新编高考化学二轮训练上篇专题2第8讲电化学含答案解析Word文档下载推荐.docx

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C．石墨电极附近溶液的pH增大

D．溶液中Cl－向正极移动

解析　Mg—H2O2海水电池，活泼金属（Mg）作负极，发生氧化反应：

Mg－

2e－===Mg2＋，H2O2在正极（石墨电极）发生还原反应：

H2O2＋2e－===2OH－（由于电解质为中性溶液，则生成OH－），A项、B项错误，C项正确。

由于负极阳离子（Mg2＋）增多，则Cl－向负极移动平衡电荷，D错误。

3.（2013·

皖南八校联考）如图所示，Ⓐ为直流电源，Ⓑ为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，Ⓒ为电镀槽。

接通电路（未闭合K）后发现Ⓑ上的c点显红色。

为实现铁片上镀铜，接通K后，使c、d两点短路。

下列叙述不正确的是（　　）。

A．b为直流电源的负极

B．f极为阴极，发生还原反应

C．e极材料为铁片，f极材料为铜片

D．可选用CuSO4溶液或CuCl2溶液作电镀液

解析　依据c点显红色，可判断出c极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑，故c点连接的b极为直流电源的负极，a极为直流电源的正极。

依次确定e极为阳极、发生氧化反应，f极为阴极、发生还原反应，则铜片作阳极、铁片作阴极，故C错误。

电镀液中要含有镀层金属的阳离子，故D正确。

4.（2013·

浙江理综，11）电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。

在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。

已知：

3I2＋6OH－===IO3－＋5I－＋3H2O

下列说法不正确的是（　　）。

A．右侧发生的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．电解结束时，右侧溶液中含IO3－

C．电解槽内发生反应的总化学方程式：

KI＋3H2O

KIO3＋3H2↑

D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变

解析　左侧变蓝，说明左侧是阳极，I－在阳极放电，被氧化生成I2，因而右侧是阴极，只能是水电离的H＋放电被还原生成H2，其电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A项正确；

阴离子交换膜允许阴离子通过，B项正确；

电解KI的过程发生如下两个反应：

①2I－＋2H2O

I2＋2OH－＋H2↑

②3I2＋6OH－===IO3－＋5I－＋3H2O

①×

3＋②即得总方程式，C项正确；

如果将阴离子交换膜换成阳离子交换膜，阴极产生的OH－将不能到达阳极区，I2与OH－无法反应生成IO3－，因而D项错。

答案　D

5．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（　　）。

A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图2中，往烧杯中滴加几滴KSCN溶液，溶液变血红色

C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀

D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电

池的正极

解析　插入海水中的铁棒，除发生化学腐蚀外，靠近液面的地方还会发生电化学腐蚀，越靠近液面腐蚀越严重，A错误；

图2中Fe作负极，失电子，生成Fe2＋，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变血红色，B错误；

高温下铁发生氧化反应，发生化学腐蚀，C正确；

镁块相当于原电池的负极，失电子，从而保护地下钢铁管道，D错误。

6．（2013·

淮南模拟）如图装置堪称多功能电化学实验装置。

下列有关此装置的叙述中，不正确的是（　　）。

A．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此

时外电路中的电子向铜电极移动

B．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，铁棒质量将增加，溶

液中铜离子浓度将减小

C．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这

种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

D．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，溶

液中的阳离子向铁电极移动

解析　Fe－Cu－CuSO4溶液构成原电池时，Fe作负极失电子：

Fe－2e－===

Fe2＋，正极材料是Cu，溶液中的Cu2＋到正极得电子：

Cu2＋＋2e－===Cu，电子由Fe棒移向Cu棒，A项正确；

B项构成电解池，Cu棒作阳极，铁棒作阴极，电解质溶液为CuSO4溶液，阳极电极反应式：

Cu－2e－===Cu2＋，阴极电极反应式：

Cu2＋＋2e－===Cu，故铁棒上质量增加，但溶液中Cu2＋浓度理论上不变，B项错误；

Zn－Fe－NaCl溶液构成原电池时，Zn较活泼作负极，失电子，Fe作正极得到了保护，C项正确；

D项构成了电解池，Fe作阴极，碳棒作阳极，溶液为NaCl溶液，阴离子（Cl－）移向阳极失电子：

2Cl－－2e－===Cl2↑，阳离子移向阴极，正确。

答案　B

7．（2013·

天津化学，6）为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。

反应原理如下：

电池：

Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）===2PbSO4（s）＋2H2O（l）

电解池：

2Al＋3H2O

Al2O3＋3H2↑

电解过程中，以下判断正确的是（　　）。

电池

电解池

A

H＋移向Pb电极

B

每消耗3molPb

生成2molAl2O3

C

正极：

PbO2＋4H＋＋2e－

===Pb2＋＋2H2O

阳极：

3Al＋3H2O

－6e－===Al2O3＋6H＋

D

解析　在电池中阳离子移向正极PbO2，在电解池中阳离子移向阴极Pb电极，A错误；

当消耗3molPb时，转移6mole－，由转移电子守恒可知生成1molAl2O3，B错误；

电池正极反应应为：

PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－===PbSO4＋2H2O，C错误；

在电池中，由于Pb电极反应为：

Pb－2e－＋SO42－===PbSO4，析出的PbSO4附在电极上，电极质量增大，而在电解池中Pb为阴极不参与电极反应，故质量不发生改变，D正确。

二、非选择题（共4个题，共58分）

8．（2013·

江西南昌调研）（14分）新型锂离子电池材料Li2MSiO4（M为Fe，Co，Mn，Cu等）是一种发展潜力很大的电池电极材料。

工业制备Li2MSiO4有两种方法。

方法一：

固相法，2Li2SiO3＋FeSO4

Li2FeSiO4＋Li2SO4＋SiO2。

方法二：

溶胶－凝胶法，CH3COOLi、Fe（NO3）3、Si（OC2H5）4等试剂

胶体

干凝胶

Li2FeSiO4。

（1）固相法中制备Li2FeSiO4过程采用惰性气体气氛，其原因是_________________________________________________________________。

（2）溶胶凝胶法中，检查溶液中有胶体生成的方法是________；

生产中，生成1molLi2FeSiO4整个过程转移电子的物质的量为________mol。

（3）以Li2FeSiO4和嵌有Li的石墨为电极材料，含锂的导电固体作电解质，构成电池的总反应式为Li＋LiFeSiO4

Li2FeSiO4，则该电池的负极是________；

充电时，阳极反应的电极反应式为________。

（4）使用（3）组装的电池必须先________。

解析　

（1）Fe2＋易被氧化成Fe3＋，加热时需隔绝空气。

（2）胶体的特性是丁达尔效应。

根据Fe（NO3）3～e－～Li2FeSiO4，生成1molLi2FeSiO4转移1mol电子。

（3）负极失电子发生氧化反应，应是嵌有Li的石墨作负极。

Li2FeSiO4在阳极失电子发生氧化反应。

（4）该电池组装后没有LiFeSiO4，所以不能放电，充电后产生LiFeSiO4才可以放电。

答案　

（1）防止Fe2＋被氧化成Fe3＋　

（2）用一束强光照射溶液，从侧面能观察到一条光亮的通路　1　（3）嵌有Li的石墨　Li2FeSiO4－e－===LiFeSiO4＋Li＋　（4）充电

9．（2013·

江南十校一模，21）（16分）甲、乙的实验装置如图所示，丙、丁分别是氯碱工业生产示意图和制备金属钛的示意图。

请回答下列问题：

（1）写出甲装置中碳棒表面的电极反应式：

_____________________________。

（2）已知：

5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3。

若将湿润的淀粉KI试纸置于乙装置中的碳棒附近，现象为________________________________；

若乙装置中转移0.02mol电子后停止实验，烧杯中溶液的体积为200mL，则此时溶液的pH＝________。

（室温条件下，且不考虑电解产物的相互反应）

（3）工业上经常用到离子交换膜，离子交换膜有阳离子交换膜和阴离子交换膜两种，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。

当乙装置中的反应用于工业生产时，为了阻止两极产物之间的反应，通常用如丙图所示的装置，Na＋的移动方向如图中标注，则H2的出口是________（填“C”、“D”、“E”或“F”）；

________（填“能”或“不能”）将阳离子交换膜换成阴离子交换膜。

（4）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaO作电解质，利用丁装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极的电极反应式：

__________________________________________。

②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）______________________________________________________________。

③电解过程中需定期更换阳极材料的原因是____________________________

_________________________________________________________________。

解析　

（1）甲装置中锌作负极，碳棒作正极，碳棒表面的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

（2）由乙装置中电子流向可知Fe为电解池的阴极，C为电解池的阳极，电解饱和食盐水时，碳棒上的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，若将湿润的淀粉KI试纸置于碳棒附近，试纸开始变蓝，一段时间后蓝色褪去；

惰性电极电解饱和食盐水的总反应式为2Cl－＋2H2O

2OH－＋Cl2↑＋H2↑，则n（OH－）＝n（e－）＝0.02mol，c（OH－）＝0.1mol·

L－1，所以溶液的pH＝13。

（3）Na＋移向阴极区，阴极上产生H2，H2从E口逸出；

若改用阴离子交换膜，电解产生的OH－移向阳极区，能与阳极产生的Cl2发生反应：

2OH－＋Cl2===

Cl－＋ClO－＋H2O，故不能改用阴离子交换膜。

（4）根据题设条件，熔融CaO电离产生Ca2＋、O2－。

Ca2＋在阴极获得电子生成Ca，2Ca2＋＋4e－===2Ca，O2－在阳极失去电子产生O2，2O2－－4e－===O2↑。

生成的Ca与TiO2发生置换反应：

2Ca＋TiO2

Ti＋2CaO，可见CaO的总量不变。

阳极产生的O2与石墨发生反应生成CO2，所以电解过程中，应补充被消耗的阳极材料石墨。

答案　

（1）O2＋2H2O＋4e－===4OH－

（2）试纸开始变蓝，一段时间后蓝色褪去　13

（3）E　不能

（4）①2O2－－4e－===O2↑

②制备Ti时，在电解槽中发生的反应：

阴极2Ca2＋＋4e－===2Ca、阳极2O2－－4e－===O2↑和2Ca＋TiO2

Ti＋2CaO，由此可知CaO的量不变

③石墨与阳极产生的氧气反应而不断减少

10．（2013·

合肥高三质检）（14分）

太阳能电池可用做电解的电源（如图）。

（1）若c、d均为惰性电极，电解质溶液为硫酸铜溶液，电解过程中，c极先无气体产生，后又生成气体，则c极为________极，在电解过程中，溶液的pH________（填“增大”、“减小”或“不变”），停止电解后，为使溶液恢复至原溶液应加入适量的________。

（2）若c、d均为铜电极，电解质溶液为氯化钠溶液，则电解时，溶液中氯离子的物质的量将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）若用石墨、铁作电极材料，可组装成一个简易污水处理装置。

其原理是：

加入试剂调节污水的pH在5.0～6.0之间。

接通电源后，阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去，起到浮选净化作用；

阳极产生的有色沉淀具有吸附性，吸附污物而沉积，起到凝聚净化作用。

该装置中，阴极的电极反应式为____________________________________________________________；

阳极区生成的有色沉淀是________。

解析　

（1）用惰性电极电解硫酸铜溶液，c极上先无气体生成，后产生气体，说明c极为阴极（先生成Cu，后生成H2），电解CuSO4溶液最终生成H2SO4，溶液的pH减小。

电解过程分两个阶段：

第一阶段，阴极生成Cu，阳极生成O2，溶液中减少的相当于CuO；

第二阶段，阴极生成H2，阳极生成O2，溶液中减少的相当于H2O。

（2）若c、d为铜电极时，阳极：

Cu－2e－===Cu2＋，电解质溶液中Cl－不放电，故其物质的量不变。

（3）若用石墨、铁作电极材料，阴极产生气体，阴极发生的反应只能是2H＋＋2e－===H2↑，阳极生成有色沉淀，则阳极为铁放电，Fe－2e－===Fe2＋，该有色沉淀是Fe（OH）2。

答案　

（1）阴　减小　CuO和H2O[或Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3]

（2）不变

（3）2H＋＋2e－===H2↑　Fe（OH）2

11．（创新预测题）（14分）电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。

（1）以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为________，阴极反应式为________。

（2）某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。

下列判断合理的是

_______________（填序号）。

a．②区铜片上有气泡产生

b．③区铁片的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑

c．最先观察到变成红色的区域是②区

d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化

（3）

最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2O

CH3CH2OH＋CH3COOH

实验室中，以一定浓度的乙醛－Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。

①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入________（填化学式），电极反应式为________。

电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

②在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。

若在两极区分别注入1m3乙醛含量为3000mg/L的废水，可得到乙醇________kg（计算结果保留小数点后1位）。

解析　

（1）由于阳极材料为铜，所以铜本身失电子被氧化，由题意知氧化产物为Cu2O，可得阳极反应式为2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋，阴极上阳离子放电，即溶液中H＋被还原成清洁能源H2。

（2）左半区是原电池装置，发生的是铁的吸氧腐蚀，负极（Fe）：

Fe2＋，正极（Cu）：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

右半区是电解装置，阳极（Fe）：

Fe－2e－===Fe2＋，阴极（Cu）：

2H＋＋2e－===H2↑，由于电解引起腐蚀的速率远大于吸氧腐蚀的速率，因此最先观察到变成红色的区域是④区，故选项a、b、c均错误。

（3）①根据电解液中阳离子的迁移方向，可知c为阳极，d为阴极，因此直流电源上a为正极，通入O2，b为负极，通入CH4，在碱性条件下CH4的氧化产物为CO32－，由此可写出此电极的电极反应式。

在电解过程中，由于

SO42－没有参与放电，且阳离子交换膜不允许阴离子自由通过，因此根据质量守恒可得阴极区Na2SO4的物质的量不变。

②阴极区发生还原反应，即CH3CHO转化成CH3CH2OH，设生成的乙醇为xkg，根据碳原子守恒可得关系式：

CH3CHO　　　　～　　　CH3CH2OH

　44　　46

　3000×

103÷

106×

60%　　x

解得x≈1.9。

答案　

（1）2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋　2H＋＋2e－===H2↑　

（2）d　（3）①CH4　CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O　不变　②1.9