2017-2018年度北京高三期末电化学专题及答案.docxVIP

2017-2018学年高三二轮复习电化学专题汇编一、基础题：考点：电极判断、导电微粒移动方向、电极方程式书写、电解的应用、金属的腐蚀和防护、电子守恒的相关计算1（2018昌平期末.1）下列古今的技术应用中，其工作原理不涉及氧化还原反应的是A甲烷燃料电池B燃气灶C转轮排字D铁的冶炼2（2018海淀期末.3）右图所示为锌铜原电池。下列叙述中，正确的是A盐桥的作用是传导离子B外电路电子由铜片流向锌片C锌片上的电极反应式为Zn2+2e-ZnD外电路中有0.2mol电子通过时，铜片表面增重约3.2g3（2018丰台期末.10）锂-空气电池由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望。其原理模型如图所示，下列说法不正确的是A可以用LiOH溶液做电解质溶液B锂既是负极材料又是负极反应物C正极反应为2Li+O2+2e-Li2O2D正极采用多孔碳材料是为了更好的吸附空气阴极（石墨）阳极（石墨）(含少量B)4（2018海淀期末.11）电解Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液和NaOH溶液的装置如下图所示。下列说法中，不正确的是A阴极产生的物质A是H2B溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移C阳极OH放电，H+浓度增大，CO32-转化为HCO3-D物质B是NaCl，其作用是增强溶液导电性5 (2018石景山期末.10)科学工作者研发了一种SUNCAT的系统，借助锂循环可持续合成氨，其原理如下图所示。下列说法不正确的是A过程得到的Li3N中N元素为-3价B过程生成W的反应：Li3N+3H2O=3LiOH+NH3C过程中能量转化的形式：化学能转变为电能D过程涉及到反应：4OH4 e=O22H2O6（2018丰台期末.13）可从铅蓄电池中回收铅，实现铅的再生。在工艺中得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液后生成Pb，如图所示。下列说法不正确的是A阳极区会有气泡冒出，产生O2B一段时间后，阳极附近pH明显增大C阴极的电极反应方程式为PbCl42+2ePb+4ClDNa2PbCl4浓度下降后可在阴极区加入PbO，实现电解液的继续使用7（2018海淀期末.1）下列说法不正确的是A加热鸡蛋、肉类，可使其中的蛋白质变性 B明矾KAl(SO4)212H2O用于净水是因为它有氧化性C将海水中钢闸门连接电源负极可防止其被腐蚀 D碳酸氢钠、氢氧化铝可用于治疗胃酸过多8（2018朝阳期末.4）全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的十分之一。一种钢铁锈蚀原理示意图如右，下列说法不正确的是A缺氧区：Fe2e=Fe2+B富氧区：O2+2H2O+4e=4OHCFe失去的电子通过电解质溶液传递给O2D隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈9 (2018东城期末.9)下列实验装置正确且能达到实验目的的是ABCD实验目的检验溴乙烷的消去产物检验碳与浓H2SO4反应的产物中含CO2验证铁的析氢腐蚀验证牺牲阳极的阴极保护法实验装置10.（2017海淀一模.10）实验室模拟工业制备高纯铁。用惰性电极电解FeSO4溶液制备高纯铁的原理如下图所示。下列说法不正确的是 A. 阴极主要发生反应：Fe2+ + 2e- = Fe B. 向阳极附近滴加KSCN溶液，溶液变红电解 C. 电解一段时间后，阴极附近pH减小 D.电解法制备高纯铁总反应：3Fe2+ = Fe +2Fe3+11.（2017丰台二模.11）混合动力汽车（HEV）中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示： 其中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，KOH溶液作电解液。关于镍氢电池，下列说法不正确的是A充电时，阴极附近pH降低 B电动机工作时溶液中OH向甲移动C放电时正极反应式为： NiOOHH2Oe Ni(OH)2OH D电极总反应式为:MH+NiOOH M+Ni(OH)212（2018西城期末.17）制备烧碱和硫酸。用下图所示装置，以惰性电极进行电解，ab、cd均为离子交换膜。则阳极区制备的溶液是_，阴极的电极反应式是_。13（2018西城期末.19）甲醇是重要的化工原料，发展前景广阔。（1）利用甲醇可制成微生物燃料电池（利用微生物将化学能直接转化成电能的装置）。如上右图某微生物燃料电池装置如右图所示：A极是_极（填“正”或“负”），其电极反应式是_。14（2018昌平期末.17）（3）As2S3和HNO3反应如下：As2S3+10H+10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2+2H2O，将该反应设计成原电池，则NO2应该在_(填“正极”或“负极”)附近逸出，该极的电极反应式是_。15（2017海淀一模.26）反应III，在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中，电解活化CO2制备乙醇的原理如下图所示。阴极的电极反应式是_。16.（2016北京高考.26）用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如右图所示。作负极的物质是 。正极的电极反应式是 。(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3-的去除率和pH，结果如下:初始pHpH=2.5pH=4.5NO3的去除率接近100%50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH=4.5时，NO3-的去除率低。其原因是 。17（2016海淀期末.16）二氧化硫空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如下：质子的流动方向为 （“从A到B”或“从B到A”）。 负极的电极反应式为 。18(2018东城期末.17)从废旧液晶显示器的主材ITO（主要成分是含铟、锡的氧化物）回收铟和锡，流程示意图如下。资料：物质铟（In）锡（Sn）周期表位置第五周期、第IIIA族第五周期、第IVA族颜色、状态银白色固体银白色固体与冷酸作用缓慢反应缓慢反应与强碱溶液不反应反应（1）下图是模拟精炼铟的装置图，请在方框中填写相应的物质。19（2018昌平期末.18）碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池,其构造如图1所示。放电时总反应为Zn+2H2O+2MnO2Zn(OH)2+2MnOOH,从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如图2所示：图1 碱性锌锰电池构造回答下列问题:（1）碱性锌锰电池中，锌粉、MnO2、KOH的作用分别是（每空只选1个）_、_、_。a正极反应物b正极材料 c负极反应物 d负极材料 e电子导体 f离子导体（2）“电解”时，阳极的电极反应式为_。二、拔高题：类型一：提供新情境、运用新信息的题型1（2018朝阳期末.10）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中Cr2O72-离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是 图1 图2AM为电源负极，有机物被氧化 B电池工作时，N极附近溶液pH增大C处理1molCr2O72时有6molH从交换膜左侧向右侧迁移DCr2O72离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活2.（2017西城二模.12）工业酸性废水中的Cr2O72可转化为Cr3+除去，实验室用电解法模拟该过程，结果如下表所示（实验开始时溶液体积为50 mL，Cr2O72的起始浓度、电压、电解时间均相同）。下列说法中，不正确的是实验电解条件阴、阳极均为石墨阴、阳极均为石墨，滴加1 mL浓硫酸阴极为石墨，阳极为铁，滴加1 mL浓硫酸Cr2O72的去除率/%0.92212.757.3A对比实验可知，降低pH可以提高Cr2O72的去除率B实验中，Cr2O72在阴极放电的电极反应式是Cr2O72 + 6e+ 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O C实验中，Cr2O72-去除率提高的原因是Cr2O72 + 6Fe2+ 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2OD实验中，理论上电路中每通过6 mol电子，则有1 mol Cr2O72 被还原3（2018东城期末.18）（2）用二氧化碳合成低密度聚乙烯（LDPE）。以纳米二氧化钛膜为工作电极，常温常压电解CO2，可制得LDPE，该电极反应可能的机理如下图所示。过程中碳元素均发生_反应（填“氧化”或“还原”）。CO2转化为LDPE的电极反应式是（补充完整并配平）2nCO2+_+_=+_。工业上生产1.4104kg的LDPE，理论上需要标准状况下CO2的体积是_L。4（2018东城期末.19）某小组研究Na2S溶液与KMnO4溶液反应，探究过程如下。实验序号实验过程实验现象紫色变浅（pH1），生成棕褐色沉淀（MnO2）溶液呈淡黄色（pH8），生成浅粉色沉淀（MnS）资料：.MnO4-在强酸性条件下被还原为Mn2+，在近中性条件下被还原为MnO2。.单质硫可溶于硫化钠溶液，溶液呈淡黄色。同学们经讨论后，设计了如下实验，证实该条件下MnO4-的确可以将S2氧化成SO42-。a.右侧烧杯中的溶液是_。b.连通后电流计指针偏转，一段时间后， _（填操作和现象）。5.（2017丰台一模.28）某小组为探究Cu的化学性质及溶液环境对反应的影响，设计并完成了下列实验。对于铜与0.1 mol/L KMnO4溶液在碱性环境下的反应提出如下假设：假设：0.1 mol/L KMnO4溶液在碱性环境下不能将铜氧化；假设：0.1 mol/L KMnO4溶液在碱性环境下与铜反应较慢。MnO42设计实验验证：将铜丝紧密缠绕在碳棒上放入碱性的溶液A中，溶液很快由紫红色变为深绿色（ ）一段时间后，溶液变为浅蓝绿色，试管底部出现棕褐色粉末（MnO2）。反应加快的原因是发生了电化学腐蚀，其正极发生的电极反应式为： 。 通过上述实验得出结论 。6.（2015北京高考.26）溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3占95%，利用右图所示装置可从海水中提取CO2。 结合方程式简述提取CO2的原理： 。 用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处 理至合格的方法是 。类型二：通过控制或改变条件来控制或改变氧化还原反应的综合题1（2018朝阳期末.14）高铁酸钠（Na2FeO4）是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下：c(NaOH)阴极现象阳极现象1molL1产生无色气体产生无色气体，10min内溶液颜色无明显变化10molL1产生大量无色气体产生大量无色气体，3min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深15molL1产生大量无色气体产生大量无色气体，1min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深下列说法不正确的是Aa为铁钉，b为石墨 B阴极主要发生反应：2H2O+2e=H2+2OHC高浓度的NaOH溶液，有利于发生Fe6e+8OH=FeO42+4H2OD制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体2（2018朝阳期末.18）某实验小组研究溶液中AgNO3和Na2S的反应。实验试剂现象试管滴管AgNO3溶液（pH=4）Na2S溶液（pH=9）出现黑色沉淀（3）实验小组同学认为AgNO3溶液具有氧化性，在一定条件下能够氧化Na2S，设计实验进行研究（实验装置如右图所示），测得电压为a（a0）。对AgNO3溶液中氧化S2-的物质进行推测：假设1：0.1mol/L的AgNO3溶液中Ag+氧化了S2-；假设2：0.1mol/L的AgNO3溶液中NO3-氧化了S2-。利用右图装置继续研究（已知：电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大）。 将0.1mol/L的AgNO3溶液替换为_溶液，记录电压为b（b0）。 上述实验证实了氧化S2-的物质中一定包含Ag+，其证据是_。实验结论：AgNO3溶液与Na2S溶液的反应类型与反应条件有关。3（2018海淀期末.17）电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr(VI)是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去。查阅资料可知： 在酸性环境下，Cr（VI）通常以Cr2O72-的形式存在，Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+ Cr2O72-的氧化能力强于CrO42- 常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：阳离子Fe3+Fe2+Cr3+开始沉淀的pH1.97.04.3沉淀完全的pH3.29.05.6I腐蚀电池法（1）向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原Cr(VI)。下列关于焦炭的说法正确的是_（填字母序号）。a.作原电池的正极b.在反应中作还原剂c.表面可能有气泡产生II电解还原法向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如右图所示。（2）A极连接电源的_极，A极上的电极反应式是_。（3）电解开始时，B极上主要发生的电极反应为2H+2e-=H2，此外还有少量Cr2O72-在B极上直接放电，该反应的电极反应式为_。（4）电解过程中，溶液的pH不同时，通电时间（t）与溶液中Cr元素去除率的关系如右图所示。由图知，电解还原法应采取的最佳pH范围为_。a.24b.46c.610解释曲线I和曲线IV去除率低的原因：_。4（2017西城一模.28）某化学小组研究盐酸被氧化的条件，进行如下实验。研究盐酸被MnO2氧化。 实验操作现象I常温下将MnO2和12 molL1浓盐酸混合溶液呈浅棕色，略有刺激性气味II将I中混合物过滤，加热滤液生成大量黄绿色气体III加热MnO2和4 molL1稀盐酸混合物无明显现象III中无明显现象的原因，可能是c(H+)或c(Cl)较低，设计实验IV进行探究： 用下图1装置（a、b均为石墨电极）进行实验V：K闭合时，指针向左偏转向右管中滴加浓H2SO4至c(H+)7 molL1，指针偏转幅度变化不大再向左管中滴加浓H2SO4至c(H+)7 molL1，指 针向左偏转幅度增大将和、作对比，得出的结论是_。 图一 图二5.（2017海淀一模.28）为探究溶液酸性增强对Na2SO3溶液还原性或铬(VI)盐溶液氧化性的影响，该同学利用上图装置继续实验（已知电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大）。a. K闭合时，电压为x。b. 向U型管左侧溶液中滴加硫酸至pH = 2后，电压增大了y。 c. 继续向U型管右侧溶液中滴加硫酸后，无气体逸出，电压几乎不变。上述实验说明： _。有同学认为：随溶液酸性增强，溶液中O2的氧化性增强也会使电压增大。利用右图装置选择合适试剂进行实验，结果表明O2的存在不影响上述结论。该实验方案是_，测得电压增大了z（zFe2+；而实验II中，还原性：Fe2+I-。将（1）和（2）作对比，得出的结论是 。类型三：竞争反应（多个氧化剂和还原剂）类型综合题1（2017西城一模.27）以黄铜矿（主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2）为原料，用Fe2(SO4)3溶液作浸取剂提取铜，总反应的离子方程式是CuFeS2 + 4Fe3+ Cu2+ + 5Fe2+ + 2S。（1）上述总反应的原理如下左图所示。负极的电极反应式是_。（2）用实验II的浸取液电解提取铜的原理如下右图所示： 电解初期，阴极没有铜析出。用电极反应式解释原因是_。 将阴极室的流出液送入阳极室，可使浸取剂再生，再生的原理是_。2（2018丰台期末.18）氮及其化合物存在如下转化关系：（1）在氨氮废水中通入一定量的氯气，利用产生的HClO可除去废水中含有的游离氨或铵盐。已知NH4+HClONH2Cl+H+H2OH= a kJmol-12NH2Cl+HClON2+H2O+3H+3Cl H= bkJmol-1则2NH4+3HClON2+3H2O+5H+3Cl H=_kJmol-1（2）电解法也可除去水中的氨氮，实验室用石墨电极电解一定浓度的(NH4)2SO4与NaCl的酸性混合溶液来模拟。电解时，阳极的电极反应式为_。电解过程中，溶液初始Cl浓度和pH对氨氮去除速率与能耗（处理一定量氨氮消耗的电能）的影响关系如图1和图2所示。初始pH能耗(kWhg-1)氨氮去除速率(mgL-1h-1)能耗(kWhg-1)氨氮去除速率(mgL-1h-1)Cl浓度(mgL-1)图1 Cl浓度对氨氮去除速率、能耗的影响 图2初始pH对氨氮去除速率、能耗的影响图1中当Cl浓度较低时、图2中当初始pH达到12时，均出现氨氮去除速率低而能耗高的现象，共同原因是_；图2中，pH为6时处理效果最佳，当pH过低时，处理效果不佳的原因可能是_。当溶液中Cl浓度较高时，测得溶液中的NO3-浓度会随之增大，可能的原因是_。3（2018海淀期末.19）实验小组探究铝片做电极材料时的原电池反应，设计下表中装置进行实验并记录。【实验1】装置实验现象-+G干电池灯泡 左侧装置电流计指针向右偏转，灯泡亮右侧装置电流计指针向右偏转，镁条、铝条表面产生无色气泡（1）实验1中，电解质溶液为盐酸，镁条做原电池的_极。【实验2】将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2。（2）该小组同学认为，此时原电池的总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2，据此推测应该出现的实验现象为_。实验2实际获得的现象如下：装置实验现象i.电流计指针迅速向右偏转，镁条表面无气泡，铝条表面有气泡.电流计指针逐渐向零刻度恢复，经零刻度后继续向左偏转。镁条表面开始时无明显现象，一段时间后有少量气泡逸出，铝条表面持续有气泡逸出（3）i中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O2，则该电极反应式为_。（4）ii中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因是_。【实验3和实验4】为了排除Mg条的干扰，同学们重新设计装置并进行实验3和实验4，获得的实验现象如下：编号装置实验现象实验3电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出，铜片没有明显现象；约10分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝条表面气泡略有减少。实验4煮沸冷却后的溶液电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出，铜片没有明显现象；约3分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝条表面气泡略有减少。（5）根据实验3和实验4可获得的正确推论是_（填字母序号）。A上述两装置中，开始时铜片表面得电子的物质是O2B铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关C铜片表面产生的气泡为H2 D由“铝条表面气泡略有减少”能推测H+在铜片表面得电子（4）由实验1实验4可推知，铝片做电极材料时的原电池反应与与_等因素有关。4（2017海淀二模.28）某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：(l)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了电化学腐蚀。 实验i中的现象是 _。 用化学用语解释实验i中的现象： _。(2)查阅资料：K3Fe(CN)6具有氧化性。 据此有同学认为仪通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是 。 进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下： a以上实验表明：在 条件下，K3Fe(CN)6溶液可以与铁片发生反应。 b为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。 此补充实验表明Cl-的作用是 _。(3)有同学认为上述实验仍不严谨。为进一步探究K3Fe(CN)6的氧化性对实验ii结果的影响，又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是 （填字母序号）。(4)综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是 _。答案一、基础题：1.C 2.A 3.A 4.D 5.C 6.B 7.B 8.C 9.D 10.C 11.A12. H2SO4溶液 2H+ 2e=H2或2H2O+2e=H2+2OH13. 负CH3OH6e+H2O=CO2+6H+14.正极 NO3 +2H+e-NO2+H2O15. 14CO2 + 12e-+ 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3-16.铁 NO3+8e+10H+=NH4+3H2O FeO（OH）不导电，阻碍电子转移17.从A到B SO2 2e- + 2H2O = SO42- + 4H+18.19.（1） c、a、f (2) Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+ H2SO4二、拔高题类型一：提供新情境、运用新信息的题型1.C 2.D3. 还原2nCO2+12n_e_+12n_H+=+4n_H2O_2.241074. a.0.01mol/LKMnO4溶液（H2SO4酸化至pH=0）b.取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成5. MnO4 + e MnO42 MnO42+ 2e+2H2O MnO2+ 4OH 碱性条件下铜单质可以与KMnO4溶液发生氧化还原反应，但反应速度很慢，（或假设成立） 6. a室：，通过阳离子膜进入b室，发生反应：c室的反应：，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的Ph类型二：通过控制或改变条件来控制或改变氧化还原反应的综合题1.D2.pH=4的0.1mol/LNaNO3溶液 ab3. （1）AC （2）正Fe2e-Fe2+（3）Cr2O72-+6e-+14H+2Cr3+7H2O（4）B曲线I的pH较小，此时Cr(IV)被还原生成的Cr3+难以生成Cr(OH)3沉淀，仍以Cr3+存在于溶液中，导致去除率较低；曲线IV的pH较大，铬元素主要以CrO42-存在，其氧化能力弱于Cr2O72-，Cr(IV)难以被还原继而生成沉淀，导致去除率较低4.HCl的还原性与c(H+)无关；MnO2的氧化性与c(H+)有关，c(H+)越大，MnO2的氧化性越强 5. 溶液酸性增强，铬(VI)盐溶液的氧化性增强，Na2SO3溶液的还原性几乎没有变化 U型管左管中盛放pH= 8 0.1molL-1 K2