專題十七電化學基礎探考情悟真題【考情探究】考點內容解讀5年考情預測熱度考題示例難度關聯考點原電池原理及其應用1.理解原電池的構成、工作原理及應用,能書寫電極反應和總反應方程式2.了解金屬發生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施3.了解常見化學電源的種類及其工作原理2019課標Ⅰ,12,6分中★★★2018課標Ⅱ,12,6分中電解池的工作原理電解原理及其應用理解電解池的構成、工作原理及應用,能書寫電極反應和總反應方程式2018課標Ⅰ,13,6分中電解池中電極電勢高低★★★分析解讀電化學是氧化還原反應知識的應用和延伸,是歷年高考的熱點內容。通常會以新型二次電池為載體考查原電池原理與電解原理。備考時要側重原電池與電解池工作原理中基礎考點的復習和電極反應式書寫技巧的掌握。試題難度中等,預計在今后的高考中對本專題知識的考查會保持穩定。【真題探秘】破考點練考向【考點集訓】考點一原電池原理及其應用1.(2020屆四川成都摸底,15)研究海水中金屬橋墩的腐蝕及防護是橋梁建設的重要課題。下列有關說法錯誤的是()A.橋墩的腐蝕主要是析氫腐蝕B.鋼鐵橋墩在海水中比在河水中腐蝕更快C.圖1輔助電極的材料可以為石墨D.圖2鋼鐵橋墩上發生的反應是O2+2H2O+4e-4OH-答案A2.(2020屆江西南昌摸底,10)如圖是利用一種微生物將廢水中的有機物(如淀粉)和廢氣NO的化學能直接轉化為電能,下列說法中一定正確的是()A.M電極為正極B.電子流動方向為N→Y→X→MC.N電極反應式:2NO+4e-+4H+N2+2H2OD.質子透過陽離子交換膜由右向左移動答案C3.(2020屆西南地區名師聯盟入學調研,15)發展新能源汽車是國家戰略,經過近10年的發展,目前我國新能源汽車產銷量均達到80萬輛,LiFePO4電池是新能源汽車關鍵部件之一,其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.充電時,電極a與電源的負極連接,電極b與電源正極連接B.電池驅動汽車前進時,正極的電極反應為Li1-xFePO4+xLi++xe-LiFePO4C.電池驅動汽車后退時,負極材料減重1.4g,轉移0.4mol電子D.電池進水將會大大降低其使用壽命答案C4.(2019四川成都頂級名校零診,12)金屬鋰燃料電池是一種新型電池,比鋰離子電池具有更高的能量密度。它無電時無需充電,只需更換其中的某些材料即可,其工作示意圖如下。下列說法正確的是()A.放電時,通入空氣的一極為負極B.放電時,電池反應為:4Li+O22Li2OC.有機電解液可以是乙醇等無水有機物D.在更換鋰電極的同時,要更換水性電解液答案D5.(2018黑龍江哈師大附中期中,12)“碳呼吸電池”是一種新型化學電源,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.該裝置能將電能轉化為化學能B.正極的電極反應為C2O42--2e-2COC.每得到1mol草酸鋁,電路中轉移3mol電子D.利用該技術可捕捉大氣中的CO2答案D6.(2018河南安陽一模,11)為了減少鋼管因銹蝕造成的損失,某城市擬用如圖方法保護埋在酸性土壤中的鋼管。下列有關說法中錯誤的是()A.在潮濕的酸性土壤中鋼管主要發生析氫腐蝕B.在潮濕的酸性土壤中電子由金屬棒M通過導線流向鋼管C.在潮濕的酸性土壤中H+向金屬棒M移動,抑制H+與鐵的反應D.金屬棒M與鋼管用導線連接后可使鋼管表面的腐蝕電流接近于零答案C7.(2018安徽A10聯盟聯考,13)用氟硼酸(HBF4,屬于強酸)溶液代替硫酸溶液作鉛蓄電池的電解質溶液,可使鉛蓄電池在低溫下工作時的性能更優良,反應方程式為Pb+PbO2+4HBF42Pb(BF4)2+2H2O,Pb(BF4)2為可溶于水的強電解質。下列說法中正確的是()A.放電時,負極反應為PbO2+4HBF4-2e-Pb(BF4)2+2BF4-+2H2B.充電時,當正極質量減少23.9g時轉移0.2mol電子C.放電時,PbO2電極附近溶液的pH增大D.充電時,Pb電極的電極反應式為PbO2+4H++2e-Pb2++2H2O答案C考點二電解原理及其應用1.(2020屆吉林一中一調,25)探索二氧化碳在海洋中的轉移和歸宿,是當今海洋科學研究的前沿領域。研究表明,溶于海水的二氧化碳主要以無機碳形式存在,其中HCO3-占95%。科學家利用下圖所示裝置從海水中提取COA.a室中OH-在電極板上被氧化B.b室發生反應的離子方程式為:H++HCO3-CO2↑+H2C.電路中每有0.2mol電子通過時,就有0.2mol陽離子從c室移至b室D.若用氫氧燃料電池供電,則電池負極可能發生的反應為:H2+2OH--2e-2H2O答案C2.(2020屆陜西合陽中學開學調研,12)如圖所示裝置Ⅰ是一種可充電電池,裝置Ⅱ為電解池。離子交換膜只允許Na+通過,充放電的化學方程式為2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。閉合開關K時,b極附近先變紅色。下列說法正確的是()A.負極反應為4Na-4e-4Na+B.當有0.01molNa+通過離子交換膜時,b電極上析出標準狀況下的氣體112mLC.閉合K后,b電極附近的pH變小D.閉合K后,a電極上有氣體產生答案B3.(2019安徽合肥調研,12)圖甲為一種新型污水處理裝置,該裝置可利用一種微生物將有機廢水的化學能直接轉化為電能,圖乙是一種用惰性電極電解飽和食鹽水的消毒液發生器。下列說法不正確的是()A.圖甲的X點要與圖乙中的a極連接B.圖乙中b極的電極反應式為:2Cl--2e-Cl2↑C.當N極消耗1mol氣體時,有2molH+通過離子交換膜D.若有機廢水中主要含有淀粉,則圖甲中M極反應為:(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-6nCO2↑+24nH+答案C4.(2018吉林長春普通高中一模,9)鋁表面在空氣中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強。控制一定的條件,用如圖所示的電化學氧化法,可在鋁表面生成堅硬致密、耐腐蝕的氧化膜。下列有關敘述正確的是()A.陰極上有金屬鋁生成B.電極A為石墨,電極B為金屬鋁C.OH-在電極A上放電,有氧氣生成D.陽極的電極反應式為2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+答案D5.(2018河南、河北重點高中一聯,10)某工廠用電解法處理含有SO2的尾氣,其裝置如圖所示(電極材料均為惰性電極)。下列說法不正確的是()A.電極a連接的是電源的正極B.若電路中轉移0.03mole-,則離子交換膜左側溶液中增加0.03mol離子C.圖中的離子交換膜是陽離子交換膜D.陰極的電極反應式為2HSO3-+2e-+2H+S2O42答案B6.(2018河南天一大聯考階段檢測五,11)普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質,利用下面的雙膜(陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關敘述中正確的是()A.電極a為粗銅,電極b為精銅B.甲膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質進入陰極區C.乙膜為陰離子交換膜,可阻止雜質陽離子進入陰極區D.當電路中通過1mol電子時,可生成32g精銅答案D煉技法提能力【方法集訓】方法原電池正、負極的判斷及電極反應式的書寫方法1.(2018陜西西安長安一中四檢,13)下列是4種燃料電池的工作原理示意圖,其中正極反應的產物為水的是()答案C2.(2020屆江西名師聯盟入學調研,15)氨硼烷(NH3·BH3)電池可在常溫下工作,裝置如圖所示。未加入氨硼烷之前,兩極室質量相等,電池反應為NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。已知H2O2足量,下列說法正確的是()A.正極的電極反應式為2H++2e-H2↑B.電池工作時,H+通過質子交換膜向負極移動C.電池工作時,正、負極分別放出H2和NH3D.工作足夠長時間后,若左右兩極室質量差為1.9g,則電路中轉移0.6mol電子答案D3.(2020屆江西贛州中學第一次月考,12)四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]常用作電子工業清洗劑,以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]為原料,采用電滲析法合成(CH3)4NOH,其工作原理如下圖所示(a、b為石墨電極,c、d、e為離子交換膜)。下列說法不正確的是()A.M為負極B.標準狀況下,制備0.75mol(CH3)4NOH,a、b兩極共產生16.8L氣體C.c、e均為陽離子交換膜D.b極電極反應式:4OH--4e-O2↑+2H2O答案B【五年高考】A組統一命題·課標卷題組考點一原電池原理及其應用1.(2019課標Ⅲ,13,6分)為提升電池循環效率和穩定性,科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點,設計了采用強堿性電解質的3D-Zn—NiOOH二次電池,結構如下圖所示。電池反應為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是()A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高B.充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)C.放電時負極反應為Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)D.放電過程中OH-通過隔膜從負極區移向正極區答案D2.(2018課標Ⅱ,12,6分)我國科學家研發了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液,鈉和負載碳納米管的鎳網分別作為電極材料,電池的總反應為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是()A.放電時,ClO4B.充電時釋放CO2,放電時吸收CO2C.放電時,正極反應為:3CO2+4e-2CO32D.充電時,正極反應為:Na++e-Na答案D3.(2018課標Ⅲ,11,6分)一種可充電鋰—空氣電池如圖所示。當電池放電時,O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是()A.放電時,多孔碳材料電極為負極B.放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C.充電時,電解質溶液中Li+向多孔碳材料區遷移D.充電時,電池總反應為Li2O2-x2Li+(1-x2)O2↑答案D4.(2017課標Ⅲ,11,6分)全固態鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應為:16Li+xS88Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是()A.電池工作時,正極可發生反應:2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4B.電池工作時,外電路中流過0.02mol電子,負極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多答案D5.(2016課標Ⅱ,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤··A.負極反應式為Mg-2e-Mg2+B.正極反應式為Ag++e-AgC.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.負極會發生副反應Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑答案B6.(2016課標Ⅲ,11,6分)鋅—空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質溶液為KOH溶液,反應為2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH)42A.充電時,電解質溶液中K+向陽極移動B.充電時,電解質溶液中c(OH-)逐漸減小C.放電時,負極反應為:Zn+4OH--2e-Zn(OH)4D.放電時,電路中通過2mol電子,消耗氧氣22.4L(標準狀況)答案C7.(2015課標Ⅰ,11,6分)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤··A.正極反應中有CO2生成B.微生物促進了反應中電子的轉移C.質子通過交換膜從負極區移向正極區D.電池總反應為C6H12O6+6O26CO2+6H2O答案A8.(2015課標Ⅱ,26,14分)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產生MnOOH。回收處理該廢電池可得到多種化工原料。有關數據如下表所示:溶解度/(g/100g水)溫度/℃化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列問題:(1)該電池的正極反應式為,電池反應的離子方程式為。

(2)維持電流強度為0.5A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅g。(已知F=96500C·mol-1)

(3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通過分離回收;濾渣的主要成分是MnO2、和,欲從中得到較純的MnO2,最簡便的方法為,其原理是。

(4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質鐵,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變為,加堿調節至pH為時,鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10-5mol·L-1時,即可認為該離子沉淀完全);繼續加堿至pH為時,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1mol·L-1)。若上述過程不加H2O2后果是,原因是。

答案(14分)(1)MnO2+H++e-MnOOH2MnO2+Zn+2H+2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分)[注:式中Zn2+可寫為Zn(NH3)42+、Zn(NH3)2Cl2等,H+可寫為N(2)0.05(2分)(3)加熱濃縮、冷卻結晶碳粉MnOOH空氣中加熱碳粉轉變為CO2,MnOOH氧化為MnO2(每空1分,共5分)(4)Fe3+2.76Zn2+和Fe2+分離不開Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分)考點二電解原理及其應用9.(2018課標Ⅰ,13,6分)最近我國科學家設計了一種CO2+H2S協同轉化裝置,實現對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區發生反應為:①EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S2H++S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時,下列敘述錯誤的是()A.陰極的電極反應:CO2+2H++2e-CO+H2OB.協同轉化總反應:CO2+H2SCO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性答案C10.(2017課標Ⅱ,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()A.待加工鋁質工件為陽極B.可選用不銹鋼網作為陰極C.陰極的電極反應式為:Al3++3e-AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動答案C11.(2017課標Ⅰ,11,6分)支撐海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是()A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護電流應該根據環境條件變化進行調整答案C12.(2016課標Ⅰ,11,6分)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和SO4下列敘述正確的是()A.通電后中間隔室的SO4B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產品C.負極反應為2H2O-4e-O2+4H+,負極區溶液pH降低D.當電路中通過1mol電子的電量時,會有0.5mol的O2生成答案B13.(2018課標Ⅰ,27,14分)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。回答下列問題:(1)生產Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式。

(2)利用煙道氣中的SO2生產Na2S2O5的工藝為:①pH=4.1時,Ⅰ中為溶液(寫化學式)。

②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是。

(3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術,裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為。電解后,室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水,可得到Na2S2O5。

(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時,取50.00mL葡萄酒樣品,用0.01000mol·L-1的碘標準液滴定至終點,消耗10.00mL。滴定反應的離子方程式為,該樣品中Na2S2O5的殘留量為g·L-1(以SO2計)。

答案(1)2NaHSO3Na2S2O5+H2O(2)①NaHSO3②得到NaHSO3過飽和溶液(3)2H2O-4e-O2↑+4H+a(4)S2O52-+2I2+3H2O2SO42-B組自主命題·省(區、市)卷題組考點一原電池原理及其應用1.(2019天津理綜,6,6分)我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池,其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質溶液,提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A.放電時,a電極反應為I2Br-+2e-2I-+Br-B.放電時,溶液中離子的數目增大C.充電時,b電極每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充電時,a電極接外電源負極答案D2.(2019江蘇單科,10,2分)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進行鐵的電化學腐蝕實驗。下列有關該實驗的說法正確的是()A.鐵被氧化的電極反應式為Fe-3e-Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學能全部轉化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發生吸氧腐蝕答案C3.(2018北京理綜,12,6分)驗證犧牲陽極的陰極保護法,實驗如下(燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液)。①②③在Fe表面生成藍色沉淀試管內無明顯變化試管內生成藍色沉淀下列說法不正確的是()A.對比②③,可以判定Zn保護了FeB.對比①②,K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C.驗證Zn保護Fe時不能用①的方法D.將Zn換成Cu,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑答案D4.(2016四川理綜,5,6分)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時電池總反應為:Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<1)。下列關于該電池的說法不正確···的是()A.放電時,Li+在電解質中由負極向正極遷移B.放電時,負極的電極反應式為LixC6-xe-xLi++C6C.充電時,若轉移1mole-,石墨(C6)電極將增重7xgD.充電時,陽極的電極反應式為LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+答案C5.(2016浙江理綜,11,6分)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優點,有望成為新能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應方程式為:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n已知:電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負極區沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質及陽離子交換膜答案C6.(2015江蘇單科,10,2分)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是()A.反應CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4轉移12mol電子B.電極A上H2參與的電極反應為:H2+2OH--2e-2H2OC.電池工作時,CO3D.電極B上發生的電極反應為:O2+2CO2+4e-2CO3答案D7.(2015天津理綜,4,6分)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關敘述正確的是()A.銅電極上發生氧化反應B.電池工作一段時間后,甲池的c(SO4C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡答案C8.(2015重慶理綜,11,14分)我國古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術價值和歷史價值。但出土的青銅器大多受到環境腐蝕,故對其進行修復和防護具有重要意義。(1)原子序數為29的銅元素位于元素周期表中第周期。

(2)某青銅器中Sn、Pb的質量分別為119g、20.7g,則該青銅器中Sn和Pb原子的數目之比為。

(3)研究發現,腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在CuCl。關于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用,下列敘述正確的是。

A.降低了反應的活化能B.增大了反應的速率C.降低了反應的焓變D.增大了反應的平衡常數(4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀Ag2O涂在被腐蝕部位,Ag2O與有害組分CuCl發生復分解反應,該化學方程式為。

(5)如圖所示為青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕的原理示意圖。①腐蝕過程中,負極是(填圖中字母“a”或“b”或“c”);

②環境中的Cl-擴散到孔口,并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,其離子方程式為;

③若生成4.29gCu2(OH)3Cl,則理論上耗氧體積為L(標準狀況)。

答案(14分)(1)四(2)10∶1(3)A、B(4)Ag2O+2CuCl2AgCl+Cu2O(5)①c②2Cu2++3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl↓③0.448考點二電解原理及其應用9.(2015福建理綜,11,6分)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()A.該裝置將化學能轉化為光能和電能B.該裝置工作時,H+從b極區向a極區遷移C.每生成1molO2,有44gCO2被還原D.a電極的反應為:3CO2+18H+-18e-C3H8O+5H2O答案B10.(2015四川理綜,4,6分)用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確···A.用石墨作陽極,鐵作陰極B.陽極的電極反應式:Cl-+2OH--2e-ClO-+H2OC.陰極的電極反應式:2H2O+2e-H2↑+2OH-D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O答案D11.(2015浙江理綜,11,6分)在固態金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.X是電源的負極B.陰極的電極反應式是:H2O+2e-H2+O2-CO2+2e-CO+O2-C.總反應可表示為:H2O+CO2H2+CO+O2D.陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是1∶1答案D12.(2019北京理綜,27,14分)氫能源是最具應用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點。(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應器中初始反應的生成物為H2和CO2,其物質的量之比為4∶1,甲烷和水蒸氣反應的方程式是。

②已知反應器中還存在如下反應:ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH1ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH3……ⅲ為積炭反應,利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,還需要利用反應的ΔH。

③反應物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反應的化學計量數之比,目的是(選填字母序號)。

a.促進CH4轉化b.促進CO轉化為CO2c.減少積炭生成④用CaO可以去除CO2。H2體積分數和CaO消耗率隨時間變化關系如下圖所示。從t1時開始,H2體積分數顯著降低,單位時間CaO消耗率(填“升高”“降低”或“不變”)。此時CaO消耗率約為35%,但已失效,結合化學方程式解釋原因:

。

(2)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫,工作示意圖如下。通過控制開關連接K1或K2,可交替得到H2和O2。①制H2時,連接。產生H2的電極反應式是。

②改變開關連接方式,可得O2。③結合①和②中電極3的電極反應式,說明電極3的作用:。

答案(1)①CH4+2H2O4H2+CO2②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)2CO(g)③abc④降低CaO+CO2CaCO3,CaCO3覆蓋在CaO表面,減少了CO2與CaO的接觸面積(2)①K12H2O+2e-H2↑+2OH-③制H2時,電極3發生反應:Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2O。制O2時,上述電極反應逆向進行,使電極3得以循環使用13.(2015山東理綜,29,15分)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。(1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區電解液為溶液(填化學式),陽極電極反應式為,電解過程中Li+向電極遷移(填“A”或“B”)。

(2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下:Co(OH)3溶解還原反應的離子方程式為。鐵渣中鐵元素的化合價為。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質量為2.41g,CO2體積為1.344L(標準狀況),則鈷氧化物的化學式為。

答案(1)LiOH2Cl--2e-Cl2↑B(2)2Co(OH)3+SO32-+4H+2Co2++SO42-+5H2O[或Co(OH)3+3H+Co3++3H2O,2Co3++SO32-+H2O2Co2++SO14.(2016天津理綜,10,14分)氫能是發展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環節。回答下列問題:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優點是(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式:。

(2)氫氣可用于制備H2O2。已知:H2(g)+A(l)B(l)ΔH1O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l)ΔH2其中A、B為有機物,兩反應均為自發反應,則H2(g)+O2(g)H2O2(l)的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。

(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0達到化學平衡。下列有關敘述正確的是。

a.容器內氣體壓強保持不變b.吸收ymolH2只需1molMHxc.若降溫,該反應的平衡常數增大d.若向容器內通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)(4)利用太陽能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉化形式為。

(5)化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH-FeO42-+3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色FeO42-,鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區會產生紅褐色物質。已知:Na2圖1圖2①電解一段時間后,c(OH-)降低的區域在(填“陰極室”或“陽極室”)。

②電解過程中,須將陰極產生的氣體及時排出,其原因為。

③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:

。

答案(共14分)(1)污染小可再生來源廣資源豐富燃燒熱值高(任寫其中2個)H2+2OH--2e-2H2O(2)<(3)ac(4)光能轉化為化學能(5)①陽極室②防止Na2FeO4與H2反應使產率降低③M點:c(OH-)低,Na2FeO4穩定性差,且反應慢N點:c(OH-)過高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產率降低C組教師專用題組考點一原電池原理及其應用1.(2015江蘇單科,11,4分)下列說法正確的是()A.若H2O2分解產生1molO2,理論上轉移的電子數約為4×6.02×1023B.室溫下,pH=3的CH3COOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合,溶液pH>7C.鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐蝕D.一定條件下反應N2+3H22NH3達到平衡時,3v正(H2)=2v逆(NH3)答案C2.(2014課標Ⅱ,12,6分)2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤··A.a為電池的正極B.電池充電反應為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放電時,a極鋰的化合價發生變化D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移答案C3.(2014大綱全國,9,6分)右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關說法不正確···A.放電時正極反應為:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-B.電池的電解液可為KOH溶液C.充電時負極反應為:MH+OH-H2O+M+e-D.MH是一類儲氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高答案C4.(2014福建理綜,11,6分)某原電池裝置如圖所示,電池總反應為2Ag+Cl22AgCl。下列說法正確的是()A.正極反應為AgCl+e-Ag+Cl-B.放電時,交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應隨之改變D.當電路中轉移0.01mole-時,交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子答案D5.(2013課標Ⅰ,10,6分)銀質器皿日久表面會逐漸變黑,這是生成了Ag2S的緣故。根據電化學原理可進行如下處理:在鋁質容器中加入食鹽溶液,再將變黑的銀器浸入該溶液中,一段時間后發現黑色會褪去。下列說法正確的是()A.處理過程中銀器一直保持恒重B.銀器為正極,Ag2S被還原生成單質銀C.該過程中總反應為2Al+3Ag2S6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉化為白色AgCl答案B6.(2013課標Ⅱ,11,6分)“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤··A.電池反應中有NaCl生成B.電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C.正極反應為:NiCl2+2e-Ni+2Cl-D.鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動答案B7.(2013北京理綜,7,6分)下列金屬防腐的措施中,使用外加電流的陰極保護法的是()A.水中的鋼閘門連接電源的負極B.金屬護欄表面涂漆C.汽車底盤噴涂高分子膜D.地下鋼管連接鎂塊答案A8.(2013北京理綜,8,6分)下列解釋事實的方程式不準確···A.用濃鹽酸檢驗氨:NH3+HClNH4ClB.碳酸鈉溶液顯堿性:CO32-+H2OHCOC.鋼鐵發生吸氧腐蝕時,鐵作負極被氧化:Fe-3e-Fe3+D.長期盛放石灰水的試劑瓶內壁出現白色固體:Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O答案C9.(2013江蘇單科,9,2分)Mg-H2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液,示意圖如下。該電池工作時,下列說法正確的是()A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發生氧化反應C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正極移動答案C10.(2013廣東理綜,33,17分)化學實驗有助于理解化學知識,形成化學觀念,提高探究與創新能力,提升科學素養。(1)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進行相關實驗。①下列收集Cl2的正確裝置是。

②將Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。

③設計實驗比較Cl2和Br2的氧化性,操作與現象是:取少量新制氯水和CCl4于試管中,。

(2)能量之間可相互轉化:電解食鹽水制備Cl2是將電能轉化為化學能,而原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池,探究其能量轉化效率。限選··材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4①完成原電池甲的裝置示意圖(見右圖),并作相應標注。要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。②以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質溶液,只在一個燒杯中組裝原電池乙,工作一段時間后,可觀察到負極。

③甲乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是,其原因是

。

(3)根據犧牲陽極的陰極保護法原理,為減緩電解質溶液中鐵片的腐蝕,在(2)的材料中應選作陽極。

答案(1)①C②Cl2、HClO、ClO-③滴加NaBr溶液,振蕩后靜置,下層溶液呈紅棕(棕黃)色(2)①②有紅色固體析出,負極被腐蝕③甲電池乙的負極可與CuSO4溶液直接發生反應,導致部分化學能轉化為熱能;電池甲的負極不與所接觸的電解質溶液反應,化學能在轉化為電能時損耗較小(3)鋅片考點二電解原理及其應用11.(2016北京理綜,12,6分)用石墨電極完成下列電解實驗。實驗一實驗二裝置現象a、d處試紙變藍;b處變紅,局部褪色;c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產生;n處有氣泡產生……下列對實驗現象的解釋或推測不合理的是()A.a、d處:2H2O+2e-H2↑+2OH-B.b處:2Cl--2e-Cl2↑C.c處發生了反應:Fe-2e-Fe2+D.根據實驗一的原理,實驗二中m處能析出銅答案B12.(2015福建理綜,9,6分)純凈物X、Y、Z轉化關系如圖所示,下列判斷正確的是()A.X可能是金屬銅B.Y不可能是氫氣C.Z可能是氯化鈉D.Z可能是三氧化硫答案A13.(2014天津理綜,1,6分)化學與生產、生活息息相關,下列敘述錯誤··A.鐵表面鍍鋅可增強其抗腐蝕性B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可減少白色污染C.大量燃燒化石燃料是造成霧霾天氣的一種重要因素D.含重金屬離子的電鍍廢液不能隨意排放答案B14.(2013浙江理綜,11,6分)電解裝置如圖所示,電解槽內裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發現左側溶液變藍色,一段時間后,藍色逐漸變淺。已知:3I2+6OH-IO3-+5I-+3H2下列說法不正確···A.右側發生的電極反應式:2H2O+2e-H2↑+2OH-B.電解結束時,右側溶液中含有IOC.電解槽內發生反應的總化學方程式:KI+3H2OKIO3+3H2↑D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜,電解槽內發生的總化學反應不變答案D15.(2013北京理綜,9,6分)用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()A.a端是直流電源的負極B.通電使CuCl2發生電離C.陽極上發生的反應:Cu2++2e-CuD.通電一段時間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體答案A16.(2013天津理綜,6,6分)為增強鋁的耐腐蝕性,現以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下:電池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)電解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑電解過程中,以下判斷正確的是()電池電解池AH+移向Pb電極H+移向Pb電極B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正極:PbO2+4H++2e-Pb2++2H2O陽極:2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+D答案D17.(2017江蘇單科,16,12分)鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料制備鋁的一種工藝流程如下:注:SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為。

(2)向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH(填“增大”“不變”或“減小”)。

(3)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3,電解過程中作陽極的石墨易消耗,原因是。

(4)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽極的電極反應式為,陰極產生的物質A的化學式為。

(5)鋁粉在1000℃時可與N2反應制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是。

答案(12分)(1)Al2O3+2OH-2AlO2-+H2(2)減小(3)石墨電極被陽極上產生的O2氧化(4)4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-(5)NH4Cl分解產生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜【三年模擬】時間:30分鐘分值:70分一、選擇題(每題6分,共48分)1.(2020屆貴州貴陽摸底,13)在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水,放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現。鐵片腐蝕過程中發生反應的總化學方程式:2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2,Fe(OH)2進一步被氧氣氧化為Fe(OH)3,再在一定條件下脫水生成鐵銹,其原理如圖所示。下列說法正確的是()A.鐵片發生還原反應而被腐蝕B.鐵片腐蝕生成的鐵銹可以保護內層的鐵不被腐蝕C.鐵片腐蝕過程中負極發生的電極反應:2H2O+O2+4e-4OH-D.鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成了無數微小原電池,發生了電化學腐蝕答案D2.(2020屆安徽A10聯盟摸底,11)可燃冰是另一種CH4的重要來源,利用可燃冰制備的甲烷可以設計成如下燃料電池,可以作為“移動的發電廠”,源源不斷地對外供電。下列說法錯誤的是()A.a電極通入甲烷氣體,作負極B.每通入1molCH4,有8mole-通過質子交換膜C.b電極的電極反應式為:O2+4e-+4H+2H2OD.催化劑電極采用疏松多孔結構可提高電極反應效率答案B3.(2020屆安徽合肥八校一聯,15)某種鋰電池用金屬鋰和石墨作電極材料,電解質溶液是由四氯鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯()中而形成的,電池總反應方程式為4Li+2SOCl24LiCl+SO2↑+S。下列敘述中正確的是()A.電解質溶液中混入水,對電池反應無影響B.金屬鋰被還原,作電池的負極C.電池工作過程中,Cl-向石墨電極移動D.電池工作過程中,金屬鋰提供的電子與正極區析出硫的物質的量之比為4∶1答案D4.(2020屆山西霍州一中開學模擬,13)科技改變生活,充電寶已逐漸成為人們生活中的必需品。某充電寶工作時的總反應式為V2O3+4LiLi4V2O3,下列說法正確的是()A.放電時正極上的電極反應為:Li-