高中化学必备知识点《电解池原理》高频试题强化练习（2017年最新版） - 高考化学题库

高中化学必备知识点《电解池原理》高频试题强化练习（2017年最新版）(十)

2017-08-06 10:25:53 来源:91考试网作者:www.91exam.org 【大中小】

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1、填空题（12分）A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

阳离子	Na+、K+、Cu2+
阴离子	SO42—、OH－

?下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。

接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如上。据此回答下列问题：
（1）M为电源的?极（填写“正”或“负”）电极b上发生的电极反应为?；
（2）计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积：?；
（3）写出乙烧杯的电解池反应?
（4）如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？?
（5）若经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16g，要使丙恢复到原来的状态，操作是?。

参考答案：
（1）负（1分）; 4OH－－4e－=2H2O + O2↑（2分）
（2）5．6 L（2分）
（3）2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4（2分）
（4）能，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应变为电解水的反应（3分）
（5）向丙烧杯中加4．5g水（2分）

本题解析：略

本题难度：简单

2、填空题  某工厂废弃的钒渣中主要含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等，现从该钒渣回收V2O5的工艺流程示意图如下：

（已知：沉淀为(NH4)2V6O16，全钒液流储能电池是利用不同价态离子对氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）。
R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4(水层)
回答下列问题：
（1）(NH4)2V6O16中钒（V）的化合价为          ，①中产生的废渣的主要成分是         。
（2）工艺中反萃取所用的X试剂为          。
（3）为提高②中萃取效率，应采取的措施是                        。
（4）请完成④中的反应离子方程式：

（5）成品V2O5可通过铝热反应来制取金属钒，写出该反应的化学方程式：               。
（6）将两个全钒液流储能电池串联后作为电源，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，装置如下：

b为电解池的      极，全钒液流储能电池正极的电极反应式为                    ；
若通过消毒液发生器的电子为0.2 mol，则消毒液发生器中理论上最多能产生   gNaClO。

参考答案：（除标记外每空2分，共15分）
（1）+5 (1分) SiO2（名称也可，1分）
（2）稀硫酸（化学式也可）
（3）加入碱（具体碱均可）中和硫酸使平衡正移、多次连续萃取（写“多次连续萃取”也得2分；写“加入Zn、Fe等、弱酸强碱盐” 也得2分；写“增大萃取剂的加入量”给1分；写“增大萃取剂浓度”不得分）
（4）1ClO3—+6VO2++6H+=6VO3++1Cl—+3H2O
（有错计0分，“1”未写本次不扣分）
（5）10Al+3V2O56V+5Al2O3
（6）阳（1分） VO2++ e-+2H+=VO2++H2O 7.45

本题解析：（1）根据化合物中正负化合价代数和为0可判断(NH4)2V6O16中N为-3、H为+1、O为-2价，则钒（V）的化合价为+5价；根据流程图可知，只有二氧化硅不溶于硫酸，所以废渣的主要成分是SiO2；
（2）从流程图中可看出，加入反萃取剂X后，又得到有机萃取剂和含V元素的混合液，根据R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4(水层)可知，该平衡应逆向进行，所以加入的X是硫酸；
（3）为提高②中萃取效率，使上述平衡正向移动，则应加入碱性物质，同时多次萃取也可增大萃取效率；
（4）V元素的化合价从+4价升高到+5价，则氯酸根离子中的Cl元素的化合价从+5价应降低到-1价，同时根据元素守恒，则产物中还有水生成，所以产物的空白为Cl-和H2O；再根据得失电子守恒，VO2+和VO3+的系数是6，氯酸根离子和氯离子的系数是1，根据电荷守恒，则氢离子的系数是6，水的系数是3；
（5）铝热反应是单质Al与金属氧化物的置换反应，所以用Al与五氧化二钒反应生成氧化铝和钒的化学方程式是10Al+3V2O56V+5Al2O3；
（6）电解饱和食盐水时，氯气在阳极产生，氢氧化钠再阴极产生，若使氯气被全部吸收，则氯气在下端，所以b极产生氯气，则b极为阳极；全钒液流储能电池正极发生还原反应，V元素的化合价降低，与b相连的为正极，所以正极反应式是VO2++ e-+2H+=VO2++H2O；产生氯气的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，氯气与氢氧化钠反应的离子方程式是Cl2+2 OH-= Cl-+ ClO-+H2O，当电路中通过0.2mol电子时，产生氯气的物质的量是0.1mol，则消毒液发生器中理论上最多能产生0.1molNaClO，其质量是7.45g。
考点：考查对流程的分析，元素化合价的判断，电化学反应原理的应用

本题难度：困难

3、选择题下列有关说法正确的是
A．将0.2mol/L的NH3·H2O与0.1mol/L的HCl溶液等体积混合后pH >7，则c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(OH-)＞c(H+)
B．已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6，则所有含有固体MgCO3的溶液中，都有C（Mg2+）=C（CO32-），且c（Mg2+）·c（CO32-）==6.82×10-6 mol?L—1
C．0.1mol/LNa2CO3与0.1mol/LNaHCO3溶液等体积混合：c(Na＋)＝c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(H2CO3)
D．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阳阴两极产物的物质的量之比为2:1

参考答案：C

本题解析：A．将0.2mol/L的NH3·H2O与0.1mol/L的HCl溶液等体积混合后生成氯化铵，其中氨水过量，且二者的浓度相等。溶液的pH >7，说明氨水的电离程度大于铵根的水解程度，则c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(OH-)＞c(H+)，A错误；B．已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6，但所有含有固体MgCO3的溶液中，不一定有C（Mg2+）=C（CO32-），且c（Mg2+）·c（CO32-）==6.82×10-6 mol?L—1，B错误；C．0.1mol/LNa2CO3与0.1mol/LNaHCO3溶液等体积混合后根据物料守恒可知： c(Na＋)＝c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(H2CO3)，C正确；D．用惰性电极电解Na2SO4溶液，相当于是电解水，阳阴两极产物分别是氧气和氢气，则二者物质的量之比为1:2，D错误，答案选C。
考点：考查溶液中离子浓度比较、溶度积常数应用以及电解原理的应用等

本题难度：一般

4、选择题碱性硼化钒（VB2）—空气电池工作时反应为：4VB2 + 11O2 = 4B2O3 + 2V2O5。用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标准状况），则下列说法正确的是

A．VB2电极发生的电极反应为：2VB2 + 11H2O - 22e- = V2O5 + 2B2O3 + 22H+
B．外电路中电子由c电极流向VB2电极
C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生
D．若B装置内的液体体积为200 mL，则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.05 mol/L

参考答案：D

本题解析：A、根据装置图可知A是原电池，B是电解池，VB2电极发生氧化反应，失去电子与氢氧根离子结合生成水，碱性溶液中不会产生大量的氢离子，错误；B、a电极是正极，则b电极是阳极，c电极是阴极，则外电路中电子从VB2极流出流向c电极，再从b电极流出，流向a电极，错误；C、电解过程中，铜离子应在阴极析出，即c电极析出红色Cu单质，b电极产生气泡，错误；D、当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体，因为阳极只有氢氧根离子放电生成氧气，通过0.04mol电子，生成氧气的物质的量是0.01mol，标准状况下的体积是0.224L，所以阴极还产生0.224L的氢气，则阴极是铜离子和氢离子放电，产生0.224L氢气转移的电子物质的量是0.02mol，所以铜离子得到电子的物质的量是0.04-0.02=0.02mol，铜离子的物质的量是0.01mol，则硫酸铜溶液的浓度是0.01mol/0.2 L=0.05mol/L，正确，答案选D。
考点：考查电化学反应原理的应用

本题难度：一般

5、填空题  如图所示的装置中，甲为铜锌原电池，A、B均为石墨电极，请回答下列问题：

（1）Zn电极为      极，B电极上的产物是          （写化学式）
（2）写出乙装置中发生反应的化学方程式

参考答案：（1）负 Cu （2）CuCl2Cu＋Cl2↑

本题解析：（1）锌比铜活泼，且锌能和稀硫酸反应，所以甲装置是原电池，乙装置是电解池。其中锌是负极，B电极是阴极，溶液中的铜离子在阴极放电，生成单质铜。
（2）惰性电极电解氯化铜溶液的方程式是CuCl2Cu＋Cl2↑。
考点：考查原电池、电解池的有关判断
点评：该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查。试题紧扣教材，有利于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。该题的关键是明确原电池和电解池的工作原理，然后结合题意和装置图灵活运用即可。

本题难度：一般

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