近五年电化学高考真题专项训练(含解析)

高考电化学专项训练题1（2019新课标I）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H+2MV+ C正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动2（2019新课标III）为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区3（2019江苏）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（ ）A铁被氧化的电极反应式为Fe3eFe3+ B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀4（2019天津）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。A放电时，a电极反应为B放电时，溶液中离子的数目增大C充电时，b电极每增重，溶液中有被氧化D充电时，a电极接外电源负极5.（2019海南）微型银-锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是和，电解质为溶液，电池总反应为，下列说法正确的是（ ）A. 电池工作过程中，溶液浓度降低 B. 电池工作过程中，电解液中向负极迁移C. 负极发生反应 D. 正极发生反应6（2018年新课标I）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S=2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是（ ）A阴极的电极反应：CO2+2H+2e-=CO+H2OB协同转化总反应：CO2+H2S=CO+H2O+SC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性7（2018新课标III）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是（ ）A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1-12）O28（2017新课标I）支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（ ） A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整9（2017新课标II）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是A待加工铝质工件为阳极 B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为： D硫酸根离子在电解过程中向阳极移动10（2017新课标III）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2x8）。下列说法错误的是A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多11（2017海南）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（ ）APb电极b为阴极 B阴极的反应式为：N2+6H+6e=2NH3CH+由阳极向阴极迁移 D陶瓷可以隔离N2和H212.（2016新课标I）三室式电渗析法处理含废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（ ）A.通电后中间隔室的离子向正极迁移，正极区溶液增大B.该法在处理含废水时可以得到和产品C.负极反应为，负极区溶液降低D.当电路中通过1电子的电量时，会有的生成13（2016新课标II）MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（ ）A负极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B正极反应式为Ag+e-=AgC电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H214.（2016新课标III）锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是（ ）A.充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时，电解质溶液中逐渐减小C.放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e=Zn(OH)D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）15（2016四川）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是（ ）A放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi+ C6C充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xgD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+16.（2015新课标I）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）A正极反应中有CO2生成 B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区 D电池总反应为C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O17（2015福建）某模拟人工树叶”电化学实验装置如右图所示，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:3CO2 + 18H-18e= C3 H8O+5 H2 O18.（2015江苏）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（ ） A.反应CH4H2O3H2CO,每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为：H22OH2e=2H2OC.电池工作时，CO32向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为：O22CO24e=2CO3219（2015浙江）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是AX是电源的负极B阴极的反应式是：H2O2eH2O2，CO22eCOO2C总反应可表示为：H2OCO2H2+COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1120.（2019新课标II）环戊二烯（）可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。21. (2017江苏)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下: 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_。 （2）向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_ (填“增大”、“不变”或“减小”)。（3）“电解”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。 （4）“电解”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。 （5）铝粉在1000时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_。22（14分）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据下表所示：溶解度/（g/100g水）温度/化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Ksp近似值101710171039回答下列问题：（1）该电池的正极反应式为 ，电池反应的离子方程式为： ；（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗锌 g（已经F=96500C/mol）（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，两者可以通过 分离回收，滤渣的主要成分是MnO2、 和 ，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是 ，其原理是 （4）用废电池的锌皮制作ZnSO47H2O的过程中，需除去铁皮中的少量杂质铁，其方法是：加入稀H2SO4和H2O2，溶解，铁变为 加碱调节pH为 时，铁刚好沉淀完全（离子浓度小于1105molL1时，即可认为该离子沉淀完全）继续加碱调节pH为 时，锌开始沉淀（假定Zn2+浓度为0.1molL1）若上述过程不加H2O2的后果是 ，原因是 参考答案及解析1.答案：B【解析】生物燃料电池的工作原理是N2+3H2=2NH3，其中N2在正极区得电子发生还原反应，H2在负极区失电子发生氧化反应，原电池工作时阳离子向正极区移动，据此分析判断。【解答】解：A利用生物燃料电池在室温下合成氨，既不需要高温加热，同时还能将化学能转化为电能，故A正确；B原电池只有正、负极，不存在阴、阳极，其中负极区，氢气在氢化酶的作用下，发生氧化反应，反应式为H2+2MV2+2H+2MV+，故B错误；CN2在正极区得电子发生还原反应，生成NH3，故C正确；D燃料电池工作时，负极区生成的H+透过质子交换膜进入正极区，故D正确；故选：B。2. 【答案】D【解析】A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正确；B、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是NiOH失去电子转化为NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)，B正确；C、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为 Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)，C正确；D、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。答案选D。3.【答案】C【解析】解：A该装置中发生吸氧腐蚀，Fe作负极，Fe失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe2eFe2+，故A错误；B铁腐蚀过程发生电化学反应，部分化学能转化为电能，放热，所以还存在化学能转化为热能的变化，故B错误；CFe、C和电解质溶液构成原电池，Fe易失电子被腐蚀，加速Fe的腐蚀，故C正确；D弱酸性或中性条件下铁腐蚀吸氧腐蚀，水代替NaCl溶液，溶液仍然呈中性，Fe发生吸氧腐蚀，故D错误；故选：C。4. 【答案】D【解析】A放电时，a电极I2Br生成I，发生还原反应，电极反应为I2Br+2e2I+Br，故A正确；B放电时正极生成I2Br生成I、Br，负极生成Zn2+，则溶液中离子的数目增大，故B正确；C充电时，b电极生成Zn，每增重0.65g，即生成0.01molZn，则转移0.02mol电子，阳极发生2I+Br2eI2Br，溶液中有0.02molI被氧化，故C正确；D原电池时，应生成I2Br，则发生氧化反应，a为阳极，连接电源的正极，故D错误。故选：D。5.【答案】BC。【解析】本题注意电解质为KOH溶液，D中电极方程式出现H+，应为 Ag2O2+2H2O+4e=2Ag+4OH，D错误。在放电时负极板上的锌被氧化，生成氢氧化锌，同时消耗掉氢氧根离子；正极板上的过氧化银被还原，先生成氧化银，继而生成银，同时消耗掉水，并产生氢氧根离子；电解液中的氢氧化钾并无消耗掉，离子钾和离子氢氧根仅是在两极间起输送电能的作用，但水则参与化学反应，不断被极板吸收，氢氧化钾的浓度越来越大。负极发生反应Zn+2OH-2e=Zn(OH)2，OH向负极移动，均正确。6. 【答案】C【解析】阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电解反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2+H2S=S+CO+H2O，B项正确；石墨烯做阳极，其电势高于ZnO石墨烯的，C项错误；Fe2+在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在酸性较强的介质中，D项正确。7. 【答案】D【解析】解：A电池放电池，O2中O的化合价降低，过程为得电子的过程，所以放电时，多孔碳材料电极为正极，故A错误；B放电时，Li转化为Li+，电子经外电路从锂电极流向多孔碳材料，故B错误；C充电时，装置为电解池，原电池正负极分别接外电路阳极和阴极，Li+需得电子重新生成Li，所以电解质溶液中Li+向阴极移动，即向锂电极区迁移，故C错误；D充电时，相当于电解Li2O2x重新得到Li和O2，所以电池总反应为：Li2O2-x=2Li+（1-12）O2，故D正确，故选：D。8. 【答案】C【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法。A外加强大的电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，A正确；B通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D外加电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，D正确。答案选C。9. 【答案】C【解析】A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C、阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D、电解时，阴离子移向阳极，正确。10. 【答案】D【解析】A原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，随放电的进行可能发生多种反应，其中可能发生反应2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4，故A正确；B原电池工作时，转移0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；C石墨烯能导电，S8不能导电，利用掺有石墨烯的S8材料作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；D电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li和S8越多，即电池中Li2S2的量越少，故D错误。答案为A。11. 【答案】A 12. 【答案】B【解析】 直流电作用下电解硫酸钠溶液，由于钠离子与硫酸根在水溶液中均不放电，因此其本质为电解水。A、电流从正极流出，负极流入，为阴离子，其移动方向应与电流相反，因此向正极区（阳极）移动。正极区发生氧化反应，电极反应为，则正极附近酸性增强，pH下降。故A项错误。B、负极区（阴极）的电极反应为，剩余，中间区域的迁移到负极区，得到；正极区的电极反应为，余下，中间区域的迁移到正极区，得到，故B项正确。C、负极区发生还原反应：，负极附近碱性增强，pH升高，故C错误。D、由正极区的电极反应可知，转移电子与产生氧气的物质的量之比为4:1，因此转移电子时会有氧气生成，故D项错误。因此，本题选B。13.【答案】B【解析】试题分析：根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正极反应为：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，负极反应为：Mg-2e=Mg2+，A项正确，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2，D项正确；答案选B。考点：原电池的工作原理14. 【答案】C15.【答案】C【解析】解：放电时的反应为Li1xCoO2+LixC6LiCoO2+C6，Co元素的化合价降低，Co得到电子，则Li1xCoO2为正极，LixC6为负极，Li元素的化合价升高变成Li+，结合原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，充电是放电的逆过程，A放电时，负极LixC6失去电子得到Li+，在原电池中，阳离子移向正极，则Li+在电解质中由负极向正极迁移，故A正确；B放电时，负极LixC6失去电子产生Li+，电极反应式为LixC6xexLi+C6，故B正确；C充电时，石墨（C6）电极变成LixC6，电极反应式为：xLi+C6+xeLixC6，则石墨（C6）电极增重的质量就是锂离子的质量，根据关系式：xLi+xe1mol 1mol可知若转移1mole，就增重1molLi+，即7g，故C错误；D正极上Co元素化合价降低，放电时，电池的正极反应为：Li1xCoO2+xLi+xeLiCoO2，充电是放电的逆反应，故D正确。16. 【答案】D【解析】： A.根据C元素的化合价的变化二氧化碳中C元素的化合价为最高价+4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成，错误；B.在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率比化学反应速率加快，所以微生物促进了反应的发生，正确；C.原电池中阳离子向正极移动，正确；D.电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应，正确，答案选A。17. 【答案】B【解析】A、该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，故A错误；B、a与电源负极相连，所以a是负极阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，故B正确；C、电池总的方程式为：6CO2+8H2O电解 2C3H8O+9O2，即生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，也就是1mol的氧气，阴极有mol的二氧化碳被还原，所以被还原的二氧化碳为29.3g，故C错误；D、a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2+18H+18e=C3H8O+5H2O，故D错误；故选B18.【答案】D【解析】试题分析：A、1molCH4CO，化合价由-4价+2上升6价，1molCH4参加反应共转移6mol电子，故错误；B、环境不是碱性，否则不会产生CO2，其电极反应式：COH22CO324e=3CO2H2O，故B错误；C、根据原电池工作原理，电极A是负极，电极B是正极，阴离子向负极移动，故C错误；D、根据电池原理，O2、CO2共同参加反应，其电极反应式：O22CO24e=2CO32，故D正确。19. 【答案】D20. 【答案】 Fe电极 Fe+2=+H2（Fe+2C5H6=Fe（C2H5）2+ H2） 水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH-，进一步与Fe2+反应生成Fe（OH）2。【解析】根据阳极升失氧可知Fe为阳极；根据题干信息Fe-2e-=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气，同时与亚铁离子结合生成二茂铁，故电极反应式为Fe+2=+H2；电解必须在无水条件下进行，因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀；21.答案：（1）Al2O3+2OH2AlO2+H2O；（2）减小；（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32+2H2O4e4HCO3+O2；H2； （5）NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜【分析】以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝，由流程可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al（OH）3，过滤II得到Al（OH）3，灼烧生成氧化铝，电解I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解II为电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气，以此来解答【解答】解：（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为Al2O3+2OH2AlO2+H2O，故答案为：Al2O3+2OH2AlO2+H2O；（2）向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液，与NaAlO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，碱性为OHAlO2CO32，可知溶液的pH减小，故答案为：减小；（3）“电解”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，因石墨电极被阳极上产生的O2氧化，故答案为：石墨电极被阳极上产生的O2氧化；（