《化学能与电能的转化第三课时》习题2.doc

化学能与电能的转化第三课时同步练习考查点一电解原理1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变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，必须导致氧化还原反应的发生A BC D 解析从能量角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故对，错；电解质溶液的导电过程，必将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能实现，故对。所以D选项符合题意。答案D2下列关于电解池的叙述中，正确的是 ()。A电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的B金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极C在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动 D相同时间内，阳离子在阴极上得到电子与阴离子在阳极上失去电子的总数相等 解析闭合回路中，导线导电是由电子的定向移动形成的，而溶液中是由阴阳离子定向移动形成的；与电源负极相连的一极是阴极，与正极相连的是阳极，电子从电源负极流出流向电解池的阴极。 答案D考查点二电解原理的应用3右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是 ()。Aa为负极，b为正极Ba为阳极，b为阴极 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由电流方向可知a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。利用电解原理可推得答案。答案C4用惰性电极实现电解，下列说法中正确的是 ()。A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12D电解氯化铜溶液，阴极和阳极产物的物质的量之比为11解析电解释H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液pH减小；电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH，阴极消耗H，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大；电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应：4OH4e=2H2OO2，在阴极发生反应：2H2e=H2，由于两电极通过电量相等，故放出H2与O2的物质的量之比为21；电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu22e=Cu，阳极反应为2Cl2e=Cl2，两极通过电量相等时，Cu和Cl2的物质的量之比为11。答案D5市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2 下列说法中不正确的是 ()。A放电时，负极的电极反应式：Lie=Li B充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中Li向负极移动 解析Li从零价升至1价，失去电子，作为负极，A项正确；反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，B项正确；由于Li可以与水反应，故应为非水材料，C项正确；原电池中阳离子应向正极移动，故D项错误。答案D6用石墨作电极电解下列溶液稀H2SO4K2SO4溶液CuCl2溶液CuSO4溶液KOH溶液(1)阴极、阳极都有气体产生，且体积比(相同条件下)为21的是(填序号)_，其阳极的电极反应式都是_，阴极的电极反应式都是_，总反应的化学方程式都是_。(2)阴极、阳极都有气体产生，其中溶液酸性增强的是_，碱性增强的是_(填序号)。(3)一个电极析出金属，一个电极逸出气体，且溶液酸性增强的是_(填序号)，其总反应的化学方程式是_。答案(1)4OH4e=2H2OO24H4e=2H22H2O2H2O2(2)(3)2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O27在下图装置中，通电后可观察到Cu极溶解，则下列说法中不正确的是 ()。A直流电源中，A是正极B两池内CuSO4溶液浓度均不改变C两铁极上最初析出物相同DP池内溶液的质量逐渐减小解析由题意知：铜电极溶解，发生氧化反应，即铜为阳极，A为正极，B为负极，Pt为阳极，铁均为阴极，则P电解池中的电解反应方程式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，有O2和Cu析出，电解质溶液质量逐渐减小，Q电解池中，阳极：Cu2e=Cu2，阴极：Cu22e=Cu，电解质溶液质量和组分不变，综上分析，推知B项不正确。答案B8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 ()。AF表示反应生成Cu的物质的量BE表示反应实际消耗H2O的物质的量CE表示反应生成O2的物质的量DF表示反应生成H2SO4的物质的量解析电解实质为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，则每通过4 mol e，生成2 mol Cu，1 mol O2，耗2 mol H2O，生成2 mol H2SO4。 答案B9从NO3、SO42、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是_(至少答一种，下同)；(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是_；(3)两极分别放出气体，且体积比为11，电解质的化学式可能是_。解析题中提供的离子其实还包括OH，这些离子放电的顺序如下：阳极：ClOH(NO3、SO42)，阴极：AgCu2HBa2。(1)两极分别放出H2和O2，即H和OH放电，实质是电解H2O，水中的溶质应起导电作用而又不改变H和OH放电的顺序，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一种，但不是BaSO4。 (2)阴极析出金属，即Ag或Cu2放电；阳极放出O2，即OH放电，水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种，但不是Ag2SO4(微溶)。(3)两极都生成气体，且气体体积比为11，则放电的离子应是Cl和H，水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。答案(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl2考查点三电解原理的有关计算10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为 ()。A. B. C. D.解析设析出金属的相对原子质量为x，据阴、阳两极得失电子守恒，有M2e2OH(放电)2H(生成)x g2 molW g102molL1 L解得x。答案C11冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。(几种金属的相对原子质量：Fe56，Ni59，Cu64，Zn65，Ag108，Au197。)请完成下列问题：(1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是_，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式_。(2)如果转移0.020 mol e，下列说法中一定正确的是_。阴极质量增加0.64 g阳极质量减少0.64 g电解质溶液的质量保持不变电解质溶液的温度保持不变解析电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液，其中的阳离子是H和Cu2。粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2、Zn2、Ni2，Fe2、Zn2、Ni2、H和Cu2中放电能力Cu2最强，所以在阴极上放电的只有Cu2，当有0.020 mol e转移时阴极质量增加64 gmol10.64 g。Ag和Au都不能放电，只是以固态单质的形式沉积于电解糟的底部。Fe、Zn、Ni中，有相对原子质量比Cu大的，也有相对原子质量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu，首先在阳极上被溶解，因此阳极上放电的不只是铜，阳极质量减少量不固定，电解质溶液的质量也不会保持不变。在电解精炼铜的过程中，能量转化的形式主要是电能转化为化学能，但也有电能转化为热能，电解质溶液的温度肯定会变化。答案(1)H和Cu2Cu22e=Cu(2)12如下图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：(1)电源电极X的名称为_。(2)pH变化：A_，B_，C_。(填“增大”“减小”或“不变”)(3)通电5 min后，B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液中OH的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。 解析(1)C装置的铜电极质量增加，说明铜极上有金属析出，即溶液中的银离子被还原生成银单质，故铜极为阴极，由此可确定X极为负极。(2)A装置是电解KCl溶液，阴极析出氢气，阳极析出氯气，溶液中氢氧根离子浓度增大，B装置中阴极上先析出铜，当铜离子消耗完后将析出氢气，而阳极上析出氧气，溶液中氢离子浓度增大，C装置中阴极析出银单质，阳极上的银失去电子变成银离子，理论上AgNO3溶液的物质的量浓度不变。(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同，C装置中转移的电子为0.02 mol，经判断，B装置中阴极：Cu22e=Cu，2H2e=H2，阳极：4OH4e=O22H2O，根据题意可得：