2019年领军高考化学 清除易错点 专题13 电解池模拟题训练
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易错点13 电解池小题快练1.多晶硅是单质硅的一种形态,是制造硅抛光片、太阳能电池等的主要原料。
已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示:下列说法错误的是A. Y、Z分别为H2、Cl2B.制取粗硅时焦炭与石英发生副反应生成碳化硅,该副反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2C. SiHCl3极易水解,产物为H2SiO3、H2、HCl,据此推测SiHCl3中硅为+2价D.多晶硅是硅的一种同素异形体【答案】C2.如图所示,其中甲池的总反应式为,下列说法正确的是A.甲池是电能转化为化学能的装置,乙、丙池是化学能转化电能的装置B.甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH-6e-+2H2O===CO32-+8H+C.反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D.甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体【答案】D3.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语正确的是A.用铜作阴极,石墨作阳极,电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为B.铅蓄电池放电时的正极反应式为C.粗铜精炼时,与电源正极相连的应是粗铜,该极发生的电极反应只有D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为【答案】A【解析】A项,铜做阴极,不参与反应,石墨性质稳定做阳极,溶液中氯离子在阳极失电子生成氯气,故A项正确;B项,铅蓄电池放电时的正极为二氧化铅得电子,发生还原反应,故B 项错误;C项,粗铜精炼时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,因此与电源正极相连的是粗铜,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,故C项错误;D项,钢铁发生电化学腐蚀的正极得电子,发生还原反应,故D项错误。
4.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。
利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。
下列说法中正确的是A.阴极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑ B.从D口出来的是硫酸溶液C. b是阳离子交换膜,允许Na+通过 D. Na2SO4溶液从E口加入【答案】C5.三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42−可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )A.通电后中间隔室的SO42−离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为4OH−−4e−=O2↑+2H2O,负极区溶液pH降低D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成【答案】B【解析】A项,阴离子向阳极移动,氢氧根离子放电:4OH−−4e−=O2↑+2H2O,溶液中氢离子浓度增大,pH减小,故A项错误;B项,直流电场的作用下,两膜中间的Na+、SO42—可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室,通电时,氢氧根离子在阳极区放电生成水和氧气,考虑电荷守恒,两膜中间的硫酸根离子会进入正极区,与氢离子结合成硫酸;氢离子在阴极得电子生成氢气,考虑电荷守恒,两膜中间的钠离子会进入负极区,与氢氧根离子结合成氢氧化钠,故可以得到NaOH和H2SO4产品,故B项正确;C项,负极即为阴极,发生还原反应,氢离子得电子生成氢气,故C项错误;D项,每生成1mol氧气转移4mol电子,当电路中通过1mol 电子的电量时,会有0.25mol的O2生成,故D项错误。
6.关于图中装置说法正确的是A.装置中电流移动的途径:正极→Fe→M溶液→石墨→正极B.若M为滴加酚酞的NaCl溶液,通电一段时间后,铁电极附近溶液显红色C.若M为CuSO4溶液,可以实现石墨上镀铜D.若将电源反接,M为NaCl溶液,可以用于制备Fe(OH)2并可以使其较长时间保持白色【答案】B7.工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂。
1886年法国化学家H.M0issan通过电解氟氢化钾(KHF2)的氟化氢无水溶液第一次制得氟气。
已知:KF+HF===KHF2,制备氟气的电解装置如图所示。
下列说法错误的是A.钢电极与电源的负极相连 B.电解过程需不断补充的X是KFC.阴极室与阳极室必须隔开 D.氟氢化钾在氟化氢中可以电离【答案】B【解析】电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和氟化氢(HF)混合物制备氟单质,氟离子在阳极失电子生成氟气,阴极上KHF2得到电子生成氢气,电极反应为:2HF2-+2e-═H2↑+4F-。
A. 根据图示,钢电极上产生氢气,发生还原反应,钢电极为阴极,与电源的负极相连,故A正确;B. 根据题意,电解过程中会不断消耗氟氢化钾(KHF2),需不断补充的X是氟氢化钾(KHF2),故B错误;C. 电解制氟时,为了防止氟气和氢气发生剧烈反应,引发爆炸,阴极室与阳极室必须隔开,故C正确;D. 根据上述分析,氟氢化钾在氟化氢中可以电离出HF2-,故D正确。
8.碱性硼化钒(VB2)-空气电池工作时反应为:4VB2 +11O24B2O3 +2V2O5 。
用该电池为电源,选用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实验装置如图所示。
当电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收集到0.448L气体(标况),则下列说法中正确的是A. VB 2电极发生的电极反应为: 2VB2+11H2O – 22e−V2O5+2B2O3+22H+B.外电路中电子由c电极流向VB2电极C.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,然后有气泡产生D.若B装置内的液体体积为200mL,则CuSO4溶液的浓度为0.05mol/L【答案】D9.现如今太阳能电池已经广泛地应用于生产生活中,现代四大发明之一的共享单车也用上了太阳能电池。
哈罗单车前面载物篮的底座就是太阳能电池,电极材料是Li/LiCoO2,太阳能电池的原理如图所示:下列说法不正确的是()A.阳光照射该电池时,能量转化过程:太阳能→电能→化学能B.光照时负极的质量减少C.太阳能电池板材料是SiD.开锁时,正极xLi++xe-+Li(1-x)CoO2=LiCoO2【答案】B10.如图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图,其中的离子交换膜只允许K+通过,该电池充放电的化学方程式为:2K2S2+KI3 K2S4+3KI,装置(Ⅱ)为电解池的示意图。
当闭合开关K时,X附近溶液先变红。
则下列说法正确的是( )A.闭合K时,K+从右到左通过离子交换膜B.闭合K时,A的电极反应式为:3I--2e-===IC.闭合K时,X的电极反应式为:2Cl--2e-===Cl2↑D.闭合K时,当有0.1 mol K+通过离子交换膜,X电极上产生标准状况下气体1.12 L 【答案】D11.某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究,设计的实验装置如图所示,下列叙述正确的是A. Y 的电极反应: Pb-2e- = Pb2+B.铅蓄电池工作时SO42-向 Y 极移动C.电解池的反应仅有2Al+6H 2O 2Al(OH)3+3H2D.每消耗 103.5 gPb ,理论上电解池阴极上有0.5 molH2生成【答案】D【解析】A、铁电极上放氢生碱(2H2O+2e-=H2↑+2OH-),即铁电极上发生得电子的还原反应,铁为电解池的阴极,与阴极相连的X是铅电池的负极Pb,Y为铅电池的正极PbO2,电极反应式为PbO2+2e- +4H++ SO42-= PbSO4+2H2O,选项A错误;B、铅蓄电池工作时SO42-向负极X 极移动,选项B错误;C、电解过程中电解池中实际上发生了两个反应,分别为2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑和2H2O O2↑+2H2↑,故电解池反应不能用一个简单的总反应表示,选项C错误;D、103.5 g Pb的物质的量为0.5 mol,由铅蓄电池的负极反应Pb-2e-+SO42-===PbSO4知,每消耗0.5 mol Pb,转移1 mol电子,再由电解池的阴极(铁)反应2H2O+2e-===H2↑+2OH-得出有0.5 mol H2生成,选项D正确。
大题冲关12.某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。
装置现象电解一段时间时,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色(1)甲认为电解过程中阳极产生的_________是溶液变绿的原因,写出产生该物质的电极反应式:_________________________。
(2)乙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。
装置现象电解相同时间时,阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色;乙通过对现象分析证实了甲的观点不是溶液变绿的主要原因。
乙否定甲的依据是______________。
(3)乙继续查阅资料:i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]--,[CuCl2]- 掺杂Cu2+ 后呈黄色ii. 稀释含[CuCl2]- 的溶液生成CuCl白色沉淀,据此乙认为:电解过程中,产生[CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
乙进行如下实验:a.取电解后绿色溶液2 mL,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2 mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]_的黄色溶液。
c. 冷却后向上述溶液……d. 取c中2 mL溶液,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
① a的目的是_______________________。
②写出b中生成[CuCl2]- 的离子方程式:_______________。
③补充c中必要的操作及现象:____________________________________________。
乙据此得出结论:电解时阴极附近生成[CuCl2]- 是导致溶液变绿的原因。
【答案】Cl2 2Cl--2e-= Cl2↑ 阳极附近溶液仍为蓝色证明在上述实验条件下,电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]- Cu2+ + 4Cl-+ Cu = 2[CuCl2]-加入CuCl2蓝色溶液,直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。
13.研究电化学原理与应用有非常重要的意义。
(1)锌锰电池(俗称干电池)是一种一次电池,生活中应用广泛。
①锌锰电池负极上的电极反应式为:______________________________。
②与普通(酸性)锌锰电池相比较,碱性锌锰电池的优点是____________________(回答一条即可)。
(2)铅蓄电池是最常见的二次电池:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。
①充电时阴极反应为:________________________________________。