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精品文檔你我共享知識(shí)改變命運(yùn)專(zhuān)題檢測(cè)卷(八)第5講電化學(xué)原理(45分鐘100分)一、選擇題(此題包括7小題,每題6分,共42分)1.(2023·上海高考)右圖裝置中發(fā)生反響的離子方程式為:Zn+2H+====Zn2++H2↑,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是〔〕A.a、b不可能是同種材料的電極B.該裝置可能是電解池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸C.該裝置可能是原電池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸D.該裝置可看作是銅-鋅原電池,電解質(zhì)溶液是稀硫酸2.(2023·北京高考)人工光合作用能夠借助太陽(yáng)能,用CO2和H2O制備化學(xué)原料。如圖是通過(guò)人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖,以下說(shuō)法不正確的是〔〕A.該過(guò)程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程B.催化劑a外表發(fā)生氧化反響,有O2產(chǎn)生C.催化劑a附近酸性減弱,催化劑b附近酸性增強(qiáng)D.催化劑b外表的反響是CO2+2H++2e-====HCOOH3.(2023·大綱版全國(guó)卷)①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí),外電路電流從②流向①;①③相連時(shí),③為正極;②④相連時(shí),②上有氣泡逸出;③④相連時(shí),③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是〔〕A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④4.(2023·三明質(zhì)檢)如下圖,將兩燒杯用導(dǎo)線(xiàn)如圖相連,Pt、Cu、Zn、C分別為四個(gè)電極,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后,那么以下表達(dá)正確的是〔〕A.C電極為電解池的陽(yáng)極B.Cu電極附近OH-濃度增大C.Na+移向Pt電極D.Pt電極上有O2生成5.(2023·莆田一模)電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如下圖,其中陰極和陽(yáng)極均為惰性電極。測(cè)得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,以下說(shuō)法正確的是〔〕A.a極與電源的負(fù)極相連B.產(chǎn)物丙為硫酸溶液C.離子交換膜d為陰離子交換膜D.a電極反響式:2H2O+2e-====H2↑+2OH-6.(2023·海南高考)Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池,電池反響方程式為:2AgCl+Mg====Mg2++2Ag+2Cl-。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是〔〕A.Mg為電池的正極B.負(fù)極反響為AgCl+e-====Ag+Cl-C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上應(yīng)急照明供電7.(2023·浙江高考)以鉻酸鉀為原料,電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下:以下說(shuō)法不正確的是〔〕A.在陰極室,發(fā)生的電極反響為:2H2O+2e-====2OH-+H2↑B.在陽(yáng)極室,通電后溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬?,是因?yàn)殛?yáng)極區(qū)H+濃度增大,使平衡2CrQUOTE+2H+Cr2QUOTE+H2O向右移動(dòng)C.該制備過(guò)程總反響的化學(xué)方程式為:4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑D.測(cè)定陽(yáng)極液中K和Cr的含量,假設(shè)K與Cr的物質(zhì)的量之比(nK/nCr)為d,那么此時(shí)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為1-QUOTE二、非選擇題(此題包括4小題,共58分)8.(13分)電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過(guò)電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉積下來(lái),具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層,刮去(或撇掉)浮渣層,即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水,設(shè)計(jì)裝置示意圖,如下圖?!?〕實(shí)驗(yàn)時(shí)假設(shè)污水中離子濃度較小,導(dǎo)電能力較差,產(chǎn)生氣泡速率緩慢,無(wú)法使懸浮物形成浮渣。此時(shí),應(yīng)向污水中參加適量的________。A.BaSO4B.CH3CH2OHC.Na2SO4D.NaOH〔2〕電解池陽(yáng)極發(fā)生了兩個(gè)電極反響,其中一個(gè)反響生成一種無(wú)色氣體,那么陽(yáng)極的電極反響式分別是Ⅰ.___________________________________________________;Ⅱ.___________________________________________________?!?〕電極反響Ⅰ和Ⅱ的生成物反響得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是_____________________________________________________?!?〕該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料作電極。為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定,電池工作時(shí)必須有局部A物質(zhì)參加循環(huán)(見(jiàn)上圖),A物質(zhì)的化學(xué)式是________________。9.(13分)(2023·漳州聯(lián)考)〔1〕甲醇(CH3OH)是重要的能源物質(zhì),研究甲醇具有重要意義。為提高甲醇燃料的利用率,科學(xué)家創(chuàng)造了一種燃料電池,電池的一個(gè)電極通入空氣,另一個(gè)電極通入甲醇?xì)怏w,電解質(zhì)是摻入了Y2O3的ZrO2晶體,在高溫下它能傳導(dǎo)O2-。電池工作時(shí)正極反響式為_(kāi)__________________。假設(shè)以該電池為電源,用石墨做電極電解100mL含有如下離子的溶液。離子Cu2+H+Cl-c/mol·L-11441電解一段時(shí)間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體時(shí)(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象),陽(yáng)極上收集到氧氣的物質(zhì)的量為_(kāi)_____mol。〔2〕甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:通電后將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用以下圖裝置模擬上述過(guò)程:①寫(xiě)出陽(yáng)極電極反響式_________________;②除去甲醇的離子反響為6Co3++CH3OH+H2O====CO2↑+6Co2++6H+,該過(guò)程中被氧化的元素是____________,當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCO2時(shí),共轉(zhuǎn)移電子________mol。10.(18分)Ⅰ.(2023·山東高考)〔1〕CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,以下說(shuō)法正確的是________。a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反響c.溶液中Cu2+向陽(yáng)極移動(dòng)d.利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬〔2〕利用反響2Cu+O2+2H2SO4====2CuSO4+2H2O可以制備CuSO4,假設(shè)將該反響設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反響式為_(kāi)___________________。Ⅱ.(2023·福建高考)〔1〕電鍍時(shí),鍍件與電源的____________極連接?!?〕化學(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反響生成金屬單質(zhì)沉淀在鍍件外表形成的鍍層。假設(shè)用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅,應(yīng)選用______(填“氧化劑〞或“復(fù)原劑〞)與之反響。Ⅲ.(2023·重慶高考)尿素[CO(NH2)2]是首個(gè)由無(wú)機(jī)物人工合成的有機(jī)物。人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如圖:〔1〕電源的負(fù)極為_(kāi)_____(填“A〞或“B〞)?!?〕陽(yáng)極室中發(fā)生的反響依次為_(kāi)_______、________?!?〕電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將________;假設(shè)兩極共收集到氣體13.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),那么除去的尿素為_(kāi)_______g。11.(14分)(2023·海南高考)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH4和O2,電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn),如下圖。答復(fù)以下問(wèn)題:〔1〕甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反響分別為_(kāi)_______________、______________?!?〕閉合K開(kāi)關(guān)后,a、b電極上均有氣體產(chǎn)生,其中b電極上得到的是________,電解氯化鈉溶液的總反響方程式為_(kāi)________________________;〔3〕假設(shè)每個(gè)電池甲烷通入量為1L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),且反響完全,那么理論上通過(guò)電解池的電量為_(kāi)_____(法拉第常數(shù)F=9.65×104C·mol-1,列式計(jì)算),最多能產(chǎn)生的氯氣體積為答案解析1.【解析】選A。此題通過(guò)電化學(xué)知識(shí)意在考查考生的電化學(xué)知識(shí)和考生對(duì)問(wèn)題的分析、處理能力。圖示裝置既可以是電解池,陽(yáng)極的電極材料為Zn、陰極的電極材料為Zn或其他可導(dǎo)電的材料,如Cu、石墨等,電解質(zhì)溶液為鹽酸或硫酸等,故A項(xiàng)錯(cuò)、B項(xiàng)正確;該裝置也可以是原電池,此時(shí)電池負(fù)極材料為Zn、正極材料為比Zn活潑性差的可導(dǎo)電的材料,如Cu、石墨等,電解質(zhì)溶液為鹽酸或硫酸等,故C、D項(xiàng)正確。2.【解析】選C。題中沒(méi)有外加電源,應(yīng)是原電池裝置,由給出的反響物和生成物得出電池反響為2CO2+2H2O====2HCOOH+O2,再根據(jù)電子從a流向b,知a為負(fù)極,電極反響式是2H2O-4e-====O2↑+4H+,由于產(chǎn)生H+,其附近酸性增強(qiáng);b是正極,電極反響式是CO2+2H++2e-====HCOOH,由于消耗H+,其附近酸性減弱。3.【解析】選B。具體分析結(jié)論(金屬活動(dòng)性)電流從②流向①,①為負(fù)極①>②①③相連時(shí)③為正極①>③②④相連時(shí)②上有氣泡逸出,②為正極④>②③④相連時(shí)③的質(zhì)量減少,③為負(fù)極③>④4.【解析】選B。閉合開(kāi)關(guān)后,碳和鋅及稀硫酸溶液構(gòu)成原電池,鉑和銅及NaCl溶液構(gòu)成電解池。原電池中鋅作負(fù)極,碳是正極,在電解池中與鋅相連的銅電極是陰極;與碳相連的Pt電極是陽(yáng)極,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;閉合開(kāi)關(guān)后NaCl溶液中的H+在銅電極上得電子生成H2,所以銅電極附近的OH-濃度增大,導(dǎo)致溶液中的Na+向銅電極移動(dòng),所以B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;NaCl溶液中的Cl-在Pt電極上失電子生成Cl2,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.【解析】選B。電解硫酸鈉溶液實(shí)質(zhì)上是電解水,根據(jù)同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2可推知,甲為O2,乙為H2,那么a極為陽(yáng)極,b極為陰極。a極與電源正極相連,SQUOTE、OH-移向a極,c為陰離子交換膜,OH-放電,產(chǎn)物丙為硫酸溶液。b極與電源負(fù)極相連,Na+、H+移向b極,d為陽(yáng)離子交換膜,H+放電,產(chǎn)物丁為NaOH溶液。綜上所述,B正確。6.【解析】選D。Mg失去電子發(fā)生氧化反響,是電池的負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;負(fù)極反響為Mg-2e-====Mg2+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg-AgCl電池能夠被海水激活,改用KCl作電解質(zhì)溶液也能夠激活該電池,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg-AgCl電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能用于海上應(yīng)急照明供電,D項(xiàng)正確。7.【解析】選D。由反響的裝置分析,惰性電極為陽(yáng)極,那么電解該溶液的實(shí)質(zhì)是電解水,所以陽(yáng)極是溶液中的氫氧根離子失電子,而陰極是氫離子得電子,故在陰極發(fā)生的電極反響為2H2O+2e-====2OH-+H2↑,A對(duì);由于陽(yáng)極氫氧根離子放電所以剩余大量的氫離子,會(huì)使氫離子的濃度變大,故使平衡2CrQUOTE+2H+Cr2QUOTE+H2O向右移動(dòng),B對(duì);根據(jù)陰、陽(yáng)極放電的離子可以得知總反響式為4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑,C對(duì);假設(shè)陽(yáng)極區(qū)的K的物質(zhì)的量為d,那么Cr的物質(zhì)的量為1。設(shè)CrQUOTE的轉(zhuǎn)化量是x,那么消耗的H+的物質(zhì)的量為x,那么進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)的K+的物質(zhì)的量為x,由此可知K+的總物質(zhì)的量為d+x。n(K2CrO4)=1/2n(K+)=n(Cr),所以1/2(d+x)=1,x=2-d,CrQUOTE的轉(zhuǎn)化率為x/1=2-d,所以D項(xiàng)錯(cuò)。8.【解析】〔1〕為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性,因此可選用易溶性強(qiáng)電解質(zhì)溶液,排除A和B,考慮到題中要求電解時(shí)保持污水的pH在5.0~6.0之間,因此不能添加NaOH。〔2〕電解時(shí)鐵作陽(yáng)極,因此主要發(fā)生Fe-2e-====Fe2+,同時(shí)也發(fā)生副反響,即溶液中的OH-失電子被氧化生成O2?!?〕根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒即可得離子方程式?!?〕由于原電池的負(fù)極產(chǎn)物有水生成,所以負(fù)極必有CQUOTE參加反響,同時(shí)根據(jù)碳守恒可知A必為CO2,負(fù)極反響式可表示為CH4+4CQUOTE-8e-====5CO2+2H2O。答案:〔1〕C〔2〕Fe-2e-====Fe2+4OH--4e-====2H2O+O2↑〔3〕4Fe2++10H2O+O2====4Fe(OH)3↓+8H+〔4〕CO29.【解析】〔1〕正極上氧氣得電子生成氧離子,電極反響式為O2+4e-====2O2-;n(Cu2+)=0.1mol,n(H+)=0.4mol,n(Cl-)=0.4mol,n(SQUOTE)=0.1mol,要想使兩極得到相同體積的氣體,陽(yáng)極上有氧氣生成,設(shè)氧氣的物質(zhì)的量為x,電解時(shí)陰陽(yáng)極上得失電子數(shù)相等,所以0.1mol×2+(x+0.2)mol×2=4x+0.4mol×1,x=0.1mol。〔2〕①陽(yáng)極上二價(jià)鈷離子失電子生成三價(jià)鈷離子,電極反響式為Co2+-e-Co3+②失電子的物質(zhì)作復(fù)原劑,被氧化,所以被氧化的是C或碳;6Co3++CH3OH+H2O====CO2↑+6Co2++6H+轉(zhuǎn)移e-22.4L6mol2.24L0.6mol故轉(zhuǎn)移電子0.6mol。答案:〔1〕O2+4e-====2O2-0.1〔2〕①Co2+-e-====Co3+②C或碳0.610.【解析】Ⅰ.〔1〕在電解過(guò)程中,會(huì)有一局部電能損失轉(zhuǎn)化為熱能,因此電能不可能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,a錯(cuò)誤;c項(xiàng),溶液中的Cu2+應(yīng)向陰極(精銅)移動(dòng),c錯(cuò)誤;正確答案為b、d?!?〕此題可采取兩種方法書(shū)寫(xiě):一是直接法,通過(guò)化學(xué)反響可以看出,O2發(fā)生復(fù)原反響,正極反響物一定為O2,其對(duì)應(yīng)的復(fù)原產(chǎn)物為H2O,故正極的電極反響為:O2+4e-+4H+====2H2O;方法二:先寫(xiě)出負(fù)極電極反響:銅作為負(fù)極反響物,氧化產(chǎn)物為CuSO4,故其電極反響式為Cu-2e-+SQUOTE====CuSO4,在電量相同的前提下,用總反響式減去該電極反響式,可得正極的電極反響式為O2+4e-+4H+====2H2O。Ⅱ.〔1〕電鍍時(shí),鍍層金屬作電解池的陽(yáng)極,鍍件作電解池的陰極,與電源的負(fù)極相連?!?〕鍍銅是將Cu2+變成Cu,需要參加復(fù)原劑與之反響。Ⅲ.〔1〕圖中產(chǎn)生氯氣的電極為陽(yáng)極,與陽(yáng)極相連的電極為正極;〔2〕根據(jù)圖中信息,陽(yáng)極上先產(chǎn)生氯氣,氯氣具有氧化性,尿素中的氮原子為-3價(jià),具有復(fù)原性,兩者相遇發(fā)生氧化復(fù)原反響。〔3〕反響過(guò)程中實(shí)際上發(fā)生兩個(gè)反響(條件略去):2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑CO(NH2)2+3Cl2+H2O====N2+CO2+6HCl兩方程式相加消去中間產(chǎn)物可得:總反響方程式:CO(NH2)2+H2O====N2↑+CO2↑+3H2↑由此可知反響的最終結(jié)果是沒(méi)有酸或者堿生成,陰極室的酸堿性不會(huì)發(fā)生改變;兩極產(chǎn)生的氣體是氫氣、氮?dú)夂投趸?,根?jù)反響方程式假設(shè)設(shè)氫氣的物質(zhì)的量為x,氮?dú)夂投趸几鳛閤/3,x=0.36mol,然后根據(jù)總反響方程式計(jì)算出尿素的量。答案:Ⅰ.〔1〕b、d〔2〕4H++O2+4e-====2H2OⅡ.〔1〕負(fù)〔2〕復(fù)原劑Ⅲ.〔1〕B〔2〕2Cl--2e-====Cl2↑CO(NH2)2+3Cl2+H2O====N2+CO2+6HCl〔3〕不變7.211.【解析】〔1〕在堿性環(huán)境下,該燃料電池的總反響為:CH4+2O2+2OH-====C

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