学年高二化学人教版选修4 第4章 电化学基础走近高考试题.docx

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学年高二化学人教版选修4第4章电化学基础走近高考试题

第四章　走近高考

1．[2017·全国卷Ⅰ]支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。

下列有关表述不正确的是（　　）

A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

答案　C

解析　外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，A正确；被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极，C错误；保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整，D正确。

2．[2017·全国卷Ⅱ]用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。

下列叙述错误的是（　　）

A．待加工铝质工件为阳极

B．可选用不锈钢网作为阴极

C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al

D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

答案　C

解析　该电解池阳极发生的电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，氧气将铝制品表面氧化形成致密的氧化膜，所以待加工铝质工件应为阳极，A正确；阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阴极可选用不锈钢网作电极，B正确，C错误；电解质溶液中的阴离子向阳极移动，D正确。

3．[2017·全国卷Ⅲ]全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx（2≤x≤8）。

下列说法错误的是（　　）

A．电池工作时，正极可发生反应：

2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多

答案　D

解析　原电池工作时，Li＋向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，a极发生的电极反应有S8＋2Li＋＋2e－===Li2S8、3Li2S8＋2Li＋＋2e－===4Li2S6、2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4、Li2S4＋2Li＋＋2e－===2Li2S2等，A正确；电池工作时，外电路中流过0.02mol电子时，参与反应的Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，B正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C正确；电池充电时电极a发生反应：

2Li2S2－2e－===Li2S4＋2Li＋，充电时间越长，电池中Li2S2的量越少，D错误。

4．[2016·全国卷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SO

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SO

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

解析　正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液的pH减小，中间隔室的SO

向正极区迁移，A错误；负极区发生的反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，中间隔室的Na＋向负极区迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4，B正确；由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高，C错误；正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电路中通过1mol电子时，生成0.25molO2，D错误。

5．[2016·全国卷Ⅱ]MgAgCl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

解析　该原电池中，Mg作负极，发生反应：

Mg－2e－===Mg2＋，A正确；AgCl在正极反应，电极反应式：

AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B错误；Cl－带有负电荷，电池放电时在电解质溶液中由正极向负极移动，C正确；Mg是活泼金属，负极发生副反应：

Mg＋2H2O===Mg（OH）2＋H2↑，D正确。

6．[2016·全国卷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c（OH－）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

解析　充电时，该装置相当于电解池，电解质溶液中K＋应向阴极移动，A错误；由题中反应式知，充电时生成OH－，电解质溶液中c（OH－）逐渐增大，B错误；放电时，负极Zn失电子发生氧化反应，结合总反应知负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH）

，C正确；根据总反应知放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，即11.2L（标准状况），D错误。

7．[2016·北京高考]用石墨电极完成下列电解实验。

下列对实验现象的解释或推测不合理的是（　　）

A．a、d处：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．b处：

2Cl－－2e－===Cl2↑

C．c处发生了反应：

Fe－2e－===Fe2＋

D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

答案　B

解析　实验一可以看作两个电解池串联，a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极。

a、d均为阴极，溶液中水放电生成H2和OH－，试纸变蓝，A正确；b为阳极，b处变红，说明有H＋生成，局部褪色，说明Cl－放电生成Cl2，溶于水中生成HCl和HClO，b处变红主要是HCl导致的，褪色主要是HClO导致的，B错误；c处铁作阳极，活性电极作阳极，优先失电子：

Fe－2e－===Fe2＋，C正确；由实验一原理，可知实验二中形成3个电解池（1个球的两面为阴、阳两极），m为阴极，相当于电镀铜原理，m处有铜析出。

8．[2016·四川高考]某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为：

Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6（x<1）。

下列关于该电池的说法不正确的是（　　）

A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移

B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6

C．充电时，若转移1mole－，石墨（C6）电极将增重7xg

D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋

答案　C

解析　原电池放电时，电解质溶液中的阳离子从负极区向正极区移动，阴离子从正极区向负极区移动，A项正确；放电时，电池负极失电子发生氧化反应，由电池总反应和氧化还原反应规律判断，放电时负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，B项正确；由于Li的摩尔质量为7g/mol，结合充电时石墨电极反应：

xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，若转移1mole－，石墨（C6）电极将增重7g，C项错误；充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D项正确。

9．[2016·浙江高考]金属（M）－空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。

该类电池放电的总反应方程式为：

4M＋nO2＋2nH2O===4M（OH）n。

已知：

电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。

下列说法不正确的是（　　）

A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

B．比较Mg、Al、Zn三种金属－空气电池，Al－空气电池的理论比能量最高

C．M－空气电池放电过程的正极反应式：

4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M（OH）n

D．在Mg－空气电池中，为防止负极区沉积Mg（OH）2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

答案　C

解析　多孔电极能够增大电极表面积，降低极化作用，有利于氧气扩散至电极表面，A正确；单位质量的三种金属单质，铝提供的电子数最多，即Al－空气电池的理论比能量最高，B正确；该电池中阳离子Mn＋不能透过阴离子交换膜与OH－在正极结合，C错误；为防止负极区沉积Mg（OH）2，则可采取措施降低负极区溶液中Mg2＋和OH－结合的机会，D正确。

10．[2015·全国卷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

解析　负极发生氧化反应，生成CO2气体，A项错误；微生物电池中的化学反应速率较快，即微生物促进了反应中电子的转移，B项正确；原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项正确；电池总反应是C6H12O6与O2反应生成CO2和H2O，D项正确。

11．[2017·江苏高考（节选）]铝是应用广泛的金属。

以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：

SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如下图所示。

阳极的电极反应式为________________，阴极产生的物质A的化学式为________。

答案　（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化

（4）4CO

＋2H2O－4e－===4HCO

＋O2↑　H2

解析　（3）石墨具有还原性，电解熔融Al2O3，阳极O2－被氧化为O2，阳极上产生的O2会氧化电极石墨。

（4）电解Na2CO3溶液，阳极反应式为4CO

＋2H2O－4e－===4HCO

＋O2↑，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。

12．[2015·安徽高考]常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是______________________________________，溶液中的H＋向________极移动。

t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_______________________________________________________。

答案　2H＋＋NO

＋e－===NO2↑＋H2O　正　Al在浓HNO3中发生钝化，氧化膜阻止了Al的进一步反应

解析　t1后电子流动方向发生改变，原因是Al表面因钝化逐渐生成了致密的氧化膜，氧化膜阻止了Al的进一步反应，浓硝酸还可与铜发生反应，所以此时铜作负极，钝化后的铝作正极。