2019年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第三節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解檢測(cè)試題.doc
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2019年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第三節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解檢測(cè)試題 題號(hào) 1 2 3 4 4-1 4-2 5 6 7 8 答案 4-2.(雙選)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)=6.0 mol/L,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。下列說(shuō)法正確的是( ) A.原混合溶液中c(K+)為2 mol/L B.上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移4 mol電子 C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 mol D.電解后溶液中c(H+)為4 mol/L 5.(2011東莞聯(lián)考)關(guān)于下列裝置說(shuō)法正確的是( ) A.裝置①中,鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液 B.裝置②工作一段時(shí)間后,a極附近溶液的pH增大 C.用裝置③精煉銅時(shí),c極為粗銅 D.裝置④中電流由Zn流向Fe,裝置中有Fe2+生成 6.(xx茂名二模)下圖是某同學(xué)用Cu在Fe片上鍍銅的實(shí)驗(yàn)裝置,下列說(shuō)法正確的是( ) A.Cu2+在A極被還原 B.溶液藍(lán)色逐漸變淺 C.銅片連接A極,鐵制品連接B極 D.A極和B極直接相連,銅片被氧化 二、雙項(xiàng)選擇題 7.下圖電解池中裝有硫酸銅溶液,選用不同材料的電極進(jìn)行電解。下列說(shuō)法正確的是( ) 序號(hào) 電極材料 通電后的變化 陰極 陽(yáng)極 A 石墨 石墨 陰極質(zhì)量增加,溶液的pH減小 B 銅 銅 陽(yáng)極質(zhì)量減小,陰極質(zhì)量增加 C 鐵 鐵 兩極的質(zhì)量不發(fā)生變化 D 鉑 鐵 陰極質(zhì)量增加,溶液的pH恒定不變 8.用電解法提取氯化銅廢液中的銅,下列說(shuō)法正確的是( ) A.用銅片連接電源的正極,另一電極用鉑片 B.用碳棒連接電源的正極,另一電極用銅片 C.用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)生的氣體 D.陰極反應(yīng)式為:Cu2++2e-===Cu 三、非選擇題 9.Ⅰ.(xx山東高考)(1)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說(shuō)法正確的是____________。 a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng) c.溶液中Cu2+向陽(yáng)極移動(dòng) d.利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬 (2)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________________。 Ⅱ.(xx重慶高考)(3)人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如下圖所示。 ①電源的負(fù)極為_(kāi)_________________(填“A”或“B”)。 ②陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為_(kāi)_______________________、________________________。 ③電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將__________________;若兩極共收集到氣體13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則除去的尿素為_(kāi)___________________g(忽略氣體的溶解)。 10.(2011廣州模擬)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。下圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a,X、Y是兩塊電極板,通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題: (1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則: ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________,在X極附近觀察到的現(xiàn)象是______________。 電解液中向X極方向移動(dòng)的離子是________。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________,檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是____________________。 (2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則: ①X電極的材料是________,電極反應(yīng)式為_(kāi)________。 ②Y電極的材料是________,電極反應(yīng)式為_(kāi)__________。 ③溶液中的c(Cu2+)與電解前相比________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (3)如利用該裝置實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅,電極X上發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)_______________,電解池盛放的電鍍液可以是________或________(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。 11.(xx海淀二模)最新研究發(fā)現(xiàn),用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水具有工藝流程簡(jiǎn)單、電耗較低等優(yōu)點(diǎn),其原理是使乙醛分別在陰、陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸,總反應(yīng)為:2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。 實(shí)驗(yàn)室中,以一定濃度的乙醛Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的處理過(guò)程,其裝置示意圖如下圖所示。 (1)若以甲烷燃料電池為直流電源,則燃料電池中b極應(yīng)通入________________(填化學(xué)式)氣體。 (2)電解過(guò)程中,兩極除分別生成乙酸和乙醇外,均產(chǎn)生無(wú)色氣體。電極反應(yīng)如下: 陽(yáng)極:①4OH--4e-===O2↑+2H2O。 ②________________。 陰極:①______________。 ②CH3CHO+2e-+2H2O===CH3CH2OH+2OH-。 (3)電解過(guò)程中,陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量____________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (4)電解過(guò)程中,某時(shí)刻測(cè)定了陽(yáng)極區(qū)溶液中各組分的物質(zhì)的量,其中Na2SO4與CH3COOH的物質(zhì)的量相同。下列關(guān)于陽(yáng)極區(qū)溶液中各微粒濃度關(guān)系的說(shuō)法正確的是______(填字母序號(hào))。 a.c(Na+)不一定是c(SO)的2倍 b.c(Na+)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-) c.c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(CH3COO-)+c(OH-) d.c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(OH-) (5)已知:乙醛、乙醇的沸點(diǎn)分別為20.8 ℃、78.4 ℃。從電解后陰極區(qū)的溶液中分離出乙醇粗品的方法是_______________。 (6)在實(shí)際工藝處理中,陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1 m3乙醛的含量為3 000 mg/L的廢水,可得到乙醇____________________kg(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。 12.(2011北京高考)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示: (1)溶液A的溶質(zhì)是________。 (2)電解飽和食鹽水的離子方程式是________________。 (3)電解時(shí)用鹽酸控制陽(yáng)極區(qū)溶液的pH在2~3。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋鹽酸的作用:________________________。 (4)電解所用的鹽水需精制,去除有影響的Ca2+、Mg2+、NH、SO[c(SO)>c(Ca2+)]。精制流程如下(淡鹽水和溶液A來(lái)自電解池): ①鹽泥a除泥沙外,還含有的物質(zhì)是________。 ②過(guò)程Ⅰ中將NH轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是____________________。 ③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。過(guò)程Ⅱ中除去的離子有______________。 ④經(jīng)過(guò)程Ⅲ處理,要求鹽水c中剩余Na2SO3的含量小于5 mg/L。若鹽水b中NaClO的含量是7.45 mg/L,則處理10 m3鹽水b,至多添加10%Na2SO3溶液________kg(溶液體積變化忽略不計(jì))。 參考答案 一、單項(xiàng)選擇題 1.解析:選項(xiàng)A,Zn為原電池負(fù)極,Cu為原電池正極,錯(cuò)誤。選項(xiàng)B,鹽橋左右兩邊的燒杯中的應(yīng)分別為ZnSO4、CuSO4溶液才能形成原電池。選項(xiàng)C,粗銅應(yīng)連接電源正極。選項(xiàng)D,電解飽和NaCl溶液,Cl-在陽(yáng)極放電而產(chǎn)生Cl2,溶液中的H+在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2,正確。 答案:D 2.解析:NO、OH-向陽(yáng)極移動(dòng),由于放電能力OH->NO,陽(yáng)極反應(yīng)為4OH--4e-===2H2O+O2↑,促使陽(yáng)極附近水的電離平衡正移,富集下來(lái)的H+使得陽(yáng)極附近的溶液呈酸性;K+、H+向陰極移動(dòng),由于放電能力H+>K+,陰極反應(yīng)為2H++2e-===H2↑,促使陰極附近水的電離平衡正移,富集下來(lái)的OH-使得陰極附近的溶液呈堿性。電解硝酸鉀溶液實(shí)為電解水,由于KNO3溶液呈中性,因此溶液的pH不變。因此只有C選項(xiàng)正確。 答案:C 3.解析:A項(xiàng)油脂不是高分子化合物;B項(xiàng)MgO熔點(diǎn)太高,常用電解熔融氯化鎂冶煉鎂;H2O2中存在非極性鍵,D項(xiàng)不正確。 答案:C 4.解析:本題主要考查電解原理的基本知識(shí),根據(jù)陰、陽(yáng)兩極的電極反應(yīng),陰極:Cu2++2e-===Cu,陽(yáng)極:4OH--4e-===2H2O+O2↑,且每個(gè)電極通過(guò)的電量相等有:n(O2)4=2,所以m(Cu)=0.010 0 mol264 gmol-1=1.28 g。 答案:B 4題變式 4-1.解析:鐵為陽(yáng)極,則Fe-2e-===Fe2+,陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,生成的Fe2+與溶液中的OH-反應(yīng)生成Fe(OH)2,F(xiàn)e2++2OH-===Fe(OH)2↓,F(xiàn)e(OH)2不穩(wěn)定,被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3沉淀,即4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3。所以得到2 mol Fe(OH)3沉淀時(shí),共消耗水的物質(zhì)的量為 5 mol,即選C項(xiàng)。 答案:C 4-2.解析:根據(jù)題意:陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑,陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-===Cu、2H++2e-===H2↑;根據(jù)陰陽(yáng)兩極上轉(zhuǎn)移電子相同,則2n(Cu)+2n(H2)=4n(O2),則n(Cu)=(1 mol4-1 mol2)=1 mol,因此原溶液中c(Cu2+)==2 molL-1,根據(jù)電荷守恒得:2c(Cu2+)+c(K+)=c(NO),則c(K+)=2 molL-1,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)陽(yáng)極反應(yīng),產(chǎn)生22.4 L O2,轉(zhuǎn)移4 mol電子,B項(xiàng)正確;根據(jù)電極反應(yīng),陽(yáng)極消耗4 mol OH-,陰極消耗2 mol H+,若溶液體積不變則電解后溶液中c(H+)==4 molL-1,實(shí)際上電解后溶液體積減小,故電解后溶液中c(H+)>4 molL-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:AB 5.解析:①為原電池,Zn作負(fù)極,Cu作正極,溶液中的陽(yáng)離子(K+)移向正極(Cu片);②為電解池,a極為陰極,陰極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,破壞了水的電離,H2OH++OH-,平衡正向移動(dòng)生成大量OH-,pH增大;③為精煉池,粗銅作陽(yáng)極,精銅作陰極,電解質(zhì)溶液為CuSO4(aq);④為原電池,Zn比Fe活潑,Zn作負(fù)極,F(xiàn)e作正極,發(fā)生Zn的析氫腐蝕,電流由Fe片流向Zn片。 答案:B 6.解析:Fe片上鍍銅,銅作陽(yáng)極,即A電極,鐵作陰極,即B電極,C正確;Cu2+在B極被還原,A錯(cuò)誤;電解時(shí)銅離子的濃度不變,B錯(cuò)誤;A極和B極直接相連,構(gòu)成原電池裝置,銅片作正極,銅片本身不參加反應(yīng),D錯(cuò)誤。 答案:C 二、雙項(xiàng)選擇題 7.解析:以石墨為兩極,CuSO4→H2SO4,pH減小,A項(xiàng)正確;以銅為兩極,陽(yáng)極減輕陰極增重,B項(xiàng)正確;以Fe為陽(yáng)極,陽(yáng)極質(zhì)量減輕,陰極質(zhì)量增加,C項(xiàng)錯(cuò)誤;CuSO4→FeSO4,pH發(fā)生變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:AB 8.解析:電解法提取氯化銅廢液中的銅,銅在陰極析出,陰極反應(yīng)式為:Cu2++2e-===Cu。陽(yáng)極應(yīng)該用惰性電極作材料;陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣,可用氫氧化鈉溶液吸收。 答案:BD 三、非選擇題 9.解析:(1)電解時(shí),電能除轉(zhuǎn)化為化學(xué)能外,還轉(zhuǎn)化為熱能等,a錯(cuò)誤;粗銅冶煉,粗銅作陽(yáng)極,連接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng),b正確;陽(yáng)離子移向陰極,c錯(cuò)誤;陽(yáng)極泥的成分主要為較金屬銅不活潑的金屬,如Ag、Pt、Au等金屬,d正確。 (2)正極O2得電子。 (3)①由圖象電解產(chǎn)生的產(chǎn)物知:生成氫氣的極為陰極,則B為負(fù)極。②陽(yáng)極室中Cl-失電子產(chǎn)生Cl2。③陰極減少的H+,可通過(guò)質(zhì)子交換膜補(bǔ)充,而使pH不變。氣體物質(zhì)的量為=0.6 mol,由電子守恒及其原子個(gè)數(shù)守恒CO(NH2)2~3Cl2~N2~CO2~3H2,則CO(NH2)2的物質(zhì)的量為=0.12 mol ,質(zhì)量為0.12 mol60 g/mol=7.2 g。 答案:(1)bd (2)4H++O2+4e-===2H2O (3)①B?、?Cl--2e-===Cl2↑ CO(NH2)2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl ③不變 7.2 10.(1)①2H++2e-===H2↑ 溶液由無(wú)色變紅色 Na+、H+ ②2Cl--2e-===Cl2↑ 將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙粘在玻璃棒的一端,靠近導(dǎo)氣管口,若試紙變成藍(lán)色說(shuō)明生成了Cl2 (2)①純銅 Cu2++2e-===Cu ②粗銅 Cu-2e-===Cu2+ ③變小 (3)Zn2++2e-===Zn ZnCl2 ZnSO4(答案不唯一,合理即可) 11.解析:(1)b極為電源負(fù)極,通入甲烷氣體。 (2)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí),注意結(jié)合總式:2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH,CH3CHO轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3CH2OH發(fā)生還原反應(yīng),在陰極區(qū)反應(yīng),CH3CHO轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3COOH發(fā)生氧化反應(yīng),在陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)。 (3)電解時(shí),陰極區(qū)Na2SO4沒(méi)有參與電極反應(yīng),故物質(zhì)的量不變。 (4)電解時(shí),陽(yáng)離子移向陰極,陰離子移向陽(yáng)極,故c(Na+)不一定是c(SO)的2倍,a正確;b項(xiàng)考查物料守恒,Na2SO4與CH3COOH的物質(zhì)的量相同,故b正確;c選項(xiàng)考查電荷守恒,不正確,正確的關(guān)系是:c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(CH3COO-)+c(OH-);Na2SO4與CH3COOH的物質(zhì)的量相同,c(Na+)>c(CH3COOH),CH3COOH電離,溶液呈酸性,故c(CH3COO-)=c(H+)>c(OH-),d正確。 (5)根據(jù)組分中沸點(diǎn)相差較大,故采用蒸餾的方法來(lái)分離。 (6)3 000 mg/L=310-3 kg/L,1 m3=1 000 L, 根據(jù):CH3CHO+2e-+2H2O===CH3CH2OH+2OH- 44 46 1 000 L310-3 kg/L60% 1.9 kg 答案: (1)CH4 (2)CH3CHO-2e-+H2O===CH3COOH+2H+ 4H++4e-===2H2↑(或4H2O+4e-===2H2↑+4OH-) (3)不變 (4)abd (5)蒸餾 (6)1.9 12.解析:(1)在右側(cè)陰極的電極反應(yīng)是2H++2e-===H2↑,放電的H+來(lái)自于水的電離,水電離出的OH-聚集在陰極周圍,與經(jīng)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)的Na+形成NaOH,然后從裝置中流出。 (3)Cl2與水反應(yīng)屬于可逆反應(yīng),HCl濃度增大,會(huì)促使平衡逆向移動(dòng),可以有效地減少Cl2在水中溶解,有利于Cl2的逸出。 (4)①在堿性條件下Mg2+會(huì)轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀。②NH轉(zhuǎn)化為N2應(yīng)該是發(fā)生了氧化還原反應(yīng),并且NH被氧化,溶液中存在的氧化性物質(zhì)是淡鹽水中的Cl2,所以應(yīng)該是NH與Cl2在堿性溶液中發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)物中除了N2外還應(yīng)有Cl-等物質(zhì)。③在過(guò)程Ⅱ中加入BaCO3可將溶液中的SO除去,同時(shí)生成的CO可將Ca2+除去。④所加的Na2SO3分成兩部分,一部分用來(lái)還原NaClO,另一部分留在鹽水c中。設(shè)與NaClO反應(yīng)的Na2SO3質(zhì)量為m,則 Na2SO3+NaClO===Na2SO4+NaCl 126 g 74.5 g m 101037.4510-3g =, 解得m=126 g。 留在鹽水c中Na2SO3的最大質(zhì)量為10103510-3g=50 g。所以,在過(guò)程Ⅲ中需添加Na2SO3的最大質(zhì)量為176 g,換算成10%的Na2SO3溶液質(zhì)量為1.76 kg。 答案:(1)NaOH (2)2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- (3)Cl2與水反應(yīng):Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的濃度使平衡逆向移動(dòng),減少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出 (4)①M(fèi)g(OH)2?、?NH+3Cl2+8OH-===N2↑+6Cl-+8H2O?、跾O、Ca2+?、?.76- 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