浙江化学《高考专题辅导》专题检测卷八专题二第5讲电化学原理及应用Word文件下载.docx

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A.Mg为电池的正极

B.负极反应为AgCl+e-====Ag+Cl-

C.不能被KCl溶液激活

D.可用于海上应急照明供电

5.（2013·

杭州联考）下列有关电化学的内容正确的是　（　　）

A.马口铁和白铁皮破损后,白铁皮比马口铁腐蚀快,所以使用白铁皮时要注意防止铁皮出现刮痕

B.原电池中电子从负极流出流入正极,电解池中电子从阴极流出流入电源负极

C.已知磷酸亚铁-锂电池总反应为FePO4+Li

LiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+,则该电池充电时阳极电极反应式为LiFePO4-e-====FePO4+Li+

D.常温下以C选项中电池为电源,以石墨为电极电解200mL饱和食盐水,当消耗1.4gLi时,溶液的pH为13（忽略溶液的体积变化）

6.（2013·

绍兴质检）下图装置堪称多功能电化学实验装置。

下列有关此装置的叙述中,不正确的是　（　　）

A.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动

B.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,铁棒质量将增加,溶液中铜离子浓度将减小

C.若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

D.若X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀,溶液中的阳离子向铁电极移动

7.（2013·

温州一模）铝电池性能优越,Al-AgO电池可用作水下动力电源,其原理如图所示,下列说法中不正确的是　（　　）

A.在正极发生的电极反应为2H2O+2e-====H2+2OH-

B.在正极区H+浓度减少,在负极区H+浓度增大

C.该电池总反应的化学方程式:

2Al+3AgO+2NaOH====2NaAlO2+3Ag+H2O

D.电池负极的质量变化10.8g,则过程中电池流动的电子物质的量为1.2NA

二、非选择题（本题包括4小题,共58分）

8.（15分）

（1）钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下,将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在框内作出修改,并用箭头标出电子流动方向。

（2）写出修改前的钢铁吸氧腐蚀,石墨电极的电极反应式　。

（3）高铁酸钾（K2FeO4）可用作净水剂,也可用于制造高铁电池。

高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为

3Zn+2K2FeO4+8H2O

3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH

该电池放电时正极反应式为　。

用该电池电解100mL1mol·

L-1的AgNO3溶液,当电路中通过0.1mol电子时,被电解溶液的pH为　　　　　　　　（溶液体积变化忽略不计）。

（4）氧化亚铜是一种半导体材料,常用作制造整流器的材料,还可以用于光照条件下水分解的催化剂和农作物的杀菌剂。

用如图装置可制得氧化亚铜,

试写出阴极的电极反应式　。

9.（14分）甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒（如图）。

请回答下列问题:

（1）若两池中均盛放CuSO4溶液,反应一段时间后:

①有红色物质析出的是甲池中的　　　　棒,乙池中的　　　　棒。

②在乙池中阳极的电极反应式是 

　。

（2）若两池中均盛放饱和NaCl溶液:

①写出甲池中正极的电极反应式:

②写出乙池中的总反应的离子方程式:

③据资料显示电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”（主要成分为NaClO）,通电时氯气被溶液完全吸收,若所得消毒液仅含一种溶质,写出该电解过程的化学方程式:

10.（14分）利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。

（1）若X为Zn,开关K置于M处,X电极为　　极,电极反应式为　　　　　　　　　　,铁电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　,此种防护法称为　;

（2）若X为碳棒,开关K置于N处,X为　　　　极,电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　,此种防护法称为　;

（3）若X为Cu,开关K置于N处,X电极反应式为　　　　　　　　　　,Fe电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。

11.（15分）（2013·

温州质检）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:

保持污水的pH在5.0～6.0之间,通过电解生成Fe（OH）3沉淀。

Fe（OH）3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。

阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去（或撇掉）浮渣层,即起到了浮选净化的作用。

某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图如下:

（1）实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。

此时,应向污水中加入适量的　　　　。

a.H2SO4　　b.BaSO4　　c.Na2SO4　　d.NaOHe.CH3CH2OH

（2）电解池中阳极的电极反应分别是①　　　　　　　　　　　;

②4OH--4e-====2H2O+O2↑。

（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe（OH）3沉淀的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。

已知负极的电极反应是CH4+4C

-8e-====5CO2+2H2O。

①正极的电极反应是　　　　　　　　　　　　　　　　;

②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环（见图）。

A物质的化学式是　。

（5）实验过程中,若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况）　　　　　　L。

一、选择题（本题包括6小题,每小题7分,共42分）

温州八校联考）某研究小组发明了一种葡萄糖生物燃料电池,其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用下发生反应,总反应方程式为C6H12O6+6O2====6CO2+6H2O（酸性环境）,下列对该电池的说法不正确的是　（　　）

A.电池消耗1mol氧气则转移4mole-,可产生22.4LCO2气体

B.放电过程中,H+会向正极移动

C.电池的负极反应为C6H12O6+6H2O-24e-====6CO2+24H+

D.未来可能会将葡萄糖生物燃料电池为人体可植入医疗设备提供能源

2.（2012·

山东高考）下列与金属腐蚀有关的说法正确的是　（　　）

A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重

B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小

C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大

D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

3.某兴趣小组设计如下微型实验装置。

实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;

一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转。

下列有关描述正确的是　（　　）

A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为

　2H++2Cl-

Cl2↑+H2↑

B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红

C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应式为Cl2+2e-====2Cl-

D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极

新课标全国卷Ⅱ）“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。

下列关于该电池的叙述错误的是　（　　）

A.电池反应中有NaCl生成

B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

C.正极反应为:

NiCl2+2e-====Ni+2Cl-

D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

衢州三模）甲醇燃料电池具有容易携带、容易存储等优点,目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。

下图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型,下列有关说法正确的是　（　　）

A.Y极为电池的负极

B.X极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-====CO2+6H+

C.若常温下以该电池电解100mLKCl溶液至pH=12时,电池质子交换膜迁移的A为0.01mol

D.空气以20%为氧气计算,X极每消耗1mol甲醇,Y极必消耗168L空气中的氧气

6.若按下图甲装置进行实验,图乙中x、y分别表示流入电极的电子、某产物的物质的量。

若将甲装置中的溶液改为等体积、等物质的量浓度的CuSO4和NaCl溶液的混合液,电解过程中溶液的pH随时间t变化的示意图如丙所示。

则下列叙述中正确的是　（　　）

A.E表示反应生成Cu的物质的量

B.F表示反应生成H2SO4的物质的量

C.BC段阳极产物是Cl2

D.CD段电解的物质是NaCl

7.（13分）（2013·

嘉兴质检）某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。

（1）X极与电源的　　　　（填“正”或“负”）极相连,氢气从　　　　（填“A”“B”“C”或“D”）口导出。

（2）离子交换膜只允许一类离子通过,则M为　　　　　　　　（填“阴离子”或“阳离子”,下同）交换膜,N为　　　　　　　　交换膜。

（3）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极）,则电池负极的反应式为 

（4）若在标准状况下,制得11.2L氢气,则生成硫酸的质量是　　　　,转移的电子数为　　　　。

8.（13分）（2013·

湖州质检）某化学活动小组利用如下甲装置对原电池进行探究,请回答以下问题:

（其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂）

（1）在甲装置中,当电流计中指针发生偏转时,盐桥中的K+移向　　　　　烧杯（填“A”或“B”）,装置中电子的移动路径和方向为　。

该小组同学提出设想:

如果将实验中的盐桥换为导线（铜制）,电流计是否也发生偏转呢?

带着疑问,该小组利用乙装置进行了实验,发现电流计指针同样发生偏转。

回答下列问题:

（2）对于实验中产生电流的原因,起初认为该装置仍然为原电池,但老师提醒注意使用的是铜导线,经深入探讨后认为烧杯A实际为原电池,在此问题上,该小组成员的意见发生了很大分歧;

①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性,此时原电池实际是由Zn、Cu做电极,H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。

如果这个观点正确,写出烧杯B中铜片上发生反应的电极反应式　。

②另一部分同学认为是溶液酸性较弱,由于溶解在溶液中的氧气的作用,使得Zn、Cu之间形成原电池。

如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为　。

（3）若第

（2）小题中观点②正确,则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。

其具体装置为以金属铝和石墨为电极,以海水为电解质溶液,请写出该电池工作时总反应的化学方程式　。

9.（14分）（2012·

海南高考）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。

（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为　　　　　　　　、

　　　　　　　　　　。

（2）闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是　　　　,电解氯化钠溶液的总反应方程式为　　　　　　　　　　　　　;

（3）若每个电池甲烷通入量为1L（标准状况）,且反应完全,则理论上通过电解池的电量为　　　　　　　（法拉第常数F=9.65×

104C·

mol-1,列式计算）,最多能产生的氯气体积为　　　　　L（标准状况）。

10.（18分）

（1）甲醇（CH3OH）是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义。

为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,在高温下它能传导O2-。

电池工作时正极反应式为　。

若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

离子

Cu2+

H+

Cl-

SO2-4

c/mol·

L-1

1

4

电解一段时间后,当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）,阳极上收集到氧气的物质的量为

　　　mol。

（2）甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:

通电后将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。

实验室用下图装置模拟上述过程:

①写出阳极电极反应式　;

②除去甲醇的离子反应为6Co3++CH3OH+H2O====CO2↑+6Co2++6H+,该过程中被氧化的元素是　　　　　　,当产生标准状况下2.24LCO2时,共转移电子

　　　　mol。

答案解析

一、1.【解析】选A。

由电解装置图可知,Cu2+向阴极移动,可知a为电源负极,A项正确;

CuCl2电解质在水中就能电离成自由移动的Cu2+和Cl-,B项错误;

在阳极上发生氧化反应,其电极反应为2Cl--2e-====Cl2↑,C项错误;

通电一段时间后,应在阳极附近观察到黄绿色的气体Cl2,D项错误。

2.【解析】选B。

闭合开关后,碳和锌及稀硫酸溶液构成原电池,铂和铜及NaCl溶液构成电解池。

原电池中锌作负极,碳是正极,在电解池中与锌相连的铜电极是阴极;

与碳相连的Pt电极是阳极,所以A项错误;

闭合开关后NaCl溶液中的H+在铜电极上得电子生成H2,所以铜电极附近的OH-浓度增大,导致溶液中的Na+向铜电极移动,所以B项正确,C项错误;

NaCl溶液中的Cl-在Pt电极上失电子生成Cl2,所以D项错误。

3.【解析】选B。

据题意,电解饱和Na2SO4溶液时,阳极附近是OH-放电,生成氧气,阴极附近是H+放电生成氢气,由于装置中放置了离子交换膜,在两极分别生成NaOH和H2SO4,需在阳极室一侧放置阴离子交换膜,只允许通过阴离子,在阴极室一侧放置阳离子交换膜,只允许通过阳离子,D项错误;

接电源正极的是阳极,即A极放出氧气,A项错误,B项正确;

若由F口通入稀硫酸,则将NaOH中和掉,得不到产品。

4.【解析】选D。

Mg失去电子发生氧化反应,是电池的负极,A项错误;

负极反应为Mg-2e-====Mg2+,B项错误;

Mg-AgCl电池能够被海水激活,改用KCl作电解质溶液也能够激活该电池,C项错误;

Mg-AgCl电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电,D项正确。

5.【解析】选C。

白铁皮是铁上镀锌,马口铁是铁上镀锡,马口铁和白铁皮破损后,白铁皮比马口铁腐蚀慢,A错误;

原电池中电子从负极流出流入正极,电解池中电子从阳极流出流入电源正极,B错误;

充电时阳极电极反应式为LiFePO4-e-====FePO4+Li+,C正确;

D项,不知饱和食盐水的浓度,不知道氯离子的物质的量,无法知道阳极电极反应情况,无法计算。

6.【解析】选B。

A项,是原电池,铁作负极,铜作正极,正确;

B项中构成电解池,铜和电源的正极相连,作阳极,失去电子,铁是阴极,相当于铁镀铜,溶液的浓度不变,错误;

C项中构成原电池,铁是正极,被保护,正确;

D项中构成电解池,铁是阴极,被保护,正确。

7.【解析】选A。

A项,正极反应为AgO+H2O+2e-====Ag+2OH-,错误;

B项,负极反应为Al+4OH--3e-====Al

+2H2O,从正负极反应可知,正极生成OH-,则H+浓度减少,负极消耗OH-,则H+浓度增大,正确;

C项,由正负极反应可以得出总反应方程式,正确;

D项,Al的物质的量为0.4mol,则转移电子的物质的量为1.2mol,正确。

二、8.【解析】

（1）可将两极之间接入直流电源,并使铁连接电源的负极。

（2）钢铁吸氧腐蚀,石墨为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-====4OH-。

（3）高铁电池放电时正极上K2FeO4获得电子,发生还原反应,反应式为Fe

+4H2O+3e-====Fe（OH）3+5OH-;

L-1的AgNO3溶液,当电路中通过0.1mol电子时,溶液中就生成0.1molH+,c（H+）=0.1mol/0.1L=

1mol·

L-1,pH=0。

（4）阴极上只是H+得电子,电极反应式为2H++2e-====H2↑。

答案:

（1）

（2）O2+2H2O+4e-====4OH-

（3）Fe

+4H2O+3e-====Fe（OH）3+5OH-　0

（4）2H++2e-====H2↑

9.【解析】甲为原电池,乙为电解池,当溶液均为CuSO4溶液时,甲中的碳棒为正极,电极反应式为Cu2++2e-====Cu;

乙中根据电子的流向,铁棒为阴极,电极反应式为Cu2++2e-====Cu。

当溶液均为NaCl溶液时,甲池发生吸氧腐蚀,乙池为电解食盐水的反应,生成氢气、氯气和氢氧化钠。

制备“84消毒液”时,由于其溶质只有一种,故阳极只产生NaClO,阴极只产生氢气。

（1）①碳（或C）　铁（或Fe）　②4OH--4e-====2H2O+O2↑　

（2）①O2+2H2O+4e-====4OH-

②2Cl-+2H2O

2OH-+H2↑+Cl2↑　③NaCl+H2O

NaClO+H2↑

10.【解析】

（1）X为Zn,开关K置于M处,构成Zn-Fe原电池,Zn作负极被氧化。

（2）X为碳棒,开关K置于N处,构成电解池,X作阳极,OH-放电。

（3）X为铜,开关K置于N处,Cu作阳极,Cu失电子变成Cu2+,被氧化。

（1）负　2Zn-4e-====2Zn2+　O2+2H2O+4e-====4OH-　牺牲阳极的阴极保护法

（2）阳　4OH--4e-====O2↑+2H2O　外接电流的阴极保护法

（3）Cu-2e-====Cu2+　2H++2e-====H2↑

11.【解析】

（1）保持污水的pH在5.0～6.0之间,通过电解生成Fe（OH）3沉淀时,加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐。

（2）活泼金属作电解池的阳极时,则电极本身放电。

（3）二价铁离子具有还原性,能被氧气氧化到正三价,4Fe2++10H2O+O2====4Fe（OH）3↓+8H+。

（4）①燃料电池中,正极反应一定是氧气得电子的过程,该电池的电解质环境是熔融碳酸盐,所以电极反应为O2+2CO2+4e-====2C

（或2O2+4CO2+8e-====4C

）;

②该电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳。

（5）阴极的电极反应为2H++2e-====H2↑,阴极产生了44.8L（标准状况）即2mol的氢气,所以转移电子的物质的量为4mol,根据电池的负极电极反应式CH4+4C

-8e-====5CO2+2H2O,当转移4mol电子时,消耗CH4（标准状况）的体积V=nVm=0.5mol×

22.4L·

mol-1=11.2L。

（1）c

（2）Fe-2e-====Fe2+

（3）4Fe2++10H2O+O2====4Fe（OH）3↓+8H+

（4）①O2+2CO2+4e-====2C

）　②CO2

（5）11.2

根据方程式可知,电池消耗1mol氧气则转移4mole-,可产生1molCO2气体,但体积不一定是22.4L,A错误;

原电池放电过程中,阳离子移向正极,B正确;

正极反应为6O2+24H++24e-====12H2O,用总反应式减去正极电极反应式即可,C正确;

根据信息可知,D正确。

A项,因溶液具有均一性,烧杯底端的溶液的浓度与上端相同,但液面处O2浓度较大,故液面处腐蚀程度比底端腐蚀严重,A错误;

B项,由M改置于N后,锌作原电池的负极,Cu-Zn合金应充当原电池的正极,明显受到了一定的保护,腐蚀速率减小,B正确;

C项,接通开关时,锌作原电池的负极,腐蚀速率变大,但是气体不在锌（负极）上产生,而是在铂（正极）上产生,C错误;

D项,Zn-MnO2干电池发生放电反应,导致Zn被腐蚀,主要原因是锌发生氧化反应,体现了锌的还原性,D错误。

3.【解析】选D。

断开K2,闭合K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则反应为2Cl-+2H2O

H2↑+2OH-+Cl2↑,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生Cl2,在铜电极处产生H2,附近产生OH-,溶液变红,故A、B两项均错误;

断开K1、闭合K2时,为原电池反应,铜电极反应为H2-2e-+2OH-====2H2O,为负极,而石墨电极反应为Cl2+2e-====2Cl-,为正极,故C项错误,D项正确。

4.【解析】选B。

金属钠失电子变为钠离子,NiCl2中的Ni2+被还原,剩余Cl-,故有氯化钠生成,A项正确;

电池的总反应应该是金属钠还原Ni2+,B项错误;

正极反应为Ni2+得电子生成金属镍,C项正确;

钠离子导体可以传导钠离子,故钠离子可以在两极间移动,D项正确。

5.【解析】选B。

A项,X为负极,Y为正极,错误;

B项,该电池的环境为酸性,正确;

C项,pH=12时,即c（OH-）=0.01mol·

L-1,n（OH-）=0.001mol,则有0.001mol的H+发生迁移,错误;

D项,正极反应为O2+4H++4e-====2H2O,每消耗1mol甲醇,转移

6mol电子,根据电子得失守恒,消耗氧气为1.5mol,则空气为7.5mol,因为状态未知,不一定为168L,错误。

2CuSO4+2H2O====2Cu+2H2SO4+O2↑,铜极流入2mol电子时,反应生成1molCu和1molH2SO4,则A项错误,B项正确。

CuSO4和NaCl的混合溶液中,存在6种离子:

Cu2+、Na+、H+、Cl-、S

、OH-,根据离子的放电顺序,可知电解时阴极首先是Cu2+放电,然后是H+;

阳极首先是Cl-放电,然后是OH-。

当CuSO4和NaCl的物质的量相等时,反应可分为三个阶段,先是电解CuCl2溶液（AB段）