【创新设计】（江苏专用）高考化学二轮专题提升练 第6讲 电化学基础（含新题含解析）.doc

第6讲电化学基础一、小题对点练一、原电池原理及其应用1(2014南京盐城一调)硼化钒(vb2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如右，该电池工作时反应为4vb211o2=4b2o32v2o5。下列说法正确的是()。a电极a为电池负极b图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过c电子由vb2极经koh溶液流向a电极dvb2极发生的电极反应为2vb222oh22e=v2o52b2o311h2o解析根据总反应方程式，vb2是还原剂，是负极反应物，电极反应式是2vb222oh22e=v2o52b2o311h2o，电极a为正极，电极反应式是o24e2h2o=4oh，负极消耗oh，则正极产生的oh透过阴离子选择性透过膜进入负极区，电子由负极经外电路流入正极，电解质溶液中不会有电子流动，只有阴阳离子的迁移，选项d正确。答案d2(2014盐城三调)利用人工光合作用合成甲酸的原理为2co22h2o2hcooho2，装置如下图所示，下列说法不正确的是()。a该装置将太阳能转化为化学能和电能b电极1周围ph增大c电极2上发生的反应为co22h2e=hcoohdh由电极1室经过质子膜流向电极2室解析在太阳能作用下co2和h2o转化为hcooh和o2，并且有电子流动，太阳能转化为化学能和电能，选项a正确；电极1流出电子，反应式是2h2o4e=4ho2，周围ph减小，选项b错误；根据总反应方程式推出电极2上发生的反应为co22h2e=hcooh，选项c正确；电极1反应产生h，电极2反应消耗h，故h由电极1室经过质子膜进入电极2室，选项d正确。答案b3(2014苏锡常镇二调)某种熔融碳酸盐燃料电池以li2co3、k2co3为电解质、以ch4为燃料时，该电池工作原理如图，下列说法正确的是()。aa为ch4，b为co2bco向负极移动c此电池在常温时也能工作d正极电极反应式为o22co24e=2co解析由从电子在电路中的流向可以确定左边电极是负极，所以a处通入的就是燃料甲烷，则右边电极是正极，b处充入的是氧化剂，从出去的氮气可以看出，该氧化剂就是空气，a不正确；原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以co向负极移动，b正确；此电池是用熔融碳酸盐作电解质，只能是在高温下进行工作，c不正确；正极反应式为o22co24e=2co，d正确。答案bd4(2014南通三调)锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是()。a充电时电极a连接电源的负极b放电时负极的电极反应式为zn2e=zn2c放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大d阳离子交换膜可阻止br2与zn直接发生反应解析由题意可知，自发进行的氧化还原反应znbr2=znbr2为原电池反应，则其逆向反应即为电解(即充电)过程的反应，所以充电时电极a是将溴离子转化为溴单质，即发生了氧化反应，应为电解池的阳极，所以a接电源的负极，a不正确，负极发生氧化反应锌失去电子，b正确；放电时会生成溴离子，zn2通过阳离子交换膜进入负极区，所以储罐中溶液离子浓度增大，c正确；阳离子交换膜只能让阳离子通过，不可能让分子或阴离子通过，所以可达到阻止溴与锌直接发生反应的目的，d正确。答案a5(2014浙江理综，11)镍氢电池(nimh)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。nimh中的m表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：ni(oh)2m=nioohmh已知：6nioohnh3h2ooh=6ni(oh)2no下列说法正确的是 ()。animh电池放电过程中，正极的电极反应式为：nioohh2oe=ni(oh)2ohb充电过程中oh 离子从阳极向阴极迁移 c充电过程中阴极的电极反应式：h2ome=mhoh ，h2o中的h被m还原dnimh电池中可以用koh溶液、氨水等作为电解质溶液解析a项，由nimh充电的总反应方程式知，其逆反应为放电时的总反应，正极发生还原反应：nioohh2oe=ni(oh)2oh，正确；b项，充电时相当于电解池，阴离子(oh)向阳极移动，错误；c项，由于mh中m与h均为0价，反应前后m的化合价没有变化，故h2o中的h是由于电解而被还原，并不是被m还原，错误；d项，由信息可知niooh与koh溶液、氨水反应，故电解质溶液不能用koh溶液、氨水，错误。答案a二、电解原理及其应用6(2014扬州模拟)电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体。下列说法正确的是()。a可以用铝片或铜片代替铁片b阳极产生的气体可能是o2c电解过程中h向阳极移动d若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸解析电浮选凝聚法处理污水的原理是阳极产生fe2，fe2水解生成fe(oh)2，氧化后形成fe(oh)3胶体吸附悬浮物。将阳极的铁换成铝可以、换成铜不可以，选项a错误；阳极在fe发生氧化反应的同时，也可发生电极反应4oh4e=2h2oo2，选项b正确；电解过程h(阳离子)向阴极移动，选项c错误；硫酸会破坏fe(oh)3胶体，不能用硫酸作增强水导电能力的试剂，可以用中性的硫酸钠溶液，d错误。答案b7(2014南京三模)右图装置可处理乙醛废水，乙醛在阴、阳极发生反应，分别转化为乙醇和乙酸。下列说法正确的是()。ab电极为负极b电解过程中，阴极区na2so4的物质的量增大c阳极电极反应式为ch3cho2eh2o=ch3cooh2hd电解过程中，两极均有少量气体产生，则阳极产生的是h2解析与b连接的是阴极，则b是电源的负极，选项a正确；阳极电极反应式为ch3cho2eh2o=ch3cooh2h，阴极电极反应式为ch3cho2e2h=ch3ch2oh，电解过程中，na2so4仅增加导电性，阴极区na2so4的物质的量不变，选项b错误、选项c正确；电解过程中，两极均有少量气体产生，则阳极产生的是o2，阴极产生的是h2，选项d错误。答案ac8(2014苏锡常镇一调)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，rfc工作原理如下图。下列有关说法正确的是()。a转移0.1 mol电子时，a电极产生标准状况下o2 1.12 lbb电极上发生的电极反应是2h2o2e=h22ohcc电极上进行还原反应，b池中的h可以通过隔膜进入a池dd电极上发生的电极反应是o24h4e=2h2o解析该联合装置左装置是电解池，a是阴极，电极反应式是2h2o2e=h22oh，b是阳极，电极反应式是2h2o4e=o24h，选项a、b错误；右装置是原电池，c是正极，电极反应式是o24h4e=2h2o，d是负极，电极反应式是h22e=2h，b中的h通过隔膜进入a池，选项c正确、选项d错误。答案c9乙醛酸是合成名贵高档香料乙基香兰素的原料之一，可用草酸电解制备，装置如下图所示。下列说法正确的是()。a电解时石墨电极应与直流电源的负极相连b阴极反应式为：hooccooh2h2eohccoohh2oc电解时石墨电极上有h2放出d阴极上可能会发生副反应生成h2、ohccho、hoch2cooh解析a项，由图中h的移动方向知，复合膜电极应为阴极，与直流电源负极相连，错误；b项，阴极发生还原反应，应为羧基被还原为醛基，即草酸得到电子生成乙醛酸，正确；c项，石墨为阳极，电极上应是阴离子放电，不可能生成h2，错误；d项，由b知，乙醛酸中的另一个cooh也可能得电子变成cho，cho可以继续被还原成oh，溶液中的h也可以得电子生成h2，正确。答案bd三、金属的腐蚀与防护10化学在日常生产生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是()。a钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式为o22h2o4e=4ohb钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀，主要原因是海水含氧量高于河水c在海轮外壳上镶入锌块，锌作负极，可减缓船体的腐蚀速率d在潮湿的空气中，镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀解析选项a，钢铁发生吸氧腐蚀时，o2在正极获得电子，发生还原反应；选项b，钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀，主要原因是海水中电解质的浓度高于河水，钢铁在海水中更易发生电化学腐蚀；选项c，轮船外壳镶入比铁活泼的锌块，形成原电池，锌作负极，可减缓船体的腐蚀速率；选项d，在潮湿的空气中，铁板容易发生电化学腐蚀，镀锌铁板中锌比铁活泼，锌铁构成原电池，铁作正极被保护，不容易被腐蚀；镀锡铁板中铁比锡活泼；铁锡构成原电池，铁作负极易被腐蚀。答案b11下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()。a图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重b图b中，开关由m改置于n时，cuzn合金的腐蚀速率减小c图c中，接通开关时zn腐蚀速率增大，zn上放出气体的速率也增大d图d中，znmno2 干电池自放电腐蚀主要是由mno2 的氧化作用引起的解析图a中，铁棒发生吸氧腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，a项错误；图b中开关由m改置于n，zn作负极，cuzn作正极，腐蚀速率减小，b 项正确；图c中接通开关时zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在pt上放出，c项错误；图d中干电池放电是由于zn被氧化，mno2不起氧化作用，其作用是除去电池中产生少量的h2，d项错误。答案b12按如图所示装置进行下列不同的操作，说法不正确的是()。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，发生析氢腐蚀c只接通k2，u形管左、右两端液面均下降d只接通k3，发生析氢腐蚀解析a项，接通k1，铁作电解池的阳极，腐蚀加快；只闭合k3，铁作原电池的负极，腐蚀加快；都断开，为铁的正常腐蚀(吸氧腐蚀)；只闭合k2，铁为电解池的阴极，受到保护，a正确；接通k1，铁作电解池的阳极，电极反应为：fe2e=fe2，阴极水中的h放电，生成的oh与fe2反应，生成fe(oh)2白色沉淀，b正确；闭合k2，铁为电解池的阴极，阳极溶液中的cl放电，生成氯气，阴极水中的h放电生成h2，c正确；接通k3，铁作负极，石墨作正极，发生吸氧腐蚀，d错误。答案d二、大题冲关练13(1)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以m表示)为负极，碱液(主要为koh)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应式为h22niooh2ni(oh)2。图1根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的ph_(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_。(2)图2是一种新型燃料电池，以co为燃料，一定比例的li2co3和na2co3的熔融混合物为电解质，图3是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。图2图3回答下列问题：a极为电源_(填“正”或“负”)极，写出a极的电极反应式：_。要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则b极应该与_极(填“c”或“d”)相连。当消耗标准状况下2.24 l co时，c电极的质量变化为_。解析(1)上坡或加速时，电动机工作，为原电池，乙电极中nioohni(oh)2，ni的化合价降低，乙电极为正极，电极反应式为niooheh=ni(oh)2，周围溶液的ph增大。(2)在燃料电池中可燃性气体作负极，即a为负极，根据所给新型燃料电池的构成原理装置图，结合原电池的工作原理，可直接写出a极的电极反应式：co2eco=2co2。根据电解精炼原理，粗铜应与电源的正极相连，精铜应与电源的负极相连，因b极是正极，所以b极应与d极相连。标准状况下2.24 l co失去0.2 mol e，根据得失电子守恒，c极上增加cu的质量为6.4 g。答案(1)增大niooheh=ni(oh)2(2)负co2eco=2co2d增加6.4 g14(高考题汇编)(1)2014四川，11(4)mno2可作超级电容器材料。用惰性电极电解mnso4溶液可制得mno2，其阳极的电极反应式是_。mno2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_。(2)2014重庆，11，(4)一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。导线中电子移动方向为_。 (用a、d表示)生成目标产物的电极反应式为_。该储氢装置的电流效率_(100%，计算结果保留小数点后1位)解析(1)根据mn的化合价，从2价4价，失电子发生氧化反应，则阳极电极反应式为mn22h2o2e=mno24h。碱性锌锰干电池中，mno2作为正极，发生还原反应，其电极反应式mno2h2oe=mno(oh)oh。(2)由于从到发生了得电子的还原反应，故d为阴极，e为阳极，a为负极，b为正极，导线中电子移动方向为ad。由知d电极生成目标产物的电极反应式为由知，e电极反应为2h2o4e=4ho2，则生成2.8 mol o2转移的电子为2.8 mol411.2 mol，电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2 mol，阴极上发生的电极反应式为c6h66h6e=c6h12,2h2e=h2，设参加反应的苯的物质的量为x，其转移电子的物质的量为6x，生成的h2为 mol，依题意得100%10%，x1.2。生成目标产物消耗的电子为1.2 mol67.2 mol，电流效率100%64.3%。答案(1)mn22h2o2e=mno24hmno2h2oe=mno(oh)oh(2)adc6h66h6e=c6h1264.3%15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