(北京專用)2019版高考化學一輪復習 專項突破三 電化學高考命題的探究

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1、 ．．． 專項突破三 電化學高考命題的探究 1.某興趣小組為了分析電解硝酸溶液時放電的離子,設計了如圖裝置進行實驗(石墨電極)。電解過程 中,X?極產生了紅棕色氣體,則下列說法不合理的是( ) A.a?極為負極,b?極為正極 B.電解時,Y?極附近溶液?pH?降低 C.相同條件下,陰、陽兩極產生的氣體體積比是?2∶1 D.X?極的電極反應式是:2H++N +e-????NO2↑+H2O 2.電化學降解?N 的原理如圖所示。下列說法中不正確的是(???)

2、 A.鉛蓄電池的?A?極為正極,電極材料為?PbO2 B.鉛蓄電池工作過程中負極質量增加 C.該電解池的陰極反應為:2N +6H2O+10e- N2↑+12OH- D.若電解過程中轉移?2?mol?電子,則交換膜兩側電解液的質量變化差(Δ?m?左-Δ?m?右)為?10.4?g 3.可給筆記本電腦供電的甲醇燃料電池已經面世,其結構示意圖如下。甲醇在催化劑作用下提供質子(H+) 和電子,電子經外電路、質子經內電路到達另一電極后與氧氣反應,電池總反應為:2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O。下列說法不正確

3、的是( ) A.右電極為電池正極,b?處通入的物質是空氣 B.左電極為電池負極,a?處通入的物質是空氣 1 C.負極反應式為:CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+ D.正極反應式為:O2+4H++4e- 2H2O 4.如圖所示,甲池的總反應為?N2H4+O2 N2+2H2O。下列關于該電池工作時的說法正確的是(??) A.甲池中負極反應為:N2H4-4e- N2+4H+ B.甲池溶液?pH?不變,乙池溶

4、液?pH?減小 C.甲池中消耗?2.24?L?O2,乙池中理論上產生?12.8?g?固體 D.反應一段時間后,向乙池中加一定量?CuO?固體,能使?CuSO4?溶液恢復到原濃度 5.2015?年斯坦福大學研究人員研制出一種可在一分鐘內完成充放電的超常性能鋁離子電池,內部用?AlC 和有機陽離子構成電解質溶液,其放電工作原理如下圖所示。 下列說法中不正確的是( ) A.放電時,鋁為負極、石墨為正極 B.放電時,有機陽離子向鋁電極方向移動 C.放電

5、時的負極反應為?Al-3e-+7AlC D.充電時的陽極反應為?Cn+AlC?-e- 6.如圖是一個電化學過程的示意圖。 4Al2C CnAlCl4 2 請回答下列問題: (1)圖中甲池是 (填“原電池”“電解池”或“電鍍池”,下同),乙池是 。 (2)A(Ag)電極的名稱是 (填“正極”“負極”“陰極”或“陽極”,下同),通入?CH3OH?的電極 為 。 (3)C?電極的反應式為 ,電解一段時間后丙池溶液的?pH (填“增 大”“減小”或“不變”)。

6、 7.(1)某課外活動小組同學用圖?1?裝置進行實驗,試回答下列問題: ①若開始時開關?K?與?a?連接,則鐵發(fā)生電化學腐蝕中的 腐蝕。 ②若開始時開關?K?與?b?連接,則總反應的離子方程式為 。 圖?1 圖?2 (2)芒硝的化學式為?Na2SO4·10H2O,無色晶體,易溶于水,是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物。該小組同學設 想,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,用圖?2?所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫 酸和氫氧化鈉,無論從節(jié)省能源還是從提高原料的利用率方面都更加符合綠色化學理念。

7、 ①該電解槽的陽極反應式為 。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù) (填 “大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。 ②制得的氫氧化鈉溶液從出口(填“A”“B”“C”或“D”) 導出。 ③通電開始后,陰極附近溶液?pH?會增大,請簡述原因: 。 ④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負極的電極反應式為 。 已知?H2?的燃燒熱為?285.8?kJ·mol-1,則該燃料電池工作產生?36?g?液態(tài)?H2O?時,理論上有 kJ?的能 量轉化為電能。 8.某學習小組將有關“電解飽和食鹽水”的相關內容進行梳理,形成如下問題

8、(顯示的電極均為石墨)。 3 (1)圖?1?中,電解一段時間后,氣球?b?中的氣體是 (填化學式),U?形管 (填“左”或“右”)邊 的溶液變紅。 (2)利用圖?2?制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器,電解可制備“84”消毒液的有效成分,則?c?為電源的 極;該發(fā)生器中反應的總離子方程式為 。 (3)氯堿工業(yè)是高耗能產業(yè),一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能?30%以上。該工藝的 相關物質傳輸與轉化關系如圖?3?所示(其中的電極未標出,所用的離子膜都只允許陽離子通過)。

9、 ．．．． 圖?3 ①燃料電池?B?中的電極反應式分別為:負極 ,正極 。 ②分析圖?3?可知,氫氧化鈉的質量分數(shù)?a%、b%、c%由大到小的順序為 。 答案精解精析 1.?答案 C 電解過程中,X?極產生了紅棕色氣體,則?X?極的電極反應式為?2H++N  +e-???NO2↑+H2O,則?X 為電解池的陰極,Y?為電解池

10、的陽極。A?項,a?極為負極,b?極為正極;B?項,電解時,Y?為電解池的陽極,電極 4 反應式為?4OH--4e- O2↑+2H2O,Y?極附近溶液?pH?降低;C?項,由電極反應式知,相同條件下,陰、陽兩極產 生的氣體體積比是?4∶1。 2.?答案 D A?項,Ag-Pt?電極上,N 得電子發(fā)生還原反應,則?Ag-Pt?電極為陰極、Pt?電極為陽極,所以?A 極是正極,電極材料為?PbO2。B?項,鉛蓄電池工作過程中,負極上?Pb?失電子生成硫酸鉛附著在電極板上, C 所以負極質量增加。?項,陰極上?N 得電子發(fā)

11、生還原反應,電極反應式為?2N +6H2O+10e-??N2↑+12OH-。 2H2O+O2↑,轉移?2??mol?電子時生成?0.5?mol??O2?和?2??mol??H,2??mol D?項,電解池中陽極反應式為?4OH--4e- + H+通過質子交換膜轉移到右側,故左側溶液質量改變量為?0.5?mol×32?g·mol-1+2?mol×1?g·mol-1=18?g; 當轉移?2?mol?電子時陰極可生成?mol?N2,同時從左側轉移過來?2?mol?H+,故右側溶液質量變化量為 mol×28?g·mol-1-2?mol×1?

12、g·mol-1=3.6?g,兩側溶液質量變化差為?18?g-3.6?g=14.4?g。 3.?答案 B 由題圖中電子的移動方向得出,左電極為負極,右電極為正極。A?項,右電極為電池正極,b 處通入的物質是空氣;B?項,左電極為電池負極,a?處通入的物質是甲醇;C?項,負極反應式為 CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+;D?項,正極反應式為?O2+4H++4e-??2H2O。 4.?答案 D A?項,電解質溶液為?KOH?溶液,不會生成?H+,正確的電極反應式為?N2H4-4e-+4OH- N2+4H2O;B 項,甲池中生成了水

13、,溶液的?pH?減小;C?項,沒有指明是否為標準狀況下,不能進行計算;D?項,乙池中的總 反應為?2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑,脫離溶液體系的物質組成為?CuO,加入?CuO?可與硫酸發(fā)生反應生 成硫酸銅,從而使?CuSO4?溶液恢復到原濃度。 5.?答案 B A?項,放電時是原電池,鋁的活潑性強于石墨,故鋁為負極、石墨為正極;B?項,在原電池中, 陽離子向正極移動,故有機陽離子由鋁電極向石墨電極方向移動;C?項,放電時,鋁失電子與?AlC?結合生成 Al2C?,電極反應式為?Al-3e-+7AlC 4Al2C?;D

14、?項,充電時,陽極發(fā)生氧化反應,電極反應式為 Cn+AlC?-e- CnAlCl4。 6.?答案 (1)原電池 電鍍池 (2)陽極 負極 (3)2Cl--2e- Cl2↑ 增大 解析 甲池為燃料電池,通入?CH3OH?的一極為負極,通入?O2?的一極為正極。乙池中?Ag?作陽極,AgNO3?溶液 作電解質溶液,故乙池為電鍍池。丙池為電解池,其中?D?為陰極,C?為陽極,陽極的電極反應式為 2Cl--2e- Cl2↑;電解?NaCl?溶液生成?NaOH,故溶液?pH?增大。 5 7.?答案

15、(1)①吸氧 ②2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑ (2)①4OH--4e- 2H2O+O2↑?小于 ②D ③H+放電促進水的電離,使?OH-濃度增大 ④H2-2e-+2OH- 2H2O?571.6 解析 (1)①開關?K?與?a?連接,形成原電池,由于電解質溶液為飽和食鹽水,故鐵發(fā)生吸氧腐蝕。②開關?K 與?b?連接,形成電解池,總反應的離子方程式為?2Cl-+2H2O (2)①該電解槽中陽極上?OH-放電,電極反應式為?4OH--4e- 2OH-+Cl2↑+H2↑。

16、 2H2O+O2↑;由于?S??所帶電荷為?Na+的?2?倍, 所以通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù)。②NaOH?在陰極產生,因此從出口?D?導 出。③通電開始后,陰極上?H+放電,促進水的電離,OH-濃度增大,因此?pH?增大。④堿性氫氧燃料電池中負 極上?H2?放電,電極反應式為?H2-2e-+2OH- 2H2O。由?H2(g)+?O2(g) H2O(l) ΔH=-285.8?kJ·mol-1?可知, 當電池工作產生?36?g?液態(tài)?H2O?時,理論上轉化為電能的能量為?285.8?kJ·mol-1×2?mol=571.6?

17、kJ。 8.?答案 (1)H2 右 (2)負 Cl-+H2O (3)①2H2-4e-+4OH- ClO-+H2↑ 4H2O?O2+4e-+2H2O  4OH- ②b%>a%>c% 解析 (1)圖?1?中,根據(jù)電子流向知,右邊電極是陰極,陰極上氫離子放電生成氫氣,所以氣球?b?中的氣體 是氫氣;陰極附近有?NaOH?生成,溶液呈堿性,無色酚酞遇堿變紅,所以?U?形管右邊溶液變紅。 (2)要制備?NaClO,則?Cl2?應在下面的電極上生成,所以?c?為負極、d?為正極;電池反應為?Cl-+H2O ClO-+H2↑。 (3)①分析圖?3?可知?Y?為?H2。堿性氫氧燃料電池的負極反應式為?2H2-4e-+4OH- 4H2O,正極反應式為 O2+2H2O+4e- 4OH-。 ②由燃料電池的電極反應式可知,負極消耗?OH-,正極生成?OH-,所以?NaOH?的質量分數(shù):b%>a%>c%。 6