1、- 1 -专题 27 电化学综合应用（满分 60 分 时间 30 分钟）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 =1.21016；2Ag + + 2I- = 2Ag+ I2 K2 = 8.7108（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+Cu 2+。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试 剂实验试 管 滴 管编号及现象1.0 mol/L AgNO3溶液 产生黄色沉淀，溶液无色1.0
2、 mol/LKI 溶液 1.0 mol/L CuSO4溶液 产生白色沉淀 A，溶液变黄经检验，中溶液不含 I2，黄色沉淀是_。经检验，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+Cu 2+。（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：编号 实验 1 实验 2 实验 3- 2 -实验KI 溶液KI 溶液 AgNO 3溶液a bKI 溶液 CuSO
3、 4溶液c d现象 无明显变化a 中溶液较快变棕黄色,b 中电极上析出银；电流计指针偏转c 中溶液较慢变浅黄色；电流计指针偏转（电极均为石墨，溶液浓度均为 1 mol/L，b、d 中溶液 pH4）a 中溶液呈棕黄色的原因是_（用电极反应式表示） 。“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_。 方案 2 中，Cu 2+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+Cu 2+ ；AgICu 2+AgClCuI+2Ag+Cu 2+Ag
4、+AgI2I 2e I 2将 d 烧杯内的溶液换为 pH4 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- 3 -实验方案及现象为：将 d 烧杯内的溶液换为 pH4 的 1 mol/L Na2SO4溶液，c 中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转。方案中，铜离子氧化碘离子，而银离子未能氧化碘离子的原因， K1 K
5、2，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：2Cu 2+ + 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。装置 现象电解一段时间时，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色（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。装置 现象电解相同时间时，阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色；阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色；乙
6、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- 4 -_。（3）乙继续查阅资料：i. 电解 CuCl2溶液时可能产生CuCl 2-，CuCl 2- 掺杂 Cu2+ 后呈黄色ii. 稀释含CuCl 2- 的溶液生成 CuCl 白色沉淀,据此乙认为：电解过程中，产生CuCl 2 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CuCl 2 的黄色溶液。c. 冷却后向上述溶液d. 取 c 中
7、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。 a 的目的是_。 写出 b 中生成CuCl 2- 的离子方程式：_。 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CuCl 2- 是导致溶液变绿的原因。【答案】Cl 2 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CuCl 2 Cu2+ + 4Cl + Cu = 2CuCl2 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
8、所示三套实验装置，分别回答下列问题。- 5 -图 1图 2图 3（1）图 1 中， 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_ 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200C 左右时供电，电池示意如图 2 所示：_极（填 a 或 b）为电池的正极，电池工作时电子的流向为_（填 ab或 ba）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
9、过） 。该电解槽的阴极反应式为 _。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 2H2OO 24e 4OH 2H2O2Cl - 2OH H 2Cl 2b abC 2H5OH-12e +3H2O12H +2CO22H2O2e 2OH H 2 或 2H+2e H 2A2H 2O-4e 4H +O 2,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- 6 -子交换膜进入阳极，和 H+结合成硫酸【解析】【分析】【详解】（1）K 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
10、成氢氧根离子，电极反应为：O 2+2H2O+4e =4OH ；K 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 2H 2O2Cl - 2OH H 2；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- 7 -（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 molL-1的硫酸铜溶
11、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_。ACuO BCu 2(OH)2CO3 CCu(OH) 2 DCuCO 3（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- 8 -
