【名师一号】2020-2021学年苏教版化学必修二双基限时练13-电能转化为化学能.docx

双基限时练(十三)　电能转化为化学能
基 础 强 化
1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应的是(　　)
A．原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B．原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C．原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D．原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
解析　原电池的正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应；电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应。
答案　C
2．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的推断正确的是(　　)

A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
解析　由电流方向可知，a为正极，c为阳极，在阳极上发生的反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，c(Cl－)减小；b为负极，d为阴极；Cu2＋得电子成为Cu使d电极质量增加。
答案　C
3．下列叙述正确的是(　　)
A．铜、锌原电池中，铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极
C．电解CuCl2溶液得到铜和氯气，铜为阳极
D．电解水制H2、O2时，生成的H2和O2的物质的量之比为12
解析　用电解法精炼粗铜时，纯薄铜片作阴极；电解CuCl2溶液得到铜和氯气，用石墨棒作电极，若铜为阳极，则阳极的反应为：Cu－2e－===Cu2＋，不能得到Cl2；电解水生成的H2和O2的物质的量之比为21。
答案　A
4．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)，下列叙述正确的是(　　)
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的削减与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
解析　电解法制取高纯镍时，用粗镍作阳极，纯镍作阴极，含有Ni2＋的溶液作电解液。依据给定信息知：Fe、Zn、Cu、Pt、Ni的还原性挨次为Zn>Fe>Ni>Cu>Pt，在电解时依照上述还原性挨次依次失去电子：Zn－2e－===Zn2＋；Fe－2e－===Fe2＋；Ni－2e－===Ni2＋。失去电子的反应叫氧化反应，阳极发生的反应是氧化反应，而不是还原反应。
当阳极锌、铁溶解时，阴极有镍析出，由于锌、铁与镍的摩尔质量不同，因而在电解过程中，阳极质量的削减量与阴极质量的增加量不相等。电解后溶液中存在的金属阳离子有Zn2＋、Fe2＋及Ni2＋。
答案　D
5．电解水时，可以加入少量电解质以增加导电性，下列物质中不宜加入的是(　　)
A．Na2SO4 B．NaOH
C．HCl D．H2SO4
解析　电解Na2SO4、NaOH、H2SO4三种溶液，电解对象是水，但电解HCl溶液时，Cl－在阳极放电，电解对象是HCl而不是水。
答案　C
6．某同学为完成2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑反应，设计下图所示的四个试验，你认为可行的试验是(　　)

解析　从反应方程式看，该反应为非自发反应，要想实现，应设计为电解池，且Ag为阳极材料，与电源正极相连，电解质溶液为盐酸。
答案　D
7．X、Y、Z、M代表四种元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出；又知M2＋的氧化性强于Y2＋。则这四种金属的活动性由强到弱的挨次为(　　)
A．X>Z>Y>M B．X>Y>Z>M
C．M>Z>X>Y D．X>Z>M>Y
解析　金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中，形成原电池，X溶解，Z极上有H2放出，则活动性：X>Z；电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出，则氧化性：Y2＋>Z2＋，还原性：Z>Y，即金属的活动性：Z>Y；氧化性：M2＋>Y2＋，则活动性：Y>M。
答案　A

8．某同学想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为了使Cl2被完全吸取制得有较强杀菌力量的消毒液，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分推断正确的是(　　)
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
解析　电解饱和NaCl溶液的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，为了使Cl2被完全吸取，与电源b极相连的电极为阳极，产生的Cl2与溶液充分反应，反应式为：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
答案　B
9．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。请回答以下问题：

(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，试验开头时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为____________，在X极四周观看到的现象是__________________。
②Y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)
解析　(1)阴极：2H＋＋2e－===H2↑，并产生了大量的OH－，阴极四周溶液呈碱性，酚酞变红。阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，用潮湿的淀粉－KI试纸检验。
(2)精炼粗铜用粗铜作阳极，粗铜是活性电极失去电子，Cu－2e－===Cu2＋，用纯铜作阴极，Cu2＋＋2e－===Cu。
答案　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　放出气体，溶液变红
②2Cl－－2e－===Cl2↑　把潮湿的淀粉－KI试纸放在Y电极四周，试纸变蓝色
(2)①纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu
②粗铜　Cu－2e－===Cu2＋
10．将分别盛有NaCl、MgCl2、Al2O3的三个电解池串联，用惰性电极在肯定条件下通电一段时间后，生成Na、Mg、Al的物质的量之比为多少？
解析　由于三个电解池为串联，所以通过电子的物质的量相同。设通过电子的物质的量为1 mol。
Na＋＋e－===Na
1 mol 1 mol
Mg2＋＋2e－===Mg
1 mol mol
Al3＋＋3e－===Al
1 mol mol
所以生成Na、Mg、Al的物质的量之比为：1:mol::mol::mol＝6:3:2。
答案　6:3:2
能 力 提 升
1.某同学按如图所示的装置进行电解试验。下列说法正确的是(　　)

A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，阴极的反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
C．电解肯定时间后，石墨电极上有铜析出
D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
解析　两极反应为阳极(Cu)：Cu－2e－===Cu2＋，阴极(石墨)：开头，2H＋＋2e－===H2↑，肯定时间后，Cu2＋＋2e－===Cu。
答案　C
2．如图所示装置试验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示(　　)

①c(Cu2＋)　②c(SO)　③a棒的质量　④b棒的质量
⑤溶液的pH
A．①③　　　　　　　 B．③④
C．①②④ D．①②⑤
解析　两极反应为，阳极(b棒)：Cu－2e－===Cu2＋，阴极(a棒)：Cu2＋＋2e－===Cu。c(CuSO4)和溶液的pH不变。
答案　D
3．在肯定条件下利用电解的方法可以将含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等金属杂质的粗镍提纯。下列叙述正确的是(已知氧化性：Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)(　　)
A．纯镍作阳极
B．阳极发生还原反应
C．粗镍连接电源的正极，其电极反应为Ni2＋＋2e－===Ni
D．电解后，电解槽底部有含Cu和Pt等金属杂质的阳极泥
解析　粗镍作阳极，发生氧化反应，其电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋(Zn、Fe比Ni活泼)，Ni－2e－===Ni2＋；Cu、Pt等在阳极沉积下来，形成阳极泥；纯镍作阴极，发生的反应为：Ni2＋＋2e－===Ni。
答案　D
4．下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是(　　)
选项
电解质溶液
阳极
阴极
加入的物质
A
NaCl溶液
碳
铁
盐酸
B
NaOH溶液
碳
碳
水
C
硫酸铜溶液
碳
碳
硫酸铜
D
硫酸
铁
碳
H2O
解析　电解过程中，损耗什么物质，补充什么物质。但往往是两极损耗物质的化合物。对于A，在阳极产生Cl2，在阴极产生H2，应补充H、Cl元素，但加入H2、Cl2明显不行，应加入HCl，本例中加盐酸则多引入了水；
对于B，只电解了水，补充水是正确的；
对于C，阳极放出O2，阴极析出Cu，应补充CuO；
对于D，因阳极材料是铁，所以电极反应式是
阳极：Fe－2e－===Fe2＋，
阴极：2H＋＋2e－===H2↑。
按理应补H去Fe，其实这种变化加一种物质无法恢复。
答案　B
5．从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五种离子中恰当地选择离子组成电解质，按下列要求进行电解。
(1)以碳棒为电极，进行电解一段时间之后，电解质的质量减小，水的质量不变，则此电解质为________。
(2)以碳棒为电极，进行电解一段时间之后，电解质的质量不变，水的质量减小，则此电解质可为________。
(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，进行电解一段时间之后，电解质和水的质量都削减，则此电解质可为________。
解析　(1)在水溶液中Na＋、SO不放电，故此电解质为HCl或CuCl2。(2)电解对象是水，故此电解质为H2SO4或Na2SO4。(3)电解质电离出的阳离子或阴离子放电，水电离出的OH－或H＋放电，故此电解质为NaCl或CuSO4。
答案　(1)CuCl2或HCl
(2)H2SO4或Na2SO4
(3)NaCl或CuSO4

6．某课外活动小组用如图所示装置进行试验，请回答下列问题：
(1)若开头试验时开关K与a连接，则B极的电极反应式为________________________________________________________。
(2)若开头试验时开关K与b连接，则下列说法正确的是________(填序号)。
①溶液中Na＋向A极移动
②从A极逸出的气体能使潮湿的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
③反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度
解析　(1)开关K与a相连，则该装置为原电池，B极为负极，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋。(2)若K与b相连，则该装置为电解池，A极为阳极，B极为阴极；①阳离子向阴极移动，即Na＋向B极移动；②A极逸出的气体为氯气，它可使温润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，正确；③由于电解过程中产生氢气和氯气，故需通入HCl气体，而不是加入盐酸，不正确。
答案　(1)Fe－2e－===Fe2＋
(2)②