版《金牌教程》人教版化学选修4课堂达标练第四章 电化学基础432Word文档下载推荐.docx
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解析 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,发生的反应是2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,故电解一段时间后电解液呈碱性。
电解时,阳极发生氧化反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,在阳极附近的溶液中滴入KI溶液时,发生反应2I-+Cl2===2Cl-+I2,故溶液呈黄色;
阴极发生还原反应:
2H++2e-===H2↑,因而阴极附近的溶液呈碱性,滴入酚酞试液变红。
2.[2015·
广东月考]用含有少量银和锌的粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解液,通电一段时间后,阳极的质量减轻了6.4g,下列说法正确的是( )
A.电解质溶液的质量增加了6.4g
B.阴极的质量增加了6.4g
C.阴极增加的质量小于6.4g
D.溶液中Cu2+浓度完全保持不变
答案 C
解析 在阳极上有锌与铜两种单质放电,而在阴极上只有Cu2+放电且锌的摩尔质量大于铜的摩尔质量,当阳极的质量减轻6.4g时,转移的电子少于0.2mol,故在阴极上析出的铜少于0.1mol,质量小于6.4g;
由于相同时间内两极上转移的电子数目相等,阴极上析出的铜比阳极上溶解的铜多,故溶液中Cu2+浓度减小。
3.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑。
下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成
答案 A
解析 石墨作阴极,阴极上是溶液中的H+反应,电极反应为2H++2e-===H2↑,A选项正确;
由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B选项错误;
阳极与电源的正极相连,C选项错误;
阳极反应为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,D选项错误。
4.21世纪是钛的世纪,在800~1000℃时电解TiO2可制得钛,装置如图所示,下列叙述正确的是( )
A.a为电源的正极
B.石墨电极上发生氧化反应
C.阴极发生的反应为TiO2+2e-===Ti+2O2-
D.每生成0.1mol钛,转移电子0.2mol
解析 由O2-移动方向可知b为电源正极,A项错误;
b为电源正极,石墨电极上发生氧化反应,B项正确;
阴极发生的反应为TiO2+4e-===Ti+2O2-,C不正确;
每生成0.1mol钛,转移电子0.4mol,D项错误。
5.用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中所列各项对应关系均正确的一组是( )
答案 D
解析 电解Na2SO4溶液相当于电解水,阳极生成氧气,a管中溶液呈酸性,A项错误;
电解AgNO3溶液属于“析氧生酸型”,阳极生成氧气,B项错误;
电解KCl和CuCl2混合溶液,相当于先后电解CuCl2溶液、KCl溶液和水,a管产生H2的体积有可能与b管产生Cl2和O2的混合气体的体积相等,C项错误;
电解AlCl3溶液时,阴极先产生氢气,a管中生成Al(OH)3沉淀,当Al3+沉淀完全后,继续电解水产生的OH-,又使沉淀溶解,D项正确。
6.如图装置电解一段时间,当某极析出0.32gCu时,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分别为(常温下,溶液足量,体积均为100mL且电解前后溶液的体积变化忽略不计)( )
A.13、7、1B.12、7、2
C.1、7、13D.7、13、1
解析 本题考查了电解装置及pH的计算,意在考查考生综合分析问题的能力和逻辑思维能力。
Ⅰ中发生反应:
2KCl+2H2O
2KOH+Cl2↑+H2↑,Ⅱ中反应的实质是电解水,pH=7,Ⅲ中发生反应:
2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑,三个电解槽串联,则三个电解槽相同时间内转移电子的物质的量相同:
n(e-)=2n(Cu)=2×
0.32g÷
64g/mol=0.01mol,所以Ⅰ中的产物:
n(H2)=0.005mol,n(KOH)=0.01mol,c(OH-)=
=0.1mol·
L-1,则pH=13,Ⅲ中的产物:
n(H2SO4)=n(Cu)=0.005mol,c(H+)=
L-1,所以pH=1,故选A。
7.电解100mLc(H+)=0.30mol·
L-1的下列溶液,当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是( )
A.0.10mol·
L-1Ag+ B.0.20mol·
L-1Zn2+
C.0.20mol·
L-1Cu2+D.0.20mol·
L-1Pb2+
解析 根据放电顺序结合转移的电子的物质的量计算出析出金属的质量。
A项中,Ag+先放电,H+后放电,电极反应为Ag++e-===Ag,2H++2e-===H2↑,当电路中通过0.04mol电子时,只析出0.01mol金属银,即1.08g。
与A项类似,C项中析出金属铜0.02mol,即1.28g。
Zn和Pb为氢前金属,故B、D两个选项中无金属析出。
8.[2016·
哈尔滨检测]利用图中所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2。
A.a为直流电源的负极
B.阴极的电极反应式为2HSO
+2H++e-===S2O
+2H2O
C.阳极的电极反应式为SO2+2H2O-2e-===SO
+4H+
D.电解时,H+由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室
解析 A项,从图中左侧知,SO2转化成H2SO4,S从+4价升高到+6价,失去电子,则为阳极,对应的a为正极,错误;
B项,得2e-,错误;
C项,阳极为SO2失去电子生成SO
,正确;
D项,H+应移向阴极,错误。
9.[2015·
南昌调研]ClO2为一种黄绿色气体,是目前国际上公认的高效、广谱、快速安全的杀菌剂。
制备ClO2的新工艺是电解法。
(1)如图所示用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2,写出阳极产生ClO2的电极方程式:
________;
图中b电极为________(填“阳极”或“阴极”)。
(2)电解一段时间,当阴极产生标准状况下气体112mL时,停止电解,则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为________mol,阴极区pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-、CN-等有明显去除效果,某工厂中污水含CN-(amol·
L-1),现将ClO2把CN-氧化成两种无毒气体,写出该反应的离子方程式:
________________________。
答案
(1)Cl--5e-+2H2O===ClO2↑+4H+ 阴极
(2)0.01mol 变大
(3)2ClO2+2CN-===N2+2CO2+2Cl-
解析
(1)电解液中阳离子由左至右,故左边是阳极,右边是阴极(b是阴极)。
(2)阴极产生的是H2,n(H2)=0.005mol,需要转移的电子为0.01mol,通过阳离子交换膜的为H+,故n(H+)=0.01mol;
阴极区H+放电,pH变大。
(3)根据电子得失守恒和原子守恒得2ClO2+2CN-===N2+2CO2+2Cl-。
10.如图两个装置中用滴有酚酞的NaCl溶液作电解质溶液,进行化学能和电能相互转化的研究。
请回答:
(1)写出两个铁电极上的电极反应式。
甲:
___________________________________________________;
乙:
__________________________________________________。
(2)乙装置中________电极(填“Fe”或“石墨”)附近的溶液先变红。
(3)检验乙中石墨电极反应产物的方法及现象是
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)如果起始时乙中盛有足量的一定浓度的CuSO4溶液,反应一段时间后,要使溶液恢复到起始状态,可向溶液中加入一定量的______________________(填化学式)。
(5)“84消毒液”是常用的消毒剂。
电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”,装置如图所示。
通电时氯气被溶液完全吸收,若所得消毒液仅含一种溶质,写出相应的化学反应方程式:
__________________。
答案
(1)Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑
(2)Fe (3)用湿润的淀粉-KI试纸靠近石墨电极所在一侧的支管口,试纸变蓝(4)CuO
(5)NaCl+H2O
NaClO+H2↑
解析
(1)甲是原电池。
铁作负极失去电子变成Fe2+;
乙中铁是阴极,H+在阴极放电生成H2。
(2)由于电解时阴极附近先生成OH-,故铁电极附近先变红色。
(3)石墨电极上产生的是氯气,可用淀粉-KI试纸检验。
(4)电解CuSO4溶液可得到H2SO4、Cu和O2:
2Cu+2H2SO4+O2↑,故加入适量的CuO即可。
(5)“84消毒液”的主要成分是NaClO,电解时阴极产生H2,阳极产生Cl2,电解反应为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2被NaOH溶液吸收生成NaCl、NaClO和H2O,反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,两个反应方程式相加即得出NaCl+H2O
NaClO+H2↑。
11.[2015·
洛阳月考]第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。
汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;
在下坡时,电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。
镍氢电池充放电原理如图1所示,其总反应式为H2+2NiOOH
2Ni(OH)2。
根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为____________________。
(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图2所示的电解装置制取,电解总反应式为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑,阴极的电极反应式是__________________。
用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有1molH2被消耗时,Cu2O的理论产量为________g。
答案
(1)增大 NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
(2)2H++2e-===H2↑ 144
解析
(1)混合动力车上坡或加速时需要动力,故反应为原电池放电反应,即乙电极为正极,发生反应NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,故乙电极周围溶液的pH增大。
(2)电解池的阴极发生还原反应,即2H++2e-===H2↑。
当电池中有1molH2被消耗时有2mol电子转移,根据电子守恒可知Cu2O的理论产量为144g。
12.如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。
将直流电源接通后,F极附近呈红色。
(1)B极是电源的________,一段时间后,甲中溶液颜色________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明________,在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为________。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是________(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是________溶液。
当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为________,甲中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是________。
答案
(1)负极逐渐变浅氢氧化铁胶体粒子带正电荷
(2)1∶2∶2∶2(3)镀件AgNO35.4g变小(4)Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
解析
(1)F极附近呈红色,说明F是阴极,E是阳极,则A为正极,B为负极。
甲中因Cu2+放电使溶液颜色变浅。
丁中Y极附近颜色变深,说明Fe(OH)3胶粒向阴极移动,即Fe(OH)3胶粒带正电荷。
(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2,由于电路中通过的电量相等,所以其物质的量之比为1∶2∶2∶2。
(3)乙中溶液pH=13,生成n(NaOH)=0.1mol·
L-1×
0.5L=0.05mol,电路中通过的电子的物质的量为0.05mol,所以丙中镀件上析出银的质量为0.05mol×
108g·
mol-1=5.4g。
(4)当活性金属作阳极时,金属先于溶液中的阴离子放电而溶解,故甲中发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
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