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2019年高考化学二轮复习技能强化专练七:电化学(含答案)

1、技能强化专练(七) 电化学1下列有关电化学的示意图中正确的是( )解析:选项 A,Zn 应为原电池负极,Cu 为原电池正极。选项 B,盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项 C,粗铜应连接电源正极。选项 D,电解饱和 NaCl 溶液,Cl 在阳极放电产生 Cl2,H 在阴极获得电子而产生 H2,正确。答案:D2图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中, x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y 轴表示( )A铜棒的质量 B c(Zn2 )C c(H ) D c(SO )24解析:该装置构成原电池,Zn 是负极,Cu 是正极。A 项,在正极 Cu 上溶液中的 H 获得电子变为氢气,Cu

2、棒的质量不变,错误;B 项,由于 Zn 是负极,不断发生反应Zn2e =Zn2 ,所以溶液中 c(Zn2 )增大,错误;C 项,由于反应不断消耗 H ,所以溶液中的 c(H )逐渐降低,正确;D 项,SO 不参加反应,其浓度不变,错误。24答案:C3用石墨电极完成下列电解实验。实验一 实验二装置现象a、d 处试纸变蓝;b 处变红,局部褪色;c 处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生;n 处有气泡产生下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )Aa、d 处:2H 2O2e =H22OH Bb 处:2Cl 2e =Cl2Cc 处发生了反应:Fe2e =Fe2D根据实验一的原理,实验二中 m 处能析出

3、铜解析:根据 a、d 处试纸变蓝,可判断 a、d 两点都为电解池的阴极,发生的电极反应为 2H2O 2e =H22OH ,A 选项正确;b 处变红,局部褪色,说明 b 为电解池的阳极,2Cl 2e =Cl2,氯气溶于水生成盐酸和次氯酸:Cl 2H 2O=HClHClO,HCl 溶液显酸性,HClO 具有漂白性,B 选项不正确;c 处为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,发生的电极反应为 Fe2e =Fe2 ,C 选项正确;实验一中 ac 形成电解池,db 形成电解池,所以实验二中也形成电解池,铜珠的左端为电解池的阳极,铜失电子生成铜离子,m、n 是铜珠的右端,为电解池的阴极,开始时产生气体,后来铜离

4、子得到电子生成单质铜,故 D 选项正确。答案:B4.研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是( )Ad 为石墨,铁片腐蚀加快Bd 为石墨,石墨上电极反应为:O 22H 2O4e =4OHCd 为锌块,铁片不易被腐蚀Dd 为锌块,铁片上电极反应为:2H 2e =H2解析:A.由于活动性:Fe石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe 为负极,失去电子被氧化变为 Fe2 进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,铁的腐蚀比没有形成原电池时的速率快,正确。B.d 为石墨,由于是中性电解质,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应为:O22H 2O

5、4e =4OH ,正确。 C.若 d 为锌块,则由于金属活动性:ZnFe,Zn 为原电池的负极,Fe 为正极,首先被腐蚀的是 Zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,正确。D.d 为锌块,由于电解质为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,铁片上电极反应为:O22H 2O4e =4OH ,错误。答案:D5现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解 Na2SO4溶液生产 NaOH 溶液和 H2SO4溶液。下列说法中正确的是( )Ab 是阳离子交换膜,允许 Na 通过B从 A 口出来的是 NaOH 溶液C阴极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2DNa 2

6、SO4溶液从 G 口加入解析:A 项,右边电极是阴极,氢离子放电,b 是阳离子交换膜,允许 Na 通过,正确;B 项,左边电极是阳极,阳极是氢氧根放电,从 A 口出来的是硫酸溶液,错误;C 项,阴极是氢离子得到电子,错误;D 项,根据分析可知 Na2SO4溶液从 F 口加入,错误。答案:A6如图 1 为甲烷和 O2构成的燃料电池示意图,电解质为 KOH 溶液,图 2 为电解 AlCl3溶液的装置,电极材料均为石墨。用该装置进行实验,反应开始后观察到 x 电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是( )AA 处通入的气体为 CH4,电极反应式为 CH410OH 8e =CO 7H 2O23B图 2

7、中电解 AlCl3溶液的总反应为 2Cl 2H 2O Cl2H 22OH = = = = =电 解 C图 1 中电解质溶液的 pH 增大D电解池中 Cl 向 x 极移动解析:A 项,反应开始后观察到 x 电极附近出现白色沉淀,说明 x 电极上氢离子放电,x 电极附近生成氢氧根离子,所以 x 电极是阴极,y 电极是阳极,则 a 是负极,b 是正极,负极上是燃料失电子发生氧化反应,电极反应式为 CH410OH 8e =CO 7H 2O,正23确;B 项,电解池中电池反应式为 2AlCl36H 2O 3Cl23H 22Al(OH)= = = = =电 解 3,错误;C 项,原电池中,负极:CH 41

8、0OH 8e =CO 7H 2O,正极:232O24H 2O8e =8OH ,总方程式:CH 42O 22OH =CO 3H 2O,消耗 OH ,所以溶23液的 pH 值变小,错误;D 项,电解池中 Cl 向 y 极移动,错误。答案:A7向新型燃料电池的两极分别通入 CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO3固体,它在高温下能传导 O2 。图中滤纸用含有酚酞的氯化钠溶液浸泡过,c、d、e、f 均为惰性电极,工作后 e 极周围变红。下列叙述正确的是( )Ac 极为正极,A 处通入甲烷气体Bd 极的反应式为 O22H 2O4e =4OHC固体电解质中 O2 由 d 极向 c 极移动

9、De 极上发生氧化反应,pH 增大解析:本题是用甲烷燃料电池电解氯化钠溶液,根据 e 极周围变红色,表明该电极是阴极,发生还原反应:2H 2O2e =H22OH ,D 错误,则 c 是负极,A 处通入甲烷,A错误;d 极是正极,发生反应:O 24e =2O2 ,B 错误;原电池中阴离子移向负极,C 正确。答案:C8某化学小组构想将汽车尾气(NO、NO 2)转化为重要的化工原料 HNO3,其原理如图所示,其中 A、B 为多孔材料。下列说法正确的是( )A电解质溶液中电流的方向由 B 到 A,电子的流向与之相反B电极 A 表面反应之一为 NO3e 2H 2O=NO 4H 3C电极 B 附近的 c(

10、NO )增大 3D该电池工作时,每转移 4 mol 电子,生成 22.4 L O2解析:该电池的工作原理(以 NO 为例)为 4NO3O 22H 2O=4HNO3,则 NO 发生了氧化反应,故 A 极为负极,B 极为正极。电子只能通过外电路,其流向为从 A 到 B,A 项错误;负极反应(以 NO 为例)为 NO3e 2H 2O=NO 4H ,B 项正确;原电池中阴离子(NO ) 3 3向负极附近移动,另外,电极反应 O24e 4H =2H2O,使 c(NO )减小,C 项错误;电 3池工作时,每转移 4 mol 电子,消耗 1 mol O2,在标准状况下 O2的体积为 22.4 L,D 项错误

11、。答案:B9.一种碳纳米管能够吸附氢气,可作充电电池(如图所示)的碳电极,该电池的电解质溶液为 6 molL1 KOH 溶液,下列说法中正确的是( )A充电时将碳电极与电源的正极相连B充电时阴极发生氧化反应C放电时镍电极反应为:NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH D放电时碳电极反应为:2H 2e =H2解析:A 项,碳纳米管能够吸附氢气,可作充电电池的负极,放电时氢气发生氧化反应,故充电时该电极与外接电源的负极相连,错误;B 项,充电时阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,错误;C 项,放电时镍电极为正极,得到电子,发生还原反应,其电极反应为:NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH

12、,正确;D 项,放电时碳电极反应为:H22e 2OH =2H2O,错误。答案:C10我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是( )A腐蚀过程中,负极是 aB正极反应是 O24e 2H 2O=4OHC若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 0.224 L(标准状况)D环境中的 Cl 扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为 2Cu2 3OH Cl =Cu2(OH)3Cl解

13、析:C 项, nCu2(OH)3Cl 0.02 mol,根据转移电子数得 n(O2)4.29 g214.5 gmol 1 0.02 mol,则理论上耗氧体积为 0.448 L(标准状况),故 C 错误。0.02 mol224答案:C11某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将 H2O 和 CO2转化为 O2和燃料 C3H8O。下列说法正确的是( )A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时,H 从 b 极区向 a 极区迁移C每生成 1 mol O2,有 44 g CO2被还原Da 电极的反应为 3CO218H 18e =C3H8O5H 2O解析:结合装置图可知该装置为电解装置,

14、模拟“人工树叶” ,故为电能转化为化学能,A 项错误;b 极连接电源的正极,为阳极,在电解池中 H 向 a 极(阴极)区移动,B 项正确;右侧 H2OO 2发生的是氧化反应,每生成 1 mol O2,转移 4 mol 电子,C 3H8O 中碳元素的化合价是2,3CO 2C 3H8O,转移 18 mol 电子,故生成 1 mol O2消耗 mol CO2,C 项错误;a23电极发生的是还原反应:3CO 218H 18e =C3H8O5H 2O,D 项错误。答案:B12金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。(1)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu

15、2OCu 2S=6CuSO 2,该反应的氧化剂是_,当生成 19.2 g Cu 时,反应中转移的电子为_mol。铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈,铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。该过程中负极的电极反应式为 _。(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na 2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体 Al2O3陶瓷(可传导 Na )为电解质,其原理如图所示:根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在_。物质 Na S Al2O3熔点/ 97.8 115 2 050沸点/ 892 444.6 2 980a.100以下 b100300c300350 d3502 0

16、50放电时,电极 A 为_极,S 发生_反应。放电时,内电路中 Na 的移动方向为_(填写“从 A 到 B”或“从 B 到 A”)。充电时,总反应为 Na2Sx=2NaS x(3x5),Na 所在电极与直流电源_极相连,阳极的电极反应式为_。解析:(1)题给反应中,铜元素的化合价降低,硫元素的化合价升高,氧化剂为Cu2O、Cu 2S,还原剂为 Cu2S,根据硫元素化合价变化,可知该反应转移的电子数为 6e 。当生成 0.3 mol Cu 时转移电子为 0.3 mol。铜发生吸氧腐蚀,正极反应为:O24e 2H 2O=4OH ,负极反应为:Cu4e Cu 2(OH)2CO3,根据电荷守恒补 4O

17、H ,根据碳原子守恒补 CO2,根据原子守恒生成 H2O。(2)温度要求能熔化 Na、S 而不能使其为蒸气,因此温度高于 115,而低于444.6。熔融钠作负极,熔融硫作正极,正极电极反应式为 xS2e =S ,Na 在负2x极生成,移向正极,即如图所示,由 A 到 B。放电时,钠作负极,发生氧化反应,则充电时发生还原反应,为阴极,接电源的负极,阳极发生放电时正极的逆反应,即:S 2e =xS。2x答案:(1)Cu 2O 和 Cu2S 0.32Cu4OH CO 24e =Cu2(OH)2CO3H 2O(2)c 负 还原 从 A 到 B 负S 2e =xS2x13H 3PO2也可用电渗析法制备。

18、 “四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):(1)写出阳极的电极反应式_。(2)分析产品室可得到 H3PO2的原因_。(3)早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质,该杂质产生的原因是_。解析:(1)在阳极由于含有的阴离子 OH 、SO 、H 2PO 中放电能力最强的是 OH , 24 2所以发生反应 2H2O4e =O24H ;(2)在产品室可得到 H3PO2是因为阳极室的 H 穿过阳膜扩散至产品室,原料室的 H2PO穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成; 2(3)早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,其缺点是阳极产生的氧气会把 H3PO2或 H2PO 氧化为 PO ,使产品不纯。 2 34答案:(1)2H 2O4e =O24H (2)阳极室的 H 穿过阳膜扩散至产品室,原料室的 H2PO 穿过阴膜扩散至产品室, 2二者反应生成 H3PO2(3)PO H 2PO 或 H3PO2被氧化34 2