2011年高考必考热点专题之电化学最新模拟试题解析汇编.doc

（） 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排2011年高考必考热点专题之电化学最新模拟试题解析汇编（已刷2011.5）电化学知识是理论部分的一个重要内容，也是历年高考考查的一个重点。电化学知识既可以综合学科内的知识，如联系到：化学实验现象的判断和分析、定量实验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算等。也可以涉及到学科间的知识的运用，如联系到物理学的“有关电流强度的计算、有关电量和阿伏加德罗常数的计算”等，还可以与生产生活(如金属的腐蚀和防护、电镀废液的危害与环保)、新科技及新技术(新型电池)等问题相联系，是不可忽视的一个知识点。在考试大纲中，它主要涵盖以下基本要求1理解原电池原理和电解池原理，能够正确分析和判断电化学中的电极反应，正确书写电极反应式。2了解化学腐蚀与电化学腐蚀，联系生产、生活中的金属腐蚀现象，会分析和区别化学腐蚀和电化学腐蚀，了解一般防腐蚀的方法，并能运用原电池的基本原理解释简单的防腐蚀等生产实际问题。3铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业等是电解原理的具体应用，要了解和熟悉这些反应原理。4电解池中电解质溶液的pH变化的计算。复习过程中注意以下两点：(1)综合命题的趋势要求宽而不是难，历年的高考试题印证了这一点。对相差基础知识应扎实掌握，如电极反应的方程式的书写、燃料电池的分析、计算等。纵观近几年高考，各类试题基本做到了不超大纲、重视课本知识、紧扣考试说明。(2)理科考试的一个重要变化是从知识立意向能力立意的转变。对电化学问题、实物图的分析是近几年高考命题的一个热点，对图表类问题的分析处理要灵活掌握。1、（2010年邯郸市高三摸底考试化学试卷）左图装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是：选项电源X极实验前U形 管中液体 通电后现象及结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是 4OH -4e-=2H2O+O2C负极KCl和CuCl2混合溶液相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等D负极Fe(OH)3胶体和导电液b管中液体颜色加深【答案】C【解析】本题考查电化学知识；电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H+在阴极区放电，OH-在阳极区放电，促进了水的电离，故在阴极区有大量的OH-,滴入酚酞后，b管中呈红色，A项错误；电解硝酸银，Ag+在阴极放电，电极反应式为： 4Ag+ +4e- =4Ag，OH-在阳极反应：4OH- +4e- =2H2O+O2，B项错误；氢氧化铁胶体带正电荷，在A管中液体颜色加深，D项错误。2、（2010年邯郸市高三摸底考试化学试卷）下图表示各物质之间的转化关系。已知：A、D、F、H均为单质，X常温下为无色液体，B为淡黄色固体，J溶于酸得到黄色溶液。AG的溶液AA高温AJG的溶液BDHIK的溶液DCEFH右图装置G的溶液XXX高温请按要求填空：写出B的电子式： 。写出用A作电极电解G溶液，在电极上生成E的反应式： ，反应的现象是 。反应的化学方程式是 ，反应在生产中有重要应用，被称为 反应。反应的离子方程式是 。【答案】Na2Na （2分）Fe2OH2eFe(OH)2 （2分）白色物质迅速转变为灰绿色最终变为红褐色（2分） 3Fe4H2O Fe3O44H2 （2分） 铝热（1分） 2Al2OH2H2O2AlO23H2（2分）【解析】本题以框图的形式考查元素化合物之间的转化关系及电化学知识；X常温下为无色液体，可确定为H2O，B为淡黄色固体，且可与水反应生成气体单质，且B为Na2O2，G为氢氧化钠溶液，F为O2；A既能与水在高温下反应生成单质D，又可做电极电解氢氧化钠溶液得到D，且E在氧气和水的作用下得到J，J溶于酸为黄色溶液，则A为铁，C为四氧化三铁，D为氢气，D为氢氧化亚铁，J为氢氧化铁；H既能与氢氧化钠溶液反应，又能与四氧化三铁反应，故为金属铝，由此可知I 为氧化铝，K为偏铝酸钠溶液。（1）过氧化钠为离子化合物，电子式为Na2Na；（2）铁为活性电极，在阳极首先放电，生成E的电极反应式为Fe2OH2eFe(OH)2，氢氧化亚铁不稳定，在空气中迅速由白色变成灰绿色最终变为红褐色；（3）铝与金属氧化物之间的反应被称为铝热反应；（4）铝在氢氧化钠溶液中反应的离子方程式为2Al2OH2H2O2AlO23H2。3、（2010年石家庄市高中毕业班复习教学质量检测(二)）如下图所示，X、Y、Q、W 都是惰性电极，将电源接通后，W极附近颜色逐渐加深。下列说法中不正确的是 A.电源的M 极为正极B.甲装置中溶液的pH 减小C.甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为11D.欲用乙装置给铜镀银，U 极应该是Ag，电镀液选择AgNO3溶液【答案】C 【解析】选项A，因Fe(OH)3胶粒带正电荷，W极附近颜色加深，说明W与电源负极相连，故M为电源的正极，N为电源的负极。选项B，电解CuSO4溶液时产生H2SO4导致溶液pH减小。选项C，根据反应：2CuSO4 2H2O 2Cu O2 2H2SO4，X极上产生O2单质，Y极上产生Cu单质，二者物质的量之比为1：2。选项D，U为电镀池的阳极，Ag为阳极而溶解，AgNO3电镀液中的Ag在R上析出而镀上Ag。4、（2010年1月襄樊市高中调研统一测试）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：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH ，下列叙述不正确的是 A放电时负极反应为：Zn2e2OHZn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)33e5OHFeO424H2OC放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被还原D放电时正极附近溶液的pH不变【答案】D 【解析】 考查电化学知识。正极得到电子，生成氢氧化铁和氢氧化钾，PH增大。5、（江苏麻城2010年高三高考模拟测试（二）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【答案】D【解析】电化学知识历来是高考考查的难点问题，本题涉及到电解池种类的判断、电极反应的书写等。由图可知，当闭合K时，X极发生电极反应为2H2e=H2，当生成0.05 mol H2时，必定有0.1 mol K通过交换膜；此时图装置为放电过程的原电池反应，电极A、B分别为原电池的负、正极；A的电极反应为2S2e= S。6（2010年3月襄樊市高中调研统一测试）用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下图所示。下列说法正确的是A燃料电池工作时，正极反应为：O2 + 2H2O + 4e 4OHBa极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出Ca、b两极若是石墨，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等Da极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出【答案】D 【解析】选项A，因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为：O2 4e 4H2H2O。选项B，a与电池正极相连，a为电解池阳极，b与电池的负极相连，b为电解池正极，所以应该是a极的Fe溶解，b极上析出Cu。选项C，电解CuSO4溶液时，a极产生的气体为O2，产生1mol O2需4mol电子，所以需要燃料电池的2mol H2，二者的体积并不相等。选项D，根据精炼铜原理可知正确。7（北京市东城区20092010学年度第一学期期末）下图有关电化学的示意图正确的是 A. B. C. D.【答案】D 【解析】选项A，Zn原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中均应该为CuSO4溶液才能形成原电池。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl在阳极放电而产生Cl2，溶液中的H在阴极获得获得电子而产生H2，正确。8（2010年全国大联考（大纲）高考预测试卷）用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为（ ）A0.1mol B0.2mol C0.3mol D0.4mol【答案】D 【解析】根据H2SO4+Cu(OH)2=CuSO4+2H2O可知，电解过程中消耗CuSO4和H2O的物质的量分别为0.1mol、0.2mol。若在上述电解过程中仅仅发生了电解CuSO4溶液的反应，根据2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2可知，消耗CuSO4和H2O的物质的量应该相等。因此，0.2molH2O被消耗过程是：电解CuSO4溶液时消耗0.1mol，当CuSO4溶液电解完毕，成为电解水，又被消耗0.1mol。其反应依次为：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2 2H2O2H2+O2两反应中转移的电子数分别为0.2mol、0.2mol，共0.4mol。答案：D。9（河南省洛阳市2010届高三上学期第一次统一考试）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计制取。Cu2O的电解池示意图如右图，电解总反应：2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是A石墨电极上产生氢气 B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极 D当有01 mol电子转移时，有01 mol Cu2O生成【答案】A 【解析】考查电化学知识。电解总反应：2CuH2OCu2OH2，表示铜作阳极被氧化，铜与电源的正极相连，石墨与电源的负极相连作阴极发生还原反应得到氢气，电路中转移2mol电子生成1mol氧化亚铜，当有01 mol电子转移时，有005 mol Cu2O生成。10用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时，（设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计）电极上析出银的质量最大为（ ）A.27 mg B.54 mg C.106 mg D.216 mg解析:首先结合离子放电顺序，弄清楚两极的反应：阳极：4OH-4e-=O2+2H2O；阴极：4Ag+4e-=4Ag;电解的总反应为：4AgNO3+2H2O=4Ag+O2+4HNO3;由电解的总反应可知，电解过程中生成的n(H+)=n(HNO3)=n(Ag)=(10-3 molL-1-10-6 molL-1)0.5 L510-4 mol，m(Ag)=510-4 mol108 gmol-1=0.054 g=54 mg，因此答案选B。答案:B11、实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：如图，剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500A的教学演示电表的“”、“”端相连接，迅速将两电极插入盛有1mol/LNaOH溶液的烧杯中。开始，电表指针向右偏移约500A，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400A，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答下列问题：(1)开始阶段，原电池的正极是_（填“Mg”或“Al”）片；铝片表面产生的气泡是_；负极发生的反应是 。(2)随后阶段，铝片发生的电极反应式是_；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：2H2O+2e-=H2+2OH-（极少），试判断此电极发生的主要反应是_；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是 。答案：（1）Al H2 Mg+2OH-2e-=Mg(OH)2 (2)Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 铝片中含有杂质，构成原电池。解析：本题的关健是解读题目所给信息。(1)开始是铝片有很多气泡，说明H+在铝片上得电子，铝作正极，镁作负极结合电解质溶液可知发生反应Mg+2OH-2e-=Mg(OH)2，(2)由指针发生不同方向偏转可知铝作负极，碱性溶液中发生反应Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O。12、为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 ( )A实验结束时，装置左侧的液面一定会下降B实验结束时，装置一定比装置左侧液面低C实验结束时，装置中的铁钉腐蚀最严重D实验结束时，装置中的铁钉几乎没被腐蚀解析：这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题，主要考查的是如何分析铁钉所处的环境，对铁钉的腐蚀起到促进还是保护作用，同时考查了盐酸具有挥发性，浓硫酸具有吸水性等知识点。装置中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降右铡液面上升；装置中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁氧体的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的被侵蚀而放出更多的H2，使左铡液面下降更多，右铡液面上升得更多；装置中虽然悬挂铁钉 的还是铜 丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。 答案：B13、在盛有稀碳酸钠溶液的烧杯中，插入惰性电极，电解一段时间后，溶液中无晶体析出，则下列说法错误的是( )A溶液的浓度增大 B溶液的pH增大C溶液中钠离子与碳酸根离子的比变大 D溶液的质量分数不变。解析：电解碳酸钠溶液，实际是电解水，因此，溶液的浓度变大，质量分数增大，碱性增强，碳酸根离子的水解程度减小，所以钠离子与碳酸根离子的比变小， 所以C错。答案：C14、电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：电解池中X极上的电极反应式为_。在X极附近观察到的现象是_。电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：X电极的材料是_，电极反应式为_。Y电极的材料是_，电极反应式为_。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）解析：与电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。与电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应；分析题意，X作阴极，溶液中的H+在X极放电，产生H2，电极反应为2H+2e=H2，由于H+减少，破坏水的电离平衡，使X极附近存在大量OH使滴有酚酞的溶液变红色。Y作阳极，发生的反应为2Cl2e=Cl2，利用湿润的KI淀粉试纸变蓝色，可以检验Cl2的存在。(2)若用电解方法，精炼粗铜，即得到纯度更高的铜单质；电解质溶液中必须含有Cu2+，发生Cu2+2e=Cu，还原反应；要求电极材料，X极为纯铜，Y极材料为粗铜，电极反应式：Cu2e=Cu2+，氧化反应。答案：(1)2H+2e=H2 放出气体，溶液变红。2Cl2e=Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近观察试纸是否变蓝色。(2)纯铜 Cu2+2e=Cu粗铜 Cu2e=Cu2+15、靠一组镍氢电池驱动，一台试运行的混合动力公交车两年内跑了10万公里。大功率镍氢动力电池及其管理模块，是国家“十五”863计划电动汽车重大专项中一项重要课题。我国镍氢电池居世界先进水平，我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6 (LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为w.w.w.k.s.5.u.c.o.mLaNi5H6 + 6NiO(OH) LaNi5 + 6Ni(OH)2下列说法正确的是A放电时储氢合金作正极 B充电时储氢合金作阳极 C充电时阳极周围c(OH-)增大 D放电时负极反应：LaNi5H6 + 6OH- - 6e- = LaNi5 + 6H2O解析：镍氢电池放电时作原电池，发生反应：LaNi5H6 + 6NiO(OH) = LaNi5 + 6Ni(OH)2，由负氧正还，可知NiO(OH)发生还原反应，作正极，储氢合金作负极，得负极反应：LaNi5H6 + 6OH- - 6e = LaNi5 + 6H2O，正极反应为6NiO(OH) + 6H2O + 6e- = 6Ni(OH)2 + 6OH。充电时，LaNi5为阴极，Ni(OH)2作阳极，由放电时反应，可得电极反应方程式，所以D正确。 答案：D16、用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol Cu2 (OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中共转移的电子数为A0.4mol B0.5mol C0.6mol D0.8mol解析：电解硫酸铜溶液的方程式为：2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4。要想使电解后的溶液恢复原状，我们可以加入CuO、CuCO3(反应后生成CO2脱离溶液)。现在加入0.1mol Cu2 (OH)2CO3和H2SO4反应后，相当于加入0.2 molCuO和0.1 molH2O，说明电解硫酸铜时，硫酸铜反应结束了还电解了水。由电子守恒可得共转移了0.6 mol。 答案：C【规律总结】1、电极方程式书写方法思路原电池：如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极反应规律去写电极反应式；如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况），再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。特别需要指出的是：对于可逆电池的反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。电解池：“书写电解池电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。” （也可用总反应式减去负极反应式得到正极反应式）2、三类原电池中电极反应规律原电池中的电极反应是根据电极材料是否参加反应而确定，通常原电池有三种类型。A.仅有一电