2012高二化学每课一练 1.2 化学能与电能的转化 第2课时（苏教版选修4）
文档属性
| 名称 | 2012高二化学每课一练 1.2 化学能与电能的转化 第2课时（苏教版选修4） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 62.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-05-13 11:11:03 | ||
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文档简介
1.2 化学能与电能的转化 第2课时 每课一练（苏教版选修4）
基础达标
1.埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是（ ）
A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松的碱性土壤中
C.在干燥致密不透气的土壤中 D.在含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中
解析：A易发生析氢腐蚀，B易发生吸氧腐蚀，D易发生原电池反应。
答案：C
2.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（ ）
A.4Fe（OH）2+2H2O+O2====4Fe（OH）3↓
B.2Fe+2H2O+O2====2Fe（OH）2↓
C.2H2O+O2+4e-====4OH-
D.Fe-3e-====Fe3+
解析：铁锅生成铁锈发生如下反应；
①Fe+2e-====Fe2+
②O2+2H2O+4e-====4OH-
③Fe2++2OH-====2Fe（OH）2↓
④2Fe+2H2O+O2====2Fe（OH）2↓
⑤4Fe（OH）2+O2+2H2O====4Fe（OH）3↓
综合分析答案为D。
答案：D
3.用惰性电极分别电解下列各物质水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水，能使溶液恢复到电解前浓度的是( )
A.AgNO3 B.Na2SO4 C.CuCl2 D.H2SO4
解析：既然电解一段时间后，向剩余溶液中加水，就能使溶液恢复到电解前的浓度，说明电解过程中消耗的是水，那么在两个电极上放电的离子分别是H+和OH-，那么溶液中的阳离子放电能力都只能弱于H+。同理，溶液中阴离子放电能力也只能弱于OH-，常见物质有强碱、含氧酸和强碱对应的含氧酸盐。
答案：BD
4.两只串联的电解池，左池放CuSO4溶液，右池放一定量的某硝酸盐稀溶液，电解时，当左池析出1.6 g铜时，右池析出0.45 g固体，则右池中的溶质为( )
A.AgNO3 B.NaNO3 C.Mg（NO3）2 D.Al（NO3）3
解析：本题考查电解的反应原理及简单计算，左池电解CuSO4溶液，阴极反应为Cu2++2e-====Cu,析出铜为=0.025 mol，导线上转移电子为0.05 mol，在右池4个选项的溶液中阳离子中只有Ag+能发生电极反应，但Ag+的量不足，只能析出0.45 g,故选A。
答案：A
5.实验室用铅蓄电池进行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：负极为Pb+====PbSO4+2e-，正极为PbO2+4H+++2e-====PbSO4+2H2O，今若制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ）
A.0.025 mol B.0.050 mol C.0.10 mol D.0.20 mol
解析：该题只要明确原电池和电解原理，抓住转移电子守恒即可。由2Cl--2e-====Cl2，可知制得0.05 mol Cl2应转移0.10 mol e-,再由铅蓄电池总反应：
可看出每转移2 mol e-消耗2 mol H2SO4，现转移0.10 mol e-，则消耗 0.10 mol H2SO4。
答案：C
6.下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是（ ）
A.粗铜板：阳极
B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu2++2e-====Cu
C.粗铜中所含Na、Fe、Zn等杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥
D.电解铜的纯度可达99.95 %—99.98 %
答案:C
7.对下列各溶液进行电解，通电一段时间后，溶液颜色不会发生显著改变的是（ ）
A.以石墨为电极，电解含甲基橙的0.1 mol/L硫酸溶液
B.以铜为电极，电解1 mol/L硫酸溶液
C.以石墨为电极，电解含酚酞的饱和食盐水
D.以石墨为电极，电解1 mol/L溴化钾溶液
解析：A中原溶液呈红色，通电一段时间后，溶液中c（H+）会增大，酸性增强，但溶液颜色不变仍为红色。B中阳极Cu溶解，形成Cu2+进入溶液，故通电一段时间后，溶液会由无色变成蓝色。C中原溶液呈无色，通电一段时间后，由于溶液中c（OH-）增大，碱性增强，故溶液会由无色变成红色。D中由于Br-在阳极放电，2Br--2e====Br2，故溶液会由无色变成橙色。因此，只有A符合题意。
答案：A
综合运用
8.下列4种装置工作一段时间后，测得导线上均通过了0.002 mol 电子，此时溶液的pH值由大到小的排列顺序为（不考虑盐的水解和溶液体积变化）①盛100 mL CuSO4 ②盛200 mL 0.01 mol·L-1 H2SO4 ③盛200 mL ZnCl2 ④盛200 mL NaCl饱和溶液（ ）
A.④②③① B.④③①② C.④③②① D.④①③②
解析：4个装置中①是电解CuSO4，生成H2SO4转移0.002 mol 电子，生成c(H+)=0.002/0.1=0.02 mol·L-1,②装置为原电池，在Cu板上有H2放出，2H++2e-====H2↑转移0.002 mol 电子，则消耗0.002 mol H+,溶液中剩余（H+）==0.01mol·L-1,③装置实际上是一个电镀池，pH不变，④装置为电解NaCl饱和溶液，生成NaOH，pH最大，所以正确的顺序为④③②①。
答案：C
9.将质量分数为0.052 (5.2 %)的NaOH溶液1 L（密度为1.06 g·cm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010 (1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
NaOH的质量分数 阳极析出物的质量/g 阴极析出物的质量/g
A 0.062 (6.2%) 19 152
B 0.062 (6.2%) 152 19
C 0.042 (4.2%) 1.2 9.4
D 0.042 (4.2%) 9.4 1.2
解析：电解过程中，浓度的变化主要是水的减少，若设水减少的质量为x,则=0.052+0.01=0.062。
答案：B
10.下列事实能用电化学理论解释的是（ ）
A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B.铝片不用特殊方法保存
C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量浓H2SO4溶液后速率加快
D.镀锌铁不如镀锡铁耐用
解析：A选项是通过构成ZnFe原电池，在船壳上加Zn块构成原电池负极，从而保护船体不被腐蚀。
答案：A
11.以铁为阳极、以铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解。一段时间后得到2 mol Fe（OH）3沉淀，此时共消耗的水的物质的量为（ ）
A.2 mol B.3 mol C.4 mol D.5 mol
解析：电极反应式为
阳极：Fe-2e-====Fe2+
阴极：2H++2e-====H2↑
沉淀反应为Fe2++2OH-====Fe（OH）2↓
4 Fe(OH)2+2H2O+O2====4Fe(OH)3↓
整个过程的总反应方程式可写作：
4 Fe+10H2O+O24Fe（OH）3↓+4H2↑
故得到2 mol Fe(OH)3沉淀，共消耗水5 mol。
答案：D
12.将一直流电源的正、负极，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾淀粉溶液和石蕊试液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是（ ）
A B C D
阳极 蓝 白 红 蓝
阴极 白 蓝 蓝 蓝
解析：本题实质上相当于在滤纸上进行的食盐水、碘化钾淀粉溶液和石蕊试液的混合液的电解。经过一段时间后，两极的变化为正极：2I--2e-====I2（I2遇淀粉变蓝）负极：2H++2e-====H2↑c（H+）减小，c(OH-)增大，碱性增强，石蕊遇碱变蓝，故答案选D项。
答案：D
13.含的工业酸性废水会造成铬污染，排放前要进行如下处理：（Ⅰ）往工业废水中加入适量的NaCl搅拌均匀；（Ⅱ）以Fe做两电极进行电解，从而使溶液的pH不断升高，废水由酸性转化为碱性，经过一段时间有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀产生：(Ⅲ)过滤回收沉淀，废水达到排放标准。
（1）在电解过程中，溶液pH不断升高的原因可能是（ ）
①电解时废水的体积不断减小 ②电解时H+在阴极被还原 ③作为阳极的Fe不断溶解 ④转化为Cr3+时消耗了H+ ⑤NaCl在电解时转化成了NaOH
A.⑤ B.②④ C.②③④ D.①②③④
（2）两极发生反应的电极反应式为
（3）写出变成Cr3+的离子方程式__________________________________。
（4）______________（填“能”或“不能”）改用石墨电极进行电解。
解析：依题给信息看：用电解法处理含铬废水使最终变为Cr（OH）3沉淀而除去。铁作阳极，铁溶解变成Fe2+：Fe-2e-====Fe2+，阴极阳离子放电，只能是H+被还原：2H++2e-H2↑，铁被氧化成Fe2+进入溶液后，最终为什么会变成Fe（OH）3呢？显然是发生了如下反应：+6Fe2++14 H+====2Cr3++6Fe3++7H2O，Fe3++3OH-====Fe（OH）3↓,与此同时：Cr3+3OH-====Cr（OH）3↓题给信息加入NaCl，显然是为了增强溶液导电性而采取的一项措施。因此，溶液c（H+）减小，pH升高的原因是②④。当用石墨作电极时阳极产生Cl2，得不到Fe2+，缺少还原剂，不能使Cr3+Cr（OH）3↓而除去，故不能用石墨作电极。
答案：（1）B
（2）Fe-2e-====Fe2+ 2H++2e-====H2↑
（3）+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe2++7H2O
（4）不能
拓展探究
14.我国缺碘病区甚广，防治缺碘病的主要措施是食盐中加碘。1996年我国政府以国家标准的方式规定食盐的碘添加剂是KIO3。
（1）可用盐酸酸化的KI和淀粉的混合物检验食盐是否为加碘盐，反应的化学方程式为__________________________________。
（2）可用电化学方法制备KIO3。原理是：以石墨为阳极，不锈钢为阴极，以KI溶液（加入少量K2Cr2O7）为电解质溶液，在一定电流强度和温度下进行电解，其电解总反应方程式为KI+3H2OKIO3+3H2↑。试写出两极反应式：阳极_____________；阴极_____________。
（3）如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min时阴极可产生11.2 L（标准状况）Cl2，这时溶液的pH是（设体积维持不变）_____________。
（4）Cl2常用于自来水的消毒杀菌，现有一种新型消毒剂ClO2，若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl-，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为_____________。
方法指引：在正确书写电解反应方程式的基础上，关键把握电解过程中的等量关系，然后进行综合处理，便可解决。
解析：（3）由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl↑可知,n（NaOH）=2n（H2）=2×=1 mol，
c(OH-)=0.1 mol·L-1,故溶液的pH=13。
（4）Cl22Cl-，ClO2Cl-，当两者得电子数相等时，消毒能力相当，此时两者物质的量之比为5∶2。
答案：（1）2Cl--2e-====Cl2↑
（2）阳：I-+3H2O-6e+6H+
阴：2H++2eH2↑
（3）13 （4）5∶2
基础达标
1.埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是（ ）
A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松的碱性土壤中
C.在干燥致密不透气的土壤中 D.在含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中
解析：A易发生析氢腐蚀，B易发生吸氧腐蚀，D易发生原电池反应。
答案：C
2.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（ ）
A.4Fe（OH）2+2H2O+O2====4Fe（OH）3↓
B.2Fe+2H2O+O2====2Fe（OH）2↓
C.2H2O+O2+4e-====4OH-
D.Fe-3e-====Fe3+
解析：铁锅生成铁锈发生如下反应；
①Fe+2e-====Fe2+
②O2+2H2O+4e-====4OH-
③Fe2++2OH-====2Fe（OH）2↓
④2Fe+2H2O+O2====2Fe（OH）2↓
⑤4Fe（OH）2+O2+2H2O====4Fe（OH）3↓
综合分析答案为D。
答案：D
3.用惰性电极分别电解下列各物质水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水，能使溶液恢复到电解前浓度的是( )
A.AgNO3 B.Na2SO4 C.CuCl2 D.H2SO4
解析：既然电解一段时间后，向剩余溶液中加水，就能使溶液恢复到电解前的浓度，说明电解过程中消耗的是水，那么在两个电极上放电的离子分别是H+和OH-，那么溶液中的阳离子放电能力都只能弱于H+。同理，溶液中阴离子放电能力也只能弱于OH-，常见物质有强碱、含氧酸和强碱对应的含氧酸盐。
答案：BD
4.两只串联的电解池，左池放CuSO4溶液，右池放一定量的某硝酸盐稀溶液，电解时，当左池析出1.6 g铜时，右池析出0.45 g固体，则右池中的溶质为( )
A.AgNO3 B.NaNO3 C.Mg（NO3）2 D.Al（NO3）3
解析：本题考查电解的反应原理及简单计算，左池电解CuSO4溶液，阴极反应为Cu2++2e-====Cu,析出铜为=0.025 mol，导线上转移电子为0.05 mol，在右池4个选项的溶液中阳离子中只有Ag+能发生电极反应，但Ag+的量不足，只能析出0.45 g,故选A。
答案：A
5.实验室用铅蓄电池进行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：负极为Pb+====PbSO4+2e-，正极为PbO2+4H+++2e-====PbSO4+2H2O，今若制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ）
A.0.025 mol B.0.050 mol C.0.10 mol D.0.20 mol
解析：该题只要明确原电池和电解原理，抓住转移电子守恒即可。由2Cl--2e-====Cl2，可知制得0.05 mol Cl2应转移0.10 mol e-,再由铅蓄电池总反应：
可看出每转移2 mol e-消耗2 mol H2SO4，现转移0.10 mol e-，则消耗 0.10 mol H2SO4。
答案：C
6.下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是（ ）
A.粗铜板：阳极
B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu2++2e-====Cu
C.粗铜中所含Na、Fe、Zn等杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥
D.电解铜的纯度可达99.95 %—99.98 %
答案:C
7.对下列各溶液进行电解，通电一段时间后，溶液颜色不会发生显著改变的是（ ）
A.以石墨为电极，电解含甲基橙的0.1 mol/L硫酸溶液
B.以铜为电极，电解1 mol/L硫酸溶液
C.以石墨为电极，电解含酚酞的饱和食盐水
D.以石墨为电极，电解1 mol/L溴化钾溶液
解析：A中原溶液呈红色，通电一段时间后，溶液中c（H+）会增大，酸性增强，但溶液颜色不变仍为红色。B中阳极Cu溶解，形成Cu2+进入溶液，故通电一段时间后，溶液会由无色变成蓝色。C中原溶液呈无色，通电一段时间后，由于溶液中c（OH-）增大，碱性增强，故溶液会由无色变成红色。D中由于Br-在阳极放电，2Br--2e====Br2，故溶液会由无色变成橙色。因此，只有A符合题意。
答案：A
综合运用
8.下列4种装置工作一段时间后，测得导线上均通过了0.002 mol 电子，此时溶液的pH值由大到小的排列顺序为（不考虑盐的水解和溶液体积变化）①盛100 mL CuSO4 ②盛200 mL 0.01 mol·L-1 H2SO4 ③盛200 mL ZnCl2 ④盛200 mL NaCl饱和溶液（ ）
A.④②③① B.④③①② C.④③②① D.④①③②
解析：4个装置中①是电解CuSO4，生成H2SO4转移0.002 mol 电子，生成c(H+)=0.002/0.1=0.02 mol·L-1,②装置为原电池，在Cu板上有H2放出，2H++2e-====H2↑转移0.002 mol 电子，则消耗0.002 mol H+,溶液中剩余（H+）==0.01mol·L-1,③装置实际上是一个电镀池，pH不变，④装置为电解NaCl饱和溶液，生成NaOH，pH最大，所以正确的顺序为④③②①。
答案：C
9.将质量分数为0.052 (5.2 %)的NaOH溶液1 L（密度为1.06 g·cm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010 (1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
NaOH的质量分数 阳极析出物的质量/g 阴极析出物的质量/g
A 0.062 (6.2%) 19 152
B 0.062 (6.2%) 152 19
C 0.042 (4.2%) 1.2 9.4
D 0.042 (4.2%) 9.4 1.2
解析：电解过程中，浓度的变化主要是水的减少，若设水减少的质量为x,则=0.052+0.01=0.062。
答案：B
10.下列事实能用电化学理论解释的是（ ）
A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B.铝片不用特殊方法保存
C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量浓H2SO4溶液后速率加快
D.镀锌铁不如镀锡铁耐用
解析：A选项是通过构成ZnFe原电池，在船壳上加Zn块构成原电池负极，从而保护船体不被腐蚀。
答案：A
11.以铁为阳极、以铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解。一段时间后得到2 mol Fe（OH）3沉淀，此时共消耗的水的物质的量为（ ）
A.2 mol B.3 mol C.4 mol D.5 mol
解析：电极反应式为
阳极：Fe-2e-====Fe2+
阴极：2H++2e-====H2↑
沉淀反应为Fe2++2OH-====Fe（OH）2↓
4 Fe(OH)2+2H2O+O2====4Fe(OH)3↓
整个过程的总反应方程式可写作：
4 Fe+10H2O+O24Fe（OH）3↓+4H2↑
故得到2 mol Fe(OH)3沉淀，共消耗水5 mol。
答案：D
12.将一直流电源的正、负极，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾淀粉溶液和石蕊试液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是（ ）
A B C D
阳极 蓝 白 红 蓝
阴极 白 蓝 蓝 蓝
解析：本题实质上相当于在滤纸上进行的食盐水、碘化钾淀粉溶液和石蕊试液的混合液的电解。经过一段时间后，两极的变化为正极：2I--2e-====I2（I2遇淀粉变蓝）负极：2H++2e-====H2↑c（H+）减小，c(OH-)增大，碱性增强，石蕊遇碱变蓝，故答案选D项。
答案：D
13.含的工业酸性废水会造成铬污染，排放前要进行如下处理：（Ⅰ）往工业废水中加入适量的NaCl搅拌均匀；（Ⅱ）以Fe做两电极进行电解，从而使溶液的pH不断升高，废水由酸性转化为碱性，经过一段时间有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀产生：(Ⅲ)过滤回收沉淀，废水达到排放标准。
（1）在电解过程中，溶液pH不断升高的原因可能是（ ）
①电解时废水的体积不断减小 ②电解时H+在阴极被还原 ③作为阳极的Fe不断溶解 ④转化为Cr3+时消耗了H+ ⑤NaCl在电解时转化成了NaOH
A.⑤ B.②④ C.②③④ D.①②③④
（2）两极发生反应的电极反应式为
（3）写出变成Cr3+的离子方程式__________________________________。
（4）______________（填“能”或“不能”）改用石墨电极进行电解。
解析：依题给信息看：用电解法处理含铬废水使最终变为Cr（OH）3沉淀而除去。铁作阳极，铁溶解变成Fe2+：Fe-2e-====Fe2+，阴极阳离子放电，只能是H+被还原：2H++2e-H2↑，铁被氧化成Fe2+进入溶液后，最终为什么会变成Fe（OH）3呢？显然是发生了如下反应：+6Fe2++14 H+====2Cr3++6Fe3++7H2O，Fe3++3OH-====Fe（OH）3↓,与此同时：Cr3+3OH-====Cr（OH）3↓题给信息加入NaCl，显然是为了增强溶液导电性而采取的一项措施。因此，溶液c（H+）减小，pH升高的原因是②④。当用石墨作电极时阳极产生Cl2，得不到Fe2+，缺少还原剂，不能使Cr3+Cr（OH）3↓而除去，故不能用石墨作电极。
答案：（1）B
（2）Fe-2e-====Fe2+ 2H++2e-====H2↑
（3）+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe2++7H2O
（4）不能
拓展探究
14.我国缺碘病区甚广，防治缺碘病的主要措施是食盐中加碘。1996年我国政府以国家标准的方式规定食盐的碘添加剂是KIO3。
（1）可用盐酸酸化的KI和淀粉的混合物检验食盐是否为加碘盐，反应的化学方程式为__________________________________。
（2）可用电化学方法制备KIO3。原理是：以石墨为阳极，不锈钢为阴极，以KI溶液（加入少量K2Cr2O7）为电解质溶液，在一定电流强度和温度下进行电解，其电解总反应方程式为KI+3H2OKIO3+3H2↑。试写出两极反应式：阳极_____________；阴极_____________。
（3）如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min时阴极可产生11.2 L（标准状况）Cl2，这时溶液的pH是（设体积维持不变）_____________。
（4）Cl2常用于自来水的消毒杀菌，现有一种新型消毒剂ClO2，若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl-，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为_____________。
方法指引：在正确书写电解反应方程式的基础上，关键把握电解过程中的等量关系，然后进行综合处理，便可解决。
解析：（3）由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl↑可知,n（NaOH）=2n（H2）=2×=1 mol，
c(OH-)=0.1 mol·L-1,故溶液的pH=13。
（4）Cl22Cl-，ClO2Cl-，当两者得电子数相等时，消毒能力相当，此时两者物质的量之比为5∶2。
答案：（1）2Cl--2e-====Cl2↑
（2）阳：I-+3H2O-6e+6H+
阴：2H++2eH2↑
（3）13 （4）5∶2