2011高考化学一轮复习《电解原理及其应用》本章综合提升 人教大纲版

用心 爱心 专心1 第五节第五节 电解原理及其应用电解原理及其应用 1 用石墨作电极 分别电解下列各物质的溶液 CuCl2 CuSO4 NaBr NaNO3 盐酸 H2SO4 KOH 其中只有水被电解的有 A B C D 解析 只有水被电解即是在阴极上 H 放电 溶液中阳离子是较活泼的金属离子 同 时在阳极上 OH 放电 溶液中含有含氧酸根离子或 F 答案 C 2 2010 南京调研 能够使反应 Cu 2H2O Cu OH 2 H2 发生的是 A 用铜片作阴 阳电极 电解氯化铜溶液 B 用铜片作阴 阳电极 电解硫酸钾溶液 C 铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀 D 铜片作原电池的负极 碳棒作原电池的正极 氯化钠作电解质溶液 解析 本题考查电化学知识 综合运用电化学原理和实验设计 由于该反应不能自 发进行 因此只能将该反应设计成电解池 排除 C D 两项 A 项中用 CuCl2溶液 相当于电镀 答案 B 3 用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液 通电一段时间后 向所得溶液中加入 0 4 mol 氧化铜后恰好恢复至电解前的浓度 则电解过程中转移电子的物质的 量是 A 1 6 mol B 1 2 mol C 0 8 mol D 0 4 mol 解析 根据电解 CuSO4的方程式 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4可 通电 知若 加入 2 mol CuO 可以复原 则对应说明电解过程中转移 4 mol 电子 现加入 0 4 mol CuO 恰如复原 则说明转移了 0 8 mol 电子 答案 C 4 已知蓄电池在充电时作电解池 放电时作原电池 铅蓄电池上有两个接线柱 一个接 线柱旁标有 另一个接线柱旁标有 关于标有 的接线柱 下列说 法中正确的是 A 充电时作阳极 放电时作正极 B 充电时作阳极 放电时作负极 C 充电时作阴极 放电时作负极 D 充电时作阴极 放电时作正极 解析 对于蓄电池 充电和放电过程中发生的电极反应相反 铅蓄电池标有 的 用心 爱心 专心2 接线柱 表示原电池的正极 放电时该极发生还原反应 当充电时 该极发生氧化反 应 因此标有 的接线柱 充电时作阳极 答案 A 5 个别电解水设备推销商进行下列电解水实验 将纯净水与自来水进行对比 当电解器 插入纯净水和自来水中通电数分钟后 纯净水颜色无变化或略显黄色 而自来水中却 冒出气泡并生成红褐色或灰绿色的絮状物 推销商趁此解释说自来水中含有对人体有 毒有害的物质 长期饮用对身体有害 有关专家解释说 推销商用科学知识诱骗消费 者 推销商做实验时用铁棒和铝棒作电极 下列判断错误的是 A 推销商做实验时 用铁棒作阳极 B 电解纯净水和自来水时的现象不同是因为纯净水和自来水所含电解质溶液浓度不 同 C 铝棒电极发生的电极反应为 Al 3e Al3 D 电解自来水时出现 红褐色或灰绿色的絮状物 是因为产生了铁的氢氧化物 解析 自来水与纯净水的差异在于自来水导电性强 电解现象明显 铁棒连接电源的 正极 Fe 失去 2 个电子成为亚铁离子 发生氧化反应 而铝棒连接电源负极 铝不 参 加反应 该电极发生的反应为 2H2O 2e H2 2OH 产物为氢气和氢氧根 离 子 氢氧根离子与阳极产生的亚铁离子形成 Fe OH 2沉淀 该沉淀不稳定 易被氧气 氧化为红褐色的 Fe OH 3沉淀 答案 C 6 某学生欲完成反应 2HCl 2Ag 2AgCl H2 而设计了下列四个实验 你认为可 行的是 解析 题给反应是一个不能自发进行的氧化还原反应 必须借助电解手段才能使之发 生 B D 两装置不是电解池 显然不能使之发生 A 装置是电解池 但 Ag 棒作阴 极 而不参与反应 其电解池反应不是题给反应 A 装置不能使题给反应发生 C 装置是 电解池 Ag 棒作阳极而参与反应 其电解池反应是题给的反应 C 装置能使题给的 反应发生 答案 C 用心 爱心 专心3 7 2008 全国理综 右图为直流电源电解稀 Na2SO4水溶液的装置 通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加一滴石蕊溶液 下列实 验现象中正确的是 A 逸出气体的体积 a 电极的小于 b 电极的 B 一电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气味气体 C a 电极附近呈红色 b 电极附近呈蓝色 D a 电极附近呈蓝色 b 电极附近呈红色 解析 电解 Na2SO4溶液其实质是电解水 a 与电源负极相连为电解池的阴极 H2O 电离产生的 H 在该极获得电子产生 H2 同时生成 OH 2H2O 2e H2 2OH 产生的 OH 与石蕊作用呈蓝色 b 与电源正极相连为电解池的阳极 H2O 电离产生 的 OH 在该极失去电子产生 O2 同时生成 H H2O 2e O2 2H 产生 1 2 的 H 与石蕊作用呈红色 答案 D 8 2010 南京期末 用惰性电极电解 2 L 1 0 mol L CuSO4溶液 在电路中通过 0 5 mol 电子后 调换正负极继续电解 电路中通过了 1 mol 电子 此时溶液中 c H 为 假 设 体积不变 A 1 5 mol L B 0 75 mol L C 0 5 mol L D 0 25 mol L 解析 调换正负极前后电极反应式如下 前Error Error 后Error Error 故电路中转移的 1 5 mol 电子中 只有 1 mol 由 OH 放电产生 即消耗的 n OH 1 mol 即溶液中积累的 n H 1 mol 则 c H 0 5 mol L 答案 C 9 按图甲装置进行实验 若图乙中横坐标 x 表示通过电极的电子的物质的量 下列叙 述正确的是 A F 表示反应生成 Cu 的物质的量 B E 表示反应实际消耗 H2O 的物质的量 用心 爱心 专心4 C E 表示反应生成 O2的物质的量 D F 表示反应生成 H2SO4的物质的量 解析 电解实质为 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 则每通过 4 通电 mol e 生成 Cu 2 mol O2 1 mol 耗 H2O 2 mol 生成 H2SO4 2 mol 答案 B 10 下列关于铜电极的叙述 不正确的是 A 电池反应为 2Ag Cu 2Ag Cu2 的原电池中 铜作负极 B 电解法精炼粗铜时 精铜作阴极 C 电解饱和食盐水制 H2 Cl2 NaOH 时 铜作阳极 D 在镀件上镀铜时 铜作阳极 解析 铜和银离子组成的原电池中 铜作负极 被氧化 A 正确 电解精炼铜时 粗铜作阳极 精铜作阴极 B 正确 电解饱和食盐水时用铜作阳极 铜会被氧化生 不成 Cl2 电镀铜时 铜作阳极 镀件作阴极 D 正确 答案 C 11 工业上为了处理含有 Cr2O72 的酸性工业废水 采用下面的处理方法 往工业废水 中 加入适量的 NaCl 以 Fe 为电极进行电解 经过一段时间 有 Cr OH 3和 Fe OH 3 沉淀生成 工业废水中铬的含量已低于排放标准 请回答下列问题 1 两极发生的电极反应式Error Error 2 写出 Cr2O72 变为 Cr3 的离子方程式 3 工业废水由酸性变为碱性的原因是 4 填 能 或 不能 改用石墨电极 原因是 解析 本题除铬的思路 Cr2O72 Cr3 Cr OH 3 电解时阳极被氧化 还原剂 OH 而 生成 Fe2 Fe2 显然是还原剂 将 Cr2O72 还原为 Cr3 本身被氧化为 Fe3 反应 式 为 Cr2O72 6Fe2 14H 2Cr3 6Fe3 7H2O 该反应消耗了溶液中的 H 另外阴极 H 放电生成氢气 又会使溶液中的 OH 浓度增大 完成了工业废水从弱 酸 性到碱性的转变 进而发生了如下的离子反应 Cr3 3OH Cr OH 3 铬被除 去 Fe3 3OH Fe OH 3 答案 1 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 用心 爱心 专心5 2 Cr2O72 6Fe2 14H 2Cr3 6Fe3 7H2O 3 H 不断放电 Cr2O72 与 Fe2 反应时消耗 H 打破了水的电离平衡 使溶液中 c OH c H Cr3 Cr3 Cr OH 3 而除去铬 12 在如图用石墨作电极的电解池中 放入 500 mL 含一种溶质 的某蓝色溶液进行电解 观察到 A 电极表面有红色的固态物 质生成 B 电极有无色气体生成 当溶液中的原有溶质完全 电解后 停止电解 取出 A 电极 洗涤 干燥 称量 电极 增重 1 6 g 请回答下列问题 1 B 电极发生反应的电极反应式 2 写出电解时反应的离子方程式 3 电解后溶液的 pH 为 要使电解后溶液恢复到电解前的状态 则需加入 其质量为 g 假设电解前后溶液的体积不变 4 请你设计实验确定原溶液中可能含有的酸根离子 要求 提出两种可能的假设 分别写出论证这两种假设的操作步骤 实验现象和实验结论 假设一 假设二 解析 1 蓝色溶液含 Cu2 A 电极有红色固体物质生成 则析出 Cu 为阴极 B 电极为阳极 析出 O2 电极反应式为 4OH 4e 2H2O O2 2 2Cu2 2H2O2Cu O2 4H 通电 3 当溶液中溶质完全电解时 得 n Cu 0 025 mol 此时溶液中 c H 1 6 g 64 g mol 0 1 mol L pH 1 要使溶液恢复原状 应加入 CuO 0 025 mol 即 2 g 4 因为可溶性盐 电解时得 O2 酸根只有常见的 SO42 和 NO3 应从这两个角度 去 鉴定 答案 1 4OH 4e 2H2O O2 2 2Cu2 2H2O2Cu O2 4H 通电 3 1 CuO 2 4 假设原溶液中的酸根离子是 SO42 取电解后的溶液 向其 中 加入 BaCl2溶液 若有白色沉淀生成 则原溶液中所含的酸根离子是 SO42 假设原溶液中的酸根离子是 NO3 取电解后的溶液 向其中加入铜 微热 若 铜 溶解 并有无色气体生成 且在空气中变为红棕色 则原溶液中所含的阴离子是 NO3 用心 爱心 专心6 13 2010 敦煌期末 X Y Z W 为按原子序数由小到大 排列的四种短周期元素 已知 X 可分别与 Y W 形成 X2Y X2Y2 XW 等 共价化合物 Z 可分别与 Y W 形成 Z2Y Z2Y2 ZW 等离子化合物 请回答 1 Z2Y 的化学式是 2 Z2Y2与 X2Y 反应的化学方程式 3 如图所示装置 两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的 ZW 饱和溶液 C C 为多孔石墨电极 接通 S1后 C 附近溶液变红 两玻璃管中有气体生成 一段时间后 两玻璃管中 液面未脱离电极 断开 S1 接通 S2 电流表的指针发生偏转 此时 C 的电极 名称是 填 正极 或 负极 C 的电极反应式是 4 铜屑放入稀 H2SO4中不发生反应 若在稀 H2SO4中放入 X2Y2 铜屑逐渐溶解 该反应的离子方程式是 解析 由 X Y Z W 为原子序数由小到大的四种短周期元素和 知 X 为 H Y 为 O Z 为 Na W 为 Cl 则 Z2Y 为 Na2O Z2Y2与 X2Y 的反应方程式为 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 接通 S1后电解饱和 NaCl 溶液 C 附近变红 说明发生反应 2H 2e H2 c OH 增大 而 C 极应为 2Cl 2e Cl2 当断开 S1接通 S2后 构成了由 H2和 Cl2及溶液形成的原电池 H2失电子为负极 Cl2所在极 C 为正极 电极式为 Cl2 2e 2Cl 铜屑与稀 H2SO4不反应 加 入 X2Y2 即 H2O2后由于 H2O2具有强氧化性 所以铜屑溶解 答案 1 Na2O 2 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 3 负极 Cl2 2e 2Cl 4 Cu H2O2 2H Cu2 2H2O 14 如下图 通电 5 min 后 电极 5 质量增加 2 16 g 回答 1 电源 a 是 极 b 是 极 A 池电极反应 电极 用心 爱心 专心7 1 电极 2 C 池电极反应 电极 5 电极 6 2 如果 B 池中共收集到 224 mL 气体 标准状况 且溶液体积为 200 mL 设电解过 程中溶液体积不变 则通电前溶液中 Cu2 的物质的量浓度为 解析 1 因 C 池中电极 5 质量增加 说明电极 5 为阴极 Ag 得电子 电极 6 为 阳极 又为 Cu 电极 故 Cu 失电子 电源 a 极为负极 b 极为正极 A 池中电极 1 为阴极 H 得电子 电极 2 为阳极 且为惰性电极 故 Cl 失去电子 2 流经电路的电子的物质的量为 0 02 mol 若 B 池中 CuSO4足量 其电极反应方程式 2 16 g 108 g mol 1 为 2CuSO4 2H2O4e 2Cu O2 2H2SO4 通电 可知每转移 0 02 mol 电子 生成 O2标准状况下的体积为 mol 22 4 L mol 1 0 112 L 112 mL 而实得气体 224 mL 说明 B 池中 0 02 4 CuSO4不足 电极 3 上除生成 Cu 外 还有 112 mL H2生成 根据电子得失守恒 关系列式如下 n Cu 2 2 0 02 mol 0 112 L 22 4 L mol 1 n Cu 0 005 mol c CuSO4 0 025 mol L 0 005 mol 0 2 L 答案 1 负 正