（浙江專用）2019年高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 專題四 化學(xué)反應(yīng)原理 提升訓(xùn)練11 電化學(xué)原理及其應(yīng)用.doc

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提升訓(xùn)練11　電化學(xué)原理及其應(yīng)用 1.(2018溫州統(tǒng)考)用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液,其工作原理如圖所示。 　　　　　　　　　　　　　　　　 下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) A.陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH--4e-2H2O+O2↑ B.通電后陰極區(qū)溶液pH會(huì)增大 C.K+通過交換膜從陰極區(qū)移向陽(yáng)極區(qū) D.純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出 2.(2018鎮(zhèn)海中學(xué)檢測(cè))為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是(　　) A.正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH- B.將石墨電極改成Mg電極,難以觀察到鐵銹生成 C.若向自來水中加入少量NaCl(s),可較快地看到鐵銹 D.斷開連接石墨和鐵的導(dǎo)線,鐵便不會(huì)生銹 3.下列有關(guān)電化學(xué)裝置完全正確的是(　　) A B 銅的精煉 鐵上鍍銀 C D 防止Fe被腐蝕 構(gòu)成銅鋅原電池 4.(2018嚴(yán)州中學(xué)模擬)高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑,而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置,下列說法不正確的是(　　) A.該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為FeO42-+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH- B.若維持電流強(qiáng)度為1 A,電池工作10 min,理論上消耗0.2 g Zn(已知F=96 500 C mol-1) C.鹽橋中盛有飽和KCl溶液,此鹽橋中氯離子向右池移動(dòng) D.若用陽(yáng)離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向右移動(dòng) 5.下列各組中,每種電解質(zhì)溶液在惰性電極條件下電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是(　　) A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B.NaOH、CuSO4、H2SO4 C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 6.(2018普陀中學(xué)檢測(cè))用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2,將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解,可循環(huán)再生NaOH,同時(shí)得到H2SO4,其原理如圖所示(電極材料為石墨),下列說法不正確的是(　　) A.圖中a極要連接電源的負(fù)極 B.C口流出的物質(zhì)是硫酸 C.SO32-放電的電極反應(yīng)式為SO32--2e-+H2OSO42-+2H+ D.B口附近溶液的堿性減弱 7.(2018浙江十校聯(lián)考)最近一家瑞典公司發(fā)明了一種新型充電器“PowerTrekk”,僅僅需要一勺水,它便可以產(chǎn)生維持10小時(shí)手機(jī)使用的電量。其反應(yīng)原理為Na4Si+5H2O2NaOH+Na2SiO3+4H2↑,則下列說法正確的是(　　) A.該電池可用晶體硅作電極材料 B.Na4Si在電池的負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng),生成Na2SiO3 C.電池正極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH- D.當(dāng)電池轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L H2 8.一種用于驅(qū)動(dòng)潛艇的液氨—液氧燃料電池的工作原理示意如圖,下列有關(guān)該電池說法正確的是(　　) A.該電池工作時(shí),每消耗22.4 L NH3轉(zhuǎn)移3 mol電子 B.電子由電極A經(jīng)外電路流向電極B C.電池工作時(shí),OH-向電極B移動(dòng) D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+ 4H++ 4e-2H2O 9.(2018衢州檢測(cè))某手機(jī)電池采用了石墨烯電池,可充電5分鐘,通話2小時(shí)。一種石墨烯鋰硫電池(2Li+S8Li2S8)工作原理示意圖如圖所示。已知參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小稱為該電池的比能量。下列有關(guān)該電池說法不正確的是(　　) 石墨烯鋰硫電池示意圖 A.金屬鋰是堿金屬中比能量最高的電極材料 B.A電極為該電源的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng) C.B電極的電極反應(yīng)式:2Li++S8+2e-Li2S8 D.電子從A電極經(jīng)過外電路流向B電極,再經(jīng)過電解質(zhì)流回A電極 10.某小組同學(xué)用如圖所示裝置研究電化學(xué)原理。下列關(guān)于該原電池的說法不正確的是(　　) A.原電池的總反應(yīng)為Fe+Cu2+Fe2++Cu B.鹽橋中是KNO3溶液,則鹽橋中NO3-移向乙燒杯 C.其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑ D.反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差12 g,導(dǎo)線中通過0.2 mol電子 11.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)為6.0 molL-1,用石墨電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),假定電解后溶液體積仍為500 mL,下列說法正確的是(　　) A.原混合溶液中c(K+)為4 molL-1 B.電解后加入1 mol Cu(OH)2可使溶液復(fù)原 C.電解后溶液中c(H+)為8 molL-1 D.原溶液中c(Cu2+)為1 molL-1 12.CH4可用于設(shè)計(jì)燃料電池,甲烷燃料電池的工作原理如圖所示:原電池工作過程中OH-的作用是　　　　　　;負(fù)極電極反應(yīng)式為　。 若電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8NA,左側(cè)溶液pH　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)(忽略溶液體積的變化),右側(cè)的OH-物質(zhì)的量變化量為　　　　。 13.Ⅰ.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理,在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕,在中性或堿性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕。 (1)寫出圖中石墨電極的電極反應(yīng)式:　。 (2)將該裝置作簡(jiǎn)單修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的裝置,請(qǐng)?jiān)趫D中虛線框內(nèi)所示位置作出修改,并用箭頭標(biāo)出導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向。 Ⅱ.電化學(xué)原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用,請(qǐng)根據(jù)如圖回答問題。 (1)裝置A中的Y電極為　　　　極,X電極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　,工作一段時(shí)間后,電解質(zhì)溶液的pH將　　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)若裝置B中a為石墨電極、b為鐵電極,W為飽和食鹽水(滴有幾滴酚酞溶液),則鐵電極的電極反應(yīng)式為 　。 電解一段時(shí)間后若要恢復(fù)原溶液的成分和濃度,應(yīng)該采用　　　　　　　　的辦法。 (3)若利用裝置B進(jìn)行銅的精煉,則a電極的材料為　　　　,工作一段時(shí)間后裝置B電解液中c(Cu2+)將　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。 (4)若裝置B中a為Ag棒,b為銅棒,W為AgNO3溶液,工作一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)銅棒增重2.16 g,則流經(jīng)電路的電子的物質(zhì)的量為　　　　。 參考答案 提升訓(xùn)練11　電化學(xué)原理及其應(yīng)用 1.C　A項(xiàng),陽(yáng)極OH-放電,正確;B項(xiàng),陰極電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,故c(OH-)增大,pH增大,正確;C項(xiàng),電解時(shí)陽(yáng)離子移向陰極,錯(cuò)誤;D項(xiàng),陽(yáng)極區(qū)的K+透過陽(yáng)離子交換膜移向陰極區(qū),與陰極區(qū)的OH-結(jié)合成KOH,正確。 2.D　A項(xiàng),吸氧腐蝕的正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,正確;B項(xiàng),若把石墨電極改為Mg電極,此時(shí)Mg作負(fù)極,鐵不會(huì)失電子,不會(huì)有鐵銹生成,正確;C項(xiàng),若向自來水中加入少量NaCl(s),溶液中離子濃度增大,腐蝕變快,正確;D項(xiàng),若斷開連接石墨和鐵的導(dǎo)線,因鐵中含有雜質(zhì),仍會(huì)發(fā)生腐蝕,錯(cuò)誤。 3.C　A項(xiàng),電解精煉銅時(shí),應(yīng)該用粗銅作陽(yáng)極,純銅作陰極,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鐵上鍍銀時(shí),應(yīng)該用銀作陽(yáng)極,鐵作陰極,錯(cuò)誤;C項(xiàng),該項(xiàng)是外加電流的陰極保護(hù)法,正確;D項(xiàng),銅鋅原電池中,鋅應(yīng)插入ZnSO4溶液中,銅應(yīng)插入CuSO4溶液中,錯(cuò)誤。 4.D　A項(xiàng),根據(jù)電池裝置,Zn作負(fù)極,C為正極,高鐵酸鉀的氧化性很強(qiáng),正極上高鐵酸鉀發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe(OH)3,正極電極反應(yīng)式為FeO42-+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,正確;B項(xiàng),若維持電流強(qiáng)度為1A,電池工作10min,通過電子為1A600s96500Cmol-1,則理論上消耗Zn的質(zhì)量為1A600s96500Cmol-11265gmol-1≈0.2g,正確;C項(xiàng),鹽橋中陰離子向負(fù)極移動(dòng),鹽橋起的作用是使兩個(gè)半電池連成一個(gè)通路,使兩溶液保持電中性,起到平衡電荷、構(gòu)成閉合回路的作用,放電時(shí)鹽橋中氯離子向右池移動(dòng),正確;D項(xiàng),用某種高分子材料制成陽(yáng)離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向左移動(dòng),錯(cuò)誤。 5.C　電解HCl溶液生成氫氣和氯氣,電解CuCl2溶液生成Cu和氯氣,電解Ba(OH)2溶液生成氫氣和氧氣,故A不選;電解NaOH溶液生成氫氣和氧氣,電解CuSO4溶液生成Cu、氧氣、硫酸,電解H2SO4溶液生成氫氣和氧氣,故B不選;電解NaOH溶液、H2SO4溶液、Ba(OH)2溶液,均只生成氫氣和氧氣,故C選;電解NaBr溶液生成溴、氫氣、NaOH,電解H2SO4溶液生成氫氣和氧氣,電解Ba(OH)2溶液生成氫氣和氧氣,故D不選。 6.D　根據(jù)Na+、SO32-的移向判斷陰、陽(yáng)極。Na+移向陰極區(qū),a極應(yīng)接電源負(fù)極,b極應(yīng)接電源正極,其電極反應(yīng)式分別為 陽(yáng)極:SO32--2e-+H2OSO42-+2H+ 陰極:2H2O+2e-H2↑+2OH- 所以從C口流出的是H2SO4,在陰極區(qū)由于水中的H+放電,破壞水的電離平衡,c(H+)減小,c(OH-)增大,生成NaOH,堿性增強(qiáng),從B口流出的是濃度較大的NaOH溶液。 7.C　該電池工作時(shí)生成氫氧化鈉溶液,而硅可以與氫氧化鈉反應(yīng),所以不能用晶體硅作電極材料,A不正確;Na4Si在電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),B不正確;電池正極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,C正確;當(dāng)電池轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LH2,D不正確。 8.B　溫度、壓強(qiáng)未知,無法計(jì)算22.4LNH3的物質(zhì)的量,A錯(cuò)誤;該電池中通入氧氣的電極B為正極,電極A為負(fù)極,電子由電極A經(jīng)外電路流向電極B,B正確;電池工作時(shí),OH-向負(fù)極移動(dòng),C錯(cuò)誤;該電池電解質(zhì)溶液顯堿性,電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,D錯(cuò)誤。 9.D　石墨烯鋰硫電池的電極總反應(yīng)式為2Li+S8Li2S8,Li失電子發(fā)生氧化反應(yīng),Li是負(fù)極材料。A項(xiàng),金屬鋰的摩爾質(zhì)量小,單位質(zhì)量的Li放出電能明顯比其他堿金屬大,正確;B項(xiàng),電池內(nèi)部陽(yáng)離子向正極移動(dòng),則A電極為該電源的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),正確;C項(xiàng),B為電源的正極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為2Li++S8+2e-Li2S8,正確;D項(xiàng),原電池的外電路中有電子轉(zhuǎn)移,而電池的內(nèi)部只有陰、陽(yáng)離子的移動(dòng),沒有電子的移動(dòng),錯(cuò)誤。 10.B　A項(xiàng),根據(jù)圖示可知,在該原電池中,負(fù)極是Fe,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,石墨為正極,正極上的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,正、負(fù)極電極反應(yīng)式相加得Fe+Cu2+Fe2++Cu,正確;B項(xiàng),鹽橋中是KNO3溶液,則根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,鹽橋中NO3-移向正電荷較多的甲燒杯,錯(cuò)誤;C項(xiàng),其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,由于溶液中陽(yáng)離子獲得電子的能力:H+>NH4+,石墨電極上的正極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,正確;D項(xiàng),反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,由于陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)Fe-2e-Fe2+,每轉(zhuǎn)移2mol電子,負(fù)極減少質(zhì)量56g,在正極發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-Cu,質(zhì)量增加64g,兩個(gè)電極質(zhì)量相差120g,則電解一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差12g,則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為(12120)2mol=0.2mol,正確。 11.B　電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液,陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式:4OH--4e2H2O+O2↑,當(dāng)產(chǎn)生22.4L即1mol(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣時(shí),轉(zhuǎn)移電子4mol,陰極上先發(fā)生電極反應(yīng):Cu2++2e-Cu,然后是:2H++2e-H2↑,在陰極上生成1mol氫氣時(shí),轉(zhuǎn)移電子是2mol,所以銅離子共得到2mol電子,所以銅離子的物質(zhì)的量為1mol,c(Cu2+)=2molL-1。根據(jù)c(Cu2+)=2molL-1,可知Cu(NO3)2的濃度是2molL-1,其中的c(NO3-)=4.0molL-1,又因原混合溶液中c(NO3-)=6.0molL-1,所以原混合溶液中硝酸鉀的濃度是2molL-1,所以c(K+)為2molL-1,A錯(cuò)誤;根據(jù)出來什么補(bǔ)什么的原則,電解產(chǎn)物是1molCu、1molO2和1molH2,相當(dāng)于1molCu(OH)2的組成,電解后加入1molCu(OH)2可使溶液復(fù)原,B正確;陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式:4OH--4e-2H2O+O2↑,當(dāng)產(chǎn)生22.4L即1mol(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣時(shí),轉(zhuǎn)移電子4mol,消耗氫氧根離子4mol,陰極上發(fā)生了電極反應(yīng)2H++2e-H2↑,在陰極上生成1mol氫氣時(shí),轉(zhuǎn)移電子2mol,消耗氫離子2mol,所以電解后溶液中,如果忽略體積變化,則c(H+)=2mol0.5L=4molL-1,C錯(cuò)誤;結(jié)合分析可知原溶液里c(Cu2+)=2molL-1,D錯(cuò)誤。 12.答案: 參與電極反應(yīng),定向移動(dòng)形成電流　CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O　不變　0.2 mol 解析: 甲烷失去電子轉(zhuǎn)化為CO2,CO2結(jié)合氫氧根生成碳酸根,則氫氧根的作用是參與電極反應(yīng),定向移動(dòng)形成電流;負(fù)極通入甲烷,電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O。若電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8NA,正極消耗氧氣0.2mol,生成氫氧根0.8mol,由于生成的氫氧根向負(fù)極移動(dòng),所以左側(cè)溶液pH不變。根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)式可知右側(cè)甲烷消耗1mol氫氧根,所以右側(cè)的OH-物質(zhì)的量變化量為1mol-0.8mol=0.2mol。 13.答案: Ⅰ.(1)O2+2H2O+4e-4OH- (2) Ⅱ.(1)正　H2+2OH--2e-2H2O　減小 (2)2H++2e-H2↑　通入適量HCl (3)粗銅　減小 (4)0.02 mol 解析: Ⅰ.(1)電解質(zhì)溶液為NaCl溶液,呈中性,鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕。負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-。 (2)Fe作電解池的陰極可被保護(hù),所以給該裝置加外接電源,應(yīng)使負(fù)極與鐵相連,電子從電源的負(fù)極流向鐵,其圖為。 Ⅱ.(1)裝置A為氫氧燃料電池,燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng):H2+2OH--2e-2H2O;因反應(yīng)消耗OH-且生成水,導(dǎo)致電解質(zhì)溶液pH減小。(2)根據(jù)圖知,Y是正極,b是陰極,電解飽和食鹽水時(shí),陰極上氫離子放電生成氫氣:2H++2e-H2↑,因?yàn)殡娊膺^程中放出氫氣和氯氣,所以要恢復(fù)原溶液的成分和濃度,應(yīng)通入適量的HCl。 (3)電解法精煉銅時(shí),粗銅為陽(yáng)極,精銅為陰極,所以陽(yáng)極材料是粗銅;陽(yáng)極上失電子變成離子進(jìn)入溶液,因作陽(yáng)極的粗銅中的銅和比銅活潑的金屬都失去電子進(jìn)入溶液,陰極溶液中Cu2+得到電子沉積在陰極上,所以,電解一段時(shí)間后,溶液中銅離子濃度減小。(4)構(gòu)成的裝置為電鍍裝置,銅棒增重2.16g,為析出Ag的質(zhì)量,則n(Ag)=2.16g108gmol-1=0.02mol,故流經(jīng)電路的電子的物質(zhì)的量為0.02mol。