2017高考化学二轮复习 第1-3部分_11

1 专题二 基本理论 第 7 讲 电化学基础 1(2016启东模拟)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图。下列说 法正确的是( ) A该电化腐蚀为析氢腐蚀 B图中生成铁锈最多的是 C 区域 CA 区域比 B 区域更易腐蚀 D铁闸中的负极的电极反应：Fe2e =Fe2 解析：海水溶液为弱酸性，发生吸氧腐蚀，在酸性较强的条件下才发生析氢腐蚀，A 错误； 在 B 处，海水与氧气接触，与 Fe 最易形成原电池，发生的吸氧腐蚀的程度最大，生成铁锈最 多，B 错误；在 B 处，海水与氧气接触，与 Fe 最易形成原电池，所以 B 区域比 A 区域更易腐 蚀，故 C 错误；Fe 作负极失电子生成亚铁离子，则负极的电极反应为 Fe2e =Fe2 ，故 D 正确。 答案：D 2(2016海南卷)某电池以 K2FeO4和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解质溶液。下列说法 正确的是( ) AZn 为电池的正极 B正极反应式为： 2FeO 10H 6e =Fe2O35H 2O24 C该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D电池工作时 OH 向负极迁移 解析：A.根据化合价升降判断，Zn 化合价只能上升，故为负极材料，K 2FeO4为正极材料， 错误；B.KOH 溶液为电解质溶液，则正极电极反应为：2FeO 6e 8H 2O=2Fe(OH)24 310OH ，错误；C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D.电池工作时阴离子 OH 向负极迁移，正确。 答案：D 2 3(2016厦门一模)锂空气电池是高能量密度的新型电池，结构如图所示。下列说法 正确的是( ) A固体电解质只有 Li 可通过 B电池反应为：4LiO 2 2Li2O 放 电 充 电 C充电时，水性电解液的 pH 将升高 D放电时，若外电路有 0.1 mol e 通过时，理论上将消耗 1.12 LO2(标准状况) 解析：根据题给装置判断金属锂为电池的负极，电极反应式为：Lie =Li ，多孔石 墨为电池的正极，电极反应式为：O 22H 2O4e = 4OH ，电池反应为 4LiO 22H 2O=4LiOH。A.根据装置分析固体电解质只有 Li 可通过，正确；B.电池反应为： 4LiO 22H 2O=4LiOH ，错误；C.充电时，石墨电极与外加电源的正极相连，电极反应式为： 4OH 4e =O22H 2O，水性电解液的 pH 将降低，错误；D.根据电极反应计算放电时，若 外电路有 0.1 mol e 通过时，理论上将消耗 0.56 L O2(标准状况)，错误。 答案：A 4工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化 SO2(A、B 均为惰性电极)。下列说法正确 的是( ) AA 电极接电源的正极 BA 极区溶液的碱性逐渐增强 C本装置中使用的是阴离子交换膜 DB 极的电极反应式为： SO22e 2H 2O = SO 4H 24 解析：A.由 HSO 生成 S2O ，发生还原反应，A 极应为负极，故 A 错误；B.阴极的电极 3 24 反应式为：2HSO 2H 2e =S2O 2H 2O，碱性增强，故 B 正确；C.阳极的电极反应式 3 24 为：SO 22H 2O2e =SO 4H ，阴极的电极反应式为：24 2HSO 2H 2e =S2O 2H 2O，离子交换膜应使 H 移动，应为阳离子交换膜，故 C 错误； 3 24 D.B 极为阳极，发生 SO22H 2O2e =SO 4H ，故 D 错误；故选 B。24 答案：B 3 5(2016牡丹江模拟)用惰性电极电解一定浓度的 CuSO4溶液时，通电一段时间后，向 所得的溶液中加入 0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和 pH(不考虑二氧化碳的 溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为( )(导学号 58870031) A0.4 mol B0.5 mol C0.6 mol D0.8 mol 解析：电解硫酸铜时，开始电解硫酸铜和水生成铜、氧气和硫酸，后来电解水生成氢气和 氧气，如果只按照第一阶段的电解，反应只需要加入氧化铜或碳酸铜就可以，但是现在加入的 是碱式碳酸铜，相当于多加入了 0.1 mol 水，这 0.1 mol 水应该是第二阶段的反应进行，该阶 段转移了 0.2 mol 电子，第一阶段转移了 0.4 mol 电子，所以总共转移了 0.6 mol 电子，选 C。 答案：C 【考纲再现】 【错题记录】 1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方 程式。 2了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3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。 1(2015天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子 通过，下列有关叙述正确的是( ) (导学号 58870130) A铜电极上发生氧化反应 B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO )减小24 C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 解析：A 项，Cu 作正极，电极上发生还原反应，错误；B 项，电池工作过程中，SO 不24 参加电极反应，故甲池的 c(SO )基本不变，错误；C 项，电池工作时，甲池反应为：24 4 Zn2e =Zn2 ，乙池反应为：Cu 2 2e =Cu，甲池中 Zn2 会通过阳离子交换膜进入乙池， 以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有 64 g Cu 析出，则进入乙池的 Zn2 为 65 g，溶液总质量略有增加，正确；D 项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜。 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 K3Fe(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： Fe2e =Fe2 ，Fe 2 与 Fe(CN)63 反应生成 Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀；D 项，为牺牲阳极的阴 极保护法，Mg 块相当于原电池的负极。 答案：C 3科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了 以 CO2和 H2O 合成 CH4。下列关于该电池叙述错误的是( ) A电池工作时，是将太阳能转化为电能 B铜电极为正极，电极反应式为： CO28e 8H =CH42H 2O C电池内部 H 透过质子交换膜从左向右移动 D为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量盐酸 解析：A.该电池工作时，将太阳能转化为电能，A 正确；B. 铜电极为正极，发生还原反 应，电极反应式为：CO 28e 8H =CH42H 2O，B 正确；C. H 在 Cu 电极处参与反应，因 此电池内部 H 透过质子交换膜从左向右移动，C 正确；D.为提高该人工光合系统的工作效率， 5 可向装置中加入少量的酸，由于盐酸易挥发，生成的甲烷中会混有 HCl 气体，因此应该加入少 量的硫酸，D 错误。 答案：D 4(2016全国卷)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，反应为：2ZnO 24OH 2H 2O=2Zn(OH) 。下列说法正确的是( )24 A充电时，电解质溶液中 K 向阳极移动. B充电时，电解质溶液中 c(OH )逐渐减小 C放电时，负极反应为：Zn4OH 2e =Zn(OH)24 D放电时，电路中通过 2mol 电子，消耗氧气 22.4L(标准状况) 解析：A 项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动；B 项，充电时的总反应 为放电时的逆反应：2Zn(OH) =2ZnO 24OH 2H 2O， c(OH )逐渐增大；C 项，放电时24 负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为：Zn4OH 2e =Zn(OH) ；24 D 项，由放电时的总反应可知，电路中通过 2 mol 电子时，消耗 0.5 mol O2，其体积为 11.2 L(标准状况)。 答案：C 5(2016重庆模拟)铅、二氧化铅、氟硼酸(HBF 4)电池是一种低温性能优良的电池，常 用于军事和国防工业，其总反应方程式为：PbPbO 24HBF 4 2Pb(BF4)22H 2O 已知： 放 电 充 电 HBF4、Pb(BF 4)2均是易溶于水的强电解质。下列说法中不正确的是( ) (导学号 58870131) A充电时，阳极附近溶液的 pH 增大 B充电时，阴极的电极反应式为：Pb 2 2e =Pb C放电时，转移 1 mol 电子时负极减少的质量为 103.5 g D放电时，正极的电极反应式为：PbO 22e 4H =Pb2 2H 2O 解析：在电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，原电池的总反应为： PbPbO 24HBF 4 2Pb(BF4)22H 2O，故放电时负极反应为：Pb2e =Pb2 ；正极反应： 放 电 充 电 PbO22e 4H =Pb2 2H 2O，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴极反应： Pb2 2e =Pb，阳极反应： Pb2 2H 2O2e =PbO2 4H ，阴离子移向阳极，阳离子移向 阴极。充电时，阳极反应：Pb 2 2H 2O2e =PbO24H ，产生大量的 H ，故阳极附近溶液 的酸性增强，pH 减小，A 错误；充电时的阴极反应即是将放电时的负极反应倒过来，故阴极反 应为 Pb2 2e =Pb，B 正确；放电时，此装置为原电池，负极反应为 Pb2e =Pb2 ，负 极的质量减小，转移 1 mol 电子时负极减少的质量为 1/2 mol207 g/mol103.5 g，C 正确； 放电时，正极上发生还原反应，电极反应式为：PbO 22e 4H =Pb2 2H 2O，D 正确。 答案：A 6(2016北京卷)用石墨电极完成下列电解实验。 6 项目 实验一 实验二 装置 现象 a、 d 处试纸变蓝； b 处变红，局部褪色； c 处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生； n 处有 气泡产生； 下列对实验现象的解释或推测不合理的是( ) A a、 d 处：2H 2O2e =H22OH B b 处：2Cl 2e =Cl2 C c 处发生了反应：Fe2e =Fe2 D根据实验一的原理，实验二中 m 处能析出铜 解析：A. a、 d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢 氧根离子剩余造成的，故正确；B. b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时 放电，故错误；C. c 处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，故正确；D.实验一中 ac 形成电解 池， db 形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极)， m 为 电解池的阴极，另一球朝 m 的一面为阳极( n 的背面)，故相当于电镀，即 m 上有铜析出，正确。 答案：B 7(2016华师大模拟)把物质的量均为 0.1 mol 的 AlCl3、CuCl 2和 H2SO4溶于水制成 100 mL 的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到 的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )(导学号 58870132) A阳极得到的气体中有 O2且为 0.35 mol B铝元素仅以 Al(OH)3的形式存在 C阴极质量增加 3.2 g D电路中共转移 0.9 mol 电子 解析：用惰性电极电解，阴极：Cu 2 2e =Cu，2H 2e =H2；阳极： 2Cl 2e =Cl2，4OH 4e =2H2OO 2；根据各离子的放电顺序可知，该电解过程可 分为以下几个阶段： (1)阶段一：电解 0.1 mol CuCl2，转移 0.2 mol e ，阴极增重质量为铜的质量，为 6.4 g；阳极产生 0.1 mol Cl2；故 C 项错误； (2)阶段二：电解 0.2 mol HCl，转移 0.2 mol e ，阳极又产生 0.1 mol Cl2，阴极产生 0.1 mol H2； (3)阶段三：电解 0.1 mol HCl，转移 0.1 mol e ，此阶段 H 来源于水，Cl 完全电解， 阳极又产生 0.05 mol Cl2，阴极又产生 0.05 mol H2；此时由于溶液 pH 增大，部分 Al3 以 Al(OH)3的形式沉淀，故 B 项错误；综上分析可知，当转移 0.5 mol e 时，阳极共产生 0.25 mol Cl2，阴极产生 0.15 mol H2，如果使两极最终所得气体的体积相等，还需要继续电解水。 7 假设还需电解 x mol H2O，则阳极产生 0.5x mol O2，阴极产生 x mol H2。此时阳极气体 为 0.25 mol0.5 x mol，阴极气体为 0.15 mol x mol，由二者相等得 x0.2，由此可得再 电解 0.2 mol H2O，还需转移电子 0.4 mol，所以该过程中共转移 0.9 mol e ，D 项正确；阳 极共产生 0.25 mol Cl2，0.1 mol O 2，A 项错误。 答案：D 8(2016陕西师大附中模拟) 25 时，用两个质量相同的铜棒作电极，电解 500 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液，电解过程中，电解液的 pH 变化如表所示(假定溶液温度保持不变)。电 解 2 h 后，取出电极，对电极进行干燥，并称量，测得两电极的质量差为 9.6 g。已知，25 时 0.1 mol/L CuSO4溶液的 pH 为 4.17。(导学号 58870133) 时间/h 0.5 1 1.5 2 pH 1.3 2.4 3.0 3.0 (1)实验刚开始阶段电解池阴极所发生反应的电极反应式为 _。 (2)电解进行到 1.5 h 后，电解质溶液的 pH 不再发生变化的原因是 _ _； 用离子反应方程式表示 0.1 mol/L CuSO4溶液的 pH 为 4.17 的原因 _。 (3)电解进行的 2 h 中，转移电子的总物质的量_0.15 mol(填“”)。 (4)若欲使所得电解质溶液复原到 500 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液，应对溶液进行怎样处理？ _ _。 解析：根据题意及表中数据可知，电解刚开始阶段，阳极反应式是：Cu2e =Cu2 ，阴 极反应式为：2H 2e =H2；随着电解的继续，溶液中 Cu2 的浓度增大，此时阳极反应不 变，而 H 已被电解完，阴极反应则变成 Cu2 2e =Cu；若电解过程中只有电镀铜的过程， 阳极溶解的铜与阴极生成的铜质量相同，溶液的组成保持不变，则阳极铜的减少为 9.6/2 g4.8 g，转移电子的物质的量为 0.15 mol，而实际上先有 H2产生，后有电镀铜的过程，故 实际转移电子的物质的量大于 0.15 mol；要使溶液复原则需要通入 H2S，H 2SCuSO 4=CuSH 2SO4。 答案：(1)2H 2e =H2 (2)电解持续进行，H 电解完后，电解过程发生转变，阳极反应式为：Cu2e =Cu2 ， 阴极反应式为：Cu 2 2e =Cu，电解质溶液的组成、浓度不再发生变化，溶液的 pH 也不再 发生变化 Cu2 2H 2O Cu(OH)22H (3) (4)向溶液中通入约 0.05 mol H2S 9(2015重庆卷，改编)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但 出土的青铜器因受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。(导学号 58870134) 8 (1)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状 Ag2O 涂在被腐蚀部位， Ag2O 与有害组分 CuCl 发生复分解反应，该化学方程式为 _。 (2)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。 腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“ a”“b”或“ c”)； 环境中的 Cl 扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_； 若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。 解析：(1)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为： Ag2O2CuCl= =2AgClCu 2O。 (2)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为 c。负极反应： Cu2e =Cu2 ，正极反应： O22H 2O4e = 4OH 。 正极反应产物为 OH ，负极反应产物为 Cu2 ，两者与 Cl 反应生成 Cu2(OH)3Cl，其离子 方程式为：2Cu 2 3OH Cl =Cu2(OH)3Cl。 4.29 g Cu 2(OH)3Cl 的物质的量为 0.02 mol，由 Cu 元素守恒知，发生电化腐蚀失电子 的 Cu 单质的物质的量为 0.04 mol，失去电子 0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗 O2的物质 的量为 0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为 0.448 L(标准状况)。 答案：(1)Ag 2O2CuCl= =2AgClCu 2O (2) c 2Cu 2 3OH Cl =Cu2(OH)3Cl 0.448 10(2016吉林模拟)化学电池的研究一直是化学工作者研究的热点之一。(导学号 58870135) .美国科学家 S鲁宾成功开发锌汞纽扣式电池，以锌和氧化汞为电极材料，氢氧化钾 溶液为电解液的原电池，有效地解决电池使用寿命短，易发生漏液等问题。电池总反应为： ZnHgO= =ZnOHg。 (1)该电池的正极反应式为_。 (2)含汞电池生产企业的污水中会含有一定量的2 价的汞离子，通常采用处理成本较低 的硫化物沉淀法，即向污水中投入一定量的硫化钠，反应的离子方程式为 _。 (3)该方法的缺点是产物的颗粒比较小，大部分悬浮于污水中，通常采用投入一定量的明 矾晶体进行后续处理，请解释其原因 9 _。 .锂离子电池由于轻便、能量大等优点，成为当今社会最为常见的电池。其中的重要材 料磷酸亚铁锂(LiFePO 4)通常按照下列流程进行生产： 请回答下列问题： (4)生产过程中“混合搅拌”的目的是_。气体 X 的化学式为_。 (5)请写出一定条件下由 LiH2PO4生成 LiFePO4的化学方程式 _， 当生成 1mol 磷酸亚铁锂时，转移的电子数目为_。 (6)生成 LiFePO4的过程可能产生一种杂质对电池有致命的影响，则该杂质可能为 _。 解析：.(1)正极发生还原反应，HgO 获得电子生成 Hg，碱性条件下还生成氢氧根离子， 该电池的正极反应式为：HgOH 2O 2e =Hg2OH ； (2)硫离子与汞离子反应生成 HgS 沉淀，反应离子方程式为： Hg2 S 2 =HgS； (3)铝离子水解得到的氢氧化铝胶体具有吸附性，吸附 HgS 颗粒，加快 HgS 微粒的沉降。 .(4)生产过程中“混合搅拌”的目的是：使反应物充分混合，提高反应速率，铵根离子 与氢氧根离子反应生成氨气，即 X 为 NH3； (5)流程图中 LiH2PO4与 Fe2O3、C 反应生成 LiFePO4，Fe 元素被还原，C 元素被氧化生成 CO，还有水生成，反应方程式为：2LiH 2PO4Fe 2O3C= =2LiFePO4CO2H 2O，当生成 1 mol 磷酸亚铁锂时，转