（安徽专用）高考化学二轮复习 第八讲 有关电化学原理中的常考问题能力提升训练 新人教版.docVIP

第八讲有关电化学原理中的常考问题(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)1(教材改编题)氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30% koh溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2h24oh4e=4h2oo22h2o4e=4oh据此作出判断，下列说法中错误的是 ()。ah2在负极发生氧化反应b供电时的总反应为2h2o2=2h2oc产物为无污染的水，属于环境友好电池d燃料电池的能量转化率可达100%2目前市场上的手提应急灯，主要用的是“无液干粉”铅酸蓄电池，其原理是将强腐蚀性的浓硫酸灌注到硅胶中，使电解质溶液不易发生泄漏，大大改善了电池的性能，所用的原料仍然是pbpbo2h2so4，下列关于该铅酸蓄电池的说法正确的是()。a充电时，电源的正极接蓄电池标“”的一极，电池上标有“”的一极发生氧化反应b“无液干粉”铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理c放电时在铅酸蓄电池的负极发生还原反应d若用此铅酸蓄电池电解饱和nacl溶液，标准状况下制备1.12 l cl2，电池内至少消耗h2so4 0.10 mol3(2012大纲全国理综，11)四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是 ()。a bc d4(2012浙江理综，10)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是 ()。a在阴极室，发生的电极反应为：2h2o2e=2ohh2b在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区h浓度增大，使平衡2cro2hcr2oh2o向右移动c该制备过程总反应的化学方程式为：4k2cro44h2o2k2cr2o74koh2h2o2d测定阳极液中k和cr的含量，若k与cr的物质的量之比(nk/ncr)为d，则此时铬酸钾的转化率为15(2012北京理综，12)人工光合作用能够借助太阳能，用co2和h2o制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备hcooh的原理示意图，下列说法不正确的是()。a该过程是将太阳能转化为化学能的过程b催化剂a表面发生氧化反应，有o2产生c催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强d催化剂b表面的反应是co22h2e=hcooh6(2012皖南八校，12)led产品由于具有超低耗电量、寿命长的特点，越来越受欢迎。下图是氢氧燃料电池驱动led发光的装置。下列有关叙述正确的是 ()。aa处通入氧气，b处通入氢气b该装置中只涉及两种形式的能量转化c电池正极的电极反应式为o22h2o4e=4ohdp型半导体连接的是电源负极7(2012丰台区八校联考)下图装置()为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许k通过，该电池充、放电的化学方程式为2k2s2ki3k2s43ki。装置()为电解池的示意图。当闭合开关k时，x附近溶液先变红。则下列说法正确的是()。a闭合k时，k从右到左通过离子交换膜b闭合k时，a的电极反应式为3i2e=ic闭合k时，x的电极反应式为2cl2e=cl2d闭合k时，当有0.1 mol k通过离子交换膜，x电极上产生标准状况下气体1.12 l二、非选择题(本题包括4小题，共58分。)8(14分)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。(1)若x为zn，开关k置于m处，x电极为_极，电极反应式为_，铁电极反应式为_，此种防护法称为_；(2)若x为碳棒，开关k置于n处，x为_极，电极反应为_，此种防护法称为_。(3)若x为cu，开关k置于n处，x电极反应式为_，fe电极反应式为_。9(14分)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。(1)当左槽溶液逐渐由黄变蓝时，其电极反应式为_。(2)充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由_色变为_色。(3)放电过程中氢离子的作用是_和_；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(h)的变化量为_。10(15分)(2012山东潍坊高三模拟)甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(co和h2)还原氧化铁，有关反应为：ch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)h260 kjmol1已知：2co(g)o2(g)=2co2(g)h566 kjmol1。则ch4与o2反应生成co和h2的热化学方程式为_。(2)如下图所示，装置为甲烷燃料电池(电解质溶液为koh溶液)，通过装置实现铁棒上镀铜。a处应通入_(填“ch4”或“o2”)，b处电极上发生的电极反应式是_。电镀结束后，装置中溶液的ph_(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置中cu2的物质的量浓度_。电镀结束后，装置溶液中的阴离子除了oh以外还含有_(忽略水解)。在此过程中若完全反应，装置中阴极质量变化12.8 g，则装置中理论上消耗甲烷_l(标准状况下)。11(15分)(最新预测)锌(zinc)是第四“常见”的金属，仅次于铁、铝及铜，在现代工业中对于电池制造有不可磨灭的贡献。.湿法炼锌某种冶炼过程可用下图简略表示(1)zns焙烧反应的化学方程式为_。(2)电解过程中析锌一极的电极反应式为_。(3)氧化锌像氧化铝一样，属于两性氧化物，则氧化锌与氢氧化钠反应的离子方程式为_。(已知：“锌酸”的化学式可写成h2zn(oh)4).锌电池用锌作负极的电池生活中随处可见，如锌锰干电池、锌锰碱性电池、锌空电池等。(4)锌锰碱性电池，以二氧化锰为正极，锌粉为负极，氢氧化钾溶液为电解液。其具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池总反应式为zn2mno22h2o=2mno(oh)zn(oh)2。碱性电池中，负极锌由片状改变成粒状的优点是_；正极反应式为_。(5)新型锌空电池(如图)与锂电池相比，锌空气充电电池的储存电量是它的三倍，成本是锂电池的一半，并且完全没有过热爆炸的安全隐患。该电池的总反应为2zno2=2zno，电解质溶液为koh溶液，则负极的电极反应式为_。若以该电池为电源，用惰性电极电解硝酸银溶液，为保证阴极有10.8 g银析出，至少需要_l空气(折算成标准状况)进入该电池。参考答案：第八讲有关电化学原理中的常考问题1d2da项中，前一句正确，接“”的一极为阴极，发生还原反应，a错；由题目叙述可知，“无液干粉”铅酸蓄电池的原理与传统的铅酸蓄电池原理相同，b错；放电时，电极反应为可知，c错；根据电路中通过的电子数守恒，可得2ecl22h2so4，考虑到电路中能量损耗，至少要消耗h2so4 0.10 mol，d正确。3b由原电池原理判断金属活动性，外电路电流从流向，为正极，金属活动性；相连，为正极，金属活动性；相连，上有气泡(h2)逸出，为正极，金属活动性，相连，质量减少，则金属活动性，即金属活动性顺序为，b正确。4d因放电顺序hk，故阴极电极反应式为2h2o2e=h22oh；由于阳极的电极材料是惰性电极，故该电解池的阳极电极反应式为：2h2o4e=o24h，由于反应生成了h，增大了h的浓度，故平衡2cro2hcr2oh2o正向移动，溶液颜色由黄色变为橙色，故a、b项正确；将上述反应式合并可知c项正确；由总反应方程式4k2cro44h2o2k2cr2o74koh2h2o2和电解装置可知，电解过程中阳极室的k通过阳离子交换膜进入阴极室，从而生成koh。现设k2cro4的起始物质的量为1 mol，转化的k2cro4的物质的量为x，根据电解方程式可知生成的koh的物质的量为x，阳极室剩余k的物质的量为2 molx，阳极室中cr的物质的量为1 mol，由题意得：d，解得x(2d)mol，故铬酸钾的转化率为2d，d项不正确。5c首先标化合价，看价变化，o2hooh，co2中c的化合价降低，得电子，由图示装置中电子转移的方向可知催化剂a表面发生失电子的反应，催化剂b表面发生得电子的反应，所以在催化剂b表面发生的电极反应为co22h2e=hcooh；在a表面h2o失电子生成o2，电极反应为2h2o4e=4ho2，由电极反应式可知a极附近酸性增强，b极附近酸性减弱，c错误。6c由led发光二极管中电子移动方向可知n型半导体与电源负极相连，p型半导体与电源正极相连，则a是负极，应通入h2；b是正极，应通入o2。该装置中主要涉及化学能、电能、光能三种形式的能量转化。故选c。7d由于装置为电解池，则装置必为原电池，电解nacl溶液时阴极反应式为2h2e=h2，则该极附近水的电离受到促进，生成oh，阴极区溶液先变红，由此确定x为阴极，电极a为负极，电极b为正极，k应移向正极，即k移向b电极，a错误，c错误；放电时，s元素化合价升高，s在a电极上发生氧化反应，i在b电极上发生还原反应，且有0.1 mol k通过离子交换膜时电路中转移0.1 mol e，则x电极产生0.05 mol h2，d正确。8解析(1)x为zn，开关k置于m处，构成znfe原电池，zn作负极被氧化。(2)x为碳棒，开关k置于n处，构成电解池，x作阳极，oh放电。(3)x为铜，开关k置于n处，cu作阳极，cu失电子变成cu2，被氧化。答案(1)负2zn4e=2zn2o22h2o4e=4oh牺牲阳极的阴极保护法(2)阳4oh4e=o22h2o外接电流的阴极保护法(3)cu2e=cu22h2e=h29解析本题是考查以钒为材料的化学原理题，涉及电化学知识。(1)左槽中，黄变蓝即为vo生成vo2，v的化合价从5降低为4，得一个电子，o原子减少，从图中知，其中h发生了移动，参与反应，由此写出电极反应式。(2)放电作为原电池，左槽得电子，而右槽失电子。充电作为电解池处理，右槽中则为得电子，对应化合价降低，即为v3生成v2，颜色由绿变成紫。(3)由电极反应式知，h参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。nn/na0.5 mol。答案(1)vo2he=vo2h2o(2)绿紫(3)参与正极反应通过交换膜定向移动使电流通过溶液0.5 mol10解析(1)根据盖斯定律，将第一个热化学方程式乘以2，与第二个相加得2ch4(g)o2(g)=2co(g)4h2(g)h46 kjmol1。(2)由于fe棒上镀cu，则cu棒发生氧化反应，作阳极，b电极作正极，a电极作负极，ch4在a处通入，o2在b处通入，由于koh溶液作电解质溶液，则b极反应式为o22h2o4e=4oh，电镀过程中电解质溶液不参与电极反应，各离子浓度均不变；ch4燃料电池中的化学方程式为ch42o22koh=k2co33h2o，可得溶液中存在co，再由电子守恒得ch44cu，则12.8 g cu的物质的量为0.2 mol，消耗ch4为0.05 mol，在标准状况下的体积为0.05 mol22.4 lmol11.12 l。答案(1)2ch4(g)o2(g)=2co(g)4h2(g)h46 kjmol1(2)ch4o22h2o4e=4oh变小不变co1.1211解析(2)析锌一极应是zn(nh3)42得到电子，还原为锌，同时释放出氨气。(4)碱性锌锰电池中，负极锌失电子生成锌离子，再与溶液中的氢氧根结合生成氢氧化锌，负极反应：zn2oh2e=zn(oh)2，正极反应：2mno22h2o2e=2mno(o