山東新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題突破練7電化學(xué)

專題突破練7電化學(xué)一、選擇題(本題包括8個小題,每小題8分,共64分)1.(雙選)有關(guān)下列四個常用電化學(xué)裝置的敘述正確的是()A.圖Ⅰ所示電池中,MnO2的作用是催化劑B.圖Ⅱ所示電池放電過程中,硫酸濃度不斷增大C.圖Ⅲ所示裝置工作過程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度逐漸減小D.圖Ⅳ所示電池中,Ag2O是氧化劑,電池工作過程中被還原為Ag2.(2019四川成都高三一診)港珠澳大橋設(shè)計壽命120年,對橋體鋼構(gòu)件采用了多種防腐方法。下列分析錯誤的是()A.防腐原理主要是避免發(fā)生反應(yīng):2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2B.鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層,是為了隔絕空氣、水等防止形成原電池C.采用外加電流的陰極保護(hù)法時需外接鎂、鋅等作輔助陽極D.鋼構(gòu)件可采用不銹鋼材料以減緩電化學(xué)腐蝕3.(2018山東煙臺高三診斷性測試)下列裝置一定能證明2Ag++2I2Ag+I2能否自發(fā)進(jìn)行的是()4.(2019山東師范大學(xué)附屬中學(xué)考前模擬)圖甲為一種新型污水處理裝置,該裝置可利用一種微生物將有機(jī)廢水的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。圖乙為電解氯化銅溶液的實驗裝置的一部分。下列說法中不正確的是()A.a極應(yīng)與X連接B.N電極發(fā)生還原反應(yīng),當(dāng)N電極消耗11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2時,則a電極增重64gC.不論b為何種電極材料,b極的電極反應(yīng)式一定為2Cl2eCl2↑D.若廢水中含有乙醛,則M極的電極反應(yīng)為CH3CHO+3H2O10e2CO2↑+10H+5.(雙選)我國研制出非貴金屬鎳鉬基高效電催化劑,實現(xiàn)電解富尿素廢水低能耗制H2(裝置如圖)?？偡磻?yīng)為CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑。下列說法中錯誤的是()A.a為陽極,CO(NH2)2發(fā)生還原反應(yīng)B.b電極反應(yīng)為2H2O+2eH2↑+2OHC.每轉(zhuǎn)移6mol電子,a電極產(chǎn)生1molN2D.電解一段時間,a極區(qū)溶液pH升高6.(2019山東青島3月質(zhì)檢)水系鋅離子電池是一種新型二次電池,工作原理如下圖。該電池以粉末多孔鋅電極(鋅粉、活性炭及黏結(jié)劑等)為負(fù)極,V2O5為正極,三氟甲磺酸鋅[Zn(CF3SO3)2]為電解液。下列敘述錯誤的是()A.放電時,Zn2+向V2O5電極移動B.充電時,陽極區(qū)電解液的濃度變大C.充電時,粉末多孔鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)D.放電時,V2O5電極上的電極反應(yīng)式為:V2O5+xZn2++2xeZnxV2O57.(2019山東濰坊高三二模)新型鋅碘液流電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢,其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.放電時電流從石墨電極流向鋅電極B.充電時陽極反應(yīng)式為:3I2eI3C.若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜,放電時正負(fù)極也隨之改變D.放電時左側(cè)電解質(zhì)儲罐中的離子總濃度增大8.(2019福建三明高三期末)某課題組以納米Fe2O3作為電極材料制備鋰離子電池(另一極為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料),通過在室溫條件下對鋰離子電池進(jìn)行循環(huán)充放電,成功地實現(xiàn)了對磁性的可逆調(diào)控(如圖)。下列說法正確的是()A.放電時,正極的電極反應(yīng)式為Fe2O3+6Li++6e2Fe+3Li2OB.該電池可以用水溶液作電解質(zhì)溶液C.放電時,Fe作電池的負(fù)極,Fe2O3作電池的正極D.充電完成后,電池被磁鐵吸引二、非選擇題(本題包括2個小題,共36分)9.(2019山西運(yùn)城臨猗中學(xué)高三月考)(18分)SO2、CO、CO2、NOx是對環(huán)境影響較大的幾種氣體,對它們的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。(1)利用電化學(xué)原理將CO、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料,裝置如圖所示:①若A為CO,B為H2,C為CH3OH,則通入CO的為(填“正”或“負(fù)”)極。

②若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為。

(2)碳酸鹽燃料電池,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質(zhì),操作溫度為650℃,在此溫度下以鎳為催化劑,以煤氣(CO、H2的體積比為1∶1)直接做燃料,其工作原理如圖所示。①電池總反應(yīng)為。

②以此電源電解足量的硝酸銀溶液,若陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為21.6g,電解后溶液體積為2L,溶液的pH約為。

(3)某研究小組利用下列裝置用N2O4生產(chǎn)新型硝化劑N2O5。①現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成燃料電池,采用電解法制備N2O5,裝置如圖所示,其中Y為CO2。在該電極上同時還引入CO2的目的是。

②電解過程中,生成N2O5的電極反應(yīng)式為。

10.(2019湖北鄂州、黃岡高三調(diào)研)(18分)化學(xué)電源在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。Ⅰ.如下圖所示,某同學(xué)設(shè)計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關(guān)問題。(1)甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)式為。

(2)石墨(C)極的電極反應(yīng)式為。

(3)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有2.24L氧氣參加反應(yīng),則乙裝置中鐵極上生成的氣體體積為L。丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為g,一段時間后燒杯中c(Cu2+)(填“增大”“減小”或“不變”)。

Ⅱ.“長征”火箭發(fā)射使用的燃料是液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2),并使用四氧化二氮作為氧化劑,這種組合的兩大優(yōu)點是,既能在短時間內(nèi)產(chǎn)生巨大能量將火箭送上太空,而且產(chǎn)物又不污染空氣(產(chǎn)物都是空氣的組分)。某校外研究性學(xué)習(xí)小組擬將此原理設(shè)計為原電池,如圖所示,結(jié)合學(xué)習(xí)過的電化學(xué)原理分析其設(shè)計方案,回答相關(guān)問題:(4)從a口加入(填名稱)。H+移動方向是(填“A到B”或“B到A”)。

(5)A極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為。

(6)若以該電池為電源用石墨作電極電解200mL0.5mol·L1的CuSO4溶液,電解一段時間后,兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體,則整個電解過程轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目是。

參考答案專題突破練7電化學(xué)1.CD解析堿性鋅錳電池反應(yīng)中二氧化錳得到電子被還原,為原電池的正極,A錯誤;鉛蓄電池放電時電池反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,該反應(yīng)中硫酸參加反應(yīng),所以濃度降低,B錯誤;電解精煉銅時,粗銅中不僅含有銅還含有其他金屬,電解時,粗銅中比銅活潑的金屬失電子,純銅上只有銅離子得電子,所以陰極上析出的銅大于陽極上減少的銅,所以溶液中銅離子濃度降低,C正確;銀鋅紐扣電池工作時,正極上氧化銀得電子生成銀,所以氧化銀作氧化劑發(fā)生還原反應(yīng),D正確。2.C解析鐵為活潑金屬,在潮濕的空氣中容易發(fā)生吸氧腐蝕,發(fā)生的主要反應(yīng)有2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3等,故A正確;鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層,可以隔絕空氣、水等防止形成原電池,防止鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕,故B正確;外接鎂、鋅等作輔助陽極屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法,采用外加電流的陰極保護(hù)時需外接電源,故C錯誤;不銹鋼具有較強(qiáng)的抗腐蝕性,采用不銹鋼材料做鋼構(gòu)件可以防止或減緩電化學(xué)腐蝕,故D正確。3.C解析KI溶液與AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生黃色沉淀,證明碘化鉀與硝酸銀反應(yīng)生成碘化銀和硝酸鉀,A項錯誤;兩個電極為石墨電極不能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),無法形成原電池,無法證明2Ag++2I2Ag+I2能否自發(fā)進(jìn)行,B項錯誤;左邊銀電極上碘離子失電子產(chǎn)生碘單質(zhì),右邊銀離子在電極上得電子析出銀,能證明2Ag++2I2Ag+I2能否自發(fā)進(jìn)行,C項正確;碘化銀連接電源的正極作陽極,陽極上氫氧根離子失電子產(chǎn)生氧氣,銀電極連接電源負(fù)極作陰極,陰極上銀離子得電子產(chǎn)生銀單質(zhì),證明電解硝酸銀產(chǎn)生銀、氧氣和硝酸,無法證明反應(yīng)2Ag++2I2Ag+I2能否自發(fā)進(jìn)行,D項錯誤。4.C解析根據(jù)題給信息知,圖甲是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池,N極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水,則N極為原電池的正極,M極廢水中的有機(jī)物失電子發(fā)生氧化反應(yīng),M為原電池的負(fù)極。電解氯化銅溶液,由于圖乙氯離子移向b極,銅離子移向a極,則a為陰極應(yīng)與負(fù)極相連,即a極與X極相連,b為陽極應(yīng)與正極(Y極)相連。根據(jù)以上分析,M是負(fù)極,N是正極,a為陰極應(yīng)與負(fù)極相連即與X極連接,A正確;N極(正極)氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),a為陰極銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒,則當(dāng)N電極消耗11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氧氣時,則a電極增重11.2L÷22.4L·mol1×4÷2×64g·mol1=64g,B正確;b為陽極,當(dāng)為惰性電極時,則電極反應(yīng)式為2Cl2eCl2↑,當(dāng)為活性電極時,電極本身失電子發(fā)生氧化反應(yīng),C錯誤;若有機(jī)廢水中含有乙醛,圖甲中M極為CH3CHO失電子發(fā)生氧化反應(yīng),發(fā)生的電極應(yīng)為CH3CHO+3H2O10e2CO2↑+10H+,D正確。5.AD解析電解池工作時,CO(NH2)2失去電子,a為陽極發(fā)生氧化反應(yīng),故A錯誤;陰極水得電子產(chǎn)生H2,則陰極反應(yīng)式為2H2O+2e2OH+H2↑,故B正確;陽極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)26e+H2OCO2↑+N2↑+6H+,若電路中通過6mol電子,陽極產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量為n(N2)=6mol×16=1mol,故C正確;a極發(fā)生反應(yīng)CO(NH2)26e+H2OCO2↑+N2↑+6H+,a極區(qū)溶液中氫離子濃度增大,溶液的pH降低,故D錯誤。6.B解析放電時,陽離子向正極移動,所以Zn2+向V2O5電極移動,A正確;充電時,陽極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng),鋅離子通過陽離子交換向左移動,所以陽極區(qū)電解液的濃度變小,B錯誤;充電時,粉末多孔鋅電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),C正確;放電時,V2O5電極上的電極反應(yīng)式為V2O5+xZn2++2xeZnxV2O5,D正確。7.C解析圖中電極材料為鋅和石墨,放電時鋅較活潑作負(fù)極,石墨作正極,負(fù)極反應(yīng)為Zn2eZn2+,失去的電子經(jīng)外電路流向石墨,電流從石墨電極經(jīng)外電路流向鋅電極,A項正確;充電過程與放電過程相反,充電時鋅為陰極,電極反應(yīng)式為Zn2++2eZn,石墨為陽極,電極反應(yīng)式為3I2eI3-,B項正確;將陽離子交換膜換成陰離子交換膜,放電時正負(fù)極均不變,C項錯誤;放電時左側(cè)正極反應(yīng)為I3-+2e3I,反應(yīng)中離子總數(shù)增加,則左側(cè)電解質(zhì)儲罐中的離子總濃度增大,D項正確。8.A解析正極發(fā)生還原反應(yīng),Fe2O3得電子被還原,所以放電時電池正極的電極反應(yīng)式為Fe2O3+6Li++6e3Li2O+2Fe,A正確;鋰與水能發(fā)生反應(yīng),所以不可以用水溶液作電解質(zhì)溶液,B錯誤;放電時,Li作電池的負(fù)極,Fe2O3作電池的正極,C錯誤;充電時,Fe作為陽極生成Fe2O3,磁鐵不可吸引Fe2O3,D錯誤。9.答案(1)①正②SO2+2H2O2eSO42-(2)①CO+H2+O2CO2+H2O②1(3)①氧氣可以和二氧化碳共同轉(zhuǎn)化為碳酸根離子,保持熔融鹽的成分不變②N2O4+2HNO32e2N2O5+2H+解析(1)①燃料電池中,通入氧化劑的電極是正極、通入還原劑的電極是負(fù)極,題給反應(yīng)中碳元素化合價由+2價變?yōu)?價、氫元素化合價由0價變?yōu)?1價,所以CO是氧化劑,則通入CO的電極為正極。②若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,負(fù)極上二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子,電極反應(yīng)式為SO2+2H2O2eSO42-+4H(2)①該燃料電池中,負(fù)極上一氧化碳、氫氣失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水,正極上是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電池總反應(yīng)為一氧化碳、氫氣與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水,總反應(yīng)方程式為CO+H2+O2CO2+H2O。②電解足量的硝酸銀溶液,陽極為氫氧根失電子生成氧氣,陰極電極反應(yīng)式為Ag++eAg,產(chǎn)物的質(zhì)量為21.6g,其物質(zhì)的量為0.2mol,轉(zhuǎn)移電子是0.2mol,陽極電極反應(yīng)式為4OH4e2H2O+O2↑,產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是0.05mol,則消耗氫氧根的物質(zhì)的量為0.2mol,則溶液中氫離子為0.2mol,c(H+)=0.2mol2L=0.1mol·L1,所以溶液的pH為(3)①在正極上氧氣得電子生成的氧離子可以和二氧化碳結(jié)合為碳酸根離子,可以保持熔融鹽的成分不變。②N2O5中氮元素的化合價是+5價,而硝酸中氮元素也是+5價,因此應(yīng)該在左側(cè)生成N2O5,即在陽極區(qū)域生成,則生成N2O5的電極反應(yīng)式為N2O4+2HNO32e2N2O5+2H+。10.答案(1)CH48e+10OHCO32-+7H(2)2Cl2eCl2↑(3)4.4812.8減小(4)偏二甲肼A到B(5)C2H8N216e+4H2O2CO2↑+N2↑+16H+(6)0.4NA(或2.408×1023)解析Ⅰ.甲為燃料電池,通入甲烷的一極為負(fù)極,通入氧氣的一極為正極。乙為電解池,Fe為陰極,石墨(C)為陽極,實質(zhì)為電解飽和食鹽水;丙為電解池,粗銅為陽極,精銅為陰極,實質(zhì)為電解精煉銅。(1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失去電子后結(jié)合OH生成CO32-,其電極反應(yīng)式為CH48e+10OHCO32(2)乙為電解池,Fe為陰極,石墨(C)為陽極,實質(zhì)為電解飽和食鹽水,故石墨(C)電極的電極反應(yīng)式為2Cl2eCl2↑。(3)標(biāo)準(zhǔn)狀