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高三复习电化学专题

时间:2015-03-11


电化学专题 2014-11-20
1.为探究金属腐蚀的条件和速率,某课外兴趣活动小组的学生用金属丝将三根 大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中, 再放置于玻璃钟罩里保存相 同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )

A.实验结束时,装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B.实验结束时,装置Ⅰ左侧的液面比装置Ⅱ的低 C.实验结束时,装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D.实验结束时,装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀 2.如图所示装置,两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的饱和 NaCl 溶液,C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。断开 S2,接通 S1,C(Ⅰ) 附近溶液变红,两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管 中液面未脱离电极),断开 S1,接通 S2,电流表的指针发生偏 转,说明此时该装置形成了原电池,下列关于该原电池的叙述 正确的是( ) A.C(Ⅰ)的电极名称是阴极 B.C(Ⅱ)的电极名称是负极 C.C(Ⅰ)的电极反应是 2H++2e-===H2↑ D.C(Ⅱ)的电极反应是 Cl2+2e-===2Cl- 3、瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪(下图甲)能够在煤矿 巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原 理类似燃料电池的工作原理,其装置如下图乙所示,其中的固体电解质是 Y2O3 -Na2O,O2- 可以在其中自由移动。

下列有关叙述正确的的是 A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极 b 流向电极 a B.电极 b 是正极,O2- 由电极 a 流向电极 b C.电极 a 的反应式为:CH4+4O2— ―8e- =CO2 +2H2O D.当固体电解质中有 1 mol O2-通过时,电子转移 4 mol 4、以氨气代替氢气来研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。氨燃料电池使用 的电解质溶液是 KOH 溶液,电池反应为:
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有关下列说法错误的是( ) A.氨燃料电池在充电时,OH- 向电池的负极移动 B.氨燃料电池在放电时,负极反应为:2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O C.以氨气代替氢气的主要原因是:氨气易液化易储存 D.燃料电池的能量转化率一般比普通的电池高 5、下列有关金属腐蚀与防护的说法中正确的是 A.在生产生活中比较普遍而且危害较大的是金属的化学腐蚀 B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用 C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 6、据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液 的新型手机电池, 电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一 个月才充一次电。 其电池反应为 2CH3OH + 3O2 + 4OH- 2CO32-+ 6H2O, 则 下列说法中正确的是( ) A.充电时有 CH3OH 生成的电极为阳极 B.充电时每生成 1 mol CH3OH 转移 12mol 电子 C.放电时电解质溶液的 pH 逐渐增大 D.放电时负极的电极反应为:CH3OH-6e- +8OH- = CO32- + 6H2O 7、Harbermann 等设计出利用 Desulfovibrio desulfurcan 菌种生成的硫化物作为 介体的微生物燃料电池, 电池内部有质子通过,该系统不经任何维护可连续运行 5 年。该电池的负极反应式为 S2-+4H2O-8e-===SO42-+8H+。有关该电池的下 列说法中正确的是 ( )。 A.若有 1.12 L 氧气参与反应,则有 0.2 mol 电子发生转移 B.质子由正极移向负极 C.该电池的总反应为 S2-+2O2===SO42- D.正极的电极反应式为 2O2+8e-+4H2O===8OH- 8、研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电 池能利用淡水与海水之间含盐量 差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为: 5MnO2 + 2Ag + 2NaCl = Na2Mn5O10+2AgCl, 下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是: ( ) A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgCl B.每生成 1 mol Na2Mn5O10 转移 2 mol 电子 C.Na+不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl 是还原产物 9、大运会期间,深圳新能源汽车上有一种质子交换膜燃料 电池,其工作原理如下图所示,下列叙述正确的是( ) A.通入氧气的电极发生氧化反应 B.通入氢气的电极为正极 点燃 C.总反应式为 O2+2H2===== 2H2O D.正极的电极反应式为:O2+4H++4e-===2H2O
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10、 磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池, 其基本组成和反应原理如下:

下列说法不正确的是 ( ) 800 ℃ A.在改质器中主要发生的反应为 CxHy+xH2O――→xCO+(x+y/2)H2 B.移位反应器中 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) Δ H<0,温度越高, CO 转化率越大 C.负极排出的气体主要是 CO2 + - D.该电池正极的电极反应为 O2+4H +4e ===2H2O 11、锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。某种锂离 子电池的结构示意图如图,其中两极区间的隔膜只允许 Li+通过。电 池充电时的总反应化学方程式为:LiCoO2===Li1-xCoO2+xLi。关于 该电池的推论错误的是 A.放电时,Li+主要从负极区通过隔膜移向正极区 B.放电时,负极反应 xLi-xe-===xLi+ C.充电时,将电能转化为化学能 D.充电时,负极(C)上锂元素被氧化 12 、如图所示 为直流电源, 为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸, 为 电镀槽。接通电路后发现 上的 c 点显红色。为实现铁上镀锌,接通 后,使 c、 d 两点短路。下列叙述不正确的是( )

A.a 为直流电源的正极 B.c 极发生的反应为 2H++2e-===H2↑ C.f 极为锌板 D.e 极发生氧化反应 13、 为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以 Al 作阳极、Pb 作阴极, 电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下: 电池:Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l) 电解池:2Al+3H2O
电解

Al2O3+3H2↑
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电解过程中,以下判断正确的是( 电池 A B C D H+移 向 Pb 电 极 每 消 耗 3m ol P b

) 电解池 H+移 向 Pb 电 极 生 成 2 m ol Al 2 O 3 阳 极 : 2 Al +3 H 2 O -6 e =Al 2 O 3 + 6H +

正 极 :P bO 2 +4 H + +2 e =P b 2 + +2 H 2 O

14、人工光合作用能够借助 太阳能,用 CO2 和 H2O 制备化学原料。下图是通过 人工光合作用制备 HCOOH 的原理示意图,下列说法不正确 的是( ) ...
e?

太阳光

催化 剂a

H



催化 剂b

质子交换膜

A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B.催化剂 a 表面发生氧化反应,有 O2 产生 C.催化剂 a 附近酸性减弱,催化剂 b 附近酸性增强 D.催化剂 b 表面的反应是 CO2 +2H++2e 一=H COOH 15、右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列 说法正确的是 A.该系统中只存在 3 种形式的能量转化 B . 装 置 Y 中 负 极 的 电 极 反 应 式 为 :

O2 +2H2O+4e? ? 4OH?
C.装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置 X、Y 形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能 间的完全转化 16.LiFePO4 电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽 车。电池反应为:FePO4+Li LiFePO4,电池的正极材料是 LiFePO4,负极 + 材料是石墨,含 Li 导电固体为电解质。下列有关 LiFePO4 电池说法不正确的是 ( ) A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 B.放电时电池内部 Li+向正极移动 C.充电过程中,电池正极材料的质量减少 D.放电时电池正极反应为:FePO4+Li++e-===LiFePO4
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17.按如图所示装置进行下列不同的操作,说法不正确的是( A.铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合 K1>只闭合 K3 >都断开>只闭合 K2 B.只接通 K1,一段时间后,U 形管中出现白色沉淀 C.只接通 K2,U 形管左、右两端液面均下降 D.若只接通 K1,一段时间后,漏斗中液面上升;若只接 通 K2,漏斗液面下降 二、非选择题 18、认真观察下列装置,回答下列问题:

)

(1)装置 B 中 PbO2 上发生的电极反应为 装置 B、C 的 U 形管中装填含有琼脂的饱和 KCl 溶液,其作用是

。连接

(2)装置 A 中总反应的离子方程式为________________________________。 (3)若装置 E 的目的是在铜上镀银, 则X为 , 极板 N 的材料为 。 (4)当装置 A 中 Cu 电极质量改变 6.4 g 时, 装置 D 中产生的气体体积为 L(标 准状况)。 19.2014 年初,雾覆天气多次肆虐我国中东部地区。加强汽车尾气排放监测和 燃煤企业的治理对于减少雾霾具有重要的意义。 (1)利用原电池工作原理测定汽车尾气中 CO 的浓度, 其装置如图所示。 该电 2池中电解质为熔融碳酸盐,CO3 在固体介质中可以自由移动,气体 A 为 , 正极发生的电极反应式 。

(2)某化学兴趣小组用下图所示流程,测定标准状况下体积为 V L 的燃煤烟 气中 SO2 的含量:

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尾气中 SO2 的体积分数为 (用含有 V、m 的代数式表示)。 (3)已知常温下弱电解质的电离平衡常数如下 NH3· H2 O H2SO3 Kb=1.8× 10-5mol· L-1 Ka1=1.2× 10-2mol· L-1 Ka2=1.3× 10-8mol· L-1

①若用氨水吸收工业废气中的 SO2,当吸收液失去吸收能力时,则此时溶 液呈 性(填“酸”“碱”或“中”)。 ②在通入废气的过程中,水的电离程度如何变 化 。 当恰好形成正盐时,溶液中离子浓度的大小关系 为 。 ③可通过电解法使吸收液再生而循环利用 ( 电极 均为石墨电极),并生成化工原料硫酸。其工作示意图 见右图。 试写出生成硫酸的电极反应式 。 20、A、B、C 三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示: 阳离子 Na+、K+、Cu2+
- - 阴离子 SO2 4 、OH 在下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的 A 溶液、足 量的 B 溶液、足量的 C 溶液,电极均为石墨电极。

接通电源,经过一段时间后,测得乙烧杯中 c 电极质量增加了 16 g。常温下 各烧杯中溶液的 pH 与电解时间 t 的关系如下图。据此回答下列问题: (1)M 为电源的 极(填“正”或“负”),电极 b 上发生的电极反应为 (2)电极 e 上生成的气体在标准状态下的体积为 。 (3)写出乙烧杯中的电解池反应 。 (4)若电解过程中,乙烧杯中的 B 溶液中的金属离子全部析出,此时电解能 否继续进行,为什么? (5)若经过一段时间后,测得乙烧杯中 c 电极质量增加了 16 g,要使丙烧杯 中的 C 溶液恢复到原来的状态,正确的操作是________________________。 21.某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。 Ⅰ.利用如图所示装置探究金属的防护措施,实验现象是锌电极不断溶解, 铁电极表面有气泡产生。

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(1)写出负极的电极反应式:________________________。 (2)某学生认为,铁电极可能参与反应,并对产物做出假设: 假设 1:铁参与反应,被氧化生成 Fe2+; 假设 2:铁参与反应,被氧化生成 Fe3+; 假设 3:____________________________________________________。 (3)为了探究假设 1、2,他采取如下操作: ①取 0.01 mol/L FeCl3 溶液 2 mL 于试管中,加入过量铁粉; ②取操作①试管的上层清液加入 2 滴 K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀; ③取少量正极附近溶液加入 2 滴 K3[Fe(CN)6]溶液,未见蓝色沉淀生成; ④取少量正极附近溶液加入 2 滴 KSCN 溶液,未见溶液变红。 据②、③、④现象得出的结论是____________________________。 (4) 该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀,请再举一例防护钢铁腐蚀 的措 施: 。 Ⅱ.利用如图所示装置做电解 50 mL 0.5 mol/L 的 CuCl2 溶液实验。

实验记录: A.阳极上有黄绿色气体产生,该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪 色(提示:Cl2 氧化性大于 IO- 3 ); B.电解一段时间以后,阴极表面除有铜吸附外,还出现了少量气泡和浅蓝 色固体。 (1)分析实验记录 A 中试纸颜色变化,用离子方程式解释: ①_________________________________________________________; ②_________________________________________________________。 (2)分析实验记录 B 中浅蓝色固体可能是________(写化学式), 试分析生成该 物质的原因:__________________________________。 22. 如图所示, 某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原 理,其中乙装置中 X 为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:

(1)甲烷燃料电池负极反应式是__________________。 (2)石墨(C)极的电极反应式为__________________。 (3)若在标准状况下,有 2.24 L 氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气
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体体积为________L;丙装置中阴极析出铜的质量为________g。 (4) 某 同 学 利 用 甲 烷 燃 料 电 池 设 计 电 解 法 制 取 漂 白 液 或 Fe(OH)2 的实验装置(如右图所示)。 若用于制漂白液,a 为电池的________极,电解质溶液最好 用________。 若用于制 Fe(OH)2 ,使用硫酸钠作电解质溶液,阳极选用 ________作电极。 23.Ⅰ.利用电解原理处理废水是一种科学有效的措施。 (1)甲醇对水质会造成一定的污染, 有一种电化学法可消除这 2+ 种污染,其原理是通电后,将 Co 氧化成 Co3+,然后以 Co3+作氧化剂把水中的 甲醇氧化成 CO2 而净化。 实验室用下图 1 所示装置模拟上述过程:

①写出阳极反应式 。 3+ ②在 Co 氧化甲醇的反应中, (填“消耗”或“生成”)H+。 (2)实验室利用如图 2 所示装置模拟处理含 Cr2O72-的废水, 阳极反应式是 Fe - + - 2+ 2+ -2e ===Fe ,阴极反应式是 2H +2e ===H2↑ 。Fe 与酸性溶液中的 Cr2O72- 反应的离子方程式是________________________________________, 得到的金属 阳离子在阴极区可沉淀完全, 沉淀的成分是____________。用电解法处理该溶液 2- 中 0.01 mol Cr2O7 时,至少得到沉淀的物质的量为________ mol。 Ⅱ .第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车 上坡或加速时,电动机提供动力,降低油耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状 态。混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属 (以 M 表示)为负极,碱液(主要为 KOH 溶液)为电解质溶液。镍氢电池充放电原 理示意图如下,其总反应式为 H2+2NiOOH 2Ni(OH)2

根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的 pH________(选填“增大”、“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为 ________________________________________________________。
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电化学专题答案 2014-11-20
一、选择题 1~5 BDCAC 6~10 DCBDB 11~15 DCDCC 16~17 AD 二、非选择题 18、 (1)PbO2+4H++SO42- +2e-=PbSO4+2H2O 使装置 B、C 中溶液连成通路 (2)Cu+2H+ (3)AgNO3 (4)3.92 19、 Cu2++H2↑ Ag

20、(1)负 4OH- - 4e- = 2H2O+O2↑ (2)5.6 L (3) 2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2↑

(4)能继续进行,铜离子全部析出后电解质溶液为 H2SO4 (5)向丙烧杯中加 4.5 g 水 21、

2- 22.(1)CH4-8e-+10OH-===CO3 +7H2O

(2)2Cl--2e-===Cl2↑ (3)4.48 (4)负 12.8 饱和氯化钠溶液或食盐水 铁

23、Ⅰ.(1)①Co2+-e-===Co3+

②生成 Cr(OH)3 和 Fe(OH)3

(2)Cr2O72 - + 6Fe2 + + 14H + ===2Cr3 + + 6Fe3 + + 7H2O 0.08 Ⅱ.增大 NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-

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