2019年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校小題精練系列 專(zhuān)題29 電化學(xué)綜合應(yīng)用.doc

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專(zhuān)題29 電化學(xué)綜合應(yīng)用 （滿分42分 時(shí)間20分鐘） 姓名：_______________ 班級(jí)：_______________ 得分：_______________ 1．關(guān)于鋼鐵電化學(xué)保護(hù)兩種方法的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A． 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法利用的是原電池原理 B． 外加電流陰極保護(hù)法利用的是電解原理 C． 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法中鋼鐵為負(fù)極 D． 外加電流陰極保護(hù)法中鋼鐵為陰極 【答案】C 【解析】 點(diǎn)睛：原電池中，失去電子的為負(fù)極，得到電子的為正極；電解池中，失去電子的為陽(yáng)極，得到電子的為 陰極。 2．全釩液流儲(chǔ)能電池一次性充電后，續(xù)航能力可達(dá)1000km，而充電時(shí)間只需3～5min，被譽(yù)為“完美電池”，其原理如圖所示(已知V2+呈紫色，V3+呈綠色)。電池放電時(shí)，左槽溶液質(zhì)量增加。下列說(shuō)法正確的是 A． 充電時(shí)的陰極反應(yīng)為VO2++2H++e-=VO2++H2O B． 放電時(shí)的正極反應(yīng)為V3++e-=V2+ C． 放電過(guò)程中，右槽溶液由紫色變?yōu)榫G色 D． 若負(fù)載為用石墨電極電解食鹽水的裝置，生成4gNaOH時(shí)該電池中消耗0.1molH+ 【答案】C 【解析】 點(diǎn)睛：本題考查了原電池和電解池原理，解題關(guān)鍵：電池放電時(shí)，左槽溶液質(zhì)量增加，判斷原電池的正負(fù)極，推斷充電時(shí)外接電源正負(fù)極，再結(jié)合電極反應(yīng)式來(lái)分析解答即可，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，選項(xiàng)D電解池和原電池相結(jié)合的計(jì)算，解題要點(diǎn)，兩池轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，得關(guān)系式NaOH～2H+． 3．利用太陽(yáng)光分解水制氫是未來(lái)解決能源危機(jī)的理想方法之一。某研究小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光分解水制氫。反應(yīng)過(guò)程中所需的電能由太陽(yáng)能光電池提供，下列說(shuō)法正確的是（ ） A． 反應(yīng)體系中I2和Fe2+可循環(huán)使用 B． 光電池是原電池 C． 光催化反應(yīng)池中的反應(yīng)方程式為：2I—+2Fe3+ I2+2Fe2+ D． 進(jìn)入電解池B的溶液與從電解池B排出的溶液pH相同 【答案】A 【解析】 電解池A中反應(yīng)為2H++2I-H2↑+I2，電解池B中反應(yīng)為4Fe3++2H2O4Fe2++4H++O2↑，光催化反應(yīng)池中的反應(yīng)為I2+2Fe2+2Fe3++2I-。A，循環(huán)過(guò)程中總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑，I2和Fe2+可循環(huán)使用，A項(xiàng)正確；B，光電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，不是原電池，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C，光催化反應(yīng)池中反應(yīng)方程式為I2+2Fe2+2Fe3++2I-，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D，電解池B中反應(yīng)為4Fe3++2H2O4Fe2++4H++O2↑，進(jìn)入電解池B的溶液的pH大于從電解池B排出的溶液的pH，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選A。 4．某課題組以納米Fe2O3 作為電極材料制備鋰離子電池(另一極為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料),通過(guò)在室溫條件下對(duì)鋰離子電池進(jìn)行循環(huán)充放電,成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁性的可逆調(diào)控(如圖)。以下說(shuō)法正確的是 A． 放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為Fe2O3+6Li++6e-=2Fe+3Li2O B． 該電池可以用水溶液做電解質(zhì)溶液 C． 放電時(shí)，F(xiàn)e作電池的負(fù)極，F(xiàn)e2O3作電池的正極 D． 充電時(shí)，電池被磁鐵吸引 【答案】A 【解析】 5．熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A． 正極反應(yīng)式： B． 放電過(guò)程中，向負(fù)極移動(dòng) C． 常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D． 每轉(zhuǎn)移0．1mol電子，理論上生成10．35gPb 【答案】D 【解析】 【分析】 由原電池總反應(yīng)可以知道Ca為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Ca+2Cl--2e-=CaCl2，硫酸鉛為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb，原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，結(jié)合電解方程式計(jì)算。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查原電池的工作原理，注意根據(jù)原電池的總反應(yīng)式結(jié)合物質(zhì)所含元素化合價(jià)的變化判斷原電池的正負(fù)極，把握電極方程式的書(shū)寫(xiě)方法，易錯(cuò)點(diǎn)為D，注意把握原電池的構(gòu)成條件。 6．堿性硼化釩(VB2)－空氣電池工作時(shí)反應(yīng)為：4VB2 ＋11O24B2O3 ＋2V2O5 。用該電池為電源，選用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí)，B裝置內(nèi)共收集到0.448L氣體（標(biāo)況），則下列說(shuō)法中正確的是 A． VB2電極發(fā)生的電極反應(yīng)為： 2VB2＋11H2O – 22e?V2O5＋2B2O3＋22H+ B． 外電路中電子由c電極流向VB2電極 C． 電解過(guò)程中，b電極表面先有紅色物質(zhì)析出，然后有氣泡產(chǎn)生 D． 若B裝置內(nèi)的液體體積為200mL，則CuSO4溶液的濃度為0.05mol/L 【答案】D 【解析】 【分析】 硼化釩-空氣燃料電池中，VB2在負(fù)極失電子，氧氣在正極上得電子，電池總反應(yīng)為：4VB2 ＋11O24B2O3 ＋2V2O5，則與負(fù)極相連的c為電解池的陰極，銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，與氧氣相連的b為陽(yáng)極，氫氧根失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此分析計(jì)算。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查原電池及其電解池的工作原理，題目難度不大，本題注意把握電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，利用電子守恒計(jì)算。 7．為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　　） A． 正極的電極方程式為：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(lái)水中加入少量NaCl（s），可較快地看到鐵銹 D． 向鐵電極附近吹入O2比向石墨電極附近吹入O2，鐵銹出現(xiàn)得快 【答案】D 【解析】 8．最近科學(xué)家利用下列裝置圖成功地實(shí)現(xiàn)了CO2和H2O合成CH4。下列敘述錯(cuò)誤的是 A． 電池工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)了將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能 B． 銅電極為正極，電極反應(yīng)式為CO2-8e-+8H+=CH4+2H2O C． 電池內(nèi) H+ 透過(guò)質(zhì)子交換膜從左向右移動(dòng) D． 為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量稀硫酸 【答案】B 【解析】 【詳解】 A.由電池裝置圖可知電池工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，故正確；B.電子流入的極是正極，所以銅是正極，銅上二氧化碳得到電子生成甲烷，即CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，故錯(cuò)誤；C.電池內(nèi)氫離子透過(guò)質(zhì)子交換膜向正極移動(dòng)，電子流入的極是正極，所以銅是正極，即電池內(nèi)氫離子透過(guò)質(zhì)子交換膜從左向右移動(dòng)，故正確；D.向裝置中加入少量強(qiáng)電解質(zhì)溶液稀硫酸可以增強(qiáng)導(dǎo)電能力，提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，故正確。故選B。 【點(diǎn)睛】 在原電池中，電子從負(fù)極流出，經(jīng)過(guò)導(dǎo)電流向正極，溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。 9．向新型燃料電池的兩極分別通入CH4和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO3固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2-。圖中濾紙用含有酚酞的氯化鈉溶液浸泡過(guò)，c、d、e、f均為惰性電極，工作后e極周?chē)兗t。下列敘述正確的是（ ） A． c極為正極,A處通入甲烷氣體 B． d極的反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- = 4OH- C． 固體電解質(zhì)中O2-由d極向c極移動(dòng) D． e極上發(fā)生氧化反應(yīng)，pH增大 【答案】C 【解析】 10．如圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖，其中的離子交換膜只允許K+通過(guò)，該電池放電、充電的化學(xué)方程式為2K2S2+KI3K2S4 +3KI。裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)K時(shí)，電極X附近溶液先變紅。則閉合K時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是( ) A． K+從左到右通過(guò)離子交換膜 B． 電極A上發(fā)生的反應(yīng)為I3-+2e-=3I- C． 電極Y上發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑ D． 當(dāng)有0.1 molK+通過(guò)離子交換膜，X電極上產(chǎn)生1.12L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 【答案】B 【解析】 【詳解】 11．銅板上鐵鉚釘長(zhǎng)期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會(huì)被腐蝕，示意圖如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 A． 因鐵的金屬性比銅強(qiáng)，所以鐵鉚釘被氧化而腐蝕 B． 若水膜中溶解了SO2，則鐵鉚釘腐蝕的速率變小 C． 銅極上的反應(yīng)是2H++2e? =H2↑、O2+4e?+4H+=2H2O D． 在金屬表面涂一層油脂，能防止鐵鉚釘被腐蝕 【答案】B 【解析】 12．如圖所示進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，電極材料為銅和另一電極X，則以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A． 銅電極上既可能發(fā)生反應(yīng):Cu-2e- =Cu2+,又可能發(fā)生 Cu2++2e- =Cu B． 該裝置既可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,又能實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 C． X電極上既可能產(chǎn)生H2,又可能產(chǎn)生O2 D． 該裝置既可做電鍍銅的實(shí)驗(yàn),又可以研究精煉銅的原理 【答案】C 【解析】 【詳解】 A. 該裝置若為鋅銅原電池，則銅電極上發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e- =Cu；若該裝置為電解池，銅做陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng):Cu-2e- =Cu2+, A正確； B. 該裝置若為原電池，可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能；若為電解池，可以實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，B正確； C.產(chǎn)生H2的反應(yīng)為還原反應(yīng)，只能在原電池的正極或電解池的陰極發(fā)生；產(chǎn)生O2的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，只能在電解池的陽(yáng)極發(fā)生，所以X電極上可能產(chǎn)生H2,就不可能產(chǎn)生O2；產(chǎn)生氧氣，就不能產(chǎn)生氫氣；C錯(cuò)誤； D. X電極為鐵，做陰極，該裝置既可做電鍍銅的實(shí)驗(yàn)；X電極為粗銅做陽(yáng)極，又可以研究精煉銅的原理，D正確； 正確選項(xiàng)C。 【點(diǎn)睛】 電鍍的特點(diǎn)：待鍍金屬做陰極，鍍層金屬做陽(yáng)極，含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液，電鍍前后，電鍍液的濃度保持不變。而粗銅精煉過(guò)程，粗銅做陽(yáng)極，純銅做陰極，含有銅離子的溶液做電解質(zhì)溶液，精煉前后，電解質(zhì)的溶液的濃度變小。 13．下列裝置由甲、乙兩部分組成（如圖所示），甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源。當(dāng)電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A． 甲中H+透過(guò)質(zhì)子交換膜由左向右移動(dòng) B． M極電極反應(yīng)式：H2N (CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2↑+N2↑+16H+ C． 一段時(shí)間后，乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變 D． 當(dāng)N極消耗0.25 mol O2時(shí)，則鐵極增重16 g 【答案】D 【解析】 【分析】 根據(jù)題給信息知，甲圖中裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，M是負(fù)極，N是正極，電解質(zhì)溶液為酸性溶液，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；乙部分是在鐵上鍍銅，則鐵為陰極應(yīng)與負(fù)極相連，銅為陽(yáng)極應(yīng)與正極相連，根據(jù)得失電子守恒計(jì)算，以此解答該題。 【詳解】 選項(xiàng)B正確；C．乙部分是在鐵上鍍銅，電解液濃度基本不變，所以乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變，選項(xiàng)C正確；D．當(dāng)N電極消耗0.25 mol氧氣時(shí)，則轉(zhuǎn)移0.254=1mol電子，所以鐵電極增重mol64g/mol=32g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選D。 【點(diǎn)睛】 本題考查了原電池原理以及電鍍?cè)恚瑐?cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，明確原電池正負(fù)極上得失電子、電解質(zhì)溶液中陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向即可解答，難度中等。 14．目前，科學(xué)家提出了一種經(jīng)濟(jì)而且理想的獲得氫能源的循環(huán)體系(如圖)。關(guān)于此循環(huán)體系，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( ) A． 燃料電池能夠使化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能 B． 燃料電池中通入H2的一極作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) C． 在此循環(huán)中發(fā)生了反應(yīng):2H2O 2H2↑+ O2↑ D． 目前化學(xué)家急需解決的問(wèn)題是尋找合適的光照條件下分解水的催化劑 【答案】C 【解析】