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(通用版)高考化學二輪復習 第一部分 考前復習方略 專題八 電化學原理限時訓練-人教版高三化學試題

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(通用版)高考化學二輪復習 第一部分 考前復習方略 專題八 電化學原理限時訓練-人教版高三化學試題

電化學原理(建議用時:45分鐘)1Li­SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解質(zhì)溶液是LiAlCl4­SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li2SOCl2=4LiClSSO2,下列說法錯誤的是()A該電池工作時,正極反應(yīng)為2SOCl24e=4ClSSO2B鋰電極作該電池負極,負極反應(yīng)為Lie=LiC該電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極D該電池組裝時,必須在無水無氧條件下進行解析:選C。A項,正極上SOCl2發(fā)生還原反應(yīng);B項,Li為負極,發(fā)生氧化反應(yīng):Lie=Li;C項,電池工作時,電子通過外電路從負極流向正極;D項,Li能與水、氧氣反應(yīng),因此該電池組裝時必須在無水無氧條件下進行。2(2015·呼和浩特高三一模)鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是Ni(OH)2M=NiOOHMH。已知:6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO。下列說法正確的是()ANiMH電池放電過程中,正極的電極反應(yīng)式為NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB充電過程中OH離子從陽極向陰極遷移C充電過程中陰極的電極反應(yīng)式:H2OMe=MHOH,H2O中的H被M還原DNiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液解析:選A。A項,放電過程中,NiOOH得電子,化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),該項正確。B項,充電過程中發(fā)生電解池反應(yīng),OH從陰極向陽極遷移,該項錯誤。C項,充電過程中,陰極M得到電子,M被還原,H2O中的H化合價沒有發(fā)生變化,該項錯誤。D項,NiMH在KOH溶液、氨水中會發(fā)生氧化還原反應(yīng),該項錯誤。3.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右圖中,下列有關(guān)分析完全正確的是()選項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:選B。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。4.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)2Cl2e=Cl2、2H2e=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,即可使電解液恢復至原來的濃度Cab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21解析:選A。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2Cl2e=Cl2,陰極反應(yīng)為Cu22e=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,C錯誤。若原混合溶液中KCl和CuSO4的濃度之比恰好為21,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錯誤。bc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2H2O4e=4HO2,陰極反應(yīng)為2Cu24e=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cd段相當于電解水,陽極反應(yīng)為2OH2e=H2OO2,陰極反應(yīng)為2H2e=H2,A正確。5(2015·南寧高三質(zhì)檢)已知:鋰離子電池充放電時的總反應(yīng)為LixCLi1xCoO2CLiCoO2,鋰硫電池充放電時的總反應(yīng)為2LiSLi2S。有關(guān)上述兩種電池說法正確的是()A鋰離子電池放電時,Li向負極遷移B鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C理論上兩種電池的比能量相同D下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電解析:選B。鋰離子電池放電時,為原電池,陽離子Li移向正極,A錯誤;鋰硫電池充電時,為電解池,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)生成Li,B正確;電池的比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的多少,兩種電池材料不同,顯然其比能量不同,C錯誤;由圖可知,鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2,應(yīng)為該電池放電完全所得產(chǎn)物,而鋰硫電池的電極材料為Li和S,應(yīng)為該電池充電完全所得產(chǎn)物,故此時應(yīng)為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程,D錯誤。6.(2015·重慶高三模擬)氣體的自動化檢測中常常應(yīng)用原電池原理的傳感器。如圖為電池的工作示意圖:氣體擴散進入傳感器,在敏感電極上發(fā)生反應(yīng),傳感器就會接收到電信號。下表列出了待測氣體及敏感電極上部分反應(yīng)產(chǎn)物。則下列說法中正確的是()待測氣體敏感電極部分產(chǎn)物NO2NOCl2HClCOCO2H2SH2SO4A.上述氣體檢測時,敏感電極均作原電池正極B檢測Cl2氣體時,敏感電極的電極反應(yīng)為Cl22e=2ClC檢測H2S氣體時,對電極充入空氣,對電極上電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHD檢測H2S和CO體積分數(shù)相同的兩份空氣樣本時,傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同解析:選B。A項,NO2NO,得電子,作正極,Cl2HCl,得電子,作正極,COCO2,失電子,作負極,H2SH2SO4,失電子,作負極;B項,根據(jù)產(chǎn)物可以判斷Cl2得電子,生成Cl,正確;C項,應(yīng)為O24e4H=2H2O;D項,H2S生成H2SO4失去8e,而CO生成CO2失去2e,所以檢測體積分數(shù)相同的兩氣體時傳感器上產(chǎn)生的電流大小不相同。7硼化釩(VB2)­空氣電池是目前儲電能力最高的電池,電池示意圖如圖,該電池工作時反應(yīng)為4VB211O2=4B2O32V2O5。下列說法正確的是()A電極a為電池負極B圖中選擇性透過膜只能讓陽離子選擇性透過C電子由VB2極經(jīng)KOH溶液流向電極aDVB2極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O解析:選D。電極反應(yīng)式為正極:11O244e22H2O=44OH,負極:4VB244OH44e=2V2O54B2O322H2O。A項,電極a為電池正極;B項,因為負極上消耗OH,所以選擇性透過膜應(yīng)只讓陰離子選擇性透過;C項,電子不會進入電解質(zhì)溶液。8液流電池是一種新型可充電的高性能蓄電池,其工作原理如圖。兩邊電解液存儲罐盛放的電解液分別是含有V3、V2的混合液和VO、VO2酸性混合液,且兩極電解液分開,各自循環(huán)。下列說法不正確的是()A充電時陰極的電極反應(yīng)是V3e=V2B放電時,VO作氧化劑,在正極被還原,V2作還原劑,在負極被氧化C若離子交換膜為質(zhì)子交換膜,充電時當有1 mol e發(fā)生轉(zhuǎn)移時,左槽電解液的H的物質(zhì)的量增加了1 molD若離子交換膜為陰離子交換膜,放電時陰離子由左罐移向右罐解析:選C。放電時的電極反應(yīng)式為負極:V2e=V3,正極:VOe2H=VO2H2O;充電時的電極反應(yīng)式為陰極:V3e=V2,陽極:VO2H2Oe=VO2H。A、B正確;D項,放電時右罐正電荷增多,所以陰離子由左罐移向右罐,正確;C項,根據(jù)電解池電極反應(yīng)式,充電時當有1 mol e發(fā)生轉(zhuǎn)移時,左槽電解液的H增加2 mol,錯誤。9(2016·皖南八校聯(lián)考)一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示,圖中有機廢水中有機物用C6H10O5表示。下列有關(guān)說法正確的是()Ab電極為該電池的負極Bb電極附近溶液的pH減小Ca電極反應(yīng)式:C6H10O524e7H2O=6CO224HD中間室:Na移向左室,Cl移向右室解析:選C。b電極上有N2生成,N2為NO的還原產(chǎn)物,故b電極反應(yīng)式為2NO12H10e=N26H2O,b電極發(fā)生還原反應(yīng),是電池的正極,A項錯誤;b電極發(fā)生的反應(yīng)消耗H,故該電極附近溶液的pH增大,B項錯誤;a電極為負極,C6H10O5失電子生成CO2,C項正確;因左側(cè)為Cl交換膜,故Cl只能在左室與中間室之間交換,右側(cè)為Na交換膜,故Na只能在右室與中間室之間交換,D項錯誤。10(1)含乙酸鈉和對氯苯酚()的廢水可以利用微生物電池除去,其原理如圖所示:B是電池的_(填“正”或“負”)極;A極的電極反應(yīng)式為_。(2)電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液,同時得到乳酸的原理如圖所示(圖中“HA”表示乳酸分子,A表示乳酸根離子)。陽極的電極反應(yīng)式為_;簡述濃縮室中得到濃乳酸的原理:_;電解過程中,采取一定的措施可控制陽極室的pH約為68,此時進入濃縮室的OH可忽略不計。400 mL 10 g·L1乳酸溶液通電一段時間后,濃度上升為145 g·L1(溶液體積變化忽略不計),陰極上產(chǎn)生的H2在標準狀況下的體積約為_ L。(乳酸的摩爾質(zhì)量為90 g·mol1)解析:(1)電極反應(yīng)式為負極:CH3COO8e2H2O (2)陰極:4H4e=2H2,陽極:4OH4e=2H2OO2。陰極區(qū)H減少,A移向濃縮室,陽極區(qū)H濃度增大,H移向濃縮室,得到濃乳酸溶液,增加的乳酸的物質(zhì)的量為0.6 mol,所以產(chǎn)生H2的體積為×22.4 L·mol16.72 L。答案:(1)負 (2)4OH4e=2H2OO2陽極OH放電,c(H)增大,H從陽極通過陽離子交換膜進入濃縮室;陰極區(qū)H放電,c(H)減小,A通過陰離子交換膜從陰極進入濃縮室,HA=HA,乳酸濃度增大6.7211(2015·長春五校聯(lián)考)海洋資源的開發(fā)與利用具有廣闊的前景。海水的pH一般在7.58.6之間。某地海水中主要離子的含量如下表:成分NaKCa2Mg2ClSOHCO含量/mg·L19 360832001 10016 0001 200118(1)電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù),其原理如圖所示。其中陰(陽)離子交換膜只允許陰(陽)離子通過。陰極的電極反應(yīng)式為_;電解一段時間,陰極區(qū)會產(chǎn)生水垢,其成分為CaCO3和Mg(OH)2,寫出生成CaCO3的離子方程式:_;淡水的出口為a、b、c中的_出口。(2)海水中鋰元素儲量非常豐富,從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學電源的重要原料,如LiFePO4電池。某電極的工作原理如圖所示:該電池電解質(zhì)為傳導Li的固體材料。放電時該電極是電池的_(填“正”或“負”)極,電極反應(yīng)式為_。解析:(1)電解海水,陰極是H得電子:2H2O2e=H22OH。主要考查電解知識,在陰極上陽離子放電,陽離子中H的還原性最強,先放電,因此有2H2O2e=H22OH,由此可知陰極區(qū)的堿性增強,生成CaCO3沉淀的離子方程式是Ca2OHHCO=CaCO3H2O。要從兩個方面考慮離子的遷移,電解時溶液中陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,而最左側(cè)的陽離子交換膜阻礙了Cl的遷移,最右側(cè)的陰離子交換膜阻礙了Na的遷移,因此a、c出口出來的仍為鹽水,同理分析只有b出口出來的為淡水。(2)放電時的電極反應(yīng)式分別為負極:Lie=Li,正極:FePO4Lie=LiFePO4。答案:(1)2H2O2e=H22OHCa2OHHCO=CaCO3H2Ob(2)正FePO4eLi=LiFePO412(1)混合動力車目前一般使用鎳氫電池,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H22NiOOH2Ni(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)以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:A極為電源_(填“正”或“負”)極,寫出A極的電極反應(yīng)式:_。要以燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗,則B極應(yīng)該與_(填“C”或“D”)極相連。當消耗標準狀況下2.24 L CO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NiOOHNi(OH)2,Ni的化合價降低,乙電極為正極,電極反應(yīng)式為NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH,周圍溶液的pH增大。(2)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:CO2eCO=2CO2。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。標準狀況下2.24 L CO失去0.2 mol e,根據(jù)得失電子守恒,C極上增加Cu的質(zhì)量為6.4 g。答案:(1)增大NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH(2)負CO2eCO=2CO2D增加6.4 g

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