2019年高考化學大串講 專題12 電化學練習.doc
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專題12 電化學 1．LiOH和鈷氧化物可用于制備鋰離子電池正極材料。利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。下列說法不正確的是（ ） A． B極區(qū)電解液為LiOH溶液 B． 電解過程中Li+向B電極遷移 C． 每產(chǎn)生標準狀況下2.24L氫氣,就有0.1mol陽離子通過交換膜進入陰極區(qū) D． 陽極電極反應式為2Cl- - 2e-=Cl2↑ 【答案】C 2．根據(jù)光合作用原理，設計如圖原電池裝置。下列說法正確的是 A． a電極為原電池的正極 B． 外電路電流方向是a→b C． b電極的電極反應為：O2+2e-+2H+=H2O2 D． a電極上每生成1mol O2，通過質子交換膜的H+為2mol 【答案】C 【解析】根據(jù)圖片信息，可知a電極反應2H2O—4e— =4H++O2↑，發(fā)生了氧化反應，a為電極為原電池的負極，A項錯誤；外電路電流由正極流向負極，即b→a，B項錯誤；根據(jù)圖片信息，b的的電極反應為：O2+2e-+2H+=H2O2，C項正確；由a極的電極反應方程式可知，a電極上每生成1mol O2，通過質子交換膜的H+為4mol，D項錯誤。 3．鈉電池由于其快速充放電的特性受到科研工作者的重視，某鈉離子鈦基電池電池結構如圖所示，電解質為含鈉離子的高聚物，已知電池的反應方程式為2NaxCn+xNaTi2(PO4)32nC+ xNa3Ti2(PO4)3。下列關于該電池說法正確的是 A． 放電時電池正極為NaxCn B． 放電時Na+向電極Ⅱ移動 C． 充電時陽極反應：NaxCn-xe-=nC+xNa+ D． 充電時電極Ⅰ與外電源正極相連 【答案】D 4．酶生物電池通常以葡萄糖作為反應原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和輔酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如圖所示。下列有關說法中正確的是 A． 該電池可以在高溫條件下使用 B． H+通過交換膜從b極區(qū)移向a極區(qū) C． 電極a是正極 D． 電池負極的電極反應式為C6H12O6+H2O-2e-=C6H12O7+2H+ 【答案】D 【解析】高溫條件，酶的催化能力會減弱或喪失，A錯誤；葡萄糖氧化為葡萄糖酸，發(fā)生氧化反應，電極a是負極，C錯誤； H+向正極移動，通過交換膜從a極區(qū)移向b極區(qū)，B錯誤；葡萄糖在酸性條件下，在負極發(fā)生氧化反應生成葡萄糖酸，D正確。 5．有關下列四個常用電化學裝置的敘述中正確的是( ) A．圖Ⅰ所示電池中，負極電極反應為Zn-2e-Zn2+ B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大 C．圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質溶液中Cu2+濃度始終不變 D．圖Ⅳ所示電池中，Ag2O是氧化劑，電池工作過程中被還原為Ag 【答案】D 6．用圖甲裝置電解一定量的CuSO4溶液，M、N為惰性電極．電解過程實驗數(shù)據(jù)如圖乙所示．X軸表示電解過程中轉移電子的物質的量，Y軸表示電解過程產(chǎn)生氣體的總體積。則下列說法不正確的是（ ） A． A點所得溶液只需加入一定量的CuO固體就可恢復到起始狀態(tài) B． 電解過程中N電極表面先有紅色物質生成，后有氣泡產(chǎn)生 C． Q點時M、N兩電極上產(chǎn)生的氣體總量在相同條件下體積相同 D． 若M電極材料換成Cu做電極，則電解過程中CuSO4溶液的濃度不變 【答案】A 7．利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收 SO2，并用陰極排出的溶液吸收 NO2。下列說法正確的是 A． b 為直流電源的正極 B． 將裝置中的陽離子交換膜換成陰離子交換膜電極反應式不變 C． 陽極的電極反應式為 SO2＋2H2O－2e－=SO42－＋4H＋ D． 電解時，H＋由陰極室通過陽離子交換膜到陽極室 【答案】C 【解析】A二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū)，陽極與電源正極a相連，則b為電源負極，故A錯誤；B．將裝置中的陽離子交換膜換成陰離子交換膜電極反應式: 2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O,發(fā)生不變該變。故B錯誤；C．陽極的電極反應式為：SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，故C正確；D．陽離子交換膜只允許陽離子通過，電解時，陽離子移向陰極，所以H+由陽極室通過陽離子交換膜到陰極室，D錯誤。 8．H2S是一種劇毒氣體，對H2S廢氣資源化利用途徑之一是回收能量并得到單質硫，反應原理為：2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l) ?H=－632kJmol-1。下圖為質子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說法錯誤的是( ) A． 電池工作時，電子從電極a經(jīng)負載流向電極b B． 實際工作中當反應生成64gS2時，電池內(nèi)部釋放632kJ電能 C． 電極a上發(fā)生的電極反應為：2H2S - 4e-=S2 + 4H+ D． 當電路中通過4mol電子時，有4molH+經(jīng)質子膜進入正極區(qū) 【答案】B 9．某粗銅產(chǎn)品中含有Zn、Ag、Au等雜質，如圖所示，用CH3OH-堿性燃料電池電解硫酸銅溶液。閉合電鍵K進行電解。下列說法中不正確的是（ ） A． 左池負極反應式為CH3OH -6e-+8OH-=CO32-+ 6H2O B． 通電一段時間后，Ag、Au雜質金屬沉積在電解槽底部 C． 若粗銅電極質量減少6.4g，則純銅電極增重大于6.4g D． 電解過程中右池純銅和粗銅分別為陰極和陽極 【答案】C 【解析】A. 左池負極反應式為CH3OH -6e-+8OH-=CO32-+ 6H2O，故A正確；B. 通電一段時間后，比Cu不活潑的Ag、Au雜質金屬不被氧化，沉積在電解槽底部，故B正確；C. 比Cu活潑的金屬雜質Zn在Cu之前被氧化，Zn–2e－Zn2+，若粗銅電極質量減少6.4g，則純銅電極增重小于6.4g，故C不正確；D. 電解過程中右池純銅和粗銅分別為陰極和陽極，故D正確。 10．近期使用的一種可控電池——鋰水電池工作原理如下圖。下列說法錯誤的是 A． 鋰電極是電池的負極 B． 正極發(fā)生的反應為: 2H2O+2e-=2OH-+ H2↑ C． 水中H+經(jīng)固體電解質向鋰電極移動 D． 理論上每消耗14g鋰,轉移的電子數(shù)為2NA 【答案】C 11．我國預計在2020年前后建成自己的載人空間站。為了實現(xiàn)空間站的零排放，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，我國科學家設計了一種裝置（如下圖），實現(xiàn)了“太陽能一電能一化學能”轉化，總反應方程式為2CO2=2CO+O2 。關于該裝置的下列說法不正確的是 裝置a 裝置b 附：⊕表示陽離子，Θ表示陰離子 A． 裝置a將太陽能轉化為電能，裝置b將電能轉化為化學能 B． 工作過程中OH－向Y電極周圍移動 C． 人體呼出的氣體參與X電極的反應：CO2+2e－+H2O=CO+2OH－ D． 反應完畢后恢復到原溫度，裝置b中電解質溶液的堿性減弱 【答案】D 12．中國首個空間實驗室——“天宮一號”的供電系統(tǒng)中，有再生氫氧燃料電池（RFC），工作原理如下圖所示，a、b、c、d均為Pt電極。 下列說法正確的是 A． B區(qū)的OH?通過隔膜向a電極移動，A區(qū)pH增大 B． c是正極，電極上的電極反應為：2H++2e?H2↑ C． 圖中右管中的OH?通過隔膜向c電極移動，d電極上發(fā)生氧化反應 D． 當有1 mol電子轉移時，標準狀況下，b電極理論上產(chǎn)生氣體Y的體積為11.2 L 【答案】D 【解析】依據(jù)圖示知左邊裝置是電解池，右邊裝置是原電池，ab電極是電解池的電極，由電源判斷a為陽極產(chǎn)生的氣體是氧氣，b為陰極產(chǎn)生的氣體是氫氣；cd電極是原電池的正負極，c是負極，d是正極；電解池中的電極反應為：a電極為陽極失電子發(fā)生氧化反應：4OH--4e-=2H2O+O2↑；b電極為陰極得到電子發(fā)生還原反應：4H++4e-=2H2↑；原電池中是堿性溶液，電極反應為：c為負極失電子發(fā)生氧化反應：2H2-4e-+4OH-=2H2O；d電極為正極得到電子發(fā)生還原反應：O2+2H2O+4e-=4OH-。A．a(chǎn)為陽極，電解時陰離子向陽極移動，發(fā)生4OH--4e-=2H2O+O2↑，促進水的電離生成H+，pH減小，故A錯誤；B．根據(jù)上述分析，c是負極，故B錯誤；C．圖中右管中的OH-通過隔膜向負極移動，即向c電極移動，d為正極，發(fā)生還原反應，故C錯誤；D．b為陰極，當有1mol電子轉移時生成0.5mol氫氣，標準狀況下的體積為11.2 L，故D正確。 13．一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是 A． 電池工作時,CO32—向電極B移動 B． 電極A上H2參與的電極反應為H2+2OH—-2e—==2H2O C． 反應CH4+H2O3H2+CO,每消耗1 mol CH4參加反應共轉移6mol電子 D． 電極B上發(fā)生的電極反應為O2+4e—+2H2O==4OH— 【答案】C 14．世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會網(wǎng)介紹了一種利用電化學原理凈化魚池中水質的方法，其裝置如圖所示。 下列說法錯誤的是 A． X為電源正極 B． 若該裝置在高溫下進行，則凈化效率將降低 C． 若BOD為葡萄糖(C6H12O6),則1mol葡萄糖被完全氧化時，理論上電極上流出24mole- D． 若有1molNO3-被還原，則有6molH+通過質子膜遷移至陽極區(qū) 【答案】D 15．電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是（ ） A． 溶液中OH-向電極a移動 B． O2在電極b上發(fā)生還原反應 C． 反應消耗的NH3與O2的物質的量之比為4:5 D． 電極a的反應式為2NH3-6e-+6OH-＝N2+6H2O 【答案】C 【解析】試題分析：A．因為a極為負極，則溶液中的陰離子向負極移動，故A正確；B．氧氣在b極發(fā)生還原反應，則b極為正極，a極為負極，故B正確；C．反應中N元素化合價升高3價，O元素化合價降低4價，根據(jù)得失電子守恒，消耗NH3與O2的物質的量之比為4：3，故C錯誤；D．負極是氨氣發(fā)生氧化反應變成氮氣，且OH-向a極移動參與反應，故電極反應式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故D正確。 16．近年科學家提出“綠色自由”構想。把含有CO2的空氣吹入K2CO3溶被中，再把CO2從溶液中提取出來，并使之與H2反應生成可再生能源甲醇。其工藝流程如圖所示，下列有關說法不正確的是 A． I、II兩步目的是為了富集CO2 B． 從合成塔中及時分離出甲醇可以提高CO2的轉化率 C． 過程中K2CO3可以循環(huán)使用 D． 鉻鋅觸媒催化劑可以改變合成甲醇的焓變 【答案】D 17．中國科學家用毛筆書寫后的紙張作為空氣電極，設計并組裝了輕型、柔性且可折疊的可充電鋰空氣電池(圖1)，電池的工作原理如圖2。下列有關說法正確的是 A． 放電時，紙張中的纖維素作鋰電池的正極 B． 放電時，Li+由正極經(jīng)過有機電解質溶液移向負極 C． 開關K閉合給鋰電池充電，金屬鋰電極增重14g,空氣電極放出22.4L的O2 D． 充電時，陽極的電極反應式為Li2O2-2e-=O2↑+2Li+ 【答案】D 18．某興趣小組設計如圖所示的微型實驗裝置。實驗時，現(xiàn)斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉，下列有關描述正確的是 A． 斷開K2，閉合K1時，總反應的離子方程式為：2H+ + 2Cl-Cl2↑+H2↑ B． 斷開K2，閉合K1時，石墨電極附近溶液變紅 C． 斷開K1，閉合K2時，銅電極上的電極反應為： Cl2+2e-＝2Cl- D． 斷開K1，閉合K2時，石墨電極作正極 【答案】D 【解析】斷開K2、閉合K1時，裝置為電解池，兩極均有氣泡產(chǎn)生，則總反應為2Cl-+2H2OH2↑+2OH-+Cl2↑，石墨為陽極，銅為陰極，因此石墨電極處產(chǎn)生Cl2，在銅電極處產(chǎn)生H2，銅電極附近產(chǎn)生OH-，溶液變紅，A錯誤；B、根據(jù)A中分析可知B錯誤；C、斷開K1、閉合K2時，裝置為原電池，銅電極上的電極反應為H2-2e-+2OH-=2H2O，其為負極，而石墨上的電極反應為Cl2+2e-=2Cl-，其為正極，C錯誤，D、根據(jù)C中分析可知D正確。 19．垃圾假單胞菌株能夠在分解有機物的同時分泌物質產(chǎn)生電能，其原理如下圖所示。有機物為C6H12O6)。下列說法正確的是 A． A為正極，H2PCA在該電極上發(fā)生氧化反應 B． 放電過程中，正極反應為2H2O-4e=4H++O2↑ C． 若1molO2參與電極反應，有2 mol H+穿過質子交換膜進入右室 D． 電池總反應為:C6H12O6+6O26CO2↑+6H2O 【答案】D 20．一種Cu- Li可充電電池的工作原理如圖所示，其中非水系電解液和水系電解液被鋰離子固體電解質陶瓷片( LISICON)隔開。下列說法正確的是 A． 陶瓷片允許水分子通過 B． 電池充電時，陰極反應為Li++e-=Li C． 電池放電時，N極發(fā)生氧化反應 D． 電池充電時，接線柱B應與外接直流電源的負極相連 【答案】B 【解析】A. 由題意知，陶瓷片不允許水分子通過，否則鋰會與水反應，A不正確；B. 電池充電時，陰極反應為Li++e-=Li，B正確；C. 電池放電時，N極發(fā)生還原反應，C不正確；D. 電池充電時，接線柱B應與外接直流電源的正極相連，D不正確。 21．四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]為原料，采用電滲析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如下圖所示(a、b為石墨電板，c、d、e為離子交換膜)，下列說法正確的是 A． M為正極 B． c、e均為陽離子交換膜 C． b極電極反應式：2H2O－4e－=O2↑+4H+ D． 制備1mol(CH3)4NOH，a、b兩極共產(chǎn)生0.5mol氣體 【答案】B 22．光合作用得地球碳、氧循環(huán)的更要媒介。下圖是利用模擬光合作用過程，將CO2和H2O轉化為糖類同時釋放O2的裝置。下列說法正確的是 A． 該裝置為原電池，其中a是原電池的正極 B． 該交換膜為陽離子交換膜，H+交換膜由左向右移動 C． 不考慮其它能量損耗，當外電路通過1mole-時生成15g葡萄糖 D． b極發(fā)生的電極反應：6CO2+24e-+18H2O=C6H12O6+24OH- 【答案】B 23．次磷酸(H3PO2) 為一元中強酸，具有較強的還原性，可用電滲析法制備，“四室電滲析法”工作原理如下圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列敘述不正確的是（ ） A． 陽極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+ B． 產(chǎn)品室中發(fā)生反應H++ H2PO2-=H3PO2, 該法還可得副產(chǎn)品NaOH C． 原料室中H2PO2- 向左移動，Na+ 向右移動，該室pH 升高 D． 陽膜1的主要作用是防止H2PO2- 進入陽極室被氧化并允許H+通過 【答案】C 24．高鐵酸鹽（如Na2FeO4）已經(jīng)被廣泛應用在水處理方面，以鐵基材料為陽極，在高濃度強堿溶液中利用電解的方式可以制備高鐵酸鹽，裝置如圖。下列說法不正確的是 A． a為陽極，電極反應式為Fe—6e- +8OH- =FeO42- +4H2O B． 為防止高鐵酸根擴散被還原，則離子交換膜為陽離子交換膜 C． 在電解過程中溶液中的陽離子向a 極移動 D． 鐵電極上有少量氣體產(chǎn)生原因可能是4OH-－4e-=O2↑+2H2O 【答案】C 【解析】鐵基材料為陽極，在高濃度強堿溶液中利用電解的方式可以制備高鐵酸鹽，所以鐵是陽極，電極反應式為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，故A正確；陽離子交換膜可以阻止FeO42-進入陰極區(qū)域，故B正確；在電解過程中溶液中的陽離子向陰極移動，所以陽離子向b極移動，故C錯誤；鐵電極上發(fā)生氧化反應，所以生成的氣體可能是氧氣，電極反應式是4OH--4e-=O2↑+2H2O，故D正確。 25．全釩氧化還原電池是一種新型可充電池，不同價態(tài)的含釩離子作為正極和負極的活性物質，分別儲存在各自的酸性電解液儲罐中。其結構原理如圖所示，該電池放電時，右槽中的電極反應為：V2+-e-=V3+，下列說法正確的是 ( ) A． 放電時，右槽電解液pH不變 B． 充電時，陰極電解液pH升高 C． 放電時，左槽的電極反應式：VO2++2H++e-=VO2++H2O D． 充電時，每轉移1mol電子，右槽中n(H+)的變化量為1mol 【答案】C 26．中科院董紹俊課題組將二氧化錳和生物質置于一個由濾紙制成的折紙通道內(nèi)形成電池(如圖所示)，該電池可將可樂(pH=2.5)中的葡萄糖作為燃料轉化成葡萄糖內(nèi)酯并獲得能量。下列說法正確的是( ) A． a極為正極 B． 隨著反應不斷進行，負極區(qū)的pH不斷增大 C． b極的電極反成為:MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH- D． 當消耗0.01mol葡萄糖時，電路中轉移0.02mol電子 【答案】D 【解析】 A項，由已知結合圖示，葡萄糖(C6H12O6)發(fā)生氧化反應生成葡萄糖內(nèi)酯(C6H10O6)，所以a極為負極，故A錯誤；B項，電解質溶液顯酸性，所以負極反應為：C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，隨著反應不斷進行，負極區(qū)的pH不斷減小，故B錯誤；C項，b極為正極，電極反應為：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，故C錯誤；D項，由負極反應C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+可得，1mol葡萄糖失去2mol電子，所以若消耗0.01mol葡萄糖，電路中轉移0.02mol電子，故D正確。 27．以熔融Na2CO3為電解質，H2和CO混合氣為燃料的電池，原理如下圖所示。下列說法正確的是 A． b是電池的負極 B． a電極的反應為： C． 電子由a電極經(jīng)熔融Na2CO3向b電極移動 D． a、b兩極消耗的氣體的物質的量之比是1：1 【答案】B 28．電化學在日常生活中用途廣泛，下圖①是鎂、次氯酸鈉燃料電池的示意圖，電池總反應式為：Mg+ClO-+H2O═Cl-+Mg(OH)2↓，圖②是電解法除去工業(yè)廢水中的Cr2O72-．下列說法正確的是 A． 圖②中Cr2O72-離子向鐵電極移動，與該極附近的OH-結合轉化成Cr（OH）3除去 B． 圖②中陽極上的電極反應式為：Fe-3e-═Fe3+ C． 圖①中發(fā)生的氧化反應是：ClO-+H2O+2e-═Cl-+2（OH）- D． 若圖①中7.2g鎂溶解產(chǎn)生的電量用以圖②廢水處理，理論可除去Cr2O72-的物質的量為0.05mol 【答案】D 29．硼酸(H3BO3)可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備，工作原理如圖所示。下列有關表述錯誤的是（ ） A． M室的電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+ B． N室中,進口和出口的溶液濃度大小關系為a%
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