高三化学二轮复习-课时作业-专题2第5讲-电化学基础.doc

课时作业8　电化学基础
一、选择题(每小题6分，共60分)
1．(2010·天津理综)化学已渗透到人类生活的各个方面。下列说法不正确的是(　　)
A．阿司匹林具有解热镇痛作用
B．可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品
C．在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀
D．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染
解析：阿司匹林是一种常见消炎药，A正确；Si3N4、Al2O3熔沸点高，可制作高温结构陶瓷制品，B正确；在入海口，Fe、Cu、NaCl溶液构成原电池，Fe作负极，加快了闸门的腐蚀，C错；四乙基铅易造成铅污染，D正确。
答案：C
2．(2011·安徽合肥高三调研)下列有关电池的说法中正确的是(　　)
A．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
B．铜锌原电池工作时，电子从铜电极沿外电路流向锌电极
C．氢氧燃料电池工作时，氢气在正极被氧化
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
解析：太阳能电池的主要材料是硅而不是二氧化硅；在原电池中，电子从负极沿外电路流向正极，氢氧燃料电池工作时，氢气在负极失电子被氧化。
答案：D
3．(2011·安庆二模)2010年在上海举办的世博会主打环保牌，20辆氢燃料电池公交车、300辆氢燃料电池出租车投入运行，它们以氢气为能源，实现了真正的零污染。氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是(　　)
A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量浓度不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol电子转移
解析：该电池的总反应为：2H2＋O2===2H2O，因此电解液中n(KOH)不变，c(KOH)减小，B错。
答案：B
4．(2010·安徽理综)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是(　　)

A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析：原电池反应中，正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应，电子从负极经外电路流向正极。H2发生氧化反应，a极为负极，b极为正极，负极反应为：2H2－4e－===4H＋或2H2―→4H＋＋4e－，正极反应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O或O2＋4H＋＋4e－―→2H2O，故A、B项错误；该反应中每转移0.1 mol电子，消耗标准状况下1.12L H2，C项未指明标准状况，错误。
答案：D
5．(2011·浙江五校高三联考)CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2而得到。如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，在淀粉－KI溶液中阳极周围变蓝色，则下列说法正确的是(　　)

A．若a极变红，则在Pt电极上：2I－－2e－===I2　碘遇淀粉变蓝
B．若b极变红，在Pt电极上：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑O2将I－氧化为I2，碘遇淀粉变蓝
C．若a极变红，在Cu电极上：开始Cu－2e－===Cu2＋，一段时间后2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2　碘遇淀粉变蓝
D．若b极变红，在Cu极上：Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋显蓝色
解析：电解NaCl溶液(滴入酚酞)，阴极附近变红，若a极变红，则X为电源的负极，Y为正极，故Cu电极为阳极，则Cu－2e－===Cu2＋或Cu―→Cu2＋＋2e－，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，碘遇淀粉变蓝；若b极变红，则X为正极，Pt电极为阳极，则2I－－2e－===I2或2I－―→I2＋2e－，碘遇淀粉变蓝，故C正确。
答案：C
6．(2010·福建理综)铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4=== 2PbSO4＋2H2O
研读下图，下列判断不正确的是(　　)

A．K闭合时，d电极反应式：
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
B．当电路中转移0.2 mol电子时，I中消耗的H2SO4为0.2 mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
解析：由图可知，Ⅰ为原电池，a为正极，b为负极，Ⅱ为电解池，c为阴极，d为阳极。K闭合后，d电极上发生氧化反应，A对；当电路中通过0.2 mol电子时，有0.1 mol的Pb参加反应，由题中化学方程式可知消耗H2SO4的量为0.2 mol，B对；在电解池中，阴离子向阳极(d极)移动，C错；K闭合一段时间后，阳极生成PbO2，阴极上得到Pb，所以Ⅱ可单独作为原电池，D对。
答案：C
7．(2011·江西重点中学联考)用下图装置(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(　　)

选项
电源X极
实验前U形管中液体
通电后现象及结论
A
正极
Na2SO4溶液
U形管两端滴入酚酞试液后，a管中呈红色
B
正极
AgNO3溶液
b管中电极反应式是：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C
负极
KCl和CuCl2混合溶液
相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等
D
负极
Fe(OH)3胶体和导电液
b管中液体颜色加深
解析：X为正极，电解Na2SO4溶液时，实质是电解水，a管中电极为阴极，OH－放电，a管中c(H＋)>c(OH－)，滴加酚酞试液不变色，A错；X为正极，电解AgNO3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，B错；Fe(OH)3胶体粒子带有正电荷，X为负极时，Fe(OH)3胶体粒子向a管移动，a管中液体颜色加深，D错。
答案：C

8．锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其他材料电池，其成本低，便于大量推广，且对环境无污染。电池总反应式为V2O5＋xLi===LixV2O5。下列说法不正确的是(　　)
A．正极材料为锂，负极材料为V2O5
B．向外供电时，锂离子在凝胶中向正极移动
C．正极的电极反应式为：xLi＋＋V2O5＋xe－===LixV2O5
D．负极的电极反应式为：xLi－xe－===xLi＋
解析：利用化合价可知负极材料为锂，正极材料为V2O5，A项错误；正极的电极反应式为xLi＋＋V2O5＋xe－===LixV2O5，负极的电极反应式为xLi＋－xe－===xLi＋，C、D两项正确；放电时为原电池，根据电荷相吸原理Li＋在凝胶中向正极移动，B项正确。
答案：A
9．(2011·广东A卷，12)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　)

A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
解析：a和b不连接时，发生置换反应，A项正确。a和b用导线连接，形成原电池，铜片作正极，溶液中Cu2＋得电子，析出铜单质，B项正确，铁片作负极失去电子形成Fe2＋，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，所以C项正确。a和b分别连接直流电源正、负极，a作阳极，铜片失去电子形成Cu2＋，Cu2＋向阴极即铁电极移动，D项错误。
答案：D
10．下列装置所示的实验不能达到实验目的的是(　　)
A.形成稳定电流的装置

B.电解饱和食盐水

C.将用含有酚酞的氯化钠溶液润湿的滤纸铺在铂片上写“祝你成功”

D.电解精炼铝

解析：选项A，能够形成原电池；选项B，装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应；选项C，两电极都不参与电极反应，滤纸上的NaCl溶液被电解生成NaOH、H2、Cl2，NaOH与酚酞作用出现“祝你成功”红色字迹；选项D，由于AlCl3溶液中，H＋得电子能力大于Al3＋，所以在纯铝电极上得到的是H2，而不是Al。
答案：D
二、非选择题(共40分)

11．(20分)(2011·北京，26)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如上图所示
(1)溶液A的溶质是________；
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是____________________________
___________________________________________________________。
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_______________________________________________。
(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2＋、Mg2＋，NH，SO[c(SO)>c(Ca2＋)]。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是________。
②过程Ⅰ中将NH转化为N2的离子方程式是___________________。
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程Ⅱ中除去的离子有________。
④经过程Ⅲ处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L，若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L，则处理10m3 盐水b，至多添加10% Na2SO3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。
解析：电解饱和食盐水时，阴极产物为NaOH和H2，阳极产物是Cl2，反应的离子方程式是2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－，据此可以确定溶液A的溶质是NaOH；电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO向左移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出；根据粗盐水和淡盐水的化学成分，代入题给精制盐水的流程进行分析，可知过程Ⅰ是将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀除去，即盐泥a除泥沙外，还含有的物质是Mg(OH)2；将NH转化为N2的氧化剂是Cl2，对应的离子方程式是2NH＋3Cl2＋8OH－===N2↑＋6Cl－＋8H2O；过程Ⅱ是利用沉淀溶解平衡原理，将溶液中的Ca2＋和SO分别转化为CaCO3和BaSO4沉淀除去；NaClO与Na2SO3溶液反应的化学方程式为：NaClO＋Na2SO3===NaCl＋Na2SO4，若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg/L，则处理10 m3盐水b时至少需要10%Na2SO3溶液×126 g·mol－1×＝1.26 kg，若盐水c中剩余Na2SO3的含量为5 mg/L，则还需添加10% Na2SO3溶液50g÷10%＝0.5 kg，因此至多添加10% Na2SO3溶液的质量为1.26 kg＋0.5 kg＝1.76 kg。
答案：(1)NaOH　(2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－
(3)Cl2与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出
(4)①Mg(OH)2　②2NH＋3Cl2＋8OH－===N2↑＋6Cl－＋8H2O　③SO、Ca2＋　④1.76
12．(20分)某课外活动小组设计了如下图所示的装置，调节滑动变阻器，控制电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验(此时，打开止水夹a，关闭止水夹b)。由于粗心，实验并未达到预期目的，但也看到了令人很高兴的现象(阳离子交换膜只允许阳离子和水通过)。
请帮助他们分析并回答下列问题：
(1)写出B装置中的电极反应：
阴极：____________________________________________________；
阳极：_____________________________________________
(2)观察到A装置中的现象是：
①________________________________________________________；
②________________________________________________________
__________________________________________________________；
③________________________________________________________。

(3)当观察到A装置中的现象后，他们关闭止水夹a，打开止水夹b再观察C装置，若无现象，请说明理由；若有现象，请写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)：__________________________
__________________________________________________________。
(4)若想达到电解NaCl溶液的目的，应如何改进装置，请提出你的意见：_________________________________________________________
_________________________________________________________
______
解析：(1)阴极H＋放电，电极反应为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(2H＋＋2e－===H2↑)；阳极Fe为活泼电极，故Fe先失去电子，电极反应为：Fe－2e－===Fe2＋。
(2)由于氢气通入烧瓶后，使氨气与水接触而引发喷泉，现象有：①A烧杯中的水倒吸并产生红色喷泉；②烧瓶中液面上升到高于左侧导管一定程度后又逐渐下落到与导管相平；③最后A烧杯溶液呈红色，导管有气泡溢出。
(3)关闭止水夹a，U型管左边气体不断生成，打开止水夹b后，U型管右边的FeCl2溶液压入NaOH溶液中，生成Fe(OH)2沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；Fe(OH)2不稳定，在空气中立即变成灰绿色，最后变成红褐色：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3；或写成总反应式：4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓。(4)若想达到电解NaCl溶液的目的，则阳极应为惰性电极，可把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中两电极换位置等。
答案：(1)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑)　Fe－2e－===Fe2＋
(2)①A烧杯中的水倒吸并产生红色喷泉　②烧瓶中液面上升到高于左侧导管一定程度后又逐渐下落至与导管相平
③最后A烧杯溶液呈红色，导管有气泡溢出
(3)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3或写成总反应式：4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓
(4)把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中两电极换位置等
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