2019届高考化学二轮复习专题七电化学基础专题强化练

1 专题七专题七 电化学基础电化学基础 专题强化练 1 下列做法有利于金属防护的是 a 钢铁零件表面进行烤蓝处理 b 将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连 c 菜刀切菜后不洗净就放回刀架 d 埋在地下的钢管与铜块相连 解析 a 项 钢铁零件容易生锈 如果将钢铁零件的表面进行烤蓝处理 就能大大增 强抗蚀能力 延长使用寿命 正确 b 项 钢铁制成的闸门与直流电源的正极相连 闸门 成为电解池的阳极 加速其腐蚀 错误 c 项 菜刀切菜后不洗净 容易发生吸氧腐蚀 错误 d 项 铁比铜活泼 当埋在地下的钢管与铜块相连时 钢管成为原电池的负极 加 快了腐蚀 应该与比铁活泼的金属如锌块相连 错误 答案 a 2 2018 泉州一模 锂空气电池是一种新型的二次电池 其放电时的工作原理如下图 所示 下列说法正确的是 a 电解液中 li 由多孔电极迁移向锂电极 b 该电池放电时 负极发生了还原反应 c 充电时 电池正极的反应式为 li2o2 2li o2 2e d 电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等 解析 锂电极作负极 多孔电极作正极 电解液中 阳离子移向阴极 所以 li 由锂 电极迁移向多孔电极 故 a 错误 该电池放电时 负极发生了氧化反应 故 b 错误 充电 时 电池正极的反应式为 li2o2 2li o2 2e 故 c 正确 金属锂与稀盐酸发生反应 所以电池中的电解液不可以是稀盐酸 故 d 错误 答案 c 3 2017 海南卷 一种电化学制备 nh3的装置如图所示 图中陶瓷在高温时可以传输 h 下列叙述错误的是 2 a pd 电极 b 为阴极 b 阴极的反应式为 n2 6h 6e 2nh3 c h 由阳极向阴极迁移 d 陶瓷可以隔离 n2和 h2 解析 a 项 此装置为电解池 总反应是 n2 3h2 2nh3 pd 电极 b 上是氢气发生反 应 即氢气失去电子化合价升高 pd 电极 b 为阳极 错误 b 项 根据 a 项分析 pd 电极 a 为阴极 反应式为 n2 6h 6e 2nh3 正确 c 项 根据电解池的原理 阳离子在阴 极上放电 即有阳离子移向阴极 正确 d 项 根据装置图 陶瓷隔离 n2和 h2 正确 答案 a 4 2018 汕头模拟 no2 o2和熔融 kno3可制作燃料电池 其原理如图 该电池在使 用过程中石墨 电极上生成氧化物 y y 可循环使用 下列说法正确的是 a o2在石墨 附近发生氧化反应 b 该电池放电时 no向石墨 电极迁移 3 c 石墨 附近发生的反应 3no2 2e no 2no 3 d 相同条件下 放电过程中消耗的 no2和 o2的体积比为 4 1 解析 石墨 通入氧气 发生还原反应 为原电池的正极 电极方程式为 o2 2n2o5 4e 4no a 错误 原电池中阴离子移向负极 no向石墨 电极迁移 b 3 3 错误 石墨 为原电池的负极 发生氧化反应 电极方程式为 no2 no e n2o5 c 错 3 误 电极方程式分别为 no2 no e n2o5 o2 2n2o5 4e 4no 则放电过程中消 3 3 耗的 no2和 o2的体积比为 4 1 d 正确 答案 d 5 2018 潍坊模拟 我国预计在 2020 年前后建成自己的载人空间站 为循环利用人体 呼出的 co2并提供氧气 我国科学家设计了一种装置 如图所示 实现 太阳能 电能 化学能 转化 总反应为 2co2 2co o2 下列有关说法不正确的是 3 a 该装置属于电解池 b x 极发生氧化反应 y 极发生还原反应 c 人体呼出的水蒸气参与 y 极反应 co2 h2o 2e co 2oh d x 极每产生标准状况下 22 4 l 气体 有 2 mol 的 oh 从 y 极移向 x 极 解析 该装置实现 太阳能 电能 化学能 转化 将电能转化为化学能的装置为电 解池 故 a 正确 根据图中电子的流向 x y 可知 x 极为阳极 失电子发生氧化反应 y 为阴极 得电子 发生还原反应 故 b 正确 y 为阴极 根据总反应可知 阴极为 co2得 电子 生成 co 电极反应为 co2 h2o 2e co 2oh 故 c 正确 x 极为阳极 oh 放 电生成氧气 电极反应为 4oh 4e 2h2o o2 每产生标况下 22 4 l o2 即 1 mol o2 阳极有 4 mol oh 放电 根据溶液电中性原理 x 电极区阴离子减少 则会有 4 mol oh 从 y 极透过阴离子交换膜移向 x 极 使得溶液保持电中性 故 d 错误 故选 d 答案 d 6 2018 肇庆模拟 将二氧化碳转化为乙烯的装置如图所示 使用的电极材料均为惰 性电极 下列说法正确的是 a a 为电源的正极 b 每生成 0 1 mol 乙烯 同时生成 6 72 l o2 c 阴极反应式为 2co2 12h 12e c2h4 4h2o d 电解过程中 阳极区溶液中c h 逐渐减小 解析 根据图知 右侧电极上 oh 放电生成 o2 则右侧电极为阳极 左侧电极为阴极 连接电解池阴极的电极为原电池负极 连接电解池阳极的电极为原电池正极 所以 a 为负 极 b 为正极 故 a 错误 阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成乙烯和水 电极反应 式为 2co2 12h 12e c2h4 4h2o 阳极反应式为 2h2o 4e o2 4h 每生成 0 1 mol 乙烯 转移 1 2 mol 电子 生成 0 3 mol 氧气 但未注明是否为标准状况 无法 计算氧气的体积 故 b 错误 阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成乙烯和水 电极反 应式为 2co2 12h 12e c2h4 4h2o 故 c 正确 电解过程中阳极反应式为 2h2o 4e o2 4h 阳极附近有 h 生成 所以电解过程中 阳极区溶液中c h 逐 4 渐增大 故 d 错误 答案 c 7 2018 广州调研 海水中含有大量 na cl 及少量 ca2 mg2 so 用电渗析法对该海水样品进行淡化处理 如图所示 下列说法正确的是 2 4 a b 膜是阳离子交换膜 b a 极室产生气泡并伴有少量沉淀生成 c 淡化工作完成后 a b c 三室中 ph 大小为 pha phb phc d b 极室产生的气体可使湿润的 ki 淀粉试纸变蓝 解析 a 项 因为阴极是阳离子反应 所以 b 为阳离子交换膜 正确 b 项 a 极室氯 离子在阳极失电子产生氯气 但不产生沉淀 错误 c 项 淡化工作完成后 a 室氯离子失 电子产生氯气 部分溶于水溶液呈酸性 b 室氢离子得电子产生氢气 氢氧根离子浓度增 大 溶液呈碱性 c 室溶液呈中性 ph 大小为 pha phc phb 错误 d 项 b 极室氢离子得 电子产生氢气 不能使湿润的 ki 淀粉试纸变蓝 错误 答案 a 8 锂的化合物用途广泛 li3n 是非常有前途的储氢材料 lifepo4 li2fesio4等可以 作为电池的正极材料 回答下列问题 1 将锂在纯氮气中燃烧可制得 li3n 其反应的化学方程式为 2 氮化锂在氢气中加热时可得到氨基锂 linh2 其反应的化学方程式为 li3n 2h2 linh2 2lih 氧化产物为 填化学式 在 270 时 该反应可 逆向进行放出 h2 因而氮化锂可作为储氢材料 储存氢气最多可达 li3n 质量的 精确到 0 1 3 将 li2co3 fec2o4 2h2o 和 sio2粉末均匀混合 在 800 的氩气中烧结 6 小时制 得 li2fesio4 写出反应的化学方程式 制备 li2fesio4的过程必须在惰性气体氛围中进行 其原因是 4 将一定浓度的磷酸二氢铵 氯化锂混合溶液作为电解液 以铁棒为阳极 石墨为阴 极 电解析出 lifepo4沉淀 阳极的电极反应为 5 解析 1 反应物为金属锂和氮气 生成物为 li3n 因此其反应的化学方程式为 6li n22li3n 2 分析给出的化学方程式中三种元素的化合价 n li 两 种元素在反应前后化合价不变 而 h 从 h2中的 0 价转化为 linh2中的 1 价和 lih 中的 1 价 故 linh2为氧化产物 由给出的化学方程式知 35 g 1 mol li3n 最多可储存氢气 4 g 2 mol 故储存氢气最多可达 li3n 质量的 11 4 3 根据给出的反应物 li2co3 fec2o4 2h2o sio2 生成物之一 li2fesio4及反应条件 结合化学反应中的元素 守恒可知生成物还有 h2o co2及 co 由此可写出反应的化学方程式 对比反应物 fec2o4 2h2o 和生成物 li2fesio4可知反应前后 fe 的化合价没有变化 且为 2 价 故在 惰性气体氛围中进行的目的是防止 2 价铁被氧化 4 铁作阳极 fe 发生氧化反应 电极 反应为 fe 2e fe2 然后发生离子反应 fe2 li h2po lifepo4 2h 4 答案 1 6li n22li3n 2 linh2 11 4 3 li2co3 fec2o4 2h2o sio2li2fesio4 co 2co2 2h2o 防 止二价铁被氧化 4 fe h2po li 2e lifepo4 2h 或 fe 2e 4 fe2 9 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置 右图为电池示意图 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 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 和箭头表示 2 负极反应式为 3 电极表面镀铂粉的原因为 4 氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术 有人提出利用光伏发 电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气 光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一 图 1 为光伏并网发电装置 图 2 为电解尿素 co nh2 2 c 为 4 价 的碱性溶液制氢的装置 示意图 电解池中隔膜仅阻止气体通过 阴 阳极均为惰性电极 6 图 1 中 n 型半导体为 填 正极 或 负极 该系统工作时 a 极的电极反应式为 若 a 极产生 7 00 g n2 则此时 b 极产生 l h2 标准状况下 解析 1 氢氧燃料电池属于原电池 是将化学能转化为电能的装置 所以该燃料电池 中能量主要转化形式是化学能转化为电能 燃料电池中 通入燃料的电极是负极 通入氧 化剂的电极是正极 电子从负极沿导线流向正极 所以通入氢气的电极是负极 通入氧气 的电极是正极 电子流动方向为 a 到 b 2 碱性氢氧燃料电池中 负极上氢气失电子和氢 氧根离子反应生成水 电极反应式为 h2 2e 2oh 2h2o 3 反应物接触面积越大 反应速率越快 电极表面镀铂粉能增大反应物的接触面积 所以能增大反应速度 4 该 电池反应时中 氮元素化合价由 3 价变为 0 价 h 元素化合价由 1 价变为 0 价 则氮元 素被氧化 氢元素被还原 所以生成氮气的电极 a 是阳极 生成氢气的电极 b 是阴极 则 图 1 中 n 型半导体为负极 p 型半导体为正极 a 极为阳极 电极反应式为 co nh2 2 8oh 6e co n2 6h2o 若 a 极产生 7 00 g 即 0 25 mol n2 则转移电子是 2 3 1 5 mol 此时 b 极产生氢气 b 电极反应为 2h2o 2e h2 2oh 转移 1 5 mol 电 子 产生氢气的体积是 22 4 l mol 1 16 8 l 1 5 mol 2 答案 1 化学能转化为电能 a b 2 h2 2e 2oh 2h2o 或 2h2 4e 4oh 4h2o 3 增大电极单位面积吸附 h2和 o2的分子数 加快电极反应速率 4 负极 co nh2 2 8oh 6e co n2 6h2o 16 8 2 3 10 2016 天津卷 氢能是发展中的新能源 它的利用包括氢的制备 储存和应用三 个环节 回答下列问题 1 与汽油相比 氢气作为燃料的优点是 至少答出两点 但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池 写出碱 性氢氧燃料电池的负极反应式 2 化工生产的副产氢也是氢气的来源 电解法制取有广泛用途的 na2feo4 同时获得 氢气 fe 2h2o 2oh feo 3h2 工作原理如图 1 所示 装置通电 电解 2 4 后 铁电极附近生成紫红色 feo 镍电极有气泡产生 若氢氧化钠溶液浓度过高 铁电 2 4 7 极区会产生红褐色物质 已知 na2feo4只在强碱性条件下稳定 易被 h2还原 图 1 图 2 电解一段时间后 c oh 降低的区域在 填 阴极室 或 阳极室 电解过程中 须将阴极产生的气体及时排出 其原因是 c na2feo4 随初始c naoh 的变化如图 2 任选m n两点中的一点 分析c na2feo4 低 于最高值的原因 解析 1 汽油是不可再生的能源 燃烧会产生 co 氮的氧化物和硫的氧化物等污染 性气体 而氢气燃烧的产物是水 故其优点有 污染小 可再生 来源广 资源丰富和燃 烧热值高等 碱性氢氧燃料电池的负极反应式为 h2 2oh 2e 2h2o 2 根据电解 总反应 fe 2h2o 2oh feo 3h2 结合阳极发生氧化反应知 阳 电解 2 4 极反应式为 fe 6e 8oh feo 4h2o 结合阴极发生还原反应知 阴极反应式为 2 4 2h2o 2e 2oh h2 则阳极室消耗 oh 且无补充 故c oh 降低 结合题给信息 na2feo4易被氢气还原 知 阴极产生的氢气不能接触到 na2feo4 故需及时排出 图 示中随着c naoh 增大 c na2feo4 先增大后减小 结合已知信息 na2feo4只在强碱性条 件下稳定 知 m点c na2feo4 低的原因是c oh 低 反应速率小且 na2feo4稳定性差 结合已知信息 若氢氧化钠溶液浓度过高 铁电极区会产生红褐色物质 知 n点 c na2feo4 低的原因是c oh 过高 铁电极上产生 fe oh 3或 fe2o3 使 na2feo4产率降低 答案 1 污染小 可再生 来源广 资源丰富 燃烧热值高 任写其中 2 条 h2 2oh 2e 2h2o 2 阳极室 防止 na2feo4与 h2反应使产率降低 m点