2019-2020年高三化學(xué) 知識點(diǎn)精析精練 電解原理及其應(yīng)用.doc

2019-2020年高三化學(xué) 知識點(diǎn)精析精練 電解原理及其應(yīng)用熱點(diǎn)聚焦 1原電池與電解池的比較 2以惰性電 項目 原電池 電解池 電極名稱 正極(非金屬或不活潑金屬) 負(fù)極(相對活潑的金屬) 陽極(與電源正極相連) 陰極(與電源負(fù)極相連) 電極反應(yīng) 正極：得電子發(fā)生還原反應(yīng) 負(fù)極：失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 陽極：失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 陰極：得電子發(fā)生還原反應(yīng) 電子流向 負(fù)極正極陽極正極負(fù)極陰極 離子移動 陰離子負(fù)極 陽離子正極 陰離子陽極 陽離子陰極 能量轉(zhuǎn)變 化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能極電解物質(zhì)簡析表 物質(zhì)類型 電極反應(yīng)電解對象電解質(zhì)的濃度 pH溶液復(fù)原所需物質(zhì) 陽極 陰極可溶性堿404H 水 增大 增大 水 含氧酸 同上 同上 水 增大 減小 水活潑金屬的含氧酸鹽 同上 同上 水 增大不變 水 無氧酸(如HCl)I電解質(zhì) 減小 增大 電解質(zhì)不活潑金屬無氧酸鹽如(CuCl2) 電解質(zhì) 減小 電解質(zhì)活潑金屬無氧酸鹽(如NaCl)電解質(zhì)和水生成新 物質(zhì)增大相應(yīng)的非金屬氫化物不活潑金屬含氧酸鹽(如CuS04) 40H電解質(zhì)和水生成新 物質(zhì)減小相應(yīng)的堿性氧化物研究性學(xué)習(xí) 由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色的純凈Fe(OH)2 沉淀。應(yīng)用如右圖所示電解實(shí)驗(yàn)可制得純凈的Fe(OH)2 沉淀。兩電極的材料分別為石墨和鐵。 (1)a電極材料應(yīng)為 ；電極反應(yīng)式為 。 (2)電解液c可以是(填編號) 。 A.純水 B.NaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液 (3)d是苯，其作用為 ，在加入苯之前對c應(yīng)做何簡單處理 。 (4)為了在較短時間內(nèi)看到白色沉淀，可采用的措施是(填編號) 。 A.改用稀硫酸作電解液 B.適當(dāng)增大電源的電壓 C.適當(dāng)減小兩電極間距離 D.適當(dāng)降低電解液的溫度 (5)若c為NaSO4溶液，當(dāng)電解一段時間看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接電源電解除了電極上看到氣泡外，混合物中另一明顯現(xiàn)象為 。 解析(1)在a極應(yīng)失電子，為溶液中提供二價鐵離子，所以a極材料應(yīng)為鐵電極反應(yīng)式為：。 (2)電解液應(yīng)該提供OH-，或經(jīng)電解反應(yīng)產(chǎn)生OH-，所以答案為BC。 (3)為防止Fe(OH)2被空氣氧化。加苯起隔絕空氣作用在加苯之前應(yīng)對c做加熱處理，為了驅(qū)趕水中的氧氣； (4)增大電壓和減小兩極間距離都可提高反應(yīng)速率。 (5)反接電源后在電極表面會有氧氣生成，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。能力測試(時間：90分鐘，總分：100分)顯能測試一、選擇題(每小題3分，共60分) 1在一定溫度下，用鉑電極電解飽和Na2S04溶液，對電解質(zhì)溶液判斷正確的是 ( ) A.不會有晶體析出 B.濃度變大 C.濃度變小 DpH不變 答案：1D 電解飽和NaSO4溶液，實(shí)質(zhì)是電解水，c(Na2SO4)不改變，pH也不變，且有晶體析出21LO1molLagNO3溶液在以Ag作陽極，F(xiàn)e作陰極的電解槽中電解，當(dāng)陰極上增重216g時，下列判斷正確的是(設(shè)電解按理論進(jìn)行，溶液不蒸發(fā)) ( ) A.溶液的濃度變?yōu)?08mol/L B.陽極上產(chǎn)生112MlO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況) C.轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是個 D.反應(yīng)中有00l mol的Ag被氧化 答案： 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為： 電解后溶液中溶質(zhì)為AgNO3，濃度不變(A錯)，3用惰性電極電解下列溶液，電解一段時間后，陰極質(zhì)量增加，電解質(zhì)溶液的pH下降的是 ( )答案： 3B 由題可知：陰極金屬離子放電，陽極OH-放電4用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是 ( ) A電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變 B.電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH-，故溶液pH減小 C.電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 D.電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 答案：4D5電解硫酸溶液時，放出25mL(標(biāo)況)O2，若以等量的電量在同樣條件下電解鹽酸溶液，所放出的氣體的體積最接近下列數(shù)據(jù)中的 ( ) A45 mL B50 mL C75 mL D100 mL 答案：5D6鐵棒和石墨棒用導(dǎo)線連接后，浸入001 molL的食鹽溶液中，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ( ) A.鐵棒附近產(chǎn)生OH- B.鐵棒被腐蝕 C石墨棒上放出02 D.石墨棒上放出C12 答案： 6B 分析：形成了原電池，負(fù)極(Fe棒)：正極(石墨棒)：7用指定材料作陽極和陰極來電解一定濃度的溶液甲，然后加入物質(zhì)乙能使溶液物質(zhì)為甲溶液原來的濃度，則合適的組合是 ( ) 陽極 陰極 溶液甲 物質(zhì)乙 APt Pt NaOH NaOH固體 BPt Pt H2 SO4 H2 O C C Pt NaCl 鹽酸 D.粗銅 精銅 CuSO4 Cu(OH)2答案： 7B8如下圖所示，圖中四種裝置工作一時間后，測得導(dǎo)線上均通過了0002 mol電子，此時溶液的pH由小到大的排列順序?yàn)?不考慮溶液的水解和溶液的體積變化) ( ) A.<<< B.<<< C<<< D.<<<答案： 8A9用惰性電極以1A的電流電解200mL05molL的KCl溶液。當(dāng)溶液的pH12時，電解通電的時間是 ( ) A3 rain 13 s B3 rain 21 s C3 min 32 s D3 rain 39 s 答案： 9A 由溶液的pH12，可知溶液中10生物體中細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖，細(xì)胞膜外的富氧液體及細(xì)胞膜構(gòu)成微型的生物原電池，下列有關(guān)判斷正確的是 ( ) A.負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)可能是： B.正極發(fā)生的電極反應(yīng)可能是： C.負(fù)極反應(yīng)主要是C6H12O6生成CO2或 D正極反應(yīng)主要是C6H12O6生成 答案： 10.C11在25，將兩個銅電極插入一定量的硫酸鈉飽和溶液中，進(jìn)行電解，通電一段時間后，陰極逸出amol氣體，同時有若溫度不變，剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 ( )答案： 11.D12X、Y、Z、M代表四種金屬，金屬X和Z用導(dǎo)線連接放人稀硫酸中時，X溶解，Z極上有氫氣析出；若電解Y2+離子和Z2+共存的溶液時，Y先析出；又知M2+離子的氧化性強(qiáng)于Y2+離子。則這四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?( )A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M C M>Z>X>Y DX>Z>M>Y答案： 12.A13目前，人們正在研究開發(fā)一種高能電池鈉硫電池，它是以熔融的鈉、硫?yàn)閮蓸O，以Na+導(dǎo)電的陶瓷作固體電解質(zhì)，反應(yīng)式如下：，以下說法正確的是 ( ) A.放電時，Na作正極，S作負(fù)極 B.充電時鈉極與外電源的正極相連 C若用此電極電解硝酸銀溶液，當(dāng)陽極上產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體112L時，消耗金屬鈉46gD.充電時，陰極發(fā)生的反應(yīng)為： 答案： 13.C14用惰性電極電解VmL某二價金屬的硫酸鹽溶液一段時間后，陰極有wmg金屬析出，溶液的pH 從65變?yōu)?o(體積變化可忽略不計)。析出金屬的相對原子質(zhì)量為 ( ) A100wV B200wV C.wV Dwy 答案： 14.B15以鐵為陽極、以銅為陰極，對足量的NaOH溶液進(jìn)行電解，一段時間后得到2molFe(OH)2沉淀，此間共消耗水的物質(zhì)的量為 ( ) A2 mol B3 mol C4 mOl n 5 mOl答案：16在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計正確的是 ( ) A.鋅作陽極，鐵作陰極，溶液中含有鋅離子 B.鉑作陰極，鐵作陽極，溶液中含有鋅離子C.鐵作陽極，鐵作陰極，溶液中含有亞鐵離子 D鋅作陰極，鐵作陽極，溶液中含鋅有離子 答案：16A 電鍍時，應(yīng)用電解原理，鍍件作陰極，要鍍的金屬作陽極，電鍍液一般是要鍍金屬的鹽溶液 17實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取Cl2，已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應(yīng)：負(fù)極今若制得Cl20050mol，這時電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是 ( )A0025 mol B0050 mol C010 mol D020 mol 答案：17，A 18下列關(guān)于電解精煉銅的敘述中不正確的是 ( ) A.粗銅板體：陽極 B.電解時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+2e-Cu C粗銅中所含Na、Fe、Zn等雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥D電解銅的純度可達(dá)99959998 答案：18C 分析：電解精煉銅，應(yīng)用粗銅板體作陽極發(fā)生反應(yīng)：，同時粗銅中所含 Na、Fe、Zn等雜質(zhì)也失電子，以離子形式溶解于電解液中19下列過程電離；電解；電鍍；電泳；電化腐蝕，需通電后才可進(jìn)行的是 ( )A. B. C D 答案：20.用兩個惰性電極插入500mAgNO3溶液中通電電解，當(dāng)電解液的pH從60變?yōu)?0時(設(shè)電解時陰極沒有氫氣逸出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是 ( )A27 mg B54 mg C108 mg D216 mg答案：二、填空題 21下圖中每一方框中的字母代表一種反應(yīng)物或生成物：項目CD1起始組成/mol640某時刻組成/mol332 物質(zhì)A跟B反應(yīng)生成E、F和G；物質(zhì)C跟D反應(yīng)生成I，某溫度下該反應(yīng)起始和某時刻的反應(yīng)混合物組成如上表，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?(1)物質(zhì)H的分子式是 (1分) (2)反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。(2分) (3)反應(yīng)的化學(xué)方程式(必須注明反應(yīng)條件)是 。(2分)答案： 高溫高壓 2NH3 催化劑22現(xiàn)在工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水制取H2、Cl2、NaOH。請回答下列問題： (1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。(2分) (2)電解之前食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中等雜質(zhì)離子，使用的試劑有：c.稀HCI，其合理的加入順序是 。(3分) (3)如果在容積為10L的離子交換膜電解槽中，1min在陰極可產(chǎn)生Cl2112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，這時溶液的pH是 。(設(shè)體積維持不變)(3分) (4)Cl2常用于自來水的消毒殺菌，現(xiàn)有一種新型消毒劑ClO2，若它們在殺菌過程中的還原產(chǎn)物均為Cl-，消毒等量的自來水所需Cl2和ClO2的物質(zhì)的量之比為 .(3分)答案：當(dāng)兩者得電子數(shù)相等時，消毒能力相當(dāng)，此時兩者物質(zhì)的量之比為5：223在陶瓷工業(yè)上常遇到因陶土里混有氧化鐵而影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。解決方法之一是把這些陶土和 水一起攪拌，使粒子直徑在之間，然后插入兩根電極，接通直流電源，這時陽極聚集 ，陰極聚集 ，理由是 。(每空1分)答案：23帶負(fù)電荷的膠體粒子陶土；帶正電荷的氧化鐵膠體粒子；帶相反電荷的膠體粒子通電時產(chǎn)生電泳現(xiàn)象，分別向兩極移動，從而達(dá)到除雜目的潛能測試三、計算題 24(1)當(dāng)電源通過2L 6的KOH溶液(105gmL)時，溶液的濃度改變了2，此時陽極析出的物質(zhì)是什么?質(zhì)量為多少克?(6分) (2)若電解后溶液不小心混入KCl雜質(zhì)，為了除去雜質(zhì)又進(jìn)行電解，當(dāng)有56L(標(biāo)況)Cl2析出，可認(rèn)為電解作用是完全的，求最后所得溶液中KOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(5分) 答案：24(1)陽極析出的物質(zhì)是O2|25兩根鎳棒分別與電源正負(fù)極相連，并都插入NiSO4溶液中。若電流強(qiáng)度為J，通電時間為ts，結(jié)果陽極失重mg。已知每個電子的電量為C，則可推知阿伏加德羅常數(shù)為多少?(10分)25.答案: