【-学案导学设计】2020-2021学年高中化学(人教版-选修4)-第四章电化学基础-第三节第3课时.docx

第3课时习题课1. 将Al片和Cu片用导线相连，一组插入浓HNO3溶液中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成了原电池，则在这两个原电池中，正极分别为()AAl片、Cu片 BCu片、Al片 CAl片、Al片 DCu片、Cu片解析将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3溶液中，此时Al在浓硝酸中钝化，不能连续反应，而Cu却能与浓硝酸持续反应。也就是说，在这种状况下，Cu易失去电子而Al却表现相对“惰性”，“相对活泼”的Cu为负极；插入稀NaOH溶液中，Al能与NaOH溶液反应，此时Al失去电子被氧化，也就是Al为负极。答案A2. 若某池(电解池或原电池)的总反应离子方程式是Cu2H=Cu2H2，关于此池的有关说法正确的是A该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极B该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该池可能是原电池，也可能是电解池D该池只能是电解池，电解质溶液可以是硫酸铜答案A解析铜与H不反应，因此不行能是原电池，只能是电解池。在该电解池中，铜失去电子被氧化，因此铜作电解池的阳极，A正确，B、C错误；D选项中若电解质溶液是硫酸铜溶液，则相当于电镀铜，与题给离子方程式不符，故D错误。3. 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极四周的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在阴极四周的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2O2e=H22OH总反应式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2对比分析选项，A错误；阳极四周的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，B正确；阴极四周产生大量的OH，滴加酚酞后变红色，C错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。答案B4. 某同学按下图所示的装置进行电解试验。下列说法正确的是()A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，总反应方程式为：CuH2SO4电解,CuSO4H2C电解确定时间后，石墨电极上有气体放出D整个电解过程中，H的浓度不断增大答案B解析由题目所给图示可知：活泼金属铜作阳极，发生反应：Cu2e=Cu2，电解初期，溶液中的H在阴极石墨上发生反应：2H2e=H2，电池反应式为CuH2SO4CuSO4H2，所以A、D选项不正确，B选项正确；随着电解过程不断进行，溶液中的Cu2浓度不断增大，确定时间后即当Cu2移动到阴极四周时，由于Cu2的氧化性大于H，故此时阴极发生反应：Cu22e=Cu，故C选项不正确。5. 甲、乙两个容器中，分别加入0.1 molL1的NaCl溶液与0.1 molL1的AgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为()A2241 B2341 C1422 D1111解析此装置相当于两个电解槽串联到一起，在整个电路中电子转移总数相等，首先推断各极的产物，即A极产物H2，B极产物Cl2，C极产物Ag，D极产物O2，若整个电路中有4 mol电子转移，有2H22Cl24AgO24e，则A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为2241。答案A6电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样的电池的制造是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转化为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅答案C解析由于锌锰干电池中锌棒为负极，锌棒变细，碳棒不变，所以A错；原电池是将化学能直接转化为电能，所以B错；氢氧燃料电池负极反应式为H22e=2H，所以C对；太阳能电池接受硅材料制作，所以D错。7理论上不能用于设计成原电池的反应是()AHClNaOH=NaClH2OH0B2CH3OH(l)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l)H0C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H0D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H0答案A解析本题考查原电池形成条件。只有能自发进行的氧化还原反应才可能用于设计原电池，非氧化还原反应因没有电子转移所以不能设计成原电池，题中只有A项不是氧化还原反应。8生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关推断正确的是()A正极的电极反应式可能是O24e=2O2B负极的电极反应式可能是O24e2H2O=4OHC正极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCOD负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCO答案D解析在生物体内葡萄糖贮存的化学能是通过与O2的氧化还原反应释放出来的。反应中葡萄糖中的碳元素失电子，首先被氧化为CO2分子，然后再与血液中的OH反应转化为HCO，因此，在正极上发生的是O2得电子的还原反应：O24e2H2O=4OH；负极上发生的反应是C6H12O6失电子的氧化反应，生成CO2或HCO。9试验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：PbSO2e=PbSO4正极：PbO24HSO2e=PbSO42H2O今欲制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()A0.025 mol B0.050 mol C0.10 mol D0.20 mol答案C解析要求得硫酸的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。将上述两个电极反应式合并可得：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。而在制取Cl2时，每生成1 mol Cl2，电子转移2 mol，现需要转移电子0.050 mol20.10 mol。由铅蓄电池总反应式可知，每转移0.10 mol电子，将消耗0.10 mol硫酸。10用Pt电极电解含有Cu2和X3均为0.1 mol的溶液，阴极析出金属的质量m与溶液中通过电子的物质的量n关系如图，则离子的氧化力气由大到小排列正确的是() ACu2X3H BHX3Cu2 CX3HCu2 DCu2HX3答案D解析此题有些同学一看，马上想到X3是Fe3，不加以认真分析，即选答案C。先分析图中变化：一开头通电，阴极就有固体析出，且通过0.2 mol电子后，质量不再增加。依据离子放电规律，是Cu2先放电，再是H放电，X3在溶液中不放电。11. 有一硝酸盐晶体，其化学式表示为M(NO3)xnH2O，经测定其摩尔质量为242 gmol1。取1.21 g该晶体溶于水配成100 mL溶液。将此溶液倒入下图所示装置中，用石墨作电极进行电解。当有0.01 mol电子通过电极时，溶液中的金属阳离子全部析出，在A极得到金属0.32 g。回答： (1) 金属M的摩尔质量为_，x_，n_。(2)C极为_极。答案(1)64 gmol123(2)负解析(1)n(硝酸盐)0.005 mol，则金属M也为0.005 mol。M的摩尔质量64 gmol1。Mxxe=M解得：x218818n242，n3。(2)由于金属在A极析出，所以A极是电解池的阴极，则C极是电源的负极。12铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业冶炼铝的化学方程式是_。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如下图所示。 该电解槽的阳极反应式是_。 通电开头后，阴极四周溶液pH会增大，请简述缘由_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或“B”)导出。答案(1)2Al2O3(熔融)4Al3O2(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)4OH4e=2H2OO2H放电，促进水的电离，OH浓度增大B解析本题主要考查同学对电解原理的理解和把握，留意考查同学用所学学问解释、解决实际问题的力气。(1)、(2)问主要考查教材的基础学问，应当属于得分的问题，(3)中依据电解原理，阳极应是OH失电子，所以电极反应式为4OH4e=2H2OO2，而阴极为H放电，促进水的电离，使OH浓度增大，所以pH增大，依据阳离子交换膜的特点，K可从阳极区进入阴极区和OH组成KOH，从而可在阴极区得到纯的KOH溶液，故液体应从B口导出。13. 如图，X和Y均为石墨电极。 (1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_；电解过程中_极(填“阴”或“阳”)四周会毁灭红色。(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观看到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。电解后溶液的pH为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入确定量的_(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)Y电极产生气体的体积为_L(标准状况下)。 请你推想原溶液中所含的酸根离子可能是_；并设计试验验证你的推想，写出试验的操作步骤、现象和结论：_。答案(1)2Cl2H2O2OHCl2H2阴(2)1CuO或CuCO3(仅答1种即可)0.28硫酸根离子取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，连续加入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)解析(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2，在阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有Cu2，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y电极上析出无色气体，应当是O2，电解离子方程式：2Cu22H2O2CuO24H。依据电解离子方程式得：n(H)2n(Cu2)20.05 mol，故溶液中c(H)0.1 molL1，溶液的pH1。要使溶液恢复到以前，可以加入CuO或CuCO3。依据电解离子方程式得：n(O2)n(Cu)0.012 5mol，在标准状况下的体积V(O2)22.4 Lmol10.012 5 mol0.28 L。溶液中存在的必需是含氧酸根离子，可以是SO或NO；然后利用试验进行检验。14从H、Cu2、Na、SO、Cl五种离子中选取某些离子恰当地组成电解质，按下列要求电解。(1)以碳棒为电极，使电解质质量削减，水量不变进行电解，则接受的电解质是_。(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量削减进行电解，则接受的电解质是_。(2) 以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质质量和水量都削减进行电解，则接受的电解质是_。答案(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4 (3)CuSO4、NaCl解析首先把阴、阳离子两两组合成物质，依据离子放电挨次推断(1)为分解电解质型；(2)为电解水型；(3)为放氧生酸型和放氢生碱型。15某高二化学爱好小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列试验，试验结果如下。试依据下表中的试验现象回答下列问题：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、石墨稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al(1)试验1、2中Al所作的电极是否相同？_(填“是”或“否”)。(2)试验3中的电极反应式：负极_，正极_，电池总反应方程式_。(3)试验4中Al作_极，其电极反应式是_，推断电极的依据是_。(4)解释试验5中电流计指针偏向Al的缘由。答案(1)否(2)Al3e=Al32H2e=H22Al6H=2Al33H2(3)负Al4OH3e=AlO2H2O由于Al能与NaOH溶液反应，而Mg不反应(4)试验5中由于Al在浓硝酸中发生钝化，所以Zn为负极解析一般状况下，较活泼的金属作原电池的负极，依据试验1、2的结果，可得出1中Al作正极，2中Al作负极，但在NaOH溶液中，Al反应，Mg不反应，Al作负极，在浓硝酸中由于Al发生钝化，Zn作负极。16电解原理在化学工业中有广泛的应用。上图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，试验开头时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：电解池中X极上的电极反应式为_，在X极四周观看到的现象是_。电解液中向X极方向移动的离子是_。 Y电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：X电极的材料是_，电极反应式为_。 Y电极的材料是_，电极反应式为_。溶液中的c(Cu2)与电解前相比_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极X上发生的反应为_，电解池盛放的电镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。答案(1)2H2e=H2有气体放出，溶液变红Na、H2Cl2e=Cl2把潮湿的淀粉碘化钾试纸放在Y电极四周，试纸变蓝色，说明生成了Cl2(2)纯铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu2变小(3)Zn22e=ZnZnCl2ZnSO4(答案不惟一，合理即可)