届高考化学第一轮知识点复习题31.docx
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届高考化学第一轮知识点复习题31
一、选择题
1.能用电解原理说明的问题是( )
①电解是把电能转化为化学能 ②电解是化学能转化成电能 ③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生
A.①②③④B.②③⑤
C.③④D.①③④⑤
答案:
D
2.(2018·北京卷·9)用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。
下列分析正确的是( )
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极上发生的反应:
Cu2++2e-===Cu
D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体
解析:
可利用电解质溶液中离子的移动方向判断出电源的正负极,并写出电极反应式和反应现象。
A.铜离子应移向阴极,则a为负极。
B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的,并非通电才能发生。
C.反应Cu2++2e-===Cu应在阴极上发生,阳极上发生的反应应为2Cl--2e-===Cl2↑。
D.通电一段时间后,应在阳极附近观察到黄绿色气体。
答案:
A
点拨:
知识:
电解池的工作原理及电极反应式的书写。
能力:
灵活运用所学知识解决问题的能力。
试题难度:
中等。
3.如下图所示,x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极极板质量增加,b极极板处有无色无味的气体放出,符合这一情况的是( )
a极板
b极板
x电极
z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
答案:
A
4.(2018·天津卷·6)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。
反应原理如下:
电池:
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)
电解池:
2Al+3H2O
Al2O3+3H2↑
电解过程中,以下判断正确的是( )
电池
电解池
A
H+移向Pb电极
H+移向Pb电极
B
每消耗3molPb
生成2molAl2O3
C
正极:
PbO2+4H++2e-===Pb2++2H2O
阳极:
2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+
D
解析:
依据原电池和电解池的原理分析、解决问题。
原电池中,Pb为负极:
Pb-2e-+SO
===PbSO4,PbO2为正极:
PbO2+2e-+SO
+4H+===PbSO4+2H2O,所以H+向PbO2极移动。
电解池中,Pb为阴极:
2H++2e-===H2↑,Al为阳极:
3H2O+2Al-6e-===Al2O3+6H+,所以H+向Pb电极移动,A错。
每消耗3molPb时转移6mole-,每生成2molAl2O3时,转移12mole-,B错。
根据A项分析,可知电池的正极反应式书写错误,C错。
原电池中随时间增长,Pb变为PbSO4,质量增加,电解池中Pb极产生H2,Pb电极质量不变,D正确。
答案:
D
点拨:
知识:
原电池、电解池工作原理。
能力:
考查学生对原电池、电解池的理解和分析、解决问题的能力。
试题难度:
较大。
5.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质),能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )
A.AgNO3[AgNO3]B.NaOH[NaOH]
C.KCl[KCl]D.CuSO4[CuO]
解析:
A选项4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3,脱离反应体系的物质是4Ag+O2,相当于2Ag2O,所以应当加入适量的Ag2O才能复原(加入AgNO3,会使NO
的量增加)。
B选项2H2O
2H2↑+O2↑,脱离反应体系的是2H2+O2,相当于2H2O,加入适量水才能复原。
C选项2KCl+2H2O
2KOH+H2↑+Cl2↑,脱离反应体系的是H2+Cl2,相当于2HCl,应通入适量HCl气体才能复原。
D选项2CuSO4+2H2O
2H2SO4+2Cu+O2↑,脱离反应体系的是2Cu+O2,相当于2CuO,加入适量CuO可以复原。
答案:
D
6.(2018·浙江省杭州市高三上学期中七校联考)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求,即为理想化。
①~⑧为各装置中的电极编号。
下列说法错误的是( )
A.当K闭合时,A装置发生吸氧腐蚀,在电路中做电源
B.当K断开时,B装置锌片溶解,有氢气产生
C.当K闭合后,整个电路中电子的流动方向为①→⑧;⑦→⑥;⑤→④;③→②
D.当K闭合后,A、B装置中pH变大,C、D装置中pH不变
答案:
A
7.(2018·阜新模拟)某小组为研究电化学原理,设计装置如图。
下列叙述不正确的是( )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-===Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动
答案:
D
8.(2018·全国大纲·9)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O
)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O
+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。
下列说法不正确的是( )
A.阳极反应为Fe-2e-===Fe2+
B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12mol电子,最多有1molCr2O
被还原
解析:
根据电解原理写出电极反应式,然后逐一分析。
A电解时用铁作阳极,失去电子生成具有还原性的Fe2+,Fe2+将废水中的Cr2O
还原为Cr3+。
B电解过程中消耗H+,溶液的pH发生变化。
C电解过程中H2O电离出的H+参与反应,c(OH-)增大,Cr3+与Fe3+都与OH-结合为沉淀。
D.根据电极反应式Fe-2e-===Fe2+,可知每转移12mole-生成6molFe2+,6molFe2+可还原1molCr2O
。
答案:
B
点拨:
知识:
电解原理的应用。
能力:
运用所学知识分析和解决电解问题的能力。
试题难度:
较大。
9.(2018·江苏卷·9)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,如图所示。
该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正极移动
解析:
结合电池示意图及原电池原理进行分析。
该原电池中,石墨电极为惰性电极,只能作正极,而Mg电极为活性电极,作负极,A错。
Mg电极本身发生氧化反应,H2O2在石墨电极上应发生还原反应,B错。
石墨电极上发生的反应为H2O2+2e-===2OH-,由于生成OH-,电极附近溶液c(OH-)增大,溶液的pH增大,C对。
原电池电解质溶液中阴离子Cl-向负极移动,D错。
答案:
C
点拨:
知识:
原电池的构成及工作原理。
能力:
考查考生的信息处理能力及迁移应用能力。
试题难度:
中等。
10.(2018·浙江卷·11)电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。
在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。
已知:
3I2+6OH-===IO
+5I-+3H2O,下列说法不正确的是( )
A.右侧发生的电极反应式:
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
B.电解结束时,右侧溶液中含有IO
C.电解槽内发生反应的总化学方程式:
KI+3H2O
KIO3+3H2↑
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变
解析:
结合题给电解槽装置,利用电解原理进行分析、解决问题。
该电解槽的两极均为惰性电极(Pt),在一定条件下通电,发现左侧溶液变蓝色,说明发生电极反应:
2I--2e-===I2,由淀粉溶液遇单质碘显蓝色可知,左侧为阳极,右侧为阴极,阴极上溶液中的H+得电子发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-(或2H++2e-===H2↑),A项正确。
阴极周围溶液中产生的OH-经阴离子交换膜移向左侧,并与左侧电极上产生的I2发生反应:
3I2+6OH-===IO
+5I-+3H2O,一段时间后,蓝色逐渐变浅,电解结束时,左侧溶液中的IO
经阴离子交换膜进入右侧溶液,B项正确。
结合阴、阳极发生的反应及I2与OH-的反应可知,电解槽内总反应为I-+3H2O
IO
+3H2↑,C项正确。
若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内总反应为2I-+2H2O
I2+H2↑+2OH-,D项错。
答案:
D
点拨:
知识:
电解槽的构成、工业原理及电极(电池)反应式。
能力:
考查考生的综合分析能力、信息处理能力及迁移应用能力。
试题难度:
较大。
11.(2018·成都模拟)第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合作为动力。
汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。
下图是镍氢电池充放电原理的示意图,其总反应式为H2+2NiOOH
2Ni(OH)2。
下列说法中正确的是( )
A.混合动力车上坡或加速时,溶液中的OH-向乙电极移动
B.混合动力车刹车或下坡时,乙电极周围溶液的pH增大
C.混合动力车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
D.混合动力车刹车或下坡时,甲电极的电极反应式为H2+2OH-+2e-===Ni(OH)2+OH-
答案:
C
12.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后,恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子为( )
A.0.1molB.0.2mol
C.0.3molD.0.4mol
解析:
Cu(OH)2从组成上可看成CuO·H2O,加入0.1molCu(OH)2后,恰好恢复到电解前的浓度和pH,即电解生成了0.1molH2SO4,并消耗0.1molH2O,由电解的总反应式:
2H2O+2CuSO4
2Cu+O2↑+2H2SO4,2H2O
2H2↑+O2↑,知:
2H2SO4~4e-,2H2O~4e-,所以电解过程中转移电子为0.2mol+0.2mol=0.4mol。
答案:
D
13.用石墨作电极电解2mol·L-1的NaCl和1mol·L-1的MgSO4混合溶液时,下列曲线合理的是( )
解析:
依据2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
MgSO4+2NaOH===Mg(OH)2↓+Na2SO4,溶液起始及最终的pH均接近于7,沉淀量从起始至最终应是先逐渐增加,后期保持不变,故D项正确。
答案:
D
14.用质量均为100g的铜片作电极,电解AgNO3溶液,电解一段时间后两极质量相差28g,此时阳极质量为( )
A.121.6gB.93.6g
C.89.6gD.88.2g
解析:
设电解过程中电子转移nmol,阳极质量减少64×
g,阴极质量增加108ng,即108n+64×
=28,n=0.2mol,阳极质量为:
100g-64×
g=93.6g。
答案:
B
15.(2018·安徽模拟)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实验装置如下图甲。
电解过程中的实验数据如下图乙,横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量,纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。
则下列说法不正确的是( )
A.电解过程中,a电极表面先有红色物质析出,后有气泡产生
B.b电极上发生反应的方程式为:
4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.曲线O~P段表示O2的体积变化
D.从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g/mol
解析:
由电流方向可知,b电极为阳极,电解过程中,a电极表面先有红色物质析出,后有气泡产生;b电极上发生的反应方程式为:
4OH--4e-===2H2O+O2↑;曲线O~P段是阴极产生铜,阳极产生O2,曲线P~Q段是阴极产生H2,阳极产生O2,故ABC正确。
从开始到Q点收集到的混合气体中O2为0.1mol,H2为0.1mol,故混合气体的平均摩尔质量为17g/mol。
答案:
D
二、非选择题
16.(2018·汕头模拟)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应为2CH3CHO+H2O
CH3CH2OH+CH3COOH。
实验室中,以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示。
(1)若以甲烷燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入________(填化学式)气体。
(2)电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体。
电极反应如下:
阳极:
①4OH--4e-===O2↑+2H2O
②_____________________________________________________
阴极:
①________________________________________________
②CH3CHO+2e-+2H2O===CH3CH2OH+2OH-
(3)电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)已知:
乙醛、乙醇的沸点分别为20.8℃、78.4℃。
从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是____________________________。
(5)在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。
若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为3000mg·L-1的废水,可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后1位)。
答案:
(1)CH4
(2)CH3CHO-2e-+H2O===CH3COOH+2H+
4H++4e-===2H2↑(或4H2O+4e-===2H2↑+4OH-(写成“2H++2e-===H2↑”也可)
(3)不变 (4)蒸馏 (5)1.9
17.(2018·重庆卷·11)化学在环境保护中起着十分重要的作用。
催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中,H2能将NO
还原为N2。
25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。
①N2的结构式为________。
②上述反应离子方程式为____________________,其平均反应速率v(NO
)为________mol·L-1·min-1。
③还原过程中可生成中间产物NO
,写出3种促进NO
水解的方法________。
(2)电化学降解NO
的原理如图所示。
①电源正极为________(填“A”或“B”),阴极反应式为______________。
②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为________g。
解析:
根据溶液的氧化还原反应规律及题意书写离子方程式,根据电极上发生的反应类型判断电极名称,根据电极反应式及质子的移动方向分析溶液的质量变化。
(1)①N2电子式为:
N⋮⋮N:
,结构式为N≡N。
②反应中碱性增强,故应有OH-生成,根据得失电子守恒有:
5H2+2NO
——N2+OH-,据电荷守恒有:
5H2+2NO
——N2+2OH-,最后由元素守恒得5H2+2NO
N2+2OH-+4H2O。
③水解的离子方程式为NO
+H2OHNO2+OH-,据“越热越水解、越稀越水解”,可知加热或加水稀释能促进水解;另外,降低生成物浓度,也可促进水解。
(2)①NO
生成N2发生了还原反应,应在电解池的阴极发生,故A为原电池的正极;阴极发生还原反应,故电极反应式为2NO
+6H2O+10e-===N2↑+12OH-。
由电极反应式可知,通过2mol电子,溶液减少的质量为5.6g(N2),同时有2molH+通过质子交换膜进入右侧,故右侧溶液减少3.6g。
②正极发生的反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O,每通过2mol电子,生成16gO2,同时有2molH+通过质子交换膜进入右侧,使左侧溶液质量减少18g,故两侧溶液减少的质量差为14.4g。
答案:
(1)①N≡N ②2NO
+5H2
N2+2OH-+4H2O 0.001 ③加酸,升高温度,加水
(2)①A 2NO
+6H2O+10e-===N2↑+12OH-
②14.4
点拨:
知识:
氧化还原反应方程式、电极反应方程式的书写;电极名称的判断、根据电极反应式计算等。
能力:
全面考查学生运用所学的氧化还原反应原理、电化学原理分析问题和解决问题的能力,对化学计算的能力也进行了考查。
试题难度:
较难。
18.已知20℃时NaCl的溶解度为36g。
某氯碱厂使用的设备是阳离子交换膜电解槽,若一次向电解槽中加入一定量20℃时饱和NaCl溶液,当90%的NaCl电解时,阴极收集到11.2m3气体(已折算成标准状况)。
请回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为__________________。
(2)取阳极区溶液作系列实验,下列结论中错误的是( )
A.滴加酚酞试剂,先变红后褪色
B.滴加硝酸银溶液,有白色沉淀产生
C.滴加小苏打溶液,有气泡产生
D.做焰色反应实验呈黄色
(3)计算原饱和NaCl溶液的质量(单位:
kg)。
(4)若电解90%的NaCl所需电能是由甲烷燃料电池提供,则所需甲烷至少为多少m3?
(折算成标准状况,假设该燃料电池的电量利用率为90%)
答案:
(1)2Cl-+2H2O===2OH-+Cl2↑+H2↑
(2)A
(3)n(H2)=
=500mol
n(总NaCl)=1000/0.9mol
m(总NaCl)=1000/0.9mol×58.5g/mol=65000g
m(NaCl溶液)=65000g×136/36×10-3=245.6kg
(4)由n(H2)=500mol得:
n(CH4)=500mol×2/8=125mol
V(CH4)=125mol×22.4L/mol×10-3m3/L/0.9=3.1m3