高中化学知识点大全《电解池原理》考点特训(2017年冲刺版)(十)

时间:2017-08-22 15:36:11

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1、选择题  按下图的装置进行电解,A极是铜锌含金,B极为纯铜。电解质溶液中含有足量的Cu2+。 通电一段时间后,若A极恰好全部溶解,此时B极质量增加7.68g,溶液质量增加0.03g,则A极合金中Cu、Zn的原子个数比为

A.4:1
B.3:1
C.2:1
D.5:3


参考答案:B


本题解析:B是阴极,始终是铜离子放电析出铜。A是阳极,先是锌失去电子进入溶液,然后是铜失去电子,进入溶液。所以根据反应式Zn+Cu2++=Zn2++Cu可知每消耗1mol锌,溶液质量增加1g,所以合金中锌的物质的量是0.03mol,同时析出的铜也是0.03mol,质量是1.92g。所以合金中铜的质量是7.68g-1.92g=5.76g,物质的量是0.09mol,所以合金中Cu、Zn的原子个数比为3:1。答案选B。


本题难度:一般



2、填空题  (12分)【化学—化学与技术】
南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题:
(1)该泉水属于__________硬水(填写“暂时”或“永久”)。
(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂添加顺序为__________,原因是______________________________________________________。
(3)目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化,水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的__________起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入___________溶液中再生。
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:

①阳离子交换膜是指_________(填“A”或“B”)。
②写出通电后阳极区的电极反应式:_____________________________;
阴极区的现象是:_____________________________________________。


参考答案:(1)永久(1分)
(2)先加石灰后加纯碱(1分)?过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来(2分)
(3)H+(1分)?强碱(1分)
(4)①B (2分)? ②2Cl--2e-=Cl2↑(2分)
电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀(2分)


本题解析:(1)钙、镁离子的硫酸盐形成的硬水属于永久硬水。
(2)若先加纯碱再加石灰,则过量的Ca2+无法除去,所以先加石灰后加纯碱,过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来。
(3)除去Ca2+、Mg2+用的是阳离子交换树脂,Ca2+、Mg2+和H+交换,即H+起交换作用。阴离子交换树脂中,OH-起交换作用,失效后应放到强碱溶液中再生。
(4)由图可知,电解池的左端电极为阳极,右端电极为阴极,通电后阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则B应为阳离子交换膜才能实现海水变为淡水的转化。阳极区:2Cl--2e-=Cl2↑,阴极区:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++2OH-=Ca(OH)2(微溶),所以阴极区的现象是:电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀。


本题难度:一般



3、选择题  15.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和K3[Fe(CN)6]试液混合溶液的培养皿中(如图所示平面图),经过一段时间后,下列说法中正确的是

A.Ⅰ附近溶液pH降低
B.Ⅱ附近很快出现蓝色沉淀
C.Ⅲ附近产生黄绿色气体
D.Ⅳ附近很快生成铁锈


参考答案:B


本题解析:第一个图示是电解池,铁做阳极,铁失电子生成亚铁离子,锌做阴极,在阴极上,2H++2e-=H2↑,破坏了锌片附近水的电离平衡,使得OH-浓度增大,所以Ⅰ附近溶液pH增大,;K3[Fe(CN)6]叫赤血盐,[Fe(CN)6]3-是络离子相对稳定,一般的化学反应不会破坏, [Fe(CN)6]3- + Fe2+ ="==" Fe[Fe(CN)6]-,后一种物质的钾盐是颜色特别深的蓝色沉淀,叫做普鲁士蓝,因此Ⅱ附近出现蓝色沉淀;第二个图示是原电池,锌做负极,锌失电子形成锌离子,无黄绿色气体生成,同时Fe被保护起来,不会迅速生锈。
考点:电解池、原电池
点评:本题有一定难度,但是关键是要弄清楚原电池和电解池的差别,再进一步进行判断。


本题难度:一般



4、选择题  下图是电解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

A.电解过程中,d电极质量增加
B.d为阳极,电极反应为:2Cl? - 2e- = Cl2↑
C.a为负极、b为正极
D.电解过程中,氯离子浓度不变


参考答案:A


本题解析:从电流的流向可以判断a是正极,b是负极,A.电解过程中,d电极接电源的负极做阴极,发生反应为:Cu2+ + 2e- =Cu,质量增加,对;B.d电极接电源的负极做阴极,不是阳极,错;C.a为正极、b为负极,错;D.电解过程中,氯离子在阳极放电,发生2Cl? - 2e- = Cl2↑浓度减小,错,选A。
考点:电解池的工作原理。


本题难度:一般



5、填空题  5种固体物质A、B、C、D、E由下表中不同的阴阳离子组成,它们均易溶于水。

阳离子
Na+  Al3+   Fe3+  Cu2+、 Ba2+
阴离子
OH- Cl- CO32- NO3- SO4-
 
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀,向该沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体;
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体;
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀,过量C溶液与D溶液混合后无现象;
④B溶液与D溶液混合后无现象;
⑤将38.4 g Cu片投入装有足量D溶液的试管中,Cu片不溶解,再滴加1.6 mol·L-1稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。
(1)据此推断A、C的化学式为:A             ;C             
(2)写出步骤②中发生反应的化学方程式                                   
(3)D溶液中滴入石蕊试液,现象是                                          
原因是                                            (用离子方程式说明)。
(4)步骤⑤中若要将Cu片完全溶解,至少加入稀H2SO4的体积是               mL。
(5)现用500 mL 3 mol·L-1的E溶液充分吸收11.2 L CO2气体(标准状况 下),反应后溶液中各离子的物质量浓度由小到大的顺序为                                
(6)若用惰性电极电解A和B的混合溶液,溶质的物质的量均为0.1 mol,请在坐标系中画出通电后阳极产生气体的体积(标准状况下)V与通过电子的物质的量n的关系(不考虑气体溶于水)。


参考答案:(1)CuSO4  Ba(OH)2(各1分)
(2)2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl(2分)
(3)溶液由无色变成红色(2分) Al3++3H2OAl(OH)3+3H+(2分)  
(4)500(2分)
(5)c(H+)<c(OH-)<c(CO32-)<c(HCO3-)<c(Na+)(2分)
(6)(2分)


本题解析:由①知,A、C反应产生的沉淀中应是氢氧化铜和硫酸钡沉淀;则A、C是CuSO4、Ba(OH)2中的一种;由②知,B、E只能是盐类,双水解产生气体和沉淀,其中含有Fe3+、CO32-,且其中必有Na2CO3;由③知C为强碱,所以C是Ba(OH)2,A是CuSO4;D为铝盐;由②④知,E为Na2CO3;由⑤知D中有NO3-,所以D为Al(NO3)3,则B只能为FeCl3。
(1)A、C的化学式为:CuSO4、Ba(OH)2
(2)步骤②是Fe3+、CO32-的双水解反应,化学方程式为2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl;
(3)Al(NO3)3溶液由于Al3+水解而是溶液显酸性,所以加入石蕊试液,溶液变红色,离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(4)根据Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu+8H++2N3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,得3Cu~8H+,38.4 g Cu的物质的量为0.6mol,所以需要硫酸的物质的量是0.8,其体积为500mL;
(5)由题意知n(CO2)=0.5mol,n(Na2CO3)=1.5mol,所以二者反应后溶液中有1mol的NaHO3,1mol的Na2CO3,
Na2CO3水解程度大于NaHO3水解程度,所以溶液中离子浓度由小到大的顺序为c(H+)<c(OH-)<c(CO32-)<c(HCO3-)<c(Na+)(2分)
(6)阳极先是Cl-放电,溶液中共有0.3mol Cl-,根据2 Cl- +2 e-= Cl2↑,得转移电子0.3mol时产生气体标准状况下的体积是3.36L;然后是氢氧根离子放电,4OH--4 e-=O2↑+2H+,每转移0.1mol电子就生成0.56L的气体,所以图像如下:
考点:考查化合物的判断,离子反应,盐的水解,氧化还原反应的计算,离子浓度的比较,电解原理的应


本题难度:困难




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