2021年高考化學試題分類匯編：電化學基礎

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1、2021年高考化學試題分類匯編：電化學基礎 2010年高考化學試題分類匯編：電化學基礎 1．（2010全國卷1）右圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個點極由有機光敏燃料（S ）涂覆在2TiO 納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構成，電池中發(fā)生的反應為： 22TiO /S TiO /S h ν*??→（激發(fā)態(tài)） +-22TiO /S TiO /S +e *??→ 3I +2e 3I ---??→ 223 2TiO /S 3I 2TiO /S+I +--+??→ 下列關于該電池敘述錯誤．． 的是： A ．電池工作時，是將太陽能轉化為電能 B ．電池工作時，I -離

2、子在鍍鉑導電玻璃電極上放電 C ．電池中鍍鉑導電玻璃為正極 D ．電池的電解質溶液中I -和I 3-的濃度不會減少 【解析】B 選項錯誤，從示意圖可看在外電路中電子由負極流向正極，也即鍍鉑電極做正極，發(fā)生還原反應：I 3-+2e -=3I -；A 選項正確，這是個太陽能電池，從裝置示意圖可看出是個原電池，最終是將光能轉化為化學能，應為把上面四個反應加起來可知，化學物質并沒有減少；C 正確，見B 選項的解析；D 正確，此太陽能電池中總的反應一部分實質就是： I 3-3I -的轉化（還有I 2+I -I 3- ），另一部分就是光敏有機物從激發(fā)態(tài)與基態(tài)的相互轉化而已，所有化學物質最終均不被

3、損耗！ 【答案】B 【命題意圖】考查新型原電池，原電池的兩電極反應式，電子流向與電流流向，太陽能電池的工作原理，原電池的總反應式等，還考查考生變通能力和心理素質，能否適應陌生的情境下應用所學知識解決新的問題等 【點評】本題立意很好，但是考查過為單薄，而且取材不是最新的，在3月份江蘇省鹽城市高三第二次調研考試化學試題第17題（3）問，與此題極為相似的模型，這對一些考生顯得不公平！ 氧化 還原 （2010浙江卷）9. Li-Al/FeS 電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為： 2Li ++FeS+2e - ＝Li 2S+Fe 有關該電池的下列中，正確的是 A. L

4、i-Al 在電池中作為負極材料，該材料中Li 的化合價為+1價 B. 該電池的電池反應式為：2Li+FeS ＝Li 2S+Fe C. 負極的電極反應式為Al-3e -=Al 3+ D. 充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為：2Li s+Fe-22e Li FeS -+=+ 試題解析： 本題涵蓋電解池與原電池的主體內容，涉及電極判斷與電極反應式書寫等問題。根據給出的正極得電子的反應，原電池的電極材料Li-Al/FeS 可以判斷放電時（原電池）負極的電極反應式為Al-3e -=Al 3+。A 、Li 和Al 分別是兩極材料。B 、應有Al 的參加。D 、應當是陽極失電子反應。 本題答案：C

5、 教與學提示： 原電池與電解池的教學一定要重視電極反應式書 寫。電極反應式書寫是原電池和電解池內容或原理的 核心。原電池的教學可以從原電池反應的總反應式： 可以自發(fā)進行的氧化還原反應，負極反應（因負極就 是參加反應的電極）開始。電解池的教學要從外加電源的正負極，分析陽極（活性電極時本身參加反應）開始，最終獲得被進行的氧化還原反應。簡單記?。悍校ㄘ摚┭颍枺┭颍ㄑ趸?。 （2010廣東理綜卷）23.銅鋅原電池（如圖9）工作時，下列敘述正確的是 A 正極反應為：Zn —2e -=Zn 2+ B 電池反應為：Zn+Cu 2+=Zn 2+ +CU C 在外電路中，電子從負極流向正極

6、 D 鹽橋中的K +移向ZnSO 4溶液 解析：Zn 是負極，故A 錯； 電池總反應和沒有形成原電池的氧化還原反應相同，故B 正確； 根據閉合回路的電流方向，在外電路中，電子由負極流向正極，故C 正確； 在溶液中，陽離子往正極移動，故D 錯誤。 答案：BC （2010安徽卷）11.某固體酸燃料電池以CaHSO 4固體為電解質傳遞H ＋ ，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為：2H 2＋O 2＝2H 2O ，下列有關說法正確的是 A.電子通過外電路從b 極流向a 極 B.b 極上的電極反應式為：O 2＋2H 2O ＋4e －＝4OH － C.每轉移0.1 mol 電子，消耗1

7、.12 L 的H 2 D.H ＋由a 極通過固體酸電解質傳遞到b 極 答案：D 解析：首先明確a 為負極，這樣電子應該是通過外電路由a 極流向b ，A 錯；B 選項反應應為O 2+4e -+4H +=2H 2O ; C 沒有告知標準狀況。 （2010福建卷）11．鉛蓄電池的工作原理為：22442222Pb PbO H SO PbSO H O ++=+研讀 右圖，下列判斷不正確的是 A ．K 閉合時，d 電極反應式： 24224224PbSO H O e PbO H SO -+-+-=++ B ．當電路中轉移0．2mol 電子時，I 中消耗的24H SO 為0．2 mol C ．K

8、 閉合時，II 中24SO -向c 電極遷移 D ．K 閉合一段時間后，II 可單獨作為原電池，d 電極為正極 【解析】答案：C 本題考查電化學（原電池、電解池）的相關知識 K 閉合時Ⅰ為電解池，Ⅱ為電解池，Ⅱ中發(fā)生充電反應，d 電極為陽極發(fā)生氧化反應，其反應式為PbSO 4 + 2H 2O -2e - = PbO 2 + 4H + + SO 42- 所以A 正確。在上述總反應式中，得失電子總數為2e -，當電路中轉移0．2mol 電子時，可以計算出Ⅰ中消耗的硫酸的量為0．2mol ，所以B 對。K 閉合一段時間，也就是充電一段時間后Ⅱ可以作為原電池，由于c 表面生成Pb ，放電時做

9、電源的負極，d 表面生成PbO 2，做電源的正極，所以D 也正確。K 閉合時d 是陽極，陰離子向陽極移動，所以C 錯。 （2010江蘇卷）8．下列說法不． 正確的是 A ．鉛蓄電池在放電過程中，負極質量減小，正極質量增加 B ．常溫下，反應()()()2 C s CO g 2CO g +=不能自發(fā)進行，則該反應的0H ?＞ C ．一定條件下，使用催化劑能加快反應速率并提高反應物的平衡轉化率 D ．相同條件下，溶液中3+Fe 、2+Cu 、2+Zn 的氧化性依次減弱 【答案】AC 【解析】本題主要考查的是相關的反應原理。A 項，鉛蓄電池在放電過程中，負極反應為其質量在增加；B 項

10、，該反應是典型的吸熱反應，在常溫下不能自發(fā)進行；C 項，催化劑能改變反應速率，不一定加快，同時它不能改變轉化率；D 項， 可知3Fe +的氧化性大于2Cu + ，綜上分析可知，本題選AC 項。 （2010江蘇卷）11．右圖是一種航天器能量儲存系統原理示意圖。 下列說法正確的是 A ．該系統中只存在3種形式的能量轉化 B ．裝置Y 中負極的電極反應式為： 22O +2H O+4e 4OH --= C ．裝置X 能實現燃料電池的燃料和氧化劑再生 D ．裝置X 、Y 形成的子系統能實現物質的零排放，并能實現化學能與電能間的完全轉化 【答案】C 【解析】本題主要考查的是電化學

11、知識。A 項，在該裝置系統中，有四種能量轉化的關系，即太陽能、電能、化學能和機械能之間的相互轉化；B 項，裝置Y 為氫氧燃料電池，負極電極反應為H 2 -2e - + 2OH - = 2H 2O ；C 項，相當于用光能電解水，產生H 2和O 2，實現燃料（H 2）和氧化劑（O 2）的再生；D 項，在反應過程中，有能力的損耗和熱效應的產生，不可能實現化學能和電能的完全轉化。綜上分析可知，本題選C 項。 （2010天津卷）7．（14分）X 、Y 、Z 、L 、M 五種元素的原子序數依次增大。X 、Y 、Z 、L 是組成蛋白質的基礎元素，M 是地殼中含量最高的金屬元素。 回答下列問題： ⑴

12、L 的元素符號為________ ；M 在元素周期表中的位置為________________；五種元素的原子半徑從大到小的順序是____________________（用元素符號表示）。 ⑵ Z、X 兩元素按原子數目比l∶3和2∶4構成分子A 和B ，A 的電子式為___，B 的結構式為____________。 ⑶ 硒（se）是人體必需的微量元素，與L同一主族，Se原子比L原子多兩個電子層，則Se的原子序數為_______，其最高價氧化物對應的水化物化學式為_______。該族2 ~ 5周期元素單質分別與H2反應生成l mol氣態(tài)氫化物的反應熱如下，表示生成1 mol硒化氫反應熱的是

13、__________（填字母代號）。 a．+99.7 molL－1 b．+29.7 molL－1 c．－20.6 molL－1 d．－241.8 kJmol －1 ⑷ 用M單質作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q 。寫出陽極生成R的電極反應式：______________；由R生成Q的化學方程式：_______________________________________________。 解析：(1)X、Y、Z、L是組成蛋白質的四種元素且原子序數依次增大，故分別為：H、C、N、O元素；M是地殼中含量最高的元素，為Al，其在周期表的

14、位置為第3周第ⅢA族；再根據五種元素在周期表的位置，可知半徑由大到小的順序是：Al＞C＞N＞O＞H。 (2) N和H 1：3構成的分子為NH3，電子式為；2：4構成的分子為N2H4，其結構式為 。 (3)Se比O多兩個電子層，共4個電子層，1→4電子層上的電子數分別為：2、8 、18、6，故其原子序數為34；其最高價氧化物對應的水化物的化學式類似H2SO4，為H2SeO4。 非金屬性越強，與氫氣反應放出的熱量越多，故2→5周期放出的熱量依次是：d、c、b、a，則第四周期的Se對應的是b。 (4)Al作陽極失去電子生成Al3+，Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO2，2Al

15、(OH)3Al 2O3+3H2O。 答案： (1)O 第三周第ⅢA族 Al＞C＞N＞O＞H (2) (3) 34 H2SeO4 b (4) Al-3e-Al3+ Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO22Al(OH)3Al 2O3+3H2O。 命題立意：本題以元素的推斷為背景，綜合考查了元素符號的書寫、元素位置的判斷和原子半徑大小的比較；考查了電子式、結構式的書寫，元素周期律，和電極反應式、化學方程式的書寫，是典型的學科內綜合試題。 （2010山東卷）29．（12分）對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。 （1）以下為鋁材表面處理的一種方法： ①堿

16、洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，原因是______（用離子方程式表示）。為將堿洗槽液中鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的______．。 a ．NH 3 b ．CO 2 c ．NaOH d ．HNO 3 ②以鋁材為陽極，在H 2SO 4 溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應為____。取少量廢電解液，加入NaHCO ，溶液后產生氣泡和白色沉淀，產生沉淀的原因是_____。 （2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是 ______。 （3）利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。 若X 為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K

17、 應置于______處。 若X 為鋅，開關K 置于M 處，該電化學防護法稱為_______。 解析：(1) ①冒氣泡的原因是Al 與NaOH 反應了，方程式為：2Al+2OH -+4H 2O==2Al(OH)4-+3H 2； 使Al(OH)4-生成沉淀，最好是通入CO 2，加HNO 3的話，沉淀容易溶解。 ②陽極是Al 發(fā)生氧化反應，要生成氧化膜還必須有H 2O 參加，故電極反應式為：2Al+3H 2O-6e -Al 2O 3+6H +；加入NaHCO 3溶液后產生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al 3+，和 HCO 3-發(fā)生了互促水解。 (2)電鍍時，陽極Cu 可以發(fā)生氧化反

18、應生成Cu 2+。 (3)鐵被保護，可以是做原電池的負極，或者電解池的陰極，故若X 為碳棒，開關K 應置于N 處，Fe 做陰極受到保護；若X 為鋅，開關K 置于M 處，鐵是做負極，稱為犧牲陽極保護法。 答案： （1）①2Al+2OH -+4H 2O==2Al(OH)4-+3H 2；c ②2Al+3H 2O-6e -Al 2O 3+6H +；因為 Al 3+和HCO 3-發(fā)生了互促水解； Al 3++3HCO 3-== Al(OH)3↓+CO 2↑ (2)陽極Cu 可以發(fā)生氧化反應生成Cu 2+ (3)N 犧牲陽極保護法。 （2010安徽卷）27.（14分）鋰離子電池的廣泛應

19、用使回收利用鋰貨源成為重要課題：某研究性學習小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進行資源回收研究，設計實驗流程如下： （1）第②步反應得到的沉淀X的化學式為。 （2）第③步反應的離子方程式是。 （3）第④步反應后，過濾Li2CO3所需的玻璃儀器有。 若過濾時發(fā)現濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因： 、。 （4）若廢舊鋰離子電池正極材料含LiNB2O4的質量為18.1 g第③步反應中加入20.0mL3.0molL-1的H2SO4溶液。定正極材料中的鋰經反應③和④完全為Li2CO3,剩至少有Na2CO3參加了反應。 答案：（1）Al(O

20、H)3 (2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O (3) 漏斗玻璃棒燒杯；濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣等 （4）5.3 解析：第一步就是鋁溶解在氫氧化鈉溶液中第二步就是偏鋁酸鈉與二氧化碳生成氫氧化鋁，第三步是氧化還原反應，注意根據第一步反應LiMn2O4不溶于水。 第（4）小題計算時要通過計算判斷出硫酸過量。 （2010四川理綜卷）27．(16分) 碘被稱為“智力元素”，科學合理地補充碘可防止碘缺乏病。 碘酸鉀(KIO3)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶 于水。碘酸鉀在酸性介質中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質 碘。以碘為原料，通過電

21、解制備碘酸鉀的實驗裝置如右圖所示。 請回答下列問題： (1)碘是 (填顏色)固體物質，實驗室常用 方法來分離提純含有少量雜質的固體碘。 (2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應： 3I 2+6KOH=5KI+KIO 3+3H 2O ，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。 電解時，陽極上發(fā)生反應的電極反應式為 ；陰極上觀察到的實驗現象是 。 (3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗電解液中是否有I — 。請設計一個檢驗電解液中是否有I —的實驗方案，并按要求填寫下表。 要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實驗儀器及相關

22、用品自選。 試劑：淀粉溶液、碘化鉀淀粉試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸。 (4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下： 步驟②的操作名稱是 ，步驟⑤的操作名稱是 。步驟④洗滌晶體的目的是 。 答案：（1）紫黑色 升華 （2）23222(663)I e I I OH e IO H O ------ -=+-=+或 有氣泡產生 （3） （4）冷卻結晶 干燥 洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質 解析：（1）考查物質的物理性質，較容易。（2）陽極發(fā)生氧化反應失電子 23222(663)I e I I OH e IO H O -------=+-=+或。

23、陰極區(qū)加入氫氧化鉀溶液，電解氫氧 化鉀實質是電解水。（3）考查I - 的檢驗此題借助與碘單質遇淀粉變藍色這一特性，要設法將碘離子轉化為碘單質。（4）考查實驗的基本操作。要求考生對整個流程分析透徹。 （2010重慶卷）29．（14分）釩（V ）及其化合物廣泛應用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領域． （1）V 2O 5是接觸法制硫酸的催化劑． ①一定條件下，2SO 與空氣反映t min 后，2SO 和3SO 物質的量濃度分別為a mol/L 和 b mol/L, 則2SO 起始物質的量濃度為 mol/L ；生成3SO 的化學反應速率為 mol/(Lmin) ． ②工業(yè)制硫酸，尾氣2SO 用

24、_______吸收． （2）全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現化學能和電能相互轉化的裝置，其原理如題29圖所示． ①當左槽溶液逐漸由黃變藍，其電極反應式為 ． ②充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由 色變?yōu)?色． ③放電過程中氫離子的作用是 和 ；充電時若轉移的電子數為3.01?1023個，左槽溶液中n(H +)的變化量為 ． 29．答案（14分） （1）①a b +；/b t ②氨水 （2）①2222VO H e VO H O ++-+++=+ ②綠 紫 ③參與正極反應; 通過交換膜定向移動使電流通過溶液；0.5mol 【解析】本題

25、考查以釩為材料的化學原理題，涉及化學反應速率和電化學知識。 （1） 由S 守恒可得，2SO 的起始濃度為（a+b ）mol/L 。2SO 的速率為單位時間內2SO 濃 度的變化，即b/tmol/(L ﹒min)。2SO 可以用堿性的氨水吸收。 （2） ①左槽中，黃變藍即為22VO +生成2VO +，V 的化合價從+5降低為+4，得一個電子， 0原子減少，從圖中知，其中H +發(fā)生了移動，參與反應，由此寫成電極反應式。②作為原電池，左槽得電子，而右槽失電子。充電作為電解池處理，有槽中則為得電子，對應化合價降低，即為3V +生成2V +，顏色由綠生成紫。③由電極反應式知，H +參與了反應。溶液中離子的定向移動可形成電流。n=N/NA=3.012310/6.02 2310=0.5mol 。 【規(guī)律總結】電化學試題的分析一般是從化合價著手，對于原電池，化合價升高的作為負極，化合價降低的作為正極，兩極方程式相加即可得總反應。對于電解池，化合價升高作為陽極，降低的作為陰極。兩者之間的關系是：正極反應式顛倒即為陽極反應式，負極反應式顛倒即為陰極反應式。