电解池综合训练题(含答案).doc
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电化学试题
1．按要求完成下列各题
（1）、精炼铜时，阴极材料是，阴极的电极反应式是，
（2）、氯碱工业电解饱和食盐水的总反应方程式为。
（3）、MnO2可作超级电容器材料。
用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是
（4）、为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2－离子。
电池工作时正极反应式为________________。
若以该电池为电源，用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。
离子
Cu2＋
H＋
Cl－
SO
c/（mol·L－1）
1
4
4
1
电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），阳极上收集到氧气的物质的量为________mol。
2．Ⅰ
（1）CO可用于炼铁，已知Fe2O3（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）ΔH1＝+489.0kJ·mol－1，C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH2＝+172.5kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为。
Ⅱ
（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。
已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是。
（2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。
肼—空气燃料电池放电时：
负极的电极反应式是。
（3）下图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气L（假设空气中氧气体积含量为20%）
（4）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。
该反应的离子方程式是。
3．如右图所示装置为在直流电流作用下电解CuSO4溶液图，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源后，通电一段时间后，将B电极取出洗干净并干燥后称量其质量增加了3．2g，则：
（1）a为电源的极。
B叫电解槽的极，电路中流过的电子的数目为
（2）写出电极反应方程式：
A，B。
（3）如果想使反应溶液恢复到原来状态，应该加入g
4．下图为相互串联的甲、乙两电解池试回答：
甲乙400mLNaCl
A
B
Feee
C
（1）若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是（填电极材料），电极反应式是;B是（填电极材料）,电极反应式是，应选用的电解质溶液是。
（2）乙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间,（填“C”或“Fe”）极附近呈红色。
（3）若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标况下的体积是_________L。
5．用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。
（电极材料为石墨）
（1）图中a极要连接电源的（填“正”或“负”）________极，C口流出的物质是________。
（2）放电的电极反应式为____________。
（3）电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因______。
6．如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。
将直流电源接通后，F极附近呈红色。
请回答：
（1）B极是电源的，一段时间后，甲中溶液颜色，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明，在电场作用下向Y极移动。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为。
（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是（填“镀层金属”或“镀件”），电镀液是溶液。
当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL），丙中镀件上析出银的质量为，甲中溶液的pH（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是。
7．（8分）据报道，苹果公司开发了一种以液态甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月．下图是一个电化学过程的示意图．
已知甲池的总反应式为：
2CH3OH＋3O2＋4KOHK2CO3＋6H2O请填空：
（1）充电时：
①原电池的负极与电源______极相连,②阳极的电极反应为________．
（2）在此过程中若完全反应，乙池中B极的质量增加648g，则甲池中理论上消耗O2____L（标准状况下）．
（3）电解制备Al（OH）3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为。
8．在如图中，甲烧杯中盛有100mL0．50mol/LAgNO3溶液，乙烧杯中盛有100mL0．25mol/LCuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1．9g。
（1）电源E为________极
（2）A极的电极反应式为______________，析出物质______mol。
（3）B极的电极反应式为______________，析出气体______mL（标准状况）。
（4）D极的电极反应式为______________，析出气体______mL（标准状况）。
（5）甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到______溶液。
9．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电极名称是，电极方程式为。
（3）若标准状况下，每个燃料电池中通入1.12L甲烷气体完全反应，则电解池中产生氯气体积为L。
10．按下图装置实验，A、B两烧杯分别盛放200g10％NaOH和足量CuSO4溶液。
通电一段时间后，c极上有Cu析出；又测得A杯中溶液的质量减少4.5g（不考虑水的蒸发）。
a、b、c为石墨电极，d为铜电极．
（1）标准状况下，b极产生气体的体积为__________L。
（2）c极上析出固体的质量为____________g。
11．在一个U形管里盛有氯化铜溶液，并插入两块纯锌片作电极，如图：
（1）如果把电键K接A，这一装置形成_________装置，Zn①极是________极，其电极反应式是________；Zn②极上的电极反应式是____________________。
（2）上述反应进行5min后，转换电键K到C，这一装置形成____________装置，Zn①极是__________极，该装置发生反应的总化学方程式是___________________________；
12．化工厂的联合生产可以提高资源的利用率，有效减少环境污染，某化工集团将钛的生产和氯碱工业及甲醇生产联合起来，其主要工艺如下：
（1）工业电解饱和食盐水的化学方程式为________，其阳极产物为________（填化学式）。
（2）上述工艺流程中钛铁矿在高温条件下经过氯化法得到四氯化钛的化学方程式为________。
（3）已知：
①Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s）△H=-641kJ·mol-1
②Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）△H=-770kJ·mol-1
则2Mg（s）+TiCl4（g）=MgCl2（s）+Ti（s）△H=________。
（4）在25℃、101kPa条件下，1g液态甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态水时放热22.7kJ，则表示甲醇燃烧的热化学方程式为：
_______________________________________。
13．
（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。
已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是。
（2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。
肼—空气燃料电池放电时：
负极的电极反应式是；
正极的电极反应式是。
（3）下图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气L（假设空气中氧气体积含量为20%）
（4）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。
该反应的离子方程式是。
14．在某温度下，取一定质量的CuSO4溶液，用石墨做电极进行电解，当阳极产生标准状况下气体1.12L时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为1.2g/cm3的溶液200mL。
求：
（1）电解后，所得溶液的pH=。
（2）电解前，所取CuSO4溶液的质量为。
（3）若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原始状态，需要加入质量为。
15．海水中富含镁，可经过加碱沉淀、过滤、酸溶、结晶及脱水等步骤得到无水氯化镁，最后电解得到金属镁。
（1）加碱沉淀镁离子时，生成的Mg（OH）2在分散系中处于沉淀溶解平衡，其溶度积常数表达式Ksp=。
（2）MgCl2溶液显酸性，其水解的离子方程式为。
（3）除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，可加入的试剂有。
a．MgOb．Mg（OH）2c．MgCO3d．MgSO4
（4）若在空气中加热MgCl2·6H2O，可生成Mg（OH）Cl或MgO，写出相关的化学方程式之一。
（5）MgCl2·6H2O在干燥的HCl气流中加热可得到无水氯化镁，其原因是。
（6）电解熔融的MgCl2，阳极的电极反应式为：
。
16．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是
（1）在①图中，发生反应的化学方程式为：
。
（2）在②图中，待镀铁制品应与电源极相连，电极反应式为：
。
（3）在③图中,外电路电子由极流向极，若电解液为KOH溶液，则b极的反应式为。
17．铁及其化合物与生产、生活关系密切。
Ⅰ.为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与蓄电池这样的直流电源的极（填“正”或“负”）相连。
II．为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。
据图回答问题。
用图甲所示装置进行第一组实验时：
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是（填序号）。
A．石墨B．镁C．银D．铂
（2）实验过程中，SO42−（填“从左向右”“从右向左”或“不”）移动
（3）滤纸上发生的化学方程式为：
。
III．该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色：
停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。
查阅资料知，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色。
请根据实验现象及所查信息，回答下列问题：
（4）电解过程中，X极溶液的pH（填“增大”“减小”或“不变”）。
（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH−－4e−=2H2O+O2↑和。
（6）电解进行一段时间后，若在X极收集到672mL气体，Y电极（铁电极）质量减小0．28g，则在Y极收集到气体为mL（均已折算为标准状况时气体体积）。
18．食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。
（1）粗盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：
提供的试剂：
饱和Na2CO3溶液饱和K2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液Ba（NO3）2溶液75%乙醇四氯化碳
①欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为__________________（填化学式）；滤液中滴加盐酸调PH=4-5的目的是
②选用75%乙醇洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，检验NaCl是否洗净的方法是
（2）用提纯的NaCl配制480mL0.40mol·L-1NaCl溶液，需要称取NaCl的质量为g，所用仪器除药匙、玻璃棒、烧杯外还有_____________（填仪器名称）；
（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，
若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2_____（填“＞”、“＝”或“＜”）2L，写出电解饱和食盐水的离子方程式
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参考答案
1．
（1）、纯铜，Cu2++2e-=Cu，
（2）、2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
（3）、Mn2++2H2O-2e-＝MnO2+4H+
（4）、O2＋4e－===2O2－0.1（3分）
【解析】
试题分析：
（1）粗铜做阳极，精铜做阴极CuSO4溶液为电解质液；
（2）把书上的记住就行（3）阳极发生氧化反应，Mn由+2到+4
（4）电解质高温下它能传导O2－子，负极甲醇发生氧化反应，正极O2－离子发生还原反应；把该溶液看成CuSO4和HCl溶液，阳极Cl－先放电然后OH-放电，阴极Cu2+先发生还原反应而后H+放电。
考点：
考查了电解池应用的相关知识。
2．（12分）
Ⅰ
（1）Fe2O3（s）+3CO（g）＝2Fe（s）+3CO2（g）△H＝－28.5kJ·mol－1
Ⅱ
（1）（N2H4
（1）+O2（g）===N2（g）+2H2O（l）△H=-624.0kJ/mol
（2）N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑
（3）①；Cu2++2e－==Cu；②112
（4）ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O
【解析】
试题分析：
Ⅰ
（1）①Fe2O3（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）ΔH1＝+489.0kJ·mol－1，②C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH2＝+172.5kJ·mol－1，根据盖斯定律①－②×3，整理可得Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=—28．5kJ/mol，故答案为：
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=—28．5kJ/mol；
Ⅱ
（1）32.0g肼的物质的量为1mol，1molN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ，所以其热化学反应方程式为：
N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol，故答案为：
N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol；
（2）燃料电池中，负极上投放的是燃料，负极上燃料失电子发生氧化反应，在碱性环境下的反应式为：
N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，正极上是氧气发生得电子的还原反应，在碱性环境下，电极反应式为：
2H2O+O2+4e-=4OH-，故答案为：
2H2O+O2+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；
（3）①电解池的负极上是阳离子铜离子发生得电子的还原反应，即Cu2++2e-=Cu，故答案为：
Cu2++2e-=Cu；
②铜片上的电极反应为：
Cu-2e-=Cu，Cu的质量变化128g，根据电极反应，转移电子为4mol，根据反应N2H4+O2=N2+2H2O，当转移电子4mol时，消耗氧气的物质的量是1mol，氧气的体积是空气体积的五分之一，所以消耗空气的体积是5mol，即112L，故答案为：
112；
（4）NaClO氧化NH3可以制得肼的离子方程式为：
ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O，故答案为：
ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O。
考点：
考查了热化学方程式的书写、盖斯定律、燃料电池的相关知识。
3．（10分）
（1）正；阴；6.02×1022
（2）4OH——4e—==2H2O+O2↑；2Cu2++4e—==2Cu（或Cu2++2e-=Cu）
（3）4g；CuO
【解析】
试题分析：
B电极质量增加依据电解池原理分析判断，B为电解池的阴极，A为阳极，a为电源正极，b为电源负极；电解过程中阳极电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极电极反应为：
Cu2++2e-=Cu；
（1）a电极是电源的正极，B是电解槽的阴极，将B电极取出洗干净并干燥后称量其质量增加了3.2g，则析出铜物质的量==0.05mol，根据Cu2++2e-=Cu，可知转移的电子为0.1mol；数目是6.02×1022，故答案为：
正；阴；6.02×1022；
（2）依据分析可知A为阳极，溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为：
4OH--4e-=2H2O+O2↑，B为阴极，溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应为：
Cu2++2e-=Cu，故答案为：
4OH--4e-=2H2O+O2↑；Cu2++2e-=Cu；
（3）根据电极反应，可知，溶液中减少的元素有Cu和O，如果想使反应溶液恢复到原来状态，应该加入CuO恢复溶液浓度，将B电极取出洗干净并干燥后称量其质量增加了3.2g，则析出铜物质的量==0.05mol，依据元素守恒得到加入氧化铜质量=0.05mol×80g/mol=4g，故答案为：
4；CuO。
考点：
考查了电解原理的相关知识。
4．（14分）
（1）Fe,Ag++e-====Ag;Ag,Ag====Ag++e-AgNO3溶液器
（2）Fe（3）4.48
【解析】
试题分析：
（1）根据电源的正负极可判断A、B、Fe、C分别为电解池的阴极、阳极、阴极、阳极，在阴极上发生还原反应，在阳极上发生氧化反应，在铁片上镀银时，镀层金属银为电解池的阳极，阳极上的电极反应式为Ag-e-=Ag+，镀件金属铁为电解池的阴极，阴极上的电极反应式Ag++e-=Ag，电解质溶液含有镀层金属离子，应为可溶性硝酸银溶液；
（2）铁极附近H+放电，OH-聚集，显一定碱性，遇酚酞呈红色，C极附近Cl-放电，显中性，遇酚酞呈无色。
（3）甲槽阴极析出银：
n（Ag）==0.4mol，乙槽中阳极上放出的气体是Cl2，n（Cl2）=0.2mol，
V（Cl2）=0.2mol×22400mL·mol-1=4480mL
考点：
有关电解与电镀理论和相关计算
5．
（1）负硫酸;
（2）;（3）H2OH＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c（H＋）减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强
【解析】
试题分析：
（1）根据电解池中阴阳离子的移动方向：
阳离子移向阴极可以判断①图中a极要连接电源的负极，SO32-在阳极失去电子变成SO42-，所以C口流出的物质是H2SO4，
（2）SO32-放电的电极反应式为SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+；（3）在阴极H+放电生成H2，c（H+）减小，水的电离平衡H2O⇌H++OH-正向移动，所以碱性增强；故答案为：
（1）负;硫酸;
（2）;（3）H2OH＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c（H＋）减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强
考点：
电解原理
6．
（1）负极；逐渐变浅；氢氧化铁胶体粒子带正电
（2）1∶2∶2∶2
（3）镀件；AgNO3；5.4g；变小（4）Fe+Cu2+Cu+Fe2+
【解析】
试题分析：
将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极显碱性，是氢离子在该电极放电，所以F极是阴极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源的正极，B是负极；
（1）B电极是电源的负极，在A池中，电解硫酸铜的过程中，铜离子浓度逐渐减少，导致溶液颜色变浅；Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体向该电极移动，异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷。
（2）C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：
4OH-－4e-＝O2↑+2H2O、Cu2++2e-＝Cu、2Cl-－2e-＝Cl2↑、2H++2e-＝H2↑，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：
0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1：
2：
2：
2。
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