2015届广东省宝安中学等七校高三12月联考理综化学试卷与答案（带解析）
选择题2015届广东省宝安中学等七校高三12月联考理综化学试卷与答案（带解析）
生活处处有化学。下列说法正确的是
A．新买衣服先用水清洗以除掉残留在衣物上用作防皱整理剂的甲醛
B．冬天用纯甘油涂抹在手和面部可以防止皮肤干燥和开裂
C．煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
D．保鲜膜、一次性食品袋的主要成分是聚氯乙烯
解析试题分析：A．甲醛在衣物上用作防皱整理剂，但是会对人产生一定的危害，由于甲醛容易溶于水，因此新买衣服先用水清洗以除掉残留的甲醛，正确；B．甘油与水以任意比例混溶，若在冬天用甘油的水溶液涂抹在手和面部可以防止皮肤干燥和开裂，但是不能使用纯净的甘油，错误；C．煎炸食物的花生油是不饱和酯类，而牛油是饱和酯类，它们在碱性条件下都可以发生皂化反应，错误；D．保鲜膜、一次性食品袋的主要成分是聚乙烯，错误。考点：考查有机物在生活中的应用的知识。
元素A和B的原子序数都小于18，已知A原子最外层电子数为a个，次外层电子数为b个；B原子M层电子数为(a-b)个，L层为(a+b)个。则A、B两种元素形成化合物的性质可能A．能与水反应
B．能与硫酸反应
C．能与氢氧化钠反应
D．能与碳酸钠反应
解析试题分析：根据原子核外各个电子层最多容纳的电子数及原子各个电子层具有的电子数的关系可知：A是O，B是Si。A.A、B两种元素形成化合物是SiO2，难溶于水，所以选项A错误；B. SiO2是酸性氧化物，不能与硫酸发生反应，错误；C. SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O，正确；D. Na2CO3 +SiO2Na2SiO3+CO2，正确。考点：考查元素的推断及元素形成的化合物的性质的正误判断的知识。
下列实验装置设计正确、且能达到目的的是
A．实验I：检查装置的气密性
B．实验II：测定未知盐酸的浓度
C．实验III：比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱
D．实验IV：定容
解析试题分析：A．关闭止水夹，通过长颈漏斗向烧瓶中加入水， 若装置不漏气，就会在长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，因实验I：此检查装置的气密性，正确；B．实验II：测定未知盐酸的浓度时，盛装NaOH溶液应该用碱式滴定管，而且不能伸入到锥形瓶内，错误；C．硫酸的酸性强于碳酸，所以把硫酸滴入到盛有Na2CO3溶液中，会发生反应产生CO2，硫酸没有挥发性，产生的CO2进入到Na2SiO3溶液中，由于酸性H2CO3&H2SiO3，所以会发生反应产生难溶液水的硅酸沉淀，故实验III：可以比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱，正确；D．实验IV：定容时向容量瓶中加水一个用玻璃棒引流，当液面至离刻度线1—2cm水再改用胶头滴管滴加，错误。考点：考查实验装置设计与目的完成的正误判断的知识。
MOH和ROH两种一元碱，其水溶液分别加水稀释时，pH变化如下图所示。下列叙述中正确的是
A．在x点时，ROH完全电离
B．在x点时，c(M＋)&c(R＋)
C．MOH是一种强碱
D．稀释前，c(ROH)＝10c(MOH)
解析试题分析：根据图像可知：由于ROH稀释10倍，溶液的pH减小1个单位，稀释100倍，溶液pH减小2个单位，可知ROH是强碱，在任何浓度都是完全电离的；而MOH稀释100倍，溶液pH减小1个单位，可知MOH是弱碱，部分电离，在溶液中存在电离平衡：MOHM++OH-；在X点时，两种溶液的pH相等，说明c(OH-)相等，由于碱都是一元碱，根据电荷守恒可得c(M＋)=c(R＋)。在稀释前，两种溶液的pH相差一个单位，但是由于一种是强碱，一种是弱碱，因此不能确定稀释前二者的浓度的倍数关系，故正确的选项是A。考点：考查强碱、弱碱的稀释及溶液的pH的关系的知识。
将铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01 mol·L－1食盐溶液中，可能出现的现象是
A．铁棒附近产生OH－
B．铁棒被腐蚀
C．石墨棒上放出Cl2
D．石墨棒上放出O2
解析试题分析：将铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01 mol·L－1食盐溶液中，构成了原电池，发生吸氧腐蚀。由于Fe活动性大于石墨，所以Fe是原电池的负极，故铁棒失去电子被氧化而腐蚀，故选项是B。考点：考查原电池反应原理的应用的知识。
设nA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是
A．2mol·L－1的AlCl3溶液中含Cl－数为6nA
B．常温常压下，14g氮气含有的核外电子数为7nA
C．铝跟氢氧化钠溶液反应生成1mol氢气时，转移的电子数为nA
D．高温高压下，28gN2与6gH2反应，生成的NH3分子数为2nA
解析试题分析：A．只有溶液的浓度而缺少体积，因此不能确定溶液中的微粒数目，错误；B．常温常压下，14g氮气的物质的量是0.5mol，含有的N原子的物质的量是1mol，故含有的核外电子数为7nA，正确；C．铝是+3价的金属，Al跟氢氧化钠溶液反应生成1mol氢气时，根据电子得失数目相等可知：转移的电子数为2nA，错误；D．高温高压下，28gN2与6gH2反应，生成的NH3，由于该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此产生的NH3分子数小于2nA，错误。考点：考查阿伏加德罗常数的计算的知识。
下列叙述I和II均正确并有因果关系的是
溶解度：CaCO3&Ca(HCO3)2
溶解度：Na2CO3&NaHCO3
盐酸的酸性强于氢硫酸
氯元素比硫元素非金属性强
SiO2可与HF反应
氢氟酸不能保存在玻璃瓶中
Ca(OH)2能制成澄清石灰水
可配制2.0 mol?L-1的Ca(OH)2溶液
解析试题分析：A.CaCO3难溶于水，而Ca(HCO3)2容易溶于水，因此溶解度：CaCO3&Ca(HCO3)2；Na2CO3容易溶于水，而NaHCO3能够溶于水，故溶解度：Na2CO3&NaHCO3，并且二者没有因果关系，错误；B.盐酸是强酸，氢硫酸是弱酸，故盐酸的酸性强于氢硫酸，但是比较元素非金属性强弱，应该看该元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱，所以不能证明氯元素比硫元素非金属性强，错误；C.玻璃中含有二氧化硅，SiO2可与HF反应产生SiF4和H2O，所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，正确；D.Ca(OH)2能制成澄清石灰水,但是由于Ca(OH)2在室温下在水中溶解度不大，因此不能配制2.0 mol/L的Ca(OH)2溶液，错误。考点：考查物质的性质、应用及相互关系的知识。
水溶液中能大量共存的一组离子是
A．Na+、Cu2+、Cl-、SO42-
B．Fe3+、H+、SO32-、ClO-
C．Pb2+、NH4+、Cl-、SO42-
D．K+、Fe3+、NO3-、SCN-
解析试题分析：A．Na+、Cu2+、Cl-、SO42-在水溶液中不会发生任何反应，可以大量共存，正确；B． H+、SO32-、ClO-会发生氧化还原反应而不能大量共存，错误；C．Pb2+、SO42-会发生离子反应产生PbSO4沉淀而不能大量共存，错误；D． Fe3+、SCN-会形成络合物而不能大量共存，错误。考点：考查离子大量共存的知识。
实验题2015届广东省宝安中学等七校高三12月联考理综化学试卷与答案（带解析）
某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置有省略)。请按要求填空I．探究Cl2与 NH3的反应（1）为制取干燥NH3，可将装置C与Ｄ装置连接；则装置C中的烧瓶内固体可以选用
；（可多选）A．碱石灰
B．无水CaCl2
D．生石灰（2）装置A、E、E（用两个相同的装置）连接可制取纯净、干燥的Cl2，则第一个E装置内的药品是
；（3）装置F可用于探究Cl2与 NH3(已知Cl2与 NH3可发生反应：3Cl2＋2NH3─→N2＋6HCl）的反应。实验时打开开关1、3，关闭2，先向烧瓶中通入
，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中慢通入一定量的另一种气体。实验一段时间后烧瓶内出现 浓厚的白烟并在容器内壁凝结，请设计一个实验方案（操作过程、实验现象）鉴定该固体中的阳离子
。Ⅱ．探究某些物质的性质：（4）利用装置A、E，可设计实验比较Cl-和Br-的还原性强弱，能证明结论的实验现象是
；（5）将装置B、C分别与F相连后，进行H2S与SO2反应的实验。烧瓶F中发生反应的化学方程式为：
；装置F中可加入足量NaOH溶液，则其所起的作用是
答案（1） A、D
(共2分)；（2）饱和食盐水 (2分)（3）氯气(2分)；取少量固体于试管中，加入适量NaOH溶液并加热，在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明固体中有NH4+（3分）（4）装置E中的NaBr溶液变橙红色
(3分)（5）H2S＋SO2==3S＋2H2O； 吸收尾气H2S、SO2，防止污染环境
(每空2分，共4分)
解析试题分析：（1）氨气是碱性气体，不能与碱性干燥剂碱石灰 、生石灰反应，但是能够与无水CaCl2和P2O5发生反应，因此干燥时应该使用碱石灰 、生石灰，选项是A、D，（2）装置A、E、E（用两个相同的装置）连接可制取纯净、干燥的Cl2，在装置A中制取Cl2，由于浓盐酸有挥发性，所以在Cl2在含有杂质HCl和H2O。先用饱和食盐水来吸收杂质HCl，再用浓硫酸干燥气体，所以第一个E装置内的药品是饱和食盐水；（3）装置F可用于探究Cl2与 NH3的反应。实验时打开开关1、3，关闭2，由于Cl2的密度比氨气大，为了使气体被充分反应，先向烧瓶中通入氯气，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中慢通入一定量的另一种气体。实验一段时间后烧瓶内出现 浓厚的白烟并在容器内壁凝结，二者发生反应3Cl2＋8NH3=N2＋6NH4Cl。白色固体是NH4Cl，检验其阳离子的方法是：取少量固体于试管中，加入适量NaOH溶液并加热，在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明固体中有NH4+；（4） 利用装置A、E，可设计实验比较Cl-和Br-的还原性强弱，把装置A产生的氯气通入到盛有NaBr溶液的E中，发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2 ，所以会看到装置E中溶液有无色变为橙红色；（5）在装置B中用FeS与稀硫酸反应产生H2S, 在装置C中用70%的硫酸与Na2SO3发生反应制取SO2，然后将气体通过导管1、2通入到F，在烧瓶F中发生反应H2S＋SO2==3S＋2H2O；由于H2S、SO2都是大气污染物，所以在排放之前要进行尾气处理，由于二者都是酸性气体，可以与NaOH溶液发生反应，所以装置F中可加入足量NaOH溶液，其所起的作用是吸收尾气H2S、SO2，防止污染环境。考点：考查干燥剂、除杂试剂的选择、NH4+离子的检验方法、物质性质的验证方法、方程式的书写及尾气处理的知识。
填空题2015届广东省宝安中学等七校高三12月联考理综化学试卷与答案（带解析）
（16分）兔耳草醛是食品与化妆品工业中的香料添加剂，可利用下列路线合成：已知：①CH3CHO+CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHO②可写成③羟基与碳碳双键两端的碳原子相连时不稳定。（1）写出CH3CH2CHO的两种链状同分异构体
， B的官能团名称是
；（2）A的结构简式为
，反应②的反应类型
；（3）鉴别B和C两种物质可以使用的化学试剂是
；（4）由D生成兔耳草醛的化学方程式为
答案（1）CH3COCH3
CH2=CHCH2OH ( 共4分) 羟基、 醛基(共4分)（2） （2分)
( 2分)（3）溴的四氯化碳溶液 ( 2分)（4）(2分)
解析试题分析：（1）同分异构体是具有相同的分子式而有不同结构的化合物， CH3CH2CHO的两种链状同分异构体是CH3COCH3、CH2=CHCH2OH；根据B的结构简式可知B的官能团名称是羟基、 醛基；（2）根据题目提供的信息及A、B物质的转化关系可知A的结构简式为；B在浓硫酸作用下发生消去反应产生C：；（3）B中含有羟基、醛基，不能够使溴的CCl4溶液褪色，而C中含有碳碳双键和醛基，碳碳双键可以与溴发生加成反应而能够使溴的CCl4溶液褪色，所以鉴别B和C两种物质可以使用的化学试剂是CCl4溶液褪色。（4）C与H2在Ni作催化剂时发生加成反应产生D：；D在Cu作催化剂时被氧化变为兔耳草醛：。。考点：考查有机物的结构、性质、转化、化学方程式和同分异构体的书写的知识。
二甲醚（CH3OCH3）是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应：①CO（g） + 2H2（g）CH3OH（g）
△H1＝－Q1 kJ·mol－1
②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+ H2O（g） △H2＝－Q2 kJ·mol－1
③CO（g）+ H2O（g）CO2（g） + H2（g） △H3＝－Q3 kJ·mol－1
回答下列问题：（1）新工艺的总反应3H2（g）+ 3CO（g）CH3OCH3（g）+ CO2（g）的热化学方程式为_________。（2）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)CH3OH (g)
△H下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。
① 由表中数据判断ΔH
0 (填“ ＞”、“=”或“＜”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是A.体系的压强不变
B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变
D.c(CO)=c(CH3OH)② 某温度下，将 2mol CO和 6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应 10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，计算此温度下的平衡常数K=
。（3）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
ΔH＝-92.4kJomol-1。实验室模拟化工生产，在恒容密闭容器中冲入一定量N2和H2后，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如下图。请回答下列问题：①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为
。②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度，请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
答案（1）3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2 (g) △H＝－(2Q1+Q2+Q3) kJ/mol（3分）（2） ①ΔH＜0 （2分）
A、C （3分）②Κ=2.04 （3分）（3）①使用催化剂（2分）。② （3分）
解析试题分析：（1） ①×2+②+③，整理可得：3H2（g）+ 3CO（g）CH3OCH3（g）+ CO2（g）△H＝－(2Q1+Q2+Q3) kJ/mol；（2）①升高温度，化学平衡常数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，所以ΔH＜0；A. 由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，若未达到平衡，则体系的压强就会发生改变，所以体系的压强不变，则反应达到平衡状态，正确；B. 密度不变由于反应混合物都是气体，所以在任何时刻物质的密度都不发生变化，因此不能作为判断平衡的标志，错误；C. 由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，若未达到平衡，则体系的气体的物质的量就会发生变化，气体的相对分子质量就会改变，若气体的相对分子质量不变，则反应达到平衡状态，正确；D. c(CO)=c(CH3OH)时反映可能处于平衡状态，也可能未达到平衡，因此不能作为判断平衡的标志，错误；②某温度下，在反应开始是c(CO)=1.0mol/L，c(H2)=3.0mol/L，将 2mol CO和 6mol H2，充分反应 10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，则平衡时c(H2)=1.4mol/L，c(CH3OH)=0.8mol/L，则此温度下的平衡常数K=；（3）① 根据图像可知：与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ反应速率大大加快，达到平衡所需要的时间缩短，但是N2平衡浓度没有改变，因此平衡未发生移动，则改变的条件为加入催化剂；② 在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度，由于升高温度化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，但是由于该反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，因此达到平衡时NH3的含量降低，用图像表示实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图是。考点：考查热化学方程式的书写、反应热效应的判断、平衡状态的判断、催化剂、温度对平衡移动的影响的图像法表示、化学平衡常数的计算的知识。
过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下：已知：CaO2·8H2O是一种白色固体，微溶于水，加热至350 ℃左右开始分解放出氧气。（1）完成用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是：CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O==CaO2·8H2O↓＋________；（2）检验“水洗”是否合格的操作方法是_________________________________________；（3）沉淀时常用冰水控制温度在0 ℃左右，其可能原因是(写出两种)：①
②____________________________。（4）测定产品中CaO2的含量的实验步骤：【已知：I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-】第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol·L-1的H2SO4溶液，充分反应。第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。第三步：逐滴加入浓度为c mol·L-1的Na2S2O3溶液至反应完全，消耗Na2S2O3溶液V mL。①CaO2的质量分数为____________(用字母表示)；②某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO2的质量分数可能________(填“不受影响”、“偏低”或“偏高”)，原因是___________________。
答案（16分）（1）2NH4Cl （2分）（2）可取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀（3分）（3）①温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率（2分）②温度低有利于晶体的析出（2分）（4）①×100%（2分）;②偏高（2分）滴速太慢，S2O32-（或I-）在滴定过程中被氧气氧化（3分）
解析试题分析：（1）根据质量守恒定律可得制取CaO2·8H2O的化学方程式是：CaCl2＋H2O2＋2NH3+8H2O= CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl；（2） 如果洗涤干净，则洗涤溶液中不含Cl-，所以检验“水洗”是否合格的操作方法是可取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀；（3） 沉淀时常用冰水控制温度在0 ℃左右，其可能原因是是①过氧化氢不稳定，受热容易分解。温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率；②物质的溶解度随温度的升高而增大，温度低有利于晶体的析出；（4） ①根据氧化还原反应中电子转移的数目相等可得关系式：CaO2~I2~2S2O32-。n(2S2O32-)="c" mol/L×V×10-3 L=cV×10-3mol，则n(CaO2)= 5cV×10-4所以CaO2的质量分数为[(5cV×10-4mol×72g/mol)÷a g]×100%=×100%；② 某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，则S2O32-（或I-）在滴定过程中被氧气氧化，使消耗的S2O32-的体积偏大，根据其体积计算的CaO2的质量分数就会偏高。考点：考查化学方程式的书写、洗涤沉淀的方法及标准的判断、反应条件的控制的原因、关系式法在物质纯度计算的应用的知识。7.2 电化学 电解池-共享资料网
7.2 电化学 电解池
2电解池考纲要求1. 了解电解池的工作原理， 能写出电极反应和电池反应 方程式。2. 理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的 措施。剖析题型 提炼方法考点一电解的原理考点二考点三 考点四 练出高分电解原理的应用应对电化学定量计算的三种方法 金属的腐蚀和防护探究高考 明确考向一、电解原理知识梳理1.电解定义在 电流 作用下，电解质在两个电极上分别发生 氧化反应 和还原反应 的过程。2.能量转化电能转化为 化学能 。3.电解池(1)构成条件 ①有与 电源 相连的两个电极。② 电解质溶液 (或 熔融盐 )。③形成 闭合回路 。(2)电极反应式 (如图)阳极阴极氧化还原Cu2+ +2e－ = Cu 2Cl－－2e－ =Cl2↑(3)电子、离子移动方向特别提醒电解时，外电路中电子通过，在溶液中是离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。4.分析电解过程的思维程序 (1)先定阴、阳极(注意：阳极材料是否惰性电极)(2)再找电解质溶液中的阴、阳离子分两组(全：不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。(3)最后：阴、阳两极的放电顺序阴极：Ag＋&Fe3＋&Cu2＋&H＋(酸)&Fe2＋&Zn2＋& H＋(水)&Al3＋&Mg2＋&Na＋&Ca2＋&K＋。 阳极：活泼电极&S2－&I－&Br－&Cl－&OH－&含氧 酸根离子。注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序是：阳极：Cl－&OH－；阴极：Ag＋&Cu2＋&H＋。③电解水溶液时， K ＋ ～ Al3 ＋ 不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到 K、 Ca、 Na、 Mg、Al等金属。④分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 ⑤最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。深度思考 用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)1.电解水型电解质(水溶液) 电极反应式电 解 物 质电解 溶 总反 质 液 应式 浓度 pH溶液 复原阳极： 含氧酸(如H2SO4) －－ ________ 4OH 强碱(如NaOH) 活泼金属的含氧2H2O电解 =====－ = O ↑＋ 4e ____________ 2减 加 H2O 小 增 加 H2O 大 不 加 H2O 变增 ___________ 2H2O H O O2↑＋ 大 2阴极：酸盐(如KNO3、 Na2SO4) ____________ =2H2↑＋＋4e－ ________ 4H2H2↑(1)电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。答案 不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后会析出Na2SO4? 10 H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。(2) 用惰性电极电解饱和 Na2SO4 溶液，一段时间后， 析出w g Na2SO4? 10 H2O晶体，阴极上放出a g气体， 则饱和Na2SO4溶液的质量分数为__________。电解 解析 2H2O=====2H2↑＋O2↑ 被电解的水的质量为9a g a a 被电解的水与w g晶体组 mol mol 成该温度下的饱和溶液 2 2 142 w×322 71w 其质量分数为 ×100%＝ ×100%。 w＋9a 161?w＋9a? 71w 答案 ×100% 161?w＋9a?2.电解电解质型电解质 (水溶液) 电极方程式 阳极： 2Cl－－2e－ =Cl2↑ 电解 总化学 物质 方程式 2HCl 酸 H2↑电解 =====电解 质浓溶液 溶液 pH 复原度a无氧酸 (如HCl)阴极： 除HF外 2H＋ ＋2e－ = H2↑＋Cl2↑通入 减小 增大 HCl 气体2.电解电解质型电解质(水溶液)b 不活泼金属 的无氧酸盐 除氟化物外电极方程式电解 总化学 电解质 溶液溶液物质 方程式 浓度CuCl2pH复原2Cl－－2e－ =Cl2↑阴极：阳极：电解 盐 =====Cu＋ Cl2↑减小(如CuCl2)， Cu2＋＋2e－加 CuCl2 固体=Cu3.放H2生碱型电解质 (水溶液 ) 电极 电解 总化学 电解质 溶 液 pH 溶液方程式阳极：物质方程式 2Cl－＋浓度复原活泼金属的无2Cl－－2H2O 水 生成 ↑ 2 电解 Cl2↑ 新电 和 氧酸盐 2H＋＋ 盐 ===== 阴极： 解质 (如 ＋ H ↑ ＋ 2 － 2e =H2↑2e － =Cl通入 增 HCl 大 气体NaCl)2OH－4.放O2生酸型电解质(水溶液) 电极式电解 总化学方物质 程式2Cu2＋＋浓度溶液 溶液pH 复原不活泼 阳极： －－4e－ 4OH 金属的 __________2O＋O2↑ 含氧酸 =2H ________盐(如 阴极：2＋＋4e－ CuSO4) 2Cu _________水 和 盐2H2O____ 减 CuO 新电 小 电解 ===== 或 解质 CuCO 2Cu＋O2↑ ____ 3＋4H＋生成加=2Cu(1)电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？在放H2生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液变红？答案放H2生碱型实质是水电离出H＋在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH－浓度增大，若滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；放O2生酸型的实质是水电离出OH－在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H＋浓度增大。(2)①上表 3 中要使电解后的 NaCl 溶液复原，滴加盐 酸可以吗？ ② 上 表 4 中 要 使 电 解 后 的 CuSO4 溶 液 复 原 ， 加 入 Cu(OH)2固体可以吗？ 答案 ” 电解质溶液的复原应遵循 “生成什么补什么 “生成多少补多少”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。 所以应通入氯化气体，加入盐酸会引入过多的水。①电解 NaCl 溶液时析出的是等物质的量的 Cl2 和 H2 ，②a.若通电一段时间，CuSO4未电解完(即Cu2＋未全 部放电)，使溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2会使溶液的浓度减小。b.若Cu2＋全部放电，又继续通电一段时间(此时电解水)，要使溶液复原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏大。题组一 突破电极反应式、电解方程式的书写递进题组1.按要求书写电极反应式和总方程式 (1)用惰性电极电解AgNO3溶液：－－4e－===O ↑＋2H O 4OH 阳极反应式_________________________ 2 2 ； ＋＋4e－===4Ag 4Ag 阴极反应式__________________；＋ ＋ 。 总反应离子方程式 _____________________________电解 4Ag ＋2H2O=====4Ag＋O2↑＋4H(2)用惰性电极电解MgCl2溶液 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阳极反应式__________________ ；＋＋2e－===H ↑ 2H 阴极反应式__________________ 2 ；总反应离子方程式电解 2 ＋ － ____________________________________________ 。 Mg ＋2Cl ＋2H2O=====Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(3)用铁作电极电解NaCl溶液Fe－2e =Fe ； 阳极________________－ 2＋电解 总反应化学方程式 ____________________________ Fe＋2H2O=====Fe(OH)2↓＋H2↑ 。(4)用铁作电极电解NaOH溶液 Fe－2e－＋2OH－ = Fe(OH)2 ； 阳极___________________________＋＋2e－ = H ↑ 2H 阴极_________________ 2 ；阴极_________________ ； 2H＋＋2e－ =H2↑电解 总反应离子方程式___________________________ Fe＋2H2O=====Fe(OH)2＋H2↑。(5)用铜作电极电解盐酸溶液－===Cu2＋ Cu － 2e 阳极__________________； ＋＋2e－===H ↑ 2H 2 ； 阴极___________________电解 2＋ Cu＋2H =====Cu ＋H2↑ 总反应离子方程式__________________________ 。＋(6)用Al作电极电解NaOH溶液－ － － 2Al － 6e ＋ 8OH ===2AlO 阳极________________________________ 2 ＋4H2O ；电解 － 2Al ＋ 2H O ＋ 2OH ===== 2AlO 2 2 ＋3H。 2↑ 反应离子方程式____________________________－阴极__________________________________ ； 6H2O＋6e－ =3H2↑＋6OH－ 或 6H＋＋6e－ =3H2↑(7)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜－＋3H O =Al O ＋6H＋ 2Al － 6e 2 2 3 阳极______________________________ ；＋＋6e－ = 3H ↑ 6H 2 阴极___________________ ；电解 总反应离子方程式 _____________________________ 。 2Al＋3H2O=====Al2O3＋3H2↑(8)用Al单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液－ － 2Al ＋ 6HCO － 6e ===2Al(OH)3↓＋6CO2 ↑ 阳极________________________________ ； 3阴极___________________ 6H＋＋6e－ = 3H2↑ 。(9)用惰性电极电解熔融MgCl2－－2e－===Cl ↑ 2Cl 2 ； 阳极__________________ 2＋＋2e－===Mg Mg 阴极___________________；总反应离子方程式 2＋ － 电解 Mg ＋2Cl =====Mg＋Cl2↑ 。 ___________________________反思归纳1.做到“三看”，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是非惰性电极作阳极，电 极金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属 的电冶炼。2.规避“三个”失分点(1) 书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。(2) 要确保两极电子转移数目相同，且应注明条件 “电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。题组二电解原理和电解规律的考查2.右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装Z。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是(D)A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体C.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析－ 、OH－移向b极，在b极OH－放电，产生 SO 2 4O2，b极附近c(H＋)&c(OH－)，石蕊溶液变红。Na＋、H＋ 移向 a极，在 a极 H＋ 放电产生 H2 ， a 极附近 c(OH －)&c(H ＋ ) ，石蕊溶液变蓝。所以产生的气体体积 a 电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B、C均错。答案 D3.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是(A.电解过程中阴极没有气体生成B)B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 molC.原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol? L－ 1D.电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12 L(标况下)解析电解 由 2CuSO4 ＋ 2H2===== O2Cu ＋ 2H2SO4 ＋ O2↑ 知，如CuSO4 未电解完，加 CuO 即可复原，而加入 Cu(OH)2 相当于加入CuO? H2O，故CuSO4电解完后，还电解了部分水。电解析出了0.1 mol Cu，转移电子0.2 mol，而电解0.1 mol H2O转 移电子0.2 mol，故转移的电子的总物质的量为0.4 mol。 答案B二、电解原理的应用知识梳理1.电解饱和食盐水(1)电极反应阳极：2Cl－－2e－ =Cl2↑ ( 氧化 反应)阴极： 2H＋＋2e－ = H2↑ ( 还原反应)(2)总反应方程式电解 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 电解 － 离子反应方程式：2Cl ＋2H2O=====2OH－＋H2↑＋Cl2↑(3)应用：氯碱工业制 烧碱 、氯气 和 氢气 。2.电镀 右图为金属表面镀银的工作示意图， 据此回答下列问题： (1)镀件作 阴 极，镀层金属银作 阳 极。 (2)电解质溶液是 AgNO3溶液等含镀层 金属阳离子的盐溶液 。 (3)电极反应： Ag－e－===Ag＋ 阳极： ；＋＋e－===Ag Ag 阴极： 。阳 极溶解，阴 极沉积，电镀液的浓度 不变 。 (4)特点：3.电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为 粗铜 ；阴极为纯铜 。(2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。(3)电极反应：－ = Zn2＋ Fe－2e－ =Fe2＋ Zn － 2e 阳极： 、 、Ni－2e－ = Ni2＋、 Cu－2e－ = Cu2＋；阴极： Cu2＋＋2e－ = Cu 。4.电冶金 Al等。 (1)冶炼钠 2NaCl(熔融) 电解 2Na＋Cl2↑ 电极反应：利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、=====阳极：2Cl－－2e－ =Cl2↑； 阴极： 2Na＋＋2e－ =2Na 。(2)冶炼铝电解 4Al＋3O2↑ 2Al2O3(熔融) =====电极反应：2－－12e－ =3O ↑ 6O 阳极： 2；阴极： 4Al3＋＋12e－ =4Al 。深度思考 1.(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？ 答案 阳极产物Cl2可以用淀粉-KI试纸检验，阴极产物H2可 以通过点燃检验，NaOH可以用酚酞试剂检验。 (2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换 膜隔开，原因是什么？ 答案防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2与溶液中的NaOH反应。2.电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？ 答案 粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属 杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如Zn、Fe、Ni等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子 所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们 以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，题组一电解原理的“常规”应用 )递进题组1.利用如图所示装Z模拟电解原理在工业生产上的应用下列说法正确的是(DA.氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－ =2H2O＋O2↑B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变C.在铁片上镀铜时，Y是纯铜D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁解析氯碱工业中阳极是 Cl － 放电生成 Cl2 ；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2＋放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中 Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳 极是纯铜。 答案 D2.使用氯化钠作原料可以得到多种产品。(1)实验室用惰性电极电解100 mL 0.1 mol? L－1 NaCl溶液，若阴阳两极均得到 112 mL气体 (标准状况 ) ，则所得溶液的物质的量浓度是 ______________( 0.1 mol? L－1 忽略反应前后溶液体积的变化)。解析 n (H 2 ) ＝ n (Cl 2 ) ＝ 0.005 mol ，参加反应的n(NaCl)＝0.01 mol，说明NaCl恰好电解完毕，溶液变为NaOH溶液，n(NaOH)＝n(NaCl)＝0.01 mol，c(NaOH)＝0.1 mol? L－1。(2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用 石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2 被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计 了如图的装Z。对电源电极名称和消毒液的主要成B 分判断正确的是______(填字母序号)。 A.a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B.a为负极，b为正极；NaClO和NaCl C.a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D.a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析电解 2NaOH＋H ↑＋Cl ↑，题目要求使Cl 2H2O ===== 2 2 2被完全吸收，则氯气必须在下部的电极上产生，下电 解 饱 和 氯 化 钠 溶 液 的 总 反 应 ： 2NaCl ＋部的电极是阳极，推出b为电源的正极，另一极为负 极 a 。生成的 Cl2 与阴极区产生的 NaOH 反应： Cl2 ＋ 2NaOH===NaCl ＋ NaClO ＋ H2O ，则消毒液的主要 成分是NaClO、NaCl。 答案 B(3) 实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。某同学利用上图装Z，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是_______( 用 元 素 符 号 表 示 ) ， 总 的 反 应 式 是电解 ___________________________________ 。 答案 Fe Fe＋2H2O=====Fe(OH)2↓＋H2↑解析题目要求通过电解法制取Fe(OH)2，电解质溶液是NaCl溶液，必须通过电极反应产生Fe2＋和OH－。根据电极发生反应的特点，选择铁作阳极，铁发生氧化反应产生Fe2＋；溶液中的阳离子Na＋、H＋向阴极移动，根据放电顺序，阴极 H＋放电产生氢气， H＋来源水的电离，反应式2H O＋2e－===H ↑＋2OH 2 2－ 。在电场作用下，阳极产生的 Fe2 ＋ 与阴极产生的OH－在定向移动的过程中相遇，发生复分解反应生成Fe(OH)2沉淀。将阳极反应式、阴极反应式叠加得电解 答案 Fe Fe＋2H2O=====Fe(OH)2↓＋H2↑电解 到总的反应式：Fe＋2H2O =====Fe(OH)2↓＋H2↑。题组二电解原理的“不寻常”应用(一)电解原理在“环境治理”中的不寻常应用3.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是( )已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解②氧化性：Ni2＋(高浓度)＞H＋＞Ni2＋(低浓度)A.碳棒上的电极反应：4OH－－4e－ ==O2↑＋2H2OB.电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少C.为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD.若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析 电极反应式为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑阴极：Ni2＋＋2e－===Ni 2H＋＋2e－===H2↑ A项正确；B项，由于C中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从C移向B，A中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A移向B，所以B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H＋的氧化性大于Ni2＋(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl－放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。答案 B4.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3 溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4， 其原理如图所示(电极材料为石墨)。 (1)图中a极要连接电源的 _____(填“正”或“负”)极，C口流出的物质是____。(2)SO 放电的电极反应式为____________。2－ (3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原 3理解释原因________。解析 根据 Na＋2－ 、 SO3 的移向判断阴、 阳极。 Na＋移向阴极区，a 应接电源负极，b 应接电源正极，其电极反应式分别为2－ 2－ － ＋ 阳极：SO3 －2e ＋H2O===SO4 ＋2H阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 所以从C口流出的是H2SO4，在阴极区，由于H＋放电，破坏 水的电离平衡，c(H＋)减小，c(OH－)增大，生成NaOH，碱性 增强，从B口流出的是浓度较大的NaOH溶液。答案 (1)负 硫酸2－ 2－ － ＋ (2)SO3 －2e ＋H2O===SO4 ＋2H(3)H2O??H＋＋OH－， 在阴极 H＋放电生成 H2， c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强(二)电解原理在“物质制备”中的不寻常应用5.根据2－ 2－ ＋ 2CrO4 ＋2H ??Cr2O7 ＋H2O设计图示装Z(均为惰性电极)电解 Na2CrO4 溶液制取 Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电 源的______极，其电极反应 式为_________________。解析根据 NaOH 溶液浓度的变化及 Na ＋ 交换膜，左侧为阴极区域，右侧为阳极区域，电极反应式为 阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O2－ 2－ ＋ 在阳极区域：2CrO4 ＋2H ??Cr2O7 ＋H2O。答案 正极 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O6.电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装Z示意图如下： 电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。(1)A极为________，电极反应式为____________________。 (2)B极为________，电极反应式为____________________。解析 H2产生是因为H2O电离的H＋在阴极上得电子，即6H2O ＋6e－===3H2↑＋6OH－，所以B极为阴极，A极为阳极，电 极反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===N2↑＋CO ＋6H2O，2－ － － 阳极反应式容易错写成4OH －4e ===2H2O＋O2↑ 3。答案 (1)阳极 CO(NH2)2＋8OH－－6e－===N2↑＋CO ＋ 6H2O (2)阴极 6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－2－ 3考点三 应对电化学定量计算的三种方法知识 梳理递进 题组知识梳理1.计算类型 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的 计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与 电量关系的计算等。2．三种方法 (1)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列 出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量 等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥 梁，构建计算所需的关系式。 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：阳极产物阴极产物(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应 式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。提示在 电 化 学 计 算 中 ， 还 常 利 用 Q ＝ I? t 和 Q ＝ n(e － )×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。题组一 根据总反应式，建立等量关系进行计算递进题组1.两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电 解液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程中阴极没有H2放出，且 电解液在电解前后体积变化可以忽略不计 ) ，电极上析出银 的质量最大为( )A.27 mgC.106 mgB.54 mgD.216 mg解析首先结合离子放电顺序，弄清楚两极的反应：阳极 4Ag＋O2↑＋4HNO3。由4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；阴极4Ag＋＋4e－===4Ag，电解的总反应式为4AgNO3＋2H2O电解 电解的总反应式可知，电解过程中生成的 n(Ag) ＝ n(HNO3) ＝ =====m(Ag)＝5×10－4 mol×108 g? mol－1＝0.054 g＝54 mg。 答案 Bn(H＋)＝(10－3 mol? L－1－10－6 mol? L－1)×0.5 L≈5×10－4 mol，2.将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一 定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析 出，且不考虑水解和溶液体积变化 )，此时溶液中氢离子浓 度约为( ) B.2×10－3 mol? L －1 A.4×10－3 mol? L－1C.1×10－3 mol? L－1D.1×10－7 mol? L －1电解 解析 根据 2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋2H2SO4＋O2↑，得： 0.064 g n(H )＝2n(H2SO4)＝2n(Cu)＝2× －1＝0.002 mol， 64 g? mol＋0.002 mol c(H )＝ ＝4×10－3 mol? L－1。 0.5 L＋答案 A题组二 根据电子守恒，突破电解分阶段计算 用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，33.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－)＝0.6 mol? L－1，下列说法正确的是()A.原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol? L－1 B.上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D.电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol? L－1解析石墨作电极电解 KNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两 个反应：Cu2＋＋2e－===Cu , 2H＋＋2e－===H2↑。从收集 到 O2 为 2.24 L 这个事实可推知上述电解过程中共转移 0.4 mol 电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子， 所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol电子，电解前 Cu2＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO －)，3c(K ＋ ) ＋ c(H ＋ ) ＝ c(NO ) ， 不 难 算 出 ： 电 解 前 c(K ＋ ) ＝－0.2mol? L－1，电解后c(H＋)＝0.43mol? L－1。答案 A题组三根据电极现象，利用电子守恒，突破电解池的“串联”计算4.在如图所示的装Z中，若通直流电5 min 时，铜电极质量 增加2.16 g。试回答下列问题。 (1)电源中X电极为直流电源 的________极。解析三个装Z是串联的电解池。电解AgNO3溶液时，Ag＋在阴极发生还原反应变为 Ag，所以质量增加的铜电极是阴 极，则银电极是阳极，Y是正极，X是负极。 答案 负(2)pH变化：A：________ 增大 ，B：________ 减小 ，C：________( 不变 填 “增大”、“减小”或“不变”)。 解析 电解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；电解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极， 不断溶解，Ag＋浓度基本不变，pH不变。(3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液 体积为 200 mL ，则通电前 CuSO4 溶液的物质的量浓度为 ________(设电解前后溶液体积无变化)。 解析 通电 5 min 时， C 中析出 0.02 mol Ag ，电路中通过0.02 mol电子。B中共收集0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol电子，电子转移不守恒。因此，B 中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电解 水，生成O2和H2，B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解 CuSO4 溶液时生成 O2 的物质的量为 x ，电解 H2O 时生 成O2的物质的量为y，则4x＋4y＝0.02 mol(电子转移守恒)， x＋3y＝0.01 mol(气体体积之和)，解得x＝y＝0.002 5 mol， 所以 n(CuSO4) ＝ 2×0.002 5 mol ＝ 0.005 mol ， c(CuSO4) ＝ 0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol? L－1。答案0.025 mol? L－1(4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液 的pH为__________(设电解前后溶液体积无变化)。 13 解析 通电 5 min 时， A 中放出 0.01 mol H2 ，溶液中生成 0.02 mol KOH，c(OH－)＝0.02 mol÷0.2 L＝0.1 mol? L－1， pH＝13。方法技巧无明显“外接电源”的电解池的“串联”问题，主要是根据“原电池”的形成条件判断“电源”的正、负极，从而判断电解池的阴、阳极。考点四 金属的腐蚀和防护知识 梳理递进 题组知识梳理1.金属腐蚀的本质 金属原子 失去电子 变为 金属阳离子 ，金属发生 氧化反应 。2.金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型条件 现象 金属跟化学腐蚀非金属单质直接 接触 无 电流产生电化学腐蚀不纯金属或合金跟 电解质溶液 接触 有微弱 电流产生本质 联系金属被 氧化较活泼金属被 氧化两者往往同时发生， 电化学 腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 类型 析氢腐蚀 水膜酸性较强(pH≤4.3) 吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性 _____________________条件电极 负极Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑＋===Fe2＋＋H ↑ Fe ＋ 2H 2 ______________________－===4OH － O ＋ 2H O ＋ 4e 2 2 ______________________反应 正极总反应式 联系2Fe＋O2＋2H2O=== 2Fe(OH)2吸氧腐蚀 更普遍3.金属的防护 (1)电化学防护 ①牺牲阳极的阴极保护法― a. 原电池 极：比被保护金属活泼的金属； 原理b. 负 极：被保护的金属设备。 正②外加电流的阴极保护法― 电解 原理 a. b. 阴 极：被保护的金属设备； 极：惰性金属或石墨。阳 (2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。 (3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀 或表面钝化等方法。深度思考 1.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀( × (2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样( (3)干燥环境下金属不被腐蚀( ) ))×) ) ×(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物 ( × (5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋( ×(6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用( × (7)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极 保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐 )蚀(√)2.写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的原理。 答案 铁锈的形成 负极：2Fe－4e－===2Fe2＋ 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3? xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O递进题组题组一 腐蚀快慢与防护方法的比较 1.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快 到慢的顺序为( )A.②①③④⑤⑥ C.⑤④②①③⑥B.⑤④③①②⑥ D.⑤③②④①⑥解析①是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的－===4OH－。 O ＋ O ＋ 4e 2 2吸氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应式：负极 Fe－2e－===Fe2＋，正极2H②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大 于Fe和Sn的，故Fe－Cu原电池中Fe被腐蚀的较快。 加快了Fe的腐蚀。⑤是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，⑥是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀， 防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到 慢的顺序为⑤&④&②&①&③&⑥。 答案 C2.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A.图1中，铁钉易被腐蚀B.图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现C. 图 3 中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D.图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀， 镁块相当于原电池的正极解析 A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀； B项，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应 生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。 答案 C反思归纳1.判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀 & 原电池原理引起的腐蚀 & 化学腐蚀 & 有防腐措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中&弱电解质溶液中&非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。 2.两种保护方法的比较 外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。题组二正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀 )3.如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是(A.碳表面发生氧化反应 B.钢铁被腐蚀的最终产 物为FeO C.生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主 D.图②中，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－解析 A项，碳作正极，应发生还原反应； B项，钢铁被腐蚀的最终产物为 Fe2O3? xH2O；C项，生活中 钢铁制品以发生吸氧腐蚀为主。 答案 D4.利用图装Z进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放Z一段时间。下列说法不正确的是(A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀)B.一段时间后，a管液面高于b管液面C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D.a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋解析根据装Z图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为 左边 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 右边 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：2H＋＋2e－===H2↑a、b处的pH均增大，C错误。答案 C失误防范正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐 蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐 蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。探究高考明确考向全国卷Ⅰ、Ⅱ 高考题调研各省市 高考题调研探究高考明确考向12探究高考明确考向121.[2014? 新课标全国卷Ⅱ，27(3)]PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为 ___________________ ；PbO2也可以通过石墨为电极， Pb(NO3)2 和Cu(NO3)2 的混合溶 液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为 ___________________ ，阴极上观察到的现象是 ________ ； 若 电 解 液 中 不 加 入 Cu(NO3)2 ， 阴 极 发 生 的 电 极 反 应 式 为_______________ ，这样做的主要缺点是 _________________ 。探究高考解析明确考向12由 PbO 和 NaClO 反应制 PbO2 ， PbO→PbO2 ， Pb 的化合价升高，则NaClO作氧化剂，本身被还原为NaCl，故离子方程式为PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－；石墨为电极，电解 Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合液制 PbO2，则Pb2＋应在阳极发生氧化反应得到PbO2，故阳极电极反应式为Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2↓＋4H＋；探究高考明确考向12阴极上阳离子反应，阳离子有Pb2＋、Cu2＋、H＋，根据阳离子放电顺序，应为 Cu2 ＋ ＋ 2e － ===Cu↓ ， 而生成的金属 Cu 会覆盖在石墨电极上，故阴极观察到的现象为石墨上包上铜 镀层；若电解液中不加入 Cu(NO3)2 ， 阴极 Pb2 ＋ 放电，生成 金属 Pb ； Pb2 ＋ ＋ 2e － ===Pb↓ ， 这样 Pb2 ＋ 被消耗不能生成PbO2，降低了Pb2＋的利用率。探究高考明确考向12答案PbO ＋ ClO － ===PbO2 ＋ Cl － 石墨上包上铜镀层Pb2 ＋ ＋ 2H2O － 2e － Pb2＋＋2e－===Pb↓===PbO2↓＋4H＋ 不能有效利用Pb2＋探究高考明确考向122.[2014? 新课标全国卷 Ⅰ，27(4)]H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许 阳离子、阴离子通过)：探究高考明确考向12①写出阳极的电极反应式________________________。 ③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室 与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点 是产品中混有____________杂质。该杂质产生的原因是 _______________________________________________。②分析产品室可得到H3PO2的原因_______________________。探究高考解析明确考向12①阳极发生氧化反应，在反应中OH－失去电子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。②H2O 放电产生 H ，H 进入产品室，原料室的 H2PO2 穿过＋ ＋ －阴膜扩散至产品室， 二者发生反应： H ＋H2PO2 ??H3PO2。＋ －③如果撤去阳膜，H2PO－ 2 或 H3PO2 可能被氧化。探究高考明确考向12答案 ①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋②阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO 穿过－阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO223－ ③PO4H2PO2 或 H3PO2 被氧化－探究高考明确考向12345探究高考明确考向123451.(2014? 广东理综， 11) 某同学组装了如图所示的电化学装Z， 电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则( A.电流方向：电极Ⅳ→A→电极Ⅰ B.电极Ⅰ发生还原反应 C.电极Ⅱ逐渐溶解 D.电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu )探究高考解析明确考向12345当多个池串联时，两电极材料活动性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池， 右边组成电解池。A项，电子移动方向：电极 Ⅰ→A→电极 Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，正确； B项，原电池负极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应， 错误；探究高考明确考向12345C项，原电池正极为得电子一极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，错误；D项，电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，错误。答案 A探究高考明确考向123452.(2014? 海南，3)以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚 酞和淀粉)。下列说法错误的是( A.阴极附近溶液呈红色 C.阳极附近溶液呈蓝色 ) B.阴极逸出气体 D.溶液的pH变小解析 以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋ 2H2O 2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极 产物是H2和KOH，阳极产物是I2。电解 =====探究高考明确考向12345由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会 变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)， A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。 答案 D探究高考明确考向123453.(2014? 上海，12)如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正确的是( B A.K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－D→H2↑ B.K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高 C.K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法 D.K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生 0.001 mol气体 )探究高考明确考向123454.(2014 高考试题组合)(1)[2014? 四川理综，11(4)]MnO2可作超级电容器材料。用 惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应 式是_______________________________。2＋＋2H O－2e－===MnO ＋ MnO ，锰元素化 解析 Mn 阳极发生氧化反应，由 MnSO 制得 ＋ 4H 4 2 2 2合价升高，MnSO4在阳极反应，根据原子守恒，反应物中 有H2O参加，再根据电荷守恒，生成物中还有H＋，配平电极反应式。探究高考明确考向12345(2)[2014? 山东理综，30(1)]离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl －7解液时，可在钢制品上电镀铝。和 AlCl4组成的离子液体作电 －钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他 离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 ________________________________。若改用AlCl3水溶液作 电解液，则阴极产物为________。探究高考明确考向12345解析 在钢制品上电镀铝，故钢制品应作阴极，与电源的负 极相连；因为电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不－ 参与电极反应”，Al 元素在熔融盐中以 Al2Cl－ 和 AlCl 7 4 形式存在，则电镀过程中负极上得到电子的反应是 4Al2Cl7 ＋3e－－3＋ ＋ ===Al＋7AlCl－ ；在水溶液中，得电子能力： H &Al ，故阴 4极上发生的反应是 2H＋＋2e－===H2↑。答案 负 4Al2Cl7 ＋3e ===Al＋7AlCl4 H2－ － －探究高考明确考向12345(3)[2014? 北京理综，26(4)]电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是________，说明理由：_______________________。探究高考明确考向12345解析 由电解 NO 制备 NH4NO3 的工作原理图可知， NO 在阳极－ 发生氧化反应生成 NO－ ，电极反应式为 5NO ＋ 10H O － 15e 3 2===5NO3 ＋20H 。NO 在阴极发生还原反应生成 NH4 ，电极反－ ＋ ＋应式为 3NO＋18H＋＋15e－===3NH＋ 4 ＋3H2O，电池总反应式为 电解 8NO＋7H2O=====3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的 HNO3 多， 故应补充 NH3，使其转化为 NH4NO3。探究高考明确考向12345答案 NH3电解 根据反应： 8NO＋7H2O=====3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的 HNO3 多探究高考明确考向12345(4)[2014? 江苏，20(1)]将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－===S (n－1)S＋S2－===2－ ①写出电解时阴极的电极反应式：S ____________ 。 n②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方 程式可写成_______________。探究高考明确考向12345解析 ①在阴极电解质溶液是NaOH，同时图示显示产生了H2，因此阴极发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。②加入H2SO4后，H＋与S 反应生成S和H2S。－ － ①2H2O＋2e－===H n 2↑＋2OH答案2②S ＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑2－ n探究高考明确考向12345(5)[2014? 重庆理综，11(4)]一定条件下，如图所示装Z可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。探究高考明确考向12345①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示)②生成目标产物的电极反应式为_______________。③该储氢装Z的电流效率η＝________。(η＝生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数×100%，计算结果保留小数点后1位)探究高考解析明确考向12345由图可知，苯转化为环己烷的过程是加氢过程，发生还原反应，故为阴极反应，所以A为电源的负极，B为电源的 正极。 ①电子从负极流向阴极，即A→D。 ②该装Z的目标是从苯到环己烷实现储氢，电极反应式为 C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12。探究高考明确考向12345③阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成2.8 mol氧气，失去11.2 mol电子。电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2 mol。阴极除生成环己烷外，还生成H2： [10 mol＋n(H2)]×10%＝10 mol×24%－n(C6H12)；解得n(H2)＝ 2 mol，n(C6H12)＝1.2 mol，故生成1.2 mol C6H12时转移电子1.2 mol×6＝7.2 mol，电流效率η＝ ×100%≈64.3%。2H＋＋2e－===H2↑，由题意可知，2n(H2)＋6n(C6H12)＝11.2 mol，7.2 mol 11.2 mol探究高考明确考向12345答案 ①A→D②C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12③64.3%探究高考明确考向12345(6)[2014? 广东理综，32(5)]石墨可用于自然水体中铜件的电 化学防腐，完成右图防腐示意图，并作相应标注。 解析 要用C通过电化学腐蚀保护铜，只能用 电解池原理，所以装Z图如图所示。探究高考明确考向12345(7)[2014? 福建理综，24(1)]铁及其化合物与生产、生活关系密切。 右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情 况的剖面示意图。 ①该电化腐蚀称为____________。 ②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 __________(填字母)。探究高考明确考向12345解析①金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。②发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的O2越多，腐蚀得越严重。答案 ①吸氧腐蚀 ②B探究高考明确考向123455.(2014? 安徽理综，28)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉Z于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。探究高考明确考向12345(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号 ① ② ③ 实验目的 为以下实验作参照 醋酸浓度的影响 碳粉/g 0.5 铁粉/g 2.0 醋酸/% 90.00.5 0.2 2.036.0 90.0探究高考明确考向12345解析 本题采用“控制变量法”进行研究，即保持其他条件相同，只考虑其中一个因素对实验的影响。探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时，应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同，因此实验②中铁粉为2.0 g；对比实验①和③可知，铁 粉的质量及醋酸的浓度相同，而碳粉的质量不同，显然探究 的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。 答案 ②2.0 ③碳粉含量的影响探究高考明确考向12345(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容 器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________ 腐蚀，请在图 3 中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_____________。探究高考解析明确考向12345当铁发生析氢腐蚀时，由于生成 H2 ，容器的压强不断增大，而发生吸氧腐蚀时，由于消耗 O2 ，容器的压强不 断减小，t2时容器的压强明显小于起始压强，说明铁发生了 吸氧腐蚀，此时Fe作负极，失去电子发生氧化反应；碳粉作 正极， O2 在其表面得到电子发生还原反应，电极反应式为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。探究高考明确考向12345答案 吸氧 还原 2H2O ＋ O2 ＋ 4e － ===4OH － ( 或 4H ＋ ＋ O2 ＋ 4e －===2H2O)探究高考明确考向12345(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设， 请你完成假设二： 假设一：发生析氢腐蚀产生了气体； 假设二：___________________； ?? 解析 反应放热，温度升高Fe发生电化学腐蚀时，放出热量，使体系的温度升高。探究高考明确考向12345(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含 有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出 实验步骤和结论。实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：探究高考解析明确考向12345参照实验①中药品的用量及操作方法，更换多孔橡皮塞，增加进、出气导管，并通入稀有气体，排出空气，滴加 醋酸溶液，同时测量瓶内压强的变化、温度变化等，确定猜 想一是否成立。 答案①药品用量和操作同编号①实验 ( 多孔橡皮塞增加进、出导管)；探究高考明确考向12345②通入氩气排净瓶内空气； ③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化、 检验Fe2＋等)。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设 一不成立。(本题属于开放性试题，答案合理即可)练出高分1 2 3 4 567891011121314练出高分1 2 3 4 5678910111213141.有关金属的腐蚀与防护的叙述正确的是()A.金属的化学腐蚀比电化学腐蚀普遍B.如图装Z的原理是“牺牲阳极的 阴极保护法” C.金属腐蚀的本质是M－ne－===Mn＋而被损耗 D.用铝质铆钉来接铁板，铁板易被腐蚀练出高分1 2 3 4 567891011121314解析 A项，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍；B项，应属于外接电源的阴极保护法；D项，铝比铁活泼，铝易被腐蚀。答案 C12345678910111213142.如图是用铁铆钉固定两个铜质零件 的示意图，若该零件Z于潮湿空 气中，下列说法正确的是( )A.发生电化学腐蚀，铜为负极，铜极产生H2B.铜易被腐蚀，铜极上发生还原反应，吸收O2C.铁易被腐蚀，铁发生氧化反应，Fe－2e===Fe2＋ D.发生化学腐蚀：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋1234567891011121314解析A 项，铜应为正极，电极反应式为 O2 ＋ 2H2O ＋ 4e －===4OH－； B项，铁易被腐蚀； D项，发生的是电化学腐蚀。 答案 C12345678910111213143.现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下 列有关电极产物的判断正确的是( A.阴极产物是氢气 B.阳极产物是氧气 C.阴极产物是铝和氧气 D.阳极产物只有氯气 )1234567891011121314解析将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O2－放电，阳极产物为氧气；阴极为Al3＋放电，阴极产物为Al。答案 B12345678910111213144.下列图示中关于铜电极的连接错误的是( C )解析 在镀件上镀铜时，铜应作阳极，与电源正极相连，镀件应作阴极，与电源负极相连。12345678910111213145.如图装Z中X和Y均为石墨电极，电解液为500 mL某蓝色溶 Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电 解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。下列有 关说法中不正确的是( A.X电极是阴极 B.Y电极产生气体的体积为0.28 L )液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，1234567891011121314C.电解后溶液的pH＝1D. 要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的CuO或CuCO3 解析 电极反应式为 阴极X：2Cu2＋＋4e－=== 2Cu 0.05 mol 0.025 mol根据X电极上有Cu析出，可以判断X为阴极，Y为阳极，1234567891011121314阳极 Y：4OH －4e ===2H2O＋O2↑－ －0.05 mol＋0.05 mol 40.05 mol －1 C 项，c(H )＝ ＝0.1 mol? L ，pH＝1； 0.5 LB 项，在标准状况下产生 O2 的体积应为 0.05 －1 mol × 22.4 L? mol ＝ 0.28 L 。 4答案 B12345678910111213146.制备单质锰的实验装Z如图，阳极以稀硫酸为电解液，阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液，电解装Z中箭头表示溶液中阴离子移动的方向。下列说法不正确的是( A.M是电源的负极 B.左侧气孔逸出的气体可能为副产物H2 C.电解槽中发生的总反应为MnSO4＋2H2O )MnO2＋H2↑＋H2SO4D.若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，阳极可能得到MnO2电解 =====1234567891011121314解析根据阴离子的移动方向，石墨为阳极，铂为阴极，M为负极，N为正极。电极反应式为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：Mn2＋＋2e－===Mn 或 2H＋＋2e－===H2↑ B项正确；1234567891011121314C项应为2MnSO4＋2H2O===2Mn＋O2↑＋2H2SO4；D项，若把阴离子交换膜改为阳离子交换膜，则Mn2＋在阳极发生Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋。 答案 C12345678910111213147. 截至到 2013 年 12 月末，中国光伏发电新增装机容量达到 10.66 GW，光伏发电累计装机容量达到 17.16 GW，图为利 用光伏并网发电装Z电解尿素 [CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装Z示意图 ( 电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。1234567891011121314下列叙述中正确的是()A.N型半导体为正极，P型半导体为负极 B.制氢装Z溶液中电子流向：从B极流向A极 C.X2为氧气 D.工作时，A极的电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－=== CO ＋N2↑＋6H2O2－ 31234567891011121314解析图中N型半导体为负极，P型半导体为正极，A项错误；电解质溶液中是离子导电，而不是电子，B项错误；B极与外接电源负极相连，为电解池的阴极，放出的是氢气，而不是氧气，C项错误；1234567891011121314阳极 CO(NH2)2 失电子生成 N2 ，化合价升高 6 ，首先写出 CO(NH2)2－6e－ － －2－ D →N2↑＋CO3 ，溶液显碱性用 OH－配平电荷－ －CO(NH2)2－6e ＋8OH CO(NH2)2－6e ＋8OH2－ D →N2↑＋CO3 ，再用H2O 配平 H， O检2－ ===N2↑＋CO3 ＋6H2O，最后用查是否配平，D 项正确。答案 D12345678910111213148.高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。 用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制 备高铁酸盐Na2FeO4的装Z如图所示。下列说法合理的是()A.铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 B.电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小 C.若隔膜为阴离子交换膜，则电解后左侧溶液中含有FeO D.每制得1 mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2 L气体1234567891011121314解析 电解反应式为阳极：Fe－6e－＋8OH－===FeO ＋4H2O阴极：6H＋＋6e－===3H2↑A项错误；2－ 4B项，根据电极反应式，镍电极附近溶液的pH应增大； D项，在标准状况下，产生67.2 L H2。 答案 C12345678910111213149.用如图装Z电解硫酸钾溶液制取氢气，氧气，硫酸和氢氧化钾。从开始通电时，收集B和C逸出的气体。1 min后测得B口的气体体积为C口处的一半，下列说法不正确的是(A.电源左侧为正极)B.电解槽左侧的电极反应方程式为2H2O－4e－===O2＋4H＋1234567891011121314C.D口导出的溶液为KOH溶液，且浓度比刚加入电解槽右侧时 的浓度大D.在标准状况下，若1 min后从C口处收集到的气体比B口处收集到的气体多2.24 L，则有0.1NA个SO 通过阴离子膜 解析2－ 根据题意，电极应为惰性电极，左侧电极为阳极，右 4侧电极为阴极，电极反应式为 4H＋；阳极： 4OH － － 4e － ===2H2O ＋ O2↑ 或 2H2O － 4e － ===O2↑ ＋1234567891011121314阴极：4H＋＋4e－===2H2↑或4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－； A、B均正确； C项，右侧由于 H＋放电，产生KOH，所以其浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大；D项，设产生O2为x mol，则产生H2为2x mol， 2x－x＝0.1 mol 答案 D2－ 4x＝0.1 mol消耗的OH－为0.4 mol，则有0.2NA个SO 通过阴离子膜。123456789101112131410.用惰性电极电解100 mL 4 mol? L－1的CuSO4溶液，一定时间后在阳极收集到1.12 L气体，向电解后的溶液中加入足量 的铁粉，充分作用后溶液中的Fe2＋浓度为(设溶液的体积不 变，反应前后均为标准状况)( A.2.7 mol? L－1 C.4 mol? L－1 ) B.3 mol? L－1 D.1 mol? L－11234567891011121314解析惰性电极电解硫酸铜，生成物是氧气、硫酸和铜。加入铁粉后发生氧化还原反应，生成硫酸亚铁，所以根据S 原子守恒可知，硫酸亚铁的物质的量浓度与原硫酸铜的物 质的量浓度应该是相等的，所以反应后溶液中 Fe2 ＋ 浓度为 4 mol? L－1。答案 C123456789101112131411.“神舟七号”成功登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章。(1)某空间站局部能量转化系统如图所示，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液，燃料电池放电时的负极反应式为 ________________________________________。如果某段时 间内氢氧储罐中共收集到33.6 L(已折算成标况)气体，则该段 时间内水电解系统中转移电子的物质的量为__________mol。1234567891011121314向日面时背日面时光电转换器 D → 水电解系统 D → 氢氧储罐 D → 燃料电池系统解析 该燃料电池为氢氧燃料电池，氢气在负极上反应，先根 据得失电子守恒有H2－2e－D→H2O，再根据电荷守恒有H2－ 2e－＋2OH－D→H2O，最后根据原子守恒有H2－2e－＋2OH－ ===2H2O；1234567891011121314根据水电解产生的气体与转移电子数间的关系：2H2O 2H2↑＋O2↑～4e－，则n(e－)＝电解 =====答案1 33.6 L×3 －1 － － L? mol H2－2e ＋2OH ===2H222.4 O 2×4＝2 mol。1234567891011121314(2)在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离出 CO2，还要 求提供充足的O2。某种电化学装Z可实现转化2CO2===2CO＋O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑ ＋ 2H2O ， 则 阴 极 反 应 式 为_________________________________。解析 根据 ”得阴极 2CO2＋ 4e－“ ＋阴极反应式＝总反应式－阳极反应式 2H2O===2CO＋4OH－ 反应式为2CO2＋4e－＋2H2O===2CO＋4OH－。123456789101112131412.如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实 验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞，则： ①电解池中X极上的电极反应式是____________________， 在 X 极附近观察到的现象是 ____________________________ 。②Y电极上的电极反应式是____________________，检验该电极反应产物的方法是__________________________。1234567891011121314解析①电解池中X极是阴极，发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，可以看到电极上有气泡产生，且由于 ②Y电极上是Cl－放电，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。 答案 ①2H＋＋2e－===H2↑ 有气泡产生，溶液变红色H＋放电使X极附近溶液中OH－浓度增大，使酚酞溶液变红色。②2Cl－－2e－===Cl2↑试纸变蓝将湿润的KI-淀粉试纸Z于c口处，1234567891011121314(2)若用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：①X电极的材料是___________________________________，电极反应式是_______________________________________。 电极反应式是____________________________________ (说明：杂质发生的电极反应不必写出)。 ③当电路中有0.04 mol电子通过时，阴极增重__________ g。②Y电极的材料是______________________________________，1234567891011121314解析电解精炼粗铜，阳极用粗铜，阴极用纯铜。根据反应，电路中通过2 mol电子，阴极析出 1 mol 铜，故当电路中通过 0.04 mol电子时，析出0.02 mol Cu，阴极增重1.28 g。 答案 ①纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋ ③1.28123456789101112131413.铜与稀硫酸不反应，某校实验小组的同学在老师的指导下设计了下列装Z，实现了铜与稀硫酸的反应。请回答下列问题：(1)甲同学认为在通入空气的同时，将开关K 与______(填“a”或“b”)连接，即可实现。则此时石墨电极 的反应式为___________，电池的总反应式为____________。 电池工作时，H＋向________(填“C”或“Cu”)极移动。1234567891011121314解析通入空气，即用氧气作氧化剂，将铜氧化，故应通过原电池实现，则应将K与a相连，此时Cu为负极，发生反应：Cu － 2e － ===Cu2 ＋ ； C 为正极，发生反应： O2 ＋ 4H ＋ ＋ 4e － 电池工作时，H＋向正极(即C极)移动。 答案 a O2＋4H＋＋4e－===2H2O 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O C===2H2O ，总反应式为 2Cu ＋ O2 ＋ 2H2SO4===2CuSO4 ＋ 2H2O 。1234567891011121314(2)乙同学认为，不通入空气，将K与______(填“a”或“b”)连接，也可以实现。则 Cu 极的电极反应式为 ____________ ，总反应的离子方程式a为________________________ 。若标准状况下产生2.24 L气体，则电路中转移的电子为______mol。解析 不通入空气，没有氧化剂，此时要实现Cu被氧化成Cu2＋ ，必须通过电解实现，故应将 K 与 b 相连。 Cu 为阳极，发生反应Cu－2e－===Cu2＋；1234567891011121314C 为阴极，发生反应 2H ＋ ＋ 2e － ===H2↑ ，总反应的离子方程式为Cu＋2H＋标准状况下产生2.24 L气体，即0.1 mol，转移的电子为0.2 mol。 答案 b Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋H2↑ 0.2电解 =====Cu2＋＋H2↑。Cu＋2H＋电解 =====1234567891011121314(3)丙同学认为还可以用如图所示装Z模拟工业上电镀铜。他 认为只要将C换成Fe(Cu足量)，并将乙同学的实验持续足够长 时间，即可实现在 Fe 上镀 Cu 。你认为他的想法 _____( 填 “ 正 确”或“不正确”)，理由是______。这种方法得到的铜镀层 ______(填“牢固”或“不牢固”)，理由是______________。1234567891011121314解析电解足够长时间后，溶液中的H＋完全放电，此时溶液变为 CuSO4 溶液， Cu 作阳极， Fe 作阴极，符合电镀原理，可实现电镀。但由于溶液电解过程中，Cu2＋的放电能力强于H＋的，故实际上H＋没有完全放电时即开始电镀，此时可能会同时有H2生成，使形成的铜镀层中有气泡而不牢固。 答案 正确 阴、阳极及电解质溶液都符合电镀的要求 不牢固 在电镀过程中会有氢气生成，导致镀层中有气泡123456789101112131414.(1) 二氧化氯 (ClO2) 为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新 工艺。 ①图中用石墨作电极，在一定条件下电 解饱和食盐水制取 ClO2 。则阳极产生 ClO2 的电极反应式为 ____________________。1234567891011121314②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_____________________ mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：____________________。 解析 ①阳极失去电子发生氧化反应。 ②水电离产生的H＋在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质 的量n(e－)＝2n(H2)＝2×(0.112 L÷22.4 L? mol－1)＝0.01 mol，1234567891011121314则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na＋带一个单位的 正电荷，则通过的Na＋为0.01 mol。 答案 (1)①Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ ②0.01 在阴极发生2H＋＋2e－===H2↑，H＋浓度减小，使 H2O??H＋＋OH－的平衡向右移动，OH－浓度增大，pH增大??1234567891011121314(2)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池， 电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解 质是掺入了 Y2O3 的 ZrO2 晶体，在高温下它能传导 O2 － 。电池 工作时正极反应式为_______________________________。 若以该电池为电源，用石墨作电极电解100 mL含有以下离子 的溶液。1234567891011121314离子 c/mol? L－1－ Cu2＋ H＋ Cl－ SO2 41441电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体 时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)， 阳极上收集到氧气的物质的量为________ mol。1234567891011121314解析电池工作时，正极上O2得电子发生还原反应生成O2－。结合离子浓度可知电解过程可分为三个阶段：先是电解 CuCl2、然后电解HCl、最后电解水，由此可见阴极首先析出0.1 mol Cu(同时阳极析出0.1 mol Cl2)，然后析出氢气；阳极上先是析出 0.2 mol Cl2(此时阴极已析出0.1 mol H2)，再析出 氧气，设阳极析出 x mol O2时两极析出气体体积相等，由题 意可得：0.2＋x＝0.1＋2x，解得x＝0.1。 答案 O2＋4e－===2O2－ 0.1}