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【参考答案】
1.F=eNA=9.64x104C/mol
2•装置简图如右图所示:
Q=Fna=3.0x106C
3.铁球是阴极,阳极材料是锌。
故通电时间t=8nFpdR2/IA
本题以电解问题为背景,综合了中学化学、物理两学科的知识内容,涉及判断、推理、分析、实验等多种能力的综合运用。
本题是电解法精炼的化学原理和法拉第电解定律的综合应用,将电解和电镀过程中的化学量与电学量结合起来,通过定性分析和定量计算解决实际问题。
值得注意的是法拉第电解定律是从物理概念和电解的物理过程的实质出发,作为题设已知条件提出的,只要对恒定电流的概念和离子导电的物理过程比较清楚,应用电学知识,通过数学计算,完全可以正确解决化学反应中的电解电镀问题。
二.1.将Al片和Cu片用导线相连,一组插入浓HN03溶液中,一组插入稀NaOH溶液中,分别形成了原电池,则在这两个原电池中,正极分别为
AAl片、Cu片BCu片、Al片
CAl片、Al片DCu片、Cu片
2.盐溶液电解时,在相同时间作用下,析出金属物质的量取决于
A电极的性质B电流强度
C所加电压D金属离子的价数
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3.A、B、C三个电解槽,A槽是CuCb水溶液,纯铜片做阴极,B、C都是AgN03水溶液,纯银丝做阴极,先将A、B槽并联,再与C槽串联进行电解,当B槽中银丝质量增加0.108g,C槽银丝质量增加0.216g时,A槽中铜片质量增加为
A0.216gB0.108gC0.064gD0.032g
4.锂电池是新型高能电池,它以质轻、容量大而受到普遍重视,目前已
经制成多种功能的锂电池,某种锂电池的总反应可表示为Li+MnO2f
LiMnO2,若该电池提供0.5C电量,则消耗正极材料的质量约为(其他损耗忽略不计)
A3.5gB7gC4.52X10_4gD43.5g
5.电解NaCI—KCl—AICI3熔体制铝比电解AI2O3—NaAIF6制铝节省
电能约30%,但现在仍用后一种方法制铝,其主要原因是
AAICI3是分子晶体,其熔体不导电
B电解AICI3生成的CI2会严重污染大气
C自然界不存在富含AICI3的矿石
D生产无水AICI3较困难,成本又较高
6.近年来,加“碘”食盐较多使用了碘酸钾,KIO3在工业上可用电解法制取,以石墨和不锈钢为电极,以KI溶液(加少量K2CrO4)为电解液在一定条件下电解,反应方程式为KI+3H2O电解》KIO3+3H2T。
下列有关说法正确的是
A电解时,石墨作阴极,不锈钢作阳极
B电解液调节至酸性比较合适
C电解后得到KIO3产品的步骤有:
过滤f浓缩f结晶f灼烧
D电解中每转移0.6mol电子,理论上可得到21.4g无水KIO3晶体【参考答案】
1.A
2.B、D
3.D
4.C
5.C、D
6.D
三.有一种化学式为R(NO)x•nH2O的硝酸盐晶体,现取此晶体6.05g溶于水配成500mL溶液,用石墨棒作为电极材料对此溶液进行电解,当通过电流为5A时,经16.05min后,溶液中的金属离子已全部放电,且其中一极增重1.60g(已知此晶体的摩尔质量为242g/mol),贝
1.X=;
2.R的原子量为—
4•若反应前后体积保持不变,反应后溶液的pH=。
由于电解过程中要涉及到电学知识,如果分析时能考虑到电量Q=It二
电子数NxQe(Qe为一个电子所带电量),再由电子数N/Na得到所转移的电子的物质的量,也等于金属离子所得的电子的物质的量,则就可以解决问题。
3
1.Q=4.815X103C
所转移的电子的物质的量为0.05mol
又因为6.05g硝酸盐的物质的量为0.025mol
可见0.025mol金属离子在电解过程中得到0.05mol电子,所以此金属为+2价,即X=2。
2.另一极质量增加1.60g,此极必为阴极,且质量的增加即为析出金属的质量,所以R的摩尔质量为64g/mol,即R的原子量为64。
3.n=3
4.生成HN03物质的量为0.05mol,所以pH=1
四.取Pt和Zn为电极材料埋入人体内作为心脏起搏器的能源,它跟人体的体液中含有一定浓度的溶解02、H+和Zn2+进行作用。
1.其正极的反应式为负极的反应式为
2.该电池在0.5V、40uw条件下进行工作,则工作电流为A。
3•将5g锌埋入人体内,则可维持多少年才需要第二次手术进行更换(取
二位有效数字)?
1.正极反应式为:
2Zn—4e==2Zn2+;
负极反应式为:
O2+4H++4e==2H2O
2.工作电流:
5.0X10—5A
3.在Zn反应完毕之前要进行第二次手术更换Zn,反应完毕所需要的时间为t=2.96X108s=9.386年。
考虑实际情况,答案应取9.3年。
五.如右图所示是某位同学设计的一个进行电解硫酸铜溶液实验的电路。
电源由10个电压为1.5V的电池串联组成电池组,测得其总内阻为0.5Q,电解质溶液
为500mL,1.0mol/L的硫酸铜溶液,以铂做电极。
20min后a极增重1.6g(设电解过程中溶液体积保持不变,且不考虑电解池的反电势)。
1.M是极,b是极;
2.电解他的平均电阻是Q;
3.若要使电解池中溶液恢复至电解前的状态,可加入
ACuS04固体B水CCuODCu(OH)2
4•电解后溶液的pH值为。
1•负阳
2.3.24
3.C
4.1
六•如右图所示,在一烧杯中盛有200mL1mol/L的H3PO4K
溶液,同时一光滑小球是浮在液体中间。
1.当合上电键K时,电流计指针向边偏转。
2.当向烧杯里逐滴滴入0.4mol/L的Ba(OH)2,溶液至刚
好完全反应,可观察到的现象有①,
2,③。
3.磷酸可用磷矿石[Ca3(PO4)2]来制取,写出该反应的化学方程式。
1.右
2.①小球下沉到烧杯底部
2产生白色沉淀
3电流计指针偏转幅度不断变小,最后回到中央。
3.(略)
分析这是一道物理和化学的综合题。
第l问是物理中电学方面的问题,第2问综合考查Ba(OH)2和H3PO4之间的化学反应以及物理上的力学、电学等知识。
第3冋是化学方面的冋题。
七.如右图所示,烧杯中盛有一定的硫酸溶液,闭合开关后逐滴往烧杯中加入Ba(OH)2溶液,说明灯L亮度变化情况和灵敏弹簧秤读数变化。
本题通过物理学中的电流强度与亮度关系及电磁铁磁性强弱与电流强度关系,这是学科内的综合;
而电流强度大小受电解质浓度的影响。
Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4J+2H2O
滴入Ba(OH)2过程也是电解质浓度逐渐减小的过程,因此电流强度也是随之变小的过程;
当反应完全后再滴加Ba(OH)2,电解质浓度随之变大,所以灯L亮度由亮变暗直到熄灭,再逐渐变亮;
弹簧秤的示数变化相同。
八.在右图所示的实验装置中,E为一张用淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸,C,D为夹在滤纸两端的铂夹,X,丫分别为直流电源的两极。
在A,B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中,再分别插入铂电极。
切断电源开关Si,合闭开关S2,通直流电一段时间后,请回答下列问题:
1•标出电源的正、负极:
X为,丫为
2.在滤纸的C端附近,观察到的现象是,在滤纸的D端附近,观察
到的现象是。
3.写出电极反应式:
A中;
B中;
C中;
D中。
4.若电解一段时间后,A、B中均有气体包围电极。
此时切断开关S2,闭合开关Si,则电流计的指针是否发生偏转(填偏转”或不偏转”o
5.若电流计指针偏转,写出有关的电极反应式(若指针不偏转”此题
不必回答):
B中o若电流计指针不偏转,请说明理由(若指
针偏转”此题不必回答)o
1.电解KOH溶液实际就是电解水,所得产物为H2和。
2,因为A试管中气体体积是B试管的2倍,所以A中为H2,B中为O2,即A为阴极,B为阳极,所以X为正极,丫为负极。
2.C与电源正极相连,为阳极:
2「—2e=I2,故试纸变蓝。
D与电源负极相连,为阴极:
2H2O+2e=H2T+2OH—,故试纸变红。
3.A中:
4H++4e=2H2T;
B中:
4OH——4e=2H2O+O2T
C中:
4「一4e=2I2;
D中:
4H++4e=2H2T
4.如果切断S2,闭合Si,则可由A中的H2,B中的O2与KOH溶液形成H2,O2燃料电池,把化学能变为电能,故指针偏转。
5.2H2+4OH——4e=4H2O2H2O+O2+4e=4OH—
该试题在知识网络交汇点设计试题的命题思路,强调了学科的内在联系和知识的综合,这有利于发挥高考对促进素质教育的导向功能。
本题就是在电化学知识网络交汇点一一电解池与原电池的结合与互换上命题,符合高考命题思路,体现了考试说明的要求。
所以在高三化学总复习的过程,更应注重学科内的知识的内在联系,构建知识网络,培养学生学科能力。
九•有A、B、C三种电解质溶液分别装在二个烧杯中,插有石墨电极,并按图所示方式在电路中连接。
闭合开关K后,测得各支路电流强度II-In(其中In略小)。
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若撤去B,测得电流强度Ia:
Ic;
若撤去C,并将A、B两溶液混均匀后分为两份,再重置于电路I、U处,测知通过A、B混合溶液的电流强度与先前通过A溶液的电流强度的相对大小关系为Iab:
Ia。
已知A、B、C分别选自下列溶液:
O.1mol/L盐酸、O.1mol/L醋酸、O.1mol/LNaCl溶液、O.1mol/LH2SO4、O.1mol/LNaOH、0.1mol/L氨水且25°
C时,A溶液pHv7,回答了列问题:
1.指出A、B、C是(或可能是)什么溶液?
2•若向溶液中滴入酚酞呈红色,则C是
3.将A、B、C分别以等体积进行两两混合,结果哪种组合液中,水的电离度大?
本题利用到的物理知识为电路中的电流强度1=U/R,综合的化学知识为电解质溶液的电阻与溶液的离子浓度成反比。
图中B、C两烧杯串联后和A并联,电流强度I严In,说明I、U两支路中的电阻近
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