1.3电能转化为化学能电解练习题高二上学期化学选择性必修1

1.3电能转化为化学能电解同步练习题一、选择题1．若在铜片上镀银，下列叙述正确的是①将铜片接在电源的正极上②将银片接在电源的正极上③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e=Ag④在银片上发生的反应是4OH4e=O2↑＋2H2O⑤需用硫酸铜溶液为电镀液⑥需用硝酸银溶液为电镀液A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥2．为减轻环境污染，提高资源的利用率，可将钛厂、氯碱厂和甲醇厂联合进行生产．生产工艺流程如下：已知：“氯化”过程在高温下进行，且该过程中Ti元素的化合价没有变化。下列叙述错误的是A．中Ti为+4价B．“合成”过程中原子利用率为100%C．“氯化”时发生反应的化学方程式为D．上述流程中“Mg，Ar”可用“Mg，”代替3．下列说法正确的是A．铁与碘反应易生成碘化铁B．电解ZnSO4溶液可以得到ZnC．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀4．科研人员设计了如图所示的甲烷燃料电池，并用于电解饱和溶液，电池的电解质是掺杂了与的固体，可在高温下传导。下列说法正确的是A．电极C为阴极B．电极D区溶液的降低C．该电池工作时负极反应式为：D．当线路上通过电子时，有参与反应5．亚氯酸钠()是一种高效的消毒剂，其制备流程如下：下列说法正确的是A．电解饱和制取过程中，阴极反应式为B．制备时，通入空气的目的是将氧化为，增强溶液的酸性C．逸出后，溶液中含有大量的、、、D．在吸收的过程中体现了还原性6．单液流锌镍电池以其成本低、效率高、寿命长等优势表现出较高的应用价值，电解液为ZnO溶解于碱性物质的产物Zn(OH)，总反应为Zn+2NiOOH+2H2O+2OHZn(OH)+2Ni(OH)2，电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是A．充电时，锌极发生的电极反应为Zn(OH)+2e=Zn+4OHB．放电时，镍极发生的电极反应为NiOOH+H2O+4e=Ni(OH)2+OHC．充电时，阴离子从镍极区向锌极区移动，在锌极上反应生成Zn(OH)D．利用循环泵驱动电解液进行循环流动，可有效提高电池能量效率7．实验是科学探究的重要手段，下列实验操作正确且能达到预期目的的是选项ABCD实验操作实验目的分离和水加热固体制备沉淀测量中和反应的反应热A．A B．B C．C D．D8．关于电镀铜和电解精炼铜，下列说法正确的是A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B．电解液的浓度均保持不变C．阳极反应都只有Cu2e=Cu2+ D．阴极反应都只有Cu2++2e=Cu9．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化成化学能的装置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．电解池放电时，电极本身不会参加电极反应10．次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列叙述不正确的是A．阳极反应为2H2O4e=O2↑+4H+B．产品室中发生反应H++H2PO=H3PO2，该法还可得副产品NaOHC．次磷酸H3PO2在水溶液中的电离可表示为：H3PO23H++POD．阳膜1的主要作用是防止H2PO进入阳极室被氧化并允许H+通过二、填空题11．H2O2在Fe2+、Cu2+的存在下生成具有强氧化性的·OH(羟基自由基)，·OH可将有机物氧化降解。(1)Cu2+H2O2体系中存在下列反应：Cu2+(aq)+H2O2(aq)=CuOOH+(aq)+H+(aq)ΔH1=akJ·mol－1CuOOH+(aq)=Cu+(aq)+·OH(aq)+O2(g)ΔH2=bkJ·mol－12CuOOH+(aq)=2Cu+(aq)+H2O2(aq)+O2(g)ΔH3=ckJ·mol－1则H2O2(aq)=2·OH(aq)ΔH=kJ·mol－1。(2)为探究Fe2+Cu2+H2O2能够协同催化氧化降解甲基橙，某研究小组的实验结果如图1所示。得出“Fe2+Cu2+H2O2催化氧化降解甲基橙效果优于单独加入Fe2+或Cu2+”结论的证据为。实验条件：200mL甲基橙模拟废水(1.5g·L－1，pH＝3.0)，温度60℃、V(H2O2)＝2.0mL1—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0.02∶0.42—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0.02∶03—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0∶0.44—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0∶0(3)EFH2O2FeOx法可用于水体中有机污染物降解，其反应机理如图2所示。阳极的电极反应式为，X微粒的化学式为，阴极附近Fe2+参与反应的离子方程式为。(4)SCOD是指溶解性化学需氧量，是衡量水中有机物质含量多少的指标。水体SCOD越大，说明其有机物含量越高。用Fe2+H2O2法氧化破解啤酒工业污泥中的微生物，释放出有机物和氮等。测得不同初始pH下污泥经氧化破解后上层清液中的SCOD及总氮浓度如图3所示。当pH>2.5时，总氮浓度、SCOD均降低，其原因可能是。12．沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。阳极的电极反应式为、阴极的电极反应式为；管道中可以生成氧化灭杀附着生物的(填化学式)；(填“阴”或“阳”)极表面会形成等积垢需要定期清理。13．按要求对如图中两极进行必要的联接并填空：（1）在A图中，使铜片上冒H2气泡。请加以必要联接，则联接后的装置叫。电极反应式：锌板：；铜板：。（2）在B图中（a、b均为惰性电极），使a极析出铜，则b析出：。加以必要的联接后，该装置叫。电极反应式，a极：，b极：。经过一段时间后，停止反应并搅均溶液，溶液的pH值（升高、降低、不变），加入一定量的后，溶液能恢复至与电解前完全一致。14．已知B是常见金属单质，E为常见非金属单质，H常温下为无色液体，C的浓溶液在加热时才与D反应。根据下列框图所示，试回答：(1)写出化学式：A；E；L。(2)反应①的离子方程式：。(3)反应②，工业上采取的反应条件是。(4)反应③，工业上采取的操作不是K直接与H反应，原因是。(5)每生成1molK，反应放出98.3kJ热量，该反应的热化学方程式为：。15．根据下列电化学装置，回答下列问题：(1)图中甲、乙池的名称：甲池是装置，乙池是装置。(填“原电池”或“电解池”)(2)A(石墨)电极的名称是。(3)通入CH4一极的电极反应式为。(4)乙池中的电解方程式为。(5)当乙池中B极的质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O2mL(标准状况下)。此时丙池某电极析出1.6g某金属，则丙池溶液中的溶质可能是(填序号)。A．MgSO4B．CuSO4C．Na2SO4【参考答案】一、选择题1．B【分析】根据电镀原理，若在铜片上镀银，铜做电解池的阴极与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为Ag++e=Ag；银做电解池的阳极和电源正极相连，银失电子发生氧化反应生成银离子，电极反应式为Age=Ag+；电解质溶液为硝酸银溶液。解析：①将铜片接在电源的负极上，故①错误；②银做电解池的阳极，与电源正极相连，故②正确；③在铜片上，电解质溶液中的Ag+得到电子发生还原反应生成Ag，电极反应式为Ag++e=Ag，故③正确；④在银片上，Ag失电子发生氧化反应生成Ag+，电极反应式为Age=Ag+，故④错误；⑤用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，不能选用硫酸铜溶液为电镀液，故⑤错误；⑥用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，可以选用硝酸银溶液为电镀液，故⑥正确；综上所述，正确的有②③⑥；故选B。2．D【分析】电解饱和食盐水生成H2、Cl2和NaOH，“合成”过程中，CO与H2反应生成CH3OH，反应的化学方程式为CO+2H2CH3OH，“氯化”过程中，焦炭、Cl2和钛铁矿高温下反应生成CO、FeCl3和TiCl4，反应的化学方程式为，Mg和TiCl4在Ar作保护气的条件下反应生成Ti，据此分析解答。解析：A．“氯化”过程中Ti元素化合价没有变化，TiCl4中Ti为+4价，则中为+4价，A正确；B．“合成”过程中CO与H2反应生成CH3OH，反应的化学方程式为CO+2H2CH3OH，反应物全部转化为目标产物，即原子利用率为100%，B正确；C．“氯化”过程中，焦炭、Cl2和钛铁矿高温下反应生成CO、FeCl3和TiCl4，反应的化学方程式为，C正确；D．Ar与Mg不反应，所以Ar可以用作保护气，Mg与反应生成氧化镁和碳，所以不能用代替Ar，D错误；故选D。3．B解析：A．I2属于弱氧化剂，与Fe反应生成FeI2，A错误；B．电解一定浓度的硫酸锌溶液，Zn2+在阴极得电子析出Zn，B正确；C．石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C错误；D．SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，D错误；故答案选B。4．C【分析】根据左边分析是甲烷燃料电池，甲烷做燃料，因此上面为原电池负极，下面为原电池正极，连正极的为阳极即C电极，D电极为阴极。解析：A．根据前面分析电极C为阳极，故A错误；B．D极为阴极，是水电离出的氢离子得到电子变为氢气，剩余氢氧根，因此电极D区溶液的增大，故B错误；C．甲烷为负极，因此该电池工作时负极反应式为：，故C正确；D．没有气体所处的温度和压强，无法进行换算，故D错误。5．D【分析】电解饱和制取，和二氧化硫发生氧化还原反应生成和硫酸钠，和氢氧化钠、过氧化氢反应得到；解析：A．电解饱和制取过程中，阴极得到电子发生还原反应，不是氧化反应，A错误；B．通入空气的目的是降低浓度，防止爆炸，B错误；C．和二氧化硫发生氧化还原反应生成和硫酸钠，逸出后，溶液中含有大量的、，C错误；D．在吸收的过程中反应生成和氧气，过氧化氢中氧元素化合价升高体现了还原性，D正确。故选D。6．C【分析】由总反应可知，放电时锌极上锌失去电子发生氧化反应为负极，镍极的NiOOH得到电子发生还原反应为正极；解析：A．充电时，锌极为阴极，电极反应为，A正确；B．放电时，镍极为正极，电极反应为，B正确；C．充电时，镍极为阳极，阴离子从锌极区向镍极区移动，在锌极上得电子生成金属锌，C错误；D．利用循环泵驱动电解液使其通过输送管道在电池反应槽与储液罐之间循环流动，可有效抑制电池内部电解液的浓度差造成的影响，从而提高电池能量效率，D正确。故选C。7．C解析：A．分液法分离水与CCl4，分液漏斗下端需要靠在烧杯内壁，A错误；B．加热碳酸氢钠固体放在试管中进行实验，B错误；C．Fe在阳极处发生氧化反应生成Fe2+，水在阴极发生还原反应，生成OH，最终电极室内生成Fe(OH)2沉淀，C正确；D．测定中和热实验中，为防止散热，不能用金属搅拌棒，D错误；故答案为：C。8．D解析：A．镀铜时，纯铜作阳极，镀件作阴极，故A错误；B．镀铜时，电解液中Cu2+浓度保持不变；电解精炼铜时，阳极粗铜中铁、锌等溶解成为金属离子进入溶液导致电解液中浓度减小，故B错误；C．由于粗铜中含有金属性强于铜的锌、铁等杂质，电解精炼铜时，活泼金属首先失去电子，所以还有其他阳极反应，故C错误；D．阴极反应都是铜离子得到电子发生还原反应，只有电极反应：Cu2++2e=Cu，故D正确；故选D。9．D解析：A．根据电解池的含义可知电解池能够将电能转变成化学能，A正确；B．电解池中发生的反应是在电能作用下发生的氧化还原反应，是非自发的氧化还原反应，B正确；C．电解池工作时，阳极失去电子发生氧化反应，阴极得到电子发生还原反应，C正确；D．电解池放电时，若阳极是活性电极，则电极失去电子发生氧化反应；若阳极为惰性电极，则电极本身不参加电极反应，而阴极无论是活性电极还是惰性电极，电极都不参加反应，D错误；故选D。10．C【分析】由图可知，阳极室中水放电生成氧气和氢离子，氢离子进入产品室；阴极室中水放电生成氢气，原料室中钠离子进入阴极室、H2PO进入产品室；解析：A．阳极反应为2H2O4e=O2↑+4H+，故A正确；B．阳极室H+的通过阳膜1移向产品室，原料室的H2PO过阴膜移向产品室，所以产品室中发生反应H++H2PO=H3PO2，阴极产生OH，原料室的Na+通过阳膜移向阴极室，所以该法还可得副产品NaOH，故B正确；C．次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，在水溶液中部分电离：H3PO2H++H2PO，故C错误；D．阳膜1的主要作用是防止H2PO进入阳极室被氧化并允许H+通过，故D正确。故选C。二、填空题11．(1)2bc(2)相同时间时，曲线1对应甲基橙降解率均高于曲线2、曲线3(3)Fe2e－=Fe2+H2O2+H++Fe2+=Fe3++H2O+OH(4)Fe2+、Fe3+转化为Fe(OH)3【分析】根据盖斯定律判断焓变的大小，利用图象表示的意义判断催化剂催化效果，根据微粒具有的性质判断可能发生的反应，利用图象信息根据原子守恒进行书写反应方程式；解析：（1）根据总反应H2O2(aq)=2·OH(aq)的过程根据盖斯定律利用已知反应通过第三个反应与第二个反应进行推测得，ΔH=2ΔH3ΔH2；故ΔH=2bc；（2）根据图象判断：当相同时间时，曲线1对应甲基橙降解率均高于曲线2、曲线3；（3）根据图象中阳极的材料为铁，属于活性电极进行判断，阳极反应为：Fe2e－=Fe2+；根据图象中氧气得到电子变为X，故X微粒的化学式为；阴极附近根据二价铁具有还原性进行判断会与氧化性物质发生反应；H2O2+H++Fe2+=Fe3++H2O+OH；（4）当pH>2.5时，二价铁和三价铁的水解程度增大，可能会转化为Fe2+、Fe3+转化为Fe(OH)3；12．阴【分析】该结构形成惰性电极电解海水装置，阳极是2Cl2e=Cl2↑，阴极上，总反应是：。解析：阳极上，Cl失去电子产生Cl2，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2↑，阴极上，水电离出的H+得到电子生成H2，阴极电极反应为；阳极生成的Cl2能与NaOH反应生成NaClO，NaClO可以氧化灭杀附着生物；根据电极反应可知，阴极产生的OH会与Mg2+结合生成Mg(OH)2沉淀，需要定期清理。13．原电池Zn2e=Zn2＋2H＋＋2e＝H2↑O2电解池Cu2＋＋2e=Cu2H2O−4e−＝O2↑+4H+降低CuO或者CuCO3【分析】（1）在A图中，使铜片上冒H2气泡，该装置必须形成闭合回路，该装置应该为原电池，且Cu作正极，Zn作负极，负极上锌失电子生成锌离子，正极上氢离子得电子生成氢气；（2）在B图中（a、b均为惰性电极），使a极析出铜，该装置应该是电解池，a电极上铜离子放电生成Cu，b电极上水电离的氢氧根离子失电子生成氧气，且b电极有H+生成导致溶液pH降低，要使混合溶液恢复原状，根据“析出什么加入什么”的原则判断加入物质。解析：（1）要使该装置中Cu片上生成氢气，必须形成闭合回路，该装置应为原电池，装置图如图所示，Zn作负极、Cu作正极，负极反应式为Zn−2e−＝Zn2+、正极反应式为2H++2e−＝H2↑；故答案为；原电池；Zn−2e−＝Zn2+；2H++2e−＝H2↑；（2）B图中（a、b均为惰性电极），使a极析出铜，a电极上铜离子放电生成Cu，该装置应为电解池，则b电极上H2O电离的氢氧根离子失电子生成氧气，所以析出O2，a、b电极反应式分别为Cu2++2e−＝Cu、2H2O−4e−＝O2↑+4H+，有氢离子生成导致溶液pH减小，实际上相当于析出CuO，要使混合溶液恢复原状，应该加入CuO或者CuCO3；故答案为O2；电解池；Cu2++2e−＝Cu；2H2O−4e−＝O2↑+4H+；降低；CuO或者CuCO3。14．CuSO4O2Cu(OH)22Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+常压、催化剂、400℃～500℃(或答常压、催化剂、加热也可)容易形成酸雾，不利于SO3的吸收SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)；△H=–98.3kJ/mol【分析】A的电解产物反应生成H，H常温下为无色液体，H为H2O；L是蓝色沉淀，为Cu(OH)2，M的焰色反应为黄色，M含有Na元素，由转化关系A+H+F→E+L+M，即A溶液+F→E+L+M，可知F与水反应生成碱与E，且B+E→F，故F为Na2O2，E为O2，B为金属Na，A为铜盐，由A溶液C+D+E可知，电解产物为三种，为放氧生酸型，电解生成Cu、O2、酸，C的浓溶液在加热时才与D反应，D为Cu，C为H2SO4，故A为CuSO4，由C+DI+D+H可知，I为SO2，由I+E→K可知，K为SO3，SO3与水反应生成硫酸，验证符合转化关系；解析：(1)由上述分析可知，A为CuSO4，E为O2，L为Cu(OH)2；综上所述，本题正确答案为：C