（新課標）廣西2022高考化學二輪復習 專題二 化學基本理論 第6講 電化學學案

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1、（新課標）廣西2022高考化學二輪復習 專題二 化學基本理論 第6講 電化學學案一、選擇題(本題包括7個小題,每小題6分,共42分)1.如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面圖。下列說法正確的是()A.該電化學腐蝕為析氫腐蝕B.圖中生成鐵銹最多的是C區(qū)域C.A區(qū)域比B區(qū)域更易腐蝕D.鐵閘中的負極的電極反應:Fe-2e-Fe2+答案D解析海水為弱酸性,發(fā)生吸氧腐蝕,在酸性較強的條件下才發(fā)生析氫腐蝕,A錯誤。在B處,海水與氧氣接觸,與Fe最易形成原電池,發(fā)生的吸氧腐蝕的程度最大,生成鐵銹最多,B錯誤。在B處,海水與氧氣接觸,與Fe最易形成原電池,所以B區(qū)域比A區(qū)域更易腐蝕,C錯誤。Fe作

2、負極失電子生成亞鐵離子,則負極的電極反應:Fe-2e-Fe2+,D正確。2.原電池中,B極逐漸變粗,A極逐漸變細,C為電解質溶液,則A、B、C應是下列各組中的()A.A是Zn,B是Cu,C為稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C為稀硫酸C.A是Fe,B是Ag,C為稀AgNO3溶液D.A是Ag,B是Fe,C為稀AgNO3溶液答案C解析在原電池中,一般活潑金屬作負極,失去電子發(fā)生氧化反應(金屬被氧化)而逐漸溶解(或質量減輕);不活潑金屬(或導電的非金屬)作正極,發(fā)生還原反應有金屬析出(質量增加)或有氣體放出;依據題意可知A為負極、B為正極,即活潑性A大于B,且A能從電解質溶液中置換出金屬單質。只有C正確

3、。3.(2017海南高考,10)一種電化學制備NH3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。下列敘述錯誤的是()A.Pd電極b為陰極B.陰極的反應式為N2+6H+6e-2NH3C.H+由陽極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H2答案A解析Pd電極b上是氫氣發(fā)生氧化反應,Pd電極b為陽極,A錯誤。Pd電極a為陰極,N2發(fā)生還原反應,N2+6H+6e-2NH3,B正確。陽離子向陰極移動,C正確。陶瓷隔離N2和H2,使之分別在陰極、陽極放電,D正確。4.圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中,x軸表示實驗時流入正極的電子的物質的量,y軸表示()圖1圖2A.銅棒的質量B.c(Zn2+)C.c(H+)D.c

4、(S)答案C解析該裝置構成原電池,Zn是負極,Cu是正極。在正極Cu附近溶液中的H+獲得電子變?yōu)闅錃?Cu電極的質量不變,A錯誤。由于Zn是負極,不斷發(fā)生反應Zn-2e-Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,B錯誤。由于反應不斷消耗H+,所以溶液的c(H+)逐漸降低,C正確。S不參加反應,其濃度不變,D錯誤。5.我國科研人員以Zn和尖晶石型錳酸鋅(ZnMn2O4)為電極材料,研制出一種水系鋅離子電池。該電池的總反應方程式:xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0x1)。下列說法正確的是()A.充電時,Zn2+向ZnMn2O4電極遷移B.充電時,陽極反應:ZnMn2O4-2xe-Zn1-

5、xMn2O4+xZn2+C.放電時,每轉移1 mol e-,ZnMn2O4電極質量增加65 gD.充放電過程中,只有Zn元素的化合價發(fā)生變化答案B解析充電時,Zn2+向Zn電極遷移,A錯誤。充電時,陽極發(fā)生氧化反應:ZnMn2O4-2xe-Zn1-xMn2O4+xZn2+,B正確。每轉移1 mol e-,ZnMn2O4電極質量增加32.5 g,C錯誤。充放電過程中Mn元素的化合價也發(fā)生變化,D錯誤。6.現代膜技術可使某種離子具有單向通過能力,常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3,其工作原理如圖。下列敘述錯誤的是()A.M室發(fā)生的電極反應式:2H2O-4e-O2+4H

6、+B.N室:abC.產品室發(fā)生的反應是B(OH+H+H3BO3+H2OD.理論上每生成1 mol產品,陰極室可生成標準狀況下5.6 L氣體答案D解析M室為陽極室,水中的氫氧根離子放電,2H2O-4e-O2+4H+,A正確。N室,水中的氫離子放電,生成氫氧根離子,原料室中鈉離子移動到N室,NaOH濃度增大,B正確。原料室中的B(OH移向產品室,M室中生成的H+移向產品室,二者反應生成產品,C正確。根據關系式:H3BO3H+H2,理論上每生成1 mol產品,陰極室可生成標準狀況下11.2 L氣體,D錯誤。7.(2018北京理綜,12)驗證犧牲陽極的陰極保護法,實驗如下(燒杯內均為經過酸化的3% N

7、aCl溶液)。在Fe表面生成藍色沉淀試管內無明顯變化試管內生成藍色沉淀下列說法不正確的是()A.對比,可以判定Zn保護了FeB.對比,K3Fe(CN)6可能將Fe氧化C.驗證Zn保護Fe時不能用的方法D.將Zn換成Cu,用的方法可判斷Fe比Cu活潑答案D解析A項,對比可知,沒有連接鋅的Fe附近溶液在加入K3Fe(CN)6溶液后產生了藍色沉淀,說明Zn保護了Fe,正確;B項,對比可知,鐵氰化鉀可能把Fe氧化為Fe2+,并進一步與Fe2+反應生成藍色沉淀,正確;C項,生成藍色沉淀,說明有Fe2+生成,因而不能用于驗證Zn保護Fe,正確;D項,實驗中無論Fe作正極還是負極,Fe附近均產生藍色沉淀,故

8、將Zn換成Cu,無法證明Fe比Cu活潑,錯誤。二、非選擇題(本題包括4個小題,共58分)8.(12分)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示,其中電解質LiClO4溶于混合有機溶劑中,Li+通過電解質遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}:(1)外電路的電流方向是由極流向極。(填字母)(2)電池正極反應式為。(3)是否可用水代替電池中的混合有機溶劑?(填“是”或“否”),原因是。(4)MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應,生成K2MnO4,反應的化學方程式為。K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物質的量之比為。答案(1)ba

9、(2)MnO2+e-+Li+LiMnO2(3)否電極Li是活潑金屬,能與水反應(4)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O21解析(1)結合所給裝置圖以及原電池反應原理,可知Li作負極材料,MnO2作正極材料,電子流向是從ab,電流方向則是ba。(2)根據題目中的信息“電解質LiClO4溶于混合有機溶劑中,Li+通過電解質遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2”,所以正極的電極反應式MnO2+e-+Li+LiMnO2。(3)因為負極的電極材料Li是活潑的金屬,能夠與水發(fā)生反應,故不能用水代替電池中的混合有機溶劑。(4)由題目中的信息“MnO2可與KOH和KClO3在高

10、溫條件下反應,生成K2MnO4”,可知該反應屬于氧化還原反應,Mn元素化合價升高(),則Cl元素的化合價降低(),所以化學方程式為3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;根據“K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4(K2O4KO4)和MnO2(K2O4O2)”,結合電子得失守恒可得,生成KMnO4和MnO2的物質的量之比為21。9.(14分)25 時,用兩個質量相同的銅棒作電極,電解500 mL 0.1 molL-1 H2SO4溶液,電解過程中,電解液的pH變化如表所示(假定溶液溫度保持不變)。電解2 h后,取出電極,對電極進行干燥,并稱量,測得兩電極的質量差為

11、9.6 g。已知,25 時0.1 molL-1 CuSO4溶液的pH為4.17。時間/h0.511.52pH1.32.43.03.0(1)實驗剛開始階段電解池陰極發(fā)生反應的電極反應式為。(2)電解進行到1.5 h后,電解質溶液的pH不再發(fā)生變化的原因是。用離子反應方程式表示0.1 molL-1 CuSO4溶液的pH為4.17的原因:。(3)電解進行的2 h中,轉移電子的總物質的量(填“”)0.15 mol。(4)若欲使所得電解質溶液復原到500 mL 0.1 molL-1 H2SO4溶液,應對溶液進行怎樣處理?。答案(1)2H+2e-H2(2)電解持續(xù)進行,H+電解完后,電解過程發(fā)生轉變,陽極

12、反應式為Cu-2e-Cu2+,陰極反應式為Cu2+2e-Cu,電解質溶液的組成、濃度不再發(fā)生變化,溶液的pH也不再發(fā)生變化Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+(3)(4)向溶液中通入約0.05 mol H2S解析根據題意及表中數據可知,電解剛開始階段,陽極反應式是Cu-2e-Cu2+,陰極反應式為2H+2e-H2;隨著電解的繼續(xù),溶液中Cu2+的濃度增大,此時陽極反應不變,而H+已被電解完,陰極反應則變成Cu2+2e-Cu;若電解過程中只有電鍍銅的過程,陽極溶解的銅與陰極生成的銅質量相同,溶液的組成保持不變,則陽極銅的減少量為=4.8 g,轉移電子的物質的量為0.15 mol,而實際上先有H

13、2產生,后有電鍍銅的過程,故實際轉移電子的物質的量大于0.15 mol;要使溶液復原則需要通入H2S,H2S+CuSO4CuS+H2SO4。10.(16分)某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。(1)如圖為某實驗小組依據氧化還原反應:(用離子方程式表示)設計的原電池裝置,反應前,電極質量相等,一段時間后,兩電極質量相差12 g,導線中通過 mol電子。(2)其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極反應式為,這是由于NH4Cl溶液顯(填“酸性”“堿性”或“中性”),用離子方程式表示溶液顯此性的原因:,用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中,向其中滴加少量新制飽和氯水,

14、寫出發(fā)生反應的離子方程式:,然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液,溶液變紅,繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水,顏色褪去,同學們對此做了多種假設,某同學的假設是:“溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態(tài)?！比绻?3價鐵被氧化為Fe,試寫出該反應的離子方程式:。(3)如圖其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型,如圖所示。一段時間后,在甲裝置銅絲附近滴加酚酞溶液,現象是,電極反應為;乙裝置中石墨(1)為(填“正”“負”“陰”或“陽”)極,乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應式為,產物常用檢驗,反應的離子方程式為。答案(1)Fe+Cu2+Fe2+Cu0.2(2)2H+2e-H2酸性N+H2ONH3H2O+H+2

15、Fe2+Cl22Fe3+2Cl-2Fe3+3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+(3)溶液變紅O2+2H2O+4e-4OH-陰2Cl-2e-Cl2濕潤淀粉碘化鉀試紙Cl2+2I-2Cl-+I2解析(1)設導線中通過的電子的物質的量為x,則負極質量減少28 gmol-1x,正極質量增加32 gmol-1x,28x+32x=12,x=0.2 mol。(2)NH4Cl水解,溶液顯酸性,正極上H+得電子,負極上Fe失電子生成Fe2+。Cl2將Fe2+氧化為Fe3+,Cl2過量時,發(fā)生的反應為2Fe3+3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+。(3)將鹽橋改為銅絲和石墨后甲裝置成為原電池,乙裝

16、置成為電解池。甲中Fe為負極,Cu為正極,正極電極反應式為O2+2H2O+4e-4OH-,滴加酚酞后,溶液變紅色。乙中石墨(1)為陰極,與銅絲相連的電極為陽極,電極反應式為2Cl-2e-Cl2,Cl2可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗。11.(2018安徽合肥質檢)(16分)如圖所示,U形管內盛有100 mL的溶液,按要求回答下列問題:(1)斷開K2,閉合K1,若所盛溶液為CuSO4溶液,則A極為極,B極的電極反應式為。若所盛溶液為KCl溶液,則B極的電極反應式為。(2)斷開K1,閉合K2,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,則:A電極附近可以觀察到的現象是,Na+移向(填“A”或“B”)極。B電極

17、上的電極反應式為,總反應的化學方程式是。反應一段時間后斷開K2,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解,B極產生氣體的體積(標準狀況)為11.2 mL,將溶液充分混合,溶液的pH約為。若要使電解質溶液恢復到原狀態(tài),需向U形管內加入或通入一定量的。答案(1)負Cu2+2e-CuO2+2H2O+4e-4OH-(2)溶液變紅A2Cl-2e-Cl22NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H212HCl解析(1)斷開K2,閉合K1時,該裝置是原電池,鋅作負極,碳作正極,正極上銅離子得電子生成銅,發(fā)生還原反應,電極反應式為Cu2+2e-Cu;所盛溶液為KCl溶液時發(fā)生鋅的吸氧腐蝕,正極(B極)的電極反應式為O2

18、+2H2O+4e-4OH-;(2)斷開K1,閉合K2,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,該裝置是電解池,碳棒是陽極,鋅棒是陰極,電解時,鋅棒上氫離子放電生成氫氣,同時電極附近生成的氫氧根離子導致溶液呈堿性,使酚酞變紅;溶液中的Na+向陰極移動,即向A電極移動;電解時,陽極B上氯離子放電生成氯氣:2Cl-2e-Cl2,陰極上氫離子放電生成氫氣,同時溶液中生成氫氧化鈉,所以電池總反應式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2;由可知,B極產生(標準狀況)11.2 mL Cl2,生成0.001 mol NaOH。故c(OH-)=0.01 molL-1,c(H+)=molL-1=10-12 molL-1,故pH=12。兩極逸出的氣體分別是H2和Cl2,故要使電解質溶液恢復到原狀態(tài),需向U形管內通入一定量的HCl氣體。