高考化學二輪復(fù)習 第7講 電化學基礎(chǔ)練習

第7講電化學基礎(chǔ)一、小題對點練一、原電池原理及其應(yīng)用1．(·呼和浩特測試)有關(guān)電化學知識的描述正確的是 ()。A．理論上說，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池B．某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋內(nèi)可以是含瓊脂的KCl飽和溶液C．因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導線連接后放入濃硝酸中組成原電池，鐵作負極，銅作正極，其負極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋D．由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，其負極反應(yīng)式為Mg－2e－＋2OH－=Mg(OH)2解析A項，原電池反應(yīng)是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)；B項，因為電解質(zhì)溶液中有Ag＋，鹽橋內(nèi)不能有Cl－，因為二者反應(yīng)會生成AgCl沉淀；C項，F(xiàn)e、Cu、濃硝酸組成的原電池，由于鐵遇濃硝酸鈍化，則Cu為負極，F(xiàn)e為正極，其負極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋；D項，由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，電池總反應(yīng)為2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑，Al作負極，負極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，D錯。答案A2．(·稽陽一中測試)高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鹽Na2FeO4的裝置如圖所示。下列推斷合理的是 ()。A．鐵是陽極，電極反應(yīng)為Fe－6e－＋4H2O=FeOeq\o\al(2－,4)＋8H＋B．電解時電子的流動方向為：負極→Ni電極→溶液→Fe電極→正極C．若隔膜為陰離子交換膜，則OH－自右向左移動D．電解時陽極區(qū)pH降低、陰極區(qū)pH升高，撤去隔膜混合后，與原溶液比較pH降低(假設(shè)電解前后體積變化忽略不計)解析A項，鐵是陽極，由于溶液是堿性，不可能生成H＋，不正確；B項，電解時電子的流動方向為：負極→Ni電極，溶液中是離子導電，再是Fe電極→正極，不正確；C項，因陽極發(fā)生反應(yīng)Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，而消耗OH－，故OH－通過陰離子交換膜自左向右移動，不正確；D項，電解時陽極消耗OH－而使pH降低、陰極區(qū)因發(fā)生反應(yīng)6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－，生成OH－而pH升高；因為總反應(yīng)消耗OH－，撤去隔膜混合后，與原溶液比較pH降低，正確。答案D3．(·大綱卷，9)下圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關(guān)說法不正確的是 ()。A．放電時正極反應(yīng)為：NiOOH＋H2O＋e－→Ni(OH)2＋OH－B．電池的電解液可為KOH溶液C．充電時負極反應(yīng)為：MH＋OH－→H2O＋M＋e－D．MH是一類儲氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高解析A項，根據(jù)題意可確定該電池的總反應(yīng)為MH＋NiOOH=M＋Ni(OH)2，MH中M、H均為0價，MH作負極材料，而NiOOH為正極材料，負極反應(yīng)式為MH－e－＋OH－=M＋H2O，正極反應(yīng)式為NiOOH＋e－＋H2O=Ni(OH)2＋OH－，正確；B項，電極材料MH和NiOOH及其反應(yīng)產(chǎn)物在堿性溶液中均能穩(wěn)定存在，故電解液可為KOH溶液，正確；C項，根據(jù)負極電極反應(yīng)式可推知充電時陰極的電極反應(yīng)式為M＋e－＋H2O=MH＋OH－，錯誤；D項，MH中氫密度越大，單位體積的電極材料放出電量越多，電池的能量密度越高，正確。答案C二、電解原理及其應(yīng)用4．(·臺州一中模擬)某同學將電解池工作時電子、離子流動方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關(guān)分析完全正確的是()。ABCDa電極陽極陰極陽極陰極d電極正極正極負極負極Q離子陽離子陽離子陰離子陰離子解析電子由電源的負極流出，故a是陰極、d是正極，溶液中陽離子移向陰極。答案B5．(·金麗衢聯(lián)考)關(guān)于圖中電解池工作時的相關(guān)敘述正確的是()。A．Fe電極作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．Cl－向石墨電極做定向運動C．石墨電極反應(yīng)：Fe3＋＋3e－=FeD．電解池發(fā)生總反應(yīng)：2Cl－＋2Fe3＋eq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋2Fe2＋解析根據(jù)電子的流向確定鐵作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A選項正確；電解質(zhì)溶液中帶負電的氯離子向陽極(鐵電極)定向移動，進而形成閉合回路，B項錯誤；石墨作陰極，鐵離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成亞鐵離子，C選項錯誤；電解池中發(fā)生的總反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，D選項錯誤。答案A6．將KCl和CuSO4兩種溶液等體積混合后，用石墨電極進行電解，電解過程中，溶液pH隨時間t變化的曲線如圖所示，則下列說法正確的是 ()。A．整個過程中兩電極反應(yīng)2Cl－－2e－=Cl2↑、2H＋＋2e－=H2↑不可能同時發(fā)生B．電解至c點時，往電解液中加入適量CuCl2固體，即可使電解液恢復(fù)至原來的濃度C．a(chǎn)b段表示電解過程中H＋被還原，pH上升D．原混合溶液中KCl和CuSO4的濃度之比恰好為2∶1解析圖像分為三段，因此整個電解過程也有三個階段，第一個階段相當于電解CuCl2溶液，陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－＝Cl2，陰極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－＝Cu，CuCl2水解呈酸性，隨著電解的進行，濃度減小，酸性減弱，pH上升，選項C錯。若原混合溶液中KCl和CuSO4的濃度之比恰好為2∶1，則達b點時CuCl2消耗完，接著只電解水，pH不變，則與圖像不符，D錯。b→c溶液的pH明顯下降，說明b點時Cl－已耗完，而Cu2＋過量，相當于電解CuSO4溶液，陽極反應(yīng)為：2H2O－4e－＝4H＋＋O2，陰極反應(yīng)為2Cu2＋＋4e－＝2Cu，由于有H＋生成，則溶液的pH減小，又由于有O2生成，故電解至c點時，往電解質(zhì)溶液中加入CuCl2固體不能使電解質(zhì)溶液恢復(fù)至原來的濃度，B錯誤，c點時溶液中的電解質(zhì)為K2SO4與H2SO4，則c～d段相當于電解水，陽極反應(yīng)為2OH－－2e－＝H2O＋eq\f(1,2)O2，陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－＝H2，故A正確。答案A三、金屬腐蝕與防護7．(·雅安一診)化學與生活、生產(chǎn)有著密切關(guān)系，下列敘述中正確的是()。A．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，H＋得電子釋放出H2，鋼鐵被腐蝕B．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，OH－失電子釋放出O2，鋼鐵被腐蝕C．船底鑲嵌鋅塊，鋅發(fā)生還原反應(yīng)而被消耗，以保護船體D．外加電源的正極連接在海水中的鋼鐵閘門上，可保護閘門解析發(fā)生吸氧腐蝕時正極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋4e－=4OH－，整個過程是吸收O2而不是釋放出O2，B錯誤。選項C中是犧牲陽極的陰極保護法，金屬鋅發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯。選項D中是外加電流的陰極保護法，鋼鐵閘門應(yīng)與外加電源的負極相連，D錯。答案A8．化學在日常生產(chǎn)生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法不正確的是()。A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．鋼鐵在海水中比在河水中更易腐蝕，主要原因是海水含氧量高于河水C．在海輪外殼上鑲?cè)脘\塊，鋅作負極，可減緩船體的腐蝕速率D．在潮濕的空氣中，鍍鋅鐵板比鍍錫鐵板更耐腐蝕解析選項A，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，O2在正極獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；選項B，鋼鐵在海水中比在河水中更易腐蝕，主要原因是海水中電解質(zhì)的濃度高于河水，鋼鐵在海水中更易發(fā)生電化學腐蝕；選項C，輪船外殼鑲?cè)氡辱F活潑的鋅塊，形成原電池，鋅作負極，可減緩船體的腐蝕速率；選項D，在潮濕的空氣中，鐵板容易發(fā)生電化學腐蝕，鍍鋅鐵板中鋅比鐵活潑，鋅鐵構(gòu)成原電池，鐵作正極被保護，不容易被腐蝕；鍍錫鐵板中鐵比錫活潑；鐵錫構(gòu)成原電池，鐵作負極易被腐蝕。答案B二、大題沖關(guān)練9．(·上海市楊浦區(qū)高三上學期學業(yè)質(zhì)量調(diào)研)某小組按圖1所示的裝置探究鐵的吸氧腐蝕。完成下列填空：(1)圖2是圖1所示裝置的示意圖，在圖2的小括號內(nèi)填寫正極材料的化學式；在方括號內(nèi)用箭頭表示出電子流動的方向。(2)寫出正、負極反應(yīng)的方程式。正極：__________，負極：____________。(3)按圖1裝置實驗，約8分鐘才看到導管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地觀察到液柱上升的是________(填字母序號)。a．用純氧氣代替具支試管內(nèi)的空氣b．用食鹽水浸泡過的鐵釘再蘸取鐵粉和炭粉的混合物c．用毛細尖嘴管代替玻璃導管，并向試管的水中滴加少量紅墨水(4)升高溫度可以加快化學反應(yīng)速率，建議用酒精燈加熱具支試管。這一措施________(填“可行”或“不行”)。解析(1)電子由負極流向正極，(2)正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，負極：2Fe－4e－=2Fe2＋。(3)a項，增大O2的濃度，加快腐蝕，b項，增大接觸面積，加快腐蝕，c項，可以對實驗現(xiàn)象進行放大，且加入紅墨水易于觀察。(4)因為加熱具支試管，把空氣趕出，腐蝕更慢。答案(1)(2)2H2O＋O2＋4e－=4OH－Fe－2e－=Fe2＋(3)abc(4)不行10．(·湖州一中測試)(1)第三代混合動力車，可以用電動機、內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輛。汽車上坡或加速時，電動機提供推動力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)?；旌蟿恿嚹壳耙话闶褂面嚉潆姵?，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬(以M表示)為負極，堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理如圖1所示，其總反應(yīng)式為H2＋2NiOOHeq\o(,\s\up15(放電),\s\do15(充電))2Ni(OH)2。圖1根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)，該電極的電極反應(yīng)式為____________________________________________________________________。(2)圖2是一種新型燃料電池，以CO為燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物為電解質(zhì)，圖3是粗銅精煉的裝置圖，現(xiàn)用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗。圖2圖3回答下列問題：①A極為電源________(填“正”或“負”)極，寫出A極的電極反應(yīng)式：_______________________________________________________________。②要用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗，則B極應(yīng)該與________極(填“C”或“D”)相連。③當消耗標準狀況下2.24LCO時，C電極的質(zhì)量變化為________。解析(1)上坡或加速時，電動機工作，為原電池，乙電極中NiOOH→Ni(OH)2，Ni的化合價降低，乙電極為正極，電極反應(yīng)式為NiOOH＋e－＋H＋=Ni(OH)2，周圍溶液的pH增大。(2)①在燃料電池中可燃性氣體作負極，即A為負極，根據(jù)所給新型燃料電池的構(gòu)成原理裝置圖，結(jié)合原電池的工作原理，可直接寫出A極的電極反應(yīng)式：CO－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=2CO2。②根據(jù)電解精煉原理，粗銅應(yīng)與電源的正極相連，精銅應(yīng)與電源的負極相連，因B極是正極，所以B極應(yīng)與D極相連。③標準狀況下2.24LCO失去0.2mole－，根據(jù)得失電子守恒，C極上增加Cu的質(zhì)量為6.4g。答案(1)增大NiOOH＋e－＋H＋=Ni(OH)2(2)①負CO－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=2CO2②D③增加6.4g11．(高考題組合)(1)[·四川，11(4)]①MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________________________________________________________________。②MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是____________________________________________________________。(2)[(·江蘇，20，(1)]硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如上圖所示的電解池的陽極區(qū)進行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：S2－－2e－=S(n－1)S＋S2－=Seq\o\al(2－,n)①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式：___________________________________。②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成________________________________________________________________。(3)[·重慶，11，(4)]一定條件下，如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫(忽略其他有機物)。①導線中電子移動方向為________。(用A、D表示)②生成目標產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為________。③該儲氫裝置的電流效率η＝________(η＝eq\f(生成目標產(chǎn)物消耗的電子數(shù),轉(zhuǎn)移的電子總數(shù))×100%，計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位)解析(1)①根據(jù)Mn的化合價，從＋2價→＋4價，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則陽極電極反應(yīng)式為Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋。②堿性鋅錳干電池中，MnO2作為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式MnO2＋H2O＋e－=MnO(OH)＋OH－。(2)①電解時，陰極溶液中的陽離子放電，即水溶液中的H＋放電生成H2和OH－。②由題給反應(yīng)可