高考化学分类汇编电化学.docx

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高考化学分类汇编电化学

2014高考化学试卷分类汇编——————电化学

1.【2014北京.8】下列电池工作时，O2在正极放电的是

A．锌锰电池

B．氢燃料电池

C．铅蓄电池

D．镍镉电池

【答案】B

2.【2014福建.11】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

3.【2014广东.11】某同学组装了图4所示的电化学装置，

电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，则

A、电流方向：

电极Ⅳ→A→电极Ⅰ

B、电极Ⅰ发生还原反应

C、电极Ⅱ逐渐溶解

D、电极Ⅲ的电极反应：

Cu2++2e- = Cu 

【答案】A

4.【2014广西.9】右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池（MH－Ni电池）。

下列有关说法不正确的是：

A．放电时正极反应为：

NiOOH＋H2O＋e－→Ni（OH）2＋OH－

B．电池的电解液可为KOH溶液

C．充电时负极反应为：

MH＋OH－→＋H2O＋M＋e－

D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高

【答案】C

【解析】首先确定该电池放电时的总反应为：

MN+NiOOH=Ni（OH）2+M,MH合金中M，H均为0价，MH作负极材料，而NiOOH作正极材料，正极反应式为NiOOH+H2O+e-→Ni（OH）2+OH-,负极反应式为MH+OH—-e-→H2O+M（充电时负极反应为其逆反应），则A项正确，C项错误；电池的电解液可为碱性溶液（KOH溶液），不能为酸性溶液（会与NiOOH反应），B项正确；MH中氢的密度越大，放电时放出的电量越多，其电池的能量密度越高，D项正确。

5.【2014天津.6】己知：

锂离子电池的总反应为：

LixC+Li1－xCoO2

C+LiCoO2

锂硫电池的总反应为：

2Li+S

Li2S

有关上述两种电池说法正确的是（）

A．锂离子电池放电时，Lj+向负极迁移

B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应

C．理论上两种电池的比能量相同

D．右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

【答案】B

6.【2014新课标二卷.12】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-xMn2Ox+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

7.【2014浙江.11】镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。

NiMH中的M表示储氢金属或合金。

该电池在充电过程中的总反应方程式是：

Ni（OH）2＋M＝NiOOH＋MH

已知：

6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－＝6Ni（OH）2＋

下列说法正确的是

A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：

NiOOH＋H2O＋e－＝Ni（OH）2＋OH－

B．充电过程中OH－从阳极向阴极迁移

C．充电过程中阴极的电极反应式：

H2O＋M＋e－＝MH＋OH－，H2O中的H被M还原

D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液

【答案】A

8.【2014安徽.28】（14分）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。

从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

编号

实验目的

碳粉/g

铁粉/g

醋酸/%

①

为以下实验作参照

0.5

2.0

90.0

②

醋酸浓度的影响

0.5

36.0

③

0.2

2.0

90.0

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。

t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了（“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是。

（3）该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：

假设一：

发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：

；

……

（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。

请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）：

【答案】

（1）②2.0③碳粉含量的影响

（2）吸氧腐蚀

还原反应2H2O+O2+4e-=4OH-（或4H++O2+4e-=2H2O）

（3）反应放热，温度升高，体积膨胀

（4）

实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）

①药品用量和操作同编号①实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）

②通入氩气排净瓶内空气；

③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。

如果瓶内压强增大，假设一成立。

否则假设一不成立。

（本题属于开放性试题，合理答案均给分）

9.【2014北京.26】（14分）NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3，如下图所示。

（1）I中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是________________________。

（2）II中，2NO（g）+O2（g）

2NO2（g）。

在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（p1、p2）下温度变化的曲线（如右图）。

①比较p1、p2的大小关系_____________。

②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_______________。

（3）III中，将NO2（g）转化成N2O4（l），再制备浓硝酸。

①已知：

2NO2（g）

N2O4（g）ΔH1

2NO2（g）

N2O4（l）ΔH2

②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式_________________________________________。

（4）IV中，电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是________，说明理由：

_______________________________

____________________________________________。

【答案】

（1）4NH3+5O2

4NO+6H2O

（2）①p2>p1②变小

（3）①A②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3

（4）NH3根据电子守恒，阳极得到的NO3—的量大于阴极得到的NH4+的量，所以需充入NH3（或从阴阳极电极反应式说明也可）

10.【2014北京.28】（15分）用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。

某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/L的FeCl2溶液，研究废液再生机理。

记录如下（a、b、c代表电压数值）：

序号

电压/V

阳极现象

检验阳极产物

I

x≥a

电极附近出现黄色，有气泡产生

有Fe3+、有Cl2

II

a>x≥b

电极附近出现黄色，无气泡产生

有Fe3+、无Cl2

III

b>x>0

无明显变化

无Fe3+、无Cl2

（1）用KSCN检验出Fe3+的现象是_______________________。

（2）I中，Fe3+产生的原因可能是Cl—在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化。

写出有关反应：

____________________________________________________。

（3）由II推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有_________性。

（4）II中虽未检验出Cl2，但Cl—在阳极是否放电仍需进一步验证。

电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：

序号

电压/V

阳极现象

检验阳极产物

IV

a>x≥c

无明显变化

有Cl2

V

c>x≥b

无明显变化

无Cl2

①NaCl的浓度是_________mol/L

②IV中检测Cl2的实验方法______________________________________________。

③与II对比，得出的结论（写出两点）：

_____________________________________________。

【答案】

（1）溶液变红

（2）2Cl—-2e—=Cl2↑Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl—

（3）还原

（4）①0.2②湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝③加大电压cV以上时可以生成Cl2；阳极放电顺序Fe2+>Cl—

11.【2014广东.32】（16分）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：

（注：

SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃）

（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_________________。

（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为________________________，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_________________。

（3）步骤①为：

搅拌、________、所得溶液IV中的阴离子有_______________。

（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为___________________，100kg初级石墨最多可获得V的质量为___________kg。

（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。

【答案】

（1）排除容器内空气，防止空气中的氧气影响杂质的氯化

（2）COSiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O

（3）静置、过滤，CH3COO-、Cl-、OH-

（4）AlO2-+CH3COOCH2CH3+2H2O=Al（OH）3↓+CH3COO-+CH3CH2OH7.8

（5）

12.【2014湖南.27】（15分）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，其缺点是杂质。

该杂质产生的原因是：

【答案】

（1）H3PO4

H++H2PO3；

（2）①+1；②H3P04；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。

13.【2014江苏.20】（14分）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

由硫化氢获得硫单质有多种方法。

（1）将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图—1所示的电解池的阳极区进行电解。

电解过程中阳极区发生如下反应：

S2－—2e－

S（n—1）S+S2－

Sn2－

①写出电解时阴极的电极反应式：

。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成。

（2）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如题20图—2所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是。

②反应中当有1molH2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的物质的量不变，需要消耗O2的物质的量为。

③在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。

欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有。

（3）H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。

若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如题20图—3所示，H2S在高温下分解反应的化学方程式为。

【答案】

（1）①2H2O+2e-=H2↑+2OH-

②Sn2++2H+=（n-1）S↓+H2S↑

（2）①Cu，Cl②0.5mol③提高空气的比例（增加氧气的入量）

（3）2H2S

2H2+S2

14.【2014山东.30】离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的

离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

（1）钢制品应接电源的极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为。

若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为。

（2）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当

反应转移6mol电子时，所得还原产物的物质的量为mol。

（3）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有。

a．KClb.KClO3c.MnO2d.Mg

取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，（填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是（用离子方程式说明）。

【答案】

（1）负；4Al2Cl7--3e-=Al+7AlCl4-；H2

（2）3

（3）b、d；不能；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+（或只写Fe+2Fe3+=3Fe2+）

【解析】

（1）电镀时镀件做阴极，故钢制品做阴极；电镀铝时阴极上生成单质铝，故阴极反应式为4Al2Cl7--3e-=Al+7AlCl4-；若改用AlCl3水溶液，阴极上H+放电，产生H2；

（2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaNO2+3H2

，H2是还原产物，H2与电子转移数的对应关系为：

H2～2e-，故n（H2）=

n（e-）=

×6mol=3mol；

（3）铝热反应需要镁条和KClO3作引燃剂；H2SO4与Fe2O3反应生成的Fe3+可能与铝热反应产生的Fe完全反应生成Fe2+，滴加KSCN溶液无明显现象，离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+。

15.【2014四川.11】（16分）污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。

某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）。

请回答下列问题：

（1）上述流程脱硫实现了（选填下列字母编号）。

A．废弃物的综合利用B．白色污染的减少C．酸雨的减少

（2）用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是。

（3）已知：

25℃、101kPa时，Mn（s）+O2（g）=MnO2（s）△H=-520kJ/mol

S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-297kJ/mol

Mn（s）+S（s）+2O2（g）=MnSO4（s）△H=-1065kJ/mol

SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是。

（4）MnO2可作超级电容材料。

用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是。

（5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。

碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是。

（6）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。

按照图示流程，将am3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2kg。

【答案】

（1）A、C

（4）Mn2＋+2H2O-2e－=MnO2+4H＋

（5）MnO2+H2O+e－=MnO（OH）+OH－

（6）

16．【2014新课标二卷.27】（15分）铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护材料等。

回答下列问题：

（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅在周期表的位置为周期，第族：

PbO2的酸性比CO2的酸性（填“强”或“弱”）。

（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为。

（3）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为：

PbO2也可以通过石墨为电极，Pb（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液为电解液电解制取。

阳极发生的电极反应式，阴极观察到的现象是：

若电解液中不加入Cu（NO3）2，阴极发生的电极反应式，这样做的主要缺点是。

（4）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（

）的残留固体，若a点固体表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m:

n值。

【答案】

（1）六ⅣA弱

（2）PbO2+4HCl（浓）

PbCl2+Cl2↑+2H2O

（3）PbO+ClO-=PbO2+Cl-Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+

石墨上包上铜镀层Pb2++2e-=Pb↓不能有效利用Pb2+

（4）x=2-

=1.4

=

=

17．【2014新课标一卷.27】（15分）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，其缺点是杂质。

该杂质产生的原因是：

【答案】

（1）

（2）①+1

②

③正盐弱碱性

（3）

（4）①

②阳极室的

穿过阳膜扩散至产品室，原料室的

穿过阴膜扩散至产品室、二者反应生成

③

或

被氧化

17.【2014重庆.11】（14分）氢能是重要的新能源。

储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。

（1）氢气是清洁燃料，其燃烧产物为___________________。

（2）NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为______________________，反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为_________________。

（3）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：

。

某温度下，向恒容密闭容器中加入环己

烷，其起始浓度为amol·L－1，平衡时苯的浓度为bmol·L－1，该反应的平衡常数K=_______________。

（4）一定条件下，题11图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。

①导线中电子移动方向为______________。

（用A、D表示）

②生成目标产物的电极反应式为______________________________。

③该储氢装置的电流效率

=______________________。

（

，计算结果保留小数点后1位）

【答案】

（1）H2O

（2）NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑4NA或2.408×1024

（3）

（4）①A→D

②C6H6+6H++6e-=C6H12

③64.3%

【解析】

（1）氢气的燃烧产物是H2O。

（2）NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑，反应消耗1molNaBH4时有4mol电子转移，转移的电子数目为4NA或2.408×1024。

（3）由

c始/mol·L－1a00

c变/mol·L－1bb3b

c平/mol·L－1a－bb3b

则该反应的平衡常数

（4）观察装置图，可知电极D发生还原反应，是电解池的阴极，A的电源的负极，故导线中电子移动方向为A→D。

②目标产物是环己烷，则生成环己烷的电极反应式是C6H6+6H++6e-=C6H12。

③阳极（E极）的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，生成2.8molO2，转移电子的11.2mol；阴极（D极）的电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12、2H++2e-=H2↑，设参加反应的C6H6、生成H2的物质的量分别为x、y，根据图中信息及电子得失守恒，可得

6x+2y=11.2mol