河北省邯郸市曲周一中2015-2016学年高二上学期第二次月考化学试卷【解析版】

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名称 河北省邯郸市曲周一中2015-2016学年高二上学期第二次月考化学试卷【解析版】
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2016-02-03 14:45:10

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2015-2016学年河北省邯郸市曲周一中高二(上)第二次月考化学试卷
一、选择题(每题只有一个正确选项.每小题3分,共60分
1.向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是( )
A.AgCl的溶解度增大 B.AgCl的溶解度、Ksp均不变
C.Ksp(AgCl)增大 D.AgCl的溶解度、Ksp均增大
2.将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中,下列叙述正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.过一段时间,Ⅱ试管中的导管内水柱上升
B.Ⅰ试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀
C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快
D.Ⅰ试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
3.生物体中细胞膜内的葡萄糖,细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池,下列有关判断正确的是( )
A.负极发生的电极反应可能是:O2﹣4e﹣+2H2O═4OH﹣
B.正极发生的电极反应可能是:O2﹣4e﹣═2O2﹣
C.负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCO3﹣
D.正极反应主要是C6H12O6生成CO2或CO32﹣
4.关于原电池和电解池的叙述正确的是( )
A.原电池中失去电子的电极为阴极
B.原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应
C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D.电解时电解池的阴极一定是阴离子放电
5.常温下,AgCl、AgBr、AgI的 ( http: / / www.21cnjy.com )溶度积常数(Ksp)依次为1.8×10﹣10mol2 L﹣2、5.0×10﹣13mol2 L﹣2、8.3×10﹣17mol2 L﹣2.下列有关说法错误的是( )
A.常温下在水中溶解能力AgCl>AgBr>AgI
B.在AgCl饱和溶液中加入足量浓NaBr溶液有AgBr沉淀生成
C.在AgBr饱和溶液中加入足量浓NaCl溶液不可能有AgCl沉淀生成
D.在AgI饱和溶液中加入NaI固体有AgI沉淀析出
6.右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图,下列说法不正确的是( ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A.从E口逸出的气体是H2
B.从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C.标准状况下每生成22.4 LCl2,便产生2 mol NaOH
D.电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度
7.向等质量的两份锌粉a和b中,分别加入过 ( http: / / www.21cnjy.com )量的稀H2SO4,同时a中加入少量CuSO4溶液,图中产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系基本正确的是( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B. ( http: / / www.21cnjy.com ) C. ( http: / / www.21cnjy.com ) D. ( http: / / www.21cnjy.com )
8.用石墨电极电解足量M(NO3)x的水溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生b L氧气(标准状况),从而可知M的相对原子质量为( )
A. B. C. D.
根据下列叙述回答9﹣11三小题:铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电池液为H2SO4,工作时的反应为:
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O.
9.下列有关铅蓄电池放电过程叙述正确的是( )
A.负极发生的反应为:SO42﹣+PbO2+2e﹣+4H+═PbSO4+2H2O
B.放电过程中电解液的pH减小
C.Pb为负极,反应式为Pb+SO42﹣﹣2e﹣═PbSO4
D.SO42﹣向PbO2处移动
10.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:
负极 Pb+SO42﹣═PbSO4+2e﹣
正极 PbO2+4H++SO42﹣+2e﹣═PbSO4+2H2O
今若制得Cl2 0.050摩,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( )
A.0.025摩 B.0.050摩 C.0.10摩 D.0.20摩
11.铅蓄电池是典型的可充电电池,在现代生活中有着广泛的应用,其充电、放电按下式进行Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,有关该电池的说法正确的是( )
A.放电时,蓄电池内电路中H+向负极移动
B.放电时,每通过lmol电子,蓄电池就要消耗2molH2SO4
C.充电时,阳极反应:
D.充电时,铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连
12.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A.1:2:3 B.3:2:1 C.6:3:1 D.6:3:2
13.图为铁在稀硫酸中被腐蚀时的不同情况,其中腐蚀速率由慢到快的顺序是( ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A.①②③⑤⑥④ B.⑤②①⑥③④ C.⑤②③⑥①④ D.④③⑥②①⑤
14.关于电解精炼铜的说法正确的是( )
A.粗铜作阴极?
B.用CuSO4作电解质溶液
C.阳极只发生Cu﹣2e﹣═Cu2+反应,其它杂质沉淀为阳极泥
D.电解质溶液的组成和浓度都不改变?
15.镍镉可充电电池可以发生如下反应:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知,该电池的负极材料是( )
A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2
16.某课外活动小组,为研 ( http: / / www.21cnjy.com )究金属的腐蚀和防护的原理,做了以下实验:将剪下的一块镀锌铁片,放入锥形瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,按如图所示的装置进行实验,过一段时间后观察.下列现象不 可能出现的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.B中导气管产生气泡 B.B中导气管里形成一段水柱
C.金属片剪口变红 D.锌被腐蚀
17.如图,Z为浸透饱和食盐水和酚酞试 ( http: / / www.21cnjy.com )液的滤纸,水槽中盛有足量CuSO4溶液,X、Y为石墨电极.接通电路后,发现Z上的d点显红色.下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.接通电路后,水槽中溶液的pH不变
B.b是正极,Y电极上发生氧化反应
C.同温同压下,X、Y两电极上产生气体的体积相等
D.d点显红色是因为接通电路后OH﹣向d点移动
18.如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极.则下列有关的判断正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
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
19.两只串联的电解池,左池放Cu ( http: / / www.21cnjy.com )SO4溶液,右池放一定量的某硝酸盐稀溶液,电解时,当左池析出1.6g铜时,右池析出0.45g固体,则右池中的溶质为( )
A.AgNO3 B.NaNO3 C.Mg(NO3)2 D.Al(NO3)3
20.用石墨电极电解100mL H ( http: / / www.21cnjy.com )2SO4与CuSO4的混合液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L(标况)气体,则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )
A.0.5mol/L B.1mol/L C.2mol/L D.4mol/L
二、非选择题(包括5小题,共40分)
21.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下依据如图,完成下列填空:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所 ( http: / / www.21cnjy.com )发生反应的化学方程式为__________,与电源负极相连的电极附近,溶液pH__________(选填“不变”“升高”或“下降”).
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质.精制过程发生反应的离子方程式为__________、__________.
(3)如果粗盐中SO42﹣ ( http: / / www.21cnjy.com )含量较高,必须添加钡试剂除去SO42﹣,该钡试剂可以是__________(选填a,b,c多选扣分) a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42﹣,加入试剂的合理顺序为__________(选填a、b、c多选扣分).
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过__________、冷却、__________(填写操作名称)除去NaCl
(6)在隔膜法电解食盐水 ( http: / / www.21cnjy.com )时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为__________.
22.Li﹣SOCl2电池可用于心脏起 ( http: / / www.21cnjy.com )搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4﹣SOCl2.电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2.
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为__________,发生的电极反应为__________;
(2)电池正极发生的电极反应为__________;
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用N ( http: / / www.21cnjy.com )aOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成. 如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是__________,反应的化学方程式为__________;
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是__________.
23.如图装置所示,C、D、E、F ( http: / / www.21cnjy.com )、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极.将直流电源接通后,F极附近呈红色.
请回答:
(1)B极是电源的__________,一段时间后,甲中溶液颜色__________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明__________,在电场作用下向Y极移动.
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为__________.
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该 ( http: / / www.21cnjy.com )是__________(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是__________溶液.当乙中溶液的c(OH﹣)=0.1mol L﹣1时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为__________,甲中溶液的pH__________(填“变大”“变小”或“不变”).
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是__________.
( http: / / www.21cnjy.com )
三、计算题
24.向8g某+2价金属的氧化物固体中 ( http: / / www.21cnjy.com )加入稀硫酸,使其恰好完全溶解,已知所消耗的硫酸体积为100mL,在所得溶液中插入铂电极进行电解,一定时间后,在一个电极上收集到标准状况下224mL氧气,在另一个电极上得到1.28g金属.
(1)根据计算确定金属的名称.
(2)计算通电后所得硫酸溶液的物质的量浓度(溶液体积按100mL计算).
2015-2016学年河北省邯郸市曲周一中高二(上)第二次月考化学试卷
一、选择题(每题只有一个正确选项.每小题3分,共60分
1.向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是( )
A.AgCl的溶解度增大 B.AgCl的溶解度、Ksp均不变
C.Ksp(AgCl)增大 D.AgCl的溶解度、Ksp均增大
【考点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.
【专题】电离平衡与溶液的pH专题.
【分析】一定温度下AgCl的溶解度、溶度积为定值,溶度积只受温度影响,据此结合选项解答.
【解答】解:A、加入水多,溶解 ( http: / / www.21cnjy.com )的氯化银质量多,AgCl的溶解度是指一定温度下,100g水中溶解AgCl的最大质量,与加入水的多少无关,故A错误;
B、AgCl的溶解度、Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的溶解度、Ksp不变,故B正确;
C、AgCl的Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的Ksp不变,故C错误;
D、AgCl的溶解度、Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的溶解度、Ksp不变,故D错误;
故选B.
【点评】本题考查溶解度、溶度积含义与影响因素等,难度不大,注意基础知识的掌握.
2.将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中,下列叙述正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.过一段时间,Ⅱ试管中的导管内水柱上升
B.Ⅰ试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀
C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快
D.Ⅰ试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
【考点】探究铁的吸氧腐蚀.
【专题】电化学专题.
【分析】铁钉中含有碳、铁,将经过酸洗除 ( http: / / www.21cnjy.com )锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后,碳、铁和氯化钠溶液构成原电池而发生吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应.
【解答】解:A.生铁遇到氯化钠溶液发生吸氧腐蚀,导致I试管中气体压强减小,小于大气压,所以II试管中的导管内水柱上升,故A正确;
B.I试管中铁钉发生的是原电池反应,而不是电解反应,故B错误;
C.铁钉在该装置中发生吸氧腐蚀,随着氧气量的减少,则被腐蚀的情况随时间的延长而减慢,故C错误;
D.I试管中铁钉发生反应电极反应式分别为:负极 Fe﹣2e﹣═Fe 2+,正极 O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣,故D错误;
故选A.
【点评】本题考查铁的吸氧腐蚀,做题时注意从 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写,本题中难点是实验现象的描述及电极反应式的书写.
3.生物体中细胞膜内的葡萄糖,细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池,下列有关判断正确的是( )
A.负极发生的电极反应可能是:O2﹣4e﹣+2H2O═4OH﹣
B.正极发生的电极反应可能是:O2﹣4e﹣═2O2﹣
C.负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCO3﹣
D.正极反应主要是C6H12O6生成CO2或CO32﹣
【考点】电极反应和电池反应方程式.
【专题】电化学专题.
【分析】A、负极发生氧化反应是葡萄糖中的碳元素失电子;
B、碳元素失电子,O2得电子;
C、负极反应为:C6H12O ( http: / / www.21cnjy.com )6﹣24e﹣+24OH﹣═6CO2↑+18H2O;CO2+2OH﹣═CO32﹣+H2O、CO2+2OH﹣═2HCO3﹣;
D、正极反应为:O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣.
【解答】解:A、负极发生氧化反应是葡萄糖中的碳元素失电子,故A错误;
B、碳元素失电子,O2得电子,故B错误;
C、负极反应为:C6H12O6﹣24e ( http: / / www.21cnjy.com )﹣+24OH﹣═6CO2↑+18H2O;CO2+2OH﹣═CO32﹣+H2O、CO2+2OH﹣═2HCO3﹣,故C正确;
D、正极反应为:O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣,故D错误;
故选C.
【点评】特殊的原电池,解题的技巧是抓住原电池的工作原理进行逐条解析.
4.关于原电池和电解池的叙述正确的是( )
A.原电池中失去电子的电极为阴极
B.原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应
C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D.电解时电解池的阴极一定是阴离子放电
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【专题】电化学专题.
【分析】A、原电池中的电极为正负极不是阴阳极;
B、根据原电池负极和电解池阳极上得失电子判断反应类型;
C、原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成;
D、电解时,电解池阴极上得电子发生还原反应.
【解答】解:A、原电池中失去电子的电极为负极不是阴极,故A错误;
B、原电池负极上失电子发生氧化反应,电解池阳极上失电子发生氧化反应,故B正确;
C、原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成,可能是由金属和导电的非金属组成,故C错误;
D、电解时,电解池阴极上得电子发生还原反应,故D错误.
故选B.
【点评】本题考查了原电池和电解池原理,难度不大,注意电解时,阳极上不一定是阴离子放电,要根据电极材料判断放电物质或离子.
5.常温下,AgCl、AgBr、AgI ( http: / / www.21cnjy.com )的溶度积常数(Ksp)依次为1.8×10﹣10mol2 L﹣2、5.0×10﹣13mol2 L﹣2、8.3×10﹣17mol2 L﹣2.下列有关说法错误的是( )
A.常温下在水中溶解能力AgCl>AgBr>AgI
B.在AgCl饱和溶液中加入足量浓NaBr溶液有AgBr沉淀生成
C.在AgBr饱和溶液中加入足量浓NaCl溶液不可能有AgCl沉淀生成
D.在AgI饱和溶液中加入NaI固体有AgI沉淀析出
【考点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.
【专题】电离平衡与溶液的pH专题.
【分析】化学式相似的物质的溶度积常数越小,物质越难溶,根据沉淀的转化、生成和溶解平衡的角度解答此题.
【解答】解:A、根据化学式相似的物质的溶度积常数越小,物质越难溶可知常温下在水中溶解能力AgCl>AgBr>AgI,故A正确;
B、AgBr比AgCl更难溶,在AgCl饱和溶液中加入足量浓NaBr溶液可生成AgBr沉淀,故B正确;
C、在AgBr饱和溶液中加入足量浓NaC ( http: / / www.21cnjy.com )l溶液,当溶液中c(Ag+)×c(Cl﹣)>1.8×10﹣10mol2 L﹣2,有AgCl沉淀生成,故C错误;
D、在AgI饱和溶液中加入NaI固体,I﹣离 ( http: / / www.21cnjy.com )子浓度增大,c(Ag+)×c(I﹣)>8.3×10﹣17mol2 L﹣2,有AgI沉淀析出,故D正确.
故选C.
【点评】本题考查难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,题目难度不大,本题注意溶度积常数的利用和理解.
6.右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图,下列说法不正确的是( ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A.从E口逸出的气体是H2
B.从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C.标准状况下每生成22.4 LCl2,便产生2 mol NaOH
D.电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【专题】电化学专题.
【分析】根据钠离子移动方向知,左边装 ( http: / / www.21cnjy.com )置是阳极区、右边装置是阴极区,阳极上氯离子放电,所以A应该是精制食盐水,B是含有少量NaOH的水溶液,阳极区部分氯离子放电生成氯气,则C是稀得NaCl溶液,F是氯气,阴极区电极上氢离子放电生成氢气,同时阴极区域生成氢氧根离子,钠离子从阳极通过离子交换膜到达阴极区域,所以D是浓的NaOH溶液,E是氢气,据此分析解答.
【解答】解:根据钠离子移动方向知,左边 ( http: / / www.21cnjy.com )装置是阳极区、右边装置是阴极区,阳极上氯离子放电,所以A应该是精制食盐水,B是含有少量NaOH的水溶液,阳极区部分氯离子放电生成氯气,则C是稀得NaCl溶液,F是氯气,阴极区电极上氢离子放电生成氢气,同时阴极区域生成氢氧根离子,钠离子从阳极通过离子交换膜到达阴极区域,所以D是浓的NaOH溶液,E是氢气,
A.通过以上分析知,从E口逸出的气体是H2,故A正确;
B.离子浓度越大,溶液导电能力越大,所以从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性,故B正确;
C.电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,根据氯气和转移电子之间的关系式得,标准状况下每生成22.4 LCl2,生成NaOH的物质的量==2 mol,故C正确;
D.阳极上析出氯气、阴极上析出氢气,根据“析出什么加入什么”原则知,要使溶液恢复原状需要加入HCl,故D错误;
故选D.
【点评】本题考查了电解原理,涉及离子放电顺序、各个物理量之间的关系等,会正确判断各个字母代表的物质,题目难度中等.
7.向等质量的两份锌粉a和b中,分别加入 ( http: / / www.21cnjy.com )过量的稀H2SO4,同时a中加入少量CuSO4溶液,图中产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系基本正确的是( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B. ( http: / / www.21cnjy.com ) C. ( http: / / www.21cnjy.com ) D. ( http: / / www.21cnjy.com )
【考点】化学反应速率的影响因素.
【分析】锌和硫酸反应,加入硫酸铜,会置换出金属铜,形成锌、铜、稀硫酸原电池,加速金属锌和硫酸反应的速率,产生氢气的量取决于金属锌的质量.
【解答】解:锌和硫酸反应,加入硫酸 ( http: / / www.21cnjy.com )铜,会置换出金属铜,形成锌、铜、稀硫酸原电池,加速金属铁和硫酸反应的速率,所以反应速率是:a>b,速率越大,锌完全反应时所用的时间越短,所以a所用的时间小于b的时间;产生氢气的量取决于金属锌的质量,而a中,金属锌一部分用于置换金属铜,导致和硫酸反应生成氢气的量减少,所以氢气的体积是:a<b.
故选A.
【点评】本题考查了根据图象判断反应速率的大小,难度不大,分析图象时注意图象中坐标的含义、拐点变化趋势来解答.
8.用石墨电极电解足量M(NO3)x ( http: / / www.21cnjy.com )的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生b L氧气(标准状况),从而可知M的相对原子质量为( )
A. B. C. D.
【考点】电解原理.
【分析】利用氧化还原反应原理解答,依据电解时,得失电子数相等推断金属与氧气的关系,从而确定金属的原子量.
【解答】解:设M的原子量为M
电解时,电池反应方程式为:4M(NO3)x+2xH2O4M+xO2↑+4xHNO3
4Mg 22.4xL
ag bL
所以 M==,故选C.
【点评】本题考查了氧化还原反应的有关计 ( http: / / www.21cnjy.com )算,能正确写出该电池的电池反应式并找出金属与氧气的关系式是解本题的关键,要注意根据得失电子相等配平方程式,才能正确解答问题.
根据下列叙述回答9﹣11三小题:铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电池液为H2SO4,工作时的反应为:
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O.
9.下列有关铅蓄电池放电过程叙述正确的是( )
A.负极发生的反应为:SO42﹣+PbO2+2e﹣+4H+═PbSO4+2H2O
B.放电过程中电解液的pH减小
C.Pb为负极,反应式为Pb+SO42﹣﹣2e﹣═PbSO4
D.SO42﹣向PbO2处移动
【考点】常见化学电源的种类及其工作原理.
【分析】铅蓄电池放电时,负极 ( http: / / www.21cnjy.com )是Pb、正极是PbO2,负极反应式为Pb+SO42﹣﹣2e﹣═PbSO4,正极反应式为SO42﹣+PbO2+2e﹣+4H+═PbSO4+2H2O,放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,据此分析解答.
【解答】解:A.放电时,负极上Pb失电子发生氧化反应,电极反应式为Pb+SO42﹣﹣2e﹣═PbSO4,故A错误;
B.根据电池反应式知,放电时,硫酸参加反应,导致溶液中氢离子浓度降低,溶液的pH增大,故B错误;
C.放电时Pb失电子发生氧化反应,则Pb为负极,电极反应式为Pb+SO42﹣﹣2e﹣═PbSO4,故C正确;
D.放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,所以SO42﹣向负极Pb处移动,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查原电池和电 ( http: / / www.21cnjy.com )解池原理,为高频考点,明确得失电子与电极关系、电极反应式的书写是解本题关键,难点是电极反应式的书写,易错点是判断阴阳离子移动方向,题目难度不大.
10.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:
负极 Pb+SO42﹣═PbSO4+2e﹣
正极 PbO2+4H++SO42﹣+2e﹣═PbSO4+2H2O
今若制得Cl2 0.050摩,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( )
A.0.025摩 B.0.050摩 C.0.10摩 D.0.20摩
【考点】电解原理.
【专题】电化学专题.
【分析】根据电解过程中电荷守恒找出氯气和硫酸的关系式,根据氯气计算硫酸的消耗量.
【解答】解:设生成0.050摩氯气需转移的电子为xmol.
2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑
2mol 1mol
x 0.050mol
解得x=0.1mol,
设消耗硫酸的物质的量为ymol,
放电时,铅蓄电池的电池反应式为:
PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 转移电子
2mol 2mol
y 0.1mol
y=0.1
所以消耗硫酸 0.1mol.
故选:C.
【点评】本题以电解池为载体考查了氧化还原反应的有关计算,明确反应过程中电荷守恒是解本题的关键.
11.铅蓄电池是典型的可充电电池,在现代生活中有着广泛的应用,其充电、放电按下式进行Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,有关该电池的说法正确的是( )
A.放电时,蓄电池内电路中H+向负极移动
B.放电时,每通过lmol电子,蓄电池就要消耗2molH2SO4
C.充电时,阳极反应:
D.充电时,铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【专题】电化学专题.
【分析】由总方程式可知,为原电池时,Pb为 ( http: / / www.21cnjy.com )负极,发生氧化反应,电极方程式为Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4,PbO2为正极,发生还原反应,电极方程式为PbO2+4H++SO42﹣﹣2e﹣=2H2O+PbSO4,在充电时,阴极发生的反应是PbSO4+2e﹣=Pb+SO42﹣,阳极反应为PbSO4﹣2e﹣+2H2O=PbO2+SO42﹣+4H+,放电时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,以此解答该题.
【解答】解:A.放电时,蓄电池内电路中H+向正极移动,故A错误;
B.由总方程式可知,放电时,每通过lmol电子,蓄电池就要消耗1molH2SO4,故B错误;
C.充电时,阳极发生氧化反应,反应为PbSO4﹣2e﹣+2H2O=PbO2+SO42﹣+4H+,故C错误;
D.充电时,铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连,发生还原反应,故D正确.
故选D.
【点评】本题考查原电池和电解池知识,侧重于学 ( http: / / www.21cnjy.com )生的分析能力和电化学知识的综合考查,为高考常见题型和高频考点,注意把握电解方程式的书写,难度不大.
12.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A.1:2:3 B.3:2:1 C.6:3:1 D.6:3:2
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【专题】电化学专题.
【分析】三个电解槽串联,则转移的电子数相等,利用K++e﹣═K、Mg2++2e﹣═Mg、Al3++3e﹣═Al来计算.
【解答】解:三个电解槽串联,则转移的电子数相等,设均转移6e﹣,
由K++e﹣═K、Mg2++2e﹣═Mg、Al3++3e﹣═Al,
则6e﹣~6K~3Mg~2Al,
所以析出钾、镁、铝的物质的量之比为6:3:2,
故选D.
【点评】本题考查电解,明确电解中转移电子数的关系及电极反应式是解答本题的关键,题目难度不大.
13.图为铁在稀硫酸中被腐蚀时的不同情况,其中腐蚀速率由慢到快的顺序是( ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A.①②③⑤⑥④ B.⑤②①⑥③④ C.⑤②③⑥①④ D.④③⑥②①⑤
【考点】金属的电化学腐蚀与防护.
【专题】电化学专题.
【分析】金属被腐蚀快慢速率顺序为:电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极,据此判断.
【解答】解:①中Fe易失电子作负极、Cu作正极,Fe加速被腐蚀;
②中Fe易失电子作负极、Sn作正极,Fe加速被腐蚀,Sn比Cu活泼,被腐蚀速率小于①;
③中Zn易失电子作负极、Fe作正极,Fe被保护;
④中Fe作阴极被保护;
⑤中Fe作阳极加速被腐蚀;
⑥中Fe发生化学腐蚀;
所以Fe被腐蚀速率从慢到快顺序为④③⑥②①⑤,故选D.
【点评】本题考查了金属腐蚀与防护,明确原电池及电解池原理即可解答,知道金属被腐蚀快慢速率,题目难度不大.
14.关于电解精炼铜的说法正确的是( )
A.粗铜作阴极?
B.用CuSO4作电解质溶液
C.阳极只发生Cu﹣2e﹣═Cu2+反应,其它杂质沉淀为阳极泥
D.电解质溶液的组成和浓度都不改变?
【考点】铜的电解精炼.
【分析】电解法精炼铜时,粗铜为阳极,精铜为阴 ( http: / / www.21cnjy.com )极,电解质溶液为硫酸铜,阳极材料是粗铜,阳极上失电子变成离子进入溶液,Cu﹣2e﹣=Cu2+,比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子,比金属铜活泼性差的Pt、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥,根据电解原理来回答.
【解答】解:A、电解法精炼铜时,粗铜为阳极,精铜为阴极,故A错误;
B、电解法精炼铜时,粗铜为阳极,精铜为阴极,电解质溶液为硫酸铜溶液,故B正确;
C、阳极上失电子变成离子进入 ( http: / / www.21cnjy.com )溶液,Cu﹣2e﹣=Cu2+,比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子,比金属铜活泼性差的Pt、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥,故C错误;
D、阳极上失电子变成离子进入溶液 ( http: / / www.21cnjy.com ),Cu﹣2e﹣=Cu2+,比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子,阴极上始终是铜离子的电子的还原反应,所以电解质溶液的组成和浓度都变化,故D错误.
故选B.
【点评】本题考查学生电解精炼铜的工作原理,把握阳极、阴极材料及电极反应为解答的关键,难度不大.
15.镍镉可充电电池可以发生如下反应:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知,该电池的负极材料是( )
A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【专题】电化学专题.
【分析】根据总反应式结合化合价的变化判断被氧化和被还原的物质,原电池中负极发生氧化反应.
【解答】解:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O,由方程式可知,Cd元素化合价升高,被氧化,在原电池负极上发生氧化反应,则Cd为原电池的负极,
故选A.
【点评】本题考查原电池反应,题目难度不大,注意根据化合价的变化判断原电池的正负极反应.
16.某课外活动小组,为研究金属的腐蚀和防 ( http: / / www.21cnjy.com )护的原理,做了以下实验:将剪下的一块镀锌铁片,放入锥形瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,按如图所示的装置进行实验,过一段时间后观察.下列现象不 可能出现的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.B中导气管产生气泡 B.B中导气管里形成一段水柱
C.金属片剪口变红 D.锌被腐蚀
【考点】金属的电化学腐蚀与防护.
【专题】电化学专题.
【分析】镀锌铁片,放入锥形瓶中,并滴入 ( http: / / www.21cnjy.com )少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,形成的原电池中,金属锌为负极,铁为正极,发生吸氧腐蚀,根据原电池的工作原理知识来回答即可.
【解答】解:镀锌铁片,放入锥形瓶中 ( http: / / www.21cnjy.com ),并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,形成的原电池中,金属锌为负极,发生反应:Zn﹣2e﹣=Zn2+,铁为正极,发生吸氧腐蚀,即2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣,所以锥形瓶中气体压强减小,生成的氢氧根离子遇到酚酞会显示红色.
A、原电池形成后没有气体生成,所以B中导气管不会产生气泡,故A错误;
B、锥形瓶中金属发生吸氧腐蚀,瓶中气体压强减小,导气管里形成一段水柱,故B正确;
C、锥形瓶中金属发生吸氧腐蚀,生成的氢氧根离子遇到酚酞会显示红色,故C正确;
D、形成的原电池中,金属锌为负极,发生反应:Zn﹣2e﹣=Zn2+,故D正确.
故选A.
【点评】本题目考查学生金属的吸氧腐蚀的工作原理知识,注意知识的积累是解题的关键,难度不大.
17.如图,Z为浸透饱和食盐水和 ( http: / / www.21cnjy.com )酚酞试液的滤纸,水槽中盛有足量CuSO4溶液,X、Y为石墨电极.接通电路后,发现Z上的d点显红色.下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.接通电路后,水槽中溶液的pH不变
B.b是正极,Y电极上发生氧化反应
C.同温同压下,X、Y两电极上产生气体的体积相等
D.d点显红色是因为接通电路后OH﹣向d点移动
【考点】电解原理.
【分析】Z为浸透饱和食盐水和酚酞试液的 ( http: / / www.21cnjy.com )滤纸,水槽中盛有足量CuSO4溶液,X、Y为石墨电极,接通电路后,发现d点显红色,则d点发生2H++2e﹣=H2↑,所以d为阴极,电源上a为负极,b为正极,则水槽反应为:X为阴极上析出铜,Y为阳极放出氧气,生成硫酸,pH减小,以此来解答.
【解答】解:Z为浸透饱和食盐水和酚 ( http: / / www.21cnjy.com )酞试液的滤纸,水槽中盛有足量CuSO4溶液,X、Y为石墨电极,接通电路后,发现d点显红色,则d点发生2H++2e﹣=H2↑,所以d为阴极,电源上a为负极,b为正极,则水槽反应为:X为阴极上析出铜,Y为阳极放出氧气,生成硫酸,pH减小,
A.根据以上分析,接通电路后,水槽中溶液的pH减小,故A错误;
B.根据以上分析,电源上b为正极,Y为阳极放出氧气发生氧化反应,故B正确;
C.根据以上分析,X为阴极上析出铜无气体,Y为阳极放出氧气,故C错误;
D.d点显红色是因为接通电路后d点发生2H++2e﹣=H2↑,d点的OH﹣浓度增大,而OH﹣向c点移动,故D错误;
故选B.
【点评】本题考查电解原理,明确d点显红色是解答本题的突破口,熟悉发生的电极反应即可解答,题目难度不大.
18.如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极.则下列有关的判断正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
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
【考点】电解原理.
【专题】电化学专题.
【分析】依据装置图中电流流向分析电极 ( http: / / www.21cnjy.com )名称,与电源正极连接的为阳极,与电源负极连接的为阴极;电解时铜离子在阴极得到电子析出铜,氯离子在阳极失电子生成氯气,据此分析.
【解答】解:A、电流从正极流向负极,根据装置图中电流流向判断a为电源正极,b为电源负极;故A错误;
B、a为电源正极,与a连接的电极c为阳极;b为电源负极,与负极相连的电极d为阴极,故B错误;
C、电解过程中,Cu2+ 在阴极d上得电子生成Cu,所以d电极质量增加,故C正确;
D、氯离子在阳极失电子生成氯气,电解过程中,氯离子浓度减小,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查电解原理的分析应用,电极名称、电极反应和电极产物的分析判断是解题关键,题目难度中等.
19.两只串联的电解池,左池放CuSO ( http: / / www.21cnjy.com )4溶液,右池放一定量的某硝酸盐稀溶液,电解时,当左池析出1.6g铜时,右池析出0.45g固体,则右池中的溶质为( )
A.AgNO3 B.NaNO3 C.Mg(NO3)2 D.Al(NO3)3
【考点】电解原理.
【专题】电化学专题.
【分析】两只串联的电解池 ( http: / / www.21cnjy.com )中各电极上转移电子是相等的,根据生成的铜计算转移电子物质的量,若右侧只有金属阳离子放电,设右侧金属的相对原子量为M,化合价为x,根据电子转移守恒确定M、X的关系,但右侧可能金属阳离子放电后,氢离子再放电,故放电金属阳离子获得的电子应小于或等于左池的电子转移,结合选项解答.
【解答】解:左池盛有足量的CuSO4溶液,电解过程中,阴极上的电极反应为:Cu2++2e﹣=Cu,
当左池析出1.6gCu,物质的量==0.025molCu时,转移电子为0.025mol×2=0.05mol,
由选项可知,金属阳离子只有银离子放电,即生成的银为0.45g,转移电子物质的量=×1=0.0042mol<0.05mol,说明氢离子还放电,故右池中的溶质为硝酸银,故选A.
【点评】本题考查学生电解池的工作原 ( http: / / www.21cnjy.com )理、有关计算,难度中等,注意溶液中氢离子可能放电,可以直接利用排除法解答,在溶液中电解只有硝酸银会析出固体.
20.用石墨电极电解10 ( http: / / www.21cnjy.com )0mL H2SO4与CuSO4的混合液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L(标况)气体,则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )
A.0.5mol/L B.1mol/L C.2mol/L D.4mol/L
【考点】电解原理.
【分析】用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液,阳极上电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O、阴极反应式为Cu2++2e﹣=Cu、2H++2e﹣=H2↑,两极均收集到2.24L(标况)气体,则阴阳极上得到气体物质的量==0.1mol,串联电路中转移电子相等,根据转移电子相等计算铜离子的物质的量,再根据c=计算铜离子物质的量浓度.
【解答】解:用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液,阳极上电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O、阴极反应式为Cu2++2e﹣=Cu、2H++2e﹣=H2↑,两极均收集到2.24L(标况)气体,则阴阳极上得到气体物质的量==0.1mol,阳极上转移电子物质的量=4n(O2)=4×0.1mol=0.4mol,生成氢气转移电子物质的量=2n(H2)=2×0.1mol=0.2mol,串联电路中转移电子相等,根据转移电子相等得n(Cu2+)==0.1mol,c(Cu2+)===1mol/L,故选B.
【点评】本题以电解原理为载体考查物 ( http: / / www.21cnjy.com )质的量的有关计算,侧重考查学生分析计算能力,利用转移电子守恒进行计算即可,知道每个电极上生成气体与转移电子之间的关系式,题目难度不大.
二、非选择题(包括5小题,共40分)
21.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下依据如图,完成下列填空:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)在电解过程中,与电源正极相 ( http: / / www.21cnjy.com )连的电极上所发生反应的化学方程式为2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑,与电源负极相连的电极附近,溶液pH升高(选填“不变”“升高”或“下降”).
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+ ( http: / / www.21cnjy.com )等杂质.精制过程发生反应的离子方程式为Ca2++CO32﹣=CaCO3↓、Mg2++OH﹣=Mg (OH)2↓.
(3)如果粗盐中SO42﹣ ( http: / / www.21cnjy.com )含量较高,必须添加钡试剂除去SO42﹣,该钡试剂可以是a、c(选填a,b,c多选扣分) a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42﹣,加入试剂的合理顺序为b、c(选填a、b、c多选扣分).
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过蒸发、冷却、过滤(填写操作名称)除去NaCl
(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为NaCl+H2ONaClO+H2↑.
【考点】氯碱工业.
【分析】与电源正极相连的电极为 ( http: / / www.21cnjy.com )电解池的阳极,发生氧化反应,反应的化学方程式为2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑,与电源负极相连的电极为电解池的阴极,发生还原反应,反应的化学方程式为H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑,精制过程发生反应为钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀,镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀.除去硫酸根离子的同时不能引入新的离子,而氯离子和氢氧根离子溶液中本身就含有,故硝酸钡不行.NaOH的溶解度随温度的升高而变大,NaCl的溶解度随温度的升高基本不变,利用溶解度差异可以除去NaCl.
(1)电解食盐水,与正极相连为阳极,生成氯气,与电源负极相连为阴极,生成氢气和NaOH;
(2)精制过程就是将杂质离子转化为沉淀除去的过程,Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀;
(3)添加钡试剂除去SO42﹣,注意不能引入新的杂质;
(4)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42﹣,应注意碳酸钠在钡试剂之后;
(5)根据氢氧化钠和氯化钠的溶解度随温度的变化关系来确定实现氯化钠和氢氧化钠分离获得氯化钠的方法;
(6)根据反应物和生成物写出反应方程式,可理 ( http: / / www.21cnjy.com )解为氯化钠溶液电解生成氢氧化钠和氯气和氢气,氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,两反应相加即可总反应.
【解答】解:(1)电解食盐水,与正极 ( http: / / www.21cnjy.com )相连为阳极,生成氯气,该电极反应为2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑,与电源负极相连为阴极,生成氢气和NaOH,生成碱,所以pH升高,
故答案为:2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑;升高;
(2)Ca2+、Mg2+ ( http: / / www.21cnjy.com )等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀,精制过程发生反应的离子方程式为:Ca2++CO32﹣═CaCO3↓、Mg2++2OH﹣═Mg(OH)2↓,
故答案为:Ca2++CO32﹣=CaCO3↓;Mg2++OH﹣=Mg (OH)2↓;
(3)添加钡试剂除去SO42﹣,注意不能引入新的杂质,选Ba(NO3)2会引入杂质硝酸根离子,所以选ac,
故答案为:a、c;
(4)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42﹣,应注意碳酸钠在钡试剂之后,是为除去过量的钡离子,显然只有选项bc符合,
故答案为:b、c;
(5)氢氧化钠的溶解度随 ( http: / / www.21cnjy.com )温度的升高而增大,但是氯化钠的溶解度受温度的影响不大,所以氢氧化钠和氯化钠分离的方法是:通过加热蒸发结晶、冷却、过滤除去NaCl,
故答案为:蒸发;过滤;
(6)若氯气和氢氧化钠充分接触,产物仅是次氯酸钠和氢气,则发生2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH,Cl2+2NaOH=═NaCl+NaClO+H2O,总的反应为:NaCl+H2ONaClO+H2↑,
故答案为:NaCl+H2ONaClO+H2↑.
【点评】本题考查粗盐提纯及电解原理,明确发生的离子反应及电解反应是解答的关键,注意除杂不能引入新的杂质及试剂的添加顺序,题目难度中等.
22.Li﹣SOCl2电池可用于心脏 ( http: / / www.21cnjy.com )起搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4﹣SOCl2.电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2.
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为锂,发生的电极反应为Li﹣e﹣=Li+;
(2)电池正极发生的电极反应为2SOCl2+4e﹣=4Cl﹣+S+SO2;
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用N ( http: / / www.21cnjy.com )aOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成. 如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是出现白雾,有刺激性气体生成,反应的化学方程式为SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑;
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是锂是活泼金属,易与H2O、O2反应,SOCl2也可与水反应.
【考点】化学电源新型电池.
【专题】电化学专题.
【分析】由总反应可知,该原电池中Li被氧 ( http: / / www.21cnjy.com )化,应为原电池负极反应,电极反应式为Li﹣e﹣=Li+,SOCl2在正极得电子被还原生成S,电极反应为2SOCl2+4e﹣=4Cl﹣+S+SO2,该电池必须在无水、无氧的条件下进行,锂易与H2O、O2反应,SOCl2也可与水反应.
【解答】解:(1)由总反应可知,该原电池中Li被氧化,应为原电池负极反应,电极反应式为Li﹣e﹣=Li+,
故答案为:锂;Li﹣e﹣=Li+;
(2)SOCl2在正极得电子被还原生成S,同时有生成SO2,电极反应为2SOCl2+4e﹣=4Cl﹣+S+SO2,
故答案为:2SOCl2+4e﹣=4Cl﹣+S+SO2;
(3)实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成,可知SOCl2与水反应生成SO2和HCl,反应的方程式为
SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑,生成气体具有刺激性并形成酸雾.
故答案为:出现白雾,有刺激性气体生成;SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑;
(4)锂性质活泼,易与H2O、O2反应,SOCl2也可与水反应,组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,
故答案为:锂是活泼金属,易与H2O、O2反应,SOCl2也可与水反应.
【点评】本题考查Li﹣SOCl2电池的 ( http: / / www.21cnjy.com )组成和工作原理,题目难度中等,从电池总反应式判断电极反应,以及电极方程式的书写是该部分常考查方式,希在学习中多注意积累相关知识和解答方法.
23.如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都 ( http: / / www.21cnjy.com )是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极.将直流电源接通后,F极附近呈红色.
请回答:
(1)B极是电源的负极,一段时 ( http: / / www.21cnjy.com )间后,甲中溶液颜色逐渐变浅,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明氢氧化铁胶体粒子带正电荷,在电场作用下向Y极移动.
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为1:2:2:2.
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应 ( http: / / www.21cnjy.com )该是镀件(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是AgNO3溶液.当乙中溶液的c(OH﹣)=0.1mol L﹣1时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为5.4g,甲中溶液的pH减小(填“变大”“变小”或“不变”).
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是Fe+Cu2+Cu+Fe2+.
( http: / / www.21cnjy.com )
【考点】电解原理.
【专题】电化学专题.
【分析】(1)将直流电源接通 ( http: / / www.21cnjy.com )后,F极附近呈红色,可知道氢离子在该电极放电,所以F极是阴极,B为电源负极、A为电源正极,据此判断其它各个电极的名称;硫酸铜中铜离子减少导致溶液颜色的变化;胶体的胶粒带点电,即电泳实验证明的结论;
(2)C、D、E、F电极转移的电子数目相等,结合电极反应式根据转移电子数可计算生成的单质的量;
(3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,电镀液含有镀层金属阳离子;
根据乙中氢氧根离子的浓度计算其物质的量,结构 ( http: / / www.21cnjy.com )电极反应式计算转移电子物质的量,各个电极上转移的电子数是相等的,据此计算丙中析出Ag的物质的量,进而计算质量;
电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气,有硫酸生成,氢离子浓度增大,所以酸性增强,甲中溶液的pH变小
(4)铁电极做阳极则该电极放电的是金属铁本身.
【解答】解:将直流电源接通后,F极附近呈红 ( http: / / www.21cnjy.com )色,说明F极显碱性,是氢离子在该电极放电,所以F极是阴极,B为电源负极、A为电源正极,可得出D、F、H、Y均为阴极,C、E、G、X均为阳极;
(1)B电极是电源的负极,在A池中,电解硫酸铜的过程中,铜离子逐渐减少,导致溶液颜色变浅;
Y极是阴极,该电极颜色逐渐变深,说明氢氧化铁胶体向该电极移动,异性电荷相互吸引,所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷,
故答案为:负极;逐渐变浅;氢氧化铁胶体粒子带正电荷;
(2)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为 ( http: / / www.21cnjy.com ):4OH﹣═O2↑+2H2O+4e﹣、Cu2++2e﹣═Cu、2Cl﹣═Cl2↑+2e﹣、2H++2e﹣═H2↑,当各电极转移电子均为1mol时,生成单质的量分别为:0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol,所以单质的物质的量之比为1:2:2:2;
故答案为:1:2:2:2;
(3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,所以H应该是镀件,电镀液含有镀层金属阳离子,故电镀液为AgNO3溶液;
当乙中溶液的c(OH﹣)=0. ( http: / / www.21cnjy.com )1mol L﹣1时(此时乙溶液体积为500mL),根据电极反应2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣,则放电的氢离子的物质的量为:0.1mol/l×0.5L=0.05mol,当转移0.05mol电子时,丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g,
电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气,有硫酸生成,所以氢离子浓度增大,所以酸性增强,甲中溶液的pH变小,
故答案为:镀件;AgNO3;5.4g;变小;
(4)C电极换为铁,则阳极铁失电子,阴极铜离子得电子,电解池反应为:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,
故答案为:Fe+Cu2+Cu+Fe2+.
【点评】本题考查学生有关电解池的工作原理知识,综合性很强,难度较大,要求学生熟记教材知识,学以致用.
三、计算题
24.向8g某+2价金属的氧化物固体中加入稀 ( http: / / www.21cnjy.com )硫酸,使其恰好完全溶解,已知所消耗的硫酸体积为100mL,在所得溶液中插入铂电极进行电解,一定时间后,在一个电极上收集到标准状况下224mL氧气,在另一个电极上得到1.28g金属.
(1)根据计算确定金属的名称.
(2)计算通电后所得硫酸溶液的物质的量浓度(溶液体积按100mL计算).
【考点】电解原理.
【分析】(1)依据电解过程中电子守恒,结合氧气生成的电极反应计算电子转移物质的量,依据析出金属质量和物质的量计算摩尔质量,分析判断金属;
(2)依据电子守恒计算电解过程中氢氧根离子减小和溶液中氢离子增加物质的量相同计算电解后溶液的酸溶液浓度.
【解答】解:(1)n(O2)==0.01mol,则转移电子n(e﹣)=0.01×4=0.04mol,依据电子得失守恒及+2价金属,所以n(金属)=0.02mol,n=得到,M==64g/mol;则该金属的名称为铜,
答:该金属的名称为铜;
(2)依据反应4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O可知每转移4个电子会产生4个氢离子,由于n(e﹣)=0.04mol,得到n(H+)=0.04mol,c(H2SO4)===0.2mol/L,
答:通电后硫酸溶液的物质的量浓度为0.2mol/L.
【点评】本题考查了电解池原理分析,电解过程中电子守恒,电极反应的计算应用,掌握基础是关键,题目难度中等.
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