1、课后分层训练(二十)电能转化为化学能电解A组专项基础达标(建议用时：30分钟)1观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是()A装置甲中阳极上析出红色固体B装置乙中铜片应与电源负极相连C装置丙中外电路电流方向：b极a极D装置丁中阴极反应：2Cl2e=Cl2CA项，阳极上生成Cl2；B项，铜片应作阳极，与电源正极相连；D项，阴极反应应为2H2e=H2。2下列说法中正确的是 ()A氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠B铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属D外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属D电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH。
2、铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极。电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。3(2015上海高考)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O2 2H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H2DA.由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O
3、22H2O4e=4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e=4OH，错误。4. 铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是()A阳极电极方程式为2Al6e6OH=Al2O33H2OB随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大C当阴极生成气体3.36 L(标准状况)时，阳极增重2.4 gD电解过程中H移向铝电极
4、CA项，硫酸溶液为酸性，阳极反应式为2Al6e3H2O=Al2O36H；B项，阴极反应式为6H6e=3H2，电解过程中H2O减少，pH减小；D项，电解过程中H移向阴极(石墨极)。5(2017太原模拟)如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2Pb4H2SO=2PbSO42H2O。下列有关说法正确的是()AK与N相接时，能量由电能转化为化学能BK与N相接时，H向负极区迁移CK与M相接时，所用电源的a极为负极DK与M相接时，阳极附近的pH逐渐增大CA项，K与N相接时形成原电池，化学能转化为电能；B项，原电池工作时，H向正极迁移；D项，K与M相接时，为充电过程，阳极反应式为P
5、bSO42H2O2e=PbO24HSO，阳极附近的pH减小。6(2017长春模拟)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。下列说法正确的是 () 【导学号：99682204】A阳极室溶液由无色变成棕黄色B阴极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2C电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高D电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4C阳极上Fe发生氧化反应，溶液由无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H发生还原反应：2H2e=H2，B项错误；根据阴极上电极反应，阴极消耗H，电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，C项正确；电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，NH与
6、OH反应生成NH3H2O，因此阴极室溶液中溶质除(NH4)3PO4外，还可能有NH3H2O，D项错误。7(2017湖北七市调研)如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是() 【导学号：99682205】A反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区B乙装置中铁电极为阴极，电极反应式为Fe2e=Fe2C通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为O24e2H2O=4OHD反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变A甲装置为甲醚燃料电池，充入氧气的一极发生还原反应，为电极的正极，充入燃料的一极为电极的负极；乙装置为电
7、解饱和氯化钠溶液的装置，根据串联电池中电子的转移，可知Fe电极为阴极，C极为阳极；丙装置为电解精炼铜的装置，精铜为阴极，粗铜为阳极。8(2017太原模拟)锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，其在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是()A放电时负极的电极反应式为Zn2e=Zn2B充电时电极a连接电源的负极C阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应D放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大B由题知电解液为溴化锌水溶液，结合电解装置图分析可知充电时左侧电极上发生氧化反应：2Br2e=Br2，则左侧电极为阳极，充电时电极a连接电源的正极；充电时右侧电极上发
8、生还原反应：Zn22e=Zn，则右侧电极为阴极，充电时电极b连接电源的负极，B选项错误。该电池放电时负极反应为充电时阴极反应的逆反应，即为Zn2e=Zn2，A选项正确。阳离子交换膜只允许阳离子通过，可阻止Br2与Zn直接发生反应，C选项正确。该电池放电时正极反应为充电时阳极反应的逆反应，即为Br22e=2Br，放电时作原电池，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，且该装置使用了阳离子交换膜，其只允许阳离子通过，即左侧电极上生成了Br，同时Zn2不断移向左侧电极区，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，D选项正确。9500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.6
9、 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中c(K)为0.2 molL1B上述电解过程中共转移0.2 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.05 molD电解后溶液中c(H)为0.2 molL1A石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极先后发生两个反应：Cu22e=Cu,2H2e=H2。从收集到O2为2.24 L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 m
10、ol电子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol 电子，电解前Cu2的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K)2c(Cu2)c(NO)，c(K)c(H)c(NO)，不难算出：电解前c(K)0.2 molL1，电解后c(H)0.4 molL1。10(2017合肥质检)如图所示，U形管内盛有100 mL的溶液，按要求回答下列问题： 【导学号：99682206】(1)断开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液，则A极为_极，B极的电极反应式为_。若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为_。(2)断开K1，闭合K2，若所盛溶
11、液为滴有酚酞的NaCl溶液，则：A电极附近可以观察到的现象是_，Na移向_(填“A”或“B”)极。B电极上的电极反应式为_，总反应的化学方程式是_。反应一段时间后断开K2，若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积(标准状况)为11.2 mL，将溶液充分混合，溶液的pH约为_。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内加入或通入一定量的_。解析(1)断开K2，闭合K1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜，发生氧化反应，电极反应式为Cu22e=Cu；所盛溶液为KCl溶液时发生吸氧腐蚀，正极(B极)的电极反应式为O22H2O4e=4OH；(2)断开K1，闭合K
12、2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞溶液后变红；溶液中的Na向阴极移动，即向A电极移动；电解时，阳极B上氯离子放电生成氯气：2Cl2e=Cl2，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池总反应式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；由可知，B极产生(标准状况)11.2 mL Cl2，生成0.001 mol NaOH。故OH0.01 mol/L，H mol/L1012 mol/L，故pH12。两极逸出的气体分别是H2和Cl2，故要使电解质溶液恢复到
13、原状态，需向U形管内通入一定量的HCl气体。答案(1)负Cu22e=CuO22H2O4e=4OH(2)溶液变红A2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHCl2H212HCl11某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： 【导学号：99682207】(1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_。(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_mL(标准状况
14、)，丙池中_极析出_g铜。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)，若将丙中溶液复原，需加入_。解析(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O。(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。(3)根据各电极上转移的电子相同，则n(Ag)4n(O2)2n(Cu)，故V(O2)22.4 L0.28 L280 mL，m(Cu)64 g1.6 g。
15、(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，溶液pH增大，而甲中总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，溶液pH减小。答案(1)原电池CH3OH6e8OH=CO6H2O(2)阳极4AgNO32H2O4AgO24HNO3(3)280D1.6(4)减小增大HClB组专项能力提升(建议用时：15分钟)12假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是() 【导学号：99682208】A当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当K断开时，B装置锌片溶
16、解，有氢气产生C当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D当K闭合后，A、B装置中pH变大，C装置中pH不变A当K闭合时，形成闭合电路，B中ZnCu形成的原电池比A中FeC形成的原电池产生的电压大，A为电解池，B为原电池。13某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_ 设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相关12 g，导线中通过_mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为_，这是由于NH4Cl溶液显_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此
17、性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_，电极反应式为_；乙装置中石墨(1)为_极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。解析(1)设导线中通过的电子的物质的量为x，则负极减少28 gmol1x，正极增重32 gmol1x，28x g32x g12 g，解得x0.2 mol。(2)NH4Cl水解溶液显酸性，正极上H得电子，负极上Fe失电子生成Fe2。Cl2将Fe2氧化为Fe3。(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池，乙装置成为电解池。甲中Fe为负极，Cu为正极，正极电极反应式为O22H2O4e=4OH，滴加酚酞后变红色。乙中石墨(1)为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，Cl2可用湿润的淀粉KI试纸检验。答案(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性NHH2ONH3H2OH2Fe2Cl2=2Fe32Cl (3)溶液变红O22H2O4e=4OH阴2Cl2e=Cl2湿润淀粉KI试纸Cl22I=2ClI2