1.3 电能转化为化学能——电解 强化提优练-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(鲁科版2019)

第3节强化提优练 黑题阶段复习练 时：35min 一、 单项选择题 4.(2024·福建福州高二期中)利用如图所示装 1.(2024·福建龙岩高二月考)用铂作电极电解 置（电极均为情性电极）可吸收S02,并用阴极 某种溶液，通电一段时间，溶液的酸性增强， 排出的溶液吸收NO,。下列说法正确的是 并且在阳极得到0.1mol气体，阴极得到 0.2mol气体（两种气体均在相同条件下测 直流电源 oa bo 定)。由此可知溶液可能是 ( 较浪H,S0, A.稀盐酸 B.稀硫酸 C.CuSO,溶液 D.KNO,溶液 稀H0+S0, H 2.用阳极X和阴极Y电解足量Z的水溶液，电 阳离子交换膜 解一段时间后，再加入W,能使溶液恢复到电 A.b为直流电源的正极 解前的状态，符合题意的一组是 ( B.将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换 选项阳极X阴极Y Z W 膜，电极反应式不变 C.电解时，H由阴极室通过阳离子交换膜移 C Fe KCI KOH 动到阳极室 B Pt Cu Cuso, Cu(OH)2 D.阳极的电极反应式为S02+2H,0-2e C C H,SO, H20 =S0}+4H D Ag Fe AgNO, AgNO3晶体 二、不定项选择题 3.(2023·江苏南通高二月考)有机电合成是用 5.(2024·山东青岛高二期中)金属镍有广泛的 电化学的方法进行有机合成的技术。如图是 用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用 在KI-CH,OK-CH,OH体系中，以石墨为电 电解法制得高纯度的镍。下列叙述正确的是 极电解2-丁酮制备中间体3-碘-2-丁酮的 (已知氧化性：Fe2+<N2+<Cu2+) 原理图。下列说法错误的是 A.阳极发生还原反应，其电极反应式为 Ni2*+2e"=Ni CILO B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质 石 量的增加量不相等 B CH.OH C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe4 A.石墨A为阳极 和Zn2 B.物质D是氢气 D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和P1 C,反应①的方程式为人+一又+ 6.(2023·山东德州高二期末)水系钠离子电池 有望代替锂离子电池和铅酸电池，工作原理 如图所示，以TO,光电极作辅助电极，充电时 D.整个过程的总反应为2又+山道电 T02光电极受光激发产生电子和空穴，空穴 作用下Nal转化为Nal。下列说法错误的是 选择性必修第一册：LK黑白题032 低压直流电源 ③常温下，为了研究pH对除氰效率的影响， 交换膜电极) T0,光电越 控制电流密度为2A·dm2,电解时间1h,测 得除氰效率(%)随pH变化如图2所示。结 Na.S /Nu.S 月 器液 深液 合图中信息分析，当pH>12.5,除氰效率降低， 用电器 原因是 A.放电时，电极N为负极，发生氧化反应 B.充电时，电极M的电极反应式为S+6e 电源 55.4 55.2 =4S2 55.0 54.8 C.放电时，T02光电极产生的电子转移给5 54.6 54.4 D.充电时，每生成1 mol Nal3,有2 mol Na通 54.2 过交换膜进入M电极室 H为9~1G的城性废水 9101112.514lΠ 图1 阁2 三、非选择题 (2)按如图3所示装置进行电解，A、B、C、D 7.铅蓄电池的充放电反应为Pb(s)+P02(s)+ 均为铂电极，回答下列问题。 2HS0,(毫2PS0(s)+2H,00。某铅若 V/mlt 672 电池的正、负极标记被磨损，试用如图装置设计 560 448 实验，识别出此铅蓄电池的正，负极。 336 224 112 图3 图4 已知一：甲槽电解的是200mL.一定浓度 石是电极 CuCliaq) 的NaCl与CuSO,的混合溶液，理论上两极所 (1)将A接E、B接F,B电极出现 现 得气体体积随时间变化的关系如图4所示 象，电极反应式为 (气体体积已换算成标准状况下的体积，电解 说明F为正极。 前后溶液的体积变化忽略不计)。 (2)铅蓄电池工作时（放电），E电极的反应式 ①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为 为 ,充 mol·L。 电时该电极与外接电源的 极相连。 已知二：乙槽为200mLCS0,溶液： (3)若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗 PhO,的物质的量是 mole ②当C极析出0.64g物质时，乙槽溶液中生 8.(2024·四川宜宾一模节选)“氰化提金”产生 成的H,SO,的物质的量为 mole 的废水中含有一定量的CN,电解法处理含氰 ③若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中 废水是常用方法之一，其原理如图所示。 加入0.2 mol Cu(OH)2才能恰好恢复到电解 (1)①电解时，阴极是 (填“A”或“B”) 前的浓度，则电解过程中转移的电子数为 ②电解时，CN发生反应的电极反应式是 (用含N,的式子表示)。 第1章黑白题033区，膜b与膜e之问的区域各制得0.5mlH,S0,溶液。整套装置将 质N2S0,的质量为0.02mol×142g·mo=2.84g。(4)丁装置中 制得1H,sSO,D正确。 Fe与丙装置中阴极相连，Fe为阳极，比C更容易失去电子，Fe质量 4,D解析：电解时.溶液中的阳离子向阴极移动.阴离子向阳极移动. 减少，水得电子生成氢氧根离子和氢气，二价铁离子与氢氧根离子结 溶液中的N向阴极移动.与双极膜提供的氢氧根离子结合，出口2 合形成F(OH)2,丁装置工作中发生反应的化学方程式为Fe+2H,0 的产物为NO川溶液，A情误：电解时，溶液中的阳离子向阴极移动。 阴高子向阳极移动.溶液中的B向阳极移动，与双极膜提供的氢高 通电e(OH),+H,1。 子结合，故出口4的产物为HB溶液，钠离子不能通过双极膜，故出 第3节 强化提优练 口5不是硫酸，B错误：结合选项B,B不会从盐室最终进人阳极液 中，C错误：电解池阴极处发生的反应是物质得到电子被还原，发生 阶段复习 还原反应，水解离成H和0H,则在阴极处发生的反应为2H+2 题号123456 一H2↑，D正确 答案BCD D BDAC 专题突破4 突破电化学中多池串联装置 1.B解析：电解稀盐酸溶液.两极上分别为C和H放电，两极气体体 黑题 专盟蹈化场 积之比是1：1，A不符合题意：电解稀硫酸.两极上分别为OH和H 放电，清牦水，H浓度增大，溶液的pH变小，B符合题意：电解CuSO 题号 幕液，阴极析出铜，如时间较少，设有气体放出，C不符合题意：电解 答案DCBC 硝酸钾溶液，两极上分别为OH和H放电，消耗水，溶液星中性，H 1.D解析：A1的金属活动性最强，则A1优先失电子，电极I为负极， 不变，D不符合题意。 电极Ⅱ为正极：丙为电解池，电极■为阳极，电极V为阴极。A从电 2,C解析：以阴极F和阳极C为电极，电解氯化钾溶液，电解反应式 极I失电子流向电极W,所以电流方向：电极N→电极I,A不正确： 为2KC+2H,0通电2KOH+H,↑+C,↑，通入HC可恢复电解前的 电极I为负极，盐桥中的阳离子(K)向正极移动，阴离子向负极移 状态，故A错误：以阳极P和阴极C为电极，电解硫酸铜溶液，电 动.B不正确：由分析知，电极Ⅲ为阳极，电极反应式为Cu-2 解反应式为2Cs0,+2H,0通电20u+0,1+2H,s04,需要加人氧化 Cu2+,C不正确：乙池中Cm2在电楼Ⅱ得电子生成Cu,c(C)减小： 铜或碳酸铜恢复电解前的状态，故B错误：以C为电极，电解硫酸. 丙池中，电极Ⅲ中发生反应Cu-2e一Cu,电极W中发生反应 阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，相当于电解水，通电一 C2++2e=Cu,所以溶液中c(C2)不变，D正确 段时间后仍为硫酸溶液，可以加水让溶液恢复电解前的状态，故 2.C解析：该装置外接电源，为电解池装置，通电片刻即发现乙装置左 C正确：以阳极Ag和阴极Fe为电极，电解AgNO,溶液.阳极银放电， 侧电极表面出现红色固体，说明发生反应：C▣+2c一C,A正确： 阴极很离子放电，相当于电镀银，通电一段时问后仍为ANO,溶液， 乙装置左侧电极为电解池阴极，右侧为阳极：电源左侧为负极，右侧 且浓度不变，不需要加ANO,品体恢复电解前的状态，故D借误 为正极：在丙装置中阳极发生失电子反应，阳极电极反应式为Ag一e 一Ag’,阴极电极反应式为Ag+一Ag,所以电解过程中丙中溶 3.D解析：图中石墨A中厂→2，庾元素的化合价升高，发生氧化反 液酸碱性无变化.B正确：甲装置中阳极电极反应为2G-2。 应，A为阳极：石墨B中CH3OH→CH,O+D,其中C,0元素化合 Cl21,阴极电极反应为2H,0+2e一H,↑+20H,相当于从溶液 价不变，面B为阴极，则H元素化合价应该降低，则D为H。由分 中逸出HC气体，若加入盐酸，则多加入了水，会导致KC溶液浓度 0 减小.C错误：标准状况下当甲中产生4.48L.气体时，两极各产生 析可知，选项A,B正确：由图可知反应①的方程式为+山，一 0.1mo气体，转移电子数0.2mol,丙中Cu电极上银离子得电子产生 银单质，转移0.2ml电子时有0.2mAg生成，则Ca电极增重 21.6g.D正确。 +广，C正确：由图可知，参加反应的为广、CH:O川、2-丁国 3,C解析：电子不能通过溶液，A错误：根据题给信息知，甲图中装置 是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，铜是阳极，铁 是阴极，B正确：乙装置是在铁上镀削，阳极电极反应式为C-2e ),化学方程式为 Ca2,阴极电极反应式为Cu2++2e=C.相当于阳极上的Cu 转移到阴极，因此乙中CO溶液浓度基本保持不变，C正确： CH0+H,1,D猾误。 H,N(CH,),H,在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气，二氧 4.D解析：二氧化硫被氧化为硫酸根离子.所以二氧化硫所在的区为 化碳和水，电极反应式为HN(CH2),NH+4H0-16e 阳极区，阳极与电源正极“相连，则b为电源负极，A错误：将装置中 2C02↑+N2↑+16H,D错误 的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，阴极变为氢离子得电子，阳极变 4.(1)正N,H4-4e+40H—N,1+4H,0(2)1(3)阴离子 为亚硫酸氢根离子失电子，电极反应式发生改变.B错误：阳离子交 2.84（4)Fe+2H,0通电+e(0H)4+H,t 换膜只允许阳离子通过，电解时.阳离子移向阴极，所以日由阳极室 通过阳离子交换膜移动到阴极室，C错误：阳极的电极反应式 解析：(1)正极发生还原反应，负极发生氧化反应，甲装置中C,电极 为$02+2H20-2e°=$0片+4H'.D正确。 上氧气得电子为正极：C:电极中NH,失电子产生氨气，电极反应式 5.BD解析：电解时.阳极乙m、Fe,Ni失去电子，发生氧化反应，A错 为N2H,-4e+40H一N2↑+4H,0。(2)乙装置发生的反应为 误：电解过程中阳极失电子的有Ni,Fe,Zn,阴极析出的是像，很 4e0,+2H,0通电4g1+0,↑+4H0,当外电路中通过0.04m 据电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B正确： 电子时，反应生成Q04mdlN0,原溶液中c(r)=0,04mm 电解后，溶液中存在的阳离子有H,Fe2·,Zm2、N2·,C错误：相 0.4L 镍中含有少量Fe,Zn、Cu、P:等杂质做阳极，铜和铂不失电子，沉 10mol·L-1e0.1mol·L-1,故溶液的pH约为1。(3)丙装置中， 降电解池底部形成阳极泥，故电解后电解槽底部的阳极泥中有 C:电极为阳极，阳极上有O2产生：C,电极为阴极，阴极上有H2产 Cu和P,D正确。 生。中间Na2SO,废水中的SO通过膜X向阳极区移动，Na通过 6.AC解析：由可知，充电时T0,光电极受光微发产生电子和空穴， 膜Y向阴极区移动，故膜X为阴离子交换眼，膜Y为阳离子交换膜： 空穴作用下Nl转化为N3,则TO,光电极为阳极，电极M为阴极， 当外电路中通过0.04m@l电子时，中间Na,S0,废水中减少溶 放电时，电极N为正极，电极M为负极。放电时，电极N为正极，正 选择性必修第一册·LK黑白题12 极得电子，发生还原反应，A错误：允电时，电极M为阴极，电极反应 Fe0,,电极反应式为40H+Fe-3e一F0,+2H,0.D正确 式为S+6e一4s2,B正确：放电时.电极N为正极.电极M为负 4.D解析：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极都是铁放电生成亚铁离 极，电极M失去电子转移给1左，C错误：充电时，阳极的电极反应式为 子，负极反应相同，故A错误：钢铁的析氢腐蚀的正极是水膜中的氢 3-2e—5,每生成1 mol Nal,转移2mole,则有2 mol Na通过 离子放电，吸氧腐蚀的正极是水膜中的氧气放电，正极反应不同，故 交换眼进人M电极室，D正确 B错误：在钢铁的电化学腐蚀中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故C错 7.(1)有气泡产生2C1-2e=C121(2)P%()-2e+S0} 误：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是电化学腐蚀，故D正确 PS04负(3)0.1 5。C解析：无论发生化学腐蚀，析氯腐使还是吸氧腐蚀，铁均是失去电 解析：(1)要证明F是正极，说明B为阳极，阳极应该是阴离子氯离 子发生氧化反应生成亚铁离子，反应式为e-2一F2”,A正确： 子放电变为氯气，因此B电极出现有气泡产生现象，电极反应式 1~2时铁，碳在溶液中构成原电池，碳为原电池的正极，水分子作用 为2CI-2e—C12↑。(2)铅蓄电池工作时（放电），E电极为负 下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，B正确：0-1 极，其负极反应式为Pb(s)-2c+S0子一Phs0,充电时该极与外 时压强增大说明铁与醋酸溶液反应生成氢气使锥形瓢内气体的物质 接电源的负极相连。(3)根据Ph(=)+P02()+2H2S0()】 的量增大，反应生成的氢气可能是铁直接与醋酸发生化学腐蚀而得， 这电2PLs0,()+2H,0(1),1mlPt0,反应转移2m电千，若有 也可能是铁，碳在醋酸溶液中构成原电池，铁发生析氢腐蚀面得. 充电 C错误：时，锥形瓶中压强明显小于起始压强，说明铁，碳在溶液中 0.2l电子发生转移，则正极清耗P0,的物质的量是0.1mol 构成原电池，铁发生了吸氧腐蚀D正确。 8.(1)①A22CN-10e+120H—2C0片+N2↑+6H203在电流 6.C解析：处铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子和水反应生成氢 密度电解时间一定条件下，pH>12.5,0H参与放电，CN放电减少， 氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以 导致除氛效率降低(2)①0.120.0130.8N、 处pH不变：b处溶液变成硫酸亚铁溶液，溶液的pH变大，C错误 解析：(1)①根据图示可知，B极上CN失去电子生成N2和C03,发 7,A解析：塘瓷层破损后，铁与空气直接接粒，塘瓷层已不能对铁进行 有效保护，A错误 生氧化反应.B极为阳极，A极为阴极：②电解时.CN失去电子发生 8.C解析：a,b以导线连接，装置即为钙牲阳极保护法，则辅助电极 氧化反应，电极反应式是2CN-10e°+120H一2C0+N2↑+ 活动性应该比铁强，作负极，发生氧化反应，A错误：，山以导线连接 6H,0:3当H>12.5时溶液的碱性强，0H失去电子参与放电，CN 或以电源连接，细助电极都是发生氧化反应，Z比较活泼，会失去电 放电或少，导致除氰效率降低。(2)D阳极上离子放电颗序为C> 子，B正确：通电后，被保护的钢铁闸门作阴极，辅助电极作阳极，因 OH,阴极上离子放电顺序为C2>H',开始阶段阴极上析出C,阳 此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门使钢铁闸门 极上产生C,则题图4中曲线I代表阴极产生气体体积的变化，曲 得到保护，C正确：由于有外加电源，故此方法为外加电流阴极保护 线Ⅱ代表阳极产生气体休积的变化。阳极上发生的反应依次 法，D错误。 为2C1-2e一121,2H20-4e=4H+02↑，由曲线Ⅱ可知， 9.C解析：①为原电池，7m为原电池负极.Fe为原电池正极：②为电解 C放电完全时生成标准状况下224mLC,根据C1原子守恒可知， 池.下e电极为阳极，Zn电极为阴极：③为原电池，Fe电极为负极，Cu 溶液中e(NaC)=0.o1mox2 0.1mal·L.-':②电解CS0:溶液时. 电极为正极：④为电解池，Fe电极为阳极，C电极为阴极。①区m 0.2L 电极为负极，电极反应式为Zm-2e一Zn2,Fe电极为正极被保护 C在阴极放电，水电离的O川在阳极放电，电解反应的离子方程式 滴加K,[Fe(CN)。]溶液未出现蓝色，A正确：2区Zn电极为阴极， 为20”+2H,0道电20+0，t+4:C极为附极，电极反应式为 电极反应为2H,0+2e°一H2↑+20H,Fe为阳极，Fe失电子生成 C:2++2eCu.析出0.64gCu(即0.01mol)时，生成H,S0,的物质 Fe之，滴加K3[F(CN)。]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀，B正确：③区Cu 的量也为0.01mol:3加入0.2wlCu(0H)2相当于加人0.2mlCa0 为正极，铁发生吸氧腐蚀，没有气体生成，C错误：④区C电极为阴 和0.2molH20.则电解过程中转移电子的物质的量为0.2md×2+ 极，生成氢气和氢氧化钠，C如电极附近满加酚酞后变红色，Fe为阳 0.2mol×2=0.8mol,即0.8N、个电子。 极，失电子生成Fe24,滴加K,[Fe(CN)。]溶液出现蓝色，D正确 第4节金属的腐蚀与防护 重难聚焦 10.C解析：此处铁生锈属于吸氧腐蚀。④处没有和电解质溶液接触 白题 础过关城 不能构成原电池.锈蚀速率较慢：①②3处与电解质溶液接触，但① ②处含0，较少.所以③处腐蚀最快。 题号1234567891011 11.B解析：当电解质溶液相同时，同一金属腐蚀的快慢顺序是电解池 答案BBD D CC A BC CC B 的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。 故铁腐蚀由快到慢的顺序为②>③>①>④：故选B。 1,B解析：铁的活动性大于铜，用闲质铆钉铆接铁板，容易发生电化学 反应.铁板易被腐蚀，A不符合：在空气中，银与室气中的氧气反应生 ▣归纳总结 成氧化银，银器表面会生成一层黑色的物质，不涉及电化学腐蚀，B 在相同电解质溶液中，金属的高蚀速平：电解原理引起的腐蚀>原 电池原理引起的篇触>化学高烛>有原电池防护措施的腐蚀>有电 符合：在远洋海轮的船体吃水线以下焊上一定数量的锌板，锌活动性 解池防护猎施的肩做 强，作原电池的负极，属于栖性阳极保护法保护了钢铁船底，C不符 合：埋在潮湿土壤里的铁管由于潮湿土壤中的电解质更容易导电，发 围题 应用照优博 生电化学反应，故比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀，D不 题号12345 符合 2.B解析：pH为3.2的酸性环境中发生析氢腐蚀，正极反应为氢离子 答案B D AD C BC 得电子生成氢气：2H+2一H2↑，B错误。 1,B解析：水滴内部比边缘游氧量少，不易发生吸氧陶蚀，不容易生 3.D解析：当pH<4时，碳钢主要发生化学腐蚀.当4<H<6.5时.主要 锈，A错误：锌比铁活泼，船底攘嵌锌块，与海水，船构成原电池，锌作 发生电化学腐蚀，A错误：当pH<4时，碳钢主要发坐析氢腐蚀，当 负极被消耗铁作正极被保护，利用的是钙牲阳极保护法，B正确：纯 pH>13.5时，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B错误：从表中信息可以得出， 银器长时间暴露在空气中，会与空气中的H,S,O,反应生成黑色 H在6~8之间时，碳钢的腐蚀速率慢，但H>8时.碳钢的腐蚀速率 的Ag:5,发生的是化学腐蚀.C错误：保暖贴在发热过程中主要发生 加快，C错误：pH=14时，在负极，Fe失电子的产物与OH反应生成 了电化学腐蚀一吸氧离蚀，D错误。 正本参考答案黑白题13