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文档简介
电化学作为高考化学的核心内容之一,始终是考查的重点与难点。它不仅涉及氧化还原反应的深入理解,更与能量转化、物质制备、环境保护等实际应用紧密相连,能有效考查学生分析问题和解决问题的能力。在二轮复习的关键阶段,通过专项检测来查漏补缺、强化提升,无疑是巩固知识体系、掌握解题规律的有效途径。本检测题旨在模拟高考情境,聚焦电化学核心考点与易错点,助力同学们深化理解,提升应试技能。一、选择题(本题包括7小题,每小题只有一个选项符合题意)1.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是()A.锌锰干电池中,锌电极是负极B.手机上用的锂离子电池属于二次电池C.氢氧燃料电池可将化学能直接转化为电能,能量转化率高D.燃料电池的正极反应一定是O₂+4e⁻+4H⁺=2H₂O2.某小组为研究电化学原理,设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是()(此处假设有一原电池装置图,例如:左侧烧杯为ZnSO₄溶液插入Zn片,右侧烧杯为CuSO₄溶液插入Cu片,用盐桥连接,导线连接Zn片和Cu片,中间串联一电流计)A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu²⁺+2e⁻=CuC.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu²⁺向铜电极移动3.用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH下降的是()A.CuSO₄B.NaClC.NaOHD.H₂SO₄4.下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程B.铁在潮湿的空气中生锈,主要发生电化学腐蚀C.在铁表面镀锌可有效防止铁被腐蚀,其原理是牺牲阳极的阴极保护法D.地下钢管与外加直流电源的正极相连可保护钢管不受腐蚀5.一种新型的电池,其总反应为:M+2H⁺=M²⁺+H₂↑(M为金属),则下列说法正确的是()A.该电池的负极材料为MB.该电池的正极反应为:M-2e⁻=M²⁺C.放电时,H⁺向负极移动D.随着放电的进行,溶液的pH逐渐减小6.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是()A.电解时以精铜作阳极B.电解时阴极发生氧化反应C.粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu-2e⁻=Cu²⁺D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥7.某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)₂的实验装置(如图所示)。通电后,溶液中产生白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法不正确的是()(此处假设有一电解装置图,例如:U型管,左右电极分别为Fe和石墨,电解液为含酚酞的NaCl溶液,Fe电极连接电源负极,石墨连接正极)A.该装置将电能转化为化学能B.a电极应为铁,发生氧化反应C.电解液中的Cl⁻向b电极移动D.若将电解液改为硫酸钠溶液,效果更好二、非选择题(本题包括3小题)8.能源是现代社会发展的重要支柱。请回答下列问题:(1)氢氧燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。其工作原理是利用原电池反应,将______能转化为电能。在碱性氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为______极,电极反应式为______;通入氧气的一极为______极,电极反应式为______。(2)铅蓄电池是常用的二次电池,其放电时的总反应为:Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O。请写出放电时负极的电极反应式______,以及充电时阳极的电极反应式______。铅蓄电池在放电过程中,电解质溶液的pH会______(填“增大”、“减小”或“不变”)。9.电解原理在工业生产中有着广泛的应用。(1)工业上用电解熔融氯化钠的方法制取金属钠,其阳极反应式为______,阴极反应式为______。若在标准状况下,制得4.48LCl₂,则转移电子的物质的量为______mol,同时可得到Na______g。(2)电解精炼铜时,以______为阳极,______为阴极,电解质溶液通常选用______溶液。电解过程中,阳极上比铜活泼的金属杂质(如Zn、Fe等)会先于铜放电,而比铜不活泼的金属杂质(如Ag、Au等)则______(填“会”或“不会”)放电,最终沉积在电解槽底部形成阳极泥。(3)利用电解法处理含Cr₂O₇²⁻的酸性废水时,常在废水中加入适量NaCl,以铁为电极进行电解。处理过程中,阴极产生的气体是______(填化学式);阳极区生成的Fe²⁺可将Cr₂O₇²⁻还原为Cr³⁺,该反应的离子方程式为______。10.某研究性学习小组对市面上的一种常见电池进行了探究。(1)该电池外壳上的部分说明如下表所示:产品名称XX干电池:-------:-------型号R6电压1.5V特点无汞、防漏注意事项避免与金属接触、防止短路、勿投入火中由说明推测,该电池工作时将______能转化为电能。该电池属于______(填“一次”或“二次”)电池。(2)同学们剥开电池外壳,发现内部结构如图所示(假设图中显示:中心为石墨棒,周围是糊状填充物,包括MnO₂、NH₄Cl等)。根据结构推测,该电池的正极材料是______,负极材料可能是______(填元素符号)。(3)为验证该电池的正负极,同学们设计了简单的实验:将一根导线两端分别连接电池的两极,中间串联一个小灯泡和一个电流表,发现电流表指针偏转,小灯泡发光。若指针向靠近电池中心碳棒的一侧偏转,则说明电池中心的碳棒为______极。(4)该电池工作时,负极发生的电极反应可能为:Zn-2e⁻=Zn²⁺。则正极上MnO₂发生还原反应,其电极反应式可能为:2MnO₂+2NH₄⁺+2e⁻=Mn₂O₃+2NH₃↑+H₂O。据此写出该电池工作时的总反应方程式:______。---参考答案与解析一、选择题1.D解析:燃料电池的正极反应与电解质的酸碱性有关。在碱性条件下,正极反应为O₂+4e⁻+2H₂O=4OH⁻,D选项给出的是酸性条件下的正极反应,故D错误。A、B、C选项均正确。2.D解析:a和b不连接时,铁片与CuSO₄溶液直接发生置换反应,铁片上有铜析出,A正确。a和b连接时,形成原电池,Cu为正极,发生还原反应Cu²⁺+2e⁻=Cu,B正确。无论是否连接,Fe都会失去电子生成Fe²⁺而溶解,Cu²⁺被还原为Cu,溶液颜色由蓝色变为浅绿色,C正确。若a连接正极,b连接负极,则Fe为阳极,Cu为阴极,电解池中阳离子(Cu²⁺)向阴极(Cu电极)移动,D选项中“Cu²⁺向铜电极移动”本身描述正确,但前提是“a和b分别连接直流电源正、负极”,此时Fe是阳极会溶解,题目问的是“叙述不正确的是”,故需看原题图中a、b连接的电极。假设图中a为Zn,b为Cu,则D选项中“电压足够大时,Cu²⁺向铜电极移动”在电解条件下(a为阳极,b为阴极)是正确的。此处可能原题图不同,按常见类似题目,若a为Fe片,b为Cu片,则D选项当a接正极(Fe为阳极),Cu²⁺向阴极(Cu电极)移动是正确的。此处可能题目设计为A选项“a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出”,若图中左侧为Fe,右侧为Cu,则不连接时Fe与CuSO₄不接触(因盐桥隔开),不会有铜析出,故A错误。原题表述可能存在图的差异,按典型错题,此处选择D或A需结合原图。按本题干描述“左侧烧杯为ZnSO₄溶液插入Zn片,右侧烧杯为CuSO₄溶液插入Cu片”,则a和b不连接时,Zn与CuSO₄不接触,铁片(假设无铁片,是Zn片)不会有Cu析出,故A错误。此处题目可能存在笔误(Zn片写成铁片)。综合考虑,按经典题型,D选项在电解时Cu²⁺向阴极移动是正确的,故可能A选项错误。但原题干描述可能存在混淆,此处按选项本身逻辑,D选项“燃料电池的正极反应一定是...”,“一定”过于绝对,故D错误,选择D。3.A解析:电解CuSO₄溶液,阴极Cu²⁺放电生成Cu,质量增加;阳极OH⁻放电生成O₂,溶液中H⁺浓度增大,pH下降,A正确。电解NaCl溶液,阴极生成H₂,阳极生成Cl₂,阴极质量不变,溶液pH增大,B错误。电解NaOH和H₂SO₄溶液,实质是电解水,阴极生成H₂,阳极生成O₂,阴极质量不变,NaOH溶液pH增大,H₂SO₄溶液pH减小,C、D错误。4.D解析:金属腐蚀的本质是金属失电子被氧化,A正确。铁在潮湿空气中主要发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,B正确。镀锌铁中,锌比铁活泼,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,C正确。地下钢管与外加直流电源的负极相连,作阴极,可保护钢管,若与正极相连,则钢管作阳极会加速腐蚀,D错误。5.A解析:根据总反应M+2H⁺=M²⁺+H₂↑,M失电子发生氧化反应,作负极,A正确。正极上H⁺得电子生成H₂,电极反应为2H⁺+2e⁻=H₂↑,B错误。放电时,阳离子(H⁺)向正极移动,C错误。随着放电进行,H⁺被消耗,溶液pH逐渐增大,D错误。6.D解析:电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,A、C错误。阴极发生还原反应,B错误。比铜不活泼的金属杂质在阳极不放电,形成阳极泥,D正确。7.B解析:电解池将电能转化为化学能,A正确。若要制取Fe(OH)₂,Fe²⁺应在阳极产生,故Fe应作阳极(a电极连接电源正极),发生氧化反应Fe-2e⁻=Fe²⁺,B错误。Cl⁻向阳极(b电极,假设b为石墨连接正极)移动,C正确。硫酸钠溶液呈中性,导电性好,且避免引入其他杂质离子,效果更好,D正确。二、非选择题8.(1)化学;负;H₂-2e⁻+2OH⁻=2H₂O;正;O₂+4e⁻+2H₂O=4OH⁻(2)Pb-2e⁻+SO₄²⁻=PbSO₄;PbSO₄+2H₂O-2e⁻=PbO₂+4H⁺+SO₄²⁻;增大解析:(1)燃料电池将化学能转化为电能。碱性条件下,H₂在负极失电子生成H₂O,O₂在正极得电子生成OH⁻。(2)放电时,Pb作负极,失电子与SO₄²⁻结合生成PbSO₄。充电时,阳极上PbSO₄失电子生成PbO₂。放电过程中消耗H₂SO₄,溶液酸性减弱,pH增大。9.(1)2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑;Na⁺+e⁻=Na;0.4;9.2(2)粗铜;纯铜;CuSO₄;不会(3)H₂;Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O解析:(1)电解熔融NaCl,阳极Cl⁻放电,阴极Na⁺放电。n(Cl₂)=0.2mol,转移电子0.4mol,生成n(Na)=0.4mol,质量为0.4mol×23g/mol=9.2g。(2)电解精炼铜,粗铜作阳极,纯铜作阴极,CuSO₄溶液作电解质。不活泼金属杂质不放电。(3)阴极H⁺放电生成H₂。Fe²⁺在酸性条件下还原Cr₂O₇²⁻为Cr³⁺,自身被氧化为Fe³⁺。10.(1)化学;一次(2)石墨(或C);Zn(3)正(4)Zn+2MnO₂+2NH₄⁺=Zn²⁺+Mn₂O₃+2NH₃↑+H₂O解析:(1)干电池将化学能转化为电能,属于一次电池。(2)中心石墨棒作正极,外壳通常为Zn作负极。(3)电流表指针偏向正极。(4)将正负极反应式相加,消去电子即可得到总反应方程式。---总结与备考建议:通过本次电化学专题检测,希望同学们能进一步巩固原电池、电解池的工作原理,熟练书写电极反应式,理解金属腐蚀与防护的基本方法,并能将电化学知识应用于实际问题的分析与解决。在后续复习中,
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