高三鲁科化学6-2电能转化为化学能-电解

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精1．将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是（)A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c(SOeq\o\al（2－，4））增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色解析：将装置中K闭合,该装置构成原电池，其中Zn电极上发生氧化反应，Cu电极上发生还原反应，故A正确；电子沿Zn→a,在a上溶液中的H＋得到电子，在b上溶液中的OH－失去电子,电子不能直接由a→b，故B错误；该装置工作过程中，甲、乙两烧杯中的SOeq\o\al(2－,4)的浓度都不改变，只是盐桥中的Cl－和K＋分别向甲、乙两烧杯中移动，故C错误；在b处溶液中的OH－失去电子，c（OH－）减小，c(H＋）增大，b处滤纸不可能变红色，故D错误.答案：A2。铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜.某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理.分别以铅片、铝片为电极，以硫酸为电解液，按照如图所示连接电解装置,电解40min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是（)A．电解时电子流向：电源正极→导线→铝极，铅极→导线→电源负极B．在电解过程中，H＋向阳极移动，SOeq\o\al（2－，4)向阴极移动C．在电解过程中，阳极周围溶液的pH减小D．电解的总反应方程式:2Al＋6H＋eq\o（=====,\s\up7(通电）)2Al3＋＋3H2↑解析：从装置示意图分析，铝片为阳极，铅片为阴极,所以电解时电子的流向:电源负极→导线→铅极，铝极→导线→电源正极,A错；电解过程中，阳离子向阴极移动,阴离子则向阳极移动，B错；根据题意，电解的总反应方程式:2Al＋3H2Oeq\o（=====，\s\up7（通电）)Al2O3＋3H2↑，阳极的电极反应式:2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，阳极周围溶液的pH减小，C对，D错.答案：C3．用如图装置（X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则表中所列各项对应关系均正确的一组是()[中教网］选项电源X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞试液后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C负极KCl和CuCl2混合溶液相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等D负极Fe(OH）3胶体和导电液b管中液体颜色加深解析:X为正极，电解Na2SO4溶液时，实质是电解水，a管中电极为阳极，OH－放电，a管中c(H＋)〉c（OH－)，滴加酚酞试液不变色,A错；X为正极,电解AgNO3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，B错；Fe（OH)3胶体粒子带有正电荷，X为负极时,Fe（OH）3胶体粒子向a管移动，a管中液体颜色加深，D错。C项电解过程可分成三个阶段,第一阶段电解CuCl2溶液，阳极产生Cl2，阴极无气体;第二阶段电解KCl溶液，阳极产生Cl2，阴极产生H2，且此阶段两极产生气体体积相等；第三阶段电解H2O,阳极产生O2，阴极产生H2，阴极气体体积大于阳极。由电解方程式可知第三阶段电解H2O的物质的量为第一阶段电解CuCl2的物质的量的2倍时，两极产生的气体体积相等。答案：C4．用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况），则可知M的相对质量为（)A。eq\f(22。4ax，b） B.eq\f(11。2ax，b）C.eq\f(5。6ax，b) D.eq\f(2.5ax，b）解析：阴极增重ag，说明析出金属M是ag，阳极的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，则产生bLO2转移的电子数目为eq\f（bL,22.4L·mol－1)×4＝eq\f（b,5.6）mol,则阴极agM得到的电子为eq\f（b,5。6）mol，eq\f(ax，M）＝eq\f(b,5.6），则M＝eq\f（5.6ax，b）,选C。答案：C5．Ⅰ.（2010年高考山东理综改编）（1）以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________________________________________________________________。（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________________________________________________________________。Ⅱ.(2010年高考天津理综节选)用Al单质作阳极，石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：.解析：Ⅰ.(1）依据信息阳极形成的氧化膜一定为Al2O3,Al失电子生成Al2O3,Al2O3中的氧是由水提供的,溶液显酸性,所以有H＋生成；Ⅱ。Al作阳极，失电子，生成Al3＋,Al3＋水解显酸性，溶液中的HCOeq\o\al（－,3）水解显碱性，两者互相促进，生成Al（OH)3。答案:Ⅰ。（1)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋（2)镀铜时，铜单质作阳极,铜发生氧化反应生成Cu2＋，使溶液中的Cu2＋保持一定的浓度Ⅱ.Al＋3HCOeq\o\al（－,3)－3e－===Al（OH)3↓＋3CO2↑一、选择题1．下列关于铜电极的叙述正确的是()A．铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应B．电解饱和食盐水制烧碱时，用铜做阳极C．电解法精炼铜时，粗铜连接电源的正极D．电镀铜和精炼铜时，均用纯铜做阴极解析：铜锌原电池中铜是正极发生还原反应，A错误;电解饱和食盐水制烧碱时,用石墨作阳极,B错误;电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，C正确，电镀铜时，纯铜作阳极,镀件作阴极，D错误。答案：C2.下图为直流电源电解稀Na2SO4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溶液时发生的反应为：a为阴极：4H＋＋4e－===2H2↑b为阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2OA、B不正确；a极周围由于H＋放电溶液呈碱性，石蕊显蓝色，b极周围由于OH－放电溶液呈酸性,石蕊显红色,C不正确、D正确。答案：D3．(2013年南昌模拟)用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前的浓度的是()A．AgNO3 B．Na2SO4C．CuCl2 D．HCl解析：既然电解一段时间后，向剩余溶液中加水，就能使溶液恢复到电解前的浓度,这说明电解过程中消耗的是水,那么，在两个电极上放电的离子分别是H＋和OH－,即溶液中阳离子的放电能力只能小于H＋；溶液中阴离子的放电能力也只能小于OH－。常见的这样的物质有强碱、含氧酸和强碱对应的最高价含氧酸盐。答案:B4．电镀在工业上有着广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等.利用如图所示装置可以将铜牌摇身一变为银牌，即在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法中正确的是（)A．通电后，Ag＋向阳极移动B．银片与电源负极相连C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===AgD．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初解析：铜牌上镀银,银为阳极,Ag＋向阴极移动,阴极反应为Ag＋＋e－===Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接,阳极上Cu、Ag均能溶解，铜牌不可能恢复如初。答案：C5.如图所示，a、b、c均为石墨电极，d为碳钢电极，通电进行电解.假设在电解过程中产生的气体全部逸出，下列说法正确的是(）A．甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变B．甲烧杯中a的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2OC．当电解一段时间后,将甲、乙两溶液混合，一定会产生蓝色沉淀D．当b极增重3.2g时，d极产生的气体为2。24L（标准状况）解析：电解时甲池中溶液pH下降、乙池中溶液pH上升.若甲池中硫酸铜已经电解完全，则两池相混时不会产生沉淀。当b极生成铜3.2g时，电路中转移电子0.1mol，则d极产生的氢气标准状况为1。12L。答案：B6．（2013年长沙质检)1L某溶液中含有的离子如下表:离子Cu2＋Al3＋NOeq\o\al(－，3）Cl－物质的量浓度（mol/L)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole－通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是()A．电解后溶液呈酸性B．a＝3C．阳极生成1.5molCl2D．阴极析出的金属是铜与铝解析：1molCu2＋放电的过程中，另一极Cl－和OH－各放电1mol，故溶液显酸性，A正确;根据电荷守恒可推知a＝4,B不正确；Cl－的物质的量为1mol，阳极不会产生1.5molCl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al3＋不会放电,D不正确。答案:A7．（2011年高考山东卷）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是(）A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用解析：A项，未通电时是原电池，但电镀过程并不是原电池的充电过程，故A错误;B项，消耗锌时转移的电子与通过的电量有确定的关系，故锌的析出量与通过的电量有确定关系，故B错误；C项，电镀时保持电流恒定，有利于保证电镀的质量，温度不影响电解的速率，故C正确；D项，镀锌层破损后与铁构成了原电池，锌作负极被腐蚀，保护了铁,故D错误。答案：C8.如图所示装置中，X是铁，Y是石墨电极，a是硫酸钠溶液，实验开始前，在U形管的两边同时各滴入几滴酚酞试液,下列叙述正确的是（）A．闭合K1，断开K2，X极放出H2B．闭合K1，断开K2，Y极为阳极C．闭合K2,断开K1，Y极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．闭合K2，断开K1，工作一段时间后，X电极附近显红色解析：闭合K1,断开K2,形成原电池，X极为负极，铁失去电子，不会放出H2，Y极为正极，故A、B错误；闭合K2,断开K1，形成电解池，Y极的电极反应式为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O,X电极H＋放电，X极附近OH－浓度增加，故C错误,D正确。答案：D9．(能力题)（2012年高考浙江卷)以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下:下列说法不正确的是()A．在阴极室，发生的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O向右移动C．该制备过程中总反应的化学方程式为4K2CrO4＋4H2Oeq\o（=====,\s\up7（通电))2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比（nK/nCr)为d，则此时铬酸钾的转化率为1－eq\f(d,2)解析：本题应结合电解的原理来具体分析、解决问题.根据阴、阳离子的放电顺序可知，该电解池中的反应如下:阴极:4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－、阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阳极区K2CrO4溶液中存在平衡：2CrOeq\o\al（2－，4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－，7)＋H2O,H＋浓度增大，使该平衡右移生成Cr2Oeq\o\al（2－,7).故电解池中的总反应式可写成4K2CrO4＋4H2Oeq\o(=====,\s\up7（通电））2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑。故A、B、C项均正确.D项，设K2CrO4转化为K2Cr2O7的转化率为α，则：2K2CrO4～K2Cr2O7初始量2 0转化量2αα最终量2－2αα则有eq\f（nK，ncr）＝eq\f（22－2α＋2α,2－2α＋2α）＝d解得α＝2－d，D项错误。答案：D二、非选择题10．(2012年高考山东卷)工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的吸收.a．浓硫酸b．稀HNO3c．NaOH溶液d．氨水（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在（填离子符号），检验溶液中还存在Fe2＋的方法是(注明试剂、现象).（3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。（4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是.a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属（5)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为。解析:（1）冰铜（mCu2S·nFeS)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(Cu2O、Cu）、熔渣和SO2气体（A).SO2是一种酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈红色，说明含有Fe3＋。可利用Fe2＋的还原性来检验溶液中其是否存在,加入酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液退色，说明还存在Fe2＋。（3)Al具有较强还原性，高温下与Cu2O反应可制得Cu：2Al＋3Cu2Oeq\o（=====,\s\up7（高温）)Al2O3＋6Cu。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极(发生氧化反应），精铜作阴极(Cu2＋发生还原反应），较活泼金属（Al、Zn、Cu)在阳极被氧化，不活泼金属（Au、Pt、Ag)在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中Cu2＋向阴极移动。电解过程中，电能转化为化学能和热能。(5)据电池反应可知,Cu作负极，电极反应为2Cu－4e－===2Cu2＋，则正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。答案:(1）cd(2)Fe3＋取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4退色(3)3Cu2O＋2Aleq\o(=====,\s\up7(高温)）Al2O3＋6Cu(4）bd（5)4H＋＋O2＋4e－===2H2O11．(2013年上饶模拟)用惰性电极电解NaCl与NaHCO3混合溶液,测得溶液pH变化如图所示。(1）在O→t1时间内,两个电极上的电极反应式为：阳极:；阴极：________________________________________________________________________.(2)用离子方程式表示O→t1时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：________________________________________________________________________.（3）将等物质的量的KI和CuCl2溶于水,用惰性电极电解，该电解反应可分为个阶段（填表不一定填满).阶段相当于电解液离子方程式①②③④⑤画出过程中溶液pH值随时间变化的曲线（假定生成的Cl2全部逸出）。解析：(1)由于HCOeq\o\al（－，3)、Na＋均不易放电，故阳极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑(2)随着反应的进行c(OH－）增大，HCOeq\o\al（－，3)＋OH－===COeq\o\al（2－，3)＋H2O,故而开始pH变化缓慢,当HCOeq\o\al（－，3)完全反应后，pH增幅加大。(3)开始电解时阳极是I－失电子,阴极是Cu2＋得电子；当I－完全反应时,Cu2＋有1/2被还原,此时阳极变成Cl－失电子,相当于电解CuCl2溶液；当Cu2＋完全反应时，Cl－有1/2被氧化;以后阴极是H2O电离的H＋得电子，此段相当于电解KCl溶液;当Cl－完全反应后，最后相当于电解KOH溶液。答案：（1)2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑（2）HCOeq\o\al(－,3）＋OH－===COeq\o\al（2－，3）＋H2O（3）4①CuI2Cu2＋＋2I－eq\o（=====,\s\up7（通电)）Cu＋I2②CuCl2Cu2＋＋2Cl－eq\o（=====,\s\up7(通电））Cu＋Cl2↑③KCl2Cl－＋2H2Oeq\o（=====,\s\up7(通电))Cl2↑＋H2↑＋2OH－④KOH2H2Oeq\o(=====，\s\up7（通电）)2H2↑＋O2↑12．（能力题）Ⅰ。(2011年高考重庆理综改编）O3可由臭氧发生器(见下图）电解稀硫酸制得。(1)图中阴极为(填“A”或“B”),其电极反应为。(2)若C处通入O2,则A极的电极反应为。（3）若C处不通入O2，D、E处分别收集到xL和yL气体（标准状况），则E处收集的气体中O3所占的体积分数为。(忽略O3的分解）Ⅱ。全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。(1)当左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，其电极反应式为_________________________________________