蘇教版化學選修6 專題5課題2知能優(yōu)化訓練

1111(2011年揚州高二檢測)某同學按如圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法不正確的是()A電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B電解初期，主反應方程式為：CuH2SO4CuSO4H2C電解一定時間后，石墨電極上有銅析出D電解前期，H的濃度不斷減小解析：選A。Cu作陽極被消耗，溶液中H在陰極放電析出H2。因此，電解一段時間后c(H)減小，當生成的CuSO4濃度不斷增大后，Cu2在陰極放電而析出，c(H)不再變化。2如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列有關(guān)說法中不正確的是()A裝置中出口處的物質(zhì)是氯氣，出口處的物質(zhì)是氫氣B該離子交換膜只能讓陽離子通過，不能讓陰離子通過C裝置中發(fā)生反應的離子方程式為：2Cl2HCl2H2D該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學能解析：選C。電解飽和食鹽水中，陰極：2H2e=H2，陽極：2Cl2e=Cl2，總離子方程式為：2Cl2H2OH2Cl22OH，故A項正確，B項正確；根據(jù)定義，D項正確。C項中離子方程式錯誤。3.如圖是在待鍍鐵制品上鍍銅的實驗裝置，則下列說法正確的是()A電源a極為負極B極上銅放電而逐漸消耗C極上發(fā)生的電極反應為Fe2e=Fe2D極上Cu2放電而使溶液中Cu2濃度逐漸變小解析：選B。電鍍時，鍍件作陰極，則b為負極，鍍層金屬作陽極，a為正極，故A項錯；C項中，Cu22e=Cu，故C項錯；D項中CuSO4溶液的濃度不變，也錯誤。4.(2011年莆田高二檢測)如圖所示，a、b是多孔石墨電極。某同學按圖示裝置進行如下實驗：斷開K2，閉合K1一段時間，觀察到兩支玻璃管內(nèi)都有氣泡將電極包圍，此時斷開K1，閉合K2，觀察到電流計A的指針有偏轉(zhuǎn)。下列說法不正確的是()A斷開K2，閉合K1一段時間，溶液的pH變大B斷開K1，閉合K2時，b極上的電極反應為2H2e=H2C斷開K2，閉合K1時，a極上的電極反應為4OH4e=O22H2OD斷開K1，閉合K2時，OH向b極移動解析：選B。該題為原電池和電解池的綜合試題。當斷開K2，閉合K1時為電解池，此時根據(jù)電源判斷a極為陽極，b極為陰極，相當于電解水，a極的電極反應為4OH4e=O22H2O，故A、C兩項正確；當斷開K1，閉合K2時，該裝置為原電池，可看作氫氧燃料電池，a極為正極，電極反應為O24e2H2O=4OH，b極為負極，電極反應為2H24OH4e=4H2O，故D項正確，B項錯誤。5電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：電解池中X極上的電極反應式為_，在X電極附近觀察到的現(xiàn)象是_。Y電極上的電極反應式是_，檢驗該電極反應產(chǎn)物的方法是_。(2)如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：X電極的材料是_，電極反應式是_。Y電極的材料是_，電極反應式是_。(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應不必寫出)解析：(1)用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極反應：2Cl2e=Cl2；陰極反應：2H2e=H2。與電源正極相連的為陽極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽極。X極在反應過程中消耗了H2O電離出的H，溶液呈堿性，加入酚酞試液變成紅色；Y極產(chǎn)生Cl2，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊優(yōu)樗{色。(2)電解精煉Cu時，用含雜質(zhì)的Cu為陽極，純Cu為陰極。反應過程中陽極上的Cu以及比Cu活潑的金屬失去電子，成為離子，進入溶液，活潑性比Cu差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Cu2能得電子成為單質(zhì)，其他較活潑的金屬對應的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X為陰極，Y為陽極，所以，X電極的材料是純銅，電極反應式為Cu22e=Cu；Y電極的材料是粗銅，電極反應式為Cu2e=Cu2。答案：(1)2H2e=H2放出氣體，溶液變紅2Cl2e=Cl2把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍色(2)純銅Cu22e=Cu粗銅Cu2e=Cu21.如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是()Aa為負極，b為正極Ba為陽極，b為陰極C電解過程中，d電極質(zhì)量增加D電解過程中，氯離子濃度不變解析：選C。電流從電源的正極流出，故a為電源的正極，b為負極；與電源正極相連的c為陽極，與電源負極相連的d為陰極。在電解過程中，因Cu2是陽離子，移向陰極d，在陰極放電析出Cu，所以d電極質(zhì)量增加；Cl是陰離子，移向陽極c，在陽極放電析出Cl2，會導致溶液中氯離子濃度降低。2.(2011年邯鄲高二檢測)某學生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是()A鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應B鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應C鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生Da點是負極，b點是正極解析：選D。本題考查的是電解飽和食鹽水實驗，電解實驗中陽極發(fā)生氧化反應，生成氯氣，陰極發(fā)生還原反應生成氫氣，由電極反應式可知，在陰極生成氫氧化鈉，出現(xiàn)紅色字跡，所以鉛筆作陰極，a為電源負極。故選D。3用圖甲所示裝置進行實驗，若圖乙中橫坐標x表示流入電極的電子的物質(zhì)的量。下列敘述不正確的是()AE表示反應生成Cu的物質(zhì)的量BE表示反應消耗H2O的物質(zhì)的量CF表示反應生成H2SO4的物質(zhì)的量DF表示反應生成O2的物質(zhì)的量解析：選C。此題的考查點為電解池反應，在該電解池中，陰極：Cu22e=Cu，陽極：4OH4e=2H2OO2，總反應：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，從乙中所給的圖象看每轉(zhuǎn)移4 mol e，E為02，F(xiàn)從01，顯然A、B、D正確，C中要表示生成H2SO4的物質(zhì)的量也應為E。4(2011年廈門高二檢測)取一張用飽和的NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色。則下列說法錯誤的是()Ab電極是陰極Ba電極與電源的正極相連C電解過程中水是氧化劑Db電極附近溶液的pH變小解析：選D。a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色，說明a極產(chǎn)生了Cl2，所以a極與電源的正極相連，即a為陽極，電極反應式為：2Cl2e=Cl2，b為陰極，2H2O2e=H22OH，所以b極附近的pH增大。5下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是(雙選)()A銅鋅原電池中銅是正極B用電解法精煉粗銅時粗銅作陰極C在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極解析：選AC。A敘述的是原電池，銅不如鋅活潑，銅應為正極；B、C、D敘述的是電解池。電解池的陽極發(fā)生失去電子的氧化反應，陰極發(fā)生得電子的還原反應。所以，精煉銅時，粗銅應放在陽極，鍍銅時銅也應放在陽極以提供Cu2。而電解稀硫酸時，如把銅放在陽極，銅就會首先放電，陽極就不能產(chǎn)生氧氣。故答案選A、C。6(2011年杭州高二檢測)如圖所示，a、b是兩根石墨棒。下列敘述正確的是()Aa是正極，發(fā)生還原反應Bb是陽極，發(fā)生氧化反應C稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變D往濾紙上滴加酚酞試液，a極附近顏色變紅解析：選C。a是陽極，發(fā)生氧化反應；b是陰極，發(fā)生還原反應；在反應過程中，硫酸根離子沒有參與反應，因此，稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變；往濾紙上滴加酚酞試液，b極附近顏色變紅。7(2011年龍巖高二檢測)如圖所示，下列敘述正確的是()AY為陰極，發(fā)生還原反應BX為正極，發(fā)生氧化反應CY與濾紙接觸處有氧氣生成DX與濾紙接觸處變紅解析：選A。根據(jù)圖示的裝置可以得出左側(cè)的裝置為原電池，右側(cè)的裝置為電解池。根據(jù)原電池的構(gòu)成規(guī)律：Zn為負極，Cu為正極；由圖示連接情況可知X為陽極，發(fā)生氧化反應，Y為陰極發(fā)生還原反應，電極反應分別為Cu2e=Cu2、2H2e=H2。因為在Y電極附近H的濃度減小，c(OH)c(H)，顯堿性，所以Y電極附近變紅色。所以只有A選項正確。8下列說法中可用于金屬防護的有()原電池原理電解原理涂油漆電鍍置于干燥環(huán)境中ABC D全部解析：選D。是通過電化學原理在被保護的金屬上聚集電子，從而進行保護。是覆蓋保護層，使金屬與外界隔絕加以保護。在干燥環(huán)境中，金屬不易發(fā)生原電池反應。9用普通食鹽進行電解飽和食鹽水的實驗，食鹽水裝在U形管內(nèi)，結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)食鹽水渾濁現(xiàn)象。造成渾濁的難溶物主要是()A碳酸鎂 B硫酸鋇C氫氧化鎂 D碳酸鋇解析：選C。用惰性電極電解飽和食鹽水，電解方程式為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。原料食鹽水要經(jīng)過精制，未經(jīng)精制的食鹽水中含有Mg2、Ca2、SO等離子。如果用普通食鹽水進行電解，陰極附近在電解產(chǎn)生NaOH的同時，OH與陰極附近的Mg2會反應產(chǎn)生白色難溶物Mg(OH)2。10下圖中，鐵腐蝕由快到慢的順序為(未標明的電解質(zhì)溶液為水)()ABCD解析：選C。中由于水中溶解了氧氣，鐵與雜質(zhì)碳會形成微原電池，發(fā)生電化學腐蝕；中鐵在油中，氧氣難以溶解，無電解質(zhì)溶液，不能形成原電池；都形成原電池，但中鐵為正極，受到保護；中鐵為負極，被氧化；都形成了電解池，中鐵與電源的正極相連，作陽極，腐蝕速率加快；中鐵與電源的負極相連，作陰極，受到保護。所以鐵腐蝕由快到慢的順序為。11某研究性學習小組的學生在一次活動中，設(shè)計出如下方案來測定銅的相對原子質(zhì)量：指導教師認為此方案可行，提供了一瓶含有一定量H2SO4、Fe2(SO4)3雜質(zhì)的CuSO4溶液及其他相關(guān)藥品、器材。(1)同學們首先討論不純的CuSO4溶液是否需要提純。假設(shè)你是學習小組的學生，請闡明你的看法。(結(jié)合你的意見，只需選擇a、b兩小題中一題作答，另一問不必回答)a需要提純，加入_(填寫試劑化學式)，反應后經(jīng)過濾即可提純CuSO4溶液。b不必提純，理由是_。(2)用銅和石墨兩個電極電解CuSO4溶液時，銅電極應接電源的_極，石墨電極上的電極反應式是_；另一極的反應式是_。(3)該實驗測得銅的相對原子質(zhì)量是_(用含m、V的代數(shù)式表示)。解析：(1)雜質(zhì)會影響CuSO4溶液的電解，因為Fe3的氧化性比Cu2強，電解時會優(yōu)先放電，所以必須提純?？梢约尤隒uO、Cu(OH)2或CuCO3等物質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使Fe3以Fe(OH)3的形式沉淀出來，過濾除去。(2)因為陰極上必須有Cu2放電，所以銅只能作為陰極，只能與電源的負極相連，石墨作陽極，OH放電。(3)可根據(jù)總電解反應方程式進行計算。答案：(1)a.CuO或Cu(OH)2或CuCO3(2)負4OH4e=2H2OO2Cu22e=Cu(3)12(2011年福州高二檢測)現(xiàn)需設(shè)計一套實驗裝置來電解飽和食鹽水，并測量電解產(chǎn)生的氫氣的體積約6 mL和檢驗氯氣的氧化性(不應將多余的氯氣排入空氣中)。(1)試從上圖中選用幾種必要的儀器，連成一整套裝置，各種儀器接口的連接順序(填編號)是：A接_，B接_；(2)碳棒接直流電源的_極，電極反應式為_；(3)能說明氯氣具有氧化性的實驗現(xiàn)象是_；(4)假定裝入U形管的飽和食鹽水為50 mL(電解前后溶液的體積變化可忽略)，當測得生成的氫氣為5.6 mL(標準狀況)時停止通電。搖勻U形管內(nèi)的溶液后溶液的pH約為_；(5)用離子方程式表示電解飽和食鹽水的總反應：_；氯氣與NaOH溶液反應的離子方程式：_。解析：U形管裝置為電解裝置，鐵棒為陰極，連接電源負極，發(fā)生還原反應：2H2e=H2；碳棒為陽極，連接電源正極，發(fā)生氧化反應：2Cl2e=Cl2，所以從A出來的是H2，應該連接G，然后F連接I。淀粉KI溶液可以檢驗Cl2，所以B連接D，E連接C，目的是吸收尾氣Cl2。答案：(1)G、F、ID、E、C(2)正2Cl2e=Cl2(3)淀粉KI溶液變成藍色(4)12(5)2Cl2H2O2OHH2Cl2Cl22OH=ClClOH2O13為節(jié)省藥品和時間，甲、乙、丙三位同學用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO4溶液；直流電源、石墨電極、導線、燒杯、試管等中學化學常見的藥品和儀器(用品)，以巧妙的構(gòu)思，“接力”的方式，設(shè)計了比較銅與鋅金屬活潑性相對強弱的系列實驗。試填寫下列空白：(1)甲同學分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅、鋅不接觸)，小心向燒杯中加入稀硫酸，觀察到的現(xiàn)象是_。甲同學的設(shè)計思路是_。(2)乙同學接著甲的實驗，向燒杯中滴加_溶液，進而觀察到的現(xiàn)象是_，_。乙同學判斷出鋅、銅金屬活動性相對強弱所依據(jù)的原理是_，_。(3)丙同學使用直流電源和石墨電極組裝電解裝置，向乙同學實驗后的溶液中補充了必要的試劑(作電解液)。反應在調(diào)控下開始，有關(guān)電化學反應的化學方程式為_。獲得的明顯實驗現(xiàn)象是_。(4)請你再單獨設(shè)計一個簡單實驗(試劑、儀器自選)，證實鋅和銅金屬活潑性的相對強弱(簡要說明操作步驟及現(xiàn)象)_ _。解析：根據(jù)題目條件和信息可知，甲同學是利用金屬活動順序表的有關(guān)知識設(shè)計實驗證明鋅和銅的活潑性；乙同學在甲同學的基礎(chǔ)上采用置換反應和電化學原理證明鋅和銅的活潑性；由于硫酸銅溶液的加入，鋅單質(zhì)將會與銅離子發(fā)生置換反應產(chǎn)生銅附著在鋅的表面，從而形成原電池加快了鋅與稀硫酸的反應；丙同學采用的是電解法，由于乙反應后的溶液為硫酸鋅溶液，所以補充的試劑為硫酸銅。答案：(1)鋅片表面有氣泡產(chǎn)生在金屬活動順序表中，鋅排在氫的前面，可與稀硫酸反應，而銅排在氫的后面，不與稀硫酸反應(2)CuSO4鋅片表面有紅色固體產(chǎn)生鋅片表面產(chǎn)生氣泡的速率加快在金屬活動順序表中，鋅排在銅的前面，可將銅從其鹽溶液中置換出來鋅表面產(chǎn)生的銅與鋅構(gòu)成原電池的兩個電極，使鋅與稀硫酸的反應加快(3)2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2陽極產(chǎn)生無色氣體，陰極石墨表面產(chǎn)生紅色固體(4)取兩片相同的鐵片，分別放入盛有ZnSO4溶液、CuSO4溶液的兩支試管中，觀察鐵片表面的變化，發(fā)現(xiàn)盛CuSO4溶液的試管中的鐵片表面有紅色固體生成，而鐵片放入ZnSO4溶液中無明顯現(xiàn)象(其他合理答案均可)111