高考化学一轮满分训练63电能转化为化学能电解含答案.docx
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高考化学一轮满分训练63电能转化为化学能电解含答案
第3讲 电能转化为化学能——电解
（时间:
45分钟,满分:
100分）
一、选择题（本题包括9小题,每小题5分,共45分,每小题只有一个正确答案）
1.如下图所示,按图甲装置进行实验,若图乙的x轴表示流入电极的电子的量,则y轴不可能表示的是（ ）
A.c（Ag+）
B.c（N）
C.溶液的pH
D.铁片质量
解析:
由图甲装置可知,铁为电镀装置的阴极,银为电镀装置的阳极,银失电子变为银离子进入溶液,阳极有多少物质的量的银被氧化,在阴极就有相等物质的量的银单质析出,故溶液中的银离子浓度不变,硝酸根不参加反应,所以其浓度也不变;电镀过程中,水电离出的氢离子和氢氧根离子都没有放电,所以溶液的pH没有变化;铁为阴极,银离子在阴极放电而析出,所以铁片的质量增加。
答案:
D
2.（2014·广西桂林十八中月考）下列叙述正确的是（ ）
A.在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应
B.用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2
C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1mol电子转移,则生成1molNaOH
D.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
解析:
电解池的阴极发生得电子的还原反应,A项错误;用惰性电极电解Na2SO4溶液,相当于电解水,阴、阳两极分别得到H2和O2,其物质的量之比为2∶1,B项错误;镀锡铁板镀层破损后,易形成FeSn原电池,Fe作负极,易被腐蚀,D项错误。
答案:
C
3.用惰性电极电解50mL锰酸钾溶液:
K2MnO4+H2O
KMnO4+H2↑+KOH（未配平）,当生成112mL氢气（标准状况）时停止通电。
下列判断正确的是（ ）
A.K+浓度减小
B.KMnO4在阳极区生成
C.阴极周围溶液的pH减小
D.反应过程中共转移0.005mol电子
解析:
从电解方程式看出,水参与了电解反应,故K+浓度增大,A项错误;阳极电极反应式为Mn-e-
Mn,B项正确;阴极电极反应式为2H2O+2e-
2OH-+H2↑（或写作2H++2e-
H2↑）,当生成112mL（标准状况）氢气时转移电子的物质的量为0.01mol,且阴极区溶液的pH增大,C、D两项错误。
答案:
B
4.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置（a、b均为惰性电极）,通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液,下列实验现象中正确的是（ ）
A.逸出气体的体积:
a电极的小于b电极的
B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体
C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色
D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
解析:
电解Na2SO4溶液时发生的反应为
a为阴极:
4H++4e-
2H2↑
b为阳极:
4OH--4e-
O2↑+2H2O
A、B项错误;a极周围由于H+放电溶液呈碱性,石蕊显蓝色,b极周围由于OH-放电溶液呈酸性,石蕊显红色。
答案:
D
5.下列与装置有关的说法正确的是（ ）
A.图a中,随着电解的进行溶液中H+的浓度越来越大
B.图b中,Mg电极作电池的负极
C.图c中,发生的反应为Co+Cd2+
Cd+Co2+
D.图d中:
K分别与M、N连接,Fe电极均受到保护不会腐蚀
解析:
图a中铁作阳极失电子,H+在阴极得电子,随电解的进行溶液中H+的浓度越来越小,A项错误;图b中,Mg不与NaOH溶液反应,故Mg电极作电池的正极,B项错误;图c中,发生的反应为Cd+Co2+
Co+Cd2+,C项错误;图d中K与M连接为外加电流的阴极保护法,K与N连接为牺牲阳极的阴极保护法,铁均受到保护,D项正确。
答案:
D
6.下图为CO2电催化还原为碳氢化合物的工作原理示意图,用一种钾盐水溶液作电解液。
下列说法不正确的是（ ）
A.工作时,铜片作阴极
B.工作时,K+向铜片电极移动
C.工作时,铂片上的电极反应式为4OH--4e-
O2↑+2H2O
D.若CxHy为C2H4,则生成1molC2H4的同时生成2molO2
解析:
由电路中电子流向可知铜片作阴极,铂片作阳极,A项正确;电解过程中阳离子向阴极移动,B项正确;由图可知阳极产物为O2,可知OH-失电子,C项正确;总反应为2CO2+2H2O
C2H4+3O2,生成1molC2H4的同时生成3molO2,D项错误。
答案:
D
7.（2013·安徽名校联盟一联）按如图装置进行实验（N装置中两个电极均为石墨棒）,下列描述正确的是（ ）
A.a、b未连接时,装置N中C1电极上有气体析出
B.不论a、b是否连接,装置M中观察到的实验现象相同
C.a、b连接,工作一段时间后装置M中溶液pH变大,装置N中溶液pH变小
D.a、b连接,装置M中若有0.1molS移到Cu电极,装置N中C2极放出H22.24L（标准状况）
解析:
a、b未连接时,装置N中无任何现象,A项错误。
a、b连接时,装置M为原电池,铜作正极,锌作负极,铜电极上有气体生成,而a、b未连接时,锌与溶液中的H+直接反应,锌上有气体生成,B项错误;a、b连接时,M中消耗H+,溶液的pH增大,而N中相当于电解水,硫酸浓度变大,溶液的pH减小,C项正确;原电池M中阴离子移向负极锌,D项错误。
答案:
C
8.（2013·北京朝阳区期末）某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如下,下列说法不正确的是（ ）
A.A为电源正极
B.阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O
C.阴极区附近溶液pH降低
D.若不考虑气体的溶解,当收集到H213.44L（标准状况）时,有0.1molCr2被还原
解析:
从图可知B极区产生H2:
2H++2e-
H2↑,为阴极反应,则该极区水的电离被破坏,溶液的pH升高,应连接电源的负极,则A极连接电源的正极,A项正确、C项错误;阳极发生反应:
Fe-2e-
Fe2+,生成的Fe2+与Cr2反应:
Cr2+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O,B项正确;生成标准状况下13.44LH2,转移电子1.2mol,根据电子守恒阳极生成0.6molFe2+,可还原0.1molCr2,D项正确。
答案:
C
9.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽,用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。
下列说法中正确的是（ ）
A.阳极反应为2H++2e-
H2↑
B.从A口出来的是H2SO4溶液
C.a是阳离子交换膜,允许H+通过
D.Na2SO4溶液从E口加入
解析:
惰性电极电解Na2SO4溶液,阳极得到O2和H+,阴极得到H2和OH-。
离子交换膜将电解槽分为3个区域,Na2SO4溶液从中间区域加入,Na+通过阳离子交换膜b移向阴极室,S通过阴离子交换膜a移向阳极室,这样即可得到NaOH和H2SO4。
阳极室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量H2SO4和NaOH溶液,以增强溶液导电性而又不带入杂质。
答案:
B
二、非选择题（本题包括4个小题,共55分）
10.（14分）
（1）将等物质的量的KI和CuCl2溶于水,用惰性电极电解,该电解反应可分为 个阶段（表格不一定填满,若不够还可以自行添加）。
阶段
相当于电解什么溶液
离子方程式
①
②
③
④
⑤
（2）画出过程中溶液pH随时间变化的曲线（假定生成的Cl2全部逸出）。
解析:
开始电解时阳极是I-失电子,阴极是Cu2+得电子;当I-完全反应时,有的Cu2+被还原,此时阳极变成Cl-失电子,相当于电解CuCl2溶液;当Cu2+完全反应时,Cl-有被氧化;以后阴极是H2O电离的H+得电子,此段相当于电解KCl溶液;当Cl-完全反应后,最后相当于电解KOH溶液,实质是电解水。
答案:
（1）4 ①CuI2 Cu2++2I-
Cu+I2
②CuCl2 Cu2++2Cl-
Cu+Cl2↑
③KCl 2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
④KOH 2H2O
2H2↑+O2↑
（2）
11.（14分）太阳能电池可用作电解的电源（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;阳极产生的有色物质具有吸附性,吸附污物而沉积,起到凝聚净化作用。
该装置中,阴极的电极反应为 ;阳极区生成的有色物质是 。
解析:
（1）用惰性电极电解硫酸铜溶液,c极上先无气体生成,后又产生气体,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,溶液中减少的是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↑,阳极生成有色物质,则阳极为铁放电,Fe-2e-
Fe2+,最终生成Fe（OH）3。
答案:
（1）阴 减小 CuO和H2O
（2）不变
（3）2H++2e-
H2↑ Fe（OH）3
12.（2014·江南十校高三摸底联考）（13分）某校化学小组的同学以碳棒为电极电解氯化铜溶液时发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外,还有少量白色物质析出。
为探究阴极碳棒上的产物,设计了如下过程:
Ⅰ.有关资料
铜的化合物的颜色、性质如下:
物质
颜色、性质
物质
颜色、性质
氢氧化铜Cu（OH）2
蓝色固体不溶于水
硫酸铜
（CuSO4）
溶液呈蓝色
氧化亚铜（Cu2O）
红色固体不溶于水
氯化铜
（CuCl2）
溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色
氯化亚铜（CuCl）
白色固体不溶于水
碱式
氯化铜
绿色固体不溶于水
Ⅱ.探究实验
（1）提出假设:
①红色物质一定有铜,还可能有Cu2O;②白色物质为铜的化合物,其化学式可能为CuCl。
（2）实验验证:
取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒,洗涤、干燥,连接下列装置进行实验,验证阴极产物。
实验结束后,碳棒上的白色物质变为红色,无水硫酸铜不变色。
①碳棒上的红色物质是否有Cu2O?
（填“是”或“否”）,理由是 ;
②在c装置后将气体通入 中,若出现白色沉淀,可说明提出假设②中的白色物质一定存在;③写出装置b中发生反应的化学方程式:
。
（3）问题讨论:
①电解CuCl2溶液的阴极上发生的反应为Cu2++2e-
Cu和 ;②用石墨电极电解饱和硫酸铜溶液,观察阴极碳棒表面出现的现象为红色物质附着,无白色物质,加入 后继续电解,出现白色物质。
答案:
（2）①否 无水硫酸铜不变色说明没有氧元素
②硝酸银溶液 ③2CuCl+H2
2Cu+2HCl
（3）①Cu2++e-+Cl-
CuCl↓
②NaCl溶液（或其他含氯离子的合理答案）
13.（14分）化学能与电能之间的相互转化与人的生活实际密切相关,在生产、生活中有重要的应用,同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。
（1）熔融状态下,钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池（如图1）,反应原理为2Na+FeCl2
Fe+2NaCl,该电池放电时,正极反应式为 ;充电时, （写物质名称）电极接电源的负极;该电池的电解质为 。
图1
（2）某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液（如图2）,一段时间停止通电取出电极。
若在电解后的溶液中加入0.98g氢氧化铜粉末恰好完全溶解,经测定所得溶液与电解前完全相同。
请回答下列问题。
图2
①Y电极材料是 ,发生 （填“氧化”或“还原”）反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反应式是 。
③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打,充分反应后产生的气体在标准状况下所占的体积是 。
解析:
（1）该电池的电解质为熔融的Al2O3,熔融的钠电极作负极,钠发生失电子的氧化反应;熔融的FeCl2电极作正极,Fe2+发生得电子的还原反应,充电时,电池负极接电源负极,电池正极接电源正极。
（2）由加入Cu（OH）2可使电解质溶液复原,可知阳极为石墨,阴极为铜片,相当于惰性电极电解硫酸铜溶液,硫酸铜消耗完后又电解的水,故阴极首先发生的反应为Cu2++2e-
Cu,Cu2+消耗尽后又发生2H++2e-
H2↑。
根据电子守恒和铜元素的守恒,溶液中生成的n（H+）=2n（Cu2+）=2×=0.02mol,与足量NaHCO3反应可产生0.02molCO2。
答案:
（1）Fe2++2e-
Fe 钠 βAl2O3
（2）①石墨 氧化
②Cu2++2e-
Cu、2H++2e-
H2↑或2H2O+2e-
H2↑+2OH-
③0.448L或448mL
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