高考化学必考知识点《电解池原理》答题技巧(2017年最新版)(四)

时间:2017-08-10 00:19:01

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1、填空题  23.(12分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g) + 2H2(g)   CH3OH(g)  ΔH;
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
①根据表中数据可判断ΔH      0 (填“>”、“=”或“<”)。
②在300℃时,将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将     (填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
(2)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,则负极的电极反应式为:        ,随着反应的不断进行溶液的pH   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极的电极反应式为:                 ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12(25℃下测定),则理论上消耗氧气的体积为       mL(标况下)。


参考答案:(1)①< ②向正反应方向进行
(2) CH3OH+ 8OH—-6e—= CO32—+6H2O;减小
(3) 2Cl—-2e—=Cl2↑;56


本题解析:根据所给表格可知随着温度的升高,K逐渐减小,得到该反应为放热反应,因而ΔH<0;在300℃时,将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,CO有剩余,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动;将总反应分解得负极的电极反应CH3OH+ 8OH—-6e—= CO32—+6H2O;随着反应的进行,H+逐渐产生,所以pH减小;电解饱和食盐水,阳极生成了氯气,电极反应:2Cl—-2e—=Cl2↑;pH=12说明c(OH-)=0.01mol/L;根据电荷守恒,n(O2)=0.0025mol,V=0.056L=56ml
考点:化学平衡及相关计算
点评:本题做题的关键是掌握平衡移动的原理,将燃料电池的知识与平衡移动相联系,综合性较强。


本题难度:困难



2、选择题  工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。下列说法不正确的是

A.阴极材料可以是Fe,含氧酸根杂质不参与电极上放电
B.该电解槽的阳极反应式为:4OH


参考答案:


本题解析:


本题难度:一般



3、选择题  研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2CaO作电解质,利用右图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中正确的是(  )

A.由TiO2制得1 mol金属Ti,理论上外电路转移2 mol电子
B.阳极的电极反应为C+2O2--4e-CO2↑
C.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少
D.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,石墨电极应连接Pb电极


参考答案:B


本题解析:整个反应中Ca2+没有参加反应,所以装置中CaO的总量不变,C选项错误;由图可知石墨电极为阳极应与电源正极相连,B选项正确、D选项错误


本题难度:一般



4、选择题  在同温同压下,用惰性电极电解下列物质的水溶液,当消耗相同电量时在两极产生的气体总体积最大的是
A.NaOH溶液
B.CuCl2溶液
C.CuSO4溶液
D.NaCl溶液


参考答案:D


本题解析:电解NaOH溶液即为电解水:=====(电解),每转移4mol电子生成3mol气体;电解CuCl2溶液方程式为:=====(电解)每转移4mol电子生成2mol气体;电解CuSO4溶液方程式为:的阴极生成铜,阳极生成氧气,电极反应式为:每转移4mol电子生成1mol气体;电解NaCl溶液的方程式为:
=====(电解)每转移4mol电子生成4mol气体;


本题难度:一般



5、简答题  (1)铅蓄电池的电池总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO42-

放电
充电
2PbSO4+2H2O回答下列问题.(不考虑氢、氧的氧化还原)
①放电时:负极的电极反应式是______,电解液中H2SO4的浓度将变______,当外电路通过2mol电子时,理论上负极板的质量增加______g.
②在完全放电耗尽PbO2和Pb时,将原Pb和PbO2极板按右图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成______,B电极上生成______.
(2)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加放适量硫酸钠后进行电解.电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍.以下说法正确的是______
a.可用铁作阳极材料
b.电解过程中阳极附近溶液的pH升高
c.阳极反应方程式为:2Cl--2e-=Cl2↑
d.1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol电子.91考试网


参考答案:(1)①Pb+PbO2+4H++2SO42-放电


本题解析:


本题难度:一般




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