优化方案全国通用2021版高考化学二轮复习上篇专题突破方略专题二基本理论第八讲电化学原理强化训练

1、PAGE PAGE 6第八讲电化学原理1下列有关电化学的示意图中正确的是()解析：选D。选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl在阳极放电产生Cl2，H在阴极获得电子而产生H2，正确。2下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为Fe3e=Fe3解析：选B。钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸

2、表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为Fe2e=Fe2，D项错误。3(2015浙江丽水二模)下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是()A该过程是电能转化为化学能的过程B铜电极的电极反应式为CO28H8e=CH42H2OC一段时间后，池中n(KHCO3)不变D一段时间后，池中溶液的pH一定减小解析：选C。分析工作原理示意图可知此装置为电解池，铜电极通入CO2，还原为CH4，所以铜电极为阴极，发生还原反应：CO28H8e=CH42H2

3、O，铂电极为阳极，OH放电，生成H，导致pH减小，同时盐桥中的K向池中移动，池中溶有CO2，故n(KHCO3)增大，C项错误。4(2015高考四川卷)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：Cl2OH 2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析：选D。A.由题干信息可知Cl在阳极放电生成ClO，则阳极应为惰性电极，A项正确；B.Cl在阳极放电生成ClO，Cl的化合价升高，

4、故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，B项正确；C.阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子(H)，C项正确；D.由于溶液是碱性条件，故除去CN发生的反应为2CN5ClO H2O=N22CO25Cl2OH，D项错误。5(2015高考福建卷)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Da电极的反应为3CO218H18e=C3H8O5H2O解析：选B。该装置为电解装置，

5、模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，H为阳离子，在电解池中向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2OO2 发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是2,3CO2C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 2/3 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO218H18e=C3H8O5H2O，D项错误。6(2015高考天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只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(SOeq

6、oal(2,4)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解析：选C。A.Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程中，SOeq oal(2,4)不参加电极反应，故甲池的c(SOeq oal(2,4)基本不变，错误；C.电池工作时，甲池反应为Zn2e=Zn2，乙池反应为Cu22e=Cu，甲池中Zn2会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2为65 g，溶液总质量略有增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。7(2014高考

7、福建卷)某原电池装置如图所示，电池总反应为2AgCl2=2AgCl。下列说法正确的是()A.正极反应为AgCle=AgClB.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D.当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子解析：选D。根据电池总反应可以看出Cl2得电子，Ag失电子，所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应，Ag在负极上发生氧化反应。正极反应为Cl22e=2Cl，A项错误。因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag失电子生成的Ag随即与附近的Cl反应，B项错误。用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C项错误

8、。当电路中转移0.01 mol e时，负极生成0.01 mol Ag，由于AgCl=AgCl，所以消耗0.01 mol Cl，由于电荷守恒，同时有0.01 mol H通过阳离子交换膜转移至右侧，D项正确。8利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。(1)若X为Zn，开关K置于M处，X电极为_极，电极反应式为_，铁电极反应式为_，此种防护法称为_。(2)若X为碳棒，开关K置于N处，X为_极，电极反应为_，此种防护法称为_。(3)若X为Cu，开关K置于N处，X电极反应式为_，铁电极反应式为_。解析：(1)X为Zn，开关K置于M处，构成ZnFe原电池，Zn作负极被氧化。(2)X为碳棒，开关K置于N处，构

9、成电解池，X作阳极，OH放电。(3)X为铜，开关K置于N处，Cu作阳极，Cu失电子变成Cu2，被氧化。答案：(1)负2Zn4e=2Zn2O22H2O4e=4OH牺牲阳极的阴极保护法(2)阳4OH4e=O22H2O外接电流的阴极保护法(3)Cu2e=Cu22H2e=H29(2015高考重庆卷)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

10、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

11、_L(标准状况)。解析：(1)铜位于元素周期表的第四周期。(2)119 g Sn的物质的量为1 mol,20.7 g Pb的物质的量为0.1 mol，因此Sn和Pb原子的数目之比为101。(3)催化剂能降低反应的活化能和加快反应速率，但不改变反应的平衡常数和焓变，所以A、B正确。(4)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(5)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu2e=Cu2，正极反应：O22H2O4e=4OH。正极产物为OH，负极产物为Cu2，两者与Cl反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2

12、3OHCl=Cu2(OH)3Cl。4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为 0.448 L(标准状况)。答案：(1)四(2)101(3)AB(4)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O(5)c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.44810(1)火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，两者反应生成

13、氮气和气态水。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H10.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H543 kJmol1写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：_。已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，它很容易转化为二氧化氮。试推断出二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施)：_。(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2离子(O24e=2O2)。 c电极的名称为_，

14、d电极上的电极反应式为_。如图2所示为电解100 mL 0.5 molL1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为_。若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填序号)。aCuObCu(OH)2cCuCO3 dCu2(OH)2CO3解析：(1)N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H10.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H543 kJmol1根据盖斯定律可知，所求反应的热化学方程式可以由2得到：2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 096.7 kJmo

15、l1。四氧化二氮在高温下很难稳定存在，而NO2生成N2O4的反应为气体体积减小的反应，故二氧化氮转化为四氧化二氮的条件可以是高压、低温。(2)电流从正极流向负极，故c、d分别为正极、负极。燃料电池的负极为通入燃料的一极，故其电极反应式为CH48e4O2=CO22H2O。a为电解池的阳极：4OH4e=2H2OO2；b为阴极：2Cu24e=2Cu，当阳极产生56 mL气体时，被电解的OH的物质的量为eq f(56 mL,22 400 mLmol1)40.01 mol，故溶液中c(H)eq f(0.01 mol,0.1 L)0.1 molL1，故溶液的pH1。此时阴极析出0.05 mol Cu，Cu

16、2恰好完全放电。为恢复电解质溶液的原状，根据“出什么加什么”原理，只要相当于加入CuO即可，a项可以，b项 Cu(OH)2可以拆为CuOH2O，c项 CuCO3拆为CuOCO2，d项Cu2(OH)2CO3可拆为2CuOH2OCO2，其中c项也可选。答案：(1)2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 096.7 kJmol1高压、低温(或加压、降温)(2)正极CH48e4O2=CO22H2O4OH4e=2H2OO21ac11(2015高考山东卷)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)利用如图所示装置电解制

17、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_。解析：(1)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H2e=H2，剩余OH与Li结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极。阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl2e=Cl2。根据电流方向，电解过程中Li向B电极迁移。(2)酸性条件下，Co(OH)3首先与H反应生成Co3，Co3具有氧化性，可将SOeq oal(2,3)氧化为SOeq oal(2,4)，根据电子守恒和质量守恒定律，配平可得：2Co(OH)34HSOeq oal(2,3)=SOeq oal(2,4)2Co25H2O。由于NaClO3和O2具有氧化性，铁渣中铁元素应为3价。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，设钴氧化物的分子式为C