优化方案（全国通用）高考化学二轮复习 上篇 专题突破方略 专题二 基本理论 第八讲 电化学原理强化训练.doc

第八讲电化学原理1下列有关电化学的示意图中正确的是()解析：选d。选项a，zn应为原电池负极，cu为原电池正极。选项b，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项c，粗铜应连接电源正极。选项d，电解饱和nacl溶液，cl在阳极放电产生cl2，h在阴极获得电子而产生h2，正确。2下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()a钢管与电源正极连接，钢管可被保护b铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀c钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀d钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为fe3e=fe3解析：选b。钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，a项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，b项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，c项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为fe2e=fe2，d项错误。3(2015浙江丽水二模)下图是co2电催化还原为ch4的工作原理示意图。下列说法不正确的是()a该过程是电能转化为化学能的过程b铜电极的电极反应式为co28h8e=ch42h2oc一段时间后，池中n(khco3)不变d一段时间后，池中溶液的ph一定减小解析：选c。分析工作原理示意图可知此装置为电解池，铜电极通入co2，还原为ch4，所以铜电极为阴极，发生还原反应：co28h8e=ch42h2o，铂电极为阳极，oh放电，生成h，导致ph减小，同时盐桥中的k向池中移动，池中溶有co2，故n(khco3)增大，c项错误。4(2015高考四川卷)用如图所示装置除去含cn、cl废水中的cn时，控制溶液ph为910，阳极产生的clo将cn氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()a用石墨作阳极，铁作阴极b阳极的电极反应式：cl2oh 2e=cloh2oc阴极的电极反应式：2h2o2e=h22ohd除去cn的反应：2cn5clo2h=n22co25clh2o解析：选d。a.由题干信息可知cl在阳极放电生成clo，则阳极应为惰性电极，a项正确；b.cl在阳极放电生成clo，cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，b项正确；c.阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，h2o提供阳离子(h)，c项正确；d.由于溶液是碱性条件，故除去cn发生的反应为2cn5clo h2o=n22co25cl2oh，d项错误。5(2015高考福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将h2o和co2转化为o2和燃料(c3h8o)。下列说法正确的是()a该装置将化学能转化为光能和电能b该装置工作时，h从b极区向a极区迁移c每生成1 mol o2，有44 g co2被还原da电极的反应为3co218h18e=c3h8o5h2o解析：选b。该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，a项错误；b极连接电源的正极，为阳极，h为阳离子，在电解池中向a极(阴极)区移动，b项正确；右侧h2oo2 发生的是氧化反应，每生成1 mol o2，转移4 mol电子，c3h8o中碳元素的化合价是2,3co2c3h8o，转移18 mol电子，故生成1 mol o2消耗 2/3 mol co2，c项错误；a电极发生的是还原反应：3co218h18e=c3h8o5h2o，d项错误。6(2015高考天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()a铜电极上发生氧化反应b电池工作一段时间后，甲池的c(so)减小c电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加d阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选c。a.cu作正极，电极上发生还原反应，错误；b.电池工作过程中，so不参加电极反应，故甲池的c(so)基本不变，错误；c.电池工作时，甲池反应为zn2e=zn2，乙池反应为cu22e=cu，甲池中zn2会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g cu析出，则进入乙池的zn2为65 g，溶液总质量略有增加，正确；d.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。7(2014高考福建卷)某原电池装置如图所示，电池总反应为2agcl2=2agcl。下列说法正确的是()a.正极反应为agcle=agclb.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成c.若用nacl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变d.当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子解析：选d。根据电池总反应可以看出cl2得电子，ag失电子，所以在原电池中cl2在正极上发生还原反应，ag在负极上发生氧化反应。正极反应为cl22e=2cl，a项错误。因为电解质溶液为盐酸，所以负极上ag失电子生成的ag随即与附近的cl反应，b项错误。用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，c项错误。当电路中转移0.01 mol e时，负极生成0.01 mol ag，由于agcl=agcl，所以消耗0.01 mol cl，由于电荷守恒，同时有0.01 mol h通过阳离子交换膜转移至右侧，d项正确。8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_，铁电极反应式为_。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(2015高考重庆卷)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第_周期。(2)某青铜器中sn、pb的质量分别为119 g、20.7 g，则该青铜器中sn和pb原子的数目之比为_。(3)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在cucl。关于cucl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是_。a降低了反应的活化能b增大了反应的速率c降低了反应的焓变d增大了反应的平衡常数(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状ag2o涂在被腐蚀部位，ag2o与有害组分cucl发生复分解反应，该化学方程式为_。(5)如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”或“b”或“c”)；环境中的cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈cu2(oh)3cl，其离子方程式为_；若生成4.29 g cu2(oh)3cl，则理论上耗氧体积为_l(标准状况)。解析：(1)铜位于元素周期表的第四周期。(2)119 g sn的物质的量为1 mol,20.7 g pb的物质的量为0.1 mol，因此sn和pb原子的数目之比为101。(3)催化剂能降低反应的活化能和加快反应速率，但不改变反应的平衡常数和焓变，所以a、b正确。(4)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为ag2o2cucl=2agclcu2o。(5)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：cu2e=cu2，正极反应：o22h2o4e=4oh。正极产物为oh，负极产物为cu2，两者与cl反应生成cu2(oh)3cl，其离子方程式为2cu23ohcl=cu2(oh)3cl。4.29 g cu2(oh)3cl的物质的量为0.02 mol，由cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗o2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为 0.448 l(标准状况)。答案：(1)四(2)101(3)ab(4)ag2o2cucl=2agclcu2o(5)c2cu23ohcl=cu2(oh)3cl0.44810(1)火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(n2h4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知：n2(g)2o2(g)=n2o4(g)h10.7 kjmol1n2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h543 kjmol1写出气态肼和n2o4反应的热化学方程式：_。已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，它很容易转化为二氧化氮。试推断出二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施)：_。(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入ch4和空气，其中固体电解质是掺杂了y2o3的zro2固体，它在高温下能传导阳极生成的o2离子(o24e=2o2)。 c电极的名称为_，d电极上的电极反应式为_。如图2所示为电解100 ml 0.5 moll1cuso4溶液，a电极上的电极反应式为_。若a电极产生56 ml(标准状况)气体，则所得溶液的ph_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填序号)。acuobcu(oh)2ccuco3 dcu2(oh)2co3解析：(1)n2(g)2o2(g)=n2o4(g)h10.7 kjmol1n2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h543 kjmol1根据盖斯定律可知，所求反应的热化学方程式可以由2得到：2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)h1 096.7 kjmol1。四氧化二氮在高温下很难稳定存在，而no2生成n2o4的反应为气体体积减小的反应，故二氧化氮转化为四氧化二氮的条件可以是高压、低温。(2)电流从正极流向负极，故c、d分别为正极、负极。燃料电池的负极为通入燃料的一极，故其电极反应式为ch48e4o2=co22h2o。a为电解池的阳极：4oh4e=2h2oo2；b为阴极：2cu24e=2cu，当阳极产生56 ml气体时，被电解的oh的物质的量为40.01 mol，故溶液中c(h)0.1 moll1，故溶液的ph1。此时阴极析出0.05 mol cu，cu2恰好完全放电。为恢复电解质溶液的原状，根据“出什么加什么”原理，只要相当于加入cuo即可，a项可以，b项 cu(oh)2可以拆为cuoh2o，c项 cuco3拆为cuoco2，d项cu2(oh)2co3可拆为2cuoh2oco2，其中c项也可选。答案：(1)2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)h1 096.7 kjmol1高压、低温(或加压、降温)(2)正极ch48e4o2=co22h2o4oh4e=2h2oo21ac11(2015高考山东卷)利用lioh和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。lioh可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。(1)利用如图所示装置电解制备lioh，两电极区电解液分别为lioh和licl溶液。b极区电解液为_溶液(填化学式)，阳极电极反应式为_，电解过程中li向_电极迁移(填“a”或“b”)。(2)利用钴渣含co(oh)3、fe(oh)3等制备钴氧化物的工艺流程如下：co(oh)3溶解还原反应的离子方程式为_。铁渣中铁元素的化合价为_。在空气中煅烧coc2o4生成钴氧化物和co2，测得充分煅烧后固体质量为2.41 g，co2体积为1.344 l(标准状况)，则钴氧化物的化学式为_。解析：(1)根据电解装置图，两电极区电解液分别为lioh和licl溶液，b极区产生h2，电极反应式为2h2e=h2，剩余oh与li结合生成lioh，所以b极区电解液应为lioh溶液，b电极为阴极，则a电极应为阳极。阳极区电解液应为licl溶液，电极反应式为2cl2e=cl2。根据电流方向，电解过程中li向b电极迁移。(2)酸性条件下，co(oh)3首先与h反应生成co3，co3具有氧化性，可将so氧化为so，根据电子守恒和质量守恒定律，配平可得：2co(oh