2018年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)第3課時(shí)習(xí)題課學(xué)案新人教版選修

1、第3課時(shí)習(xí)題課1. 將Al片和Cu片用導(dǎo)線(xiàn)相連，一組插入濃HNO3溶液中，一組插入稀NaOH溶液中，分別形成了原電池，則在這兩個(gè)原電池中，正極分別為()AAl片、Cu片 BCu片、Al片 CAl片、Al片 DCu片、Cu片解析將Al片和Cu片用導(dǎo)線(xiàn)相連，插入濃HNO3溶液中，此時(shí)Al在濃硝酸中鈍化，不能繼續(xù)反應(yīng)，而Cu卻能與濃硝酸持續(xù)反應(yīng)。也就是說(shuō)，在這種情況下，Cu易失去電子而Al卻表現(xiàn)相對(duì)“惰性”，“相對(duì)活潑”的Cu為負(fù)極；插入稀NaOH溶液中，Al能與NaOH溶液反應(yīng)，此時(shí)Al失去電子被氧化，也就是Al為負(fù)極。答案A2. 若某池(電解池或原電池)的總反應(yīng)離子方程式是Cu2H=Cu2H2，

2、關(guān)于此池的有關(guān)說(shuō)法正確的是A該池只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽(yáng)極B該池只能是原電池，且電解質(zhì)溶液為硝酸C該池可能是原電池，也可能是電解池D該池只能是電解池，電解質(zhì)溶液可以是硫酸銅答案A解析銅與H不反應(yīng)，因此不可能是原電池，只能是電解池。在該電解池中，銅失去電子被氧化，因此銅作電解池的陽(yáng)極，A正確，B、C錯(cuò)誤；D選項(xiàng)中若電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，則相當(dāng)于電鍍銅，與題給離子方程式不符，故D錯(cuò)誤。3. 關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是()A電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無(wú)色D電解一段時(shí)間后，將

3、全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行越馕鲭娊馐雏}水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2O2e=H22OH總反應(yīng)式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2對(duì)照分析選項(xiàng)，A錯(cuò)誤；陽(yáng)極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，B正確；陰極附近產(chǎn)生大量的OH，滴加酚酞后變紅色，C錯(cuò)誤；電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。答案B4. 某同學(xué)按下圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是()A電解過(guò)程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B電解初期，總反應(yīng)方程式為：CuH2SO4電解,CuSO4H2C電解一定時(shí)間后，石墨電極上有氣體放出D整個(gè)電解

4、過(guò)程中，H的濃度不斷增大答案B解析由題目所給圖示可知：活潑金屬銅作陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：Cu2e=Cu2，電解初期，溶液中的H在陰極石墨上發(fā)生反應(yīng)：2H2e=H2，電池反應(yīng)式為CuH2SO4CuSO4H2，所以A、D選項(xiàng)不正確，B選項(xiàng)正確；隨著電解過(guò)程不斷進(jìn)行，溶液中的Cu2濃度不斷增大，一定時(shí)間后即當(dāng)Cu2移動(dòng)到陰極附近時(shí)，由于Cu2的氧化性大于H，故此時(shí)陰極發(fā)生反應(yīng)：Cu22e=Cu，故C選項(xiàng)不正確。5. 甲、乙兩個(gè)容器中，分別加入0.1 molL1的NaCl溶液與0.1 molL1的AgNO3溶液后，以Pt為電極進(jìn)行電解時(shí)，在A(yíng)、B、C、D各電極上生成物的物質(zhì)的量之比為()A2241 B234

5、1 C1422 D1111解析此裝置相當(dāng)于兩個(gè)電解槽串聯(lián)到一起，在整個(gè)電路中電子轉(zhuǎn)移總數(shù)相等，首先判斷各極的產(chǎn)物，即A極產(chǎn)物H2，B極產(chǎn)物Cl2，C極產(chǎn)物Ag，D極產(chǎn)物O2，若整個(gè)電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移，有2H22Cl24AgO24e，則A、B、C、D各電極上生成物的物質(zhì)的量之比為2241。答案A6電池是人類(lèi)生產(chǎn)和生活中的重要能量來(lái)源，各式各樣的電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類(lèi)的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)B氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能C氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化D太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅答案C解析因?yàn)殇\錳干電池中鋅棒為負(fù)

6、極，鋅棒變細(xì)，碳棒不變，所以A錯(cuò)；原電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，所以B錯(cuò)；氫氧燃料電池負(fù)極反應(yīng)式為H22e=2H，所以C對(duì)；太陽(yáng)能電池采用硅材料制作，所以D錯(cuò)。7理論上不能用于設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是()AHClNaOH=NaClH2OH0B2CH3OH(l)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l)H0C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H0D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H0答案A解析本題考查原電池形成條件。只有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)才可能用于設(shè)計(jì)原電池，非氧化還原反應(yīng)因沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移所以不能設(shè)計(jì)成原電池，題中只有A項(xiàng)不是氧化還原反應(yīng)。8生物體中細(xì)胞

7、膜內(nèi)的葡萄糖，細(xì)胞膜外的富氧液體及細(xì)胞膜構(gòu)成微型的生物原電池，下列有關(guān)判斷正確的是()A正極的電極反應(yīng)式可能是O24e=2O2B負(fù)極的電極反應(yīng)式可能是O24e2H2O=4OHC正極反應(yīng)主要是C6H12O6生成CO2或HCOD負(fù)極反應(yīng)主要是C6H12O6生成CO2或HCO答案D解析在生物體內(nèi)葡萄糖貯存的化學(xué)能是通過(guò)與O2的氧化還原反應(yīng)釋放出來(lái)的。反應(yīng)中葡萄糖中的碳元素失電子，首先被氧化為CO2分子，然后再與血液中的OH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HCO，因此，在正極上發(fā)生的是O2得電子的還原反應(yīng)：O24e2H2O=4OH；負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是C6H12O6失電子的氧化反應(yīng)，生成CO2或HCO。9實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電

8、源電解飽和食鹽水制取Cl2，已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：負(fù)極：PbSO2e=PbSO4正極：PbO24HSO2e=PbSO42H2O今欲制得Cl2 0.050 mol，這時(shí)電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是()A0.025 mol B0.050 mol C0.10 mol D0.20 mol答案C解析要求得硫酸的量，需首先找出鉛蓄電池的總反應(yīng)。將上述兩個(gè)電極反應(yīng)式合并可得：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。而在制取Cl2時(shí)，每生成1 mol Cl2，電子轉(zhuǎn)移2 mol，現(xiàn)需要轉(zhuǎn)移電子0.050 mol20.10 mol。由鉛蓄電池總反應(yīng)式可知，每轉(zhuǎn)移0.10 mol電子，

9、將消耗0.10 mol硫酸。10用Pt電極電解含有Cu2和X3均為0.1 mol的溶液，陰極析出金屬的質(zhì)量m與溶液中通過(guò)電子的物質(zhì)的量n關(guān)系如圖，則離子的氧化能力由大到小排列正確的是() ACu2X3H BHX3Cu2 CX3HCu2 DCu2HX3答案D解析此題有些學(xué)生一看，立即想到X3是Fe3，不加以仔細(xì)分析，即選答案C。先分析圖中變化：一開(kāi)始通電，陰極就有固體析出，且通過(guò)0.2 mol電子后，質(zhì)量不再增加。根據(jù)離子放電規(guī)律，是Cu2先放電，再是H放電，X3在溶液中不放電。11. 有一硝酸鹽晶體，其化學(xué)式表示為M(NO3)xnH2O，經(jīng)測(cè)定其摩爾質(zhì)量為242 gmol1。取1.21 g該晶

10、體溶于水配成100 mL溶液。將此溶液倒入下圖所示裝置中，用石墨作電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol電子通過(guò)電極時(shí)，溶液中的金屬陽(yáng)離子全部析出，在A(yíng)極得到金屬0.32 g。回答： (1) 金屬M(fèi)的摩爾質(zhì)量為_(kāi)，x_，n_。(2)C極為_(kāi)極。答案(1)64 gmol123(2)負(fù)解析(1)n(硝酸鹽)0.005 mol，則金屬M(fèi)也為0.005 mol。M的摩爾質(zhì)量64 gmol1。Mxxe=M解得：x218818n242，n3。(2)因?yàn)榻饘僭贏(yíng)極析出，所以A極是電解池的陰極，則C極是電源的負(fù)極。12鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請(qǐng)回答：(1)工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是_。(2)鋁與氫氧化鉀溶液

11、反應(yīng)的離子方程式是_。(3)工業(yè)級(jí)氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子通過(guò))，其工作原理如下圖所示。 該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式是_。 通電開(kāi)始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因_。除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填寫(xiě)“A”或“B”)導(dǎo)出。答案(1)2Al2O3(熔融)4Al3O2(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)4OH4e=2H2OO2H放電，促進(jìn)水的電離，OH濃度增大B解析本題主要考查學(xué)生對(duì)電解原理的理解和掌握，注重考查學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解釋、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(1)、(2)問(wèn)主要考查教材的基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)該屬于

12、得分的問(wèn)題，(3)中根據(jù)電解原理，陽(yáng)極應(yīng)是OH失電子，所以電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2，而陰極為H放電，促進(jìn)水的電離，使OH濃度增大，所以pH增大，根據(jù)陽(yáng)離子交換膜的特點(diǎn)，K可從陽(yáng)極區(qū)進(jìn)入陰極區(qū)和OH組成KOH，從而可在陰極區(qū)得到純的KOH溶液，故液體應(yīng)從B口導(dǎo)出。13. 如圖，X和Y均為石墨電極。 (1)若電解液為滴有酚酞的飽和食鹽水，電解反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；電解過(guò)程中_極(填“陰”或“陽(yáng)”)附近會(huì)出現(xiàn)紅色。(2)若電解液為500 mL含A溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液，電解一段時(shí)間，觀(guān)察到X電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，Y電極有無(wú)色氣體生成；溶液中原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出X電極，洗滌

13、、干燥、稱(chēng)量，電極增重1.6 g。電解后溶液的pH為_(kāi)；要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需加入一定量的_(填加入物質(zhì)的化學(xué)式)。(假設(shè)電解前后溶液的體積不變)Y電極產(chǎn)生氣體的體積為_(kāi)L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。 請(qǐng)你推測(cè)原溶液中所含的酸根離子可能是_；并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的推測(cè)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論：_。答案(1)2Cl2H2O2OHCl2H2陰(2)1CuO或CuCO3(僅答1種即可)0.28硫酸根離子取少量待測(cè)液于試管中，滴加鹽酸無(wú)明顯現(xiàn)象，繼續(xù)加入氯化鋇溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則證明是硫酸根離子(或：硝酸根離子取少量待測(cè)液于試管中，加熱濃縮后滴加濃硫酸和銅粉，若有紅棕色氣體產(chǎn)生，則證明是硝

14、酸根離子)解析(1)電解飽和食鹽水的離子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2，在陰極區(qū)生成NaOH，使酚酞溶液變紅。(2)藍(lán)色溶液中可能含有Cu2，并且在電解過(guò)程中析出紅色固體，進(jìn)一步驗(yàn)證析出的是銅；Y電極上析出無(wú)色氣體，應(yīng)該是O2，電解離子方程式：2Cu22H2O2CuO24H。根據(jù)電解離子方程式得：n(H)2n(Cu2)20.05 mol，故溶液中c(H)0.1 molL1，溶液的pH1。要使溶液恢復(fù)到以前，可以加入CuO或CuCO3。根據(jù)電解離子方程式得：n(O2)n(Cu)0.012 5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(O2)22.4 Lmol10.012 5 mol0.28 L。溶液中

15、存在的必須是含氧酸根離子，可以是SO或NO；然后利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。14從H、Cu2、Na、SO、Cl五種離子中選取某些離子恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求電解。(1)以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量減少，水量不變進(jìn)行電解，則采用的電解質(zhì)是_。(2)以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少進(jìn)行電解，則采用的電解質(zhì)是_。(2) 以碳棒為陽(yáng)極，鐵棒為陰極，使電解質(zhì)質(zhì)量和水量都減少進(jìn)行電解，則采用的電解質(zhì)是_。答案(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4 (3)CuSO4、NaCl解析首先把陰、陽(yáng)離子兩兩組合成物質(zhì)，根據(jù)離子放電順序判斷(1)為分解電解質(zhì)型；(2)為電解水型；(3)為

16、放氧生酸型和放氫生堿型。15某高二化學(xué)興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。試根據(jù)下表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、石墨稀鹽酸偏向石墨4Mg、AlNaOH偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al(1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極是否相同？_(填“是”或“否”)。(2)實(shí)驗(yàn)3中的電極反應(yīng)式：負(fù)極_，正極_，電池總反應(yīng)方程式_。(3)實(shí)驗(yàn)4中Al作_極，其電極反應(yīng)式是_，判斷電極的依據(jù)是_。(4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向Al的原因。答案(1)否(2)Al3e=Al3

17、2H2e=H22Al6H=2Al33H2(3)負(fù)Al4OH3e=AlO2H2O因?yàn)锳l能與NaOH溶液反應(yīng)，而Mg不反應(yīng)(4)實(shí)驗(yàn)5中由于A(yíng)l在濃硝酸中發(fā)生鈍化，所以Zn為負(fù)極解析一般情況下，較活潑的金屬作原電池的負(fù)極，根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2的結(jié)果，可得出1中Al作正極，2中Al作負(fù)極，但在NaOH溶液中，Al反應(yīng)，Mg不反應(yīng)，Al作負(fù)極，在濃硝酸中由于A(yíng)l發(fā)生鈍化，Zn作負(fù)極。16電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。上圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：電解池中X極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)，在X極附近觀(guān)察到的現(xiàn)象是_。電解液中向X極方向移動(dòng)的離子是_。 Y電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。(2)如要用電解方法精