2020版高考化学二轮复习专题强化训练6电化学含解析

2020版高考化学二轮复习专题强化训练6电化学含解析

专题强化训练(六)‎ 能力练(20分钟)‎ 一、选择题 ‎1．(2019·开封市高三定位考试)根据图示判断下列说法错误的是(　　)‎ A．盐桥中的阳离子会移向a池 B．Fe为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．电池总反应为2Zn＋O2＋2H2O===2Zn2＋＋4OH－‎ D．该装置中通入的N2可用氩气来代替 ‎[解析]　在原电池中，阳离子移向正极，所以盐桥中的阳离子移向a池，A项正确；Fe电极为正极，氧气在正极放电生成OH－，其电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B项错误；Zn电极为负极，发生氧化反应，其电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋，由正、负电极反应式可得电池总反应为：2Zn＋O2＋2H2O===2Zn2＋＋4OH－，C项正确；氩气为不活泼气体，故可同N2一样用作该装置的保护气，D项正确。‎ ‎[答案]　B ‎2．(2019·合肥市教学质量检测一)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是(　　)‎ A．放电时，溶液中OH－移向负极 B．放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2‎ C．充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D．充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O ‎[解析]　根据原电池放电时阴离子向负极移动，知放电时OH－移向负极，A项正确；根据放电时总反应知，负极上Fe发生氧化反应转化为Fe(OH)2，负极反应为：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，B项正确；充电时的阴极反应与放电时的负极反应互为逆反应，故充电时阴极反应为：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，阴极附近c(OH－)增大，pH增大，C项错误；充电时阳极上发生氧化反应，Ni(OH)2转化为Ni2O3，D项正确。‎ ‎[答案]　C ‎3．(2019·湖南省四校调研联考)LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是(　　)‎ 13‎ A．电池应选用阳离子交换膜，Na＋向A极区移动 B．电池A极区的电极反应式为：H2O2＋2e－===2OH－‎ C．每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为4NA D．要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连 ‎[解析]　A极上H2O2转化为OH－，发生还原反应：H2O2＋2e－===2OH－，则A极为正极，根据图示，Na＋能透过离子交换膜进入A极区生成NaOH，则离子交换膜为阳离子交换膜，A项正确，B项正确；B极为负极，发生氧化反应：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为8NA，C项错误；根据LED发光二极管中电荷移动情况知，导线a应与负极相连，导线b应与正极相连，故图乙中的导线a应与图甲中的B极相连，D项正确。‎ ‎[答案]　C ‎4．(2019·郑州市质量预测二)如图为一种利用原电池原理设计测定O2含量的气体传感器示意图，RbAg4I5是只能传导Ag＋的固体电解质。O2可以通过聚四氟乙烯膜与AlI3反应生成Al2O3和I2，通过电池电位计的变化可以测得O2的含量。下列说法正确的是(　　)‎ 13‎ A．正极反应为：3O2＋12e－＋4Al3＋===2Al2O3‎ B．协同总反应为：3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI C．外电路通过0.01 mol电子时，消耗O2的体积为‎0.56 L D．给传感器充电时，Ag＋向多孔石墨电极移动 ‎[解析]　O2通过聚四氟乙烯膜与AlI3发生反应：4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2，此时Ag电极为负极，电极反应式为Ag－e－===Ag＋，多孔石墨电极为正极，电极反应式为I2＋2e－＋2Ag＋===2AgI，A项错误；原电池总反应为I2＋2Ag===2AgI，协同总反应为4AlI3＋3O2＋12Ag===2Al2O3＋12AgI，B项正确；外电路通过0.01 mol电子时，消耗0.0025 mol O2，其在标准状况下的体积为‎0.056 L，C项错误；给传感器充电时，多孔石墨电极作阳极，Ag电极作阴极，Ag＋向阴极移动，D项错误。‎ ‎[答案]　B ‎5．(2019·黑龙江省重点中学第三次联考)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(　　)‎ A．Y极充入二甲醚 B．电子移动方向：X→W→溶液→Z→Y C．电解后，乙装置右池中c(NaOH)减小 D．Z极反应式为S2－－2e－===S ‎[解析]　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极应充入氧气，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2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧化钠溶液浓度增大，C项错误；Z极电极反应为S2－－2e－===S，D项正确。‎ ‎[答案]　D ‎6．(2019·成都市摸底测试)下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是(　　)‎ 13‎ A．图1：铁钉发生析氢腐蚀 B．图2：可以在铁件上镀铜 C．图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变 D．图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀 ‎[解析]　图1，电解质溶液若呈酸性，则铁钉发生析氢腐蚀，电解质溶液若呈碱性或中性，则铁钉发生吸氧腐蚀，A项错误；图2，在铁件上镀铜，铜片作阳极，应与电源正极相连，待镀铁件做阴极，应与电源负极相连，B项错误；图3，电解精炼铜时，阳极上锌先放电，铜后放电，而阴极上是Cu2＋放电，故电解质溶液中c(Cu2＋)减小，C项错误；图4采用外加电流的阴极保护法，将输油管与电源负极相连，输油管作阴极，可以防止腐蚀，D项正确。‎ ‎[答案]　D ‎7．(2019·黄石调研)如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，下列说法正确的是(　　)‎ A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置 B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋‎ C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度 D．甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生‎1.45 g固体 13‎ ‎[解析]　由题意和题图知，甲池为原电池，乙、丙池均为电解池，故甲池是化学能转化为电能的装置，乙、丙池是电能转化为化学能的装置，A项错误；结合甲池的总反应及甲池中的电解质溶液为KOH溶液，可知通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，B项错误；乙池中石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，乙池的总反应为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，溶液中减少的是“2Cu＋O2↑”，因此加入CuO能使CuSO4溶液恢复到原浓度，C项错误；甲池通入O2的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，丙池的总反应为：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑(转移2e－)，根据各电极上转移电子数目相同，可得关系式：O2～2Mg(OH)2，则甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2时，丙池中产生Mg(OH)2固体的质量为×2×‎58 g·mol－1＝‎1.45 g，D项正确。‎ ‎[答案]　D 二、非选择题 ‎8．(2019·成都摸底测试)电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。‎ ‎(1)电解NO制备NH4NO3原理如图1所示。‎ ‎①阳极为________(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为_________。‎ ‎②为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为________。‎ ‎(2)用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可回收硝酸。‎ ‎①电解时NO2发生反应的电极反应式为________________。‎ ‎②若有标准状况下‎2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________mol。‎ ‎[解析]　(1)①通过分析装置图1可知Y极上NO转化为NO，则该电极是阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为NO＋2H2O－3e－===NO＋4H＋。②X电极反应式为NO＋6H＋＋5e－===NH＋H2O；生成一个NH需要得到5个电子，生成一个NO需要失去3个电子，根据转移电子相等知，生成的NH浓度小于NO浓度，要使NO完全转化为NH4NO3，应该加入NH3，所以加入的A为NH3。(2)①通过分析装置图2知左室为电解池的阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右室为电解池的阳极，NO2发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为NO2＋H2‎ 13‎ O－e－===NO＋2H＋。②根据阴、阳两极的电极反应式知若有标准状况下2.24 LNO2被吸收，转移电子0.1 mol，阴极区生成的OH－为0.1 mol，为维持电荷守恒通过阳离子交换膜的H＋为0.1 mol。‎ ‎[答案]　(1)①Y　NO＋2H2O－3e－===NO＋4H＋　②NH3‎ ‎(2)①NO2＋H2O－e－===NO＋2H＋　②0.1‎ 拔高练(25分钟)‎ 一、选择题 ‎1．(2019·长春市质量监测一)下列有关四个常用电化学装置的叙述，正确的是(　　)‎ A．图Ⅰ所示电池中，MnO2是催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度保持不变 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度不断增大 D．图Ⅳ所示电池工作过程中，外电路中电子由锌极流向氧化银极 ‎[解析]　图Ⅰ所示电池中MnO2是氧化剂，作正极，得电子，发生还原反应，A项错误；图Ⅱ所示铅蓄电池放电过程的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，放电过程中消耗H2SO4，生成H2O，使硫酸浓度减小，B项错误；图Ⅲ电解精炼铜的过程中，阳极粗铜中比铜活泼的金属优先失去电子，之后是铜失电子，阴极上Cu2＋得电子生成Cu，因此电解质溶液中Cu2＋浓度减小，C项错误；图Ⅳ所示电池工作过程中，外电路中电子由锌极流向氧化银极，D项正确。‎ ‎[答案]　D ‎2．(2019·武汉部分市级示范高中联考)在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌可促使SO与H2反应生成S2－，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ 13‎ A．正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ B．钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe(OH)2‎ C．SO与H2的反应可表示为4H2＋SO－8e－S2－＋4H2O D．在钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀 ‎[解析]　由图可知，H2O生成H2，H的化合价降低，得电子，故正极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A项错误；反应生成的OH－、S2－与Fe2＋可生成Fe(OH)2、FeS，B项正确；根据题中所给信息可知，SO与H2反应生成S2－，根据元素守恒可知，生成物中还有H2O，故反应式为4H2＋SOS2－＋4H2O，C项错误；钢管表面镀锌，锌会与铁形成原电池，锌比铁活泼，铁作正极，可减缓钢管的腐蚀；钢管表面镀铜，铜会与铁形成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，从而加速钢管的腐蚀，D项错误。‎ ‎[答案]　B ‎3．(2019·广东省六校第二次联考)“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其总反应为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，如图以“水”电池为电源电解酸性FeCl2溶液，X电极附近溶液先变黄，下列有关分析不正确的是(　　)‎ A．该装置只涉及两种能量之间的转化 B．在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断Fe2＋和Cl－的还原性强弱 C．“水”电池内Na＋不断向正极移动 D．Ⅱ为负极，其电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl 13‎ ‎[解析]　“水”电池工作时化学能转化为电能，同时伴随着热量的变化，A项错误；根据X电极附近溶液先变黄可知，先是Fe2＋被氧化，后是Cl－被氧化，若在线路中安装电压调节装置，则可根据电压和现象判断Fe2＋、Cl－的还原性强弱，B项正确；“水”电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C项正确；结合上述分析，可知Ⅱ为“水”电池的负极，负极上Ag失电子发生氧化反应，其电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl，D项正确。‎ ‎[答案]　A ‎4．(2019·保定市调研考试)将以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池甲与盛有足量硫酸铜溶液的装置乙相连，起始电路接入状况如图，以电流强度‎0.1 A，通电10 min后，将电池的正、负极互换接入，移动滑动变阻器，以电流强度‎0.2 A，继续通电10 min，结束实验。‎ 下列有关说法正确的是(　　)‎ A．葡萄糖在装置甲的正极参加反应，氧气在负极参加反应 B．在该电池反应中，每消耗1 mol氧气理论上能生成标准状况下二氧化碳‎11.2 L C．电池工作20 min时，乙装置电极析出固体和电极上产生气体的质量之比为2∶1‎ D．电池工作15分钟时，乙装置中铜棒的质量与起始通电前相等 ‎[解析]　由题意可知，装置甲是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，A项错误；在该电池中，发生的总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，则每消耗1 mol氧气理论上能生成标准状况下二氧化碳‎22.4 L，B项错误；由题意知，0～10 min，铜棒与电源正极相连，发生反应Cu－2e－===Cu2＋，碳棒与电源负极相连，发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，通电10 min后将电池的正、负极互换接入，由于10～20 min时的电流强度是0～10 min时的2倍，则10～15 min碳棒上发生反应Cu－2e－===Cu2＋，铜棒上发生反应Cu2＋＋2e－===Cu,15 min时乙装置中铜棒即可恢复到起始通电前的状态，15～20 min碳棒上发生反应4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，铜棒上发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，生成1 mol O2的同时析出2 mol Cu，则20 min时，乙装置电极析出固体和电极上产生气体的质量之比为4∶1，C项错误、D项正确。‎ ‎[答案]　D ‎5．(2019·石家庄质量检测)如图是新型镁－锂双离子二次电池，下列关于该电池的说法不正确的是(　　)‎ 13‎ A．放电时，Li＋由左向右移动 B．放电时，正极的电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4‎ C．充电时，外加电源的正极与Y相连 D．充电时，导线上每通过1 mol e－，左室溶液质量减轻‎12 g ‎[解析]　放电时，化学能转化为电能，为原电池装置，Mg失电子作负极，电解液中阳离子向正极移动，即Li＋由左向右移动，A项正确；放电时，正极上Li1－xFePO4转化为LiFePO4，电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B项正确；充电时，外加电源的正极与原电池的正极相连，即与Y相连，C项正确；充电时，阴极发生反应：Mg2＋＋2e－===Mg，同时右室中的Li＋移向左室，则导线上每通过1 mol e－，左室溶液质量减少(12－7) g＝‎5 g，D项错误。‎ ‎[答案]　D ‎6．(2019·开封市高三定位考试)石墨烯基材料被看作是前景深远的高性能电极材料，能大幅度提升锂离子电池的充放电速度。某公司研发的石墨烯基锂离子电池的结构示意图如图所示，已知电池总反应为Li1－xFePO4·C60＋LixC60===LiFePO4·C60＋C60(x<1)，下列关于该电池的说法错误的是(　　)‎ A．石墨烯基锂离子电池的防燃爆电解液可能是LiCl溶液 B．放电时，若转移1 mol电子，涂层金属锂带负极的质量减少‎7 g C．充电时，阳极的电极反应式为LiFePO4·C60－xe－===Li1－xFePO4·C60＋xLi＋‎ D．石墨烯在该电池中有助于电子和离子的传导 ‎[解析]　Li与Na同主族，性质相似，能与水反应，故防燃爆电解液不能是水溶液，A项错误；放电时，涂层金属锂带作负极，失电子，电极反应式为LixC60－xe－===xLi＋＋C60，若转移1 mol电子，则减少1 mol Li，故负极的质量减少‎7 g，B项正确；充电时，阳极失去电子发生氧化反应，C项正确；石墨烯基材料能大幅度提升锂离子电池的充放电速度，故石墨烯在该电池中能促进离子和电子的传导，D项正确。‎ ‎[答案]　A ‎7．(2019·河北衡水中学一模)三元电池成为2019年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为LiixC＋3oynzO2，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO2＋‎6C(石墨)‎ 13‎ ‎===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是(　　)‎ A．允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜 B．充电时，A为阴极，Li＋被氧化 C．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂 D．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2‎ ‎[解析]　根据LiNixCoyMnzO2＋‎6C(石墨)===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6可知，x是Li＋，允许Li＋通过的隔膜属于阳离子交换膜，故A项错误；根据充电时电池总反应LiNixCoyMnzO2＋‎6C(石墨)===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6可知，A上发生C(石墨)―→LiaC6的反应，是还原反应，A为阴极，Li＋没有发生氧化还原反应，故B项错误；根据充电时电池总反应可知，无法充电的废旧电池的石墨电极中没有锂元素，不能回收金属锂，故C项错误；放电时，总反应为Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6===LiNixCoyMnzO2＋‎6C(石墨)，正极发生还原反应，电极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2，故D项正确。‎ ‎[答案]　D 二、非选择题 ‎8．(2019·长沙重点中学联合考试)电化学对生活、生产都至关重要，请回答下列相关问题：‎ ‎(1)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_________________。‎ ‎(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图1所示。‎ 13‎ 图1‎ 电极A上H2参与的电极反应为__________________________。电极B上发生的电极反应为__________________________。电池工作时，CO向电极________移动。‎ ‎(3)镁—间二硝基苯电池对含有NO的工业废水进行降解的示意图如图2所示。已知：电池放电时，镁转化为氢氧化镁，间二硝基苯()则转化为间苯二胺()。则镁电极反应式为__________。石墨电极上发生的反应为______________，降解NO的电极反应式为____________________。理论上每消耗1 mol 间二硝基苯，有________mol NO被降解。‎ 13‎ ‎[解析]　(1)由题意可知，放电时负极Al失去电子与AlCl结合生成Al2Cl，其电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl。‎ ‎(2)电极A上H2失电子，电解质中没有OH－，用CO平衡电荷可得电极反应式为H2＋CO－2e－===CO2＋H2O，电极B上O2得电子，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO。电极A为负极，电极B为正极，内电路中阴离子向负极移动。‎ ‎ ‎ 13‎ ‎ [答案]　(1)Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl ‎(2)H2＋CO－2e－===CO2＋H2O O2＋2CO2＋4e－===2CO　A ‎(3)Mg－2e－＋2H2O===Mg(OH)2＋2H＋‎ ‎2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－　2.4‎ 13‎