2021届高考化学一轮专项提升：电化学基础

2021届高考一轮复习化学电化学基础一、选择题下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO3－＋2I－＋2H＋ AsO3－＋I

O”设计4 3 2 2C 成的原电池装置，其中 、C 1 2图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。下列叙述中正确的( )A．甲组操作时，电流(A)指针发生偏B．甲组操作时，溶液颜色变浅C．乙组操作时作正极2D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I＋2e－===2I－2一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置示意图如图所示。装置工作时，下列说法不正的是( )B．盐桥中向Y极移动C．电子由Y极沿导线流向X极D．Y极发生的反应为2NO－＋12H＋＋10e－===N↑＋6HO3 2 2下列关于电化学的叙述正确的( )图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B．图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法CD．上述4个装置中，图①、②中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢某可充电电池的原理如图所示，已知、b为惰性电极，溶液呈酸性。充电时右槽溶颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的( )注：V2＋为紫色V3＋为绿色2VO＋为黄色VO2＋为蓝色2A从左槽迁移进右槽B．放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色C2D．充电过程中，a极的电极反应式为VO＋＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O2如图是电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置示意图，质子交换膜将电解池分为阴极室和阳极室。下列说法中正确的( )A．a是阴极B．B极室的反应是CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2OC．一段时间后，A极室中溶液的pH增大D．电子由B极室流向A极室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。中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的( )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0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D．充电时电极接外电源负极7．一种可充电锂－空气电池如图所示。当电池放电时与在多孔碳材料电极处生Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的( ) 2A．放电时，多孔碳材料电极为负极BC 2D

2－x

===2Li＋1－xO2我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO234Na 2Na2CO＋C。下列说法错误的( )342 向负极移动BCO42 C．放电时，正极反应为：3CO＋4e－===2CO2－＋C2 3D．充电时，正极反应为：Na＋＋e－===Na下图是利用盐桥电池从某些含碘物质中提取碘的两个装置下列说法中正确的是两个装置中，石墨IⅡ均作负极B．碘元素在装置①中被还原，在装置②中被氧化C．装置①、②中的反应生成等量的时，导线上通过的电子数之比为D．装置①中MnO2的电极反应式为MnO2+2H2O+2e−=Mn2++4OH−(作为SO2()SO2的含量。下列说法错误的是4 2 甲烷燃料电池MCH-8e−+4O2−=CO+2H4 2 甲烷燃料电池的bSO2传感器的c端标准状况下，当甲烷燃料电池的N2.24LO2SO24.48LD．每转移1mol电子，传感器中Ag/AgCl电极质量增加35.5g和C2）周围无明显现象；持续通电一段时间后，C2振荡摇匀，制备成功。关于该实验的说法不正确的是（）A．C1电极产生气泡原因：2H2O+2e-=H2 +2OH-可以用两根铁钉代替铅笔芯完成实验电解↑实验过程中要注意控制电压、开窗通风、导出氢气，确保安全12．科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2题提供了一种新途径。下列说法错误的是（）放电时，负极反应为Zn2e4OH

Zn(OH)24放电时，1molHCOOH2mol充电时，电池总反应为2Zn(OH)4OH−浓度升高

2ZnO2

4OH

2HO2现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中．的( )。A.4OH--4e-2H2O+O2A.4OH--4e-2H2O+O2↑C.b是阳离子交换膜,允许Na+通过D.Na2SO4溶液从E口加入二、非选择题废水,可将其转化为无毒的氧化物。(·OH,,O为价)利用·OH废水,可将其转化为无毒的氧化物。·OH的电子式为 。Ⅱ.Fe2++H2O2+H+Ⅱ. +Fe3++H2O+·OH+O2↑+2H+(3)已知:羟基自由基容易发生猝灭Ⅱ.Fe2++H2O2+H+Ⅱ. +Fe3++H2O+·OH+O2↑+2H+(3)已知:羟基自由基容易发生猝灭2·OHH2O2。用H2O2分解产生的·OH脱除苯酚,当其他条件不变时,不同温度下,苯酚的浓度随时间的变化如图1所示。0~20min时,温度从40Ⅱ上升到50Ⅱ,反应速率基本不变的原因是。图1 图2(4)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH,使处理含苯酚废水更加高效,装置如图2所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2,然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。①b极连接电源的 极(填正或“负。②a极的电极反应式为。③电解液中发生的主要反应方程式为 。将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。Ⅱ克劳斯法HSⅡ克劳斯法HSS2Ⅱ铁盐氧化法HSS2Ⅱ光分解法HSH+S2光、某溶液2①反应的化学方程式。②反应+1H2S= S↓+ （将反应补充完整）。③反应Ⅱ体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因： 。反应Ⅱ硫的产率低，反应Ⅱ现由H2S高效产生S和H2，电子转移过程如图。过程甲、乙中，氧化剂分别。按照设计，科研人员研究如下。①首先研究过程乙是否可行，装置如图。经检验，n极区产生了Fe3+，p极产生了H2。n极区产生Fe3+的可能原因：Ⅱ．Fe2+-e−=Fe3+Ⅱ．2H2O-4e−=O2+4H+， （写离子方程式）。经确认，ⅡFe3+的原因。过程乙可行。②光照产生Fe3+后，向n极区注入H2S溶液，有S生成，持续产生电流极产生H2。研究S产生的原因，设计如下实验方案。经确认是由Fe3+氧化H2S所得，H2S不能直接放电。过程甲可行。Ⅱ、能耦合，同时能高效产生H2S，其工作原理如图。33进一步研究发现，除了Fe3+/Fe2+外，I−/I−也能实现如图所示循环过程。结合化学用语，明I-/I-能够使S源源不断产生的原因。33参考答案一、选择题1．D解析：D [装置Ⅰ中的反应，AsO3－＋2I－＋2H＋ AsO3－＋I＋HO，当加入适量浓盐酸4 3 2 2(A)针不会发生偏转，但由于ⅡB烧杯中加入NaOH溶液中，2上发生：O3－－2－2O3－＋HO，电子沿导线到C 棒，I＋2－3 4 2 1 2===2I－，所以C2为负极，C1为正极。]2．C解析：C 解析：本题考查原电池原理在垃圾处理中的应用，涉及电子和离子的移动、电2在X电极被氧化生成2

，NO－在Y电极被还原生成3N，则X极是负极，Y极是正极。NH＋经微生物硝化作用生成NO－，则微生物细菌在氮的32 4 3硝化中起氧化作用，A正确；盐桥中阳离子移向正极，则盐桥中K＋向Y极移动，B正确；3电子由负极流向正极，故电子由X极经导线流向Y极，C错误；Y电极上NO－被还原生成3N，电极反应式为2NO－＋12H＋＋10e－===N↑＋6HO，D正确。2 3 2 23．C解析：C22 解析图①阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl，阴极产生H，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红错误。牺牲阳极的阴极保护法利用的是原池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图②为电解池，可验证外加电流的阴极保护法，B错误。NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为 O＋正确。③中Fe作负极，腐蚀速率最快；①②中Fe22 图④中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。4．B解析：B22解析充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色，即V3＋―→V2＋，充电时b作阴极，接直流电源负极，a极接直流电源正极，C错误；放电时，b是负极，a是正极，a极发生还原反应，化合价降低，即VO＋―→VO2＋，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色，H＋从右槽迁移进左槽，A错误，B正确；充电过程中，a极是阳极，电极反应式为VO2＋－e－＋H2O===VO＋＋2H＋，22D错误。5．B解析：B2 2 解析根据题意可知该装置是电解池，根据质子的流向知b是阴极极室是阴极室，生的反应是CO＋2e－O，A极室发生的反应是 2H2 2 O↑2CO

，A错误，B正确；A极室中溶液的pH不会增大，C错2 2 2误；电子不能在电解质溶液中流动，D错误。6．D解析：D解析根据题图，放电时，a极的电极反应式为极的电极反应式为，总反应为，故b为0.65gZn2＋0.010.02molI－，C极错误。7．D解析：D解析与A错误。因为多孔碳材料电极为()，B错误。充电和放动，C错误。根据图示和上述分析，可知放电时，电池的正极反应是O2得电子与－ x－为Li2O2

x，电池的负极反应是单质Li失电子转化为Li＋2Li＋1－2充电时的反应与放电时的反应相反，所以充电时，电池总反应为 Li2O2－ x===2Li＋1－x x

，正确。D2D8．D解析：D解析 放电时是原电池，ClO－向负极移动，A正确；电池的总反应为3CO＋4 23 2 4Na 2Na2CO＋C，因此充电时释放CO，放电时吸收CO，B正确；放电时是原电3 2 2 33时是电解池，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO2－32＋C－4e－===3CO，D错误。29．C解析：C【解析】两个装置中，①中左边碘离子化合价升高变为单质碘，因此石墨I作负极，②中Ⅱ作正极，故A错误；碘元素在装置①中化合价升高，被氧化，在装置②中化合价降低，被还原，故B应生成1mol的2mol和10mol，导线上通过的1∶5，故CMnO2MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O，故D错误。综上所述，答案为C。10．C解析：C4 2 【解析】甲烷燃料电池的M极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，又以O2−为电解质，故其电极反应式为CH-8e−+4O2−=CO+2HO不选；甲烷燃料电池的b端为NAg/AgCl4 2 b端连接SO2的cN极发生的电极反应为O2+4e−=2O2−，标准状况下，消耗2.24L即0.1mol的O2转移0.4mol电子，传感器中阴极的电极反应式是2HSO-+2H++2e−=SO2−+2HO，若转移0.4mol电子，应消耗0.4molHSO−，故应消耗标准3 2 4 2 3状况下8.96L(0.4mol)的SO2可选；传感器中Ag/AgCl电极发生的电极反应式为Ag-e−+Cl−=AgCl，每转移1mol电子，则有1molAg转化为1molAgCl，质量增加35.5g不选；答案为C。11．B解析：B电解饱和食盐水，阳极会产生氯气，阴极会产生氢气，由于H2液中的其他物质反应，所以会直接溢出，而氯气会与电解过程中溶液中生成的NaOH反应转变为NaClO和NaClC1极为阳极。A．由分析可知，C1极为阴极，阴极处产生了氢气，所以相关的电极反应式为：2H2O+2e−=2OH−+H2↑，故AFe化，无法再产生氯气，也就无法获得含氯消毒剂，故B错误；C．由分析可知，电解过程中生成的氯气又会再与溶液中生成的NaOH反应转变为NaClO和NaCl，涉及的反应共有电解两步，分别为：2NaCl+222NaOH+2↑+C2和2NaOH+C2O，因此自制消毒剂的总反应为：NaCl+H2O=NaClO+H2↑，故C正确；D．电压控制不得当，可能会导致副反应发生，或者反应速率很慢；由于电解过程中产生了氯气和氢气，所以要注意开窗通风，防止中毒和发生爆炸，故D正确；故选。【点睛】以电解饱和食盐水为原理，设计的简易装置，不能忽略的一个问题是没有隔膜，所以生成的阳极产生的氯气易与阴极产生的氢氧化钠溶液发生反应。12．D解析：D转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧Zn发生氧化反应生成Zn(OH)2-；充电时，右侧为阳极，44H2O发生氧化反应生成O2Zn(OH)2-发生还原反应生成Zn，以此分析解4答。A．放电时，负极上ZnZn-2e-+4OH-=Zn(OH)2-，4故A21molCO2转HCOOH2molBH2O转化为O，负极上 Zn(OH)2-2 4

转化为 电池总反应为：2Zn(OH)2-=2Zn+O4 2

+4OH-+2H

O，故C正确，不选；D．充电时，正极即为阳极，2电极反应式为：2HO-4e-=4H++O ，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)·c(OH−)=K，2 2 w温度不变时，Kw不变，因此溶液中OH−浓度降低，故D错误，符合题意；答案选D。【点睛】充放电电池，搞清楚对应的电极发生的反应。13．D解析：D【解析】阳极是氢氧根离子放,发生的反应为4OH--4e- 2H2O+O2↑,A项正确阳极上氢氧根离子放电产生氧气同时生成氢离子,阳极附近生成硫酸则从A口出来的是H2SO4溶液,B项正;在阴极室一侧放置阳离子交换只允许阳离子通,则b是阳离子交换,允Na+通过,C项正确;Na2SO4溶液从F口加入,D项错误。二、非选择题14．(1)(2)2Fe3++2·OH2Fe2++O2↑+2H+从图1可知,0~20min,40~50Ⅱ,升高温度化学反应速率应该加快但是温度升高羟基自由(),导致c(·OH)14．(1)(2)2Fe3++2·OH2Fe2++O2↑+2H+②O2②O2+2e-+2H+H2O2③Fe2++H2O2+H+Fe3++H2O+·OH