高优指导高三化学一轮复习 第6单元 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能电解考点规范练 鲁科版.doc

电能转化为化学能电解(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2014海南化学)以石墨为电极,电解ki溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()a.阴极附近溶液呈红色b.阴极逸出气体c.阳极附近溶液呈蓝色d.溶液的ph变小答案:d解析:惰性电极电解碘化钾溶液,阴极氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧化钾,因此溶液变红(碱使酚酞变红),a、b说法正确;阳极产生碘单质,碘使淀粉变蓝,c说法正确;阴极氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧化钾,碱性增强,d说法错误。2.利用如图所示装置,当x、y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是()a.氯碱工业中,x、y均为石墨,x附近能得到氢氧化钠b.铜的精炼中,x是纯铜,y是粗铜,z是cuso4c.电镀工业中,x是待镀金属,y是镀层金属d.外加电流的阴极保护法中,y是待保护金属答案:d解析:电解饱和食盐水时,阴极区得到h2和naoh;铜的电解精炼时,应用粗铜作阳极、纯铜作阴极;电镀时,应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。3.(2015广西南宁模拟)一定条件下,利用如图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法中正确的是()a.外电路电子的移动方向:a电源bb.气体x在反应中通常体现还原性c.电极d为惰性电极,e为活泼电极d.电极d的电极反应式为c6h6+6h+6e-c6h12答案:d解析:a项,由图示知,电极d是苯得到电子发生还原反应生成环己烷,即该电极是电解池的阴极,所以a是电源的负极,所以外电路电子流动方向:b电源a,错误;b项,电极e附近oh-失去电子发生氧化反应生成o2,o2在反应中通常体现氧化性,错误;c项,若e是活泼电极,则阳极是电极先放电而得不到o2,错误。第3题图第4题图4.若用如图所示装置(x、y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中所列各项对应关系均正确的一组是()选项电源x极实验前u形管中液体混合溶液通电后现象或结论a正极na2so4溶液u形管两端滴入酚酞后,a管中呈红色b正极agno3溶液b管中电极反应式是4oh-4e-2h2o+o2c负极kcl和cucl2相同条件下,a、b两管中产生的气体总体积可能相等d负极fe(oh)3b管中液体颜色加深答案:c解析:a项电解na2so4溶液,a为阳极,oh-失电子破坏水的电离平衡,阳极周围呈酸性,不会使酚酞变红;b项电解硝酸银溶液,a为阳极,电极反应式为4oh-4e-2h2o+o2,b为阴极,电极反应式为ag+e-ag,b项错误;c项电解kcl和cucl2的混合溶液,先电解cucl2,再电解kcl,随着反应的进行,继续电解则为电解水,阳极依次生成cl2、o2,阴极依次生成cu和h2,两极产生气体的总体积可能相等,c项正确;d项为电泳,fe(oh)3胶粒带正电,向阴极移动,a管颜色加深。5.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()a.a为正极,b为负极;naclo和naclb.a为负极,b为正极;naclo和naclc.a为阳极,b为阴极;hclo和nacld.a为阴极,b为阳极;hclo和nacl答案:b解析:电解饱和nacl溶液的反应为2nacl+2h2o2naoh+h2+cl2,为使cl2完全被naoh溶液吸收,因此b端为电源的正极,a端为负极。6.(2015山东调研)某兴趣小组设计如图实验装置。实验时,先断开k2,闭合k1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开k1,闭合k2,发现电流表指针偏转。下列有关描述正确的是()a.断开k2,闭合k1时,铜电极为阳极b.断开k2,闭合k1时,石墨电极附近溶液变红c.断开k1,闭合k2时,铜电极发生还原反应d.断开k1,闭合k2时,石墨电极作正极导学号95380246答案:d解析:由题意断开k2,闭合k1时,两极均有气泡生成,确定电源左侧为正极,右侧为负极,石墨为阳极,cu为阴极,阳极的电极反应为2cl-2e-cl2,不能使酚酞变红,故a、b选项都错;断开k1,闭合k2时,形成原电池,cu为负极,发生氧化反应,h2+2oh-2e-2h2o,石墨为正极,发生还原反应,cl2+2e-2cl-,故c项错误,d项正确。7.(2015四川成都检测)如图所示,x、y、q、w都是惰性电极,将电源接通后,w极附近颜色逐渐加深。下列说法中不正确的是()a.电源的m极为正极b.甲装置中溶液的ph减小c.甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为11d.欲用乙装置给铜镀银,u极应该是ag,电镀液选择agno3溶液答案:c解析:w极附近颜色逐渐加深,说明通电时氢氧化铁胶粒移向该电极,即w连接电源的负极,则m为正极,n为负极,a项正确;通电时,甲装置中总反应为2cuso4+2h2o2cu+2h2so4+o2,甲装置中溶液的ph减小,n(o2)n(cu)=12,b项正确,c项错误;电镀时镀层金属作阳极,即u极应该是ag,电镀液为agno3溶液,d项正确。8.(2015浙江理综)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解h2o-co2混合气体制备h2和co是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是()a.x是电源的负极b.阴极的电极反应式是h2o+2e-h2+o2-co2+2e-co+o2-c.总反应可表示为h2o+co2h2+co+o2d.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11答案:d解析:h2o、co2混合气体制备h2和co时,氢元素及碳元素的化合价降低,h2o和co2发生还原反应,则该极为阴极,连接电源的负极,a选项正确;因电解质是金属氧化物,故该过程中可以传递o2-,则阴极反应为h2o+2e-h2+o2-,co2+2e-co+o2-,b选项正确;图中阳极放出的是o2,2o2-4e-o2,则总反应方程式为h2o+co2h2+co+o2,c选项正确;从总反应方程式看,阴极和阳极生成的气体的物质的量之比是21,d选项错误。9.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示。已知海水中含na+、cl-、ca2+、mg2+、s等离子,电极为惰性电极。下列叙述中正确的是()a.a膜是阳离子交换膜(只允许阳离子通过)b.通电后,海水中阴离子往b电极处运动c.通电后,a电极的电极反应为4oh-4e-o2+2h2od.通电后,b电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀导学号95380247答案:d解析:由电源正、负极可知a、b分别为阳、阴极,电解池阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,所以a、b选项均错;阳极是cl-失电子,c选项错误;阴极2h+2e-h2,溶液中oh-浓度增大,与mg2+生成mg(oh)2沉淀,d选项正确。10.(2013天津理综)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。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3 mol pb生成2 mol al2o3c正极:pbo2+4h+2e-pb2+2h2o阳极:2al+3h2o-6e-al2o3+6h+d答案:d解析:电池中h+移向正极即pbo2电极,电解池中h+移向阴极即pb电极,a错误;每消耗3 mol pb转移6 mol e-,生成1 mol al2o3,b错误;电池正极反应式为pbo2+4h+s+2e-pbso4+2h2o,电解池中阳极反应为2al+3h2o-6e-al2o3+6h+,c错误;d中电池中负极上pb生成pbso4使其质量增大,电解池中阴极上h+生成h2,pb电极质量无变化,d正确。二、非选择题(本题包括4小题,共50分)11.(12分)(1)(2013山东理综)右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)(2014全国新课标)h3po2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):写出阳极的电极反应式:。分析产品室可得到h3po2的原因:。早期采用“三室电渗析法”制备h3po2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用h3po2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有杂质,该杂质产生的原因是。答案:(1)an+2h+e-no2+h2o(2)2h2o-4e-o2+4h+阳极室的h+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的h2p穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成h3po2ph2p或h3po2被氧化解析:(1)电解精炼银时,粗银连接在电源正极上,作阳极,电极本身放电溶解,精银连接到电源负极上,作阴极。由图可知,b极为电解池阴极,发生反应为ag+e-ag,若该电极产生红棕色气体即no2,则应发生如下电极反应:n+2h+e-no2+h2o。(2)中应该从闭合回路的角度,阴、阳离子的流向分析;注意阳极反应生成o2,o2具有氧化性,h3po2和h2p均具有还原性,二者会被o2氧化生成p。12.(12分)(1)用电解法制取镁时,若原料氯化镁含有水时,在电解温度下,原料会形成mg(oh)cl,并发生电离反应:mg(oh)clmg(oh)+cl-。电解时在阴极表面会产生氧化镁钝化膜,此时阴极的反应为。写出电解熔融mgcl2制镁的化学方程式:。(2)最近一些科学家研究采用高质子导电性的scy陶瓷(能传递h+)实现氮的固定氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应为:n2+3h22nh3。则在电解法合成氨的过程中,应将h2不断地通入(填“正”“负”“阴”或“阳”)极;在另一电极通入n2,该电极反应为。答案:(1)2mg(oh)+2e-2mgo+h2mgcl2(熔融)mg+cl2(2)阳n2+6h+6e-2nh3解析:(1)阳离子在阴极得电子,分析mg(oh)+、mgo中mg、o元素的化合价均无变化,所以化合价降低的元素只有氢元素,即阴极还有h2生成;(2)由总反应可知生成nh3为电解池,h2失电子通入阳极,n2得电子生成nh3,可得n2+6e-2nh3,在酸性条件下用h+配平电荷。13.(12分)(1)(2015山东理综)利用lioh和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。lioh可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图装置电解制备lioh,两电极区电解液分别为lioh和licl溶液。b极区电解液为溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中li+向(填“a”或“b”)电极迁移。(2)(2015呼和浩特调研)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相结合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。图中x是(填化学式),比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小:。写出燃料电池b中正极发生的电极反应:。导学号95380248答案:(1)lioh2cl-2e-cl2b(2)cl2a%b%o2+2h2o+4e-4oh-解析:(1)b极产生h2,根据反应:2h+2e-h2,说明b极为阴极,随着电解进行,溶液中c(h+)减小、c(oh-)增大,b极附近电解液为lioh溶液,随着电解的进行,溶液中c(lioh)增大。a极为阳极,电解液为licl溶液,电极反应:2cl-2e-cl2;在电解过程中li+向阴极附近移动,即向b极迁移。(2)a中电解饱和食盐水,生成氢气、氯气、氢氧化钠,其中氢气进入燃料电池b,所以y为h2,x为cl2。生成的氢氧化钠也进入燃料电池做电解质,在燃料电池中通入空气的电极为正极,电极生成oh-,钠离子通过离子膜向右室扩散,所以氢氧化钠浓度变大。正极o2得到电子生成氢氧根离子。14.(14分)已知铅蓄电池的工作原理为pb+pbo2+2h2so42pbso4+2h2o,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题:(1)a是铅蓄电池的极,铅蓄电池正极反应式为,放电过程中电解液的密度(填“减小”“增大”或“不变”)。(2)ag电极的电极反应式是,该电极的电极产物共 g。(3)cu电极的电极反应式是,cuso4溶液的浓度(填“减小”“增大”或“不变”)。(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线,则x表示。a.各u形管中产生的气体的体积b.各u形管中阳极质量的减少量c.各