山东省济宁一中届高三化学复习二轮小专题精选练习专题79 电解池doc.docx
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山东省济宁一中届高三化学复习二轮小专题精选练习专题79电解池doc
山东省济宁一中2016届高三化学复习二轮小专题精选练习(鲁教版,含解析):
专题79电解池
1、化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是()
A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式:
2Cl--2e-=Cl2↑
B.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:
Fe-2e-=Fe2+
C.硫化钠的水解反应:
S2-+H3O+=HS-+H2O
D.碳酸氢钠的电离方程式:
NaHCO3=Na++H++CO32-
【答案】A
2、关于右图装置说法正确的是()
A.装置中电子移动的途径是:
负极?
Fe?
M溶液?
石墨?
正极
B.若M为NaCl溶液,通电一段时间后,溶液中可能有NaClO
C.若M为FeCl2溶液,可以实现石墨上镀铁
D.若M是海水,该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
【答案】B
3、如图a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈蓝色。
下列说法中不正确的是()
A.U形管中溶液碱性增强B.c上析出红色物质
C.a极和Pt都有气泡产生D.x是正极,y是负极
【答案】D
4、下列装置的线路接通后,经过一段时间,溶液的pH值明显下降的是
【答案】D
【解析】解析:
A、该装置是原电池装置,H+放电生成氢气,溶液的pH增大,错误;B、该装置是电解池,Cu+2H2O
Cu(OH)2+H2↑,氢氧根离子浓度增大,溶液的pH增大,错误;C、电解食盐水,生成氢氧化钠使溶液的pH增大,错误;D、电解硫酸铜实质是电解水和硫酸铜,水中的氢氧根离子放电使溶液中的氢离子浓度增大,溶液的pH减小,正确,答案选D。
5、关于下列各装置图的叙述不正确的是()
①②③④
A.用装置①精炼铜,a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.装置②盐桥中KCl的Cl-移向乙烧杯
C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D.装置④可以验证温度对化学平衡的影响
【答案】B
6、四个电解装置都以Pt作电极,它们分别装着如下电解质溶液进行电解,电解一段时间后,测定其pH变化,所记录的结果正确的是( )
【答案】C
7、用Pt电极电解含有各0.1mol的Cu2-和X3+的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。
则离子的氧化能力由大到小排列正确的是:
()
A.Cu2+>X3+>H+B.Cu2+>H+>X3+
C.X3+>H+>Cu2+D.H+>X3+>Cu2+
【答案】B
【解析】电解液中有Cu2+,因此阴极必定有Cu析出。
析出0.1molCu需要转移电子0.2mol,而图中刚好在转移0.2mol电子的时候沉淀量达到最大,说明阴极析出物仅为Cu,X3+并没有被还原,故X3+的氧化性比H+小。
因此溶液中离子的氧化性强弱顺序为Cu2+>H+>X3+,故选B。
8、下列装置或者操作能达到实验目的的是( )
A.①防止铁钉生锈
B.②构成铜锌原电池
C.③构成铜银原电池
D.④验证NaCl溶液(含酚酞)电解产物
【答案】D
【解析】①中铁作阳极,加速铁被腐蚀,②中的Zn插入ZnSO4溶液,Cu插入CuSO4溶液中,才能形成原电池;不考虑空气,Cu、Ag与CuSO4不能构成原电池。
9、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,按照如图所示装置连接电解池装置,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.铝因为在空气中能形成致密氧化膜而具有抗腐蚀性
B.经过阳极氧化实验处理过的铝不怕酸或碱的腐蚀
C.电解过程阳极周围溶液的pH升高
D.电解的总反应为2Al+6H+===2Al3++3H2↑
【答案】A
【解析】阳极氧化后铝表面的氧化铝能与酸或碱反应,B项错误;铝氧化后要生成氧化膜必须有H2O参加,故阳极电极反应式为2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+,阳极周围溶液的pH下降;电解后Al变为Al2O3,D项错误。
10、利用下图装置,完成很多电化学实验。
下列有关此装置的叙述中,不正确的是( )
A.若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
B.若X为碳棒,Y为饱和NaOH溶液,开关K置于N处,保持温度不变,则溶液的pH保持不变
C.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动
D.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,铁棒质量将增加,溶液中铜离子浓度将减小
【答案】D
【解析】A选项中锌的活泼性比铁强,所以可减缓铁的腐蚀,这种方法的名称也正确,所以A选项正确;B选项电解饱和NaOH溶液相当于电解水,NaOH饱和溶液的浓度不变,所以pH不变,所以B选项正确;C选项是原电池,铜是正极,质量将增加,铁是负极,此时外电路中的电子由负极向正极移动,C选项正确;D选项是在铁棒上镀铜,铁棒质量将增加,但溶液中各离子浓度都不发生变化,所以D选项错误。
11、利用如图装置,完成很多电化学实验。
下列有关此装置的叙述中,不正确的是()
A.若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
B.若X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀
C.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动
D.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,铁棒质量将增加,溶液中铜离子浓度将减小
【答案】D
【解析】A项,构成原电池,锌比铁活泼,可减缓铁的腐蚀;B项,构成电解池,铁为阴极,不被腐蚀;C项,构成原电池,铜为正极,外电路电子由铁流向铜;D项,若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,形成的是电镀池,铜棒作阳极,不断溶解,质量减少,铁棒质量增加,在铁棒上镀铜,电镀液中Cu2+浓度将保持不变。
12、如图A为直流电源,M为浸透饱和NaCI溶液和酚酞试液的滤纸,C为电镀糟,接通电路后发现N上的C点显红色,为实现铁上镀铜,接通K后,使c、d两点短路,下列叙述正确的是( )
A.a为直流电源的负极
B.c极上发生的反应为2H++2e-=H2↑
C.f电极为铜板
D.e极发生还原反应
【答案】B
【解析】A、接通电路后发现B上的C点显红色,说明C上氢离子放电,所以C是阴极,即a是正极b是负极,故错误。
C、电镀时,镀层作阳极,e电极为铜板,故错误。
D、e极上失电子发生氧化反应,故错误。
13、加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),现以电解法制备碘酸钾,实验装置如图所示。
先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液,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,开始电解。
下列说法正确的是()
A.a电极是阴极
B.a极区的KI最终转变为KIO3
C.阳极电极反应:
4OH—-4e—
2H2O+O2↑
D.电解过程中OH—从a极区通过离子交换膜c进入b极区
【答案】B
【解析】考查电化学问题
14、臭氧是常见的强氧化剂,广泛用于水处理系统。
制取臭氧的方法很多。
其中高压放电法和电解纯水法原理如下图所示,下列有关说明不正确的是( )
A.高压放电法,反应的原理为:
3O22O3
B.高压放电出来的空气中,除含臭氧外还含有氮的氧化物
C.电解法,电极b周围发生的电极反应有:
3H2O-6e-=O3+6H+;2H2O-4e-=O2+4H+
D.电解时,H+由电极a经聚合固体电解质膜流向电极b
【答案】D
【解析】电解时,H+由电极b经聚合固体电解质膜流向电极a
15、类推思维是化学解题中常用的一种推理方法,下列有关离子方程式推理正确的是( )
【答案】D
【解析】Fe和CuSO4溶液直接发生置换反应,由于Na非常活泼,能与H2O剧烈反应,生成NaOH和H2,NaOH再和CuSO4反应生成Cu(OH)2,A不正确;CO2通入Ca(ClO)2溶液只发生复分解反应,而SO2由于还原性较强,还要发生氧化还原反应,B不正确;用惰性电极分别电解CuSO4溶液和CuCl2溶液,由于在阳极上放电能力Cl->OH->SO42—,前者生成O2,后者产生Cl2,C不正确;由于盐酸和硝酸都是强酸,且CaCl2、Ca(NO3)2都易溶于水,离子反应相同,D正确。
16、(12分)(能力挑战题)将含有少量氯化钾的硝酸钾固体提纯,某学生进行如图所示实验操作。
回答下列问题:
(1)将样品置于烧杯中,加入适量的水溶解,同时用玻璃棒搅拌,搅拌的作用是________。
(2)向溶液中加入适量的________溶液,使氯化钾转化为沉淀。
(3)将混合液进行过滤,过滤装置和操作如图,指出图
中的两处错误:
①______________________________________________________________;
②______________________________________________________________。
(4)为了从滤液中得到硝酸钾晶体,可选用的两种结晶方法是:
①______________________________________________________________;
②_________________________________________________________
【答案】
(1)加速固体溶解
(2)硝酸银
(3)①液体没有用玻璃棒引流
②漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁
(4)①冷却热饱和溶液 ②蒸发溶剂
【解析】
(1)溶解时搅拌的目的是加快溶解;
(2)可向溶液中加入适量的硝酸银,使氯化钾转化为氯化银沉淀;(3)该装置的两处错误:
①液体没有沿玻璃棒流下;②漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁;(4)结晶的方法有两种:
①蒸发溶剂法:
适用于所有的固态溶质从溶液中结晶析出;②冷却热饱和溶液法:
适用于溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质从溶液中结晶析出。
由于硝酸钾的溶解度受温度的变化影响较大,所以上述两种方法对于硝酸钾晶体从溶液中析出都适用。
17、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程图如下图所示,依据流程图,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为
,与电源负极相连的电极附近,溶液的pH (填“不变”“升高”或“降低”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。
精制过程中发生反应的离子方程式为______________
_________________________________________________________。
(3)如果粗盐中SO42—含量较高,必须添加钡试剂除去SO42—,该钡试剂可以是 。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42—,加入试剂的合理顺序为 .
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过 、冷却、结
晶、 (填写操作名称)除去NaCl。
【答案】
(1)2Cl-―→Cl2↑+2e- 升高
(2)Ca2++CO32—===CaCO3↓,
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(3)ac (4)bc (5)蒸发 过滤
【解析】
(1)电解食盐水时,与电源正极相连的电极发生的反应是2Cl-―→Cl2↑+2e-,与电源负极相连的电极发生的反应是2H++2e-―→H2↑,消耗H+,即产生OH-,所以溶液的pH升高。
(2)精制过程中,加入Na2CO3除去Ca2+(Ca2++CO32—===CaCO3↓);加入NaOH除去Mg2+[Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓],由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度,所以Mg2+与OH-、CO32—混合时,主要生成Mg(OH)2沉淀。
(3)除去SO42—应选择Ba2+,如果加入Ba(NO3)2,溶液中会引入杂质NO3—,而加入BaCl2或Ba(OH)2均不会引入新的杂质。
(4)除杂质时加入Ba2+和OH-无先后之分,但Na2CO3一定要在BaCl2之后加入,因为CO32—还能除去多余的Ba2+。
(5)脱盐工序的目的是分离NaOH和NaCl,由于NaCl溶解度小,因而NaCl首先析出,其操作过程是蒸发、冷却、结晶、过滤得到NaCl晶体。
18、现已探明在黄铜矿中含有工业、国防所需要的Fe、Cu、Au、Co、Ni等元素。
工业上制备氯化铜时,是将盐酸加热至80℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁),充分搅拌,使之溶解,反应如下:
CuO+2HCl===CuCl2+H2O,FeO+2HCl===FeCl2+H2O。
已知:
物质
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe(OH)3
1.9
3.2
Fe(OH)2
7.0
9.0
Cu(OH)2
4.7
6.7
(1)若提供的药品有:
Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu,试结合题给表格,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:
_______________________________。
(2)将除去Fe2+后所得溶液小心加热浓缩,再冷却结晶,即可得CuCl2·3H2O。
①过滤操作中需要的玻璃仪器有_______________________________。
②如果要将CuCl2·3H2O处理为无水氯化铜,请写出实验操作:
_____________。
(3)实验室欲用CuCl2·3H2O晶体配制240mL0.1mol·L-1的CuCl2溶液。
①需称量________g的CuCl2·3H2O晶体。
②配制过程中,下列仪器需要用到的是(填选项号)________。
A.烧杯 B.量筒 C.玻璃棒 D.250mL容量瓶 E.漏斗 F.胶头滴管
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制,现以CuCl2溶液作电解质溶液,则阴极材料为________,通电一段时间后,CuCl2溶液的浓度________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)现将3.84g铜投入浓HNO3中,铜完全溶解,共收集到672mL气体(标准状况)。
将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标准状况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积是________mL。
【答案】
(1)通入足量Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7,过滤除去Fe(OH)3
(2)①烧杯、漏斗、玻璃棒
②在干燥的HCl气氛中加热蒸发
(3)①4.7 ②A、B、C、D、F
(4)纯铜 变小 (5)672
【解析】
(1)先通入足量的氯气将Fe2+氧化成Fe3+,然后用CuO调节溶液的pH的范围,使Fe3+完全沉淀而Cu2+不沉淀。
(2)为防止Cu2+水解,故在干燥的HCl气氛中加热蒸干。
(3)配制240mL0.1mol·L-1的CuCl2溶液,须采用250mL的容量瓶,故m(CuCl2·3H2O)=0.1mol·L-1×0.25L×189g/mol=4.7g(保留一位小数)。
(4)由粗铜的精炼原理可知:
用纯铜作阴极,粗铜作阳极;因为在电解过程中,阳极上有其他活泼的金属放电,而铜离子一直在阴极上放电,故电解一段时间后,电解液CuCl2浓度会变小。
(5)可用终态分析法进行分析(利用电子得失守恒)列式:
铜失电子的物质的量n=3.84g÷64g·mol-1×2e-=氧气得电子的物质的量=
×4e-,求得V(O2)=0.672L。
19、常温下用惰性电极电解200mLNaCl、CuSO4的混合溶液,所得气体的体积随时间变化如下图所示,根据图中信息回答下列问题。
(气体体积已换算成标准状况下的体积,且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化)
(1)曲线(填Ⅰ或Ⅱ)表示阳极产生气体的变化;
(2)NaCl的物质的量浓度为,CuSO4的物质的量浓度。
(3)t2时所得溶液的pH为。
【答案】
(1)Ⅱ
(2)0.1;0.1;(3)1
【解析】
(1)电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑,结合图可知,Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系,Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系。
(2)由图可知,产生氯气为224mL,则由2Cl--2e-=Cl2↑可知,
n(NaCl)=0.224L/22.4L/mol×2=0.02mol,所以c(NaCl)=0.02mol/0.2L=0.1mol/L,
由t2时生成氧气为112mL,n(O2)=0.112L/22.4L/mol=0.005mol,则共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol,根据电子守恒及Cu2++2e-=Cu可知,
n(CuSO4)=0.04mol/2=0.02mol,所以c(CuSO4)=0.02mol/0.2L=0.1mol/L,
(3)由t2时4OH--4e-=O2↑+2H2O~4H+,n(H+)=0.005mol×4=0.02mol,则溶液的c(H+)=0.02mol/0.2L=0.1mol/L,pH=1
20、下列各物质哪些是电解质,哪些是非电解质?
KClBaSO4CH3CH2OHNaOHFeH2SO4H2O
【答案】电解质:
KClBaSO4NaOHH2SO4H2O
非电解质:
CH3CH2OH
21、已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。
它们之间存在如下图中转化关系:
(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,请写出:
A的化学式________;D的化学式________。
(2)如果A和C是18电子的微粒,B和D是10电子的微粒,请写出A与B在溶液中反应的离子方程式______________________________________。
【答案】
【解析】考查常见10电子、18电子的微粒和微粒间的转化关系。
(1)在熟悉10电子、18电子的常见微粒的基础上,观察框图,容易想到NH
+OH-
NH3+H2O的反应,其次应想到HF+OH-===F-+H2O,再联想到H2S+OH-===HS-+H2O或HS-+OH-===S2-+H2O。
(2)从上述反应式可以看出OH-能夺取H2S或HS-中的H+,所以结合质子的能力B>C,即OH->S2-(或HS-)。
22、已知:
A是石油裂解气的主要成分,A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平;它有如图所示的转化关系。
E是有香味的有机物,F是高分子化合物(已知醛类氧化可生成羧酸)。
(1)B、D分子中的官能团名称分别是__________________、
__________________。
(2)写出下列反应的化学方程式及反应类型:
①________;反应类型________。
②________;反应类型________。
④________;反应类型________。
⑤________;反应类型________。
【答案】
(1)羟基羧基
(2)①CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH加成反应
②2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O氧化反应
④CH3COOH+CH3CH2OH=====CH3COOCH2CH3+H2O酯化(或取代)反应
加聚反应
【解析】由题意知,A、B、C、D、E、F分别为CH2=CH2、CH3CH2OH、CH3CHO、CH3COOH、CH3COOCH2CH3、
(1)CH3CH2OH、CH3COOH分子中分别含有羟基和羧基官能团。
(2)①、②、④、⑤反应的化学方程式及反应类型分别为:
①CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH加成反应
②2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O氧化反应
④CH3COOH+CH3CH2OH=====CH3COOCH2CH3+H2O酯化(或取代)反应
加聚反应
23、甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题:
(1)若两池中均为CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲池中的________棒,乙池中的________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是_____________________________________________。
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的离子方程式__________________________________________。
②甲池中碳极上电极反应式是____________________,乙池中碳极上电极反应属于____________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
③若乙池转移0.02mole-后停止实验,该池中溶液体积是200mL,则溶液混匀后的pH=________。
【答案】
(1)①碳; 铁;②4OH--4e-===2H2O+O2↑;
(2)①2Cl-+2H2O通电Cl2↑+H2↑+2OH-;
②2H2O+O2+4e-===4OH- 氧化反应;③13。
【解析】由图可知甲池是原电池,乙池是电解池;
(1)①对于甲池来说,Fe为负极,失去电子,Cu2+在碳棒上得到电子,变为单质Cu附着在上边。
所以若两池中均为CuSO4溶液,反应一段时间后碳棒上会有红色的铜单质产生;对于乙池来说,C为阳极,Fe为阴极。
所以Cu2+在铁棒上得到电子,变为单质Cu附着在上边。
因此反应一段时间后铁棒上会有红色的铜单质产生;②在乙池中OH-的放电能力比SO42-强,所以是OH-在阳极放电。
该电极反应式是4OH--4e-===2H2O+O2↑;
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液,①在乙池中阳离子的放电能力是H+>Na+,所以在阴极上H+放电;阴离子的放电能力是Cl->OH-,所以是Cl-在阳极上放电。
总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O通电Cl2↑+H2↑+2OH-;②对于甲池中来说,碳极为正极,由于是中性环境,所以发生的是吸氧腐蚀,在C棒上电极反应式是2H2O+O2+4e-===4OH-;②乙池中碳极是阳极,所以在C棒上发生的反应是氧化反应,反应式是2Cl--2e-=Cl2↑;③若乙池转移0.02mole-后停止实验根据反应方程式可知产生OH-的物质的量为0.02mol,由于V=0.2L,所以c(OH-)=0.1mol/L;根据水的离子积常数可得c(H+)=10-14÷10-1=10-13mol/L所以溶液混匀后的pH=13。
24、如下图所示,若电解5min时铜电极质量增加2.16g,试回答:
(1)电源电极x名称为。
(2)pH变化:
B,C。
(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5m