2021屆高考化學(xué)人教一輪復(fù)習(xí)熱點題型專練：串聯(lián)電路中電化學(xué)知識(含解析)

PAGEPAGE12021屆高考化學(xué)人教一輪復(fù)習(xí)熱點題型專練串聯(lián)電路中電化學(xué)知識一、選擇題1、某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，則()A．電流方向：電極Ⅳ→→電極ⅠB．電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C．電極Ⅱ逐漸溶解D．電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu解析：根據(jù)原電池的構(gòu)成原理，可知電極Ⅰ為負極，電極Ⅱ為正極，電極Ⅲ為陽極，電極Ⅳ為陰極。電子流向為電極Ⅰ→→電極Ⅳ，故電流方向為電極Ⅳ→→電極Ⅰ，A項正確；電極Ⅰ為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項錯誤；電極Ⅱ為正極，Cu2＋在此被還原，C項錯誤；電極Ⅲ為陽極，Cu－2e－=Cu2＋，D項錯誤。答案：A2、電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下來，起到凈水的作用，其原理如圖所示。下列說法正確的是()A．石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．根據(jù)圖示，物質(zhì)A為CO2C．為增強污水的導(dǎo)電能力，可向污水中加入適量乙醇D．甲烷燃料電池中COeq\o\al(2－,3)向空氣一極移動解析：甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，因此通入甲烷的一極為電源的負極，故石墨為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤；負極反應(yīng)式為CH4－8e－＋4COeq\o\al(2－,3)=5CO2＋2H2O，故A為CO2，B項正確；乙醇為非電解質(zhì)，不能增強污水的導(dǎo)電能力，C項錯誤；COeq\o\al(2－,3)向負極移動，而通入空氣的一極為電源的正極，D項錯誤。答案：B3、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圖。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電極接外電源負極解析：本題考查鋅-碘溴液流電池的工作原理，考查的核心素養(yǎng)是證據(jù)推理與模型認(rèn)知。根據(jù)電池的工作原理示意圖，可知放電時a電極上I2Br-轉(zhuǎn)化為Br-和I-，電極反應(yīng)為I2Br-+2e-2I-+Br-，A項正確；放電時正極區(qū)I2Br-轉(zhuǎn)化為Br-和I-，負極區(qū)Zn轉(zhuǎn)化為Zn2+，溶液中離子的數(shù)目增大，B項正確；充電時b電極發(fā)生反應(yīng)Zn2++2e-Zn，b電極增重0.65g時，轉(zhuǎn)移002mole-，a電極發(fā)生反應(yīng)2I-+Br--2e-I2Br-，根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，則有0.02molI-被氧化，C項正確；放電時a電極為正極，充電時，a電極為陽極，接外電源正極，D項錯誤。答案：D4、某同學(xué)組裝了如圖4所示的電化學(xué)裝置，電極ⅠAl，其它均為Cu，則（）A．電流方向：電極Ⅳ→A→電極ⅠB．電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C．電極Ⅱ逐漸溶解D．電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2++2e-

=

Cu

答案：A解析：注意左邊兩個燒杯形成雙桶原電池，最右邊燒杯是電鍍池。各電極名稱依次是Ⅰ（負極）Ⅱ（正極）Ⅲ（陽極）Ⅳ（陰極）。A項：電子從Ⅰ經(jīng)A流向Ⅳ，電流方向相反，故A正確。B項：Al鋁是金屬失電子，還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)。C項：Ⅱ極上有銅析出。D項：Ⅲ陽極銅溶解，Ⅳ陰析銅析出。5、鉛蓄電池的工作原理為：研讀下圖，下列判斷不正確的是（）A．K閉合時，d電極反應(yīng)式：B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0．2mol電子時，I中消耗的為0．2molC．K閉合時，II中向c電極遷移D．K閉合一段時間后，II可單獨作為原電池，d電極為正極解析：K閉合時Ⅰ為電解池，Ⅱ為電解池，Ⅱ中發(fā)生充電反應(yīng)，d電極為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式為PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-所以A正確。在上述總反應(yīng)式中，得失電子總數(shù)為2e-，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0．2mol電子時，可以計算出Ⅰ中消耗的硫酸的量為0．2mol，所以B對。K閉合一段時間，也就是充電一段時間后Ⅱ可以作為原電池，由于c表面生成Pb，放電時做電源的負極，d表面生成PbO2，做電源的正極，所以D也正確。K閉合時d是陽極，陰離子向陽極移動，所以C錯。答案：C6、如圖，A池用石墨電極電解NaOH溶液，B池精煉粗銅，一段時間后停止通電，A池中d極產(chǎn)生具有氧化性的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L。下列說法正確的是()A．A池為電解池，B池為原電池B．d、e兩極都發(fā)生氧化反應(yīng)C．e極應(yīng)為粗銅板材料D．B池中e極質(zhì)量增加12.8g解析：A池中d極產(chǎn)生的具有氧化性的氣體必為氧氣，則d極為陽極，e為陰極，A、B兩池都為電解池，故A、B項錯誤；故e極為純銅，f極為粗銅，C項錯誤；由產(chǎn)生氧氣的量可求得通過電路中的電子的物質(zhì)的量為2.24L/22.4L·mol－1×4e－＝0.4mol，根據(jù)閉合電路中的電量守恒可求得在e極上析出的銅的量為0.4mol/2×64g/mol＝12.8g，故D項正確。答案：D7、CuI是一種不溶于水的白色固體，它可以由反應(yīng)2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2而得到。如下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，在KI－淀粉溶液中陽極周圍變藍色，則下列說法正確的是()A．若a極變紅，則在Pt電極上：2I－－2e－=I2，淀粉遇碘變藍B．若b極變紅，則在Pt電極上：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，O2將I－氧化為I2，淀粉遇碘變藍C．若a極變紅，則在Cu電極上：開始Cu＋I－－e－=CuI，一段時間后2I－－2e－=I2，淀粉遇碘變藍D．若b極變紅，則在Cu極上：Cu－2e－=Cu2＋，Cu2＋顯藍色解析：若a極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，所以a為陰極，b為陽極，Y為電源的正極，X為負極，則Pt電極為陰極，該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，析出氫氣，故A錯誤；若b極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，所以b為陰極，a為陽極，Y為電源的負極，X為正極，則Pt電極為陽極，該極上是碘離子發(fā)生失電子生成I2，淀粉遇碘變藍，故B錯誤；電解NaCl溶液(滴入酚酞)，陰極附近變紅，若a極變紅，則X為電源的負極，Y為正極，故Cu電極為陽極，則Cu－2e－=Cu2＋，2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2，碘遇淀粉變藍，故C正確；若b極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，b為陰極，a為陽極，Y為電源的負極，X為正極，Cu電極是陰極，該極上發(fā)生氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，析出氫氣，故D錯誤。答案：C二、非選擇題8、下圖是一個用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.8～8.0，酸色—紅色，堿色—黃色)回答下列問題：(1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是________(填編號)。①A管溶液由紅變黃②B溶液由紅變黃③A管溶液不變色④B管溶液不變色(2)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：________________。(3)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：____________。(4)檢驗a管中氣體的方法是______________。(5)檢驗b管中氣體的方法是_______________。(6)電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是___________________________。答案：(1)①④(2)2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑)；Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(3)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－=4H＋＋O2↑)(4)用拇指按住管口，管口向下取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍色火焰(5)用拇指按住管口，管口向上取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會復(fù)燃(6)溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)9、如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g5%NaOH溶液、足量CuSO4溶液和100g10%K2SO4溶液，電極均為石墨電極。(1)接通電源，一段時間后，測得丙中K2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。則①電源的N端為________極；②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________；③計算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L；④電解前后丙中溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)乙裝置中如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行：________(填“能”或“不能”)，原因是____________________。解析：(1)①接通電源一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說明c電極表面析出Cu，則該電極為陰極，從而推知M端為電源的負極，N端為電源的正極。②電極b為陽極，用惰性電極電解NaOH溶液相當(dāng)于電解水，陽極上OH－放電生成O2，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O。③用惰性電極電解K2SO4溶液相當(dāng)于電解水，設(shè)電解過程中消耗水的質(zhì)量為xg，據(jù)電解前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變可得：100g×10%＝(100－x)g×10.47%，解得x＝4.5，則電解過程中消耗水的物質(zhì)的量為eq\f(4.5g,18g·mol－1)＝0.25mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5mol，故電極b上生成的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V(O2)＝0.5mol×eq\f(1,4)×22.4L·mol－1＝2.8L。④丙中用惰性電極電解K2SO4溶液相當(dāng)于電解水，電解過程中c(K2SO4)增大，但溶液的pH不變。(2)當(dāng)電解過程中銅全部析出時，CuSO4溶液變?yōu)镠2SO4溶液，繼續(xù)電解則為電解H2SO4溶液，相當(dāng)于電解水。答案：(1)①正②4OH－－4e－=O2↑＋2H2O③2.8④不變(2)能CuSO4溶液變?yōu)镠2SO4溶液，可繼續(xù)電解H2SO4溶液，相當(dāng)于電解水10、某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請回答下列問題：(1)甲池為______(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，通入CH3OH電極的電極反應(yīng)式為__________________________。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為____________(填“正極”“負極”“陰極”或“陽極”)，總反應(yīng)式為____________。(3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O2的體積為____________mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，丙池中________極析出____________g銅。(4)若丙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時間后，甲中溶液的pH將____________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；丙中溶液的pH將____________。解析：(1)甲池為原電池，通入CH3OH的電極為負極，電極反應(yīng)式為CH3OH－－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。(2)乙池為用惰性電極電解AgNO3溶液，其中A作陽極，B作陰極，總反應(yīng)式為4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移的電子相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝eq\f(1,4)×eq\f(5.40,108)×22.4L＝0.28L＝280mL，m(Cu)＝eq\f(1,2)×eq\f(5.40,108)×6