2019-2020年高考化學二輪專題復習 專題九 電化學課時作業(yè).doc

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2019-2020年高考化學二輪專題復習 專題九 電化學課時作業(yè) 1．載人空間站的生態(tài)系統(tǒng)中，要求分離人呼出的二氧化碳，同時需要提供氧氣。某電化學裝置利用太陽能轉(zhuǎn)化的電能可以實現(xiàn)上述要求，同時還有燃料一氧化碳生成，該電化學裝置中得電子的電極發(fā)生的反應是2CO2＋4e－＋2H2O===2CO＋4OH－。下列判斷錯誤的是(　　) A．上述電化學裝置相當于電解池 B．上述裝置進行的總反應為2CO2===2CO＋O2 C．反應結(jié)束后該電化學裝置中的電解質(zhì)溶液pH增大 D．失電子的電極發(fā)生的反應是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 解析：根據(jù)題信息可知該電化學裝置相當于電解池，A正確；根據(jù)提示的反應物與生成物可以寫出反應的總反應式為2CO2===2CO＋O2，B正確；由總反應減去陰極反應，可以得到陽極反應為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，D正確；陰極反應生成的OH－在陽極完全反應。故反應前后溶液的pH并不變化，C錯。 答案：C 2．瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害，一種瓦斯分析儀(圖甲)能夠在煤礦巷道中的甲烷濃度達到一定濃度時，可以通過傳感器顯示。該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖乙所示，其中的固體電解質(zhì)是Y2O3—Na2O，O2－可以在其中自由移動。 　　　乙 下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．瓦斯分析儀工作時，電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極a B．電極b是正極，O2－由電極a流向電極b C．電極a的反應式為：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O D．當固體電解質(zhì)中有1 mol O2－通過時，電子轉(zhuǎn)移4 mol 解析：電子不能在電池內(nèi)電路流動，只能在外電路中流動，A錯；燃料電池中，通入燃料的一極為負極，陽離子移向正極，陰離子移向負極，B錯；甲烷在負極發(fā)生失電子氧化反應，電極反應為：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O，C正確；1 mol O2得4 mol電子生成2 mol O2－，故當固體電解質(zhì)中有1 mol O2－通過時，電子轉(zhuǎn)移2 mol，D錯。 答案：C 3．空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC)，RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖，有關(guān)說法正確的是(　　) A．當有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，a極產(chǎn)生1.12 L O2(標準狀況下) B．b極上發(fā)生的電極反應是：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ C．d極上發(fā)生的電極反應是：O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．c極上進行還原反應，B中的H＋可通過隔膜進入A 解析：b極為陽極，發(fā)生失電子氧化反應，產(chǎn)生O2，a極為陰極，發(fā)生得電子還原反應，生成H2，A、B項錯誤；d極為燃料電池的負極，發(fā)生失電子氧化反應，電極反應為：H2－2e－===2H＋，生成的H＋可透過隔膜進入A，C項錯誤，D項正確。 答案：D 4．(xx北京卷)用石墨電極電解CuCl2溶液(如圖所示)。下列分析正確的是(　　) A．a(chǎn)端是直流電源的負極 B．通電使CuCl2發(fā)生電離 C．陽極上發(fā)生的反應：Cu2＋＋2e－===Cu D．通電一段時間后，在陰極附近觀察到的黃綠色氣體 解析：根據(jù)U形管中離子流向可知：Cu2＋流向陰極(a端)，應接直流電源的負極，即a端為負極，A正確；CuCl2的電離是在水分子的參與下進行的，與通電無關(guān)，B錯；陽極上陰離子Cl－放電，C錯；陰極上陽離子放電：Cu2＋＋2e－===Cu，故陰極附近觀察不到黃綠色氣體，D錯。 答案：A 5．(xx安徽卷)熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiClKCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為： PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。 下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．正極反應式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2 B．放電過程中，Li＋向負極移動 C．每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，理論上生成20.7 g Pb D．常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉(zhuǎn) 解析：A項，發(fā)生氧化反應的應為負極；B項，Li＋為陽離子，在原電池中向正極移動；C項，每轉(zhuǎn)移0.1 mol 電子，理論上生成0.05 mol Pb，即10.35 g。 答案：D 6．(xx新課標全國卷Ⅰ)銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學原理可進行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是(　　) A．處理過程中銀器一直保持恒重 B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀 C．該過程中總反應為2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 解析：該方法根據(jù)電化學原理，鋁質(zhì)容器作負極被氧化生成Al3＋再水解生成Al(OH)3，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀，S2－水解生成H2S，銀器因失去硫質(zhì)量減輕。 答案：B 7．(xx天津卷)為增強鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下：電池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(1) 電解池：2Al＋3H2O電解,Al2O3＋3H2↑ 電解過程中，以下判斷正確的是(　　) 電池 電解池 A H＋移向Pb電極 H＋移向Pb電極 B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3 C 正極：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 陽極：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ D 解析：A項，電池中H＋移向正極PbO2；B項，每消耗3 mol Pb轉(zhuǎn)移6 mol e－，在電解池中應生成1 mol Al2O3；C項，電池中正極發(fā)生：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；D項，電池中Pb電極生成PbSO4，質(zhì)量增加，電解池中Pb電極作陰極發(fā)生的反應為：2H＋＋2e－===H2↑，電極質(zhì)量不變，正確。 答案：D 8．(xx江西聯(lián)考)蠅類昆蟲的雌性信息素可用芥酸(來自白芥)與羧酸X在濃NaOH溶液中進行陽極氧化得到。電解總反應式為 C21H41COOH＋X＋4NaOH―→C23H46＋2Na2CO3＋ 芥酸　　　　　　　　　雌性信息素 2H2O＋H2↑ 則下列說法正確的是(　　) A．X為C3H7COOH B．電解的陽極反應式為C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O===C23H46＋CO＋6H＋ C．電解過程中陰極區(qū)pH增大，Na＋向陰極移動 D．陰極的還原產(chǎn)物為H2和OH－ 解析：依據(jù)原子守恒可知X化學式為C3H6O2，A錯誤；B選項中有CO生成一定無H＋生成，錯誤；H＋在陰極得電子可知生成H2，所以電解過程中陰極區(qū)pH增大，C選項正確；OH－不是還原產(chǎn)物，D選項錯誤。 答案：C 9．(xx宜昌調(diào)研)如圖所示甲、乙兩個裝置，所盛溶液體積和濃度均相同且足量，當兩裝置電路中通過的電子都是1 mol時，下列說法不正確的是(　　) 甲　 　乙 A．溶液的質(zhì)量變化：甲減小乙增大 B．溶液pH變化：甲減小乙增大 C．相同條件下產(chǎn)生氣體的體積：V甲＝V乙 D．電極反應式：甲中陰極為Cu2＋＋2e－===Cu，乙中負極為Mg－2e－===Mg2＋ 解析：甲中總反應為2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，乙中總反應為Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，故甲溶液質(zhì)量減小，乙溶液質(zhì)量增大，A對；甲中生成H2SO4，pH減小，乙中消耗鹽酸，pH增大，B對；當兩裝置電路中通過的電子都是1 mol時，甲中產(chǎn)生0.25 mol O2，乙中產(chǎn)生0.5 mol H2，故相同條件下，甲乙中產(chǎn)生氣體的體積比為1∶2，C錯；甲中陰極為Cu2＋放電，電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，乙中負極為Mg放電，電極反應為Mg－2e－===Mg2＋，D對。 答案：C 10．(xx遼寧聯(lián)考)某課外活動小組同學用如圖裝置進行實驗，試回答下列問題： (1)若開始時開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應式為 ________________________________________________________________________。 (2)若開始時開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應式為 ________________________________________________________________________， 總反應的離子方程式為______________________________________。 有關(guān)上述實驗，下列說法正確的是(填序號)__________。 ①溶液中Na＋向A極移動 ②從A極外逸出的氣體能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍 ③反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質(zhì)的濃度 ④若標準狀況下B極產(chǎn)生22.4 L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子 (3)該小組同學模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 ①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(shù)__________(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。 ②通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應式為__________________________________________________。 解析：(1)為原電池，鐵被氧化腐蝕，即電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋。(2)為電解池，陽極A發(fā)生2Cl－－2e－===Cl2↑、陰極B發(fā)生2H＋＋2e－===H2↑；陽離子向陰極移動，①錯誤；③應該通入HCl，不能加鹽酸，因為鹽酸是HCl的水溶液，錯誤；④電子不能在溶液中移動，錯誤。(3)依據(jù)電荷守恒通過陽離子交換膜的K＋是通過陰離子交換膜的SO的2倍。 答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋ (2)2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑?、? (3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　小于　②H＋放電，促進水的電離，OH－濃度增大?、跲2＋2H2O＋4e－===4OH－ 11．(xx重慶卷)化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用。催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。 (1)催化反硝化法中，H2能將NO還原為N2。25 ℃時，反應進行10 min，溶液的pH由7變?yōu)?2。 ①N2的結(jié)構(gòu)式為________。 ②上述反應離子方程式為________________________________________________，其平均反應速率v(NO)為________molL－1min－1。 ③還原過程中可生成中間產(chǎn)物NO，寫出3種促進NO水解的方法________。 (2)電化學降解NO的原理如圖所示。 ①電源正極為________(填“A”或“B”)，陰極反應式為________。 ②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右)為________g。 解析：(1)①N2分子中，兩個氮原子以三個共用電子對相結(jié)合。②反應物是H2和NO，已知生成物之一是N2，根據(jù)溶液pH的變化可知另一種生成物是OH－，根據(jù)氧化還原反應規(guī)律及質(zhì)量守恒可知還有一種生成物是H2O，v(NO)＝v(OH－)≈＝0.001 molL－1min－1。③升高溫度、稀釋均可促進水解；NO水解方程式為NO＋H2OHNO2＋OH－，加酸可中和OH－，使水解平衡正向移動；加入水解呈酸性的鹽，如NH、Fe3＋等也可促進水解。(2)①與直流電源B相連的電極上，NO變?yōu)镹2，發(fā)生了還原反應，因此B是電源的負極，A是電源的正極。根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒可寫出陰極反應式為2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－。②陽極反應式為10H2O－20e－===2OH－＋5O2↑，陰極反應式為4NO＋12H2O＋20e－===2N2↑＋24OH－。電解過程中，若轉(zhuǎn)移20 mol電子，陽極20 mol H＋通過交換膜移向陰極，則陽極質(zhì)量減少20 mol1 g/mol＋5 mol32 g/mol＝180 g；陰極質(zhì)量減少2 mol28 g/mol－20 g＝36 g。即當通過20 mol電子時，兩極質(zhì)量變化差Δm左－Δm右＝180 g－36 g＝144 g，顯然，當轉(zhuǎn)移2 mol電子時，膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為14.4 g。 答案：(1)①NN?、?NO＋5H2N2＋2OH－＋4H2O　0.001　③加酸，升高溫度，加水 (2)①A　2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－?、?4.4 12．已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現(xiàn)設(shè)計如圖所示裝置進行電解(電解液足量)，測得當鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時鐵電極的質(zhì)量減小11.2 g。 請回答下列問題： (1)A是鉛蓄電池的__________(填“正”或“負”)極，鉛蓄電池的正極反應式為__________。 (2)Ag電極上的電極反應式為__________，析出的物質(zhì)共__________g。 (3)Cu電極上的電極反應式為__________，CuSO4溶液的濃度__________(填“減小”、“增大”或“不變”)。 (4)如圖所示電解時某個量(縱坐標x)隨時間變化的曲線，這個量x最有可能表示的是__________(填序號)。 a．兩個U形管中析出的氣體體積 b．兩個U形管中陽極質(zhì)量的減少量 c．兩個U形管中陰極質(zhì)量的增加量 解析：根據(jù)在電解過程中鐵電極質(zhì)量減小可判斷A是鉛蓄電池的負極；B是鉛蓄電池的正極。電解時Ag電極作陰極，電解反應式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e電極作陽極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，左側(cè)U形管中的總反應式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。Zn電極作陰極，電極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅電極作陽極，電極反應式為Cu－2e－===Cu2＋。右側(cè)U形管相當于電鍍裝置，電鍍過程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。 答案：(1)負　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O (2)2H＋＋2e－===H2↑　0.4 (3)Cu－2e－===Cu2＋　不變 (4)b 13．如圖為相互串聯(lián)的甲乙兩個電解池，X、Y為直流電源的兩個電極。電解過程中，發(fā)現(xiàn)石墨電極附近先變紅。請回答下列問題： (1)電源X極為__________極(填“正”或“負”)，乙池中Pt電極上的電極反應式為__________________________。 (2)甲池若為電解精煉銅的裝置，其陰極增重12.8 g，則乙池中陰極上放出的氣體在標準狀況下的體積為__________，電路中通過的電子為__________mol。 (3)在(2)的情況下，若乙池剩余溶液的體積仍為400 mL，則電解后所得溶液c(OH－)＝__________。 解析：(1)由題意得X極為正極，Pt電極為電解池的陽極，電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑。 (2)甲池的陰極電極反應式：Cu2＋＋2e－===Cu 乙池的陰極電極反應式：2H＋＋2e－===H2↑ 由電子守恒得： Cu　　～　　2e－　　～　　H2 64 g 2 mol 22.4 L 12.8 g n(e－) V(H2) 則：n(e－)＝0.4 mol　　V(H2)＝4.48 L (3)乙池發(fā)生反應： 2Cl－?。?H2O2OH－?。2↑＋Cl2↑ 2 22.4 L n(OH－) 4.48 L n(OH－)＝0.4 mol 電解后所得溶液c(OH－)＝1 molL－1 答案：(1)正　2Cl－－2e－===Cl2↑ (2)4.48 L　0.4　(3)1 molL－1