1、新课标2016年高二化学寒假作业9化学选修四一、选择题（本题共7道小题）1.用惰性电极分别电解下列各电解质的水溶液，一段时间后（设电解质足量），向电解后溶液中加入适量原电解质，可以使溶液恢复到电解前的浓度的是()ACu(NO3)2 BK2SO4 CHCl DNaOH 2.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是（）A装置出口处的物质是氯气B出口处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过C装置中发生的反应的离子方程式2Cl+2H+Cl2+H2D该装置是将电能转化为化学能3.电化学降解NO的原理如图所示。下列说法中不正确的是A铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2B铅蓄电池工
2、作过程中负极质量增加C该电解池的阴极反应为：2NO3- + 6H2O + 10e- N2 + 12OH-D若电解过程中转移2moL电子，则交换膜两侧电解液的质量变化差（m左m右）为10.4g4.用阳极a和阴极b电解足量c的水溶液一段时间，然后加入d，能使溶液恢复到电解前状态，a、b、c、d正确组合是（）abcdPtPtNaOHNaOHCCNaClNaOHCuCuCuSO4CuOPtPtH2SO4H2OABCD5.如图所示的电化学装置，下列叙述正确的是（）Aa和b用导线连接，电子由碳经过导线流向铁Ba和b用导线连接，铁电极的电极反应为：Fe3e=Fe3+Ca、b分别连接直流电源正、负极，可以防止
3、铁被腐蚀Da、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，Na+向铁电极移动6.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，物质的量之比为3：1用石墨作电极电解溶液，根据电极产物，可明显分为三个阶段下列叙述不正确的是（）A阴极只析出H2 B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水D溶液pH不断增大，最后为77.用石墨作电极电解AlCl3溶液时，如图所示的电解变化曲线合理的是（）A B C D二、填空题（本题共3道小题）8.电解原理在化学工业中有广泛应用右图表示一个电解池，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请回答以下问题：（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和KCl溶液
4、，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，Y电极反应式是 、发生 反应在X极附近观察到的现象是 ； 电极反应式是 检验Y电极反应产物的方法是 。（2）若X、Y都是银电极，a是稀硝酸银溶液，开始实验，X极的电极反应式是 Y电极的电极反应式是 ，电解前后硝酸银溶液的浓度 （变大、变小或不变）若某电极质量增重108克，则在电路中有 mol的电子发生转移9.硫化氢（H2S）是一种有毒的可燃性气体，用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H2S+3O2+4KOH2K2SO3+4H2O（1）该电池工作时正极应通入 （2）该电池的负极电极反应式为： （3）该电池工作时负极区溶液的pH （
5、填“升高”“不变”“降低”）（4）有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4，因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4，某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验，以确定电池工作时反应的产物实验室有下列试剂供选用，请帮助该小组完成实验方案设计0.01molL1KMnO4酸性溶液，1molL1HNO3，1molL1H2SO4，1molL1HCl，0.1molL1Ba（OH）2，0.1molL1BaCl2实验步骤实验现象及相关结论取少量电解质溶液于试管中，用pH试纸测其pH试纸呈深蓝色，经比对溶液的pH约为14，说明溶液中有残余的KOH继续加入 溶液，再加入 溶液，振荡若有白色沉淀产生
6、，则溶液中含有K2SO4若无白色沉淀产生，则溶液中没有K2SO4另取少量电解质溶液于试管中，先加1molL1的H2SO4酸化，再滴入23滴0.01molL1KMnO4酸性溶液，振荡 ； （5）若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH56g，取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL，加入BaCl2溶液至沉淀完全，过滤洗涤沉淀，将沉沉在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11.65g，计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度 （结果保留四位有效数字，假设溶液体积保持不变，已知：M（KOH）=56，M（BaSO4）=233，M（BaSO3）=217）10.（15分）重金属元素铬的
7、毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强为回收利用，通常采用如下流程处理：注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表氢氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2Al（OH）3Cr（OH）3pH3.79.611.189（9溶解）（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是 （填序号）ANa2O2 BHNO3 CFeCl3 DKMnO4（2）加入NaOH溶液调整溶液pH=8时，除去的离子是 ；已知钠离子交换树脂的原理：Mn+nNaRMRn+nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子是
8、 AFe3+ B Al3+ CCa2+ DMg2+（3）还原过程中，每消耗0.8mol Cr2O72转移4.8mol e，该反应离子方程式为 酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72的废水：该法用Fe作电极电解含Cr2O72的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3溶液（1）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？ （填“能”或“不能”），理由是 （2）电解时阳极附近溶液中Cr2O72转化为Cr3+的离子方程式为 （3）常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=11032，溶液的pH应为 时才能使c（Cr3+）降至105 molL1试卷
9、答案1.C试题分析：电解过程中使电解质复原的原则是电解出什么加什么，所以向电解后溶液中加入适量原电解质，使原溶液恢复到电解前的浓度的电解质溶液电解得到的产物可以直接生成该电解质。A、电解硝酸铜得到的产物是氧气和Cu，而氧气与铜反应生成氧化铜，不是硝酸铜，错误；B、电解硫酸钾溶液得到的产物是氢气和氧气，氢气和氧气反应生成水，所以加入水可使电解质复原，错误；C、电解HCl溶液，得到的产物是氢气和氯气，而氢气和氯气反应生成氯化氢，与原电解质相同，正确；D、电解氢氧化钠溶液，得到的产物是氢气和氧气，氢气和氧气反应生成水，错误，答案选C。考点：考查电解过程中电解质溶液复原的判断2.C考点：电解原理分析：
10、A、出口是电解池的阳极；B、依据装置图可知，出口是电解池的阴极，离子交换膜是阳离子交换膜；C、装置是电解饱和食盐水，电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠和氢气、氯气；D、装置是电极原理是电能转化为化学能解答：解：A、根据钠离子移向阴极确定是阴极，出口是电解池的阳极，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，故A正确；B、根据钠离子移向阴极确定是阴极，出口是电解池的阴极，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不能让阴离子通过，故B正确；C、装置是电解饱和食盐水，电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠和氢气、氯气，反应的离子方程式为：2Cl+2H2OCl2
11、+H2+2OH；故C错误；D、装置是电解原理是电能转化为化学能的装置，故D正确；故选：C点评：本题考查了电解原理的分析应用，电极判断，电极反应分析，掌握电解原理是解题关键，题目难度中等3.D A、根据Ag-Pt电极上硝酸根离子发生还原反应，知该电极是阴极，所以铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2，故A正确；B、铅蓄电池工作过程中负极有硫酸铅生成质量增加，故B正确；C、根据电解池的阴极发生还原反应得：2NO3- + 6H2O + 10e- N2 + 12OH-，故C正确；D、电解过程中转移2moL电子，阳极消耗1摩尔水，有2摩尔H+移向阴极，阳极室质量减少18克，阴极室放出0.2摩尔氮气，质
12、量减少（5.6+2）g=3.6g，交换膜两侧电解液的质量变化差（m左m右）=18-3.6=14.4g，故D错误。故答案选D4.D考点：原电池和电解池的工作原理专题：电化学专题分析：电解质在通电一段时间后要想让电解质复原要加入遵循：出什么加什么的原则，根据电解池的工作原理来回答解答：解：A、以铂为电极，电解氢氧化钠的水溶液实质是电解水，要想复原，需要加水，故A错误；B、以石墨为电极，电解氢氧化钠溶液会在两极上析出氢气和氯气，要想复原，则需通入氯化氢气体，故B错误；C、以金属铜为电极，电解硫酸铜，电解前后溶液组成、浓度均不变，故C错误；D、以铂为电极，电解H2SO4溶液，实质是电解水，要想复原，需
13、要加水，故D正确故选D点评：本题主要考查学生电解原理的应用知识以及电解质复原需加入的物质的选择，可以根据所学知识进行回答，难度不大5.C考点：原电池和电解池的工作原理分析：A、发生吸氧腐蚀，铁是负极，电子由铁流向碳；B、铁放电，变为二价铁；C、铁与电源的负极相连，可以防止铁被腐蚀；D、a、b分别连接直流电源负、正极，阳离子向阴极移动解答：解：A、发生吸氧腐蚀，铁是负极，电子由铁流向碳，故A错误；B、铁放电，变为二价铁，所以电极反应式为：Fe2e=Fe2+，故B错误；C、铁与电源的负极相连，可以防止铁被腐蚀，故C正确；D、a、b分别连接直流电源负、正极，阳离子向阴极移动，所以向碳方向移动，故D错
14、误；故选C点评：本题考查了原电池，电解池原理的分析应用，电极名称和判断是解题关键，题目较简单6.D考点：电解原理专题：电化学专题分析：根据电解原理：阳极离子的放电顺序：银离子铜离子氢离子，阴极离子的放电顺序：氯离子氢氧根离子，溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，根据电解原理判断放电的离子解答：解：可以将溶质看成3molNaCl和1molH2SO4，再转化一下思想，可以看成2molHCl，1molNa2SO4，1molNaCl，由于1molNa2SO4自始至终无法放电，且其溶液pH=7，暂时可以忽略，则电解过程可先看成电解HCl，再电解NaCl，最后电解水，即2HClH2+Cl2，2NaCl
15、+2H2O2NaOH+H2+Cl2，2H2O2H2+O2，生成的NaOH为碱性，pH大于7A、阴极自始自终是氢离子放电，只析出H2，故A正确；B、阳极氯离子先于氢氧根离子放电，先析出Cl2，后析出O2，故B正确；C、电解最后阶段为电解水，故C正确；D、溶液pH不断增大，最后生成的NaOH为碱性，pH大于7，故D错误；故选D点评：本题是对电解原理的考查，要求学生会根据电解原理书写常见电解质的电解反应，难度较大7.A 考点：电解原理.分析：用石墨作电极电解氯化铝时，阳极是氯离子放电，放电完毕后是氢氧根放电，阴极是氢离子放电，酸性减弱，pH值会增大解答：解：中间的虚线pH=7，溶液pH之所以不会大于
16、7，可能情况有两种：电解生成的氯气溶于水变成盐酸和次氯酸，使得溶液呈酸性；电解产生的OH会和溶液中的铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，不会有多余的氢氧根，所以溶液不会呈碱性，所以是正确的，电解的初期会有沉淀生成，后期相当于电解水，不会有多余的氢氧根，所以沉淀量不会改变，所以正确故选A点评：本题考查学生电解池的工作原理，要求学生熟记教材知识，并会灵活运用8.（1）2Cl2e=Cl2；氧化；溶液会变红；2H+2e=H2；将湿润的淀粉碘化钾试纸接近出气口，如果试纸变蓝色就说明生成氯气；（2）Ag+e=Ag；Age=Ag+；不变；1考点：原电池和电解池的工作原理 专题：电化学专题分析：（1）若X、Y都是惰性
17、电极，a是饱和KCl溶液，Y为阳极电极上氯离子放电生成氯气，发生氧化反应，氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，X为阴极电极上氢离子放电生成氢气，同时该电极附近生成氢氧根离子，遇到酚酞试液会变红；（2）若X、Y都是银电极，a是稀硝酸银溶液，开始实验，X为阴极电极上银离子放电生成银，Y为阳极电极上银本身失电子放电生成银离子，发生氧化反应，电解前后硝酸银溶液的浓度不变；根据电极反应计算电子转移解答：解：（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和KCl溶液，Y电极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl2e=Cl2，发生氧化反应，氯气具有氧化性，能氧化碘离子生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以氯气可以用湿润
18、的淀粉碘化钾试纸检验，X为阴极电极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H+2e=H2，同时该电极附近生成氢氧根离子，遇到酚酞试液会变红；故答案为：2Cl2e=Cl2；氧化；溶液会变红；2H+2e=H2；将湿润的淀粉碘化钾试纸接近出气口，如果试纸变蓝色就说明生成氯气；（2）若X、Y都是银电极，a是稀硝酸银溶液，开始实验，X为阴极电极上银离子放电生成银，电极反应式为Ag+e=Ag，Y为阳极电极上银本身失电子放电生成银离子，电极反应式为Age=Ag+，发生氧化反应，由阴阳极的电极反应得电解前后硝酸银溶液的浓度不变；若某电极质量增重108克，根据阴极反应方程式Ag+e=Ag，则在电路中电子转移为=1m
19、ol；故答案为：Ag+e=Ag；Age=Ag+；不变；1点评：本题考查原电池原理，涉及电极反应式的书写、氯气的检验等知识点，知道离子放电顺序及电极反应式的书写方法、氯气的检验方法及现象，学会应用电解池中氧化还原反应的得失电子守恒进行有关计算即可，题目难度不大9.（1）空气（或氧气）；（2）2H2S+16OH12e=2SO32+10H2O 或H2S+8OH6e=SO32+5H2O；（3）降低；（4）足量1molL1 HCl；少量0.1 molL1 BaCl2；若KMnO4溶液紫红色褪去，则说明溶液中含有K2SO3，若KMnO4溶液紫红色不褪，则说明溶液不含K2SO3；（5）5.000 molL1
20、考点：性质实验方案的设计；原电池和电解池的工作原理；物质的检验和鉴别的实验方案设计分析：用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O，由总方程式可知，反应中S元素化合价升高，H2S被氧化，O元素化合价降低被还原，则通入H2S的一极为负极，通入氧气的一极为正极，负极反应为2H2S+16OH12e=2SO32+10H2O，以此解答（1）（2）（3）；（4）检验是否含有K2SO4，可先加入盐酸除去K2SO3，然后再加氯化钡检验，如生成沉淀，则说明含有K2SO4，K2SO3具有还原性，可用KMnO4溶液检验；（5）将沉淀在空气中充分加热至恒
21、重，测得固体质量为11.65g，应为BaSO4的质量，可计算出消耗KOH的物质的量，则计算反应后溶液中KOH的物质的量浓度解答：解：用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O，由总方程式可知，反应中S元素化合价升高，H2S被氧化，O元素化合价降低被还原，则通入H2S的一极为负极，通入氧气的一极为正极，负极反应为2H2S+16OH12e=2SO32+10H2O，（1）由以上分析可知正极通入空气（或氧气），故答案为：空气（或氧气）；（2）该电池的负极电极反应式为2H2S+16OH12e=2SO32+10H2O 或H2S+8OH6e=S
22、O32+5H2O，故答案为：2H2S+16OH12e=2SO32+10H2O 或H2S+8OH6e=SO32+5H2O；（3）负极消耗OH，则工作一段时间后溶液pH减小，故答案为：降低；（4）检验是否含有K2SO4，可先加入足量1molL1 HCl 除去K2SO3，然后再加少量0.1 molL1 BaCl2 检验，如生成沉淀，则说明含有K2SO4，K2SO3具有还原性，可用KMnO4溶液检验，若KMnO4溶液紫红色褪去，则说明溶液中含有K2SO3，若KMnO4溶液紫红色不褪，则说明溶液不含K2SO3，故答案为：足量1molL1 HCl；少量0.1 molL1 BaCl2；若KMnO4溶液紫红色
23、褪去，则说明溶液中含有K2SO3，若KMnO4溶液紫红色不褪，则说明溶液不含K2SO3；（5）由于BaSO3在空气中加热时转化为BaSO4，将沉淀在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11.65g，应为BaSO4的质量，n（BaSO4）=0.0500mol，即n（K2SO4）+n（K2SO3）=0.0500mol，故答案为：5.000 molL1点评：本题考查较为综合，涉及原电池、物质的检验和鉴别等知识，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高频考点，注意把握实验的原理和原电池的工作原理，难度不大10.I（1）A；（2）AB；CD；（3）3S2O32+4Cr2O72+26H+6SO
24、42+8Cr3+13H2O；II（1）不能；因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72还原到低价态；（2）6Fe2+Cr2O72+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O；（3）5考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质版权所有分析：I某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr3+被氧化为Cr2O72，加氢氧化钠调节pH=8，则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr2O72、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，然
25、后加Na2S2O3把Cr2O72还原为8Cr3+，再调节pH得到Cr（OH）（H2O）5SO4，（1）加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，注意不能引入新的杂质；（2）根据表中数据判断；通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+；（3）每消耗0.8mol Cr2O72转移4.8mol e，则1molCr2O72转移6mol电子，所以生成Cr3+，S2O32被氧化为SO42+，结合得失电子守恒和原子守恒写出离子方程式；II（1）铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应；（2）Cr2O72具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3+，据
26、此书写方程式；（3）根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算解答：解：I某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr3+被氧化为Cr2O72，加氢氧化钠调节pH=8，则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr2O72、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72还原为8Cr3+，再调节pH得到Cr（OH）（H2O）5SO4，（1）加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na2O2代替H2O
27、2，故答案为：A；（2）根据表中数据可知，pH=8时，Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则Fe3+、Al3+被除去；通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+；故答案为：AB；CD；（3）每消耗0.8mol Cr2O72转移4.8mol e，则1molCr2O72转移6mol电子，所以生成Cr3+，S2O32被氧化为SO42+，则反应的离子方程式为：3S2O32+4Cr2O72+26H+6SO42+8Cr3+13H2O；故答案为：3S2O32+4Cr2O72+26H+6SO42+8Cr3+13H2O；II（1）若用Cu电极来代替Fe电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该
28、离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应，故答案为：不能；因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72还原到低价态；（2）Cr2O72具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3+，反应的实质是：6Fe2+Cr2O72+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O，故答案为：6Fe2+Cr2O72+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O；（3）当c（Cr3+）=105mol/L时，溶液的c（OH）=109 mol/L，c（H+）=105mol/L，pH=5，即要使c（Cr3+）降至105mol/L，溶液的pH应调至5，故答案为：5点评：本题考查了物质分离提纯的操作及方法应用、电解原理、难溶物溶度积的计算等，题目难度较大，涉及的知识点较多，注意掌握电解原理、难溶物溶度积的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力