2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第八講 電化學(xué)原理強化訓(xùn)練.doc
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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第八講 電化學(xué)原理強化訓(xùn)練 1.下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是( ) 解析:選D。選項A,Zn應(yīng)為原電池負極,Cu為原電池正極。選項B,鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換。選項C,粗銅應(yīng)連接電源正極。選項D,電解飽和NaCl溶液,Cl-在陽極放電產(chǎn)生Cl2,H+在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2,正確。 2.下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是( ) A.鋼管與電源正極連接,鋼管可被保護 B.鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化,可保護內(nèi)部不被腐蝕 C.鋼管與銅管露天堆放在一起時,鋼管不易被腐蝕 D.鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時,負極反應(yīng)為Fe-3e-===Fe3+ 解析:選B。鋼管與電源正極相連,則鋼管作陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕,A項錯誤;鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,在表面生成一層致密的氧化膜保護內(nèi)部不被腐蝕,B項正確;鋼管與銅管露天堆放在一起,形成原電池時鋼管作負極,發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕,C項錯誤;鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時,負極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+,D項錯誤。 3.(xx浙江麗水二模)下圖是CO2電催化還原為CH4的工作原理示意圖。下列說法不正確的是( ) A.該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程 B.銅電極的電極反應(yīng)式為CO2+8H++8e-===CH4+2H2O C.一段時間后,①池中n(KHCO3)不變 D.一段時間后,②池中溶液的pH一定減小 解析:選C。分析工作原理示意圖可知此裝置為電解池,銅電極通入CO2,還原為CH4,所以銅電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng):CO2+8H++8e-===CH4+2H2O,鉑電極為陽極,OH-放電,生成H+,導(dǎo)致pH減小,同時鹽橋中的K+向①池中移動,①池中溶有CO2,故n(KHCO3)增大,C項錯誤。 4.(xx高考四川卷)用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體,下列說法不正確的是( ) A.用石墨作陽極,鐵作陰極 B.陽極的電極反應(yīng)式:Cl-+2OH- -2e-===ClO-+H2O C.陰極的電極反應(yīng)式:2H2O+2e-===H2↑+2OH- D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+5ClO-+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O 解析:選D。A.由題干信息可知Cl-在陽極放電生成ClO-,則陽極應(yīng)為惰性電極,A項正確;B.Cl-在陽極放電生成ClO-,Cl的化合價升高,故在陽極發(fā)生氧化反應(yīng),又已知該溶液呈堿性,B項正確;C.陽離子在電解池的陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng),在堿性條件下,H2O提供陽離子(H+),C項正確;D.由于溶液是堿性條件,故除去CN-發(fā)生的反應(yīng)為2CN-+5ClO- +H2O===N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-,D項錯誤。 5.(xx高考福建卷)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實驗裝置如下圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是( ) A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能 B.該裝置工作時,H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被還原 D.a(chǎn)電極的反應(yīng)為3CO2+18H+-18e-===C3H8O+5H2O 解析:選B。該裝置為電解裝置,模擬“人工樹葉”,故為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A項錯誤;b極連接電源的正極,為陽極,H+為陽離子,在電解池中向a極(陰極)區(qū)移動,B項正確;右側(cè)H2O→O2 發(fā)生的是氧化反應(yīng),每生成1 mol O2,轉(zhuǎn)移4 mol電子,C3H8O中碳元素的化合價是-2,3CO2→C3H8O,轉(zhuǎn)移18 mol電子,故生成1 mol O2消耗 2/3 mol CO2,C項錯誤;a電極發(fā)生的是還原反應(yīng):3CO2+18H++18e-===C3H8O+5H2O,D項錯誤。 6.(xx高考天津卷)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.電池工作一段時間后,甲池的c(SO)減小 C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加 D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡 解析:選C。A.Cu作正極,電極上發(fā)生還原反應(yīng),錯誤;B.電池工作過程中,SO不參加電極反應(yīng),故甲池的c(SO)基本不變,錯誤;C.電池工作時,甲池反應(yīng)為Zn-2e-===Zn2+,乙池反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu,甲池中Zn2+會通過陽離子交換膜進入乙池,以維持溶液中電荷平衡,由電極反應(yīng)式可知,乙池中每有64 g Cu析出,則進入乙池的Zn2+為65 g,溶液總質(zhì)量略有增加,正確;D.由題干信息可知,陰離子不能通過陽離子交換膜,錯誤。 7.(xx高考福建卷)某原電池裝置如圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2===2AgCl。下列說法正確的是( ) A.正極反應(yīng)為AgCl+e-===Ag+Cl- B.放電時,交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應(yīng)隨之改變 D.當電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時,交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子 解析:選D。根據(jù)電池總反應(yīng)可以看出Cl2得電子,Ag失電子,所以在原電池中Cl2在正極上發(fā)生還原反應(yīng),Ag在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)。正極反應(yīng)為Cl2+2e-===2Cl-,A項錯誤。因為電解質(zhì)溶液為鹽酸,所以負極上Ag失電子生成的Ag+隨即與附近的Cl-反應(yīng),B項錯誤。用氯化鈉代替鹽酸后,電極反應(yīng)不發(fā)生改變,C項錯誤。當電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時,負極生成0.01 mol Ag+,由于Ag++Cl-===AgCl↓,所以消耗0.01 mol Cl-,由于電荷守恒,同時有0.01 mol H+通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移至右側(cè),D項正確。 8.利用下圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護。 (1)若X為Zn,開關(guān)K置于M處,X電極為________極,電極反應(yīng)式為________________________,鐵電極反應(yīng)式為______________________,此種防護法稱為________________。 (2)若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,X為________極,電極反應(yīng)為____________________________,此種防護法稱為______________________。 (3)若X為Cu,開關(guān)K置于N處,X電極反應(yīng)式為____________________,鐵電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 解析:(1)X為Zn,開關(guān)K置于M處,構(gòu)成ZnFe原電池,Zn作負極被氧化。(2)X為碳棒,開關(guān)K置于N處,構(gòu)成電解池,X作陽極,OH-放電。(3)X為銅,開關(guān)K置于N處,Cu作陽極,Cu失電子變成Cu2+,被氧化。 答案:(1)負 2Zn-4e-===2Zn2+ O2+2H2O+4e-===4OH- 犧牲陽極的陰極保護法 (2)陽 4OH--4e-===O2↑+2H2O 外接電流的陰極保護法 (3)Cu-2e-===Cu2+ 2H++2e-===H2↑ 9.(xx高考重慶卷)我國古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術(shù)價值和歷史價值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕,故對其進行修復(fù)和防護具有重要意義。 (1)原子序數(shù)為29的銅元素位于元素周期表中第________周期。 (2)某青銅器中Sn、Pb的質(zhì)量分別為119 g、20.7 g,則該青銅器中Sn和Pb原子的數(shù)目之比為________。 (3)研究發(fā)現(xiàn),腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在CuCl。關(guān)于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用,下列敘述正確的是________。 A.降低了反應(yīng)的活化能 B.增大了反應(yīng)的速率 C.降低了反應(yīng)的焓變 D.增大了反應(yīng)的平衡常數(shù) (4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀A(yù)g2O涂在被腐蝕部位,Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),該化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ________________________。 (5)如圖所示為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。 ①腐蝕過程中,負極是________(填圖中字母“a”或“b”或“c”); ②環(huán)境中的Cl-擴散到孔口,并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,其離子方程式為________________________________________________________________________; ③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,則理論上耗氧體積為________L(標準狀況)。 解析:(1)銅位于元素周期表的第四周期。 (2)119 g Sn的物質(zhì)的量為1 mol,20.7 g Pb的物質(zhì)的量為0.1 mol,因此Sn和Pb原子的數(shù)目之比為10∶1。 (3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能和加快反應(yīng)速率,但不改變反應(yīng)的平衡常數(shù)和焓變,所以A、B正確。 (4)復(fù)分解反應(yīng)為相互交換成分的反應(yīng),因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ag2O+2CuCl===2AgCl+Cu2O。 (5)①負極發(fā)生失電子的反應(yīng),銅作負極失電子,因此負極為c。負極反應(yīng):Cu-2e-===Cu2+,正極反應(yīng):O2+2H2O+4e-===4OH-。 ②正極產(chǎn)物為OH-,負極產(chǎn)物為Cu2+,兩者與Cl-反應(yīng)生成Cu2(OH)3Cl,其離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓。 ③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量為0.02 mol,由Cu元素守恒知,發(fā)生電化學(xué)腐蝕失電子的Cu單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.04 mol,失去電子0.08 mol,根據(jù)電子守恒可得,消耗O2的物質(zhì)的量為0.02 mol,所以理論上消耗氧氣的體積為 0.448 L(標準狀況)。 答案:(1)四 (2)10∶1 (3)AB (4)Ag2O+2CuCl===2AgCl+Cu2O (5)①c?、?Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓?、?.448 10.(1)火箭的第一、二級發(fā)動機中,所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼來制備。 ①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水。 已知:N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+10.7 kJmol-1 N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJmol-1 寫出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②已知四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在,它很容易轉(zhuǎn)化為二氧化氮。試推斷出二氧化氮制取四氧化二氮的反應(yīng)條件(或措施):________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高,可用于航空航天。如圖1所示裝置中,以稀土金屬材料作惰性電極,在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O2-離子(O2+4e-===2O2-)。 ①c電極的名稱為________,d電極上的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 ②如圖2所示為電解100 mL 0.5 molL-1CuSO4溶液,a電極上的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 若a電極產(chǎn)生56 mL(標準狀況)氣體,則所得溶液的pH=__________(不考慮溶液體積變化),若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可加入__________(填序號)。 a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3 解析:(1)①N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+10.7 kJmol-1 Ⅰ N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJmol-1?、? 根據(jù)蓋斯定律可知,所求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可以由Ⅱ2-Ⅰ得到:2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 096.7 kJmol-1。 ②四氧化二氮在高溫下很難穩(wěn)定存在,而NO2生成N2O4的反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),故二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的條件可以是高壓、低溫。 (2)①電流從正極流向負極,故c、d分別為正極、負極。燃料電池的負極為通入燃料的一極,故其電極反應(yīng)式為CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O。 ②a為電解池的陽極:4OH--4e-===2H2O+O2↑;b為陰極:2Cu2++4e-===2Cu,當陽極產(chǎn)生56 mL氣體時,被電解的OH-的物質(zhì)的量為4=0.01 mol,故溶液中c(H+)==0.1 molL-1,故溶液的pH=1。此時陰極析出0.05 mol Cu,Cu2+恰好完全放電。為恢復(fù)電解質(zhì)溶液的原狀,根據(jù)“出什么加什么”原理,只要相當于加入CuO即可,a項可以,b項 Cu(OH)2可以拆為CuOH2O,c項 CuCO3拆為CuOCO2,d項Cu2(OH)2CO3可拆為2CuOH2OCO2,其中c項也可選。 答案:(1)①2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 096.7 kJmol-1?、诟邏?、低溫(或加壓、降溫) (2)①正極 CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O ②4OH--4e-===2H2O+O2↑ 1 ac 11.(xx高考山東卷)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。 (1)利用如圖所示裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為________溶液(填化學(xué)式),陽極電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________, 電解過程中Li+向________電極遷移(填“A”或“B”)。 (2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下: Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 鐵渣中鐵元素的化合價為________。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41 g,CO2體積為1.344 L(標準狀況),則鈷氧化物的化學(xué)式為________。 解析:(1)根據(jù)電解裝置圖,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液,B極區(qū)產(chǎn)生H2,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,剩余OH-與Li+結(jié)合生成LiOH,所以B極區(qū)電解液應(yīng)為LiOH溶液,B電極為陰極,則A電極應(yīng)為陽極。陽極區(qū)電解液應(yīng)為LiCl溶液,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑。根據(jù)電流方向,電解過程中Li+向B電極遷移。 (2)酸性條件下,Co(OH)3首先與H+反應(yīng)生成Co3+,Co3+具有氧化性,可將SO氧化為SO,根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒定律,配平可得:2Co(OH)3+4H++SO===SO+2Co2++5H2O。由于NaClO3和O2具有氧化性,鐵渣中鐵元素應(yīng)為+3價。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,設(shè)鈷氧化物的分子式為CoxOy,則有 xCoC2O4+O2CoxOy?。?xCO2 (59x+16y) g 2x mol 2.41 g =0.06 mol 則有(59x+16y)0.06=2.412x,得x∶y=3∶4。 所以鈷氧化物的化學(xué)式為Co3O4。 答案:(1)LiOH 2Cl--2e-===Cl2↑ B (2)2Co(OH)3+SO+4H+===2Co2++SO+5H2O[或Co(OH)3+3H+===Co3++3H2O,2Co3++SO+H2O===2Co2++SO+2H+] +3 Co3O4- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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