(通用版)2019版高考化學二輪復習 選擇題命題區(qū)間4 電化學(含解析).doc
《(通用版)2019版高考化學二輪復習 選擇題命題區(qū)間4 電化學(含解析).doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《(通用版)2019版高考化學二輪復習 選擇題命題區(qū)間4 電化學(含解析).doc(32頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
電化學歷年真題集中研究明考情考向一原電池1(2018全國卷)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當電池放電時,O2與Li在多孔碳材料電極處生成Li2O2x(x0或1)。下列說法正確的是()A放電時,多孔碳材料電極為負極B放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C充電時,電解質溶液中Li向多孔碳材料區(qū)遷移D充電時,電池總反應為Li2O2x=2LiO2解析:選D由題意知,放電時負極反應為Lie=Li,正極反應為(2x)O24Li4e=2Li2O2x(x0或1),電池總反應為O22Li=Li2O2x。該電池放電時,金屬鋰為負極,多孔碳材料為正極,A項錯誤;該電池放電時,外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極,B項錯誤;該電池放電時,電解質溶液中的Li向多孔碳材料區(qū)遷移,充電時電解質溶液中的Li向鋰材料區(qū)遷移,C項錯誤;充電時電池總反應為Li2O2x=2Li(1)O2,D項正確。2(2017全國卷)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應為16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列說法錯誤的是()A電池工作時,正極可發(fā)生反應:2Li2S62Li2e=3Li2S4B電池工作時,外電路中流過0.02 mol電子,負極材料減重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性D電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多解析:選D 原電池工作時,正極發(fā)生一系列得電子的還原反應,即:Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2,其中可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4,A項正確;該電池工作時,每轉移0.02 mol電子,負極有0.02 mol Li(質量為0.14 g)被氧化為Li,則負極質量減少0.14 g,B項正確;石墨烯能導電,利用石墨烯作電極,可提高電極a的導電性,C項正確;充電過程中,Li2S2的量逐漸減少,當電池充滿電時,相當于達到平衡狀態(tài),電池中Li2S2的量趨于不變,故不是電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多,D項錯誤。3(2016全國卷)MgAgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A負極反應式為Mg2e=Mg2B正極反應式為Age=AgC電池放電時Cl由正極向負極遷移D負極會發(fā)生副反應Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析:選BMgAgCl電池的電極反應:負極Mg2e=Mg2,正極2AgCl2e=2Ag2Cl,A項正確,B項錯誤。在原電池的電解質溶液中,陽離子移向正極,陰離子移向負極,C項正確。Mg是活潑金屬,能和H2O發(fā)生反應生成Mg(OH)2和H2,D項正確??枷蚨娊獬?(2018全國卷)最近我國科學家設計了一種CO2H2S協(xié)同轉化裝置,實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示,其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應為:EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2該裝置工作時,下列敘述錯誤的是()A陰極的電極反應:CO22H2e=COH2OB協(xié)同轉化總反應:CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2,溶液需為酸性解析:選C由題中信息可知,石墨烯電極發(fā)生氧化反應,為電解池的陽極,則ZnO石墨烯電極為陰極。由題圖可知,電解時陰極反應式為CO22H2e=COH2O,A項正確;將陰、陽兩極反應式合并可得總反應式為CO2H2S=COH2OS,B項正確;陽極接電源正極,電勢高,陰極接電源負極,電勢低,故石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的高,C項錯誤;Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中,D項正確。5(2017全國卷)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一般為H2SO4H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()A待加工鋁質工件為陽極B可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C陰極的電極反應式為Al33e=AlD硫酸根離子在電解過程中向陽極移動解析:選C利用電解氧化法在鋁制品表面形成致密的Al2O3薄膜,即待加工鋁質工件作陽極,A項正確;陰極與電源負極相連,對陰極電極材料沒有特殊要求,可選用不銹鋼網(wǎng)等,B項正確;電解質溶液呈酸性,陰極上應是H放電,陰極發(fā)生的電極反應為2H2e=H2,C項錯誤;在電解過程中,電解池中的陰離子向陽極移動,D項正確。6.(2016全國卷)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na和SO可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是()A通電后中間隔室的SO離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大B該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C負極反應為2H2O4e=O24H,負極區(qū)溶液pH降低D當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol的O2生成解析:選BA項正極區(qū)發(fā)生的反應為2H2O4e=O24H,由于生成H,正極區(qū)溶液中陽離子增多,故中間隔室的SO向正極遷移,正極區(qū)溶液的pH減小。B項負極區(qū)發(fā)生的反應為2H2O2e=H22OH,陰離子增多,中間隔室的Na向負極遷移,故負極區(qū)產(chǎn)生NaOH,正極區(qū)產(chǎn)生H2SO4。C項由B項分析可知,負極區(qū)產(chǎn)生OH,負極區(qū)溶液的pH升高。D項正極區(qū)發(fā)生的反應為2H2O4e=O24H,當電路中通過1 mol電子的電量時,生成0.25 mol O2。7.(2018全國卷節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。制備Na2S2O5可采用三室膜電解技術,裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為_。電解后,_室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水,可得到Na2S2O5。解析:陽極上陰離子OH放電,電極反應式為2H2O4e=O24H,電解過程中H透過陽離子交換膜進入a室,故a室中NaHSO3濃度增加。答案:2H2O4e=4HO2a考向三金屬的腐蝕與防護8(2017全國卷)支撐海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是()A通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D通入的保護電流應該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調整解析:選C依題意,鋼管樁為陰極,電子流向陰極,陰極被保護,鐵不容易失去電子,故鋼管樁表面腐蝕電流(指鐵失去電子形成的電流),接近于0,A項正確;陽極上發(fā)生氧化反應,失去電子,電子經(jīng)外電路流向陰極,B項正確;高硅鑄鐵作陽極,陽極上發(fā)生氧化反應,陽極上主要是海水中的水被氧化生成氧氣,惰性輔助陽極不被損耗,C項錯誤;根據(jù)海水對鋼管樁的腐蝕情況,增大或減小電流強度,D項正確。電化學是高考每年必考內容,主要題型是選擇題,有時也會在非選擇題中出現(xiàn)(如2018全國卷T27、2018全國卷T27、2015全國卷T26、2014全國卷T27),命制的角度有電極反應式的正誤判斷與書寫,電池反應式的書寫,正、負極的判斷,電池充、放電時離子移動方向的判斷,電極附近離子濃度變化的判斷,電解的應用與計算,金屬的腐蝕與防護等。同時通過陌生化學電源的裝置圖,考查學生接受、吸收、整合化學信息的能力,也體現(xiàn)了對“宏觀辨識與微觀探析”學科核心素養(yǎng)的考查。 解題知能重點強化提能力1兩大工作原理(1)原電池工作原理示意圖無論是裝置還是裝置,電子均不能通過電解質溶液。在裝置中,由于不可避免會直接發(fā)生ZnCu2=CuZn2而使化學能轉化為熱能,所以裝置的能量轉化率高。(2)電解池工作原理示意圖與電源正極相連的為陽極;與電源負極相連的為陰極。電解液中陽離子移向陰極;陰離子移向陽極。2電極的判斷方法(1)原電池中正極和負極的5種判斷方法(2)電解池中陰極和陽極的5種判斷方法3電解池的電極反應及其放電順序(1)陽離子在陰極上的放電順序:AgHg2Fe3Cu2H(酸)Pb2Fe2Zn2H(水)。(2)陰離子在陽極上的放電順序:S2IBrClOH。4電解的四大類型及規(guī)律類型電極反應特點實例電解物質電解液濃度pH電解液復原方法電解水型陰極:4H4e=2H2陽極:4OH4e=2H2OO2NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4減小Na2SO4不變電解電解質型電解質的陰、陽離子分別在兩極放電HCl電解質減小增大通入HCl氣體CuCl2加CuCl2放H2生堿型陰極:放H2生成堿陽極:電解質陰離子放電NaCl電解質和水生成新電解質增大通入HCl氣體放O2生酸型陰極:電解質陽離子放電陽極:放O2生成酸CuSO4減小加CuO5金屬腐蝕與防護的方法(1)金屬腐蝕快慢程度的判斷方法(2)金屬電化學保護的兩種方法1十五種新型電池的電極反應式鋅銀電池總反應:Ag2OZnH2O2AgZn(OH)2正極Ag2OH2O2e=2Ag2OH負極Zn2OH2e=Zn(OH)2鋅空氣電池總反應:2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)正極O24e2H2O=4OH負極Zn4OH2e=Zn(OH) 鎳鐵電池總反應:NiO2Fe2H2O Fe(OH)2Ni(OH)2正極NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH負極Fe2e2OH=Fe(OH)2高鐵電池總反應:3Zn2FeO8H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34OH正極FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH負極Zn2e2OH=Zn(OH)2鎳鎘電池總反應:Cd2NiOOH2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2正極NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH負極Cd2e2OH=Cd(OH)2MgH2O2電池總反應:H2O22HMg=Mg22H2O正極H2O22H2e=2H2O負極Mg2e=Mg2MgAgCl電池總反應:Mg2AgCl=2AgMg22Cl正極2AgCl2e=2Ag2Cl負極Mg2e=Mg2鎂鈷電池總反應:xMgMo3S4MgxMo3S4正極Mo3S42xe= Mo3S負極xMg2xe=xMg2鈉硫電池總反應:2NaxS=Na2Sx正極負極2Na2e=2Na鈉硫蓄電池總反應:2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr正極NaBr32e2Na=3NaBr負極2Na2S22e=Na2S42Na鈉離子電池總反應:Na1mCoO2NamCnNaCoO2Cn正極Na1mCoO2memNa= NaCoO2負極NamCnme=mNaCn全釩液流電池總反應:VO2HV2 V3VO2H2O正極VO2He=VO2H2O負極V2e=V3鋰釩氧化物電池總反應:xLiLiV3O8=Li1xV3O8正極xLiLiV3O8xe=Li1xV3O8負極xLixe= xLi鋰銅電池總反應:2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH正極Cu2OH2O2e=2Cu2OH負極Lie=Li鋰離子電池總反應:Li1xCoO2LixC6 LiCoO2C6(x1)正極Li1xCoO2xexLi=LiCoO2負極LixC6xe=xLiC6歸納點撥新型化學電源中電極反應式的書寫三步驟2燃料電池的電極反應式(以CH3OH為例電極反應式)電池類型導電介質反應式酸性燃料電池H總反應:2CH3OH3O2=2CO24H2O正極O24e4H=2H2O負極CH3OH6eH2O=CO26H堿性燃料電池OH總反應:2CH3OH3O24OH=2CO6H2O正極O24e2H2O=4OH負極CH3OH6e8OH= CO6H2O熔融碳酸鹽燃料電池CO總反應:2CH3OH3O2=2CO24H2O正極負極CH3OH6e3CO=4CO22H2O固態(tài)氧化物燃料電池O2總反應:2CH3OH3O2=2CO24H2O正極O24e=2O2負極CH3OH6e3O2= CO22H2O質子交換膜燃料電池H總反應:2CH3OH3O2=2CO24H2O正極O24e4H=2H2O負極CH3OH6eH2O= CO26H歸納點撥燃料電池中氧氣得電子的思維模型根據(jù)燃料電池的特點,一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是O2,O2得到電子后化合價降低,首先變成O2,O2能否存在要看電解質環(huán)境。由于電解質溶液(酸堿鹽)的不同,其電極反應也有所不同,下表為四種不同電解質環(huán)境中,氧氣得電子后為O2的存在形式:電解質環(huán)境從電極反應式判O2的存在形式酸性電解質溶液環(huán)境下O24H4e=2H2O堿性電解質溶液環(huán)境下O22H2O4e=4OH固體電解質(高溫下能傳導O2)環(huán)境下O24e=2O2熔融碳酸鹽(如:熔融K2CO3)環(huán)境下O22CO24e=2CO高考題點全面演練查缺漏命題點一新型化學電源1世界某著名學術刊物近期介紹了一種新型中溫全瓷鐵空氣電池,其結構如圖所示。下列有關該電池放電時的說法正確的是()Aa極發(fā)生氧化反應B正極的電極反應式為FeOx2xe=FexO2C若有22.4 L(標準狀況)空氣參與反應,則電路中有4 mol電子轉移D鐵表面發(fā)生的反應為xH2O(g)Fe=FeOxxH2解析:選Da極通入空氣,O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應,A錯誤;O2在正極發(fā)生反應,電極反應式為O24e=2O2,B錯誤;由B項分析可知,電路中有4 mol電子轉移時正極上消耗1 mol O2,在標準狀況下的體積為22.4 L,則通入空氣的體積約為22.4 L5112 L,C錯誤;由題圖可知,鐵表面H2O(g)參與反應生成H2,則發(fā)生的反應為xH2O(g)Fe=FeOxxH2,D正確。2某新型電池,以NaBH4(B的化合價為3價) 和H2O2作原料,該電池可用作深水勘探等無空氣環(huán)境電源,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A每消耗3 mol H2O2,轉移的電子為6 molB電池工作時Na從b極區(qū)移向a極區(qū)Cb極上的電極反應式:H2O22e=2OHDa極上的電極反應式:BH8OH8e=BO6H2O解析:選B由原電池工作原理示意圖可知反應中BH被氧化為H2O,應為原電池的負極反應,電極a反應式為BH8OH8e=BO6H2O,正極H2O2得電子被還原生成OH,每消耗3 mol H2O2,轉移的電子為6 mol,選項A、D正確;該裝置是原電池,原電池放電時,陽離子向正極移動,所以Na從a極區(qū)移向b極區(qū),選項B錯誤;電極b反應式為H2O22e=2OH,選項C正確。命題點二可逆電池3(2018全國卷)我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的NaCO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液,鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應為3CO24Na2Na2CO3C。下列說法錯誤的是()A放電時,ClO向負極移動B充電時釋放CO2,放電時吸收CO2C放電時,正極反應為3CO24e=2COCD充電時,正極反應為Nae=Na解析:選D根據(jù)電池的總反應知,放電時負極反應:4Na4e=4Na;正極反應:3CO24e=2COC。充電時,陰(負)極:4Na4e=4Na;陽(正)極:2COC4e=3CO2。放電時,ClO向負極移動。根據(jù)充電和放電時的電極反應式知,充電時釋放CO2,放電時吸收CO2。4(2018益陽模擬)鋅鈰液流電池體系作為氧化還原液流電池中的新生一代,有著諸多的優(yōu)勢,如開路電位高、污染小等。鋅鈰液流電池放電時的工作原理如圖所示,其中,b電極為惰性材料,不參與電極反應。下列有關說法正確的是()A放電時,電池的總反應式為2Ce4Zn=Zn22Ce3B充電時,a極發(fā)生氧化反應,b極發(fā)生還原反應C充電時,當電路中通過0.1 mol電子時,b極增加14 gD選擇性離子膜為陰離子交換膜,能阻止陽離子通過解析:選A鋅鈰液流電池工作時,放電時鋅是負極,負極發(fā)生電極反應為Zn2e=Zn2,正極上發(fā)生得電子的還原反應:Ce4e=Ce3,電池的總反應式為2Ce4Zn=Zn22Ce3,故A正確;充電時a是陰極,發(fā)生得電子的還原反應,b極是陽極,發(fā)生氧化反應,故B錯誤;充電時,b極是陽極,發(fā)生氧化反應,Ce3e=Ce4,電極質量不變,故C錯誤;根據(jù)兩個電極反應情況,交換膜應該選擇陽離子交換膜,故D錯誤。題后悟道有關可逆電池的解題思路命題點三帶離子交換膜的電化學裝置5用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NH,模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是()A陽極室溶液由無色變成棕黃色B電解一段時間后,陰極室溶液中的溶質一定是(NH4)3PO4C電解一段時間后,陰極室溶液中的pH升高D當電路中通過1 mol電子的電量時,陰極有0.25 mol的O2生成解析:選CA項,F(xiàn)e為陽極,陽極上Fe失電子發(fā)生氧化反應生成Fe2,所以溶液變淺綠色,錯誤;B項,電解時,溶液中NH向陰極室移動,H放電生成H2,所以陰極室中溶質為(NH4)3PO4或NH4H2PO4、(NH4)2HPO4,錯誤;C項,電解時,陰極上H放電生成H2,溶液中c(OH)增大,溶液中pH升高,正確;D項, 陰極生成H2,錯誤。6.納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關注。采用離子交換膜控制電解液中OH的濃度制備納米級Cu2O的裝置如圖所示,發(fā)生的反應為2CuH2OCu2OH2。下列說法正確的是()A鈦電極發(fā)生氧化反應B陽極附近溶液的pH逐漸增大C離子交換膜應采用陽離子交換膜D陽極反應為2Cu2OH2e=Cu2OH2O解析:選D鈦電極為陰極,發(fā)生還原反應,A項錯誤;銅作陽極,陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應,陽極反應為2Cu2OH2e=Cu2OH2O,OH由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應,離子交換膜應為陰離子交換膜,C項錯誤、D項正確;由陰極區(qū)遷移過來的OH在陽極全部參與反應,陽極附近溶液的pH不變,B項錯誤。題后悟道命題點四電解原理在環(huán)保、新材料制備中的應用7ClO2是一種安全穩(wěn)定的消毒劑。工業(yè)上利用惰性電極電解氯化銨和鹽酸制備ClO2的原理如圖所示,下列有關說法錯誤的是()Ab電極接直流電源的負極Ba電極上的電極反應式為NH6e3Cl=NCl34HC若有2 g H2生成,通過陰離子交換膜的Cl的物質的量為1 molDClO2發(fā)生器中反應的離子方程式為6ClONCl33H2O=6ClO2NH33Cl3OH解析:選C由題圖知b電極上產(chǎn)生氫氣,發(fā)生還原反應,故b電極是陰極,與直流電源負極相連,A項正確;由題圖知a電極上有NCl3生成,故參與放電的離子有NH與Cl,B項正確;當有2 g H2生成時,電路中有2 mol電子發(fā)生轉移,通過陰離子交換膜的Cl的物質的量為2 mol,C項錯誤;由題圖中信息知,生成物有ClO2、NH3、NaCl、NaOH,故反應物有NCl3、ClO,再結合電荷守恒等分析知D項正確。8(2018唐山質檢)環(huán)境監(jiān)察局常用“定電位”NOx傳感器來監(jiān)測化工廠的氮氧化物氣體是否達到排放標準,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A“對電極”是負極B“工作電極”上發(fā)生的電極反應為NO22e2H=NOH2OC傳感器工作時H由“工作電極”移向“對電極”D“對電極”的材料可能為活潑金屬鋅解析:選C題圖“工作電極”上通入NO2放出NO,說明NO2被還原,則“工作電極”為原電池的正極,“對電極”為原電池的負極,A項正確;在酸性條件下,“工作電極”上發(fā)生還原反應的電極反應式為NO22e2H=NOH2O,B項正確;原電池工作時陽離子向正極移動,即傳感器工作時H由“對電極”移向“工作電極”,C項錯誤;“對電極”是負極,則“對電極”的材料可能為活潑金屬鋅,D項正確。命題點五新環(huán)境下金屬的腐蝕與防護9深埋在潮濕土壤中的鐵管道,在硫酸鹽還原菌作用下,能被硫酸根腐蝕,其電化學腐蝕原理如圖所示,下列與此原理有關說法錯誤的是()A正極反應:SO5H2O8e=HS9OHB輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕C這種情況下,F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3xH2OD管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕解析:選C原電池的正極發(fā)生還原反應,由題圖可知發(fā)生的電極反應為SO5H2O8e=HS9OH,故A正確;硫酸鹽還原菌是蛋白質,在高溫下易變性,失去催化能力,則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕,故B正確;由題意可知,深埋在土壤中,即在缺氧環(huán)境中,F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物不能為Fe2O3xH2O,故C錯誤;管道上刷富鋅油漆,形成ZnFe原電池,F(xiàn)e變?yōu)檎龢O,可以延緩管道的腐蝕,故D正確。10.研究電化學腐蝕及防護的裝置如圖所示。下列有關說法錯誤的是()Ad為石墨,鐵片腐蝕加快Bd為石墨,石墨上電極反應為O22H2O4e=4OHCd為鋅塊,鐵片不易被腐蝕Dd為鋅塊,鐵片上電極反應為2H2e=H2解析:選DA項,由于活動性:Fe石墨,所以鐵、石墨及海水構成原電池,F(xiàn)e為負極,失去電子被氧化變?yōu)镕e2進入溶液,溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原,鐵的腐蝕比沒有形成原電池時的速率快,正確;B項,d為石墨,由于是弱堿性電解質,所以發(fā)生的是吸氧腐蝕,石墨上氧氣得到電子,發(fā)生還原反應,電極反應為O22H2O4e=4OH,正確;C項,若d為鋅塊,則由于金屬活動性:ZnFe,Zn為原電池的負極,F(xiàn)e為正極,首先被腐蝕的是Zn,鐵得到保護,鐵片不易被腐蝕,正確;D項,d為鋅塊,由于電解質為弱堿性環(huán)境,發(fā)生的是吸氧腐蝕,鐵片上電極反應為O22H2O4e=4OH,錯誤。命題點六電化學相關計算及電極反應式的書寫11(1)粗銅電解精煉的廢電解液中常含有Zn2、Pb2,向廢電解液中加入Na2S溶液,當有PbS和ZnS沉淀時,_。已知:Ksp(PbS)3.41028,Ksp(ZnS)1.61024(2)利用電化學還原CO2制取ZnC2O4的示意圖如圖所示,電解液不參與反應。則Pb電極的電極反應為_,當通入標準狀況下11.2 L CO2時,轉移電子數(shù)為_。解析:(1)c(Zn2)/c(Pb2)c(Zn2)c(S2)/c(Pb2)c(S2)Ksp(ZnS)/Ksp(PbS)4.7103。(2)電解法制備ZnC2O4,CO2在陰極上發(fā)生還原反應轉化為C2O,電極反應式為2CO22e=C2O。根據(jù)2CO22e=C2O,可知通入標準狀況下11.2 L CO2時,轉移0.5 mol電子。答案:(1)4.7103(2)2CO22e=C2O0.5NA或3.01102312氨氣氮氧化物燃料電池可用于處理氮氧化物,防止空氣污染,其裝置如圖所示。通入氨氣的電極為_(填“正極”或“負極”)。負極的電極反應式為_。解析:由題圖可知,NH3在左側電極發(fā)生氧化反應生成N2,氮氧化物在右側電極被還原生成N2,故NH3通入負極,電極反應式為2NH36e=N26H。答案:負極2NH36e=N26H題后悟道陌生電極反應式的書寫說明高考題中往往是非水溶液或具有離子交換膜,應根據(jù)圖示信息確定電極反應方程式中需添加的“粒子”形式。 卷基礎保分練1“自煮火鍋”發(fā)熱包的成分為碳酸鈉、硅藻土、鐵粉、鋁粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰,向發(fā)熱包中加入冷水,可用來蒸煮食物。下列說法錯誤的是()A活性炭作正極,正極上發(fā)生還原反應B負極反應為Al3e4OH=AlO2H2OCNa由活性炭區(qū)向鋁粉表面區(qū)遷移D硅藻土結構疏松,使各物質分散并均勻混合,充分接觸解析:選C向發(fā)熱包中加入冷水,形成原電池。反應CaOH2O=Ca(OH)2放熱使水迅速升溫沸騰,反應Na2CO3Ca(OH)2=2NaOHCaCO3使得溶液呈堿性,則溶液中發(fā)生反應2Al2OH2H2O=2AlO3H2,該反應為原電池的總反應,負極反應為Al3e4OH=AlO2H2O,正極反應為2H2O2e=2OHH2。選項A,活性炭作正極,正極上得電子發(fā)生還原反應,正確;選項B,負極反應為Al3e4OH=AlO2H2O,正確;選項C,Na向正極移動,錯誤;選項D,硅藻土結構疏松,孔隙大,能使各物質分散并均勻混合,充分接觸,正確。2.如圖所示裝置中,有如下實驗現(xiàn)象:開始時插在小試管中的導管內的液面下降,一段時間后導管內的液面回升,略高于試管中的液面。以下有關解釋不合理的是()A生鐵片中所含的碳能增強鐵的抗腐蝕性B雨水酸性較強,生鐵片開始發(fā)生析氫腐蝕C導管內液面回升時,正極反應式:O22H2O4e=4OHD隨著反應的進行,U形管中雨水的酸性逐漸減弱解析:選A鐵的純度越高,其抗腐蝕性能越強,純鐵比生鐵耐腐蝕,是因為生鐵片中的碳降低了鐵的抗腐蝕性,A錯誤;雨水的pH4,呈較強的酸性,生鐵片在該雨水中先發(fā)生析氫腐蝕,正極反應為2H2e=H2,由于生成H2,氣體壓強增大,開始時插在小試管中的導管內的液面下降,B正確;隨著反應的進行,雨水的酸性逐漸減弱,最后發(fā)生了吸氧腐蝕,正極反應式為O22H2O4e=4OH,導管內液面回升,C正確;開始階段正極上不斷消耗H,則U形管中雨水的酸性逐漸減弱,D正確。3“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置,其工作原理如圖。下列說法正確的是()A該裝置是將電能轉變?yōu)榛瘜W能B利用該技術可捕捉大氣中的CO2C每得到1 mol草酸鋁,電路中轉移3 mol電子D正極的電極反應為C2O2e=2CO2解析:選BA項,“碳呼吸電池”為新型原電池,將化學能轉變?yōu)殡娔?,錯誤;B項,“碳呼吸電池”能消耗CO2,所以利用該技術可捕捉大氣中的CO2,正確;C項,根據(jù)工作原理圖,金屬鋁是負極,失電子生成草酸鋁,所以每得到1 mol草酸鋁,電路中轉移32 mol6 mol電子,錯誤;D項,根據(jù)工作原理圖,CO2作為正極反應物,得電子生成C2O,電極反應式為2CO22e=C2O,錯誤。4Li/FePO4電池是高溫性能好、對環(huán)境友好的二次新型電池,總反應為LiCxFePO4=LiFePO4xC。其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()AFePO4/LiFePO4是原電池的負極材料B充電時,Li離開LiFePO4電極在陰極得到電子C放電時,負極反應為Lie=LiD電池在低溫時能如高溫時一樣保持很好的工作性能解析:選B根據(jù)總反應方程式和原理圖可知放電過程中鐵元素化合價降低,F(xiàn)ePO4/LiFePO4是原電池的正極材料,A項錯誤;充電時LiFePO4作陽極,Li離開LiFePO4電極在陰極得到電子,B項正確;放電時負極的電極反應式為LiCxe=LixC,C項錯誤;Li/FePO4電池是高溫性能好、對環(huán)境友好的二次新型電池,溫度不同,離子在電池內部的移動速率不同,工作性能不同,D項錯誤。5如圖所示,其中甲池的總反應式為2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。下列說法正確的是()A甲池是電能轉化為化學能的裝置,乙、丙池是化學能轉化為電能的裝置B甲池通入CH3OH的電極反應式為CH3OH6e2H2O=CO8HC反應一段時間后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體能使CuSO4溶液恢復到原濃度D甲池中消耗280 mL(標準狀況下)O2,此時丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45 g固體解析:選DA項,甲池為原電池,作為電源,乙池、丙池為兩個電解池;B項,負極反應式:CH3OH6e8OH=CO6H2O;C項,應加入CuO或CuCO3;D項,丙池中:MgCl22H2OMg(OH)2Cl2H2,甲池中消耗280 mL O2,即0.012 5 mol,轉移0.05 mol電子,丙池中生成0.025 mol Mg(OH)2,其質量為1.45 g。6我國某大型客車廠已成功研發(fā)高能車載電池,即蓄電4個小時,客車可持續(xù)運行8個小時左右。該電池組成可表示為LiAl/FeS,其中正極的電極反應式為2LiFeS2e=Li2SFe。有關該電池的下列說法中,正確的是()ALiAl在電池中作為負極材料,該材料中Li的化合價為1價B負極的電極反應式為Al3e=Al3C該電池的總反應為2LiFeS=Li2SFeD充電時,陰極發(fā)生的電極反應式為Li2SFe2e=2LiFeS解析:選C根據(jù)電池組成為LiAl/FeS,正極反應式為2LiFeS2e=Li2SFe,可以得出FeS為正極,LiAl為負極。LiAl中Li為0價,A錯誤;負極的電極反應式為Lie=Li,B錯誤;該電池的總反應為2LiFeS=Li2SFe,C正確;充電時陰極得到電子,故陰極的反應式為Lie=Li,D錯誤。7(2018深圳中學模擬)垃圾假單胞菌株能夠在分解有機物的同時分泌物質產(chǎn)生電能,其原理如圖所示。下列說法正確的是()A電流由左側電極經(jīng)過負載后流向右側電極B放電過程中,正極附近pH 變小C若1 mol O2 參與電極反應,有4 mol H穿過質子交換膜進入右室D負極電極反應為H2PCA2e=PCA2H解析:選C右側氧氣得電子產(chǎn)生水,作為正極,故電流由右側正極經(jīng)過負載后流向左側負極,選項A錯誤;放電過程中,正極氧氣得電子與氫離子結合產(chǎn)生水, 氫離子濃度減小,pH 變大,選項B錯誤;若1 mol O2 參與電極反應,有4 mol H穿過質子交換膜進入右室,生成2 mol水,選項C正確;原電池負極失電子,選項D錯誤。8(2018佛山質檢) 鋰空氣充電電池有望成為電動汽車的實用儲能設備。工作原理示意圖如圖,下列敘述正確的是()A該電池工作時Li向負極移動BLi2SO4溶液可作該電池電解質溶液C電池充電時間越長,電池中Li2O 含量越多D電池工作時,正極可發(fā)生: 2LiO22e=Li2O2解析:選D原電池中,陽離子應該向正極移動,選項A錯誤;單質鋰會與水反應生成氫氧化鋰和氫氣,所以電解質溶液不能使用任何水溶液,選項B錯誤;電池充電的時候應該將放電的反應倒過來,將正極反應逆向進行,正極上的Li2O應該逐漸減少,所以電池充電時間越長,Li2O 含量越少,選項C錯誤;題目給出正極反應為xLiO2xe=LixO2,所以當x2的時候反應為2LiO22e=Li2O2,選項D正確。9(2018鄭州質檢)如圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前,被膜隔開的電解質為Na2S2和NaBr3,放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是()A放電時,負極反應為3NaBr2e=NaBr32NaB充電時,陽極反應為2Na2S22e=Na2S42NaC放電時,Na經(jīng)過鈉離子交換膜,由b池移向a池D用該電池電解飽和食鹽水,產(chǎn)生2.24 L H2時,b池生成17.40 g Na2S4解析:選C根據(jù)放電后Na2S2轉化為Na2S4,S元素化合價升高,知Na2S2被氧化,故負極反應為2Na2S22e=Na2S42Na,A項錯誤;充電時陽極上發(fā)生氧化反應,NaBr轉化為NaBr3,電極反應為3NaBr2e=NaBr32Na,B項錯誤;放電時,陽離子向正極移動,故Na經(jīng)過鈉離子交換膜,由b池移向a池,C項正確;放電時b池為負極區(qū)域,發(fā)生氧化反應:2Na2S22e=Na2S42Na,用該電池電解飽和食鹽水,產(chǎn)生標準狀況下2.24 L H2時轉移0.2 mol電子,生成0.1 mol Na2S4,其質量為17.40 g,D項錯誤。10.近年來AIST報告正在研制一種“高容量、低成本”鋰銅空氣燃料電池,該電池通過一種復雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力,其中放電總反應方程式為2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH,如圖所示。下列說法不正確的是()A放電時,Li透過固體電解質向Cu極移動B放電時,負極的電極反應式為Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空氣時,銅被腐蝕,表面產(chǎn)生Cu2OD整個反應過程中,銅相當于催化劑解析:選B由題中裝置圖和放電時總反應可知,放電時Li為負極,Cu為正極,陽離子向正極移動,A項正確;放電時,負極Li失電子轉化成Li,B項錯誤;結合題中裝置圖可知,通入空氣銅被腐蝕,生成Cu2O,C項正確;銅被腐蝕生成Cu2O,放電時Cu2O又被還原成Cu,所以整個反應過程中Cu相當于催化劑,D項正確。11如圖是MCFC燃料電池,它是以水煤氣(CO、H2)為燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3共熔混合物為電解質。下列說法正確的是()AB極的電極反應式為2H2OO24e=4OHB電池放電時,電池中CO的物質的量逐漸減少C放電時,CO向負極移動D電路中的電子經(jīng)正極、負極、共熔混合物再回到正極,形成閉合回路解析:選C由題圖可知,O2和CO2通入B電極發(fā)生還原反應,則B極為正極,電極反應式為O22CO24e=2CO,A錯誤;電池的負極反應式為H2CO2e=CO2H2O、COCO2e=2CO2,據(jù)得失電子守恒及兩極反應式可知,該電池的總反應式為2H2O2=2H2O和2COO2=2CO2,故放電時電池中CO的物質的量不變,B錯誤;放電時,熔融電解質中陰離子向負極移動,即CO向負極移動,C正確;電路中的電子從負極流出,經(jīng)導線流向正極,但不能經(jīng)過共熔混合物,D錯誤。12用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫,將所得的混合液進行電解循環(huán)再生,這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽離子交換膜組合循環(huán)再生機理如圖所示,則下列有關說法中不正確的是()AX為直流電源的負極,Y為直流電源的正極B陽極區(qū)pH增大C圖中的baD該過程中的產(chǎn)品主要為H2SO4和H2解析:選BA項,由題圖可知Pt()極上HH2,發(fā)生還原反應,故Pt()為陰極,X為直流電源的負極,Y為直流電源的正極,正確;B項,Pt()為陽極,在陽極,SO、HSO被氧化為H2SO4,SOH2O2e=2HSO,HSOH2O2e=3HSO,溶液的酸性增強,pH減小,錯誤;C項,由以上分析可知,陽極有H2SO4生成,故ba,正確;D項,陽極產(chǎn)物為H2SO4,陰極產(chǎn)物為H2,正確。13將不可再生的天然氣、石油、煤等化石燃料轉化利用、提高利用率已成為當務之急。(1)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀的新型燃料,二者均可利用CO和H2反應合成。某燃料電池以二甲醚為原料,熔融碳酸鹽為電解質,其負極反應為CH3OCH36CO12e=8CO23H2O。寫出該燃料電池的正極反應式:_。廢水中含甲醇對水質會造成污染,Co3可將甲醇氧化為CO2。某同學以Pt作電極電解酸性含甲醇廢水與CoSO4混合液來模擬工業(yè)除污原理,其陽極反應式為_。(2)某企業(yè)采用如圖所示原理處理化石燃料開采、加工過程中產(chǎn)生的H2S廢氣。電解池中電極A、B均為惰性電極,其中電極A為電解池的_極;電極B所得到的物質X的分子式為_。反應池中發(fā)生的離子反應方程式為_。解析:(1)燃料電池中,正極上氧化劑O2得電子和CO2發(fā)生反應生成CO,電極反應式為O22CO24e=2CO。通電后,Co2被氧化成Co3,電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應為Co2e=Co3。(2)A極生成Fe3,B極生成氣體,可知電極A為陽極,電極B為陰極,B極生成氣體為H2。反應池中Fe3和H2S反應生成S,則Fe3被還原,離子方程式為H2S2Fe3=2Fe2S2H。答案:(1)O22CO24e=2COCo2e=Co3(2)陽H2H2S2Fe3=2Fe2S2H14三室式電滲析法在化工生產(chǎn)中有廣泛應用(1)處理煙氣中SO2可以采用堿吸電解法,流程如下,模擬過程的裝置如圖1所示。若用鋅錳堿性電池作為電源,_(填“e”或“f”)極與鋅極相連。f極的電極反應式為_。膜1為_(填“陰離子”或“陽離子”)交換膜,N為_(填離子符號)。電路中通過4 mol電子時可收集_L氣體P(標準狀況)。(2)次磷酸是一種重要還原劑和精細化工產(chǎn)品。以次磷酸鈉為原料,通過電滲析法可制備次磷酸,裝置如圖2所示。銅極為_;鉑極電極反應式為_。H2PO向_(填“左側”或“右側”)遷移。在銅極區(qū)獲得的產(chǎn)品為_(填化學式)。銅極電極反應式為_,該方法制備的H3PO2產(chǎn)品中含少量H3PO4雜質,原因是_。解析:(1)由題意知,左側稀氫氧化鈉溶液轉化成濃氫氧化鈉溶液,說明生成了氫氧化鈉,右側稀硫酸變成濃硫酸,則說明生成了硫酸,將SO氧化成SO,由此推知,左側電極反應式為2H2e=H2,右側電極反應式為SOH2O2e=SO2H。e極為陰極,與鋅錳堿性電池的鋅極(負極)相連,f極為陽極,發(fā)生氧化反應:SOH2O2e=SO2H。亞硫酸鈉中鈉離子向左側遷移,膜1為陽離子交換膜;SO向右側遷移,膜2為陰離子交換膜,N為SO。P為H2,又2H2e=H2,電路中通過4 mol電子,則n(H2)2 mol,標準狀況下V(H2)44.8 L。(2)由題圖可知,銅與電源負極相連,故銅為陰極,發(fā)生還原反應:2H2e=H2;鉑為陽極,電極反應式為4OH4e=2H2OO2。鉑極區(qū)氫離子濃度增大,H2PO向鉑極區(qū)遷移,鈉離子向銅極區(qū)遷移,銅極區(qū)產(chǎn)品為氫氧化鈉,鉑極區(qū)產(chǎn)品為次磷酸。鉑極區(qū)有氧氣生成,次磷酸具有還原性,易被O2氧化,H3PO2O2=H3PO4。答案:(1)eSOH2O2e=SO2H陽離子SO44.8(2)陰極4OH4e=2H2OO2右側NaOH2H2e=H2鉑極生成的O2氧化H3PO2生成H3PO4 卷重點增分練1(2018黃石調研)紙電池是一種有廣泛應用的“軟電池”,堿性紙電池采用薄層紙片作為載體和傳導體,紙的兩面分別附著鋅和二氧化錳。下列有關該紙電池的說法不合理的是()AZn為負極,發(fā)生氧化反應B電池工作時,電子由MnO2流向ZnC正極反應:MnO2H2Oe=MnO(OH)OHD電池總反應:Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnO(OH)解析:選B紙電池采用薄層紙片作為載體和傳導體,紙的兩面分別附著鋅和二氧化錳,Zn是活潑金屬,作該電池的負極,失去電子發(fā)生氧化反應,A正確;電池工作時,電子由負極流向正極,即電子由Zn流向MnO2,B錯誤;類似于鋅錳干電池,MnO2在正極上得電子被還原生成MnO(OH),則正極的電極反應為MnO2H2Oe=MnO(OH)OH,C正確;負極反應為Zn2OH2e=Zn(OH)2,結合正、負極反應式及得失電子守恒可知,該電池的總反應為Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnO(OH),D正確。2用鈉金屬片和碳納米管作為電極材料,以高氯酸鈉四甘醇二甲醚為電解液,可制得“可充室溫鈉二氧化碳電池”,電池總反應為4Na3CO22Na2CO3C,生成的固體Na2CO3沉積在碳納米管上,下列關于該電池的敘述正確的是()A放電時的正極反應為CO24e=C2O2B充電時碳納米管接直流電源的負極C放電時每消耗3 mol CO2,轉移4 mol電子D充電時陰極反應為C2Na2CO34e=4Na3CO2解析:選C該電池放電時,正極上CO2得電子,結合Na生成C和Na2CO3,A選項不正確;充電時,碳納米管應接直流電源的正極,作陽極,B選項不正確;放電時每消耗3 mol CO2,可生成1 mol C,轉移4 mol電子,C選項正確;充電時陰極反應式為Nae=Na,D選項不正確。3(2018青島質檢)中國企業(yè)華為宣布:利用鋰離子能在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發(fā)出石墨烯電池,電池反應式為LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2,其工作原理如圖。下列關于該電池的說法正確的是()A該電池若用隔膜可選用質子交換膜B放電時,LiCoO2極發(fā)生的電極反應為LiCoO2xe=Li1xCoO2xLiC石墨烯電池的優(yōu)點是提高電池的儲鋰容量進而提高能量密度D對廢舊的該電池進行“放電處理”讓Li嵌入石墨烯中而有利于回收解析:選C應選用只允許Li通過的隔膜,不選用質子交換膜,故A錯誤;根據(jù)電池反應,放電時,LiCoO2極發(fā)生還原反應,電極反應式為Li1xCoO2xLixe=LiCoO2,故B錯誤;石墨烯電池的優(yōu)點是提高電池的儲鋰容量進而提高能量密度,故C正確;根據(jù)工作原理,“放電處理”是將Li嵌入LiCoO2中,故D錯誤。4(2018武漢調研)利用如圖裝置進行實驗- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權。
- 關 鍵 詞:
- 通用版2019版高考化學二輪復習 選擇題命題區(qū)間4 電化學含解析 通用版 2019 高考 化學 二輪 復習 選擇題 命題 區(qū)間 電化學 解析
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學習交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權,請勿作他用。
鏈接地址:http://www.szxfmmzy.com/p-5457389.html