高考化学二轮复习考点突破专练专题18 电化学及解析文档格式.docx
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Cu(OH)2C.CuOD.CuSO4.5H2O
【答案】C
【解析】CuSO4溶液存在的阴离子为:
SO42-、OH-,OH-离子的放电能力大于SO42-离子的放电能力,所以OH-离子放电生成氧气;
溶液中存在的阳离子是Cu2+、H+,Cu2+离子的放电能力大于H+离子的放电能力,所以Cu2+离子放电生成Cu,溶液变成硫酸溶液;
电解硫酸铜的方程式为:
2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4,所以从溶液中析出的物质是氧气和铜,因为氧气和铜和稀硫酸都不反应,但和氧化铜反应,氧气和铜反应生成氧化铜,所以向溶液中加入氧化铜即可。
3某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液。
下列说法正确的
A:
Zn为电池的正极
B:
正
极反应式为:
2FeO42-+10H++6e-=Fe2O3+5H2O
C:
该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D:
电池工作时OH-向负极迁移
【解析】A项,该装置为原电池,Zn易失电子作负极,故A项错误;
B项,该电解质溶液呈碱性,则正极上电极反应式为2FeO4
2-+8H2O+6e-=2Fe(OH)3+10OH-,故B项错误;
C项,电池反应式为3Zn+2KFeO4+
8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH,有KOH生成,导致KOH浓度增大,故C项错误。
D项,原电池工作时,阴离子向负极移动,即OH-向负极迁移,故D项正确。
4.某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3和K2CO3为电解质、以CH4为燃料,该电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是。
电极a为负极,发生氧化反应
CO32-向正极移动
正极电极反应式为:
O2+2H2O+4e-=4OH-
此电池在常温下也能工作
【答案】A
5.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为Li1-xCO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<
1)。
下列关于该电池的说法不正确的是(
)。
放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
放电时,负极的电极反应式为LixC6—xe-=xLi++C6
充电时,若转移1mole-,石墨(C6)的电极将增重7xg
充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2—xe-=Li1-xCO2+xLi+
【解析】电池放电时,负极反应式:
LixC6—xe-=xLi++C6,结合电池总反应式可知,正极反应式为:
Li1-xCO2+xLi++xe-=LiCoO2。
A项,放电时,Li+在电解质中由负极向正极移动,故A项正确;
B项,由以上分析知,放电时,负极的电极反应式为LixC6—xe-=xLi++C6,故B项正确;
C项,由以上分析知,充电时石墨电极反应式为xLi++C6+xe-=LixC6,转移1mole-,石墨(C6)的电极将增重7g,故C项错误;
D项,由以上分析知,充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2—xe-=Li1-xCO2+xLi+,故D项正确。
6.综一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输
。
下列叙述错误的是(
A.Pd电极b为阴极
B.阴极的反应式为:
N2+6H++6e-=2NH3
C.H+由阳极向阴极迁移
D.陶瓷可以隔离N2和H2
7.一种可充电锂—空气电池如图所示。
当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-X(x=0或1)。
下列说法正确的是(
放电时,
多孔碳材料电极为负极
放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
充电时,电池总反应为Li2O2-X=2Li+(1-x/2)O2
8.已知:
锂硫电池的总反应为2Li+xS===Li2Sx。
以锂硫电池为电源,通过电解含(NH4)2SO4
的废水制备硫酸和化肥的示意图如图(不考虑其他杂质离子的反应)。
下列说法正确的是
A.b为电源的正极
B.每消耗32g硫,理论上导线中一定通过2mole-
C.SO42-通过阴膜由原料室移向M室
D.N室的电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+
【解析】A.由图可知,M室会生成硫酸,原料室中的SO42-通过阴膜进入M室,所以M室电极OH-放电,所以该电极为阳极,因此a极为正极,b极为负极,故A错误;
B.根据电池的总反应式2Li+Xs=Li2SX,每消耗32xg硫,理论上导线中一定通过2mole-,故B错误;
C.SO42-阴离子,阴离子能通过阴膜移向M室,与氢离子结合得到硫酸,故C正确;
D.N室中氢离子放电,所以电极反应为:
2H++2e-=H2,故D错误.
9.用如图所示装置(熔融CaF3-CaO作电解质)获得金属钙,并用钙还原TiO制备金属钛。
下列说法正确的是
电解过程中,Ca2+向阳极移动
阳极的电极反应式为:
C+2O2—4e-=CO2
在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少
若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱是Pb电极
【答案】B
10.下列装置由甲
、乙两部分组成(如图所示),甲是将废水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化为环境友好物质而形成的化学电源。
当电池工作时,下列说法错误的是(
甲中H+透过质子交换膜由左向右移动
M极电
极反应式:
H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2+N2+16H+
一段时间后,乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变
当N极消耗0.25molO2时,则铁极增重16g
【解析】A项,甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池,M是负极,N是正极,电解质溶液为酸性溶液,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应。
M是负极,N是正极,质子透过质子交换膜由M极移向N极,即由左向右移动,故A项正确;
B项,甲装置中乙二胺在M极失电子,作负极,发生氧化反应:
H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2+N2+16H+,M极电极反应式正确,故B项正确
;
C项,由以上分析可知,铁极生成单质铜的量和铜极消耗单质铜的量相等,则乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变,故C项正确。
D项,N极得电子,作正极,发生还原反应:
O2+4e-+4H+=2H2O,Fe电极作阴极,电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
当N极消耗0.25molO2,转移电子1mol,则铁极生成Cu单质0.5mol,增重0.5×
64=32g,故D项错误。
11.锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为
2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Z
n(OH)42-。
充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
放电时,负极反应为:
Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-
放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
12.综用右图所示装置除去含
CN-、Cl-
废水中的
CN-时,控制溶液pH为9-10,阳极产生的
ClO-将
CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式为:
Cl-+2OH—2e-=ClO-+H2O
C.阴极的电极反应式为:
2H++2e-=H2↑
D.除去CN-的反应:
2CN-+5ClO-+2H+=N2+2CO2↑+5Cl-↑+H2O
【解析】A.根据装置图,该电解质溶液呈碱性,电解时,阳极要生成氯气,所以铁不能作阳极,石墨做阳极,铁做阴极,所以A选项是正确的;
B.阳极上氯离子失电子生成氯气,氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水,所以阳极反应式为Cl-+2OH—2e-=ClO-+H2O,所以B选项是正确的;
C.电解质溶液呈碱性,则阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑,所以C选项是正确的;
D.阳极产生的Cl
O-将CN-氧化为两种无污染的气体,两种气体为二氧化碳和氮气,该反应在碱性条件下进行,所以应该有氢氧根离子生成,反应方程式为2CN-+5ClO-+H2O2H+=N2+2CO2↑+5Cl-↑+2OH-,故D错误。
13.在通电条件下,用如图所示装置由乙二醛(OHC-CHO)制备乙二酸(H00C-COOH)。
其制备反应为:
OHC-CHO+2Cl
2+2H
2O→HOOC-COOH+4HCl。
A.每消耗0.1mol乙二醛在Pt1极放出2.24L气体(标准状况)
B.Pt1的电极反应为:
4OH--4e-=2H2O+O2↑
C.每得到lmol乙二酸将有2molH+从右室迁移到左室
D.盐酸是起提供Cl-和增强导电性的作用
14.现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力,常用于电解池、原电池中.电解
NaB(OH)4溶液可制备
H3BO3,
其工作原理如图.下列叙述错误的是
A.M室发生的电极反应式:
2H2O-4e-=O2+4H+
B.N室a%<
b%
C.产品室发生的反应是:
B(OH)4+H+=H3BO3+H2O
D.理论上每生成1mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6L气体
15.用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下图所示。
)
A.燃料电池工作时,正极反应为:
B.此装置用于铁表面镀铜时,a为铁
C.a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出
D.a、b两极均是石墨时,在相同条件下a极产生的气体的体积与电池中消耗的H2体积相等
【解析】左边装置是氢氧燃料电池,所以是原电池,原电池放电时,燃料失电子发生氧化反应,所以投放燃料的电极为负极,投放氧化剂的电极为正极,正极上氧化剂得电子发生还原反应,由于电解质溶液呈酸性,正极反应为:
O2+4e-+4H+=2H2O;
右边装置有外接电源,所以是电解池,连接负极的b电极是阴极,连接正极的a电极是阳极,阳极上失电子发生氧化反应,阴极上得电子发生还原反应,A.因该燃料电池是在酸性电解质中工作,所以正极反应为:
O2+4e-+4H+=2H2O,故A错误;
B.a与电池正极相连,a为电解池阳极,此装置用于铁表面镀铜时,a为Cu,故B错误;
C.a极是粗铜,b极是纯铜时,为粗铜的精炼,电解时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出,符合精炼铜原理,故C正确;
D.电解CuSO4溶液时,a极产生的气体为O2,产生1molO2需4mol电子,所以需要燃料电池的2molH2,二者的体积并不相等,故D错误;
16.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中被广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其总反应式为Cd+2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2,有关该电池的说法正确的是
A.充电时阳极反应式为Ni(OH)2
-e-+OH-
NiOOH+H2O
B.充电过程是将化学能转化为电能
C.放电时负极附近溶液的碱性不变
D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
17.利用一种
微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能,装置如图所示。
电池工作时,下列说法正确的是(
a为正极,发生氧化反应
b极上的电极反应为:
2NO3-+12H+-10e-=N2+6H2O
中间室的Cl-向左室移动
左室消耗苯酚C6H5OH9.4g时,用电器流过2.4mol电子
【解析】根据图示,在b电极,高浓度的NO3-化为氮气和低浓度的NO3-废水,说明N元素化合价降低,发生还原反应,因
此b电极为正极,电极反应式为2NO3-+12H+-10e-=N2+6H2O,a电极为负极,电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2+28H+。
A项,a为负极,不是正极,故A项错误;
B项,b极是正极,反应时得到电子,故B项错误;
C项,在原电池中,阴离子向负极移动,中间室的Cl-向左室移动,故C项正确;
D项,由电极反应式可知,每消耗1molC6H5OH转移电子28mol,由左室消耗苯
酚(C6H5OH)9.4g,物质的量为0.1mol,可知转移的电子为2.8mol,故D项错误。
18.我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:
H2S+O2=H2O2+S,已知甲池中发生的反应:
A.甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H+-2e-=H2AQ
B.乙池溶液中发生的反应为H2S+I3-=2I-+S+2H+
C.该装置中电能转化为光能
D.H+从甲池移向乙池
19.加碘食盐中含有碘酸钾KIO3,现以电解法制备碘酸钾,实验装置如图所示。
先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液,发生反应:
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区,另将氢氧化钾溶液加入阴极区,开始电解。
)。
A.a电极是阴极
B.a极区的KI最终转变为KIO3
C.阳极电极反应:
4OH—4e-=2H2O+O2
D.电解过程中OH-从a极区通过离子交换膜c进入b极区
20.天宫一号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电,夜间镍氢电池向飞行\器供电.镍氢电池结构示意图如图.若电池总反应为:
Ni(OH)2==NiOOH+1/2H2
充电时阴极反应为:
H2O+e-═1/2H2+OH-.则下列说法正确的是
A.充电时a极为正极
B.放电时NiOOH发生氧化反
应
C.充电时,K+向移a极,OH-移向b极
D.放电时正极反应为:
NiOOH+H2O+e-═Ni(OH)2+OH-
【答案】CD