专题12电化学专题复习习题(含答案)

1、专题十二 电化学一：判断正误1)(2013·北京高考)钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe-3e-=Fe3+。( ) (2)(2013·北京高考)水中的钢闸门连接电源的负极,使用的是外加电流的阴极保护法。(3)(2013·江苏高考)电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极。( ) (4)(2013·安徽高考)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。( ) (5)(2012·福建高考)Cu(CuSO4)-Zn(ZnSO4)通过盐桥构成的原电池装置中,Cu电极上发生氧化反应。( ) (6)(2012·四川高考)乙醇酸性燃料电池的负极

2、反应式为CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+,电池工作时,电解质溶液中的H+向负极移动。( ) (7)(2012·江苏高考)Zn具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的正极材料。( ) (8)(2012·山东高考)电解NaCl溶液得到22.4 L H2(标准状况),理论上需转移NA个电子。(9)(2012·山东高考)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,溶液中的Cu2+向阳极移动。( ) (10)(2012·海南高考)锌与稀硫酸反应时,要加大反应速率可滴加少量硫酸铜。( ) (11)(2

3、012·海南高考)肼(N2H4)空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为N2H4-4e-=4H+N2。 (12)(2012·海南高考)下列电解质溶液电解时只生成氢气和氧气:NaOH、H2SO4、Ba(OH)2。(13)(2012·广东高考)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致。( ) (14)(2012·江苏高考)镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更不容易生锈。( ) (15)(2012·海南高考)用锡焊接铁质器件,焊接处不易生锈。(16)(2011·新课标全国卷)电解58.5 g熔融的NaCl,能产生标准状况下22.

4、4 L氯气,23.0 g(17)(2011·山东高考)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时,阴极上依次析出Cu、Fe、Al。二、选择题1.(2015课标,11,6分)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+6H2O答案A2.(2015江苏单科,10,2分)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 CH4+H2O 3H2+CO,

5、每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH-2e- 2H2OC.电池工作时,C的向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e- 2C答案D10.(2015课标,26,14分)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:溶解度/(g/100 g水)化合物 温度/020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl23433954

6、52488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39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0.5 A,电池工作5分钟,理论上消耗锌g。(已知F=96 500 C·mol-1) (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,二者可通过分离回收;滤渣的主要成分是MnO2、和,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法为,其原理是。 (4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方

7、法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为,加碱调节至pH为时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 mol·L-1)。若上述过程不加H2O2后果是,原因是。 答案(14分)(1)MnO2+H+e- MnOOH2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分)注:式中Zn2+可写为Zn(NH3、Zn(NH3)2Cl2等,H+可写为N(2)0.05(2分)(3)加热浓缩、冷却结晶碳粉MnOOH空气中加热碳粉转变为CO2,MnOOH氧化

8、为MnO2(每空1分,共5分)(4)Fe3+2.76Zn2+和Fe2+分离不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分)考点二 电解原理及其应用1.(2015福建理综,11,6分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,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D.a电极的反应为:3CO2+18H+-18e- C3H8O+5H2O答案B2.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只

9、允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡答案C3.(2015浙江理综,11,6分)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()A.X是电源的负极B.阴极的电极反应式是:H2O+2e- H2+O2- CO2+2e- CO+O2-C.总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11答案D

10、4.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为910,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A.用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH-2e- ClO-+H2OC.阴极的电极反应式:2H2O+2e- H2+2OH-D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+ N2+2CO2+5Cl-+H2O答案D5.(2015福建理综,9,6分)纯净物X、Y、Z转化关系如图所示,下列判断正确的是()A.X可能是金属铜 B.Y不可能是氢气C.Z可能是氯化钠 D.Z可能是三氧化硫答案A11.(2015

11、山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中Li+向电极迁移(填“A”或“B”)。 (2)利用钴渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制备钴氧化物的工艺流程如下:Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为。铁渣中铁元素的化合价为。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41 g,CO2体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为

12、。 答案(1)LiOH2Cl-2e-Cl2B(2)2Co(OH)3+S+4H+2Co2+S+5H2O或Co(OH)3+3H+Co3+3H2O,2Co3+S+H2O2Co2+S+2H+3Co3O4考点三 金属的电化学腐蚀与防护1.(2015江苏单科,11,4分)下列说法正确的是()A.若H2O2分解产生1 mol O2,理论上转移的电子数约为4×6.02×1023B.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7C.钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D.一定条件下反应N2+3H2 2NH3达到平衡时,3

13、v正(H2)=2v逆(NH3)答案C5.(2015重庆理综,11,14分)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第周期。 (2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为。 (3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是。 A.降低了反应的活化能B.增大了反应的速率C.降低了反应的焓变D.增大了反应的平衡常数(4)采用“局部

14、封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为。 (5)如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。腐蚀过程中,负极是(填图中字母“a”或“b”或“c”); 环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为; 若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为L(标准状况)。 答案(14分)(1)四(2)101(3)A、B(4)Ag2O+2CuCl 2AgCl+Cu2O(5)c2Cu2+3OH-

15、+Cl- Cu2(OH)3Cl0.4485、Zn-MnO2干电池应用广泛， 其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1) 该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_ (填“正极” 或“负极”)。(2) 若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀， 其主要原因是_。欲除去Cu2+， 最好选用下列试剂中的_ (填代号)。A. NaOH B. Zn C. Fe D.NH3·H2O (3) MnO2的生产方法之一是以石墨为电极， 电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 。若电解电路中通过2 mol电子， MnO2的理论产量为_g。5.(1) 根据原

16、电池的工作原理， 活泼金属做负极， 故负极材料是Zn； 电子的流向与电流方向相反， 故工作时电子流向正极。(2) 锌置换铜， 铜锌形成原电池， 加速了电极腐蚀； 除去Cu2时， 最好选用金属锌。(3) 电解硫酸锰溶液时，溶液中的离子有： H、OH、Mn2、SO42-四种离子， Mn2转化为MnO2时， 化合价升高被氧化， 是阳极产物， 故其阴极电极反应为： 2H+2 e=H2， 电解电路中通过2 mol电子时， 理论上恰好能生成1 molMnO2， 质量为87 g。答案：(1)Zn(或锌)、正极； (2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀； (3)2H+2 e=H2、87 g6、电解法

17、在工业生产中广泛应用（1）可通过电解制备碘酸钾的实验装置如有图所示。请回答下列问题： 实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。 电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2 + 6KOH = 5KI + KIO3 + 3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。 电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称 ，步骤的操作名称是 步骤洗涤晶体的目的是（2）可通过电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢，装置如图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极

18、均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：电解时，阴极的电极反应式为 。阳极的现象 ，该制备过程总反应的化学方程式为： ，6、 （1）升华2I2e= I2  (I+ 6OH6e= IO3+ 3H2O)   有气泡产生 冷却结晶；干燥；洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质（2）CO(NH2)2+8OH-6eCO32N26H2O按照要求完成下列电极反应式：(1)MnO2的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阳极的电极反应式是_。(2) 已知H2O2是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以HO2形式 存在。目前研究比较热门的AlH2O2燃料电池，其