2011届高考化学一轮复习《电能转化为化学能—电解》随堂模拟测试 鲁科版选修4

用心 爱心 专心1 20112011 届高考化学一轮复习 届高考化学一轮复习 电能转化为化学能电能转化为化学能 电解电解 1 金属镍有广泛的用途 粗镍中含有少量 Fe Zn Cu Pt 等杂质 可用电解法制备高纯度的 镍 下列叙述正确的是 已知 氧化性 Fe2 Ni2 X3 H B H X3 Cu2 用心 爱心 专心2 C X3 H Cu2 D Cu2 H X3 解析 有些同学没有认真分析 就将 X3 与 Fe3 联系起来 选择答案 C 这其实是简单记忆 阳离子放电顺序导致思维定势而造成的结果 本题的解题信息在图像中 一通电就有固体析 出 且通过 0 2 mol 电子后 就没有固体析出了 说明是 Cu2 放电的结果 X3 不放电 故正 确答案为 D 答案 D 5 500 mL KNO3和 Cu NO3 2的混合溶液中 c NO 0 6 mol L 1 用石墨作电极电解此溶液 3 当通电一段时间后 两极均收集到 2 24 L 气体 标准状况下 假定电解后溶液体积仍为 500 mL 下列说法正确的是 A 原混合溶液中 c K 为 0 2 mol L 1 B 上述电解过程中共转移 0 2 mol 电子 C 电解得到的 Cu 的物质的量为 0 05 mol D 电解后溶液中 c H 为 0 2 mol L 1 解析 石墨作电极电解 KNO3和 Cu NO3 2的混合溶液 阳极反应式为 4OH 4e 2H2O O2 阴极先后发生两个反应 Cu2 2e Cu 2H 2e H2 从收集到 O2为 2 24 L 这个事实可推知上述电解过 程中共转移 0 4 mol 电子 而在生成 2 24 L H2的过程中转移 0 2 mol 电子 所以 Cu2 共得到 0 4 mol 0 2 mol 0 2 mol 电子 电解前 Cu2 的物质的量和电解得到的 Cu 的物质的量都为 0 1 mol 电解前后分别有以下守恒关系 c K 2c Cu2 c NO c K c H c NO 3 不难算出 电解前 c K 0 2 mol L 1 电解后 c H 0 4 mol L 1 3 答案 A 6 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 NaCl B a 为负极 b 为正极 NaClO 和 NaCl C a 为阳极 b 为阴极 HClO 和 NaCl D a 为阴极 b 为阳极 HClO 和 NaCl 解析 有关反应 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 因 电解 阳极生成 Cl2 阴极生成 NaOH 为使二者充分作用 Cl2应在下端产生 从而推知电源 b 为正 极 a 为负极 消毒液主要成分是 NaCl NaClO 答案 B 7 某溶液中含有两种溶质 NaCl 和 H2SO4 它们的物质的量之比为 3 1 用石墨作电极电解该 混合溶液时 根据电解产物 可明显分为三个阶段 下列叙述不正确的是 A 阴极自始至终只析出 H2 B 阳极先析出 Cl2 后析出 O2 C 电解最后阶段为电解水 D 溶液 pH 不断增大 最后为 7 解析 电解质溶液中 n Na n Cl n H n SO 3 3 2 1 开始电解产生 2 4 H2和 Cl2 随着产生 H2和 Cl2的同时 生成 OH 最后是电解水 因而最后溶液的 pH 7 阴极只放出 H2 三个阶段分别相当于电解 HCl aq NaCl aq H2O 答案 D 8 下图中 X 是直流电源 Y 槽中 c d 为石墨棒 Z 槽中 e f 是质量相同的铜棒 接通电路 后 发现 d 附近显红色 用心 爱心 专心3 1 电源上 b 为 极 用 正 负 阴 或 阳 填空 Z 槽中 e 为 极 同上 连接 Y Z 槽线路中 电子流动的方向是 d e 用 或 填空 2 写出 c 极上反应的电极反应式 写出 Y 槽中总反应化学方程式 写出 Z 槽中 e 极上反应的电极反应式 3 电解 2 min 后 取出 e f 洗净 烘干 称量 质量差为 1 28 g 在通电过程中 电 路中通过的电子为 mol 若 Y 槽中溶液体积为 500 mL 电解后可视为不变 槽中电解反应的速率 v OH 解析 附近显红色 是 d 作为阴极时应有的现象 据此可确定 d 为阴极 进一步即可解答 1 2 中问题 3 e 极因发生反应 Cu 2e Cu2 而减轻 f 极因发生反应 Cu2 2e Cu 而增重 每 转移 2 mol e 两极质量差就增加 128 g 即 m n e 128 g 2 mol n e n 2 mol 128 g 0 02 mol Y 槽中 2NaCl 2H2O2NaOH Cl2 H2 2e 2 mol 1 28 g 128 g 电解 当转移 0 02 mol e 时产生 OH 0 02 mol 则 v OH 0 02 mol L min 0 02 mol 0 5 L 2 min 答案 1 负 阳 2 2Cl 2e Cl2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 Cu 2e Cu2 3 0 02 电解 0 02 mol L min 1 9 按下图中装置实验 A B 两烧杯分别盛放 200 g 10 NaOH 溶液和足量 CuSO4溶液 通 电一段时间后 c 极上有 Cu 析出 又测得 A 杯溶液中 NaOH 的质量分数为 10 23 试回 答 1 电源的 P 极为 极 2 b 极产生气体的体积为 L 标准状况 3 c 极上析出沉淀的质量为 g 4 d 极上所发生的电极反应式为 解析 B 池中 c 极上有金属析出 说明它为阴极 由此可知 d b 为阳极 a c 为阴极 按照 正接阳 负接阴 的规律 电源的 P 极为负极 电解 NaOH 溶液时 a 极产生 H2 b 极产生 用心 爱心 专心4 O2 电解 CuSO4溶液时 d 极产生 O2 其电极反应式为 4OH 4e 2H2O O2 m NaOH 200 g 10 20 g 电解后溶液的质量为 195 5 g 20 g 10 23 被电解的水的质量为 200 g 195 5 g 4 5 g 其物质的量为 0 25 mol 由此可知 b 极产生的 O2为 0 125 mol 即 2 8 L 根据电子守恒得 0 125 mol 4 n Cu 2 解得 n Cu 0 25 mol 即 Cu 析出 16 g 答案 1 负 2 2 8 3 16 4 4OH 4e 2H2O O2 10 在 50 mL 0 2 mol L CuSO4溶液中插入两个电极通电电解 不考虑水分蒸发 则 1 若两极均为铜片 试说明电解过程中浓度变化情况 2 若阳极为纯锌 阴极为铜片 阳极反应式是 3 如不考虑 H 在阴极上放电 当电路中有 0 04 mol e 通过时 阴极增重 g 阴极 上的电极反应式是 解析 1 2 小题类似于电镀原理 3 由 Cu2 2e Cu 可知 2 mol e 1 mol Cu 故阴极 析出 Cu 0 02 mol 64 g mol 1 1 28 g 答案 1 不变 2 Zn 2e Zn2 3 1 28 Cu2 2e Cu 11 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 Cu 的物质的量为 0 025 mol 此时溶液中 1 6 g 64 g mol 1 c H 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 SO和 NO 应从这两个角度去鉴定 2 4 3 答案 1 4OH 4e 2H2O O2 2 2Cu2 2H2O2Cu O2 4H 3 通电 用心 爱心 专心5 1 CuO 2 4 假设原溶液中的酸根离子是 SO 取电解后的溶液 向其中加入 2 4 BaCl2溶液 若有白色沉淀生成 则原溶液中所含的酸根离子是 SO 假设原溶液中 2 4 的酸根离子是 NO 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 3 生成 且在空气中变为红棕色 则原溶液中所含的阴离子是 NO 3 1 2009 广东单科 14 可用于电动汽车的铝 空气燃料电池 通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液 为电解液 铝合金为负极 空气电极为正极 下列说法正确的是 A 以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时 正极反应都为 O2 2H2O 4e 4OH B 以 NaOH 溶液为电解液时 负极反应为 Al 3OH 3e Al OH 3 C 以 NaOH 溶液为电解液时 电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变 D 电池工作时 电子通过外电路从正极流向负极 解析 以 NaOH 为电解液时 不应生成 Al OH 3沉淀 而应生成 Al OH 4 C 项 电解液的 pH 应减小 D 项 电子通过外电路从负极流向正极 答案 A 2 下列描述中 不符合生产实际的是 A 电解熔融的氧化铝制取金属铝 用铁作阳极 B 电解法精炼粗铜 用纯铜作阴极 C 电解饱和食盐水制烧碱 用涂镍碳钢网作阴极 D 在镀件上电镀锌 用锌作阳极 解析 电解池的阳极失电子发生氧化反应 阴极得电子发生还原反应 电解熔融的 Al2O3制 Al 时 若用 Fe 作阳极 会发生 Fe 2e Fe2 Fe2 移动到阴极上发生 Fe2 2e Fe 使得到的 Al 不纯 答案 A 3 电解 NaCl KCl AlCl3熔体制铝比电解 Al2O3 NaAlF6制铝节省电能约 30 但现在仍 用后一种方法制铝 其主要原因是 A AlCl3是分子晶体 其熔体不导电 B 电解 AlCl3生成的 Cl2会严重污染大气 C 自然界不存在富含 AlCl3的矿石 D 生产无水 AlCl3较困难 成本又较高 解析 本题主要考查学生处理新信息的能力和对铝工业生产原理的理解 由题意可知 NaCl KCl AlCl3熔体能导电 A 错 工业上可用电解 NaCl MgCl2的方法生产 Na Mg B 显然错误 自然界不存在富含 AlCl3的矿石是事实 但不是主要原因 因为 AlCl3易水解 所 以生产无水 AlCl3较困难 成本较高 答案 D 4 能用电解原理说明的问题是 电解是把电能转变成化学能 电解是化学能转化成电能 电解质溶液导电是化学变 化 金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应 通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时 必然导致氧化还原反应的发生 A B C D 解析 从能量角度看 电解是把电能转化成化学能的过程 故 对 错 电解质溶液的导电 过程 必然伴随着两个电极上氧化 还原反应的发生 同时生成新的物质 故 对 某些 不能自发进行的氧化还原反应 通过电解的原理供给电能也可以实现 故 对 所以 D 选项 符合题意 答案 D 5 电解 84 7 mL 质量分数为 16 的氢氧化钠溶液 密度为 1 18 g cm 3 过一段时间后 电解 所得溶液中溶质的质量分数为 19 5 用石墨为电极 这是因为 A 溶质增加了 3 5 g B 有 1 5 mol 水被电解 C 在阳极生成 2 g H2 D 在阳极生成 16 g O2 解析 电解 NaOH 溶液实际上是电解水 通过计算可知电解了 1 mol 水 因而在阳极生成 16 g 氧气 用心 爱心 专心6 答案 D 6 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 在阳极上 OH 放电 溶液中含有含氧酸根离子或 F 答案 C 7 用石墨作电极电解 AlCl3溶液时 下图的电解过程变化曲线合理的是 解析 阴离子放电顺序 Cl OH 阳离子放电顺序 H Al3 因此电解 AlCl3溶液实质是电 解溶质 AlCl3和溶剂水 电解方程式为 2AlCl3 6H2O2Al OH 电解 3 3Cl2 3H2 电解前 由于 Al3 水解 溶液呈酸性 随着电解进行 c Al3 减小 pH 升高 但生成的 Al OH 3是难溶物质 故 pH 不可能大于 7 电解过程中 Al OH 3沉淀量逐渐增加 AlCl3完 全电解后 沉淀量保持不变 答案 D 8 用质量均为 100 g 的铜作电极 电解硝酸银溶液 电解一段时间后 两电极的质量差为 28 g 此时两电极的质量分别为 A 阳极 100 g 阴极 128 g B 阳极 93 6 g 阴极 121 6 g C 阳极 91 0 g 阴极 119 0 g D 阳极 86 0 g 阴极 114 0 g 解析 Cu 作电极电解 AgNO3溶液时 电极反应式如下 阳极 Cu 2e Cu2 阴极 2Ag 2e 2Ag 设 阳极溶解 Cu 的物质的量为 n 阴极析出的 Ag 的物质的量则为 2n 据题意 2n 108 100 g 100 g 64n 28 g n 0 1 mol 故阳极质量为 100 g 6 4 g 93 6 g 阴极质量为 100 g 21 6 g 121 6 g 答案 B 9 如下图所示 在一 U 型管中装入滴有紫色石蕊试液且混合均匀的某溶液 通直流电 一段 时间后 U 型管内会形成一个倒立的 彩虹 则 U 型管内的溶液可能为 A NaCl 溶液 B NaOH 溶液 C CuSO4溶液 D Na2SO4溶液 解析 倒立的彩虹 一端显红色 酸性 一端显蓝色 碱性 中间显紫色 中性 电解的是 水 那么只有 D 项符合题意 答案 D 10 下图是电解饱和 NaCl 溶液的实验装置 其中 c d 为石墨电极 则下列有关判断中正确的 是 用心 爱心 专心7 A a 为正极 b 为负极 B c 为阴极 d 为阳极 C 电解过程中 d 电极质量增加 D 电解过程中 氯离子浓度不变 解析 从电流方向可以判断电源中 a 为正极 b 为负极 因此电解池中 c 为阳极 d 为阴极 电解过程中 阴极上 H 得电子 放出 H2 电极质量不变 阳极上 Cl 失电子 得到 Cl2 氯离 子浓度减小 答案 A 11 用惰性电极电解 V mL 某二价金属的硫酸盐溶液一段时间 阴极有 W g 金属析出 溶液的 pH 从 6 5 变为 2 0 体积变化可忽略不计 析出金属的相对原子质量 A B C 2 105W V D 1 105W V 100W V 200W V 解析 计算关系式 M 2H Mr g 2 mol W g 10 2 mol L L V 1 000 Mr 1 000 化简得 Mr 2W 10 2V 2 105W V 答案 C 12 下图装置中 a b 都是惰性电极 通电一段时间后 b 极附近溶液呈红色 下列说法中正 确的是 A X 是正极 Y 是负极 B X 是负极 Y 是正极 C CuSO4溶液的 pH 值逐渐增大 D CuSO4溶液的 pH 值保持不变 解析 b 极区附近溶液呈红色 则 b 极附近 c OH 增大 则 c H 减小 所以 b 极反应为 2H 2e H2 而此反应为还原反应 为电解池的阴极反应 则 y 为电源的负极 x 为 电源的正极 A 选项正确 B 选项错误 左池电解总反应方程式为 2CuSO4 2H2O 2Cu 2H2SO4 O2 pH 值减小 电解 答案 A 13 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 用心 爱心 专心8 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 14 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 15 请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验 要求测定产生的氢气的体积 大于 25 mL 并检验氯气的氧化性 1 A 极发生的电极反应式是 B 极发生的电极反应式是 电解饱和食盐水的化学方程式是 2 电源 电流表与 A B 两极的正确连接顺序为 L M 3 设计上述气体实验装置时 各接口的正确连接顺序为 接 接 A B 接 接 4 在实验中 盛有 KI 淀粉溶液的容器中发生的反应的离子方程式为 5 已知饱和食盐水 50 mL 某时刻测得 H2体积为 16 8 mL 标准状况 此时溶液 pH 约为 lg 2 0 3 lg 3 0 5 lg 5 0 7 解析 1 要达到电解食盐水的目的 则电解池中铁棒必须接上电源的负极而成为阴极 碳棒 则接上电源的正极而成为阳极 反之 铁作阳极则 Fe2 进入溶液 无法实现电解食盐水的目 的 2 电源负极接电解池的铁棒 碳棒接电流计 端 端接电源正极 用心 爱心 专心9 3 电解池左边 A 导管口产生 H2 右边 B 导管口产生 Cl2 以电解池为中心 则有 H F G A B D E C 相应装置的作用 5 2NaOH H2 2 mol 22 4 L 1 5 10 3 mol 16 8 10 3 L c OH 3 10 2 mol L 1 5 10 3 mol 50 10 3 L c H 10 12 mol L KW c OH 1 10 14 mol L 3 10 2 mol L 1 3 pH lg 10 12 12 5 1 3 答案 1 2H 2e H2 2Cl 2e Cl2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 2 A B J K 或 J K A B 3 H 电解 F G D E C 4 Cl2 2I 2Cl I2 5 12 5 16 如图所示 甲 乙两池电极材料都是铁棒与碳棒 请回答下列问题 1 若两池中均为 CuSO4溶液 反应一段时间后 有红色物质析出的是甲池中的 棒 乙池中的 棒 乙池中阳极的电极反应式是 2 若两池中均为饱和 NaCl 溶液 写出乙池中总反应的离子方程式 甲池中碳极的电极反应式是 乙池碳极的电极反应属于 填 氧化反应 或 还原反应 将湿润的淀粉 KI 试纸放在乙池碳极附近 发现试纸变蓝 过一段时间后又发现蓝色退 去 这是因为过量的 Cl2又将生成的 I2氧化 若反应的 Cl2和 I2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 若乙池转移 0 02 mol e 后停止实验 池中溶液体积是 200 mL 则反应后溶液的 pH 解析 甲为原电池 乙为电解池 1 若两池中均为 CuSO4溶液 则 用心 爱心 专心10 2 若均为 NaCl 溶液 则 答案 1 碳 铁 4OH 4e 2H2O O2 2 2Cl 2H2OCl2 H2 2OH 2H2O O2 4e 4OH 氧化反应 通电 5Cl2 I2 6H2O 2HIO3 10HCl 13 17 现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取 H2 Cl2 NaOH 请回答下列问题 1 在电解过程中 与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为 2 电解之前食盐水需要精制 目的是除去粗盐中的 Ca2 Mg2 SO等杂质离子 使 2 4 用的试剂有 a Na2CO3溶液 b Ba OH 2溶液 c 稀盐酸 其合理的加入顺序为 填试剂序 号 3 如果在容积为 10 L 的离子交换膜电解槽中 1 min 后在阴极可产生 11 2 L 标准状况 Cl2 这时溶液的 pH 是 设溶液体积保持不变 4 Cl2常用于自来水的消毒杀菌 现在有一种新型消毒剂 ClO2 若它们在杀菌过程中的还 原产物均为 Cl 则消毒等量的自来水 所需 Cl2和 ClO2的物质的量之比为 解析 由 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 可知 n NaOH 2n Cl2 2 通电 1 mol c OH 0 1 mol L 1 故溶液的 pH 13 11 2 L 22 4 L mol 1 Cl22Cl ClO2Cl 当二者得电子数相等时 消毒能力相当 此时二者物质的 2e 5e 量之比为 5 2 答案 1 2Cl 2e Cl2 2 bac 3 13 4 5 2 18 如图所示 A 为直流电源 B 为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸 C 为电镀槽 接 通电路后 发现 B 上的 c 点显红色 请填空 1 电源 A 上的 a 为 极 2 滤纸 B 上发生的总化学反应方程式为 3 欲在电镀槽中实现铁上镀锌 接通 K 点 使 c d 两点短路 则电极 e 上发生的反应为 用心 爱心 专心11 电极 f 上发生的反应为 槽中盛放的电镀液可以是 或 只要求填两种电解质溶液 解析 1 含酚酞试液的滤纸变红 表示电解时有 OH 生成 是由于 H2O H OH 2H 2e H2 生成 OH 之故 所以 c 是 B 电解池的阴极 d 为阳 极 则可得出 b 是原电池 A 的负极 a 为正极 e 是电解槽 C 的阳极 f 为阴极 2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 电解 Cl2 阳极产物 阴极产物 3 镀件铁作阴极 f Zn2 2e Zn 待镀金属作阳极 e Zn 2e Zn2 用含待镀金属离子的溶液作电镀液 可用 ZnSO4 溶液或 ZnCl2溶液 答案 1 正 2 2NaCl 2H2OH2 Cl2 2NaOH 3 电解 Zn 2e Zn2 Zn2 2e Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液 19 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 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 其电解反 2 16 g 108 g mol 1 应方程式为 可知每转移 0 02 mol 电子 生成 O2标准状