高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能——电解（第2课时）电解原理的应用测试题2 鲁科版选修4.doc

第1章第2节第2课时电解原理的应用一、选择题1. 为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以al作阳极、pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下：电池：pb(s)+pbo2(s)+2h2so4(aq)=2pbso4(s)+2h2o(l)；电解池：2al+3h2oal2o3+3h2电解过程中，以下判断正确的是（ ）电池电解池ah+移向pb电极h+移向pb电极b每消耗3molpb生成1molal2o3c正极：pbo2+4h+2e=pb2+2h2o阳极：2al+3h2o-6e=al2o3+6h+d2如右图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和nacl溶液的u型管中。下列分析正确的是（ ）ak1闭合，铁棒上发生的反应为2h2eh2bk1闭合，石墨棒周围溶液ph逐渐升高ck2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法dk2闭合，电路中通过0.002na个电子时，两极共产生0.001mol气体3下列说法正确的是（ ）a工业上常通过电解熔融的mgo冶炼金属镁b应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变c用惰性电极电解na2so4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1：2d在铁上镀铜，应选用铜作阴极4金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量fe、zn、cu、pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍。电解时，下列有关叙述正确的是（已知氧化性fe2+ni2+cu2+）（ ）a阳极发生还原反应，其电极反应式：ni2+ + 2e = nib电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等c电解后，电解槽底部的阳极泥中主要有cu和ptd电解后，溶液中存在的金属阳离子只有fe2+ 和zn2+5将如图所示实验装置的k闭合，下列判断正确的是( )a电子沿znabcu路径流动bcu电极上发生还原反应c片刻后甲池中c(so)增大d片刻后可观察到滤纸b点变红色6某小组设计电解饱和食盐水的装置如图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是（ ）石墨铜 含酚酞的饱和食盐水直流电源 a石墨电极附近溶液呈红色b铜电极上发生还原反应c溶液中的na+向石墨电极移动d铜电极附近观察到黄绿色气体7如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是（ ）a石墨是阴极 b两个铜片上都发生氧化反应c两个番茄都形成原电池 d锌片是负极8如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，下列说法正确的是（ ）a锌片是负极b两个铜片上都发生氧化反应c石墨是阴极d两个番茄都形成原电池9用石墨作电极，电解1mol/l下列物质的溶液，溶液的ph值保持不变的是（ ）ahcl bnaoh cna2so4 dnacl10下列说法正确的是（ ）a铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀b铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应c电解alcl3、fecl3、cucl2的混合溶液时阴极上依次析出cu、fe、ald电解食盐水一段时间后，可通入一定量的hcl气体来恢复原溶液11a、b、c是三种金属，根据下列、两个实验：将a与b浸在稀硫酸中用导线相连，a上有气泡逸出，b逐渐溶解；电解物质的量浓度相同的a2+、c2+盐溶液时，阴极上先析出c（使用惰性电极）。确定它们的还原性强弱顺序为（ ）aabcb b. bcac c. cabd d.bac12下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是（ ）13用惰性电极电解cuso4和nacl的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是（ ）ah2和cl2 bcu和cl2 ch2和o2 dcu和o214下列描述中，不符合生产实际的是（ ）a电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极b电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极c电解饱和食盐水制烧碱，用石墨作阳极d在镀件上电镀锌，用锌作阳极二、非选择题15. 水银法电解食盐水是氯碱工业发展进程中的重要里程碑，以制得碱液纯度高、质量好而著称，其生产原理示意图如下。按要求回答问题：(1)电解器中阳极的电极反应式为_；(2)当阳极产生3.36 l(标准状况)气体时，解汞室中生成naoh的质量为_。16. 下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的ki溶液、足量的cuso4溶液和k2so4溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加32 g。据此回答问题：(1) 电源的n端为_极；(2) 电极b上发生的电极反应为_；(3) 电极f上生成的气体在标准状况下的体积_；(4) 电解开始时，在甲烧杯的中央，滴几滴淀粉溶液，你能观察到的现象是_；(5) 电解前后溶液的ph变化情况，（填增大、减小或不变）甲溶液_，乙溶液_。17. 能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。（1）在25、101kpa时，16gch4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.3kj，则ch4燃烧的热化学方程式为_；（2）已知：c(s)+o2(g)co2(g)；h=437.3 kjmol1h2（g）+o2（g）h2o（g）；h=285.8 kjmol1co（g）+o2（g）co2（g）；h=283.0 kjmol1则煤气化反应c(s)+h2o(g)co(g)+h2(g) 的焓变h=_kjmol1；（3）如图所示组成闭合回路，其中甲装置中ch4为负极，o2为正极，稀土金属材料为电极，以koh溶液为电解质；乙装置中a、b为石墨，b极上有红色物质析出，cuso4溶液的体积为400ml。装置中气体a为_（填“ch4”或“o2和co2”），d极上的电极反应式为_；乙装置中a极上的电极反应式为_，若在a极产生224ml（标准状况）气体，则甲装置中消耗ch4_ml（标准状况），乙装置中所得溶液的ph=_；（忽略电解前后溶液体秋变化）如果乙中电极不变，将溶液换成饱和na2so4溶液，当阴极上有a mol气体生成时，同时有w g na2so410h2o晶体析出，若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为_（用含w、a的表达式表示，不必化简）。18. （一）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。（1）如图为电解精炼银的示意图，_（填“a”或“b”）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为_；（2）为处理银器表面的黑斑（ag2s），可将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，ag2s转化为ag，该过程依据的是电化学中的_原理（填“原电池”或“电解池”），食盐水的作用为_。(二)fecl3具有净水作用，但腐蚀设备，所以工业上常选用电浮选凝聚法处理污水其原理是保持污水的ph在5.06.0之间，通过电解生成fe（oh）3沉淀某课外小组用电浮选凝聚法处理污水，设计如图所示装置示意图。（3）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：_，_；（4）该燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，ch4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极，负极电极反应式为_。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分a物质参加循环（如图），a物质的化学式是_。参考答案1【答案】bd【解析】a、电池：根据原电池的工作原理，阳离子移向正极，根据电池总电极反应式，pb的化合价升高，pb作负极，pbo2作阳极，h移向pbo2电极；电解池：阳离子移向阴极，即h移向pb电极，故错误；b、电池：pb电极反应式为pbso422e=pbso4；电解池：2al6oh6e=al2o33h2o，通过电子量相等，因此存在3pb6eal2o3，每消耗3molpb，生成1molal2o3，故正确；c、电池正极反应式为：pbo2 4h so42 2e = pbso4 2h2o，电解池阳极反应式为：2al 6oh6e = al2o3 3h2o，故错误；d、pb电极反应式为：pb so422e = pbso4，负极增量增大，电解池中pb电极反应式2h2o 2e = h2 2oh，pb电极质量不变，故正确。 2【答案】b【解析】a、闭合k1，构成原电池，发生吸氧腐蚀，铁棒作负极，发生fe2e=fe2，故错误；b、闭合k1，石墨作正极，发生o22h2o4e=4oh，c(oh)增大，碱性增强，ph升高，故正确；c、闭合k2构成电解池，铁棒连接电源的负极，作阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，故错误；d、闭合k2，阳极反应式：2cl2e=cl2，阴极反应式2h2e=h2，通过0.002mol电子，阳极上产生0.001mol，阴极上产生0.001mol气体，两极共产生0.002mol气体，故错误。3【答案】b【解析】a、因为氧化镁的熔点非常高，由固体转化成熔融状态，消耗很多的能量，因此工业上常电解氯化镁，冶炼金属镁，故错误；b、盖斯定律：对一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，因此可以利用盖斯定律，计算某些难以直接测量的反应焓变，故正确；c、阴极反应式：2h2e=h2，阳极反应式4oh4e=o22h2o，根据电子守恒，阴阳两极产物的物质的量之比为2：1，故错误；d、根据电镀的原理，铁做阴极，铜作阳极，故错误。4【答案】c【解析】a、根据电解原理，阳极上失去电子，化合价升高，发生氧化反应，故错误；b、精炼中粗金属作阳极，活动性金属作阳极，根据金属活动性，金属性强的先失电子，因此先是zn2e=zn2，阴极是ni22e=ni，因此电解过程中阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，故错误；c、根据氧化性，推出ni比cu活泼，ni失电子，cu不失电子，阳极泥是cu和pt，故正确；d、精炼时，电解液是含有ni2的，因此电解后金属阳离子除含有fe2、zn2外，还含有ni2，故错误。5【答案】b【解析】a、闭合k构成原电池，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，根据原电池工作原理，电子从zn流出，达到a，在滤纸上没有电子的通过，只有阴阳离子的定向移动，电子从b流向cu，故错误；b、根据选项a的分析，cu作正极，根据原电池的工作原理，正极上发生还原反应，故正确；c、盐桥的作用是形成闭合回路，平衡两烧杯的电荷守恒，因此cl流向甲池，溶液中c(so42)不变，故错误；d、滤纸相当于电解池，b接电源的正极，b作阳极，发生电极反应式为4oh4e=2h2oo2，a接电源的负极，作阴极，电极反应式为2h2o2e=h22oh，因此a极变红，故错误。6【答案】b【解析】a、根据信息，通电后两极均有气泡产生，说明铜作阴极，石墨作阳极，发生的电极反应式为2cl2e=cl2，溶液不会变红，故错误；b、根据选项a的分析，铜作阴极，电极反应式为2h2e=h2，化合价降低，发生还原反应，故正确；c、根据电解原理，阳离子向阴极移动，即na向铜极移动，故错误；d、根据选项a的分析，应在石墨电极附近观察到黄绿色气体，故错误。7【答案】d【解析】a、根据原电池构成条件，左边番茄是原电池，右边番茄是电解池，锌比铜活泼，因此锌作负极，铜作正极，石墨与电源的正极相连，石墨作阳极，故错误；b、左边番茄上的铜作正极，发生还原反应，右边番茄上的铜作阴极，发生还原反应，故错误；c、根据选项a的分析，故错误；d、根据选项a的分析，故正确。8【答案】a【解析】a、锌比铜活泼，左边为原电池，锌为负极，故正确；b、左边番茄铜作正极，发生还原反应，右边番茄铜连接电源的负极，为阴极，化合价降低，发生还原反应，故错误；c、石墨连接正极，做阳极，故错误；d、左边为原电池，右边为电解池，故错误。9【答案】c【解析】a、电解盐酸，发生电解反应：2hclh2cl2，ph增大，故错误；b、电解naoh实际上电解h2o，c(oh)增大，ph增大，故错误；c、硫酸钠的水溶液显中性，电解na2so4溶液，实际上电解h2o，ph不变，故正确；d、电解nacl溶液，2nacl2h2o2naohh2cl2，溶液的ph增大，故错误。10【答案】d【解析】a、铁比铜活泼，铁作负极，铜作正极，构成原电池，加速铁的腐蚀，故错误；b、铅蓄电池负极电极反应式为pbso422e=pbso4，发生氧化反应，充电时阳极反应式pbso42h2o2e=pbo24hso42，发生氧化反应，故错误；c、根据电解原理的放电顺序，工业上电解熔融状态下氧化铝得到铝单质，故错误；d、2nacl2h2o2naohh2cl2，因此加入一定量的盐酸，能够恢复到原来的状态，故正确。11【答案】d【解析】根据原电池的工作原理，a上有气泡逸出，说明a为正极，b为负极；根据电解原理，氧化性强的先得电子，即c2a2，根据单弱离强，因此金属性ac，综上所述金属性强弱：bac，故选项d正确。12【答案】b【解析】a、发生znh2so4=znso4h2，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，正极反应式：2h2e=h2，故错误；b、cu连接电源的正极，cu作阳极，电极反应式为4oh4e=2h2oo2，故正确；c、发生电极反应式fe2h=fe2h2，铜作正极，电极反应式为2h2e=h2，故错误；d、铜连接电源的负极，铜作阴极，反应式2h2e=h2，故错误。13【答案】b【解析】根据电解原理，阳离子放电顺序是cu2hna，阴离子放电顺序是clohso42，开始时阴极反应式cu22e=cu，阳极反应式：2cl2e=cl2，故选项b正确。14【答案】a【解析】a、根据电解的原理，活动性金属作阳极，活动性金属先失电子，fe2e=fe2，然后fe2得电子转变成fe，铝单质中混有铁单质，不切合实际，故正确；b、精炼铜中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，切合实际，故错误；c、电解饱和食盐水，石墨作阳极，产生naoh、氢气和氯气，切合实际，故错误；d、电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，电解液含镀层金属，切合实际，故错误。15【答案】 2cl2e=cl2 12 g【解析】(1)电解器中阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2cl-2e-=cl2，故答案为：2cl-2e-=cl2；(2)依据电解反应的化学方程式：2nacl+2h2o2naoh+h2+cl2，当阳极产生3.36l(标准状况)即0.15molcl2时，解汞室中生成naoh的物质的量是0.3mol，质量为质量为12g，故答案为：12g。16【答案】 正 ）2i-2e-= i2 5.6 l 溶液变蓝 增大 减小【解析】考查电解原理，（1）乙装置电解是cuso4溶液，c电极质量增加，发生cu22e=cu，因此c电极为阴极，d电极为阳极，即m为负极，n为正极；（2）甲装置是电极ki溶液，b电极为阳极，因此电极反应式为2i2e=i2；（3）丙装置电解k2so4溶液，f电极为阳极，电极反应式为4oh4e=o22h2o，因此有2cu4eo2，产生氧气的物质的量为32/(642)mol=0.25mol，体积为0.2522.4l=5.6l；（4）根据问题(2)，甲装置产生i2，碘单质能使淀粉变蓝；（5）甲溶液中电解反应式为i2h2oi2h22oh，因此甲溶液的ph增大，乙溶液电解反应式为2cu22h2o2cuo24h，c(h)增大，ph减小。考查电解原理时，首先看清楚电极的材料，然后利用电解原理进行判断，进行计算时，像本题（3）常常建立关系式进行求解。17【答案】 （1）ch4(g)+2o2(g)co2(g)+2h2o(l) h=890.3kjmol1 （2）+131.5 （3）ch4 （4）o2+4e+2co2=2co32 （5）4oh4e=o2+2h2o （6）112 （7）1 （8）100%（2分）【解析】(1)16g即1molch4在氧气中燃烧生成co2和液态水，放出889kj热量，则热化学方程式为：ch4(g)+2o2(g)co2(g)+2h2o(l)h=-890.31kj/mol，故答案为：ch4(g)+2o2(g)co2(g)+2h2o(l)h=-890.31kj/mol； (2)c(s)+o2(g)co2(g)h1=-437.3kjmol-1，h2(g)+ o2(g)h2o(g)h3=-285.8kjmol-1，co(g)+ o2(g)co2(g)h=-283.0kjmol-1，依据盖斯定律-，得到：c(s)+h2o(g)co(g)+h2(g) nh=+131.5kjmol-1，故答案为：+131.5；(3)b电极上有红色物质生成，则b是阴极，所以a是阳极，c是负极、d是正极，通入甲烷的电极是负极，所以a是ch4、b是二氧化碳和氧气，d电极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为o2+4e-+2co2=2co32-，故答案为：ch4；o2+4e-+2co2=2co32-；a是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4oh-4e-=o2+2h2o；a极上生成n(o2)= =0.01mol，生成0.01mol氧气转移电子物质的量=0.01mol4=0.04mol，根据转移电子相等计算消耗甲烷体积=22.4l/mol=112ml；电池反应式为2cu2+2h2o=4kh+o2+2cu，根据方程式知，n(kh+)=4n(o2)=40.01mol=0.04mol，c(h+)=0.1mol/l，则溶液的ph=1，故答案为：4oh-4e-=o2+2h2o；112；1；电解饱和硫酸钠溶液时，阳极上析出氧气、阴极上析出氢气，所以相当