高中化学第四章电化学基础4.3.2电解原理的应用b测试新人教版.docx

第四章 电化学基础 4.3.2 电解原理的应用b基础中档稍难电解原理的应用1、2、36、9、10综合提升4、5、78、11、121.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈黄色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析：用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，发生的反应是2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，故电解一段时间后电解液呈碱性。电解时，阳极发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，在阳极附近的溶液中滴入KI溶液时，发生反应2ICl2=2ClI2，故溶液呈黄色；阴极发生还原反应：2H2e=H2，因而阴极附近的溶液呈碱性，滴入酚酞试液变红。答案：B2有关下列装置图的叙述正确的是()A若X为粗铜，Y为硫酸铜，K接N，则此装置可以精炼铜B若X为铜，Y为浓硝酸，K接M，可以形成原电池，则铁为负极C若X为锌，则无论K接M还是N，铁都能被保护D若X为银，Y为FeCl3，K接N，则此装置可以在铁上镀银解析：本题主要考查了电化学知识，意在考查考生的分析判断能力。电解精炼铜时应使用纯铜作阴极，A项错误；常温下铁遇浓硝酸钝化，所以铜作负极，B项错误；若X为锌，K接M，形成原电池，铁被保护，K接N，形成电解法，这是外接电源的阴极保护法，C项正确；若X为银，Y为FeCl3，K接N，阳极Ag失电子生成Ag，阴极Fe3得电子生成Fe2，D项错误。答案：C3Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成解析：石墨作阴极，阴极上是溶液中的H反应，电极反应为2H2e=H2，A选项正确；由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。答案：A421世纪是钛的世纪，在8001000 时电解TiO2可制得钛，装置如图所示，下列叙述正确的是()Aa为电源的正极B石墨电极上发生氧化反应C阴极发生的反应为TiO22e=Ti2O2D每生成0.1 mol钛，转移电子0.2 mol解析：由O2移动方向可知b为电源正极，A项错误；b为电源正极，石墨电极上发生氧化反应，B项正确；阴极发生的反应为TiO24e=Ti2O2，C不正确；每生成0.1 mol钛，转移电子0.4 mol，D项错误。答案：B5取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。下列说法错误的是()Ab电极是阴极Ba电极与电源的正极相连C电解过程中水是氧化剂Db电极附近溶液的pH变小解析：a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色，说明a极附近产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，b为阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，所以b极附近的pH增大。答案：D62014陕西质检根据图示回答，下列说法不正确的是()A此装置用于铁表面镀铜时，a极为铁B此装置用于电镀铜时，硫酸铜溶液的浓度不变C燃料电池中正极反应为O22e2H=H2OD若用该装置进行粗铜的精炼，当有1 mol水生成时，可得到64 g精铜解析：根据题图可知H2失电子，发生氧化反应，故通入H2一侧电极为燃料电池负极，则b极为阴极，a极为阳极，该装置用于铁表面镀铜时，铜作阳极，铁作阴极，因此a极为Cu，b极为Fe，A项错误；电镀铜时，阳极反应为Cu2e=Cu2，阴极反应为Cu22e=Cu，CuSO4溶液的浓度不变，B项正确；燃料电池中正极上O2发生还原反应，且H向正极移动参与反应，C项正确；燃料电池总反应为2H2O2=2H2O，当生成1 mol水时转移2 mol电子，根据Cu22e=Cu可知，若转移2 mol电子，则得到精铜的质量为64 g，D项正确。答案：A7电解100 mL c(H)0.30 molL1的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是()A0.10 molL1 AgB0.20 molL1 Zn2C0.20 molL1 Cu2 D0.20 molL1 Pb2解析：根据放电顺序结合转移的电子的物质的量计算出析出金属的质量。A项中，Ag先放电，H后放电，电极反应为Age=Ag,2H2e=H2，当电路中通过0.04 mol电子时，只析出0.01 mol金属银，即1.08 g。与A项类似，C项中析出金属铜0.02 mol，即1.28 g。Zn和Pb为氢前金属，故B、D两个选项中无金属析出。答案：C82014哈尔滨二模利用图中所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2。下列说法正确的是()Aa为直流电源的负极B阴极的电极反应式为2HSO2He=S2O2H2OC阳极的电极反应式为SO22H2O2e=SO4HD电解时，H由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室解析：A项，从图中左侧知，SO2转化成H2SO4，S从4价升高到6价，失去电子，则为阳极，对应的a为正极，错误；B项，得2e，错误；C项，阳极为SO2失去电子生成SO，正确；D项，H应移向阴极，错误。答案：C92014南昌调研ClO2为一种黄绿色气体，是目前国际上公认的高效、广谱、快速安全的杀菌剂。制备ClO2的新工艺是电解法。(1)如图所示用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，写出阳极产生ClO2的电极方程式：_；图中b电极为_(填“阳极”或“阴极”)。(2)电解一段时间，当阴极产生标准状况下气体112 mL时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为_ mol，阴极区pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)ClO2对污水中Fe2、Mn2、S2、CN等有明显去除效果，某工厂中污水含CN(a molL1)，现将ClO2把CN氧化成两种无毒气体，写出该反应的离子方程式：_。解析：(1)电解液中阳离子由左至右，故左边是阳极，右边是阴极(b是阴极)。(2)阴极产生的是H2，n(H2)0.005 mol，需要转移的电子为0.01 mol，通过阳离子交换膜的为H，故n(H)0.01 mol；阴极区H放电，pH变大。(3)根据电子得失守恒和原子守恒得2ClO22CN=N22CO22Cl。答案：(1)Cl5e2H2O=ClO24H阴极(2)0.01 mol变大(3)2ClO22CN=N22CO22Cl10如图，X和Y均为石墨电极。(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_；电解过程中_(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成。溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增加1.6 g。电解后溶液的pH为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)Y电极产生气体的体积为_L。请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是_；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_。解析：(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2，在阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有Cu2，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y电极上析出无色气体，应该是O2，电解离子方程式：2Cu22H2O2CuO24H。根据电解离子方程式得：n(H)2n(Cu2)20.05 mol，故溶液中c(H)0.1 molL1，溶液的pH1。要使溶液恢复到以前，可以加入CuO或CuCO3。根据电解方程式得：n(O2)n(Cu)0.0125 mol，在标准状况下的体积V(O2)22.4 Lmol10.0125 mol0.28 L。溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是SO或NO；然后利用实验进行检验。答案：(1)2Cl2H2O2OHCl2H2阴(2)1 CuO(或CuCO3) 0.28硫酸根离子 取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子 取少量待测液于试管中，加热浓缩后加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)11氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。(1)溶液A的溶质是_。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是_。(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_。(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2、Mg2、NH、SOc(SO)c(Ca2)。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是_。过程中将NH转化为N2的离子方程式是_。BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程中除去的离子有_。解析：(1)从加入原料(水含少量NaOH)可知A为浓氢氧化钠溶液；也可以从电极反应推测，右室生成H2，H得电子，OH浓度增大，Na向右移动，所以生成物为NaOH。(3)抓住信息(化学平衡移动)，分析阳极区存在的化学平衡只有Cl2与水反应。(4)由信息用溶液A(NaOH溶液)调pH11，溶液中含有Mg2，可知有沉淀Mg(OH)2生成；由信息可知NH被氧化生成N2，所以氯气是氧化剂，溶液显碱性用OH和H2O配平即可；BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)，Ba2与溶液中的SO结合生成更难溶的BaSO4，且使BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)右移，生成CO与溶液中的Ca2结合生成CaCO3，除去SO和Ca2。答案：(1)NaOH(2)2Cl2H2OH2Cl22OH(3)Cl2与水反应：Cl2H2OHClHClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出(4)Mg(OH)22NH3Cl28OH=N26Cl8H2OSO、Ca212用电解法处理高浓度重铬酸钠废水具有效果稳定可靠，操作简单，设备占地面积小，废水中的重金属离子浓度也能通过电解有所降低等优点。其处理方法是往工业废水中加入适量的食盐水(12 g/L)，铁作电极进行电解，在酸性条件下，将6价的Cr还原为3价的Cr。在电解除铬过程中，溶液的pH不断升高，使工业废水由酸性变为碱性，Cr3变成不溶性氢氧化物而被除去。其装置示意图如右，请回答下列问题。(1)若以甲醚燃料电池为直流电源(电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2)，则燃料电池中b极应通入_(填名称)气体，a极的电极反应式为_，固体电解质里O2的移动方向是移向_(填“a”或“b”)。(2)_(填“能”或“不能”)用铜作阳极，理由是_。(3)除去重铬酸根离子的离子方程式是_，当有84 g Fe参加反应时，理论上消耗甲醚_g。(4)在处理废水的过程中，溶液的pH不断升高，使废水由酸性变为碱性，原因是_和_。(5)将Cr3转变成不溶性氢氧化物的离子方程式为_，同时还有_沉淀生成。解析：本题主要考查了电化学知识，意在考查考生处理问题的能力。(1)根据装置图可知，a极为正极，b极为负极，故b极应通入甲醚，a极上O2得电子发生还原反应，电解质里O2移向负极。(2)铁作阳极时，Fe失电子生成Fe2，Fe2具有还原性，能还原重铬酸根离子，而Cu2没有还原性。(3)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O。根据转移电子数相等可计算出消耗甲醚的质量：FeFe2，CH3OCH32CO2,84 g(1.5 mol)Fe参与反应，转移3