（三年模拟一年创新）高考化学 专题十一 电化学（全国通用）.doc

专题十一 电化学a组专项基础训练一、选择题1(2015沈阳质检)关于右图装置说法正确的是()a装置中电子移动的途径是：负极fem溶液石墨 正极b若m为nacl溶液，通电一段时间后，溶液中可能生成 nacloc若m为fecl2溶液，可以实现石墨上镀铁d若m是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀解析电子移动的途径是：负极fe，石墨正极，溶液中通过离子导电而不是电子，a错误；石墨为阳极，铁为阴极，若m为nacl溶液，电解nacl溶液属于“放氢生碱”型，阳极产生的氯气与阴极产生的氢氧化钠可能发生反应生成naclo，b正确；若m为fecl2溶液，铁电极(阴极)：fe22e=fe；石墨电极(阳极)：2cl2e=cl2，c错误；若m是海水，该装置属于“外加电源的阴极保护法”，d错误。答案b2(2015岳阳质检，11)全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如 图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说 法不正确的是 ()a土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池b金属棒m的材料应该是比镁活泼的金属c金属棒m上发生反应：mnemnd这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法解析钢铁中的铁、碳(原电池的两极)在潮湿的环境(电解质溶液)中构成原电池，铁作负极，易被腐蚀，a项正确；如图所示，利用原电池原理保护钢质管道，说明管道作正极，金属棒m作负极，要比铁活泼，不一定比镁活泼，发生反应：mne= mn，这叫牺牲阳极的阴极保护法，b错误，c、d正确。答案b3(2015洛阳统考，9)下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的ph明显 下降的是()解析a项，发生反应：znh2so4=znso4h2，c(h)减小，ph增大；b项，阳极：cu 2e2oh=cu(oh)2，阴极：2h2o2e=h22oh，总反应为：cu2h2ocu(oh)2h2，ph变化不明显；c项，总反应为：2nacl2h2o2naohh2cl2，ph增大；d项，总反应为：2cuso42h2o2cuo22h2so4，ph减小。答案d4(2015保定期末，15)两个装置中，液体体积均为200 ml，开始工作前电解质 溶液的浓度均为0.5 mol/l，工作一段时间后，测得有0.2 mol电子通过，若忽 略溶液体积的变化，下列叙述正确的是()a产生气体体积 b中阴极质量增加，中正极质量减小c电极反应式：中阳极：4oh4e=2h2oo2中负极：2h2e=h2d溶液的ph变化：减小，增大解析发生电解反应，阳极反应为2h2o4e=4ho2，阴极反应为2cu24e=2cu；中发生原电池反应，负极反应为：zn2e=zn2，正极反应为：2h2e=h2。两个电池中的cuso4和h2so4的物质的量都是0.1 mol，当通过0.2 mol电子时两种物质正好完全反应，生成0.05 mol o2，生成0.1 mol h2，由此可知只有d正确。答案d5(2015豫南九校质检，8)近年来aist报告正在研制一种“高容量、低成本” 锂铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中 放电过程为2licu2oh2o=2cu2li2oh，下列说法不正确的是 ()a放电时，li透过固体电解质向cu极移动b放电时，负极的电极反应式为cu2oh2o2e=cu2ohc通空气时，铜被腐蚀，表面产生cu2od整个反应过程中，铜相当于催化剂解析放电时，负极反应为：li e=li，li透过固体电解质向cu极移动，a项正确；正极反应为：cu2o2eh2o=2cu2oh，b项错误；通空气时，铜被氧化为cu2o：4cuo2=2cu2o，总反应为：4lio22h2o=4lioh，铜相当于催化剂，c、d正确。答案b6(2014湖北孝感统考，13)气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。 下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传 感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。待测气体部分电极反应产物no2nocl2hclcoco2h2sh2so4则下列说法中正确的是()a，上述气体检测时，敏感电极均作电池正极b检测cl2气体时，敏感电极的电极反应式为cl22e=2clc检测h2s气体时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为o22h2o 4e=4ohd检测h2s和co体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大 小相同解析由待测气体及产物的化合价可知no2，cl2作正极，co、h2s作负极，a选项错误；由h2s氧化后产物为h2so4可知，电解质溶液为酸性，电极中不能有oh，c选项错误；d选项，h2s中1个s的化合价升高8、而co中1个c的化合价只升高2，错误。答案b二、非选择题7(2015贵阳期末，20)某化学兴趣小组同学利用电化学原理对某一氧化还原反 应设计了如图装置，并进行一系列探究活动。请回答下列问题：(1)写出该氧化还原反应的离子方程式：_；(2)已知该原电池装置在反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12.1 g，此时导线中通过_mol电子；(3)在其他条件不变的情况下，若将(nh4)2so4溶液替换feso4溶液，石墨电极的反应式为_，其原因是(nh4)2so4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_；(4)若以上述原电池作电源，用石墨作电极电解某金属氯化物(xcl2)溶液，则与该原电池中石墨电极相连的是电解池的_(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)极，该电极的反应式为_；一段时间后，电解池的一极收集到448 ml气体(已换算成标准状况)，另一极增重1.28 g，则x的相对原子质量为_。解析(1)如图构成原电池，锌为负极发生反应：zn2e=zn2，石墨为正极，溶液的fe2得电子被还原：fe22e=fe，总反应为：znfe2=fezn2。(2)设导线中转移x mol电子，则负极质量减少：65 g，正极质量增加56g，有655612.1 g，得x0.2 mol。(3)因为nh水解使溶液呈酸性：nhh2onh3h2oh，溶液中的h在正极得电子。(4)和正极(石墨)的相连的极为阳极，溶液的阴离子(cl)放电：2cl2e=cl2。收集到448 ml氯气，n(cl2)0.02 mol，由xcl2xcl2，得生成x 0.02 mol，则x的摩尔质量为64 gmol1。答案(1)znfe2=zn2fe(2)0.2(3)2h2e=h2酸性nhh2onh3h2oh(4)阳2cl2e=cl264b组专项能力训练一、选择题1(2015日照质检，14)纳米级cu2o由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中oh的浓度制备纳米级cu2o的装置如图所示，发生的反应为：2cuh2ocu2oh2。下列说法正确的是()a钛电极发生氧化反应b阳极附近溶液的ph逐渐增大c离子交换膜应采用阳离子交换膜d阳极反应式是：2cu2oh2e=cu2oh2o解析a项，钛电极是阴极，发生还原反应，错误；阳极反应为2cu2e2oh=cu2oh2o ，溶液的ph逐渐减小，b项错误，d项正确；c项，采用离子交换膜控制电解液中oh的浓度，所以离子交换膜应采用阴离子交换膜，错误。答案d2(2015广州检测)一种碳纳米管能够吸附氢气，可做充电电池(如图所示)的碳电极，该电池的电解质溶液为6 moll1 koh溶液，下列说法中正确的是()a充电时将碳电极与电源的正极相连b充电时阴极发生氧化反应c放电时镍电极反应为：nio(oh)h2oe=ni(oh)2ohd. 放电时碳电极反应为：2h2e=h2解析a项，碳纳米管能够吸附氢气，可做充电电池的负极，放电时氢气发生氧化反应，故充电时该电极与外接电源的负极相连，错误；b项，充电时阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，错误；c项，放电时镍电极为正极，得到电子，发生还原反应，其电极反应为：nio(oh)h2oe=ni(oh)2oh，正确；d项，放电时碳电极反应为：h22e2oh=2h2o，错误。答案c3(2015郑州质检，15)某可充电电池的原理如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性。充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是()a. 充电时，b极接直流电源正极，a极接直流电源负极b. 充电过程中，a极的电极反应式为：vo2he=vo2h2oc. 放电时，h从左槽迁移进右槽d. 放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色解析由题“充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色”，说明充电时右槽发生反应：v3e=v2，为还原反应，因此右槽为阴极区，b接电源负极，a项错误；充电时左槽发生氧化反应：vo2eh2o=vo2h，b项错误；由b项分析可知，放电时，左槽反应为vo2he=vo2h2o，溶液颜色由黄色变蓝色，h从右槽进入左槽，c项错误，d项正确。答案d4(2014广东六校模拟，10)利用如图装置，可完成很多电化学实验。下列有关叙述正确的是()a 若x为锌棒，开关k置于a处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阴极的阳极保护法b若x为铜棒，开关k置于a处，装置中发生的总反应为2nacl2h2o2naohcl2h2c若x为碳棒，开关k置于b处，在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液可看到溶液变红色d若x为碳棒，开关k置于b处，向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红解析若x为锌棒，开关k置于a处，则构成电解池，铁作阴极，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为外加电流的阴极保护法，a项不正确；若x为铜棒，开关k置于a处，则构成电解池，铜作阳极，失去电子，铁作阴极，b项不正确；若x为碳棒，开关k置于b处，则构成原电池，铁作负极，失去电子生成亚铁离子，因此在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液看不到溶液变红色，c项不正确；若x为碳棒，开关k置于b处，则构成原电池，铁作负极，碳棒作正极，因此向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红，d项正确。答案d5(2014湖南十三校一联，18)某种聚合物锂离子电池放电时的反应为li1xcoo2lixc6=6clicoo2，其电池如图所示。下列说法不正确的是()a放电时，lixc6发生氧化反应b充电时，li通过阳离子交换膜从左向右移动c充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连d放电时，电池的正极反应为li1xcoo2xlixe=licoo2解析由电子流向可知lixc6作负极，发生氧化反应，li1xcoo2作正极发生还原反应，co的化合价降低x，a，d选项正确；充电时，原电池的负极接电源的负极，作电解池的阴极，阳离子向阴极移动，b选项错误。答案b6(2013湖南十二校一模)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(rfc)，rfc是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为rfc工作原理示意图，有关说法正确的是()a当有0.1 mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12 l o2bb极上发生的电极反应是：4h2o4e=2h24ohcc极上发生还原反应，b中的h可以通过隔膜进入add极上发生的电极反应是：o24h4e=2h2o解析由图可知a为阴极、b为阳极、气体x为h2、气体y为o2、c为正极、d为负极。正极、阴极发生还原反应，负极、阳极发生氧化反应，a项、b项、d项错误；在原电池中阳离子移向正极，c项正确。答案c二、非选择题7(2015豫南九校质检，18)对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。(1)微生物电池可以除去废水中的乙酸钠和对氯酚()，其原理如图所示。b是电池的_(填“正”或“负”)极。a极的电极反应式为_。(2)电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示(图中ha表示乳酸分子，a表示乳酸根离子)。阳极的电极反应式为_。简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：_。解析(1)由图b极ch3coo(碳平均显0价)hco(碳显4价)，发生氧化反应，b极为负极。a为正极发生还原反应：中6个碳显2价)2e (c6h6o中6个碳显4价)，质子交换膜，利用h、h2o配平。(2)阳极，溶液中的阴离子(oh)放电。答案(1)负(2)4oh4e=2h2oo2(或2h2o4e=o24h)阳极oh放电，c(h)增大，h从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；a从阴极通过阴离子交换膜进入浓缩室，发生反应：ha=ha，从而使乳酸的浓度增大热点一原电池(2014课标12，2014北京理综8，2013课标10，2013课标11，2013安徽理综10，2013江苏化学9)【演练1】 原电池电极反应式和电池反应式的书写(1)2013北京理综，26(4)通过nox传感器可监测nox的含量，其工作原理示意图如下：pt电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)写出nio电极的电极反应式：_。(2)(2012海南，13，4)肼空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_。(3)2012新课标全国卷，26(4)节选与mno2zn电池类似，k2feo4zn也可以组成碱性电池，k2feo4在电池中作为正极材料，其电极反应为_，该电池总反应的离子方程式为_。(4)2012江苏，20，(3)铝电池性能优越，alag2o电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_。解析(1)根据氧离子的移动方向可得pt电极为正极，应发生还原反应；nio电极上no失电子，与o2结合为no2，根据原子守恒和电荷守恒可写出其电极反应式。该燃料电池中n2h4在负极发生氧化反应，其电极反应式为n2h44oh4e=4h2on2。(2)正极发生还原反应，k2feo4被还原为fe3，由于是碱性环境，故生成fe(oh)3，电极反应式为2feo6e8h2o=2fe(oh)310oh；负极发生氧化反应，由于是碱性环境，zn被氧化生成zn(oh)2，电极反应式为3zn6e6oh=3zn(oh)2，两电极反应式相加得2feo3zn8h2o=2fe(oh)33zn(oh)24oh。(3)由铝电池原理图可知，al作负极，ag2o/ag作正极，电池反应式为2al3ag2o2naoh=2naalo26agh2o。答案(1)还原noo22e=no2(2)n2h44oh4e=4h2on2(3)feo3e4h2o=fe(oh)35oh3zn2feo8h2o=3zn(oh)22fe(oh)34oh(4)2al3ag2o2naoh=2naalo26agh2o【演练2】 原电池工作原理的应用把适合题意的图像填在横线上(用a、b、c、d表示)(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的cuso4溶液，产生h2的体积v(l)与时间t(min)的关系是_。(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的cuso4溶液，产生h2的体积v(l)与时间t(min)的关系是_。(3)将(1)中的cuso4溶液改成ch3coona溶液，其他条件不变，则图像是_。解析 加入cuso4溶液，zn置换出cu，形成原电池，加快反应速率，(1)a中zn减少，h2体积减小；(2)中由于h2so4定量，产生h2的体积一样多；(3)当把cuso4溶液改成ch3coona溶液时，由于ch3coohch3cooh，a中c(h)减少，反应速率减小，但产生h2的体积不变，所以c项正确。答案(1)a(2)b(3)c热点二电解池(2014广东理综11，2013北京理综9，2013天津理综6，2013浙江理综11)【演练3】 如图中，甲烧杯中盛有100ml 0.50 moll1 agno3溶液，乙烧杯中盛有100 ml 0.25 moll1 cucl2溶液，a、b、c、d均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现a极比c极重1.9 g，则(1)电源e为_极，f为_极。(2)a极的电极反应式为_，析出的物质_mol。(3)b极的电极反应式为_，析出气体_ ml(标准状况)。(4)c极的电极反应式为_，析出的物质_mol。(5)d极的电极反应式为_，析出气体_ml(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，_极附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到_溶液。解析由电解一段时间后a极比c极重，可知a极上有ag析出，c极上有cu析出，若a极上析出银的物质的量为n(ag)，则c极上析出cu的物质的量为n(ag)，有关系式108 gmol1n(ag)64 gmol1n(ag)1.9 g，n(ag)0.025 mol。由此可知，两电解池内的电解质均是足量的，故两池电极反应式分别为：a极：4ag4e=4ag；b极：4oh4e=2h2oo2；c极：cu22e=cu；d极：2cl2e=cl2。a、c两极析出物质的物质的量分别为0.025 mol和0.012 5 mol；b极析出o2的体积为：0.006 25 mol22.4 lmol10.14 l140 ml；d极析出cl2的体积为0.012 5 mol22.4 lmol10.28 l280 ml。答案(1)负正(2)age=ag0.025(3)4oh4e=2h2oo2140(4)cu22e=cu0.012 5(5)2cl2e=cl2280(6)bhno3热点三金属的腐蚀与防护(2014天津理综1，2013北京理综7，2012山东理综13)【演练4】 利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若x为碳棒，为减缓铁 的腐蚀，开关k应置于_处。若x为锌，开关k置于m处，该电化学防护法称为_。解析铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若x为碳棒，开关k应置于n处，fe作阴极受到保护；若x为锌，开关k置于m处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。答案n牺牲阳极的阴极保护法热点四有关电化学的计算2012