青海省2012届高三化学 12.2 电解原理及其应用复习课时训练

用心 爱心 专心 1 12 212 2 电解原理及其应用电解原理及其应用 一 选择题 1 2008 年上海 取一张用饱和 NaCl 溶液浸湿的 pH 试纸 两根铅笔芯作电极 接通直 接电源 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 外圈呈 浅红色 则下列说法错误的是 A b 电极是阴极 B a 电极与电源的正极相连接 C 电解过程中 水是氧化剂 D b 电极附近溶液的 pH 变小 解析 根据题意 a 电极应产生 Cl2 为阳极 与电源正极相连 则 b 为阴极 D 项 中 b 电极上 H 放电 附近 OH 浓度增大 pH 变大 答案 D 2 2008 年海南 关于铅蓄电池的说法正确的是 A 在放电时 正极发生的反应是 Pb s SO aq 2e PbSO4 s 2 4 B 在放电时 该电池的负极材料是铅板 C 在充电时 电池中硫酸的浓度不断变小 D 在充电时 阳极发生的反应是 PbSO4 s 2e Pb s SO aq 2 4 解析 A 项中电池放电时正极应发生还原反应 电极反应为 PbO2 4H SO 2e PbSO4 2H2O C 项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大 D 项中 2 4 电池充电时阳极应发生氧化反应 答案 B 3 三氧化二镍 Ni2O3 可用于制造高能电池 其电解法制备过程如下 用 NaOH 调 NiCl2 溶液 pH 至 7 5 加入适量硫酸钠后进行电解 电解过程中产生的 Cl2在弱碱性条件下生成 ClO 把二价镍氧化为三价镍 以下说法正确的是 A 可用铁作阳极材料 B 电解过程中阳极附近溶液的 pH 升高 C 阳极反应方程式为 2Cl 2e Cl2 用心 爱心 专心 2 D 1 mol 二价镍全部转化为三价镍时 外电路中通过了 1 mol 电子 解析 两极的反应为阴极 2H 2e H2 阳极 2Cl 2e Cl2 Cl2 2Ni2 6OH Ni2O3 2Cl 3H2O A 项铁为活性电极 参与反 应 Cl 不能放电 不能生成 Cl2 B 项阳极 OH 被消耗 pH 下降 答案 CD 4 某同学按下图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的 是 A 电解过程中 铜电极上有 H2产生 B 电解初期 主反应方程式为 Cu H2SO4CuSO4 H2 电解 C 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出 D 整个电解过程中 H 的浓度不断增大 解析 Cu 作阳极被消耗 溶液中 H 放电在阴极析出 因此 电解后一段时间c H 减 小 当生成的 CuSO4浓度不断增大后 Cu2 在阴极放电而析出 答案 BC 5 2008 年江苏 镍镉 Ni Cd 可充电电池在现代生活中有广泛应用 已知某镍镉电池 的电解质溶液为 KOH 溶液 其充 放电按下式进行 Cd 2NiOOH 2H2OCd OH 2 2Ni OH 2 有关该电池的说法正确的是 A 充电时阳极反应 Ni OH 2 e OH NiOOH H2O B 充电过程是化学能转化为电能的过程 C 放电时负极附近溶液的碱性不变 D 放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动 解析 本题主要考查原电池的相关知识 电池的充 放电互为相反的过程 充电时 作为电解装置 电能转化为化学能 阳极发生氧化反应 电极反应为 Ni OH 2 e OH NiOOH H2O A 正确 B 错误 放电时作为原电池装置 化学能转变为电能 负极镉失去电子发生氧化反应 变为 Cd2 吸收 OH 负极周围碱性增强 所以 C D 错误 答案 A 6 如右图所示 某学生设计了一个 黑笔写红字 的趣味实验 滤纸先用氯化钠 无 色酚酞的混合液浸湿 然后平铺在一块铂片上 接通电源后 用铅笔在滤纸上写字 会出现 用心 爱心 专心 3 红色字迹 据此 下列叙述正确的是 A 铅笔端作阳极 发生还原反应 B 铂片端作阴极 发生氧化反应 C 铅笔端有少量的氯气产生 D a 点是负极 b 点是正极 解析 这是一个按照电解饱和食盐水原理设计的趣味实验 根据原理可知电极反应 式为 阴极 2H2O 2e H2 2OH 发生还原反应 阳极 2Cl 2e Cl2 发生氧化反应 若要能够出现 黑笔写红字 的现象 必须是铅笔作阴极 这样铅笔附近产生的 OH 会 使酚酞变红 因此与铅笔相连的 a 点是直流电源的负极 答案 D 7 高铁电池是一种新型可充电电池 与普通高能电池相比 该电池能长时间保持稳定 的放电电压 高铁电池的总反应为 3Zn 2K2FeO4 8H2O3Zn OH 2 2Fe OH 3 4KOH 下 列叙述不正确的是 A 放电时负极反应为 Zn 2e 2OH Zn OH 2 B 充电时阳极反应为 Fe OH 3 3e 5OH FeO 4H2O 2 4 C 放电时每转移 3 mol 电子 正极有 1 mol K2FeO4被氧化 D 放电时正极附近溶液的碱性增强 解析 本题考查了原电池 电解池相关的知识 放电时装置为原电池 Zn 作负极 充电时 装置变为电解池阳极发生氧化反应 所以 A B 正确 放电时正极反应为 FeO 4H2O 3e Fe OH 3 5OH 故电极附近溶液的碱性增强 正极所发生的反应为还 2 4 原而不是氧化 故 C 错 答案 C 8 以惰性电极电解 CuSO4溶液 若阳极上产生气体的物质的量为 0 010 0 mol 则阴极 上析出 Cu 的质量为 A 0 64 g B 1 28 g 用心 爱心 专心 4 C 2 56 g D 5 12 g 解析 根据电极反应 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 2Cu2 4e 2Cu 可得出关系式 O2 2Cu 1 mol 2 64 g 0 010 0mol 1 28 g 答案 B 9 下列有关工业生产的叙述正确的是 A 合成氨生产过程中将 NH3液化分离 可加快正反应速率 提高 N2 H2的转化率 B 硫酸工业中 在接触室安装热交换器是为了利用 SO3转化为 H2SO4时放出的热量 C 电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法 可防止阴极室产生的 Cl2进入阳极室 D 电解精炼铜时 同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小 解析 A 项 将 NH3液化分离 可提高 N2 H2的转化率 但不能加快正反应速率 B 项 是利用 SO2氧化为 SO3时放出的热来预热即将参加反应的 SO2和 O2 使其达到适宜于反应 的温度 C 项 Cl2在阳极室产生 D 项 由于阳极为粗铜 较活泼的杂质金属先溶解 答案 D 10 pH a的某电解质溶液中 插入两支惰性电极通直流电一段时间后 溶液的 pH a 则该电解质可能是 A NaOH B H2SO4 C AgNO3 D Na2SO4 解析 电解前溶液的 pH a 电解后溶液的 pH a 原溶液显酸性 碱性 中性并 不详 但根据 pH 的变化 可知溶液中c H 下降 c OH 上升 对于 A B D 选项 均属 于电解水类型 溶质浓度均增大 NaOH 溶液中c OH 上升 符合题意 H2SO4与之相反 Na2SO4溶液 pH 不变也不符合题意 对于 AgNO3溶液 属于放 O2生酸型 则 pH 下降 不符合 题意 故选 A 答案 A 二 非选择题 11 铝和氢氧化钾都是重要的工业产品 请回答 1 工业冶炼铝的化学方程式是 2 铝与氢氧化钾反应的离子方程式是 3 工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质 可用离子交换膜法电解提纯 电 解槽内装有阳离子交换膜 只允许阳离子通过 其工作原理如下图所示 用心 爱心 专心 5 该电解槽的阳极反应式是 通电开始后 阴极附近溶液 pH 会增大 请简述原因 除去杂质后氢氧化钾溶液从液体出口 填写 A 或 B 导出 解析 用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶 液中的杂质 含氧酸根 相当于电解水 故电解时的电极反应为 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 4H 4e 2H2 其中阴极区 H 放电 H 浓度减小 使 水的电离平衡向右移动促进水的电离 OH 浓度增大 在阴极和阳极之间有阳离子交换膜 只允许阳离子 K 和 H 通过 这样就在阴极区聚集大量的 K 和 OH 从而产生纯的氢氧化钾 溶液 答案 1 2Al2O34Al 3O2 电解 2 2Al 2OH 2H2O 2AlO 3H2 2 3 4OH 4e 2H2O O2 H 放电 促进水的电离 OH 浓度增大 B 12 下图所示为相互串联的甲 乙两电解池 试回答 1 若甲池利用电解原理在铁上镀银 则 A 是 填电极材料和 电极名称 电极反应是 B 要求同 A 是 电极反应式是 应选用的电解 质溶液是 2 乙池中若滴入少量酚酞试液 开始电解一段时间 铁极附近呈 色 C 极附近 呈 色 3 若甲槽阴极增重 43 2 g 则乙槽中阳极上放出的气体在标况下的体积是 mL 4 若乙槽中剩余溶液仍为 400 mL 则电解后所得溶液的物质的量浓度为 mol L 1 pH 等于 解析 2 铁极附近 H 放电 破坏了附近水的电离平衡 使c OH 增大 显一定碱 性 遇酚酞呈红色 C 极附近 Cl 放电 显中性 遇酚酞呈无色 3 甲槽阴极析出银 n Ag 0 4 mol 乙槽中阳极上放出的气体是氯 43 2 g 108 g mol 1 气 n Cl2 0 2 mol V Cl2 0 2 mol 22 400 mL mol 1 4 480 mL 用心 爱心 专心 6 4 由 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 可知 通电 n NaOH 0 2 mol 2 0 4 mol c NaOH 1 mol L 1 pH 14 0 4 mol 0 4 L 答案 1 铁 阴极 Ag e Ag 银 阳极 Ag e Ag AgNO3 2 红 无 3 4 480 4 1 14 13 如下图甲 乙是电化学实验装置 1 若甲 乙两烧杯中均盛有 NaCl 溶液 甲中石墨棒上的电极反应式为 乙中总反应的离子方程式为 将湿润的淀粉 KI 试纸放在乙烧杯上方 发现试纸先变蓝后褪色 这是因为过量的 Cl2 氧化了生成的 I2 若反应中 Cl2和 I2的物质的量之比为 5 1 且生成两种酸 该反应的化学 方程式为 2 若甲 乙两烧杯中均盛有 CuSO4溶液 甲中铁棒上的电极反应式为 如果起始时乙中盛有 200 mL pH 5 的 CuSO4溶液 25 一段时间后溶液的 pH 变为 1 若要使溶液恢复到电解前的状态 可向溶液中加入 填写物质的化学式 g 解析 1 若两烧杯中均盛有 NaCl 溶液 则 甲装置为原电池 石墨棒作正极 O2放电 电极反应为 O2 2H2O 4e 4OH 乙装置为电解池 石墨棒上发生氧化反应 Fe 电极不参与反应 其实质与用惰性电极电解食盐水相同 离子方程式为 2Cl 2H2O Cl2 H2 2OH Cl2和 I2的物质的量之比为 5 1 生成 HCl 和 电解 HIO3 2 若两烧杯中均盛有 CuSO4溶液 则 甲装置为原电池 铁作负极 电极反应为 Fe 2e Fe2 乙装置为电解池 电解反应为 2CuSO4 2H2O2Cu 2H2SO4 O2 根据电解方程式 从电解质溶液中析出 电解 Cu 放出 O2 因此只需加入 CuO 或 CuCO3 即可恢复到电解前的状态 由电解反应式可知 2H CuO CuCO3 电解后n H 0 1 0 2 0 02 mol 故m CuO 0 02 80 0 8 1 2 用心 爱心 专心 7 g m CuCO3 0 02 124 1 24 g 1 2 答案 1 O2 2H2O 4e 4OH 2Cl 2H2O2OH H2 Cl2 电解 5Cl2 I2 6H2O 10HCl 2HIO3 2 Fe 2e Fe2 CuO 或 CuCO3 0 8 或 1 24 14 下图中每一方框代表一种反应物或生成物 1 若 X 由 M N 两种短周期且同周期元素组成 M 原子的最外层电子数比最内层电子数 少 1 N 元素最高正价与它的最低负价代数和为 6 反应 的数据如表格所示且 D G 在常温 下均为气体 CDG 起始 3 mol1 mol0 3 min 时 2 4 mol0 8 mol0 4 mol 写出反应 的离子方程式 物质 G 与 F 反应所形成盐的水溶液中离子浓度由大到小的顺序为 2 若 X 是一种含氧酸盐 B 是金属单质 C D 是非金属单质 反应 需要 B 与 A 的浓 溶液共热才能进行 且生成的 E 和 G 是同一种物质 写出反应 的化学方程式 1 g 固态 D 在 C 中完全反应放出 9 3 kJ 的热量 写出该反应的热化学方程式 解析 1 X 的水溶液可电解 X 由 M N 两种短周期且同周期元素组成 N 元素最高 正价与它的最低负价代数和为 6 可知 N 为氯元素 由 M 原子的最外层电子数比最内层电子 数少 1 可知 M 为钠元素 那么 X NaCl 的水溶液电解的产物为 H2 Cl2 NaOH 又有 A B 反应生成三种产物 C B 反应生成一种产物 可知 B 必为 Cl2 C 必为 H2 A 必为 NaOH 则反应 的离子方程式为 Cl2 2OH Cl ClO H2O 由题意可知 F 为 HCl 由 C 为 H2 结合题中表格中的数据可知 G 为