（通用版）2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（三十六）化學(xué)能與電能（3）電解原理及應(yīng)用（過基礎(chǔ)）（含解析）.doc

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跟蹤檢測（三十六） 化學(xué)能與電能（3）電解原理及應(yīng)用（過基礎(chǔ)）1用鉑電極(惰性)電解下列溶液時，陰極和陽極上的主要產(chǎn)物分別是H2和O2的是()A稀NaOH溶液BHCl溶液C酸性MgCl2溶液D酸性 AgNO3溶液解析：選A陽極：4OH4e=O22H2O，陰極：2H2O2e=H22OH，陰極和陽極上的主要產(chǎn)物分別是 H2 和 O2，故A正確；陽極：2Cl2e=Cl2，陰極：2H2e=H2，陰極和陽極上的主要產(chǎn)物分別是 H2 和Cl2，故B、C錯誤；陽極：2H2O4e=O24H，陰極：Age=Ag，陰極和陽極上的主要產(chǎn)物分別是Ag和O2，故D錯誤。2用惰性電極電解如下物質(zhì)可制得對應(yīng)金屬的是()A電解熔融AlCl3獲取金屬鋁B電解MgCl2溶液獲取金屬鎂C電解CuCl2溶液獲取金屬銅D電解飽和食鹽水來獲取金屬鈉解析：選C電解熔融的Al2O3才能夠制備金屬鋁，A錯誤；電解熔融的MgCl2獲取金屬鎂，B錯誤；電解CuCl2溶液，陰極得到銅，C正確；電解熔融的NaCl才能制備鈉，而電解飽和食鹽水得到NaOH溶液，D錯誤。3.某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說法正確的是()A石墨電極與直流電源負極相連B用濕潤 KI淀粉試紙在銅電極附近檢驗氣體，試紙變藍色C氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生，Na向石墨電極遷移D銅電極的反應(yīng)式為2H2e=H2解析：選D設(shè)計本裝置的目的是探究氯堿工業(yè)原理，也就是電解NaCl溶液，故Cu電極只能作陰極，連接電源的負極，A不正確；Cu電極周圍得到的產(chǎn)物是H2，無法使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍色，B不正確；NaOH是Cu電極周圍產(chǎn)物，Na向Cu電極遷移，C不正確；Cu電極發(fā)生的電極反應(yīng)為 2H2e=H2，D正確。4.用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進行下列各組實驗，則下表中各項所列對應(yīng)關(guān)系均正確的一組是()選項X極實驗前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應(yīng)式是4OH4e=O22H2OC負極CuCl2溶液b管中有氣體逸出D負極NaOH溶液溶液pH降低解析：選C電解Na2SO4溶液時，陽極上是OH發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即a管中OH放電，酸性增強，酸遇酚酞不變色，即a管中呈無色，A錯誤；電解AgNO3溶液時，陰極上是Ag發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng)，B錯誤；電解CuCl2溶液時，陽極上是Cl發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b管中Cl放電，產(chǎn)生Cl2，C正確；電解NaOH溶液時，陰極上是H放電，陽極上是OH放電，實際上電解的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強，pH升高，D錯誤。5用電解法制取KIO3的方法是以石墨和鐵為電極電解KI溶液，電解反應(yīng)方程式為KI3H2OKIO33H2。下列說法中正確的是()A電解時石墨作陰極B電解時陽極上產(chǎn)生H2C電解過程中陰極溶液pH升高D陰極電極反應(yīng)式：I6e3H2O=IO6H解析：選C電解時，鐵作陰極，石墨作陽極，若鐵作陽極，則鐵放電，A錯誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，I失電子被氧化，電極反應(yīng)為I6e3H2O=IO6H，B、D兩項錯誤；陰極水放電，2H2O2e=H22OH，溶液的pH升高，C項正確。6某同學(xué)將電解池工作時電子、離子流動方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關(guān)分析完全正確的是()選項ABCDa電極陽極陰極陽極陰極d電極正極正極負極負極Q離子陽離子陽離子陰離子陰離子解析：選B電子從電源的負極流出，故a是陰極，d是正極，溶液中陽離子Q移向陰極a。7NaBH4燃料電池具有電壓高、能量密度大等優(yōu)點。以該燃料電池為電源電解精煉銅的裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A離子交換膜應(yīng)為陽離子交換膜，Na由左極室向右極室遷移B該燃料電池的負極反應(yīng)式為BH8OH8e=BO6H2OC電解池中的電解質(zhì)溶液可以選擇 CuSO4溶液D每消耗2.24 L O2(標準狀況)時，A電極的質(zhì)量減輕12.8 g解析：選D通入O2發(fā)生反應(yīng)O24e2H2O=4OH，通入O2的一極為正極。Na通過交換膜進入右邊得到濃NaOH溶液，故離子交換膜允許Na通過，是陽離子交換膜，選項A正確；根據(jù)圖示，負極BH轉(zhuǎn)化為 BO，反應(yīng)式為BH8OH8e=BO6H2O，選項B正確；該電解池用于電解精煉銅，電解質(zhì)溶液可以選擇CuSO4溶液，選項C正確；A極連接原電池的正極，作陽極，每消耗2.24 L O2(標準狀況)時，轉(zhuǎn)移電子 0.4 mol，但陽極上(A極)為粗銅，不只有Cu參與放電，還有比Cu 活潑的金屬放電，故減少質(zhì)量不一定為 12.8 g，選項D不正確。8.現(xiàn)用Pt電極電解1 L濃度均為0.1 molL1的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說法正確的是()A電解開始時陰極有H2放出B電解開始時陽極上發(fā)生：Cu22e=CuC當(dāng)電路中通過電子的量超過0.1 mol時，此時陰極放電的離子發(fā)生了變化D整個電解過程中，SO不參與電極反應(yīng)解析：選D依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu2，故陰極開始析出的是Cu，陽極先放電的是Cl，故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2，故A、B錯誤；由陰極反應(yīng)Cu22e=Cu，n(Cu2)0.1 mol，當(dāng)電路中通過電子的量達到0.2 mol時，此時Cu2消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠，故C錯誤；陽極先是Cl放電，當(dāng)Cl消耗完畢，此時H2O電離產(chǎn)生的OH開始在陽極放電，SO不參與電極反應(yīng)，故D正確。9.取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓呈淺紅色。下列說法錯誤的是()Ab電極是陰極Ba電極與電源的正極相連接C電解過程中，水是氧化劑Db電極附近溶液的pH變小解析：選Da電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓呈淺紅色，說明a極附近產(chǎn)生了Cl2，所以a極與電源的正極相連，即a為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2，b為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O2e=H22OH，所以水作氧化劑，b極附近溶液的pH增大。10.如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是()AK1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2BK1閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸降低CK2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于外加電流的陰極保護法DK2閉合，電路中通過0.4NA個電子時，兩極共產(chǎn)生4.48 L氣體解析：選CK1閉合構(gòu)成原電池，鐵棒是負極，失去電子，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為Fe2e=Fe2，A項錯誤；K1閉合，構(gòu)成原電池，石墨棒是正極，正極發(fā)生的反應(yīng)為O24e2H2O=4OH，石墨棒周圍溶液pH逐漸增大，B項錯誤；K2閉合，構(gòu)成電解池，鐵棒作陰極，鐵棒不會被腐蝕，屬于外加電流的陰極保護法，C項正確；K2閉合，構(gòu)成電解池，電解NaCl溶液，兩極分別生成H2、Cl2，電路中通過0.4NA個電子時，兩極共產(chǎn)生8.96 L(標準狀況)氣體，D項錯誤。11(2016北京高考)用石墨電極完成下列電解實驗。實驗一實驗二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是()Aa、d處：2H2O2e=H22OHBb處：2Cl2e=Cl2Cc處發(fā)生了反應(yīng)：Fe2e=Fe2D根據(jù)實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅解析：選B根據(jù)a、d處試紙變藍，可判斷a、d兩點都為電解池的陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O2e=H22OH，A選項正確；b處變紅，局部褪色，說明b為電解池的陽極，2Cl2e=Cl2，氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸：Cl2H2O=HClHClO，HCl溶液顯酸性，HClO具有漂白性，B選項不正確；c處為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，C選項正確；實驗一中ac形成電解池，db形成電解池，所以實驗二中也形成電解池，銅珠的左端為電解池的陽極，銅失電子生成銅離子，m、n是銅珠的右端，為電解池的陰極，開始時產(chǎn)生氣體，后來銅離子移到m處，m處銅離子得到電子生成單質(zhì)銅，故D選項正確。12(2019上饒一模)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用電解氯化亞鐵的方法制得氯化鐵溶液以吸收有毒的H2S氣體。工藝原理如圖所示。下列說法中不正確的是()AH從電解池左槽遷移到右槽B左槽中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2e=Cl2C右槽的電極反應(yīng)式為2H2e=H2DFeCl3溶液可以循環(huán)利用解析：選B由圖可知，右槽產(chǎn)生H2，則右側(cè)惰性電極為陰極，陽離子向陰極移動，則H從電解池左槽遷移到右槽，A正確；左槽惰性電極為陽極，由于還原性：Fe2Cl，則電極反應(yīng)式為2Fe22e=2Fe3，B錯誤；右槽惰性電極為陰極，電極產(chǎn)物為H2，則電極反應(yīng)式為2H2e=H2或2H2O2e=H22OH，C正確；由圖可知，左槽電解產(chǎn)生的FeCl3參與反應(yīng)吸收H2S，同時被還原為FeCl2，再通入左槽重新電解生成FeCl3，故FeCl3溶液可以循環(huán)利用，D正確。B項符合題意。13.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。如圖所示為一電解池裝置，U形管內(nèi)裝有電解液c，A、B是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。(1)若A、B都是惰性電極，電解質(zhì)溶液c是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試劑，試判斷：a電極是_極(填“正”或“負”)，B電極是_極(填“陰”或“陽”)；A電極上的電極反應(yīng)式為_，B電極上的電極反應(yīng)式為_；檢驗A電極上產(chǎn)物的方法是_。(2)若圖示裝置為用惰性電極電解CuSO4溶液的裝置，其中陰極上析出Cu的質(zhì)量為3.2 g，則陽極上產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為_；常溫下，若將電解后的溶液稀釋至1 L，則溶液的pH約為_。解析：(1)根據(jù)電流的方向可知，a電極為電源的正極，b電極為電源的負極。A電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)2Cl2e=Cl2，B電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)2H2O2e=H22OH。氯氣可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗。(2)用惰性電極電解CuSO4溶液時，陽極反應(yīng)式為2H2O4e=O24H，陰極反應(yīng)式為Cu22e=Cu，根據(jù)電子守恒可知，n(O2)n(Cu)0.025 mol，即標準狀況下V(O2)0.025 mol22.4 Lmol10.56 L；根據(jù)反應(yīng)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4可知，電解后溶液中n(H)4n(O2)0.1 mol，所以c(H)0.1 molL1，pH1。答案：(1)正陰2Cl2e=Cl22H2O2e=H22OH把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近，試紙變藍，則證明A電極上的產(chǎn)物為氯氣(2)0.56 L114.已知鉛蓄電池的工作原理為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，現(xiàn)用如圖裝置進行電解(電解質(zhì)溶液足量)，測得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請回答下列問題。(1)A是鉛蓄電池的_極，Cu電極是_極。(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是_，該電極的電極產(chǎn)物共_g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是_，CuSO4溶液的濃度_(填“減小”“增大”或“不變”)。(4)如圖表示電解進行過程中某個量(縱坐標x)隨時間的變化曲線，則x表示_。a各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積b各U形管中陽極質(zhì)量的減少量c各U形管中陰極質(zhì)量的增加量解析：(1)當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時鐵電極的質(zhì)量減小11.2 g，說明鐵作陽極，銀作陰極，陰極連接原電池負極，所以A是負極，B是正極，Cu是陽極，Zn是陰極。(2)銀作陰極，電解稀硫酸時，陰極上H放電生成H2，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，生成氫氣的質(zhì)量 mol2 gmol10.4 g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是Cu2e=Cu2，Zn電極上的反應(yīng)式是Cu22e=Cu，Cu電極溶解的銅和Zn電極析出的銅相等，CuSO4溶液的濃度不變。(4)a.右邊U形管不析出氣體，左邊U形管析出氣體，故錯誤；b.當(dāng)轉(zhuǎn)移相等電子時，溶解金屬的物質(zhì)的量相等，銅的摩爾質(zhì)量大于鐵，所以右邊U形管陽極減少的質(zhì)量大于左邊U形管陽極減少的質(zhì)量，故正確；c.當(dāng)轉(zhuǎn)移相等電子時，析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，但左邊U形管析出氫氣，陰極質(zhì)量不變，故錯誤。答案：(1)負陽(2)2H2e=H20.4(3)Cu2e=Cu2不變(4)b15.從表的陰、陽離子中選出適當(dāng)?shù)碾x子組成三種電解質(zhì)(每種離子只能選用一次)，用惰性電極對每種電解質(zhì)溶液進行電解?；卮鹣铝袉栴}：陽離子H、Na、Ag陰離子Cl、SO、NO(1)若陰極放出氫氣，陽極放出氧氣，且電解后溶液的pH變小，則所選用的電解質(zhì)的化學(xué)式是_，陰極的電極反應(yīng)式為_。(2)若陰極析出金屬，陽極放出氧氣，則所選用的電解質(zhì)的化學(xué)式是_，陽極的電極反應(yīng)式為_。(3)用如圖所示裝置電解第三種電解質(zhì)M的飽和溶液，寫出該電解池中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：_。解析：(1)由于AgCl難溶于水、Ag2SO4微溶于水，Ag只能與NO形成電解質(zhì)溶液。陽離子放電順序為AgHNa，陰離子放電順序為ClOH含氧酸根。若陰極放出H2，陽極放出O2，本質(zhì)上電解水，電解質(zhì)溶液不可能為AgNO3溶液或含有Cl的溶液，由于每種離子只能選用一次，電解質(zhì)溶液可能為H2SO4、Na2SO4；而電解后溶液的pH變小的電解質(zhì)的化學(xué)式為H2SO4；陰極的電極反應(yīng)式為2H2e=H2。(2)若陰極析出金屬，陽極放出O2，所選電解質(zhì)為不活潑金屬的含氧酸鹽，則所選電解質(zhì)的化學(xué)式為AgNO3。陽極為H2O放電，陽極電極反應(yīng)式為2H2O4e=O24H。(3)由于每種離子只能選用一次，則第三種電解質(zhì)溶液為NaCl溶液，在電解池中Fe為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O2e=H22OH；石墨為陽極，陽極電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2，電解反應(yīng)為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，陽極生成的Cl2與陰極生成的NaOH發(fā)生反應(yīng)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，將兩反應(yīng)相加得電解池中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式為NaClH2ONaClOH2。答案：(1)H2SO42H2e=H2(2)AgNO32H2O4e=O24H(3)NaClH2ONaClOH216如圖所示，E為蘸有Na2SO4溶液的濾紙，并滴上幾滴酚酞。A、B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電源的電極。M、N是多微孔的Ni電極，在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液，K斷開，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。(1)外電源的R極為_極。(2)A極附近的現(xiàn)象是_，B極的電極反應(yīng)式為_。(3)濾紙上的紫色點向_(填“A”或“B”)極移動。(4)當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，主要因為_；C極的電極反應(yīng)式為_。解析：(1)電解KOH溶液，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O2e=H22OH，陽極的電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2，通過相同的電量，陰極上產(chǎn)生氣體的體積是陽極上產(chǎn)生氣體體積的2倍，通過題圖可知M為陰極，N為陽極，根據(jù)電解原理，R為負極，S為正極。(2)A接電源的負極，B接電源的正極，A為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O2e=H22OH，因此A極附近的現(xiàn)象是變紅，B極的電極反應(yīng)式為4OH4e=O22H2O。(3)根據(jù)電解原理，陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動，因此MnO移向B極，即濾紙上的紫色點向B極移動。(4)切斷電源后，H2、O2與KOH溶液構(gòu)成氫氧燃料電池，C為負極，電極反應(yīng)式為H22OH2e=2H2O。答案：(1)負(2)變紅4OH4e=O22H2O(3)B(4)H2、O2與KOH溶液構(gòu)成氫氧燃料電池H22OH2e=2H2O