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1、届高考化学一轮专项提升电化学基础2021届高考一轮复习化学电化学基础一、选择题1下图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2作正极D乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2I2一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置示意图如图所示。装置工作时，下列说法不正确的是()A微生物细菌在氮的硝化中起氧化作用B盐桥中K向Y极移动C电子由Y极沿导线流向X极

2、DY极发生的反应为2NO12H10e=N26H2O3下列关于电化学的叙述正确的是()A图两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B图装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法C图可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O22H2O4e=4OHD上述4个装置中，图、中Fe腐蚀速率较快，图中Fe腐蚀速率较慢4某可充电电池的原理如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性。充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是()注：V2为紫色V3为绿色VO为黄色VO2为蓝色A放电时，H从左槽迁移进右槽B放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色C充电时，b极接直流电源正极，a极接直流电源负极D充电过程中，a

3、极的电极反应式为VO2He=VO2H2O5如图是电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置示意图，质子交换膜将电解池分隔为阴极室和阳极室。下列说法中正确的是()Aa是阴极BB极室的反应是CO22e2H=COH2OC一段时间后，A极室中溶液的pH增大D电子由B极室流向A极室6我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A放电时，a电极反应为I2Br2e=2IBrB放电时，溶液中离子的数目增大C充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I被氧化D充电时，a电极接外电源负极7一种可充电锂空气

4、电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO28我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO24Na 2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为：3CO24e=2COCD充电时，正极

5、反应为：Nae=Na9下图是利用盐桥电池从某些含碘物质中提取碘的两个装置下列说法中正确的是A两个装置中，石墨I和石墨均作负极B碘元素在装置中被还原，在装置中被氧化C装置、中的反应生成等量的I2时，导线上通过的电子数之比为15D装置中MnO2的电极反应式为MnO2+2H2O+2e=Mn2+4OH10某兴趣小组使用甲烷燃料电池(如图甲所示)作为SO2传感器(如图乙所示)的电源，检测空气中SO2的含量。下列说法错误的是 A甲烷燃料电池M极的电极反应式为CH4-8e+4O2=CO2+2H2OB甲烷燃料电池的b端连接SO2传感器的c端C标准状况下，当甲烷燃料电池的N极消耗2.24L的O2时进入传感器的S

6、O2为4.48LD每转移1mol电子，传感器中Ag/AgCl电极质量增加35.5g11新冠疫情期间某同学尝试在家自制含氯消毒剂。用两根铅笔芯（C1和C2）、电源适配器和水瓶组装如图所示的装置。接通电源观察到：C1周围产生细小气泡，C2周围无明显现象；持续通电一段时间后，C2周围产生细小气泡。此时停止通电，拔出电极，旋紧瓶塞，振荡摇匀，制备成功。关于该实验的说法不正确的是（ ）AC1电极产生气泡原因： B可以用两根铁钉代替铅笔芯完成实验C自制消毒剂的总反应为：NaCl+H2ONaClO+H2D实验过程中要注意控制电压、开窗通风、导出氢气，确保安全12科学家近年发明了一种新型ZnCO2水介质电池。

7、电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是（ ）A放电时，负极反应为B放电时，1mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2molC充电时，电池总反应为D充电时，正极溶液中OH浓度升高13现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中不正确的是()。A.阳极反应式为4OH-4e-2H2O+O2B.从A口出来的是H2SO4溶液C.b是阳离子交换膜,允许Na+通过D.Na2SO

8、4溶液从E口加入二、非选择题14羟基自由基(OH,电中性,O为-1价)是一种活性含氧微粒。常温下,利用OH处理含苯酚废水,可将其转化为无毒的氧化物。(1)OH的电子式为。(2)pH=3时Fe2+催化H2O2的分解过程中产生OH中间体,催化循环反应如下。将补充完整。.Fe2+H2O2+H+ Fe3+H2O+OH.+ +O2+2H+(3)已知:羟基自由基容易发生猝灭2OH H2O2。用H2O2分解产生的OH脱除苯酚,当其他条件不变时,不同温度下,苯酚的浓度随时间的变化如图1所示。020 min时,温度从40 上升到50 ,反应速率基本不变的原因是。图1图2(4)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中

9、持续产生OH,使处理含苯酚废水更加高效,装置如图2所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2,然后在电解液中产生OH并迅速与苯酚反应。b极连接电源的极(填“正”或“负”)。a极的电极反应式为。电解液中发生的主要反应方程式为 。15将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。（1）H2S的转化克劳斯法铁盐氧化法光分解法反应的化学方程式是_。反应：_+1H2S=_Fe2+_S+_（将反应补充完整）。反应体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因：_。（2）反应硫的产率低，反应的原子利用率低。我国科研人员设想将两个反应耦合，实现由H2S高效产生S和H2，电子转

10、移过程如图。过程甲、乙中，氧化剂分别是_。（3）按照设计，科研人员研究如下。首先研究过程乙是否可行，装置如图。经检验，n极区产生了Fe3+，p极产生了H2。n极区产生Fe3+的可能原因： Fe2+-e=Fe3+2H2O-4e=O2+4H+，_（写离子方程式）。经确认，是产生Fe3+的原因。过程乙可行。光照产生Fe3+后，向n极区注入H2S溶液，有S生成，持续产生电流，p极产生H2。研究S产生的原因，设计如下实验方案：_。经确认，S是由Fe3+氧化H2S所得，H2S不能直接放电。过程甲可行。（4）综上，反应、能耦合，同时能高效产生H2和S，其工作原理如图。进一步研究发现，除了Fe3+/Fe2+外

11、，I/I也能实现如图所示循环过程。结合化学用语，说明I3-/I- 能够使S源源不断产生的原因：_。参考答案一、选择题1D解析：D装置中的反应，AsO2I2HAsOI2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置B烧杯中加入NaOH溶液中，C2上发生：AsO2e2OH=AsOH2O，电子沿导线到C1棒，I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。2C解析：C解析：本题考查原电池原理在垃圾处理中的应用，涉及电子和离子的移动、电极反应式书写等。由题图可知，NH3在X电极被氧化生成

12、N2，NO在Y电极被还原生成N2，则X极是负极，Y极是正极。NH经微生物硝化作用生成NO，则微生物细菌在氮的硝化中起氧化作用，A正确；盐桥中阳离子移向正极，则盐桥中K向Y极移动，B正确；电子由负极流向正极，故电子由X极经导线流向Y极，C错误；Y电极上NO被还原生成N2，电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，D正确。3C解析：C解析图阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl2，阴极产生H2，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红，A错误。牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图为电解池，可验证外加电流的阴极保护法，B错误。NaCl溶液呈中性，

13、钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，C正确。图中Fe作负极，腐蚀速率最快；图和中Fe作阴极，图中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。4B解析：B解析充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色，即V3V2，充电时b作阴极，接直流电源负极，a极接直流电源正极，C错误；放电时，b是负极，a是正极，a极发生还原反应，化合价降低，即VOVO2，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色，H从右槽迁移进左槽，A错误，B正确；充电过程中，a极是阳极，电极反应式为VO2eH2O=VO2H，D错误。5B解析：B解析根据题意可知该装置是电解池，根据质子的流向知b是阴极，B极室是阴极室，发生的反应是CO

14、22e2H=COH2O，A极室发生的反应是2H2O4e=4HO2，总反应是2CO2=2COO2，A错误，B正确；A极室中溶液的pH不会增大，C错误；电子不能在电解质溶液中流动，D错误。6D解析：D解析根据题图，放电时，a极的电极反应式为I2Br2e=2IBr，b极的电极反应式为Zn2e=Zn2，总反应为I2BrZn=Zn2Br2I，故b为原电池负极，a为原电池正极，A正确；放电时，由总反应可知离子数目增大，B正确；充电时，b极每增重0.65 g，被还原的Zn2的物质的量为0.01 mol，则消耗0.02 mol I，C正确；充电时，a极发生氧化反应，做阳极，接电源正极，D错误。7D解析：D解析

15、放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处反应，说明电池内，Li向多孔碳材料电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳材料电极为正极，A错误。因为多孔碳材料电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳材料电极(由负极流向正极)，B错误。充电和放电时电池中离子的移动方向相反，放电时，Li向多孔碳材料电极移动，充电时向锂电极移动，C错误。根据图示和上述分析，可知放电时，电池的正极反应是O2得电子与Li转化为Li2O2x，电池的负极反应是单质Li失电子转化为Li，所以总反应为：2LiO2=Li2O2x，充电时的反应与放电时的反应相反，所以充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2，D正确。8D解析：D解析

16、放电时是原电池，ClO向负极移动，A正确；电池的总反应为3CO24Na 2Na2CO3C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO24e=2COC，C正确；充电时是电解池，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2COC4e=3CO2，D错误。9C解析：C【解析】两个装置中，中左边碘离子化合价升高变为单质碘，因此石墨I作负极，中左边碘酸根离子化合价降低变为单质碘，因此石墨作正极，故A错误；碘元素在装置中化合价升高，被氧化，在装置中化合价降低，被还原，故B错误；装置、中的反应生成1mol的I2时，导线上通过

17、的电子数物质的量分别为2mol和10mol，导线上通过的电子数之比为15，故C正确；装置中MnO2的电极反应式应该为MnO2+4H+2e=Mn2+2H2O，故D错误。综上所述，答案为C。10C解析：C【解析】甲烷燃料电池的M极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，又以O2为电解质，故其电极反应式为CH4-8e+4O2=CO2+2H2O，说法正确，A不选；甲烷燃料电池的b端为N极的一端，N极为原电池的正极，传感器中Ag/AgCl电极为电解池的阳极，失电子发生氧化反应，原电池的正极连接电解池的阳极，故甲烷燃料电池的b端连接SO2传感器的c端，说法正确，B不选；甲烷燃料电池的N极发生的电极反应为O2+

18、4e=2O2，标准状况下，消耗2.24L即0.1mol的O2转移0.4mol电子，传感器中阴极的电极反应式是2HSO3-+2H+2e=S2O+2H2O，若转移0.4mol电子，应消耗0.4mol HSO，故应消耗标准状况下8.96L(0.4mol)的SO2，说法错误，C可选；传感器中Ag/AgCl电极发生的电极反应式为Ag-e+Cl=AgCl，每转移1mol电子，则有1mol Ag转化为1mol AgCl，质量增加35.5g，说法正确，D不选；答案为C。11B解析：B【解析】电解饱和食盐水，阳极会产生氯气，阴极会产生氢气，由于H2不溶于水且不与溶液中的其他物质反应，所以会直接溢出，而氯气会与电

19、解过程中溶液中生成的NaOH反应转变为NaClO和NaCl，所以在制备过程中几乎不会溢出，则C1极为阴极，C2极为阳极。A由分析可知，C1极为阴极，阴极处产生了氢气，所以相关的电极反应式为：2H2O+2e=2OH+H2，故A正确；B若用两个铁钉代替两个石墨电极，那么电解过程中阳极发生Fe的氧化，无法再产生氯气，也就无法获得含氯消毒剂，故B错误；C由分析可知，电解过程中生成的氯气又会再与溶液中生成的NaOH反应转变为NaClO和NaCl，涉及的反应共有两步，分别为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2和2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，因此自制消毒剂的总反应为：NaCl+

20、H2O=NaClO+H2，故C正确；D电压控制不得当，可能会导致副反应发生，或者反应速率很慢；由于电解过程中产生了氯气和氢气，所以要注意开窗通风，防止中毒和发生爆炸，故D正确；故选C。【点睛】以电解饱和食盐水为原理，设计的简易装置，不能忽略的一个问题是没有隔膜，所以生成的阳极产生的氯气易与阴极产生的氢氧化钠溶液发生反应。12D解析：D【解析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，发生还原反应生成Zn，以此分析解答。A放电时，负极上Zn发生氧化反应，

21、电极反应式为：，故A正确，不选；B放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1mol CO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确，不选；C充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上转化为Zn，电池总反应为：，故C正确，不选；D充电时，正极即为阳极，电极反应式为：，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)c(OH)=Kw，温度不变时，Kw不变，因此溶液中OH浓度降低，故D错误，符合题意；答案选D。【点睛】充放电电池，搞清楚对应的电极发生的反应。13D解析：D【解析】阳极是氢氧根离子放电,发生的反应为4OH-4e-2H2O+O2,A项正确;阳极上氢氧根离子放电产生氧气,同时生成氢

22、离子,阳极附近生成硫酸,则从A口出来的是H2SO4溶液,B项正确;在阴极室一侧放置阳离子交换膜,只允许阳离子通过,则b是阳离子交换膜,允许Na+通过,C项正确;Na2SO4溶液从F口加入,D项错误。二、非选择题14(1) (2)2Fe3+2OH 2Fe2+O2+2H+(3)从图1可知,020 min,4050 ,升高温度化学反应速率应该加快;但是温度升高羟基自由基发生猝灭(或温度升高过氧化氢分解产生氧气),导致c(OH)下降,所以,温度从40 上升到50 ,反应速率基本不变(4)正O2+2e-+2H+ H2O2Fe2+H2O2+H+ Fe3+H2O+OH(答案合理即可,如H2O2 2OH,C6

23、H6O+28OH 6CO2+17H2O) 15（1） 2Fe3+ 2 1 2H+ O与S位于同主族，原子半径SO，得电子能力SO，非金属性SO，氢化物稳定性H2SO，得电子能力SO，非金属性SO，氢化物稳定性H2SH2O；（2）过程甲中，S元素化合价从-2价升高到0价，Fe元素从+3降低到+2价，则氧化剂为Fe3+；过程乙中，Fe元素从+2升高到+3价，H元素化合价从+1价降低到0价，则氧化剂为H+；（3）n极区产生了Fe3+，p极产生了H2，则n极为氧化反应，是原电池的负极，p极发生了还原反应是原电池的正极，负极区，除了Fe2+失电子生成Fe3+以外，也可能是水失电子生成的氧气将Fe2+氧化成Fe3+所致，其离子方程式为：2H2O-4e=O2+4H+，；为了研究S是由于H2S失电子发生氧化反应产生的，避免溶液中其他离子的干扰，需要将将溶液换成H2S溶液，进行验证。（4）根据上述工作原理可知，I/I能够使S源源不断产生，主要是因为I在电极上放电：。I3-在溶液中氧化H2S：。I和I循环反应。