第一部分 专题二 第4讲 电化学 针对训练经典化.doc

第二部分 专题二 第4讲 电化学基础等级评价1(2010湖南师大附中月考)下列各装置中，在铜电极上无气体产生的是()解析：装置A和C中无外接电源，符合构成原电池的条件，是原电池装置，电池的总反应式为X(Zn、Fe)2H = X2H2，铜均作正极，电极上均放出H2；装置B是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成；装置D也是电解池，铜作阴极，溶液中H得到电子在阴极析出H2，起始时电解的总反应式可表示为2Ag2H 2AgH2.答案：B2(2010福建龙岩高三质检)利用右图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e= 2H2OO2B电解精炼铜时，Z溶液中的铜离子浓度不变C在铁片上镀铜时，Y是纯铜D电解水制氢气时，Z可以是稀硫酸溶液解析：A项中X电极为阳极，氯碱工业中发生的电极反应为：2Cl2e= Cl2；电解精炼铜时，Z溶液中Cu2浓度减小，B不正确；铁片上镀铜时，Y应是铁片，C错误答案：D3(2010福建高考)铅蓄电池的工作原理为：PbPbO22H2SO4 = 2PbSO42H2O，研读下图，下列判断不正确的是()AK闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e = PbO24HSOB当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时，中SO向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极解析：本题考查铅蓄电池，意在考查考生对电池的充电和放电过程所涉及的化学原理进行分析的能力根据图示，为原电池，a为正极，b为负极，为电解池，c为阴极，d为阳极K闭合时，d为阳极，发生氧化反应：PbSO42e2H2O=PbO24HSO，A项正确，根据铅蓄电池的总反应知该反应中转移电子数为2e，则电路中转移0.2 mol电子时，中消耗0.2 mol H2SO4，B项正确；K闭合时，中SO向阳极(d极)迁移，C项错误；K闭合一段时间后，c电极析出Pb，d电极析出PbO2，电解质溶液为H2SO4，此时可以形成铅蓄电池，d电极作正极，D项正确答案：C4(2010安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2O2 = 2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e = 4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：本题考查原电池知识，意在考查考生的分析能力该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H22e=2H，H由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O24H4e=2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确答案：D5(双选)科学家P.Tatapudi等人首先使用在空气中电解水(酸性条件下)的方法，在阴极制得臭氧，阳极制得过氧化氢电解总方程式为3H2O3O23H2O2O3，下列说法正确的是()A电解产物在应用中都只能作为氧化剂B电解一段时间后，溶液pH不变C阳极的反应：2H2O2e = H2O22HD每生成1 mol O3转移电子数为3 mol解析：A项错误，电解产物H2O2在分解反应中既是氧化剂也是还原剂B项错误，电解后产生的H2O2显酸性，pH降低C项正确，水中的氧原子化合价升高应变成1价，生成H2O2，阳极反应为2H2O2e = H2O22H.答案：CD6(2010北京崇文1月统练)美籍华裔科学家钱永健.16岁时，凭借一个“金属易受硫氰酸盐腐蚀”的调查项目，荣获“美国西屋科学天才奖”下列叙述正确的是()A金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀C合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强D铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe3e = Fe3，继而形成铁绣解析：A项，金属失去电子，被氧化；B项正确，外加电源保护金属；C项，合金的熔点比其成分金属的熔点低；D项，应为Fe2e = Fe2.答案：B发展等级评价 (限时45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)12010年4月中旬全球核安全峰会在华盛顿举行，发展核电、制裁核武器发展是会议主题各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献下列有关电池的叙述正确的是 ()A手机上用的锂离子电池属于一次电池B锌锰干电池中，锌电极是负极C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原D太阳能电池的主要材料为二氧化硅解析：手机上的电池可以充电，属于二次电池；锌锰干电池中Zn失去电子生成Zn2，故为负极；氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化；太阳能电池的主要材料为硅A、C、D项错误，B项正确答案：B2(2010北京东城)下列有关电化学的示意图正确的是()解析：A项，Zn为负极，Cu为正极B项，电解质溶液放反了C项精炼铜时粗铜为阳极，精铜为阴极答案：D3如图为用惰性电极电解CuCl2溶液，并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是()A电源a极为负极BKI淀粉溶液会变蓝C可以将惰性电极I换为铜棒D惰性电极I上发生的电极反应为：Cu2e = Cu2解析：根据实验装置，可以判断电极产生氯气，即a极是负极电极处产生氯气，KI淀粉溶液会变蓝电极是阴极，用铜棒不会影响电解答案：D42010年上海举办的世博会主打环保牌，20辆氢氧燃料电池公交车、300辆氢氧燃料电池出租车投入运行，它们以氢气为能源，实现了真正的零污染氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是()A正极反应式为：O22H2O4e = 4OHB工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量浓度不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2 = 2H2OD用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol电子转移解析：该电池的总反应方程式为2H2O2 = 2H2O，电池工作过程中，KOH溶液被稀释，B不正确答案：B5.(双选)21世纪是钛的世纪在8001 000时电解TiO2可制得钛，装置如图所示下列叙述正确的是()Aa为电源的正极B石墨电极上发生还原反应C阴极发生的反应为：TiO24e = Ti2O2D每生成0.1 mol钛，转移电子0.4 mol解析：由O2移动方向可知b为电源正极，A项错误；b为电源正极，石墨电极上发生氧化反应，B项错误；D项Ti从4价，所以每生成0.1 mol钛，转移电子0.4 mol，正确答案：CD6用下图所示装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成图所示装置，可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升下列说法正确的是 ()A同温、同压下，装置中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多B用装置进行实验时铁电极的电极反应为Fe2e2OH = Fe(OH)2C用装置进行实验时石墨电极的电极反应为2H2e = H2D装置通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低解析：装置是电解10%NaCl溶液的装置，石墨连接到电源的正极，溶液中的Cl在该极失去电子产生Cl2：2Cl2e = Cl2，铁电极上产生H2：2H2O2e = H22OH，由于有OH生成，故溶液的pH升高因Cl2能溶解在水中，且与H2O发生反应而H2不溶于水，故石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体少装置是原电池，Fe为负极失去电子产生Fe2，Fe2再与溶液中的OH反应生成Fe(OH)2：Fe2e2OH = Fe(OH)2，正极为Cl2得到电子，故石墨电极的电极反应为：Cl22e = 2Cl(或HClOH2e = ClH2O)综合上述，只有选项B正确答案：B7.(双选)如图所示，a、b两电极材料分别为铁丝和铜丝则以下说法不正确的是()A该装置可以构成原电池，也可构成电解池Ba极一定发生反应：Cu22e = CuCb电极质量可能增加D该过程可能有大量气体产生解析：当a、b用导线相连时，装置为原电池，连接外接电源时，为电解池，A项正确；当a连接电源负极时，a极发生还原反应：Cu22e = Cu，当a极接电池正极时Fe2e= Fe2+ .B项错误；当b极为原电池的正极或电解池的阴极时发生还原反应，Cu2被还原为铜，其质量增加，C项正确；若为原电池，总反应为铁置换铜，若为电解池，无论谁作阳极，电极参与反应，溶液中的铜离子被还原，因此不可能生成大量的气体，D项错误. 答案：BD8.按如图所示装置进行下列不同的操作，其中不正确的是()A铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只接通K1只闭合K3都断开只闭合K2B只接通K1，一段时间后，U形管中出现白色沉淀C只接通K2，U形管左、右两端液面均下降D先只接通K1，一段时间后，漏斗液面上升，然后再只接通K2，漏斗液面下降解析：只闭合K1，铁作阳极电解氯化钠溶液，铁失电子生成Fe2，H2O在阴极得电子生成H2和OH，Fe2和OH扩散到U形管底部相遇生成白色氢氧化亚铁沉淀，B项正确只接通K2，铁作阴极，不能失电子，此时相当于惰性电极，该极生成氢气，石墨电极生成氯气，C项正确综上分析只接通K1铁腐蚀速率最大；只闭合K3，形成原电池，铁腐蚀的速率次之；都断开时铁自然腐蚀；而只接通K2时铁作阴极被保护，腐蚀速率最慢，故A项正确答案：D9如图所示，a、b、c、d均为铂电极，供选择的四组电解质溶液如表所示，要满足的条件是：工作一段时间后，甲槽电解液的pH上升，而乙槽电解液的pH下降；b、c两极上放电离子的物质的量相等则应选用的电解质溶液是()ABCD甲槽NaOHAgNO3H2SO4KCl乙槽CuSO4CuCl2AgNO3AgNO3解析：先分析甲槽，AgNO3溶液电解后会生成HNO3，pH减小，不符合题意，H2SO4电解后pH减小，不符合题意，排除B、C，在A和D中考虑乙槽中的pH都下降，若电解CuSO4溶液，b极是阳极，反应式：4OH4e = O22H2O，c极是阴极，反应式：Cu22e = Cu，因为转移电子数目相同，则b、c两极放电离子的物质的量之比为12，A选项排除答案：D10(双选)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)5.0 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法不正确的是()A原混合溶液中c(K)为3 molL1B上述电解过程中共转移1 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD电解后溶液中c(H)为1 molL1解析：阳极反应为：4OH4e = O22H2O，根据气体的量可知被电解的OH-是2 mol，同时产生H2 mol，转移电子的物质的量为2 mol，阴极反应为：Cu22e = Cu，Cu2放电结束后H放电，2H2e = H2，H放电时转移电子的物质的量为1 mol，消耗1 mol，溶液中还有1 mol H，所以电解后c(Cu2)2 molL1说明Cu2放电时转移电子的物质的量为1 mol，则n(Cu)0.5 mol，c(Cu2)1 molL1，根据电荷守恒得：c(K)2c(Cu2)c(NO)，求得c(K)为3 molL1.答案：BD二、非选择题(本题包括4小题，共60分)11(2010北京崇文1月统练)(1)在298 K时，1 mol C2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1 558.3 kJ.写出该反应的热化学方程式_.(2)利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入乙烷和氧气通入乙烷气体的电极应为_极(填写“正”或“负”)，该电极上发生的电极反应是_(填字母代号)a2C2H614e7O2 = 4CO26H2ObC2H614e18OH = 2CO12H2OcO22H2O4e = 4OHdO24e4H = 2H2O(3)在下图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为_；如果起始时盛有1 000 mL pH5的硫酸铜溶液(25，CuSO4足量)，一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是_；若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填物质名称)，其质量约为_解析：(2)燃料电池中通O2的为正极，通燃料气的为负极，电极反应式书写时需注意电解质溶液的酸碱性(3)由图中电子移动方向判断铁为阴极，石墨为阳极电解过程中阳极生成O2，阴极析出铜要恢复到原状态需加入CuO或CuCO3，CuO或CuCO3的质量可由H的量求得答案：(1)2C2H6(g)7O2(g) = 4CO2(g)6H2O(l)H3 116.6 kJ/mol(2)负b(3)4OH4e = O22H2O石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅氧化铜(或碳酸铜)4 g(或6.2 g)12(15分)(2010山东高考)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命(1)以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_(用离子方程式表示)为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_aNH3bCO2cNaOHdHNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 _(3)利用右图装置，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：本题以金属铝和电化学知识为载体，意在考查考生解决实际问题的能力(1)题中指出在碱洗时有气泡产生，则只有金属铝和碱反应才符合条件，故碱洗过程中发生反应的离子方程式为Al2O32OH = 2AlOH2O、2Al2OH2H2O = 2AlO3H2.碱洗后溶液中含有大量AlO，故最好通入CO2气体使AlO转化为Al(OH)3沉淀以回收铝活泼金属作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极反应式为2Al3H2O6e = Al2O36H.加入NaHCO3溶液后，Al3与HCO发生水解相互促进反应，离子方程式可表示为Al33HCO = Al(OH)33CO2.(2)电镀时若用石墨作阳极，则电解过程中电解液中Cu2浓度不断减小，导致铁表面不能镀上均匀的铜(3)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时开关K应置于N处若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法答案：(1)2Al2OH6H2O = 2Al(OH)43H2(或：2Al2OH2H2O = 2AlO3H2)b2Al3H2O6e = Al2O36HHCO与H反应使H的浓度减小，产生Al(OH)3沉淀(2)补充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法(或：牺牲阳极保护法)13(13分)(2010潍坊模拟)如图甲、乙是电化学实验装置(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液甲中石墨棒上的电极反应式为_乙中总反应的离子方程式为_将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2.若反应中Cl2和I2的物质的量之比为51，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液甲中铁棒上的电极反应式为_如果起始时乙中盛有200 mL pH5的CuSO4溶液(25)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_ g.解析：(1)若两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：甲装置为原电池，石墨棒作正极，O2放电，电极反应为：O22H2O4e = 4OH.乙装置为电解池，石墨棒上发生氧化反应，Fe电极不参与反应，其实质与用惰性电极电解食盐水相同，离子方程式为：2Cl2H2O Cl2H22OH.Cl2和I2的物质的量之比为51，生成HCl和HIO3.(2)若两烧杯中均盛有CuSO4溶液，则：甲装置为原电池，铁作负极，电极反应为：Fe2e = Fe2.乙装置为电解池，电解反应为：2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2，根据电解方程式，从电解质溶液中析出Cu，放出O2，因此只需加入CuO(或CuCO3)即可恢复到电解前的状态由电解反应式可知，2HCuOCuCO3，电解后n(H)0.10.20.02(mol)，故m(CuO)0.02800.8(g)，m(CuCO3)0.021241.24(g)答案：(1)2H2OO24e=4OH2Cl2H2O H2Cl22OH5Cl2I26H2O = 10HCl2HIO3(2)Fe2e = Fe2CuO(或CuCO3)0.8(或1.24)14(17分)(2010潍坊模拟)钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：写出石墨电极的电极反应式_；将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在右图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向写出修改后石墨电极的电极反应式_(2)生产中可用盐酸来除铁锈现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀装置示意图如下：A电极对应的金属是_(写元素名称)，B电极的电极反应式是_若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_ mol.镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因_解析：(1)在中性溶液中发生吸氧腐蚀，将虚线中改为直流电源，这属于外加电流的阴极保护法，外加电源后石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气(2)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子(3)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol铜时两电极的质量差为6464128 g，转移2 mol电子，当质量差为5.12 g，电路中通过的电子为0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀答案：(1)O24e2H2O = 4OH如图所示2Cl2e = Cl2(2)2FeCl3Fe = 3FeCl2(3)铜Cu22e = Cu0.08 mol铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他答案合理也给分)1(2010南充高中月考)可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝为负极，空气电极为正极下列说法正确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e = 4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e = Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极解析：A项正确；以NaOH溶液为电解液时，Al在负极失去电子形成的铝离子与氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子，Al4OH3e = AlO2H2O，B项错误；以NaOH溶液为电解液时，总反应为：4Al3O24OH = 4AlO2H2O，溶液pH减小，C项错误；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，D项错误答案：A2(2010安徽师大附中模考)一种甲醇、氧气和强碱溶液组成的新型手机电池，可连续使用一个月，其电池反应为：2CH3OH3O24OH2CO6H2O，则有关说法正确的是()A放电时CH3OH参与反应的电极为正极B放电时负极的电极反应为CH3OH8OH6eCO6H2OC标准状况下，通入5.6 L O2并完全反应后，有0.5 mol电子转移D放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低解析：由电池反应可知，CH3OH为原电池的负极反应物，A选项错误；正极反应为：O22H2O4e=4OH，标准状况下，5.6 L O2为0.25 mol，转称电子为1 mol，C选项错误；从正极反应可以看出，正极附近溶液中OH的浓度增大，pH升高，D选项错误答案：B3NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如下图，有关该电池的说法正确的是()A电极B材料中包含MnO2层，MnO2可起催化作用B电池负极区的电极反应为：BH8OH8e = BO6H2OC放电过程中，Na从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为6NA个解析：A项二氧化锰若有催化作用，会催化分解H2O2，A项错误；根据电流的方向可知在电解质溶液中Na向正极区迁移，C项错误；正极反应为H2O22e = 2OH，故每消耗含6 mol H2O2的溶液，理论上流过电路中的电子为12NA个，D项错误答案：B4用惰性电极电解NaCl和CuSO4混合溶液250 mL，经过一段时间后两极均得到11.2 L气体(标准状况下)，则下列有关描述中，正确的是()A阳极发生的电极反应只有：4OH4e = 2H2OO2B两极得到的气体均为混合物气体C若Cu2的起始浓度为1 mol/L