2021屆高考化學(xué)一輪專項提升：電化學(xué)基礎(chǔ)

2021屆高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)電化學(xué)基礎(chǔ)一、選擇題1一、選擇題1.下圖1、11分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO4-+2I-+2H+AsO3-+I2+H2O”設(shè)計成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖I燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖HB燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。巧丁N做A鼠人N叫AsOiKIpYKJ11Ij-下列敘述中正確的是( )A.甲組操作時，電流表(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.甲組操作時，溶液顏色變淺C.乙組操作時，C2作正極D.乙組操作時，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2+2e-===2I-2．一種處理垃圾滲透液并用其發(fā)電的裝置示意圖如圖所示。裝置工作時，下列說法不正確的是( )A.微生物細菌在氮的硝化中起氧化作用微生物硝化A.微生物細菌在氮的硝化中起氧化作用微生物硝化三垃圾滲透液B.鹽橋中K+向Y極移動C.電子由Y極沿導(dǎo)線流向X極D.Y極發(fā)生的反應(yīng)為2NO-+12H++10e-===N2T+6H2O3．下列關(guān)于電化學(xué)的敘述正確的是( )A.圖①兩極均有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液時石墨一極變紅B.圖②裝置可以驗證犧牲陽極的陰極保護法C.圖③可以模擬鋼鐵的吸氧腐蝕，碳棒一極的電極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e-===4OH-D.上述4個裝置中，圖①、②中Fe腐蝕速率較快，圖③中Fe腐蝕速率較慢4.某可充電電池的原理如圖所示，已知a、b為惰性電極，溶液呈酸性。充電時右槽溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙?。下列敘述正確的是( )注：V2+為紫色V3+為綠色VOj為黃色VO2+為藍色A.放電時，H+從左槽遷移進右槽B.放電過程中，左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{色C.充電時，b極接直流電源正極，a極接直流電源負極D.充電過程中，a極的電極反應(yīng)式為VO++2H++e-===VO2++H2O5．如圖是電化學(xué)催化還原二氧化碳制備一氧化碳的裝置示意圖，質(zhì)子交換膜將電解池分隔為陰極室和陽極室。下列說法中正確的是( )電削泄為陰極室和陽極室。下列說法中正確的是( )電削泄、『槐體I：楹室小子交捶膜H棚室a是陰極B極室的反應(yīng)是CO2+2e-+2H+===CO+H2O一段時間后，A極室中溶液的pH增大D.電子由B極室流向A極室6.我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是( )A.放電時，a電極反應(yīng)為I2Br-+2e-===2I-+Br-B.放電時，溶液中離子的數(shù)目增大C充電時，b電極每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充電時，a電極接外電源負極.一種可充電鋰一空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-/x=0或1）。下列說法正確的是（）憶水電解屏4面聚物隔膜A.放電時，多孔碳材料電極為負極.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(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D.充電時，電池總反應(yīng)為LLO,===2Li+（l—2b22-X 228.我國科學(xué)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銀網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2+4Na2Na2cO3+C。下列說法錯誤的是（）A.放電時，ClO-向負極移動.充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C放電時，正極反應(yīng)為：3CO2+4e-===2CC2-+CD.充電時，正極反應(yīng)為：Na++e-===Na.下圖是利用鹽橋電池從某些含碘物質(zhì)中提取碘的兩個裝置

鹽橋石墨〕MnO.hNai酸性溶液溶液,鹽橋石墨〕MnO.hNai酸性溶液溶液,I行瞿11NMO*溶液NaHSQ/容液2石墨III下列說法中正確的是A.兩個裝置中，石墨I和石墨口均作負極B.碘元素在裝置①中被還原，在裝置②中被氧化C裝置①、②中的反應(yīng)生成等量的I2時，導(dǎo)線上通過的電子數(shù)之比為1：5D.裝置①中MnO2的電極反應(yīng)式為MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-10.某興趣小組使用甲烷燃料電池（如圖甲所示）作為SO2傳感器（如圖乙所示）的電源，檢測空氣中SO2的含量。下列說法錯誤的是A.甲烷燃料電池M極的電極反應(yīng)式為CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2OB.甲烷燃料電池的b端連接SO2傳感器的c端C.標(biāo)準狀況下，當(dāng)甲烷燃料電池的N極消耗2.24L的O2時進入傳感器的SO2為4.48LD.每轉(zhuǎn)移1mol電子，傳感器中Ag/AgCl電極質(zhì)量增加35.5g11.新冠疫情期間某同學(xué)嘗試在家自制含氯消毒劑。用兩根鉛筆芯（g和C2）、電源適配器和水瓶組裝如圖所示的裝置。接通電源觀察到：C1周圍產(chǎn)生細小氣泡，C2周圍無明顯現(xiàn)象；持續(xù)通電一段時間后，C2周圍產(chǎn)生細小氣泡。此時停止通電，拔出電極，旋緊瓶塞，振蕩搖勻，制備成功。關(guān)于該實驗的說法不正確的是（）A.C1電極產(chǎn)生氣泡原因：2HO+2e-=H+2OH-1 22B.可以用兩根鐵釘代替鉛筆芯完成實驗電解，自制消毒劑的總反應(yīng)為：NaCl+H2O=====NaClO+H2TD.實驗過程中要注意控制電壓、開窗通風(fēng)、導(dǎo)出氫氣，確保安全12.科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。雙極隔膜下列說法錯誤的是()A.放電時，負極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH”-4B.放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC.充電時，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)2-=2Zn+OT+4OH-+2HO42 2D.充電時，正極溶液中OH-濃度升高13．現(xiàn)有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。利用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術(shù)原理,可電解Na2sO4溶液生產(chǎn)NaOH溶液和H2sO4溶液。下列說法中不正確的是()。．．A.陽極反應(yīng)式為4OH--4e-==2H2O+O2TB.從A口出來的是H2sO4溶液C.b是陽離子交換膜，允許Na+通過D.Na2sO4溶液從E口加入二、非選擇題14.羥基自由基(-OH,電中性,O為-1價)是一種活性含氧微粒。常溫下，利用?OH處理含苯酚廢水， 可將其轉(zhuǎn)化為無毒的氧化物。(1)OH的電子式為。(2)pH=3時Fe2+催化H2O2的分解過程中產(chǎn)生?OH中間體，催化循環(huán)反應(yīng)如下。將口補充完整。口下e2++H2O2+H+一Fe3++H2O+-OH□.+——— +O2T+2H+(3)已知:羥基自由基容易發(fā)生猝滅2-OH-H2O2。用H2O2分解產(chǎn)生的?OH脫除苯酚，當(dāng)其

他條件不變時，不同溫度下，苯酚的濃度隨時間的變化如圖1所示。0~20min時,溫度從40口上升到50口反應(yīng)速率基本不變的原因是(4)利用電化學(xué)高級氧化技術(shù)可以在電解槽中持續(xù)產(chǎn)生-OH,使處理含苯酚廢水更加高效，裝置如圖2所示。已知a極主要發(fā)生的反應(yīng)是O2生成H2O2,然后在電解液中產(chǎn)生-OH并迅速與苯酚反應(yīng)。①b極連接電源的極(填“正”或“負”)。②a極的電極反應(yīng)式為_。③電解液中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為 。15.將H2s轉(zhuǎn)化為可再利用的資源是能源研究領(lǐng)域的重要課題。(1)H2s的轉(zhuǎn)化□克勞斯法H2S^^S□鐵鹽氧化法H2s Fe3+>S□光分解法HS >H+S2 光、某溶液 2①反應(yīng)口的化學(xué)方程式是。②反應(yīng)□:+1H2S= Fe2++S1+(將反應(yīng)補充完整)。③反應(yīng)口體現(xiàn)了H2S的穩(wěn)定性弱于H2O。結(jié)合原子結(jié)構(gòu)解釋二者穩(wěn)定性差異的原因:(2)反應(yīng)口硫的產(chǎn)率低，反應(yīng)口的原子利用率低。我國科研人員設(shè)想將兩個反應(yīng)耦合，實現(xiàn)由H2S高效產(chǎn)生S和H2，電子轉(zhuǎn)移過程如圖。過程甲過程甲、乙中，氧化劑分別是\r+s過程甲過程甲、乙中，氧化劑分別是(3)按照設(shè)計，科研人員研究如下。①首先研究過程乙是否可行，裝置如圖。經(jīng)檢驗，n極區(qū)產(chǎn)生了Fe3+,p極產(chǎn)生了H2。n極區(qū)產(chǎn)生Fe3+的可能原因:口.Fe2+-e-=Fe3+口.2H2O-4e-=O2+4H+,（寫離子方程式）。經(jīng)確認， 口是產(chǎn)生Fe3+的原因。過程乙可行。②光照產(chǎn)生Fe3+后，向n極區(qū)注入H2s溶液，有S生成，持續(xù)產(chǎn)生電流，p極產(chǎn)生H2。研究S產(chǎn)生的原因，設(shè)計如下實驗方案：。經(jīng)確認，S是由Fe3+氧化H2s所得，H2s不能直接放電。過程甲可行。（4）綜上，反應(yīng)口、口能耦合，同時能高效產(chǎn)生H2和S，其工作原理如圖。| 北映映蜃性演版 酸性溶液進一步研究發(fā)現(xiàn)，除了Fe3+/Fe2+外，I-/I-也能實現(xiàn)如圖所示循環(huán)過程。結(jié)合化學(xué)用語，說明I3-/I-能夠使S源源不斷產(chǎn)生的原因：。參考答案一、選擇題1．D解析：D［裝置I中的反應(yīng)，AsO4-+2I-+2H+AsO3-+I2+H2O,當(dāng)加入適量濃鹽酸時，平衡向右移動，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會沿導(dǎo)線通過，所以甲組操作時，電流表（A）指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深；向裝置HB燒杯中加入NaOH溶液中，C2上發(fā)生：AsOq-—2e-+2OH-===AsO4-+H2O,電子沿導(dǎo)線到C1棒，I2+2e-===21-,所以C2為負極，C1為正極。］2．C解析：C解析：本題考查原電池原理在垃圾處理中的應(yīng)用，涉及電子和離子的移動、電極反應(yīng)式書寫等。由題圖可知，NH3在X電極被氧化生成N2,NO3■在Y電極被還原生成N2,則X極是負極，Y極是正極。NHj經(jīng)微生物硝化作用生成NO「則微生物細菌在氮的硝化中起氧化作用，A正確；鹽橋中陽離子移向正極，則鹽橋中K+向Y極移動，B正確；電子由負極流向正極，故電子由X極經(jīng)導(dǎo)線流向Y極，C錯誤；Y電極上NO院被還原生成N2，電極反應(yīng)式為2NO院+12H++10e-===N2T+6H2O,N2，3．C解析：C解析圖①陽極為惰性電極石墨，電解時陽極產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生H2，兩極均有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液時Fe電極附近溶液變紅，A錯誤。犧牲陽極的陰極保護法利用的是原電池原理，將受保護的金屬作原電池的正極，而圖②為電解池，可驗證外加電流的陰極保護法，B錯誤。NaCl溶液呈中性，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，碳棒作正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-,C正確。圖③中Fe作負極，腐蝕速率最快；圖①和②中Fe作陰極，圖④中鐵作正極，均受到保護，不易被腐蝕，D錯誤。4．B解析：B解析充電時右槽溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙?，即?+——丫2+,充電時b作陰極，接直流電源負極，a極接直流電源正極，C錯誤；放電時，b是負極，a是正極，a極發(fā)生還原反應(yīng)，化合價降低，即VO+-->VO2+,左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{色，H+從右槽遷移進左槽，A錯誤，B正確；充電過程中，a極是陽極，電極反應(yīng)式為VO2+—e-+H2O===VO++2H+,D錯誤。5．B解析：B解析根據(jù)題意可知該裝置是電解池，根據(jù)質(zhì)子的流向知b是陰極，B極室是陰極室，發(fā)生的反應(yīng)是CO2+2e—+2H+===CO+H2O，A極室發(fā)生的反應(yīng)是2H2O—4e—===4H++02t，總反應(yīng)是2CO2===2CO+O2,A錯誤，B正確；A極室中溶液的pH不會增大，C錯誤；電子不能在電解質(zhì)溶液中流動，D錯誤。6．D解析：D解析根據(jù)題圖，放電時，a極的電極反應(yīng)式為I2Br-+2e-===2I-+Br-,b極的電極反應(yīng)式為Zn—2e-===Znz+,總反應(yīng)為I2Br-+Zn===Zn>++Br-+2I-,<b為原電池負極，a為原電池正極，A正確；放電時，由總反應(yīng)可知離子數(shù)目增大，B正確；充電時，b極每增重0.65g,被還原的Zn2+的物質(zhì)的量為0.01mol,則消耗0.02molI-,C正確；充電時，a極發(fā)生氧化反應(yīng)，做陽極，接電源正極，D錯誤。7．D解析：D解析放電時，O2與Li+在多孔碳材料電極處反應(yīng)，說明電池內(nèi)，Li+向多孔碳材料電極移動，因為陽離子移向正極，所以多孔碳材料電極為正極，A錯誤。因為多孔碳材料電極為正極，外電路電子應(yīng)該由鋰電極流向多孔碳材料電極（由負極流向正極），B錯誤。充電和放電時電池中離子的移動方向相反，放電時，Li+向多孔碳材料電極移動，充電時向鋰電極移動，C錯誤。根據(jù)圖示和上述分析，可知放電時，電池的正極反應(yīng)是O2得電子與Li+轉(zhuǎn)化為Li202T，電池的負極反應(yīng)是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為Li+,所以總反應(yīng)為：2Li+（1—2）O2===L22T，充電時的反應(yīng)與放電時的反應(yīng)相反，所以充電時，電池總反應(yīng)為 Li2O2_x===2Li+0—2)O2,D正確。D解析：D解析放電時是原電池，ClO4向負極移動，A正確；電池的總反應(yīng)為3CO2+4Na2Na2cO3+C,因此充電時釋放CO2，放電時吸收CO2,B正確；放電時是原電池，正極是二氧化碳得到電子轉(zhuǎn)化為碳，反應(yīng)為：3CO2+4e-===2CO2-+C，C正確；充電時是電解池，正極與電源的正極相連，作陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2CO2-+C—4e—===3CO2，D錯誤。C解析：C【解析】兩個裝置中，①中左邊碘離子化合價升高變?yōu)閱钨|(zhì)碘，因此石墨I作負極，②中左邊碘酸根離子化合價降低變?yōu)閱钨|(zhì)碘，因此石墨口作正極，故A錯誤；碘元素在裝置①中化合價升高，被氧化，在裝置②中化合價降低，被還原，故B錯誤；裝置①、②中的反應(yīng)生成1mol的I2時，導(dǎo)線上通過的電子數(shù)物質(zhì)的量分別為2mol和10mol,導(dǎo)線上通過的電子數(shù)之比為1：5,故C正確；裝置①中MnO2的電極反應(yīng)式應(yīng)該為MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,故D錯誤。綜上所述，答案為C。C解析：C【解析】甲烷燃料電池的M極為原電池的負極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，又以O(shè)2-為電解質(zhì)，故其電極反應(yīng)式為CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,說法正確，A不選；甲烷燃料電池的b端為N極的一端，N極為原電池的正極，傳感器中Ag/AgCl電極為電解池的陽極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，原電池的正極連接電解池的陽極，故甲烷燃料電池的b端連接SO2傳感器的c端，說法正確，B不選；甲烷燃料電池的N極發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4e-=2O2-,標(biāo)準狀況下，消耗2.24L即0.1mol的O2轉(zhuǎn)移0.4mol電子，傳感器中陰極的電極反應(yīng)式是2HSO3-+2H++2e-=S2O4-+2H2O,若轉(zhuǎn)移0.4mol電子，應(yīng)消耗0.4molHSO-,故應(yīng)消耗標(biāo)準狀況下8.96L(0.4mol)的SO2,說法錯誤，C可選；傳感器中Ag/AgCl電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為Ag-e-+Cl-=AgCl,每轉(zhuǎn)移1mol電子，則有1molAg轉(zhuǎn)化為1molAgCl,質(zhì)量增加35.5g,說法正確，D不選；答案為C。B解析：B【解析】電解飽和食鹽水，陽極會產(chǎn)生氯氣，陰極會產(chǎn)生氫氣，由于H2不溶于水且不與溶液中的其他物質(zhì)反應(yīng)，所以會直接溢出，而氯氣會與電解過程中溶液中生成的NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镹aClO和NaCl,所以在制備過程中幾乎不會溢出，則C1極為陰極，C2極為陽極。A.由分析可知，g極為陰極，陰極處產(chǎn)生了氫氣，所以相關(guān)的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=2OH-+H2f,故A正確；B.若用兩個鐵釘代替兩個石墨電極，那么電解過程中陽極發(fā)生Fe的氧化，無法再產(chǎn)生氯氣，也就無法獲得含氯消毒劑，故B錯誤；C.由分析可知，電解過程中生成的氯氣又會再與溶液中生成的NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镹aClO和NaCl,涉及的反應(yīng)共有電解兩步，分別為：2NaCl+2H2O====2NaOH+H2T+Cl2T和2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2。，因此自制消毒劑的總反應(yīng)為：NaCl+H2O=NaClO+H2T，故C正確；D.電壓控制不得當(dāng)，可能會導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生，或者反應(yīng)速率很慢；由于電解過程中產(chǎn)生了氯氣和氫氣，所以要注意開窗通風(fēng)，防止中毒和發(fā)生爆炸，故D正確；故選C。【點睛】以電解飽和食鹽水為原理，設(shè)計的簡易裝置，不能忽略的一個問題是沒有隔膜，所以生成的陽極產(chǎn)生的氯氣易與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)。12．D解析：D【解析】由題可知，放電時，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，即CO2發(fā)生還原反應(yīng)，故放電時右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負極，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn(OH)2-；充電時，右側(cè)為陽極，4H2o發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，左側(cè)為陰極，Zn(OH)2-發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn，以此分析解22 4答。A.放電時，負極上Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)2-，4故A正確，不選；B.放電時，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，C元素化合價降低2，則1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，故B正確，不選；C充電時，陽極上H2O轉(zhuǎn)化為O，負極上Zn(OH)2-轉(zhuǎn)化為Zn，電池總反應(yīng)為：242Zn(OH)2-=2Zn+OT+4OH-+2HO，故C正確，不選；D.充電時，正極即為陽極，42 2電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=4H++O2T，溶液中H+濃度增大，溶液中c(H+)c(OH-戶Kw，溫度不變時，Kw不變，因此溶液中OH-濃度降低，故D錯誤，符合題意；答案選D?！军c睛】充放電電池，搞清楚對應(yīng)的電極發(fā)生的反應(yīng)。13．D解析：D【解析】陽極是氫氧根離子放電,發(fā)生的反應(yīng)為4OH--4e--2H2O+O2T,A項正確;陽極上氫氧根離子放電產(chǎn)生氧氣，同時生成氫離子，陽極附近生成硫酸，則從A口出來的是H2sO4溶液,B項正確;在陰極室一側(cè)放置陽離子交換膜，只允許陽離子通過，則b是陽離子交換膜，允許Na+通過。項正確;Na2sO4溶液從F口加入刀項錯誤。二、非選擇題14.(1)]?(2)2Fe3++2-OH——2Fe2++O2T+2H+(3)從圖1可知,0?20min,40?50口升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)該加快;但是溫度升高羥基自由基發(fā)生猝滅(或溫度升高過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣)，導(dǎo)致4OH)下降，所以，溫度從40口上升到50口反應(yīng)速率基本不變(4)①正②O2+2e-+2H+—H2O2FeiT③Fe2++H2O2+H+—Fe3++H2O+-OH(答案合理即可,如H