2014届高三化学一轮复习 电解原理(含详解)

1 第第 1919 讲讲 电解原理电解原理 基础热身 1 中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种 一是铝的工业制备 二是氯碱工 业 三是金属钠的制备 下列关于这三个工业生产的描述中正确的是 A 电解法制金属钠时 负极反应式 Na e Na B 电解法生产铝时 需对铝土矿进行提纯 在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两 性 C 在氯碱工业中 电解池中的阴极产生的是 H2 NaOH 在阳极附近产生 D 氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了 NaCl 在电解时它们的阴极都是 Cl 一失电子 2 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 图 K19 1 图 K19 2 3 如图 K19 2 所示 在 U 形管中装入滴有紫色石蕊溶液且混合均匀的某溶液 通直流电 一段时间后 U 形管内会形成三种颜色 则 U 形管内的溶液可能是 A H2SO4溶液 B NaOH 溶液 C AgNO3溶液 D Na2SO4溶液 4 2012 陕西西安八校联考 便携式乙醇测量仪 以燃料电池为工作原理 在酸性环 境中 理论上乙醇可以被完全氧化为 CO2 但实际乙醇被氧化为 X 其中一个电极的反应式为 CH3CH2OH 2e X 2H 下列说法中正确的是 A 另一极的电极反应式为 O2 4e 2H2O 4OH B 电池内部 H 由正极向负极移动 C 乙醇在负极发生反应 电子经过内电路流向负极 D 电池总反应为 2CH3CH2OH O2 2CH3CHO 2H2O 能力提升 2 5 如图 K19 3 乙所示是根据图甲的电解池进行电解时 某个量 纵坐标x 随时间变化的 函数图像 各电解池都用石墨作电极 不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响 这 个量x表示 图 K19 3 A 各电解池析出气体的体积 B 各电解池阳极质量的增加 C 各电解池阴极质量的增加 D 各电极上放电离子总数 6 若要在铜片上镀银时 下列叙述中错误的是 将铜片接在电源的正极 将银片接在电源的正极 在铜片上发生的反应是 Ag e Ag 在银片上发生的反应是 4OH 4e O2 2H2O 可用 CuSO4溶液作电解 质溶液 可用 AgNO3溶液作电解质溶液 A B C D 7 如图 K19 4 所示装置中 通电后可观察到 Cu 极溶解 下列说法正确的是 图 K19 4 A a 极是直流电源的负极 B Fe 极是阳极 C 电子的移动方向为 b Fe Cu Ag Pb a D 硫酸铜溶液的浓度不变 8 载人空间站的生态系统中 要求分离人呼出的二氧化碳 同时需要提供氧气 某电化 学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求 同时还有燃料一氧化碳生成 该电化学装置 中得电子的电极发生的反应是 2CO2 4e 2H2O 2CO 4OH 下列判断错误的是 3 A 上述电化学装置相当于电解池 B 上述装置进行的总反应为 2CO2 2CO O2 C 反应结束后该电化学装置中的电解质溶液 pH 增大 D 失电子的电极发生的反应是 4OH 4e 2H2O O2 9 2012 安徽卷 某兴趣小组设计如图 K19 5 所示微型实验装置 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 A 指针偏转 下 列有关描述正确的是 图 K19 5 A 断开 K2 闭合 K1时 总反应的离子方程式为 2H 2Cl Cl2 H2 通电 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 铜电极上的电极反应式为 Cl2 2e 2Cl D 断开 K1 闭合 K2时 石墨电极作正极 10 2012 黄冈中学 空间实验室 天宫一号 的供电系统中有再生氢氧燃料电池 RFC RFC 是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池 图 K19 6 为 RFC 工作原 理示意图 有关说法正确的是 图 K19 6 A 当有 0 1 mol 电子转移时 a 极产生 1 12 L O2 标准状况下 B b 极上发生的电极反应是 4H2O 4e 2H2 4OH C d 极上发生的电极反应是 O2 4H 4e 2H2O D c 极上进行还原反应 B 中的 H 可以通过隔膜进入 A 4 图 K19 7 11 按如图 K19 7 所示装置进行下列不同的操作 说法不正确的是 A 铁腐蚀的速率由大到小的顺序是 只接通 K1 只闭合 K3 都断开 只闭合 K2 B 只接通 K1 一段时间后 U 形管中出现白色沉淀 C 只接通 K2 U 形管左 右两端液面均下降 D 先只接通 K1 一段时间后 漏斗液面上升 然后再只接通 K2 漏斗液面下降 12 某课外活动小组准备用如图 K19 8 所示的装置进行实验 现有甲 乙 丙三位同学 分别选择了如下电极材料和电解质溶液 图 K19 8 A 电极B 电极X 溶液 甲 CuZnH2SO4 乙 PtPtCuCl2 丙 FeCu 1 甲同学在实验中将开关 K5闭合 Zn 电极上的电极反应式为 2 乙同学准备进行电解 CuCl2溶液的实验 则电解时的总反应式为 实验时应闭合的开关组合是 从下列五项中选择所有可能的开关组合 第三小 题也在这五项中选择 A K1和 K2 B K1和 K3 C K1和 K4 5 D K2和 K3 E K2和 K4 3 丙同学准备在 Fe 上镀 Cu 选择了某种盐来配制电镀液 则该盐的化学式为 实验时 应闭合的开关组合是 选项如上 挑战自我 13 2013 自贡诊断 某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水 含少量 Ca2 Mg2 作系列探究 装置如图 K19 9 所示 图 K19 9 1 电解时 甲同学发现电极 a 附近溶液出现浑浊 请用离子方程式表示原因 2 一段时间后 你认为 C 中溶液可能出现的现象是 请用离子方程式表示原因 3 实验结束后 乙同学将 A 中的物质冷却后加入到 H2S 溶液中发现有气泡出现 但加入 到稀盐酸中却没有任何现象 请用化学方程式和简要的文字解释原因 4 随着反应的进行 兴趣小组的同学们都特别注意到 D 中溶液红色逐渐褪去 他们对溶 液红色褪去的主要原因提出了如下假设 请你完成假设二 假设一 B 中逸出气体与水反应生成的物质有强氧化性 使红色逐渐褪去 假设二 5 请你设计实验验证上述假设一 写出实验步骤及结论 6 1 B 解析 电解法制金属钠 是电解的熔融的氯化钠 其阴极反应为 Na e Na A 项错误 氯碱工业中 NaOH 在阴极生成 C 项错误 氯碱工业和金属钠的冶 炼中 阳极都是 Cl 失电子 D 项错误 2 C 解析 反应 2HCl 2Ag 2AgCl H2 是非自发的氧化还原反应 要使该反应发 生必须设计成电解池 且 Ag 作阳极 电解质溶液选盐酸 选项 C 符合要求 3 D 解析 根据石蕊在碱性条件下呈蓝色 酸性条件下呈红色 而中性条件下呈紫色 可确定电解质溶液为 Na2SO4溶液 其原理为 阴极区生成 OH 使溶液变蓝 阳极区生成 H 使溶液变红 中间石蕊呈紫色 4 D 解析 由题中所给的一个电极的电极反应看出 乙醇发生了去氢氧化 其氧化产 物为乙醛 D 项正确 另一电极 正极 的反应为 O2 4e 4H 2H2O A 项错误 电池内部 阳离子移向正极 B 项错误 电子由负极经外电路流向正极 C 项错误 5 C 解析 三个电解池为串联 流经每个电极的电子的物质的量相等 D 项错误 三 个电解池均有气体生成 且电解 NaCl 溶液时阴 阳极都产生气体 产生气体最多 A 项错误 在电解时 阳极质量不可能增加 B 项错误 电解 AgNO3溶液时阴极上产生单质银 电解 CuSO4溶液时阴极上产生单质铜 所以随着电解的进行 阴极质量的增加有图乙所示的变化 6 C 解析 根据电镀池的构成条件可知 在铜片上镀银 阳极为银片 银片接电源的 正极 电极反应为 Ag e Ag 阴极为铜片 铜片接电源的负极 电极反应为 Ag e Ag 电解质溶液为 AgNO3溶液 答案为 C 7 D 解析 通电后观察到 Cu 极溶解 则 Cu 极为阳极 Fe 极为阴极 故 b a Pt Ag 极分别为 负极 正极 阳极 阴极 右池为电镀池 硫酸铜溶液的浓度不变 D 项正确 A B 项错误 电子的移动方向为 b Fe Cu Ag Pt a C 项错误 8 C 解析 根据题中给出的反应物与生成物以及得电子的反应式 可以写出反应的总 反应式为 2CO2 2CO O2 可见该电化学装置相当于电解池 A 项和 B 项均正确 由总反应减 去阴极反应 可以得到阳极反应为 4OH 4e 2H2O O2 D 正确 阴极反应生成的 OH 在阳极完全反应 故反应前后溶液的 pH 并不变化 C 错 9 D 解析 断开 K2 闭合 K1时 装置为电解池 两极均有气泡产生 则反应为 2Cl 2H2OH2 2OH Cl2 石墨为阳极 铜为阴极 因此石墨电极处产 通电 生 Cl2 在铜电极处产生 H2 附近产生 OH 溶液变红 故 A B 两项均错误 断开 K1 闭合 K2时 为原电池反应 铜电极反应为 H2 2e 2OH 2H2O 为负极 而石墨电极反应为 Cl2 2e 2Cl 为正极 故 C 项错误 D 项正确 10 D 解析 左边为电解水装置 b 极为阳极 发生失电子氧化反应 产生 O2 a 极为 阴极 发生得电子还原反应 生成 H2 A B 项错误 d 极为燃料电池的负极 发生失电子氧化 反应 电极反应为 H2 2e 2H 生成的 H 可透过隔膜进入 A C 项错误 D 项正确 11 D 解析 只闭合 K1 Fe 做阳极电解氯化钠溶液 Fe 失电子生成 Fe2 H 在阴极得 电子生成 H2 和 OH Fe2 和 OH 扩散到 U 形管底部相遇生成白色 Fe OH 2 沉淀 B 项正确 只接通 K2 Fe 做阴极 不能失电子 此时相当于惰性电极 该极生成氢气 石墨电极生成氧 气 C 项正确 综上分析只接通 K1铁腐蚀最快 只闭合 K3 形成原电池 铁腐蚀的速率次之 都断开时铁自然腐蚀 而只接通 K2时为铁做阴极被保护 腐蚀速率最慢 A 项正确 12 1 Zn 2e Zn2 2 CuCl2Cu Cl2 CD 电解 3 CuCl2或 CuSO4 D 解析 1 甲同学在实验中将开关 K5闭合 装置为原电池 较活泼的 Zn 为原电池的负极 电极反应式为 Zn 2e Zn2 2 乙同学用惰性电极电解 CuCl2溶液 电解时的总方程式为 CuCl2Cu Cl2 实验时应闭合 K1和 K4或闭合 K2和 K3 电解 7 3 丙同学准备在 Fe 上镀 Cu 则 Fe 为电镀池阴极 接电源负极 Cu 为电镀池阳极 接电 源正极 实验时应闭合 K2和 K3 应选择含 Cu2 的电解质溶液为电解液 13 1 2H 2e H2 Mg2 2OH Mg OH 2 2 有淡黄色沉淀 Cl2 S2 2Cl S 3 Ag 与 H2S 的反应式为 2Ag H2S Ag2S H2 表明 Ag2S 的溶解度比 AgCl 小很