2019年高考化學 備考百強校小題精練系列 專題29 電化學綜合應用.doc

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專題29 電化學綜合應用 （滿分42分 時間20分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．關于鋼鐵電化學保護兩種方法的說法錯誤的是 A． 犧牲陽極陰極保護法利用的是原電池原理 B． 外加電流陰極保護法利用的是電解原理 C． 犧牲陽極陰極保護法中鋼鐵為負極 D． 外加電流陰極保護法中鋼鐵為陰極 【答案】C 【解析】 點睛：原電池中，失去電子的為負極，得到電子的為正極；電解池中，失去電子的為陽極，得到電子的為 陰極。 2．全釩液流儲能電池一次性充電后，續(xù)航能力可達1000km，而充電時間只需3～5min，被譽為“完美電池”，其原理如圖所示(已知V2+呈紫色，V3+呈綠色)。電池放電時，左槽溶液質量增加。下列說法正確的是 A． 充電時的陰極反應為VO2++2H++e-=VO2++H2O B． 放電時的正極反應為V3++e-=V2+ C． 放電過程中，右槽溶液由紫色變?yōu)榫G色 D． 若負載為用石墨電極電解食鹽水的裝置，生成4gNaOH時該電池中消耗0.1molH+ 【答案】C 【解析】 點睛：本題考查了原電池和電解池原理，解題關鍵：電池放電時，左槽溶液質量增加，判斷原電池的正負極，推斷充電時外接電源正負極，再結合電極反應式來分析解答即可，難點是電極反應式的書寫，選項D電解池和原電池相結合的計算，解題要點，兩池轉移電子數相同，得關系式NaOH～2H+． 3．利用太陽光分解水制氫是未來解決能源危機的理想方法之一。某研究小組設計了如下圖所示的循環(huán)系統(tǒng)實現光分解水制氫。反應過程中所需的電能由太陽能光電池提供，下列說法正確的是（ ） A． 反應體系中I2和Fe2+可循環(huán)使用 B． 光電池是原電池 C． 光催化反應池中的反應方程式為：2I—+2Fe3+ I2+2Fe2+ D． 進入電解池B的溶液與從電解池B排出的溶液pH相同 【答案】A 【解析】 電解池A中反應為2H++2I-H2↑+I2，電解池B中反應為4Fe3++2H2O4Fe2++4H++O2↑，光催化反應池中的反應為I2+2Fe2+2Fe3++2I-。A，循環(huán)過程中總反應為2H2O2H2↑+O2↑，I2和Fe2+可循環(huán)使用，A項正確；B，光電池將太陽能轉化為電能，不是原電池，B項錯誤；C，光催化反應池中反應方程式為I2+2Fe2+2Fe3++2I-，C項錯誤；D，電解池B中反應為4Fe3++2H2O4Fe2++4H++O2↑，進入電解池B的溶液的pH大于從電解池B排出的溶液的pH，D項錯誤；答案選A。 4．某課題組以納米Fe2O3 作為電極材料制備鋰離子電池(另一極為金屬鋰和石墨的復合材料),通過在室溫條件下對鋰離子電池進行循環(huán)充放電,成功地實現了對磁性的可逆調控(如圖)。以下說法正確的是 A． 放電時，正極的電極反應式為Fe2O3+6Li++6e-=2Fe+3Li2O B． 該電池可以用水溶液做電解質溶液 C． 放電時，Fe作電池的負極，Fe2O3作電池的正極 D． 充電時，電池被磁鐵吸引 【答案】A 【解析】 5．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。下列有關說法正確的是 A． 正極反應式： B． 放電過程中，向負極移動 C． 常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針發(fā)生偏轉 D． 每轉移0．1mol電子，理論上生成10．35gPb 【答案】D 【解析】 【分析】 由原電池總反應可以知道Ca為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為Ca+2Cl--2e-=CaCl2，硫酸鉛為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極方程式為PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb，原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，結合電解方程式計算。 【詳解】 【點睛】 本題考查原電池的工作原理，注意根據原電池的總反應式結合物質所含元素化合價的變化判斷原電池的正負極，把握電極方程式的書寫方法，易錯點為D，注意把握原電池的構成條件。 6．堿性硼化釩(VB2)－空氣電池工作時反應為：4VB2 ＋11O24B2O3 ＋2V2O5 。用該電池為電源，選用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實驗裝置如圖所示。當電路中通過0.04mol電子時，B裝置內共收集到0.448L氣體（標況），則下列說法中正確的是 A． VB2電極發(fā)生的電極反應為： 2VB2＋11H2O – 22e?V2O5＋2B2O3＋22H+ B． 外電路中電子由c電極流向VB2電極 C． 電解過程中，b電極表面先有紅色物質析出，然后有氣泡產生 D． 若B裝置內的液體體積為200mL，則CuSO4溶液的濃度為0.05mol/L 【答案】D 【解析】 【分析】 硼化釩-空氣燃料電池中，VB2在負極失電子，氧氣在正極上得電子，電池總反應為：4VB2 ＋11O24B2O3 ＋2V2O5，則與負極相連的c為電解池的陰極，銅離子得電子發(fā)生還原反應，與氧氣相連的b為陽極，氫氧根失電子發(fā)生氧化反應，據此分析計算。 【詳解】 【點睛】 本題考查原電池及其電解池的工作原理，題目難度不大，本題注意把握電極反應式的書寫，利用電子守恒計算。 7．為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設計了如圖所示裝置，下列有關說法中錯誤的是（　　） A． 正極的電極方程式為：O2+ 2H2O + 4e-═ 4OH- B． 將石墨電極改成Mg電極，難以觀察到鐵銹生成 C． 若向自來水中加入少量NaCl（s），可較快地看到鐵銹 D． 向鐵電極附近吹入O2比向石墨電極附近吹入O2，鐵銹出現得快 【答案】D 【解析】 8．最近科學家利用下列裝置圖成功地實現了CO2和H2O合成CH4。下列敘述錯誤的是 A． 電池工作時，實現了將太陽能轉化為電能 B． 銅電極為正極，電極反應式為CO2-8e-+8H+=CH4+2H2O C． 電池內 H+ 透過質子交換膜從左向右移動 D． 為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量稀硫酸 【答案】B 【解析】 【詳解】 A.由電池裝置圖可知電池工作時，實現了太陽能轉化為電能，故正確；B.電子流入的極是正極，所以銅是正極，銅上二氧化碳得到電子生成甲烷，即CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，故錯誤；C.電池內氫離子透過質子交換膜向正極移動，電子流入的極是正極，所以銅是正極，即電池內氫離子透過質子交換膜從左向右移動，故正確；D.向裝置中加入少量強電解質溶液稀硫酸可以增強導電能力，提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，故正確。故選B。 【點睛】 在原電池中，電子從負極流出，經過導電流向正極，溶液中的陽離子向正極移動。 9．向新型燃料電池的兩極分別通入CH4和空氣，其中固體電解質是摻雜了Y2O3的ZrO3固體，它在高溫下能傳導O2-。圖中濾紙用含有酚酞的氯化鈉溶液浸泡過，c、d、e、f均為惰性電極，工作后e極周圍變紅。下列敘述正確的是（ ） A． c極為正極,A處通入甲烷氣體 B． d極的反應式為O2+2H2O+4e- = 4OH- C． 固體電解質中O2-由d極向c極移動 D． e極上發(fā)生氧化反應，pH增大 【答案】C 【解析】 10．如圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖，其中的離子交換膜只允許K+通過，該電池放電、充電的化學方程式為2K2S2+KI3K2S4 +3KI。裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖，當閉合開關K時，電極X附近溶液先變紅。則閉合K時，下列說法不正確的是( ) A． K+從左到右通過離子交換膜 B． 電極A上發(fā)生的反應為I3-+2e-=3I- C． 電極Y上發(fā)生的反應為2Cl--2e-=Cl2↑ D． 當有0.1 molK+通過離子交換膜，X電極上產生1.12L氣體(標準狀況) 【答案】B 【解析】 【詳解】 11．銅板上鐵鉚釘長期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會被腐蝕，示意圖如圖所示。下列說法不正確的是 A． 因鐵的金屬性比銅強，所以鐵鉚釘被氧化而腐蝕 B． 若水膜中溶解了SO2，則鐵鉚釘腐蝕的速率變小 C． 銅極上的反應是2H++2e? =H2↑、O2+4e?+4H+=2H2O D． 在金屬表面涂一層油脂，能防止鐵鉚釘被腐蝕 【答案】B 【解析】 12．如圖所示進行電化學實驗，電極材料為銅和另一電極X，則以下說法中錯誤的是 A． 銅電極上既可能發(fā)生反應:Cu-2e- =Cu2+,又可能發(fā)生 Cu2++2e- =Cu B． 該裝置既可實現化學能轉化成電能,又能實現電能轉化成化學能 C． X電極上既可能產生H2,又可能產生O2 D． 該裝置既可做電鍍銅的實驗,又可以研究精煉銅的原理 【答案】C 【解析】 【詳解】 A. 該裝置若為鋅銅原電池，則銅電極上發(fā)生反應：Cu2++2e- =Cu；若該裝置為電解池，銅做陽極，發(fā)生反應:Cu-2e- =Cu2+, A正確； B. 該裝置若為原電池，可以實現化學能轉化成電能；若為電解池，可以實現電能轉化成化學能，B正確； C.產生H2的反應為還原反應，只能在原電池的正極或電解池的陰極發(fā)生；產生O2的反應為氧化反應，只能在電解池的陽極發(fā)生，所以X電極上可能產生H2,就不可能產生O2；產生氧氣，就不能產生氫氣；C錯誤； D. X電極為鐵，做陰極，該裝置既可做電鍍銅的實驗；X電極為粗銅做陽極，又可以研究精煉銅的原理，D正確； 正確選項C。 【點睛】 電鍍的特點：待鍍金屬做陰極，鍍層金屬做陽極，含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液，電鍍前后，電鍍液的濃度保持不變。而粗銅精煉過程，粗銅做陽極，純銅做陰極，含有銅離子的溶液做電解質溶液，精煉前后，電解質的溶液的濃度變小。 13．下列裝置由甲、乙兩部分組成（如圖所示），甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質形成的化學電源。當電池工作時，下列說法錯誤的是（ ） A． 甲中H+透過質子交換膜由左向右移動 B． M極電極反應式：H2N (CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2↑+N2↑+16H+ C． 一段時間后，乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變 D． 當N極消耗0.25 mol O2時，則鐵極增重16 g 【答案】D 【解析】 【分析】 根據題給信息知，甲圖中裝置是將化學能轉化為電能的原電池，M是負極，N是正極，電解質溶液為酸性溶液，負極上失電子發(fā)生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應；乙部分是在鐵上鍍銅，則鐵為陰極應與負極相連，銅為陽極應與正極相連，根據得失電子守恒計算，以此解答該題。 【詳解】 選項B正確；C．乙部分是在鐵上鍍銅，電解液濃度基本不變，所以乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變，選項C正確；D．當N電極消耗0.25 mol氧氣時，則轉移0.254=1mol電子，所以鐵電極增重mol64g/mol=32g，選項D錯誤。答案選D。 【點睛】 本題考查了原電池原理以及電鍍原理，側重于學生的分析、計算能力的考查，明確原電池正負極上得失電子、電解質溶液中陰陽離子移動方向即可解答，難度中等。 14．目前，科學家提出了一種經濟而且理想的獲得氫能源的循環(huán)體系(如圖)。關于此循環(huán)體系，下列說法中錯誤的是( ) A． 燃料電池能夠使化學反應產生的能量轉化為電能 B． 燃料電池中通入H2的一極作負極，發(fā)生氧化反應 C． 在此循環(huán)中發(fā)生了反應:2H2O 2H2↑+ O2↑ D． 目前化學家急需解決的問題是尋找合適的光照條件下分解水的催化劑 【答案】C 【解析】