（廣東專版）2022高考化學二輪復習 第一部分 專題七 電化學基礎專題強化練

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1、（廣東專版）2022高考化學二輪復習 第一部分 專題七 電化學基礎專題強化練 1．下列做法有利于金屬防護的是(　　) A．鋼鐵零件表面進行烤藍處理 B．將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連 C．菜刀切菜后不洗凈就放回刀架 D．埋在地下的鋼管與銅塊相連 解析：A項，鋼鐵零件容易生銹，如果將鋼鐵零件的表面進行烤藍處理，就能大大增強抗蝕能力，延長使用壽命，正確；B項，鋼鐵制成的閘門與直流電源的正極相連，閘門成為電解池的陽極，加速其腐蝕，錯誤；C項，菜刀切菜后不洗凈，容易發(fā)生吸氧腐蝕，錯誤；D項，鐵比銅活潑，當埋在地下的鋼管與銅塊相連時，鋼管成為原電池的負極，加快了腐蝕，應該與比鐵活潑的金屬

2、如鋅塊相連，錯誤。 答案：A 2．(2018·泉州一模)鋰空氣電池是一種新型的二次電池，其放電時的工作原理如下圖所示。下列說法正確的是(　　) A．電解液中，Li＋由多孔電極遷移向鋰電極 B．該電池放電時，負極發(fā)生了還原反應 C．充電時，電池正極的反應式為Li2O2===2Li＋＋O2↑＋2e－ D．電池中的電解液可以是有機電解液或稀鹽酸等 解析：鋰電極作負極，多孔電極作正極，電解液中，陽離子移向陰極，所以Li＋由鋰電極遷移向多孔電極，故A錯誤；該電池放電時，負極發(fā)生了氧化反應，故B錯誤；充電時，電池正極的反應式為Li2O2===2Li＋＋O2↑＋2e－，故C正確；金屬鋰與稀

3、鹽酸發(fā)生反應，所以電池中的電解液不可以是稀鹽酸，故D錯誤。 答案：C 3．(2017·海南卷)一種電化學制備NH3的裝置如圖所示，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H＋。下列敘述錯誤的是(　　) A．Pd電極b為陰極 B．陰極的反應式為N2＋6H＋＋6e－===2NH3 C．H＋由陽極向陰極遷移 D．陶瓷可以隔離N2和H2 解析：A項，此裝置為電解池，總反應是N2＋3H2===2NH3，Pd電極b上是氫氣發(fā)生反應，即氫氣失去電子化合價升高，Pd電極b為陽極，錯誤；B項，根據A項分析，Pd電極a為陰極，反應式為N2＋6H＋＋6e－===2NH3，正確；C項，根據電解池的原理，陽離子在陰極

4、上放電，即有陽離子移向陰極，正確；D項，根據裝置圖，陶瓷隔離N2和H2，正確。 答案：A 4.(2018·汕頭模擬)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池，其原理如圖，該電池在使用過程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y，Y可循環(huán)使用。下列說法正確的是(　　) A．O2在石墨Ⅱ附近發(fā)生氧化反應 B．該電池放電時NO向石墨Ⅱ電極遷移 C．石墨Ⅰ附近發(fā)生的反應：3NO2＋2e－===NO＋2NO D．相同條件下，放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為4∶1 解析：石墨Ⅱ通入氧氣，發(fā)生還原反應，為原電池的正極，電極方程式為O2＋2N2O5＋4e－===4NO，A錯誤；原電池中陰離子移向負極

5、，NO向石墨Ⅰ電極遷移，B錯誤；石墨Ⅰ為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為NO2＋NO－e－===N2O5，C錯誤；電極方程式分別為NO2＋NO－e－===N2O5、O2＋2N2O5＋4e－===4NO，則放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為4∶1，D正確。 答案：D 5.(2018·濰坊模擬)我國預計在2020年前后建成自己的載人空間站，為循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供氧氣。我國科學家設計了一種裝置(如圖所示)，實現“太陽能→電能→化學能”轉化，總反應為2CO2===2CO＋O2，下列有關說法不正確的是(　　) A．該裝置屬于電解池 B．X極發(fā)生氧化反應，Y極發(fā)生還原反應

6、 C．人體呼出的水蒸氣參與Y極反應：CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－ D．X極每產生標準狀況下22.4 L氣體，有2 mol的OH－從Y極移向X極 解析：該裝置實現“太陽能—電能—化學能”轉化，將電能轉化為化學能的裝置為電解池，故A正確；根據圖中電子的流向“X→Y”可知，X極為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，Y為陰極，得電子，發(fā)生還原反應，故B正確；Y為陰極，根據總反應可知，陰極為CO2得電子，生成CO，電極反應為CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－，故C正確；X極為陽極，OH－放電生成氧氣，電極反應為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，每產生標況下22.4 L O2，即1

7、 mol O2，陽極有4 mol OH－放電，根據溶液電中性原理，X電極區(qū)陰離子減少，則會有4 mol OH－從Y極透過陰離子交換膜移向X極，使得溶液保持電中性，故D錯誤。故選D。 答案：D 6.(2018·肇慶模擬)將二氧化碳轉化為乙烯的裝置如圖所示，使用的電極材料均為惰性電極。下列說法正確的是(　　) A．a為電源的正極 B．每生成0.1 mol乙烯，同時生成6.72 L O2 C．陰極反應式為2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O D．電解過程中，陽極區(qū)溶液中c(H＋)逐漸減小 解析：根據圖知，右側電極上OH－放電生成O2，則右側電極為陽極，左側電極為陰極

8、，連接電解池陰極的電極為原電池負極、連接電解池陽極的電極為原電池正極，所以a為負極、b為正極，故A錯誤；陰極上二氧化碳得電子和氫離子反應生成乙烯和水，電極反應式為2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，陽極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每生成0.1 mol乙烯，轉移1.2 mol電子，生成0.3 mol氧氣，但未注明是否為標準狀況，無法計算氧氣的體積，故B錯誤；陰極上二氧化碳得電子和氫離子反應生成乙烯和水，電極反應式為2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，故C正確；電解過程中陽極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，陽極附近有H＋生成，所以

9、電解過程中，陽極區(qū)溶液中c(H＋)逐漸增大，故D錯誤。 答案：C 7.(2018·廣州調研)海水中含有大量Na＋、Cl－及少量Ca2＋、 Mg2＋、SO，用電滲析法對該海水樣品進行淡化處理，如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．b膜是陽離子交換膜 B．A極室產生氣泡并伴有少量沉淀生成 C．淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小為pHA

10、于水溶液呈酸性，B室氫離子得電子產生氫氣，氫氧根離子濃度增大，溶液呈堿性，C室溶液呈中性，pH大小為pHA

11、Li3N＋2H2LiNH2＋2LiH，氧化產物為________(填化學式)。在270 ℃時，該反應可逆向進行放出H2，因而氮化鋰可作為儲氫材料，儲存氫氣最多可達Li3N質量的________%(精確到0.1)。 (3)將Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均勻混合，在800 ℃的氬氣中燒結6小時制得Li2FeSiO4，寫出反應的化學方程式： ______________________________________________________。 制備Li2FeSiO4的過程必須在惰性氣體氛圍中進行，其原因是 ____________________________

12、__________________________。 (4)將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出LiFePO4沉淀，陽極的電極反應為_____________________________________________________。 解析：(1)反應物為金屬鋰和氮氣，生成物為Li3N，因此其反應的化學方程式為6Li＋N22Li3N。(2)分析給出的化學方程式中三種元素的化合價，N、Li兩種元素在反應前后化合價不變，而H從H2中的0價轉化為LiNH2中的＋1價和LiH中的－1價，故LiNH2為氧化產物。由給出的化學方程式知，35 g

13、(1 mol)Li3N最多可儲存氫氣4 g(2 mol)，故儲存氫氣最多可達Li3N質量的11.4%。(3)根據給出的反應物Li2CO3、FeC2O4·2H2O、SiO2，生成物之一Li2FeSiO4及反應條件，結合化學反應中的元素守恒可知生成物還有H2O、CO2及CO，由此可寫出反應的化學方程式。對比反應物FeC2O4·2H2O和生成物Li2FeSiO4可知反應前后Fe的化合價沒有變化，且為＋2價，故在惰性氣體氛圍中進行的目的是防止＋2價鐵被氧化。(4)鐵作陽極，Fe發(fā)生氧化反應，電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，然后發(fā)生離子反應：Fe2＋＋Li＋＋H2PO===LiFePO4↓＋2H＋

14、。 答案：(1)6Li＋N22Li3N　(2)LiNH2　11.4 (3)Li2CO3＋FeC2O4·2H2O＋SiO2Li2FeSiO4＋CO↑＋2CO2↑＋2H2O　防止二價鐵被氧化 (4)Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋(或Fe－2e－=== Fe2＋) 9.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩(wěn)定。 (1)氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是__________，在導線中電子流動方向為______________(用a、b和箭頭表示)。 (2)負極反應式為____

15、__________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的原因為____________________________。 (4)氫氣的制備和存儲是氫氧燃料電池能否有效推廣的關鍵技術。有人提出利用光伏發(fā)電裝置電解尿素的堿性溶液來制備氫氣。光伏發(fā)電是當今世界利用太陽能最主要方式之一。圖1為光伏并網發(fā)電裝置，圖2為電解尿素[CO(NH2)2](C為＋4價)的堿性溶液制氫的裝置示意圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。 ①圖1中N型半導體為________(填“正極”或“負極”) ②該系統(tǒng)工作時，A極的電極反應式為__________

16、____________ ______________________________________________________。 ③若A極產生7.00 g N2，則此時B極產生________L H2(標準狀況下)。 解析：(1)氫氧燃料電池屬于原電池，是將化學能轉化為電能的裝置，所以該燃料電池中能量主要轉化形式是化學能轉化為電能；燃料電池中，通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，電子從負極沿導線流向正極，所以通入氫氣的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，電子流動方向為a到b。(2)堿性氫氧燃料電池中，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H2－2e－＋2OH

17、－===2H2O。(3)反應物接觸面積越大，反應速率越快，電極表面鍍鉑粉能增大反應物的接觸面積，所以能增大反應速度。(4)①該電池反應時中，氮元素化合價由－3價變?yōu)?價，H元素化合價由＋1價變?yōu)?價，則氮元素被氧化，氫元素被還原，所以生成氮氣的電極A是陽極，生成氫氣的電極B是陰極，則圖1中N型半導體為負極，P型半導體為正極；②A極為陽極，電極反應式為：CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O。若A極產生7.00 g即0.25 mol N2，則轉移電子是1.5 mol，此時B極產生氫氣，B電極反應為：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，轉移1.5 mol電子，產生氫氣的

18、體積是：×22.4 L·mol－1＝16.8 L。 答案：(1)化學能轉化為電能　a→b (2)H2－2e－＋2OH－===2H2O(或2H2－4e－＋4OH－===4H2O) (3)增大電極單位面積吸附H2和O2的分子數，加快電極反應速率 (4)①負極?、贑O(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O　③16.8 10．(2016·天津卷)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}： (1)與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點是____________________ ________(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低

19、于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式：_____________。 (2)化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO，鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 　 　　　　　　 圖1　　　　　　圖2 ①電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽極室”)。 ②電解過程中，須將陰極產生的氣體及時排出，其原因是 _

20、____________________________________________________。 ③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因： _____________________________________________________。 解析：(1)汽油是不可再生的能源，燃燒會產生CO、氮的氧化物和硫的氧化物等污染性氣體，而氫氣燃燒的產物是水，故其優(yōu)點有：污染小、可再生、來源廣、資源豐富和燃燒熱值高等。堿性氫氧燃料電池的負極反應式為H2＋2OH－－2e－===2H2O。(2)①根據電解

21、總反應：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，結合陽極發(fā)生氧化反應知，陽極反應式為Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，結合陰極發(fā)生還原反應知，陰極反應式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，則陽極室消耗OH－且無補充，故c(OH－)降低。②結合題給信息“Na2FeO4易被氫氣還原”知，陰極產生的氫氣不能接觸到Na2FeO4，故需及時排出。③圖示中隨著c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后減小，結合已知信息“Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定”知，M點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)低，反應速率小且Na2FeO4穩(wěn)定性差。結合已知信息“若氫氧化鈉溶液濃度過高

22、，鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質”知，N點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)過高，鐵電極上產生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4產率降低。 答案：(1)污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高(任寫其中2條)　H2＋2OH－－2e－===2H2O (2)①陽極室?、诜乐筃a2FeO4與H2反應使產率降低③M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢； N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產率降低(任寫其中1條) 11．(1)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、Zn

23、Cl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產生MnOOH。 該電池的正極反應式為__________________________________。 電池反應的離子方程式為_______________________________。 (2)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體，可作為一種新型能源。二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃料電池。 若電解質為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為__________________________，一個二甲醚分子經過電化學氧化，可以產生________個電子的電量。 (3)新型固體燃料電池的電解質

24、是固體氧化鋯和氧化釔，高溫下允許氧離子(O2－)在其間通過。如圖所示，其中多孔電極不參與電極反應。 ①該電池的負極反應式為_______________________________。 ②如果用該電池作為電解裝置，當有16 g甲醇發(fā)生反應時，則理論上提供的電量表達式為________C(1個電子的電量為1.6×10－19 C)。 答案：(1)MnO2＋H＋＋e－===MnOOH 2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋ [注：式中Zn2＋可寫為Zn(NH3)、Zn(NH3)2Cl2等，H＋可寫為NH]　 (2)CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋　12 (3)①CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O ②0.5 mol×6×1.6×10－19C×6.02×1023mol－1(或2.890×105)