高考化学二轮复习 第一部分 考前复习方略 专题八 电化学原理限时训练-人教版高三化学试题

电化学原理(建议用时：45分钟)1．Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2，下列说法错误的是()A．该电池工作时，正极反应为2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2B．锂电极作该电池负极，负极反应为Li－e－=Li＋C．该电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极D．该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行解析：选C。A项，正极上SOCl2发生还原反应；B项，Li为负极，发生氧化反应：Li－e－=Li＋；C项，电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极；D项，Li能与水、氧气反应，因此该电池组装时必须在无水无氧条件下进行。2．(2015·呼和浩特高三一模)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是Ni(OH)2＋M=NiOOH＋MH。已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－=6Ni(OH)2＋NOeq\o\al(－,2)。下列说法正确的是()A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－=MH＋OH－，H2O中的H被M还原D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液解析：选A。A项，放电过程中，NiOOH得电子，化合价降低，发生还原反应，该项正确。B项，充电过程中发生电解池反应，OH－从阴极向阳极迁移，该项错误。C项，充电过程中，阴极M得到电子，M被还原，H2O中的H化合价没有发生变化，该项错误。D项，NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项错误。3.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在右图中，下列有关分析完全正确的是()选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子解析：选B。电子由电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中阳离子移向阴极。4.将KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是()A．整个过程中两电极反应2Cl－－2e－=Cl2↑、2H＋＋2e－=H2↑不可能同时发生B．电解至c点时，往电解液中加入适量CuCl2固体，即可使电解液恢复至原来的浓度C．ab段表示电解过程中H＋被还原，pH上升D．原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2∶1解析：选A。图像分为三段，因此整个电解过程也有三个阶段，第一个阶段相当于电解CuCl2溶液，阳极反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，CuCl2水解呈酸性，随着电解的进行，浓度减小，酸性减弱，pH上升，C错误。若原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2∶1，则达b点时CuCl2消耗完，接着只电解水，pH不变，则与图像不符，D错误。b→c溶液的pH明显下降，说明b点时Cl－已耗完，而Cu2＋过量，相当于电解CuSO4溶液，阳极反应为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，阴极反应为2Cu2＋＋4e－=2Cu，由于有H＋生成，则溶液的pH减小，又由于有O2生成，故电解至c点时，往电解质溶液中加入CuCl2固体不能使电解质溶液恢复至原来的浓度，B错误。c点时溶液中的电解质为K2SO4与H2SO4，则cd段相当于电解水，阳极反应为2OH－－2e－=H2O＋eq\f(1,2)O2↑，阴极反应为2H＋＋2e－=H2↑，A正确。5．(2015·南宁高三质检)已知：锂离子电池充放电时的总反应为LixC＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))C＋LiCoO2，锂硫电池充放电时的总反应为2Li＋Seq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Li2S。有关上述两种电池说法正确的是()A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C．理论上两种电池的比能量相同D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电解析：选B。锂离子电池放电时，为原电池，阳离子Li＋移向正极，A错误；锂硫电池充电时，为电解池，锂电极发生还原反应生成Li，B正确；电池的比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的多少，两种电池材料不同，显然其比能量不同，C错误；由图可知，锂离子电池的电极材料为C和LiCoO2，应为该电池放电完全所得产物，而锂硫电池的电极材料为Li和S，应为该电池充电完全所得产物，故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程，D错误。6.(2015·重庆高三模拟)气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。如图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是()待测气体敏感电极部分产物NO2NOCl2HClCOCO2H2SH2SO4A.上述气体检测时，敏感电极均作原电池正极B．检测Cl2气体时，敏感电极的电极反应为Cl2＋2e－=2Cl－C．检测H2S气体时，对电极充入空气，对电极上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同解析：选B。A项，NO2→NO，得电子，作正极，Cl2→HCl，得电子，作正极，CO→CO2，失电子，作负极，H2S→H2SO4，失电子，作负极；B项，根据产物可以判断Cl2得电子，生成Cl－，正确；C项，应为O2＋4e－＋4H＋=2H2O；D项，H2S生成H2SO4失去8e－，而CO生成CO2失去2e－，所以检测体积分数相同的两气体时传感器上产生的电流大小不相同。7．硼化钒(VB2)­空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图，该电池工作时反应为4VB2＋11O2=4B2O3＋2V2O5。下列说法正确的是()A．电极a为电池负极B．图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C．电子由VB2极经KOH溶液流向电极aD．VB2极发生的电极反应为2VB2＋22OH－－22e－=V2O5＋2B2O3＋11H2O解析：选D。电极反应式为正极：11O2＋44e－＋22H2O=44OH－，负极：4VB2＋44OH－－44e－=2V2O5＋4B2O3＋22H2O。A项，电极a为电池正极；B项，因为负极上消耗OH－，所以选择性透过膜应只让阴离子选择性透过；C项，电子不会进入电解质溶液。8．液流电池是一种新型可充电的高性能蓄电池，其工作原理如图。两边电解液存储罐盛放的电解液分别是含有V3＋、V2＋的混合液和VOeq\o\al(＋,2)、VO2＋酸性混合液，且两极电解液分开，各自循环。下列说法不正确的是()A．充电时阴极的电极反应是V3＋＋e－=V2＋B．放电时，VOeq\o\al(＋,2)作氧化剂，在正极被还原，V2＋作还原剂，在负极被氧化C．若离子交换膜为质子交换膜，充电时当有1mole－发生转移时，左槽电解液的H＋的物质的量增加了1molD．若离子交换膜为阴离子交换膜，放电时阴离子由左罐移向右罐解析：选C。放电时的电极反应式为负极：V2＋－e－=V3＋，正极：VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O；充电时的电极反应式为阴极：V3＋＋e－=V2＋，阳极：VO2＋＋H2O－e－=VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋。A、B正确；D项，放电时右罐正电荷增多，所以阴离子由左罐移向右罐，正确；C项，根据电解池电极反应式，充电时当有1mole－发生转移时，左槽电解液的H＋增加2mol，错误。9．(2016·皖南八校联考)一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中有机废水中有机物用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是()A．b电极为该电池的负极B．b电极附近溶液的pH减小C．a电极反应式：C6H10O5－24e－＋7H2O=6CO2↑＋24H＋D．中间室：Na＋移向左室，Cl－移向右室解析：选C。b电极上有N2生成，N2为NOeq\o\al(－,3)的还原产物，故b电极反应式为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，b电极发生还原反应，是电池的正极，A项错误；b电极发生的反应消耗H＋，故该电极附近溶液的pH增大，B项错误；a电极为负极，C6H10O5失电子生成CO2，C项正确；因左侧为Cl－交换膜，故Cl－只能在左室与中间室之间交换，右侧为Na＋交换膜，故Na＋只能在右室与中间室之间交换，D项错误。10．(1)含乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示：①B是电池的______(填“正”或“负”)极；②A极的电极反应式为______________________。(2)电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。①阳极的电极反应式为________________________________________________________________________；②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；③电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6～8，此时进入浓缩室的OH－可忽略不计。400mL10g·L－1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145g·L－1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为______L。(乳酸的摩尔质量为90g·mol－1)解析：(1)电极反应式为负极：CH3COO－－8e－＋2H2O(2)阴极：4H＋＋4e－=2H2↑，阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。阴极区H＋减少，A－移向浓缩室，阳极区H＋浓度增大，H＋移向浓缩室，得到浓乳酸溶液，增加的乳酸的物质的量为eq\f(0.4L×145g·L－1－0.4L×10g·L－1,90g·mol－1)＝0.6mol，所以产生H2的体积为eq\f(0.6mol,2)×22.4L·mol－1＝6.72L。答案：(1)①负(2)①4OH－－4e－=2H2O＋O2↑②阳极OH－放电，c(H＋)增大，H＋从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；阴极区H＋放电，c(H＋)减小，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H＋＋A－=HA，乳酸浓度增大③6.7211．(2015·长春五校联考)海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5～8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：成分Na＋K＋Ca2＋Mg2＋Cl－SOeq\o\al(2－,4)HCOeq\o\al(－,3)含量/mg·L－19360832001100160001200118(1)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。①阴极的电极反应式为________________________________________________________________________；②电解一段时间，阴极区会产生水垢，其成分为CaCO3和Mg(OH)2，写出生成CaCO3的离子方程式：________________________________________________________________________；③淡水的出口为a、b、c中的________出口。(2)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO4电池。某电极的工作原理如图所示：该电池电解质为传导Li＋的固体材料。放电时该电极是电池的____________(填“正”或“负”)极，电极反应式为________________________________________________________________________。解析：(1)①电解海水，阴极是H＋得电子：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。②主要考查电解知识，在阴极上阳离子放电，阳离子中H＋的还原性最强，先放电，因此有2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，由此可知阴极区的碱性增强，生成CaCO3沉淀的离子方程式是Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O。③要从两个方面考虑离子的迁移，电解时溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，而最左侧的阳离子交换膜阻碍了Cl－的迁移，最右侧的阴离子交换膜阻碍了Na＋的迁移，因此a、c出口出来的仍为盐水，同理分析只有b出口出来的为淡水。(2)放电时的电极反应式分别为负极：Li－e－=Li＋，正极：FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4。答案：(1)①2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－②Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O③b(2)正FePO4＋e－＋Li＋=LiFePO412．(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应式为H2＋2NiOOHeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2Ni(OH)2。图1根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_________________________________________________