【步步高】高考化学一轮复习 62 电能转化为化学能 电解.docVIP

第二讲 电能转化为化学能电解一、选择题1关于如图所示各装置的叙述中，正确的是()a装置是原电池，总反应是：cu2fe3=cu22fe2b装置中，铁作负极，电极反应式为：fe3e=fe2c装置通电一段时间后石墨电极附近溶液红褐色加深d若用装置精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为cuso4溶液解析a项fe比cu活泼，总反应为fe2fe3=3fe2；b项fe为负极，发生的电极反应为fe2e=fe2；c项电泳时，fe(oh)3胶粒带正电移向石墨电极；d项根据电流方向，c极为粗铜，d极为纯铜。答案c2用石墨作电极电解cuso4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 ()acuso4bh2occuo dcuso45h2o解析由硫酸铜溶液的电解方程式：2cuso42h2o2cuo22h2so4可知，加入cuo才可与生成的h2so4反应生成cuso4而使电解液恢复到原浓度，故c正确。电解饱和食盐水简易装置答案c3如图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是()a电解一段时间后，往蛋壳中的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色b蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应c铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝d蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触解析碳棒为阳极：2cl2e1=cl2，铁丝为阴极：2h2e=h2。往蛋壳内的溶液中滴加酚酞后应为无色，a项错误；铁丝(阴极)应发生还原反应，b项错误；由于铁丝表面生成的气体为h2，c项错误。答案d4cu2o是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取cu2o的电解池示意图如右图所示，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 从反应中得知cu在通电时失电子，在阳极放电，发生氧化反应2cu2e2oh=cu2oh2o，另一电极(石墨)作阴极，发生还原反应，2h2e=h2，转移0.1 mol电子生成0.05 mol cu2o，故b、c、d项错。答案a5如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味的气体放出。符合这一情况的是下表中的()a极板b极板x电极z溶液a锌石墨负极cuso4b石墨石墨负极naohc银铁正极agno3d铜石墨负极cucl2解析由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源的负极，y为电源的正极。a项电解时，a极有cu附着，b极有o2放出；b项，电解时a极无质量变化；d项电解时，cl在阳极放电生成cl2，cl2为黄绿色有刺激气味的气体，与原题题意不符合。答案a6利用电解法可将含有fe、zn、ag、pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(双选)()a电解时以精铜作阳极b电解时阴极发生还原反应c粗铜连接电源负极，其电极反应是cucu22ed电解后，电解槽底部会形成含少量ag、pt等金属的阳极泥解析电解时粗铜作阳极，与电源正极相连，失电子发生氧化反应；精铜作阴极，与电源负极相连，得电子发生还原反应，b正确，a、c错误；因为在金属活动顺序表中ag、pt排在cu的后面，所以电解时ag、pt不会失电子，d正确。答案bd7常温下，某溶液中含有两种溶质nacl和h2so4，它们的物质的量之比为52，用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电解产物，可分为三个阶段。下列叙述不正确的是()a溶液ph不断增大，最后为7b阳极先析出cl2，后析出o2c阴极始终只析出h2d电解最后阶段为电解水解析由题意知溶质为nacl和h2so4且物质的量之比为52，即clh54。阳极(阴离子放电)：4cl4e=2cl2，4oh4e=o22h2o；阴极(阳离子放电)：4h4e=2h2。所以，阴极产物始终为h2；阳极先产生cl2，后产生o2；电解的最后阶段为电解水；因clh54，h2so4电离出的h反应完后，再放电的h来自水的电离，最终ph大于7。答案a8结合下图判断，下列叙述正确的是()a和中正极均被保护b和中负极反应均是fe2e=fe2c和中正极反应均是o22h2o4e=4ohd和中分别加入少量k3fe(cn)6溶液，均有蓝色沉淀解析a项，电子从负极流向正极，抑制正极失电子，所以正极均被保护。b项，中的负极反应为zn2e=zn2。c项，中的正极反应为2h2e=h2。d项，由于中负极反应产生zn2，不会与k3fe(cn)6溶液作用产生蓝色沉淀。答案a二、非选择题9右图是一个用铂丝作电极，电解稀的mgso4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的ph变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)；a管溶液由红变黄b管溶液由红变黄a管溶液不变色b管溶液不变色(2)写出a管中发生反应的反应式：_；(3)写出b管中发生反应的反应式：_；(4)检验a管中气体的方法是_；(5)检验b管中气体的方法是_；(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_。解析 该电解池a为阴极，反应式为2h2e=h2，b为阳极，电极反应式为4oh4e=o22h2o，a管附近产生oh，故溶液由红变黄，b管附近产生h溶液仍呈红色，a管附近产生的oh与mg2结合生成mg(oh)2沉淀。但停止电解后，生成的mg(oh)2与h反应，白色沉淀溶解，溶液仍呈红色。检验a管中产生的h2的方法是：用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰，证明是h2；检测b管中产生的o2的方法是：用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带火星的木条伸入试管内复燃，证明是o2。答案(1)(2)2h2e=h2(或2h2o2e=2ohh2)mg22oh=mg(oh)2(3)4oh4e=2h2oo2(写2h2o4e=4ho2同样给分)(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)阳离子na、k、cu2阴离子so、oh10a、b、c三种强电解质，它们在水中电离出的离子如右表所示：如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的a溶液、足量的b溶液、足量的c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电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的ph与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题：(1)m为直流电源的_极，b电极上发生的电极反应为_。(2)计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为_。(3)写出乙烧杯中的总反应方程式：_。(4)如果电解过程中b溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_。(5)要使丙烧杯中的c溶液恢复到原来的状态，需要进行的操作是_。解析测得乙中c电极质量增加了16 g，只有cu2能放电析出金属，其他的都不可能，而cu2只能和so结合，可以确定b为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的ph与电解时间t的关系图，可以确定a为koh或naoh，c为na2so4或k2so4。c电极上发生的反应为：cu22e=cu，即c电极为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，m为负极，n为正极。甲中为koh或naoh溶液，相当于电解h2o，b电极(阳极)为oh放电，即4oh4e=2h2oo2。当乙中有16 g cu析出时，转移的电子为0.5 mol。整个电路是串联的，故每个电极上转移的电子数是相等的。丙中为na2so4或k2so4溶液，相当于电解水，由方程式2h2o2h2o2可知，当整个反应中转移0.5 mol电子时，e电极上生成的h2为0.25 mol，标准状况下的体积为0.25 mol22.4 lmol15.6 l。此时丙烧杯中消耗水0.25 mol，若要恢复到原来的状态，需要向烧杯中加4.5 g水。答案(1)负4oh4e=2h2oo2(2)5.6 l(3)2cuso42h2o2cuo22h2so4(4)能，因为cuso4溶液已转变为h2so4溶液，反应变为电解水的反应(5)向丙烧杯中加4.5 g水11如下图装置所示，c、d、e、f、x、y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，a、b为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，f极附近呈红色。请回答：(1)b极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中x极附近的颜色逐渐变浅，y极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向y极移动。(2)若甲、乙装置中的c、d、e、f电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则h应该是_(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的ph是13时(此时乙溶液体积为500 ml)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的ph_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)若将c电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是_。解析(1)f极附近呈红色，说明f是阴极，e是阳极，则a为正极，b为负极。甲中因cu2放电使溶液颜色变浅。丁中y极附近颜色变深，说明fe(oh)3胶粒向阴极移动，即fe(oh)3胶粒带正电荷。(2)c、d、e、f的电极产物分别为o2、cu、cl2、h2，由于电路中通过的电量相等，所以其物质的量之比为1222。(3)乙中溶液ph13，生成n(naoh)0.1 moll10.5 l0.05 mol，电路中通过的电子的物质的量为0.05 mol，所以丙中镀件上析出银0.05 mol108 gmol15.4 g。(4)当活性金属作阳极时，金属先于溶液中的阴离子放电而溶解，故甲中发生反应的离子方程式为fecu2fe2cu。答案(1)负极逐渐变浅氢氧化铁胶体粒子带正电荷(2)1222(3)镀件agno35.4 g变小(4)fecu2cufe212钒(v)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。(1)v2o5是接触法制硫酸的催化剂。一定条件下，so2与空气反应t min后，so2和so3物质的量浓度分别为a moll1和b moll1，则so2起始物质的量浓度为_moll1；生成so3的化学反应速率为_mol(lmin)1。工业制硫酸，尾气so2用_吸收。(2)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。当左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，其电极反应式为_。充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由_色变为_色。放电过程中氢离子的作用是_和_；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(h)的变化量为_。解析(1)根据2so2o22so3和s原子守恒，so2的起始浓度为(ab)moll1；根据化学反应速率计算公式v(so3) mol(lmin)1；工业制硫酸的尾气so2一般用氨水吸收。(2)根据图示该装置，左边为电解池的阳极或原电池的正极，右边为电解池的阴极或原电池的负极。当左槽溶液由黄变蓝，