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专题17 电化学原理综合应用-五年高考(15-19)化学试题分类汇编(原卷版)

1、2019年高考题 2019新课标节选环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_,总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行,原因为_。72019新课标节选近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术

2、的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气_L(标准状况)。82019北京节选氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。制H2时,连接_。产生H2的电极反应式是_。改变开关连接方式,可得O2。结合和中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:_。92019江苏节选CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。(2)电解法转化CO2

3、可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式: 。电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是 。102019浙江选考节选水是“生命之基质”,是“永远值得探究的物质”。(4)以铂阳极和石墨阴极设计电解池,通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8,再与水反应得到H2O2,其中生成的NH4HSO4可以循环使用。阳极的电极反应式是_。制备H2O2的总反应方程式是_。1【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:(3)O2辅助的AlCO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大,能有效

4、利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式:_。来源:Z&xx&k.Com电池的正极反应式:6O2+6e6O26CO2+6O23C2O42反应过程中O2的作用是_。该电池的总反应式:_。2【2018江苏卷】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:_。3【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:(3)制备Na2S2O5也可采用三

5、室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后,_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。4【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为_;沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。5【2018新课标3卷】KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。写出电解时阴极

6、的电极反应式_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_,其迁移方向是_。与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有_(写出一点)。1【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(3)“电解”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是_。 (4)“电解”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为_,阴极产生的物质A的化学式为_。2【2017天津卷】(14分)某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2Cr

7、O4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置(见图2),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。回答和中的问题。含铬元素溶液的分离和利用(4)用惰性电极电解时,CrO42-能从浆液中分离出来的原因是_,分离后含铬元素的粒子是_;阴极室生成的物质为_(写化学式)。来源:学+科+网Z+X+X+K3【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_

8、。4【2016北京卷】用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。来源:Zxxk.Com作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3的去除率和pH,结果如下:初始pHpH=2.5pH=4.5NO3的去除率接近100%50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH=4.5时,NO3的去除率低。其原因是_。(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定NO3的去除率和pH,结果如下:初始pHpH=2.5pH=4.5NO3的去除率约10%约3%1小时pH接近中性接近中性与(2

9、)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,NO3去除率和铁的最终物质形态不同的原因:_。5【2016江苏卷】铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。来源:学科网ZXXK(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72转化为Cr3,其电极反应式为_。6【2016天津卷】氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:(1)但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_。(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO

10、4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OHFeO42+3H2,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。电解一段时间后,c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。来源:学.科.网Z.X.X.K电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_。c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_。7【2016浙江卷】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一

11、。(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在极,该电极反应式是。8【2015安徽卷】(4)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。0-t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是_,溶液中的H+向_极移动,t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是_。9【2015北京卷】(14分)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提

12、取CO2的原理: 。用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是 。10【2015新课标2卷】(14分)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据下表所示:溶解度/(g/100g水)化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题:(1)该电池的正极反应式为 ,电池反应的离子方程式为 (2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,理论上消耗Zn g。(已经F9

13、6500C/mol)(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过_分离回收;滤渣的主要成分是MnO2、_和 ,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法是 ,其原理是 。11【2015新课标2卷】(15分)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问題:(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:电解时发生反应的化学方程式为 。12【2015重庆卷】(14分)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。(5)

14、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。腐蚀过程中,负极是 (填图中字母“a”或“b”或“c”);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u2(OH)3Cl,其离子方程式为 ;来源:Z,xx,k.Com若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 L(标准状况)。13【2015四川卷】(16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO

15、4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2= Fe +2Li2S,正极反应式是 。14【2015上海卷】(本题共12分)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。完成下列填空:(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式 。(2)离子交换膜的作用为: 、 。(3)精制饱和食盐水从图中 位置补充,氢氧化钠溶液从图中 位置流出(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。15【2015山东卷】(15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_溶液(填化学式),阳极电极反应式为_,电解过程中Li+向_电极迁移(填“A”或“B”)。16【2015海南卷】(9分)(4)右图所示原电池正极的反应式为 。