高考化学总复习第6章第3讲

第6章第3讲1．把等物质的量的Na2SO4、NaCl和AgNO3混合物放入足量水中，经充分搅拌后，将所得溶液用石墨电极进行电解，阳极生成的物质是()A．H2B．AgC．Cl2D．O2解析：选D。将等物质的量的Na2SO4、NaCl和AgNO3混合物放入水中，发生反应：NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓，所得溶液为NaNO3和Na2SO4的混合液，用石墨电极电解时，实质是电解水，故阳极上生成的物质是O2。2．用石墨作电极，电解1mol/L的下列各项三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变和降低的是()A．AgNO3CuCl2Cu(NO3)2B．KClNa2SO4CuSO4C．CaCl2KOHNaNO3D．HClHNO3K2SO4解析：选B。常见酸、碱、盐溶液的电解规律(惰性电极)如表：类型化学物质pH变化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生碱型KCl、CaCl2升高电解电解质型CuCl2HCl升高电解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不变KOH升高HNO3降低3.用石墨作电极完全电解含1mol溶质X的溶液后，向溶液中加入一定量的物质Y能使电解液恢复到起始状态是选项X溶液物质YACuCl21molCu(OH)2BKOH1molKOHCNa2SO41molH2SO4DAgNO30.5molAg2O解析：选D。电解CuCl2溶液的化学方程式为CuCl2=====通电Cu＋Cl2↑，所以电解后加CuCl2才能恢复原状；电解KOH溶液的化学方程式为2H2O=====通电2H2↑＋O2↑，电解后加水才能恢复原状；电解Na2SO4溶液的化学方程式为2H2O=====通电2H2↑＋O2↑，电解后加水能恢复原状；电解AgNO3溶液的化学方程式为4AgNO3＋2H2O=====通电4Ag＋O2↑＋4HNO3，电解后加入0.5molAg2O可恢复原状，故ABC错误，选D。4．在化学能与电能的转化过程中，下列叙述正确的是()A．电解法精炼铜时，电解质溶液中的铜离子浓度不变B．用惰性材料作电极的电解池装置中，阳离子在阳极放电，阴离子在阴极放电C．电镀时，电镀槽里的阳极材料发生氧化反应D．原电池的负极与电解池的阴极都发生氧化反应解析：选C。电解法精炼铜时，由于粗铜中含有比铜活泼的金属，先放电形成离子进入溶液，而电解质溶液中的铜离子在阴极放电，导致电解质溶液中的铜离子浓度减小，A错误；用惰性材料作电极的电解池装置中，阳离子在阴极放电，阴离子在阳极放电，B错误；电镀时，电镀槽里的阳极材料直接放电，发生氧化反应，C正确；原电池的负极与电解池的阳极都发生氧化反应，D错误。5．电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法错误的是()A．a极与电源的正极相连B．产物丙为硫酸C．离子交换膜d为阳离子交换膜D．a电极的反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－解析：选D。由气体甲与气体乙的体积比约为1∶2可知，甲为氧气，a电极发生反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，乙为氢气，b电极发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。则a极与电源的正极相连，产物丙为硫酸，产物丁为氢氧化钠，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜。选D。6．用有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的立式隔膜电解槽电解食盐水时，下列叙述错误的是()A．每转移1mol电子，生成标准状况下的气体共22.4LB．铁作阴极C．阳极的反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑D．产品烧碱中混有NaClO杂质解析：选D。电解饱和食盐水，铁作阴极，石墨作阳极，阴极发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，阳极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，每转移1mol电子，便生成氢气和氯气共1mol，标准状况下的气体体积为22.4L。因为氯气不与氢氧化钠接触，故得不到NaClO。故选D。7．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeO－2下列说法不正确的是()A．在pH4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B．在pH6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C．在pH14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓解析：选C。A项，酸性较强条件下，碳钢主要发生析氢腐蚀，正确；B项，在pH6的溶液中，酸性较弱．主要发生吸氧腐蚀：正确；C项，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误；D项，除去溶液中的O2后，腐蚀速率会减缓，正确。8．为铁制品镀上一定厚度的铜层，以下设计方案正确的是()A．铜作阳极，铁制品作阴极，溶液含有铜离子B．铜作阴极，铁制品作阳极，溶液含有铜离子C．铜作阳极，铁制品作阴极，溶液含有亚铁离子D．铜作阴极，铁制品作阳极，溶液含有亚铁离子解析：选A。电镀时镀件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属的可溶性盐作电解质溶液。9．用惰性电极电解下列溶液一小段时间后，加入一定量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是()A．CuSO4[Cu(OH)2]B．CuCl2(CuCl2)C．NaCl(NaCl)D．NaOH(NaOH)解析：选B。A项中的电解方程式为2CuSO4＋2H2O=====电解2Cu＋2H2SO4＋O2↑，消耗的CuSO4与H2O的物质的量之比为1∶1，而加入Cu(OH)2后发生反应：Cu(OH)2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，生成的CuSO4与H2O的物质的量之比为1∶2，故不能恢复到原来的溶液；B项电解的是电解质本身，故只需要加入CuCl2即可恢复；C项电解之后生成NaOH、H2和Cl2，故要加入HCl才可以恢复；D项实质是电解水，故加入NaOH不可恢复。10．(2015·九江模拟)某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如图，下列说法不正确的是()A．A为电源正极B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OC．阴极区附近溶液的pH降低D．若不考虑气体的溶解，当收集到H213.44L(标准状况)时，有0.1molCr2O2－7被还原解析：选C。根据图示知，A为正极，B为负极，电极反应式：阳极为Fe－2e－===Fe2＋；阴极为2H＋＋2e－===H2↑；然后，在阳极区溶液中发生反应：Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O；由于在阴极区溶液中的c(H＋)减小，所以pH增大。根据6H2～6Fe2＋～Cr2O2－7得，当有13.44L(标准状况)H2放出时，应有0.1molCr2O2－7被还原。11．甲装置中所含的是物质的量之比为1∶2的CuSO4和NaCl的混合溶液，电解过程中溶液的pH随时间t变化的示意图如乙所示(不考虑电解产物与水的反应)。试分析下列叙述中正确的是()A．该混合溶液中的SO2－4导致A点溶液的pH小于B点B．AB段与BC段在阴极上发生的反应是相同的，即：Cu2＋＋2e－===CuC．BC段阴极产物和阳极产物的体积之比为2∶1D．在整个电解的过程中会出现少量淡蓝色的Cu(OH)2沉淀解析：选C。由题意，没有电解前，溶液中的铜离子水解，溶液显酸性，开始时电解CuCl2即AB段，当CuCl2电解完后，溶液是硫酸钠溶液，显中性，这时再电解就是电解水，即BC段，AB段阴极生成铜，BC段阴极生成氢气；BC段电解水，阴极产物氢气和阳极产物氧气的体积之比为2∶1；在整个电解的过程中不会出现淡蓝色的Cu(OH)2沉淀，A、B、D错误，选C。12.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AgNO3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：①电解池中Y电极上的电极反应式为________。在Y电极附近观察到的实验现象是________；检验该电极反应产物的方法是________。②X电极上的电极反应式为________。(2)如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用Ni(NO3)2溶液，则：①X电极的材料是________，电极反应式为________，②Y极的材料是________，电极反应式为________。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。解析：(1)用惰性电极电解AgNO3溶液时，阳极反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑；阴极反应：4Ag＋＋4e－===4Ag。与电源正极相连的电极为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH－，生成了H＋，溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色，Y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；X电极产生Ag。(2)电解精炼Ni时，用粗镍作阳极，纯镍为阴极。反应过程中阳极上的Ni以及比Ni活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Ni差的金属形成阳极泥；在阴极只有Ni2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯镍，电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni；Y电极的材料是粗镍，电极反应式为Ni－2e－===Ni2＋。答案：(1)①2H2O－4e－===4H＋＋O2↑有无色气体放出，溶液变红用带火星的木条检验，木条复燃②4Ag＋＋4e－===4Ag(2)纯镍Ni2＋＋2e－===Ni粗镍Ni－2e－===Ni2＋13．二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出电解法制取ClO2的新工艺。(1)如图用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为______________________________________________。(2)电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________mol；用平衡移动原理说明阴极区pH增大的原因：_______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)Cl－在阳极失去电子发生氧化反应。(2)水电离产生的H＋在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n＝2n(H2)＝2×(0.112L÷22.4L·mol－1)＝0.01mol，则在内电路中移动的电荷为0.01mol，每个Na＋带一个单位的正电荷，则通过阳离子交换膜的Na＋为0.01mol。答案：(1)Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋(2)0.01在阴极发生2H＋＋2e－===H2↑，H＋浓度减小，使H2OH＋＋OH－的平衡向右移动，OH－浓度增大，pH增大14．Ⅰ.O3可由臭氧发生器(见下图)电解稀硫酸制得。(1)图中阴极为________(填“A”或“B”)，其电极反应为____________________________________________________________。(2)若C处通入O2，则A极的电极反应为________。(3)若C处不通入O2，D、E处分别收集到xL和yL气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为________。(忽略O3的分解)Ⅱ.全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。(1)当左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，其电极反应式为_____________________________________________________________________________