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2019-2020年高考化學 專題十二 電化學練習 考點一 原電池的工作原理 1.(xx課標Ⅰ,11,6分)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)微生物電池的說法的是(　　) A.正極反應中有CO2生成 B.微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移 C.質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D.電池總反應為C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 答案　A 2.(xx江蘇單科,10,2分)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A.反應 CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子 B.電極A上H2參與的電極反應為:H2+2OH--2e- 2H2O C.電池工作時,C的向電極B移動 D.電極B上發(fā)生的電極反應為:O2+2CO2+4e- 2C 答案　D 10.(xx課標Ⅱ,26,14分)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示: 溶解度/(g/100 g水) 　　　 化合物　　 溫度/℃ 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10-17 10-17 10-39 回答下列問題: (1)該電池的正極反應式為　　　　　　　　　,電池反應的離子方程式為　　　　　　　　　。 (2)維持電流強度為0.5 A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅　　　　g。(已知F=96 500 Cmol-1) (3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通過　　　　　　　　　　分離回收;濾渣的主要成分是MnO2、　　　　和　　　　,欲從中得到較純的MnO2,最簡便的方法為　　　　　　,其原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)椤　　　?加堿調(diào)節(jié)至pH為　　　　時,鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于110-5 molL-1時,即可認為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為　　　　時,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1 molL-1)。若上述過程不加H2O2后果是　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　。 答案　(14分)(1)MnO2+H++e- MnOOH 2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分) [注:式中Zn2+可寫為Zn(NH3、Zn(NH3)2Cl2等,H+可寫為N] (2)0.05(2分) (3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶　碳粉　MnOOH　空氣中加熱 碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2,MnOOH氧化為MnO2(每空1分,共5分) (4)Fe3+　2.7　6　Zn2+和Fe2+分離不開　Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分) 考點二 電解原理及其應用 1.(xx福建理綜,11,6分)某模擬“人工樹葉”電化學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電極的反應為:3CO2+18H+-18e- C3H8O+5H2O 答案　B 2.(xx天津理綜,4,6分)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 B.電池工作一段時間后,甲池的c(S)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 答案　C 3.(xx浙江理綜,11,6分)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A.X是電源的負極 B.陰極的電極反應式是:H2O+2e- H2+O2- 　　　　　　　　　　 CO2+2e- CO+O2- C.總反應可表示為:H2O+CO2 H2+CO+O2 D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1 答案　D 4.(xx四川理綜,4,6分)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.陽極的電極反應式:Cl-+2OH--2e- ClO-+H2O C.陰極的電極反應式:2H2O+2e- H2↑+2OH- D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+ N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O 答案　D 5.(xx福建理綜,9,6分)純凈物X、Y、Z轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是(　　) A.X可能是金屬銅 B.Y不可能是氫氣 C.Z可能是氯化鈉 D.Z可能是三氧化硫 答案　A 11.(xx山東理綜,29,15分)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(填化學式),陽極電極反應式為　　　　　　　　,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),則鈷氧化物的化學式為　　　　。 答案　(1)LiOH　2Cl--2e-Cl2↑　B (2)2Co(OH)3+S+4H+2Co2++S+5H2O [或Co(OH)3+3H+Co3++3H2O,2Co3++S+H2O2Co2++S+2H+]　+3　Co3O4 考點三 金屬的電化學腐蝕與防護 1.(xx江蘇單科,11,4分)下列說法正確的是(　　) A.若H2O2分解產(chǎn)生1 mol O2,理論上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為46.021023 B.室溫下,pH=3的CH3COOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合,溶液pH>7 C.鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐蝕 D.一定條件下反應N2+3H2 2NH3達到平衡時,3v正(H2)=2v逆(NH3) 答案　C 5.(xx重慶理綜,11,14分)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.降低了反應的活化能 B.增大了反應的速率 C.降低了反應的焓變 D.增大了反應的平衡常數(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Ag2O涂在被腐蝕部位,Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復分解反應,該化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (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,并與正極反應產(chǎn)物和負極反應產(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)。 答案　(14分)(1)四　(2)10∶1　(3)A、B (4)Ag2O+2CuCl 2AgCl+Cu2O (5)①c?、?Cu2++3OH-+Cl- Cu2(OH)3Cl↓　③0.448