2019年高考化学二轮复习专题08电化学(练)(含解析).doc
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1、1专题 08 电化学1 【2018 新课标 2 卷】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:3CO2+4Na 2Na2CO3+C。下列说法错误的是 ( )A放电时,ClO 4 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:3CO 2+4e 2CO 32 +CD充电时,正极反应为:Na +eNa【答案】D【解析】分析:原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的还原反应,阳离子向正极移点睛:本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸
2、的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理,掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键,注意充电与发电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神,落实了立德树人的教育根本任务。 2 【2018 新课标 3 卷】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O 2与 Li+在多孔碳材料电极处生2成 Li2O2-x( x=0 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 Li2O2-x=2Li+(1 )O 2【答案】D【解析
3、】分析:本题考查的是电池的基本构造和原理,应该先根据题目叙述和对应的示意图,判断出电池相反,所以为 Li2O2-X 2Li + (1 )O2,选项 D 正确。点睛:本题是比较典型的可充电电池问题。对于此类问题,还可以直接判断反应的氧化剂和还原剂,进而判断出电池的正负极。本题明显是空气中的氧气得电子,所以通氧气的为正极,单质锂就一定为负极。3放电时的电池反应,逆向反应就是充电的电池反应,注意:放电的负极,充电时应该为阴极;放电的正极充电时应该为阳极。3 【2017 新课标 1 卷】支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表
4、述不正确的是 ( )A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法,钢管柱与电源的负极相连,被保护。A外加强大的电流可【名师点睛】该题难度较大,明确电化学原理是以及金属的防腐蚀原理是解答的关键,钢管桩表面腐蚀电流的理解是难点,注意题干信息的挖掘,即高硅铸铁为惰性辅助阳极,性质不活泼,不会被损耗。4 【2017 新课标 3 卷】全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极 a 常用掺有石墨烯的 S8材料
5、,电池反应为:16Li+ xS8=8Li2Sx(2 x8) 。下列说法错误的是 ( )4A电池工作时,正极可发生反应:2Li 2S6+2Li+2e-=3Li2S4B电池工作时,外电路中流过 0.02 mol 电子,负极材料减重 0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性D电池充电时间越长,电池中 Li2S2的量越多【答案】D【解析】A原电池工作时,Li +向正极移动,则 a 为正极,正极上发生还原反应,随放电的进行可能发生多【名师点睛】考查二次电池的使用,涉及原电池工作原理,原电池工作时负极发生氧化反应,正极发生还原反应,而电池充电时,原来的负极连接电源的负极为电解池的阴极,发生还
6、原反应,而原来的正极连接电源的正极为电解池的阳极发生氧化反应,解题是通过结合反应原理 ,根据元素化合价的变化,判断放电时正负极发生的反应,再结合电解质书写电极反应方程式。 5 【2017 新课标 2 卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是 ( )A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为: D硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C5【解析】A、根据原理可知,Al 要形成氧化膜,化合价升高失电子,因此铝为阳极,故 A 说法正确;B、不锈钢网接触面积大,能增加电解效率,故 B 说法正确;C、阴极应为阳离子得电
7、子,根据离子放电顺序应是 H 放电,即 2H 2e =H2,故 C 说法错误;D、根据电解原理,电解时,阴离子移向阳极,故 D 说法正确。【名师点睛】本题考查电解原理的应用,如本题得到致密的氧化铝,说明铝作阳极,因此电极方程式应是2Al6e3H 2O=Al2O36H ,这就要求学生不能照搬课本知识,注意题干信息的挖掘,本题难度不大。6 【2017 江苏卷】下列说法正确的是 ( )A反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的 H 0 B地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C常温下, KspMg(OH)2=5.61012,pH=10 的含 Mg2+溶液中, c(Mg2+)5.610
8、 4 molL1D常温常压下,锌与稀 H2SO4反应生成 11.2 L H2,反应中转移的电子数为 6.021023【答案】BC【解析】A该反应气体的分子数减少了,所以是熵减的反应, SI-Br-Cl-OH-含氧酸根离子,阴极则是溶液中的阳离子放电,放电顺序是 Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+,与金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反应原理是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。8 【2016 年高考新课标卷】三室式电渗析法处理含 Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的 Na+和 SO42 可通过离子交换膜,
9、而两端隔室中离7子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是 ( )A通电后中间隔室的 SO42 离子向正极迁移,正极区溶液 pH 增大B该法在处理含 Na2SO4废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4产品C负极反应为 2 H2O4e=O2+4H+,负极区溶液 pH 降低D当电路中通过 1mol 电子的电量时,会有 0.5mol 的 O2生成【答案】B【解析】试题分析:A.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,在电解池中阴离子会向正电荷较多的阳【考点定位】考查电解原理的应用的知识。【名师点睛】化学反应主要是物质变化,同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的化学。电解池是把电
10、能转化为化学能的装置,它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极,与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除 Au、Pt、C 之外的电极),则电极本身失去电子,发生氧化反应;若是惰性电极(Au、Pt、C 等电极),则是溶液中的阴离子放电,放电的先后顺序是 S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子,阴极则是溶液中的阳离子放电,放电顺序是 Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+,与金属活动性顺序刚好相8反。溶液中的离子移方向符合:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,即阳离子向阴极区移动,阴离子向阳极区移动。掌握电解池
11、反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。9 【2016 年高考新课标卷】锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为 KOH 溶液,反应为 2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH) 。下列说法正确的是 ( )24A充电时,电解质溶液中 K+向阳极移动B充电时,电解质溶液中 逐渐减小(OH)cC放电时,负极反应为:Zn+4OH -2e=Zn(OH)24D放电时,电路中通过 2mol 电子,消耗氧气 22.4L(标准状况)【答案】C【解析】【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理【名师点睛】本题考查原电池的工作原理和电解池工作原理,这是两个装置的重点,也是新电池的考查点,需要熟记,
12、同时考查对知识的灵活运用;电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容,一般先写出还原剂(氧化剂)和氧化产物(还原产物) ,然后标出电子转移的数目,最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式,作为原电池,正极反应式为:O 22H 2O4e =4OH ,负极电极反应式为:Zn4OH 2e =Zn(OH)42 ;充电是电解池,阳离子在阴极上放电,阴离子在阳极上放电,即阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,对可充电池来说,充电时原电池的正极接电源正极,原电池的负极接电源的负极,不能接反,否则发生危险或电极互换,电极反应式是原电池电极反应式的逆过程;涉及到气体体积,首先看一下有没有标准状况,如果
13、有,进行计算,如果没有必然是错误选项。掌握原 电池和电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。 10 【2016 年高考天津卷】(14 分)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是_(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_。(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4,同时获得氢气:9Fe+2H2O+2OH FeO42+3H2,工作原理如图 1 所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶
14、液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被 H2还原。电解一段时间后, c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_。 c( Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2,任选 M、N 两点中的一点,分析 c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_。【答案】(1)污染小;可再生;来源广;资源丰富;燃烧热值高;H 2+2OH-2e-=2H2O(5)阳极室防止 Na2FeO4与 H2反应使产率降低M 点:c(OH -)低,Na 2FeO4稳定性差,且反应慢(或 N 点:c(OH -)过高,铁
15、电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低)。【解析】试题分析:(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点有污染小;可再生;来源广;资源丰富;燃烧热值高等,10根据题意 Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在 M 点,c(OH -)低,Na 2FeO4稳定性差,且反应慢,在 N点:c(OH -)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使 Na2FeO4产率降低,故答案为:M 点:c(OH -)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢(或 N 点:c(OH -)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使 Na2FeO4产率降低)。【考点定位】考查化学反应中的能量变化、电解原理及其应用【名师点晴】本题考查的知识点较多,以氢
16、气利用为线索考查了化学反应中的能量变化、电解原理及其应用、化学平衡的移动及其影响因素等相关知 识。在书写燃料电池电极反应时,要注意掌握一般的书写方法:电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应的所有规则;将两 极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去一极反应即得到另一极反应;负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关(如+4 价的 C 在酸性溶液中以 CO2形式存在,在碱性溶液中以 CO32-形式存在);溶液中不存在 O2-:在酸性溶液中它与 H+结合成 H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成 OH-。本题的易错点和难点是 c(Na2FeO4)低于最高值的原因
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