2019年高考化学大串讲专题12电化学练习.doc
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1、- 1 -专题 12 电化学1LiOH 和钴氧化物可用于制备锂离子电池正极材料。利用如图装置电解制备 LiOH,两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。下列说法不正确的是( )A B 极区电解液为 LiOH 溶液B 电解过程中 Li+向 B 电极迁移C 每产生标准状况下 2.24L 氢气,就有 0.1mol 阳离子通过交换膜进入阴极区D 阳极电极反应式为 2Cl- - 2e-=Cl2【答案】C2根据光合作用原理,设计如图原电池装置。下列说法正确的是A a 电极为原电池的正极B 外电路电流方向是 abC b 电极的电极反应为:O 2+2e-+2H+=H2O2D a 电极上 每生成 1
2、mol O2,通过质子交换膜的 H+为 2mol【答案】C【解析】根据图片信息,可知 a 电极反应 2H2O4e =4H+O2,发生了氧化反应,a 为电极为原电池的负极,A 项错误;外电路电流由正极流向负极,即 ba,B 项错误;根据图片信- 2 -息,b 的的电极反应为:O 2+2e-+2H+=H2O2,C 项正确;由 a 极的电极反应方程式可知,a 电极上每生成 1mol O2,通过质子交换膜的 H+为 4mol,D 项错误。3钠电池由于其快速充放电的特性受到科研工作者的重视,某钠离子钛基电池电池 结构如图所示,电解质为含钠离子的高聚物,已知电池的反应方程式为 2NaxCn+xNaTi2(
3、PO4)3 2nC+ xNa3Ti2(PO4)3。 下列关于该电池说法正确的是A 放电时电池正极为 NaxCn B 放电时 Na+向电极移动C 充电时阳 极反应:Na xCn-xe-=nC+xNa+ D 充电时电极与外电源正极相连【答案】D4酶生物电池通常以葡萄糖作为反应原料,葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和辅酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C 6H12O7),其工作原理如图所示。下列有关说法中正确的是A 该电池可以在高温条件下使用B H +通过交换膜从 b 极区移向 a 极区C 电极 a 是正极D 电池负极的电极反应式为 C6H12O6+H2O-2e-=C6H12O7+2H+- 3 -【答案】D
4、【解析】高温条件,酶的催化能力会减弱或丧失,A 错误;葡萄糖氧化为葡萄糖酸,发生氧化反应,电极 a 是负极,C 错误; H +向正极移动,通过交换膜从 a 极区移向 b 极区,B 错误;葡萄糖在酸性条件下,在负极发生氧化反应生成葡萄糖酸,D 正确。5有关下列四个常用电化学装置的叙述中正确的是( )A图所示电池中,负极电极反应为 Zn-2e- Zn2+B图所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C图所示装置工作过程中,电解质溶液中 Cu2+浓度始终不变D图所示电池中,Ag 2O 是氧化剂,电池工作过程中被还原为 Ag【答案】D6用图甲装置电解一定量的 CuSO4溶液,M、N 为惰性电极电解过程实验数
5、据如图乙所示X 轴表示电解过程中转移电子的物质的量,Y 轴表示电解过程产生气体的总体积。则下列说法不正确的是( )A A 点所得溶液只需加入一定量的 CuO 固体就可恢复到起始状态- 4 -B 电解过程中 N 电极表面先有红色物质生成,后有气泡产生C Q 点时 M、N 两电极上产生的气体总量在相同条件下体积相同D 若 M 电极材料换成 Cu 做电极,则电解过程中 CuSO4溶液的浓度不变【答案】A7利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收 SO2,并用阴极排出的溶液吸收 NO2。下列说法正确的是A b 为直流电源的正极B 将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜电极反应式不变C 阳极的电极反应
6、式为 SO 22H 2O2e =SO42 4H D 电解时,H 由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室【答案】C【解析】A 二氧化硫被氧化为硫酸根,所以二氧化硫所在的区为阳极区,阳极与电源正极 a相连,则 b 为电源负极,故 A 错误;B将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜电极反- 5 -应式: 2HSO3-+2H+2e-S 2O42-+2H2O,发生不变该变。故 B 错误;C阳极的电极反应式为:SO2+2H2O-2e-SO 42-+4H+,故 C 正确;D阳离子交换膜只允许阳离子通过,电解时,阳离子移向阴极,所以 H+由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室,D 错误。8H 2S 是一种剧毒气体,对 H
7、2S 废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫,反应原理为:2H 2S(g) + O2(g) = S2(s) + 2H2O(l) H=632kJmol -1。下图为质子膜 H2S 燃料电池的示意图。下列说法错误的是( )A 电池工作时,电子从电极 a 经负载流向电极 bB 实际工作中当反应生成 64gS2时,电池内部释放 632kJ 电能C 电极 a 上发生的电极反应为:2H 2S - 4e-= S2 + 4H+D 当电路中通过 4mol 电子时,有 4mol H+经质子膜进入正极区【答案】B9某粗铜产品中含有 Zn、Ag、Au 等杂质,如图所示,用 CH3OH-碱性燃料电池电解硫酸铜溶液
8、。闭合电键 K 进行电解。下列说法中不正确的是( )A 左池负极反应式为 CH3OH -6e-+8OH-=CO32-+ 6H2OB 通电一段时间后,Ag、Au 杂质金属沉积在电解槽底部C 若粗铜电极质量减少 6.4g,则纯铜电极增重大于 6.4gD 电解过程中右池纯铜和粗铜分别为阴极和阳极【答案】C- 6 -【解析】A. 左池负极反应式为 CH3OH -6e-+8OH-=CO32-+ 6H2O,故 A 正确;B. 通电一段时间后,比 Cu 不活泼的 Ag、Au 杂质金属不被氧化,沉积在电解槽底部,故 B 正确;C. 比 Cu 活泼的金属杂质 Zn 在 Cu 之前被氧化,Zn2e Zn2+,若粗
9、铜电极质量减少 6.4g,则纯铜电极增重小于 6.4g,故 C 不正确;D. 电解过程中右池纯铜和粗铜分别为阴极和阳极,故 D正确。10近期使用的一种可控电池锂水电池工作原理如下图。下列说法错误的是A 锂电极是电池的负极B 正极发生的反应为: 2H 2O+2e-=2OH-+ H2C 水中 H+经固体电解质向锂电极移动D 理论上每消耗 14g 锂,转移的电子数为 2NA【答案】C11我国预计在 2020 年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放,循环利用人体呼出的 CO2并提供 O2,我国科学家设计了一种装置(如下图) ,实现了“太阳能一电能一化学能”转化,总反应方程式为 2CO2=2
10、CO+O2 。关于该装置的下列说法不正确的是装置 a 装置 b附:表示阳离子, 表示阴离子A 装置 a 将太阳能转化为电能,装置 b 将电能转化为化学能- 7 -B 工作过程中 OH 向 Y 电极周围移动C 人体呼出的气体参与 X 电极的反应:CO 2+2e +H2O=CO+2OHD 反应完毕后恢复到原温度,装置 b 中电解质溶液的碱性减弱【答案】D12中国首个空间实验室“天宫一号”的供电系统中,有再生氢氧燃料电池(RFC) ,工作原理如下图所示,a、b、c、d 均为 Pt 电极。下列说法正确的是A B 区的 OH通过隔膜向 a 电极移动,A 区 pH 增大B c 是正极,电极上的电极反应为:
11、2H +2e H2C 图中右管中的 OH通过隔膜向 c 电极移动,d 电极上发生氧化反应D 当有 1 mol 电子转移时,标准状况下,b 电极理论上产生气体 Y 的体积为 11.2 L【答案】D【解析】依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,ab 电极是电解池的电极,由电源判断 a 为阳极产生的气体是氧气,b 为阴极产生的气体是氢气;cd 电极是原电池的正负极,c 是负极,d 是正极;电解池中的电极反应为:a 电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH -4e-=2H2O+O2;b 电极为阴极得到电子发生还原反应:4H +4e-=2H2;原电池中是碱性溶液,电极反应为:c 为负极失电子发生氧化
12、反应:2H 2-4e-+4OH-=2H2O;d 电极为正极得到电子发生还原反应:O 2+2H2O+4e-=4OH-。Aa 为阳极,电解时阴离子向阳极移动,发生 4OH-4e- 8 -=2H2O+O2,促进水的电离生成 H+,pH 减小,故 A 错误;B根据上述分析,c 是负极,故 B错误;C图中右管中的 OH-通过隔膜向负极移动,即向 c 电极移动,d 为正极,发生还原反应,故 C 错误;Db 为阴极,当有 1mol 电子转移时生成 0.5mol 氢气,标准状况下的体积为11.2 L,故 D 正确。13一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是A 电池工作时,CO 32向
13、电极 B 移动B 电极 A 上 H2参与的电极反应为 H2+2OH-2e=2H2OC 反应 CH4+H2O 催 化 剂3H2+CO,每消耗 1 mol CH4参加反应共转移 6mol 电子D 电极 B 上发生的电极反应为 O2+4e+2H2O=4OH【答案】C14世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法,其装置如图所示。下列说法错误的是A X 为电源正极- 9 -B 若该装置在高温下进行,则净化效率将降低C 若 BOD 为葡萄糖(C 6H12O6),则 1mol 葡萄糖被完全氧化时,理论上电极上流出 24mole-D 若有 1molNO3-被还原,则有 6molH+通过质
14、子膜迁移至阳极区【答案】D15电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量,其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是( )A 溶液中 OH-向电极 a 移动B O 2在电极 b 上发生还原反应C 反应消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为 4:5D 电极 a 的反应式为 2NH3-6e-+6OH-N 2+6H2O【答案】C【解析】试题分析:A因为 a 极为负极,则溶液中的阴离子向负极移动,故 A 正确;B氧气在 b 极发生还原反应,则 b 极为正极,a 极为负极,故 B 正确;C反应中 N 元素化合价升高 3 价,O 元素化合价降低 4 价 ,根据得失电子守恒,消耗 NH3与 O2的物质的量
15、之比为4:3,故 C 错误;D负极是氨气发生氧化反应变成氮气,且 OH-向 a 极移动参与反应,故电极反应式为 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,故 D 正确。16近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有 CO2的空气吹入 K2CO3溶被中,再把 CO2从溶液中提取出来,并使之与 H2反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示,下列有关说法不正确的是- 10 -A I、II 两步目的是为了富集 CO2B 从合成塔中及时分离出甲醇可以提高 CO2的转化率C 过程中 K2CO3可以循环使用D 铬锌触媒催化剂可以改变合成甲醇的焓变【答案】D17中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极,设计并
16、组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池(图 1),电池的工作原理如图 2。下列有关说法正确的是A 放电时,纸张中的纤维素作锂电池的正极B 放电时,Li +由正极经过有机电解质溶液移向负极C 开关 K 闭合给锂电池充电,金属锂电极增重 14g,空气电极放出 22.4L 的 O2D 充电时,阳极的电极反应式为 Li2O2-2e-=O2+2Li +【答案】D- 11 -18某兴趣小组设计如图所示的微型实验装置。实验时,现断开 K2,闭合 K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开 K1,闭合 K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是A 断开 K2,闭合 K1时,总反应的离子方程式为:2H +
17、 + 2Cl- Cl2+H 2B 断 开 K2,闭合 K1时,石墨电极附近溶液变红C 断开 K1,闭合 K2时,铜电极上的电极反应为: Cl 2+2e-2Cl -D 断开 K1,闭合 K2时,石墨电极作正极【答案】D【解析】断开 K2、闭合 K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则总反应为 2Cl-+2H2OH2+2OH -+Cl2,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生 Cl2,在铜电 解 = = = = =电极处产生 H2,铜电极附近产生 OH-,溶液变红,A 错误;B、根据 A 中分析可知 B 错误;C、断开 K1、闭合 K2时,装置为原电池,铜电极上的电极反应为 H2-2e-+2O
18、H-=2H2O,其为负极,而石墨上的电极反应为 Cl2+2e-=2Cl-,其为正极,C 错误,D、根据 C 中分析可知 D 正确。19垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能,其原理如下图所示。有机物为 C6H12O6)。下列说法正确的是- 12 -A A 为正极,H 2PCA 在该电极上发生氧化反应B 放电过程中,正极反应为 2H2O-4e=4H+O2C 若 1molO2参与电极反应,有 2 mol H+穿过质子交换膜进入右室D 电池总反应为:C 6H12O6+6O2PAC6CO2+6H 2O【答案】D20一种 Cu- Li 可充电电池的工作原理如图所示,其中非水系电解液和水系电
19、解液被锂离子固体电解质陶瓷片( LISICON)隔开。下列说法正确的是A 陶瓷片允许水分子通过B 电池充电时,阴极反应为 Li+e-=LiC 电池放电时,N 极发生氧化反应D 电池充电时,接线柱 B 应与外接直流电源的负极相连【答案】B【解析】A. 由题意知,陶瓷片不允许水分子通过,否则锂会与水反应,A 不正确;B. 电池- 13 -充电时,阴极反应为 Li+e-=Li,B 正确;C. 电池放电时,N 极发生还原反应,C 不正确;D. 电池充电时,接线柱 B 应与外接直流电源的正极相连,D 不正确。21四甲基氢氧化铵(CH 3)4NOH常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵(CH 3)4NCl为
20、原料,采用电渗析法合成(CH 3)4NOH,其工作原理如下图所示(a、b 为石墨电板,c、d、e 为离子交换膜),下列说法正确的是A M 为正极B c、e 均为阳离子交换膜C b 极电极反应式:2H 2O4e =O2+4H +D 制备 1mol(CH3)4NOH,a、b 两极共产生 0.5mol 气体【答案】B22光合作用得地球碳、氧循环的更要媒介。下图是利用模拟光合作用过程,将 CO2和 H2O转化为糖类同时释放 O2的装置。下列说法正确的是- 14 -A 该装置为原电池,其中 a 是原电池的正极B 该交换膜为阳离子交换膜,H +交换膜由左向右移动C 不考虑其它能量损耗,当外电路通过 1mo
21、le-时生成 15g 葡萄糖D b 极发生的电极反应:6CO 2+24e-+18H2O=C6H12O6+24OH-【答案】B23次磷酸(H 3PO2) 为一元中强酸,具有较强的还原性,可用电渗析法制备, “四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列叙述不正确的是( )A 阳极反应为 2H2O-4e-=O2+4H +B 产品室中发生反应 H+ H2PO2-=H3PO2, 该法还可得副产品 NaOHC 原料室中 H2PO2- 向左移动,Na + 向右移动,该室 pH 升高D 阳膜 1 的主要作用是防止 H2PO2- 进入阳极室被氧化并允许 H+通过- 15 -
22、【答案】C24高铁酸盐(如 Na2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面,以铁基材料为阳极,在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐,装置如图。下列说法不正确的是A a 为阳极,电极反应式为 Fe6e- +8OH- =FeO42- +4H2OB 为防止高铁酸根扩散被还原,则离子交换膜为阳离子交换膜C 在电解过程中溶液中的阳离子向 a 极移动D 铁电极上有少量气体产生原因可能是 4OH-4e -=O2+2H 2O【答案】C【解析】铁基材料为阳极,在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐,所以铁是阳极,电极反应式为 Fe-6e-+8OH-= FeO42-+4H2O,故 A 正确;阳离
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