2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 第7講 電化學(xué)原理及應(yīng)用對點(diǎn)特訓(xùn)

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1、2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 第7講 電化學(xué)原理及應(yīng)用對點(diǎn)特訓(xùn) 1．(2018·邢臺(tái)期末)一種生產(chǎn)和利用氫能的途徑如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　C　) A．氫能屬于二次能源 B．圖中能量轉(zhuǎn)化的方式至少有6種 C．太陽能電池的供電原理與燃料電池相同 D．太陽能、風(fēng)能、氫能都屬于新能源 解析　氫能是利用太陽能等產(chǎn)生的，故屬于二次能源，選項(xiàng)A正確；圖中涉及的能量轉(zhuǎn)化方式有太陽能、風(fēng)能、水能轉(zhuǎn)化為電能，電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，電能與光能、熱能的轉(zhuǎn)化等，選項(xiàng)B正確；太陽能電池的供電原理實(shí)際是熱能轉(zhuǎn)化為電能，而燃料電池的供電原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以二者是不相同的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；太

2、陽能、風(fēng)能、氫能都屬于新能源，選項(xiàng)D正確。 2．(2018·江南十校)氣體的自動(dòng)化檢測中常常應(yīng)用原電池原理的傳感器。下圖為電池的工作示意圖：氣體擴(kuò)散進(jìn)入傳感器，在敏感電極上發(fā)生反應(yīng)，傳感器就會(huì)接收到電信號。下表列出了待測氣體及敏感電極上部分反應(yīng)產(chǎn)物。則下列說法中正確的是(　B　) 待測氣體 部分電極反應(yīng)產(chǎn)物 NO2 NO Cl2 HCl CO CO2 H2S H2SO4 A．上述氣體檢測時(shí)，敏感電極均作電池正極 B．檢測Cl2和NO2體積分?jǐn)?shù)相同的兩份空氣樣本時(shí)，傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同 C．檢測H2S和CO體積分?jǐn)?shù)相同的兩份空氣樣本時(shí)，傳感器上產(chǎn)生的電流大小

3、相同 D．檢測H2S時(shí)，對電極充入空氣，對電極上的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＝2O2－ 解析　還原劑失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極、氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極，根據(jù)待測氣體和反應(yīng)產(chǎn)物可知，部分氣體中元素化合價(jià)上升，部分氣體中元素的化合價(jià)下降，所以敏感電極不一定都做電池正極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；1 mol Cl2和NO2得到電子的物質(zhì)的量都為2 mol，則檢測Cl2和NO2體積分?jǐn)?shù)相同的兩份空氣樣本時(shí)，傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同，選項(xiàng)B正確；產(chǎn)生的電流大小與失電子多少有關(guān)，檢測H2S和CO體積分?jǐn)?shù)相同的兩份空氣樣本時(shí)，硫化氫失去電子數(shù)大于CO，所以產(chǎn)生電流大小不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；檢測硫化氫時(shí)，

4、硫化氫生成硫酸，硫元素化合價(jià)由－2變?yōu)椋?而發(fā)生氧化反應(yīng)，則其所在電極為負(fù)極，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3．(2018·湖南G10三模)近年來，我國在航空航天事業(yè)上取得了令人矚目的成就，科學(xué)家在能量的轉(zhuǎn)化，航天器的零排放作出了很大的努力，其中為了達(dá)到零排放的要求，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，設(shè)計(jì)了一種裝置(如圖)實(shí)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)方程式為2CO2＝2CO＋O2。關(guān)于該裝置下列說法正確的是(　B　) A．裝置中離子交換膜為陽離子交換膜 B．CO2參與X電極的反應(yīng)方程式：CO2＋2e－＋H2O===CO

5、＋2OH－ C．N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負(fù)極 D．外電路每轉(zhuǎn)移2 mol電子，Y極生成氣體22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 解析　由圖可知左側(cè)為太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，右側(cè)為電解裝置，根據(jù)左側(cè)電子移動(dòng)方向可知：X為陰極，所以O(shè)H－應(yīng)該往Y極移動(dòng)，因此離子交換膜應(yīng)該為陰離子交換膜，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；X為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)方程式2CO2===2CO＋O2可知，X極發(fā)生的反應(yīng)為：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－，選項(xiàng)B正確；由于電子從P移向N，所以N為負(fù)極，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；Y極電極反應(yīng)式為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所以外電路每轉(zhuǎn)移2 mol電子，Y極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體

6、體積為11.2 L，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 4．(2018·全國卷Ⅲ)一種可充電鋰－空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，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(　D　) A．放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極 B．放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移 D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Li2O2－x===2Li＋(1－)O2 解析　放電時(shí)，O2與Li＋在多孔碳電極處反應(yīng)，說明電池內(nèi)，Li＋向多孔碳電極移動(dòng)，因?yàn)殛栯x子移向正極，所以多孔碳電極為正極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)槎嗫滋茧姌O為正極，電子在外電路應(yīng)該由鋰電極流出

7、，再流向多孔碳電極(由負(fù)極流向正極)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；充電和放電時(shí)電池中離子的移動(dòng)方向應(yīng)該相反，放電時(shí)，Li＋向多孔碳電極移動(dòng)，充電時(shí)向鋰電極移動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)圖示和上述分析，電池的正極反應(yīng)應(yīng)該是O2與Li＋得電子轉(zhuǎn)化為Li2O2－x，電池的負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為Li＋，所以總反應(yīng)為：2Li＋(1－)O2===Li2O2－x，充電的反應(yīng)與放電的反應(yīng)相反，所以為Li2O2－x===2Li＋(1－)O2，選項(xiàng)D正確。 5．(2018·遼寧五校聯(lián)考)下列裝置由甲、乙部分組成(如圖所示)，甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源。當(dāng)電池工作時(shí)，下列說

8、法正確的是(　D　) A．電子的流動(dòng)方向M→Fe→CuSO4溶液→Cu－N B．M極電極反應(yīng)式：H2N(CH2)2NH2＋16OH－－16e－===2CO2↑＋N2↑＋12H2O C．當(dāng)N極消耗5.6 L O2時(shí)，則鐵極增重32 g D．一段時(shí)間后，乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變 解析　根據(jù)題給信息知，甲圖中裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，M是負(fù)極，N是正極，電解質(zhì)溶液為酸性溶液；乙部分是在鐵上鍍銅，則鐵為陰極與負(fù)極相連，銅為陽極與正極相連，電子不能通過溶液，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；H2N(CH2)2NH2在負(fù)極M上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮?dú)?、二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為H2N(CH2

9、)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2↑＋N2↑＋16H＋，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；未注明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計(jì)算5.6LO2的物質(zhì)的量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；乙部分是在鐵上鍍銅，電解液濃度基本不變，選項(xiàng)D正確。 6．(2018·鹽城一模)一種生物電化學(xué)方法脫除水體中NH的原理如下圖所示： 下列說法正確的是(　B　) A．裝置工作時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? B．裝置工作時(shí)，a極周圍溶液pH 降低 C．裝置內(nèi)工作溫度越高，NH脫除率一定越大 D．電極b 上發(fā)生的反應(yīng)之一是：2NO－2e－===N2↑＋3O2↑ 解析　該裝置是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a極為陽極，電極反應(yīng)為NH＋2H2O－6e－

10、===NO＋8H＋，所以a極周圍溶液的pH減小，選項(xiàng)B正確；該裝置是在細(xì)菌生物作用下進(jìn)行的，所以溫度過高，導(dǎo)致細(xì)菌死亡，NH脫除率會(huì)減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；b極上反應(yīng)式為2NO＋12H＋＋10e－===N2＋6H2O，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7．(2017· 全國卷Ⅲ)全固態(tài)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(yīng)為：16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯(cuò)誤的是(　D　) A．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．電池工作時(shí)，外電路中流過0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.14 g

11、 C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性 D．電池充電時(shí)間越長，電池中Li2S2的量越多 解析　原電池中電解質(zhì)陽離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li＋移動(dòng)方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的還原反應(yīng)，選項(xiàng)A正確；電池工作時(shí)負(fù)極電極方程式為：Li－e－===Li＋，當(dāng)外電路中流過0.02 mol電子時(shí)，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02 mol，其質(zhì)量為0.14 g，選項(xiàng)B正確；石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電能力，選項(xiàng)C正確；電池充電時(shí)為電解池，此時(shí)電解總反應(yīng)為8Li2Sx1

12、6Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量會(huì)越來越少，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8．(2018·朝陽期末)微生物燃料電池在凈化廢水的同時(shí)能獲得能源或得到有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品，圖2為其工作原理，圖1為廢水中Cr2O離子濃度與去除率的關(guān)系。下列說法不正確的是(　C　) 　 A．若有機(jī)物為葡萄糖，則M極電極反應(yīng)式為：C6H12O6(葡萄糖)－24e－＋6H2O＝6CO2↑＋24H＋ B．電池工作時(shí)，N極附近溶液pH增大 C．處理1 mol Cr2O時(shí)有6 mol H＋從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移 D．Cr2O離子濃度較大時(shí)，可能會(huì)造成還原菌失活 解析　由圖可知，該電池中有機(jī)物在微生物作用下發(fā)生氧化反應(yīng)生

13、成二氧化碳，M電極為負(fù)極；氧氣和Cr2O被還原，N電極為正極。若有機(jī)物為葡萄糖，則根據(jù)電子得失守恒以及電荷守恒可得電極反應(yīng)式：C6H12O6(葡萄糖)－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，選項(xiàng)A正確；電池工作時(shí)，N極電極反應(yīng)式為：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故N附近溶液pH增大，選項(xiàng)B正確；由于右側(cè)除了Cr2O得電子，還有一定量的氧氣得到電子，故處理1 mol Cr2O需要6 mol電子，但從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移的H＋的物質(zhì)的量大于6 mol，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由圖1可知，Cr2O離子濃度較大時(shí)，其去除率幾乎為0，因?yàn)槠溆袕?qiáng)氧化性會(huì)造成還原菌的蛋白質(zhì)變性而失活，選項(xiàng)D正確。 9．

14、(2018·武漢一模)某鎳冶煉車間排放的漂洗廢水中含有一定濃度的Ni2＋和Cl－，圖甲是雙膜三室電沉積法回收廢水中Ni2＋的示意圖，圖乙描述的是實(shí)驗(yàn)中陰極液pH與鎳回收率之間的關(guān)系。下列說法不正確的是(　D　) 　 A．交換膜b為陰離子交換膜 B．陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋ C．陰極液pH＝1時(shí)，鎳的回收率低主要是有較多H2生成 D．濃縮室得到1 L 0.5 mol/L鹽酸時(shí)，陰極回收得到11.8 g鎳 解析　由圖可知濃縮室中鹽酸濃度增大，所以廢水中Cl－應(yīng)該經(jīng)過交換膜b進(jìn)入濃縮室，而硫酸溶液中的H＋應(yīng)該經(jīng)過交換膜a進(jìn)入濃縮室，所以a、b分別為陽離子交換膜與陰離子

15、交換膜，選項(xiàng)A正確；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，為溶液中OH－放電產(chǎn)生O2∶4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，也可以寫成：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，選項(xiàng)B正確；陰極上主要發(fā)生：Ni2＋＋2e－===Ni，但是如果溶液pH太小，c(H＋)較大，可能發(fā)生：2H＋＋2e－===H2↑，而使鎳的回收率低，選項(xiàng)C正確；濃縮室得到1 L 0.5 mol/L鹽酸時(shí)，則有0.4 mol Cl－進(jìn)入濃縮室，電路上有0.4 mol電子通過，如果陰極只有Ni2＋放電，則會(huì)析出0.2 mol Ni，即11.8 g鎳，但是由于陰極還發(fā)生了2H＋＋2e－===H2↑，所以得到鎳的質(zhì)量小于11.8 g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

16、 10．(1)(2018·江淮十校調(diào)研)用原電池原理可以除去酸性廢水中的三氯乙烯、AsO，其原理如圖所示(導(dǎo)電殼內(nèi)部為納米零價(jià)鐵)。 在除污過程中，納米零價(jià)鐵中的Fe為原電池的__負(fù)__極 (填“正”或“負(fù)”)，寫出C2HCl3在其表面被還原為乙烷的電極反應(yīng)式為__C2HCl3＋5H＋＋8e－===C2H6＋3C1－__。 (2)(2018·武漢三模)根據(jù)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O 設(shè)計(jì)圖示裝置，以惰性電極電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，圖中右側(cè)電極與電源的__正極__極相連，其電極反應(yīng)式為　4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(或2H2O－4e－===O2↑

17、＋4H＋)　。透過交換膜的離子為__Na＋__，該離子移動(dòng)的方向?yàn)開_b→a__ (填“a→b”或“b→a”)。 (3)(2018江淮十校聯(lián)考)含有氮的的氧化物NOx尾氣也可用電解法進(jìn)行處理，其裝置圖如下(C1、C2均為碳棒)： ①與鉛蓄電池中二氧化鉛電極相連的應(yīng)該是：__C1__(C1、C2)，②寫出C2電極反應(yīng)式：__2NOx＋4xe－＋4xH＋===N2↑＋2xH2O__。③若右側(cè)溶液質(zhì)量增加18 g，則鉛蓄電池中有__207__g鉛放電。 解析　(1)由圖可知，納米零價(jià)鐵中Fe失電子作負(fù)極，C2HCl3在其表面被還原為乙烷，根據(jù)電荷守恒和原子守恒，該電極反應(yīng)式為：C2HC

18、l3＋5H＋＋8e－===C2H6＋3C1－。(2)根據(jù)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O 反應(yīng)可知：右側(cè)b內(nèi)溶液中氫離子濃度增大，平衡右移，說明溶液中氫氧根離子失電子變?yōu)檠鯕?，發(fā)生氧化反應(yīng)，該極為陽極，與電源的正極相連接，因此圖中右側(cè)電極與電源的正極相連；其電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；根據(jù)圖示可知透過交換膜的離子為Na＋；鈉離子向陰極移動(dòng)，即向電解池的左側(cè)a方向移動(dòng)，即b→a。(3)由圖可知C2發(fā)生NOx→N2↑，氮元素被還原，故C2為陰極接鉛蓄電池負(fù)極即Pb電極，故PbO2電極接C1；C1電極反應(yīng)為：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，C2電極反應(yīng)為：2NOx＋

19、4xe－＋4xH＋===N2↑＋2xH2O，設(shè)鉛蓄電池中有y g Pb放電，則電路上有×2 mol e－通過，則有×2 mol H＋流向右側(cè)，右側(cè)通過電極反應(yīng)增重：×2×，即×2×＝18，故y＝207 g。 11．(2018·衡水三模)某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝置如圖連接，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題： (1)電源A極的名稱是__正極__(正極或負(fù)極)。 (2)電解一段時(shí)間后，甲裝置中要加入80 g CuO和3 mol H2O才能恢復(fù)至通電前的狀態(tài)，則電路上通過的電子個(gè)數(shù)為__8NA__。 (3) 假如乙裝置的

20、溶液體積為2 L，食鹽水足量，若溶液的pH從7變成14，則兩極總共產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為__44.8__L。如果此時(shí)將電路斷開，將EF直接相連，電路上有電流產(chǎn)生，兩極電極反應(yīng)式分別為：E__Cl2＋2e－===2Cl－__，F(xiàn)__H2－2e－＋2OH－===2H2O__ 。 (4)欲用丙裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是__銀__(填“銅”或“銀”)，電鍍液的主要成分是__AgNO3__(填化學(xué)式)。 (5)欲用丙裝置精煉銅，G應(yīng)該是__粗銅__(填“粗銅”或“精銅”)，電解一段時(shí)間后電解液中的銅離子濃度 __減小__(填“增大”或“不變”或“減小”)，假如粗銅中雜質(zhì)只有鐵和鋅，精煉結(jié)束后溶液總質(zhì)量

21、不變，則鐵和鋅的物質(zhì)的量之比為__1∶8__。 (6)裝置丁中的現(xiàn)象是__X極附近紅褐色變淺，Y極附近紅褐色變深__。 解析　(1)向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色，說明該極上氫離子放電，所以該電極是陰極，A是電源的正極。(2)甲裝置中要加入80 g CuO氧化銅和3 mol H2O才能恢復(fù)至通電前的狀態(tài)，可見陰極先析出銅，后產(chǎn)生氫氣，陽極產(chǎn)生氧氣，由加入的氧化銅和水的量可知，電解過程中產(chǎn)生的氧氣為2 mol，所以電路上有8 mol電子通過；(3)電解飽和氯化鈉溶液離子方程式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－，由pH變化可知產(chǎn)生的n(OH－)＝2 mol，所以產(chǎn)生的Cl2和H2各1 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，共44.8 L。將電路斷開，將EF直接相連，電路上有電流產(chǎn)生，說明產(chǎn)生的Cl2和H2形成了原電池，據(jù)此可以寫出兩極電極反應(yīng)式。(4)欲用丙裝置給銅鍍銀，陰極為銅，陽極應(yīng)該是銀，電鍍液的主要成分是AgNO3溶液。(5)精煉銅時(shí)，陽極應(yīng)為粗銅，陰極應(yīng)為精銅，電解質(zhì)溶液為銅鹽。由于粗銅中的鐵和鋅均比銅活潑，所以二者均溶解，相當(dāng)于發(fā)生了：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，根據(jù)溶液總質(zhì)量不變可求出鐵和鋅的物質(zhì)的量之比。(6)膠體可以發(fā)生電泳，且氫氧化鐵膠粒帶正電荷，據(jù)此可知丁中的現(xiàn)象。