【全程復(fù)習(xí)方略】2022屆高考化學(xué)(人教版)一輪總復(fù)習(xí)單元評(píng)估檢測(8)電化學(xué)基礎(chǔ)

單元評(píng)估檢測(八)第九章(90分鐘100分)一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)1.(2021·哈爾濱模擬)如圖所示甲、乙兩個(gè)裝置，所盛溶液體積和濃度均相同且足量，當(dāng)兩裝置電路中通過的電子都是1mol時(shí)，下列說法不正確的是()A.溶液的質(zhì)量變化：甲減小乙增大B.溶液pH變化：甲減小乙增大C.相同條件下產(chǎn)生氣體的體積：V甲=V乙D.電極反應(yīng)式：甲中陰極為Cu2++2e-Cu，乙中負(fù)極為Mg-2e-Mg2+【解析】選C。甲中總反應(yīng)為2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，乙中總反應(yīng)為Mg+2HClMgCl2+H2↑，故甲溶液質(zhì)量減小，乙溶液質(zhì)量增大，A正確；甲中生成H2SO4，pH減小，乙中消耗鹽酸，pH增大，B正確；當(dāng)兩裝置電路中通過的電子都是1mol時(shí)，甲中產(chǎn)生0.25molO2，乙中產(chǎn)生0.5molH2，故相同條件下，甲、乙中產(chǎn)生氣體的體積比為1∶2，C錯(cuò)誤；甲中陰極為Cu2+放電，電極反應(yīng)為Cu2++2e-Cu，乙中負(fù)極為Mg放電，電極反應(yīng)為Mg-2e-Mg2+，D正確?！净?dòng)探究】(1)寫出甲裝置圖中陽極電極反應(yīng)方程式。提示：分析甲裝置圖可知為電解池，陽極應(yīng)為陰離子放電，即OH-發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為4OH--4e-2H2O+O2↑。(2)寫出乙裝置中正極電極反應(yīng)方程式。提示：乙裝置為原電池裝置，且電解質(zhì)溶液為鹽酸，依據(jù)金屬活動(dòng)挨次可知金屬鋁作正極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑。2.(2021·長沙模擬)甲醇燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車的最佳候選動(dòng)力源，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A.通氧氣的一極為負(fù)極B.H+從正極區(qū)通過交換膜移向負(fù)極區(qū)C.通甲醇的一極的電極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+D.甲醇在正極發(fā)生反應(yīng)，電子經(jīng)過外電路流向負(fù)極【解析】選C。外電路中電子從負(fù)極流向正極，內(nèi)電路H+從負(fù)極移向正極，B、D錯(cuò)誤；O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；甲醇在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+?！炯庸逃?xùn)練】某化學(xué)小組構(gòu)想將汽車尾氣(NO、NO2)轉(zhuǎn)化為重要的化工原料HNO3，其原理如圖所示，其中A、B為多孔材料。下列說法正確的是()A.電解質(zhì)溶液中電流的方向由B到A，電子的流向與之相反B.電極A表面反應(yīng)之一為NO-3e-+2H2ONQUOTE+4H+C.H+從右側(cè)向左側(cè)移動(dòng)D.該電池工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移4mol電子，生成22.4LO2【解析】選B。該電池的工作原理(以NO為例)為4NO+3O2+2H2O4HNO3，則NO發(fā)生了氧化反應(yīng)，故A極為負(fù)極，B極為正極。電子只能通過外電路，其流向?yàn)閺腁到B，A項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極反應(yīng)(以NO為例)為NO-3e-+2H2ONQUOTE+4H+，B項(xiàng)正確；H+向正極移動(dòng)，即從左側(cè)向右側(cè)移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移4mol電子，消耗1mol氧氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為22.4L，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.如圖裝置中，在U形管底部盛有CCl4，分別在U形管兩端當(dāng)心倒入飽和食鹽水和稀硫酸溶液，并使a、b兩處液面相平，然后分別塞上插有生鐵絲的塞子，密封好，放置一段時(shí)間后，下列有關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是()A.鐵絲在兩處的腐蝕速率：a<bB.a、b兩處相同的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+C.一段時(shí)間后，a處液面高于b處液面D.生鐵絲中的碳在a、b兩處分別作原電池的負(fù)極和正極【解析】選D。生鐵發(fā)生析氫腐蝕的速率比吸氧腐蝕的速率大，故A正確；a處負(fù)極上鐵失電子，正極上氧氣得電子，b處負(fù)極上鐵失電子，正極上氫離子得電子，所以a、b兩處相同的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+，故B正確；a處發(fā)生吸氧腐蝕，b處發(fā)生析氫腐蝕，一段時(shí)間后，a處氣體壓強(qiáng)減小，b處氣體壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致溶液從b處向a處移動(dòng)，所以a處液面高于b處液面，故C正確；生鐵中的碳在a、b兩處都作正極，故D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】(2021·南京模擬)美國的“自由女神”歷來被認(rèn)為是美國民主自由的象征。但由于長期存在于潮濕環(huán)境中，女神的銅外殼與雕像內(nèi)支撐它的鐵支架已丟失了隔離作用，導(dǎo)致鐵支架一層又一層地銹蝕，蓬松的氧化鐵使支架體積膨脹，鉚固的支架被撐斷。對(duì)此現(xiàn)象的產(chǎn)生緣由解釋不正確的是()A.氧化鐵的形成主要是由于鐵、銅及四周介質(zhì)構(gòu)成原電池B.生銹過程中可能發(fā)生的反應(yīng)有4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3C.氧化鐵的形成是由于鐵與O2發(fā)生化學(xué)腐蝕D.若是在干燥的環(huán)境中，女神可能會(huì)在更長時(shí)間內(nèi)保持“健康狀態(tài)”【解析】選C。A項(xiàng)正確，由于鐵、銅作為活潑性不同的兩個(gè)電極，四周介質(zhì)作為電解質(zhì)溶液，可構(gòu)成很多微小的原電池。B項(xiàng)正確，由于這是原電池總反應(yīng)的后續(xù)反應(yīng)。C項(xiàng)錯(cuò)誤，由于氧化鐵的形成是由于電化腐蝕后，氫氧化鐵分解生成的，而非鐵與O2發(fā)生化學(xué)腐蝕所致。D項(xiàng)正確，由于干燥的環(huán)境破壞了原電池構(gòu)成的基本條件，女神像就不會(huì)發(fā)生電化腐蝕而在更長時(shí)間內(nèi)保持“健康狀態(tài)”。4.(2021·濱州模擬)Li-SO2電池具有輸出功率高和低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。其電解質(zhì)是LiBr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，電池反應(yīng)為2Li+2SO2Li2S2O4。下列說法正確的是()A.該電池反應(yīng)為可逆反應(yīng)B.放電時(shí)，Li+向負(fù)極移動(dòng)C.充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為Li++e-LiD.該電池的電解質(zhì)溶液可以換成LiBr的水溶液【解析】選C。A中該電池的充、放電反應(yīng)是在不同條件下進(jìn)行的，故不是可逆反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B中放電時(shí)，陽離子移向正極，B錯(cuò)誤；D中因Li為電極，Li會(huì)與水反應(yīng)，故不能改用LiBr的水溶液，D錯(cuò)誤。5.(2021·濟(jì)南模擬)鋰碘電池可用于心臟起搏器的電源。該電池反應(yīng)為2Li(s)+I2(s)2LiI(s)ΔH<0，已知：4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)ΔH1=-324kJ·mol-1，4LiI(s)+O2(g)2Li2O(s)+2I2(s)ΔH=-114kJ·mol-1。下列結(jié)論中，不正確的是()A.該電池反應(yīng)2Li(s)+I2(s)2LiI(s)的ΔH=-105kJ·mol-1B.電池正極反應(yīng)為Li-e-Li+C.當(dāng)有14gLi消耗時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移2mole-D.該電池放電過程中電池的總質(zhì)量保持不變【解析】選B。Li作負(fù)極，所以負(fù)極反應(yīng)為Li-e-Li+，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2021·秦皇島模擬)近年來，加“碘”食鹽較多地使用了碘酸鉀(KIO3)，碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極，以KI溶液為電解液，在確定條件下電解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為KI+3H2OKIO3+3H2↑。下列有關(guān)說法不正確的是()A.電解轉(zhuǎn)移3mole-時(shí)，理論上可制得KIO3B.電解時(shí)，石墨作陽極，不銹鋼作陰極C.電解時(shí)的陽極電極反應(yīng)式：I--6e-+3H2OIQUOTE+6H+D.電解過程中電解質(zhì)溶液的pH變小【解析】選D。A項(xiàng)，化學(xué)方程式KI+3H2OKIO3+3H2↑，轉(zhuǎn)移電子數(shù)6mol，生成1mol碘酸鉀；每轉(zhuǎn)移3mol電子，理論上可得到0.5mol無水KIO3晶體，即107g，故A正確；B項(xiàng)，反應(yīng)式為KI+3H2OKIO3+3H2↑，陽極是惰性電極，所以電解時(shí)，石墨作陽極，不銹鋼作陰極，故B正確；C項(xiàng)，電解時(shí)的陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽極反應(yīng)為I--6e-+3H2OIQUOTE+6H+，故C正確；D項(xiàng)，總反應(yīng)為KI+3H2OKIO3+3H2↑，pH不變，故D錯(cuò)誤。7.(2021·鎮(zhèn)江模擬)下列敘述正確的是()A.如圖1所示，若銅中含有雜質(zhì)銀，可形成原電池，且銅作負(fù)極B.如圖2所示，當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成C.基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池如圖2所示，銅電極發(fā)生還原反應(yīng)D.若圖3所示的裝置中發(fā)生Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+的反應(yīng)，則X極是負(fù)極，Y極的材料可以是銅【解析】選A。A項(xiàng)，銅可與Fe3+發(fā)生反應(yīng)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+，銅被氧化，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，若含有不活潑金屬銀，則可形成原電池，銅作負(fù)極，加快反應(yīng)速率，正確；B項(xiàng)，若有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05molCu2O生成，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，銅電極應(yīng)發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，X極應(yīng)為銅，Y極不能為銅，錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)8.(14分)(2021·宜春模擬)(1)碳酸鹽燃料電池，以確定比例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)直接作燃料，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，則陽極產(chǎn)生氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。電解后溶液體積為2L，溶液的pH約為__________。(2)某爭辯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，接受電解法制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。在該電極上同時(shí)還引入CO2的目的是____________________。②電解過程中，生成N2O5的電極反應(yīng)方程式為____________________________?！窘馕觥?1)一氧化碳和氫氣按物質(zhì)的量比1∶1混合，再與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水。電解硝酸銀溶液陰極反應(yīng)為Ag++e-Ag，陽極反應(yīng)為4OH--4e-2H2O+O2↑，生成21.6g銀時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子，依據(jù)電子守恒可知，陽極生成氧氣0.05mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.12L。生成氫離子0.2mol，氫離子的濃度為QUOTE=0.1mol·L-1，溶液的pH=1。(2)燃料電池工作時(shí)燃料失電子，作負(fù)極，因此氫氣作負(fù)極，失去電子被氧化，轉(zhuǎn)化為氫離子，氫離子和碳酸根離子結(jié)合，最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，氧氣作正極，得到電子被還原，轉(zhuǎn)化為氧負(fù)離子，氧負(fù)離子和二氧化碳結(jié)合，最終轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，進(jìn)而保證了電解質(zhì)熔融鹽成分不變。N2O4轉(zhuǎn)化為N2O5，氮元素化合價(jià)上升，發(fā)生氧化反應(yīng)。答案：(1)①CO+H2+O2CO2+H2O②1.121(2)①在電極上與O2共同轉(zhuǎn)化為CQUOTE，保持熔融鹽成分不變②N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+【易錯(cuò)提示】分析燃料電池的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)沒有留意“溶液”的成分，是酸性、堿性還是熔融鹽、固體電解質(zhì)等。(2)不能從所給圖中分析電池的正負(fù)極，如圖示中的電流方向、電子流向或兩極上通入的物質(zhì)等。9.(16分)某化學(xué)愛好小組對(duì)電化學(xué)問題進(jìn)行了試驗(yàn)探究。Ⅰ.利用如圖所示裝置探究金屬的防護(hù)措施，試驗(yàn)現(xiàn)象是鋅電極不斷溶解，鐵電極表面有氣泡產(chǎn)生。(1)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式：_______________________________。(2)某同學(xué)認(rèn)為，鐵電極可能參與反應(yīng)，并對(duì)產(chǎn)物做出假設(shè)：假設(shè)1：鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe2+；假設(shè)2：鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe3+；假設(shè)3：________________________________________________。(3)為了探究假設(shè)1、2，他實(shí)行如下操作：①取0.01mol·L-1FeCl3溶液2mL于試管中，加入過量鐵粉；②取操作①試管的上層清液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀；③取少量正極四周溶液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，未見藍(lán)色沉淀生成；④取少量正極四周溶液加入2滴KSCN溶液，未見溶液變紅。據(jù)②、③、④現(xiàn)象得出的結(jié)論是____________________________________。(4)該試驗(yàn)原理可應(yīng)用于防護(hù)鋼鐵腐蝕，請(qǐng)?jiān)倥e一例防護(hù)鋼鐵腐蝕的措施：________________________________________________。Ⅱ.利用如圖所示裝置做電解50mL0.5mol·L-1的CuCl2溶液試驗(yàn)。試驗(yàn)記錄：A.陽極上有黃綠色氣體產(chǎn)生，該氣體使潮濕的淀粉碘化鉀試紙先變藍(lán)后褪色(提示：Cl2氧化性大于IQUOTE)；B.電解一段時(shí)間以后，陰極表面除有銅吸附外，還毀滅了少量氣泡和淺藍(lán)色固體。(1)分析試驗(yàn)記錄A中試紙顏色變化，用離子方程式解釋：①_______________________________________________________________；②_______________________________________________________________。(2)分析試驗(yàn)記錄B中淺藍(lán)色固體可能是______________(寫化學(xué)式)，試分析生成該物質(zhì)的緣由：____________________?！窘馕觥竣?(1)鋅比鐵活潑，鋅為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+。(2)依據(jù)假設(shè)1、2進(jìn)行分析，得出假設(shè)3為鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe2+和Fe3+。(3)從②分析得出①的試管中含有Fe2+；③現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e2+；④現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e3+；故可得出的結(jié)論是正極四周溶液不含F(xiàn)e2+和Fe3+。(4)防護(hù)鋼鐵腐蝕的措施有刷油漆、電化學(xué)疼惜法等。Ⅱ.(1)陽極上有氯氣產(chǎn)生，由于2I-+Cl2I2+2Cl-，該氣體使潮濕的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)；當(dāng)氯氣過量時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)5Cl2+I2+6H2O10Cl-+2IQUOTE+12H+，顏色褪去。答案：Ⅰ.(1)Zn-2e-Zn2+(2)鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe2+和Fe3+(3)正極四周溶液不含F(xiàn)e2+和Fe3+(4)刷油漆(其他合理答案均可)Ⅱ.(1)2I-+Cl2I2+2Cl-5Cl2+I2+6H2O10Cl-+2IQUOTE+12H+(2)Cu(OH)2電解一段時(shí)間后，Cu2+濃度下降，H+開頭放電，溶液pH增大，Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)210.(13分)全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流淌液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。如圖是釩電池基本工作原理示意圖：請(qǐng)回答下列問題：(1)硫酸在電池技術(shù)和試驗(yàn)室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是__________________，試驗(yàn)室中配制硫酸亞鐵時(shí)需要加入少量硫酸，硫酸的作用是__________________________________________________________。(2)釩電池由溶解于確定濃度硫酸溶液中的不同價(jià)態(tài)的釩離子(V2+、V3+、VO2+、VQUOTE)為正極和負(fù)極的活性物質(zhì)組成，電池總反應(yīng)為VO2++V3++H2OV2++VQUOTE+2H+。放電時(shí)的正極反應(yīng)式為________________________，充電時(shí)的陰極反應(yīng)式為__________________________。放電過程中，電解液的pH__________(填“上升”“降低”或“不變”)。(3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是______。a.VQUOTE、VO2+混合液 b.V3+、V2+混合液c.VQUOTE溶液 d.VO2+溶液e.V3+溶液 f.V2+溶液(4)能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是________?！窘馕觥?1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應(yīng)生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞鐵簡潔水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。(2)正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時(shí)的正極反應(yīng)為VQUOTE+2H++e-VO2++H2O；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故為V3+得電子生成V2+的反應(yīng)。(3)充電時(shí)陽極反應(yīng)式為VO2++H2O-e-VQUOTE+2H+，故充電完畢的正極電解液為VQUOTE溶液，而放電完畢的正極電解液為VO2+溶液，故正極電解液可能是選項(xiàng)a、c、d。(4)充電和放電過程中，正極電解液與負(fù)極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H+可以通過隔膜。答案：(1)電解質(zhì)溶液抑制硫酸亞鐵的水解(2)VQUOTE+2H++e-VO2++H2OV3++e-V2+上升(3)a、c、d(4)H+【加固訓(xùn)練】某課外小組分別用下圖所示裝置對(duì)原電池和電解池原理進(jìn)行試驗(yàn)探究。請(qǐng)回答：Ⅰ.用圖1所示裝置進(jìn)行第一組試驗(yàn)。(1)在保證電極反應(yīng)不變的狀況下，不能替代Cu作電極的是______(填字母序號(hào))。A.鋁 B.石墨 C.銀 D.鉑(2)N極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為________________________。(3)試驗(yàn)過程中，SQUOTE________________(填“從左向右”“從右向左”或“不”)移動(dòng)；濾紙上能觀看到的現(xiàn)象有________________________________________。Ⅱ.用圖2所示裝置進(jìn)行其次組試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液漸漸變成紫紅色；停止試驗(yàn)，鐵電極明顯變細(xì)，電解液照舊澄清。查閱資料發(fā)覺，高鐵酸根(FeQUOTE)在溶液中呈紫紅色。(4)電解過程中，X極區(qū)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(5)電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-6e-+8OH-FeQUOTE+4H2O和4OH--4e-2H2O+O2↑，若在X極收集到1344mL氣體，在Y極收集到168mL氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體體積)，則Y電極(鐵電極)質(zhì)量削減______g?！窘馕觥竣?(1)由圖1可知，左邊裝置是原電池，Cu電極是正極，電極材料不發(fā)生反應(yīng)，要保證電極反應(yīng)不變，代替銅電極的材料活潑性不如鋅才可以，鋁比鋅活潑，故A不行以。(2)N極連接原電池的負(fù)極鋅，則N極為電解池的陰極，其電解的是NaOH溶液(實(shí)質(zhì)是電解水)，電極反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-。(3)原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故SQUOTE從右向左移動(dòng)。鐵(M)作電解池的陽極，失電子生成Fe2+，F(xiàn)e2+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2被空氣中的氧氣氧化生成紅褐色沉淀，因此濾紙上會(huì)有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生。Ⅱ.(4)圖2裝置是電解池，X極為陰極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-，故pH增大。(5)依據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可得關(guān)系式：QUOTE2=QUOTE4+n(Fe)6，解得n(Fe)=0.015mol，m(Fe)=0.84g。答案：(1)A(2)2H2O+2e-H2↑+2OH-(3)從右向左濾紙上有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點(diǎn)”或“紅褐色沉淀”即可)(4)增大(5)0.8411.(15分)最新