2018年高考化学课标版二轮复习训练：专题突破练第6讲电化学含解析.doc

第6讲电化学一、选择题(本题包括7个小题,每小题6分,共42分)1.(2017江苏启东模拟)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.该电化学腐蚀为析氢腐蚀B.图中生成铁锈最多的是C区域C.A区域比B区域更易腐蚀D.铁闸中的负极的电极反应:Fe-2e-Fe2+2.(2017吉林模拟)原电池中,B极逐渐变粗,A极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的()A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液3.(2017海南高考,10)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是()A.Pd电极b为阴极B.阴极的反应式为N2+6H+6e-2NH3C.H+由阳极向阴极迁移D.陶瓷可以隔离N2和H2导学号404140314.(2017福建厦门模拟)图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示()图1图2A.铜棒的质量B.c(Zn2+)C.c(H+)D.c(S)5.(2017安徽合肥三模)我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌(ZnMn2O4)为电极材料,研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式:xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0x1)。下列说法正确的是()A.充电时,Zn2+向ZnMn2O4电极迁移B.充电时,阳极反应:ZnMn2O4-2xe-Zn1-xMn2O4+xZn2+C.放电时,每转移1 mol e-,ZnMn2O4电极质量增加65 gD.充放电过程中,只有Zn元素的化合价发生变化6.(2017山东淄博二模)现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力,常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3,其工作原理如图。下列叙述错误的是()A.M室发生的电极反应式:2H2O-4e-O2+4H+B.N室:abC.产品室发生的反应是B(OH+H+H3BO3+H2OD.理论上每生成1 mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6 L气体导学号404140327.(2017陕西西安一模)如图所示,甲池的总反应式为N2H4+O2N2+2H2O,下列关于该电池工作时的说法正确的是()A.该装置工作时,Fe电极上有气体生成B.甲池和乙池中的溶液的pH均减小C.甲池中负极反应为N2H4-4e-N2+4H+D.当甲池中消耗0.1 mol N2H4时,乙池中理论上最多产生6.4 g固体二、非选择题(本题包括4个小题,共58分)8.(2017山西四校联考)(12分)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答下列问题:(1)外电路的电流方向是由极流向极。(填字母)(2)电池正极反应式为。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?(填“是”或“否”),原因是。(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为。K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为。9.(2017陕西师大附中模拟)(14分)25 时,用两个质量相同的铜棒作电极,电解500 mL 0.1 molL-1 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 molL-1 CuSO4溶液的pH为4.17。时间/h0.511.52pH1.32.43.03.0(1)实验刚开始阶段电解池阴极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 molL-1 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(填“”)0.15 mol。(4)若欲使所得电解质溶液复原到500 mL 0.1 molL-1 H2SO4溶液,应对溶液进行怎样处理?。10.(2017海南“七校联盟”联考)(16分)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应:(用离子方程式表示)设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过 mol电子。(2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极反应式为,这是由于NH4Cl溶液显(填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表示溶液显此性的原因:,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,写出发生反应的离子方程式:,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是:“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。”如果+3价铁被氧化为Fe,试写出该反应的离子方程式:。(3)如图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,如图所示。一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液,现象是,电极反应为;乙装置中石墨(1)为(填“正”“负”“阴”或“阳”)极,乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为,产物常用检验,反应的离子方程式为。11.(2017广西重点中学模拟)(16分)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的工艺如下:碱性锌锰电池构造回答下列问题:(1)MnOOH中,Mn元素的化合价为。(2)“还原焙烧”过程中,高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还原成MnO),主要原因是“粉料”中含有。(3)“净化”是为了除去浸出液中的Fe2+,方法:加入(填化学式)溶液将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使Fe3+完全沉淀。已知浸出液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1 molL-1,根据下列数据计算,调节pH的合理范围是至。化合物Mn(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1310-1710-38(离子浓度小于110-5 molL-1即为沉淀完全)(4)“电解”时,阳极的电极反应式为。本工艺中应循环利用的物质是(填化学式)。(5)若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为。(6)某碱性锌锰电池维持电流0.5 A(相当于每秒通过510-6 mol电子),连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6 g,则电池失效时仍有%的金属锌未参加反应。导学号40414033第6讲电化学1.D解析 海水为弱酸性,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,C错误。Fe作负极失电子生成亚铁离子,则负极的电极反应:Fe-2e-Fe2+,D正确。2.C解析 在原电池中,一般活泼金属作负极,失去电子发生氧化反应(金属被氧化)而逐渐溶解(或质量减轻);不活泼金属(或导电的非金属)作正极,发生还原反应有金属析出(质量增加)或有气体放出;依据题意可知A为负极、B为正极,即活泼性A大于B,且A能从电解质溶液中置换出金属单质。只有C正确。3.A解析 Pd电极b上是氢气发生氧化反应,Pd电极b为阳极,A错误。Pd电极a为阴极,N2发生还原反应,N2+6H+6e-2NH3,B正确。阳离子向阴极移动,C正确。陶瓷隔离N2和H2,使之分别在阴极、阳极放电,D正确。4.C解析 该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。在正极Cu附近溶液中的H+获得电子变为氢气,Cu电极的质量不变,A错误。由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,B错误。由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,C正确。S不参加反应,其浓度不变,D错误。5.B解析 充电时,Zn2+向Zn电极迁移,A错误。充电时,阳极发生氧化反应:ZnMn2O4-2xe-Zn1-xMn2O4+xZn2+,B正确。每转移1 mol e-,ZnMn2O4电极质量增加32.5 g,C错误。充放电过程中Mn元素的化合价也发生变化,D错误。6.D解析 M室为阳极室,水中的氢氧根离子放电,2H2O-4e-O2+4H+,A正确。N室,水中的氢离子放电,生成氢氧根离子,原料室中钠离子移动到N室,NaOH浓度增大,B正确。原料室中的B(OH移向产品室,M室中生成的H+移向产品室,二者反应生成产品,C正确。根据关系式:H3BO3H+H2,理论上每生成1 mol产品,阴极室可生成标准状况下11.2 L气体,D错误。7.B解析 通入肼的电极为电池的负极,负极与电解池阴极相连,Fe电极为阴极,铜离子得电子生成铜单质,A错误。甲池有水生成,导致溶液中KOH浓度降低,则溶液pH减小,乙池中氢氧根离子放电,导致溶液pH减小,B正确。甲池负极反应为N2H4-4e-+4OH-N2+4H2O,氢离子不能在碱性溶液中出现,C错误。甲池消耗0.1 mol N2H4时,转移0.4 mol电子,乙池Cu2+2e-Cu,产生0.2 mol铜,为12.8 g固体,D错误。8.答案 (1)ba(2)MnO2+e-+Li+LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属,能与水反应(4)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O21解析 (1)结合所给装置图以及原电池反应原理,可知Li作负极材料,MnO2作正极材料,电子流向是从ab,电流方向则是ba。(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2”,所以正极的电极反应式MnO2+e-+Li+LiMnO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属,能够与水发生反应,故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)由题目中的信息“MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应,生成K2MnO4”,可知该反应属于氧化还原反应,Mn元素化合价升高(),则Cl元素的化合价降低(),所以化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;根据“K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4(K2O4KO4)和MnO2(K2O4O2)”,结合电子得失守恒可得,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为21。9.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Cu-2e-Cu2+,阴极反应式为Cu2+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+2H2OCu(OH)2+2H+(3)(4)向溶液中通入约0.05 mol H2S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Cu-2e-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,则阳极铜的减少量为=4.8 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,H2S+CuSO4CuS+H2SO4。10.答案 (1)Fe+Cu2+Fe2+Cu0.2(2)2H+2e-H2酸性N+H2ONH3H2O+H+2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-2Fe3+3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+(3)溶液变红O2+2H2O+4e-4OH-阴2Cl-2e-Cl2湿润淀粉碘化钾试纸Cl2+2I-2Cl-+I2解析 (1)设导线中通过的电子的物质的量为x,则负极质量减少28 gmol-1x,正极质量增加32 gmol-1x,28x+32x=12,x=0.2 mol。(2)NH4Cl水解,溶液显酸性,正极上H+得电子,负极上Fe失电子生成Fe2+。Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,Cl2过量时,发生的反应为2Fe3+3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+。(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池,乙装置成为电解池。甲中Fe为负极,Cu为正极,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,滴加酚酞后,溶液变红色。乙中石墨(1)为阴极,与铜丝相连的电极为阳极,电极反应式为2Cl-2e-Cl2,Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。11.答案 (1)+3(2)C(3)H2O2(或KMnO4)36(4)Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+H2SO4(5)2MnOOH+6HClCl2+2MnCl2+4H2O(6)87解析 (1)氢氧根离子为-1价,氧为-2价,根据化合物中各元素化合价代数和为0的原则,可知MnOOH中锰元素的化合价为+3价。(2)根据锌锰电池的构造可知,锌锰电池中含有C,C具有还原性,能将高价金属化合物还原为低价氧化物或金属单质。(3)在浸出液中加入的氧化剂不能影响下一步电解产生锌和二氧化锰,过氧化氢与亚铁离子反应生成水和铁离子,不影响电解产物生成,高锰酸钾与亚铁离子反应生成二价锰离子和铁离子,虽然引入了新杂质钾离子,但是由