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【状元之路】2022届高考化学 二轮热点专题专练钻石卷 2-10电化学原理及应用 新人教版
【状元之路】2022届高考化学 二轮热点专题专练钻石卷 2-10电化学原理及应用 新人教版
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高考专题训练(十) 电化学原理及应用一、选择题1.(2022·郑州质量预测)综合如图判断,下列说法正确的是( )A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D.放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大解析 装置Ⅰ中,由于Zn比Fe活泼,所以Zn作原电池的负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;Fe作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。由于正极有OH-生成,因此溶液的pH增大。装置Ⅱ中,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+;Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑。正极由于不断消耗H+,所以溶液的pH逐渐增大。据此可知A、B项皆错,D项正确。在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,所以C项错误。答案 D2.(2022·北京期末)铅蓄电池的结构示意图如图所示。下列说法正确的是( )A.放电时,N为负极,其电极反应式为PbO2+SO+4H++2e-===PbSO4+2H2OB.放电时,c(H2SO4)不变,两极的质量增加C.充电时,阳极反应式为PbSO4+2e-===Pb+SOD.充电时,若N连电源正极,则该极生成PbO2解析 铅蓄电池放电时,负极(Pb)的电极反应式为Pb+SO-2e-===PbSO4,正极(PbO29\n)的电极反应式为PbO2+4H++SO+2e-===2PbSO4+2H2O,总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。因此,放电时N为正极,A项错误。放电时,c(H2SO4)减小,B项错误。充电是放电的逆过程,则充电时阳极反应式为PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO,故C项错误、D项正确。答案 D3.(2022·山东)下列叙述中不正确的是( )A.原电池是将化学能转化为电能的装置B.轮船底部镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀C.钢铁发生电化学腐蚀时,负极反应为Fe-3e-===Fe3+D.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极解析 钢铁发生电化学腐蚀时,负极反应为Fe-2e-===Fe2+。答案 C4.(2022·河北质量监测)镁H2O2酸性燃料电池采用海水作为电解质(加入一定量的酸),下列结论不正确的是( )A.电池总反应式为Mg+H2O2===Mg(OH)2B.该电池的正极反应式为H2O2+2H++2e-===2H2OC.工作时,正极周围海水的pH增大D.电池工作时,负极的镁被氧化解析 在酸性电解质溶液中,镁H2O2酸性燃料电池的总反应式为Mg+2H++H2O2===Mg2++2H2O,故A项错误;正极反应式为H2O2+2H++2e-===2H2O,故B项正确;正极氢离子不断反应,pH增大,C项正确;镁是活泼金属,作为电池的负极,化合价升高,被氧化,D项正确。答案 A5.(2022·全国)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④解析 ①②相连时,外电路电流从②流向①,说明①为负极;①③相连时,①为负极;②④相连时,②上有气泡,说明④为负极;③④相连时,③的质量减少,说明③为负极。综上所述可知,这四种金属活动性由大到小的顺序为①③④②,B项正确。答案 B6.(2022·湖北八校联考)下列说法正确的是( )A.以稀硫酸作电解质溶液,锌铜分别作电极构成的原电池中,锌极上有气泡生成9\nB.向铁棒上镀铜时,铁作阳极,氯化铜溶液作电解质溶液C.工业上以石墨作电极电解熔融的AlCl3制取Al时,每产生1molAl,阳极就产生33.6L氯气D.在潮湿的环境下,黄铜(锌铜合金)比纯铜更耐腐蚀解析 以稀硫酸作电解质溶液,锌铜分别作电极构成的原电池中,锌是负极,发生氧化反应,铜是正极,H+在正极发生还原反应,生成氢气,A项错误;向铁棒上镀铜时,应用铜作阳极,铁作阴极,B项错误;工业上不用电解熔融AlCl3的方法制取Al,而是用电解熔融Al2O3的方法,C项错误;在潮湿的环境下,黄铜中铜和锌构成原电池,锌作负极被腐蚀,铜不被腐蚀,所以黄铜比纯铜更耐腐蚀,D项正确。答案 D7.(2022·山东模拟)现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解,下列有关电极产物的判断正确的是( )A.阴极产物是氢气B.阳极产物是氧气C.阴极产物是铝和氧气D.阳极产物只有氯气解析 将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3,电解熔解的Al2O3,阳极为O2-放电,阳极产物为氧气;阴极为Al3+放电,阴极产物为Al。答案 B8.(2022·江西联考)两串联的电解池,甲池盛有CuSO4溶液,乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液,用惰性电极电解,当甲池的阴极上析出1.6gCu时,乙池的阴极上析出0.45g固体,则乙池的溶质可能是( )A.Cu(NO3)2B.Al(NO3)3C.NH4NO3D.Mg(NO3)2解析 从离子的放电顺序分析,分别电解Al(NO3)3、NH4NO3、Mg(NO3)2的溶液时,阴极都不会析出固体,只有电解Cu(NO3)2溶液时才会在阴极析出铜。答案 A9.(双选)(2022·江苏联考)用吸附了氢气的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是( )9\nA.放电时,负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-===2H2OB.充电时,阳极的电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-===NiO(OH)+H2OC.放电时,OH-移向镍电极D.充电时,将电池的碳电极与外电源的正极相连解析 根据图中用电器上的电子流向可知碳电极是负极,镍电极是正极。A项,负极发生氧化反应,故正确;B项,放电时的正极在充电时与电源的正极相连,即为阳极,阳极发生氧化反应,充电过程即补充电极材料的过程,故正确;C项,放电时,阴离子向负极移动,即向碳电极移动,故错误;D项,充电时应将碳电极与外电源的负极相连,错误。答案 AB10.(2022·浙江)以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图。下列说法不正确的是( )A.在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e-===2OH-+H2↑B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H+浓度增大,使平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O向右移动C.该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑D.测定阳极液中K和Cr的含量,若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d,则此时铬酸钾的转化率为1-9\n解析 分析该制备过程,K2CrO4在转变为K2Cr2O7的过程中没有发生化合价的变化,制备过程是通过电解的方法改变溶液的pH来实现的。阴极的反应式是2H2O+2e-===2OH-+H2↑,阳极的反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,电解过程中阳极区的c(H+)增大,促进平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O向右移动,总反应式为4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑。若设加入反应容器内的K2CrO4为1mol,反应中有xmolK2CrO4转化为K2Cr2O7,则阳极区剩余的K2CrO4为(1-x)mol,其对应的nK=2(1-x)mol,nCr(1-x)mol,生成的K2Cr2O7为x/2mol,其对应的nK=xmol,nCr=xmol,由nK/nCr=d可得,x=2-d,转化率为(2-d)/1。答案 D二、非选择题11.某课外活动小组用如图所示装置进行实验,请回答下列问题:(1)若开始实验时开关K与a连接,则B极的电极反应式为________________。(2)若开始实验时开关K与b连接,则下列说法正确的是________(填序号)。①溶液中Na+向A极移动②从A极逸出的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝③反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度(3)该小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理,用如图所示装置电解K2SO4溶液。9\n①该电解槽的阳极反应式为__________________,通过阴离子交换膜的离子数________(填“>”、“<”或“=”)通过阳离子交换膜的离子数;②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH,则a、b、c、d由小到大的顺序为________;③电解一段时间后,B口与C口产生气体的质量比为________。解析 (1)开关K与a相连,则该装置为原电池,B极为负极,电极反应式为:Fe-2e-===Fe2+。(2)若K与b相连,则该装置为电解池,A极为阳极,B极为阴极;①阳离子向阴极移动,即Na+向B极移动;②A极逸出的气体为氯气,它可使湿润的淀粉KI试纸变蓝,正确;③因为电解过程中产生氢气和氯气,故需通入HCl气体,而不是加入盐酸,错误。(3)①因为阳极加入有H2SO4,故阳极的电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+(写4OH--4e-===2H2O+O2↑也对),由于在阴极放电的是H+,其中透过阳离子交换膜的H+数与透过阴离子交换膜的OH-数相等,根据溶液呈电中性知,透过阳离子交换膜的K+数大于透过阴离子交换膜的SO数,故应填“<”;②因电解后生成的硫酸和氢氧化钾溶液的浓度均比原来的大,故b<a,c<d,结合碱溶液的pH大于酸溶液的pH,则有b<a<c<d;③B口产生的气体是O2,C口产生的气体是氢气,根据得失电子守恒得两者物质的量之比为1:2,质量比为8:1。答案 (1)Fe-2e-===Fe2+(2)②(3)①2H2O-4e-===O2↑+4H+(写4OH--4e-===2H2O+O2↑也可) <②b<a<c<d③8:112.(2022·长春调研)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。9\n(1)肼的结构式为_____________________________________________________________________。(2)如图是一个电化学过程示意图。①铂片上发生的电极反应是_______________________________________________________________________;②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化为128g,则肼—空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积百分含量为20%)。(3)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,生成产物无污染。电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时负极的电极反应式是_______________________________________________________________________。解析 本题以联氨为背景考查了原电池及电解池的相关知识。(1)根据N、H的原子结构特点,可以推断肼的结构式为(2)①铂片与电源负极相连,为阴极,Cu2+在阴极发生还原反应:Cu2++2e-===Cu。②根据该装置中各电极上通过的总电量相等,则电池正极上O2得电子总数与电解池阳极上Cu失电子总数相等,故4n(O2)=2n(Cu),则n(O2)=×=1(mol),则消耗标准状况下空气的体积为5×22.4L=112L。(3)负极为肼放电,且电解质KOH溶液参与反应,电极反应为N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O。9\n答案 (1)(2)①Cu2++2e-===Cu②112(3)N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O13.(2022·山西模拟)如图,E为沾有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。A、B分别为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极材料,它在碱性溶液中可以视为惰性电极。G为电流计,K为开关。C、D和电解池中都充满KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液,打开K,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。(1)R为________(填“正”或“负”)极。(2)A极附近溶液的现象是________,B极附近发生的电极反应式为________________________________________________________________________。(3)滤纸上的紫色点向________(填“A”或“B”)方移动。(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,C中的电极为________(填“正”或“负”)极,电极反应式为_________________________________________________________________________________。解析 电解KOH溶液是电解水,两极分别产生氢气和氧气,因为相同条件下产生氢气的体积是氧气体积的两倍,C管中气体体积比D管中的大,所以C管中收集到的是氢气,D管中收集到的是氧气。(1)氢气是在阴极产生的,所以M是阴极,与之相连的R是电源的负极。(2)B是电解池的阳极,A是电解池的阴极。电解Na2SO4溶液相当于电解水,电解时H+9\n移动到A极(阴极)得电子被还原为氢气,破坏了A极附近水的电离平衡,导致A极附近溶液显碱性,使酚酞试液变红。B极OH-被氧化,放出氧气。(3)KMnO4溶液中,紫色的阴离子MnO向阳极(B极)移动。(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,此时装置变为燃料电池。经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,氢气和氧气反应生成水,在碱性条件下,C中氢气发生氧化反应,电极方程式为:2H2+4OH--4e-===4H2O。答案 (1)负(2)溶液变红 4OH--4e-===2H2O+O2↑(3)B(4)负 2H2+4OH--4e-===4H2O9
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-26 00:18:10
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