高考化学二轮专题大题练习专题27《电化学综合应用》(含详解)

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姓名：_______________  班级：_______________  得分：_______________

1．某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+ 的氧化性。

查阅资料：Ag+ + I- = AgI↓  K1 =1.2×1016；2Ag+ + 2I- = 2Ag↓+ I2   K2 = 8.7×108

（1）方案1：通过置换反应比较

向酸化的AgNO3溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明氧化性Ag+＞Cu2+。反应的离子方程式是___________________________________________________。

（2）方案2：通过Cu2+、Ag+ 分别与同一物质反应进行比较

①经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀是________。

②经检验，Ⅱ中溶液含I2。推测Cu2+做氧化剂，白色沉淀A是CuI。确认A的实验如下：

a．检验滤液无I2。溶液呈蓝色说明溶液含有________（填离子符号）。

b．白色沉淀B是________。

c．白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是___________，说明氧化性Ag+＞Cu2+。

（3）分析方案2中Ag+ 未能氧化I- ，但Cu2+氧化了I-的原因，设计实验如下：

（电极均为石墨，溶液浓度均为 1 mol/L，b、d中溶液pH≈4）

①a中溶液呈棕黄色的原因是___________________________（用电极反应式表示）。

②“实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。依据是空气中的氧气也有氧化作用，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是_____________________________。 

③方案2中，Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-。其原因一是从K值分析： ______；二是从Cu2+的反应特点分析：______________________________________________。

【答案】Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+ ；AgICu2+AgClCuI+2Ag+＝Cu2++Ag+AgI2I――2e－＝I2将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L Na2SO4溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转K1＞K2，故Ag+更易与I_发生复分解反应，生成AgI2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 ，生成了CuI沉淀，使得Cu2+的氧化性增强

【解析】

【详解】（1）向酸化的硝酸银中插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明银离子氧化铜，反应生成银单实验方案及现象为：将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L Na2SO4溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转。③方案２中，铜离子氧化碘离子，而银离子未能氧化碘离子的原因，K1＞K2，故Ag+更易与I_发生复分解反应，生成AgI。铜离子氧化碘离子的方程式为：2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 ，生成了CuI沉淀，使得Cu2+的氧化性增强。

2．某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。

（1）甲认为电解过程中阳极产生的_________是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：_________________________。

（2）乙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。

乙通过对现象分析证实了甲的观点不是溶液变绿的主要原因。乙否定甲的依据是______________。

（3）乙继续查阅资料：

i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]--，[CuCl2]- 掺杂Cu2+ 后呈黄色

ii. 稀释含[CuCl2]- 的溶液生成CuCl白色沉淀,据此乙认为：电解过程中，产生[CuCl2]＿掺杂Cu2+后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。

乙进行如下实验：

a．取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2 mL浓盐酸，加热获得含[CuCl2]＿的黄色溶液。

c. 冷却后向上述溶液……

d. 取c中2 mL溶液，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

① a的目的是__________________________________________。

② 写出b中生成[CuCl2]- 的离子方程式：____________________________________________。

③ 补充c中必要的操作及现象：____________________________________________。

乙据此得出结论：电解时阴极附近生成[CuCl2]- 是导致溶液变绿的原因。

【答案】Cl2    2Cl－-2e－= Cl2↑    阳极附近溶液仍为蓝色    证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－    Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－    加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。     

【解析】本题以电解氯化铜实验为载体综合考查学生的实验分析能力。（1）电解过程中阳极发生氧化反应，

3．如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。

图1

图2

图3

（1）图1中，① 若开始时开关K与a连接，则该装置为_____（填装置名称），电极A的电极反应式为________________________    

②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为___________________    

（2）2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200°C左右时供电，电池示意如图2所示：

①______极（填a或b）为电池的正极，电池工作时电子的流向为_________（填a→b或b→a）

②写出该电池负极的电极反应式________________________________________

（3）用图3装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾（电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）。

①该电解槽的阴极反应式为 _____________________。

②制得的硫酸溶液从出口__________________________（填“A”、“D”）导出,并简述原因__________________________(请用化学用语和文字解释) 

【答案】原电池2H2O＋O2＋4e－＝4OH－2H2O＋2Cl-2OH－＋H2↑＋Cl2↑b a→bC2H5OH-12e－+3H2O＝12H++2CO22H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑ 或2H+＋2e－＝H2↑A2H2O-4e－＝4H+＋O2↑,OH－在阳极放电，使水的电离平衡正向移动，c(H+)增大SO42-通过阴离子交换膜进入阳极，和H+结合成硫酸

【解析】

【分析】

【详解】

（1）①K与a连接形成原电池反应，发生吸氧腐蚀，A电极石墨做正极溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：O2+2H2O+4e－=4OH－；

②K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，即B电极反应为2H＋+2e－=H2↑；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解总反应的离子方程式为 2H2O＋2Cl-2OH－＋H2↑；

4．如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色．

（1）若用CO、氧气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，则A为____极，A电极上的反应为__________________，B电极上的反应式为：__________________________________。

（2）若甲中装有100ml  1 mol•L-1的硫酸铜溶液，工作一段时间后，停止通电此时C、D两极上产生的气体体积相同．甲中D极产生的气体在标准状况下的体积为_____________L，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入____。

A．CuO         B．Cu2(OH)2CO3          C．Cu(OH)2          D．CuCO3

（3）通电后乙中反应的化学方程式：__________________________________。

（4）欲用（丙）装置给铜镀银，反应一段时间后（用CO、氧气燃料电池作电源）铜制品质量增加43.2克，理论上消耗氧气的质量_______克。

（5）工作一段时间后,丁中X极附件的颜色逐渐变浅，Y极附件的颜色逐渐变深，这说明__________________在电场作用下向Y极移动。

【答案】

【解析】

分析：本题考查的是电解池的工作原理，根据实验现象判断电解池的阴阳极和电极反应是关键。

详解：（1）电解食盐水时F极附近显红色，说明F为阴极，则对应的B为负极，A为正极。若用CO、氧气