第11章 几种重要的金属 电化学(本章综合提升)

2011届高考化学一轮复习：综合提升本 章 综 合 提 升高 频 考 点 专 练考点1 镁铝及化合物的性质应用1．向m g 镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L 。

向反应后的溶液中加入c mol/L 氢氧化钾溶液V mL ，使金属离子刚好沉淀完全，得到 的沉淀质量为n g 。

再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g 。

则下列关 系不正确的是 ( ) A ．c ＝1 000b 11.2V B ．p ＝m ＋Vc 125 C ．n ＝m ＋17Vc D.53m<p<179m 解析：着重考查“守恒法”和“极限法”等常用运算技巧。

设Mg 、Al 物质的量分别为x mol 、y mol ，根据题意写出物质之间的关系式：Mg ～ H 2↑， Al ～ 32H 2↑； x mol x mol y mol 1.5y mol故x ＋1.5y ＝b 22.4① H 2SO 4——H 2 —— 2KOH ——K 2SO 4b 22.4mol c·V·10－3 mol 得：b 22.4×2＝c·V ×10－3② 故A 项正确。

沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3：则n ＝m ＋m(OH －)＝m ＋(2x ＋3y)×17=====代入①②结果m ＋c·V·17×10－3，故C 错。

沉淀灼烧后得到固体为Al 2O 3和MgO ，计算方法类似：p ＝m ＋(x ＋1.5y)×16 =====代入①②结果m ＋cV 125，B 项对。

MgO ，p 1＝m 24×40＝5m 3；若全部是Al ，则Al →MgO ，p 1＝m 24×40＝5m 3；若全部是Al ，则Al →Al 2O 3，p 2＝m 27×12×102＝179m 。

当然实际应介于二者之间。

答案：C 2．(2009·山东)金属铝的生产是以Al 2O 3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al 2O 3=====750～970℃通电，Na 3AlF 64Al ＋3O 2↑ 请回答下列问题：(1)冰晶石(Na 3AlF 6)的作用是_______________________________________________。

(2)电解生成的金属铝是在熔融液的________(填“上层”或“下层”)。

(3)阴极和阳极均由________材料做成；电解时不断消耗的电极是________(填“阳极” 或“阴极”)。

(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。

在工业上，最能体现节能减排思 想的是将回收铝做成________(填代号)。

a ．冰晶石b ．氧化铝c ．铝锭d ．硫酸铝解析：本题考查工业中铝的冶炼原理。

工业中利用电解Al 2O 3冶炼Al ，因Al 2O 3熔点 高，通过加冰晶石降低其熔点，降低生产成本。

电解时阳、阴极电极材料均为石墨， 因阳极生成O 2，高温下O 2将石墨氧化为CO 2，所以电解时阳极石墨需定期补充。

为充分利用能源，减少废弃物排放，可将回收铝做成铝锭。

答案：(1)降低Al 2O 3的熔化温度 (2)下层 (3)碳素(或石墨) 阳极 (4)c考点2 原电池原理的应用——化学电源3．(2009·广东)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电 解液，铝合金为负极，空气电极为正极。

下列说法正确的是 ( )A ．以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －B ．以NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al ＋3OH －－3e －===Al(OH)3↓C ．以NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH 保持不变D ．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极解析：B 项，负极反应为Al －3e －＋4OH －===[Al(OH)4]－，总反应为4Al ＋3O 2＋4NaOH ＋6H 2O===4Na[Al(OH)4]，从总反应看，电池工作过程中电解液的pH 增大，B 、C 不 正确；电池工作时，电子通过外电路由负极到正极，D 项不正确。

答案：A4．(2009·山东)Zn-MnO 2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl 2-NH 4Cl 混合溶液。

(1)该电池的负极材料是________。

电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负 极”)。

(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋。

会加速某电极的腐蚀，其主要原因是______________________________________________________________________。

欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填序号)。

a．NaOH b．Zn c．Fe d．NH3·H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。

阴极的电极反应式是________。

若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为________g。

解析：本题考查电化学原理。

(1)由原电池原理可知，负极材料是Zn，电池工作时，电子由负极经外电路流向正极。

(2)在金属活泼性顺序表中，Cu排在Zn的后面，Cu2＋能将Zn氧化为Zn2＋，从而使Zn电极受到腐蚀，利用反应Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋，可用Zn除去Cu2＋，另外几种试剂在除Cu2＋时会引入杂质。

(3)电解时阴极发生还原反应，溶液中的H＋在阴极得电子被还原。

由关系式Mn2＋―→MnO2―→2e－可得电路中通过2 mol电子时，MnO2的理论产量为87 g。

答案：(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b(3)2H＋＋2e－===H2↑87考点3 电解原理的应用5．(2009·全国)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：①电源的N端为________极；②电极b上发生的电极反应为_____________________________________________；③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：_________________________；④电极c的质量变化是________g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液________________________________________________________________；乙溶液________________________________________________________________；丙溶液________________________________________________________________。

(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。

解析：本题考查电化学——电解池原理相关知识。

图中给出三个串联的电解池，电 解质溶液互不相同，因而电解过程及结果都不同，但它们有一个联系点，就是导线 上通过的电子相等，即电子守恒。

这是解该类计算题的基本依据。

本题的突破口之一在于发现丙中K 2SO 4浓度前后变化情况——浓度由10.00%变为 10.47%，结合阴、阳离子放电顺序可知，丙中实质是电解水。

经过简单计算： 100×10.00%＝(100－x)×10.47%，可知x ＝4.5 g ，即n(H 2O)＝0.25 mol ，据2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑可知0.25 mol 水放电转移电子数 为0.5 mol ，由此求得③④两问。

另一突破口即是：乙中c 电极质量增加。

说明c 为阴极，析出铜。

由此推知各电极 名称及电源M 、N 的名称。

进而判断书写各电极反应式及产物。

相关计算：③问： b 极析出O 2：0.5 mol 4×22.4 L/mol ＝2.8 L 。

④问：c 极析出铜质量为：0.5 mol 2× 64 g/mol ＝16 g 。

(2)能继续进行若Cu 全部析出，溶液为稀硫酸，电解仍然继续进行。

答案：(1)①正 ②4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O③设丙中电解H 2O 质量为x100 g ×10.00%＝(100 g －x)·10.47%解得x ＝4.5 g ，n(H 2O)＝ 4.5 g18 g·mol －1＝0.25 mol 由关系式2O 2↑→O 2↑得b 上气体体积为V(O 2)＝0.25 mol ×12×22.4 L·mol －1＝2.8 L ④16⑤甲为NaOH 溶液，属电解H 2O 型，故c(NaOH)变大，pH 增大 乙为CuSO 4溶 液，属“放氧生酸”型，故pH 减小 丙是K 2SO 4溶液，属电解水型，原本是中性， 故pH 不变(2)若Cu 全部析出，溶液为稀硫酸，电解仍然继续进行。