金版新学案高考化学总复习 课时作业二十 电能转化为化学能 电解 鲁科版

课时作业(二十) 电能转化为化学能——电解

一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)

1．(2013·承德质检)下列过程需要通电才能进行的是( ) ①电离 ②电解 ③电镀 ④电泳 ⑤电化学腐蚀 A．① B．② C．②③④ D．全部

2．某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是( )

3．金属铜是人们最早使用的金属之一，下列关于铜电极的叙述不正确的是( ) A．在铜锌原电池中是正极

B．用电解法精炼粗铜时，粗铜做阳极 C．在镀件上镀铜时，可用金属铜做阳极 D．电解水制H2、O2时，铜做阳极

4．电解NaCl溶液的装置如图所示，下列说法不正确的是( )

A．铁电极上的电极反应式为Fe－2e===Fe

＋

B．溶液中Na由石墨电极向铁电极移动

C．通电一段时间后，可看到铁电极附近溶液变红 D．通电一段时间后，可看到试管中溶液变蓝

5．现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是( )

A．阴极产物是氢气 B．阳极产物是氧气 C．阴极产物是铝和氧气 D．阳极产物只有氯气

6．(2013·洛阳质检)下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是( )

－2＋

7．用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是( )

①电解稀H2SO4 ②电解AgNO3溶液 ③电解KOH溶液 ④电解NaCl溶液 A．电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大

B．反应②中电解一段时间后，向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复电解前的情况

C．反应③中阳极消耗OH，故溶液浓度变小

D．反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1

8．如下图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。符合这一情况的是附表中的( )

－

1

a极板 b极板 X电极 Z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4 B 石墨 石墨 正极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3 D 铜 石墨 负极 CuCl2 9.(2013·石家庄质检)某同学用下图所示装置进行铜的电解精炼实验(粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质，部分导线未画出)，下列说法正确的是( )

A．a应与c相连接，b应与d相连接

B．电解一段时间，b与d两极析出物质的物质的量相等 C．电解一段时间，b极附近溶液的pH降低

2＋

D．电解过程中，Y装置中Cu的浓度始终不变

10．(2013·惠州质检)关于如图所示各装置的叙述中，正确的是( )

A．装置①是原电池，总反应是：Cu＋2Fe===Cu＋2Fe

3＋－2＋

B．装置①中，铁作负极，电极反应式为：Fe＋e===Fe C．装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深

D．若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液 11．1 L某溶液中含有的离子如下表： 2＋3＋－－离子 Cu Al NO3 Cl 物质的量浓度1 1 a 1 －1(mol·L) －用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是( )

A．电解后溶液的pH＝0 B．a＝3

C．阳极生成1.5 mol Cl2 D．阴极析出的金属是铜与铝 12．(2013·张家港调研)甲图为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。乙图是一种家用环保型消毒液发生器，用惰性电极电解饱和食盐水。下列说法中不正确的是( )

3＋2＋2＋

2

A．装置乙的a极要与装置甲的X极连接

－－

B．装置乙中b极的电极反应式为2Cl－2e===Cl2↑

C．若有机废水中主要含有葡萄糖，则装置甲中M极发生的电极反应为C6H12O6＋6H2O－－＋24e===6CO2↑＋24H

＋

D．N电极发生还原反应，当N电极消耗5.6 L(标况下)气体时，则有2NA个H通过离子交换膜

二、非选择题(本题包括4小题，共52分)

＋2＋＋2－－

13．(9分)从H、Cu、Na、SO4、Cl五种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：

(1)以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是__________。

(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是______________。

(3)以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是____________。

14．(12分)(1)某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑。请在下边方框内画出能够实现这一反应的实验装置图。

(2)某同学在做铜与稀硫酸的上述反应实验时，看到碳棒和铜棒上都有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因______________________________；此时的电池反应为________________________________________________________________________

。

15．(15分)(2013·铁岭质检)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辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，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示意如图，其总反应

放电

式为H2＋2NiOOH充电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______________________________。

3

(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu＋电解

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1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为______________g。

(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的________极(填“正”或“负”)相连。

16．(16分)(2012·海南高考)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：

(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为__________________、__________________；

(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为________________________________________________________________________；

(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电

4－1

量为________(法拉第常数F＝9.65×10 C·mol，列式计算)，最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。

4

课时作业(二十)

1．C 电离是电解质在水溶液中或熔融状态下离解成阴、阳离子的过程，不需要通电；电化学腐蚀属于原电池反应，是化学能转变为电能的过程，故C项正确。

2．C

3．D 在铜锌原电池中，Zn活泼性大于铜，铜是正极，A对。电解精炼铜时，粗铜作电解池的阳极，B对。电镀时，应用镀层金属作阳极，C对。铜是活性电极，作阳极时，Cu－－2＋

2e===Cu，溶液中阴离子无法放电，故电解水制H2、O2时，应用惰性电极。

4．A 由装置可知，铁与电源负极相连，为电解池的阴极，石墨与电源正极相连，为电

＋－

解池的阳极。铁电极上的电极反应式为：2H＋2e===H2↑，A项错误；电解时，电解质溶液

＋－－

中的Na(阳离子)由阳极(石墨)向阴极(铁)移动，阳极反应式为2Cl－2e===Cl2↑，产生

＋－

的Cl2能使碘化钾淀粉溶液变蓝，阴极附近H放电导致溶液中c(OH)增大，碱性溶液使酚酞试液变红，B、C、D项正确。

2－

5．B 将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O放电，阳极产

3＋

物为氧气；阴极为Al放电，阴极产物为Al。

6．B 装置A和C中无外接电源，且符合构成原电池的条件，是原电池装置，铜作正极，放出H2。装置B是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成。装置D也是电

＋

解池装置，铜作阴极，阴极H得到电子生成H2。

7．B ①③为电解水，①H2SO4浓度增大，pH减小，③KOH浓度增大；pH增大，A、C错误；②阴极析出Ag，阳极生成O2，故加入Ag2O固体可使电解液复原，B正确；④阴极生成H2，阳极生成Cl2，物质的量之比为1∶1，D错误。

8．A 由题意知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知，a极为电解池的阴极，则X为电源负极，B、C均不符合；又b极放出的是无色无味的气体，可淘汰D。

9．B a为负极，应与纯铜即与d极相连，b为正极，应与粗铜即与c极相连，A错误。b极析出H2，而d极析出Cu，B正确。b极附近溶液的pH升高，C错误。电解过程中，d极

2＋

析出Cu，c极溶解的不仅有Cu，还有各种金属杂质，因而Y装置中Cu的浓度是减小的，D错误。

3＋2＋

10．C A项Fe比Cu活泼，总反应为Fe＋2Fe===3Fe；B项Fe为负极，发生的电极

－2＋

反应为Fe－2e===Fe；C项电泳时，Fe(OH)3胶粒带正电移向石墨Ⅱ电极；D项根据电流方向，c极为粗铜，d极为纯铜。

－－

11．A 根据电子守恒可知，该反应过程中涉及到的反应有：阳极：2Cl－2e===Cl2↑，

－－－2＋

产生氯气0.5 mol,4OH－4e===2H2O＋O2↑，产生氧气0.5 mol，阴极：Cu－2e===Cu，＋－＋2H＋2e===H2↑，产生氢气0.5 mol，C、D项错误；根据电子守恒知，溶液中c(H)＝1 mol·L－1

，pH＝0，A项正确。从电荷守恒的角度可知，a＝4，B项错误。

12．D 由图甲分析得出M(或X)为负极，N(或Y)为正极，由图乙分析得出a为阴极，b为阳极。乙的a极要与甲的X极相连接，A项正确；乙的b极为阳极，氯离子放电，B项正

－

确；因图甲中传递的是质子，葡萄糖在M极放电，故电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e

＋＋－

===6CO2↑＋24H，C项正确；氧气在N电极得到电子，电极反应式为O2＋4H＋4e===2H2O，

＋

故消耗5.6 L氧气时，转移1 mol电子，即有NA个H通过离子交换膜，D项错误。

13．解析： (1)电解电解质型，水不参与反应，可以是无氧酸或较不活泼金属的无氧酸盐，如HCl、CuCl2。

(2)电解水型，电解质不参与反应，只起增强溶液导电性作用，可以是含氧酸，活泼金属的含氧酸盐或强碱，如H2SO4、Na2SO4。

(3)电解质和水均参与反应，可以是较不活泼金属的含氧酸盐或活泼金属的无氧酸盐，如CuSO4、NaCl。

答案： (1)HCl、CuCl2 (2)H2SO4、Na2SO4 (3)CuSO4、NaCl

14．解析： (1)由于铜的活泼性弱于氢，故通常条件下反应Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑不能发生，但若设计成电解池，Cu作阳极，碳棒作阴极，则可实现上述反应。

(2)若将上述装置的电源接反，亦即碳棒为阳极，铜棒作阴极，则实际为电解水，两极均有气泡产生。

答案： (1)

5

(2)将上述装置中的电源接反

＋－

铜棒(阴极)：4H＋4e===2H2↑

－－

碳棒(阳极)：4OH－4e===2H2O＋O2↑

15．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1 mol H2被消耗时有2 mol电子转移，根据电子守恒可知Cu2O的理论产量为144 g。

(3)钢铁船体在海水中发生吸氧腐蚀，可利用牺牲阳极保护法或外加电源阴极保护法防止其被腐蚀。

－－

答案： (1)增大 NiOOH＋H2O＋e===Ni(OH)2＋OH

＋－

(2)2H＋2e===H2↑ 144 (3)吸氧 负

16．解析： (1)甲烷燃料电池中正极为O2被还原，负极为CH4被氧化，在碱性条件下2－－－－－2－

生成CO3，其电极反应分别为2O2＋4H2O＋8e===8OH和CH4＋10OH－8e===CO3＋7H2O。(2)

＋

闭合K后构成闭合回路，此时a、b分别为电解池的阳极和阴极，阴极为H得电子被还原，

电解－

同时得到H2和NaOH，阳极为Cl被氧化得到Cl2，该电解池中的总反应为2NaCl＋2H2O=====

1 L

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(3)每个电池通入1 L CH4，电路中通过的电量为－1

22.4 L·mol

4－14

×8×9.65×10 C·mol＝3.45×10 C。

－－

答案： (1)2O2＋4H2O＋8e===8OH

－－2－

CH4＋10OH－8e===CO3＋7H2O

电解

(2)H2 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

1 L4－14

(3)－1×8×9.65×10 C·mol＝3.45×10 C 4 22.4 L·mol

6

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