届高三化学大一轮课时跟踪检测 电化学原理的综合应用答案+解析.docx

1、届高三化学大一轮课时跟踪检测 电化学原理的综合应用答案+解析电化学原理的综合应用1某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相关数据如表所示。实验装置实验编号浸泡液pH氧气体积分数随时间的变化1.0 molL1NH4Cl50.5 molL1(NH4)2SO451.0 molL1NaCl70.5 molL1Na2SO47已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成：FeH2Oe=Fe(OH)ads(吸附物)H；Fe(OH)ads(吸附物)e=FeOH；FeOHH=Fe2H2O。下列说法错误的是()A铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe2e=Fe2B上述实验的正极反应式均为O24e4H=2H2

2、OC300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液中性溶液D曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物生成，阻碍反应继续进行解析：选B由题给已知信息知，铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe2e=Fe2，故A正确；吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境中发生的，故正极反应式均为O24e2H2O=4OH，故B错误；溶液显酸性，溶液显中性，根据图像可知，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液大于中性溶液，故C正确；氧气体积分数下降曲线先陡后平，一方面是由于氧气体积分数降低后使腐蚀速率变慢，另一方面也可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物的生成，氢氧化物覆盖在铁钉表面阻碍反应继续进行，故D正确。2RFC是一种将水电解技

3、术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，下列有关说法正确的是()A图1把化学能转化为电能，图2把电能转化为化学能，水得到了循环使用B当有0.1 mol电子转移时，a极产生0.56 L O2(标准状况下)Cc极上发生的电极反应是O24H4e=2H2OD图2中电子从c极流向d极，提供电能解析：选CA图1是电解池把电能转化为化学能，图2是燃料电池把化学能转化为电能，错误；B.a极与电源负极相连是阴极，产生的气体X是H2，错误；C.酸性溶液中，c极上发生的电极反应是O24H4e=2H2O，正确；D.气体X是H2，则图2中c为正极，d为负极，图2中电子从d极流向c极，错误。3

4、如图A为碱性硼化钒(VB2)空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。则下列说法错误的是()A碱性硼化钒(VB2)空气电池中使用阴离子交换膜B外电路中电子由VB2电极流向c电极C电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用DVB2电极发生的电极反应为2VB222e11H2O=V2O52B2O322H解析：选D硼化钒空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极得电子，电池总反应为4VB211O2=4B2O32V2O5，VB2放电消耗OH,正极O2放电生成OH，所以电池中使用阴离子交换膜

5、，故A正确；VB2极是负极，外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，故B正确；电解过程中，b电极是阳极，该电极表面产生的气体是氧气，可以收集后充入A池中的电极循环利用，故C正确；负极上是VB2失电子发生氧化反应，因在碱性环境中，VB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，故D错误。4如图所示装置是一种可充电电池，装置为电解池，离子交换膜只允许Na通过，充放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr，闭合开关K时，b极附近先变红色，下列说法正确的是()A负极反应为4Na4e=4NaB当有0.01 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况

6、下的气体112 mLC闭合K后，b电极附近的pH变小D闭合K后，a电极上有气体产生 解析：选B当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH和H2生成，b极是阴极，a极是阳极，则B极是负极，A极是正极。A.负极发生氧化反应，电极反应式为2Na2S22e=2NaNa2S4，错误；B.闭合K时，有0.01 mol Na通过离子交换膜，说明有0.01 mol 电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol22.4 L/mol0.112 L112 mL，正确；C.闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上发生2H2O2e=H22OH，即b附近有OH生成，pH增大，错误；

7、D.闭合开关K时，a极是阳极，金属铜作阳极，电极本身被氧化，电极反应为Cu2e=Cu2，没有气体产生，错误。5(2019石家庄模拟)NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如下图所示。下列说法不正确的是()A离子交换膜应为阳离子交换膜，Na由左极室向右极室迁移B该燃料电池的负极反应式为BH8OH8e=BO6H2OC电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液D每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g解析：选D燃料电池中通入氧气的一极为正极，氧气得电子生成氢氧根离子，钠离子通过离子交换膜进入右极室得到浓氢氧化钠溶液，故离子交

8、换膜允许钠离子通过，是阳离子交换膜，A正确；根据图示，负极BH转化为BO，故电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，B正确；电解池是电解精炼铜，电解质溶液必须含有铜离子，可以选择CuSO4溶液，C正确；A极连接正极，作为阳极，每消耗2.24 L O2(标准状况)时，转移电子0.4 mol，A极为粗铜，比铜活泼的金属先放电，质量减轻不一定为12.8 g，D错误。6港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是()A防腐原理主要是避免发生反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2B钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池C采用外加电流的阴极保护

9、时需外接镁、锌等作辅助阳极D钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀解析：选CA铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2FeO22H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3等，正确；B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，正确；C.外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，错误；D.不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，正确。7(2020广东茂名五校联考)摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电

10、池反应原理为LiCoO26CLi1xCoO2LixC6，结构如下图所示。下列说法正确的是()A放电时，正极质量增加B充电时，锂离子由右向左移动C该锂离子电池工作时，涉及的能量形式有3种D充电时，阳极的电极反应式为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2解析：选A放电时，正极发生得电子的还原反应，电极反应式为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，所以正极质量增加，A正确；充电时，阳极生成Li，Li向阴极(C极)移动，即由左向右移动，B错误；锂离子电池工作时，化学能转化为电能，涉及2种能量形式之间的转化，C错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2x

11、Li，D错误。8.(2020黄山八校联考)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法正确的是()Ad为石墨，铁片腐蚀减慢Bd为石墨，石墨上电极反应式为O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应式为2H2e=H2解析：选B电极d为石墨，腐蚀时形成原电池，铁片作负极，则铁片腐蚀加快，A错误；d为石墨，形成原电池，铁片作负极，海水呈弱碱性，发生铁的吸氧腐蚀，则石墨上电极反应式为O22H2O4e=4OH，B正确；d为锌块，形成原电池时，锌块作负极，铁片作正极而受到保护，C错误；d为锌块，形成原电池，铁片作正极，海水呈弱碱性，发生吸氧腐蚀，则铁片上电极反应式为O22

12、H2O4e=4OH，D错误。9(2019黑龙江重点中学联考)H2S转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚(CH3OCH3)空气燃料电池。下列推断正确的是()AY极充入二甲醚B电子移动方向：XW溶液ZYC电解后，乙装置右池中c(NaOH)减小DZ极反应式为S22e=S解析：选D据图分析甲为原电池，乙为电解池，电解池右侧有H2产生，则W极为阴极，Z极作阳极，连接的Y极为原电池的正极，发生还原反应，所以Y极应充入空气，A项错误；电子不进入溶液，B项错误；乙装置右池中发生电极反应式为2H2O2e=H22OH，氢氧化钠溶液浓度增大，C项错误；Z极

13、电极反应式为S22e=S，D项正确。10某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是()A图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应B实验过程中，甲池左侧烧杯中NO的浓度不变C若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO3溶液解析：选DA项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性CuAg，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化反应，错误；B项，NO离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中NO的浓度增大，错误；C项，若用铜

14、制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu2e=Cu2，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu22e=Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Age=Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e)n(Ag)5.4 g108 g/mol0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO3溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应为Age=Ag、2H2e=H2，

15、正确。11.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是()A已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO26C，则Li1xCoO2作负极，失电子B当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为CuCle=CuClD随着电解的进行，U形管中发生了如下转化CuClOH=CuOHCl解析：选DA项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则L

16、i1xCoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化CuCuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为CuCle=CuCl，故C错误；D项，d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuClOH=CuOHCl，故D正确。12用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示，下列说法正确的是()A放电时，OH向镍电极作定向移动B放电时，负极的电极反应为H22e2OH=2H2OC充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连D充电时，阴极的电极反应为Ni(OH)2OHe

17、=NiO(OH)H2O解析：选B开关连接用电器时，为原电池，根据电子流向知，镍电极为正极，发生还原反应；开关连接充电器时，镍电极为阳极，发生的电极反应为Ni(OH)2OHe=NiO(OH)H2O。A.放电时，为原电池，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以OH移向碳电极，错误；B.放电时，负极上氢气发生氧化反应，电极反应式为H22OH2e=2H2O，正确；C.碳电极为负极，该电池充电时，碳电极应与电源的负极相连，错误；D.充电时，阳极上发生氧化反应，即Ni(OH)2OHe=NiO(OH)H2O，错误。13对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法： 碱洗的目的是

18、除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，该气体的名称为_。为将碱洗槽液中的铝元素以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。ANH3 BCO2CNaOH DHNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。(3)下列关于金属腐蚀的事实中，与电化学腐蚀有关的是_。A埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀B为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块C在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质D镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀(4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护

19、。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K应置于_处。解析：(1)铝能与强碱溶液反应产生氢气，有气泡冒出，反应为2Al2OH2H2O=2AlO3H2；Al(OH)3具有两性，既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水，碱洗槽液中有AlO，故应通入CO2来回收Al(OH)3，发生反应2AlO3H2OCO2=2Al(OH)3CO或CO22H2OAlO=HCOAl(OH)3；若加HNO3，生成的沉淀还会继续溶解；铝为阳极，发生氧化反应，表面形成氧化膜，应有水参加，电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H。(2)电镀铜时用铜作阳极，阳极上铜被氧化，电解质溶液浓度不变，用铜作电极

20、可及时补充电镀液中消耗的Cu2，保持其浓度恒定，采用石墨不能补充Cu2。(3)A项，铁管中含有碳，在潮湿的环境中形成原电池而腐蚀，与电化学腐蚀有关，正确；B项，船壳镶入锌，锌与铁形成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池中负极被腐蚀，正极被保护，正确；C项，银表面形成黑色物质是直接发生的化学反应，没有形成原电池，与电化学腐蚀无关，错误；D项，镀层受损后，铁和银在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，被腐蚀，与电化学腐蚀有关，正确。(4)减缓铁的腐蚀，使铁作电解池中的阴极，连接N；若X为锌，可以让铁和锌构成原电池，Fe作正极被保护，所以连接M。答案：(1)氢气B2Al3H2O6e=Al2O36H(2)补

21、充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓度恒定(3)ABD(4)NM14某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到检流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_。(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_mL(标准状况下)，丙池中_极析出_g铜。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不

22、变”)；丙中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O。(2)乙池中电解AgNO3溶液，其中C作阳极，Ag作阴极，总反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。(3)根据各电极上转移的电子数相同，得n(Ag)4n(O2)2n(Cu)，故V(O2)22.4 L0.28 L280 mL，m(Cu)64 g1.60 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH3O24KOH2K2CO36

23、H2O，溶液pH减小。答案：(1)原电池CH3OH6e8OH=CO6H2O(2)阳极4AgNO32H2O4AgO24HNO3(3)280D1.60(4)减小增大15如图所示，A、B、C、D均为石墨电极，E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应。按图示接通电路，反应一段时间。(1)甲池是_(填“原电池”或“电解池”)装置，电极A的名称是_。(2)C极为_(填“阴极”或“阳极”)，电极反应式为_。(3)烧杯中溶液会变蓝的是_(填“a”或“b”)。(4)甲池中总反应的离子方程式为_。解析：E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应，则E为Al

24、，F为Mg。(1)Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，Al失去电子被氧化生成AlO，则E(Al)电极为负极，F(Mg)电极为正极；甲池和中间U形管均形成电解池，根据电极的连接方式可知，电极A为阳极。(2)U形管是电解池装置，D极连接Al电极(负极)，作阴极，故电极C为阳极，Cl在阳极上发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl2e=Cl2。(3)电极C上Cl发生氧化反应生成Cl2，Cl2通过导管进入淀粉KI溶液，发生反应：2KICl2=2KClI2，反应生成的I2使淀粉溶液变蓝，故a烧杯中溶液会变蓝。(4)甲池中A、B电极材料均为石墨，是惰性电极，电解CuSO4溶液时，阴极上Cu2放电生成Cu，阳极上H2O放电生成O2和H，故电池总反应为2Cu22H2O2CuO24H。答案：(1)电解池阳极(2)阳极2Cl2e=Cl2(3)a(4)2Cu22H2O2CuO24H