第18期 电解池-【数理报】2024-2025学年高二化学选择性必修1同步学案(人教版2019)

2024-12-25
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 化学
教材版本 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理
年级 高二
章节 第二节 电解池
类型 学案-导学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2024-2025
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 2.34 MB
发布时间 2024-12-25
更新时间 2024-12-25
作者 《数理报》社有限公司
品牌系列 数理报·高中同步学案
审核时间 2024-12-25
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/49563553.html
价格 2.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

内容正文:

书 液,则得到的滤液中将引入Na+杂质,导致MgBr2的产率降低,A 错误;滤渣中含有BaSO4和S,B错误;转化过程中HBr与氢氧化 镁反应生成溴化镁和水,反应方程式为 Mg(OH)2 +2HBr MgBr2+2H2O,C正确;直接加热 MgBr2·6H2O,会促进 Mg2+水 解生成Mg(OH)2和 HBr,且 HBr会从体系中逸出,进一步促进 水解,导致最终得不到 MgBr2,需要在 HBr的气流中加热脱水才 能得到MgBr2固体,D错误. 13.B 0~20min内,B的平均反应速率 v(B)= (2.0-1.0)mol/L 20min =0.05mol/(L·min),A正确;30min时,C和 A、B的浓度都下降了,而催化剂只能改变反应速率,不会改变反 应有关物质瞬间的浓度,B错误;由题图可知,A、B的浓度变化相 同,故A、B的化学计量数相同,则 x=1;40min时,正、逆反应速 率都增大,且该反应是气体分子数不变的反应,则改变的条件为 升高温度,而条件改变后 C的浓度减小,A、B的浓度增大,说明 平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,C正确;40min 时,改变的条件为升高温度;30min时,C和 A、B的浓度都下降, 且正、逆反应速率都减小,但是平衡不移动,该反应反应前后气体 分子数不变,则改变的条件为减小压强,D正确. 14.C 由题干电池工作原理图示信息可知,当 A与 C相接 时,为放电过程,此时石墨电极为负极,发生氧化反应,电极反应 为4S2--6e- S2-4 ,光催化电极为正极,发生还原反应,电极反 应为I-3 +2e- 3I-,为维持电荷守恒,左侧 Na+透过阳离子交 换膜移向右侧,该离子交换膜为阳离子交换膜;当 A与 B相接 时,为充电过程,此时石墨电极为阴极,发生还原反应,电极反应 为S2-4 +6e- 4S2-,光催化电极为阳极,发生氧化反应,电极反 应为3I--2e- I-3,据此分析解题. 二、非选择题 15.(1)a+b (2)+72.49 (3)CH3OH(l)+ 3 2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -725.8kJ/mol (4)0.7 16.(1)6.72 c(OH-)>c(SO2-3 )>c(HSO-3) (2)Na2SO3 (3)2c(SO2-3 ) > (4)HSO-3 的水解常数 Kh2= KW Ka1 = 10 -14 1.54×10-2 =6.49× 10-13<Ka2=1.02×10-7,说明HSO-3 的电离程度小于其水解程 度,所以溶液显酸性 解析:(1)当生成 NaHSO3时吸收的二氧化硫最多,12g NaOH的物质的量为0.3mol,根据NaOH~SO2,最多吸收SO2的 体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L;当只吸收0.1molSO2时, 溶质包括0.1molNaOH、0.1molNa2SO3,水解是微弱的,故阴离 子浓度从大到小顺序为c(OH-)>c(SO2-3 )>c(HSO-3). (2)加热时发生反应2NaHSO3 △ Na2SO3+H2O+SO2↑, 因此剩余溶液中主要的溶质为Na2SO3. (3)根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HSO-3)+ 2c(SO2-3 )+c(OH-),pH=7时溶液中 H+和 OH-浓度相等,则 c(Na+)=c(HSO-3)+2c(SO2-3 ).c(H2SO3)+c(HSO-3)+ c(SO2-3 )=0.100mol/L,此时 c(Na+)=0.100mol-c(H2SO3) +c(SO2-3 ),从图中可以读出 c(SO2-3 )-c(H2SO3)>0,则 c(Na+)>0.100mol/L. 17.(1)C (2)如下图所示 (3)①放 > ②7 ③BC 解析:(3)②   M2(g)+2R2(g幑幐) M2R4(g) 起始(mol) 10 30 0 平衡A(mol) 5 20 5 平衡B(mol) 2 14 8 平衡常数K= 5 20 5 20×( 20 20) 2 =1. 设V(B)=VL,温度不变,K不变,则 8 V 2 V×( 14 V) 2 =1,解得 V=7. ③丙为M2R4的分解,是气体体积增大的反应.丙恒温恒压, 体积变大,甲恒温恒容,体积不变,所以V(甲)<V(丙),A错误; 合成M2R4是放热反应,其逆反应 M2R4分解就是吸热的,乙绝 热容器,丙恒温,所以乙反应后比丙温度低,向吸热方向进行的程 度小,K(乙)>K(丙),B正确;条件相同时,甲与乙是等效平衡. 乙容器温度低,平衡向合成 M2R4方向移动,平衡时 M2R4浓度 乙大于甲,即c(乙)>c(甲),C正确;甲与丙起始温度和起始体 积相同,恒温条件下反应,丙在恒压条件下分解M2R4生成R2和 M2,平衡时体积比反应前大,即平衡时丙体积大于甲,则压强甲 大于丙,所以v(甲)>v(丙),D错误. 18.(1)铜 NO-3 +3e-+4H + NO↑+2H2O (2)2Al-6e-+3H2 O Al2O3+6H+ (3)①2H2O+2e - H2↑ +2OH- ②pH偏高,可能会有 OH-在阳极参与放电,降低CNO-的氧化效率;pH偏低,可能会 有CN-转化为HCN气体而挥发 5xy×100% 解析:(3)①由题意可知,石墨电极为阳极,则铁电极为阴 极,电极反应为2H2O+2e- H2↑+2OH-. ②电解过程中混合溶液的 pH偏高,溶液中 c(OH-)较大, OH-可能在阳极放电,导致 Cl-放电受到影响,生成 Cl2的量偏 少,降低CNO-的氧化效率;pH偏低,溶液中c(H+)较大,H+会 与CN-结合生成HCN.阳极总反应为2CN-+12OH--10e- N2↑+2CO2-3 +6H2O,产生xmLN2,则实际消耗的 n(CN-)= 2n(N2)=2× x 22.4×103 mol,在铁电极处产生 ymLH2,则转移 电子的物质的量为2× y 22.4×103 mol,理论消耗的 n(CN-)= 1 5n(e -)= 15 ×2× y 22.4×103 mol,则 氰 去 除 率 = 实际CN-去除量 理论CN-去除量 ×100%=5xy×100%. 19.(1)CuS、S (2)2Fe2++Cl2 2Fe3+ +2Cl- 试剂 Y的作用是增大溶 液的pH,反应2Fe2++H2O2+2H + 2Fe3++2H2O,消耗H+ (3)0.03 (4)洗出沉淀表面的镍离子,提高镍元素利用率 蒸发浓缩 (5)NiCl2·6H2O+6SOCl2 △ NiCl2+6SO2↑+12HCl↑ 第24期3版期末测试(四)参考答案 一、选择题 1.D 2.A 3.D 4.D 5.D 6.B 7.D 8.A 9.D  10.D 由图可知,在20~25min之间,pH=10时 R的平均 降解速率为 (0.6-0.4) (25-20) ×10 -4 mol/(L· min)=0.04× 10-4mol/(L·min),A正确;由图可知,在0~50min时,pH=2 和pH=7时R的降解百分率均为100%,B正确;由图可知,溶液 酸性越强,R的降解速率越快,C正确;图像体现的是一定条件 下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响,没有体 现浓度对降解速率的影响,D错误. 11.B 石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均 收集到1.12L气体(标准状况),则 n(O2)=n(H2)=1.12L÷ 22.4L/mol=0.05mol. 阳极:4OH- - 4e-     O2↑+2H2O    0.2mol 0.2mol 0.05mol 阴极: Cu2+ + 2e-     Cu 0.05mol 0.1mol 0.05mol 2H+ + 2e-     H2↑ 0.1mol 0.1mol  0.05mol 原混合溶液中c(Cu2+)=0.05mol÷0.5L=0.1mol/L,由 电荷守恒可知,c(Na+)为 0.3mol/L-0.1mol/L×2= 0.1mol/L,A错误;电解后溶液中c(H+)依据阳极氢离子浓度增 大和阴极氢离子浓度减小共同决定得到c(H+)=(0.2mol- 0.1mol)÷0.5L=0.2mol/L,B正确;电解过程中转移电子总数为 0.2mol,C错误;电解得到的Cu的物质的量为0.05mol,D错误. 12.B  13.D 由表中数据可知,相同温度下,乙烷在发生转化时, 乙烯的选择性更大,故反应Ⅰ更易发生,则反应活化能:Ⅰ <Ⅱ, A正确;由表可知,500℃时,乙烷的转化率为9.0%,可得转化的 乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而此温度下乙烯 的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol ×80%=0.144mol,根据方程式可得,生成乙烯的物质的量为 0.144mol,则 0~5min反应Ⅰ的平均速率为 v(C2H4)= 0.144mol 10L 5min =2.88×10 -3mol/(L·min),B正确;其他条件不变, 平衡后及时移除H2O(g),反应Ⅰ正向进行,可提高乙烯的产率, C正确;其他条件不变,增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料,平 衡正向移动,平衡后CO2的转化率增大,C2H6的转化率减小,D 错误. 14.B 由题图可知,蓄电时,该装置为电解池,碳锰电极为 阳极,发生失电子的氧化反应,电极反应为 Mn2+ +2H2O-2e  - MnO2+4H+,A错误;蓄电时,右侧电解池两个电极分别生成 锌和氧气,发生的总反应为2ZnO 电解 2Zn+O2↑,B正确;放电 时,该装置为原电池,左池碳锰电极为正极,正极反应为 MnO2+ 4H++2e- Mn2+ +2H2O,当转移 2mol电子时,正极区消耗 4molH+,有2molH+迁移至正极区,故c(H+)减小,H2SO4溶 液的pH增大,C错误;放电时,每消耗1molZn,转移2mol电子, 由电荷守恒可知,双极膜内的水减少2mol,D错误. 二、非选择题 15.(1)3A(g幑幐) B(g)+3C(g) (2)0.6mol/(L·min) (3)AB (4)42.9% 16.(1)Fe (2)Fe-6e-+8OH - FeO2-4 +4H2O (3)6.6 (4)3.75×10-8 17.(1)CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu(OH)2CO3 4×10-8mol/L (2)在干燥的HCl气流中加热脱水 (3)①淀粉溶液 当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时,溶 液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色 ②2Cu2++4I- 2CuI↓+I2  ③95% 解析:(3)③2Cu2+~I2~2S2O2-3 2 2 n(Cu2+) 0.1000×20×10-3mol w(CuCl2·2H2O)= 2×10-3mol×171g/mol 0.36g ×100%=95% 18.(1)5.0×10-7 2I-+MnO2+4H + Mn2++I2+2H2O (2)299kJ (3)0.30 (4)1×10-4mol/L c(Na+)>c(IO-)>c(OH-)> c(H+) 19.(1)BC (2)①c{[Cr(SCN)]2+}>c{[Cr(SCN)2]+}>c(Cr3+)  1 74.1(或 1 K1 ) ②C点[Cr(SCN)]2+与[Cr(SCN)2]+浓度相等,K2= 1 c(SCN-) ,代入反应ⅰ,求得 c{[Cr(SCN)]2+}=5.7c(Cr3+), 由c(Cr3+)+c{[Cr(SCN)]2+}+c{[Cr(SCN)2]+}+ c{[Cr(SCN)x](x-3)-}=0.2mol/L,求得c(Cr3+)=[(0.2-a) ÷12.4]mol/L<0.0162mol/L,因此 C点对应的溶液不能用于 该电镀工艺 解析:(1)加水稀释后,离子浓度减小,促使平衡向生成离子 数多的方向移动,溶液中离子的总数增大,A错误;加入少量 FeCl3固体,根据铬元素守恒,溶液中含铬微粒总数不变,B正确; 由盖 斯 定 律 可 知,ⅰ +ⅱ 得 反 应 Cr3+ +2SCN 幑幐- [Cr(SCN)2]+,则其平衡常数 K=K1·K2,C正确;K1 = c{[Cr(SCN)]2+} c(Cr3+)·c(SCN-) , c(SCN-) c{[Cr(SCN)]2+} = 1 K1·c(Cr3+) , c(Cr3+)减小,SCN-与[Cr(SCN)]2+浓度的比值增大,D错误. (2)① A点时,c{[Cr(SCN)]2+}=c(Cr3+),K1 = c{[Cr(SCN)]2+} c(Cr3+)·c(SCN-) = 1 c(SCN-) =74.1,溶液中 SCN-的平衡浓 度为 1 74.1(或 1 K1 )                                                                                                                                                                                     . !"#$%&'()*+ !,-!"#$%. 书 数理报高中化学人教选择性必修1 2024年11~12月第17~24期2、3版参考答案 第17期2版基础训练参考答案 基础训练一 1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C 7.(1)Cu AgNO3溶液 (2)正 Ag++e- Ag Cu-2e- Cu2+ (3)负(Cu) 正(Ag) 基础训练二 1.D 2.B 3.A 4.D 5.B 6.C 第17期3版同步检测参考答案 一、选择题 1.B 2.D 3.D 4.D 5.C 6.B 原电池的正极得电子发生还原反应,A错误;每生成 1molNa2Mn5O10有2molAg被氧化,转移2mol电子,B正确;原 电池中的阳离子移向正极,所以 Na+不断向“水”电池的正极移 动,C错误;银的化合价升高被氧化,AgCl是氧化产物,D错误. 7.B 8.C 电子流出的电极为负极,所以电极Ⅰ为负极,电极Ⅱ 为正极,A正确;电极Ⅱ为正极,H2O2得电子生成H2O,酸性环境 中,电极反应为H2O2+2e-+2H + 2H2O,B正确;电极Ⅰ为负 极,H2O2失电子生成 O2,碱性环境中,电极反应为 H2O2+ 2OH--2e- O2↑+2H2O,故电池总反应为2H2O2+2OH-+ 2H + O2↑+4H2O,C错误;在碱性条件下,H2O2表现还原性, 失电子生成 O2;酸性条件下,H2O2表现氧化性,得电子生成 H2O,同时生成K2SO4,该电池的设计利用了H2O2在酸碱性不同 条件下氧化性、还原性的差异,D正确. 9.D 由图可知,电极 M中,CH3OH转化为 CO2和 H+,发 生失电子的氧化反应,故电极 M为原电池的负极,电极反应为 CH3OH-6e-+H2 O CO2↑ +6H+.电极 N为正极,在还原菌 作用下,O2、Cr2O2-7 在酸性条件下发生得电子的还原反应生成 H2O、Cr(OH)3,电极反应为 O2+4e-+4H + 2H2O、Cr2O2-7 + 6e-+8H + 2Cr(OH)3+H2O,原电池工作时负极区 H+通过阳 离子交换膜进入正极区.由分析可知,若有0.1molCr2O2-7 参加 反应,从交换膜右侧向左侧迁移的H+的物质的量大于0.8mol, D错误. 二、非选择题 10.(1)①NH+4 +2O 2 NO-3 +H2O+2H+ ②2NO-3 +12H++10e- N2↑+6H2O ③X 0.896 (2)①负 CH3CH2OH+O 2 H2O+CH3COOH ②从左向右 11.(1)CO2+2e-+2H + CO+H2O (2)2CO(NH2)2+6NO 高温 5N2+2CO2+4H2O CO(NH2)2-6e-+8OH - CO2-3 +N2↑+6H2O 2NO+4e-+2H2 O N2+4OH- (3)向左 AsO3-3 +H2O-2e- AsO3-4 +2H+ (4)①SO2-2e-+2H2 O SO2-4 +4H+ ②向右 ③2SO2+O2+2H2 O 2H2SO4 第18期2版基础训练参考答案 基础训练一 1.A 2.C 3.D 4.C 5.D 6.(1)Na2SO4 (2)CuSO4 (3)NaCl (4)CuSO4 基础训练二 1.B 2.A 3.D 4.C 5.D 6.A 7.(1)阴 (2)2Cl--2e- Cl2↑ (3)产生无色气体,溶液中出现白色沉淀 第18期3版同步检测参考答案 一、选择题 1.C 2.A 3.A 4.C 5.C 放电时该电池装置为原电池装置,a极为负极,b极为 正极;充电时为电解池装置,a极为阴极,b极为阳极.放电时,a 极为负极,发生氧化反应,A错误;分子筛分离出氧气,属于物理 变化,没有发生化学变化,B错误;充电时,b极为阳极,O2-2 发生 失电子的氧化反应生成O2,C正确;充电时,a极为阴极,电极反 应为Li2O2+2e- 2Li+O2-2 ,阴极减少的质量等于脱去 O2-2 的 质量,阴极净减3.2g,相当于脱去0.1molO2-2 ,根据电荷守恒, 有0.1molO2-2 由交换膜M左侧向右侧迁移,D错误. 6.C Pt是阴极,电极反应为2H++2e - H2↑,不可用湿 润的淀粉-KI试纸检验氢气,A错误;石墨电极是阳极,电极反 应为NH+4 -6e-+3Cl- NCl3+4H+,B错误;电解过程中,每 生成1molNCl3同时生成4molH+,理论上有6molH+经质子交 换膜由右侧向左侧迁移,右侧溶液的 c(H+)减小,pH增大,C正 确;由于气体所处的状态未知,无法计算体积,D错误. 7.D 根据题意可知,该装置可回收硅,因而产生硅单质炉 渣的一极为得电子的阴极,连接的M极为负极,而连接废钢的一 极为失电子的阳极,连接的 N极为正极.根据分析可知,M极为 电源的负极,A正确;该工艺的目的是实现废钢脱碳,从而得到超 低碳钢,废钢中的Fe会与稀 H2SO4反应,故不能选用稀硫酸作 为电解质溶液,B正确;电解时,阳极上C失电子生成CO,发生的 电极反应为C+O2--2e- CO↑,C正确;若有1molO2-移向 废钢电极,由阳极反应 C+O2- -2e - CO↑可知,转移电子为 2mol,阴极的电极反应为 12SiO n- x +(x- n 2)e  - 1 2Si+ 1 2xO 2-,则炉渣电极所得硅的质量为 2×12 x-n2 mol×28g/mol= 56 2x-ng,D错误. 8.C 据图可知,Y电极上Fe3+得电子转化为Fe2+,O2得电 子结合氢离子生成H2O2,均发生还原反应,所以Y电极为阴极, X电极上H2O失电子生成O2,发生氧化反应,为阳极.由分析可 知,X电极上的电极反应为2H2O-4e - O2↑ +4H+,A正确; 由分析可知,Y电极上消耗O2,而X电极上产生O2,所以可将X 电极上产生的O2收集起来,输送到 Y电极继续使用,B正确;据 题图可知,Y电极上的放电物质为Fe3+和O2,C错误;据图可知, 该装置工作时Fe2+与 Fe3+循环转化,所以起始时,在 Y电极附 近加入适量Fe2+或Fe3+,均能让装置正常工作,D正确. 9.A 由题图可知,石墨电极为阳极,电极反应为2H2O- 4e- O2↑+4H+,钴电极为阴极,电极反应为Co2++2e- Co, 电解总反应为2Co2++2H2O 电解 2Co+O2↑ +4H+,A正确;Ⅰ、Ⅱ 室之间是阳离子交换膜,Ⅰ室产生的H+穿过阳离子交换膜进入Ⅱ 室,Ⅰ室消耗水,H+浓度增大,pH减小;Ⅱ、Ⅲ室之间是阴离子交换 膜,Ⅲ室中的Cl-穿过阴离子交换膜进入Ⅱ室,Ⅲ室H+浓度不变, pH不变.Ⅱ室中因H+移入导致H+浓度增大,溶液pH减小,B错 误;若移除离子交换膜,Cl-移向石墨电极(阳极),则 Cl-在石墨 电极被氧化,C错误;由题图及A项可知,生成2molCo,Ⅰ室生成 1molO2,同时Ⅰ室中4molH+进入Ⅱ室,故Ⅰ室减少的质量为1mol ×32g/mol+4mol×1g/mol=36g,D错误. 二、非选择题 10.(1)2H2O+2e- 2OH-+H2↑ (2)K+ 由左池向右池 (3)①KH(IO3)2 +KOH 2KIO3+H2O ②产生的Cl2易污染环境等 11.(1)正极 VO+2 +2H++e- VO2++H2O (2)阳离子 HNO3 2H2O-4e- O2↑+4H+ (3)0.02 解析:由题图可知,B装置为电解池,c极为阴极,H2O在阴 极得到电子发生还原反应生成 H2和 OH-,NH+4 通过阳离子交 换膜进入 X区,与 OH-反应生成 NH3· H2O,p口流出 NH3·H2O.d极为阳极,H2O在阳极失去电子发生氧化反应生成 O2和H+,NO-3 通过阴离子交换膜进入Y区,q口流出HNO3;A 装置为原电池,与c极相连的 b极为原电池的负极,V2+在负极 失去电子发生氧化反应生成V3+,与 d极相连的 a极为正极,酸 性条件下VO+2 在正极得到电子发生还原反应生成 VO2+,据此 分析解答. 12.(1)①Fe+8OH--6e- FeO2-4 +4H2O ②氢气 ③阴 < (2)①阳 ②增加 ③2CO2+12H++12e- C2H4+4H2O  ④1 解析:(1)③由分析可知,OH-通过右侧交换膜向右侧移动, 则右侧为阴离子交换膜,阴极的电极反应为 2H2O+2e - H2↑+2OH-,则阴极区OH-浓度增大,a%<b%. 第19期2版基础训练参考答案 基础训练一 1.B 2.A 3.D 4.B 5.B 6.C 7.C 基础训练二 1.B 2.A 3.D 4.D 5.B 第19期3版同步检测参考答案 一、选择题 1.A 2.B 3.B 4.A 生铁片中所含的碳构成原电池,使铁更易腐蚀,A错 误;雨水酸性较强,生铁片开始发生析氢腐蚀,所以开始时插在小 试管中的导管内的液面下降,B正确;导管内墨水液面回升时 U 形管内压强降低,此时发生吸氧腐蚀,正极反应:O2+2H2O+ 4e- 4OH-,C正确;随着反应的进行,U形管中雨水的酸性逐 渐减弱,由开始的析氢腐蚀变为吸氧腐蚀,D正确. 5.A 量筒中的空气、溶有O2的食盐水和空心铁球组成原电 池,较活泼的金属铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,正极 上氧气得电子发生还原反应生成 OH-,导致量筒内气体压强降 低,外界大气压不变,所以水会进入量筒,导致量筒内液面上升, OH-与Fe2+反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2不稳定,被空气中的O2 氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3失去部分水生成Fe2O3·xH2O,所以 铁球表面会出现红棕色锈斑,故选A. 6.D 7.B 8.D 9.C 由题给已知信息知,铁钉发生吸氧腐蚀的负极反应为 Fe-2e- Fe2+,A正确;吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境中发 生的,由图像中氧气体积分数的变化可知,正极反应均为 O2+ 4e-+2H2 O 4OH-,B正确;溶液①②显酸性,溶液③④显中 性,根据图像可知,铁钉的平均吸氧腐蚀速率:酸性溶液大于中性 溶液,C错误;氧气体积分数下降曲线先陡后平,一方面是由于氧 气体积分数降低后使腐蚀速率变慢,另一方面也可能是于溶液碱 性增强促进氢氧化物的生成,氢氧化物覆盖在铁钉表面阻碍反应 继续进行,D正确. 二、非选择题 10.(1)①正极 还原 ②b CH4+10OH--8e- CO2-3 +7H2O ③稀硫酸 (2)锌 O2+2H2O+4e- 4OH- 牺牲阳极的阴极保护法 11.(1)②探究醋酸浓度的影响 ③2.0 (2)吸氧 还原 2H2O+O2+4e- 4OH- (3)反应放热,温度升高,体积膨胀 12.Ⅰ.(1)O2+2H2O+4e- 4OH- (2)增大 (3)a Ⅱ.(1)形成原电池,锌失去电子作负极,铁作正极,从而保 护铁 (2)MoO2-4 +2e-+2H2 O MoO2+4OH- MoO2-4 +2Fe2+ +2OH - MoO2+Fe2O3+H2O 第20期3版综合质量检测卷参考答案 一、选择题 1.D 2.C 3.B 4.D 5.C 6.B 7.D 8.B 由图可知,钠离子移向 a极,所以 a极为阴极,                                                                                                                                                                   连接电 ! ! " !"#$%&'()*+ &,-&"#$%. ! !"#$ !"#$ !"!" !## $ % & $ " # ' # $ # ( 书 源的负极,A正确;a极氢离子发生还原反应,A口放出的物质是 氢气;b极SO2-3 发生氧化反应生成 SO2-4 ,电极反应为 SO2-3 - 2e-+H2 O SO2-4 +2H+,没有氧气放出,B错误、C正确;在阴 极H+放电生成H2,c(H+)减小,水的电离平衡正向移动,所以 电解过程中阴极区碱性明显增强,D正确. 9.C 由题干装置图及信息可知,钌钛电极为阳极,Cl-失电 子发生氧化反应,电极反应为2Cl--2e- Cl2↑,故电源b电极 为正极,电源a电极为负极,则不锈钢电极为阴极,电极反应为 2H2O+2e- H2↑+2OH-,据此分析解题. 10.D 由图可知,该装置为电解水制取氢气的装置,a电极 与电源正极相连,为电解池的阳极,b电极与电源负极相连,为电 解池的阴极,阴极反应为2H2O+2e- H2↑ +2OH-,阳极反应 为4OH--4e- O2↑ +2H2O,电池总反应为2H2O 电解 2H2↑ +O2↑,据此解答.由分析可知,A正确;该装置工作时阳极无 Cl2生成且KOH溶液浓度不变,阳极发生的电极反应为4OH-- 4e- O2↑+2H2O,为保持 OH-离子浓度不变,则阴极产生的 OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室,故该离子交换膜应为 阴离子交换摸,B正确;电解时电解槽中不断有水被消耗,海水中 的动能高的水以“汽”的形式可穿过 PTFE膜,为电解池补水,C 正确;由电池总反应可知,每生成1molH2要消耗1molH2O,生 成H2的速率为xmol/h,则补水的速率也应是xmol/h,D错误. 11.C 该电池放电时器件的透光率逐渐增强,说明a电极由 FePO4转化为透明的LiFePO4,铁元素的化合价降低,则该电极为 正极,电极反应为 FePO4+Li+ +e - LiFePO4,故 b电极为负 极,电极反应为 Li7Ti5O12-3e - Li4Ti5O12+3Li+,据此解答. 放电时,该电池为原电池,阳离子向正极移动,即 Li+向 a极移 动,A正确;放电时,b电极为负极,则充电时 b电极为阴极,接外 电源的负极,B正确;放电时,a电极为正极,发生得电子的反应, C错误;由放电时 a电极、b电极的电极反应可知,外电路转移 1mol电子,a极质量增加7g,b电极质量减少7g,两极质量变化 差为14g,D正确. 12.D “厌氧阳极”作负极,C6H12O6失去电子生成 CO2和 H+,电极反应为C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2↑ +24H+;“缺 氧阴极”作正极,NO-3 得到电子生成 NO2,NO2再转化为 N2,电 极反应分别为 NO-3 +e-+2H + NO2↑ +H2O、2NO2+8e- + 8H + N2+4H2O;“好氧阴极”作正极,O2得到电子生成 H2O, 电极反应为O2+4H++4e- 2H2O,同时O2还能氧化 NH+4 生 成NO-2,NO-2 还可以被 O2氧化为 NO-3,离子方程式分别为 2NH+4 +3O 2 2NO-2 +2H2O+4H+、2NO-2 +O 2 2NO-3,但不 参与电极反应.电池工作时,“厌氧阳极”为负极,“缺氧阴极”和 “好氧阴极”为正极,A错误;“缺氧阴极”的电极反应分别为① NO-3 +e-+2H + NO2↑ +H2O、②2NO2+8e- +8H + N2+ 4H2O,①×②+②可得关系式10e- ~12H+,“缺氧阴极”得到 10mole-,则消耗 12molH+,但通过质子交换膜只能补充 10molH+,故电池工作时,“缺氧阴极”附近溶液的 c(H+)减 小,B错误;由上述分析可知,C错误;“厌氧阳极”的电极反应为 C6H12O6+6H2O-24e - 6CO2↑ +24H+,1molC6H12O6参与 反应消耗6molH2O,输出24mol电子,“厌氧阳极”区质量减少 288g,故“厌氧阳极”区质量减少 28.8g时,该电极输出电子 2.4mol,D正确. 13.B 装置Ⅰ中铁棒质量减少5.6g,则甲池NaCl溶液中增 加了5.6g亚铁离子,而盐桥中的氯离子向甲池中移动,所以甲 池质量增加大于5.6g,A错误;装置Ⅰ为原电池,石墨上铜离子 得电子生成 Cu,装置Ⅱ中乙池为电解池,石墨 a电极与负极 Fe 相连为阴极,阴极上铜离子得电子生成Cu,所以两个电极的反应 式相同,B正确;装置Ⅰ为原电池,将化学能转化为电能,装置Ⅱ 中甲池为原电池,乙池为电解池,则乙池中电能转化为化学能,C 错误;电子只在导线中移动,不能进入溶液,则装置Ⅱ中电子流向 为Fe→电流计→石墨a,石墨b→铜丝→石墨c,D错误. 二、非选择题 14.(1)阳 2I--2e- I2 (2)c极附近的溶液首先变为蓝色 4OH--4e- 2H2O+ O2↑ (3)0.001 108g/mol 解析:金属M沉积于 b极,说明 b是阴极,则 a是阳极,c是 阳极,d是阴极. (1)因 c是阳极,根据离子的放电顺序,可知是 I-放电: 2I--2e- I2. (2)在B烧杯中,c是阳极,I-先放电,I2遇到淀粉能使淀粉变 蓝.I-放电完毕后,接着是OH-放电:4OH--4e- 2H2O+O2↑,c 极上的试管中收集到的气体为氧气. (3)d极是溶液中氢离子放电: 2H+ + 2e-     H2↑ 0.004mol 0.0448L22.4L/mol a极上氢氧根离子放电: 4OH- - 4e- 2H2O + O2↑ 0.004mol 0.001mol 即氧气的物质的量为0.001mol b极上M+放电: M+ + e-     M 0.004mol 0.004mol 则金属的摩尔质量 M=mn= 0.432g 0.004mol=108g/mol 15.Ⅰ.(1)电极a 电极b (2)O2+4H++4e- 2H2O 2H2S+O 2 S2+2H2O (3)8 Ⅱ.(4)SO2+2H2O-2e- SO2-4 +4H+ (5)H2SO4 (6)5.6 16.(1)负 (2)滤纸变红 4OH--4e- 2H2O+O2↑ (3)B (4)负 2H2+4OH--4e- 4H2O (5)增强 CO2+2H++2e- HCOOH 17.(1)A B (2)2Cl--2e- Cl2↑  将湿润的淀粉 -KI试纸放在 B 电极的管口,试纸变为蓝色 (3)G F H (4)12 解析:(1)若电解饱和NaCl溶液来测定产生的H2的体积并 检验Cl2的氧化性,则应该将A与电源的负极连接,作阴极,B作 阳极,与电源的正极相连,则与A、B两极的正确连接顺序为L→J →K→A→B→M. (2)B是阳极,溶液中的氯离子放电,电极反应为 2Cl- - 2e- Cl2↑.氯气具有氧化性,则检验氯气的实验为用湿润的淀 粉-KI试纸放在B电极的管口,试纸变为蓝色. (3)由于产生的 H2的体积大于 25mL,所以应该选择 100mL的量筒,各接口的正确连接顺序为A接G、F接H. (4)氢气的物质的量是 0.0056L÷22.4L/mol= 0.00025mol,所以反应中还有0.0005mol氢氧化钠产生,则溶 液中氢氧根离子的浓度是0.0005mol÷0.05L=0.01mol/L,所 以pH=12. 18.(1)还原 CH4-8e-+10OH - CO2-3 +7H2O 减小 (2)①粗铜 ②CrO2-4 +8H++6e- Cr+4H2O (3)①戊 ②e、j 解析:由图可知,甲装置为原电池,结合c口通入氧气可知B 电极为正极,则A电极为负极,乙装置为电解池,与 B相连的 C 电极为阳极,则 D电极为阴极;同理可知丙装置中甲室一侧电极 为阳极,戊室一侧电极为阴极,再根据电解原理分析解答. (1)甲装置中B电极为正极,O2得电子发生还原反应,A电 极为负极,CH4失电子发生氧化反应,在碱性条件下转化成 CO2-3 ,电极反应为CH4-8e-+10OH - CO2-3 +7H2O;甲装置 中的总反应为 CH4+2O2+2OH - CO2-3 +3H2O,反应消耗 OH-,溶液碱性减弱,pH减小. (2)①乙装置为电解装置,若用于粗铜的精炼,则纯铜作阴 极,粗铜作阳极,结合上述分析可知电极C为阳极,则 C为粗铜; ②乙装置若用于电镀,则镀件作阴极,镀层金属应在阴极析出,镀 铬时由CrO2-4 放电产生铬镀层,CrO2-4 得电子生成Cr,则电极反 应为CrO2-4 +8H++6e- Cr+4H2O. (3)丙装置用于海水淡化,由以上分析可知左侧电极为阳 极,右侧电极为阴极,电极为惰性电极,阳极上阴离子放电,则甲 室、乙室中的阴离子在左侧电极放电,乙室中的阳离子通过阳膜 进入丙室,可知e出口为淡水;丙室中海水中的阳离子无法通过 阴膜进入丁室,阴离子无法通过阳膜进入乙室,因此 f出口仍为 海水;丁室中阴离子通过阴膜进入丙室,阳离子通过阳膜进入戊 室,则j出口得到淡水;戊室中由水电离出的氢离子在电极放电 生成氢气,同时有氢氧根离子生成,氢氧根离子与HCO-3 反应生 成碳酸根,其结合钙离子生成碳酸钙,同时氢氧根离子与镁离子 结合生成氢氧化镁沉淀,生成水垢. 第21期期末测试(一)参考答案 一、选择题 1.B 2.D 3.A 4.D 5.C 6.A 7.B 8.B 负载有Pt和Ag的活性炭可以看成是原电池,该原电 池可以去除废酸中的Cl-,则电解质溶液为酸性.Pt电极为电池 的正极,电极反应为O2+4e- +4H + 2H2O;Ag电极为电池的 负极,电极反应为Ag-e-+Cl- AgCl.据此分析解答. 9.B 由题图中各反应反应前后元素化合价的变化可知,反 应①②③④均为得电子的还原反应,所以均在正极发生,A正确; 三氯乙烯(C2HCl3)中 C的化合价为 +1,乙烯中 C的化合价为 -2,1molC2HCl3转化为1molC2H4时,得到6mol电子,脱去 3molCl,所以单位时间内,C2HCl3脱去amolCl时 ne=2amol, B错误;由题图及 N的化合价变化 可 写 出 如 下 转 化: NO-3 ~8e-~NH+4,由于生成物中有NH+4,只能用H+和H2O来 配平该电极反应,所以④的电极反应为 NO-3 +10H+ +8e - NH+4 +3H2O,C正确;增大单位体积水体中小粒径 ZVI的投入 量,可以增大小粒径ZVI和正极的接触面积,加快 ZVI释放电子 的速率,可使nt增大,D正确. 10.A 若白色沉淀a是Al2(CO3)3,则向白色沉淀a中加入 稀硫酸,会产生CO2,有气泡冒出,与实验现象不符,A错误;实验 2中,向白色沉淀b中加入稀硫酸,沉淀溶解,有少量气泡,说明 过量的Na2CO3溶液与Al2(SO4)3溶液可能反应生成了碱式碳 酸铝[Al(OH)CO3]沉淀和Na2SO4,B正确;实验1、2中,反应生 成的白色沉淀表面都附有可溶性杂质,会干扰实验,均需要洗涤 干净后,再进行后续实验,防止表面附有的杂质干扰实验,C正 确;Al2(SO4)3在溶液中水解使溶液呈酸性,过量的 Al2(SO4)3 与Na2CO3溶液反应生成Al(OH)3沉淀,而Na2CO3在溶液中水 解使溶液呈碱性,过量的Na2CO3溶液与Al2(SO4)3溶液反应生 成[Al(OH)CO3]沉淀,则实验1、2中,白色沉淀的不同与反应物 相对量和体系pH有关,D正确. 11.B 根据元素化合价的变化可知,电极Ⅰ为阴极,得电子 发生还原反应,电极反应为 2HSO-3 +2e- +2H + S2O2-4 + 2H2O;电极Ⅱ为阳极,失电子发生氧化反应,电极反应为2H2O- 4e- O2↑+4H+.电极Ⅱ为阳极,若用铁、铜作电极,则是铁、铜 本身失去电子,电极反应发生变化,阳极无法提供氢离子,A错 误;由上述分析可知,B正确;电极Ⅱ的电极反应为2H2O-4e  - O2↑ +4H+,产生 H+,同时有等量的 H+通过质子交换膜移 向电极Ⅰ,但电极Ⅱ消耗 H2O,阳极室中 H2O的量减少,故电解 过程中电极Ⅱ附近溶液的 pH减小,C错误;未指明是否为标准 状况,无法得出消耗的NO的体积. 12.A 据图可知当 lgc(MOH) c(M+) =0时,pOH=4.2,即 c(MOH)=c(M+)时,c(OH-)=1×10-4.2mol/L,三甲基胺的 电离常数K=c(M +)·c(OH-) c(MOH) =10 -4.2,A正确;a点中和率小 于50%,即加入的 2n(HCl)<n(MOH),根据物料守恒可知 c(MOH)+c(M+)>2c(Cl-),B错误;b点中和率为50%,溶液 中的溶质为等物质的量的MOH和MCl,据图可知,此时pOH<7, 溶液显碱性,说明M+的水解程度小于MOH的电离程度,则溶液 中c(M+)>c(Cl-)>c(MOH)>c(OH-)>c(H+),C错误; c点中和率为100%,溶液中溶质为 MCl,d点溶液中溶质为 MCl 和HCl,HCl的电离抑制水的电离,MCl的水解促进水的电离,所 以c点水的电离程度更大,D错误. 13.B AlCl3溶液的pH小于7,溶液显酸性,说明Al3+发生 了水解反应生成Al(OH)3和H+,A正确;向对照组溶液 A中加 碱溶液后,溶液pH的变化程度比加酸溶液后的变化程度大,若 对照组溶液A是0.03mol/LKCl溶液,则加酸溶液和加碱溶液 后pH的变化应呈现轴对称关系,B错误;在AlCl3溶液中加酸溶 液、碱溶液后,溶液 pH的变化程度均比对照组溶液 A的变化程 度小,因为加酸溶液、碱溶液均能使 Al3+水解平衡发生移动,C 正确;AlCl3水解生成 Al(OH)3,故溶液的浑浊程度增大,说明 Al3+的水解平衡向右移动,反之,水解平衡向左移动,D正确. 14.D CH4燃料电池中,通入CH4的a极为原电池的负极, 电极反应为 CH4-8e-+4O 2- CO2+H2O,通入 O2的 b极为 原电池的正极,电极反应为O2+4e- 2O2-.与b极相连的石墨 电极为电解池的阳极,阳极上 Cl-放电,电极反应为2Cl--2e  - Cl2↑,电解池中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,则 A膜应 为阳离子交换膜,与a极相连的石墨电极为电解池的阴极,阴极 的电极反应为H2O+2e - H2↑ +2OH-,OH-浓度增大,                                                                                                                                                                                     结合 书 Na+生成NaOH,则C膜也应为阳离子交换膜,据此分析判断.左 侧为原电池,右侧为电解池,构成闭合回路,原电池释放的电子, 等于电解池通过的电子,a极上通入标准状况下2.24L甲烷,即 0.1mol甲烷,转移0.8mol电子,根据电荷守恒可知,阳极室中 0.4molCa2+通过 A膜进入产品室,故产品室增加 0.4mol Ca(H2PO4)2,D错误. 二、非选择题 15.Ⅰ.(1)0.05mol/(L·s) (2)3A(g)+B(g幑幐) 2C(g) (3)乙>甲>丙 16.(1)-196kJ/mol (2)800 = Ⅱ.(3)NOx-(5-2x)e-+(3-x)H2 O NO-3 +(6-2x)H+ 17.(1)负 K2SO4 (2)PbO2+SO2-4 +Zn+2H2 O PbSO4+[Zn(OH)4]2- (3)a (4)> (5)0.23 解析:根据 →Zn [Zn(OH)4]2-可知,Zn失去电子被氧 化,Zn为负极,则A区域的电解质是 KOH,PbO2为正极,结合铅 酸蓄电池放电时的电极反应可知,正极PbO2放电转化为PbSO4, 故C区域的电解质是 H2SO4,B区域的电解质是 K2SO4,则 a是 阳离子交换膜,b是阴离子交换膜. (1)根据上述分析可知,Zn电极为负极,B区域的电解质为 K2SO4. (2)负极的电极反应为Zn+4OH--2e- [Zn(OH)4]2-, 正极的电极反应为PbO2+SO2-4 +4H+ +2e - PbSO4+2H2O, 则电池总反应为 PbO2 +SO2-4 +Zn+2H2 O PbSO4 + [Zn(OH)4]2-. (3)A区域的电 解 质 是 KOH,OH- 参 与 反 应 生 成 [Zn(OH)4]2-,根据溶液呈电中性,则多余的 K+通过离子交换 膜a进入到B区域,因此a膜为阳离子交换膜. (4)由于Zn比Pb活泼,正极材料都是PbO2,所以Zn-PbO2 电池的电动势比 Pb-PbO2电池的电动势大,即 EZn-PbO2> EPb-PbO2. (5)由化学方程式可知,该反应为气体体积不变的反应,则 平衡后的压强与反应开始的压强相等,设平衡时硫化氢的物质的 量分 数 为 a,由 平 衡 常 数 Kp =2.24 ×10-6 可 得: 1.01×105a 1.01×105(1-a) =2.24×10-6,解得a≈2.24×10-6,则硫化氢 的分压为2.24×10-6×1.01×105Pa≈0.23Pa. 18.(1)Fe2+ (2)4.7≤pH<6.2 Al3++3OH - Al(OH)3↓ (3)4.0×10-4 (4)①加热搅拌可加快反应速率 ②冷却结晶 (5)MgSO4 解析:(1)由题意可知,“氧化调pH”中只有铁的化合价发生 变化,铝和稀土金属元素均为+3价,Fe2+被氧化为Fe3+. (2)“过滤1”所得“滤渣”为 Fe(OH)3和 Al(OH)3,应调节 的pH范围为4.7≤pH<6.2,pH小于6.2是防止 RE3+开始沉 淀.该过程中Al3+与OH-反应生成Al(OH)3沉淀. (3)“滤液2”中 Mg2+浓度为2.7g/L,其物质的量浓度为 0.1125mol/L,Ksp[(C11H23COO)2Mg]=c2(C11H23COO-)· c(Mg2+),c2 (C11 H23 COO- ) = 1.8×10-8 0.1125 mol 2/L2 = 16×10-8mol2/L2,c(C11H23COO-)= 16×10槡 -8 mol/L= 4.0×10-4mol/L,若c(C11H23COO-)大于4.0×10-4mol/L,则 形成的“滤饼”中会混入(C11H23COO)2Mg. (4)①“滤饼”的主要成分为(C11H23COO)3RE,为难溶物, 搅拌也可以增加其与盐酸的接触面积,加快反应速率,加热也可 以加快反应速率.②“加热搅拌”的温度为55℃,而月桂酸的熔 点为44℃,所以“操作X”(过滤)前,先要冷却结晶,使月桂酸变 成固体. (5)“滤液2”中含有 MgSO4,可作“浸取”时加入的“酸化 MgSO4溶液”. 第22期期末测试(二)参考答案 一、选择题 1.B 2.B 3.D 4.A 5.C 6.D 7.C 8.D X点为 KHA溶液,根据 Ka1、Ka2判断,溶液呈酸性,A 错误;由水电离出的 c(OH-)相同,则水的电离程度相同,B错 误;Y点与W点NaOH标准溶液的浓度未知,无法判断 V1,C错 误;Z点溶质为 K2A和 Na2A溶液,根据质子守恒可得: c(OH-)=c(H+)+2c(H2A)+c(HA-),D正确. 9.B A组离子可大量共存,用惰性电极电解时,Cl-在阳极 被氧化为黄绿色的气体Cl2,H2O在阴极被还原产生 H2,不会出 现白色沉淀,不符合题意,故A错误;B组离子可大量共存,且用 惰性电极电解时,H2O在阳极被氧化产生氧气,H+在阴极被还 原,产生氢气,H+浓度减小,pH增大,生成氢氧化镁白色沉淀,B 正确;C组离子可大量共存,但用惰性电极电解时,Cl-在阳极被 氧化为黄绿色的气体Cl2,同时阳极pH降低,CO2-3 与H+结合生 成CO2逸出,H2O在阴极被还原,产生氢气,无白色沉淀生成,不 符合题意,故C错误;Cu2+为有色离子,不符合题意,故D错误. 10.B 由题图信息可知,电池总反应为 LixSi+Li1-xCoO2 放电 幑幐 充电 Si+LiCoO2,电极a为非晶硅薄膜,充电时Li+发生得电子的 还原反应,则电极a为阴极,电极反应为xLi++xe- +Si LixSi, 电极b为阳极,电极反应为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,放 电时电极a为负极,电极反应为 LixSi-xe - Si+xLi+,电极 b 为正极,电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe- LiCoO2.锂为活泼 金属,会和溶液中的水反应,故不能为含 Li+的盐溶液,A错误; 放电时,电极b的电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe- LiCoO2, 当电路通过0.3mol电子时,b极薄膜质量增加0.3mol×7g/mol =2.1g,B正确;由分析可知,C错误;LiPON薄膜在充放电过程 中仅仅起到盐桥的作用,并未参与电极反应,故其质量不发生变 化,D错误. 11.B 由题意可知,常温下,Ksp(AgCl)=c(Ag+)· c(Cl-),b点后c(Cl-)降低,则可知 c(Ag+)升高,故 b点滴加 的不可能是KCl溶液,A错误;d点时氯离子浓度大于起始时的 氯离子浓度,而起始时存在沉淀溶解平衡,c(Ag+)=c(Cl-),故 d点c(Ag+)<c(Cl-),B正确;c点滴加 KI溶液后,c(Cl-)升 高,然后达到一个比起始时略高的值,说明此时溶液中 c(Ag+) 减小,部分Ag+转化为AgI沉淀,因此c点后有黄色沉淀生成,C 错误;c点后产生了AgI,故应有Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),D错误. 12.D 由题意可知,该反应是在恒温恒容条件下进行的气 体分子数逐渐减小的放热反应,故体系压强不再改变,可以说明 反应达到化学平衡状态,A正确;物质的物质的量浓度不再改变 时,表明反应达到平衡状态,分析题图可知,a、b、c、d四个点表示 的反应体系中,只有 b点体系中各物质的物质的量浓度不再改 变,B正确;25~30min内,用X表示的平均反应速率是 v(X)= 2v(Y)=2×(0.6-0.4) (30-25) mol/(L·min)=0.08mol/(L·min),C 正确;反应进行至25min时,X物质的浓度突然变大,而 Y物质 的浓度不变,说明改变的条件是物质的浓度,Y的浓度逐渐增大, X的浓度突变,则改变的条件是增大X的浓度,D错误. 13.C  14.D 由题图可知,右侧装置为甲烷燃料电池,左侧装置为 电解池.甲烷燃料电池中,通入甲烷的一极为原电池的负极,发生 氧化反应,电极反应为CH4+4CO2-3 -8e- 5CO2+2H2O,通入 空气(氧气)的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应为 O2+2CO2+4e- 2CO2-3 ,铁连接原电池的正极,为电解池的阳 极,被氧化,电极反应为 Fe-2e - Fe2+,阴极的电极反应为 2H++2e- H2↑.由分析可知 ,A正确、B正确;加入的使导电 能力增强的电解质必须是可溶于水的、不参与电极反应的盐,可 用工业用食盐,C正确;电解池中阴离子向阳极移动,污水中的阴 离子向铁电极方向移动,D错误. 二、非选择题 15.(1)K[Al(OH)4] (2)NH+4 +[Al(OH)4] - Al(OH)3↓+NH3↑+H2O (3)(10-a-10a-14) (4)2.36×10-5 (5)2∶1 (6)1 (7)c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+) 16.(1)2Na2SO3(aq)+O2(g) 2Na2SO4(aq) ΔH=(m+ n)kJ/mol (2)2 (3)①0.6mol/(L·min) ②80% ③ > 其他条件相同 时,曲线Ⅱ先达到平衡,则温度高于曲线Ⅰ,说明温度升高,CO2 的产率降低,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小 解析:(2)当溶解氧浓度为4.0mg·L-1时,由贫氧区的速率 方程式可得 v1∶v2=ca1(SO2-3 )∶ca2(SO2-3 ),则 24.4∶10.2= 5.65a∶3.65a,解得a=2. (3)①该反应是气体体积不变的反应,反应过程气体的总物 质的量不变,始终为2mol,由图可知,a点时 CO2的体积分数为 0.30,则反应生成二氧化碳的物质的量为 2mol×0.30= 0.60mol,反应速率为 0.6mol 2L 0.5min=0.6mol/(L·min),由化学反应速 率之比等于化学计量数之比可知,一氧化碳的反应速率为 0.6mol/(L·min);②由图可知,b点时 CO2的体积分数为0.80, 则反应生成二氧化碳的物质的量为2mol×0.80=1.60mol,由 方程式可知,反应消耗一氧化碳的物质的量为1.60mol,则一氧 化碳转化率为 1.60mol 2.0mol×100%=80%;③由图可知,其他条件相 同时,曲线Ⅱ先达到平衡,则反应温度高于曲线Ⅰ,由二氧化碳的 体积分数曲线Ⅰ高于曲线Ⅱ可知,升高温度,平衡向逆反应方向 移动,化学平衡常数减小,则化学平衡常数:Kb>Kd. 17.(1)增大固液接触面积,加快酸浸速率,提高浸取效率  Pb (2)将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,以便在后续调pH时除去 Fe元素 K3[Fe(CN)6]溶液 Fe2+ (3)3Co2+ +MnO-4 +7H2 O 3Co(OH)3↓ +MnO2↓ + 5H+ (4)ZnSO4、K2SO4 1×10-16.7 解析:由题中信息可知,用硫酸处理含有 Co、Zn、Pb、Fe的单 质或氧化物的废渣,得到含有 Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、SO2-4 等 离子的溶液,Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的 PbSO4, 则“滤渣1”为“酸浸”时生成的 PbSO4;向滤液中加入 MnO2将 Fe2+氧化为Fe3+,然后加入ZnO,调节pH=4,使 Fe3+完全转化 为Fe(OH)3,则“滤渣Ⅱ”的主要成分为 Fe(OH)3,滤液中的金 属离子主要是Co2+、Zn2+和 Mn2+;最后“氧化沉钴”,加入强氧 化剂KMnO4,将溶液中Co2+氧化为Co3+,在pH=5时Co3+形成 Co(OH)3沉淀,而 KMnO4则被还原为 MnO2,KMnO4还会与溶 液中的Mn2+发生反应生成MnO2,得到 Co(OH)3和 MnO2的混 合物,“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4,据此解答. 18.(1)①阳 N2+6e-+6H + 2NH3 ②为质子的迁移和输送提供通道,并阻隔阴、阳两极产物接 触 ③33 (2)a MV2++e- MV+ 条件温和(或生成氨的同时释 放电能) (3)①Fe2O3+6e-+3H2 O 2Fe+6OH- ②4OH--4e- 2H2O+O2↑ 解析:(1)③b极的电极反应为2H2O-4e - O2↑ +4H+, 根据氧化还原反应得失电子守恒可知,参加反应的各物质存在关 系式为2N2~3O2,生成O2和通入N2的体积比为3∶2,实际情况 在相同条件下通入N2的体积和生成O2的体积比为672L∶336L =2∶1,即通入1molN2生成0.5molO2,因此N2的转化率为 0.5 3 2 ×100%≈33%. (2)根据装置中物质的转化过程,电极 b上 MV2+转化为 MV+,过程中得到电子,则电子从电极a流向电极b,电极a为负 极,电极b为正极;正极的电极反应为 MV2+ +e - MV+;该电 化学装置运行过程中,利用生物燃料电池在室温下合成氨,既不 需要高温加热,同时还能将化学能转化为电能,因此较之于传统 的合成氨工业,该方法的优点有:条件温和、生成氨的同时释放 电能. 第23期3版期末测试(三)参考答案 一、选择题 1.B 2.C 3.D 4.A 5.C 6.A 7.C 8.B 9.D  10.B 由题图可知,Fe2+氧化率随浸出液 pH的增大而减 小,A正确;MnO2与Fe2+反应的离子方程式为 MnO2+2Fe2++ 4H + Mn2++2Fe3++2H2O,若起始浸出液pH=1.0,反应一段 时间后,H+被消耗,c(H+)减小,浸出液 pH增大,B错误;Fe3+ 与CO2-3 发生相互促进的水解反应生成Fe(OH)3沉淀和CO2气 体,反应的离子方程式为2Fe3++3CO2-3 +3H2 O 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑,C正确;NaHCO3是弱酸强碱盐,能与 Fe3+发生相互促 进的水解反应生成 Fe(OH)3沉淀,反应为 Fe3+ +3HCO- 3 Fe(OH)3↓+3CO2↑,D正确. 11.D 12.C “沉淀”步骤中若使用 Na2SO4溶液代替 H2SO4                                                                                                                                                                                     溶 ! ! ! " !"#$ !"#$ !"#$%&'()*+ !,-!"#$%. !"#$%&'()*+ &,-&"#$%. 书 例1铝及铝合金经过阳极氧化,铝表面能生成几 十微米的氧化铝膜.某研究性学习小组模拟工业法对铝 片表面进行氧化处理.他们的实验步骤如下: a.铝片的预处理,取出一定大小的铝片,依次用苯、 酒精擦洗铝片的表面. b.用水冲洗经有机物擦洗的铝片,浸入 60℃ ~ 70℃的2mol/L的NaOH溶液中,约1min后,取出用水 冲洗干净,再用钼酸铵溶液处理以抑制电解生成的氧化 铝被电解质溶液———硫酸溶解. c.阳极氧化.以铅为阴极,铝片为阳极,以硫酸溶液 为电解液,按照下图连接电解装置,电解40min后取出 铝片,用水冲洗,放在水蒸气中封闭处理20~30min,即 可得到更加致密的氧化膜. 试回答下列问题: (1)下列有关说法正确的是 (填序号). A.电解时电流从电源正极→导线→铝极,铅极→导 线→电源负极 B.在电解过程中,H+向阳极移动,SO2-4 向阴极移动 C.电解过程中阳极周围的pH明显增大 D.电解的总反应可表示为2Al+6H+ 电解 2Al3++3H2↑ (2)阴极的电极反应为 . 解析:(1)电流从电源正极流出,经过电解池的阳 极,再经过电解池的阴极,最后回到电源的负极,A正 确;电解过程中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移 动,B错误;该电解池中,阳极是金属铝反应:3H2O+2Al -6e- Al2O3+6H +,阴极是 H+放电:6H+ +6e  - 3H2↑,所以pH明显增大的区域是阴极,而不是阳 极,C错误;依据电极反应可知电解的总反应是:2Al+ 3H2O 电解 Al2O3+3H2↑,D错误. (2)阴极的电极反应为2H++2e- H2↑. 答案:(1)A (2)2H++2e- H2↑ 例2(2024·广西浦北中学月考)某化学兴趣小 组的同学用如下图所示装置研究有关电化学的问题.当 闭合该装置的开关K时,观察到电流表的指针发生了偏 转.请回答下列问题: (1)甲池为  (填“原电池”“电解池”或“电 镀池”). (2) 乙 池 的 电 极 总 反 应 为 . (3)当乙池中 B极质量增加5.4g时,甲池中理论 上消耗 O2的体积为 (标准状况下),丙池中 极析出 g铜,要使丙池中溶液复原, 可向溶液中加入适量 . (4)若丙池中电极不变,将 CuCl2溶液换成 NaCl溶 液,反应的化学方程式为 . 解析:由题图可知,甲池为原电池,是甲醇燃料电 池,通甲醇的一极为负极、通 O2的一极为正极,电解质 溶液为KOH溶液,则负极反应为 CH3OH+8OH --6e  - CO2-3 +6H2O,正极反应为 O2+4e -+2H2 O 4OH -; 乙池为电解池,A电极为阳极,电极反应为2H2O-4e  - O2↑+4H +,B电极为阴极,电极反应为 Ag+ +e- Ag;丙池为电解池,C电极为阳极,电极反应为2Cl- - 2e- Cl2↑,D电极为阴极,电极反应为 Cu 2+ +2e- Cu,据此分析解答. 答案:(1)原电池 (2)4AgNO3+2H2O 电解 4Ag+O2↑+4HNO3 (3)280mL或0.28L D 1.6 CuCl2 (4)2NaCl+2H2O 电解 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 书 由于电解质溶液的种类不同,电解后溶液的成分、 溶液的酸碱性或溶液的浓度会发生改变,如何使电解一 段时间后的电解质溶液恢复到原来的状况,是学电解知 识的一类问题.本文以惰性电极为例,结合不同的电解 类型分析如下: 例1用惰性电极电解 NaOH溶液,一段时间后,再 加入以下何种物质会使电解质溶液恢复到原状况 (  ) A.H2O  B.Na2O  C.Na  D.NaOH 解析:首先要清楚 NaOH溶液中的离子种类,再弄 清离子的放电顺序,分析生成的产物,以便确定所加的 物质. 溶液中的阴离子:OH-,阳离子:Na+、H+,根据优先 放电顺序,阴极是H+得电子,电极反应为2H++2e- H2↑,阳极是 OH -失电子,电极反应为4OH- -4e- 2H2O+O2↑.据此可知,电解NaOH溶液实际是电解水, 所以加入水可以恢复原来电解质的状况.同理也可分析 电解H2SO4、Na2SO4等也是此类型. 答案:A 规律1:对于电解强碱(如 NaOH)、强含氧酸(如 H2SO4)、活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)等,实际上就 是电解水型,要恢复原状况加水即可. 例2用惰性电极电解盐酸,一段时间后,再加入以 下何种物质会使电解质溶液恢复到原状况 (  ) A.H2O   B.HCl   C.Cl2   D.H2 解析:溶液中的阴离子:Cl-、OH-,阳离子:H+(酸 溶液),根据放电顺序,阴极是 H+得电子,电极反应为 2H++2e - H2↑,阳极是 Cl -失电子,电极反应为 2Cl--2e- Cl2↑.所以该电解过程实际上是电解了 HCl本身.若想恢复原溶液,加入 HCl即可.同理分析电 解CuCl2也是此类型. 答案:B 规律2:对于电解无氧酸(如HCl)、不活泼金属的无 氧酸盐(如CuCl2)等,实际上相当于电解电解质型.要恢 复原状况只要加入阴极生成的物质与阳极生成的物质 重新化合后的物质即可. 例3用惰性电极电解 NaCl溶液,一段时间后,再 加入以下何种物质会使电解质溶液完全恢复到电解前 的状况 (  ) A.H2O  B.NaCl  C.NaOH  D.HCl 解析:溶液中的阴离子:Cl-、OH-,阳离子:Na+、 H+,阴极是H+得电子,电极反应为2H++2e- H2↑, 阳极是Cl-失电子,电极反应为2Cl--2e- Cl2↑,总 的 电 解 反 应 为 2NaCl+2H2O  电解 2NaOH + Cl2↑+H2↑,相当于从溶液中脱离出Cl2和H2,如果二 者化合生成HCl,再通入到溶液中与生成的NaOH反应, 即可达到恢复原溶液的目的. 答案:D 规律3:对于电解活泼金属的无氧酸盐(如 NaCl) 等,阴极上H2O电离的 H +放电,阳极上电解质阴离子 放电,实际上相当于放H2生碱型.要恢复原电解质状况 只要加入阴极生成的物质与阳极生成的物质重新化合 后的物质即可. 例4用惰性电极电解CuSO4溶液,一段时间后,再 加入以下何种物质会使电解质溶液完全恢复到电解前 的状况 (  ) A.H2O  B.CuSO4  C.CuO  D.H2SO4 解析:溶液中的阴离子:SO2-4 、OH -,阳离子:Cu2+、 H+,阴极是Cu2+得电子,电极反应为Cu2++2e- Cu, 阳极是OH-失电子,电极反应为4OH--4e- 2H2O+ O2↑,总的电解反应为2CuSO4+2H2O 电解 2Cu+O2↑ +2H2SO4,相当于从溶液中脱离出 Cu和 O2,如果二者 化合生成 CuO,再加入到溶液中与生成的 H2SO4反应, 即可达到恢复原溶液的目的. 答案:C 规律 4:对于电解不活泼金属的含氧酸盐(如 CuSO4)等,阴极上电解质阳离子放电,阳极上 H2O电离 的OH-放电,实际上相当于放 O2生酸型.要恢复原电 解质状况只要加入阴极生成的物质与阳极生成的物质 重新化合后的物质即可. 编后语 通过上述几例分析可知,无论哪种类型,要 想使电解后的电解质溶液恢复到原来的状况,都可认为 是电解质从溶液中脱离出来的物质化合后重新加入即 可.简单记忆相当于:“出什么,加什么”. ! " ! " ! " " #$ %$ &' ($ ! !"#$%&'()*+ ( , ! -. /01 书 电解过程中,电解质溶液中的阳离子在阴极得到电 子发生还原反应,电解质溶液中的阴离子在阳极失去电 子或阳极本身失去电子发生氧化反应. 一、阳离子得电子顺序 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Fe2+ >Zn2+>H+(水溶液)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 上述是阳离子在电解池阴极发生还原反应的放电 顺序.溶液中阳离子的得电子能力,也就是氧化能力,可 借助于金属活动性顺序,越是不活泼的金属,其阳离子 越容易得到电子.但要注意的是:①Fe3+的位置在 Cu2+ 之前;②电镀条件下,Fe2+和 Zn2+的浓度远远大于水溶 液中的H+浓度,所以得电子能力为 Fe2+ >Zn2+ >H+ (水溶液);③Al3+ >Mg2+ >Na+ >Ca2+ >K+这是它们 在熔化状态下的放电顺序,而在水溶液中是不能放电产 生相应单质的. 例1用惰性电极电解AgNO3、KNO3和 Cu(NO3)2 的混合溶液时,阴极上首先发生的电极反应是 . 解析:混合溶液中的阳离子有 Ag+、K+、Cu2+、H+ (水溶液),根据优先放电原则(阳离子得电子顺序),阴 极上首先发生的电极反应是 Ag++e- Ag.只有当溶 液中的Ag+基本放电完毕,才可发生 Cu2+ +2e- Cu 的反应;最后进行的反应是2H++2e- H2↑.而K +在 溶液中不能获得电子成为单质钾,可以这样想一下,如 果产生了单质钾,由于单质钾非常活泼,还会与水发生 反应,最终仍是以K+的形式存在于溶液中. 答案:Ag++e- Ag 二、阴离子的失电子顺序 S2->SO2-3 >I - >Br- >Cl- >OH- >NO-3 >SO 2- 4 >CO2-3 >F - 溶液中阴离子的放电顺序,只要掌握 Cl->OH-> 含氧酸根离子,就可以解决电解中的很多问题.而F-在 水溶液中是不能失电子形成氟气的,只有熔融状态的含 有F-的化合物电解时才可以得到氟气. 例2用惰性电极电解 KCl、NaOH和 Na2SO4的混 合溶液时,阳极上首先发生的电极反应是 . 解析:在KCl、NaOH和 Na2SO4的混合溶液中,存在 的阴离子有Cl-、OH-和SO2-4 ,根据优先放电原则,Cl - 先放电,因此,阳极上首先发生的电极反应是 2Cl- - 2e- Cl2↑.Cl -放电完毕后,OH-放电:4OH--4e- 2H2O+O2↑ 答案:2Cl--2e- Cl2↑ 三、阳极材料本身的失电子顺序 K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu 以Au、Pt、石墨作为阳极时,视为惰性电极,本身不 能被氧化,不能失去电子. 阳极材料为金属时(金属活动性顺序 Ag以前),则 电极材料失电子,电极溶解,此时,溶液中的阴离子不能 在阳极失电子.放电顺序与金属活动顺序一致. 四、阳极材料本身与溶液中阴离子的失电子顺序 金属(除Au、Pt)阳极>溶液中的阴离子 例3用纯铁作阳极,C(石墨)作阴极,电解饱和食 盐水.则阳极的电极反应为 ,阴极的电 极反应为 ;电解总反应的化学方程式为 . 解析:饱和食盐水中,阳离子有 Na+和 H+,阴离子 有Cl-和OH-.通电时,Na+和H+向阴极移动,H+在阴 极优先放电;Cl-和 OH-向阳极移动,但根据优先放电 原则,阳极材料铁先放电. 答案:Fe-2e- Fe2+ 2H++2e- H2↑ Fe+ 2H2O 电解 Fe(OH)2↓+H2↑ 书 问题呈现 1799年,意大利物理学家伏特发明了电池,使人类 第一次获得了可供实用的持续电流.1800年,英国的尼 科尔逊和卡里斯尔采用伏打电池电解水获得成功,使人 们认识到可以将电用于化学研究.电既然能分解水,那 么电对于盐溶液、固体化合物会产生什么作用呢?这项 技术在实际生活中有什么作用呢?带着这些问题,我们 进入本节的学习内容. 明确目标 1.掌握电解池的工作原理及应用.(重点) 2.初步掌握一般电解反应产物的判断方法,并能够 判断电解池的阴、阳极,掌握惰性材料作电极时,离子的 放电顺序.(重点) 3.了解电解原理在氯碱工业、电镀、电冶金等方面 的应用.(难点) 知识梳理 1.电 解 池 的 构 成 条 件:① ; ② ;③ ;④ . 2.电解池的阴极与电源 相连,电解池的阳 极与电源 相连. 3.电镀目的:使金属增强 能力,增加美观 和表面硬度.电镀时, 作阴极, 作阳 极, 作电镀液. 4.电解精炼铜时, 作阳极, 作阴 极, 作电解液. 电解精炼铜时,CuSO4溶液的浓度 ,粗铜 中的多数杂质沉积在电解槽底部,形成 . (参考答案见第2版) 教材拓展 原电池与电解池的比较 原电池 电解池 定义 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置 装置 举例 形成 条件 ①活泼性不同的两电极(连 接);②电解质溶液(电极插 入其中,并与电极自发反 应);③形成闭合回路 ①两电极接直流电源;② 两电极插入电解质溶液; ③形成闭合回路 原电池 电解池 电极 名称 负极:较活泼金属;正极: 较不活泼金属(或能导电 的非金属) 阳极:与电源正极相连的 极;阴极:与电源负极相连 的极 区别 无外加电源 有外加电源 电极 反应 负极:氧化反应,金属失电 子;正极:还原反应,溶液 中的阳离子或O2得电子 阳极:氧化反应,溶液中的 阴离子失电子,或电极金 属失电子;阴极:还原反 应,溶液中的阳离子得 电子 电子 流向 负极 → 导线 正极 电源负极 → 导线 阴极 电源正极 → 导线 阳极 “两池”中电极的判断易混淆,现总结口诀如下: 原电池,正负极;电解池,阴阳极; 失去电子负(原电池)阳(电解池)极;发生氧化定 无疑. 我们还可以根据上述原理总结出一些规律,如:质 量增加的电极一般为原电池的正极、电解池的阴极;质 量减轻的电极一般为原电池的负极、电解池的阳极. ! 23 456 ! " ! " !" #"$ # $ %&'() ! "#"$ % !! & !! ' 789: ! ! (* !;<=>?@ABC "D E "# F #$"$ ! % " %"#"& ! ' " #$%&'() *+,- >GH $I% J*KD ?@ABC ! LM+NO PQR "#"$ S % T ) ! * +,- ) " * ./+,-0 12 ) ( * )34567 89: ) $ * ./+,;< "#"$ S ) T ) & * ./=>?3@ ) ' * ./=>?AB ) % * ./+,0C D8EF ) ) * )A4567 89: "#"$ S * T ) * * GH9:I ?)3JA45@ ) !# * KL=> ) !! * M0KLN OP0 +, ) !" * QR0MS "#"$ S !# T ) !( * QRMS0 ,T ) !$ * UVOS= > ) !& * )W456 789: ) !' * GH9:I ?)3JAJW45B "#"$ S !! 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() * + () 34 cd' ( ( -5-6 " OP 7 -, ( 8, 8 " 7 9 - : ;< ;< 7= -5-6 " OP 7=.8 ( OP - Ke >8, OP Ke fY gY hY > 书 一、选择题(本题包括9小题,每小题只有一个选项符合 题意) 1.(2024·辽宁锦州期末)我国的航空航天事业取得了 举世瞩目的成就.下列航空航天的设备中实现了由电 能到化学能转化的是 (  ) A.利用生命生态实验柜养殖水稻 B.太阳能电池翼为空间站提供能量需要 C.空间站利用电解水供氧系统提供氧气 D.利用偏二甲肼(C2H8N2)作为助推剂发射火箭 2.用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时,发生的电 极反应完全相同的是 (  ) A.NaOH、H2SO4    B.CuCl2、Cu(NO3)2 C.Na2SO4、NaCl D.KNO3、AgNO3 3.将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解, 通电一定时间后,某一电极增重0.064g(设电解时该 电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此 时溶液中氢离子浓度约为 (  ) A.4×10-3mol/L B.2×10-3mol/L C.1×10-3mol/L D.1×10-7mol/L 4.用阳极X和阴极Y电解足量Z的水溶液,电解一段时 间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,下列 符合题意的一组是 (  ) 选项 阳极X阴极Y Z W A C Fe KCl KOH B Pt Cu CuSO4 Cu(OH)2溶液 C C C H2SO4 H2O D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 5.(2024·贵州贵阳三模)一种利用分子筛除去空气中的 H2O、CO2、N2等,获得纯氧气并构建锂-氧气电池,其 放电时的工作原理如下图.下列叙述正确的是 (  ) A.放电时,b极为负极,发生氧化反应 B.放电时,空气通入分子筛发生分解反应生成O2 C.充电时,b极的电极反应为O2-2 -2e - O2↑ D.充电时,a极质量净减3.2g时,有0.2mol阴离子 由交换膜M左侧向右侧迁移 6.NCl3是一种黄色黏稠状 液体,可用于制备新型 消毒剂 ClO2,其制备装 置如右图所示.下列说 法正确的是 (  ) A.Pt极发生氧化反应,可用淀粉-KI试纸检验M B.石墨极的电极反应为 NH+4 +6e - +3Cl- NCl3+ 4H+ C.电解过程中,质子交换膜右侧溶液pH会增大 D.每生成1molNCl3,会生成67.2L气体M 7.(2024·河北泊头一中月考)一种电解精炼废钢的工 艺原理如下图所示,通过 O2-在两极间的定向移动可 实现废钢脱碳,从而得到超低碳钢,同时还可以回收 硅作为副产品.下列说法错误的是 (  ) A.电解时,M极为电源的负极 B.不能选用稀硫酸作为电解质溶液 C.电解时,阳极发生的电极反应为C+O2--2e- CO↑ D.若有1molO2-移向废钢电极,则炉渣电极所得硅 的质量为14g 8.(2024·山东泰安一中月考)采用电化学方法使 Fe2+ 与H2O2反应,可生成非常活泼的·OH(羟基自由基) 中间体用于降解废水中的有机污染物,原理如下图所 示.下列说法不正确的是 (  ) A.X电极上发生的电极反应为2H2O-4e - O2↑ + 4H+ B.可将X电极上产生的O2收集起来,输送到 Y电极 继续使用 C.Y电极上的放电物质为H2O2和Fe 3+ D.起始时,在Y电极附近加入适量Fe2+或Fe3+,均能 让装置正常工作 9.(2024·河北石家庄十五中月考)钴(Co)的合金材料 广泛应用于航空航天、机械制造等领域.如下图为水 溶液中电解制备金属钴的装置示意图.下列说法正确 的是 (  ) A.电解总反应:2Co2++2H2O 电解 2Co+O2↑+4H + B.工作时,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 C.移除两交换膜后,石墨电极上发生的反应不变 D.生成2molCo,Ⅰ室溶液质量理论上减少32g 二、非选择题(本题包括3小题) 10.KIO3 也可采用“电解 法”制备,装置如右图所 示.请回答: (1)写出电解时阴极的 电极反应:    . (2)电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为  ,其迁移方向是  . (3)“KClO3氧化法”制备 KIO3的工艺流程如下图 所示[“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl2和 KCl]. ①调pH时发生反应的化学方程式为  . ②与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之 处有  (写出一点). 11.(2024·山东泰安二中期末)全钒液流电池是化学储 能领域的一个研究热点,储能容量大、使用寿命长,利 用该电池电解处理含NH4NO3的废水制备硝酸和氨 水的原理如下图所示,a、b、c、d电极均为惰性电极. 回答下列问题: (1)a电极为  (填“正极”或“负极”),其电 极反应为  . (2)隔膜1为  (填“阴离子”或“阳离子”)交 换膜,q口流出液含有的溶质为  (填化学 式),d电极的电极反应为  . (3)B装置中产生的气体总量为336mL(标准状况 下)时,通过质子交换膜的 H+的物质的量为  mol. 12.电化学原理在工业生产及环境保护等方面发挥着巨 大的作用.请回答下列问题: (1)Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料,同时也是 一种新型的高效净水剂.在工业上通常利用如下图 装置生产Na2FeO4. ①阳极的电极反应为 .  ②阴极产生的气体为 .  ③右侧的离子交换膜为  (填“阴”或“阳”) 离子交换膜,阴极区 a%  b%(填“>”“=”或 “<”). (2)二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要 途径之一.在稀H2SO4中利用电催化可将 CO2同时 转化为多种燃料,其原理如下图所示(甲酸溶于水). ①离子交换膜为  (填“阴”或“阳”)离子交 换膜. ②一段时间后,Cu极区溶液质量 (填“增 加”“减少”或“不变”). ③Cu极上产生乙烯的电极反应为  . ④若阴极只生成0.17molCO和0.33molHCOOH, 则电路中转移电子的物质的量为                                                                                                                                                               mol. !"#$%&'( !"#$% & !"# !"# $%&' ' ()*+,- $%&' ( % & !)*" + # & " ./ 01 2 )* & 34 56 67 89 # & " : ,# ;<34 !%" + )*+,-./01 书 本期课前导学案参考答案 知识梳理 1.①直流电源 ②两个电极 ③电解质溶液或熔 融电解质 ④形成闭合回路 2负极 正极 3抗腐蚀 待镀的金属制品 镀层金属 含有镀 层金属离子的溶液 4粗铜 纯铜 CuSO4溶液 变小 阳极泥 第17期2版基础训练参考答案 基础训练一 1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C 7.(1)Cu AgNO3溶液 (2)正 Ag++e- Ag Cu-2e- Cu2+ (3)负(Cu) 正(Ag) 基础训练二 1.D 2.B 3.A 4.D 5.B 6.C 第17期3版同步检测参考答案 一、选择题 1.B 2.D 3.D 4.D 5.C 6.B 7.B 8.C 电子流出的电极为负极,所以电极Ⅰ为负极, 电极Ⅱ为正极,A正确;电极Ⅱ为正极,H2O2得电子生 成H2O,酸性环境中,电极反应为 H2O2+2e - +2H + 2H2O,B正确;电极Ⅰ为负极,H2O2失电子生成 O2,碱 性环境中,电极反应为 H2O2+2OH --2e- O2↑ + 2H2O,故电池总反应为2H2O2+2OH -+2H + O2↑ + 4H2O,C错误;在碱性条件下,H2O2表现还原性,失电子 生成O2;酸性条件下,H2O2表现氧化性,得电子生成 H2O,同时生成K2SO4,该电池的设计利用了 H2O2在酸 碱性不同条件下氧化性、还原性的差异,D正确. 9.D 由图可知,电极 M中,CH3OH转化为 CO2和 H+,发生失电子的氧化反应,故电极 M为原电池的负 极,电极反应为CH3OH-6e -+H2 O CO2↑+6H +.电 极N为正极,在还原菌作用下,O2、Cr2O 2- 7 在酸性条件 下发生得电子的还原反应生成 H2O、Cr(OH)3,电极反 应为 O2+4e - +4H + 2H2O、Cr2O 2- 7 +6e - +8H + 2Cr(OH)3+H2O,原电池工作时负极区 H +通过阳离子 交换膜进入正极区.由分析可知,若有0.1molCr2O 2- 7 参加反应,从交换膜右侧向左侧迁移的 H+的物质的量 大于0.8mol,D错误. 二、非选择题 10.(1)①NH+4 +2O 2 NO - 3 +H2O+2H + ②2NO-3 +12H ++10e- N2↑+6H2O ③X 0.896 (2)①负 CH3CH2OH+O 2 H2O+CH3COOH ②从左向右 11.(1)CO2+2e -+2H + CO+H2O (2)2CO(NH2)2+6NO 高温 5N2+2CO2+4H2O CO(NH2)2-6e -+8OH - CO2-3 +N2↑+6H2O 2NO+4e-+2H2 O N2+4OH - (3)向左 AsO3-3 +H2O-2e - AsO3-4 +2H + (4)① SO2 -2e - +2H2 O SO2-4 +4H + ②向右 ③2SO2+O2+2H2 O 2H2SO4 书 基础训练一:电解池原理 1.(2024·安徽蚌埠期中)下列关于电解池的叙述中,不 正确的是 (  ) A.与电源正极相连的是电解池的阴极 B.电解池是电能转化为化学能的装置 C.溶液中的阳离子移向阴极 D.在电解池的阳极发生氧化反应 2.(2023·福建福州十五中学期中)某学生欲完成反应 Cu+H2SO 4 CuSO4+H2↑而设计了下列四个实验装 置,你认为可行的是 (  ) 3.(2024·北京汇文中学期末)用铂电极电解下列溶液, 当耗电量相同时,阴极和阳极上同时都有气体产生, 且溶液pH不变的是 (  ) A.Pb(NO3)2 B.HCl C.Ca(OH)2 D.KNO3 4.右图是电解 CuCl2溶液的装 置,其中 c、d为石墨电极.则 下列有关判断正确的是 (  ) 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 5.用下图所示装置除去含 CN-、Cl-废水中的 CN-时, 控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化 为两种无污染的气体.下列说法不正确的是 (  ) A.用石墨作阳极,铁作阴极 B.阳极的电极反应:Cl-+2OH--2e- ClO-+H2O C.阴极的电极反应:2H2O+2e - H2↑+2OH - D.除去CN-的反应:2CN- +5ClO- +2H + N2↑ + 2CO2↑+5Cl -+H2O 6.用碳棒作电极,在 Na+、Cu2+、Cl-、SO2-4 等离子中选 出适当离子组成电解质,电解其溶液,写出符合条件 的一种电解质的化学式: (1)当阴极放出 H2,阳极放出 O2 时,电解质是  . (2)当阴极析出金属,阳极放出 O2时,电解质是  . (3)当阴极放出 H2,阳极放出 Cl2 时,电解质是  . (4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的 量、阳极放出的气体的物质的量之比为4∶2∶1时,电 解质是                                                               檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 . 基础训练二:电解原理的应用 1.在冶金工业中,常用电解法得到钠、镁、铝等金属,其 原因是 (  ) A.都是轻金属 B.都是活泼金属 C.成本低廉 D.这些金属的化合物熔点较低 2.(2024·福建泉州南侨中学期中)餐具表面镀银可达 到增强抗腐蚀性、提升美观等目的.下列关于铁表面 镀银的说法错误的是 (  ) A.电镀液需要不断更换 B.铁电极应与电源负极相连 C.阳极的电极反应为Ag-e- Ag+ D.电路中每通过1mole-,阴极析出1mol银 3.(2024·陕西西安新城一中月 考)如右图为电解精炼铜(粗 铜含有Fe、Ag、Au)的装置示意 图,下列叙述正确的是 (  ) A.X电极为阳极,发生的电极 反应为Cu2++2e- Cu B.Y电极为阴极,发生的电极反应为Cu-2e- Cu2+ C.电解精炼铜时,粗铜作阴极,精铜作阳极 D.电解槽底部的阳极泥可以作为提炼金、银等金属的 原料 4.右图装置可处理乙醛废 水,乙醛在阴、阳极分别转 化为乙醇和乙酸.下列说 法正确的是 (  ) A.b电极为正极 B.电解过程中,阴极区 Na2SO4的物质的量增大 C.阳极的电极反应为 CH3CHO-2e - +H2 O CH3COOH+2H + D.电解过程中,阴、阳极还分别产生少量的O2和H2 5.(2024·福建泉州侨光 中学月考)在氯碱工 业中,离子交换膜法电 解饱和食盐水的示意 图如右,下列说法不正 确的是 (  ) A.电极 A为阳极,发 生氧化反应生成氯气 B.离子交换膜为阳离子交换膜 C.NaOH溶液从d处出 D.电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H+ 电解 Cl2↑+H2↑ 6.用右图所示装置制取纯净的 Fe(OH)2,下列说法不正确的 是 (  ) A.a电极一定是铁,电解液c可 以是CuCl2溶液 B.电解一段时间,b电极附近pH升高 C.溶液中的阴离子向a电极移动 D.在加入苯之前应将电解液c加热煮沸 7.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方 法,其原理如下图所示.已知海水中含 Na+、Cl-、 Ca2+、Mg2+、SO2-4 等离子,电极为惰性电极. 请回答下列问题: (1)A膜是  离子交换膜. (2)通电后,a电极的电极反应为  . (3)通电后,b电极上产生的现象为                                                                   . &'(23 &'23456 ' ( =>&? & > @ A - . - B ( ' C#/ 0 ( ' D&E F# / 0 ( ' !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 7*+,-./08 )*+,-./08 G# &? HIJ!!!!!!!! KLJ!!!!!!!! " 9:;<= !"#$%&'()*+ 1+2342&53&67 !",-%&'()*+ 8+2342&533&2 DEFGHIJK ! ! ! " LM !NOP7QRSTU "1 V "# 0 LM !NOP7QRSTU "1 V "$ 0 7WX 3 Y > ZM[8 QRSTU & \]^_` aS b̂ &8&2 c 3 d M &2 N O*3P M &6 N O*3PQR S%T M &5 N MUVWXQ YZ M &7 N [\] &8&2 c & d M &? N ^*_`a3 P M +8 N ^*3PQb T_%T M +3 N McVWXQ YZ M +& N deYZf gMUhcVi &8&2 c + d M ++ N bT_jkl mQ4n_op M +> N ^*4nQ[ \4n M +2 N qr4n M +6 N )*4n M +5 N stbQu^ * &8&2 c > d M +7 N MvVWXQ YZ M +? N deYZf gMUhchvVi M >8 N NwWXQY Z QRSTU + \efg hijb M >3 N xy/tb_ 3Pz{ &8&2 c 2 d M >& N |}xy/t b_U~@ M >+ N MUVWXQ YZ M >> N € M >2 N ‚h ƒ „ … &8&2 c 6 d M >6 N McVWXQ YZ M >5 N deYZf gMUhcVi M >7 N †‡ M >? 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第18期 电解池-【数理报】2024-2025学年高二化学选择性必修1同步学案(人教版2019)
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