第7講電化學(xué)基礎(chǔ)限時(shí)50分鐘，滿分70分一、選擇題(包括7個(gè)小題，每小題5分，共35分)1(2016啟東模擬)如圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面圖。下列說(shuō)法正確的是A該電化腐蝕為析氫腐蝕B圖中生成鐵銹最多的是C區(qū)域CA區(qū)域比B區(qū)域更易腐蝕D鐵閘中的負(fù)極的電極反應(yīng)：Fe2e=Fe2解析海水溶液為弱酸性，發(fā)生吸氧腐蝕，在酸性較強(qiáng)的條件下才發(fā)生析氫腐蝕，A錯(cuò)誤；在B處，海水與氧氣接觸，與Fe最易形成原電池，發(fā)生的吸氧腐蝕的程度最大，生成鐵銹最多，B錯(cuò)誤；在B處，海水與氧氣接觸，與Fe最易形成原電池，所以B區(qū)域比A區(qū)域更易腐蝕，故C錯(cuò)誤；Fe作負(fù)極失電子生成亞鐵離子，則負(fù)極的電極反應(yīng)：Fe2e=Fe2，故D正確。答案D2(2016上海高考)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示A銅棒的質(zhì)量Bc(Zn2)Cc(H) Dc(SO)解析該裝置構(gòu)成原電池，Zn是負(fù)極，Cu是正極。A.在正極Cu上溶液中的H獲得電子變?yōu)闅錃?，Cu棒的質(zhì)量不變，錯(cuò)誤；B.由于Zn是負(fù)極，不斷發(fā)生反應(yīng)Zn2e=Zn2，所以溶液中c(Zn2)增大，錯(cuò)誤；C.由于反應(yīng)不斷消耗H，所以溶液的c(H)逐漸降低，正確；D.SO不參加反應(yīng)，其濃度不變，錯(cuò)誤。答案C3(雙選)(2016海南高考)某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液。下列說(shuō)法正確的是AZn為電池的負(fù)極B正極反應(yīng)式為2FeO10H6e=Fe2O35H2OC該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度不變D電池工作時(shí)OH向負(fù)極遷移解析A根據(jù)化合價(jià)升降判斷，Zn化合價(jià)只能上升，故為負(fù)極材料，K2FeO4為正極材料，正確；B.KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極電極反應(yīng)為2FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH，錯(cuò)誤；C.該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度減小，錯(cuò)誤；D.電池工作時(shí)陰離子OH向負(fù)極遷移，正確。答案AD4工業(yè)上可利用下圖所示電解裝置吸收和轉(zhuǎn)化SO2(A、B均為惰性電極)。下列說(shuō)法正確的是AA電極接電源的正極BA極區(qū)溶液的堿性逐漸增強(qiáng)C本裝置中使用的是陰離子交換膜DB極的電極反應(yīng)式為SO22e2H2O=SO4H解析A由HSO生成S2O，發(fā)生還原反應(yīng)，A應(yīng)為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B.陰極的電極反應(yīng)式為：2HSO2H2e=S2O2H2O，堿性增強(qiáng)，故B正確；C.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：SO22H2O2e=SO4H，陰極的電極反應(yīng)式為：2HSO2H2e=S2O2H2O，離子交換膜應(yīng)使H移動(dòng)，應(yīng)為陽(yáng)離子交換膜，故C錯(cuò)誤；D.B為陽(yáng)極，發(fā)生SO22H2O2e=SO4H，故D錯(cuò)誤。答案B5科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝成如圖所示的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置成功地實(shí)現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4。下列關(guān)于該電池?cái)⑹鲥e(cuò)誤的是A電池工作時(shí)，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能B銅電極為正極，電極反應(yīng)式為CO28e8H=CH42H2OC電池內(nèi)部H透過(guò)質(zhì)子交換膜從左向右移動(dòng)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鹽酸解析 A該電池工作時(shí)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B. 銅電極為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CO28e8H=CH42H2O，B正確；C. H在Cu電極處參與反應(yīng)，因此電池內(nèi)部H透過(guò)質(zhì)子交換膜從左向右移動(dòng)，C正確；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的酸，由于鹽酸易揮發(fā)，生成的甲烷中會(huì)混有HCl氣體，因此應(yīng)該加入少量的硫酸，D錯(cuò)誤。答案D6(2016北京高考)用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，局部褪色；c處無(wú)明顯變化兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生；下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是Aa、d處：2H2O2e=H22OHBb處：2Cl2e=Cl2Cc處發(fā)生了反應(yīng)：Fe2e=Fe2D根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理，實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅解析A、a、d處試紙變藍(lán)，說(shuō)明溶液顯堿性，是溶液中的氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子剩余造成的，故正確；B、b處變紅，局部褪色，說(shuō)明是溶液中的氫氧根離子和氯離子同時(shí)放電，故錯(cuò)誤；C、c處為陽(yáng)極，鐵失去電子生成亞鐵離子，故正確；D、實(shí)驗(yàn)一中ac形成電解池，db形成電解池，所以實(shí)驗(yàn)二中也相當(dāng)于形成三個(gè)電解池(一個(gè)球兩面為不同的兩極)，m為電解池的陰極，另一球朝m的一面為陽(yáng)極(n的背面)，故相當(dāng)于電鍍，即m上有銅析出，正確。答案B7(2016華師大附中模擬)把物質(zhì)的量均為0.1 mol的AlCl3、CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作電極電解，并收集兩電極所產(chǎn)生的氣體，一段時(shí)間后在兩極收集到的氣體在相同條件下體積相同。則下列描述正確的是A陽(yáng)極得到的氣體中有O2且為0.35 molB鋁元素僅以Al(OH)3的形式存在C陰極質(zhì)量增加3.2 gD電路中共轉(zhuǎn)移0.9 mol電子解析用惰性電極電解，陰極：Cu22e=Cu,2H2e=H2；陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2，4OH4e=2H2OO2；根據(jù)各離子的放電順序可知，該電解過(guò)程可分為以下幾個(gè)階段：(1)階段一：電解0.1 mol CuCl2，轉(zhuǎn)移0.2 mol e，陰極增重質(zhì)量為銅的質(zhì)量，為6.4 g；陽(yáng)極產(chǎn)生0.1 mol Cl2；故C項(xiàng)錯(cuò)誤；(2)階段二：電解0.2 mol HCl，轉(zhuǎn)移0.2 mol e，陽(yáng)極又產(chǎn)生0.1 mol Cl2，陰極產(chǎn)生0.1 mol H2；(3)階段三：電解0.1 mol HCl，轉(zhuǎn)移0.1 mol e，此階段H來(lái)源于水，Cl完全電解，陽(yáng)極又產(chǎn)生0.05 mol Cl2，陰極又產(chǎn)生0.05 mol H2；此時(shí)由于水的電離平衡被破壞，體系中產(chǎn)生多余的OH，所以部分Al3以Al(OH)3的形式沉淀，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；綜上分析可知，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5 mol e時(shí)，陽(yáng)極共產(chǎn)生0.25 mol Cl2，陰極產(chǎn)生0.15 mol H2，如果使兩極最終所得氣體的體積相等，還需要繼續(xù)電解水。假設(shè)還需電解x mol H2O，則陽(yáng)極產(chǎn)生0.5x mol O2，陰極產(chǎn)生x mol H2。此時(shí)陽(yáng)極氣體為0.25 mol0.5x mol，陰極氣體為0.15 molx mol，由二者相等得x=0.2，由此可得再電解0.2 mol H2O，還需轉(zhuǎn)移電子0.4 mol，所以該過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.9 mol e，D項(xiàng)正確；陽(yáng)極共產(chǎn)生0.25 mol Cl2,0.1 mol O2，A項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D二、非選擇題(包括4個(gè)小題，共35分)8(8分)(2016陜西師大附中模擬) 25 時(shí)，用兩個(gè)質(zhì)量相同的銅棒作電極，電解500 mL 0.1 molL1 H2SO4溶液，電解過(guò)程中，電解液的pH變化如表所示(假定溶液溫度保持不變)。電解2 h后，取出電極，對(duì)電極進(jìn)行干燥，并稱量，測(cè)得兩電極的質(zhì)量差為9.6 g。已知，25 時(shí)0.1 molL1 CuSO4溶液的pH為4.17。時(shí)間/h0.511.52pH1.32.43.03.0(1)實(shí)驗(yàn)剛開始階段電解池陰極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_。(2)電解進(jìn)行到1.5 h后，電解質(zhì)溶液的pH不再發(fā)生變化的原因是_；用離子反應(yīng)方程式表示0.1 molL1 CuSO4溶液的pH為4.17的原因_。(3)電解進(jìn)行的2 h中，轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量_0.15 mol(填“<”、“=”或“>”)。(4)若欲使所得電解質(zhì)溶液復(fù)原到500 mL 0.1 molL1 H2SO4溶液，應(yīng)對(duì)溶液進(jìn)行怎樣處理？_。解析根據(jù)題意及表中數(shù)據(jù)可知，電解剛開始階段，陽(yáng)極反應(yīng)式是Cu2e=Cu2，陰極反應(yīng)式為2H2e=H2；隨著電解的繼續(xù)，溶液中Cu2的濃度增大，此時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)不變，而H已被電解完，陰極反應(yīng)則變成Cu22e=Cu；若電解過(guò)程中只有電鍍銅的過(guò)程，陽(yáng)極溶解的銅與陰極生成的銅質(zhì)量相同，溶液的組成保持不變，則陽(yáng)極銅的減少量為9.6 g/2=4.8 g，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.15 mol，而實(shí)際上先有H2產(chǎn)生，后有電鍍銅的過(guò)程，故實(shí)際轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量大于0.15 mol；要使溶液復(fù)原則需要通入H2S，H2SCuSO4=CuSH2SO4。答案(1)2H2e=H2(2)電解持續(xù)進(jìn)行，H電解完后，電解過(guò)程發(fā)生轉(zhuǎn)變，陽(yáng)極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，陰極反應(yīng)式為Cu22e=Cu，電解質(zhì)溶液的組成、濃度不再發(fā)生變化，溶液的pH也不再發(fā)生變化Cu22H2OCu(OH)22H(3)>(4)向溶液中通入約0.05 mol H2S9(9分)(2015重慶高考)我國(guó)古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值，但出土的青銅器因受到環(huán)境腐蝕，欲對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。(1)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕。如將糊狀A(yù)g2O涂在被腐蝕部位，Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，該化學(xué)方程式為_。(2)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的示意圖。腐蝕過(guò)程中，負(fù)極是_(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；環(huán)境中的Cl擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔銅銹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(biāo)準(zhǔn)狀況)。解析(1)復(fù)分解反應(yīng)為相互交換成分的反應(yīng)，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(2)負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，銅作負(fù)極失電子，因此負(fù)極為c。負(fù)極反應(yīng)：Cu2e=Cu2，正極反應(yīng)：O22H2O4e=4OH。正極產(chǎn)物為OH，負(fù)極產(chǎn)物為Cu2，兩者與Cl反應(yīng)生成Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl。4.29 g Cu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量為0.02 mol，由Cu元素守恒知，發(fā)生電化腐蝕失電子的Cu單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.04 mol，失去電子0.08 mol，根據(jù)電子守恒可得，消耗O2的物質(zhì)的量為0.02 mol，所以理論上消耗氧氣的體積為0.448 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。答案(1)Ag2O 2CuCl=2AgClCu2O(2)c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.44810(9分)(2016長(zhǎng)春模擬)化學(xué)電池的研究一直是化學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)之一。.美國(guó)科學(xué)家S魯賓成功開發(fā)鋅汞紐扣式電池，以鋅和氧化汞為電極材料，氫氧化鉀溶液為電解液的原電池，有效地解決電池使用壽命短，易發(fā)生漏液等問(wèn)題。電池總反應(yīng)為：ZnHgO=ZnOHg。(1)該電池的正極反應(yīng)式為_。(2)含汞電池生產(chǎn)企業(yè)的污水中會(huì)含有一定量的2價(jià)的汞離子，通常采用處理成本較低的硫化物沉淀法，即向污水中投入一定量的硫化鈉，反應(yīng)的離子方程式為_。(3)該方法的缺點(diǎn)是產(chǎn)物的顆粒比較小，大部分懸浮于污水中，通常采用投入一定量的明礬晶體進(jìn)行后續(xù)處理，請(qǐng)解釋其原因_。.鋰離子電池由于輕便、比能量大等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今社會(huì)最為常見的電池。其中的重要材料磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)通常按照下列流程進(jìn)行生產(chǎn)：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(4)生產(chǎn)過(guò)程中“混合攪拌”的目的是_，氣體X的化學(xué)式為_。(5)請(qǐng)寫出一定條件下由LiH2PO4生成LiFePO4的化學(xué)方程式_，當(dāng)生成1 mol磷酸亞鐵鋰時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_。(6)生成LiFePO4的過(guò)程可能產(chǎn)生一種雜質(zhì)對(duì)電池有致命的影響，則該雜質(zhì)可能為_。解析.(1)正極發(fā)生還原反應(yīng)，HgO獲得電子生成Hg，堿性條件下還生成氫氧根離子，該電池的正極反應(yīng)式為HgOH2O2e=Hg2OH；(2)硫離子與汞離子反應(yīng)生成HgS沉淀，反應(yīng)離子方程式為Hg2S2=HgS；(3)鋁離子水解得到氫氧化鋁膠體具有吸附性，吸附HgS顆粒，加快HgS微粒的沉降。.(4)生產(chǎn)過(guò)程中“混合攪拌”的目的：使反應(yīng)物充分混合，提高反應(yīng)速率，銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氨氣，即X為NH3；(5)流程圖中LiH2PO4與Fe2O3、C反應(yīng)生成LiFePO4，F(xiàn)e元素被還原，C元素被氧化生成CO，還有水生成，反應(yīng)方程式為：2LiH2PO4Fe2O3C=2LiFePO4CO2H2O，當(dāng)生成1 mol磷酸亞鐵鋰時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為1 mol，即轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為6.021023；(6)碳可能將氧化鐵中Fe元素還原為Fe單質(zhì)，對(duì)電池有致命的影響。答案.(1)HgOH2O2e=Hg2OH(2)Hg2S2=HgS(3)鋁離子水解得到氫氧化鋁膠體具有吸附性，吸附HgS顆粒，加快HgS微粒的沉降.(4)使反應(yīng)物充分混合，提高反應(yīng)速率NH3(5)2LiH2PO4Fe2O3C=2LiFePO4CO2H2O6.021023(6)Fe11(9分)(2016聊城模擬)已知鉛蓄電池的工作原理為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測(cè)得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)A是鉛蓄電池的_極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為_，放電過(guò)程中電解液的密度_(填“減小”、“增大”或“不變”)。(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是_，該電極的電極產(chǎn)物共_g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是_，CuSO4溶液的濃度_(填“減小”、“增大”或“不變”)。(4)如圖表示電解進(jìn)行過(guò)程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變化曲線，則x表示_。a各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積 b各U形管中陽(yáng)極質(zhì)量的減少量c各U形管中陰極質(zhì)量的增加量解析根據(jù)在電解過(guò)程中鐵電極質(zhì)量的減少可判斷A是電源的負(fù)極，B是電源的正極，電解時(shí)Ag極作陰極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，F(xiàn)e作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，左側(cè)U形管中總反應(yīng)式為Fe2H=Fe2H2。右側(cè)U形管相當(dāng)于電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu，銅電極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，電鍍過(guò)程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。答案(1)負(fù)PbO24HSO2e=PbSO42H2O減小(2)2H2e=H20.4(3)Cu2e=Cu2不變(4)b