备战高考化学6年高考母题精解精析 专题专题10 电化学及其应用.docx

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备战高考化学6年高考母题精解精析专题专题10电化学及其应用

备战2013高考化学6年高考母题精解精析专题专题10电化学及其应用

【2012高考】

（2012·福建）9.将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是

A.Cu电极上发生还原反应

B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动

C.片刻后甲池中c（SO42-）增大

D.片刻后可观察到滤纸b点变红色

（2012·四川）11.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：

CH3CH2OH–4e-+H2O=CH3COOH+4H+。

下列有关说法正确的是

A．检测时，电解质溶液中的H+向负极移动

B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气

C．电池反应的化学方程式为：

CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O

D．正极上发生的反应为：

O2+4e-+2H2O=4OH-

（2012·大纲版）11．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是

A①③②④B①③④②

C③④②①D③①②④

【答案】B

【解析】电流从正极流向负极，而负极活泼，则金属活泼性

>

；同理，

>

；H2在正极放出，则

>

；质量减少的一极为负极，则

>

。

综上可推得，金属活泼性顺序为

，B项正确。

【考点定位】原电池原理

（2012·山东）13.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是

A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小

C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D．图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

（2012·浙江）10．以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：

下列说法不正确的是

A．在阴极式，发生的电极反应为：

2H2O＋2e－

2OH―＋H2↑

B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，

是因为阳极区H＋浓度增大，

使平衡2

＋2H＋

＋H2O向右移动

C．该制备过程总反应的化学方程式为：

4K2CrO4＋4H2O

2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋2O2↑

D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，

则此时铬酸钾的转化率为α＝

（2012·安徽）11．某兴趣小组设计如下微型实验装置。

实验时，现断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是

含酚酞的饱和食盐水

K1

K2

石墨

直流电源

A

铜

A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：

2H++2Cl—

Cl2↑+H2↑

B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红

C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：

Cl2+2e—＝2Cl—

D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极

（2012·北京）12．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。

下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生

C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强

D．催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e一=HCOOH

【答案】：

C

【解析】：

根据题给信息和反应特点，该电池中发生的总反应式为：

2CO2+2H2O=2HCOOH+O2↑；故其将太阳能转化为了化学能，A对；根据氢离子的转移方向和电子转移的方向，催化剂a表面发生：

2H2O-4e-=4H++O2↑，氧元素化合价升高被氧化，B对；催化剂a表面产生氢离子，酸性增强，C错；催化剂b表面发生：

CO2+2H++2e一=HCOOH，D对。

【考点定位】此题考查了原电池的基本原理、电极反应式的书写和电解质溶液的酸碱性变化知识。

（2012·海南）10．下列叙述错误的是

A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱

B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈

C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液

D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀

（2012·上海）14．右图装置中发生反应的离子方程式为：

Zn+2H＋=Zn2＋+H2↑，下列说法错误的是

A．a、b不可能是同种材料的电板

B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸

C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸

D．该装置可看作是铜一锌原电池，电解质溶液是稀硫酸

【答案】A

【解析】若该装置为电解池，则a、b两电极的材料可以都为Zn，A错误；在保证阳极为为Zn时，该电解池的电解质溶液可以为稀盐酸时，B正确；在保证其中一电极的材料为Zn，另一电极的材料的活泼性比Zn弱的情况下，该原电池的电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸都可以，C、D正确。

【考点定位】本题考查原电池和电解池。

（2012·全国新课标卷）26.（14分）铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。

实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。

交换完成后，流出溶液的OH-用0.40mol.L-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。

计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：

（列出计算过程）；

（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n（Fe）：

n（Cl）=1:

2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为。

在实验室中，FeCl2可用铁粉和盐酸反应制备，FeCl3可用铁粉和反应制备；

（3）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为

（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为。

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，该电池总反应

的离子方程式为。

【答案】

（1）3

（2）10%（0.10也可以）盐酸氯气

（3）2Fe3++2I-=2Fe2++I2或2Fe3++3I-=2Fe2++I3-

（4）2Fe3＋＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋5H2O＋3Cl－

（2012·江苏）20.（14分）铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

（1）真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：

Al2O3（s）+AlC13（g）+3C（s）=3AlCl（g）+3CO（g）△H=akJ·mol－1

3AlCl（g）=2Al（l）+AlC13（g）△H=bkJ·mol－1

反应Al2O3（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g）的△H=kJ·mol－1（用含a、b的代数式表示）。

Al4C3是反应过程中的中间产物。

Al4C3与盐酸反应（产物之一是含氢量最高的烃）的化学方程式为。

（2）镁铝合金（Mg17Al12）是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。

该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al122+17H2=17MgH2+12Al。

得到的混合物Y（17MgH2+12Al）在一定条件下可释放出氢气。

熔炼制备镁铝合金（Mg17Al12）时通入氩气的目的是。

在6.0mol·L-1HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。

1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为。

在0.5mol·L-1NaOH和1.0mol·L-1MgCl2溶液中，图8

混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的X－射线衍射谱图如图8所示（X－射线衍射可用于判断某晶态物

质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。

在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是

（填化学式）。

（3）铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，

其原理如图9所示。

该电池反应的化学方程式为。

【答案】

20.（14分）

（1）

a+b

Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑

（2）

防止Mg、Al被空气氧化

52mol

Al

（3）2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O

【解析】

（1）根据盖斯定律，将题中所给两方程式相加得所求反应，对应的△H=（a+b）kJ·mol－1。

含氢量最高的烃为CH4，根据碳原子守恒，3个碳需要结合12个H原子形成3个CH4。

再由铝原子守恒，4个铝需要结合12个Cl形成4个AlCl3，所以Al4C3与HCl之间为1：

12参加反应。

（2）

镁、铝都是活泼的金属单质，容易被空气中的氧气氧化，通入氩气作保护气，以防止二者被氧化。

1molMg17Al12完全吸氢17mol，在盐酸中会全部释放出来。

镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2，物质的量分别为17mol、18mol，则生成氢气一共52mol。

镁与NaOH不反应，再根据衍射谱图可知，在NaOH溶液中产生氢气的主要物质是铝。

（3）铝做负极，失电子被氧化，在碱性溶液中生成NaAlO2。

氧化银做正极，得电子被还原为Ag，电解质溶液为NaOH溶液，由此可写出总反应。

【考点定位】盖斯定律，铝及其化合物的性质以及电化学反应方程式

（2012·海南）13．（8分）

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：

（1）氮元素原子的L层电子数为；

（2）NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），该反应的化学方程式为；

（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

已知：

①N2（g）+2O2（g）=N2O4

（1）△H1=-19.5kJ·mol-1

②N2H4

（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H2=-534.2kJ·mol-1

写出肼和N2O4反应的热化学方程式；

（4）肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为。

（2012·海南）16.（9分）

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：

（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、

。

（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是，电解氯化钠溶液的总反应方程式为；

（3）若每个电池甲烷通入量为1L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为

（法拉第常数F=9.65×l04C.mol-1，列式计算），最多能产生的氯气体积为L（标准状况）。

（2012·北京）25.（13分）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。

利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2，

（1）用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:

。

（2）在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是

（3）吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO3²﹣）:

n（HSO3﹣）变化关系如下表:

n（SO3²﹣）:

n（HSO3﹣）

91：

9

1：

1

1：

91

pH

８.２

7.2

6.2

①上表判断NaHSO3溶液显　　　　　　性，用化学平衡原理解释:

②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选

填字母）:

a．c（Na＋）=2c（SO32-）＋c（HSO3－），

b．c（Na＋）>c（HSO3－）>c（SO32-）>c（H＋）=c（OH－）

c．c（Na＋）+c（H＋）=c（SO32-）+c（HSO3－）+c（OH－）

（4）当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。

再生示意图如下:

①HSO3-在阳极放电的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。

②当阴极室中溶液pＨ升至8以上时，吸收液再生并循环利用。

简述再生原理:

性。

当吸收液呈中性时，溶液中的c（H＋）=c（OH－），由于溶液中存在着电荷守恒，故c（Na＋）+c（H＋）=2c（SO32-）+c（HSO3－）+c（OH－），可推出：

c（Na＋）=2c（SO32-）＋c（HSO3－），a对；由于n（SO₃²﹣）:

n（HSO₃﹣）=1：

1时，溶液的pH值为7.2，故中性时一定有c（HSO3－）>c（SO32-），可推出：

c（Na＋）>c（HSO3－）>c（SO32-）>c（H＋）=c（OH－），b对；（4）根据电解槽所示的变化，可知HSO3-在阳极放电的电极反应式是：

HSO3-+H2O-2e-=3H++SO42-；H+在阴极得电子生成H2，溶液中的c（H＋）降低，促使HSO3-电离生成SO32-，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生。

【考点定位】此题以二氧化硫形成酸雨为背景，综合考查了化学反应方程式书写、离子方程

式书写、水溶液中的离子平衡、溶液中的离子浓度大小比较、电解原理等知识。

（2012·天津）7．（14分））X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。

X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子。

请回答下列问题：

⑴Y在元素周期表中的位置为________________。

⑵上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________（写化学式），非金属气态氢化物还原性最强的是__________________（写化学式）。

⑶Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有___________（写出其中两种物质的化学式）。

⑷X2M的燃烧热ΔH＝－akJ·mol－1，写出X2M燃烧反应的热化学方程式：

______________________________________________________。

⑸ZX的电子式为___________；ZX与水反应放出气体的化学方程式为___________________________。

⑹熔融状态下，Z的单质和FeG2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：

2Z+FeG2

Fe+2ZG

放电时，电池的正极反应式为__________________________：

充电时，______________（写物质名称）电极接电源的负极；

该电池的电解质为___________________。

【答案】：

（1）第二周期第VIA族；

（2）HClO4；H2S；（3）Cl2、O3、ClO2（任写两种，其他合理答案均可）；（4）H2S（g）＋3/2O2（g）=SO2（g）＋H2O（l）△H=-akJ·mol-1；（5）Na+[:

H]-；NaH＋H2O=NaOH＋H2↑；（6）Fe2++2e-=Fe；钠；β-Al2O3。

【解析】：

由于五种元素分属于三个短周期，且原子序数依次增大，X、Z同主族，故X一定是H元素；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子，故Y是O元素，M是S元素；则Z是Na元素；G是Cl元素；

（1）氧元素位于第二周期第VIA族；

（2）上述元素中最高价氧化物的水化物酸性最强的是HClO4；非金属气态氢化物还原性最强的是H2S；（3）臭氧、氯气和二氧化氯等均可作为水的消毒剂；（4）硫化氢的燃烧热已知时，其燃烧的热化学方程式为：

H2S（g）＋3/2O2（g）=SO2（g）＋H2O（l）△H=-akJ·mol-1；（5）氢化钠的电子式为：

Na+[:

H]-；氢化钠和水反应生成氢气和氢氧化钠：

NaH＋H2O=NaOH＋H2↑；（6）钠单质和FeCl2组成的可充电电池中，放电时做原电池，其正极反应式为：

Fe2++2e-=Fe；充电时，金属钠所在的一极接电源负极；电解质为：

β-Al2O3。

【考点定位】此题以元素推断为基础，综合考查了周期表的结构、元素性质的比较、常见的水消毒剂、热化学方程式的书写、电子式书写和化学方程式书写、电化学知识。

（2012·山东）28．（12分）工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的吸收。

a．浓H2SO4b．浓HNO3c．NaOH溶液d．氨水

（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在（填离子符号），检验溶液中还存在Fe2+的方法是（注明试剂、现象）。

（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。

（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是。

a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应

c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

（5）利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4＝2CuSO4＋2H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为。

（2012·福建）24.（16分）

（1）电镀时，镀件与电源的极连接。

（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。

①若用铜盐进行化学镀铜，应选用＿（填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。

②某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如右图所示。

该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。

据图中信息，给出使反应停止的方法：

（3）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下

①步骤（i）中Cu2（OH）2CO3发生反应的化学方程式为。

②步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是（填离子符号）。

③在步骤（iii）发生的反应中，1molMnO2转移2mol电子，该反应的离子方程式为。

④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为

3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6＋6H+

过滤后母液的pH=2.0,c（Fe3+）=amol·L-1，,c（NH4+）=bmol·L-1，,c（SO42-）=dmol·L-1，该反应的平衡常数K=＿（用含a、b、d的代数式表示）。

【答案】

（1）负

（2）①还原剂

调节溶液pH在8～9之间

（3）

Cu2（OH）2CO3＋2H2SO4＝2CuSO4+CO2↑+3H2O。

HCO3－。

MnO2+2Fe2＋+4H＋

Mn2＋+2Fe3＋+2H2O。

【考点定位】本题考查了电镀原理、化学平衡的应用和物质的制备。

【2011高考】

1.（2011·浙江卷）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。

下列说法正确的是

A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移

B．液滴边缘是正极区

，发生的电极反应为：

O2＋2H2O＋4e－

4OH－

C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：

Cu－2e－

Cu2＋

（2011·安徽卷）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：

5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是：

A.正极反应式：

Ag＋Cl－－e－=AgCl

B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子

C.Na＋不断向“水”电池的负极移动

D.AgCl是还原产物

【解析】由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，产物AgCl是

氧化产物，A、D都不正确；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C错误；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是+18/5价，所以每生成1molNa2Mn5O10转移电子的物质的量为（4－18/5）×5＝2mol，因此选项B正确。

【答案】B

（2011·北京卷）结合下图判断，下列叙述正确的是

A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护

B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－＝Fe2＋

C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3Fe（CN）6溶液，均有蓝色沉淀

【解析】锌比铁活泼，装置Ⅰ中锌作负极，方程式为Zn－2e－=Zn2＋。

铁作正极，但溶液显中性，所以发生锌的吸氧腐蚀，正极反应是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；铁比铜活泼，装置Ⅱ中铁作负极，负极反应为Fe－2e－＝Fe2＋。

铜作正极，但溶液显酸性，所以正极是溶液中的氢离子得电子，方程式为2H++2e－=H2↑。

因为装置Ⅰ中没有Fe2＋生成，所以装置Ⅰ中加入少量K3Fe（CN）6溶液时，没有蓝色沉淀产生。

综上所叙，只有选项A是正确的。

【答案】A

（2011·福建卷）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的下列说法不正确的是

A．水既是氧化剂又是溶剂

B．放电时正极上有氢气生成

C．放电时OH－向正极移动

D．总反应为：

2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑

【解析】考生可能迅速选出C项是错误，因为原电池放电时OH－是向负极移动的。

这个考点在备考时训练多次。

这种电池名称叫锂水电池。

可推测其总反应为：

2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。

再写出其电极反应如下：

（—）2Li—2e—＝2Li+（+）2H2O+2e—＝2OH—＋H2↑

结合选项分析A、B、D都是正确的。

此题情景是取材于新的化学电源，知识落脚点是基础，对原电池原理掌握的学生来说是比较容易的。

【答案】C

（2011·广东卷）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。

下列叙述不正确的是

A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：

Cu2＋+2e－=Cu

C、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

【解析】本题考察原电池、电解池的原理、判断及其应用。

若a和b不连接，则不能构成原电池，单质铁直接与Cu2＋发生氧化还原反应