（A版）2022年高考化學總復習 專題十二 電化學基礎學案

（A版）2022年高考化學總復習 專題十二 電化學基礎學案考點考綱內容高考示例預測熱度原電池原理及其應用1.理解原電池的構成、工作原理及應用,能書寫電極反應和總反應方程式2.了解常見化學電源的種類及其工作原理3.了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施2017課標,11,6分2016課標,11,6分2015課標,11,6分電解原理及其應用理解電解池的構成、工作原理及應用,能書寫電極反應和總反應方程式2017課標,11,6分2016課標,11,6分五年高考考點一原電池原理及其應用1.(2016課標,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A.負極反應式為Mg-2e- Mg2+B.正極反應式為Ag+e- AgC.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.負極會發(fā)生副反應Mg+2H2O Mg(OH)2+H2答案B2.(2016課標,11,6分)鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質溶液為KOH溶液,反應為2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH。下列說法正確的是()A.充電時,電解質溶液中K+向陽極移動B.充電時,電解質溶液中c(OH-)逐漸減小C.放電時,負極反應為:Zn+4OH-2e- Zn(OHD.放電時,電路中通過2 mol電子,消耗氧氣22.4 L(標準狀況)答案C3.(2016四川理綜,5,6分)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時電池總反應為:Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(x<1)。下列關于該電池的說法不正確的是()A.放電時,Li+在電解質中由負極向正極遷移B.放電時,負極的電極反應式為LixC6-xe- xLi+C6C.充電時,若轉移1 mol e-,石墨(C6)電極將增重7x gD.充電時,陽極的電極反應式為LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+答案C4.(2016浙江理綜,11,6分)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點,有望成為新能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應方程式為:4M+nO2+2nH2O 4M(OH)n已知:電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應式:4Mn+nO2+2nH2O+4ne- 4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質及陽離子交換膜答案C5.(2015課標,11,6分)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法的是()A.正極反應中有CO2生成B.微生物促進了反應中電子的轉移C.質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應為C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O答案A6.(2014課標,12,6分)2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()A.a為電池的正極B.電池充電反應為LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLiC.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移答案C7.(2014北京理綜,8,6分)下列電池工作時,O2在正極放電的是()A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池答案B8.(2014天津理綜,6,6分)已知:鋰離子電池的總反應為:LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2鋰硫電池的總反應為:2Li+S Li2S有關上述兩種電池說法正確的是()A.鋰離子電池放電時,Li+向負極遷移B.鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生還原反應C.理論上兩種電池的比能量相同D.如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電答案B9.(2013課標,11,6分)“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤的是()A.電池反應中有NaCl生成B.電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C.正極反應為:NiCl2+2e- Ni+2Cl-D.鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動答案B10.(2016江蘇單科,20,14分)鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。(1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2的酸性廢水通過鐵炭混合物,在微電池正極上Cr2轉化為Cr3+,其電極反應式為。 (2)在相同條件下,測量總質量相同、鐵的質量分數(shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率,結果如下圖所示。當鐵炭混合物中鐵的質量分數(shù)為0時,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是。 當鐵炭混合物中鐵的質量分數(shù)大于50%時,隨著鐵的質量分數(shù)的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是。 (3)納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。一定條件下,向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液,溶液中B(B元素的化合價為+3)與Fe2+反應生成納米鐵粉、H2和B(OH,其離子方程式為。 納米鐵粉與水中N反應的離子方程式為4Fe+N+10H+ 4Fe2+N+3H2O研究發(fā)現(xiàn),若pH偏低將會導致N的去除率下降,其原因是。 相同條件下,納米鐵粉去除不同水樣中N的速率有較大差異(見下圖),產生該差異的可能原因是。 答案(14分)(1)Cr2+14H+6e- 2Cr3+7H2O(2)活性炭對Cu2+和Pb2+有吸附作用鐵的質量分數(shù)增加,鐵炭混合物中微電池數(shù)目減少(3)2Fe2+B+4OH- 2Fe+2H2+B(OH納米鐵粉與H+反應生成H2Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除N的反應(或形成的Fe-Cu原電池增大納米鐵粉去除N的反應速率)11.(2015課標,26,14分)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關數(shù)據(jù)如下表所示:溶解度/(g/100 g水) 溫度/化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列問題:(1)該電池的正極反應式為,電池反應的離子方程式為。 (2)維持電流強度為0.5 A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅g。(已知F=96 500 C·mol-1) (3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通過分離回收;濾渣的主要成分是MnO2、和,欲從中得到較純的MnO2,最簡便的方法為,其原理是 。 (4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質鐵,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)?加堿調節(jié)至pH為時,鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時,即可認為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為時,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1 mol·L-1)。若上述過程不加H2O2后果是,原因是。 答案(14分)(1)MnO2+H+e- MnOOH2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分)注:式中Zn2+可寫為Zn(NH3、Zn(NH3)2Cl2等,H+可寫為N(2)0.05(2分)(3)加熱濃縮、冷卻結晶碳粉MnOOH空氣中加熱碳粉轉變?yōu)镃O2,MnOOH氧化為MnO2(每空1分,共5分)(4)Fe3+2.76Zn2+和Fe2+分離不開Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分)教師用書專用(1224)12.(2016江蘇單科,7,2分)下列說法正確的是()A.氫氧燃料電池工作時,H2在負極上失去電子B.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液加熱后,溶液的pH減小C.常溫常壓下,22.4 L Cl2中含有的分子數(shù)為6.02×1023個D.室溫下,稀釋0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,溶液的導電能力增強答案A13.(2015江蘇單科,10,2分)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是()A.反應 CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4轉移12 mol 電子B.電極A上H2參與的電極反應為:H2+2OH-2e- 2H2OC.電池工作時,C向電極B移動D.電極B上發(fā)生的電極反應為:O2+2CO2+4e- 2C答案D14.(2015江蘇單科,11,4分)下列說法正確的是()A.若H2O2分解產生1 mol O2,理論上轉移的電子數(shù)約為4×6.02×1023B.室溫下,pH=3的CH3COOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合,溶液pH>7C.鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐蝕D.一定條件下反應N2+3H2 2NH3達到平衡時,3v正(H2)=2v逆(NH3)答案C15.(2014大綱全國,9,6分)右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關說法不正確的是()A.放電時正極反應為:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-B.電池的電解液可為KOH溶液C.充電時負極反應為:MH+OH- H2O+M+e-D.MH是一類儲氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高答案C16.(2014天津理綜,1,6分)化學與生產、生活息息相關,下列敘述錯誤的是()A.鐵表面鍍鋅可增強其抗腐蝕性B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可減少白色污染C.大量燃燒化石燃料是造成霧霾天氣的一種重要因素D.含重金屬離子的電鍍廢液不能隨意排放答案B17.(2013安徽理綜,10,6分)熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示,其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為:PbSO4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關說法正確的是()A.正極反應式:Ca+2Cl-2e- CaCl2B.放電過程中,Li+向負極移動C.每轉移0.1 mol電子,理論上生成20.7 g PbD.常溫時,在正負極間接上電流表或檢流計,指針不偏轉答案D18.(2013北京理綜,7,6分)下列金屬防腐的措施中,使用外加電流的陰極保護法的是()A.水中的鋼閘門連接電源的負極B.金屬護欄表面涂漆C.汽車底盤噴涂高分子膜D.地下鋼管連接鎂塊答案A19.(2013課標,10,6分)銀質器皿日久表面會逐漸變黑,這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學原理可進行如下處理:在鋁質容器中加入食鹽溶液,再將變黑的銀器浸入該溶液中,一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是()A.處理過程中銀器一直保持恒重B.銀器為正極,Ag2S被還原生成單質銀C.該過程中總反應為2Al+3Ag2S 6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉化為白色AgCl答案B20.(2013江蘇單科,9,2分)Mg-H2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液,示意圖如下。該電池工作時,下列說法正確的是()A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正極移動 答案C21.(2013江蘇單科,1,2分)燃料電池能有效提高能源利用率,具有廣泛的應用前景。下列物質均可用作燃料電池的燃料,其中最環(huán)保的是()A.甲醇 B.天然氣C.液化石油氣 D.氫氣答案D22.(2013北京理綜,8,6分)下列解釋事實的方程式不準確的是()A.用濃鹽酸檢驗氨:NH3+HCl NH4ClB.碳酸鈉溶液顯堿性:C+H2O HC+OH-C.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,鐵作負極被氧化:Fe-3e- Fe3+D.長期盛放石灰水的試劑瓶內壁出現(xiàn)白色固體:Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O答案C23.(2015重慶理綜,11,14分)我國古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術價值和歷史價值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕,故對其進行修復和防護具有重要意義。(1)原子序數(shù)為29的銅元素位于元素周期表中第周期。 (2)某青銅器中Sn、Pb的質量分別為119 g、20.7 g,則該青銅器中Sn和Pb原子的數(shù)目之比為。 (3)研究發(fā)現(xiàn),腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在CuCl。關于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用,下列敘述正確的是。 A.降低了反應的活化能B.增大了反應的速率C.降低了反應的焓變D.增大了反應的平衡常數(shù)(4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀Ag2O涂在被腐蝕部位,Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復分解反應,該化學方程式為。 (5)如圖所示為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖。腐蝕過程中,負極是(填圖中字母“a”或“b”或“c”); 環(huán)境中的Cl-擴散到孔口,并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,其離子方程式為; 若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,則理論上耗氧體積為L(標準狀況)。 答案(14分)(1)四(2)101(3)A、B(4)Ag2O+2CuCl 2AgCl+Cu2O(5)c2Cu2+3OH-+Cl- Cu2(OH)3Cl0.44824.(2014安徽理綜,28,14分)某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學腐蝕類型的影響因素,將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部,塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液,同時測量容器中的壓強變化。(1)請完成以下實驗設計表(表中不要留空格):編號實驗目的碳粉/g鐵粉/g醋酸/%為以下實驗作參照0.52.090.0醋酸濃度的影響0.536.00.22.090.0(2)編號實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。t2時,容器中壓強明顯小于起始壓強,其原因是鐵發(fā)生了  腐蝕,請在圖3中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向;此時,碳粉表面發(fā)生了(填“氧化”或“還原”)反應,其電極反應式是 。 (3)該小組對圖2中0t1時壓強變大的原因提出了如下假設,請你完成假設二:假設一:發(fā)生析氫腐蝕產生了氣體;假設二:; (4)為驗證假設一,某同學設計了檢驗收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設計一個實驗方案驗證假設一,寫出實驗步驟和結論。實驗步驟和結論(不要求寫具體操作過程):答案(1)編號實驗目的碳粉/g鐵粉/g醋酸/%2.0碳粉含量的影響(2)吸氧還原2H2O+O2+4e- 4OH-(或4H+O2+4e- 2H2O)(3)反應放熱,溫度升高(4)實驗步驟和結論(不要求寫具體操作過程):藥品用量和操作同編號實驗(多孔橡皮塞增加進、出導管);通入氬氣排凈瓶內空氣;滴入醋酸溶液,同時測量瓶內壓強變化(也可測溫度變化,檢驗Fe2+等)。如果瓶內壓強增大,假設一成立。否則假設一不成立。(本題屬于開放性試題,合理答案均給分)考點二電解原理及其應用1.(2017課標,11,6分)支撐海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是()A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護電流應該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調整答案C2.(2017課標,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()A.待加工鋁質工件為陽極B.可選用不銹鋼網作為陰極C.陰極的電極反應式為:Al3+3e-AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動答案C3.(2016課標,11,6分)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和S可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是()A.通電后中間隔室的S離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產品C.負極反應為2H2O-4e- O2+4H+,負極區(qū)溶液pH降低D.當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol的O2生成答案B4.(2016北京理綜,12,6分)用石墨電極完成下列電解實驗。實驗一實驗二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍;b處變紅,局部褪色;c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產生;n處有氣泡產生;下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是()A.a、d處:2H2O+2e- H2+2OH-B.b處:2Cl-2e- Cl2C.c處發(fā)生了反應:Fe-2e- Fe2+D.根據(jù)實驗一的原理,實驗二中m處能析出銅答案B5.(2015福建理綜,11,6分)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()A.該裝置將化學能轉化為光能和電能B.該裝置工作時,H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被還原D.a電極的反應為:3CO2+18H+-18e- C3H8O+5H2O答案B6.(2015四川理綜,4,6分)用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為910,陽極產生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是()A.用石墨作陽極,鐵作陰極B.陽極的電極反應式:Cl-+2OH-2e- ClO-+H2OC.陰極的電極反應式:2H2O+2e- H2+2OH-D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+ N2+2CO2+5Cl-+H2O答案D7.(2013天津理綜,6,6分)為增強鋁的耐腐蝕性,現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下:電池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)電解池:2Al+3H2O Al2O3+3H2電解過程中,以下判斷正確的是()電池電解池AH+移向Pb電極H+移向Pb電極B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正極:PbO2+4H+2e- Pb2+2H2O陽極:2Al+3H2O-6e- Al2O3+6H+D答案D8.(2013大綱全國,9,6分)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2)時,以鐵板作陰、陽極,處理過程中存在反應Cr2+6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列說法不正確的是()A.陽極反應為Fe-2e- Fe2+B.電解過程中溶液pH不會變化C.過程中有Fe(OH)3沉淀生成D.電路中每轉移12 mol電子,最多有1 mol Cr2被還原答案B9.(2017江蘇單科,16,12分)鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料制備鋁的一種工藝流程如下:注:SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為。 (2)向“過濾”所得濾液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH(填“增大”“不變”或“減小”)。 (3)“電解”是電解熔融Al2O3,電解過程中作陽極的石墨易消耗,原因是。 (4)“電解”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽極的電極反應式為,陰極產生的物質A的化學式為。 (5)鋁粉在1 000 時可與N2反應制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是。 答案(12分)(1)Al2O3+2OH-2Al+H2O(2)減小(3)石墨電極被陽極上產生的O2氧化(4)4C+2H2O-4e-4HC+O2H2(5)NH4Cl分解產生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜10.(2016天津理綜,10,14分)氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點是(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式: 。 (2)氫氣可用于制備H2O2。已知:H2(g)+A(l) B(l)H1O2(g)+B(l) A(l)+H2O2(l)H2其中A、B為有機物,兩反應均為自發(fā)反應,則H2(g)+O2(g) H2O2(l)的H0(填“>”“<”或“=”)。 (3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)H<0達到化學平衡。下列有關敘述正確的是。 a.容器內氣體壓強保持不變b.吸收y mol H2只需1 mol MHxc.若降溫,該反應的平衡常數(shù)增大d.若向容器內通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)(4)利用太陽能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉化形式為 。 (5)化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH- Fe+3H2,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色Fe,鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質。已知:Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。圖1圖2電解一段時間后,c(OH-)降低的區(qū)域在(填“陰極室”或“陽極室”)。 電解過程中,須將陰極產生的氣體及時排出,其原因為。 c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因: 。 答案(共14分)(1)污染小可再生來源廣資源豐富燃燒熱值高(任寫其中2個)H2+2OH-2e- 2H2O(2)<(3)ac(4)光能轉化為化學能(5)陽極室防止Na2FeO4與H2反應使產率降低M點:c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應慢N點:c(OH-)過高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產率降低教師用書專用(1118)11.(2015天津理綜,4,6分)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關敘述正確的是()A.銅電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作一段時間后,甲池的c(S)減小C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡答案C12.(2015浙江理綜,11,6分)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.X是電源的負極B.陰極的電極反應式是:H2O+2e- H2+O2-CO2+2e- CO+O2-C.總反應可表示為:H2O+CO2 H2+CO+O2D.陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是11答案D13.(2015福建理綜,9,6分)純凈物X、Y、Z轉化關系如圖所示,下列判斷正確的是()A.X可能是金屬銅B.Y不可能是氫氣C.Z可能是氯化鈉D.Z可能是三氧化硫答案A14.(2013北京理綜,9,6分)用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()A.a端是直流電源的負極B.通電使CuCl2發(fā)生電離C.陽極上發(fā)生的反應:Cu2+2e- CuD.通電一段時間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體答案A15.(2013浙江理綜,11,6分)電解裝置如圖所示,電解槽內裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發(fā)現(xiàn)左側溶液變藍色,一段時間后,藍色逐漸變淺。已知:3I2+6OH- I+5I-+3H2O下列說法不正確的是()A.右側發(fā)生的電極反應式:2H2O+2e- H2+2OH-B.電解結束時,右側溶液中含有IC.電解槽內發(fā)生反應的總化學方程式:KI+3H2O KIO3+3H2D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜,電解槽內發(fā)生的總化學反應不變答案D16.(2015山東理綜,29,15分)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。(1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為溶液(填化學式),陽極電極反應式為,電解過程中Li+向電極遷移(填“A”或“B”)。 (2)利用鈷渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制備鈷氧化物的工藝流程如下:Co(OH)3溶解還原反應的離子方程式為。鐵渣中鐵元素的化合價為。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質量為2.41 g,CO2體積為1.344 L(標準狀況),則鈷氧化物的化學式為。 答案(1)LiOH2Cl-2e-Cl2B(2)2Co(OH)3+S+4H+2Co2+S+5H2O或Co(OH)3+3H+Co3+3H2O,2Co3+S+H2O2Co2+S+2H+3Co3O417.(2014山東理綜,30,16分)離子液體是一種室溫熔融鹽,為非水體系。由有機陽離子、Al2C和AlC組成的離子液體作電解液時,可在鋼制品上電鍍鋁。(1)鋼制品應接電源的極,已知電鍍過程中不產生其他離子且有機陽離子不參與電極反應,陰極電極反應式為。若改用AlCl3水溶液作電解液,則陰極產物為。 (2)為測定鍍層厚度,用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層,當反應轉移6 mol電子時,所得還原產物的物質的量為mol。 (3)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗,需要的試劑還有。 a.KClb.KClO3c.MnO2d.Mg取少量鋁熱反應所得的固體混合物,將其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3,理由是(用離子方程式說明)。 答案(1)負4Al2C+3e- Al+7AlCH2(2)3(3)b、d不能Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O、Fe+2Fe3+ 3Fe2+(或只寫Fe+2Fe3+ 3Fe2+)18.(2013重慶理綜,11,14分)化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用。催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。(1)催化反硝化法中,H2能將N還原為N2。25 時,反應進行10 min,溶液的pH由7變?yōu)?2。N2的結構式為。 上述反應離子方程式為,其平均反應速率v(N)為mol·L-1·min-1。 還原過程中可生成中間產物N,寫出3種促進N水解的方法。 (2)電化學降解N的原理如下圖所示。電源正極為(填“A”或“B”),陰極反應式為。 若電解過程中轉移了2 mol電子,則膜兩側電解液的質量變化差(m左-m右)為g。 答案(14分)(1)2N+5H2 N2+2OH-+4H2O0.001加酸,升高溫度,加水(2)A2N+6H2O+10e- N2+12OH-14.4三年模擬A組20162018年模擬·基礎題組考點一原電池原理及其應用1.(人教選4,四-1-5,變式)下列變化中涉及原電池原理的是()A.在空氣中金屬鋁表面迅速被氧化形成保護層B.海輪外殼上連接鋅塊可保護外殼不受腐蝕C.紅熱的鐵絲與冷水接觸,表面形成藍黑色保護層D.太陽能電池可將光能轉化成電能答案B2.(2018廣東珠海摸底,11)一定條件下,實驗室利用如圖所示裝置,通過測量電壓求算Ksp(AgCl)。工作一段時間后,兩電極質量均增大。下列說法正確的是()A.右池中銀電極作負極B.總反應式為Ag+Cl- AgClC.正極電極反應式為Ag-e- Ag+D.鹽橋中的N向右池方向移動答案B3.(2018黑龍江哈師大附中期中,12)“碳呼吸電池”是一種新型化學電源,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.該裝置能將電能轉變?yōu)榛瘜W能B.正極的電極反應為C2-2e- 2CO2C.每得到1 mol草酸鋁,電路中轉移3 mol電子D.利用該技術可捕捉大氣中的CO2答案D4.(2017河南安鶴新開四校聯(lián)考,11)硼化釩(VB2)-空氣電池是目前儲電能力最高的電池(如圖所示),電池總反應為4VB2+11O2 4B2O3+2V2O5,下列敘述錯誤的是()A.負極反應式為4VB2+44OH-44e- 2V2O5+4B2O3+22H2OB.正極反應式為11O2+44e-+22H2O 44OH-C.OH-由負極透過選擇性透過膜向正極遷移D.電子由硼化釩電極經負載流向電極a答案C5.(2017湖北四地七校聯(lián)盟一聯(lián),14)電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量,其工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是()A.O2在電極b上發(fā)生還原反應B.溶液中OH-向電極a移動C.反應消耗的NH3與O2的物質的量之比為45D.負極的電極反應式為:2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O答案C6.(2016江西紅色七校一聯(lián),12)下圖是一種酸性燃料電池酒精檢測儀,具有自動吹氣流量偵測與控制的功能,非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測。下列說法不正確的是()A.電流由O2所在的鉑電極流出B.該電池的負極反應式為:CH3CH2OH+3H2O-12e- 2CO2+12H+C.O2所在的鉑電極處發(fā)生還原反應D.微處理器通過檢測電流大小而計算出被測氣體中酒精的含量答案B7.(2018四川德陽三校聯(lián)合測試,15)某小組同學利用下圖所示裝置進行鐵的電化學腐蝕原理的探究實驗:裝置分別進行的操作現(xiàn)象.連接好裝置一段時間后,向燒杯中滴加酚酞.連接好裝置一段時間后,向燒杯中滴加K3Fe(CN)6溶液鐵片表面產生藍色沉淀(1)小組同學認為,以上兩種檢驗方法均能證明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕。實驗中的現(xiàn)象是。 用電極反應式解釋實驗中的現(xiàn)象:。 (2)查閱資料:K3Fe(CN)6具有氧化性。據(jù)此有同學認為僅通過中現(xiàn)象不能證明鐵發(fā)生了電化學腐蝕,理由是  。 進行下列實驗,在實驗幾分鐘后的記錄如下:實驗滴管試管現(xiàn)象0.5 mol·L-1K3Fe(CN)6溶液.蒸餾水無明顯變化.1.0 mol·L-1 NaCl溶液鐵片表面產生大量藍色沉淀.0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液無明顯變化a.以上實驗表明:在有存在的條件下,K3Fe(CN)6溶液可以與鐵片發(fā)生反應。 b.為探究Cl-的存在對反應的影響,小組同學將鐵片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗凈)后再進行實驗,發(fā)現(xiàn)鐵片表面產生藍色沉淀。此補充實驗表明Cl-的作用是。 (3)有同學認為上述實驗仍不夠嚴謹。為進一步探究K3Fe(CN)6的氧化性對實驗結果的影響,又利用(2)中裝置繼續(xù)實驗。其中能證實以上影響確實存在的是(填字母序號)。 實驗試劑現(xiàn)象A酸洗后的鐵片、K3Fe(CN)6溶液(已除O2)產生藍色沉淀B酸洗后的鐵片、K3Fe(CN)6和NaCl混合溶液(未除O2)產生藍色沉淀C鐵片、K3Fe(CN)6和NaCl混合溶液(已除O2)產生藍色沉淀D鐵片、K3Fe(CN)6和鹽酸混合溶液(已除O2)產生藍色沉淀(4)綜合以上實驗分析,利用實驗中試劑能證實鐵發(fā)生了電化學腐蝕的實驗方案是:連接好裝置一段時間后,取鐵片(負極)附近溶液于試管中,(回答相關操作、現(xiàn)象),則說明負極附近溶液中產生了Fe2+,即發(fā)生了電化學腐蝕。 答案(1)碳棒附近溶液變紅O2+4e-+2H2O 4OH-(2)K3Fe(CN)6可能氧化Fe生成Fe2+,會干擾由于電化學腐蝕負極生成Fe2+的檢驗a.Cl-b.破壞鐵片表面的氧化膜(3)AC(4)滴加K3Fe(CN)6溶液,若出現(xiàn)藍色沉淀8.(2016廣東珠海摸底,19)某化學興趣小組利用廢棄鋁礦(含CuO、Al2O3及SiO2),模擬工業(yè)上提取鋁的工藝,設計如下圖所示的簡單操作流程:已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列問題:(1)濾渣主要成分的化學式為。 (2)灼燒Al(OH)3時,要用到多種硅酸鹽材質的儀器,除玻璃棒、酒精燈、泥三角外,還有(填儀器名稱)。 (3)溶液Y中要加入稍過量的原料A,原料A的化學式是。 (4)操作流程中的離子方程式為。 (5)鋁電池性能優(yōu)越,Al-Ag2O電池可用作水下動力電源,其原理如圖所示:請寫出該電池的正極反應式: 。 答案(1)Cu、Fe、SiO2(2)坩堝(3)NH3·H2O(4)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O(5)Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-考點二電解原理及其應用9.(2018吉林長春普通高中一模,9)鋁表面在空氣中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強?？刂埔欢ǖ臈l件,用如圖所示的電化學氧化法,可在鋁表面生成堅硬致密、耐腐蝕的氧化膜。下列有關敘述正確的是()A.陰極上有金屬鋁生成B.電極A為石墨,電極B為金屬鋁C.OH-在電極A上放電,有氧氣生成D.陽極的電極反應式為2Al-6e-+3H2O Al2O3+6H+答案D10.(2018河南、河北重點高中一聯(lián),10)某工廠用電解法處理含有SO2的尾氣,其裝置如圖所示(電極材料均為惰性電極)。下列說法不正確的是()A.電極a連接的是電源的正極B.若電路中轉移0.03 mol e-,則離子交換膜左側溶液中增加0.03 mol 離子C.圖中的離子交換膜是陽離子交換膜D.陰極的電極反應式為2HS+2e-+2H+ S2+2H2O答案B11.(2017山西重點中學聯(lián)考,10)如圖所示,甲池的總反應為:N2H4+O2 N2+2H2O。下列關于該電池工作時說法正確的是()A.甲池中負極反應為:N2H4-4e- N2+4H+B.甲池溶液pH不變,乙池溶液pH減小C.反應一段時間后,向乙池中加一定量CuO固體,能使CuSO4溶液恢復到原濃度D.甲池中消耗2.24 L O2,此時乙池中理論上最多產生12.8 g固體答案C12.(2017福建晉江四校聯(lián)考,12)一定條件下,利用如圖裝置可實現(xiàn)有機物的儲氫,下列有關說法正確的是()A.苯在電極D放電時斷開的化學鍵是極性鍵B.氣體X在反應中通常體現(xiàn)還原性C.若陽極區(qū)的電解質溶液為稀硫酸,則電解一段時間后,陽極區(qū)溶液的pH增大D.電極D的電極反應式為C6H6+6H+6e- C6H12答案D13.(2016遼寧沈陽東北育才學校二模,17)裝置()為鐵鎳(Fe-Ni)可充電電池:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2;裝置()為電解示意圖。當閉合開關K時,Y附近溶液先變紅。下列說法正確的是()A.閉合K時,電極X的反應式為2H+2e- H2B.閉合K時,電極A的反應式為NiO2+2e-+2H+ Ni(OH)2C.給裝置()充電時,B極參與反應的物質被氧化D.給裝置()充電時,OH-通過陰離子交換膜,移向A電極答案D14.(2016山西質檢,13)采用電化學法還原CO2是一種使CO2資源化的方法。下圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應)。下列說法中正確的是()A.Zn與電源的負極相連B.ZnC2O4在交換膜右側生成C.電解的總反應為:2CO2+Zn ZnC2O4D.通入11.2 L CO2時,轉移0.5 mol電子答案C15.(2017山東省實驗中學一診,21)氫氣是一種清潔能源,又是合成氨工業(yè)的重要原料。(1)已知:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)H=+206.2 kJ·mol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=+247.4 kJ·mol-1甲烷和H2O(g)反應生成H2和CO2的熱化學方程式為。 (2)工業(yè)合成氨的反應原理為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJ·mol-1。某溫度下,把10 mol N2與28 mol H2置于容積為10 L的密閉容器內,10 min時反應達到平衡狀態(tài),測得氮氣的平衡轉化率為60%,則10 min內該反應的平均速率v(NH3)=mol·L-1·min-1,該溫度下該反應的平衡常數(shù)K=。 欲增大氮氣的平衡轉化率,可采取的措施有、等(寫兩條措施即可,每空一條)。 (3)下圖所示裝置工作時均與H2有關。圖1所示裝置中陽極的電極反應式為。 圖2所示裝置中,通入H2的管口是(選填字母代號)。 某同學按圖3所示裝置進行實驗,實驗結束后,將玻璃管內固體物質冷卻后,溶于稀硫酸,充分反應后,滴加KSCN溶液,溶液不變紅,再滴入新制氯水,溶液變?yōu)榧t色。該同學據(jù)此得出結論:鐵與水蒸氣反應生成FeO和H2。該結論(填“嚴密”或“不嚴密”),你的理由是(用離子方程式和必要的文字說明)。 答案(1)CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJ·mol-1(2)0.123.6增大壓強、增加氫氣的濃度、移走氨氣、降溫(答出其中兩項即可)(3)Mn-e- Mnd不嚴密產物中含+3價鐵的物質與稀硫酸反應后生成Fe3+,Fe3+可與過量的Fe反應生成Fe2+,2Fe3+Fe 3Fe2+B組20162018年模擬·提升題組(滿分70分時間:35分鐘)一、選擇題(每小題6分,共42分)1.(人教選4,四-3-3,變式)鋰離子電池已經成為新一代實用化的蓄電池,該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應式為:負極反應:C6Li-xe- C6Li1-x+xLi+(C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料)正極反應:Li1-xMO2+xLi+xe- LiMO2(LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物)下列有關說法正確的是()A.鋰離子電池放電時電池反應為LiMO2+C6Li1-x C6Li+Li1-xMO2B.鋰離子電池充電時電池內部Li+向負極移動C.放電時,電池內部鋰離子從負極流向正極D.鋰離子電池充電時陽極反應為C6Li1-x+xLi+xe- C6Li答案C2.(2018河北武邑中學三調,11)現(xiàn)有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術原理,可電解Na2SO4溶液生產NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說法中正確的是() A.b是陰離子交換膜,允許Na+通過B.從A口出來的是H2SO4溶液C.陰極反應式為4OH-4e- 2H2O+O2D.Na2SO4溶液從G口加入答案B3.(2017安徽皖北協(xié)作區(qū)3月聯(lián)考,11)一種三室微生物電池污水處理系統(tǒng)原理如下圖所示,圖中有機廢水中有機物可用C6H10O5表示。下列有關說法正確的是()A.該裝置為原電池,b是原電池的負極B.中間室:Na+移向右室,Cl-移向左室,a極區(qū)溶液的pH減小C.b極反應式為2N-10e-+12H+ N2+6H2OD.當左室有4.48 L CO2(標準狀況下)生成時,右室產生N2的物質的量為0.8 mol答案B4.(2017浙江溫州中學選考模擬,21)下圖裝置()為一種可充電鋰離子電池的示意圖,該電池充、放電的化學方程式為:Li4Ti5O12+3LiLi7Ti5O12。裝置()為電解池的示意圖。當閉合K1,斷開K2時,Fe電極附近溶液先變紅。下列說法正確的是()()A.閉合K1,斷開K2時,若將Fe電極和石墨電極互換,裝置()中發(fā)生的總反應為:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2B.閉合K1,斷開K2時,當0.1 mol Li+從A極區(qū)遷移到B極區(qū)時,理論上Fe電極上產生的氣體體積為1.12 L(標準狀況下)C.取下鋰離子電池充電,電極A為陽極,發(fā)生氧化反應,電極上發(fā)生的電極反應式為:Li7Ti5O12-3e- Li4Ti5O12+3Li+D.若開始時,斷開K1,閉合K2,一段時間后,石墨電極附近顯紅色,則該電極反應為2H+2e- H2答案B5.(2017江西紅色七校一聯(lián),13)高鐵酸鹽在能源環(huán)保領域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A.鐵是陽極,電極反應式為Fe-2e-+2OH- Fe(OH)2B.電解一段時間后,鎳電極附近溶液的pH減小C.若離子交換膜為陰離子交換膜,則電解結束后左側溶液中含有FeD.每制得1 mol Na2FeO4,理論上可以產生67.2 L氣體答案C6.(2016浙江溫州十校聯(lián)合體期中,11)隨著各地“限牌”政策的推出,電動汽車成為汽車界的“新寵”。特斯拉全電動汽車使用的是鈷酸鋰(LiCoO2)電池,其工作原理如下圖,A極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作為金屬鋰的載體),電解質為一種能傳導Li+的高分子材料,隔膜只允許特定的離子通過,電池反應式為LixC6+Li1-xCoO2 C6+LiCoO2。下列說法不正確的是()A.據(jù)題意分析可知該隔膜只允許Li+通過,放電時Li+從左邊流向右邊B.充電時,A為陰極,發(fā)生還原反應C.放電時,B為正極,電極反應式為:Li1-xCoO2+xLi+xe- LiCoO2D.廢舊鈷酸鋰(LiCoO2)電池進行“放電處理”讓Li+進入石墨中而有利于回收答案D7.(2016安徽皖南八校一聯(lián),12)一種全天候太陽能電化學電池的工作原理如下圖