2020高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化 第3课时课时作业课件 苏

[A篇知识对点训练]知识点一电解池的工作原理1．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是()A．电解池是一种将电能转变成化学能的装置B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应解析当电解池的阳极为活泼金属时，则电极本身被氧化。解析答案D答案2．用石墨作电极电解氯化铜溶液，下列说法正确的是()A．在阳极上析出金属铜B．在阴极上析出金属铜C．在阴极上产生有刺激性气味的气体D．阳极上发生还原反应解析根据电解原理，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阳极上放出有刺激性气味的氯气；阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。解析答案B答案3．用石墨作阳极、铁棒作阴极电解熔融的氯化钠，下列说法正确的是()A．石墨电极周围有大量的钠离子B．铁棒质量增加C．电子通过熔融电解质流向铁棒D．阴极发生氧化反应解析氯离子移向阳极，发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；钠离子移向阴极，发生还原反应：2Na＋＋2e－===2Na。解析答案B答案4．用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A．阴极附近溶液呈红色B．阴极逸出气体C．阳极附近溶液呈蓝色D．溶液的pH减小答案D答案解析用石墨作电极电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为2I－－2e－===I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根离子浓度增大呈碱性，溶液变红色。解析5．如图中两烧杯盛有相同电解质溶液，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加。b极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是()a电极b电极X电极溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨正极NaOHC银铁负极AgNO3D石墨铜正极NaNO3答案A答案解析由通电后a、b两极的现象知，X为负极，Y为正极，故B、D错误；b为阳极，A项中的阳极反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，C项中的阳极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，结合b极处有无色无味气体放出，则A正确，C错误。解析知识点二酸、碱、盐溶液的电解规律6．下列叙述正确的是()①电解池是将化学能转变成电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化④电解池两个电极材料可以相同A．①②③④B．③④C．②③④D．③答案B答案解析电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是自由电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。解析7．用图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示转移电子的物质的量，下列叙述正确的是()A．E的纵坐标可表示反应过程中生成Cu的物质的量或反应消耗H2O的物质的量B．Cu极上的电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑C．F的纵坐标可表示反应过程中生成H2SO4的物质的量D．电解后溶液的pH增大答案A答案解析该电解池中，Cu极(阴极)的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，C极(阳极)的电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，总反应为2CuSO4＋2H2O=====通电2Cu＋2H2SO4＋O2↑，B项错误；电解后有硫酸生成，溶液的pH减小，D项错误；由乙图可看出转移4mol电子时，E的纵坐标由0mol→2mol，F的纵坐标由0mol→1mol，则E的纵坐标可表示生成H2SO4的物质的量、生成Cu的物质的量或反应消耗H2O的物质的量，F的纵坐标表示生成氧气的物质的量，A项正确，C项错误。解析8．某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是()A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动答案D答案解析a和b不连接时，铁片与Cu2＋直接发生置换反应，有金属铜析出，A项正确；a和b用导线连接时，该装置形成原电池，铜片作正极，铁片作负极失去电子形成Fe2＋，因此无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，所以B、C两项正确；若a和b分别连接直流电源正、负极，铜片作阳极，铜片失去电子生成Cu2＋，Cu2＋向铁电极移动。解析9．用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCu(OH)2，恰好使溶液恢复至原来的状态，下列关于电解过程的说法不正确的是()A．生成铜的物质的量为0.2molB．随着电解的进行，溶液的pH减小C．转移电子的物质的量为0.4molD．阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑答案C答案解析0.2mol氢氧化铜可以看作0.2mol氧化铜和0.2mol水，因此生成的铜、氢气和氧气均是0.2mol，其中铜和氢气在阴极产生，氧气在阳极产生(2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)，转移电子的物质的量是0.2mol×4＝0.8mol，故C错误，A、D正确；由上述分析可知，该电解过程的总反应方程式为CuSO4＋2H2O=====通电Cu＋H2↑＋O2↑＋H2SO4，故随着电解的进行，溶液的pH减小，B正确。解析10．用石墨作电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO2－4等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是________。(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是________。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是________。(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为4∶2∶1时，电解质是________。答案(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl(4)CuSO4答案解析惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。(1)阴极有H2生成，阳极有O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为1∶4，知阳极产生气体为O2,1molO2转移4mole－，析出金属与电子的物质的量之比为1∶2，故金属为＋2价，即Cu2＋，即为CuSO4。解析[B篇综合提升训练]11．如图所示的甲、乙两个装置中，所盛溶液足量且浓度相同，当电路中通过的电子均为0.1mol时，下列说法正确的是()A．相同条件下产生气体的体积：V甲＝V乙B．溶液pH的变化：甲减小乙增大C．溶液质量的变化：甲减小乙增大D．甲中阴极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，乙中负极反应式：Mg－2e－===Mg2＋答案C答案解析甲为电解池，乙为原电池，甲中阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，乙中正极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过的电子均为0.1mol时，产生的气体分别为0.025mol和0.05mol，因此相同条件下产生气体的体积：V甲V乙，A项错误。甲中的总反应为2Cu2＋＋2H2O=====通电2Cu＋4H＋＋O2↑，电解过程中有氢离子生成，溶液的pH逐渐减小，乙中的总反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑，放电过程中OH－被消耗，溶液的pH逐渐减小，B项错误。甲中生成了铜和氧气，溶液的质量减小，乙中生成了氢气消耗了铝，铝离子进入溶液中，溶液的质量增大，C项正确。乙中负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O，D项错误。解析12．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有()A．2Cu2＋＋2H2O=====通电2Cu＋4H＋＋O2↑B．Cu2＋＋2Cl－=====通电Cu＋Cl2↑C．2Cl－＋2H2O=====通电2OH－＋H2↑＋Cl2↑D．2H2O=====通电2H2↑＋O2↑答案C答案解析设混合溶液的体积为4L，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3mol和1mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是Cu2＋＋2Cl－=====通电Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是2Cu2＋＋2H2O=====通电2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2O=====通电2H2↑＋O2↑。解析13．在水中加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO2－4、NO－3、Cl－，将该溶液放在用惰性电极材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为()A．35.5∶108B．16∶207C．8∶1D．108∶35.5答案C答案解析加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO2－4、NO－3、Cl－，将有氯化银、硫酸铅沉淀生成，此时所得的溶液为硝酸钠溶液。电解该溶液的实质是电解水，电解总反应为2H2O=====通电2H2↑＋O2↑，氧化产物(O2)与还原产物(H2)的物质的量之比为1∶2，则质量比为8∶1，C项正确。解析14．用Pt电极电解含有0.1molCu2＋和0.1molX3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与电路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。则离子的氧化能力由大到小的排列顺序正确的是()A．Cu2＋X3＋H＋B．H＋X3＋Cu2＋C．X3＋Cu2＋H＋D．Cu2＋H＋X3＋答案C答案解析本题的易错之处是弄不清楚离子的放电顺序而错选答案。氧化性：Cu2＋H＋，由图可知，反应开始转移0.1mol电子时，没有固体析出，可确定是0.1molX3＋在阴极得到电子转化为0.1molX2＋。而后有固体物质析出，则是铜离子得到0.2mol电子生成0.1mol铜，即析出的铜的质量为6.4g，铜离子反应完全后，氢离子得到电子生成氢气，没有固体生成。因此三种离子的氧化性顺序为X3＋Cu2＋H＋，C项正确。解析15．如图，石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2­CaO作电解质。图示装置工作时，生成的金属钙能还原二氧化钛制备金属钛。下列说法不正确的是()A．阳极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑B．由TiO2制得1mol金属Ti，理论上外电路转移4mol电子C．制备金属钛前后，装置中CaO的量不变D．TiO2在阴极放电答案D答案解析阳极上电极反应为C＋2O2－－4e－===CO2↑，阴极为2Ca2＋＋4e－===2Ca，故A项正确，D项错误；TiO2中Ti为＋4价，制得Ti为0价，故制得1mol金属Ti，理论上外电路转移4mol电子，B项正确；制备Ti时在装置中发生如下反应2CaO＋C=====通电CO2↑＋2Ca,2Ca＋TiO2=====一定条件下Ti＋2CaO，可得CaO质量不变，C项正确。解析