理科综合题库电解13页含答案Word文件下载.docx
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A3.5gB7gC4.52×
10－4gD43.5g
5．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
AAlCl3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
6．近年来，加“碘”食盐较多使用了碘酸钾，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液（加少量K2CrO4）为电解液在一定条件下电解，反应方程式为KI+3H2O
KIO3+3H2↑。
下列有关说法正确的是
A电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B电解液调节至酸性比较合适
C电解后得到KIO3产品的步骤有：
过滤→浓缩→结晶→灼烧
D电解中每转移0.6mol电子，理论上可得到21.4g无水KIO3晶体
1．A
2．B、D
3．D
4．C
5．C、D
6．D
三．有一种化学式为R（NO）x·
nH2O的硝酸盐晶体，现取此晶体6.05g溶于水配成500mL溶液，用石墨棒作为电极材料对此溶液进行电解，当通过电流为5A时，经16.05min后，溶液中的金属离子已全部放电，且其中一极增重1.60g（已知此晶体的摩尔质量为242g/mol），则：
1．X＝；
2．R的原子量为；
3．n＝；
4．若反应前后体积保持不变，反应后溶液的pH＝。
由于电解过程中要涉及到电学知识，如果分析时能考虑到电量Q＝It＝电子数N×
Qe（Qe为一个电子所带电量），再由电子数N/NA得到所转移的电子的物质的量，也等于金属离子所得的电子的物质的量，则就可以解决问题。
1．Q＝4.815×
103C
所转移的电子的物质的量为0.05mol
又因为6.05g硝酸盐的物质的量为0.025mol
可见0.025mol金属离子在电解过程中得到0.05mol电子，所以此金属为＋2价，即X＝2。
2．另一极质量增加1.60g，此极必为阴极，且质量的增加即为析出金属的质量，所以R的摩尔质量为64g/mol，即R的原子量为64。
3．n＝3
4．生成HNO3物质的量为0.05mol，所以pH＝1
四．取Pt和Zn为电极材料埋入人体内作为心脏起搏器的能源，它跟人体的体液中含有一定浓度的溶解O2、H+和Zn2+进行作用。
1．其正极的反应式为负极的反应式为
2．该电池在0.5V、40uw条件下进行工作，则工作电流为A。
3．将5g锌埋入人体内，则可维持多少年才需要第二次手术进行更换（取二位有效数字）？
1．正极反应式为：
2Zn－4e==2Zn2+；
负极反应式为：
O2＋4H+＋4e==2H2O
2．工作电流：
5.0×
10－5A
3．在Zn反应完毕之前要进行第二次手术更换Zn，反应完毕所需要的时间为t＝2.96×
108s＝9.386年。
考虑实际情况，答案应取9.3年。
五．如右图所示是某位同学设计的一个进行电解硫酸铜溶液实验的电路。
电源由10个电压为1.5V的电池串联组成电池组，测得其总内阻为0.5Ω，电解质溶液为500mL，1.0mol/L的硫酸铜溶液，以铂做电极。
20min后a极增重1.6g（设电解过程中溶液体积保持不变，且不考虑电解池的反电势）。
1．M是极，b是极；
2．电解他的平均电阻是Ω；
3．若要使电解池中溶液恢复至电解前的状态，可加入
ACuSO4固体B水CCuODCu（OH）2
4．电解后溶液的pH值为。
1．负阳
2．3.24
3．C
4．1
六．如右图所示，在一烧杯中盛有200mL1mol/L的H3PO4溶液，同时一光滑小球是浮在液体中间。
1．当合上电键K时，电流计指针向边偏转。
2．当向烧杯里逐滴滴入0.4mol/L的Ba（OH）2，溶液至刚好完全反应，可观察到的现象有①，②，③。
3．磷酸可用磷矿石[Ca3（PO4）2]来制取，写出该反应的化学方程式。
1．右
2．①小球下沉到烧杯底部
②产生白色沉淀
③电流计指针偏转幅度不断变小，最后回到中央。
3．（略）
分析这是一道物理和化学的综合题。
第l问是物理中电学方面的问题，第2问综合考查Ba（OH）2和H3PO4之间的化学反应以及物理上的力学、电学等知识。
第3问是化学方面的问题。
七．如右图所示，烧杯中盛有一定的硫酸溶液，闭合开关后逐滴往烧杯中加入Ba（OH）2溶液，说明灯L亮度变化情况和灵敏弹簧秤读数变化。
本题通过物理学中的电流强度与亮度关系及电磁铁磁性强弱与电流强度关系，这是学科内的综合；
而电流强度大小受电解质浓度的影响。
Ba（OH）2＋H2SO4=BaSO4↓＋2H2O
滴入Ba（OH）2过程也是电解质浓度逐渐减小的过程，因此电流强度也是随之变小的过程；
当反应完全后再滴加Ba（OH）2，电解质浓度随之变大，所以灯L亮度由亮变暗直到熄灭，再逐渐变亮；
弹簧秤的示数变化相同。
八．在右图所示的实验装置中，E为一张用淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，C，D为夹在滤纸两端的铂夹，X，Y分别为直流电源的两极。
在A，B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入铂电极。
切断电源开关S1，合闭开关S2，通直流电一段时间后，请回答下列问题：
1．标出电源的正、负极：
X为____极，Y为____极。
2．在滤纸的C端附近，观察到的现象是____，在滤纸的D端附近，观察到的现象是____。
3．写出电极反应式：
A中____；
B中____；
C中____；
D中____。
4．若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极。
此时切断开关S2，闭合开关S1，则电流计的指针是否发生偏转（填“偏转”或“不偏转”）____。
5．若电流计指针偏转，写出有关的电极反应式（若指针“不偏转”，此题不必回答）：
B中____。
若电流计指针不偏转，请说明理由（若指针“偏转”，此题不必回答）____。
1．电解KOH溶液实际就是电解水，所得产物为H2和O2，因为A试管中气体体积是B试管的2倍，所以A中为H2，B中为O2，即A为阴极，B为阳极，所以X为正极，Y为负极。
2．C与电源正极相连，为阳极：
2I－－2e＝I2，故试纸变蓝。
D与电源负极相连，为阴极：
2H2O＋2e＝H2↑＋2OH－，故试纸变红。
3．A中：
4H＋＋4e＝2H2↑；
B中：
4OH－－4e＝2H2O＋O2↑
C中：
4I－－4e＝2I2；
D中：
4H＋＋4e＝2H2↑
4．如果切断S2，闭合S1，则可由A中的H2，B中的O2与KOH溶液形成H2，O2燃料电池，把化学能变为电能，故指针偏转。
5．2H2＋4OH－－4e＝4H2O
2H2O＋O2＋4e＝4OH－
该试题在知识网络交汇点设计试题的命题思路，强调了学科的内在联系和知识的综合，这有利于发挥高考对促进素质教育的导向功能。
本题就是在电化学知识网络交汇点——电解池与原电池的结合与互换上命题，符合高考命题思路，体现了考试说明的要求。
所以在高三化学总复习的过程，更应注重学科内的知识的内在联系，构建知识网络，培养学生学科能力。
九．有A、B、C三种电解质溶液分别装在二个烧杯中，插有石墨电极，并按图所示方式在电路中连接。
闭合开关K后，测得各支路电流强度IⅠ≈IⅡ（其中IⅡ略小）。
若撤去B，测得电流强度IA
IC；
若撤去C，并将A、B两溶液混均匀后分为两份，再重置于电路Ⅰ、Ⅱ处，测知通过A、B混合溶液的电流强度与先前通过A溶液的电流强度的相对大小关系为IAB
IA。
已知A、B、C分别选自下列溶液：
0.1mol/L盐酸、0.1mol/L醋酸、0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LH2SO4、0.1mol/LNaOH、0.1mol/L氨水且25℃时，A溶液pH＜7，回答了列问题：
1．指出A、B、C是（或可能是）什么溶液？
2．若向溶液中滴入酚酞呈红色，则C是
3．将A、B、C分别以等体积进行两两混合，结果哪种组合液中，水的电离度大？
本题利用到的物理知识为电路中的电流强度I＝U/R，综合的化学知识为电解质溶液的电阻与溶液的离子浓度成反比。
图中B、C两烧杯串联后和A并联，电流强度IⅠ≈IⅡ，说明Ⅰ、Ⅱ两支路中的电阻近似相等；
若撤去B，电流强度IA
IC，说明此时Ⅰ的电阻远大于Ⅱ的电阻。
所以，C为强电解质，A为弱电解质，B也为弱电解质。
将A、B两溶液混合均匀后分为两份，再重新置于电路Ⅰ、Ⅱ处，此时IAB
IA，进一步说明A、B都是弱电解质，它们混合后生成了强电解质，导电性增强。
而A溶液的pH＜7，所以A为醋酸；
从所给物质中可知B只能为氨水；
C可能是其他四种中的任何一种。
若在C中滴入酚酞变红，则C是NaOH。
又因为酸或碱对水的电离起抑制作用，而能水解的盐对水的电离起促进作用，所以是A、B以等体积混合液中水的电离度大。
只有它们反应能生成发生互促水解的盐CH3COONH4，促进水的电离。
十．如右图所示，一金属杆ab在两水平平行的导轨间向右做匀速直线运动，其速度为v＝1m/s，导轨电阻不计。
导轨间的宽度为l＝1m，其间有一竖直向下的匀强磁场，磁感强度B＝1T，现用导线与插入电解槽中两惰性电极CD相连，回路的总电阻为1Ω，电解液为CuSO4，问：
l．哪一个电极为负极，析出何种物质？
2．写出电解CuSO4水溶液的离子方程式。
3．析出的物质质量为多少克？
1．由右手定则判断金属杆的a为正极，故电解槽中D为负极，析出铜。
2．离子方程式略
3．感生电动势ε＝1V；
电流I＝1A；
通过电解槽的电量：
Q＝5C；
可析出的铜的物质的量为：
n＝2.6×
10－5mol；
其质量为：
1.66×
10－3g。
十一．如右图所示为电解水的实验装置，闭合开关S后，观察到电压表示数为6.0V，毫安表的示数为100mA。
1．此时A管内生成气，B管内生成气。
2．试写出电解水的化学反应方程式。
3．通电过程中，A极、B极各发生何种化学反应？
4．为了加快电解水的速率，可在水中加入
AH3PO4BHClCNaOHDNaCl
5．在实验过程中消耗了何种形式的能量，产生了何种形式的能量？
6．若通电10min，A管中将生成多少气体？
7．已知每摩水被电解消耗280.8kJ能量，则10min内增加了多少化学能？
8．在电解池中产生多少内能，在该实验中两极间液体的电阻是多大？
9．在某次电解水的实验中加入了少量的NaOH溶液，测得了阴、阳两极上产生的气体的实验数据如下：
时间（min）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
阴极生成气体体积（cm3）
12
20
29
39
49
55
65
75
85
阳极生成气体体积（cm3）
11
16
21
26
31
36
41
仔细分析以上实验数据，请说出可能的原因。
10．为保证NaOH不从溶液中析出而附着在电极上增大电阻，必须不断往电解池中滴入纯水，以维持此温度下溶液处于饱和状态。
若氢气生成的速率保持在0.lmL/s（已折合成标准状况），则水的滴速是mL/s；
11．电解水制取H2需要消耗大量的电能，接收太阳能分解水得到氢气是人类开发氢能源的主要研究课题。
已知在特定条件下聚合太阳能所得高温可使氢碘酸分解出氢气，也可使硫酸分解出氧气。
化学家据此设计了一个化学过程，以便达到在化学试剂的催化作用下由太阳能间接分解水的目的。
请写出该方案的化学方程式，并指出何种物质起催化作用。
1．氢氧
2．（略）
4．A、C
5．消耗了电能，产生了化学能和内能
6．697Ml
7．87.3J
8．272.7J45.5Ω
9．分析实验数据知，l～6分钟内阴、阳两极生成的气体体积之比大于2:
1；
从第7分钟开始，每分钟内阴、阳两极生成的气体体积之比约为2:
1。
前6分钟内因产物H2和O2溶解度不同（后者溶解度大），致使气体的体积比大于2:
1，此后H2和O2的溶解已达饱和，气体的体积比大致保持2:
10．0.08mL/s
11．I2和SO2
这是一道物理、化学综合试题，涉及能量转换，化学反应的类型及电路计算等知识。
各题之间有渗透，但彼此之间相对独立，对于不能完整正确解答的学生，可以通过审题有的放矢地选自己能解的部分。
这正是综合能力测试题知识点涉及得广，学生思维自由度大的优点，不像原来单科独立试题，要摔就是一个大跟头。
十二．装置如右图：
D是允许通过离子的盐桥，E是48V稳压电源，R是可变电阻，K是开关，G是灵敏电流计，C1、C2是碳棒，A、B是烧杯。
1．已知AsO43－＋2I－＋2H+
AsO33－＋I2＋H2O是可逆反应。
若A中盛KI－I2溶液，B中盛Na3AsO4和Na3AO3溶液，则当K接1，并向B中滴加浓盐酸时发现G中的指针发生偏转；
改向B中滴加40％的NaOH溶液时，G中的指针则向反方向偏转。
①两次操作过程中指针偏转的原因是
②指针偏转方向相反的原因是
③加盐酸时C1上发生的反应是
④加NaOH溶液时C1上发生的反应是
2．当A中盛适量的1mol/LNa2SO4溶液，B中盛40mL适量浓度的KI－KHCO3溶液，且K接2时，可用该装置来测定砷的含量。
其操作如下：
称取5.00g含砷样品，溶解后加入还原剂，使砷全部转化为HAsO32－，除去过量的还原剂后再转移到250mL容量瓶中配成250mL溶液，用移液管从中取出10mL加入B中，边搅拌边电解，电解生成的I2可将HAsO32－快速、定量地氧化为HAsO42－，以2mA的电流电解241s便可使反应进行完全。
①反应到达终点时宜用来指示；
②假设电能没有损失，试求样品中As2O5的质量分数。
1．①化学能转变成了电能，有电流通过；
②加盐酸时平衡右移，加NaOH溶液时平衡左移，两种情况下产生的电流的方向相反；
③2I－－2e→I2；
④AsO33－＋H2O－2e→AsO43－＋2H＋
2．①淀粉溶液
②0.144%
十三．某次化学实验时，将两个铜极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解、通电3秒后，阴极上放出6×
10－6mol气体，已知整个电路的电阻为10Ω，求本实验装置所用电源的电动势。
3.87V
本题以电解实验为背景，综合了化学、物理两门学科知识内容，涉及理解、推理、分折和综合解决实际问题等诸多能力的综合应用。
本题由化学反应生成物，计算电路中的物理量，将电学的重要规律与电解的化学实验联系在一起，综合解决实际问题，加深对电解的化学物理本质的认识。
十四．某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如下图：
②在电流强度为I安培，通电时间为t秒钟后，精确测得某电极上析出的铜的质量为mg。
试回答：
1．连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注的仪器接线柱上的英文字母表示，下同）E接，C接，接F。
实验线路中的电流方向为→
→→C→→。
2．B电极上发生反应的离子方程式为
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为，相应的离子方程式是
3．为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序应是
（选填下列操作步骤的编号）。
①称量电解前电极质量
②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后电极
④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量
⑤再次低温烘干后称量至恒重
4．已知电子的电量为1.6×
10－19库仑。
试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：
NA＝
1．DAB
F→B→A→C→D→E
2．2Cl－－2e→Cl2↑变兰色Cl2＋2I－→CCl－＋I2
3．①③④⑥
4．
十五．在t1℃时，将100gKOH溶于100g水中，用I＝6A的电流电解该溶液10h，然后将温度调至t1℃，分离出KOH·
2H2O晶体后测知m剩余溶液=164.8g。
①KOH的S（溶解度）—t（温度）关系如下表：
t（℃）
30
S（g）
96.85
103.25
111.86
126.24
②在上表中的三个温度区间内，KOH溶液中mKOH与t成线性关系；
③每电解lmol水要放出热量48.7kJ。
l．电解过程中有多少电能转变为热能？
2．试通过分析计算出t1为多少度？
3．电解结束时的温度t2为多少度？
（K39.1，O16，H1.01；
散热及其它热损失为总热量的40％；
cKOH溶液＝4.2kJ·
kg-1·
℃-1；
m电解槽=100g；
c玻璃=2.4kJ·
℃-1）
1．ne=2.24（mol），Q放=54.54kJ
2．t1=27.6℃≈28℃；
3．t2＝61℃
本题是数理化知识相互渗透、交叉、融合的综合能力测试题。
解答时宜沿着两个交叉点发散：
①理化联系点——neqeNA=Q=It,求出ne后其它的化学计算便可顺利展开；
②数化联系点——在一定温度区间内mKOH与t（温度）呈线性关系，其数学表达式为mKOH＝kt＋c。
十六．通常状况下使水电解所需的最小电压（理论分解电压）为1.23V，但为维持常温电解，还需同时吸收一定的热量，即每电解1molH2O需吸热48.65kJ（否则，电解液的温度将降低）。
由于使用了高效的正极（即氧气电极）催化剂和负极（即氢气电极）催化剂，已能使氢气和氧气分别成为电极的反应物，在以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池中，在非燃烧条件下，实现电解水的逆反应，使氢能被高效地开发利用为电能。
试解答下列相关问题（所有计算值，均取3位有效数）。
1．已知基元电荷的电量是1.602×
10－19C。
电解1molH2O，需在电解槽中通过的电量是C。
2．通常状况下且保持恒温，在此条件下电解1molH2O，至少需耗能
kJ。
3．1molH2完全与O2化合成常温下的液态H2O，将产生的热量是kJ。
4．常温下氢氧燃料电池电动势的理论值是（设所用的H2和O2均为常压）
V。
在此条件下，电池反应生成1moH2O所作最大电功的能量为kJ。
1．193000
2．286
3．286
4．l.23237
电能（焦耳）即电压（伏特）与电量（库仑）的乘积。
由此可计算在吸热48.65kJ的条件下，实现常温、常压下电解1molH2O，所耗最小电能。
这些能量（286kJ），就成为电解产物1molH2和0.5molO2的内能。
而当这些H2和O2再化合成常温下的液态水时，286kJ的内能（化学能）必将转化为热能释放出来，这就是该化合反应的反应热。
电解水时，电解槽的两极分别成为氢气电极和氧气电极，故其所需最小电压应等于该温度、压强条件下氢氧原电池（即氢氧燃料电池）的电动势。
根据这一分析，按题设反应条件，可知该氢氧燃料电池电动势的理论值即题给水的理论分解电压l.23V。
用氢氧燃料电池的电动势1.23V计算其生成1molH2O所作最大电功的能量，跟题2中用水的理论分解电压计算电解1molH2O所需消耗的最小电能自应完全一致。
因为根据物理学的“能的转化和守恒定律”，这两种相反过程所转换的能量必然相等（相对应的电动势和理论分解电压也必然相等），只是能量形式的转换方向彼此相反而已。
由此也可见，氢氧燃料电池能使绝大部分氢氧化合释放的化学能直接转化为电能而有其氢能利用的高效率。
解本题过程中系统运用的是电化学视角，一切从相关的电化学反应出发，同时综合了相关的物理学原理。
十七．电解食盐溶液的氯碱生产技术，已由传统的隔膜法变革为离子膜法高新技术。
这种技术进步，如下表所示：
表1产品液碱质量比较
项目
离子膜法
隔膜法
NaOH%
35（已有50%的报道）
10～12
NaCl%
0.0025
14～16
Na2CO3%
0.02
（一般不计量）
表2能耗与蒸汽用量比较
（以NaOH质量分数为50％作比较基准）
项目
电解用电度/吨
2160
2600
蒸汽用电度/吨
80
700
蒸量用电度/吨
0.40
3.5
隔膜法和离子膜法新技术中所用的膜有本质区别。
前者是有条
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