高三题型专练题型九 电化学.docx

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高三题型专练题型九电化学

题型九电化学

高考真题

1.（2016课标Ⅰ）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换

膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和

可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中

间隔室,下列叙述正确的是（）

A.通电后中间隔室的

离子向正极迁移,正极区溶液pH增大

B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品

C.负极反应为2H2O−4e–=O2+4H+,负极区溶液pH降低

D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成

【答案】B

2.（2016课标Ⅱ）Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是（）

A.负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B.正极反应式为Ag++e-=Ag

C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg

（OH）2+H2↑

【答案】B

3.（2016课标Ⅲ）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===2Zn（OH）

。

下列说法正确的是（）

A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动

B.充电时,电解质溶液中

逐渐减小

C.放电时,负极反应为:

Zn+4OH–-2e–===Zn（OH）

D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L（标准状况）

【答案】C

4.（2015课标Ⅰ）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。

下

列有关微生物电池的说法错误的是（）

A.正极反应中有CO2生成

B.微生物促进了反应中电子的转移

C.质子通过交换膜从负极区移向正极区

D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

【答案】A

5.（2014课标Ⅱ）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

下列叙述错误的是（）

A.a为电池的正极

B.电池充电反应为LiMn2O4

Li1-xMn2O4+xLi

C.放电时,a极锂的化合价发生变化

D.放电时,溶液中Li＋从b向a迁移

【答案】C

6.（2014福建）某原电池装置如右图所示,电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。

下列说法正确的是（）

A.正极反应为AgCl＋e－＝Ag＋Cl－

B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变

D.当电路中转移0.01mole－时,交换膜左侧溶液中约减

少0.02mol离子

【答案】D

7.（2014课标Ⅰ）次磷酸（H3PO2）是一种精细化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:

（1）H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式:

（2）H3PO2及NaH2PO2）均可将溶液中的银离子还原为银单质,从而可用于化学镀银。

①（H3PO2）中,磷元素的化合价为

②利用（H3PO2）进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:

1,则氧化产物为:

（填化学式）

③NaH2PO2是正盐还是酸式盐？

其溶液显性（填弱酸性、中性、或者弱碱性）

（3）（H3PO2）的工业制法是:

将白磷（P4）与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）,后者再与硫酸反应,写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式:

（4）（H3PO2）也可以通过电解的方法制备。

工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）:

①写出阳极的电极反应式

②分析产品室可得到H3PO2的原因

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,其缺点是会产生杂质。

该杂质产生的原因是:

【答案】

（1）H3PO2

H++H2PO2-；

（2）①+1；②H3PO4；③正盐弱碱性；

（3）2P4+3Ba（OH）2+6H2O=3Ba（H2PO2）2+3PH3↑；

（4）①2H2O-4e-=O2↑+4H+；②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO3-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成）③PO43-；H3PO3或H2PO2-被氧化。

模拟训练

一、选择题

1.甲醇燃料电池体积小、洁净环保、理论能量比高,已在便携式通讯设备、汽车等领域应用。

某型甲燃料电池的总反应式2CH4O+3O2=2CO2+4H2O,下图是该燃料电池的示意图。

下列说法正确的是（）

A.a是甲醇燃料、b是氧气

B.当转移6mole-时,消耗33.6LO2

C.负极反应:

CH4O-6e- +H2O=CO2↑+6H+

D.质子从N电极区穿过交换膜移向M电极区

【答案】C

2.以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃,工作原理图如下。

下列说法正确的是（）

A.a电极为太阳能电池的正极

B.产生丙烯的电极反应式为:

3CO2+18H++18e-===CH3CH=CH2+6H2O

C.装置中每转移2e-,理论上有2molH+通过质子交换膜从左向右扩散

D.太阳能电池的原理与原电池的原理相同

【答案】B

3.现在污水治理越来越引起人们重视,可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（

）,其原理如图所示,下列说法正确的是（）

A.电流方向从B极沿导线经小灯泡流向A极

B.A极的电极反应式为

C.当外电路中有0.2mole－转移时,通过质子交换膜的H+的个数为0.1NA

D.B极为电池的正极,发生还原反应

【答案】C

4.中石化于2012年将年产120万吨的乙烯工程落户大庆,乙烯是有机化工工业的重要原料,有很多重要用途。

如:

乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池,在制

备乙醛的同时还可获得电能,其总反应化学方程式为:

2CH2=CH2+O2→2CH3CHO。

下列有关说法正确的是（）

A.该电池电极a为正极,b为负极

B.电子移动方向:

电极a→磷酸溶液→电极b

C.负极反应式为:

CH2=CH2-2e-+H2O=CH3CHO+2H+

D.b电极有2.24LO2反应,溶液中有0.4molH+迁移到b电极上反应

【答案】C

5.下列说法正确的是（）

A.①中阳极处能产生使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体

B.②中待镀铁制品应与电源正极相连

C.③中钢闸门应与外接电源的正极相连,称为牺牲阳极的阴极保护法

D.④中的离子交换膜可以避免生成的

Cl2与NaOH溶液反应

【答案】D

6.气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。

下图为电池的工作示意图:

气体扩散进入传感器,在敏感电极上发生

反应,传感器就会接收到电信号。

下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。

则下列说法中正确的是（）

待测气体

部分电极反应产物

NO2

NO

Cl2

HCl

CO

CO2

H2S

H2SO4

A.上述气体检测时,敏感电极均作电池正极

B.检测H2S气体时,对电极充入空气,该电极上的电极反应式为O2+2H2O+4e－=4OH-

C.检测Cl2气体时,敏感电极的电极反应为:

Cl2+2e－=2Cl－

D.检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时,传感器上产生的电流大小相同

【答案】C

7.以铬酸钾（K2CrO4）为原料用电化学法制备K2Cr2O7的装置如图,下列说法正确的是（）

A.a极的电极反应为:

2H2O+2e-=2OH-+H2↑

B.电解过程中氢氧化钾溶液的浓度保持不变

C.b极上CrO42-发生氧化反应生成Cr2O72-

D.电解过程中H+从右侧通过离子交换膜迁移到左侧

【答案】A

8.一种新型金属氢化物镍电池（MH-Ni电池,MH为贮氢材料）工作原理如图所示。

下列有关说法正确的是（）

A.隔膜为阴离子交换膜

B.电池的电解液可为硫酸

C.充电时阳极反应为H2O+M+e-=MH+OH-

D.放电时负极反应为Ni（OH）2+OH—-e-==NiOOH+H2O

【答案】A

9.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4+,模拟装置如图所示,下列说法正确的是（　　）

A.阳极室溶液由无色变成棕黄色B.阴极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是（NH4）3PO4

【答案】C

10.电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁一次氯酸钠热料电池,电池总反应为:

Mg＋ClO-+H2O=Cl-+Mg（OH）2↓,图乙是含Cr2O72-的工业废水的处理。

下列说法正确的是（）

A.图甲中发生的氧化反应是Mg2++ClO-＋H2O+2e-=Cl-+Mg（OH）2

B.图乙中惰性电极棒上有02放出

C.图乙中Cr2O72-向惰性电极移动,与该极近的OH-结合转化成Cr（OH）3除去

D.若图甲中3.6g镁产生的电量用于图乙废水处理,理论上图乙中有8.4g阳极材料参与反应

【答案】D

11.碱性硼化钒（VB2）-空气电池工作时反应为:

4VB2＋11O2=4B2O3+2V2O5。

用该电池为电源,选用惰性电极电解硫酸铜溶液,当外电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收

集到0.448L气体（标准状况）,则下列说法正确的是（）

A.VB2电极发生的电极反应为:

2VB2+11H2O-22e-=V2O5+2B2O3+22H+

B.外电路中电子由c电极流向VB2电极

C.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,然后有气泡产生

D.若B装置内的液体体积为100 mL,则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.2mol/L【答案】C

12.如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素[CO（NH2）2]的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置,同时利用此装置的电能在铁上镀铜。

下列说法中正确的是（）

A.铜电极应与X相连接B.H+进过质子交换膜由右向左移动

C.当N电极消耗0.25mol气体时,则铁电极增重16gD.M电极反应式:

CO（NH2）2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+

【答案】D

13.镁燃料电池作为一种高能化学电源,具有比能量高、使用安全方便、成本低、燃料易于贮运、污染小等特点,拥有良好的应用前景。

如图是镁燃料电池的一种原理图,该装置为圆筒状,其中心为镁柱,圆筒为可透气的导电材料。

下列有关该镁燃料电池的叙述正确的是（）

A.该电池的总反应为2Mg+O2=2MgO

B.反应生成O2-,该离子有正极移向负极

C.Cl-在阳极失去电子生成Cl2

D.正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-

【答案】D

14.如右图所示,甲池的总反应式为:

N2H4＋O2=N2+2H2O,下列关于该电池工作时的说法正确的是（）

A.该装置工作时,Ag电极上有气体生成

B.甲池和乙池中的溶液的pH均减小

C.甲池中负极反应为N2H4-4e-=N2+4H+

D.当甲池中消耗0.1molN2H4时,乙池中理沦上最多产生6.4g固体

【答案】B

15.一种以NaBH4和H2O2为原料的新型电池的工作原理如图所示。

下列说法错误的是（）

A.电池的正极反应为H2O2+2e-==2OH－

B.电池放电时Na+从a极区移向b极区

C.电子从电极b经外电路流向电极a

D.b极室的输出液经处理后可输入a极室循环利用

【答案】C

16.因存在浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。

利用如图所示装置进行实验,开始先闭合K2,断开Kl,一段时间后,再断开K2,闭合Kl,形成浓差电池,电流计指针偏转（Ag+浓度越大,氧化性越强）。

下列说法不正确的是（）

A.闭合K2,断开Kl一段时间后,X电极质量增加

B.闭合K2,断开Kl一段时间后,右池c（AgNO3）增大

C.断开K2,闭合K1,X电极发生氧化反应

D.断开K2,闭合K1,NO3-从左池向右池移动

【答案】D

17.高铁电池是一种可充电电池,其设计图如下所示:

负极材料是Zn,氧化产物是Zn（OH）2,正极材料是K2FeO4（易溶盐）,还原产物是Fe（OH）3,电解质溶液是KOH水溶液。

下列有关说法正确的是（）

A.高铁电池放电时正极反应为:

Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2

B.高铁电池充电时阴极反应为Fe（OH）3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O

C.高铁电池放电时的总反应为:

2FeO42-+8H2O+3Zn=2Fe（OH）3+3Zn（OH）2+4OH-

D.高能碱性电池比高铁电池工作电压更稳定

【答案】C

18.我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍,装置原理如下图所示,其中固体薄膜只允许Li+通过。

锂离子电池的总反应为xLi+Li1-xMn2O4

LiMn2O4,下列有关说法错误的是（）

A.放电时,Li+穿过固体薄膜进入到水溶液电解质中

B.放电时,正极反应为Li1-xMn2O4+xLi++xe-

LiMn2O4

C.该电池的缺点是存在副反应:

2Li+2H2O

2LiOH+H2↑

D.充电时,电极b为阳极,发生氧化反应

【答案】C

19.用NaOH溶液吸收尾气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解再生循环脱硫,其原理如图,a、b离子交换膜将电解槽分成为三个区域,电极材料均为石墨。

甲～戊分别代表生产中的原料或产品,其中丙为硫酸溶液。

下列说法错误的是（）

A.图中a表示阳离子交换膜

B.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25mol的O2生成

C.甲为NaOH溶液

D.阳极的电极反应式为SO32－+H2O－2e－=SO42－+2H+

【答案】B

20.如图所示是一种以液态肼（N2H4）为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。

该固体氧化物电解质的工作温度高达700~900℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质,下列说法正确的是（）

A.电池内的O2-由电极乙移向电极甲

B.电池总反应为N2H4+2O2=2NO+2H2O

C.当甲电极上有1molN2H4消耗时,乙电极上有1mol被氧化

D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲

【答案】A

21.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:

2Li++FeS+2e═Li2S+Fe,有关该电池的下列中,正确的是（）

A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价

B.该电池的电池反应式为:

2Li+FeS＝Li2S+Fe

C.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+

D.充电时,阴极发生的电极反应式为:

Li2S+Fe-2e-＝2Li++FeS

【答案】B

22.关于下列装置说法正确的是（）

A.a气体为氢气,b气体为氧气

B.A溶液为氢氧化钠,B溶液为硫酸

C.c隔膜为阳离子交换膜、d隔膜为阴离子交换膜

D.该电解反应的总方程式可以表示为:

2Na2SO4＋6H2O

2H2SO4＋4NaOH＋O2↑＋2H2↑

【答案】D

23.2016年8月,联合国开发计划署在中国的首个“氢经济示范城市”在江苏如皋落户。

用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。

下列说法正确的是（）

A.电池总反应为H2+2NiOOH

2Ni（OH）2

B.放电时,甲电极为负极,OH-移向乙电极

C.放电时,乙电极反应为:

NiO（OH）+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-

D.充电时,电池的碳电极与直流电源的正极相连

【答案】C

24.燃料电池具有能量转化率高、无污染等特点,下图为Mg-NaClO燃料电池结构示意图,下列说法正确的是（）

A.镁作Y电极

B.电池工作时,Na+向负极移动

C.废液的pH大于NaClO溶液的pH

D.X电极上发生的反应为ClO-+2H2O-4e-═ClO3-+4H+

【答案】A

二、非选择题

25.近年来全国各地长期被雾霾笼罩,雾霾颗粒中汽车尾气占20%以上。

已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、超细颗粒（PM2.5）等有害物质。

目前,已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法。

根据下列示意图回答有关问题:

（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:

写出该反应的热化学方程式:

__________________________________________________________

（2）空燃比较易产生CO,有人提出可以设计反应2CO（g）===2C（s）＋O2（g）来消除CO的污染。

判断该设想是否可行,并说出理由:

________________________________________________。

（3）在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:

2NO（g）＋2CO（g）

N2（g）＋2CO2（g）　ΔH<0。

若该反应在恒压的密闭容器中进行,则下列有关说法正确的是________

A.其他条件不变,增大催化剂与反应物的接触面积,能提高反应速率,使平衡常数增大

B.平衡时,其他条件不变,升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减小

C.在恒温条件下,混合气体的密度不变时,反应达到化学平衡状态

D.平衡时,其他条件不变,增大NO的浓度,反应物的转化率都增大

（4）将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应（Ⅱ）,经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率（脱氮率即NO的转化率）,结果如图所示。

以下说法正确的是__________。

A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高

B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响

C.在该题条件下,两种催化剂分别适宜于55℃和75℃左右

脱氮甲醇﹣空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,其工作原理示意图如图甲,

该燃料电池的电池反应式为2CH3OH（g）＋3O2（g）═2CO2（g）＋4H2O（l）

①负极的电极反应式为_________________________________,氧气从_______（填b或c）口通入

②用该原电池电解AgNO3溶液,若Fe电极增重5.4g,则燃料电池在理论上消耗的氧气的体积为______mL（标准状况）

【答案】

（1）N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH＝+183kJ·mol－1

（2）不合理。

该反应焓增、熵减,任何条件下都不能自发进行或该反应ΔH>0,ΔS<0,则ΔG>0（3）C（4）C①

c②280mL

26.德国化学家哈伯（F.Haber,1868-1930）发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永不枯竭的廉价来源,从而使农业生产依赖土壤的程度减弱,解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。

因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了1918年诺贝尔化学奖。

现在我们在实验室模拟工业制氨的过程,以探究外界条件对平衡的影响。

查阅资料,获得以下键能数据:

化学键

N≡N

H-H

N-H

键能/（kJ/mol）

946

436

391

（1）计算工业合成氨反应的反应热:

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）△H=________kJ/mol

（2）一定温度下,向一个恒压容器中充入N20.6mol,H20.5mol,在一定温度下进行反应:

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）,达到平衡时,N2的转化率为1/6,此时容器的体积为1L。

①该温度时容器中平衡体系的平衡常数是_____________。

②若保持平衡时的温度和压强不变,继续向平衡体系中通入0.9molN2,则平衡将_________（填“正向”,“逆向”或“不”）移动。

（3）在两个压强相等,温度分别为T1和T2的容器中充入由1molN2和3molH2组成的混合气体,发生反应N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）,平衡后改变容器体积,容器内N2的体积分数随压强的变化如图所示。

据图判断下列说法正确的是_________

a.A、B、C三点的平衡常数大小关系:

KA

b.B点和C点的H2浓度大小关系:

B

c.A点和B点混合气体的密度大小关系:

A

d.A点和C点混合气体的平均相对分子质量大小关系:

A>C

（4）合成氨工业会产生大量副产物CO2,工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,,得溶液X,再利用电解法K2CO3溶液再生,其装置如图所示:

①在阳极区发生的反应包括____________________________

和H++HCO3-=H2O+CO2↑。

②简述CO32-在阴极区再生的原理_________________________________________________。

③再生装置中产

生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇,

工业上利用该反应合成甲醇。

已知:

25℃,101KPa下:

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH1=-484kJ/mol

2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2 （g）+4H2O（g） ΔH2=-1352kJ/mol

写出CO2和H2生成1molCH3OH（g）的热化学方程式_______________________________________________。

【答案】

（1）-92

（2）　①10mol2/L2②逆向（3）bc（4）①4OH--4e-=2H2O+O2↑②溶液中HCO3-存在电离平衡:

③HCO3-

H++CO32-（1分）,阴极H+放电,c（H+）减小平衡右移CO32-再生（1分）答案2:

阴极H+放电使c（H+）增大（1分）,OH-与HCO3-反应生成CO32-（1分）③CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-50kJ/mol

27.以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）为原料,制备粗铅,实现铅的再生利用。

其工作流程如下图所示:

已知:

Ksp（PbSO4）=1.6×10-5,Ksp（PbCO3）=3.3×10-14.

（1）过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是______________________________。

（2）过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:

i:

2Fe2++PbO2+4H++SO42-

2Fe3++PbSO4+2H2O

ii:

……

①写出ii的离子方程式:

___________________________________________。

②下列实验方案可证实上述催化过程。

将实验方案补充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。

b.________________________________________________________。

（3）过程Ⅱ的目的是脱硫。

若滤液2中c（SO42-）=1.6mol/L,c（CO32-）=0.1mol/L,则PbCO3中_______（填“是”或“否”）混有PbSO4。

（4）钠离子交换膜固相电解法是从含铅废料中提取铅的一种新工艺,其装置如图所示。

将含铅