高中化学二轮复习 2-8电化学适考素能特训

(对应学生用书P107)一、选择题1．(2011·山东，15)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用[解析]A项，该装置中没有自发的氧化还原反应发生，因此，不能构成原电池；B项，根据能量守恒定律可知，总的能量等于电镀过程中转化的化学能和转化的热能的和，因此通过的电量与锌的析出量有确定的关系；C项，电流恒定，单位时间内提供给阴极的电量就一定，析出锌的量与温度无关；D项，Zn比Fe活泼，镀锌层破损后Zn被腐蚀。[答案]C2．(2011·福建，11)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑[解析]在原电池中，电解质溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。[答案]C3．(2012·北京海淀一模，9)查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际上乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH3CH2OH－2e－=X＋2H＋。下列说法中正确的是()A．电池内部H＋由正极向负极移动B．另一极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极D．电池总反应为：2CH3CH2OH＋O2→2CH3CHO＋2H2O[解析]原电池中阳离子移向正极；乙醇在负极反应，O2在正极反应；酸性环境中，正极反应为：O2＋4e－＋4H＋=2H2O。故A、B、C均错。[答案]D4．(2012·福建福州质检，10)锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。某种锂离子电池的结构示意图如下图所示，其中两极区间的隔膜只允许Li＋通过。电池充电时的总反应方程式为：LiCoO2=Li1－xCoO2＋xLi。关于该电池的推论错误的是()A．放电时，Li＋主要从负极区通过隔膜移向正极区B．放电时，负极反应为xLi－xe－=xLi＋C．充电时，由电能转化为化学能D．充电时，负极(C)上锂元素被氧化[解析]放电时，Li是负极，失电子生成Li＋，Li＋移向正极，故A、B项均正确。充电时，电能转化为化学能，此时C极是阴极，发生还原反应，故C项正确，D项错误。[答案]D5．(2012·江西八所一中联考，11)关于下列装置说法正确的是()A．装置①中，盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液B．装置②工作一段时间后，b极附近溶液的pH增大C．用装置③精炼铜时，c极为粗铜D．装置④中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2＋生成[解析]装置①中Zn－2e－=Zn2＋，ZnSO4溶液中Zn2＋浓度增大，盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液。装置②中b极为阳极，电极反应为2Cl－－2e－=Cl2↑；a极为阴极，电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，a极附近溶液pH增大。装置③精炼铜时粗铜为阳极，所以d极为粗铜。装置④中Zn－2e－=Zn2＋，电子由Zn流向Fe，溶液中有Zn2＋生成而没有Fe2＋生成，A正确，B、C、D错误。[答案]A6．(2012·沈阳四校联考，17)下图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K＋通过，该电池充、放电的化学方程式为：2K2S2＋KI3eq\o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))K2S4＋3KI装置(Ⅱ)为电解池的示意图。当闭合开关K时，电极X附近溶液先变红。则闭合K时，下列说法正确的是()A．电极A上发生的反应为：2Seq\o\al(2－,2)－2e－=Seq\o\al(2－,4)B．K＋从右到左通过离子交换膜C．电极X上发生的反应为：2Cl－－2e－=Cl2↑D．当有0.1molk＋通过离子交换膜时，Y电极上产生2.24L气体(标准状况)[解析]闭合开关K时，电解NaCl溶液(加有酚酞)，电极X附近溶液先变红，说明X电极是阴极，则电极A是原电池的负极，电极B是原电池的正极。A项，负极是电子流出的一极，结合原电池总反应方程式可知，A项正确。B项，在原电池中，阳离子由负极区转移到正极区，故K＋从左到右通过离子交换膜。C项，电极Y上是Cl－放电。D项，当有0.1molk＋通过离子交换膜时，电路上通过0.1mol电子，则Y电极产生1.12L气体(标准状况)。[答案]A7．(2012·山西太原调研，17)Li－SO2电池具有输出功率高和低温性能好等优点。其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应为2Li＋2SO2eq\o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))Li2S2O4。下列说法正确的是()A．该电池反应为可逆反应B．放电时，Li＋向负极移动C．充电时，阴极的电极反应式为Li＋＋e－=LiD．该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液[解析]A中该电池的充、放电反应是在不同条件下进行的，故不是可逆反应，A错误。B中放电时，阳离子移向正极，B错误。C正确。D中因Li为电极，Li会与水反应，故不能改用LiBr的水溶液，D错误。[答案]C8．(2012·江南十校第二次联考，13)发展混合动力车是实施节能减排的重要措施之一。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低了汽油的消耗；在刹车或下坡时电动机处于充电状态以节省能耗。混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池，镍氢电池采用镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解液。镍氢电池充、放电原理如图，其总反应式为：H2＋2NiOOH=2Ni(OH)2。下列有关混合动力车的判断正确的是()A．在上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将减小B．在上坡或加速时，溶液中的K＋向甲电极迁移C．在刹车或下坡时，甲电极的电极反应式为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．在刹车或下坡时，乙电极增重[解析]由题意知汽车在上坡或加速时，电动机提供推动力，利用了原电池原理，甲是负极，反应为：H2－2e－＋2OH－=2H2O；乙是正极，反应为：2NiOOH＋2e－＋2H2O=2Ni(OH)2＋2OH－，周围溶液pH将增大；在原电池中阳离子移向正极，故A、B项均错。在刹车或下坡时，电动机处于充电状态，利用了电解池原理，甲是阴极，反应为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；乙是阳极，反应为：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O，乙电极减轻，故C项正确，D项错误。[答案]C9.eq\a\vs4\al(2012·江西南昌调研，12)将质量相等的银片和铂片分别作为阳极和阴极用来电解硝酸银溶液。ⅰ.以电流强度为1A通电10min;ⅱ.10min后，反接电源，以电流强度为2A继续通电10min；下列图像分别表示：银电极质量，铂电极质量及电解池产生气体质量与电解时间的关系图。正确的是()A．①③ B．①②③C．②③④ D．①②④[解析]一开始银电极作阳极失电子形成Ag＋，银电极质量减少；铂电极作阴极，Ag＋在阴极得电子生成银单质，所以铂电极质量增加；反接后银电极作阴极，质量增加，铂电极上的银先失电子，质量减少，当银反应完后只有OH－失电子(因为铂是惰性电极，不失电子)产生氧气，再从电流强度和时间关系可得出①③正确。[答案]A10．(原创题)某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合时，SOeq\o\al(2－,4)从右向左通过阴离子交换膜移向A极。下列分析正确的是()A．溶液中c(A2＋)减小B．B的电极反应：B=B2＋＋2e－C．y电极上有H2产生，发生还原反应D．反应初期，x电极周围出现白色胶状沉淀[解析]由题意知该装置左边是原电池，右边是电解池。原电池中，阴离子移向负极，而SOeq\o\al(2－,4)移向A极，则A极是负极，B极是正极，x电极是阴极，y电极是阳极；A极反应：A－2e－=A2＋，溶液中c(A2＋)增大；B极反应：B2＋＋2e－=B；y电极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑；x电极反应：2H＋＋2e－=H2↑或写2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，Al3＋与OH－在x电极周围生成Al(OH)3白色胶状沉淀。所以D项正确。[答案]D二、非选择题11．(2012·成都五校毕业联盟测试)下图表示各物质之间的转化关系。已知：A、D、F、H均为单质，X常温下为无色液体，B为淡黄色固体，J溶于酸得到黄色溶液。请按要求填空：(1)反应⑤的现象是______________________。反应③中若转移3NA个电子，则被氧化的B是________mol。(2)反应①的化学方程式是__________________________，在实验室中引发反应④的操作是______________________________。(3)实验室用上图中的电解池制备E，与A相连的直流电源的电极名称为________。A电极的电极反应式为________，下列溶液能代替G溶液的是()A．稀硫酸 B．NaCl溶液C．K2CO3溶液 D．CuCl2溶液(4)现有J与稀硝酸恰好完全反应后的溶液：①向上述溶液中加入少量HI溶液的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。②若要从上述溶液中得到晶体，正确的操作为：先_________________，再降温结晶、过滤即可得到所需晶体。[解析]X常温下为无色液体，可推X是H2O，B为淡黄色固体，可与H2O反应，可知B是Na2O2，则生成的F单质是O2，G是NaOH。单质A在高温下与H2O反应，且可导电作电极，可推A是C或Fe，若A是C，则电解NaOH溶液时，得到H2和O2，而F是O2，故不符合；所以A是Fe，C是Fe3O4，单质D是H2，E是Fe(OH)2，J是Fe(OH)3。单质H在高温下与Fe3O4反应生成Fe，且H还可以与NaOH溶液反应产生H2，故可推出H是Al，则I是Al2O3，K是NaAlO2。(1)反应⑤中Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，即白色沉淀逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色。由反应③2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑可知，若转移3NA电子则被氧化的Na2O2是1.5mol。(2)反应④是铝热反应，引发该反应的操作是在铝热剂上加少量KClO3，插上镁条并将其点燃。(4)Fe(OH)3与稀HNO3恰好完全反应后的溶液是Fe(NO3)3，加入少量HI溶液时，NOeq\o\al(－,3)(H＋)及Fe3＋均可氧化I－生成I2。要从硝酸铁溶液中得到Fe(NO3)3晶体，为防止Fe3＋水解，应加入稀硝酸，再蒸发浓缩、降温结晶、过滤。[答案](1)白色沉淀逐渐变为灰绿色最终变为红褐色1.5(2)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2在铝热剂上加少量KClO3，插上镁条并将其点燃(3)正极Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2B(4)①Fe3＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋＋4I－=Fe2＋＋NO↑＋2I2＋2H2O②加入稀硝酸后蒸发浓缩12．(2012·湖南长沙模拟)为减小和消除由于操作原因造成的CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液中，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：(1)在合成塔中，若有4.4kgCO2与足量H2恰好完全反应，可放出4947kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是CH3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋，则正极发生的反应是________；放电时，H＋移向电池的________(填“正”或“负”)极。(3)常温常压下，饱和CO2水溶液的pH＝5.6，c(H2CO3)＝1.5×10－5mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCOeq\o\al(－,3)＋H＋的平衡常数K＝________。(已知10－5.6＝2.5×10－6)(4)常温下，0.1mol·L－1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3)________c(COeq\o\al(2－,3))(填“>”、“＝”或“<”)，原因是_________________________(用离子方程式和必要的文字说明)。(5)小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积Ksp分别为4.96×10－9、2.58×10－9。小李应该选用的试剂是________。[解析](1)4.4kgCO2为100mol，放出4947kJ热量，其热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.47kJ·mol－1。(2)甲醇燃料电池中，正极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O。放电时，阳离子移向正极。(3)由K＝eq\f(cHCO\o\al(－,3)·cH＋,cH2CO3)＝eq\f(10－5.6mol·L－1×10－5.6mol·L－1,1.5×10－5mol·L－1)＝eq\f(2.5×10－6mol·L－1×2.5×10－6mol·L－1,1.5×10－5mol·L－1)＝4.2×10－7mol·L－1。(4)NaHCO3溶液显碱性，是由HCOeq\o\al(－,3)水解大于其电离引起的。(5)BaCO3溶度积小，应让CO2转变为BaCO3沉淀，可选Ba(OH)2溶液。[答案](1)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.47kJ·mol－1(2)O2＋4H＋＋4e－=2H2O正(3)4.2×10－7mol·L－1(4)>因为既存在HCOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)＋H＋，也存在HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，且溶液显碱性，所以HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于其电离程度(5)Ba(OH)2溶液(或NaOH溶液和BaCl2溶液)13．(高考变式题)已知在pH＝4～5的环境中，Cu2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。某学生欲用电解纯净CuSO4溶液的方法，并根据电极上析出铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量，其实验流程如下图所示：请回答下列问题：(1)步骤①中所加入的W的化学式为________，加入W的作用是____________________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤②中所用部分仪器如下图所示，则B接直流电源的________极。(3)电解开始后的一段时间内，在U形管内可观察到的现象是______________________________________________________________________________________________________________________，其电解反应的离子方程式为_____________________________。(4)下列实验操作属于必要操作的是________(填字母)。A．称量电解前电极的质量B．电解后的电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗C．刮下电解后电极上的铜，并清洗、称量D．电极在烘干称重的操作过程中必须按烘干→称重→再烘干→再称重进行至少两次E．在有空气存在的情况下，电极烘干必须采用低温烘干法(5)铜的相对原子质量为_____________________________。[解析](2)电解CuSO4溶液，若一极质量增加，另一极产生气体，则Cu必定作阴极，石墨作阳极，OH－在阳极上放电产生O2。(5)电解过程中，相同时间段内，阴、阳极转移电子数相等，列式得2×eq\f(n,MCu)＝eq\f(10－3V,22.4)×4，解得M(Cu)＝11200n/V。[答案](1)CuO'消耗H＋使溶液pH升高，Fe3＋几乎完全水解成Fe(OH)3(2)正(3)A极上有红色物质析出，B极上产生无色气泡，溶液蓝色变浅2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(电解))2Cu＋4H＋＋O2↑(4)A、B、D、E(5)11200n/V14.eq\a\vs4\al(2012·辽宁五校协作体期末联考)某课外活动小组同学用如图装置进行实验，试回答下列问题：(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为_____________________________________________________。(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为_____________________________________________________。总反应的离子方程式为_________________________________。有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)______