二轮复习——电化学原理及应用

1、 电化学原理及应用时间：45分钟 分值：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1(2013·唐山一模)下列叙述正确的是()A铜、铁和FeCl3溶液形成的原电池，铜极放出氢气B电解硫酸钠溶液就是电解水，电解后溶液pH升高C铁锅生锈的正极反应为：O22H2O4e=4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应为：2H2e=H2解析A选项，铜极发生反应Fe3e=Fe2，错误；B选项，电解硫酸钠溶液就是电解水，电解后溶液pH不变，错误；D选项，工业上电解饱和食盐水的阳极反应为：2Cl2e=Cl2，错误。答案C2(2013·潍坊模拟)如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是()Aa

2、是正极，发生还原反应Bb是阳极，发生氧化反应C稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红解析a是阳极，发生氧化反应；b是阴极，发生还原反应；在反应过程中，硫酸根离子没有参与反应，因此稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变；往滤纸上滴加酚酞试液，b极附近颜色变红。答案C3(2013·江西联考)下表中，对陈述、的正确性及两者间有无因果关系的判断都正确的是()选项陈述陈述陈述A用锌和足量稀硫酸制取氢气时加入硫酸铜溶液可以加快制取氢气的速度对、对、无B用MgAlNaOH构成原电池Mg更活泼作负极对、对、无C石墨常作电解池的电极石墨的化学性质稳定且导电性好对、对、有DM

3、gCl2是离子化合物电解MgCl2的饱和溶液制取金属镁 对、对、有解析用锌和足量稀硫酸制取氢气时加入硫酸铜溶液，可以形成原电池，加快制取氢气的速度，选项A错误；用MgAlNaOH构成原电池，Al与NaOH溶液反应，Al作负极，选项B错误；石墨的化学性质稳定且导电性好，所以石墨常作电解池的电极，选项C正确；MgCl2是离子化合物，电解熔融的MgCl2制取金属镁，选项D错误。答案C4(2013·沈阳模拟)下列关于如图所示装置的叙述中正确的是()A电流由铁钉经过导线流向石墨棒B该装置是一个简易的电解饱和食盐水的装置C石墨棒上发生的电极反应为：2H2e=H2D石墨棒上发生的电极反应为：2H2

4、OO24e=4OH解析题图装置是一个原电池装置，B错；铁钉为负极，电流由石墨棒经过导线流向铁钉，A错；中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，石墨棒上发生的电极反应为2H2OO24e=4OH，C错，D正确。答案D5(2013·洛阳模拟)碱性锌锰干电池是生活中应用最广泛的电池，下列说法中不正确的是()A该电池正极反应式为：MnO2H2Oe=MnO(OH)OHB电池工作时负极pH一定降低C用该电池作电源精炼铜，纯铜与锌连接D用该电池作电源电解硫酸铜溶液，负极溶解6.5 g锌，阴极一定析出6.4 g铜解析碱性锌锰干电池正极反应为：MnO2H2Oe=MnO(OH)OH，负极反应为：Zn2OH2e=Zn(

5、OH)2，用该电池作电源电解硫酸铜溶液，负极溶解6.5 g锌，转移电子0.2 mol，如果溶液中铜离子的物质的量大于或等于0.1 mol，则析出铜6.4 g，如果小于0.1 mol，则析出铜小于6.5 g，D错误。答案D6(2012·山东卷)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小C图中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图中，Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析A项，图中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接

6、触少，腐蚀程度较轻，错误； B项，图中开关置于M时，Cu­Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu­Zn合金作正极，腐蚀速率减小，正确；C项，图中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，错误；D项，图中Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的还原作用引起的，错误。答案B7(2013·金华十校联考)工业上采用的一种污水处理方法如下：保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，有净化水的作用。某科研小组用该原理处理污水，设计的装置如图所示。下列说法正确的是()A为了增加污水的

7、导电能力，应向污水中加入适量的H2SO4溶液B甲装置中Fe电极的反应为Fe3e=Fe3C为了使燃料电池乙长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时，循环的物质A为CO2D当乙装置中有1.6 g CH4参加反应时，C电极理论上生成气体的体积在标准状况下为4.48 L解析A选项加入硫酸，不利于Fe(OH)3的生成，错误；B选项Fe电极的反应为Fe2e=Fe2，错误；D选项1.6 g CH4参加反应，转移0.8 mol电子，则C电极理论上生成0.4 mol H2，在标准状况下为8.96 L，错误。答案C8(2013·荆州质检)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池

8、(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。RFC的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是()A当有0.1 mol电子转移时，a电极产生2.24 L H2Bb电极上发生的电极反应式为4H2O4e=2H24OHCc电极上进行还原反应，B池中的H可以通过隔膜进入A池Dd电极上发生的电极反应式为O24H4e=2H2O解析由图知，右边为氢氧燃料电池，左边为电解池。A项，a极的电极反应式为2H2e=H2，转移0.1 mol电子时，在标准状况下产生1.12 L氢气，A项错误；B项，b电极与电源正极相连，是阳极，电极反应式为2H2O4e=4HO2，B项错误；C项，c电极上发生还

9、原反应，说明该电极为正极，阳离子向正极移动，即H进入A池，C项正确；D项，气体X是H2，d电极上发生的电极反应式为2H24e=4H，D项错误。答案C9(2013·陕西质检)如图所示为直流电源，为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，为电镀槽。接通电路后发现上的c点显红色。为实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路。下列叙述不正确的是()Aa为直流电源的正极Bc极发生的反应为2H2e=H2Cf极为锌板De极发生氧化反应解析c点显红色说明该处有OH生成，则c点同时有氢气生成，发生还原反应，连接电源的负极，因此b为负极，a为正极，由此可知A、B项正确；铁上镀锌，则铁为阴极，连接电源负极，故f极

10、为铁板，锌为阳极，故e极为锌板，发生氧化反应，由此可知C项错误，D项正确。答案C10(2013·南昌一模)如图所示，用铁棒和石墨棒作电极电解1 L 1 mol/L的食盐水，下列有关说法正确的是()A电键K与N连接，铁棒被保护而免受腐蚀B电键K与N连接，正极反应式为4OH4e=2H2OO2C电键K与M连接，当两极共产生标准状况下气体33.6 L时，理论上生成1 mol NaOHD电键K与M连接，将石墨棒换成铜棒，就可实现在铁棒上镀铜解析电键K与N连接构成原电池，铁为负极，失电子，逐渐被腐蚀，正极为氧气得电子，电极反应式为O22H2O4e=4OH，A项、B项错；电键K与M连接构成电解池，

11、因为溶液中只有1 mol NaCl，所以电解开始阶段是电解NaCl溶液，NaCl耗尽后，电解的是水，因此阴极和阳极先分别生成氢气和氯气，后又分别生成氢气和氧气，分析得知溶液中的钠元素完全转化为NaOH，故生成的NaOH为1 mol，C项正确；电键K与M连接，石墨棒改为铜棒时，阳极Cu失电子，变为Cu2，但Cu2与阴极生成的OH结合生成Cu(OH)2沉淀，不能实现铁棒镀铜的目的，D项错。答案C二、填空题(共50分)11(13分)(2013·重庆卷)化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。(1)催化反硝化法中，H2能将NO还原为N2。25

12、 时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12。N2的结构式为_。上述反应离子方程式为_，其平均反应速率v(NO)为_mol·L1·min1。还原过程中可生成中间产物NO，写出3种促进NO水解的方法_。(2)电化学降解NO的原理如图所示。电源正极为_(填“A”或“B”)，阴极反应式为_。若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(m左m右)为_g。解析(1)N2分子中，两个氮原子以三个共用电子对相结合。反应物是H2和NO，已知生成物之一是N2，根据溶液pH的变化可知另一种生成物是OH，根据氧化还原反应规律及质量守恒可知还有一种生成物是H2O，v(NO)

13、v(OH)0.001 mol·L1·min1。升高温度、稀释均可促进水解；NO水解方程式为NOH2OHNO2OH，加酸可中和OH，使水解平衡正向移动；加入水解呈酸性的盐，如NH、Fe3等也可促进水解。(2)与直流电源B相连的电极上，NO变为N2，发生了还原反应，因此B是电源的负极，A是电源的正极。根据得失电子守恒和电荷守恒、元素守恒可写出阴极反应式为2NO6H2O10e=N212OH。阳极反应式为10H2O20e=20H5O2，阴极反应式为4NO12H2O20e=2N224OH。电解过程中，若转移20 mol电子，阳极20 mol H通过交换膜移向阴极，则阳极质量减少20

14、mol×1 g/mol5 mol×32 g/mol180 g；阴极质量减少2 mol×28 g/mol20 g36 g。即当通过20 mol电子时，两极质量变化差m左m右180 g36 g144 g，显然，当转移2 mol电子时，膜两侧电解液的质量变化差为14.4 g。答案(1)NN2NO5H2N22OH4H2O0.001加酸，升高温度，加水(2)A2NO6H2O10e=N212OH14.412(12分)(2013·荆州质检)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：(1)甲

15、烷燃料电池负极反应式是_。(2)石墨(C)极的电极反应式为_。(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为_L；丙装置中阴极析出铜的质量为_g。(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。若用于制漂白液，a为电池的_极，电解质溶液最好用_。若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠作电解质溶液，阳极选用_作电极。解析(1)甲烷燃料电池负极上发生氧化反应，即甲烷在负极上被氧化。在KOH溶液中甲烷被氧化的产物为碳酸钾，负极反应式为CH48e10OH=CO7H2O。(2)原电池的负极与电解池的阴极相接，铁极为阴极，则C极为阳极

16、，在C极上发生氧化反应，电极反应式为2Cl2e=Cl2。(3)n(O2)0.1 mol，甲池中正极反应式为O24e2H2O=4OH，由电子守恒知，经过甲、乙、丙装置的电子的总物质的量为0.4 mol。乙池中的铁极与甲池的负极相连，铁极为阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，n(H2)0.2 mol，V(H2)0.2 mol×22.4 L·mol14.48 L。丙池中精铜为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cu22e=Cu，n(Cu)0.2 mol，m(Cu)0.2 mol×64 g·mol112.8 g。(4)漂白液的有效成分是次氯酸盐

17、，制备原理是2Cl2H2O2OHCl2H2，Cl22OH=ClClOH2O，气体与液体反应，最好采用逆向接触，即气体在下端产生，碱溶液在上端生成，使其充分反应，所以该装置的下端为阳极，上端为阴极，阴极与电源负极相连，故a极为负极。生活中常见且廉价的氯化物是氯化钠，故电解质溶液最好用饱和氯化钠溶液。若制备氢氧化亚铁，用硫酸钠溶液作电解质溶液，选用铁作阳极。答案(1)CH48e10OH=CO7H2O(2)2Cl2e=Cl2(3)4.4812.8(4)负饱和氯化钠溶液或食盐水铁13(10分)(2013·江西质检)按如图所示装置连接，X、Y均为惰性电极。请回答下列问题：(1)Zn为_极。(2

18、)连接好装置后，烧杯中的溶液发生反应的离子方程式是_。(3)图中通过隔膜的SO向_(填“左”、“右”或“不”)迁移，Y极及其附近出现的现象是_。(4)常温下，当Zn极质量减少32.5 g时，X极生成气体8.4 L(标准状况)，若此时烧杯中溶液的体积为500 mL，则此时烧杯中溶液的pH_(不考虑生成的气体溶于水)。解析经分析可知，左侧为原电池，右侧为电解池。(1)Zn为负极。(2)烧杯中是电解氯化钠溶液，离子方程式为2H2O2ClH2Cl22OH。(3)Zn为负极，失电子生成Zn2进入溶液，SO通过隔膜向左移动；烧杯中Y极有氢气逸出，同时有OH生成，酚酞溶液呈红色。(4)锌是原电池的负极，Y是

19、电解池的阴极；铜是原电池的正极，X是电解池的阳极。X电极有氯气逸出，直到NaCl电解完全，接下来就是电解NaOH，逸出O2。Zn减少0.5 mol，转移电子为1 mol，如果全部生成氯气，则有0.5 mol氯气生成，如果全部生成氧气，则有0.25 mol氧气生成。根据电子得失守恒和气体体积可得：Cl2为0.25 mol，O2为0.125 mol。计算可知，c(OH)1 mol/L，pH14。答案(1)负(2)2H2O2ClH2Cl22OH(3)左有气泡产生，溶液呈红色(4)1414(15分)(2013·浙江联考)某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。.利用如图所示装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。(1)写出负极的电极反应式：_。(2)某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物做出假设：假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe2；假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe3；假设3：_。(3)为了探究假设1、2，他采取如下操作：取0.01 mol/L FeCl3溶液2 mL于试管中，加入过量铁粉；取操作试管的上层清液加入2滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；取少量正极附近溶液加入2滴K3Fe(CN)6溶液，未见蓝色沉淀生成；取少量正极附近溶液加入2