高考化学真题演练分类解析13.docx
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高考化学真题演练分类解析13
【考点13】原电池原理及应用和电解原理及应用
1．（2008江苏化学5）镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd+2NiOOH+2H2O
Cd（OH）2+2Ni（OH）2有关该电池的说法正确的是（）
A．充电时阳极反应：
Ni（OH）2－e—+OH－==NiOOH+H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
2．（2008广东化学5）用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是（）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：
Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①②B．②③
C．②④D．③④
3．（2008广东化学16）LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。
电池反应为：
FePO4+Li
LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含U导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池说法正确的是（）
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B放电时电池内部Li向负极移动．
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少
D．放电时电池正极反应为：
FePO4+Li++e-=LiFePO4
4．（2008海南化学7）关于铅蓄电池的说法正确的是：
（）
A．在放电时，正极发生的反应是Pb（S）+SO
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4（s）+2
=Pb（s）+SO
（aq）
5．（2008宁夏理综10）一种燃料电池中发生的化学反应为：
在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是（）
20080829
A．CH3OH（g）+O2（g）=H2O
（1）+CO2（g）+2H+（aq）+2e—
B．O2（g）+4H+（aq）+4e—=2H2O
（1）
C．CH3OH（g）+H2O
（1）=CO2（g）+6H+（aq）+6e—
D．O2（g）+2H2O
（1）+4e—=4OH—
6．（2007广东化学9）科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化成氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
电池负极反应为（）
A．H2+2OH-2H2O+2e-
B．O2+4H++4e-2H2O
C．H22H++2e-
D．O2+2H2O+4e-4OH-
7．（2007广东化学20）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：
用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。
电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。
以下说法正确的是（）
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为：
2Cl－—2e－=Cl2
D．1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子
8．（2007广东化学12）为了避免表铜器生成铜绿，以下方法正确的是（）
A．将青铜器放在银持托盘上
B．将青铜器保存在干燥的环境中
C．将青铜器保存在潮湿的空气中
D．在青铜器的表现覆盖一层防渗的高分子膜
9．（2007广东理基25）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：
2Fe+2H2O+O2=
2Fe++4OH。
以下说法正确的是（）
A．负极发生的反应为：
Fe－2e+=Fe2+
B．正极发生的反应为：
2H2O+O2+2e－=4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
10．（2008上海化学12）取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内
圆为白色，外圆呈浅红色。
则下列说法错误的是（）
A．b电极是阴极B．a电极与电源的正极相连接
C．电解过程中，水是氧化剂
D．b电极附近溶液的pH变小
11．（2007宁夏理综26）（14分）
（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应：
；
银片上发生的电极反应：
。
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：
①产生氢气的体积（标准状况）；
②通过导线的电量。
（已知NA=6.02×1023/mol，电子电荷为1.60×10-19C）
12．（2007山东理综29）（15分）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。
（2）若将
（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应负板反应。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol·L－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤。
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
Fe2+
Cu2+
1.9
7.0
4.7
3.2
9.0
6.7
提供的药品：
Cl2浓H2SO4NaOH溶液CuOCu
（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。
请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式劣质不锈钢腐蚀的实验现象
13．（2007广东化学24）（10分）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。
工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：
某软锰矿的主要成分是MnO2，还含Si（16.27%）、Fe（5.86%）、A1（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。
部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表。
回答下列问题
沉淀物
A1（OH）2
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Ma（OH）2
Ca（OH）2
pH
5.2
3.2
9.7
10.4
6.7
沉淀物
Zn（OH）2
CaS
ZaS
MaS
FeS
pH
8.0
[≥0.42]
≥2.5
≥7
≥7
（1）硫酸亚铁在酸性条件下将 MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。
（2）滤渣A的主要成分为。
（3）加入MnS的目的是除去杂质。
（4）碱性锌锰干电池中，MnO2参与的电极反应方程式为。
（5）从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有（写出两种）。
14．（2008山东理综30）（16分）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。
（1）粗食盐常含有少里K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、S
等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：
提供的试剂：
饱和Na2CO3溶液饱和K2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液Ba（NO3）2溶液75%乙醇四氯化碳
①欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、S
离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为（只填化学式）。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为。
（2）用提纯的NaCl配制500mL4.00mol·L-1
NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有
（填仪器名称）。
（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2（填“＞”、“＝”或“＜”
2L，原因是。
装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为。
（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
MnO2+4HCL（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置（填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置（填代号）。
可选用制备气体的装置：
15．（2009·理综上海卷，11）茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。
航标灯的电源必须长效、稳定。
我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。
在这种电池中（）
①铝合金是阳极②铝合金是负极
③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应
A．②③B．②④
C．①②D．①④
16．（2009·广东理基，34）下列有关电池的说法不正确的是（）
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
17．（2009·广东卷，14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是（）
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：
O2＋2H2O＋4e－=4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：
Al＋3OH－－3e－=Al（OH）3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
18．（2009·江苏化学卷，5，）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法不正确的是（）
A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
19．（2009·江苏化学卷，12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是（）
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为：
C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体
L
20．（2009·理综福建卷，11）控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
下列判断不正确的是（）
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
21．（2009·理综安徽卷，12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：
2Cu＋H2O
Cu2O＋H2↑。
下列说法正确的是（）
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。
22．（2009·理综浙江卷，12）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应为：
Li＋2Li0.35NiO2
2Li0.85NiO2
下列说法不正确的是（）
A．放电时，负极的电极反应式：
Li－e－=Li＋
B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质
D．放电过程中Li＋向负极移动
23．（2009·海南化学卷，15）Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。
电池的总反应可表示为：
4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2。
请回答下列问题：
（1）电池的负极材料为，发生的电极反应为；
（2）电池正极发生的电极反应为；
（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。
如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是，反应的化学方程式为；
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。
24．（2009·理综全国卷
，28）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。
据此回答问题：
①电源的N端为＿＿＿＿＿＿极；
②电极b上发生的电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
④电极c的质量变化是＿＿＿g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
乙溶液丙溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
25．（2009·理综山东卷，29）n-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是 。
电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀。
其主要原因是_________
______________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的 （填代号）。
a．NaOHb．Zn
c．Fed．NH3·H2O
（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。
阴极的电极反应式是：
。
若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为 。
26．（2009·理综四川卷，29）
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。
可用作节能环保电动汽车的动力电池。
磷酸亚铁锂（LiFePO4）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：
将碳酸锂、乙酸亚铁［（CH3COO）2Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二：
将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。
沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子转移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。
其原因是
。
（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有___________、__________、___________（填化学式）生成。
（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为_________________。
（4）写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式：
。
（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为 。
27．（2009·理综天津卷，10）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为__________________（用a、b表示）。
（2）负极反应式为。
（3）电极表面镀铂粉的原因为。
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。
因此，大量安全储氢是关键技术之一。
金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ．2Li＋H2
2LiH
．LiH＋H2O=LiOH＋H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 ，反应
中的氧化剂是 。
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。
用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为mol。
28．（2009·理综重庆卷，26）工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。
（1）如图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是；NaOH溶液的出口为（填字母）；精制饱和食盐水的进口为（填字母）；干燥塔中应使用的液体是。
（2）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。
SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为。
SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。
一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：
3SiCl4（g）＋2H2（g）＋Si（g）
4SiHCl3（g）
达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为kg。
（3）采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气
（标准状况）。
29．（2009·江苏化学卷，16）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。
其主要流程如下：
（1）反应I前需在FeSO4溶液中加入_________（填字母），以除去溶液中的Fe3＋。
A．锌粉B．铁屑
C．KI溶液D．H2
（2）反应
需控制反应温度低于35℃，其目的是。
（3）工业生产上常在反应
的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是。
（4）反应
常被用于电解生产（NH4）2S2O8（过二硫酸铵）。
电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为。
30．（2009·山东基能，25，1分）铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为：
4Fe＋3O2＋xH2O=2Fe2O3·xH2O。
如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。
最容易生锈的铁架横杆是（）
A．①B．②C．③D．④
31．（2009·广东理基，25）钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe＋O2＋2H2O
2Fe（OH）2；②4Fe（OH）2＋O2＋2H2O
4Fe（OH）3；③2Fe（OH）3
Fe2O3＋3H2O。
下列说法正确的是（）
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
32．（2009·广东卷，10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2（OH）3Cl覆盖在其表面。
下列说法正确的是（）
A．锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2（OH）3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
33．（2009·上海化学卷，13）如图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。
下列有关描述错误的是（）
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：
Fe－2e－=Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
34．（2009·理综北京卷，6）下列叙述不正确的是（）
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
O2＋2H2O＋4e－=4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：
2Cl－－2e－=Cl2↑
高考真题答案与解析
化学
【考点13】原电池原理及应用和电解原理及应用
1.答案：
A
【解析】该题考查的是原电池和电解池的相关知识，解题时应注意弃放电的方向及元素化合价的升降。
2．答案：
C
【解析】①Cu为负极，电子由Cu电极流向Ag电极；③取出盐桥，电池不能形成闭合回路，不能继续工作。
3．答案：
CD
【解析】A项，Li为活泼金属，在酸性介质中不能存在；B项放电时，Li+在正极参与反应，应向正极移动。
4．答案：
B
【解析】A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为：
PbO2+4H++SO
+2e-===PbSO
+2H2O；C项中电池弃电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。
5．答案：
C
【解析】甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，故B、D错误；A项不是电极反应式。
6．答案：
C
【解析】本题实际上就是考查氢氧燃料电池，酸作电解质溶液时负极上的反应。
7．答案：
CD
【解析】两极的反应为阴极：
2H++2e-===H2↑；阳极：
2Cl—2e-===Cl2↑，Cl2+2Ni2++6OH-=====
Ni2O3+2Cl-+3H2O。
A项，铁为活性电极，参与反应，Cl-不能放电，不能生成Cl2；B项，阳极OH-被消耗，pH下降。
8．答案：
BD
【解析】A项，易形成原电池，铜作负极，加快了腐蚀；C项，易形成原电池。
9．答案：
A
【解析】从电池反应式可知，Fe失电子转变为Fe2+，Fe为负极，A对；正极电极式为2H2O+O2+4e-
====4OH-，B错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C错；水面上O2浓度较水下浓度高，水面处的金属易被腐蚀，D错。
10．答案：
D
【解析】根据题意，a电极应产生Cl2，为阳极，与电源正极相连，则b为阴极。
D项中b电极上H+放电，附近OH-浓度增大，pH变大。
11．答案：
（14分）
（1）Zn–2e-=Zn2+（2分）
2H++2e-=H2↑（2分）
（2）①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为x。
Zn+2H+=Zn2++H2↑
65g22.4L
60g–47g=13gx
x=13g×22.4L÷65g=4.5L（5分）
②反应消耗的锌为:
13g÷65g/mol=0.20mol
1molZn变为Zn2+时，转移2mo
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