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2019年高考化學一輪總復習 第五章 第三節(jié)電能轉化為化學能電解檢測試題 題號 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，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標準狀況)。下列說法正確的是(　　) A．原混合溶液中c(K＋)為2 mol/L B．上述電解過程中共轉移4 mol電子 C．電解得到的Cu的物質的量為0.5 mol D．電解后溶液中c(H＋)為4 mol/L 5．(2011東莞聯(lián)考)關于下列裝置說法正確的是(　　) A．裝置①中，鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液 B．裝置②工作一段時間后，a極附近溶液的pH增大 C．用裝置③精煉銅時，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)下圖是某同學用Cu在Fe片上鍍銅的實驗裝置，下列說法正確的是(　　) A．Cu2＋在A極被還原 B．溶液藍色逐漸變淺 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行電解。下列說法正確的是(　　) 序號 電極材料 通電后的變化 陰極 陽極 A 石墨 石墨 陰極質量增加，溶液的pH減小 B 銅 銅 陽極質量減小，陰極質量增加 C 鐵 鐵 兩極的質量不發(fā)生變化 D 鉑 鐵 陰極質量增加，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生的氣體 D．陰極反應式為：Cu2＋＋2e－===Cu 三、非選擇題 9．Ⅰ.(xx山東高考)(1)以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是____________。 a．電能全部轉化為化學能 b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應 c．溶液中Cu2＋向陽極移動 d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬 (2)利用反應2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為______________________________________。 Ⅱ.(xx重慶高考)(3)人工腎臟可采用間接電化學方法除去代謝產物中的尿素，原理如下圖所示。 ①電源的負極為__________________(填“A”或“B”)。 ②陽極室中發(fā)生的反應依次為________________________、________________________。 ③電解結束后，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(標準狀況)，則除去的尿素為____________________g(忽略氣體的溶解)。 10．(2011廣州模擬)電解原理在化學工業(yè)中有廣泛的應用。下圖表示一個電解池，裝有電解液a，X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題： (1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則： ①電解池中X極上的電極反應式為__________________，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是______________。 電解液中向X極方向移動的離子是________。 ②Y電極上的電極反應式為________________________，檢驗該電極反應產物的方法是____________________。 (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________，電極反應式為_________。 ②Y電極的材料是________，電極反應式為___________。 ③溶液中的c(Cu2＋)與電解前相比________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (3)如利用該裝置實現(xiàn)鐵上鍍鋅，電極X上發(fā)生的反應為________________，電解池盛放的電鍍液可以是________或________(只要求填兩種電解質溶液)。 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單、電耗較低等優(yōu)點，其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應，轉化為乙醇和乙酸，總反應為：2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH。 實驗室中，以一定濃度的乙醛Na2SO4溶液為電解質溶液，模擬乙醛廢水的處理過程，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極應通入________________(填化學式)氣體。 (2)電解過程中，兩極除分別生成乙酸和乙醇外，均產生無色氣體。電極反應如下： 陽極：①4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。 ②________________。 陰極：①______________。 ②CH3CHO＋2e－＋2H2O===CH3CH2OH＋2OH－。 (3)電解過程中，陰極區(qū)Na2SO4的物質的量____________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (4)電解過程中，某時刻測定了陽極區(qū)溶液中各組分的物質的量，其中Na2SO4與CH3COOH的物質的量相同。下列關于陽極區(qū)溶液中各微粒濃度關系的說法正確的是______(填字母序號)。 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)在實際工藝處理中，陰極區(qū)乙醛的去除率可達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(計算結果保留小數(shù)點后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的溶質是________。 (2)電解飽和食鹽水的離子方程式是________________。 (3)電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3。用化學平衡移動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來自電解池)： ①鹽泥a除泥沙外，還含有的物質是________。 ②過程Ⅰ中將NH轉化為N2的離子方程式是____________________。 ③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。過程Ⅱ中除去的離子有______________。 ④經過程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)。 參考答案 一、單項選擇題 1．解析：選項A，Zn為原電池負極，Cu為原電池正極，錯誤。選項B，鹽橋左右兩邊的燒杯中的應分別為ZnSO4、CuSO4溶液才能形成原電池。選項C，粗銅應連接電源正極。選項D，電解飽和NaCl溶液，Cl－在陽極放電而產生Cl2，溶液中的H＋在陰極獲得電子而產生H2，正確。 答案：D 2．解析：NO、OH－向陽極移動，由于放電能力OH－＞NO，陽極反應為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，促使陽極附近水的電離平衡正移，富集下來的H＋使得陽極附近的溶液呈酸性；K＋、H＋向陰極移動，由于放電能力H＋＞K＋，陰極反應為2H＋＋2e－===H2↑，促使陰極附近水的電離平衡正移，富集下來的OH－使得陰極附近的溶液呈堿性。電解硝酸鉀溶液實為電解水，由于KNO3溶液呈中性，因此溶液的pH不變。因此只有C選項正確。 答案：C 3．解析：A項油脂不是高分子化合物；B項MgO熔點太高，常用電解熔融氯化鎂冶煉鎂；H2O2中存在非極性鍵，D項不正確。 答案：C 4．解析：本題主要考查電解原理的基本知識，根據(jù)陰、陽兩極的電極反應，陰極：Cu2＋＋2e－===Cu，陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，且每個電極通過的電量相等有：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：鐵為陽極，則Fe－2e－===Fe2＋，陰極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成的Fe2＋與溶液中的OH－反應生成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，共消耗水的物質的量為 5 mol，即選C項。 答案：C 4－2.解析：根據(jù)題意：陽極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，陰極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑；根據(jù)陰陽兩極上轉移電子相同，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項正確，C項錯誤；根據(jù)陽極反應，產生22.4 L O2，轉移4 mol電子，B項正確；根據(jù)電極反應，陽極消耗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項錯誤。 答案：AB 5．解析：①為原電池，Zn作負極，Cu作正極，溶液中的陽離子(K＋)移向正極(Cu片)；②為電解池，a極為陰極，陰極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，破壞了水的電離，H2OH＋＋OH－，平衡正向移動生成大量OH－，pH增大；③為精煉池，粗銅作陽極，精銅作陰極，電解質溶液為CuSO4(aq)；④為原電池，Zn比Fe活潑，Zn作負極，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錯誤；電解時銅離子的濃度不變，B錯誤；A極和B極直接相連，構成原電池裝置，銅片作正極，銅片本身不參加反應，D錯誤。 答案：C 二、雙項選擇題 7．解析：以石墨為兩極，CuSO4→H2SO4，pH減小，A項正確；以銅為兩極，陽極減輕陰極增重，B項正確；以Fe為陽極，陽極質量減輕，陰極質量增加，C項錯誤；CuSO4→FeSO4，pH發(fā)生變化，D項錯誤。 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，陰極反應式為：Cu2＋＋2e－===Cu。陽極應該用惰性電極作材料；陽極產生氯氣，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，電能除轉化為化學能外，還轉化為熱能等，a錯誤；粗銅冶煉，粗銅作陽極，連接電源正極，發(fā)生氧化反應，b正確；陽離子移向陰極，c錯誤；陽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由圖象電解產生的產物知：生成氫氣的極為陰極，則B為負極。②陽極室中Cl－失電子產生Cl2。③陰極減少的H＋，可通過質子交換膜補充，而使pH不變。氣體物質的量為＝0.6 mol，由電子守恒及其原子個數(shù)守恒CO(NH2)2～3Cl2～N2～CO2～3H2，則CO(NH2)2的物質的量為＝0.12 mol ，質量為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↑　溶液由無色變紅色　Na＋、H＋ ②2Cl－－2e－===Cl2↑　將濕潤的淀粉KI試紙粘在玻璃棒的一端，靠近導氣管口，若試紙變成藍色說明生成了Cl2 (2)①純銅　Cu2＋＋2e－===Cu ②粗銅　Cu－2e－===Cu2＋?、圩冃? (3)Zn2＋＋2e－===Zn　ZnCl2　ZnSO4(答案不唯一，合理即可) 11．解析：(1)b極為電源負極，通入甲烷氣體。 (2)書寫電極反應式時，注意結合總式：2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH，CH3CHO轉變?yōu)镃H3CH2OH發(fā)生還原反應，在陰極區(qū)反應，CH3CHO轉變?yōu)镃H3COOH發(fā)生氧化反應，在陽極區(qū)反應。 (3)電解時，陰極區(qū)Na2SO4沒有參與電極反應，故物質的量不變。 (4)電解時，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，故c(Na＋)不一定是c(SO)的2倍，a正確；b項考查物料守恒，Na2SO4與CH3COOH的物質的量相同，故b正確；c選項考查電荷守恒，不正確，正確的關系是：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)；Na2SO4與CH3COOH的物質的量相同，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)組分中沸點相差較大，故采用蒸餾的方法來分離。 (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)在右側陰極的電極反應是2H＋＋2e－===H2↑，放電的H＋來自于水的電離，水電離出的OH－聚集在陰極周圍，與經陽離子交換膜進入陰極區(qū)的Na＋形成NaOH，然后從裝置中流出。 (3)Cl2與水反應屬于可逆反應，HCl濃度增大，會促使平衡逆向移動，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＋會轉化為Mg(OH)2沉淀。②NH轉化為N2應該是發(fā)生了氧化還原反應，并且NH被氧化，溶液中存在的氧化性物質是淡鹽水中的Cl2，所以應該是NH與Cl2在堿性溶液中發(fā)生反應，產物中除了N2外還應有Cl－等物質。③在過程Ⅱ中加入BaCO3可將溶液中的SO除去，同時生成的CO可將Ca2＋除去。④所加的Na2SO3分成兩部分，一部分用來還原NaClO，另一部分留在鹽水c中。設與NaClO反應的Na2SO3質量為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的最大質量為10103510－3g＝50 g。所以，在過程Ⅲ中需添加Na2SO3的最大質量為176 g，換算成10%的Na2SO3溶液質量為1.76 kg。 答案：(1)NaOH (2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ (3)Cl2與水反應：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出 (4)①Mg(OH)2?、?NH＋3Cl2＋8OH－===N2↑＋6Cl－＋8H2O?、跾O、Ca2＋?、?.76