高考冲刺化学大题百题精练 专题03 电化学问题的综合探究教师版.docx

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高考冲刺化学大题百题精练专题03电化学问题的综合探究教师版

专题三电化学问题的综合探究

1．某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。

I．利用下图装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。

（1）写出负极的电极反应：

_____________。

（2）某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：

假设1：

铁参与反应，被氧化生成

；

假设2：

铁参与反应，被氧化生成

；

假设3：

__________________________。

（3）为了探究假设1、2，他进行如下操作：

①取

溶液

于试管中，加入过量铁粉；

②取操作①试管的上层清液加入2滴

溶液，生成蓝色沉淀；

③取少量正极附近溶液加入2滴

溶液，未见蓝色沉淀生成；

④取少量正极附近溶液加入2滴

溶液，未见溶液变红。

据②、③、④现象得出的结论是_____________。

II．利用下图装置做电解

的

溶液实验。

实验记录：

A．阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的碘化钾淀粉试纸先变蓝后褪色（提示：

氧化性大于

且含

的溶液是无色的）；

B．电解一段时间后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。

（1）分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：

①____________；②_____________。

（2）分析实验记录B中浅蓝色固体可能是（写化学式），试分析生成该物质的原因________。

【答案】I．

（1）Zn—2e一=Zn2+

（2）铁参与反应，被氧化生成Fe2+和Fe3+

（3）正极附近溶液不含Fe2+和Fe3+

II．

（1）①2I-+Cl2=2Cl-+I2

②5Cl2+I2+6H2O=10Cl-+2IO3-+12H+

（2）Cu（OH）2电解较长时间后，Cu2+浓度下降，H+开始放电，溶液pH增大，Cu2+转化为Cu（OH）2

2．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。

请回答下列问题：

（1）甲池为（填“原电池”、“电解池”或“电镀池”），A电极的电极反应式为。

（2）丙池中F电极为（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”），该池总反应的化学方程式为。

（3）当乙池中C极质量减轻10．8g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为mL（标准状况）。

（4）一段时间后，断开电键K。

下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是（填选项字母）。

A．CuB．CuOC．Cu（OH）2D．Cu2（OH）2CO3

【答案】

（1）原电池CH3OH+8OH－－6e－=CO32－+6H2O

（2）阴极2CuSO4+2H2O==2H2SO4+2Cu+O2↑

（3）560（4）A

3．请根据所学的电化学原理，解决以下问题。

（1）依据氧化还原反应：

2Ag+（aq）+Cu（s）=Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的双液原电池，可以提供稳定的电流。

装置如图所示，其中盐桥中装有琼脂—饱和KCl溶液。

回答下列问题：

①电极X的材料和电解质溶液Y分别为；

②盐桥中K+移向（填A或B）；

③银电极发生的电极反应为。

（2）下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：

①若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，（填X或Y）电极附近先变红色，X极上的电极反应式为。

②若要在铁制品上镀一定厚度的Cu层，Y电极反应式为

③若X、Y都是铂电极，电解某金属M的氯化物（MCl2）溶液，当收集到1.12L氯气时（标准状况），阴极增重3.2g。

该金属的相对原子质量是。

【答案】

（1）①Cu、AgNO3溶液②B③Ag++e-=Ag

（2）①X2H2O＋2e-＝H2↑+OH-（或2H+＋2e-＝H2↑）

②Cu-2e-＝Cu2+③64

4．某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，试回答下列问题：

（1）通O2的Pt电极为电池极（填电极名称），其电极方程式为。

（2）若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为，电解质溶液为。

（3）若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，则该电池阳极泥的主要成分是。

（4）若B电池的电解质溶液为500mL1.0mol/L的NaCl溶液，X、Y皆为惰性电极，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL（标准状况）无色气体生成（假设电极产生气体完全溢出，溶液体积不变），此时B电池溶液的pH=，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入（填物质并注明物质的量）。

（5）若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成砖红色沉淀，查阅资料得知是Cu2O，试写出该电极发生的电极反应式为。

【答案】

（1）正；O2＋4e－＋2H2O=4OH－；

（2）Ag；AgNO3溶液

（3）Ag、Au

（4）13；0.05molHCl

（5）2Cu＋2OH－－2e－＝Cu2O＋H2O

5．电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。

某兴趣小组做如下探究实验：

Ⅰ．

（1）如图为某实验小组依据氧化还原反应：

（用离子方程式表示）____________________设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过________mol电子。

（2）其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为___________________，这是由于NH4Cl溶液显________（填“酸性”“碱性”或“中性”），用离子方程式表示溶液显此性的原因____________________________________________。

（3）如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则乙装置中石墨

（1）为极（填正、负、阴、阳），乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为_________。

Ⅱ．如图所示装置，通电5min后，第③极增重2．16g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL。

请完成下列问题：

①第②极上生成的物质为________mol。

②写出第①极上发生反应的电极反应式_________________________。

③设A池中原混合液的体积为200mL，则通电前A池原混合液中Cu2＋的浓度为________mol/L。

【答案】Ⅰ．

（1）Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0．2

（2）2H＋＋2e－===H2↑　酸性NH

＋H2O

NH3·H2O＋H＋

（3）　阴2Cl－－2e－===Cl2↑

Ⅱ．

（1）①0．005　②Cu2＋＋2e－===Cu　2H＋＋2e－===H2↑（共1分）　③0．025

6．下图是一个电化学过程的示意图，用甲醇燃料电池给充电宝充电，并电解某盐溶液，其中充电宝锂离子电池的总反应为：

xLi+Li1-xMn2O4

LiMn2O4。

请回答下列问题：

（1）甲池是__________（填“原电池”或“电解池”），写出通入氧气的电极的电极反应式__________。

（2）下列关于乙池的说法正确的是___________

a．A极的电极反应式为LiMn2O4﹣xe-═Li1-xMn2O4+xLi+

b．B极发生还原反应

c．乙池中Li+向A极移动

d．A极是阳极

（3）理论上，当甲池中消耗标准状况下336mLO2时，丙池中________（C或D）电极上增重__________。

【答案】

（1）原电池；O2+4e-+2H2O=4OH-；

（2）abd；（3）D；6．48g

【解析】

试题分析：

根据图示，甲池是燃料电池，乙池是电解池，丙池是电解池。

（1）甲池是燃料电池，属于原电池，通入氧气的电极为燃料电池的正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：

原电池；O2+4e-+2H2O=4OH-；

（2）乙池的总反应为：

xLi+Li1-xMn2O4

LiMn2O4，a、A连接甲池的正极，是阳极，发生氧化反应，电极反应式为LiMn2O4﹣xe-═Li1-xMn2O4+xLi+，正确；b、B极是阴极，发生

7．电化学原理常应用于工农业生产、对工业废水和生活污水进行处理。

（1）对工业废水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一，含氰废水中的CN－有剧毒。

①CN－中碳元素显+2价，则非金属性NC（填<,=或>）

②在微生物的作用下，CN－能够被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，该反应的离子方程式为。

（2）某研究性学习小组模拟工业生产，将下列装置如图连接，C、D、E、X、Y都是石墨，F是铁，丙是模拟精炼铜。

将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。

试回答下列问题:

①电源B极的名称是________

②甲装置中电解反应的总化学方程式是:

___________               _。

③通电一段时间后，丙中原电解质的物质的量浓度将__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

④装置丁中的现象是________________________________________。

（3）对生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。

电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示（图中“HA”表示乳酸分子，A-表示乳酸根离子）。

①阳极的电极反应式为。

②电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6-8，此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。

400mL10g•L-1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145g•L-1（溶液体积变化忽略不计），阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为L。

（乳酸的摩尔质量为90g•mol-1）

【答案】

（1）①>②2CN－+4H2O+O2

2HCO3－+2NH3

（2）①负极②2CuSO4+2H2O===（电解）2Cu+O2↑+2H2SO4

③变小④Y极附近溶液颜色变深

（3）①4OH－－4e－===2H2O+O2↑②6.72（2分）

8．

（一）如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：

（1）若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的电极反应式是___________________

②乙中总反应的离子方程式为___________

③若乙中含0．10mol·L-1NaCl溶液400mL，当阳极产生气体为560mL（标准状况下）时，溶液的pH=（假设溶液体积变化忽略不计），转移电子的个数为

（二）

（1）与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为

（2）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态K2CO3为电解质。

写出该燃料电池负极的电极反应式：

（三）已知：

N2（g）＋O2（g）===2NO（g）ΔH＝＋180．5kJ/mol；

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）ΔH＝－221．0kJ/mol；

C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH＝－393．5kJ/mol。

尾气转化的反应之一为NO和CO生成N2和CO2，则该反应的热化学方程式为：

。

【答案】

（一）

（1）①O2＋4e－＋2H2O===4OH－

②2Cl－＋2H2O

Cl2↑＋2OH－＋H2↑

③13；3．612×1022

（二）FeO42-+3e-+4H2O==Fe（OH）3+5OH-；CO-2e－＋CO32－=2CO2

（三）2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g）ΔH＝－746．5kJ·mol－1

9．

（1）某课外活动小组同学用下图装置进行实验。

试回答下列问题：

①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的腐蚀。

②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为。

（2）芒硝化学式为Na2SO4·10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。

该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如下图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。

①该电解槽的阳极反应式为。

此时通过阴离子交换膜的离子数（填“大于”、“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钠溶液从出口（填“A”、“B”、“C”或“D”）导出。

③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：

。

④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为，已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1，则该燃料电池工作产生36gH2O时，理论上有kJ的能量转化为电能。

【答案】

（1）①吸氧②2Cl－＋2H2O

2OH－＋H2↑＋Cl2↑

（2）①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑小于②D③H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大

④H2－2e－＋2OH－==2H2O571.6

－1，则理论上有285.8kJ·mol×2＝571.6kJ的热量转化为电能。

10．

（1）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________。

A．C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH>0

B．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH<0

C．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH<0

（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应式为_________。

（3）熔融盐燃料电池具有高发电效率，因而受到重视。

某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2－和

）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。

该燃料电池负极电极反应式为：

2

＋26

－52e－===34CO2＋10H2O。

试回答下列问题：

①该燃料电池的化学反应方程式为_______________________________。

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。

为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是________，它来自________。

（4）如图是一个电化学过程的示意图。

当乙池中B（Ag）极质量增加5.4g，甲池中理论上消耗O2的体积为________L（标准状况下），此时丙池中某电极析出1.6g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是________。

A．MgSO4溶液B．CuSO4溶液

C．NaCl溶液D．AgNO3溶液

【答案】

（1）B

（2）O2＋4e－＋2H2O===4OH－

（3）①2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O　②CO2　负极反应产物

（4）0.28　B

【解析】

试题分析：

（1）根据题意和原电池形成原理知道，要形成原电池应该是放热的氧化还原反应，B符合要求。

（2）所设计原电池就是碱性条件下的氢氧燃料电池，正极是O2得电子，电极反应式为：

O2＋4e－＋