2019-2020学年高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第三单元 化学能与电能的转化 第2课时

第2课时电能转化为化学能课后达标检测[基础巩固]1.下列叙述正确的是（）A.在电解的过程中，是将化学能转化为电能B.用电解法精炼粗铜时，阳极减少的质量等于阴极增加的质量C.碳棒、铝棒和烧碱溶液不能形成原电池D.电解氯化铜溶液时，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝解析：选D。在电解的过程中，是将电能转化为化学能，故A错误；用电解法精炼粗铜时，阳极是粗铜，比铜活泼的杂质金属先反应，没有铜活泼的杂质金属不参与反应，会在阳极附近沉积下来，所以阳极减少的质量大于阴极增加的质量，故B错误；碳棒、铝棒活泼性不同，且铝能与烧碱溶液反应，能形成原电池，故C错误；电解氯化铜溶液时，阳极产生的气体为氯气，氯气可以和KI反应生成碘单质而使淀粉显蓝色，故D正确。2.工业上电解食盐水的阴极区产物是（）A.氯气B.氢气和氯气C.氢气和氢氧化钠D.氯气和氢氧化钠解析：选C。用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，破坏水的电离平衡，阴极区域OH－与Na＋结合成NaOH。3.根据金属活动性顺序表，Cu不能发生反应：Cu＋2H2O===Cu（OH）2↓＋H2↑。但选择恰当的电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是（）选项ABCD阳极石墨棒CuCuCu阴极石墨棒石墨棒FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O解析：选B。Cu作阳极时自身失电子，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑。C项电解液H2SO4会中和生成的Cu（OH）2，实际上不会生成Cu（OH）2；D项中H2O导电能力不强；B项中Na2SO4溶液起增强导电性的作用，电解总反应为Cu＋2H2O=====通电Cu（OH）2↓＋H2↑。4.在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是（）A.锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B.铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D.锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子解析：选A。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液。5.下列有关电化学的图示，完全正确的是（）解析：选D。原电池中活泼金属作负极，A错；电解精炼铜时，粗铜作阳极，B错；电镀中镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，C错；D对。6.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）A.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极和阳极上析出的产物的物质的量之比为1∶2D.电解氯化铜溶液，在阴极和阳极上析出的产物的物质的量之比为1∶1解析：选D。电解稀硫酸，实质是电解水，稀硫酸的浓度增大，溶液pH减小；电解稀氢氧化钠溶液，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液pH增大；电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出的产物分别是H2和O2，两者的物质的量之比为2∶1，而不是1∶2；电解氯化铜溶液，在阴极和阳极上析出的产物分别是Cu和Cl2，两者的物质的量之比为1∶1。7.用图甲所示装置进行实验，若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。下列叙述不正确的是（）A.E表示反应生成Cu的物质的量B.E表示反应消耗H2O的物质的量C.F表示反应生成H2SO4的物质的量D.F表示反应生成O2的物质的量解析：选C。在该电解池中，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应：2CuSO4＋2H2O=====通电2Cu＋2H2SO4＋O2↑，从乙中所给的图像看，每转移4mole－，E为0→2mol，F从0→1mol，显然A、B、D正确，C中表示生成H2SO4的物质的量应为E。8.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2＋Ni2＋Cu2＋）（）A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===NiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析：选D。金属的电解精炼原理：含杂质的金属材料作阳极，纯金属作阴极，含该金属离子的电解质溶液作电解液，在阳极上该金属及比该金属活泼性强的金属失电子，比该金属活泼性弱的金属不失电子，沉积在电解槽底部，在阴极上只有电解质溶液中的该金属离子得电子析出。电解时，阳极上金属按还原性由强到弱的顺序（ZnFeNiCuPt）发生氧化反应，即Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋。Cu、Pt还原性比Ni弱，不能失去电子溶解。当阳极上Ni失电子溶解后，Cu、Pt以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。阴极上金属离子按氧化性由强到弱的顺序（Ni2＋Fe2＋Zn2＋）发生还原反应，即Ni2＋＋2e－===Ni。Fe2＋、Zn2＋比Ni2＋氧化性弱，并不在阴极上析出，而是留在电解液中。阳极发生氧化反应，A错误；电解过程中，阳极上有Zn、Fe、Ni溶解且Cu、Pt脱离阳极而沉积在电解槽底部，阴极上只有Ni析出，故两电极质量的改变不相等，B错误；电解液中除Zn2＋、Fe2＋外，还有Ni2＋，C错误。9.利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是（）A.氯碱工业中，若X、Y均为石墨，Y附近能得到氯气B.铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C.外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属D.电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属解析：选C。根据电子流向，X是阳极，Y是阴极。A项，Y附近应得到H2和NaOH；B项，纯铜应作阴极（Y）；D项，电镀时，待镀金属应作阴极（Y）。10.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1.92g，则析出银的质量为（）A.1.62gB.6.48gC.3.24gD.12.96g解析：选B。提供相同电量时两极得电子数相同，设析出银的质量为x，1.92g64g·mol－1×2＝x108g·mol－1，得x＝6.48g。11.用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的另一种物质（括号内），溶液不能与原溶液相同的是（）A.CuCl2（CuCl2）B.NaOH（NaOH）C.NaCl（HCl）D.CuSO4（CuO）解析：选B。首先根据电解规律判断电解产物，将电解后脱离了电解液的产物化合后再“溶入”其中即可与原溶液的组成相同。电解CuCl2溶液的产物是Cu和Cl2，其化合后产物为CuCl2，应加入CuCl2；电解NaOH溶液的产物是H2和O2，其化合后产物为H2O，应加入H2O；电解NaCl溶液的产物是H2和Cl2，其化合后产物为HCl，应加入HCl；电解CuSO4溶液的产物是Cu和O2，其化合后产物为CuO，应加入CuO。12.如图所示，A、B、C三个装置中的三个烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。（1）A池中Zn是极，发生反应（填“氧化”或“还原”，下同），电极反应式为。A中总反应的化学方程式为_________________________。（2）B池中C是极，发生反应，电极反应式为。B池中总反应的化学方程式为__________________________。（3）C池中Cu是极，发生反应，电极反应式为。反应过程中，溶液浓度（填“变大”“变小”或“不变”）。解析：原电池与电解池的区别在于有无外接电源，有外接电源为电解池，无外接电池为原电池。对原电池来讲，活泼电极作负极，失电子发生氧化反应，不活泼电极作正极，得电子发生还原反应。对电解池来讲，与电源负极相连为阴极，得电子发生还原反应，与电源正极相连为阳极，失电子发生氧化反应。从图中可以判断出A属于原电池，B、C属于电解池，然后根据反应原理判断即可。答案：（1）负氧化Zn－2e－===Zn2＋Zn＋CuCl2===Cu＋ZnCl2（2）阴还原Cu2＋＋2e－===CuCuCl2=====通电Cu＋Cl2↑（3）阳氧化Cu－2e－===Cu2＋不变13.如图表示的是电解饱和食盐水的装置，阴极材料是铁棒，阳极材料是碳棒，饱和食盐水中含有少量酚酞。（1）接通电源后，饱和食盐水中的阳离子的移动方向是（填“阴极”或“阳极”）。（2）电极上生成了气体A和B，生成气体A的电极反应式是________________________。（3）随着气体的生成，饱和食盐水中产生了两种不同的颜色：一种是色，其产生的位置是（填“阴极区”或“阳极区”）；另一种是色，其产生的位置是（填“阴极区”或“阳极区”）。（4）电解一段时间后取出电极，将U形管内的液体搅拌混匀，又发生了化学反应，该反应的化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________________________________；该溶液可用作消毒剂，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。解析：在阴极区，随着H＋的不断放电，H2O的电离也不断产生（H2OH＋＋OH－的平衡不断向右移动），OH－的浓度逐渐增大，溶液的碱性逐渐增强，使含酚酞的饱和食盐水呈红色。在阳极区，Cl－放电生成Cl2，一部分Cl2溶于水形成氯水，使溶液呈浅黄绿色。答案：（1）阴极（2）2H＋＋2e－===H2↑（或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－）（3）浅黄绿阳极区红阴极区（颜色与产生的位置对应即可）（4）Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2ONaClO有强氧化性[能力提升]14.如图所示，E为浸有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A、B均为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极。M、N是多微孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。（1）指出外电源的正、负极：R为，S为。（2）A附近的现象是，B附近发生的电极反应式为________________________________________________________________________。（3）滤纸上的紫色点向哪方移动？。解析：根据示意图中的两种气体的体积，确定电源的正、负极，因为D中放出氧气，N端为阳极，所以S为电源的正极，则R为电源的负极。A端为阴极，吸引阳离子，阳离子放电：2H＋＋2e－===H2↑，因为电解破坏了水的电离平衡，所以此处OH－浓度增大，溶液显红色。答案：（1）负极正极（2）溶液变为红色4OH－－4e－===2H2O＋O2↑（3）向B端移动15.在20℃时，电解饱和CuSO4溶液，假设有0.6mol电子发生转移时，使电解进行完全，测得电解后溶液的密度为1.074g/mL。（20℃CuSO4的溶解度为20g，使用惰性电极）求：（1）电解后溶液的物质的量浓度。（2）取电解后溶液10mL稀释至1000mL，取出25mL用0.2mol/L的NaOH溶液中和，需多少毫升NaOH溶液？解析：（1）由2mole－～1molCu可得0.6mole－～0.3molCu，即CuSO4为0.3mol，则根据电解CuSO4溶液时有关物质的量间的关系可知：CuSO4＋H2O=====通电Cu＋H2SO4＋1/2O2↑1mol1mol1mol0.5mol0.3mol0.3mol0.