2019_2020学年高中化学专题2化学反应与能量转化第3单元化学能与电能的转化第3课时电能转化为化学能练习苏教版必修2.doc
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第3课时 电能转化为化学能 课时跟踪检测 基础达标·对点练 知识点一:电解的原理 1.下列叙述中不正确的是( ) A.电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应 B.电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气 C.用碳棒作电极电解氯化铜溶液,一段时间后阴极的质量增加 D.原电池跟电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极 解析:原电池跟电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阴极,再从电解池阳极流回原电池正极,D项错。 答案:D 2.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( ) A.待加工铝质工件为阳极 B.可选用不锈钢网作为阴极 C.阴极的电极反应式为Al3++3e-===Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 解析:利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜,即待加工铝质工件作阳极,A项正确;阴极与电源负极相连,对阴极电极材料没有特殊要求,可选用不锈钢网等,B项正确;电解质溶液呈酸性,阴极上应是H+放电,C项错误;在电解过程中,电解池中的阴离子向阳极移动,D项正确。 答案:C 3.按下图的装置进行实验,若图中x轴表示阴极的电子的物质的量,则y轴可能表示( ) A.Cu2+物质的量浓度 B.Fe棒的质量 C.C棒的质量 D.Cl-物质的量浓度 解析:Cu2+被还原,在阴极析出铜,则Cu2+物质的量浓度降低,故A错误;Fe为阴极,在电极上析出铜,则质量增加,故B错误;C为惰性电极,质量不变,故C正确;阳极为Cl-放电,被氧化生成氯气,则Cl-物质的量浓度减小,故D错误。故选C。 答案:C 4.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.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色 C.若在阴极附近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NaCl水溶液时,阳极上Cl-失电子,2Cl--2e-===Cl2↑,阴极上H+得电子,2H++2e-===H2↑,A错;阳极产生的Cl2能与KI反应生成I2,溶液呈棕色,B正确;阴极H+放电,生成NaOH溶液呈碱性,滴入酚酞试液,溶液呈红色,C、D均错。 答案:B 5.已知铜或银作电解池的阳极时,能被氧化成金属离子。下图中四个装置分别通电一段时间后,溶液质量增加的是( ) 解析:A、B两装置中阳极均为惰性电极,故A、B中均为溶液中的阴、阳离子放电,故溶液质量均减轻;C中,Cu为阳极,发生Cu-2e-===Cu2+,Fe为阴极,发生Cu2++2e-===Cu,故溶液的组成和质量、浓度均不改变;D中,Ag为阳极,发生2Ag-2e-===2Ag+,Fe为阴极,发生Cu2++2e-===Cu,即相当于2 mol Ag+生成的同时,有1 mol Cu2+消耗,故溶液的质量增加。 答案:D 6.下图为一电解实验,其中电极材料均为惰性物质,请回答以下问题: (1)写出A、B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式: A:_____________________________________________, B:_____________________________________________, 总反应方程式:_____________________________________________; C:_____________________________________________, D:_____________________________________________, 总反应方程式:_____________________________________________; (2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比为________。 解析:(1)由装置可知,A为阴极,Cu2+放电,发生Cu2++2e-===Cu,B为阳极,Cl-放电,发生2Cl--2e-===Cl2↑,C为阴极,Ag+放电,发生4Ag++4e-===4Ag,D为阳极,OH-放电,发生4OH--4e-===2H2O+O2↑。(2)由得失电子相等,可知A、B、C、D各电极析出生成物的物质的量之比为2∶2∶4∶1。 答案:(1)Cu2++2e-===Cu 2Cl--2e-===Cl2↑ CuCl2Cu+Cl2↑ 4Ag++4e-===4Ag 4OH--4e-===2H2O+O2↑ 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (2)2∶2∶4∶1 7.如图为持续电解含一定CaCl2水溶液的装置(以铂为电极),溶液中滴有酚酞试液,A为电流表。电解一段时间t1后,将CO2连续通入电解质溶液中。 (1)电解时,F极发生________反应,电极反应式为____________________________,E极发生________反应,电极反应式为________________________,电解总反应离子方程式为_________________。 (2)电解池中产生的现象: ①____________________________________________________________; ②_____________________________________________________________; ③____________________________________________________________。 解析:由装置可知F极为阳极,Cl-放电,发生氧化反应2Cl--2e-===Cl2↑,E极为阴极,H+放电,发生还原反应2H++2e-===H2↑,电解的总反应离子方程式可表示为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,此时CaCl2可能完全消耗,也可能没完全消耗,随着t1后CO2的通入,便发生Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O和CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2的反应。 答案:(1)氧化 2Cl--2e-===Cl2↑ 还原 2H++2e-===H2↑ 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (2)①通电后E极处溶液变红 ②通电后E极、F极均有气体生成 ③通CO2时,溶液中先出现白色沉淀,继续通CO2沉淀又消失 知识点二:电解原理应用 8.下列描述中,不符合生产实际的是( ) A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极 B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极 C.电解饱和食盐水制烧碱,用铁作阴极 D.电解熔融的NaCl制钠 解析: A项,用铁作阳极,则电极本身被氧化,错误;B项,电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极,用粗铜作阳极,正确;C项,电解饱和食盐水制烧碱,用铁作阴极,正确;D项,电解熔融NaCl可在阴极得Na,正确。 答案:A 9.以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜 (含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是( ) ①电能全部转化为化学能 ②粗铜接电源正极,发生氧化反应 ③溶液中Cu2+向阳极移动 ④利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 解析:电解精炼铜过程中电能转变为化学能的同时,部分电能转化为热能,①错误;电解精炼铜时,粗铜作阳极,发生氧化反应,②正确;电解过程中Cu2+向阴极移动,③错误;粗铜中Ag、Pt、Au放电能力比铜弱,形成阳极泥,可以回收,④正确。 答案:D 知识点三:电解的有关计算 10.实验室中用如图所示的原电池装置作电源电解足量的NaCl的酚酞溶液,X、Y均为惰性电极,下列有关说法不正确的是( ) A.原电池中SO通过隔膜从左向右移动 B.反应一段时间后,烧杯中Y电极附近变红 C.Zn极质量减少6.5 g时,X极理论上生成气体2.24 L(标准状况) D.室温下,若Cu极质量增加1.6 g时,此时烧杯溶液体积为500 mL,则溶液的pH为13 解析:左边原电池中锌比较活泼作为负极,铜作为正极,X连接正极则为阳极,Y连接负极则为阴极。原电池中阴离子向负极移动,则应从右向左移动,选项A不正确;Y电极是阴极,溶液中的氢离子在Y极得电子产生氢气,则氢氧根离子浓度增大,遇酚酞变红,选项B正确;Zn极质量减少6.5 g时,转移电子数为0.2 mol,X极氯离子得电子产生氯气,转移0.2 mol电子时理论上生成气体2.24 L(标准状况),选项C正确;室温下,若Cu极质量增加1.6 g时,即析出0.025 mol铜,转移电子数为0.05 mol,此时烧杯溶液中有0.05 mol氢离子得电子产生氢气,则增加的氢氧根离子0.05 mol,溶液体积为500 mL,则溶液中c(OH-)==0.1 mol/L,c(H+)=10-13 mol/L,溶液pH为13,选项D正确。答案选A。 答案:A 11.在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO、NO、Cl-,该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量比为( ) A.35.5∶10.8 B.16∶27 C.8∶1 D.108∶35.5 解析:溶液中Ag+和Cl-,Pb2+和SO反应生成沉淀,所得溶液变为NaNO3溶液,通电后,实际上电解H2O,水电离产生的OH-、H+在两极上反应,氧化产物为O2,还原产物为H2,其质量之比为32∶(2×2)=8∶1。 答案:C 能力提升·速达标 1.某化学学习小组学习电化学后,设计了下面的实验装置图: 下列有关该装置图的说法中正确的是( ) A.合上电键后,盐桥中的阳离子向甲池移动 B.合上电键后,丙池为电镀银的电镀池,可在石墨表面镀银 C.合上电键后一段时间,丙池中溶液的pH增大 D.合上电键后,甲池中锌电极为原电池负极 解析:合上电键后,甲乙形成原电池,乙池为正极,阳离子向正极移动,所以盐桥中的阳离子向乙池移动,故A错误;合上电键后,丙中银电极上析出银,石墨电极上氢氧根离子放电,有氧气生成,电解池发生的反应为电解硝酸银溶液,2H2O+4AgNO3电解,4Ag+O2↑+4HNO3,反应生成硝酸,溶液的pH减小,故B、C错误;合上电键后,甲池中发生氧化反应,锌电极为原电池负极,故D正确。答案为D。 答案:D 2.如图中X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味气体放出,符合这一情况的是( ) a极板 b极板 X电极 Z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3 D 铜 石墨 负极 CuCl2 解析:通电后发现a极板质量增加,则a极为阴极,X电极为负极,溶液中金属离子得电子生成金属单质,NaOH溶液中阴极H+放电,B错;Fe作阳极失电子,所以在b极上得不到气体,C错;b极板处有无色无味气体放出,因为b极为阳极,故溶液中OH-放电产生O2,A正确,D错。 答案:A 3.0.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl溶于水配成1 L溶液,用惰性电极进行电解,当一个电极得到0.3 mol铜时,另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是( ) A.5.6 L B.6.72 L C.3.36 L D.13.44 L 解析:用惰性电极进行电解时,阳离子放电顺序为Cu2+>H+,阴离子放电顺序为Cl->OH->SO。阴极电极反应式为Cu2++2e-===Cu,当析出0.3 mol铜时,转移电子0.6 mol。由于Cl-只有0.4 mol,则阳极上先发生的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,此时产生Cl2为0.2 mol,转移电子为0.4 mol,则剩余电子0.6 mol-0.4 mol=0.2 mol,由OH-放电得到4OH--4e-===O2↑+2H2O,产生O2为0.05 mol,故阳极共生成的气体体积为(0.2 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=5.6 L。 答案:A 4.如图所示的装置,X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向甲中滴入酚酞溶液,在Fe极附近显红色。试回答下列问题: (1)在电源中,B电极为________(填电极名称,下同)极;丙装置中Y电极为________极。 (2)在甲装置中,石墨(C)电极上发生____________(填“氧化”或“还原”)反应;甲装置中总的化学方程式是______________________________。 (3)丙装置在通电一段时间后,X电极上发生的电极反应式是____________________________。 (4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64 g,请问甲装置中,铁电极上产生的气体在标准状况下为________L。 解析:(1)接通电源后,Fe极附近是红色,则Fe极为阴极,C极为阳极,进而推知A电极为正极,B电极为负极,Y电极为阴极,X电极为阳极。 (2)甲装置中,石墨电极上发生氧化反应,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,总反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (3)丙装置中X电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,Y电极反应式为Cu2++2e-===Cu。 (4)乙装置中精铜电极的质量增加0.64 g,即析出0.01 mol Cu,转移0.02 mol电子,那么甲装置中Fe电极上也通过0.02 mol电子,Fe电极反应式为2H++2e-===H2↑,因此Fe电极上产生0.01 mol H2,标准状况下的体积为0.224 L。 答案:(1)负 阴 (2)氧化 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)2Cl--2e-===Cl2↑ (4)0.224 8- 配套讲稿:
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