高三化学二轮三轮总复习 重点突破专题二 第五讲 电化学 针对训练.docx
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高三化学二轮三轮总复习重点突破专题二第五讲电化学针对训练
第一部分专题二第五讲电化学
[基础等级评价]
1．（2010·海南高考）利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（ ）
A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极发生氧化反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu===Cu2＋＋2e－
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
解析：
电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，活泼性比铜弱的金属沉积在电解糟底部形成阳极泥．
答案：
D
2．（2010·东城模拟）下列有关电化学的示意图中正确的是（ ）
解析：
选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极．选项B，蔗糖为非电解质，不能构成原电池．选项C，粗铜应连接电源正极．选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得电子而产生H2，正确．
答案：
D
3．（2010·莆田模拟）下列有关金属腐蚀与防护的说法，正确的是（ ）
A．纯银器表面在空气中因发生电化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层不再对铁制品起保护作用
C．在空气与水面交接处的钢柱，比在水下部分的钢柱容易腐蚀
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
解析：
纯银器在空气中主要发生化学腐蚀，A错；镀锌铁制品的镀层破损时容易发生电化学腐蚀，此时锌作为负极被腐蚀，而铁作为正极被保护，B错；在空气与水面交接处的钢柱比在水下部分的钢柱接触空气充分，因此容易腐蚀，C对；将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连，钢管作为阳极被腐蚀，D错．
答案：
C
4．（2010·江苏高考）右图是一种航天器能量储存系统原理示意图．下列说法正确的是（ ）
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
解析：
本题考查能量转换的知识，意在考查考生综合运用原电池、电解池原理的能力．A项，该系统中存在太阳能与电能、电能与机械能、化学能与电能、电能与化学能等4种形式的能量转化关系，不正确；B项，装置Y是将化学能转化为电能的燃料电池装置，负极应该是H2发生氧化反应，故不正确；C项，装置X为电解水产生氢气和氧气，故正确；D项，装置X、Y形成的子系统可以实现物质的零排放，但不可能实现化学能与电能间的完全转化，能量总是有损失的，故不正确．
答案：
C
5．（2010·全国卷Ⅱ）下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色．（指示剂的pH变色范围：
6.8～8.0，酸色——红色，碱色——黄色）
回答下列问题：
（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________（填编号）；
①A管溶液由红变黄 ②B管溶液由红变黄
③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
（2）写出A管中发生反应的反应式：
__________________________________________
________________________________________________________________________；
（3）写出B管中发生反应的反应式：
_____________________________________________
________________________________________________________________________；
（4）检验a管中气体的方法是___________________________________________________
________________________________________________________________________；
（5）检验b管中气体的方法是__________________________________________________
________________________________________________________________________；
（6）电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是________________
________________________________________________________________________.
解析：
根据图可以确定，A极为阴极，B极为阳极．A极H＋放电，A极附近OH－增加，溶液碱性增强，A极附近溶液变黄色，同时Mg2＋与OH－结合生成Mg（OH）2沉淀；B极OH－放电，使得溶液中H＋增加，B极附近溶液显酸性，溶液仍为红色．电解后，将电解液倒入烧杯中，A极附近生成的Mg（OH）2与B极附近生成的H2SO4反应，生成MgSO4，即沉淀溶解，溶液呈红色．根据上述分析，a中收集的是氢气，b中收集的是O2.
答案：
（1）① ④
（2）2H＋＋2e－===H2↑（写2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑同样给分），Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓
（3）4OH－－4e－===2H2O＋O2↑（写2H2O－4e－===4H＋＋O2↑同样给分）
（4）用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰
（5）用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃
（6）溶液呈红色，白色沉淀溶解（或大部分溶解）
[发展等级评价]
（限时45分钟，满分100分）
一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）
1．钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是（ ）
A．2H＋＋2e－===H2↑
B．Fe－2e－===Fe2＋
C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
解析：
钢铁是铁碳合金，形成原电池时，负极发生氧化反应，其电极反应为Fe－2e－===Fe2＋.
答案：
B
2．下列叙述不正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，用铁作阳极，Cl－发生氧化反应
B．电解法精炼铜时，纯铜作阴极，Cu2＋发生还原反应
C．电镀铜时，金属铜作阳极，电镀液可用硫酸铜溶液
D．铜锌原电池中，锌作负极，电子从锌极流向铜极
解析：
用Fe作阳极电解饱和食盐水时，阳极反应式为：
Fe－2e－===Fe2＋，而溶液中Cl－不再发生氧化反应．
答案：
A
3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速度甲比乙慢
解析：
甲装置构成原电池，锌片为负极，铜片为正极，溶液中的H＋在铜片上获得电子产生成H2，乙装置中，溶液中的H＋直接与Zn反应而产生H2.两装置溶液中的c（H＋）浓度降低，pH增大．由于甲装置中Cu、Zn、稀H2SO4构成原电池，加快了电子转移速率，产生H2的速率比乙快．
答案：
C
4．（2010·安徽高考）某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：
2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是（ ）
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析：
该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极（a极）发生反应：
H2－2e－===2H＋，H＋由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极（b极）发生反应：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确．
答案：
D
5．用铂作电极电解下列溶液时，在阳极上有气体析出，且溶液的pH下降的是（ ）
A．KNO3B．CuSO4
C．NaOHD．HCl
解析：
由阴阳离子的放电顺序可知电解KNO3、NaOH溶液的实质都是电解水，电解质溶液的浓度均增大，KNO3溶液pH不变，NaOH溶液的pH增大；电解HCl溶液，阴极反应2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应2Cl－－2e－===Cl2↑，电解的是HCl，电解质溶液的浓度降低，pH增大；电解CuSO4溶液，阴极反应2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极反应4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电池反应是：
2CuSO4＋2H2O电解,2Cu＋2H2SO4＋O2↑，pH下降．
答案：
B
6．如右图所示，a、b两电极材料分别为铁丝和铜丝．则以下说法不正确的是（ ）
A．该装置可以构成原电池，也可以构成电解池
B．a电极可能发生反应：
Cu2＋＋2e－===Cu
C．b电极质量可能增加
D．该过程可能有大量气体产生
解析：
该装置若用导线直接相连，则构成原电池，若与电源相连，则构成电解池，A正确；当a电极作电解池的阴极时，其电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，B正确；当b电极作原电池的正极时，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C正确．
答案：
D
7．右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极．则下列有关的判断正确的是（ ）
A．a为负极、b为正极
B．a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：
电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为电源的负极，与电源正极相连的c为阳极，与电源负极相连的d为阴极．在电解过程中，因Cu2＋是阳离子，移向阴极（d），在阴极放电析出Cu，所以d电极质量增加；Cl－是阴离子，移向阳极（c），在阳极放电生成Cl2，会导致溶液中Cl－浓度降低．
答案：
C
8．（2010·湘潭模拟）根据如图所示的装置（甲中电极均为惰性电极），判断下列叙述中正确的是（ ）
A．利用该反应可持续生产硫酸铜，直至硫酸耗尽
B．甲中b电极的电极反应为：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．通电初期乙中的总反应为：
Cu＋H2SO4
CuSO4＋H2↑
D．反应过程中甲、乙中溶液的pH都逐渐减小
解析：
电解初期，乙中阳极铜失去电子变成Cu2＋进入溶液中，阴极H＋得到电子变成氢气，C项对；但当Cu2＋增大到一定程度时，乙中Cu2＋放电而不是H＋放电，A项错；b电极上是氧气得到电子变成OH－，B项错；电解进行到一定程度时，乙中Cu2＋浓度保持不变，pH不变，D项错．
答案：
C
9．（2010·海淀模拟）高功率Ni/MH（M表示储氢合金）电池已经用于混合动力汽车．总反应方程式如下：
Ni（OH）2＋M
NiOOH＋MH，下列叙述正确的是（ ）
A．放电时正极附近溶液的碱性增强
B．放电时负极反应为：
M＋H2O＋e－===MH＋OH－
C．充电时阳极反应为：
NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－
D．放电时每转移1mol电子，正极有1molNiOOH被氧化
解析：
放电时正极反应为：
NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－，正极附近c（OH－）增大，溶液碱性增强，A对；放电时负极反应为MH＋OH－－e－===M＋H2O，B错；充电时阳极反应为Ni（OH）2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，C错；放电时正极发生还原反应，放电时每转移1mol电子，正极上有1molNiOOH被还原，D错．
答案：
A
10．如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解．下列说法正确的是（ ）
序号
电极材料
通电后的变化
阴极
阳极
A
石墨
石墨
阴极质量增加，溶液的pH增大
B
铜
铜
阳极质量减小，阴极质量增加
C
铁
铁
两极的质量不发生变化
D
铂
铁
阴极质量增加，溶液的pH恒定不变
解析：
A项，阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，溶液中有H2SO4生成，pH减小，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极质量增加；B项，构成电镀装置，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极质量减小，阴极质量增加；C项，阳极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极质量减小，阴极质量增加；D项，阳极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极质量增加，由于Fe2＋和Cu2＋水解能力有差异，因此溶液pH变化无法确定．
答案：
B
二、非选择题（本题包括4小题，共50分）
11．（8分）（2010·潍坊模拟）钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：
（1）写出石墨电极的电极反应式________________________________
________________________________________________________________________.
（2）将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动的方向．
（3）写出修改后石墨电极的电极反应式_________________________________________．
解析：
（1）钢铁的吸氧腐蚀中石墨作正极，电极反应式为：
2H2O＋O2＋4e－===4OH－.
（2）利用外加电源的阴极保护法，将钢铁与直流电源的负极相连接，可以保护钢铁不被腐蚀．（3）修改后的装置为电解池，石墨电极作阳极，Cl－放电，电极反应式为：
2Cl－－2e－===Cl2↑.
答案：
（1）2H2O＋O2＋4e－===4OH－
（2）
（3）2Cl－－2e－===Cl2↑
12．（12分）在25℃时，用石墨电极电解2.0L2.5mol/LCuSO4溶液，如有0.20mol电子发生转移，试回答下列问题：
（1）阴极发生________反应，电极反应为_________________________________________
________________________________________________________________________.
（2）阳极发生________反应，电极反应为________________________________________
________________________________________________________________________.
（3）电解后得到的Cu的质量是________，得到O2的体积（标准状况）是________，溶液的pH是________．
（4）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差________，电解液的pH________（填“变小”“变大”或“不变”）．
解析：
用惰性电极电解CuSO4溶液时，阴极：
2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，总反应：
2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4.转移0.20mol电子时，得到0.10molCu,0.05molO2，溶液中的c（H＋）＝
＝0.10mol/L，所以溶液的pH为1.如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，为电镀池，阳极损失0.10molCu，阴极得到0.10molCu，两极质量相差12.8g，溶液的pH不变．
答案：
（1）还原 2Cu2＋＋4e－===2Cu
（2）氧化 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
（3）6.4g 1.12L 1
（4）12.8g 不变
13．（12分）（2010·山东高考）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是________________________（用离子方程式表示）．为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________．
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②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________．取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是________________________________________________________________________．
（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________．
（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护．
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________．
解析：
（1）①题中指出在碱洗时有气泡产生，则只有金属铝和碱反应才符合条件，故碱洗过程中发生反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO
＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑.碱洗后溶液中含有大量AlO
，故最好通入CO2气体使AlO
转化为Al（OH）3沉淀以回收铝．
②活泼金属作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极反应式为2Al＋3H2O===Al2O3＋6H＋＋6e－.加入NaHCO3溶液后，Al3＋与HCO
发生水解相互促进反应，离子方程式可表示为Al3＋＋3HCO
===Al（OH）3↓＋3CO2↑.
（2）电镀时若用石墨作阳极，则电解过程中电解液中Cu2＋浓度不断减小，导致铁表面不能镀上均匀的铜．
（3）若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时开关K应置于N处．若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法．
答案：
（1）①2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al（OH）4]－＋3H2↑（或：
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑） b ②2Al＋3H2O===Al2O3＋6H＋＋6e－ HCO
与H＋反应使H＋的浓度减小，产生Al（OH）3沉淀
（2）补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定
（3）N 牺牲阳极的阴极保护法（或：
牺牲阳极保护法）
14．（18分）（2010·四川高考）碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病．
碘酸钾（KIO3）是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水．碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘．以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示．
请回答下列问题：
（1）碘是________（填颜色）固体物质，实验室常用________方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘．
（2）电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液加入阳极区．另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却．
电解时，阳极上发生反应的电极反应式为________；阴极上观察到的实验现象是________________________________________________________________________．
（3）电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I－.请设计一个检验电解液中是否有I－的实验方案，并按要求填写下表．
要求：
所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选．
试剂：
淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸.
实验方法
实验现象及结论
（4）电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
阳极电解液―→
―→②―→
―→
―→⑤―→碘酸钾晶体
步骤②的操作名称是________，步骤⑤的操作名称是________．步骤④洗涤晶体的目的是________________________________________________________________________．
解析：
（1）卤素单质的颜色随着相对分子质量的增加而变深，单质碘为紫黑色，具有加热易升华的性质．
（2）电解时，阳极发生氧化反应，I－失去电子被氧化；阴极发生还原反应，H＋得电子生成氢气．
（3）阳极电解产物中含有IO
，该离子与I－在酸性条件下可以发生氧化还原反应生成单质碘，可用淀粉溶液检验生成的单质碘．
（4）溶液经蒸发浓缩，冷却后析出晶体，然后过滤得目标产物KIO3，洗涤其表面的杂质，干燥后即得较为纯净的KIO3.
答案：
（1）紫黑色 升华
（2）2I－－2e－===I2（或I－＋6OH－－6e－===IO
＋3H2O） 有气泡产生
（3）
实验方法
实验现象及结论
取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝．
如果不变蓝，说明无I－.
（如果变蓝，说明有I－）
（4）冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质
1．能够实现反应Cu＋2H2O===Cu（OH）2↓＋H2↑的是（ ）
A．铜银合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
B．用铜片作阴极、石墨作阳极，电解饱和氯化钠溶液
C．用铜片作阳极、石墨作阴极，电解饱和氯化钠溶液
D．铜片作原电池的负极，石墨作原电池的正极，氯化钠溶液作电解质溶液
解析：
Cu在金属活动性顺序中排在H的后面，故题设中的反应只能在电解池中发生．由于Cu被氧化，故Cu片作阳极，产物中有Cu（OH）2，则电解质溶液为中性或碱性溶液．
答案：
C
2．（2010·济南模拟）镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd（OH）2＋2Ni（OH）2
Cd＋2NiOOH＋2H2O.有关该电池的说法中，不正确的是（ ）
A．放电时，电解质溶液中的OH－向负极移动
B．充电过程是电能转化为化学能的过程
C．放电时，负极附近溶液的碱性不变
D．充电时阴极反应为：
Cd（OH）2＋2e－===Cd＋2OH－
解析：
该电池放电时是原电池，电解质溶液中的OH－向负极移动，与Cd2＋反应生成Cd（OH）2，负极附近溶液的碱性减弱．该电池充电时是电解池，是电能转化为化学能的过程，阴极Cd（OH）2发生还原反应生成Cd.
答案：
C
3．（2010·潍坊模拟）某同学按如图所示的装置进行实验．A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水．当K闭合时，SO
从右向左通过交换膜移向A极．下列分析正确的是（ ）
A．溶液中c（A2＋）减小
B．B极的电极反应：
B－2e－===B2＋
C．Y电极上有H2产生，发生还原反应
D．反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀
解析：
根据SO
从右向左通过交换膜移向A极，则A极为负极，故A极的电极反应为A－2e－===A2＋，溶液中c（A2＋）增大，A错；B极为正极，发生得电子的还原反应，B错；Y电极为阳极，为Cl－放电，发生氧化反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑，有Cl2产生，C错；右边U形管中最初为电解AlCl3溶液，X电极为H＋放电，c（H＋）减小，c（OH－）增大，且Al3＋移向X极，因此会产生Al（OH）3白色胶状沉淀
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