（北京專用）2019版高考化學一輪復習 專項突破三 電化學高考命題的探究.doc

專項突破三電化學高考命題的探究1.某興趣小組為了分析電解硝酸溶液時放電的離子,設計了如圖裝置進行實驗(石墨電極)。電解過程中,X極產生了紅棕色氣體,則下列說法不合理的是()A.a極為負極,b極為正極B.電解時,Y極附近溶液pH降低C.相同條件下,陰、陽兩極產生的氣體體積比是21D.X極的電極反應式是:2H+NO3-+e- NO2+H2O2.電化學降解NO3-的原理如圖所示。下列說法中不正確的是()A.鉛蓄電池的A極為正極,電極材料為PbO2B.鉛蓄電池工作過程中負極質量增加C.該電解池的陰極反應為:2NO3-+6H2O+10e- N2+12OH-D.若電解過程中轉移2 mol電子,則交換膜兩側電解液的質量變化差(m左-m右)為10.4 g3.可給筆記本電腦供電的甲醇燃料電池已經面世,其結構示意圖如下。甲醇在催化劑作用下提供質子(H+)和電子,電子經外電路、質子經內電路到達另一電極后與氧氣反應,電池總反應為:2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O。下列說法不正確的是()A.右電極為電池正極,b處通入的物質是空氣B.左電極為電池負極,a處通入的物質是空氣C.負極反應式為:CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+D.正極反應式為:O2+4H+4e-2H2O4.如圖所示,甲池的總反應為N2H4+O2 N2+2H2O。下列關于該電池工作時的說法正確的是()A.甲池中負極反應為:N2H4-4e- N2+4H+B.甲池溶液pH不變,乙池溶液pH減小C.甲池中消耗2.24 L O2,乙池中理論上產生12.8 g固體D.反應一段時間后,向乙池中加一定量CuO固體,能使CuSO4溶液恢復到原濃度5.2015年斯坦福大學研究人員研制出一種可在一分鐘內完成充放電的超常性能鋁離子電池,內部用AlCl4-和有機陽離子構成電解質溶液,其放電工作原理如下圖所示。下列說法中不正確的是()A.放電時,鋁為負極、石墨為正極B.放電時,有機陽離子向鋁電極方向移動C.放電時的負極反應為Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-D.充電時的陽極反應為Cn+AlCl4-e- CnAlCl4 6.如圖是一個電化學過程的示意圖。請回答下列問題:(1)圖中甲池是(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”,下同),乙池是。(2)A(Ag)電極的名稱是(填“正極”“負極”“陰極”或“陽極”,下同),通入CH3OH的電極為。(3)C電極的反應式為,電解一段時間后丙池溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。7.(1)某課外活動小組同學用圖1裝置進行實驗,試回答下列問題:若開始時開關K與a連接,則鐵發(fā)生電化學腐蝕中的腐蝕。若開始時開關K與b連接,則總反應的離子方程式為。圖1圖2(2)芒硝的化學式為Na2SO410H2O,無色晶體,易溶于水,是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物。該小組同學設想,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,用圖2所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉,無論從節(jié)省能源還是從提高原料的利用率方面都更加符合綠色化學理念。該電解槽的陽極反應式為。此時通過陰離子交換膜的離子數(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數。制得的氫氧化鈉溶液從出口(填“A”“B”“C”或“D”)導出。通電開始后,陰極附近溶液pH會增大,請簡述原因:。若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負極的電極反應式為。已知H2的燃燒熱為285.8 kJmol-1,則該燃料電池工作產生36 g液態(tài)H2O時,理論上有kJ的能量轉化為電能。8.某學習小組將有關“電解飽和食鹽水”的相關內容進行梳理,形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。(1)圖1中,電解一段時間后,氣球b中的氣體是(填化學式),U形管(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。(2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器,電解可制備“84”消毒液的有效成分,則c為電源的極;該發(fā)生器中反應的總離子方程式為。(3)氯堿工業(yè)是高耗能產業(yè),一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。該工藝的相關物質傳輸與轉化關系如圖3所示(其中的電極未標出,所用的離子膜都只允許陽離子通過)。圖3燃料電池B中的電極反應式分別為:負極,正極。分析圖3可知,氫氧化鈉的質量分數a%、b%、c%由大到小的順序為。答案精解精析1.答案C電解過程中,X極產生了紅棕色氣體,則X極的電極反應式為2H+NO3-+e- NO2+H2O,則X為電解池的陰極,Y為電解池的陽極。A項,a極為負極,b極為正極;B項,電解時,Y為電解池的陽極,電極反應式為4OH-4e- O2+2H2O,Y極附近溶液pH降低;C項,由電極反應式知,相同條件下,陰、陽兩極產生的氣體體積比是41。2.答案DA項,Ag-Pt電極上,NO3-得電子發(fā)生還原反應,則Ag-Pt電極為陰極、Pt電極為陽極,所以A極是正極,電極材料為PbO2。B項,鉛蓄電池工作過程中,負極上Pb失電子生成硫酸鉛附著在電極板上,所以負極質量增加。C項,陰極上NO3-得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為2NO3-+6H2O+10e- N2+12OH-。D項,電解池中陽極反應式為4OH-4e- 2H2O+O2,轉移2 mol電子時生成0.5 mol O2和2 mol H+,2 mol H+通過質子交換膜轉移到右側,故左側溶液質量改變量為0.5 mol32 gmol-1+2 mol1 gmol-1=18 g;當轉移2 mol電子時陰極可生成15 mol N2,同時從左側轉移過來2 mol H+,故右側溶液質量變化量為15 mol28 gmol-1-2 mol1 gmol-1=3.6 g,兩側溶液質量變化差為18 g-3.6 g=14.4 g。3.答案B由題圖中電子的移動方向得出,左電極為負極,右電極為正極。A項,右電極為電池正極,b處通入的物質是空氣;B項,左電極為電池負極,a處通入的物質是甲醇;C項,負極反應式為CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+;D項,正極反應式為O2+4H+4e- 2H2O。4.答案DA項,電解質溶液為KOH溶液,不會生成H+,正確的電極反應式為N2H4-4e-+4OH- N2+4H2O;B項,甲池中生成了水,溶液的pH減小;C項,沒有指明是否為標準狀況下,不能進行計算;D項,乙池中的總反應為2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2,脫離溶液體系的物質組成為CuO,加入CuO可與硫酸發(fā)生反應生成硫酸銅,從而使CuSO4溶液恢復到原濃度。5.答案BA項,放電時是原電池,鋁的活潑性強于石墨,故鋁為負極、石墨為正極;B項,在原電池中,陽離子向正極移動,故有機陽離子由鋁電極向石墨電極方向移動;C項,放電時,鋁失電子與AlCl4-結合生成Al2Cl7-,電極反應式為Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-;D項,充電時,陽極發(fā)生氧化反應,電極反應式為Cn+AlCl4-e- CnAlCl4。6.答案(1)原電池電鍍池(2)陽極負極(3)2Cl-2e- Cl2增大解析甲池為燃料電池,通入CH3OH的一極為負極,通入O2的一極為正極。乙池中Ag作陽極,AgNO3溶液作電解質溶液,故乙池為電鍍池。丙池為電解池,其中D為陰極,C為陽極,陽極的電極反應式為2Cl-2e- Cl2;電解NaCl溶液生成NaOH,故溶液pH增大。7.答案(1)吸氧2Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl2(2)4OH-4e- 2H2O+O2小于DH+放電促進水的電離,使OH-濃度增大H2-2e-+2OH- 2H2O571.6解析(1)開關K與a連接,形成原電池,由于電解質溶液為飽和食鹽水,故鐵發(fā)生吸氧腐蝕。開關K與b連接,形成電解池,總反應的離子方程式為2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2+H2。(2)該電解槽中陽極上OH-放電,電極反應式為4OH-4e- 2H2O+O2;由于SO42-所帶電荷為Na+的2倍,所以通過陰離子交換膜的離子數小于通過陽離子交換膜的離子數。NaOH在陰極產生,因此從出口D導出。通電開始后,陰極上H+放電,促進水的電離,OH-濃度增大,因此pH增大。堿性氫氧燃料電池中負極上H2放電,電極反應式為H2-2e-+2OH- 2H2O。由H2(g)+12O2(g) H2O(l)H=-285.8 kJmol-1可知,當電池工作產生36 g液態(tài)H2O時,理論上轉化為電能的能量為285.8 kJmol-12 mol=571.6 kJ。8.答案(1)H2右(2)負Cl-+H2O ClO-+H2(3)2H2-4e-+4OH- 4H2OO2+4e-+2H2O 4OH-b%>a%>c%解析(1)圖1中,根據電子流向知,右邊電極是陰極,陰極上氫離子放電生成氫氣,所以氣球b中的氣體是氫氣;陰極附近有NaOH生成,溶液呈堿性,無色酚酞遇堿變紅,所以U形管右邊溶液變紅。(2)要制備NaClO,則Cl2應在下面的電極上生成,所以c為負極、d為正極;電池反應為Cl-+H2O ClO-+H2。(3)分析圖3可知Y為H2。堿性氫氧燃料電池的負極反應式為2H2-4e-+4OH- 4H2O,正極反應式為O2+2H2O+4e- 4OH-。由燃料電池的電極反應式可知,負極消耗OH-,正極生成OH-,所以NaOH的質量分數:b%>a%>c%。