第六章第三节知能演练高分跨栏

1．(2013·长沙名校联考)现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是()A．阴极产物是氢气B．阳极产物是氧气C．阴极产物是铝和氧气D．阳极产物只有氯气解析：选B。将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O2－放电，阳极产物为氧气；阴极为Al3＋放电，阴极产物为Al。2．化学与工农业生产和人类生活密切相关。下列说法中，正确的是()A．钢铁在海水中比在河水中更易生锈B．铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀C．铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应D．用惰性电极分别电解CuCl2溶液和MgCl2溶液分别得到单质Cu和Mg解析：选A。A选项，海水中电解质浓度大，易形成原电池，正确；C选项，均发生的是氧化反应；D选项，Mg的活泼性大于H的，所以不会生成Mg单质，错误。3．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋解析：选B。钢管与电源负极连接，钢管才可被保护。钢管与铜管露天堆放在一起，遇到阴雨天气，构成原电池，钢管更易被腐蚀。钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋。4．下列有关电解水实验的说法中不正确的是()A．为提高水的电解速率，可以在水中加入少量的氯化钠B．若在水中加入少量的硫酸钠，电解结束后溶液的pH将会保持不变C．电解水的过程中，阴极区附近的溶液的pH会升高D．当电解产生氧气1.12L(标准状况)时，转移的电子总数为0.2mol解析：选A。A选项，Cl－会失电子，错误；B选项，是电解的水，硫酸钠溶液显中性，正确；C选项，阴极H＋得电子，酸性减弱，正确；D选项，依阳极发生4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，生成1molO2转移4mol电子，所以生成0.05molO2转移0.2mol电子，正确。5.(2013·马鞍山高三模拟)用铅蓄电池电解甲、乙两池中的溶液。已知铅蓄电池的总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放电充电2PbSO4(s)＋2H2O(l)。电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，c极附近溶液变红，下列说法正确的是()A．c极变红，说明OH－大量移向c极，故c为阳极B．放电时铅蓄电池负极的电极反应式为PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋4e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)C．若有1molPb反应完，则甲池中b极产生1molCuD．若四个电极材料均为石墨，当析出6.4gCu时，两池中共产生气体5.6L(标准状况下)解析：选D。c极变红，说明该极附近溶液呈碱性，其原因是H＋放电促进水的电离平衡正向移动，导致c(OH－)c(H＋)，故A错误。原电池的负极发生氧化反应，故B错误。H＋在c极放电，说明该极是阴极，则b极为阳极，产生氯气，故C错误。当析出6.4gCu时，电路中转移0.2mol电子，则b极生成0.1molCl2，c极、d极分别生成0.1molH2、0.05molO2，两池中共产生0.25mol气体，标准状况下其体积为5.6L，D正确。6．(2013·潍坊模拟)为研究金属腐蚀的条件和速率，其课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期，下列对实验结束时现象描述不正确的是()A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀解析：选B。装置Ⅰ中挥发出的水蒸气为中性，铁钉发生吸氧腐蚀，左侧的液面一定会上升；装置Ⅱ中挥发出HCl气体和水蒸气，呈酸性，铁钉发生析氢腐蚀，左侧的液面下降，故左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的高；装置Ⅱ中铜与铁构成原电池，腐蚀最为严重；装置Ⅲ中铁钉处于干燥环境，几乎没被腐蚀。7．(2013·洛阳高三模拟)下图两个装置中，液体体积均为200mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5mol·L－1，工作一段时间后，测得有0.02mol电子通过，若忽略溶液体积变化，下列叙述正确的是()A．产生气体体积：①＝②B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中负极：2H＋＋2e－===H2↑D．溶液的pH变化：①减小，②增大解析：选D。n(CuSO4)＝n(H2SO4)＝0.1mol，通过0.02mol电子，所以电解质均没有反应完；①为电解池，阳极发生4OH－－4e－===2H2O＋O2↑、阴极发生Cu2＋＋2e－===Cu，阴极质量增加，溶液pH减小；②为原电池，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋、正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，溶液pH增大，正极质量不变，只有D正确。8．(2013·湖南重点中学检测)已知在pH为4～5的溶液中，Cu2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。某同学拟用电解硫酸铜溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH＝3.8的含有硫酸铁杂质的硫酸铜溶液中加入过量的黑色粉末X，充分搅拌后将滤液用如图所示装置电解，其中某电极增重ag，另一电极上产生标准状况下的气体VmL。下列说法正确的是()A．黑色粉末X是铁粉B．铜电极连接电源的正极C．石墨电极的反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋D．铜的相对原子质量为22400aV解析：选C。利用铁离子水解提纯硫酸铜，应向溶液中加入氧化铜，A项错误；B项，铜为阴极，铜在铜极析出，故铜极与电源的负极相连，B项错误；C项，石墨为阳极，H2O发生氧化反应，C项正确；D项，根据电子守恒，生成1mol氧气，必有2mol铜析出。n(Cu)＝V22400×2mol＝V11200mol，M(Cu)＝mCunCu＝11200aVg/mol，D项错误。9．(2013·九江高三检测)用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液n(AlCl3)∶n(CuSO4)＝1∶9。t1时刻a电极得到混合气体，其中Cl2在标准状况下为224mL(忽略气体的溶解)；t2时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是()A．a电极与电源的负极相连B．t2时刻，两电极的质量相差3.84gC．电解过程中，溶液的pH不断增大D．t2时刻后，b电极的电极反应是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑解析：选B。根据a电极得到Cl2，即2Cl－－2e－===Cl2↑，则电极a为阳极，与电源的正极相连；根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl－0.02mol，故CuSO4为0.06mol，t2时阴极b上Cu2＋完全析出，其电极质量增加0.06mol×64g/mol＝3.84g，B项正确；Cl－和Cu2＋放电时，溶液pH不变，当OH－和Cu2＋放电时，溶液酸性增强；t2时刻后，a、b两极分别是OH－和H＋放电，溶液pH又保持不变，b电极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。10．(2013·山西六校联考)硒是制光电池的一种原料，人体缺少硒就会得“克山病”，从电解精炼铜的阳极泥中提取硒的流程如下：请回答下列问题：(1)实验室中电解精炼铜的简易装置如图所示，请在图中标出电极材料和电解液的名称。(2)阳极泥中硒以Se、Ag2Se、Cu2Se等形式存在，Se和浓硫酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)SeO2溶于水得H2SeO3(Ka1＝3.5×10－3，Ka2＝5.0×10－8)，亚硒酸溶液与SO2反应制硒的离子方程式为________________________________________________________________________。电解亚硒酸溶液可制得强酸H2SeO4，则电解时的阳极反应式为________________________________________________________________________。(4)上述硒的提取过程中存在的主要问题是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)电解精炼铜时粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液。(2)根据流程图可知硒的氧化产物为SeO2，浓硫酸的还原产物为SO2，由此可得出化学方程式。(3)根据题中提示H2SeO3是弱酸，在离子方程式中应写化学式。电解亚硒酸溶液时，阳极发生氧化反应生成硒酸。答案：(1)左侧：粗铜右侧：精铜电解液：硫酸铜溶液(2)Se＋2H2SO4(浓)=====△SeO2↑＋2SO2↑＋2H2O(3)H2SeO3＋2SO2＋H2O===Se＋2SO2－4＋4H＋H2SeO3－2e－＋H2O===SeO2－4＋4H＋(4)浓硫酸的腐蚀性强；焙烧过程中产生大量有毒气体SO2，污染环境(其他合理答案亦可)11．(2013·乌鲁木齐高三检测)铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。(1)某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为________________________________________________________________________，左侧烧杯中的c(Cl－)________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)已知下图甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。(3)装置丙中，易生锈的是________点(填“a”或“b”)。装置丁中可观察到的实验现象是________________________________________________________________________。解析：(1)原电池反应中Fe作负极，石墨棒作正极，右侧烧杯中电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。由于平衡电荷的需要，盐桥中的Cl－向负极迁移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。(2)装置乙是电解装置，阴极(右侧)产生H2，同时根据总反应式可知Fe只能作阳极(左侧)。由已知条件知，在装置甲中，Fe作原电池的负极，在左侧，C作原电池的正极，在右侧。(3)装置丙中由于a点既与电解液接触，又与空气接触，故易生锈。装置丁中铁屑发生吸氧腐蚀，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，生成的离子继续反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，由整个反应来看，最终铁屑表面会生成红棕色的铁锈，由于反应消耗氧气，因此试管内液面上升。答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑增大(2)甲池中：左—Fe，右—C，乙池中：左—Fe，右—C(3)a铁屑表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升12．利用如图所示装置电解硝酸银溶液和饱和硫酸钠溶液(甲中盛有AgNO3溶液，乙中盛有饱和Na2SO4溶液)。(1)通电一段时间，观察到湿润的淀粉KI试纸的______(选填“C”或“D”)端变蓝。(2)装置甲中阳极为________，阴极的电极反应式为________________________________。(3)装置乙中观察到的现象是________________________________________________________________________。(4)电解一段时间后，装置甲、乙中共收集到气