【高考风向标】2013高考化学一轮课时知能训练 第21讲 电化学基础 新人教版

用心 爱心 专心1 第第 2121 讲讲 电化学基础电化学基础 一 单项选择题 1 茫茫黑夜中 航标灯为航海员指明了方向 航标灯的电源必须长效 稳定 我国科 技工作者研制出以铝合金 Pt Fe 合金网为电极材料的海水电池 在这种电池中 铝合金是阳极 铝合金是负极 海水是电解液 铝合金电极发生还原反应 A B C D 2 图 K3 21 1 为直流电源电解稀 Na2SO4溶液的装置 通电后在石墨电极 a 和 b 附 近分别滴加几滴石蕊溶液 下列实验现象中正确的是 图 K3 21 1 A 逸出气体的体积 a 电极的小于 b 电极的 B 一电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气味气体 C a 电极附近呈红色 b 电极附近呈蓝色 D a 电极附近呈蓝色 b 电极附近呈红色 3 下列叙述正确的是 A 在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应 B 用惰性电极电解 Na2SO4溶液 阴 阳两极产物的物质的量之比为 1 2 C 用惰性电极电解饱和 NaCl 溶液 若有 1 mol 电子转移 则生成 1 mol NaOH D 镀层破损后 镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 4 2011 年安徽高考 研究人员最近发现了一种 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 5MnO2 2Ag 2NaCl Na2Mn5O10 2AgCl 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 Ag Cl e AgCl B 每生成 1 mol Na2Mn5O10转移 2 mol 电子 C Na 不断向 水 电池的负极移动 D AgCl 是还原产物 5 2011 年广东深圳模拟 离子可在琼脂中移动 某简易电池如图 K3 21 2 所示 放电时 下列说法错误的是 图 K3 21 2 A 锌极上电极反应式为 Zn 2e Zn2 B MnO2得电子被还原 C NH离子通过琼脂向锌极移动 4 D 外线路中电流的方向从碳棒到锌片 用心 爱心 专心2 6 2011 年广东佛山模拟 镁电池放电时电压高而平稳 镁电池成为人们研制的绿色 原电池 一种镁电池的反应式为 xMg Mo3S4MgxMo3S4 在镁原电池充电时 下列说法 放电 充电 正确的是 A Mo3S4发生还原反应 B 阴极反应式为 xMg2 2xe xMg C Mg 发生氧化反应 D 阳极反应式为 Mo3S4 2xe Mo3S2 4 7 2011 年全国高考 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 Fe Ni2O3 3H2O Fe OH 2 2Ni OH 2 下列有关该电池的说法不正确的是 A 电池的电解液为碱性溶液 正极为 Ni2O3 负极为 Fe B 电池放电时 负极反应为 Fe 2OH 2e Fe OH 2 C 电池充电过程中 阴极附近溶液的 pH 降低 D 电池充电时 阳极反应为 2Ni OH 2 2OH 2e Ni2O3 3H2O 8 2011 年浙江高考 将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上 一段时间后发现 液滴覆盖的圆周中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液滴外沿棕色铁锈环 b 如图 K3 21 3 所示 导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少 下列说法正确的是 图 K3 21 3 A 液滴中的 Cl 由 a 区向 b 区迁移 B 液滴边缘是正极区 发生的电极反应为 O2 2H2O 4e 4OH C 液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀 生成的 Fe2 由 a 区向 b 区迁移 与 b 区的 OH 形成 Fe OH 2 进一步氧化 脱水形成铁锈 D 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板 在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液 则负极发生的电极 反应为 Cu 2e Cu2 二 双项选择题 9 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 A 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B 当镀锡铁制品的镀层破损时 镶层仍能对铁制品起保护作用 C 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 10 LiFePO4电池具有稳定性高 安全 对环境友好等优点 可用于电动汽车 电池反 应为 FePO4 LiLiFePO4 电池的正极材料是 LiFePO4 负极材料是石墨 含 Li 导电 放电 充电 固体为电解质 下列有关 LiFePO4电池说法正确的是 A 可加入硫酸以提高电解质的导电性 B 放电时电池内部 Li 向负极移动 C 充电过程中 电池正极材料的质量减少 D 放电时电池正极反应为 FePO4 Li e LiFePO4 11 某同学按图 K3 21 4 所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是 图 K3 21 4 A 电解过程中 铜电极上有 H2产生 B 电解初期 主反应方程式为 Cu H2SO4CuSO4 H2 电解 C 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出 用心 爱心 专心3 D 整个电解过程中 H 的浓度不断增大 三 非选择题 12 北京奥运会 祥云 火炬燃料是丙烷 C3H8 亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯 C3H6 1 丙烷脱氢可得丙烯 已知 C3H8 g CH4 g HC CH g H2 g H1 156 6 kJ mol 1 CH3CH CH2 g CH4 g HC CH g H2 32 4 kJ mol 1 则相同条件下 反应 C3H8 g CH3CH CH2 g H2 g 的 H kJ mol 1 2 以丙烷为燃料制作新型燃料电池 电池的正极通入 O2和 CO2 负极通入丙烷 电解 质是熔融碳酸盐 电池反应方程式为 放电时 CO 移向电池的 填 正 或 负 极 2 3 3 碳氢化合物完全燃烧生成 CO2和 H2O 常温常压下 空气中的 CO2溶于水 达到平 衡时 溶液的 pH 5 60 c H2CO3 1 5 10 5 mol L 1 若忽略水的电离及 H2CO3的第二 级电离 则 H2CO3 HCO H 的平衡常数K1 已知 10 5 60 2 5 10 6 3 13 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置 图 K3 21 5 为电池示意图 该电池电极表面镀一层细小的铂粉 铂吸附气体的能力强 性质稳定 请回答 图 K3 21 5 1 氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 在导线中电子流动方 向为 用 a b 表示 2 负极反应式为 3 电极表面镀铂粉的原因为 4 该电池工作时 H2和 O2连续由外部供给 电池可连续不断提供电能 因此 大量 安全储氢是关键技术之一 金属锂是一种重要的储氢材料 吸氢和放氢原理如下 2Li H22LiH LiH H2O LiOH H2 反应 中的还原剂是 反应 中的氧化剂是 已知 LiH 固体密度为 0 82 g cm3 用锂吸收 224 L 标准状况 H2 生成的 LiH 体积 与被吸收的 H2体积比为 由 生成的 LiH 与 H2O 作用 放出的 H2用作电池燃料 若能量转化率为 80 则导 线中通过电子的物质的量为 mol 14 如图 K3 21 6 所示装置中 甲 乙 丙三个烧杯依次分别盛放 100 g 5 00 的 NaOH 溶液 足量的 CuSO4溶液和 100 g 10 00 的 K2SO4溶液 电极均为石墨电极 用心 爱心 专心4 图 K3 21 6 1 接通电源 经过一段时间后 测得丙中 K2SO4浓度为 10 47 乙中 c 电极质量增加 据此回答问题 电源的 N 端为 极 电极 b 上发生的电极反应为 列式计算电极 b 上生成的气体在标准状况下的体积 电极 c 的质量变化是 g 电解前后个溶液的酸 碱性大小是否发生变化 简述其原因 甲溶液 乙溶液 丙溶液 2 如果电解过程中铜全部析出 此时电解能否继续进行 为什么 用心 爱心 专心5 第第 2121 讲讲 电化学基础电化学基础 1 A 解析 原电池 铝合金作负极 发生氧化反应 2 D 解析 a 电极 H 放电 生成氢气 a 极附近碱性增强 石蕊变蓝 b 电极 OH 放电 生成氧气 b 极附近酸性增强 石蕊变红 氢气体积是氧气体积的二倍 3 C 解析 电解池阳极发生失电子的氧化反应 电解 Na2SO4溶液 实质是电解水 阴极产生氢气是阳极产生氧气的物质的量的二倍 镀层破损后 镀锌铁板中锌为负极被腐 蚀而保护铁 故更耐腐蚀 4 B 解析 Ag 作负极 负极反应式 Ag Cl e AgCl AgCl 是氧化产物 溶 液中阳离子向正极移动 每生成 1 mol Na2Mn5O10有 2 mol Ag 生成 故转移 2 mol 电子 5 C 解析 NH离子应向正极移动 4 6 B 解析 电池充电时反应物在等式右侧 7 C 解析 由放电时的反应可以得出铁作还原剂失去电子 Ni2O3作氧化剂得到电子 因此选项 A B 均正确 充电可以看作是放电的逆过程 即阴极为原来的负极 所以电池放 电时 负极反应为 Fe 2OH 2e Fe OH 2 电池充电过程时阴极反应为 Fe OH 2 2e Fe 2OH 因此电池充电过程中 阴极附近溶液的 pH 会升高 C 不正确 同理 分析选项 D 正确 8 B 解析 液滴边缘 O2多 在碳粒上发生正极反应 O2 2H2O 4e 4OH 液滴下 的 Fe 发生负极反应 Fe 2e Fe2 为腐蚀区 a A 错误 Cl 由 b 区向 a 区迁移 C 错误 液滴下的 Fe 因发生氧化反应而被腐蚀 D 错误 Cu 更稳定 作正极 9 AC 解析 银器在空气中久置会被 O2所氧化变黑 为化学腐蚀 A 正确 当镀层破 损时 Sn Fe 可形成原电池 不再起到保护作用 B 错 与 Zn 块形成原电池 Zn 作负极 阳极 从而保护 Fe 正极 阴极 所以 C 正确 外加电流保护法应该将被保护金属与直流 电源的负极相连 故 D 错 10 CD 解析 放电时 负极 Li e Li 正极 FePO4 Li e LiFePO4 充电时 阳极 LiFePO4 e FePO4 Li 阴极 Li e Li 所以易知 C D 正确 若加入硫酸 与 Li 单质 固体 发生反应 所以 A 错 放电时 Li 正电荷 应 在电池内部 电解质中 向正极移动 故 B 错 11 BC 解析 活泼金属作阳极 金属优先失电子 阳极反应式 Cu 2e Cu2 阴极初期放电 H 生成氢气 后随着 Cu2 浓度增大 铜离子在阴极放电 有铜析出 12 1 124 2 2 C3H8 5O2 3CO2 4H2O 负 3 4 2 10 7 解析 1 将第 2 个方程式颠倒反写 然后与第 1 个方程式相加 即得所求的反应 C3H8 g CH3CH CH2 g H2 g H也随方程式的变化关系进行求算 H H2 H1 124 2 kJ mol 1 2 以丙烷为燃料制作的新型燃料电池 其电池反应方程式为 C3H8 5O2 3CO2 4H2O 因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极 故电池的正极是 电子富集的一极 故带负电荷的离子 CO在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极 2 3 3 根据电离平衡常数公式可知 K1 c H c HCO c H2CO3 10 5 60 10 5 60 1 5 10 5 4 2 10 7 3 13 1 由化学能转化为电能 由 a 到 b 2 2H2 4OH 4e 4H2O 或 H2 2OH 2e 2H2O 3 增大电极单位面积吸附 H2 O2分子数 加快电极反应速率 4 Li H2O 或 8 6 10 4 32 1 1 162 解析 1 原电池的实质是将化学能转化成电能 总反应为 2H2 O2 2H2O 其中 H2 从零价升至 1 价 失去电子 即电子从 a 流向 b 用心 爱心 专心6 2 负极为失去电子的一极 即 H2失电子生成 H 由于溶液是碱性的 故电极反应式 中反应物加上 OH 生成物为 H2O 3 铂粉的接触面积大 可以加快反应速率 4 Li 从零价升至 1 价 作还原剂 H2O 的 H 从 1 价降至 H2中的零价 作氧 化剂 由反应 当吸收 10 mol H2时 则生成 20 mol LiH V m 20 7 9 0 82 10 3 L 192 68 10 3 L V LiH V H2 192 68 10 3 L 224 L 8 6 10 4 20 mol LiH 可生成 20 mol H2 实际参加反应的 H2为 20 80 16 mol 1 mol H2转化成 1 mol H2O 转移 2 mol 电子 所以 16 mol H2可转移 32 mol 的电子 14 1 正 4OH 4e 2H2O O2 2 8 L 16 甲 pH 增大 因为相当于电解水 NaOH 溶液浓度增大 乙 pH 减 小 OH 放电 H 增多 丙 pH 不变 相当于电解水 2 可以 因为 CuSO4溶液已转变为 H2SO4溶液 反应也就变为水的电解反应 解析 1 乙中 c 电极质量增加 则 c 处发生的反应为 Cu2 2e Cu 即 c 处为 阴极 由此可推出 b 为阳极 a 为阴极 M 为负极 N 为正极 甲中溶质为 NaOH 相当于 电解 H2O 阳极 b 处为 OH 放电 即 4OH 4e 2H2O O2 丙中溶质为