（廣東專版）2022高考化學二輪復習 第一部分 專題七 電化學基礎專題強化練1下列做法有利于金屬防護的是()A鋼鐵零件表面進行烤藍處理B將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連C菜刀切菜后不洗凈就放回刀架D埋在地下的鋼管與銅塊相連解析：A項，鋼鐵零件容易生銹，如果將鋼鐵零件的表面進行烤藍處理，就能大大增強抗蝕能力，延長使用壽命，正確；B項，鋼鐵制成的閘門與直流電源的正極相連，閘門成為電解池的陽極，加速其腐蝕，錯誤；C項，菜刀切菜后不洗凈，容易發(fā)生吸氧腐蝕，錯誤；D項，鐵比銅活潑，當埋在地下的鋼管與銅塊相連時，鋼管成為原電池的負極，加快了腐蝕，應該與比鐵活潑的金屬如鋅塊相連，錯誤。答案：A2(2018·泉州一模)鋰空氣電池是一種新型的二次電池，其放電時的工作原理如下圖所示。下列說法正確的是()A電解液中，Li由多孔電極遷移向鋰電極B該電池放電時，負極發(fā)生了還原反應C充電時，電池正極的反應式為Li2O2=2LiO22eD電池中的電解液可以是有機電解液或稀鹽酸等解析：鋰電極作負極，多孔電極作正極，電解液中，陽離子移向陰極，所以Li由鋰電極遷移向多孔電極，故A錯誤；該電池放電時，負極發(fā)生了氧化反應，故B錯誤；充電時，電池正極的反應式為Li2O2=2LiO22e，故C正確；金屬鋰與稀鹽酸發(fā)生反應，所以電池中的電解液不可以是稀鹽酸，故D錯誤。答案：C3(2017·海南卷)一種電化學制備NH3的裝置如圖所示，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H。下列敘述錯誤的是()APd電極b為陰極B陰極的反應式為N26H6e=2NH3CH由陽極向陰極遷移D陶瓷可以隔離N2和H2解析：A項，此裝置為電解池，總反應是N23H2=2NH3，Pd電極b上是氫氣發(fā)生反應，即氫氣失去電子化合價升高，Pd電極b為陽極，錯誤；B項，根據(jù)A項分析，Pd電極a為陰極，反應式為N26H6e=2NH3，正確；C項，根據(jù)電解池的原理，陽離子在陰極上放電，即有陽離子移向陰極，正確；D項，根據(jù)裝置圖，陶瓷隔離N2和H2，正確。答案：A4.(2018·汕頭模擬)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池，其原理如圖，該電池在使用過程中石墨電極上生成氧化物Y，Y可循環(huán)使用。下列說法正確的是()AO2在石墨附近發(fā)生氧化反應B該電池放電時NO向石墨電極遷移C石墨附近發(fā)生的反應：3NO22e=NO2NOD相同條件下，放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為41解析：石墨通入氧氣，發(fā)生還原反應，為原電池的正極，電極方程式為O22N2O54e=4NO，A錯誤；原電池中陰離子移向負極，NO向石墨電極遷移，B錯誤；石墨為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為NO2NOe=N2O5，C錯誤；電極方程式分別為NO2NOe=N2O5、O22N2O54e=4NO，則放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為41，D正確。答案：D5.(2018·濰坊模擬)我國預計在2020年前后建成自己的載人空間站，為循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供氧氣。我國科學家設計了一種裝置(如圖所示)，實現(xiàn)“太陽能電能化學能”轉化，總反應為2CO2=2COO2，下列有關說法不正確的是()A該裝置屬于電解池BX極發(fā)生氧化反應，Y極發(fā)生還原反應C人體呼出的水蒸氣參與Y極反應：CO2H2O2e=CO2OHDX極每產(chǎn)生標準狀況下22.4 L氣體，有2 mol的OH從Y極移向X極解析：該裝置實現(xiàn)“太陽能電能化學能”轉化，將電能轉化為化學能的裝置為電解池，故A正確；根據(jù)圖中電子的流向“XY”可知，X極為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，Y為陰極，得電子，發(fā)生還原反應，故B正確；Y為陰極，根據(jù)總反應可知，陰極為CO2得電子，生成CO，電極反應為CO2H2O2e=CO2OH，故C正確；X極為陽極，OH放電生成氧氣，電極反應為4OH4e=2H2OO2，每產(chǎn)生標況下22.4 L O2，即1 mol O2，陽極有4 mol OH放電，根據(jù)溶液電中性原理，X電極區(qū)陰離子減少，則會有4 mol OH從Y極透過陰離子交換膜移向X極，使得溶液保持電中性，故D錯誤。故選D。答案：D6.(2018·肇慶模擬)將二氧化碳轉化為乙烯的裝置如圖所示，使用的電極材料均為惰性電極。下列說法正確的是()Aa為電源的正極B每生成0.1 mol乙烯，同時生成6.72 L O2C陰極反應式為2CO212H12e=C2H44H2OD電解過程中，陽極區(qū)溶液中c(H)逐漸減小解析：根據(jù)圖知，右側電極上OH放電生成O2，則右側電極為陽極，左側電極為陰極，連接電解池陰極的電極為原電池負極、連接電解池陽極的電極為原電池正極，所以a為負極、b為正極，故A錯誤；陰極上二氧化碳得電子和氫離子反應生成乙烯和水，電極反應式為2CO212H12e=C2H44H2O，陽極反應式為2H2O4e=O24H，每生成0.1 mol乙烯，轉移1.2 mol電子，生成0.3 mol氧氣，但未注明是否為標準狀況，無法計算氧氣的體積，故B錯誤；陰極上二氧化碳得電子和氫離子反應生成乙烯和水，電極反應式為2CO212H12e=C2H44H2O，故C正確；電解過程中陽極反應式為2H2O4e=O24H，陽極附近有H生成，所以電解過程中，陽極區(qū)溶液中c(H)逐漸增大，故D錯誤。答案：C7.(2018·廣州調(diào)研)海水中含有大量Na、Cl及少量Ca2、Mg2、SO，用電滲析法對該海水樣品進行淡化處理，如圖所示。下列說法正確的是()Ab膜是陽離子交換膜BA極室產(chǎn)生氣泡并伴有少量沉淀生成C淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小為pHA<pHB<pHCDB極室產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍解析：A項，因為陰極是陽離子反應，所以b為陽離子交換膜，正確；B項，A極室氯離子在陽極失電子產(chǎn)生氯氣，但不產(chǎn)生沉淀，錯誤；C項，淡化工作完成后，A室氯離子失電子產(chǎn)生氯氣，部分溶于水溶液呈酸性，B室氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，氫氧根離子濃度增大，溶液呈堿性，C室溶液呈中性，pH大小為pHA<pHC<pHB，錯誤；D項，B極室氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，不能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍，錯誤。答案：A8鋰的化合物用途廣泛。Li3N是非常有前途的儲氫材料；LiFePO4、Li2FeSiO4等可以作為電池的正極材料?；卮鹣铝袉栴}：(1)將鋰在純氮氣中燃燒可制得Li3N，其反應的化學方程式為_。(2)氮化鋰在氫氣中加熱時可得到氨基鋰(LiNH2)，其反應的化學方程式為Li3N2H2LiNH22LiH，氧化產(chǎn)物為_(填化學式)。在270 時，該反應可逆向進行放出H2，因而氮化鋰可作為儲氫材料，儲存氫氣最多可達Li3N質(zhì)量的_%(精確到0.1)。(3)將Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均勻混合，在800 的氬氣中燒結6小時制得Li2FeSiO4，寫出反應的化學方程式：_。制備Li2FeSiO4的過程必須在惰性氣體氛圍中進行，其原因是_。(4)將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出LiFePO4沉淀，陽極的電極反應為_。解析：(1)反應物為金屬鋰和氮氣，生成物為Li3N，因此其反應的化學方程式為6LiN22Li3N。(2)分析給出的化學方程式中三種元素的化合價，N、Li兩種元素在反應前后化合價不變，而H從H2中的0價轉化為LiNH2中的1價和LiH中的1價，故LiNH2為氧化產(chǎn)物。由給出的化學方程式知，35 g (1 mol)Li3N最多可儲存氫氣4 g(2 mol)，故儲存氫氣最多可達Li3N質(zhì)量的11.4%。(3)根據(jù)給出的反應物Li2CO3、FeC2O4·2H2O、SiO2，生成物之一Li2FeSiO4及反應條件，結合化學反應中的元素守恒可知生成物還有H2O、CO2及CO，由此可寫出反應的化學方程式。對比反應物FeC2O4·2H2O和生成物Li2FeSiO4可知反應前后Fe的化合價沒有變化，且為2價，故在惰性氣體氛圍中進行的目的是防止2價鐵被氧化。(4)鐵作陽極，F(xiàn)e發(fā)生氧化反應，電極反應為Fe2e=Fe2，然后發(fā)生離子反應：Fe2LiH2PO=LiFePO42H。答案：(1)6LiN22Li3N(2)LiNH211.4(3)Li2CO3FeC2O4·2H2OSiO2Li2FeSiO4CO2CO22H2O防止二價鐵被氧化(4)FeH2POLi2e=LiFePO42H(或Fe2e=Fe2)9.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。(1)氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是_，在導線中電子流動方向為_(用a、b和箭頭表示)。(2)負極反應式為_。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為_。(4)氫氣的制備和存儲是氫氧燃料電池能否有效推廣的關鍵技術。有人提出利用光伏發(fā)電裝置電解尿素的堿性溶液來制備氫氣。光伏發(fā)電是當今世界利用太陽能最主要方式之一。圖1為光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置，圖2為電解尿素CO(NH2)2(C為4價)的堿性溶液制氫的裝置示意圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。圖1中N型半導體為_(填“正極”或“負極”)該系統(tǒng)工作時，A極的電極反應式為_。若A極產(chǎn)生7.00 g N2，則此時B極產(chǎn)生_L H2(標準狀況下)。解析：(1)氫氧燃料電池屬于原電池，是將化學能轉化為電能的裝置，所以該燃料電池中能量主要轉化形式是化學能轉化為電能；燃料電池中，通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，電子從負極沿導線流向正極，所以通入氫氣的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，電子流動方向為a到b。(2)堿性氫氧燃料電池中，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H22e2OH=2H2O。(3)反應物接觸面積越大，反應速率越快，電極表面鍍鉑粉能增大反應物的接觸面積，所以能增大反應速度。(4)該電池反應時中，氮元素化合價由3價變?yōu)?價，H元素化合價由1價變?yōu)?價，則氮元素被氧化，氫元素被還原，所以生成氮氣的電極A是陽極，生成氫氣的電極B是陰極，則圖1中N型半導體為負極，P型半導體為正極；A極為陽極，電極反應式為：CO(NH2)28OH6e=CON26H2O。若A極產(chǎn)生7.00 g即0.25 mol N2，則轉移電子是1.5 mol，此時B極產(chǎn)生氫氣，B電極反應為：2H2O2e=H22OH，轉移1.5 mol電子，產(chǎn)生氫氣的體積是：×22.4 L·mol116.8 L。答案：(1)化學能轉化為電能ab(2)H22e2OH=2H2O(或2H24e4OH=4H2O)(3)增大電極單位面積吸附H2和O2的分子數(shù)，加快電極反應速率(4)負極CO(NH2)28OH6e=CON26H2O16.810(2016·天津卷)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)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)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：Fe2H2O2OHFeO3H2，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。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(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是_。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：_。解析：(1)汽油是不可再生的能源，燃燒會產(chǎn)生CO、氮的氧化物和硫的氧化物等污染性氣體，而氫氣燃燒的產(chǎn)物是水，故其優(yōu)點有：污染小、可再生、來源廣、資源豐富和燃燒熱值高等。堿性氫氧燃料電池的負極反應式為H22OH2e=2H2O。(2)根據(jù)電解總反應：Fe2H2O2OHFeO3H2，結合陽極發(fā)生氧化反應知，陽極反應式為Fe6e8OH=FeO4H2O，結合陰極發(fā)生還原反應知，陰極反應式為2H2O2e=2OHH2，則陽極室消耗OH且無補充，故c(OH)降低。結合題給信息“Na2FeO4易被氫氣還原”知，陰極產(chǎn)生的氫氣不能接觸到Na2FeO4，故需及時排出。圖示中隨著c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后減小，結合已知信息“Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定”知，M點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH)低，反應速率小且Na2FeO4穩(wěn)定性差。結合已知信息“若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)”知，N點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH)過高，鐵電極上產(chǎn)生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。答案：(1)污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高(任寫其中2條)H22OH2e=2H2O(2)陽極室防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)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(chǎn)率降低(任寫其中1條)11(1)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(chǎn)生MnOOH。該電池的正極反應式為_。電池反應的離子方程式為_。(2)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體，可作為一種新型能源。二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃料電池。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為_，一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生_個電子的電量。(3)新型固體燃料電池的電解質(zhì)是固體氧化鋯和氧化釔，高溫下允許氧離子(O2)在其間通過。如圖所示，其中多孔電極不參與電極反應。該電池的負極反應式為_。如果用該電池作為電解裝置，當有16 g甲醇發(fā)生反應時，則理論上提供的電量表達式為_C(1個電子的電量為1.6×1019 C)。答案：(1)MnO2He=MnOOH2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2注：式中Zn2可寫為Zn(NH3)、Zn(NH3)2Cl2等，H可寫為NH(2)CH3OCH312e3H2O=2CO212H12(3)CH3OH6e3O2=CO22H2O0.5 mol×6×1.6×1019C×6.02×1023mol1(或2.890×105)