届高考化学全国通用大二轮专题复习 专题八 电化.docx
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届高考化学全国通用大二轮专题复习专题八电化
K课后作业评估
1.[2013·北京高考]
用石墨电极电解CuCl2溶液（见图）。
下列分析正确的是（ ）
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极上发生的反应：
Cu2＋＋2e－===Cu
D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
解析：
本题考查电解原理及其应用，意在考查考生对装置图的分析能力及对电解原理的理解能力。
通过图中离子的运动状态可判断连接a的为阴极，连接b的为阳极，故a端为直流电源的负极，b端为直流电源的正极，A项正确；CuCl2在水溶液中就能发生电离，而不是通电的结果，B项错误；阳极发生氧化反应，即2Cl－－2e－===Cl2↑，C项错误；阴极发生还原反应，析出Cu，阳极发生氧化反应，在阳极附近可观察到黄绿色气体，D项错误。
答案：
A
2.[2013·浙江高考]电解装置如下图所示，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－===IO
＋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.电解结束后，右侧溶液中含有IO
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：
依题意，左侧溶液变蓝，说明左侧Pt电极为阳极，电极反应式为2I－－2e－===I2 ①，右侧Pt电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②或2H＋＋2e－===H2↑，A正确；阴极生成的OH－通过阴离子交换膜迁移至左室，与I2发生反应：
3I2＋6OH－===5I－＋IO
＋3H2O ③，I2浓度逐渐减小，故蓝色逐渐变浅，电解结束后IO
可通过阴离子交换膜扩散至右侧，B正确；①式×3＋②式×3＋③式得电解总反应：
I－＋3H2O
IO
＋3H2↑，C正确；若换用阳离子交换膜，OH－不能迁移至左室，反应③无法发生，①式＋②式得电解总反应式为2I－＋2H2O
2OH－＋I2＋H2↑，两种情况下电解总反应显然不同，D错误。
答案：
D
3.
[2014·陕西质检]用石墨作电极电解200mLCuSO4溶液，电解过程中电子转移的物质的量n（e－）与产生气体的体积V（标准状况）的关系如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A.电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2mol·L－1
B.电解后所得溶液中c（H＋）＝2mol·L－1
C.当n（e－）＝0.6mol时，V（H2）∶V（O2）＝2∶3
D.向电解后的溶液中加入16gCuO，则溶液可恢复为电解前的浓度
解析：
从曲线的变化趋势可知，当转移0.4mole－时，CuSO4消耗完，由Cu2＋＋2e－===Cu可求得电解前n（CuSO4）＝0.2mol，其浓度为1mol·L－1，A错误。
电解得到稀硫酸，根据硫元素守恒可知n（H2SO4）＝0.2mol，n（H＋）＝0.4mol，若电解后溶液体积不变，则c（H＋）＝2mol·L－1，实际上溶液体积减小，则c（H＋）>2mol·L－1，B错误。
当n（e－）＝0.6mol时，阴极先发生反应：
Cu2＋＋2e－===Cu（消耗0.4mole－），再发生反应：
2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1molH2，阳极只发生反应：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，生成0.15molO2，故V（H2）∶V（O2）＝2∶3，C正确。
如果电解过程中仅发生反应：
2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑，加入0.2molCuO可使电解质溶液恢复为电解前的浓度，实际上电解后期发生反应：
2H2O
2H2↑＋O2↑，故D错误。
答案：
C
4.[2014·济宁模拟]我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项专利的锂钒氧化物二次电池，其成本较低，对环境无污染，能量密度远远高于其他材料电池，电池总反应为V2O5＋xLi
LixV2O5。
下列说法中，正确的是（ ）
A.锂在放电时做正极材料，充电时为阳极材料
B.电池在放电时，Li＋向负极移动
C.该电池充电时阳极的反应为LixV2O5－xe－===V2O5＋xLi＋
D.V2O5只是锂发生反应的载体，不参与电池反应
解析：
该题考查原电池和电解池。
放电时锂做负极，充电时锂是阴极，A错误；放电时，阳离子向正极移动，B错误；充电时阳极发生氧化反应，C正确；V2O5在反应中有化合价的变化，所以不能做反应的载体，D错误。
答案：
C
5.[2014·云南统测]空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。
如图为RFC工作原理示意图。
下列有关说法正确的是（ ）
A.当有0.1mol电子转移时，a电极产生2.24LH2
B.b电极上发生的电极反应是4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
C.c电极上进行还原反应，B中的H＋可以通过隔膜进入A
D.d电极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O
解析：
由图知，右边为氢氧燃料电池，左边为电解池。
a极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，转移0.1mol电子时，在标准状况下产生1.12L氢气，A项错误；b电极与电源正极相连，是阳极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，B项错误；c电极上发生还原反应，说明该电极为正极，阳离子向正极移动，即H＋进入A，C项正确；气体X是H2，d电极上发生的电极反应为2H2－4e－===4H＋，D项错误。
答案：
C
6.
[2014·洛阳二模]用右图装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是（ ）
解析：
电解Na2SO4溶液相当于电解水，阳极生成氧气，a管中溶液呈酸性，A项错误；电解AgNO3溶液属于“析氧生酸型”，阳极生成氧气，b管中电极反应为Ag＋＋e－===Ag，B项错误；电解KCl和CuCl2混合溶液，相当于依次电解CuCl2溶液、KCl溶液和水，a管产生H2的体积有可能与b管产生Cl2和O2的混合气体的体积相等，C项错误；电解AlCl3溶液时，阴极产生氢气，a管中生成Al（OH）3沉淀，当Al3＋沉淀完全后，继续电解水，产生的OH－又使沉淀溶解，D项正确。
答案：
D
7.[2014·南昌模拟]如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。
将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。
则以下说法不正确的是（ ）
A.电源B极是负极
B.甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1∶2∶2∶2
C.欲用丙装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液
D.装置丁中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷
解析：
该题考查电解池原理、电镀及胶体的电泳现象。
本题突破口是F极附近显红色，说明F极显碱性，电解放出氢气，是阴极。
则其余的电极均可以判断：
A是正极，B是负极，C是阳极，D是阴极，E是阳极，F是阴极，G是阳极，H是阴极，X是阳极，Y是阴极；C、D、E、F电极分别生成O2、Cu、Cl2、H2，物质的量之比是1∶2∶2∶2；给铜镀银，则铜做阴极，C项错误；氢氧化铁胶粒向阴极移动，说明带正电荷。
答案：
C
8.[2013·广东高考]
（1）能量之间可相互转化：
电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：
ZnSO4（aq）、FeSO4（aq）、CuSO4（aq）、铜片、铁片、锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见上图），并作相应标注。
要求：
在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（2）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在
（1）的材料中应选________作阳极。
解析：
本题考查原电池的设计等，意在考查考生对原电池工作原理的理解能力。
（1）①根据电子的流向知，左烧杯中电极为负极，右烧杯中电极为正极。
②负极可以是Zn或Fe，可以观察到负极逐渐溶解。
③甲电池能更有效地将化学能转化为电能。
（2）利用牺牲阳极的阴极保护法原理，减缓铁片的腐蚀时，选择比Fe活泼的Zn作阳极。
答案：
（1）①如下图所示（合理即可） ②逐渐溶解（质量减少） ③甲 甲使用了盐桥，避免负极金属直接与溶液中的铜离子反应而造成能量损失
（2）锌
9.[2013·重庆高考]化学在环境保护中起着十分重要的作用。
催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
（1）催化反硝化法中，H2能将NO
还原为N2。
25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。
①N2的结构式为________。
②上述反应离子方程式为________________________________________________________________________，
其平均反应速率v（NO
）为____________mol·L－1·min－1。
③还原过程中可生成中间产物NO
，写出3种促进NO
水解的方法________________________________________________________________________。
（2）电化学降解NO
的原理如下图所示。
①电源正极为________（填“A”或“B”），阴极反应式为________________。
②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为________g。
解析：
本题考查离子方程式、电化学方程式的书写，电极判断及化学计算等，意在考查考生综合应用化学反应原理解题的能力。
（1）①N2分子中，两个氮原子以三个共用电子对相结合。
②反应物是H2和NO
，已知生成物之一是N2，根据溶液pH的变化可知另一种生成物是OH－，根据氧化还原反应规律及质量守恒可知还有一种生成物是H2O，v（NO
）＝v（OH－）≈
＝0.001mol·L－1·min－1。
③升高温度、稀释均可促进水解；NO
水解方程式为NO
＋H2OHNO2＋OH－，加酸可中和OH－，使水解平衡正向移动；加入水解呈酸性的盐，如NH
、Fe3＋等也可促进水解。
（2）①与直流电源B相连的电极上，NO
变为N2，发生了还原反应，因此B是电源的负极，A是电源的正极。
根据得失电子守恒和电荷守恒、元素守恒可写出阴极反应式为2NO
＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－。
②阳极反应式为10H2O－20e－===20H＋＋5O2↑，阴极反应式为4NO
＋12H2O＋20e－===2N2↑＋24OH－。
电解过程中，若转移20mol电子，阳极20molH＋通过交换膜移向阴极，则阳极质量减少20mol×1g·mol－1＋5mol×32g·mol－1＝180g；阴极质量减少2mol×28g·mol－1－20g＝36g。
即当通过20mol电子时，两极质量变化差Δm左－Δm右＝180g－36g＝144g，显然，当转移2mol电子时，膜两侧电解液的质量变化差为14.4g。
答案：
（1）①N≡N
②2NO
＋5H2
N2＋2OH－＋4H2O 0.001
③加酸、升高温度、加水
（2）①A 2NO
＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－
②14.4
10.[2014·日照模拟]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1L（标准状况），且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为________L（标准状况）。
解析：
该题考查燃料电池和电解池。
（1）原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以甲烷在负极通入，氧气在正极通入，方程式为CH4＋10OH－－8e－===CO
＋7H2O、2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。
（2）闭合K开关后，b电极和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电，生成氢气。
电解氯化钠溶液的方程式为2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
（3）一个甲烷分子参加反应失去8个电子，一个氯气分子生成得到2个电子。
根据电子得失守恒可知，1L甲烷通入生成氯气4L。
答案：
（1）2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋10OH－－8e－===CO
＋7H2O
（2）H2 2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ （3）4
11.[2014·杭州联考]Ⅰ.利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）
ΔH＝－90.8kJ·mol－1
②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g）
ΔH＝－23.5kJ·mol－1
③CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）
ΔH＝－41.3kJ·mol－1
总反应：
3H2（g）＋3CO（g）CH3OCH3（g）＋CO2（g）的ΔH＝________；
Ⅱ.如图甲、乙是电化学实验装置。
（1）若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式______________，电子的移动方向为______________；
②乙中总反应的离子方程式为______________，Cl－移向______________电极（填Fe或C）；
③将湿润的淀粉－KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。
若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为______________；
②如果起始时乙中盛有200mLpH＝5的CuSO4溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入______________（填写物质的化学式）________g。
解析：
该题考查盖斯定律、原电池、电解池的应用。
Ⅰ.根据盖斯定律，观察目标方程式可知，①×2＋②＋③，即得到3H2（g）＋3CO（g）CH3OCH3（g）＋CO2（g），故ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－246.4kJ·mol－1。
Ⅱ.
（1）①根据装置可知甲是原电池，乙是电解池。
由于氯化钠溶液显中性，所以发生吸氧腐蚀，石墨是正极，氧气得到电子，方程式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，电子由负极出正极入，所以电子由铁经导线移向石墨。
②根据乙中电子流向可知，石墨和电源的正极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电。
铁和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电。
所以总反应式为2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑＋Cl2↑，阴离子向阳极移动，所以向石墨极移动。
③5mol氯气得到5mol×2＝10mol电子，所以根据电子得失守恒可知，单质碘失去10mol电子，因此碘的化合价从0价升高到＋5价，所以氧化产物是HIO3。
因此方程式为5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3。
（2）①铁是活泼的金属，作负极，所以电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。
②乙中阳极是OH－放电，生成氧气。
阴极是铜离子放电，生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O
2H2SO4＋2Cu＋O2↑。
反应中生成氢离子的物质的量是0.2L×0.1mol·L－1＝0.02mol，所以根据方程式可知生成铜是0.01mol，因此要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入0.01mol氧化铜或0.01mol碳酸铜，其质量分别是0.8g、1.24g。
答案：
Ⅰ.－246.4kJ·mol－1
Ⅱ.
（1）①O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 由铁经导线移向石墨
②2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑＋Cl2↑ C
③5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3
（2）①Fe－2e－===Fe2＋ ②CuO（或CuCO3） 0.8（或1.24）
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