高考化学二轮复习 考点研习训练 125电化学原理.doc

2013年高考化学二轮复习考点研习训练：1-2-5电化学原理1(2012年高考四川卷)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：ch3ch2oh4eh2o=ch3cooh4h。下列有关说法正确的是()a检测时，电解质溶液中的h向负极移动b若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 l氧气c电池反应的化学方程式为：ch3ch2oho2=ch3coohh2od正极上发生的反应为：o24e2h2o=4oh解析：审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故a错；因电解质溶液为酸性的，不可能存在oh，故正极的反应式为：o24h4e=2h2o，转移4 mol电子时消耗1 mol o2，则转移0.4 mol电子时消耗2.24 l o2，故b、d错；电池反应式即正负极反应式的和，将两极的反应式相加可知c正确。 答案：c2(2012年银川模拟)下列说法正确的是()a金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程b钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为：2h2oo24e=4ohc镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易腐蚀d氯碱工业中，阳极发生的反应为：2cl2e=cl2解析：金属原子失去电子被氧化；钢铁吸氧腐蚀负极上发生氧化反应；锌比铁活泼，可以保护铁。答案：d3(2012年福州质检)能够使反应cu2h2o=cu(oh)2h2发生的是()a用铜片作阴、阳极，电解氯化铜溶液b用铜片作阴、阳极，电解硫酸钾溶液c铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀d铜片和碳棒用导线相连后同时插入一烧杯内的氯化钠溶液中解析：通常条件下cu是不能与水反应而置换出氢气的，所以只能是在电解条件下被动发生的氧化还原反应，且cu必须作阳极而失电子，阴极材料没有特别要求，但需要满足h在阴极得电子析出的要求。a选项错误，b选项正确；铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀，锌失电子被氧化而腐蚀，c选项错误；d选项中是cu与空气中的o2形成的原电池，不能析出氢气，d选项错。答案：b4如图为一电化学综合实验装置。其中装置d为用加有酚酞的淀粉碘化钾溶液湿润的长条滤纸，a、b、c、d为pt片。整套装置工作一段时间后，发现pt片d的周围变为蓝色。下列有关说法错误的是()apt片c上发生的反应为2h2e=h2，c周围变为红色bb电极周围有白色沉淀生成cz单质的金属活动性较cu强d装置a、b之间倒置的u形管，是沟通两装置的离子通道解析：d极周围变蓝色，说明有i2生成，即d极发生的电极反应为2i2e=i2，故d极为电解池的阳极，c为阴极。由此推出：cu极为原电池的负极，z极为正极；a为装置c的阳极，b为阴极。c极电极反应为2h2e=h2，消耗h破坏了水的电离平衡，oh浓度增大，电极周围呈碱性，酚酞变红色，a对；装置c中h在b极放电，b极周围生成mg(oh)2白色沉淀，b对；在原电池中，不活泼金属为电池的正极，故z的金属活动性较cu弱，c错；在电池工作的过程中，离子浓度发生变化，故倒置的u形管起平衡两装置的离子浓度的作用，d对。答案：c5(2012年高考山东卷)工业上由黄铜矿(主要成分cufes2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体a中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓h2so4b稀hno3cnaoh溶液d氨水(2)用稀h2so4浸泡熔渣b，取少量所得溶液，滴加kscn溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在fe2的方法是_(注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。(4)以cuso4溶液为电解质溶液进行粗铜(含al、zn、ag、pt、au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收ag、pt、au等金属(5)利用反应2cuo22h2so4=2cuso42h2o可制备cuso4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为_。解析：(1)冰铜(mcu2snfes)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(cu2o、cu)、熔渣和so2气体(a)。so2是一种酸性氧化物，可用naoh溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加kscn溶液呈红色，说明含有fe3。可利用fe2的还原性来检验溶液中其是否存在，加入酸性kmno4溶液，kmno4溶液褪色，说明还存在fe2。(3)al具有较强还原性，高温下与cu2o反应可制得cu：2al3cu2oal2o36cu。(4)以cuso4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极(发生氧化反应)，精铜作阴极(cu2发生还原反应)，较活泼金属(al、zn、cu)在阳极被氧化，不活泼金属(au、pt、ag)在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中cu2向阴极移动。电解过程中，电能转化为化学能和热能。(5)据电池反应可知， cu作负极，电极反应为2cu4e=2cu2，则正极反应为o24h4e=2h2o。答案：(1)cd(2)fe3取少量溶液，滴加酸性kmno4溶液，kmno4溶液褪色(3)3cu2o2alal2o36cu(4)bd(5)4ho24e=2h2o6(创新预测)n2o5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。现以h2、o2、熔融盐na2co3组成的燃料电池，采用电解法制备n2o5，装置如图所示，其中y为co2。写出石墨电极上发生反应的电极反应式：_。在电解池中生成n2o5的电极反应式为_。解析：通入h2的电极为负极，h2失电子后生成h，与co反应，故石墨电极上发生的电极反应式为：h2co2e=h2oco2；电解池中阳极：n2o42hno32e=2n2o52h。答案：h2co2e=h2oco2n2o42hno32e=2n2o52h一、选择题1(2012年高考北京卷)人工光合作用能够借助太阳能，用co2和h2o制备化学原料。如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=hcooh解析：催化剂a表面发生的反应相当于原电池的负极反应，其电极反应为2h2o4e=4ho2，而催化剂b表面的反应相当于原电池的正极反应，其电极反应为co22h2e=hcooh，由于a附近生成了h，而b附近消耗了h，故c不正确。答案：c2(2012年南昌模拟)目前常见的燃料电池主要有四种，下列是这四种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是()解析：选项a正极氧气得电子，产物为o2；选项b正极氧气得电子，参与正极反应的还有水，故正极产物为oh；选项c正极氧气得电子，反应物还有从负极迁移过来的h，故正极产物为水；选项d正极氧气得电子，反应物还有co2，二者在正极的反应产物为co。答案：c3某同学按如图所示的装置进行实验。a、b为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当k闭合时，在交换膜处so从右向左移动。下列分析错误的是()a电解一段时间后，向装置通入适量的hcl气体可以恢复b反应初期，y电极周围出现白色沉淀cb电极质量增加dx电极产生气泡，且生成1 mol气体的同时，有1 mol a参与反应解析：由于装置中两极材料相同，不符合构成原电池的条件，因此可判断出装置是原电池，装置是电解装置，根据已知“so从右向左移动”可判断出a是负极，电极反应式为a2e=a2，b是正极，电极反应式为b22e=b，y作阳极，x作阴极，用惰性电极电解alcl3溶液的总反应方程式为2alcl36h2o2al(oh)33h23cl2。根据电解的总反应式和质量守恒可知选项a正确。根据得失电子守恒可知选项d也正确。答案：b4(2012年高考安徽卷)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开k2，闭合k1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开k1，闭合k2，发现电流表a指针偏转。下列有关描述正确的是()a断开k2，闭合k1时，总反应的离子方程式为：2h2clcl2h2b断开k2，闭合k1时，石墨电极附近溶液变红c断开k1，闭合k2时，铜电极上的电极反应式为：cl22e=2cld断开k1，闭合k2时，石墨电极作正极解析：解答本题时应特别注意，金属cu在电解池和原电池中作何种电极。 当断开k2，闭合k1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2cl2e=cl2，电池总反应的离子方程式为2cl2h2oh2cl22oh，a、b都错；当断开k1，闭合k2时组成原电池，铜作负极而石墨作正极，铜电极的电极反应式为cu2e=cu2，故c错而d正确。答案：d5(2011年高考安徽卷)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5mno22ag2nacl=na2mn5o102agcl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()a正极反应式：agcle=agclb每生成1 mol na2mn5o10转移2 mol电子cna不断向“水”电池的负极移动 dagcl是还原产物解析：由电池总反应式可知，ag在负极失去电子，生成氧化产物agcl，每生成2 mol agcl，即生成1 mol na2mn5o10时，转移2 mol电子，故a、d错误，b正确；na应向电池的正极移动，c错误。答案：b6(2012年荆州模拟)被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。电池总反应为zn2mno2h2o=zno2mno(oh)。下列说法正确的是()a电池正极反应式为2mno22h2o2e=2mno(oh)2ohb电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极c当0.1 mol zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.2041023d该电池反应中二氧化锰起催化作用解析：负极电极反应式为zn2e=zn2，由电池总反应式知正极反应式为2mno22h2o2e=2mno(oh)2oh，选项a对；mno2为反应物不是催化剂，选项d错；电解液靠阴、阳离子导电，外电路中电子流向为负极到正极，选项b、c错。答案：a7(2012年大庆模拟)1 l某溶液中含有的离子如下表：离子cu2al3nocl物质的量浓度(mol/l)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()a电解后溶液的ph0ba3c阳极生成1.5 mol cl2d阴极析出的金属是铜与铝解析：根据离子的放电顺序及电子守恒可知：阴极：1 mol铜离子先放电，然后1 mol氢离子放电(铝离子不放电)，溶液中产生氢离子浓度为1 mol/l，故a正确，d不正确。阳极氯离子放电只能产生0.5 mol氯气，c不正确。根据电荷守恒可推知a应等于4。答案：a二、非选择题8(2012年高考重庆卷)尿素co(nh2)2是首个由无机物人工合成的有机物。(1)工业上尿素由co2和nh3在一定条件下合成，其反应方程式为_。(2)当氨碳比4时，co2的转化率随时间的变化关系如题图1所示。a点的逆反应速率v逆(co2)_b点的正反应速率v正(co2)(填“大于”“小于”或“等于”)。nh3的平衡转化率为_。(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如题图2。电源的负极为_(填“a”或“b”)。阳极室中发生的反应依次为_、_。电解结束后，阴极室溶液的ph与电解前相比将_；若两极共收集到气体13.44 l(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。解析：本题涉及化学反应速率、化学平衡、电化学等相关知识，注重考查学生分析和综合应用知识的能力。(1)由原子守恒配平。(2)由图1知：b点为平衡状态：v正v逆，v逆为最大点，故a点v逆(co2)小于b点v正(co2)。b点：co22nh3 co(nh2)2h2o开始： 1 mol 4 mol 0 0变化： 0.6 mol 1.2 mol 0.6 mol 0.6 molnh3的平衡转化率100%30%。(3)由图2产生cl2极为阳极知a为正极，b为负极。阳极室发生的反应依次为2cl2e=cl2。由产物co2、n2知co(nh2)2在此室反应被氧化，co(nh2)2co2n2，发生还原反应的为cl2。故方程式为co(nh2)23cl2h2o=n2co26hcl。阴极室2h2e=h2。阳极室产生的h通过质子交换膜进入阴极室，从而使阴极室h浓度保持不变。ph与电解前相比不变。两极共收集到的气体n(气体)0.6 mol阳极 阴极 06 molmco(nh2)2mco(nh2)27.2 g答案：(1)2nh3co2 co(nh2)2h2o(2)小于30%(3)b2cl2e=cl2co(nh2)23cl2h2o=n2co26hcl不变7.29(1)钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在右图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。(2)写出修改前的钢铁吸氧腐蚀装置中石墨电极的电极反应式_。 (3)高铁酸钾(k2feo4)可用作净水剂，也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3zn2k2feo48h2o 3zn(oh)22fe(oh)34koh该电池放电时正极反应式为_。用该电池电解100 ml 1 moll1的agno3溶液，当电路中通过0.1 mol电子时，被电解溶液的ph为_(溶液体积变化忽略不计)。(4)氧化亚铜是一种半导体材料，常用作制造整流器的材料，还可以用于光照条件下水分解的催化剂和农作物的杀菌剂。用如图装置可制得氧化亚铜，试写出阳极的电极反应式_。解析：(1)可将两极之间接入直流电源，并使铁连接电源的负极。(2)钢铁吸氧腐蚀，石墨为正极，电极反应式为o22h2o4e=4oh。(3)高铁电池放电时正极上k2feo4获得电子，发生还原反应，反应式为feo4h2o3e=fe(oh)35oh；用该电池电解100 ml 1 moll1的agno3溶液，当电路中通过0.1 mol电子时，溶液中就生成0.1 mol h，c(h)0.1 mol/0.1 l1 mol/l，ph0。(4)阳极发生反应：2cu2e2oh=cu2oh2o。答案：(1) (2)o22h2o4e=4oh(3)feo4h2o3e=fe(oh)35oh0(4)2cu2e2oh=cu2oh2o10(2012年黄冈模拟)锂空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池技术之一。如图是锂空气电池放电和充电时的工作示意图。(1)图中电极a是_极。(2)电池中间的固体电解质(含阳离子交换膜)还能阻止h2o、n2、o2等物质的通过，防止li和这些物质反应。li和水在常温下发生反应的化学方程式为_。(3)当给图中的锂空气电池充电时，d极应接电源的_极，该电极的电极反应式为_。(4)可用石墨为电极，用该电池电解提纯氢氧化钾电解液。电解池内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，其工作原理如图所示。该电解池的阴极反应式为_；除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口_(填“a”或“b”)导出。解析：(1)图中a电极为锂失电子，故为负极。(2)锂是较活泼的碱金属