高考化学知识点总结《电解池原理》高频试题预测(2019年最新版)(七)

时间:2019-06-25 21:00:59

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1、选择题  下列解释事实的方程式不正确的是
A.向氯化铝溶液中滴加过量氨水,生成白色胶状沉淀:Al3++ 3NH3·H2O===Al(OH)3+ 3NH4+
B.加入足量的氢氧化镁以除去氯化镁溶液中的少量氯化铁:Fe3+ + 3OH—="=" Fe(OH)3↓
C.常温下0.1mol/L 氯化铵溶液pH=5:NH4+ +H2O NH3·H2O+ H+
D.电解精炼铜时阳极铜溶解:Cu — 2e— ="==" Cu2+


参考答案:B


本题解析:A、向氯化铝溶液中滴加过量氨水,生成白色胶状沉淀:Al3++ 3NH3·H2O===Al(OH)3+ 3NH4+,正确;B、加入足量的氢氧化镁以除去氯化镁溶液中的少量氯化铁是利用氢氧化镁与氯化铁水解生成的氢离子反应,使氯化铁的水解平衡正向移动,铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去,错误;C、常温下0.1mol/L 氯化铵溶液pH=5是因为铵离子水解呈酸性:NH4+ +H2O  NH3·H2O+ H+,正确;D、电解精炼铜时阳极铜溶解:Cu — 2e— ="==" Cu2+,正确。
考点:考查离子方程式正误判断。


本题难度:一般



2、选择题  以铁为阳极,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。此过程中共消耗水       (  )
A.3 mol
B.4 mol
C.5 mol
D.6 mol


参考答案:C


本题解析:铁为阳极,则Fe-2e-=Fe2+,阴极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,生成的Fe2+与溶液中的OH-反应生成Fe(OH)2,Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,Fe(OH)2不稳定,被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3沉淀,即4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,所以得到2 mol Fe(OH)3沉淀时,共消耗水的物质的量为5 mol,即选C。


本题难度:一般



3、简答题  已知pH为4~5的条件下,Cu2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解.某学生用电解纯净的CuSO4溶液的方法,并根据电极上析出Cu的质量(m)以及电极上产生气体的体积(V?mL?标准状况)来测定Cu的相对原子质量,过程如下:
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回答下列问题:
(1)加入CuO的作用是______.
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(2)步骤②中所用的部分仪器如图所示,则A、B分别连直流电源的______极和______极
(填“正”或“负”).
(3)电解开始后,电解的离子方程式为______.
(4)下列实验操作中必要的是______(填写字母).
A.称量电解前的电极的质量;
B.电解后,电极在烘干称量前,必须用蒸馏水冲洗;
C.刮下电解后电极上析出的铜,并清洗,称量;
D.电解后烘干称重的操作中必须按“烘干→称量→再烘干→再称量”进行;
E.在有空气存在的情况下,烘干电极必须用低温烘干的方法.
(5)铜的相对原子质量为______(用带有m、V的计算式表示).


参考答案:(1)pH为4~5的条件下,Cu2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解,加入稍过量的CuO,可以得到纯净的硫酸铜溶液,故加入CuO通过消耗H+而调整溶液的pH使之升高,使Fe3+完全水解形成Fe(OH)3沉淀而除去,
故答案为:消耗H+而调整溶液的pH使之升高,使Fe3+完全水解形成Fe(OH)3沉淀而除去;
(2)电解生成Cu与氧气,故Cu电极连接电源的负极,石墨电极连接电源的正极,故A、B分别连直流电源的负极、正极,
故答案为:负;正;
(3)电解硫酸铜溶液生成Cu、氧气与硫酸,电解的离子方程式为:2Cu2++2H2O?电解?.?2Cu↓+O2↑+4H+,
故答案为:2Cu2++2H2O?电解?.?2Cu↓+O2↑+4H+;
(4)需要准确称量生成铜的质量,铜电极前后质量之差为生成的Cu的质量,Cu电解表面会附着离子,应清洗除去,由于铜与氧气发生反应,在空气存在情况下,应低温烘干,称量两次之差小于天平的感量,说明烘干,故需要进行ABDE操作,不需要进行C操作,
故答案为:A、B、D、E;
(5)VmL氧气的物质的量为V×10-3L22.4L/mol=V22400mol,令Cu的相对原子质量为Mr,根据电子转移守恒,则:
mMr×2=V22400mol×4,解得Mr=11200mV,
故答案为:11200mV.


本题解析:


本题难度:一般



4、填空题  从H+、K+、Cu2+、Cl-、SO中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质,进行电解(阳离子只能使用一次)。
(1)以碳棒为电极进行电解,电解质的物质的量减少,水的物质的量保持不变,两极都有气体生成,气体体积相同,则该电解质的化学式为____________,电解的阴极反应____________,电解的阳极反应________________________,电解的总方程式是______________________。
(2)以铂丝为电极进行电解,水的物质的量减少,电解质的物质的量保持不变,两极都有气体生成,气体体积比为2:1,则该电解质的化学式为____________________,阴极反应式为____________________,阳极反应式为___________________________。
(3)惰性电解,电解质的物质的量减少,水的物质的量也减少,pH下降,则电解质的化学式为____________,电解的总方程式为__________________________________。


参考答案:10分(每空1分,最后一空2分)
(1)HCl ;2H++2e-=H2↑?;2Cl--2e-=Cl2↑ ; 2HClH2↑+Cl2↑
(2)K2SO4 ;4H++4e-=2H2↑?;4OH--4e-=2H2O+O2↑
(3)CuSO4 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4


本题解析:阳离子放电顺序为Cu2+>Na+>H+,阴离子放电顺序为Cl->OH->SO42-。
(1) 电解质的物质的量减少,水的物质的量保持不变,两极都有气体生成,气体体积相同,说明电解的HCl,铜离子、氯离子放电,则电解质质量减小,水量不变,故电解质的化学式为HCl,电解的阴极反应为2H++2e-=H2↑,电解的阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,电解的总方程式是2HClH2↑+Cl2↑。
(2) 以铂丝为电极进行电解,水的物质的量减少,电解质的物质的量保持不变,两极都有气体生成,气体体积比为2:1,说明电解的是)K2SO4,氢离子、氢氧根离子放电,则电解质质量不变,水量减少,故该电解质的化学式为K2SO4,阴极反应式为4H++4e-=2H2↑,阴极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。
(3)惰性电解,电解质的物质的量减少,水的物质的量也减少,pH下降,说明电解的是CuSO4,则铜离子、氢氧根离子(或氯离子、氢离子)放电,所以电解质和水量都减少,故电解质的化学式为CuSO4,电解的总方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。
点评:本题考查电解原理,明确离子的放电顺序是解答本题的关键,注意电极材料与发生的电极反应即可解答,题目难度大。


本题难度:一般



5、填空题  (16分)I.一定条件下铁可以和CO2发生反应:
Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)    △H>0。1100℃时,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。

(1)8分钟内,CO的平均反应速率v(CO)=___________(结果保留3位有效数字)。
(2)1100℃时该反应的平衡常数K=     (填数值);该温度下,若在8分钟时CO2和CO各增加0.5mol/L,此时平衡         移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)1100℃时,2L的密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器


反应物投入量
3molFe、2molCO2
4molFeO、3molCO
CO的浓度(mol/L)
C1
C2
CO2的体积分数
φ1
φ2
体系压强(Pa)
P1
P2
下列说法正确的是___________(填序号);
A.2C1 = 3C2               B.φ1 = φ2                C.P1<P2
II.(4)已知:①Fe(OH)3(aq)Fe3+(aq)+3OH-(aq);ΔH=" a" kJ?mol-1
②H2O(l) H+(aq)+OH-(aq);ΔH="b" kJ?mol-1
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式:                             。
(5)柠檬酸(用H3R表示)可用作酸洗剂,除去水垢中的氧化铁。
溶液中H3R、H2R-、HR2--、R3-的微粒数百分含量与pH的关系如图所示。图中a曲线所代表的微粒数的百分含量随溶液pH的改变而变化的原因是                   (结合必要的方程式解释)。调节柠檬酸溶液的pH=4时,溶液中上述4种微粒含量最多的是          (填微粒符号)。

III.(6)高铁酸钠(Na2FeO4)广泛应用于净水、电池工业等领域,工业常用电解法制备,其原理为
Fe+2OH--+2H2OFeO42--+3H2↑
请设计一个电解池并在答题卡的方框内画出该装置的示意图并作相应标注。

其阳极反应式为:________________________________。


参考答案:(1)v(CO)=0.0625mol?L-1?min-1
(2)2  正
(3)B C
(4)Fe3+(aq) +3H2O(l) Fe(OH)3(aq) +3H+(aq)  △H=(3b-a)kJ·mol-1
(5)随溶液pH增大,平衡H3RH2R- + H+向右移动,所以,H3R的百分含量减小 ;H2R-
(6)装置如图:   Fe - 6e-+ 8OH-= FeO42-+ 4 H2O


本题解析:(1)
(2)K==,该温度下,在8分钟时CO2和CO各增加0.5mol/L,此时平衡正向移动;
(3)由数据可知,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡,且为等效平衡,达到平衡时,物质的浓度、转化率不随时间的变化而变化,故BC正确;
(4)①Fe(OH)3(aq)Fe3+(aq)+3OH-(aq) ; ΔH=" a" kJ?mol-1
②H2O(l)  H+(aq)+OH-(aq) ;ΔH=" b" kJ?mol-1
==(3b-a)kJ/mol
所以水解的热化学方程式为 Fe3+(aq) +3H2O(l) Fe(OH)3(aq) +3H+(aq)  △H=(3b-a)kJ·mol-1;
(5)溶液中H3R、H2R-、HR2--、R3-的微粒数百分含量与pH的关系可由图可得,图中a曲线所代表的微粒数的百分含量随溶液pH的改变而变化的原因随溶液pH增大,平衡H3RH2R- + H+向右移动,所以,H3R的百分含量减小;调节柠檬酸溶液的pH=4时,溶液显酸性,使H3RH2R- + H+被抑制,平衡逆移,这时含量最多的微粒为H2R-;
(6)由题可知反应原理为Fe+2OH--+2H2OFeO42--+3H2↑,那么阳极为铁,故电极反应为Fe - 6e-+ 8OH-= FeO42-+ 4 H2O,电解池的装置图为

考点:反应速率的计算,平衡常数的计算,平衡移动方向的判断,热化学方程式的书写, 溶液中微粒种类的判断


本题难度:困难




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