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高考化学知识点总结《电解池原理》试题特训(2017年最新版)(二)
2017-07-10 19:42:44
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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1、选择题 下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是 A.粗铜板为阳极 B.粗铜所含Au、Ag、Fe、Zn等杂质,电解后以单质形式沉积槽底,形成阳极泥 C.电解时,阳极发生氧化反应,而阴极发生的反应为Cu2++2e-=Cu D.精铜的纯度可达99.95%~99.98%
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参考答案:B
本题解析:A、精炼铜时,粗铜失电子,根据电解池工作原理,粗铜作阳极,精铜作阴极,说法正确;B、根据电解池工作原理,活动性金属作阳极,按照活动性强弱失电子,锌先失电子,然后是铁失电子,最后是铜失电子,金、银不参加反应,以单质形式沉积槽底,形成阳泥,错误;C、电解时,粗铜作阳极,反应式:Cu-2e-=Cu2+,化合价升高,发生氧化反应,阴极:Cu2++2e-=Cu,正确;D、精炼铜提高铜的纯度,纯度可达99.95%~99.98%,正确。 考点:考查精炼铜。
本题难度:一般
2、填空题 人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图。
 (1)电源的负极为________(填“A”或“B”)。 (2)阳极室中发生的反应依次为___________________________________、 ___________________________________________________________。 (3)电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将________;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。
参考答案:(1)B (2)2Cl--2e-=Cl2↑ CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl (3)不变 7.2
本题解析:(1)由图产生Cl2极为阳极知A为正极,B为负极。 (2)阳极室发生的反应依次为2Cl--2e-=Cl2↑。 由产物CO2、N2知CO(NH2)2在此室反应被氧化,CO(NH2)2―→CO2+N2,发生还原反应的为Cl2。故方程式为CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl。 (3)阴极室2H++2e-=H2↑。 阳极室产生的H+通过质子交换膜进入阴极室,从而使阴极室H+浓度保持不变。pH与电解前相比不变。 两极共收集到的气体n(气体)=13.44/22.4=0.6 mol
 m[CO(NH2)2]= =7.2 g
本题难度:一般
3、填空题 电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl3溶液,设计了下列实验步骤:
 写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式: 。 该反应在上图步骤 中发生。请根据上述反应设计一个原电池,在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。
上述过程回收的铜是粗铜,为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及主要的电极反应式 。
参考答案:Fe+Cu2+=Fe2++Cu ①
 粗铜,Cu-2e-=Cu2+
本题解析:根据题干信息可知废液应为FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液,加入的试剂a为Fe,发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,经①过滤后,滤渣是Fe与Cu的混合物,再加入过量的b(盐酸)发生反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,经②过滤后滤液主要是FeCl2溶液,将合并后的溶液中通入c(Cl2),发生主要反应为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。Fe+Cu2+=Fe2++Cu可以证明Fe比Cu还原性强,该反应在步骤①中发生。将Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计成原电池,Fe作负极,比Fe不活泼的Cu作正极即可,电解质溶液是含Cu2+的溶液。电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极。
本题难度:一般
4、填空题 (15分)甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,它清洁、高效、具有优良的环保性能,甲醚是一种无色气体,具有轻微的醚香味,其燃烧热为1455 kJ/mol,甲醚可作燃料电池的燃料。 (1)写出甲醚燃烧的热化学方程式 ;已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1;计算反应4C(s)+6H2(g)+O2(g)==2CH3OCH3 (g)的反应热为 ; (2)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:6H2(g)+2CO2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H<0 ①一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应.下列能判断反应达到化学平衡状态的是 ______(选填编号,注意大小写) a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变 b.单位时间内有2mol H2消耗时有1mol H2O生成 c.容器中气体密度不再改变 d.容器中气体压强不再改变 ②温度升高,该化学平衡移动后到达新的平衡,CH3OCH3的产率将 ________(填“变大”、“变小”或“不变”,下同),混合气体的平均式量将__________; (3)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为____________________; (4)用(3)中的燃料电池为电源,以石墨为电极电解500 mL滴有酚酞的NaCl溶液,装置如图所示:
 请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象 ;当燃料电池消耗2.8 LO2(标准状况下)时,计算此时:NaCl溶液的pH= (假设溶液的体积不变,气体全部从溶液中逸出)。
参考答案:(1)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H= —1455kJ/mol(2分) △H=—378.8kJ/mol(3分) (2)①a d;(各1分,共2分)②变小;变小;(各1分,共2分) (3)CH3OCH3+16OH-—12e-=2CO32-+11H2O(2分) (4)Y电极附近溶液中有气体产生,上部分呈黄绿色(2分) 14(2分)
本题解析:(1)燃烧热是在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,甲醚的燃烧热为1455 kJ/mol,则甲醚燃烧的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H= —1455kJ/mol;已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1,则有关的热化学方程式为:①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol;②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5KJ/mol;③CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1455kJ/mol,所以根据盖斯定律可知①×3+②×2-③得到反应热化学方程式为:2C(s)+3H2(g)+1/2O2(g)=CH2OCH3(g) △H=-169.4kJ/mol,即4C(s)+6H2(g)+O2(g)=2CH2OCH3(g) △H=-378.8kJ/mol; (2)①在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。A、氢气是反应前,水蒸气是生成物,因此当c(H2)与c(H2O)的比值保持不变时可以说明反应达到平衡状态,a正确;b、根据方程式可知单位时间内有2mol H2消耗时一定有1mol H2O生成,因此不能据此说明达到平衡状态,b错误;c、密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此容器中气体密度不再改变不能说明达到平衡状态,c错误;D、正方应是压强减小的可逆反应,因此当容器中气体压强不再改变是能说明达到平衡状态,d正确,答案选ad。 ②正方应是放热反应,因此温度升高,该化学平衡向逆反应方向移动,到达新的平衡,CH3OCH3的产率将变小。混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,物质的量增大,则混合气体的平均式量将变小。 (3)原电池负极失去电子,发生氧化反应。因此甲醚在负极放电,碱性条件下生成碳酸根离子与水,则电极反应式为CH3OCH3+16OH-—12e-=2CO32-+11H2O; (4)根据装置图可知Y电极与电源的正极相连,作阳极。溶液中的氯离子放电生成氯气,因此Y电极附近溶液中有气体产生,上部分呈黄绿色;标准状况下2.8LO2的物质的量是2.8L÷22.4L/mol=0.125mol,根据电极反应O2+2H2O+4e-=4OH-可知电子转移为0.125mol×4=0.5mol。所以根据电子守恒可知电解池中也转移0.5mol电子,因此根据阳极电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑可知生成氢氧根离子的物质的量是0.5mol,其浓度是0.5mol÷0.5L=1.0mol/L,所以溶液中氢离子浓度是10-14mol/L,因此溶液的pH=14。 考点:考查燃烧热、热化学方程式、盖斯定律、平衡状态判断、外界条件对平衡状态的影响以及电化学原理的应用等
本题难度:一般
5、选择题 一定条件下,电解较稀的硫酸,其还原产物为双氧水,该原理可用于制取双氧水,其电解的化学方程式为:3H2O+3O2===O3+3H2O2。下列有关说法正确的是 A.电解池的阳极生成双氧水,阴极生成臭氧 B.电解池中硫酸溶液的pH保持不变 C.产生臭氧的电极反应式为3H2O-6e-===O3+6H+ D.产生双氧水的电极反应式为2H2O-2e-===H2O2+2H+
参考答案:C
本题解析:在电解池中阳极失去电子,被氧化。根据反应式可知水作还原剂,氧化产物是臭氧。氧气是氧化剂,还原产物是双氧水。电极反应式分别为3H2O-6e-===O3+6H+、3O2+6e-+6H+===3H2O2。所以正确的答案是C。
本题难度:一般
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