高届高级三维设计二轮高考化学复习资料专题跟踪检测四电化学.docx

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高届高级三维设计二轮高考化学复习资料专题跟踪检测四电化学

专题跟踪检测（四）电化学

卷——基础保分练

1.“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰,向发热包中加入冷水,可用来蒸煮食物。

下列说法错误的是（　　）

A.活性炭作正极,正极上发生还原反应

B.负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O

C.Na＋由活性炭区向铝粉表面区迁移

D.硅藻土结构疏松,使各物质分散并均匀混合,充分接触

解析：

选C　向发热包中加入冷水,形成原电池。

反应CaO＋H2O===Ca（OH）2放热使水迅速升温沸腾,反应Na2CO3＋Ca（OH）2===2NaOH＋CaCO3↓使得溶液呈碱性,则溶液中发生反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑,该反应为原电池的总反应,负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O,正极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。

选项A,活性炭作正极,正极上得电子发生还原反应,正确；选项B,负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O,正确；选项C,Na＋向正极移动,错误；选项D,硅藻土结构疏松,孔隙大,能使各物质分散并均匀混合,充分接触,正确。

2.如图所示装置中,有如下实验现象：

开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液面回升,略高于试管中的液面。

以下有关解释不合理的是（　　）

A.生铁片中所含的碳能增强铁的抗腐蚀性

B.雨水酸性较强,生铁片开始发生析氢腐蚀

C.导管内液面回升时,正极反应式：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D.随着反应的进行,U形管中雨水的酸性逐渐减弱

解析：

选A　铁的纯度越高,其抗腐蚀性能越强,纯铁比生铁耐腐蚀,是因为生铁片中的碳降低了铁的抗腐蚀性,A错误；雨水的pH＝4,呈较强的酸性,生铁片在该雨水中先发生析氢腐蚀,正极反应为2H＋＋2e－===H2↑,由于生成H2,气体压强增大,开始时插在小试管中的导管内的液面下降,B正确；随着反应的进行,雨水的酸性逐渐减弱,最后发生了吸氧腐蚀,正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－,导管内液面回升,C正确；开始阶段正极上不断消耗H＋,则U形管中雨水的酸性逐渐减弱,D正确。

3.“碳呼吸电池”是一种新型能源装置,其工作原理如图。

下列说法正确的是（　　）

A.该装置是将电能转变为化学能

B.利用该技术可捕捉大气中的CO2

C.每得到1mol草酸铝,电路中转移3mol电子

D.正极的电极反应为C2O－2e－===2CO2

解析：

选B　A项,“碳呼吸电池”为新型原电池,将化学能转变为电能,错误；B项,“碳呼吸电池”能消耗CO2,所以利用该技术可捕捉大气中的CO2,正确；C项,根据工作原理图,金属铝是负极,失电子生成草酸铝,所以每得到1mol草酸铝,电路中转移3×2mol＝6mol电子,错误；D项,根据工作原理图,CO2作为正极反应物,得电子生成C2O,电极反应式为2CO2＋2e－===C2O,错误。

4.Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池,总反应为LiCx＋FePO4===LiFePO4＋xC。

其工作原理如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A.FePO4/LiFePO4是原电池的负极材料

B.充电时,Li＋离开LiFePO4电极在阴极得到电子

C.放电时,负极反应为Li－e－===Li＋

D.电池在低温时能如高温时一样保持很好的工作性能

解析：

选B　根据总反应方程式和原理图可知放电过程中铁元素化合价降低,FePO4/LiFePO4是原电池的正极材料,A项错误；充电时LiFePO4作阳极,Li＋离开LiFePO4电极在阴极得到电子,B项正确；放电时负极的电极反应式为LiCx－e－===Li＋＋xC,C项错误；Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池,温度不同,离子在电池内部的移动速率不同,工作性能不同,D项错误。

5.如图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。

下列说法正确的是（　　）

A.甲池是电能转化为化学能的装置,乙、丙池是化学能转化为电能的装置

B.甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋

C.反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu（OH）2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度

D.甲池中消耗280mL（标准状况下）O2,此时丙池中理论上最多产生1.45g固体

解析：

选D　A项,甲池为原电池,作为电源,乙池、丙池为两个电解池；B项,负极反应式：

CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O；C项,应加入CuO或CuCO3；D项,丙池中：

MgCl2＋2H2OMg（OH）2↓＋Cl2↑＋H2↑,甲池中消耗280mLO2,即

0.0125mol,转移0.05mol电子,丙池中生成0.025molMg（OH）2,其质量为1.45g。

6.我国某大型客车厂已成功研发高能车载电池,即蓄电4个小时,客车可持续运行8个小时左右。

该电池组成可表示为LiAl/FeS,其中正极的电极反应式为2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe。

有关该电池的下列说法中,正确的是（　　）

A.LiAl在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为＋1价

B.负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋

C.该电池的总反应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe

D.充电时,阴极发生的电极反应式为

Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS

解析：

选C　根据电池组成为LiAl/FeS,正极反应式为2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe,可以得出FeS为正极,LiAl为负极。

LiAl中Li为0价,A错误；负极的电极反应式为Li－e－===Li＋,B错误；该电池的总反应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe,C正确；充电时阴极得到电子,故阴极的反应式为Li＋＋e－===Li,D错误。

7.（2018·深圳中学模拟）垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能,其原理如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A.电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极

B.放电过程中,正极附近pH变小

C.若1molO2参与电极反应,有4molH＋穿过质子交换膜进入右室

D.负极电极反应为H2PCA＋2e－===PCA＋2H＋

解析：

选C　右侧氧气得电子产生水,作为正极,故电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极,选项A错误；放电过程中,正极氧气得电子与氢离子结合产生水,氢离子浓度减小,pH变大,选项B错误；若1molO2参与电极反应,有4molH＋穿过质子交换膜进入右室,生成2mol水,选项C正确；原电池负极失电子,选项D错误。

8.（2018·佛山质检）锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。

工作原理示意图如图,下列叙述正确的是（　　）

A.该电池工作时Li＋向负极移动

B.Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液

C.电池充电时间越长,电池中Li2O含量越多

D.电池工作时,正极可发生：

2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2

解析：

选D　原电池中,阳离子应该向正极移动,选项A错误；单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气,所以电解质溶液不能使用任何水溶液,选项B错误；电池充电的时候应该将放电的反应倒过来,将正极反应逆向进行,正极上的Li2O应该逐渐减少,所以电池充电时间越长,Li2O含量越少,选项C错误；题目给出正极反应为xLi＋＋O2＋xe－===LixO2,所以当x＝2的时候反应为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2,选项D正确。

9.（2018·郑州质检）如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。

放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3,放电后分别变为Na2S4和NaBr。

下列叙述正确的是（　　）

A.放电时,负极反应为3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋

B.充电时,阳极反应为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋

C.放电时,Na＋经过钠离子交换膜,由b池移向a池

D.用该电池电解饱和食盐水,产生2.24LH2时,b池生成17.40gNa2S4

解析：

选C　根据放电后Na2S2转化为Na2S4,S元素化合价升高,知Na2S2被氧化,故负极反应为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋,A项错误；充电时阳极上发生氧化反应,NaBr转化为NaBr3,电极反应为3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋,B项错误；放电时,阳离子向正极移动,故Na＋经过钠离子交换膜,由b池移向a池,C项正确；放电时b池为负极区域,发生氧化反应：

2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋,用该电池电解饱和食盐水,产生标准状况下2.24LH2时转移0.2mol电子,生成0.1molNa2S4,其质量为17.40g,

D项错误。

10.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池,该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电总反应方程式为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－,如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A.放电时,Li＋透过固体电解质向Cu极移动

B.放电时,负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－

C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O

D.整个反应过程中,铜相当于催化剂

解析：

选B　由题中装置图和放电时总反应可知,放电时Li为负极,Cu为正极,阳离子向正极移动,A项正确；放电时,负极Li失电子转化成Li＋,B项错误；结合题中装置图可知,通入空气铜被腐蚀,生成Cu2O,C项正确；铜被腐蚀生成Cu2O,放电时Cu2O又被还原成Cu,所以整个反应过程中Cu相当于催化剂,D项正确。

11.如图是MCFC燃料电池,它是以水煤气（CO、H2）为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3共熔混合物为电解质。

下列说法正确的是（　　）

A.B极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－

B.电池放电时,电池中CO的物质的量逐渐减少

C.放电时,CO向负极移动

D.电路中的电子经正极、负极、共熔混合物再回到正极,形成闭合回路

解析：

选C　由题图可知,O2和CO2通入B电极发生还原反应,则B极为正极,电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO,A错误；电池的负极反应式为H2＋CO－2e－===CO2＋H2O、CO＋CO－2e－===2CO2,据得失电子守恒及两极反应式可知,该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O和2CO＋O2===2CO2,故放电时电池中CO的物质的量不变,B错误；放电时,熔融电解质中阴离子向负极移动,即CO向负极移动,C正确；电路中的电子从负极流出,经导线流向正极,但不能经过共熔混合物,D错误。

12.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法。

其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,则下列有关说法中不正确的是（　　）

A.X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极

B.阳极区pH增大

C.图中的b>a

D.该过程中的产品主要为H2SO4和H2

解析：

选B　A项,由题图可知Pt（Ⅰ）极上H＋→H2,发生还原反应,故Pt（Ⅰ）为阴极,X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极,正确；B项,Pt（Ⅱ）为阳极,在阳极,SO、HSO被氧化为H2SO4,SO＋H2O－2e－===2H＋＋SO,HSO＋H2O－2e－===3H＋＋SO,溶液的酸性增强,pH减小,错误；C项,由以上分析可知,阳极有H2SO4生成,故b>a,正确；D项,阳极产物为H2SO4,阴极产物为H2,正确。

13.将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、提高利用率已成为当务之急。

（1）甲醇、二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料,二者均可利用CO和H2反应合成。

①某燃料电池以二甲醚为原料,熔融碳酸盐为电解质,其负极反应为CH3OCH3＋6CO－12e－===8CO2＋3H2O。

写出该燃料电池的正极反应式：

_________________

________________________________________________________________________。

②废水中含甲醇对水质会造成污染,Co3＋可将甲醇氧化为CO2。

某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4混合液来模拟工业除污原理,其阳极反应式为_______________

_______________________________________________________。

（2）某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程中产生的H2S废气。

①电解池中电极A、B均为惰性电极,其中电极A为电解池的________极；电极B所得到的物质X的分子式为________。

②反应池中发生的离子反应方程式为_______________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）①燃料电池中,正极上氧化剂O2得电子和CO2发生反应生成CO,电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO。

②通电后,Co2＋被氧化成Co3＋,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2＋－e－===Co3＋。

（2）①A极生成Fe3＋,B极生成气体,可知电极A为阳极,电极B为阴极,B极生成气体为H2。

②反应池中Fe3＋和H2S反应生成S,则Fe3＋被还原,离子方程式为H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。

答案：

（1）①O2＋2CO2＋4e－===2CO

②Co2＋－e－===Co3＋

（2）①阳　H2

②H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋

14.三室式电渗析法在化工生产中有广泛应用

（1）处理烟气中SO2可以采用碱吸－电解法,流程如下,模拟过程Ⅱ的装置如图1所示。

①若用锌锰碱性电池作为电源,________（填“e”或“f”）极与锌极相连。

f极的电极反应式为________________________________________________________________________。

②膜1为________（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜,N为________（填离子符号）。

③电路中通过4mol电子时可收集________L气体P（标准状况）。

（2）次磷酸是一种重要还原剂和精细化工产品。

以次磷酸钠为原料,通过电渗析法可制备次磷酸,装置如图2所示。

①铜极为________；铂极电极反应式为__________________________________。

②H2PO向________（填“左侧”或“右侧”）迁移。

在铜极区获得的产品为________

（填化学式）。

③铜极电极反应式为___________________________________________,该方法制备的H3PO2产品中含少量H3PO4杂质,原因是__________________________________。

解析：

（1）由题意知,左侧稀氢氧化钠溶液转化成浓氢氧化钠溶液,说明生成了氢氧化钠,右侧稀硫酸变成浓硫酸,则说明生成了硫酸,将SO氧化成SO,由此推知,左侧电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑,右侧电极反应式为SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋。

①e极为阴极,与锌锰碱性电池的锌极（负极）相连,f极为阳极,发生氧化反应：

SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋。

②亚硫酸钠中钠离子向左侧迁移,膜1为阳离子交换膜；SO向右侧迁移,膜2为阴离子交换膜,N为SO。

③P为H2,又2H＋＋2e－===H2↑,电路中通过

4mol电子,则n（H2）＝＝2mol,标准状况下V（H2）＝44.8L。

（2）①由题图可知,铜与电源负极相连,故铜为阴极,发生还原反应：

2H＋＋2e－===H2↑；铂为阳极,电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。

②铂极区氢离子浓度增大,H2PO向铂极区迁移,钠离子向铜极区迁移,铜极区产品为氢氧化钠,铂极区产品为次磷酸。

③铂极区有氧气生成,次磷酸具有还原性,易被O2氧化,H3PO2＋O2===H3PO4。

答案：

（1）①e　SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋　②阳离子　SO　③44.8

（2）①阴极　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

②右侧　NaOH　③2H＋＋2e－===H2↑

铂极生成的O2氧化H3PO2生成H3PO4

卷——重点增分练

1.（2018·黄石调研）纸电池是一种有广泛应用的“软电池”,碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体,纸的两面分别附着锌和二氧化锰。

下列有关该纸电池的说法不合理的是（　　）

A.Zn为负极,发生氧化反应

B.电池工作时,电子由MnO2流向Zn

C.正极反应：

MnO2＋H2O＋e－===MnO（OH）＋OH－

D.电池总反应：

Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn（OH）2＋2MnO（OH）

解析：

选B　纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体,纸的两面分别附着锌和二氧化锰,Zn是活泼金属,作该电池的负极,失去电子发生氧化反应,A正确；电池工作时,电子由负极流向正极,即电子由Zn流向MnO2,B错误；类似于锌锰干电池,MnO2在正极上得电子被还原生成MnO（OH）,则正极的电极反应为MnO2＋H2O＋e－===MnO（OH）＋

OH－,C正确；负极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2,结合正、负极反应式及得失电子守恒可知,该电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn（OH）2＋2MnO（OH）,D正确。

2.用钠金属片和碳纳米管作为电极材料,以高氯酸钠—四甘醇二甲醚为电解液,可制得“可充室温钠—二氧化碳电池”,电池总反应为4Na＋3CO22Na2CO3＋C,生成的固体Na2CO3沉积在碳纳米管上,下列关于该电池的叙述正确的是（　　）

A.放电时的正极反应为CO2＋4e－===C＋2O2－

B.充电时碳纳米管接直流电源的负极

C.放电时每消耗3molCO2,转移4mol电子

D.充电时阴极反应为C＋2Na2CO3－4e－===4Na＋＋3CO2↑

解析：

选C　该电池放电时,正极上CO2得电子,结合Na＋生成C和Na2CO3,A选项不正确；充电时,碳纳米管应接直流电源的正极,作阳极,B选项不正确；放电时每消耗3molCO2,可生成1molC,转移4mol电子,C选项正确；充电时阴极反应式为Na＋＋e－===Na,D选项不正确。

3.（2018·青岛质检）中国企业华为宣布：

利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出石墨烯电池,电池反应式为LixC6＋Li1－xCoO2C6＋

LiCoO2,其工作原理如图。

下列关于该电池的说法正确的是（　　）

A.该电池若用隔膜可选用质子交换膜

B.放电时,LiCoO2极发生的电极反应为

LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋

C.石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度

D.对废旧的该电池进行“放电处理”让Li＋嵌入石墨烯中而有利于回收

解析：

选C　应选用只允许Li＋通过的隔膜,不选用质子交换膜,故A错误；根据电池反应,放电时,LiCoO2极发生还原反应,电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2,故B错误；石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度,故C正确；根据工作原理,“放电处理”是将Li＋嵌入LiCoO2中,故D错误。

4.（2018·武汉调研）利用如图装置进行实验,甲、乙两池中均为1mol·L－1的AgNO3溶液,A、B均为Ag电极。

实验开始时先闭合K1,断开K2。

一段时间后,断开K1,闭合K2,形成浓差电池,电流表指针偏转（Ag＋浓度越大氧化性越强）。

下列说法不正确的是（　　）

A.闭合K1,断开K2后,B极发生氧化反应

B.闭合K1,断开K2后,乙池溶液浓度增大

C.断开K1,闭合K2后,NO向B极移动

D.断开K1,闭合K2后,当转移0.1mole－时,乙池质量减少17.0g

解析：

选C　闭合K1,断开K2后,该装置为电解池,B极与电源正极相连,为阳极,发生氧化反应,A项正确；闭合K1,断开K2后,A极发生反应：

Ag＋＋e－===Ag,B极发生反应：

Ag－e－===Ag＋,甲池中c（Ag＋）减小,乙池中c（Ag＋）增大,NO通过离子交换膜由甲池进入乙池,乙池溶液浓度增大,B项正确；断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,电流表指针偏转,根据Ag＋浓度越大氧化性越强,可知B极为正极,发生还原反应,A极为负极,发生氧化反应,NO向负极移动,即向A极移动,C项错误；断开K1,闭合K2后,当转移0.1mole－时,根据乙池中B极发生反应：

Ag＋＋e－===Ag,同时NO向甲池移动可知,乙池减少的质量为0.1mol×108g·mol－1＋0.1mol×62g·mol－1＝17.0g,D项正确。

5.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（　　）

A.常温下,断开K时,若M溶液为浓硫酸,则铁发生化学腐蚀

B.闭合K,若M为氯化钠,则铁极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－

C.闭合K,若M为硫酸铵,则石墨极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

D.闭合K,若M溶液为海水,石墨换成铜或银,则为外加电流的阴极保护法

解析：

选C　常温下,断开K时,M溶液为浓硫酸,Fe在浓硫酸中发生钝化,不能发生化学腐蚀,A错误；闭合K,M溶液为NaCl溶液,则Fe发生吸氧腐蚀,Fe作负极,电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋,B错误；闭合K,M为（NH4）2SO4,由于NH发生水解而使溶液呈酸性,发生析氢腐蚀,石墨作正极,电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑,C正确；闭合K,M为海水,石墨换成Cu或Ag,由于Fe的活泼性强于Cu、Ag,形成原电池时,Cu或Ag作正极受到保护,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法,D错误。

6.NaS电池的结构如图所示,电池反应为2Na＋S8===Na2Sn。

下列说法不正确的是（　　）

A.熔钠电极作电池的负极

B.放电时,Na＋向正极移动

C.充电时,熔钠电极与电源的正极相连

D.充电时,阳极反应式为8S－16e－===nS8

解析：

选C　由电池总反应可知,Na发生氧化反应生成Na＋,则熔钠电极作电池的负极,A正确；放电时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则Na＋向正极移动,B正确；充电时,二次电池的正极与外加电源的正极相连,负极与外加电源的负极相连,故熔钠电极与电源的负极相连,C错误；充电时,阳极上S发生氧化反应生成S8,电极反应式为8S－16e－===nS8,D正确。

7.（2018·太原一模）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为

下列说法正确的是（　　）

A.甲池中碳棒上发生的电极反应式为

AQ＋2H＋－2e－===H2AQ

B.乙池溶液中发生的反应式为

H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋

C.该装置中电能转化为光能

D.H＋从甲池移向乙池

解析：

选B　根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳棒是正极,该电极上发生得电子的还原反应,即AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ,A错误；在乙池中