(廣東專版)2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題七 電化學(xué)基礎(chǔ)專題強化練

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1、(廣東專版)2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題七 電化學(xué)基礎(chǔ)專題強化練1下列做法有利于金屬防護的是()A鋼鐵零件表面進行烤藍處理B將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連C菜刀切菜后不洗凈就放回刀架D埋在地下的鋼管與銅塊相連解析:A項,鋼鐵零件容易生銹,如果將鋼鐵零件的表面進行烤藍處理,就能大大增強抗蝕能力,延長使用壽命,正確;B項,鋼鐵制成的閘門與直流電源的正極相連,閘門成為電解池的陽極,加速其腐蝕,錯誤;C項,菜刀切菜后不洗凈,容易發(fā)生吸氧腐蝕,錯誤;D項,鐵比銅活潑,當埋在地下的鋼管與銅塊相連時,鋼管成為原電池的負極,加快了腐蝕,應(yīng)該與比鐵活潑的金屬如鋅塊相連,錯誤。答案:A2(2018

2、泉州一模)鋰空氣電池是一種新型的二次電池,其放電時的工作原理如下圖所示。下列說法正確的是()A電解液中,Li由多孔電極遷移向鋰電極B該電池放電時,負極發(fā)生了還原反應(yīng)C充電時,電池正極的反應(yīng)式為Li2O2=2LiO22eD電池中的電解液可以是有機電解液或稀鹽酸等解析:鋰電極作負極,多孔電極作正極,電解液中,陽離子移向陰極,所以Li由鋰電極遷移向多孔電極,故A錯誤;該電池放電時,負極發(fā)生了氧化反應(yīng),故B錯誤;充電時,電池正極的反應(yīng)式為Li2O2=2LiO22e,故C正確;金屬鋰與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng),所以電池中的電解液不可以是稀鹽酸,故D錯誤。答案:C3(2017海南卷)一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所

3、示,圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H。下列敘述錯誤的是()APd電極b為陰極B陰極的反應(yīng)式為N26H6e=2NH3CH由陽極向陰極遷移D陶瓷可以隔離N2和H2解析:A項,此裝置為電解池,總反應(yīng)是N23H2=2NH3,Pd電極b上是氫氣發(fā)生反應(yīng),即氫氣失去電子化合價升高,Pd電極b為陽極,錯誤;B項,根據(jù)A項分析,Pd電極a為陰極,反應(yīng)式為N26H6e=2NH3,正確;C項,根據(jù)電解池的原理,陽離子在陰極上放電,即有陽離子移向陰極,正確;D項,根據(jù)裝置圖,陶瓷隔離N2和H2,正確。答案:A4.(2018汕頭模擬)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池,其原理如圖,該電池在使用過程中石墨電極上生成氧化

4、物Y,Y可循環(huán)使用。下列說法正確的是()AO2在石墨附近發(fā)生氧化反應(yīng)B該電池放電時NO向石墨電極遷移C石墨附近發(fā)生的反應(yīng):3NO22e=NO2NOD相同條件下,放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為41解析:石墨通入氧氣,發(fā)生還原反應(yīng),為原電池的正極,電極方程式為O22N2O54e=4NO,A錯誤;原電池中陰離子移向負極,NO向石墨電極遷移,B錯誤;石墨為原電池的負極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極方程式為NO2NOe=N2O5,C錯誤;電極方程式分別為NO2NOe=N2O5、O22N2O54e=4NO,則放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為41,D正確。答案:D5.(2018濰坊模擬)我國預(yù)計在202

5、0年前后建成自己的載人空間站,為循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供氧氣。我國科學(xué)家設(shè)計了一種裝置(如圖所示),實現(xiàn)“太陽能電能化學(xué)能”轉(zhuǎn)化,總反應(yīng)為2CO2=2COO2,下列有關(guān)說法不正確的是()A該裝置屬于電解池BX極發(fā)生氧化反應(yīng),Y極發(fā)生還原反應(yīng)C人體呼出的水蒸氣參與Y極反應(yīng):CO2H2O2e=CO2OHDX極每產(chǎn)生標準狀況下22.4 L氣體,有2 mol的OH從Y極移向X極解析:該裝置實現(xiàn)“太陽能電能化學(xué)能”轉(zhuǎn)化,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置為電解池,故A正確;根據(jù)圖中電子的流向“XY”可知,X極為陽極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),Y為陰極,得電子,發(fā)生還原反應(yīng),故B正確;Y為陰極,根據(jù)總反應(yīng)可知,陰極

6、為CO2得電子,生成CO,電極反應(yīng)為CO2H2O2e=CO2OH,故C正確;X極為陽極,OH放電生成氧氣,電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2,每產(chǎn)生標況下22.4 L O2,即1 mol O2,陽極有4 mol OH放電,根據(jù)溶液電中性原理,X電極區(qū)陰離子減少,則會有4 mol OH從Y極透過陰離子交換膜移向X極,使得溶液保持電中性,故D錯誤。故選D。答案:D6.(2018肇慶模擬)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯的裝置如圖所示,使用的電極材料均為惰性電極。下列說法正確的是()Aa為電源的正極B每生成0.1 mol乙烯,同時生成6.72 L O2C陰極反應(yīng)式為2CO212H12e=C2H44H2OD電解過

7、程中,陽極區(qū)溶液中c(H)逐漸減小解析:根據(jù)圖知,右側(cè)電極上OH放電生成O2,則右側(cè)電極為陽極,左側(cè)電極為陰極,連接電解池陰極的電極為原電池負極、連接電解池陽極的電極為原電池正極,所以a為負極、b為正極,故A錯誤;陰極上二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成乙烯和水,電極反應(yīng)式為2CO212H12e=C2H44H2O,陽極反應(yīng)式為2H2O4e=O24H,每生成0.1 mol乙烯,轉(zhuǎn)移1.2 mol電子,生成0.3 mol氧氣,但未注明是否為標準狀況,無法計算氧氣的體積,故B錯誤;陰極上二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成乙烯和水,電極反應(yīng)式為2CO212H12e=C2H44H2O,故C正確;電解過程中陽極反

8、應(yīng)式為2H2O4e=O24H,陽極附近有H生成,所以電解過程中,陽極區(qū)溶液中c(H)逐漸增大,故D錯誤。答案:C7.(2018廣州調(diào)研)海水中含有大量Na、Cl及少量Ca2、Mg2、SO,用電滲析法對該海水樣品進行淡化處理,如圖所示。下列說法正確的是()Ab膜是陽離子交換膜BA極室產(chǎn)生氣泡并伴有少量沉淀生成C淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小為pHApHBpHCDB極室產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍解析:A項,因為陰極是陽離子反應(yīng),所以b為陽離子交換膜,正確;B項,A極室氯離子在陽極失電子產(chǎn)生氯氣,但不產(chǎn)生沉淀,錯誤;C項,淡化工作完成后,A室氯離子失電子產(chǎn)生氯氣,部分溶于水溶液呈酸

9、性,B室氫離子得電子產(chǎn)生氫氣,氫氧根離子濃度增大,溶液呈堿性,C室溶液呈中性,pH大小為pHApHCpHB,錯誤;D項,B極室氫離子得電子產(chǎn)生氫氣,不能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍,錯誤。答案:A8鋰的化合物用途廣泛。Li3N是非常有前途的儲氫材料;LiFePO4、Li2FeSiO4等可以作為電池的正極材料?;卮鹣铝袉栴}:(1)將鋰在純氮氣中燃燒可制得Li3N,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)氮化鋰在氫氣中加熱時可得到氨基鋰(LiNH2),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Li3N2H2LiNH22LiH,氧化產(chǎn)物為_(填化學(xué)式)。在270 時,該反應(yīng)可逆向進行放出H2,因而氮化鋰可作為儲氫材料,儲存氫氣最多可達

10、Li3N質(zhì)量的_%(精確到0.1)。(3)將Li2CO3、FeC2O42H2O和SiO2粉末均勻混合,在800 的氬氣中燒結(jié)6小時制得Li2FeSiO4,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。制備Li2FeSiO4的過程必須在惰性氣體氛圍中進行,其原因是_。(4)將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液,以鐵棒為陽極,石墨為陰極,電解析出LiFePO4沉淀,陽極的電極反應(yīng)為_。解析:(1)反應(yīng)物為金屬鋰和氮氣,生成物為Li3N,因此其反應(yīng)的化學(xué)方程式為6LiN22Li3N。(2)分析給出的化學(xué)方程式中三種元素的化合價,N、Li兩種元素在反應(yīng)前后化合價不變,而H從H2中的0價轉(zhuǎn)化為LiNH2中的1價

11、和LiH中的1價,故LiNH2為氧化產(chǎn)物。由給出的化學(xué)方程式知,35 g (1 mol)Li3N最多可儲存氫氣4 g(2 mol),故儲存氫氣最多可達Li3N質(zhì)量的11.4%。(3)根據(jù)給出的反應(yīng)物L(fēng)i2CO3、FeC2O42H2O、SiO2,生成物之一Li2FeSiO4及反應(yīng)條件,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)中的元素守恒可知生成物還有H2O、CO2及CO,由此可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。對比反應(yīng)物FeC2O42H2O和生成物L(fēng)i2FeSiO4可知反應(yīng)前后Fe的化合價沒有變化,且為2價,故在惰性氣體氛圍中進行的目的是防止2價鐵被氧化。(4)鐵作陽極,F(xiàn)e發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2,然后發(fā)生離子反應(yīng):

12、Fe2LiH2PO=LiFePO42H。答案:(1)6LiN22Li3N(2)LiNH211.4(3)Li2CO3FeC2O42H2OSiO2Li2FeSiO4CO2CO22H2O防止二價鐵被氧化(4)FeH2POLi2e=LiFePO42H(或Fe2e=Fe2)9.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質(zhì)穩(wěn)定。(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是_,在導(dǎo)線中電子流動方向為_(用a、b和箭頭表示)。(2)負極反應(yīng)式為_。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為_。(4)氫氣的制備和存儲是氫氧燃料電池能否有效推廣的關(guān)鍵技術(shù)。有

13、人提出利用光伏發(fā)電裝置電解尿素的堿性溶液來制備氫氣。光伏發(fā)電是當今世界利用太陽能最主要方式之一。圖1為光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置,圖2為電解尿素CO(NH2)2(C為4價)的堿性溶液制氫的裝置示意圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。圖1中N型半導(dǎo)體為_(填“正極”或“負極”)該系統(tǒng)工作時,A極的電極反應(yīng)式為_。若A極產(chǎn)生7.00 g N2,則此時B極產(chǎn)生_L H2(標準狀況下)。解析:(1)氫氧燃料電池屬于原電池,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,所以該燃料電池中能量主要轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;燃料電池中,通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極,電子從負極沿導(dǎo)線流向正極,所以通入

14、氫氣的電極是負極、通入氧氣的電極是正極,電子流動方向為a到b。(2)堿性氫氧燃料電池中,負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為H22e2OH=2H2O。(3)反應(yīng)物接觸面積越大,反應(yīng)速率越快,電極表面鍍鉑粉能增大反應(yīng)物的接觸面積,所以能增大反應(yīng)速度。(4)該電池反應(yīng)時中,氮元素化合價由3價變?yōu)?價,H元素化合價由1價變?yōu)?價,則氮元素被氧化,氫元素被還原,所以生成氮氣的電極A是陽極,生成氫氣的電極B是陰極,則圖1中N型半導(dǎo)體為負極,P型半導(dǎo)體為正極;A極為陽極,電極反應(yīng)式為:CO(NH2)28OH6e=CON26H2O。若A極產(chǎn)生7.00 g即0.25 mol N2,則轉(zhuǎn)移電子是

15、1.5 mol,此時B極產(chǎn)生氫氣,B電極反應(yīng)為:2H2O2e=H22OH,轉(zhuǎn)移1.5 mol電子,產(chǎn)生氫氣的體積是:22.4 Lmol116.8 L。答案:(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能ab(2)H22e2OH=2H2O(或2H24e4OH=4H2O)(3)增大電極單位面積吸附H2和O2的分子數(shù),加快電極反應(yīng)速率(4)負極CO(NH2)28OH6e=CON26H2O16.810(2016天津卷)氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲存和應(yīng)用三個環(huán)節(jié)?;卮鹣铝袉栴}:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點是_(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應(yīng)

16、式:_。(2)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得氫氣:Fe2H2O2OHFeO3H2,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色FeO,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。 圖1圖2電解一段時間后,c(OH)降低的區(qū)域在_(填“陰極室”或“陽極室”)。電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出,其原因是_。c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_。解析:(1)汽油是不可再生的能

17、源,燃燒會產(chǎn)生CO、氮的氧化物和硫的氧化物等污染性氣體,而氫氣燃燒的產(chǎn)物是水,故其優(yōu)點有:污染小、可再生、來源廣、資源豐富和燃燒熱值高等。堿性氫氧燃料電池的負極反應(yīng)式為H22OH2e=2H2O。(2)根據(jù)電解總反應(yīng):Fe2H2O2OHFeO3H2,結(jié)合陽極發(fā)生氧化反應(yīng)知,陽極反應(yīng)式為Fe6e8OH=FeO4H2O,結(jié)合陰極發(fā)生還原反應(yīng)知,陰極反應(yīng)式為2H2O2e=2OHH2,則陽極室消耗OH且無補充,故c(OH)降低。結(jié)合題給信息“Na2FeO4易被氫氣還原”知,陰極產(chǎn)生的氫氣不能接觸到Na2FeO4,故需及時排出。圖示中隨著c(NaOH)增大,c(Na2FeO4)先增大后減小,結(jié)合已知信息“

18、Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定”知,M點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH)低,反應(yīng)速率小且Na2FeO4穩(wěn)定性差。結(jié)合已知信息“若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)”知,N點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH)過高,鐵電極上產(chǎn)生Fe(OH)3或Fe2O3,使Na2FeO4產(chǎn)率降低。答案:(1)污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高(任寫其中2條)H22OH2e=2H2O(2)陽極室防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低M點:c(OH)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢;N點:c(OH)過高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低

19、(任寫其中1條)11(1)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH。該電池的正極反應(yīng)式為_。電池反應(yīng)的離子方程式為_。(2)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源。二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點,其能量密度高于甲醇直接燃料電池。若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應(yīng)為_,一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生_個電子的電量。(3)新型固體燃料電池的電解質(zhì)是固體氧化鋯和氧化釔,高溫下允許氧離子(O2)在其間通過。如圖所示,其中多孔電極不參與電極反應(yīng)。該電池的負極反應(yīng)式為_。如果用該電池作為電解裝置,當有16 g甲醇發(fā)生反應(yīng)時,則理論上提供的電量表達式為_C(1個電子的電量為1.61019 C)。答案:(1)MnO2He=MnOOH2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2注:式中Zn2可寫為Zn(NH3)、Zn(NH3)2Cl2等,H可寫為NH(2)CH3OCH312e3H2O=2CO212H12(3)CH3OH6e3O2=CO22H2O0.5 mol61.61019C6.021023mol1(或2.890105)

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