【本讲教育信息】
一、教学内容
第三单元 化学能与电能的转化(二)
二、考点清单
1.知道电解原理;在选择题与填空题中,正确区分原电池和电解池,能从能量转化、装置、电极反应等方面区别电解反应和原电池反应。
2.知道电解池的形成条件,能正确书写简单电解池的电极反应式。
3.了解电解在生产和生活中的应用。
三、全面突破
知识点1:
(一)电解池
(1)电解池的概念:把电能转化为化学能的装置,叫作电解池或电解槽
(2)电解池的组成:外加直流电源、两个电极(与电源正极相连的叫阳极,与电源负极相连的叫阴极)、电解质溶液(或熔融态的电解质)和导线。
(3)电解池工作原理:电子由直流电源的负极流出,经过导线到达电解池的阴极,然后通过电解质溶液中离子的定向移动,阳离子在阴极得电子(发生还原反应),而阴离子在阳极失电子(发生氧化反应),电子由阳极经导线回到电源的正极。
(4)装置:以电解氯化铜溶液为例:如图
拓展:原电池与电解池的比较
装置 |
原电池 |
电解池 |
实例 |
|
|
原理 |
使氧化还原反应中电子的转移做定向移动,从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池 |
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池 |
形成条件 |
①两个电极 ②电解质溶液 ③形成闭合回路 ④自发发生氧化还原反应 |
①电源 ②电极(惰性电极或非惰性电极);③电解质(水溶液或熔化状态) |
电极名称 |
由电极本身决定: 正极:流入电子,发生还原反应 负极:流出电子,发生氧化反应 |
由外电源决定: 阳极:连电源的正极 阴极:连电源的负极 |
电子流向 |
负极流向正极 |
阳极电源正极 阴极电源负极 |
电流方向 |
正极流向负极 |
电源正极→阳极→阴极→电源负极 |
电极反应 |
负极:Zn -
2e- = Zn2+(氧化反应) 正极:2H+ + 2e- = H2↑(还原反应) |
阴极:Cu2+ + 2e- =Cu(还原反应) 阳极:2Cl-
-2e-= Cl2↑(氧化反应) |
能量转化 |
化学能→电能 |
电能→化学能 |
应用 |
①防止金属的电化学腐蚀; ②实用电池 |
①电解食盐水(氯碱工业);②电镀(镀铜);③电冶(冶炼Na、Mg、Al);④精炼(精炼铜) |
(二)电极和电极产物的判断
(1)电极的类型:
a. 活泼电极:金属活动性顺序位于Ag以前的金属(包括Ag),如Zn、Fe、Ni、Cu、Ag等,作阳极时将是电极本身发生反应。
b. 惰性电极:Pt、石墨等,无论作阳极或阴极,电极均不参与反应。
(2)电极的判断
(3)电极产物的判断
a. 若均是惰性电极(Pt、石墨),则溶液中的阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子的失电子能力顺序是: I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根(所以电解NaCl溶液时阳极产生Cl2,电解NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液时阳极产生O2);溶液中的阳离子在阴极得到电子被还原,阳离子得电子能力的顺序为:Ag+ > Cu2+ > H+(酸性溶液中)(所以在电解CuCl2溶液时在阴极分别得到Cu、H2)。
b. 若阳极是活泼电极,则阳极金属本身失去电子被氧化,阳极产物是金属离子(如Cu – 2e- = Cu2+);而不管阴极是什么材料,总是溶液中的阳离子得到电子。所以Cl2和O2一定在阳极生成,H2一定在阴极生成;质量增加的电极一定是阴极;阴极金属本身不可能失电子(与电源负极相接,电子流入阴极)。
(三)电解原理的应用
1. 电解法冶炼金属
2NaCl(熔融)2Na + Cl2↑
MgCl2(熔融)Mg + Cl2↑
2Al2O3(熔融)4Al + 3O2↑
2. 对某些器件进行电镀
以镀层金属作阳极,待镀金属制品作阴极,含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液可以实现电镀。如以Cu作阳极、Fe作阴极、CuSO4溶液作电解质溶液,可以实现在铁片上镀铜。
3. 铜的电解精炼
①铜的电解精炼示意图
②铜的电解精炼的反应原理
阳极(粗铜)Cu–2e- = Cu2+;阴极:Cu2++2e-= Cu。
粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质,当含杂质的铜在阳极不断溶解时,金属活动性顺序位于铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等,也会同时失去电子,如Zn-2e- = Zn2+,Ni-2e- = Ni2+。但是它们的阳离子比铜离子难以还原,所以它们并不在阴极获得电子析出,而只是留在电解液里。而金属活动性顺序位于铜后面的银、金等杂质,因为失去电子的能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子溶解,它们以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥(阳极泥可以作为提炼金、银等贵重金属的原料)。
4. 氯碱工业
用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品(如盐酸、含氯漂白剂、农药等),称为氯碱工业。
5. 化学电源
二次电池充电时即为电解池,遵循电解原理,将电能转化为化学能。
【典型例题】
例1.
下列有关电解的叙述正确的是( )
①电解是把电能转化为化学能
②电解是把化学能转化为电能
③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化
④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生
A.
①②③④
B.②③⑤ C. ③④ D. ①③④⑤
题析:D
点拨:从能量角度看,电解是把电能转变为化学能的过程,故①对②错。电解质溶液的导电过程,必将伴随着两个电极上氧化——还原反应的发生,同时生成新物质,故③、⑤对。某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理也可以实现,故④对。所以D选项符合题意。
例2.若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应式是:Cu + 2H+ =Cu2+ +
H2↑,则下列关于该装置的有关说法正确的是( )
A. 该装置可能是原电池,也可能是电解池
B. 该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸
C. 该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极
D. 该装置只能是原电池,且电解质溶液不可能为盐酸
题析:C。
点拨:此题考查电解池与原电池的比较,因为原电池的原理是基于一个能够自发发生的氧化还原反应,而题目中给出的金属铜的活泼性在氢以后,不能从酸中置换出氢气(即该反应不能自发发生),因此不能设计成原电池,要想完成只能设计成电解池,且铜作电解池的阳极,故C选项为正确答案。
例3.
用惰性电极电解下列溶液一段时间以后再加入一定量的某种纯物质(括号内物质),能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )
A.AgNO3(AgNO3)
B.NaOH (H2O)
C.KCl(KCl)
D.CuSO4(CuO)
题析:B、D
点拨:分析电解反应的原理,在两极析出什么物质(固体或气体)。相当于什么物质脱离反应体系,就加入什么物质即可使溶液复原。A选项中AgNO3溶液电解析出单质银和氧气,同时生成硝酸,因此复原时加入的物质为氧化银(AgO);B选项中NaOH溶液电解时实际电解的是水,在电极上析出氧气和氢气,因此复原时加入的物质为H2O;C选项中KCl溶液电解时析出氯气和氢气,同时生成KOH溶液,因此复原时加入的物质为HCl;D选项中CuSO4溶液电解时析出单质铜和氧气,同时生成了硫酸溶液,因此复原时加入的物质为CuO。
例4.
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. 原电池跟电解池连接后,电子从电池负极流向电解池阳极
C.电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D.电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
题析:B。
点拨:此题考查学生对电解池的应用的理解。电解池的两个电极中发生的反应是固定的:阳极一定发生氧化反应,阴极一定发生还原反应。因此A、C选项说法正确.再一点,电解的应用之一——电解饱和食盐水的实验中,阳极氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气,而在阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,同时有氢氧化钠溶液生成,故D选项说法也是正确的。
例5.
银锌电池的电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH,它的充电和放电过程可以表示为:2Ag + Zn(OH)2 Ag2O + Zn + H2O,下列叙述中,正确的是( )
A.
在放电过程中,电池负极区溶液的pH减小
B.在充电过程中,溶液的pH逐渐增大
C.
在放电过程中,电子由Ag2O经外电路流向Zn极
D.
充电时,Ag2O极发生氧化反应,Zn极发生还原反应
题析:A、D
错解:B、C
错解分析:①不能正确理解电极反应与环境的关系,从而不能正确书写电极反应方程式,也就无法判断电极附近溶液的pH变化。事实上,根据题目给定的化学方程式,就可以确定该电池的电解质溶液是碱性物质。因为在酸性条件下,Zn、Zn(OH)2、Ag2O都是不能存在的(事实上,高能电池和新型燃料电池一般都选择碱性环境);②审题不仔细,将原电池和电解池搞反,自然也就无法判断电子运动的方向和电极反应。对银锌电池,作原电池使用时(放电)的电极反应为:负极:Zn -
2e- + 2OH-= Zn(OH)2;正极:Ag2O
+ 2e- + H2O = 2Ag + 2OH-。当银锌电池充电时(电解),电极反应为:阴极:Zn(OH)2+ 2e- = Zn + 2OH- ;阳极:2Ag -
2e-+2OH-= Ag2O + H2O 。放电时,负极区OH-消耗,故c(OH-)减小,从而溶液的pH减小。故A正确;充电时,阳极消耗OH-,而阴极区生成等量的OH-,故溶液中的c(OH-)保持不变,溶液的pH也保持不变.故B不正确;放电时,Zn为负极,Ag2O为正极,电子由Zn极经外电路流向Ag2O极(溶液中正电荷由Zn极向Ag2O极移动,负离子由Ag2O极向Zn极运动,完成电荷运动的循环)。故C不正确;充电时,Zn极为阴极,Zn(OH)2发生还原反应;Ag2O极为阳极,Ag2O发生氧化反应,故D正确。
例6.
用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( )
A. 电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液的pH不变
B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液的pH减小
C. 电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 :1
题析:D
点拨:以稀硫酸、氢氧化钠、硫酸钠为电解液时,电解的实质是水被电解。由于水的消耗,电解液的pH会发生改变;以硫酸为电解液时,溶液的pH减小;以氢氧化钠为电解液时,溶液的pH增大。电解硫酸钠溶液时,阴、阳两极上产生的气体分别是氢气、氧气,所以其物质的量之比为2 :1。电解氯化铜溶液,在阴极上析出铜,阳极上析出氯气。根据电子守恒原理,铜离子所得到的电子数目应等于氯离子所失去的电子总数目,每一个铜离子得到的2个电子等于2个Cl-失去的2个电子,所以析出的铜与氯气的物质的量之比为1:1。
例7.
用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500mL,经过一段时间后,两极均得到标准状况下
A.0. 5mol/L B.0.8mol/L C.1.0mol/L D.1.5mol/L
题析:C。
点拨:阳极电极反应4OH- = 2H2O + O2↑ + 4e-,失去电子的物质的量为n(O2)×4=2
mol;阴极电极反应:首先发生的是Cu2++ 2e- = Cu,其次发生的是2H+ + 2e-=H2↑,阴极还原反应物质得到电子的总量为n(Cu2+)×2
+ n(H2)× 2 = n(Cu2+)×2 + ,两电极物质得失电子数相等,即 2 mol=n(Cu2+)× 2 + 。解得n(Cu2+)=0.5 mol,n(CuSO4)= n(Cu2+)
=0.5 mol,所以其物质的量浓度=。
例8.
按如图装置实验,A、B两烧杯分别盛放
A.电源P极为负极
B. 标准状况下,b极产生气体的体积为
C. c极上析出固体的质量为
D.a极上所发生的电极反应式为4OH- -
4e- =
2H2O + O2↑
题析:A、C
点拨:c极上有Cu析出,则它发生还原反应与电池负极相连,A正确;A烧杯中溶液的质量减少
例9.
在某溶液中含有氯化钠和硫酸两种溶质,其物质的量之比为3:1,用石墨为电极电解该溶液时,根据反应产物可明显分为三个阶段,则下列叙述不正确的是( )
A.
阴极只析出氢气
B.阳极先产生氯气后产生氧气
C.
最后阶段为电解水
D.
电解过程中溶液pH不断增大,最后变为7
题析:D
点拨:氯化钠和硫酸的物质的量之比为3:l,则电解时先电解氯化氢(氯化钠提供氯离子、硫酸提供氢离子),当氢离子放电完毕(硫酸提供),则开始电解氯化钠(电解氯离子和水),最后电解水。因此阴极释放出氢气,阳极先释放氯气,再释放氧气。而电解到最后溶液的溶质为硫酸钠和氢氧化钠,则溶液的pH应大于7。
例10.
锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为:
负极反应:C6Li - xe-===C6Li1-x + xLi+ (C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)
正极反应:Li1-xMO2 + xLi+ + xe-=== LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)
下列有关说法正确的是( )
A.
锂离子电池充电时电池反应为C6Li + Li1-xMO2=== LiMO2 + C6Li1-x。
B.
电池反应中,锂、锌、银、铅各失去1mol电子,金属锂所消耗的质量最小
C.
锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动
D.
锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1-x + xLi+ + xe-=== C6Li
题析:B、D
点拨:由题目所给的放电时的电极反应知电池反应为C6Li+
Li1-xMO2==LiMO2 + C6Li1-x,充电反应为放电反应的逆反应,A不正确;比较这些金属失去lmol电子时所对应的质量知B选项正确;在电池放电时电池内部的阴离子向电源负极移动,C不正确;在锂电池充电时阴极发生还原反应生成锂的单质,结合其存在形式知D正确。
四、应考锦囊
1. 判断池型的方法:有外加电源的一定为电解池,无外加电源的则为原电池;多池组合时,一般是含活泼金属的池为原电池,其余都是在原电池带动下工作的电解池。
2. 记忆离子的放电顺序:
阳极阴离子:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根
阴极阳离子:Ag+ > Cu2+
> H+(酸性溶液中)
若阳极是活泼电极,则阳极金属本身失去电子被氧化,阳极产物是金属离子(如Cu – 2e- = Cu2+);而不管阴极是什么材料,总是溶液中的阳离子得到电子。所以Cl2和O2一定在阳极生成,H2一定在阴极生成;质量增加的电极一定是阴极;阴极金属本身不可能失电子(与电源负极相接,电子流入阴极)。
3. 电解NaCl(KCl、KBr等)溶液时,H+在阴极放电,破坏水的电离平衡,OH-增多而生成NaOH(KOH);电解CuSO4(AgNO3等)溶液时,OH-在阳极放电,破坏水的电离平衡,H+增多而生成H2SO4(HNO3)。这两类溶液的电解方程式相对较难,要注意理解,多写多练。
4. 电解精炼金属时,在阳极,比主体金属活泼的金属会溶解,而比主体金属不活泼的金属则会沉积。精炼铜时,Zn、Fe、Ni等溶解而Ag、Au等沉积,若是精炼镍,则活动性弱于镍的金属也会沉积进入阳极泥。
五、本讲小结
电能转化为化学能——电解池
六、超前思维:(高一化学苏教版下学期期中复习)
1. 微观结构与物质的多样性
2. 元素周期律及元素周期表的归纳
3. 元素和原子的位—构—性三者关系总结
4. 化学反应速率的影响因素
5. 化学反应限度的主要特征
6. 化学反应中的热量变化以及正确书写热化学反应方程式
7. 原电池和电解池的形成条件和电极反应的书写
【模拟试题】(答题时间:60分钟)
一、选择题(本题共有18小题,每小题只有一个正确答案。每题3分,共54分)
1. 下列过程中,需要通电后才能进行的是( )
①电离 ②电解 ③电镀 ④电化学腐蚀
A. ①②③ B. ②③ C. ②④ D. 全部
2. 下列关于原电池和电解池的叙述中,正确的是( )
A. 原电池中失去电子的电极为正极
B. 在原电池的负极、电解池的阳极上都发生氧化反应
C. 原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D. 电解时在电解池的阳极上一定有阴离子放电
3. 关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是( )
A. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
B. 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C. 电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
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
4. 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,用镀镍碳钢网作阴极
D. 在镀件上电镀锌,用锌作阳极
*5. 电解水制取H2和O2时,为了增强溶液的导电性,常常要加入一些电解质,最好选用下列物质中的( )
A. HCl B.
NaOH C.
NaCl D.
CuSO4
6. 如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是( )
A. a为负极,b为正极
B. a为阳极,b为阴极
C. 电解过程中,d电极质量增加
D. 电解过程中,氯离子浓度不变
*7. 用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的某种物质(小括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是( )
A. CuCl2(CuSO4) B. NaOH(NaOH)
C. NaCl(HCl) D. CuSO4[Cu(OH)2]
8. 在外界提供相同电量的条件下,Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e-=Cu或Ag++e-==Ag在电极上放电,若析出铜的质量为1.
A. 1.
9. 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置。则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A. a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B. a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C. a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D. a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
10. 图中所示各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀,腐蚀的速率由快到慢的顺序为( )
A. ⑤②①③④ B. ④③①②⑤
C. ⑤④②①③ D. ③②④①⑤
**11. 用惰性电极和串联电路电解下列物质的溶液:
①NaCl、②NaNO3、③CuCl2、④AgNO3。在相同时间内生成气体的总体积(同温同压下测定)理论上从多到少的顺序是 ( )
A. ④①②③ B.①②③④ C. ②①③④ D.①②④③
*12. 用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重ag时,在阳极上同时产生bL(标准状况)氧气。由此可知,M的相对原子质量为 ( )
A. B. C. D.
13. 如图所示,将两烧杯里的电极用导线连接,下列叙述正确的是 ( )
A.电极1为原电池的正极
B.电极2附近的溶液显碱性
C.电极4发生氧化反应
D. 电子由电极2通过导线流向电极3
14. 如下图所示,两电极上发生的电极反应为:a极:Cu2+ + 2e- = Cu;b极:Fe-2e- = Fe2+。下列说法不正确的是 ( )
A. 该装置可能是电解池
B.a极上一定发生还原反应
C. a、b可能是同种电极材料
D. 该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能
15. 要实现反应:Cu + H2SO4===CuSO4 + H2↑,可采取的正确方法是 ( )
A.铜、石墨、水构成原电池装置
B.铜作阳极,铂作阴极,电解稀硫酸
C.铜作阳极,铁作阴极,电解硫酸钠溶液
D.铜作阳极和阴极,电解氢氧化钠溶液
16. 我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为:4Al+3O2+6H2O ===4Al(OH)3 ,下列说法不正确的是( )
A. 正极反应式为:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
B. 电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极
C. 以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积
D.该电池通常只需更换铝板就可继续使用
17. 把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为 ( )
A.1:2:3 B.3:2:
**18. 某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为:Li + LiMn2O4 = Li2Mn2O4 。下列说法正确的是( )
A. 放电时,LiMn2O4发生氧化反应
B.放电时,正极反应为:Li+ + LiMnO4 + e-=Li2Mn2O4
C. 充电时,LiMn2O4发生氧化反应
D.充电时,阳极反应为:Li+ + e- = Li
二、非选择题
19. (6分)电解时,电子从直流电源的 极通过导线流向电解池的____________极,该极上发生 反应,电解池的另一极为 极,该极上发生_____________反应,电子由该极通过导线再回到直流电源的 极。
20. (14分)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式为 ,在X极附近观察到的现象是 。(4分)
②Y极上的电极反应式为 ,检验该电极反应产物的方法及现象是 。(4分)
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是 ,电极反应式是 。(3分)
②Y电极的材料是 ,电极反应式是 。(3分)
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
21. (12分)现需设计一个实验,电解饱和食盐水并测定电解产生氢气的体积(约15毫升),还要检验氯气的氧化性。
(1)试从图中选用几种必要的装置,连接成一套装置,这些装置接口的顺序(编号)从左到右是 。
(2)电路的连接是碳棒接电源 极,电极反应为 ;铁棒接电源 极,电极反应为 ;电解总反应的化学方程式为 。
(3)验证氯气氧化性的装置为 (序号),发生反应的离子方程式为 ,装置中的现象是 。
22. (14分)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答下列问题:
①电源的N端为
极。
②电极b上发生的电极反应为
。
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:
。
④电极c的质量变化是
g。
⑤电解前后溶液的酸碱性大小是否发生变化?简述其原因:
甲溶液:
。
乙溶液:
。
丙溶液:
。
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行?为什么?
。
【试题答案】
一、选择题:
题号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
答案 |
B |
B |
B |
A |
B |
C |
C |
B |
B |
题号 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
答案 |
C |
B |
C |
B |
D |
B |
B |
D |
B |
5. 解析:由于电解水时的产物是H2和O2,所以所加入的物质在电解时不影响H2(阴极产物)与O2(阳极产物)的生成。所以答案应为B。A、C项电解时,阳极产物是Cl2;D项电解时,阴极产物是Cu。
7. 解析:电解A、B、C、D四组溶液时,根据阴、阳极离子的放电顺序,可以分别得到四组阴阳极放电产物。
选项 |
电解质溶液 |
电极产物 |
补充物质 |
A |
CuCl2 |
Cu、Cl2 |
CuCl2 |
B |
NaOH |
O2、H2 |
H2O |
C |
NaCl |
Cl2、H2、NaOH |
HCl |
D |
CuSO4 |
Cu、O2、H2SO4 |
CuO |
所以答案选C。
11. 解析:通过相同电量的电子(设为2 mol)
选项 |
电解质溶液 |
阳极产物 |
阴极产物 |
相同时间内获得气体总体积(×22.4mol/L) |
① |
NaCl |
Cl2 |
H2、NaOH |
1+1 |
② |
NaNO3 |
O2 |
H2 |
1+1/2 |
③ |
CuCl2 |
Cl2 |
Cu |
1 |
④ |
AgNO3 |
O2 |
Ag |
1/2 |
所以答案选B。
12. 解析:本题可根据得失电子总数相等进行判断。已知还原1 mol O2时有4 mol电子转移,所以bL O2生成转移电子的物质的量为4b/22.4 mol。即Mx+得到相同数目的电子生成金属的质量为 a g。即 ·x = ,所以M = 。
18. 解析:本题主要考查原电池及电解池的工作原理。所给电池放电对金属锂失电子发生氧化反应,A不正确;正极反应:Li+ + LiMn2O4 + e- = Li2Mn2O4,B正确;充电时,阳极发生氧化反应,LiMn2O4应为氧化产物,显然C不正确,又由充电时Li2Mn2O4为反应物,故D不正确。所以选B。
二、非选择题:
19. 负 阴 还原 阳 氧化 正
20. (1)①2H++2e-=H2↑ 放出气体,溶液变红
②2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2++2e-=Cu
②粗铜Cu-2e-=Cu2+
21. 解析:由该实验的实验目的:电解饱和食盐水——选装置①;测定产生H2的体积——选装置④⑥;检验Cl2的氧化性——选装置③;尾气吸收——选装置②。由电解原理A极为阴极,电极反应为:2H++2e-=H2↑,B极为阳极,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑。总反应为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。A端生成H2,B端生成Cl2,装置连接顺序为I、F、G、A、B、D、E、C。
利用KI淀粉溶液验证Cl2的氧化性,反应为Cl2+2I-=2Cl-+I2。溶液变蓝。
答案:(1)I、F、G、A、B、D、E、C
(2)正 2Cl--2e-=Cl2↑ 负 2H++2e-=H2↑
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)③ Cl2+2I-=2Cl-+I2 溶液变蓝色
22. (1)①正 ②4OH-― 4e-= 2H2O + O2↑
③
④16 ⑤甲增大,因为相当于电解水 乙减小,OH-放电,H+增多
丙不变,相当于电解水
(2)可以。因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应