(全國通用)2014屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)方案 課時(shí)作業(yè)(十九) 第19講 電解原理(含解析) 新人教版
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1、課時(shí)作業(yè)(十九) [第19講 電解原理] 1.中學(xué)階段介紹的應(yīng)用電解法制備的物質(zhì)主要有三種:一是鋁的工業(yè)制備、二是氯堿工業(yè)、三是金屬鈉的制備。下列關(guān)于這三個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的描述中正確的是( ) A.電解法制金屬鈉時(shí),負(fù)極反應(yīng)式:Na++e-===Na B.電解法生產(chǎn)鋁時(shí),需對(duì)鋁土礦進(jìn)行提純,在提純過程中應(yīng)用了氧化鋁或氫氧化鋁的兩性 C.在氯堿工業(yè)中,電解池中的陰極產(chǎn)生的是 H2 , NaOH 在陽極附近產(chǎn)生 D.氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉都用到了NaCl ,在電解時(shí)它們的陰極都是 Cl一失電子 2.某學(xué)生欲完成反應(yīng)2HCl+2Ag===2AgCl↓+H2↑而設(shè)計(jì)了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn),你認(rèn)
2、為可行的( ) 圖K19-1 圖K19-2 3.如圖K19-2所示,在U形管中裝入滴有紫色石蕊溶液且混合均勻的某溶液,通直流電一段時(shí)間后U形管內(nèi)會(huì)形成三種顏色,則U形管內(nèi)的溶液可能是( ) A.H2SO4溶液 B.NaOH溶液 C.AgNO3溶液 D.Na2SO4溶液 4.[2012·陜西西安八校聯(lián)考] “便攜式乙醇測量儀”以燃料電池為工作原理,在酸性環(huán)境中,理論上乙醇可以被完全氧化為CO2,但實(shí)際乙醇被氧化為X,其中一個(gè)電極的反應(yīng)式為:CH3CH2OH-2e-===X+2H+。下列說法中正確的是( ) A.另一極的電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O===4O
3、H- B.電池內(nèi)部H+由正極向負(fù)極移動(dòng) C.乙醇在負(fù)極發(fā)生反應(yīng),電子經(jīng)過內(nèi)電路流向負(fù)極 D.電池總反應(yīng)為:2CH3CH2OH+O2―→2CH3CHO+2H2O 5.如圖K19-3乙所示是根據(jù)圖甲的電解池進(jìn)行電解時(shí),某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間變化的函數(shù)圖像(各電解池都用石墨作電極,不考慮電解過程中溶液濃度變化對(duì)電極反應(yīng)的影響),這個(gè)量x表示( ) 圖K19-3 A.各電解池析出氣體的體積 B.各電解池陽極質(zhì)量的增加 C.各電解池陰極質(zhì)量的增加 D.各電極上放電離子總數(shù) 6.若要在銅片上鍍銀時(shí),下列敘述中錯(cuò)誤的是( ) ①將銅片接在電源的正極 ②將銀片接
4、在電源的正極?、墼阢~片上發(fā)生的反應(yīng)是:Ag++e-===Ag ④在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是:4OH--4e-===O2+2H2O?、菘捎肅uSO4溶液作電解質(zhì)溶液?、蘅捎肁gNO3溶液作電解質(zhì)溶液 A.①③⑥ B.②③⑥ C.①④⑤ D.②③④⑥ 7.如圖K19-4所示裝置中,通電后可觀察到Cu極溶解,下列說法正確的是( ) 圖K19-4 A.a(chǎn)極是直流電源的負(fù)極 B.Fe極是陽極 C.電子的移動(dòng)方向?yàn)閎→Fe→Cu→Ag→Pb→a D.硫酸銅溶液的濃度不變 8.載人空間站的生態(tài)系統(tǒng)中,要求分離人呼出的二氧化碳,同時(shí)需要提供氧氣。某電化學(xué)裝置利用太陽能轉(zhuǎn)化的電
5、能可以實(shí)現(xiàn)上述要求,同時(shí)還有燃料一氧化碳生成,該電化學(xué)裝置中得電子的電極發(fā)生的反應(yīng)是2CO2+4e-+2H2O===2CO+4OH-。下列判斷錯(cuò)誤的是( ) A.上述電化學(xué)裝置相當(dāng)于電解池 B.上述裝置進(jìn)行的總反應(yīng)為2CO2===2CO+O2 C.反應(yīng)結(jié)束后該電化學(xué)裝置中的電解質(zhì)溶液pH增大 D.失電子的電極發(fā)生的反應(yīng)是4OH--4e-===2H2O+O2↑ 9.[2012·安徽卷] 某興趣小組設(shè)計(jì)如圖K19-5所示微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),先斷開K2,閉合K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,斷開K1、閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是( ) 圖K19-5
6、A.?dāng)嚅_K2,閉合K1時(shí),總反應(yīng)的離子方程式為:2H++2Cl-Cl2↑+H2↑ B.?dāng)嚅_K2,閉合K1時(shí),石墨電極附近溶液變紅 C.?dāng)嚅_K1,閉合K2時(shí),銅電極上的電極反應(yīng)式為:Cl2+2e-===2Cl- D.?dāng)嚅_K1,閉合K2時(shí),石墨電極作正極 10.[2012·黃岡中學(xué)] 空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。圖K19-6為RFC工作原理示意圖,有關(guān)說法正確的是( ) 圖K19-6 A.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),a極產(chǎn)生1.12 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下) B.b極上發(fā)生的電極反
7、應(yīng)是:4H2O+4e-===2H2↑+4OH- C.d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是:O2+4H++4e-===2H2O D.c極上進(jìn)行還原反應(yīng),B中的H+可以通過隔膜進(jìn)入A 圖K19-7 11.按如圖K19-7所示裝置進(jìn)行下列不同的操作,說法不正確的是( ) A.鐵腐蝕的速率由大到小的順序是:只接通K1>只閉合K3>都斷開>只閉合K2 B.只接通K1,一段時(shí)間后,U形管中出現(xiàn)白色沉淀 C.只接通K2,U形管左、右兩端液面均下降 D.先只接通K1,一段時(shí)間后,漏斗液面上升,然后再只接通K2,漏斗液面下降 12.某課外活動(dòng)小組準(zhǔn)備用如圖K19-8所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?,F(xiàn)有甲、乙、丙
8、三位同學(xué)分別選擇了如下電極材料和電解質(zhì)溶液: A電極 B電極 X溶液 甲 Cu Zn H2SO4 乙 Pt Pt CuCl2 丙 Fe Cu ? (1)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將開關(guān)K5閉合,Zn電極上的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 (2)乙同學(xué)準(zhǔn)備進(jìn)行電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn),則電解時(shí)的總反應(yīng)式為__________________________________________________________________
9、______; 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合的開關(guān)組合是________。(從下列五項(xiàng)中選擇所有可能的開關(guān)組合,第三小題也在這五項(xiàng)中選擇) A.K1和K2 B.K1和K3 C.K1和K4 D.K2和K3 E.K2和K4 (3)丙同學(xué)準(zhǔn)備在Fe上鍍Cu,選擇了某種鹽來配制電鍍液,則該鹽的化學(xué)式為________,實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)閉合的開關(guān)組合是________(選項(xiàng)如上)。 13.[2013·自貢診斷] 某中學(xué)課外興趣小組用惰性電極電解飽和食鹽水(含少量Ca2+ 、Mg2+)作系列探究,裝置如圖K19-9所示: 圖K19-9 (1)電解時(shí),甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)電極a附近溶液出現(xiàn)渾濁,請用
10、離子方程式表示原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)一段時(shí)間后,你認(rèn)為C中溶液可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________________________________________________________________, 請用離子方程式表示原因________________________________
11、________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,乙同學(xué)將A中的物質(zhì)冷卻后加入到H2S溶液中發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn),但加入到稀鹽酸中卻沒有任何現(xiàn)象。請用化學(xué)方程式和簡要的文字解釋原因:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,興趣小組的同學(xué)們都特別注意到D中溶液紅色逐漸褪去。
12、他們對(duì)溶液紅色褪去的主要原因提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二。 假設(shè)一:B中逸出氣體與水反應(yīng)生成的物質(zhì)有強(qiáng)氧化性,使紅色逐漸褪去; 假設(shè)二:________________________________________________________________________。 (5)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論________________________________________________________________________________。 課時(shí)作業(yè)(十九) 1.B [解析] 電解法制金屬鈉,是電解的熔融的氯化鈉,其陰極反應(yīng)為:
13、Na++e-===Na,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氯堿工業(yè)中,NaOH在陰極生成,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉中,陽極都是Cl-失電子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.C [解析] 反應(yīng)2HCl+2Ag===2AgCl↓+H2↑是非自發(fā)的氧化還原反應(yīng),要使該反應(yīng)發(fā)生必須設(shè)計(jì)成電解池,且Ag作陽極,電解質(zhì)溶液選鹽酸,選項(xiàng)C符合要求。 3.D [解析] 根據(jù)石蕊在堿性條件下呈藍(lán)色,酸性條件下呈紅色,而中性條件下呈紫色,可確定電解質(zhì)溶液為Na2SO4溶液。其原理為:陰極區(qū)生成OH-,使溶液變藍(lán),陽極區(qū)生成H+,使溶液變紅,中間石蕊呈紫色。 4.D [解析] 由題中所給的一個(gè)電極的電極反應(yīng)看出,乙醇發(fā)生了去氫氧化,其氧化產(chǎn)
14、物為乙醛,D項(xiàng)正確;另一電極(正極)的反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電池內(nèi)部,陽離子移向正極,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.C [解析] 三個(gè)電解池為串聯(lián),流經(jīng)每個(gè)電極的電子的物質(zhì)的量相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤;三個(gè)電解池均有氣體生成,且電解NaCl溶液時(shí)陰、陽極都產(chǎn)生氣體,產(chǎn)生氣體最多,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在電解時(shí),陽極質(zhì)量不可能增加,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解AgNO3溶液時(shí)陰極上產(chǎn)生單質(zhì)銀,電解CuSO4溶液時(shí)陰極上產(chǎn)生單質(zhì)銅,所以隨著電解的進(jìn)行,陰極質(zhì)量的增加有圖乙所示的變化。 6.C [解析] 根據(jù)電鍍池的構(gòu)成條件可知,在銅片上鍍銀,陽極為銀片,銀片接電源的正極,電極
15、反應(yīng)為Ag-e-===Ag+;陰極為銅片,銅片接電源的負(fù)極,電極反應(yīng)為Ag++e-===Ag;電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液,答案為C。 7.D [解析] 通電后觀察到Cu極溶解,則Cu極為陽極,F(xiàn)e極為陰極,故b、a、Pt、Ag極分別為:負(fù)極、正極、陽極、陰極。右池為電鍍池,硫酸銅溶液的濃度不變,D項(xiàng)正確,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子的移動(dòng)方向?yàn)椋篵→Fe 、Cu →Ag、Pt→a,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.C [解析] 根據(jù)題中給出的反應(yīng)物與生成物以及得電子的反應(yīng)式,可以寫出反應(yīng)的總反應(yīng)式為2CO2===2CO+O2,可見該電化學(xué)裝置相當(dāng)于電解池,A項(xiàng)和B項(xiàng)均正確;由總反應(yīng)減去陰極反應(yīng),可以得到陽極反應(yīng)為:4
16、OH--4e-===2H2O+O2↑,D正確;陰極反應(yīng)生成的OH-在陽極完全反應(yīng)。故反應(yīng)前后溶液的pH并不變化,C錯(cuò)。 9.D [解析] 斷開K2,閉合K1時(shí),裝置為電解池,兩極均有氣泡產(chǎn)生,則反應(yīng)為2Cl-+2H2OH2↑+2OH-+Cl2↑,石墨為陽極,銅為陰極,因此石墨電極處產(chǎn)生Cl2,在銅電極處產(chǎn)生H2,附近產(chǎn)生OH-,溶液變紅,故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤;斷開K1、閉合K2時(shí),為原電池反應(yīng),銅電極反應(yīng)為H2-2e-+2OH-===2H2O,為負(fù)極,而石墨電極反應(yīng)為Cl2+2e-===2Cl-,為正極,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 10.D [解析] 左邊為電解水裝置,b極為陽極,發(fā)生失電子氧化
17、反應(yīng),產(chǎn)生O2,a極為陰極,發(fā)生得電子還原反應(yīng),生成H2,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;d極為燃料電池的負(fù)極,發(fā)生失電子氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為H2-2e-===2H+,生成的H+可透過隔膜進(jìn)入A,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 11.D [解析] 只閉合K1,F(xiàn)e做陽極電解氯化鈉溶液,F(xiàn)e失電子生成Fe2+,H+在陰極得電子生成H2 和OH-,F(xiàn)e2+和OH-擴(kuò)散到U形管底部相遇生成白色Fe(OH)2 沉淀,B項(xiàng)正確;只接通K2,F(xiàn)e 做陰極,不能失電子,此時(shí)相當(dāng)于惰性電極,該極生成氫氣,石墨電極生成氧氣,C項(xiàng)正確;綜上分析只接通K1鐵腐蝕最快,只閉合K3,形成原電池,鐵腐蝕的速率次之,都斷開時(shí)鐵自然腐蝕,而只接通K2
18、時(shí)為鐵做陰極被保護(hù),腐蝕速率最慢,A項(xiàng)正確。 12.(1)Zn-2e-===Zn2+ (2)CuCl2Cu+Cl2↑ CD (3)CuCl2或CuSO4 D [解析] (1)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將開關(guān)K5閉合,裝置為原電池,較活潑的Zn為原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+。 (2)乙同學(xué)用惰性電極電解CuCl2溶液,電解時(shí)的總方程式為CuCl2Cu+Cl2↑,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合K1和K4或閉合K2和K3。 (3)丙同學(xué)準(zhǔn)備在Fe上鍍Cu,則Fe為電鍍池陰極,接電源負(fù)極,Cu為電鍍池陽極,接電源正極,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合K2和K3。應(yīng)選擇含Cu2+的電解質(zhì)溶液為電解液。 13.(1
19、)2H++2e-===H2↑,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ (2)有淡黃色沉淀 Cl2+S2-===2Cl-+S↓ (3)Ag與H2S的反應(yīng)式為2Ag+H2S===Ag2S+H2,表明Ag2S的溶解度比AgCl小很多 (4)可能是H+中和了OH-造成褪色 (5)取少量D中褪色后的溶液于試管中,滴加1~2滴酚酞溶液,如果又顯紅色,則假設(shè)一正確 [解析] 電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氣體為氫氣和氯氣,氯氣具有強(qiáng)氧化性,而氫氣在加熱條件下具有較強(qiáng)還原性,根據(jù)裝置圖可知a、b分別陰極和陽極,a極產(chǎn)生的氫氣將氧化銀還原為單質(zhì)銀,而b極產(chǎn)生的氯氣可氧化硫化鈉。過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色的原因可能為H+中和了OH-,也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的強(qiáng)氧化性所致。
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