2019_2020学年高中化学专题2化学反应与能量转化第3单元化学能与电能的转化第3课时电能转化为化学能练习苏教版必修2.doc

第3课时　电能转化为化学能
课时跟踪检测
基础达标·对点练
知识点一：电解的原理
1．下列叙述中不正确的是(　　)
A．电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
B．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
C．用碳棒作电极电解氯化铜溶液，一段时间后阴极的质量增加
D．原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阳极
解析：原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阴极，再从电解池阳极流回原电池正极，D项错。
答案：D
2．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4­H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
解析：利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。
答案：C
3．按下图的装置进行实验，若图中x轴表示阴极的电子的物质的量，则y轴可能表示(　　)

A．Cu2＋物质的量浓度
B．Fe棒的质量
C．C棒的质量
D．Cl－物质的量浓度
解析：Cu2＋被还原，在阴极析出铜，则Cu2＋物质的量浓度降低，故A错误；Fe为阴极，在电极上析出铜，则质量增加，故B错误；C为惰性电极，质量不变，故C正确；阳极为Cl－放电，被氧化生成氯气，则Cl－物质的量浓度减小，故D错误。故选C。
答案：C
4．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是(　　)
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析：电解NaCl水溶液时，阳极上Cl－失电子，2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极上H＋得电子，2H＋＋2e－===H2↑，A错；阳极产生的Cl2能与KI反应生成I2，溶液呈棕色，B正确；阴极H＋放电，生成NaOH溶液呈碱性，滴入酚酞试液，溶液呈红色，C、D均错。
答案：B
5．已知铜或银作电解池的阳极时，能被氧化成金属离子。下图中四个装置分别通电一段时间后，溶液质量增加的是(　　)

解析：A、B两装置中阳极均为惰性电极，故A、B中均为溶液中的阴、阳离子放电，故溶液质量均减轻；C中，Cu为阳极，发生Cu－2e－===Cu2＋，Fe为阴极，发生Cu2＋＋2e－===Cu，故溶液的组成和质量、浓度均不改变；D中，Ag为阳极，发生2Ag－2e－===2Ag＋，Fe为阴极，发生Cu2＋＋2e－===Cu，即相当于2 mol Ag＋生成的同时，有1 mol Cu2＋消耗，故溶液的质量增加。
答案：D
6．下图为一电解实验，其中电极材料均为惰性物质，请回答以下问题：

(1)写出A、B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式：
A：_____________________________________________，
B：_____________________________________________，
总反应方程式：_____________________________________________；
C：_____________________________________________，
D：_____________________________________________，
总反应方程式：_____________________________________________；
(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比为________。
解析：(1)由装置可知，A为阴极，Cu2＋放电，发生Cu2＋＋2e－===Cu，B为阳极，Cl－放电，发生2Cl－－2e－===Cl2↑，C为阴极，Ag＋放电，发生4Ag＋＋4e－===4Ag，D为阳极，OH－放电，发生4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(2)由得失电子相等，可知A、B、C、D各电极析出生成物的物质的量之比为2∶2∶4∶1。
答案：(1)Cu2＋＋2e－===Cu　2Cl－－2e－===Cl2↑
CuCl2Cu＋Cl2↑　4Ag＋＋4e－===4Ag
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
(2)2∶2∶4∶1
7.如图为持续电解含一定CaCl2水溶液的装置(以铂为电极)，溶液中滴有酚酞试液，A为电流表。电解一段时间t1后，将CO2连续通入电解质溶液中。
(1)电解时，F极发生________反应，电极反应式为____________________________，E极发生________反应，电极反应式为________________________，电解总反应离子方程式为_________________。
(2)电解池中产生的现象：
①____________________________________________________________；
②_____________________________________________________________；
③____________________________________________________________。
解析：由装置可知F极为阳极，Cl－放电，发生氧化反应2Cl－－2e－===Cl2↑，E极为阴极，H＋放电，发生还原反应2H＋＋2e－===H2↑，电解的总反应离子方程式可表示为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑，此时CaCl2可能完全消耗，也可能没完全消耗，随着t1后CO2的通入，便发生Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O和CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2的反应。
答案：(1)氧化　2Cl－－2e－===Cl2↑　还原　2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
(2)①通电后E极处溶液变红
②通电后E极、F极均有气体生成
③通CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通CO2沉淀又消失
知识点二：电解原理应用
8．下列描述中，不符合生产实际的是(　　)
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用铁作阴极
D．电解熔融的NaCl制钠
解析： A项，用铁作阳极，则电极本身被氧化，错误；B项，电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极，用粗铜作阳极，正确；C项，电解饱和食盐水制烧碱，用铁作阴极，正确；D项，电解熔融NaCl可在阴极得Na，正确。
答案：A
9．以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜 (含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是(　　)
①电能全部转化为化学能　②粗铜接电源正极，发生氧化反应　③溶液中Cu2＋向阳极移动　④利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：电解精炼铜过程中电能转变为化学能的同时，部分电能转化为热能，①错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，②正确；电解过程中Cu2＋向阴极移动，③错误；粗铜中Ag、Pt、Au放电能力比铜弱，形成阳极泥，可以回收，④正确。
答案：D
知识点三：电解的有关计算
10．实验室中用如图所示的原电池装置作电源电解足量的NaCl的酚酞溶液，X、Y均为惰性电极，下列有关说法不正确的是(　　)

A．原电池中SO通过隔膜从左向右移动
B．反应一段时间后，烧杯中Y电极附近变红
C．Zn极质量减少6.5 g时，X极理论上生成气体2.24 L(标准状况)
D．室温下，若Cu极质量增加1.6 g时，此时烧杯溶液体积为500 mL，则溶液的pH为13
解析：左边原电池中锌比较活泼作为负极，铜作为正极，X连接正极则为阳极，Y连接负极则为阴极。原电池中阴离子向负极移动，则应从右向左移动，选项A不正确；Y电极是阴极，溶液中的氢离子在Y极得电子产生氢气，则氢氧根离子浓度增大，遇酚酞变红，选项B正确；Zn极质量减少6.5 g时，转移电子数为0.2 mol，X极氯离子得电子产生氯气，转移0.2 mol电子时理论上生成气体2.24 L(标准状况)，选项C正确；室温下，若Cu极质量增加1.6 g时，即析出0.025 mol铜，转移电子数为0.05 mol，此时烧杯溶液中有0.05 mol氢离子得电子产生氢气，则增加的氢氧根离子0.05 mol，溶液体积为500 mL，则溶液中c(OH－)＝＝0.1 mol/L，c(H＋)＝10－13 mol/L，溶液pH为13，选项D正确。答案选A。
答案：A
11．在水中加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO、NO、Cl－，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为(　　)
A．35.5∶10.8 B．16∶27
C．8∶1 D．108∶35.5
解析：溶液中Ag＋和Cl－，Pb2＋和SO反应生成沉淀，所得溶液变为NaNO3溶液，通电后，实际上电解H2O，水电离产生的OH－、H＋在两极上反应，氧化产物为O2，还原产物为H2，其质量之比为32∶(2×2)＝8∶1。
答案：C
能力提升·速达标
1．某化学学习小组学习电化学后，设计了下面的实验装置图：

下列有关该装置图的说法中正确的是(　　)
A.合上电键后，盐桥中的阳离子向甲池移动
B．合上电键后，丙池为电镀银的电镀池，可在石墨表面镀银
C．合上电键后一段时间，丙池中溶液的pH增大
D．合上电键后，甲池中锌电极为原电池负极
解析：合上电键后，甲乙形成原电池，乙池为正极，阳离子向正极移动，所以盐桥中的阳离子向乙池移动，故A错误；合上电键后，丙中银电极上析出银，石墨电极上氢氧根离子放电，有氧气生成，电解池发生的反应为电解硝酸银溶液，2H2O＋4AgNO3电解,4Ag＋O2↑＋4HNO3，反应生成硝酸，溶液的pH减小，故B、C错误；合上电键后，甲池中发生氧化反应，锌电极为原电池负极，故D正确。答案为D。
答案：D
2．如图中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(　　)

a极板
b极板
X电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析：通电后发现a极板质量增加，则a极为阴极，X电极为负极，溶液中金属离子得电子生成金属单质，NaOH溶液中阴极H＋放电，B错；Fe作阳极失电子，所以在b极上得不到气体，C错；b极板处有无色无味气体放出，因为b极为阳极，故溶液中OH－放电产生O2，A正确，D错。
答案：A
3．0.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl溶于水配成1 L溶液，用惰性电极进行电解，当一个电极得到0.3 mol铜时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是(　　)
A．5.6 L B．6.72 L
C．3.36 L D．13.44 L
解析：用惰性电极进行电解时，阳离子放电顺序为Cu2＋＞H＋，阴离子放电顺序为Cl－＞OH－＞SO。阴极电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，当析出0.3 mol铜时，转移电子0.6 mol。由于Cl－只有0.4 mol，则阳极上先发生的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，此时产生Cl2为0.2 mol，转移电子为0.4 mol，则剩余电子0.6 mol－0.4 mol＝0.2 mol，由OH－放电得到4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，产生O2为0.05 mol，故阳极共生成的气体体积为(0.2 mol＋0.05 mol)×22.4 L·mol－1＝5.6 L。
答案：A
4．如图所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向甲中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色。试回答下列问题：

(1)在电源中，B电极为________(填电极名称，下同)极；丙装置中Y电极为________极。
(2)在甲装置中，石墨(C)电极上发生____________(填“氧化”或“还原”)反应；甲装置中总的化学方程式是______________________________。
(3)丙装置在通电一段时间后，X电极上发生的电极反应式是____________________________。
(4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64 g，请问甲装置中，铁电极上产生的气体在标准状况下为________L。
解析：(1)接通电源后，Fe极附近是红色，则Fe极为阴极，C极为阳极，进而推知A电极为正极，B电极为负极，Y电极为阴极，X电极为阳极。
(2)甲装置中，石墨电极上发生氧化反应，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(3)丙装置中X电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Y电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。
(4)乙装置中精铜电极的质量增加0.64 g，即析出0.01 mol Cu，转移0.02 mol电子，那么甲装置中Fe电极上也通过0.02 mol电子，Fe电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，因此Fe电极上产生0.01 mol H2，标准状况下的体积为0.224 L。
答案：(1)负　阴　(2)氧化　2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑　(3)2Cl－－2e－===Cl2↑　(4)0.224

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