2018屆高考化學三輪沖刺 電化學專題仿真模擬訓練.doc
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電化學專題一、選擇題7、微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是A正極反應(yīng)中有CO2生成B微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A【解析】首先根據(jù)原電池反應(yīng)判斷出厭氧反應(yīng)為負極側(cè),有氧反應(yīng)為正極側(cè)。A、根據(jù)厭氧反應(yīng)中碳元素的化合價的變化:葡萄糖分子中碳元素平均為0價,二氧化碳中碳元素的化合價為+4價,所以生成二氧化碳的反應(yīng)為氧化反應(yīng),所以在負極生成。錯誤;B、在微生物的作用下,該裝置為原電池裝置。原電池能加快氧化還原反應(yīng)速率,故可以說微生物促進了電子的轉(zhuǎn)移。正確;C、原電池中陽離子向正極移動。正確;D、電池的總反應(yīng)實質(zhì)是葡萄糖的氧化反應(yīng)。正確。8、某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應(yīng)為:Li1xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(xIBrClOH含氧酸根離子,陰極則是溶液中的陽離子放電,放電順序是Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+,與金屬活動性順序剛好相反。因此掌握電解池反應(yīng)原理是本題解答的關(guān)鍵。注意依據(jù)實驗現(xiàn)象分析可能發(fā)生的電極反應(yīng)。10、鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)。下列說法正確的是( )A充電時,電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B充電時,電解質(zhì)溶液中c(OH)逐漸減小C放電時,負極反應(yīng)為:Zn+4OH2e=Zn(OH)D放電時,電路中通過2 mol電子,消耗氧氣22.4 L(標準狀況)【答案】C【解析】A、充電時陽離子向陰極移動,故錯誤;B、放電時總反應(yīng)為:2Zn+O2+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4,則充電時生成氫氧化鉀,溶液中的c(OH)增大,故錯誤;C、放電時,鋅在負極失去電子,故正確;D、標準狀況下22.4 L氧氣的物質(zhì)的量為1 mol,對應(yīng)轉(zhuǎn)移4 mol電子,故錯誤。本題考查原電池和電解池工作原理,這是兩個裝置的重點,也是新電池的考查點,需要熟記。電極反應(yīng)式的書寫是電化學中必考的一項內(nèi)容,一般先寫出還原劑(氧化劑)和氧化產(chǎn)物(還原產(chǎn)物),然后標出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目,最后根據(jù)原子守恒和電荷守恒完成缺項部分并配平反應(yīng)方程式,作為原電池,正極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e=4OH,負極電極反應(yīng)式為:Zn+4OH2e=Zn(OH)42;充電是電解池,陽離子在陰極上放電,陰離子在陽極上放電,即陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,對可充電池來說,充電時原電池的正極接電源正極,原電池的負極接電源的負極,不能接反,否則發(fā)生危險或電極互換,其電極反應(yīng)式是原電池電極反應(yīng)式的逆過程。涉及氣體體積,首先看一下有沒有標準狀況,如果有,進行計算,如果沒有必然是錯誤選項。掌握原電池和電解池反應(yīng)原理是本題解答的關(guān)鍵。本題難度適中。11、MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是A負極反應(yīng)式為Mg2e=Mg2+B正極反應(yīng)式為Ag+e=AgC電池放電時Cl由正極向負極遷移D負極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+ H2【答案】B【解析】根據(jù)題意,電池總反應(yīng)式為:Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag,正極反應(yīng)為:2AgCl+2e=2Cl+ 2Ag,負極反應(yīng)為:Mg2e=Mg2+,A項正確,B項錯誤;對原電池來說,陰離子由正極移向負極,C項正確;由于鎂是活潑金屬,則負極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2,D項正確;答案選B。12、三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是A通電后中間隔室的離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大B該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C負極反應(yīng)為2H2O 4e=O2+4H+,負極區(qū)溶液pH降低D當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol的O2生成【答案】B【解析】A根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,在電解池中陰離子會向正電荷較多的陽極區(qū)定向移動,因此通電后中間隔室的向正極遷移;在正極區(qū)帶負電荷的OH失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)而放電,由于破壞了附近的水的電離平衡,使溶液中c(H+)c(OH),所以正極區(qū)溶液酸性增強,溶液的pH減小,錯誤;B陽極區(qū)氫氧根放電,溶液中產(chǎn)生硫酸,陰極區(qū)氫離子獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng)而放電,破壞了附近的水的電離平衡,使溶液中c(OH)c(H+),所以產(chǎn)生氫氧化鈉,因此該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品,正確;C負極區(qū)氫離子得到電子,使溶液中c(OH)c(H+),所以負極區(qū)溶液pH升高,錯誤;D當電路中通過1 mol電子的電量時,根據(jù)整個閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可知,反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量n(O2)=1 mol4=0.25 mol,錯誤。13某電池以K2FeO4和Zn為電極材料,KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液。下列說法正確的是( )AZn為電池的負極B正極反應(yīng)式為2FeO42+ 10H+6e=Fe2O3+5H2OC該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變D電池工作時向負極遷移【答案】AD【解析】A根據(jù)化合價升降判斷,Zn化合價只能上升,故為負極材料,K2FeO4為正極材料,正確;BKOH溶液為電解質(zhì)溶液,則正極反應(yīng)式為2FeO42 +6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH,錯誤;C該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度減小,錯誤;D電池工作時陰離子OH向負極遷移,正確;故選AD。原電池原理是建立在氧化還原和電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)上,借助氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化,是高考命題重點,題目主要以選擇題為主,主要圍繞原電池的工作原理、電池電極反應(yīng)的書寫與判斷、新型電池的開發(fā)與應(yīng)用等進行命題。二、非選擇題14、氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖,圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。 完成下列填空:(1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式_。(2)離子交換膜的作用為:_、_。(3)精制飽和食鹽水從圖中_位置補充,氫氧化鈉溶液從圖中_位置流出(選填“a”、“b”、“c”或“d”)。(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO2,還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)。寫出該反應(yīng)的化學方程式_。(5)室溫下,0.1 mol/L NaClO溶液的pH_0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH(選填“大于”、“小于”或“等于”)。濃度均為0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32、CO32、HSO3、HCO3濃度從大到小的順序為_。已知:H2SO3 Ki1=1.54102 Ki2=1.02107HClO Ki1=2.95108H2CO3 Ki1=4.3107 Ki2=5.61011【答案】(1)27. 2 Cl+2H2OCl2+H2+2OH(2)阻止OH進入陽極室,與Cl2發(fā)生副反應(yīng):2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。(3)a d(4)2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O(5)大于 SO32CO32HCO3HSO3【解析】(1)電解飽和食鹽水時,溶液中的陽離子H+在陰極得到電子變?yōu)镠2逸出,使附近的水溶液顯堿性,溶液中的陰離子Cl在陽極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生Cl2。反應(yīng)的離子方程式是2Cl+2H2OCl2+H2+2OH。(2)圖中的離子交換膜只允許陽離子通,是陽離子交換膜,可以允許陽離子通過,不能使陰離子通過,這樣就可以阻止陰極溶液中的OH進入陽極室,與氯氣發(fā)生反應(yīng),阻止Cl進入陰極室,使在陰極區(qū)產(chǎn)生的NaOH純度更高。同時可以阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。(3)隨著電解的進行,溶質(zhì)NaCl不斷消耗,所以應(yīng)該及時補充。精制飽和食鹽水從與陽極連接的圖中a位置補充,由于陰極H+不斷放電,附近的溶液顯堿性,氫氧化鈉溶液從圖中d位置流出;水不斷消耗,所以從b口不斷加入蒸餾水,從c位置流出的是稀的NaCl溶液。(4)KClO3有氧化性,H2C2O4有還原性,在酸性條件下KClO3可以和草酸(H2C2O4)生成高效的消毒殺菌劑ClO2,還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)。則根據(jù)電子守恒及原子守恒,可得該反應(yīng)的化學方程式是:2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O。(5)NaClO、Na2SO3都是強堿弱酸鹽,弱酸根離子發(fā)生水解反應(yīng),消耗水電離產(chǎn)生的H+,破壞了水的電離平衡,當最終達到平衡時,溶液中c(OH)c(H+),所以溶液顯堿性。形成鹽的酸越弱,鹽水解程度就越大。消耗的離子濃度越大,當溶液達到平衡時,剩余的離子濃度就越小。由于H2SO3的Ki2=1.02107;HClO的Ki1=2.95108,所以酸性:HSO3HClO,因此溶液的pH:NaClONa2SO3。由于電離程度:H2SO3 H2CO3HSO3HCO3,濃度均為0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,水解程度:CO32SO32,所以離子濃度:SO32CO32;水解產(chǎn)生的離子濃度:HCO3HSO3。但是鹽水解程度總的來說很小,主要以鹽電離產(chǎn)生的離子存在。所以在該溶液中SO32、CO32、HSO3、HCO3 濃度從大到小的順序為SO32CO32HCO3HSO3。15、下表列出了兩種燃煤煙氣脫硫方法的原理。方法將SO2與I2反應(yīng)制H2SO4和HI,同時分解HI制H2和I2,I2循環(huán)使用方法用Na2SO4溶液吸收SO2,再用離子膜電解法電解吸收液得到單質(zhì)硫(1)方法中,用SO2與碘反應(yīng)生成H2SO4和HI,SO2與I2反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為_;制得的H2可用儲氫合金轉(zhuǎn)化為MH,現(xiàn)分別用NiO(OH)、MH作正、負極材料,KOH溶液作電解質(zhì)溶液,可制得高容量的鎳氫電池。電池總反應(yīng)為:NiO(OH)MHNi(OH)2M則電池放電時,負極的電極反應(yīng)式為_,充電完成時,Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2,O2擴散到另一電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時,陰極的電極反應(yīng)式為_。(2)利用如圖裝置可實現(xiàn)方法的轉(zhuǎn)化。b端應(yīng)連接電源的_(填“正極”或“負極”)。用Na2SO4溶液代替水吸收煙氣中的SO2使之轉(zhuǎn)化為H2SO3,其目的是_。電解過程中,陰極的電極反應(yīng)式為_,當外電路中通過0.02 mol電子時,收集到0.144 g硫單質(zhì),則電解效率為_。【分析】(1)依據(jù)二氧化硫和碘單質(zhì)在水溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng),結(jié)合定量關(guān)系分析判斷;電池放電為原電池反應(yīng),負極為失電子發(fā)生氧化反應(yīng),充電時是原電池,NiO(OH)+MHNi(OH)2+M,放電為原電池,正極發(fā)生還原反應(yīng),依據(jù)電池反應(yīng)書寫電極反應(yīng);根據(jù)氧氣進入另一個電極后所引發(fā)的反應(yīng)來回答;(2)用Na2SO4溶液吸收SO2,再用離子膜電解法電解吸收液得到單質(zhì)硫,依據(jù)氫離子移動方向可知,a為陰極,b為陽極;用Na2SO4溶液代替水吸收煙氣中的SO2使之轉(zhuǎn)化為H2SO3,提高溶液導電性;電解池中陰極是二氧化硫得到電子生成硫單質(zhì)【解答】解:(1)用SO2與碘反應(yīng)生成H2SO4和HI,反應(yīng)的化學方程式為:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,SO2與I2反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為1:1;放電過程是原電池反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為:NiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH;負極電極反應(yīng)為:MH+OHe=M+H2O;陰極上是氧氣發(fā)生的電子的過程,電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e=4OH,故答案為:1:1;MH+OHe=M+H2O;O2+2H2O+4e=4OH;(2)用Na2SO4溶液吸收SO2,再用離子膜電解法電解吸收液得到單質(zhì)硫,依據(jù)氫離子移動方向可知,a為陰極,b為陽極,b電極鏈接電源正極;故答案為:正極;用Na2SO4溶液代替水吸收煙氣中的SO2使之轉(zhuǎn)化為H2SO3,提高溶液導電性,加快電解速率,故答案為:提高溶液導電性,加快電解速率;電解池中陰極是二氧化硫得到電子生成硫單質(zhì),電極反應(yīng)為:SO2+4H+4e=S+2H2O,故答案為:SO2+4H+4e=S+2H2O16、對工業(yè)廢水和生活污水進行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施之一。(1)硫酸廠的酸性廢水中砷(As)元素(主要以H3AsO3形式存在)含量極高,為控制砷的排放,某工廠采用化學沉淀法處理含砷廢水。請回答以下問題:已知砷是氮的同族元素,比氮原子多2個電子層,砷在元素周期表的位置為_,AsH3的穩(wěn)定性比NH3的穩(wěn)定性_(填“強”或“弱”)。工業(yè)上采用硫化法(通常用硫化鈉)去除廢水中的砷,生成物為難溶性的三硫化二砷,該反應(yīng)的離子方程式為_。(2)電鍍廠的廢水中含有的CN有劇毒,需要處理加以排放。已知HCN為一元弱酸,則NaCN溶液的pH_7(填“”“”或“AsH3。根據(jù)信息:Na2S和H3AsO3反應(yīng),生成難溶性的As2S3,據(jù)此得到反應(yīng)的離子方程式為:2H3AsO33S26H=As2S36H2O。(2)已知HCN為一元弱酸,則NaCN溶液是強堿弱酸鹽,溶液的pH大于7。在微生物的作用下,CN被氧氣氧化成HCO,同時生成NH3,結(jié)合CN中C為2價,則離子方程式為:4H2O2CNO2=2HCO2NH3。(3)陽極上是OH失電子,電極反應(yīng)式為:4OH4e=2H2OO2。在電解池的陽極上是OH放電,所以c(H)增大,并且H從陽極通過陽離子交換膜進入濃縮室;根據(jù)電解原理,電解池中的陰離子移向陽極,即A從陰極通過陰離子交換膜進入濃縮室,這樣:HA=HA,乳酸濃度增大。乳酸的濃度變化量是1.5 mol/L,即生成HA的物質(zhì)的量是1.5 mol/L0.4 L0.6 mol,結(jié)合HAHH2產(chǎn)生氫氣是0.3 mol,即0.3 mol22.4 L/mol6.72 L。答案 (1)第四周期A族弱2H3AsO33S26H=As2S36H2O(2)4H2O2CNO2=2HCO2NH3(3)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,A從陰極通過陰離子交換膜進入濃縮室,HA=HA,乳酸濃度增大6.72- 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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