专题6 电化学.docx

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专题6电化学

考点一原电池及其应用

1、（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+NO2－

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-离子从阳极向阴极迁移

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

2、（2014北京8．）下列电池工作时，O2在正极放电的是（）

3、[2014·福建11．]某原电池装置如下图所示，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

4、11.某同学组装了图4所示的电化学装置，电极Ⅰ为

Al，其它电极均为Cu，则

A、电流方向：

电极Ⅳ→

→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

5、（2014课标2，12．）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-xMn2O4+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

6、（2013课标2，11．）“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。

下列关于该电池的叙述错误的是（　　）

A．电池反应中有NaCl生成

B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

C．正极反应为：

NiCl2＋2e－＝Ni＋2Cl－

D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

7、（2013江苏9．）Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。

该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。

该电池工作时，下列说法正确的是

A．Mg电极是该电池的正极

B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应

C．石墨电极附近溶液的pH增大

D．溶液中Cl－向正极移动

8、（2012全国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上有气泡逸出；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

A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④

9、（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．

电极上发生还原反应

B．电子沿Zn

Cu路径流动

C．片刻后甲池中c（

）增大

D．片刻后可观察到滤纸b点变红色

10、（2011广东12、）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

11、（2010福建11．）铅蓄电池的工作原理为：

Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O研读右图，下列判断不正确的是

A．K闭合时，d电极反应式：

PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

B．当电路中转移0.2mol电子时，I中消耗的H2SO4为0.2mol

C．K闭合时，II中SO42-向c电极迁移

D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极

12、10．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。

下列有关该电池的说法正确的是（）

A．反应CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol电子

B．电极A上H2参与的电极反应为：

H2＋2OH－－2e－=2H2O

C．电池工作时，CO32－向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应为：

O2＋2CO2＋4e－=2CO32－

13、（2015天津4、）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是

A．铜电极上发生氧化反应

B．电池工作一段时间后，甲池的c（SO42－）减小

C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D．阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

14、（2013课标1，27．）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。

某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等。

充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6。

现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

回答下列问题：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为______。

（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式__________________________。

（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式______________________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是____________________。

（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式__________________________。

（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式____________________________。

（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是__________________。

在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有____________________（填化学式）。

15、（2012天津7．）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___________________。

16、（2015课标26）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，

氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原

料，有关数据下图所示：

溶解度/（g/100g水）

温度/℃

化合物

100

NH4Cl

29.3

37.2

45.8

55.3

65.6

77.3

ZnCl2

343

395

452

488

541

614

化合物

Zn（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

Ksp近似值

10-17

10-39

回答下列问题：

（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为：

（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗Zng。

（已经F=96500C/mol）

（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，两者可以通过____分离回收，滤渣的主要成分是二氧化锰、______和，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是，其原理是。

（4）用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌，需去除少量杂质铁，其方法是：

加入新硫酸和双氧水，溶解，铁变为加碱调节PH为，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）。

继续加碱调节PH为，锌开始沉淀（假定Zn2＋浓度为0.1mol/L）。

若上述过程不加双氧水的后果是，原因是。

考点二电解原理及其应用

1、

（2014大纲全国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－→M＋H2O＋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

2、

（2014天津6．）已知：

锂离子电池的总反应为

LixC＋Li1－xCoO2

C＋LiCoO2

锂硫电池的总反应2Li＋SLi2S

有关上述两种电池说法正确的是（　　）

A．锂离子电池放电时，Li＋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．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

3、

（2013浙江11、）电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。

在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。

已知:

3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O

下列说法不正确的是

A．右侧发生的电极方程式：

2H2O+2e—==H2↑+2OH—

B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3—

C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O======KIO3+3H2↑

D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变

4、（2013天津6、）为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。

其反应原理如下：

电池：

Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）=2PbSO4（s）+2H2O（l）

电解池：

2Al+3O2

Al2O3+3H2

电解过程中，以下判断正确的是

电池

电解池

H+移向Pb电极

每消耗3molPb

生成2molAl2O3

正极：

PbO2+4H++2e=Pb2++2H2O

阳极：

2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H+

5、（2012·浙江高考·T10）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．在阴极室，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2CrO42-＋2H＋

Cr2O72-＋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↑＋O2↑

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＝1-

6、

（2012安徽⒒）某兴趣小组设计如下微型实验装置。

实验时，先断开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A指针偏转。

下列有关描述正确的是（　）

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式为：

Cl2+2e-=2Cl-

D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极

7、（2011山东15.）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是

A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程

B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系

C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用

8、（2015福建11）某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料

（C3H8O）。

下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为光能和电能

B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移

C．每生成1molO2，有44gCO2被还原

D．a电极的反应为：

3CO2+16H＋-18e－=C3H8O+4H2O

9、（2015浙江11）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。

下列说法不正确的是

A．X是电源的负极

B．阴极的反应式是：

H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ

CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ

C．总反应可表示为：

H2O＋CO2

H2＋CO＋O2

D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1

10、（2015四川4）用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（）

A．用石墨作阳极，铁作阴极

B．阳极的电极反应式为：

Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2O[来源:

学§科§网Z§X§X§K]

C．阴极的电极反应式为：

2H2O+2e－=H2↑+2OH－

D．除去CN－的反应：

2CN－+5ClO－+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl－+

H2O

11、[2014·新课标Ⅰ，27]次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。

回答下列问题：

（1）H3PO2是一种中强酸，写出其电离方程式：

_____________________________

________________________________________________________________________。

（2）H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。

①H3PO2中，P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为________（填“正盐”或“酸式盐”），其溶液显________（填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”）。

（3）H3PO2的工业制法是：

将白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应。

写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式：

____________________________________________。

（4）H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”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。

其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是________________________________。

12、[2014·四川卷11]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能除去溶液中的Al3＋和Fe3＋，其原因是________________________________。

（3）已知：

25℃、101kPa时，

Mn（s）＋O2（g）===MnO2（s）　ΔH＝－520kJ/mol

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－297kJ/mol

Mn（s）＋S（s）＋2O2（g）===MnSO4（s）　

ΔH＝－1065kJ/mol

SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化方程式是____________________________________。

（4）MnO2可作超级电容器材料。

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只与软锰矿浆中的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的质量为ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2________kg。

13、（2014重庆⒒）氢能是最重要的新能源。

储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。

⑴氢气是清洁能源，其燃烧产物为。

⑵NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应生成NaBO3，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。

⑶储氢还可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。

（g）

（g）＋3H2（g）

在某温度下，向恒容容器中加入环已烷，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＝

⑷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导线中电子转移方向为。

（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η＝。

（η＝生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数×100%，计算结果保留小数点后1位。

）

14、

[2013高考∙重庆卷∙11]化学在环境保护中趁着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

（1）催化反硝化法中，H2能将NO3—还原为N2，

25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。

①N2的结构式为。

②上述反应离子方程式为，

其平均反应速率v（NO3—）为mol∙L—1∙min—1

③还原过程中可生成中间产物NO2—，写出3

种促进NO2—水解的方法。

（2）电化学降解NO3—的原理如题11图所示。

①电源正极为（填“A”或“B”），

阴极反应式为。

②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧

电解液的质量变化差（△m左－△m右）为g。

15、（2012重庆29.）尿素

是首个由无机物人工合成的有机物。

（1）工业上尿素

和

，在一定条件下合成，其反应方程式为。

（2）当氨碳比

的转化率随时间的变化关系如题29图1所示.

①A点的逆反应速率

点的正反应速率为

（填“大于”、“小于”或“等于”）

②

的平衡转化率为。

高考资源网（）

（3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图29图2.[来源:

学科网]

①电源的负极为（填“A”或“B”）.

②阳极室中发生的反应依次为、。

③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将；若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为g（忽略气体的溶解）.

16、（2015山东29））利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。

LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。

（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

B极区电解液为__________溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________，电解过程中Li+向_____电极迁移（填“A”或“B”）。

（2）利用钴渣[含Co（OH）3、Fe（OH）3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

Co（OH）3溶解还原反应的离子方程式为____________________________________，铁渣中铁元素的化合价为___________，在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为__________。

考点三金属的腐蚀和防护

1、（2014天津1．）化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是（　　）

A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性

B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染

C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素

D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放

2、（2013北京7．）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是

A．水中的钢闸门连接电源的负极

B．金属护拦表面涂漆

C．汽水底盘喷涂高分子膜

D．地下钢管连接镁块

3、（2012·山东高考·T13）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

4、（2011浙江

10．）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，在液滴外沿棕色铁锈环（b），如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之

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