2019届高考化学二轮复习电化学作业

2019届高考化学二轮复习电化学作业

技能强化专练(七) 电化学 [授课提示：对应学生用书第 109 页] 1．下列有关电化学的示意图中正确的是( ) 解析：选项 A，Zn 应为原电池负极，Cu 为原电池正极。选 项 B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项 C，粗 铜应连接电源正极。选项 D，电解饱和 NaCl 溶液，Cl－在阳极放 电产生 Cl2，H＋在阴极获得电子而产生 H2，正确。 答案：D 2．图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中，x 轴表示实验时流 入正极的电子的物质的量，y 轴表示( ) A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO2－ 4 ) 解析：该装置构成原电池，Zn 是负极，Cu 是正极。A 项， 在正极 Cu 上溶液中的 H＋获得电子变为氢气，Cu 棒的质量不变， 错误；B 项，由于 Zn 是负极，不断发生反应 Zn－2e－===Zn2＋， 所以溶液中 c(Zn2＋)增大，错误；C 项，由于反应不断消耗 H＋， 所以溶液中的 c(H＋)逐渐降低，正确；D 项，SO 2－ 4 不参加反应， 其浓度不变，错误。 答案：C 3．用石墨电极完成下列电解实验。 实验一 实验二 装置 现象 a、d 处试纸变蓝；b 处变红， 局部褪色；c 处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产 生；n 处有气泡产生…… 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 解析：根据 a、d 处试纸变蓝，可判断 a、d 两点都为电解池 的阴极，发生的电极反应为 2H2O ＋2e－===H2↑＋2OH－，A 选 项正确；b 处变红，局部褪色，说明 b 为电解池的阳极，2Cl－－ 2e－===Cl2↑，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2＋H2O===HCl ＋HClO，HCl 溶液显酸性，HClO 具有漂白性，B 选项不正确； c 处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，发生的电极反应为 Fe －2e－===Fe2＋，C 选项正确；实验一中 ac 形成电解池，db 形成 电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端为电解池的阳 极，铜失电子生成铜离子，m、n 是铜珠的右端，为电解池的阴 极，开始时产生气体，后来铜离子得到电子生成单质铜，故 D 选项正确。 答案：B 4. 研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错 误的是( ) A．d 为石墨，铁片腐蚀加快 B．d 为石墨，石墨上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH － C．d 为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d 为锌块，铁片上电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑ 解析：A.由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成 原电池，Fe 为负极，失去电子被氧化变为 Fe2＋进入溶液，溶解 在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，铁的腐蚀比没有 形成原电池时的速率快，正确。B.d 为石墨，由于是中性电解质， 所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应， 电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确。C.若 d 为锌块， 则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn 为原电池的负极，Fe 为正极， 首先被腐蚀的是 Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d 为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，铁片上电 极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。 答案：D 5．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。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。下列说法中正确的 是( ) A．b 是阳离子交换膜，允许 Na＋通过 B．从 A 口出来的是 NaOH 溶液 C．阴极反应式为 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．Na2SO4 溶液从 G 口加入 解析：A 项，右边电极是阴极，氢离子放电，b 是阳离子交 换膜，允许 Na＋通过，正确；B 项，左边电极是阳极，阳极是氢 氧根放电，从 A 口出来的是硫酸溶液，错误；C 项，阴极是氢离 子得到电子，错误；D 项，根据分析可知 Na2SO4 溶液从 F 口加 入，错误。 答案：A 6．如图 1 为甲烷和 O2 构成的燃料电池示意图，电解质为 KOH 溶液，图 2 为电解 AlCl3 溶液的装置，电极材料均为石墨。 用该装置进行实验，反应开始后观察到 x 电极附近出现白色沉 淀。下列说法正确的是( ) A．A 处通入的气体为 CH4，电极反应式为 CH4＋10OH－－ 8e－===CO2－ 3 ＋7H2O B．图2中电解AlCl3溶液的总反应为2Cl－＋2H2O===== 电解 Cl2↑ ＋H2↑＋2OH－ C．图 1 中电解质溶液的 pH 增大 D．电解池中 Cl－向 x 极移动 解析：A 项，反应开始后观察到 x 电极附近出现白色沉淀， 说明 x 电极上氢离子放电，x 电极附近生成氢氧根离子，所以 x 电极是阴极，y 电极是阳极，则 a 是负极，b 是正极，负极上是 燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为 CH4＋10OH－－8e－ ===CO2－ 3 ＋7H2O，正确；B 项，电解池中电池反应式为 2AlCl3 ＋6H2O===== 电解 3Cl2↑＋3H2↑＋2Al(OH)3↓，错误；C 项，原电池 中，负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－ 3 ＋7H2O，正极：2O2＋4H2O ＋8e－===8OH－，总方程式：CH4＋2O2＋2OH－===CO2－ 3 ＋3H2O， 消耗 OH－，所以溶液的 pH 值变小，错误；D 项，电解池中 Cl－ 向 y 极移动，错误。 答案：A 7．向 新型燃料电池的两极分别通入 CH4 和空气，其中固体电解质 是掺杂了 Y2O3 的 ZrO3 固体，它在高温下能传导 O2－。图中滤纸 用含有酚酞的氯化钠溶液浸泡过，c、d、e、f 均为惰性电极，工 作后 e 极周围变红。下列叙述正确的是( ) A．c 极为正极，A 处通入甲烷气体 B．d 极的反应式为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．固体电解质中 O2－由 d 极向 c 极移动 D．e 极上发生氧化反应，pH 增大 解析：本题是用甲烷燃料电池电解氯化钠溶液，根据 e 极周 围变红色，表明该电极是阴极，发生还原反应：2H2O＋2e － ===H2↑＋2OH－，D 错误，则 c 是负极，A 处通入甲烷，A 错误； d 极是正极，发生反应：O2＋4e－===2O2－，B 错误；原电池中阴 离子移向负极，C 正确。 答案：C 8．某化学小组构想将汽车尾气(NO、NO2)转化为重要的化 工原料 HNO3，其原理如图所示，其中 A、B 为多孔材料。下列 说法正确的是( ) A．电解质溶液中电流的方向由 B 到 A，电子的流向与之相 反 B．电极 A 表面反应之一为 NO－3e－＋2H2O===NO－ 3 ＋4H＋ C．电极 B 附近的 c(NO－ 3 )增大 D．该电池工作时，每转移 4 mol 电子，生成 22.4 L O2 解析：该电池的工作原理(以 NO 为例)为 4NO＋3O2 ＋ 2H2O===4HNO3，则 NO 发生了氧化反应，故 A 极为负极，B 极 为正极。电子只能通过外电路，其流向为从 A 到 B，A 项错误； 负极反应(以 NO 为例)为 NO－3e－＋2H2O===NO－ 3 ＋4H＋，B 项正 确；原电池中阴离子(NO－ 3 )向负极附近移动，另外，电极反应 O2 ＋4e－＋4H＋===2H2O，使 c(NO－ 3 )减小，C 项错误；电池工作时， 每转移 4 mol 电子，消耗 1 mol O2，在标准状况下 O2 的体积为 22.4 L，D 项错误。 答案：B 9. 一种碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池(如图所示)的碳 电极，该电池的电解质溶液为 6 mol·L－1KOH 溶液，下列说法中 正确的是( ) A．充电时将碳电极与电源的正极相连 B．充电时阴极发生氧化反应 C．放电时镍电极反应为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋ OH－ D．放电时碳电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑ 解析：A 项，碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池的负极， 放电时氢气发生氧化反应，故充电时该电极与外接电源的负极相 连，错误；B 项，充电时阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应， 错误；C 项，放电时镍电极为正极，得到电子，发生还原反应， 其电极反应为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正确；D 项，放电时碳电极反应为：H2－2e－＋2OH－===2H2O，错误。 答案：C 10．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价 值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护 具有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原 理示意图。下列说法不正确的是( ) A．腐蚀过程中，负极是 a B．正极反应是 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为 0.224 L(标准状况) D．环境中的 Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反 应产物作用生成多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为 2Cu2 ＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓ 解析：C 项，n[Cu2(OH)3Cl]＝ 4.29 g 214.5 g·mol－1 ＝0.02 mol，根 据转移电子数得 n(O2)＝0.02 mol×2×2 4 ＝0.02 mol，则理论上耗 氧体积为 0.448 L(标准状况)，故 C 错误。 答案：C 11．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，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 1 mol O2，有 44 g CO2 被还原 D．a 电极的反应为 3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 解析：结合装置图可知该装置为电解装置，模拟“人工树 叶”，故为电能转化为化学能，A 项错误；b 极连接电源的正极， 为阳极，在电解池中 H＋向 a 极(阴极)区移动，B 项正确；右侧 H2O→O2 发生的是氧化反应，每生成 1 mol O2，转移 4 mol 电子， C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18 mol电子， 故生成 1 mol O2 消耗 2 3mol CO2，C 项错误；a 电极发生的是还原 反应：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D 项错误。 答案：B 12．金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。 (1)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工 艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2，该反应 的氧化剂是________，当生成 19.2 g Cu 时，反应中转移的电子 为________mol。铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈，铜 锈的主要成分为 Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。该过程中负极的电 极 反 应 式 为 _______________________________________________________ _________________ ___________________________________________________ _____________________。 (2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作 为两个电极的反应物，固体 Al2O3 陶瓷(可传导 Na＋)为电解质， 其原理如图所示： ①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 ________。 物质 Na S Al2O 3 熔点 /℃ 97.8 115 2 050 沸点 /℃ 892 444. 6 2 980 a.100℃以下 b．100℃～300℃ c．300℃～350℃ d．350℃～2 050℃ ②放电时，电极 A 为________极，S 发生________反应。 ③放电时，内电路中 Na＋的移动方向为________(填写“从 A 到 B”或“从 B 到 A”)。 ④充电时，总反应为 Na2Sx===2Na＋Sx(3

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