2019屆高考化學(xué) 專題二十一 電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律精準(zhǔn)培優(yōu)專練.doc
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培優(yōu)點(diǎn)二十一 電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律 一.電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型 1.惰性電極電解水型 典例1.用鉑作電極電解某種溶液,通電一段時(shí)間,溶液的pH變小,并且在陽極得到0.56L氣體,陰極得到1.12L氣體(兩種氣體均在相同條件下測定)。由此可知溶液可能是( ) A.稀鹽酸 B.KNO3溶液 C.CuSO4溶液 D.稀硫酸 【解析】陽極與陰極產(chǎn)生的氣體體積比為=,相當(dāng)于電解水,pH變小,說明電解了含氧酸。 【答案】D 2.惰性電極電解電解質(zhì)型 典例2.某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4,它們的物質(zhì)的量之比為3∶1。用石墨作電極電解該混合溶液時(shí),根據(jù)電極產(chǎn)物可明顯分為三個(gè)階段,下列敘述不正確的是( ) A.陰極自始至終只析出H2 B.陽極先析出Cl2,后析出O2 C.電解最后階段為電解水 D.溶液的pH不斷增大,最后為7 【解析】電解質(zhì)溶液中,n(Na+)∶n(Cl-)∶n(H+)∶n(SO)=3∶3∶2∶1,開始電解產(chǎn)生H2和Cl2,隨著產(chǎn)生H2和Cl2的同時(shí),生成的OH-要中和H2SO4,且OH-過量,最后是電解水,因而最后溶液的pH大于7,陰極只放出H2。三個(gè)階段分別相當(dāng)于電解HCl→NaCl→H2O。 【答案】D 3.惰性電極電解水和電解質(zhì)型 典例3.下圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時(shí)間后,b電極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是( ) A.X是負(fù)極,Y是正極 B.Pt是陰極,Cu是陽極 C.CuSO4溶液的pH逐漸減小 D.CuSO4溶液的pH不變 【解析】b電極附近溶液呈現(xiàn)紅色,說明b電極處生成了氫氧根離子。電解飽和食鹽水陽極發(fā)生氧化反 應(yīng)產(chǎn)生氯氣,陰極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣同時(shí)生成氫氧化鈉,整個(gè)電解過程中電解了NaCl和H2O,因此b電極是陰極,與電源的負(fù)極相連,則Y為負(fù)極,X為正極;鉑電極與電源的正極相連,作陽極,銅電極作陰極;電解硫酸銅溶液時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng):氫氧根離子放電,陰極發(fā)生還原反應(yīng):銅離子放電,這樣溶液中水的電離平衡得到促進(jìn),c(H+)>c(OH),溶液顯酸性,pH變小。 【答案】C 二.對(duì)點(diǎn)增分集訓(xùn) 1.(2018年江西和平聯(lián)考)利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2S廢氣,通過電化學(xué)法制取氫氣的工藝如下圖所示。下列說法不正確的是( ) A.電解池中惰性電極C1為陽極 B.該工藝優(yōu)點(diǎn)之一是FeCl3溶液可循環(huán)利用 C.反應(yīng)池中的離子方程式:2Fe3+S2-===2Fe2+S↓ D.電解池總反應(yīng)的化學(xué)方程式:2FeCl2+2HCl2FeCl3+H2↑ 【解析】C1極生成Fe3,應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng),為陽極,C2極生成氫氣,為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),故A正確;電解池中生成的FeCl3可作為反應(yīng)池的反應(yīng)物,則FeCl3溶液可循環(huán)利用,故B正確;由裝置可知反應(yīng)池中的反應(yīng)物為H2S和FeCl3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl,離子方程式為2Fe3+H2S===2Fe2+S↓+2H,故C錯(cuò)誤;電解池中亞鐵離子失去電子,氫離子得到電子,電解池總反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H2Fe3+H2↑,故D正確。 【答案】C 2.下列裝置或操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? ) A.①防止鐵釘生銹 B.②構(gòu)成銅鋅原電池 C.③構(gòu)成銅銀原電池 D.④驗(yàn)證NaCl溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物 【解析】防止鐵釘銹蝕時(shí)鐵釘應(yīng)接電源負(fù)極,A錯(cuò)誤; Zn電極放于CuSO4溶液中,二者直接發(fā)生置換反應(yīng)而不能構(gòu)成原電池,B錯(cuò)誤;Cu—CuSO4溶液—Ag不能構(gòu)成原電池,C錯(cuò)誤;直流電源右端為陽極,發(fā)生反應(yīng):2Cl--2e-===Cl2↑,可用KI淀粉溶液檢驗(yàn)Cl2產(chǎn)生,陰極發(fā)生反應(yīng):2H+2e-===H2↑,同時(shí)溶液中c(OH-)增大,酚酞溶液變紅,D正確。 【答案】D 3.按如右圖所示裝置進(jìn)行下列不同的操作,其中不正確的是( ) A.鐵腐蝕的速度由大到小的順序:只閉合K3>只閉合K1>都斷開>只閉合K2 B.只閉合K3,正極的電極反應(yīng)式:2H2O+O2+4e-===4OH- C.先只閉合K1,一段時(shí)間后,漏斗內(nèi)液面上升,然后再只閉合K2,漏斗內(nèi)液面上升 D.只閉合K2,U形管左、右兩端液面均下降 【解析】金屬腐蝕速率:電解池的陽極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極,閉合K3,是原電池,鐵作負(fù)極,閉合K2,是電解池,鐵作陰極,閉合K1,鐵作陽極,因此腐蝕速率是只閉合K1>只閉合K3>都斷開>只閉合K2,故A錯(cuò)誤;只閉合K3,發(fā)生吸氧腐蝕,正極:O2+2H2O+4e-===4OH-,故B正確;只閉合K1,鐵作陽極,陽極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,陰極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,U形管中氣體壓強(qiáng)增大,因此漏斗中液面上升,然后只閉合K2,鐵作陰極,陰極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,陽極反應(yīng)式為2Cl-2e-===Cl2↑,U形管中氣體壓強(qiáng)增大,漏斗中液面上升,故C、D正確。 【答案】A 4.將兩個(gè)鉑電極插入500mL CuSO4(aq)中進(jìn)行電解,通電一段時(shí)間后,某一電極上增重0.064g(設(shè)電解時(shí)無H2放出,且不考慮水解和溶液體積的變化),此時(shí)溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度約為( ) A.110-3molL?1 B.410-3molL?1 C.210-3molL?1 D.110-7molL?1 【解析】由于最后溶液的H+主要由電解CuSO4溶液產(chǎn)生,所以要計(jì)算c(H+),可依據(jù)電解的離子方程 式2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+進(jìn)行解題。題中電極增重0.064g必為陰極反應(yīng)生成Cu所致,即n(Cu)=0.064g64gmol-1=0.0010mol,然后依據(jù)離子方程式中各物質(zhì)之間的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,求出生成的c(H+)。2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 2mol 4mol 0.0010mol c(H+)0.50L c(H+)==4.010-3molL?1 【答案】B 5.大功率的鎳氫電池使用在油電混合動(dòng)力車輛中。鎳氫電池NiMH電池正極板材料為NiOOH,負(fù)極板材料為吸氫合金。下列關(guān)于該電池的說法中正確的是( ) A.放電時(shí)電池內(nèi)部H向負(fù)極移動(dòng) B.充電時(shí),將電池的負(fù)極與外接電源的正極相連 C.充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O D.放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為MHn-ne-===M+nH 【解析】放電時(shí)電池內(nèi)部H+向正極移動(dòng),故A錯(cuò)誤;充電時(shí),將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連,故B錯(cuò)誤;原電池正極反應(yīng)為NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,則充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O,故C正確;放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-===2H2O,故D錯(cuò)誤。 【答案】C 6.工業(yè)上,在強(qiáng)堿性條件下用電解法除去廢水中的CN-,裝置如下圖所示,依次發(fā)生的反應(yīng)有:①CN-2e-+2OH-===CNO-+H2O;②2Cl--2e-===Cl2↑;③3Cl2+2CNO-+8OH-===N2+6Cl-+2CO+4H2O;下列說法正確的是( ) A.鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+ B.通電過程中溶液pH不斷增大 C.為了使電解池連續(xù)工作,需要不斷補(bǔ)充NaCl D.除去1mol CN-,外電路至少需轉(zhuǎn)移5mol電子 【解析】A項(xiàng),金屬鐵是陰極,鐵電極上發(fā)生的是還原反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)反應(yīng)①③可知,OH-被不斷地消耗,所以通電過程中溶液pH不斷減小,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),根據(jù)電極反應(yīng)式,為了使電解池連續(xù)工作,需要補(bǔ)充氫氧化鈉,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)反應(yīng)③,除去1mol CNO-,消耗1.5mol氯氣,轉(zhuǎn)移電子3mol,再根據(jù)反應(yīng)①,除去1mol CN,轉(zhuǎn)移電子2mol,所以外電路至少需轉(zhuǎn)移5mol電子,故D正確。 【答案】D 7.下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是( ) A B C D 【解析】A項(xiàng),鋅比銅活潑,鋅作負(fù)極,銅作正極,連接正確;B項(xiàng),電解精煉銅,粗銅作陽極,純銅作陰極,連接正確;C項(xiàng),電鍍時(shí),鍍件作陰極,鍍層金屬作陽極,連接錯(cuò)誤;D項(xiàng),電解氯化銅,銅作陰極,石墨作陽極,連接正確。 【答案】C 8.在如圖中,A為直流電源,B為滲透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙,C為電鍍槽。接通電路,斷開K后,發(fā)現(xiàn)B上的c點(diǎn)顯紅色。請(qǐng)?zhí)羁眨邯? (1)電源A的a為 極。 (2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為 。 (3)欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅,接通K點(diǎn),使c、d兩點(diǎn)短路,則 電極e上發(fā)生的反應(yīng)為 ,電極f上發(fā)生的反應(yīng)為 ,槽中盛放的電鍍液可以是 或 (只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。 【解析】c點(diǎn)顯紅色,說明在c點(diǎn)產(chǎn)生了堿。根據(jù)電解飽和食鹽水的原理可知c點(diǎn)為陰極,則和電源相連的一極為負(fù)極,所以a極為正極。B上發(fā)生的即是電解飽和食鹽水的反應(yīng)。根據(jù)電鍍?cè)?,鍍層金屬放? 陽極,被鍍物件放在陰極,再確定所發(fā)生的反應(yīng)。在電解池中,陽極與電源正極相連,陰極與電源負(fù)極相連。在陽極,溶液中的陰離子(惰性電極)或陽極本身失電子(非惰性電極),發(fā)生氧化反應(yīng);在陰極,溶液中的陽離子得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。 【答案】(1)正 (2)2NaCl+2H2O===H2↑+Cl2↑+2NaOH (3)Zn-2e===Zn2+ Zn2++2e===Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液 9.Ⅰ.氮肥的使用在提高糧食產(chǎn)量的同時(shí),也導(dǎo)致了土壤、水體污染等環(huán)境問題。 (1)長期過量使用銨態(tài)化肥NH4Cl,易導(dǎo)致土壤酸化,請(qǐng)用化學(xué)用語解釋原因:__________________ _________________________________________________________________。 (2)工業(yè)上處理氨氮廢水的方法是采用電解法將NO轉(zhuǎn)化為N2,部分裝置如下圖所示。 B極的電極反應(yīng)方程式是________________________________________。 (3)常溫下,除去60L廢水中的62mg NO后,廢水的pH=________。 Ⅱ.如下圖所示C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色。 (1)若用甲醇、空氣燃料電池作電源,電解質(zhì)為KOH溶液,則A極的電極反應(yīng)式為_____________ ______________________________。 (2)欲用丙裝置給銅鍍銀,銀應(yīng)該是________電極(填“G”或“H”)。 (3)丁裝置中Y極附近紅褐色變________(填“深”或“淺”)。 (4)通電一段時(shí)間后,C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成,其物質(zhì)的量之比為__________。 【解析】Ⅰ.(2)①B極發(fā)生還原反應(yīng),NO轉(zhuǎn)化為N2,電極反應(yīng)式為2NO+10e-+6H2O===N2↑+12OH。(3)62mg硝酸根的物質(zhì)的量是0.001mol,根據(jù)電極反應(yīng)式可知生成0.006 mol氫氧根,濃度是=0.0001molL?1,因此pH=10。Ⅱ.(1)向乙中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色,說明F極附近有大量 氫氧根離子,由此得出F極上氫離子放電生成氫氣,所以F極是陰極,則電源B極是負(fù)極,A極是正極,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-。(2)若用丙裝置給銅鍍銀,G應(yīng)該是Ag,H是銅,電鍍液是AgNO3溶液。(3)丁裝置中Y電極是陰極,氫氧化鐵膠體的膠粒帶正電荷,Y極附近紅褐色變深。(4)甲裝置中C電極上氫氧根離子放電生成氧氣,D電極上銅離子放電生成銅單質(zhì),E電極上氯離子放電生成氯氣,F(xiàn)電極上氫離子放電生成氫氣,所以C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成。生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子,生成1mol銅轉(zhuǎn)移2mol電子,生成1mol氯氣轉(zhuǎn)移2mol電子,生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子,所以轉(zhuǎn)移相同物質(zhì)的量的電子時(shí)生成單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2∶2。 【答案】Ⅰ.(1)NH+H2ONH3H2O+H+ (2)2NO+10e-+6H2O===N2↑+12OH- (3)10 Ⅱ.(1)O2+4e-+2H2O===4OH- (2)G (3)深 (4)1∶2∶2∶2 10.下圖所示甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。 (1)若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。 ①甲中石墨棒上的電極反應(yīng)式為__________________________________。 ②乙中總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。 ③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙燒杯上方,發(fā)現(xiàn)試紙先變藍(lán)后褪色,這是因?yàn)檫^量的Cl2氧化了生成的I2。若反應(yīng)中Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5∶1,且生成兩種酸,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。 (2)若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO4溶液。 ①甲中鐵棒上的電極反應(yīng)式為__________________________。 ②如果起始時(shí)乙中盛有200mL pH=5的CuSO4溶液(25℃),一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?,若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可向溶液中加入________(填寫物質(zhì)的化學(xué)式)________g。 【解析】(1)若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。①甲為鐵的吸氧腐蝕,石墨是正極,石墨棒上的電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-===4OH-。②根據(jù)電子流向,石墨是陽極,乙為用惰性電極電解氯化鈉溶液,乙中總反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。③根據(jù)電子守恒,5mol氯氣失電子10mol,2mol I2得電子10mol,碘的化合價(jià)升高為+5價(jià),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3。(2)若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO4溶液。①甲為原電池,鐵為負(fù)極,鐵棒上的電極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+。②由2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,要使溶液恢復(fù)原狀態(tài),可加入CuO(或CuCO3),一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?,則c(H+)=0.1molL?1,n(H+)=0.2L0.1molL?1=0.02mol,則由電解反應(yīng)可知析出的Cu的物質(zhì)的量為0.01mol,由Cu原子守恒可知,m(CuO)=0.01mol80gmol?1=0.8g,或m(CuCO3)=0.01mol124gmol?1=1.24g。 【答案】(1)①2H2O+O2+4e-===4OH- ②2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- ③5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3 (2)①Fe-2e-===Fe2+ ②CuO(或CuCO3) 0.8(或1.24)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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