2018年高中化学 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同步练习（打包4套）苏教版选修4.zip

1第二单元 化学能与电能的转化 1 原电池（答题时间：20 分钟）一、选择题1.下列有关原电池叙述正确的是（）A.原电池是将化学能转化成电能的装置B.在原电池中失去电子的一极是阴极C.原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属组成D.原电池的负极发生的是还原反应2.在如图所示的 8个装置中，属于原电池的是（）A.①④ B.③④⑤ C.④⑧ D.②④⑥⑦3.某一同学根据离子反应方程式 2Fe3＋ ＋Fe＝3Fe 2＋ 来设计原电池。下列设计方案中可行的是（）A.电极材料为铁和锌，电解质溶液为 FeCl3溶液B.电极材料为铁和铜，电解质溶液为 Fe（NO 3） 3溶液C.电极材料为铁和石墨，电解质溶液为 FeCl2溶液D.电极材料为石墨，电解质溶液为 FeCl3溶液4.下列各变化中属于原电池反应的是（ ）A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B.镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层D.浓 HNO3比稀 HNO3更能氧化金属铜5.某化学兴趣研究小组设想将反应 Zn＋Br 2＝ZnBr 2组成原电池。现在有下列四个电极反应：①Br 2＋2e － →2Br － ；②2Br － →Br 2＋2e － ；③Zn→Zn 2＋ ＋2e － ；④Zn 2＋ ＋2e － →Zn，负极和正极的反应式分别为（）A.② ③ B.② ① C.③ ① D.④ ①6.把 a、b、c、d 四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两连接组成多个原电池，若 a、b 相连，a 为负极；c、d 相连，d 上有气泡逸出；a、c 相连，a 极减轻；b、d 相连，b 为正极。则四种金属的活泼性顺序为（）A.a＞b＞c＞d B.a＞c＞b＞dC.a＞c＞d＞b D.b＞d＞c＞a27.表明金属甲比金属乙活泼性强的是（）A.在氧化还原反应中，甲失电子比乙多B.同价态的阳离子，甲比乙氧化性强C.甲能与盐酸反应放出氢气而乙不能D.将甲、乙组成原电池时，甲为正极二、填空题8.熔盐电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与 CO2的混合气为阴极助燃气，制得在 650℃下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。阳极反应式：2CO＋2CO 32－ ＝4CO 2＋4e － ，阴极反应式：。电池总反应式：。9.利用反应 Cu＋2FeCl 3＝ CuCl2＋2FeCl 2组成一个化学电池。（1）指出正极为________，电极反应式为__________________________________；负极为____________，电极反应式为____________________________。（2）若电池内溶液为 100 mL 0.5 mol/L的 FeCl3溶液；当溶液中 FeCl3全部被还原成FeCl2时，溶液中 CuCl2的物质的量浓度是________，导线上通过的电子是________mol。10.⑴今有反应 2H2＋O 2 2H2O，设计成燃料电池，则负极通的应是，正极通的应是，电极反应式为：、 。⑵如把 KOH改为稀 H2SO4作电解质，则电极反应式为：、。⑴和⑵的电解液不同，反应进行后，其溶液的 pH值变化为、 。⑶如把 H2改为甲烷，KOH 作电解质，则负极反应式为：。3一、选择题1.A解析：原电池是将化学能转化为电能的装置，失去电子的一极是负极，发生氧化反应。原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属，也可以为金属与非金属。2.D解析：根据原电池中有两个电极可以排除掉①；而且两电极活泼性不同，排除③、⑧；注意②⑥都含有两种活泼性不同的金属或非金属，即含有两个电极；必须存在电解质溶液，可排除⑤；②④⑥⑦都满足形成原电池的条件。3.B解析：氧化还原反应中的还原剂作原电池的负极，氧化剂（Fe 3＋ ）存在于电解质溶液中，故符合题意的选项为 B。4.B解析：A、C、D 项为化学腐蚀；B 项 Zn作负极，Fe 作正极，在潮湿环境中构成原电池，Zn 被腐蚀，Fe 受到保护；C 项 3Fe＋4H 2O（g） 温Fe3O4＋4H 2；D 项浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，所以更易氧化铜，答案选 B。5.C解析： 依 据 原 电 池 的 原 理 可 知 ， 负 极 是 失 电 子 的 一 极 ， 且 为 电 池 总 反 应 式 中 的 反 应 物 ，故 应 为 ③Zn→Zn 2＋ ＋2e － ； 正 极 是 得 电 子 的 一 极 ， 且 也 为 电 池 总 反 应 式 中 的 反 应 物 ， 故 应 为①Br 2＋2e － →2Br － 。6.C解析：依据金属的活泼性相对强弱的判断及原电池正、负极的判断可知：a、b 相连，a为负极，则 a＞b；c、d 相连，d 上有气泡逸出，则 c为负极，即 c＞d；a、c 相连，a 极减轻，则 a为负极，即 a＞c；b、d 相连，b 为正极，则 d＞b。7.C解析：金属甲比金属乙活泼性强，得失电子能力的强弱，与得失电子数目多少无关；而同价态的阳离子，说明乙比甲氧化性强；一般来说，原电池负极的活泼性强些；又因为甲能与盐酸反应放出氢气而乙不能，说明甲排在氢之前，乙排在氢之后。二、填空题8.O2＋2CO 2＋4e － ＝2CO 32－ ；2CO＋O 2＝2CO 2 解析：本题中的电池是一种新型高能电池，电解质是熔融物，而不是电解质溶液，但有自由移动的离子 CO32－ 存在。原电池的反应原理实质是氧化还原反应中的电子转移，燃料电池总反应实质是一个燃烧反应。故阳极（负极）CO 失去电子，而阴极（正极）应为 O2得到电子，再与阴极助燃气 CO2结合生成电解质阴离子 CO32－ 。9.（1）Pt（或 C） 2Fe 3＋ ＋2e － ＝ 2Fe2＋ Cu Cu－2e － ＝ Cu2＋ （2）0.25 mol/L 0.05解析：（1）根据反应的方程式可知，铜失去电子，铁离子得到电子。所以如果要组成1个原电池，则铜是负极，铁离子在正极得到电子，因此电解质溶液是氯化铁溶液，而正极材料的金属性要弱于铜的金属性，或者使用石墨。（2） n（Fe 3＋ ）＝0.5 mol/L×0.1 L＝0.05 mol，则通过的电子数为 0.05 mol，CuCl 2的物质的量浓度为 0.25 mol/L。10.⑴H 2 O2负极： 2H2＋4OH － →4H 2O＋4e － ；正极：O 2 ＋ 2H2O ＋ 4e－ → 4OH－ ；⑵负极：2H 2→4H ＋ ＋4e － ；正极：O 2＋4H ＋ ＋4e － →2H 2O；⑴中变小，⑵中变大；⑶CH 4＋10OH ― ＝CO 32－ ＋7H 2O＋8e ― 。解析：依据原电池的原理应用解题。首先考虑原电池反应所依据的是氧化还原反应，再考虑产物与电解质溶液的反应。⑴⑵两问中原电池反应为 2H2＋O 2＝2H 2O，最后一问原电池反应为 CH4＋2O 2＋2KOH＝K 2CO3＋3H 2O。1第二单元 化学能与电能的转化 2 化学电源（答题时间：20 分钟）一、选择题1.关于化学电源的叙述，下列说法错误的是（）A.化学电源均是根据原电池的工作原理设计的B.在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应C.镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵D.燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源2.高功率 Ni/MH（M 表示储氢合金）电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni（OH） 2＋M NiOOH＋MH，下列叙述正确的是（）A.放电时正极附近溶液的碱性增强B.放电时负极反应为：M＋H 2O＋e － ＝ MH＋OH －C.放电时阳极反应为：NiOOH＋H 2O＋e － ＝ Ni（OH） 2＋OH －D.放电时每转移 1 mol 电子，正极有 1 mol NiOOH 被氧化3.银锌纽扣电池的总反应式为 Zn＋Ag 2O＋H 2O Zn（OH） 2＋2Ag，下列说法不正确的是（）A.锌作负极 B.放电时，正极产物是银C.电解质溶液不可能呈酸性 D.充电时发生了原电池反应4.下图是课外活动小组设计的用化学电源使 LED 灯发光的装置。下列说法错误的是（）A.铜片表面有气泡生成B.装置中存在“化学能→ 电能→ 光能”的转换 C.如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D.如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变5.最早使用的化学电源是锌锰电池，即大家所熟悉的干电池（dry cell） ，其结构如下图所示：尽管这种电池的历史悠久，但对它的电化学过程尚未完全了解。一般认为，放电时电池中的反应如下：E 极：2MnO 2＋2H 2O＋2e － ＝ 2MnO（OH）＋2OH －F 极：Zn＋2NH 4Cl－2e － ＝ Zn（NH 3） 2Cl2＋2H ＋总反应式：2MnO 2＋Zn＋2NH 4Cl＝ 2MnO（OH）＋Zn（NH 3） 2Cl22下列说法正确的是（）A.E 极是电池的正极，发生的是氧化反应B.F 极是电池的负极，发生的是氧化反应C.从结构上分析，锌锰电池应属于可充电电池D.锌锰电池内部发生的氧化还原反应是可逆的6.锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时电极反应式为负极反应：C 6Li－xe － ＝C 6Li1－x ＋xLi ＋ （C 6Li 表示锂原子嵌入石墨形成复合材料） ，正极反应：Li 1－x MO2＋xLi ＋ ＋xe － ＝LiMO 2（LiMO 2表示含锂的过渡金属氧化物）下列有关说法正确的是（）A.锂离子电池充电时电池反应为 C6Li＋Li 1－x MO2＝LiMO 2＋C 6Li1－xB.电池反应中，锂、锌、银、铅各失去 1mol 电子，金属锂所消耗的质量最小C.锂离子电池放电时电池内部 Li＋ 向负极移动D.锂离子电池充电时阴极反应为 C6Li1－x ＋xLi ＋ ＋x e － ＝C 6Li7.Al－AgO 电池性能优越，可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为：2Al＋3AgO＋2NaOH＝2NaAlO 2＋3Ag＋H 2O，则下列说法正确的是（）A.AgO/Ag 电极是负极B.当电极上析出 1.08 g Ag 时，电路中转移的电子为 0.02molC.Al 电极的反应式为：Al－3e － ＋4OH － ＝AlO 2－ ＋2H 2OD.在电解质溶液中 OH－ 由 Al 电极移向 AgO/Ag 电极二、填空题8.化学电源在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd＋ 2NiO（ OH） ＋ 2H2O 2Ni（ OH） 2＋ Cd（ OH） 2， 已 知 Ni（ OH） 2和 Cd（ OH） 2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是（填序号）①以上反应不是可逆反应 ②电解质溶液为硫酸③充电时化学能转化为电能 ④镉（Cd）为负极，发生还原反应⑤放电时正极区 pH 升高（2）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。氢氧燃料电3池的突出优点是把化学能直接转化为电能，而不经过热能中间形成，发生的反应为：则负极反应式为 ______________________，正极反应式为__________________。一段时间后，KOH 溶液的浓度（填“变大” 、 “变小”或“不变” ） 。9.铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是 Pb 和 PbO2，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为 PbO2＋Pb＋2H 2SO4＝2PbSO 4＋2H 2O，根据上述情况判断：（1）蓄电池的负极是______，其电极反应式为______。（2）蓄电池的正极是______，其电极反应式为______。（3）蓄电池工作时，其电解质溶液的 pH______（填“增大” 、 “减小”或“不变” ） 。（4）实验室用铅蓄电池作电源，电解饱和食盐水制取氯气，今若制得 Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的 H2SO4的物质的量至少是。4一、选择题1.C 解析：镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属，会对环境造成严重污染。2.A 解析：放电相当于原电池，C 不正确。正极是得到电子的，根据总反应式可知，正极是 NiOOH 中的 Ni 得到电子被还原，生成 Ni（OH） 2，碱性增强，A 正确，D 不正确。原电池中负极失去电子，因此选项 B 不正确。答案选 A。3.D 解析：对于充电电池来讲，放电时化学能转化为电能，是原电池；反之为电解池；针对 Zn＋Ag 2O＋H 2O Zn（OH） 2＋2Ag 来讲，放电时，锌作负极，Ag 2O 作正极，正极产物是银；从 Zn（OH） 2可推知电解质溶液不可能为酸性。4.C 解析：C 柠檬汁呈酸性，会和锌片发生氧化还原反应，导线中有电子流动，故错。故选 C。5.B 解析：A 错，E 极是电池的正极，发生的是还原反应；B 正确，F 极是电池的负极，发生的是氧化反应；C 错，从结构上分析，锌锰电池应属于一次性电池；D 错，锌锰电池内部发生的氧化还原反应是不可逆的，因为它是一次电池。6.BD 解 析 ： 由 负 极 反 应 ： C6Li－ xe－ ＝ C6Li1－ x＋ xLi＋ 和 正 极 反 应 ：Li1－ xMO2＋ xLi＋ ＋ xe－ ＝ LiMO2得原电池总反应为 C6Li＋ Li1－x MO2＝ C6Li1－x ＋LiMO 2，而充电时电池反应与此相反，故 A 错 D 对，又因原电池内电路中电流方向是由负极流向正极，阳离子应向正极移动，故 C 错误。锂摩尔质量很小，故锂失去 1mol 电子，锂所消耗的质量最小。7.BC 解析：电池总反应中铝元素由 0 价升为＋3 价，发生氧化反应，说明 Al 电极是负极，而银元素由＋1 降为 0 价，发生还原反应，说明 AgO/Ag 电极是正极，故 A 错误；由于n＝m/M，则正极上析出的 Ag 为 0.01mol，由于2Al＋3AgO＋2NaOH＝2NaAlO 2＋3Ag＋H 2O－6e 一 中各物质的系数之比等于物质的量之比，则电路中转移电子的物质的量为 Ag 的两倍，即 0.02mol，故 B 正确；由总反应推断，负极主要反应物→产物是 Al→AlO 2 一 ；由于化合价升高总数等于失去电子数，则 Al－3e 一 →AlO 2一 ；由于 NaOH 是强碱，应选择 OH 一 使左右电荷总数相等，则 Al－3e 一 ＋4OH 一 →AlO 2 一 ；由于左边比右边多 4 个 H、2 个 O，说明生成物还有水，则 Al 电极的反应式为 Al－3e 一＋4OH 一 ＝AlO 2 一 ＋2H 2O，故 C 正确；OH 一 是带负电的阴离子，原电池内电路中阴离子移向负极，则 OH 一 应由 AgO/Ag 电极移向 Al 电极，故 D 错误。二、填空题8.（1）①⑤（2）H 2－2e –＋2OH － ＝2H 2O O2＋2H 2O＋ 4e –＝4OH – 变小解析：考查电化学的综合应用。（1）应用放电和充电的反应条件不同，所以反应不是可逆反应，选项①正确；Ni（OH） 2和 Cd（OH） 2均难溶于水但能溶于酸，所以电解质不能用硫酸，选项②不正确；充电相当于电解，电能转化为化学能，选项③不正确；放电是镉失去电子，发生氧化反应，作负极，选 项 ④ 不 正 确 ； 放 电 时 正 极 电 极 反 应 式 是 2NiO（ OH）＋ 2e－ ＋ 2H2O＝ 2OH－ ＋ 2Ni（ OH） 2，所以放电时正极区 pH 升高，选项⑤正确，答案选①⑤。（2）原电池负极失去电子，所以氢气在负极通入，电极反应式是 H2－2e –＋2OH － ＝2H 2O；氧气在正极通入，电极反应式是 O2＋2H 2O＋ 4e–＝4OH – 。由于反应中有水生成，所以氢氧化钾的浓度降低，pH 变小。59.（1）Pb Pb－2e － ＋SO 42－ ＝PbSO 4（2）PbO 2 PbO2＋ 4H ＋ ＋SO 4 ＋2e － ＝PbSO 4＋2H 2O（3）增大（4）1mol解析：由总反应中的元素化合价的升降可知Pb 在负极失电子：Pb－2e － ＋SO 42－ ＝PbSO 4PbO2在正极得电子：PbO 2＋4H ＋ ＋SO 4 ＋2e － ＝PbSO 4＋2H 2O电池工作过程中，消耗硫酸，电解质溶液的酸性减弱，pH 增大（4）电解食盐水：2NaCl＋2H 2O＝2NaOH＋H 2↑＋Cl 2↑，当制得 0.050mol 氯气时，电路中电子的转移为 0.1mol，而在电池内部（反应中有两个电子转移） ，必定消耗硫酸最少为 0.1mol。1第二单元 化学能与电能的转化 3 电解原理（答题时间：20 分钟）一、选择题1.下列关于电解池的叙述中不正确的是（）A.与电源正极相连的是电解池的阴极B.与电源负极相连的是电解池的阴极C.电解池的阳极发生氧化反应D.电解池的阴极发生还原反应2.能 用 电 解 的 原 理 说 明 问 题 的 是 （ ）① 电 解 是 把 电 能 转 化 成 化 学 能 ； ② 电 解 是 把 化 学 能 转 化 成 电 能 ； ③ 电 解 质 溶 液 导 电 是 化 学 变化 ， 金 属 导 电 是 物 理 变 化 ； ④ 某 些 不 能 自 发 的 氧 化 还 原 反 应 ， 通 过 电 解 的 原 理 可 以 实 现 ； ⑤任 何 溶 液 被 电 解 时 ， 必 然 导 致 氧 化 还 原 反 应 的 发 生 。A.① ② ③ ④ B.② ③ ⑤ C.③ ④ D.① ③ ④ ⑤3.下列叙述正确的是（）①电解时，非惰性阳极常被腐蚀而溶解；②电解强酸时，实质是电解水，溶液 pH 不变；③电镀时，只是金属“搬家” ，溶液的浓度和 pH 一般都不变；④电解时，析出的金属质量与金属相对原子质量成反比；⑤电解时，相同电量析出气体体积与产生气体相应元素的化合价成反比。A.①②③ B.②④⑤C.①③④ D.①③⑤4.有两只串联的电解池（Pt 为电极），甲池盛有足量的 CuSO4溶液，乙池盛有足量的某硝酸盐的稀溶液。电解时当甲池电极析出 6.4gCu 时，乙池电极析出 21.6g 金属，则乙池的溶质可能是（）A.NaNO3 B.Cu（NO 3） 2 C.Al（NO 3） 3 D.AgNO35.如下图所示是根据图甲的电解池进行电解时，某个量（纵坐标 x）随时间变化的函数图象（各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响） ，这个量 x 是表示（）A.各电解池析出气体的体积 B.各电解池阳极质量的增加量C.各电解池阴极质量的增加量 D.各电极上放电的离子总数6.有两只串联的电解池，甲池盛有 CuSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液，电解时当甲池电极质量增加 1.6 g Cu 时，乙池析出 5.4 g 固体，则乙池的溶质可能是（）A. AgNO3 B. NaNO3 C. Mg（NO 3） 2 D. Al（NO 3） 37.如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。下列说法正确的是2（）8.CuI 是一种白色难溶于水的固体，以石墨作阴极，铜为阳极组成电解池，含有酚酞和淀粉 KI 的溶液作电解液，电解开始一段时间，阴极区溶液变红，阳极区为无色，电解相当长时间后，阳极区才呈深蓝色，则电解开始阶段的电极反应为（）A.阳极：Cu－2e － ＝ Cu2＋ 阴极：Cu 2＋ ＋2e － ＝ CuB.阳极：2Cu＋2I － －2e － ＝ 2CuI 阴极：2H ＋ ＋2e － ＝ H2↑C.阳极：2I － －2e － ＝ I2 阴极：2H ＋ ＋2e － ＝ H2↑D.阳极：4OH － －4e － ＝ 2H2O＋O 2↑ 阴极：4H ＋ ＋4e － ＝ 2H2↑二、填空题9.按如图所示，两个烧杯中分别盛有足量的稀硫酸溶液和氯化铜溶液：（1）A、B 两个装置中，属于原电池的是（填标号）（2）A 池中，铜极为极，发生反应， （填“氧化” “还原” ）电极反应式为：。（3）B 池中，左边 C 是极，电极反应式为：；总反应式为。（4）B 池中当阴极产生 6.4g 铜时，阳极放出 g 气体。10.有下列电解装置：①用铂电极电解 AgNO3溶液；②用锌电极电解 ZnCl2溶液；③用石墨电极电解 NaOH 溶液；④用铂电极电解 NaCl 溶液；⑤用铂电极电解 CuSO4溶液；⑥用铂电极电解 Na2SO4溶液。当在相同的时间内通相同强度的电流时：（用序号填写）（1）溶液中 c（H +）增大的是_________________________________________；（2）溶液中 pH 增大的是___________________________________________；（3）溶液中 c（H +）基本不变的是______________________________________；（4）析出气体总体积最大的是_______________________________________；（5）阴极析出金属质量最大的是_____________________________________。3一、选择题1.A 解析：电解池中与电源正极相连的是电解池的阳极，失去电子，发生氧化反应，所以选项 A 不正确，其余选项都是正确的，答案选 A。2.D 解析： 从 能 量 的 角 度 看 ， 电 解 是 把 电 能 转 化 成 化 学 能 的 过 程 ， 故 ① 对 ② 错 。 电 解 质溶 液 导 电 的 过 程 ， 必 须 伴 随 着 两 个 电 极 上 氧 化 还 原 反 应 的 发 生 ， 同 时 生 成 新 的 物 质 ， 故③ 、 ⑤ 对 。 某 些 不 能 自 发 的 氧 化 还 原 反 应 ， 通 过 电 源 提 供 能 量 可 以 实 现 。 故 ④ 对 。3.D 解析：据电解类型规律：②中强酸若为 HCl，实质是电解电解质本身，溶液的 pH升高。③即是电镀的特点，阳极本身参加电极反应，电解质溶液浓度保持不变。④析出金属的质量应与相对原子质量成正比。因而正确答案为 D。4.D 解析：A、C 中金属阳离子都是活泼金属的阳离子，在溶液中不可能放电，不正确。如果也是硫酸铜，则形成的铜应该是相同的。所以只能是硝酸银，形成的是金属银。答案选 D。5.C 解析：电解氯化钠溶液时阴、阳极都产生气体物质，电解硝酸银溶液时阴极上产生单质银，电解硫酸铜溶液时阴极上产生单质铜，所以随着电解的进行阴极质量的增加量有如图乙所示的变化。6.A 解析：两只串联的电解池，说明电路中通过的电子数目相等。根据电极方程式进行计算即可，以电子数为桥梁。选 A。7.B 解析：A 不正确，溶液 pH 变小；B 正确；C 阴极上析出铜，质量增加。D 阳极质量减小，阴极质量增加。8.B 解析：阳极为 Cu，在 I－ 参与下，生成难溶 CuI（阳极区为无色） ，阴极为 H＋ 放电。二、填空题9.（1）A （2）正；还原；2H ++2e－ =H2↑（3）阳极；2Cl－ －2e － =Cl2↑；CuCl 2 电 解 Cu+Cl2↑ （4）7.1解析：（1）装置 A 中没有外接电源，是原电池，B 是电解池。（2）在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。锌比铜活泼，所以锌是负极，铜是正极，溶液中的氢离子在正极得到电子，发生还原反应产生氢气。（3）左侧电极和电源的负极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电，产生氯气。阳极，阴极是铜离子放电，析出铜，所以总反应式为 CuCl2 电 解 Cu+Cl2↑。（4）生成 6.4g 铜转移的电子是 6.4g÷64g/mol×2＝0.2mol。根据电子的得失守恒可知，阳极产生的氯气是 0.2mol÷2＝0.1mol，质量是 0.1mol×71g/mol＝7.1g。10.（1）①⑤（2）③④（3）②⑥（4）④（5）①解析：用惰性电极电解水溶液的各种情况如下类型 电极反应特点 例子 实际电解 对象 电解质浓度 溶液 pH电解质溶液复原电解水型 阳极氢氧根放电 NaOH H2O 增大 增大 加 H2O4H2SO4 H2O 增大 减少 加 H2O阴极氢离子放电Na2SO4、KNO3H2O 增大 不变 加 H2O电解质分解型电解质的离子放电HCl、CuCl2HCl、CuCl2减少；减少 增大；增大 加 HCl加 CuCl2放出氢气生成碱型 阴极氢离子放电NaCl、KBr电解质和水部分离子浓度减少 增大加 HCl加 HBr放出氧气生成酸型 阳极氢氧根放电CuSO4、AgNO3电解质和水部分离子浓度减少 减少加 CuO加 Ag2O1第二单元 化学能与电能的转化 4 电解原理的应用（答题时间：20 分钟）一、选择题1.在冶金工业上，常用电解法得到 Na、Mg、Al 等金属，其原因主要是（）A.这些金属的化合物熔点低 B.它们都是轻金属C.它们的性质很活泼 D.此方法成本低2.下列可被工业上采用的冶金方法是（）A.电解熔融的氯化铝制铝B.电解熔融的氯化镁制镁C.电解氯化钠溶液制钠D.高温下用 H2还原氧化镁制镁3.下列有关电解精炼铜的说法中错误的是（）A.粗铜做阴极B.电解一段时间后，溶液中会存在锌、铁等不活泼的金属阳离子C.阳极泥中含有金、银等贵重金属D.电解质溶液可以选用硫酸铜溶液4.电解法精 炼 含 有 Fe、 Zn、 Ag 等 杂 质 的 粗 铜 。 下 列 叙 述 正 确 的 是 （ ）A.电解时以硫 酸 铜 溶 液 作 电 解 液 ， 精铜作阳极B.粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C.阴极上发生的反应是 Cu2+ + 2e－ ＝Cu D.电解后 Fe、 Zn、 Ag 等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥5.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（）A.铅笔端作阳极，发生还原反应B.铂片端作阴极，发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a 点是负极，b 点是正极6.如图是在待镀铁制品上镀铜的实验装置，则下列说法正确的是（）2A.电源 a 极为负极B.Ⅰ极上铜放电而逐渐消耗C.Ⅱ极上发生的电极反应为 Fe－2e － =Fe2＋D.Ⅱ极上 Cu2＋ 放电而使溶液中 Cu2＋ 浓度逐渐变小7.关于惰性电极电解 NaCl 水溶液，下列叙述正确的是（）A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B.若在阳极附近的溶液中滴入 KI 试液，溶液呈棕色C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性二、填空题8.（1）用惰性电极电解饱和 NaCl 溶液，请写出：①阳极的电极反应为：；总反应离子方程式：。②要使电解后的溶液恢复到和原溶液一样，则应加入一定量的。（2）用电解法精炼粗铜，电解液选用 CuSO4溶液。请回答：①阳极的电极材料是，电极反应式是；②阴极电极的材料是，电极反应式是。 （杂质发生的电极反应不必写出）9.粗铜中常含有锌、镍、银、金等杂质，工业上常用电解的方法精炼粗铜。（1）电解时__________作阳极，电极反应式为________________；_____________作阴极，电极反应式为_________________________。（2）电解前 CuSO4溶液的浓度为 1 mol·L－1 ，电解时如有 0.5 mol 电子发生转移，则此时电解液中 CuSO4的浓度为_______________，阴极得到的纯铜质量为_______________。阳极泥的主要成分是______________。10.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，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。A a X Y 请回答以下问题：（1）若 X、Y 都是惰性电极，a 是饱和 NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几3滴酚酞试液，则①电解池中 X 极上的电极反应式为。在 X 极附近观察到的现象是。②Y 电极上的电极反应式为，检验该电极反应产物的方法是。（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a 选用 CuSO4溶液，则①X 电极的材料是，电极反应式是。②Y 电极的材料是，电极反应式是。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过） ，其工作原理如图所示。①该电解槽的阳极反应式是____________________________。②通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________________（填写“A”或“B” ）导出4一、选择题1.C 解析：某些活泼金属或某些活泼非金属因从化合物中还原或氧化制取很难，故采用电解法。例如：2NaCl 2Na+Cl2↑ = = = = =电 解 MgCl2 Mg+Cl2↑ = = = = =电 解 2Al2O3 4Al+3O2↑ = = = = =电 解 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl 2↑ = = = = =电 解 2KHF2 2KF+H2↑+F 2↑= = = = =电 解 2.B 解析：氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子状态存在，其中缺少自由移动的离子，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝。A 不正确。Na ＋ 、Mg 2＋ 、Al 3＋ 在水溶液中电解时，电子被 H＋ 得到，因而电解比氢活泼的金属阳离子的水溶液是得不到金属单质的。C 不正确。比 Al 活泼的金属很难用一般的还原剂（如 H2、CO、C 等）把它们从化合物中还原出来。况且，MgO 熔点很高。工业上制取镁是采用电解熔融 MgCl2的方法。D 不正确，所以答案选B。3.A 解析：电解精炼铜时粗铜必须作阳极，精铜作阴极，硫酸铜作电解质溶液。A 不正确，D 正确。粗铜中含有比铜活泼的金属，电解时先失去电子，B 正确。同时粗铜中也含有比铜不活泼的金、银等贵重金属，在电解时不会失去电子，故而形成阳极泥。答案是 A。4.C 解析：A.不正确，电解时以硫 酸 铜 溶 液 作 电 解 液 ， 粗 铜 作 阳 极 ， 精铜作阴极；B.不正确，粗铜与电源正极相连，发生氧化反应，Cu－ 2e － ＝Cu 2＋ ；C.正确，阴极上发生的反应是 Cu2+ + 2e－ ＝Cu；D.不正确，电解后 Ag 等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥，F e、 Zn 先 溶 解 ， 留 在溶 液 中 。5.D 解析：本题考查的是电解饱和食盐水实验，电解实验中阳极发生氧化反应，生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气，由电极反应式可知，在阴极生成氢氧化钠，出现红色字迹，所以铅笔作阴极，a 为电源负极。故选 D。6.B 解析：电镀时，镀件作阴极，则 b 为负极，镀层金属作阳极，a 为正极，故 A 项错；C 项中，Cu 2＋ ＋2e － =Cu，故 C 项错；D 项中 CuSO4溶液的浓度不变，也是错误的，答案选B。7.B 解析：A.电解时不会有单质钠生成，阴极得到是氢气，故错；电解 NaCl 水溶液后溶液呈碱性，即酚酞试液，溶液呈红色，故 C、D 项错。故选 B。二、填空题8.（1）①2Cl － －2e － =Cl2↑；2Cl － +2H2O 电 解 2OH－ +H2↑+Cl 2↑② HCl （2）①粗铜，Cu–2e － =Cu2+②精铜，Cu 2++2e－ =Cu 解析：（1）用惰性电极电解饱和食盐水阳极反应式为 2Cl－ －2e － = Cl2↑，阴极反应式为 2H2O+2e－ =H2↑+2OH － ，总反应式为 2Cl－ +2H2O 电 解 2OH－ + H2↑ + Cl 2↑。（2）粗铜电解精炼时粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解液。粗铜中比铜活泼的金属失电子溶解，比铜不活泼的金属形成阳极泥沉积到电解槽底部。阳极反应为5Cu－2e － =Cu2+等，阴极反应为 Cu2++2e－ =Cu。9.（1）粗铜 Cu－2e － =Cu2+，Zn－2e － =Zn2+纯铜Cu 2++2e－ =Cu（2）1 mol·L －1 16 g 银、金解析：本题考查精炼铜的有关知识。注意：在精炼铜的过程中，理论上电解液浓度保持不变。10.（1）①2H + + 2e － = H2↑放出气体，溶液变红。②2Cl － － 2e － = Cl2 ↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝色。（2）①纯铜 Cu 2+ + 2e － = Cu ②粗铜 Cu － 2e － = Cu2+（3）①4OH － －4e － ＝O 2↑＋2H 2O，②2H + + 2e － = H2↑使 H+浓度减小③B解析：（1）①X 和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式是 2H+ + 2e － = H2↑。随着氢离子的不断放电，阴极周围水的电离平衡被破坏，所以阴极周围溶液显碱性，溶液变成红色。②Y 电极和电源的正极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应式是2Cl－ －2e － =Cl2↑。由于氯气具有强氧化性，能把碘化钾氧化生成单质碘，据此可以检验，即把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝色。（2）粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜作电解质溶液，所以 X 是纯铜，电极反应式是 Cu2+ + 2e － = Cu。Y 电极是粗铜，电极反应式是 Cu－2e － =Cu2+。（3）①阳极是溶液中的 OH－ 离子放电生成氧气，电极反应式是4OH－ －4e － ＝O 2↑＋2H 2O。②阴极氢离子放电失去氢气，电极反应式为 2H++2e－ =H2↑。随着氢离子的不断放电，阴极周围水的电离平衡被破坏，使 H+浓度减小，OH － 浓度增大，溶液显碱性。③由于阳离子交换膜只能允许阳离子通过，而 OH－ 在阴极生成。根据装置图可知，B电极是阴极，所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口 B 导出。