高三化学重点内容电解池精选提高练习题及详细答案.docx
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高三化学重点内容电解池精选提高练习题及详细答案
2012-2013高三化学重点内容“电解池”精选提高练习题及答案
1．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。
电池反应为：
FePO4+Li
LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池说法正确的是
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部Li＋向负极移动.
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少
D．放电时电池正极反应为：
FePO4+Li++e-=LiFePO4
答案：
CD
解析：
放电时，负极：
Li--e-==Li+，正极：
FePO4+Li++e-==LiFePO4；充电时，阳极：
LiFePO4--e-==FePO4+Li+阴极：
Li++e-==Li，所以易知C.D正确。
若加入硫酸，与Li单质（固体）发生反应，所以A错；放电时，Li+应（正电荷）在电池内部（电解质中）向正极移动，故B错。
2．关于铅蓄电池的说法正确的是
A．在放电时，正极发生的反应是Pb（s）+SO42—（aq）=PbSO4（s）+2e—
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4（s）+2e—=Pb（s）+SO42—（aq）
答案：
B
解析：
铅蓄电池的充放电反应为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4
PbSO4＋2H2O，放电时Pb作负极：
Pb－2e－＋SO42－===PbSO4，在正极上：
PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－===PbSO4＋2H2O；充电时，H2SO4的浓度不断增大，阳极上发生的是氧化反应，是失去电子而不是得到电子。
3．镍镉（Ni—Cd）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+2NiOOH+2H2O
Cd（OH）2+2Ni（OH）2。
有关该电池的说法正确的是
A．充电时阳极反应：
Ni（OH）2－e—+OH-==NiOOH+H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
答案：
A
解析：
由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知，Ni（OH）2作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：
Ni（OH）2－e－＋OH-===NiOOH＋H2O；Cd（OH）2作阴极，Cd（OH）2＋2e－===Cd＋2OH－；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时，Cd作负极，Cd－2e－＋2OH－===Cd（OH）2，Cd周围的c（OH－）下降，OH－向负极移动。
4
．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：
2Cu+H2O==Cu2O+H2O↑。
下列说法正确的是
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。
答案：
A
解析：
由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：
2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。
5．下列有关电池的说法不正确的是
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
答案：
B
解析：
手机上用的锂离子电池可以反复充放电，属于二次电池，A选项正确。
锌比铜活泼，因此构成原电池时，锌失电子做负极，电子眼外电路流向正极铜，所以B选项错误。
6
．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法不正确的是
A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
答案：
D
解析：
A项，明矾净水的原理是Al3＋＋3H2O
Al（OH）3（胶体）＋3H＋，利用Al（OH）3（胶体）的吸附性进行净水；B项，是因为轮船主要用铁造外壳,铁在海水中易被腐蚀.镀上比铁活泼的锌,形成原电池,锌作负极,失去电子先被腐蚀,从而起到保护铁的作用，从而可减缓船体的腐蚀速率；氧化镁的熔点是2852℃，可用于制作耐高温材料；电解MgCl2饱和溶液，发生地化学反应为MgCl2＋2H2O
Mg（OH）2＋Cl2↑＋H2↑，不会产生金属镁，电解熔融的MgCl2能制取单质镁，发生的反应MgCl2（熔融）
Mg＋Cl2↑。
【考点分析】
（1）物质的水解反应，以及水解反应的用途；
（2）常见生活常识的原理；（3）常见物质在生产生活中的具体用途；（4）常见物质的制备及发生的化学反应方程式。
7．下列说法正确的是
A．废旧电池应集中回收，并填埋处理
B．充电电池放电时，电能转变为化学能
C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关
D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行
答案：
C
解析：
A项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，，就会引发疾病；B项充电电池放电时，化学能转变为电能；D项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。
8．（11分）
铜在自然界存在于多种矿石中，如：
矿石名称
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu（OH）2
请回答下列问题：
（1）上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是 。
（2）工业上以黄铜矿为原料。
采用火法溶炼工艺生产铜。
该工艺的中间过程会发生反应：
2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑，反应的氧化剂是 。
（3）SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 ；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称 。
（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。
请简述粗铜电解得到精铜的原理：
。
（5）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 （填字母）。
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铜绿的主成分是碱酸铜
可用稀盐酸除铜器表面的铜绿
Ⅰ对；Ⅱ对；有
B
铜表易形成致密的氧化膜
铜容器可以盛放浓硫酸
Ⅰ对；Ⅱ对；有
C
铁比铜活泼
例在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈
Ⅰ对；Ⅱ对；有
D
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
Ⅰ错；Ⅱ对；无
答案：
（1）Cu2S
（2）Cu2O，Cu2S
（3）形成酸雨，会对植物和建筑物造成严重损害硫酸硫酸铵电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液。
阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2＋进入溶液中Cu－2e－===Cu2＋；阴极上发生还原反应，Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu单质，Cu2＋+2e－===Cu，从而达到精制Cu的目的（5）AD
解析：
（1）上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是Cu2S
解释：
CuFeS2：
34.8%；Cu5FeS4：
63.5%；Cu2S：
80%；CuCO3·Cu（OH）2：
57.6%
（2） 反应的氧化剂是Cu2O，Cu2S
解释：
Cu2O，Cu2S的Cu由+1被还原为0价，作氧化剂；Cu2S的S有-2价被氧化为+4价，作还原剂。
（3） SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是形成酸雨。
处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称硫酸，硫酸铵。
解释：
处理SO2尾气一般为循环制备硫酸，和用Ca（OH）2或氨水吸收，可得到CaSO4和（NH4）2SO4等有价值的化学品。
（4） 简述粗铜电解得到精铜的原理：
电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液。
阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2+进入溶液中Cu-e-==Cu2+；阴极上发生还原反应，Cu2+得到电子在阴极上析出Cu单质，Cu2++e-==Cu，从而达到精制Cu的目的。
（5） A.D
解释：
稀盐酸可以同Cu（OH）2与CuCO3反应，而且稀盐酸不能于Cu反应。
所以稀盐酸可以除铜器表面的铜绿（CuCO3·Cu（OH）2），A正确。
铜表面不能形成致密氧化膜；铜和浓硫酸在常温下是反应的，生成硫酸铜、SO2和水，反应很慢，反应过程中放热，随着反应的进行，速率会越来越快的，所以不能用铜制容器装浓硫酸，B错误。
因为Fe比Cu活泼，所以Fe-Cu形成的原电池中，Fe作负极，更容易被氧化生绣，C错误。
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，只有旧键的断裂，没有新键的形成（CuSO4·5H2O中，H2O与Cu2+有配位键），故不属于化学变化，只有物理变化；CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。
综上所述，答案选AD。
9．（16分）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。
（1）粗食盐常含有少量K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：
提供的试剂：
饱和Na2CO3溶液饱和K2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液Ba（NO3）2溶液75%乙醇四氯化碳
①欲除去溶液I中的＋Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次是（只填化学式）。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为。
（2）用提纯的NaCl配制500mL4.00mol·L-1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有（填仪器名称）。
（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2
（填“＞”、“=”或“＜”）2L，原因是。
装置改进后可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为。
（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置（填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置（填代号）。
可选用制备气体的装置：
答案：
（1）①BaCl2、NaOH、Na2CO3（错选或多选本小题不得分。
NaOH溶液的加入顺序及是否答Na0H不影响得分）
②75％乙醇
（2）天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管
（3）<电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应酸碱中和滴定
（4）cd
解析：
（1）①要除去SO42－，只有选BaCl2溶液，若选用Ba（NO3）2，会引入新的离子NO3－，再选用NaOH溶液除去Mg2＋和Fe3＋溶液，最后选用Na2CO3溶液除去Ca2＋，此处不能选用K2CO3溶液，否则会引入新的K＋，再用HCl除去过量的CO32－。
Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前，否则会引入Ba2＋。
②除去NaCl晶体表面的少量的KCl，应选用75%的乙醇，因为CCl4有毒，同时KCl也不会溶解在CCl4中。
（3）2NaCl＋2H2O
2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，在阴级区内产生的Cl2能与该区生成的NaOH反应NaCl、NaClO和H2O，使得部分的Cl2被消耗，所以同样条件下收集到的Cl2小于2L。
10．（8分）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。
其主要流程如下：
（1）反应I前需在FeSO4溶液中加入（填字母），以除去溶液中的Fe3＋。
A．锌粉B．铁屑C．KI溶液D．H2
（2）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是。
（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是。
（4）反应Ⅳ常被用于电解生产（NH4）2S2O8（二硫酸铵）。
电解时均用惰性电极，阳极发生地电极反应可表示为。
答案：
（1）B
（2）防止NH4HCO3分解（或减少Fe2＋的水解）
（3）降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出。
（4）2SO42--2e－
2S2O82-
解析：
（1）在FeSO4溶液中除去溶液中的Fe3＋，最好选用铁屑或铁粉，比较简单。
（2）如果温度过高会导致NH4HCO3分解同样也会加快Fe2＋的水解（温度越高水解速率越快）这样会使原料利用率降低。
（3）由题目看出在III反应中生成的K2SO4为固体，而K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的，要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度。
（4）根据阴阳极反应原理阳极失电子发生氧化反应，此题实质是电解硫酸铵溶液，在根据反应后的产物得出正确的答案。
【考点分析】此题为化工生产题型，主要考察了化合物性质，电极方程式书写。
做此类题要分析清楚每一个环节目的和结果是什么。
这样才能判断各反应后的产物分别是什么。
11．［化学—选修化学与技术］（15分）
请回答氯碱的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。
理论上k＝（要求计算表达式和结果）；
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。
精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是（填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。
在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是、（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：
；负极：
；
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）、。
答案：
（1）k=M（Cl2）/2M（NaOH）=71/80=1:
1.13或0.89
（2）③①②（3）①Cl2H2a％小于b％②O2+4e—+2H2O＝4OH—H2－2e—+2OH—＝2H2O③燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗（其他合理答案也给分）
解析：
（1）只要了解电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑即可得到，k=M（Cl2）/2M（NaOH）=71/80=1:
1.13或0.89；
（2）只要抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系：
③①②；（3）本题突破口在于B燃料电池这边，通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2；再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的就是X，必然为Cl2了；A中的NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O2+4e—+2H2O＝4OH—可知NaOH+浓度增大。
【点评】本题前半部基本就是课本内容的再现，但后半部很有创意，可以很好的综合考查考生的原电池和电解的相关知识
12．（12分）Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是。
电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是
。
欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。
a．NaOHb．Znc．Fed．NH3·H2O
（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。
阴极的电极反应式是。
若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。
答案：
（1）Zn（或锌）正极
（2）Zn与Cu2+反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率b
（3）2H++2e-=H2↑87g
解析：
（1）负极上是失电子的一极Zn失电子有负极经外电路流向正极。
（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。
除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2+置换为单质而除去。
（3）阴极上得电子，发生还原反应，H+得电子生成氢气。
因为MnSO4～MnO2～2e-,通过2mol电子产生1molMnO2，质量为87g。
【考点分析】原电池原理和电解原理综合运用
13．（09年山东理综·31）（8分）（化学－化学与技术）
金属铝的生产是以Al2O，为原料，在熔融状态下进行电解：
2Al2O3
4Al+3O2↑
请回答下列问题：
（1）冰晶石（Na3AIF6）的作用是。
（2）电解生成的金属铝是在熔融液的（填“上层”或“下层”）。
（3）阴极和阳极均由材料做成；电解时不断消耗的电极是（填“阳极”或“阴极”）。
（4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。
在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成（填代号）。
a．冰晶石b．氧化铝c．铝锭d．硫酸铝
答案：
（1）降低Al2O3的熔化温度
（2）下层（3）碳素（或石墨）阳极（4）c
解析：
Al2O3的熔点很高，熔化得需要较多能量，加入助熔剂就可节约能量，降低熔化温度
（2）由于冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。
（3）电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化。
（4）电解产生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好。
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