《2020高考化学二轮题型专练：(六)电化学基础Word版含解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考化学二轮题型专练：(六)电化学基础Word版含解析.docx（20页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、题型专练 (六 )电化学基础1.(2019 辽宁葫芦岛一模)据报道 ,我国已研制出 “可充室温钠 二氧化碳电池 ”,电极材料为钠金属片和碳纳米管,电解液为高氯酸钠四甘醇二甲醚溶液,电池总反应为4Na+3CO22Na CO+C,生成的固体Na CO沉积在碳纳米管上。 下列叙述不正确的是 ()2323A. 放电时钠金属片发生氧化反应B. 放电时吸收 CO2 ,充电时释放 CO2C. 放电时 Na+向碳纳米管移动D. 放电时的负极反应为 2Na+C O32-2e-Na2CO3答案 D解析 放电时钠金属片作负极,失去电子发生氧化反应,A 项正确 ;放电时正极上吸收CO2 气体 ,CO2 中的 C 原子
2、得到电子 ,被还原生成 C 单质 ,充电时 C 单质失去电子,与 Na 2CO3反应变为CO2 气体 ,同时产生金属Na,B 项正确 ;放电时 Na+ 向正极碳纳米管方向移动,C 项正确 ;放电时负极上的 Na 失去电子 ,负极反应为 Na-e-Na+,D 项错误。2.(2019 河北唐山一模 )研究人员研发了一种 “水电池 ”,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电。在海水中,电池总反应可表示为5MnO 2+2Ag+2NaClNa2Mn 5O10+2AgCl 。下列有关 “水电池 ”在海水中放电时的说法正确的是()A. 正极反应式 :Ag+Cl -+e-AgClB. 每生成 1 m
3、ol Na Mn O10转移 4 mol 电子25C.Na+ 向 “水电池 ”的负极移动D.AgCl 是氧化产物答案 D解析 该电池的正极反应为5MnO 2+2e-Mn 5O102- ,负极反应为 Ag+Cl - -e-AgCl,A 项错误 ;由电池总反应方程式可知,每生成 1 mol Na 2Mn 5O10 转移 2 mol 电子 ,B 项错误 ;电池放电过程中钠离子向正极移动 ,C 项错误 ;负极上 Ag 失电子被氧化 ,故 AgCl 是氧化产物 ,D 项正确。3.(2019 湖北部分重点中学第二次联考)高温时通过以下反应制备金属铝。用铝制作的“快速放电铝离子二次电池 ”的原理如下图所示(
4、EMI + 为有机阳离子 )。 Al 2O3 (s)+AlCl 3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)H1=a kJ mol -1 3AlCl(g)2Al(l)+AlCl 3(g)H2=b kJ mol -1 Al 2O3 (s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)H 3下列说法正确的是 ()A. 该电池放电时的负极反应为Al-3e -+7AlC l4-4Al 2Cl 7-B . H20,B 项错误 ;放电时铝为负极被氧化 ,石墨电极为正极发生还原反应 ,充电时石墨电极作阳极发生氧化反应,所以该电池充电时石墨电极与电源正极相连,C 项错误 ;根据盖斯定律 : += ,因此 Al
5、2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)H 3=(a+b)kJ mol -1 ,D 项错误。4.(2019 湖北部分重点中学起点考试)硼酸 (H 3BO3)为一元弱酸 ,已知 H3BO3 与足量 NaOH 溶液反应的离子方程式为H 3BO 3+OH -B(OH )4- ,H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示 (阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是 ()A. 当电路中通过1 mol 电子时 ,可得到 1 mol H 3 BO3B. 将电源的正、负极反接,工作原理不变C.阴极上的电极反应为-O +4H+2H O-4e22D.B(OH )- 穿过阴膜
6、进入阴极室,Na +穿过阳膜进入产品室4解析 阳极电极反应为 2H 2O-4e-O2+4H +,阴极电极反应为 4H2O+4e-2H 2+4OH -,阳极室中的氢离子通过阳膜进入产品室,原料室中的 B(OH )-穿过阴膜进入产品室,发生反应B(OH )4-+H +4H2O+H 3BO 3 获得产品。电路中通过1 mol 电子时 ,阳极上有 1 mol H +生成 ,生成 1 mol 硼酸需要1 mol H +,所以电路中通过 1 mol 电子时 ,可得到 1 mol H 3BO 3,A 项正确 ;如果将电源的正、负极反接,工作原理发生变化 ,B 项错误 ;电解时阴极发生得到电子的还原反应,电极
7、反应式为 4H 2O+4e-2H2+4OH -,C项错误 ;阳极电极反应为 2H2 O-4e-O2+4H +,阴极电极反应为4H2O+4e-2H 2+4OH -,阳极室中的氢离子通过阳膜进入产品室,B(OH )- 穿过阴膜进入产品室,发生反应B(OH )4-+H +4,D 项错误。H2O+H 3BO 3,Na+穿过阳膜进入阴极室5.(2019湖北名校联盟三模 )我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可进行脱硫 ,将硫化氢气体转化成硫沉淀。已知甲、乙池中发生的反应如图所示。下列说法正确的是 ()A. 甲池中得到H 2O2 的反应 ,H 2O2 既是氧化产物也是还原产物B. 电路
8、中每转移0.2 mol 电子 ,甲池溶液质量变化3.4 g,乙池溶液质量保持不变C.光照时乙池电极上发生的反应为H 2S+I3-3I- +S+2H +D. 甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H +-2e-H 2AQ答案 B解析 根据图示可知在甲池中O2 与 H2AQ 反应产生 H2O2 和 AQ,O 元素的化合价降低,H 元素化合价没有变化 ,所以 H2O2 是还原产物 ,A 项错误。根据图示可知电路中每转移0.2 mol 电子 ,反应产生 0.1 mol H 2 2,同时有 0.2 mol H+ 从乙池进入甲池 ,溶液质量增加3.4 g;而在乙O池 ,H2S-2e-S+2H +,产生的 H
9、 + 通过全氟碳酸膜进入甲池,所以乙池溶液质量保持不变,B 项正确。在乙池中,H2S 失电子生成硫单质,I 2 单质得电子生成I-,发生的电池反应为2-3I-+S+2H+,该反应不是电极反应 ,C 项错误 ;甲池中碳棒为正极,正极上发生还原反应,H S+I 3电极反应为 AQ+2H +2e-2H AQ,D 项错误。6.(2019 河南洛阳模拟 )以石墨负极 (C)、LiFePO 4 正极组成的锂离子电池的工作原理如图所示(实际上正、负极材料是紧贴在锂离子导电膜两边的)。充放电时 ,Li +在正极材料上脱嵌或嵌入,随之在石墨中发生了Li xC6的生成与解离。下列说法正确的是()A. 锂离子导电膜
10、应有保护成品电池安全性的作用B. 该电池工作过程中 Fe 元素化合价没有发生变化C.放电时 ,负极材料上的反应为6C+xLi +xe-Li xC6D. 放电时 ,正极材料上的反应为4-Li1-x4+LiFePO-xeFePO +xLi答案 A解析 根据题意描述,放电时 ,石墨为负极 ;充电时 ,石墨为阴极 ,石墨转化为Li xC6,得到电子 ,石墨电极上发生还原反应。根据上述分析,总反应为 LiFePO 4+6CLi1- x4x 6FePO +Li C 。为了防止正负极直接相互接触,因此用锂离子导电膜隔开,锂离子导电膜起到保护成品电池安全性的作用 ,A 项正确 ;根据总反应方程式 LiFePO
11、 4Li1- x4x 6可知 ,LiFePO4+6CFePO +Li C与 Li 1- x4,否则不能构成原电池反应,B 项错误 ;放电时 ,负极发生氧化FePO 中铁元素的化合价不同反应 ,电极反应为 Li xC6-xe-6C+xLi +,C 项错误 ;放电时 ,Li 1-xFePO4 在正极上得电子发生还原反应 ,电极反应为 Li 1- x4+-4,D 项错误。FePO +xLi+xeLiFePO7.(2019 河南开封一模 )某课题组以纳米Fe2O3 作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料 ), 通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控
12、 ( 如图 )。下列说法错误的是()A. 放电时 ,负极的电极反应为Li-e -Li +B. 放电时 ,电子通过电解质从Li 流向 Fe2O3C.充电时 ,Fe 做阳极 ,电池逐渐摆脱磁铁吸引D. 充电时 ,阳极的电极反应为2Fe+3Li O-6e-Fe O+6Li+223答案 B解析 由图可知 :该电池在充、放电时的反应为6Li+Fe 2O33Li 2O+2Fe; 放电时负极发生氧化反应 ,正极发生还原反应 ;充电时阳极、阴极电极反应式与放电时的正极、负极电极反应式正好相反。该电池在放电时 Li 为负极 ,失去电子 ,发生氧化反应 ,电极反应式是Li-e -Li +,A 项正确 ;放电时 ,
13、电子通过外电路从负极Li 流向正极 Fe2O3,不能经过电解质 ,B项错误 ;充电时 ,Fe 做阳极 ,失去电子 ,发生氧化反应,被氧化变为Fe2O3,Fe2O3 不能被磁铁吸引,故电池逐渐摆脱磁铁吸引,C项正确 ;充电时 ,阳极失去电子 ,发生氧化反应 ,该电极反应式为 2Fe-6e-+3Li 2O Fe2O3+6Li +,D 项正确。8.(2019 河北石家庄教学质量检测)新型镁 锂双离子二次电池如图所示,下列关于该电池的说法不正确的是()A. 放电时 ,Li +由左向右移动B. 放电时 ,正极的电极反应式为 Li1- x4+-LiFePO4FePO +xLi+xeC.充电时 ,外加电源的
14、正极与 Y 相连D. 充电时 ,导线上每通过 1 mol e-,左室溶液质量减轻12 g答案 D解析 放电时 ,左边镁为负极 ,失电子发生氧化反应,电极反应式为 Mg-2e -Mg 2+;右边为正极得电子发生还原反应,电极反应式为 Li 1- xFePO4+xLi +xe-LiFePO 4,阳离子移向正极 ; 充电时 ,外加电源的正极与正极相连 ,负极与负极相连。放电时为原电池 ,原电池中阳离子移向正极,所以 Li +由左向右移动 ,A 项正确 ;放电时 ,右边电极为正极 ,得电子发生还原反应,电极反应式为Li 1FePO4+xLi + +xe-LiFePO 4,B 项正确 ;充-?电时 ,外
15、加电源的正极与正极相连,所以外加电源的正极与Y 相连 ,C 项正确 ;充电时 ,左室电极反应式为 Mg 2+2e-Mg, 右侧将有1 mol Li +移向左室 ,所以导线上每通过1 mol e -,左室溶液质量减轻 12 g-7 g=5 g,D 项错误。9.(2019 湖南益阳模拟 )对废水中氮、 磷元素的去除已经逐渐引起科研人员的广泛关注。采用两级电解体系对废水中硝态氮和磷进行降解实验取得了良好的去除效果。装置如图所示,由平板电极 (除氮时 a 极为催化电极,b 极为钛电极 ;除磷时 a 极为铁 ,b 极为钛板 ) 构成二维两级电解反应器。下列说法错误的是()A.a 电极上的电势比b 电极上
16、的电势高B. 除氮时 ,b 极的电极反应式为2NO-3 +10e-+6H 2ON2 +12OH -C.除磷的反应可能为Fe3+PO34-FePO4、 3Fe2+2PO34-Fe3(PO4) 2D. 钛极产生的气体能发生气浮作用,使溶液中颗粒物漂浮至表面而被去除答案 B解析 该装置为电解池 ,当除氮时 ,从图中可知 b 电极上发生的反应为2NO3-+10e-+12H +N 2+6H 2O,故 b 电极为阴极 ,a 电极为阳极 ,a 电极上的电势比b 电极上的电势高 ,A 项正确 ;除氮时 ,因电解质溶液为酸性,故 b 极的电极反应为-+22-2+,除磷反应2NO3+10e +12HH +6H O
17、,B 项错误 ;除磷时 a 极为铁 ,电极反应为 Fe-2eFe为 Fe3+ +PO43-FePO4、 3Fe2+ +2PO43-Fe3(PO4)2,C 项正确 ;钛极产生的气体形成细微的小气泡 ,有利于颗粒物漂浮至表面而被去除,D 项正确。10.(2019 河北保定模拟 )用以葡萄糖为燃料的生物燃料电池甲与盛有足量硫酸铜溶液的装置乙相连 ,起始电路接入状况如图,以电流强度0.1 A 通电 10 min 后 ,将电池的正、负极互换接入,移动滑动变阻器 :以电流强度0.2 A, 继续通电10 min, 结束实验。下列有关说法正确的是()A. 葡萄糖在装置甲的正极参加反应,氧气在负极参加反应B.
18、在该电池反应中 ,每消耗1 mol 氧气理论上能生成标准状况下二氧化碳11.2 LC.电池工作20 min 时 ,乙装置电极析出固体和电极上产生气体的质量比为2 1D. 电池工作15 min 时 ,乙装置中铜棒的质量与起始通电前相等答案 D解析 燃料电池的负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳,电极反应为C6H 12O6 +6H 2O-24e-6CO2+24H +; 正极是氧气得电子在酸性条件下产生水,电极反应式为6O2+24H + +24e-12H 2O;碳棒连接燃料电池的负极作阴极,铜棒连接燃料电池的正极作阳极,硫酸铜溶液为电解质溶液,相当于在碳棒上镀铜。葡萄糖在装置甲的负极参加反应,氧气在正极参
19、加反应,A 项错误 ;在该电池反应中 ,每消耗1 mol 氧气 ,理论上能生成1 mol 二氧化碳 ,标准状况下二氧化碳的体积为22.4 L,B项错误 ;乙池工作前 10 min, 铜棒反应为 Cu-2e-Cu2+,碳棒反应为 Cu2+2e-Cu;将电池正、负极反接后的 5 min, 依据电子守恒 ,铜棒析出的铜与碳棒上溶解的铜相等,乙装置恰好复原 ;乙池工作的后 52+-+?(Cu)min, 铜棒反应为Cu+2e22,依据电子守恒 ,?(O2) =Cu,碳棒反应为 2H O+4eO +4H2 64432=1 ,C项错误 ;电池工作 15 min 时 ,乙装置中正、负极互换前后所通过的电量相等
20、,前 10 min铜失电子减少的质量与后5 min 铜离子得电子产生铜的质量相等,D 项正确。11.(2019 湖北武昌调研 )溶于海水的 CO2 主要以 4 种无机碳形式存在,其中 HC O3- 占 95%, 利用图示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。下列说法正确的是()A.a 室排出的是 NaOH 、 Ca(OH) 2等强碱性物质B.b 室发生的主要反应 :2H +CO32-H 2O+CO 2C.c 室发生的反应为2H2O-4e-O2 +4H +D. 装置中产生的 O2和提取的 CO2 的体积比约为 1 4答案 D解析 a 室电极与电源正极相连 ,是电解池阳极 ,电极反应
21、为 2H 2-2+,H+通过阳离子O-4eO +4H交换膜进入 b 室 ,A 项错误 ;a 室生成的 H+ 通过阳离子交换膜进入b 室 ,与主要含碳粒子发生反应HCO3- +H+H2O+CO 2,B 项错误 ;c 室电极与电源负极相连 ,是电解池阴极 ,电极反应为2H 2O+2e-H2 +2OH -,b 室海水中阳离子通过离子交换膜进入c 室 ,故 c 室排出的是 NaOH 、Ca(OH) 2等强碱性物质 ,C 项错误 ;据阳极反应和 b 室反应可知 ,装置中产生的O2 和提取的 CO2的体积比约为14,D 项正确。12.(2019 河北中原名校联盟 )一种电催化合成氨的装置如图所示。该装置工
22、作时,下列说法正确的是 ()A. 图中涉及的能量转化方式共有3种B. 两极产生的气体的物质的量之比是11C.电路中每通过 1 mol 电子 ,有 1 mol H +迁移至 a 极D.b 极上发生的主要反应为N2+6H+6e-2NH 3答案 D解析 该装置包含多种能量转化,主要能量转化有 :太阳能 电能 ,风能 机械能 电能 ,电能 化学能 ,另外还可能有其他能量转化为热能等,A 项错误。 生成氧气的a 极是电解池的阳极 ,电极反应式为 2H 2O-4e-O2+4H +;生成氨气的 b 极是阴极 ,电极反应式为N2+6H +6e-2NH 3;由得失电子数目守恒可知,两极生成氧气和氨气的理论物质的
23、量之比是3 4,B 项错误。电解时 ,阳离子向阴极移动,H+应向 b 极迁移 ,C 项错误。电解时,生成氨气的b 极是阴极 ,阴极上氮气放电生成氨气 ,电极反应式为 N2 +6H +6e-2NH3,D 项正确。13.(2019 陕西二模 )C-Na 2MnO 4 电池是科学家正在研发的新型钠离子电池中的一种,其充放电原理如图所示 ,放电时的总反应为xNa+Na 2MnO 4Na (2+x)MnO 4。下列说法错误的是 ()A. 放电时 ,左电极为负极,材料为金属钠B. 该电池可用 Na2MnO 4中性水溶液作为电解液C.充电时 ,右电极与电源正极相连,发生氧化反应D. 充电时 ,阳极反应式为
24、NaMnO-xexNa +Na MnO4(2+ x)4-+2答案 B解析 放电时 ,钠离子流向右电极,说明左电极为负极,材料为金属钠 ,右电极为正极 ,A 项正确 ;金属钠是活泼金属 ,极易与水发生反应,所以该电池不可用 Na2MnO 4 中性水溶液作为电解液,B 项错误 ;原电池中右电极为正极,充电时 ,右电极与电源正极相连,发生氧化反应 ,C 项正确 ;充电时 ,阳极发生氧化反应 ,阳极反应式为Na(2+ x)MnO 4-xe-xNa+Na2MnO 4,D 项正确。14.(2019 广东深圳第二次调研)电解法处理 CO2 和 SO2 混合污染气的原理如下图所示,电解质为熔融碳酸盐和硫酸盐
25、,通电一段时间后 ,Ni电极表面形成掺杂硫的碳积层。下列说法错误的是()A.Ni 电极表面发生了还原反应B. 阳极的电极反应为2O2-4e-O2C.电解质中发生的离子反应有:2SO2+4O2-2SO24-D. 该过程实现了电解质中碳酸盐和硫酸盐的自补充循环答案 C解析 由图示原理可知,Ni 电极表面发生了还原反应 ,A 项正确 ;阳极发生失电子的氧化反应,电极反应为 2O2-2:2SO222-2-和-4eO ,B 项正确 ;电解质中发生的离子反应有+O +2O2SO4CO2+O 2-CO32- ,C 项错误 ;该过程中在 SO42 -和 CO32-被还原的同时又不断生成SO42-和 CO32-
26、 ,实现了电解质中碳酸盐和硫酸盐的自补充循环,D 项正确。15.(2019 四川达州二诊)碱性锌锰电池 (电极材料为Zn 和 MnO 2,电解质为 KOH) 有着很广泛的应用 ,其电池总反应为 :Zn+2MnO 2+2H 2O2MnOOH+Zn(OH) 2。下列有关碱性锌锰电池的说法正确的是 ()A.Zn 为正极 ,MnO 2 为负极B. 工作时电子由MnO 2 极经外电路流向C.负极的电极反应为Zn+2OH -2e-Zn 极Zn(OH) 2D. 工作时消耗1 mol MnO 2,理论上生成氧化产物1 mol答案 C解析 由碱性锌锰电池的总反应:Zn+2MnO 2+2H 2O2MnOOH+Zn
27、(OH) 2 可知 ,MnO 2 得电子被还原生成MnOOH, 为正极 ,Zn 失去电子 ,为负极 ,A 项错误 ;电池工作时 ,外电路中电子由负极Zn经外电路流向正极MnO 2,B 项错误 ;Zn 失去电子生成Zn(OH)2,电极反应为Zn+2OH -2e-Zn(OH) 2,C 项正确 ;电池正极的反应为2MnO 2+2H 2O+2e-2MnOOH+2OH -,根据电子守恒1,工作时消耗 1 mol MnO 2,理论上生成氧化产物mol,D 项错误。216.(2019湘赣十四校联考第一次考试)乙醛酸() 是有机合成的重要中间体。工业上用 “双极室成对电解法”生产乙醛酸极室均可产生乙醛酸,其中
28、乙二醛与M,原理如下图所示。该装置中阴、阳两极为惰性电极电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法正确的是(,两)A. 若有 2 mol H + 通过质子交换膜 ,并完全参与了反应 ,则该装置中生成的乙醛酸为2 molB.M 电极上的电极反应式为:OHC CHO+2e -+H2OHOOC CHO+2H +C.M 极与电源的负极相连D. 电解一段时间后 ,N 极附近溶液的pH 变小答案 A解析 电解过程中阳离子向阴极移动,由装置示意图可知,H+由左室移向右室 ,则 M 电极是电解池的阳极 ,氯离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氯气,电极反应式为 2Cl -2e-Cl 2,然后氯气在水溶液中将乙二醛氧化为
29、乙醛酸,OHC CHO+Cl 2 +H2OHOOC CHO+2Cl - +2H +;N 极为电解池的阴极 ,乙二酸在阴极得电子发生还原反应生成乙醛酸,电极反应式为HOOC COOH+2H +2e-HOOC CHO+H 2O。2 mol H +通过质子交换膜,则电路中转移2 mol 电子 ,由阴极的电极反应式HOOC COOH+2H +2e-HOOC CHO+H 2O 和阳极区的反应 :2Cl -2e-Cl 2,OHC CHO+Cl 2+H 2OHOOC CHO+2Cl -+2H + 可知 ,两极各生成 1 mol乙醛酸 ,共生成 2 mol 乙醛酸 ,A 项正确 ;M 电极是电解池的阳极,氯离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氯气 ,电极反应式为2Cl -2e-Cl 2,B 项错误 ;M 电极是电解池的阳极,与电源的正极相连 ,C 项错误 ;N 极为电解池的阴极,若有 2 mol H +通过质子交换膜进入阴极室,则电路中转移 2mol 电子 ,阴极的电极反应式为HOOC COOH+2e -+2H +HOOC CHO+H 2O,则阴极反应消耗的 H+ 与迁移过来的 H+ 物质的量相等 ,但由于乙二酸生成了乙醛酸,分子中羧基减少 ,故 N 极附近溶液的 pH 不会减小 ,只能变大 ,D 项错误。