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1、专题突破练7电化学一、选择题(本题包括8个小题,每小题8分,共64分)1.(2019黑龙江大庆实验中学高三上学期开学考试)有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是()A.图所示电池中,MnO2的作用是催化剂B.图所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C.图所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag2.(2019四川成都高三一诊)港珠澳大桥设计寿命120年,对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是()A.防腐原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水
2、等防止形成原电池C.采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀3.(2018山东烟台高三诊断性测试)下列装置一定能证明2Ag+2I-2Ag+I2能否自发进行的是()4.(2019天津武清区大良中学高三月考)燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展,一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示,工作时产生稳定无污染的物质。下列说法正确的是()A.M极生成氮气且电极附近pH降低B.负极上每消耗1 mol N2H4,会有2 mol H+通过质子交换膜C.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-D.电极M是原电池的正极5
3、.(2019广东佛山普通高中教学质量检测)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。总反应为CO(NH2)2+H2O3H2+N2+CO2。下列说法中错误的是()A.a为阳极,CO(NH2)2发生氧化反应B.b电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-C.每转移6 mol电子,a电极产生1 mol N2D.电解一段时间,a极区溶液pH升高6.(2019湖南衡阳高三联考)“ZEBRA”绿色电池是新型电动汽车的理想电源,结构如图所示,隔开两极的陶瓷管作钠离子导体。下列关于该电池的叙述错误的是()A.放电时,Na+、Al3+均向负极移动B.放电时,Na元素被氧化C
4、.充电时的阳极反应为Ni+2Cl-2e-NiCl2D.该电池具有可快充、高比功率、放电持久等优点7.(2019山东潍坊高三二模)新型锌碘液流电池具有能量密度高、循环寿命长等优势,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.放电时电流从石墨电极流向锌电极B.充电时阳极反应式为:3I-2e-I3-C.若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正负极也随之改变D.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大8.(2019福建三明高三期末)某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列
5、说法正确的是()A.放电时,正极的电极反应式为Fe2O3+6Li+6e-2Fe+3Li2OB.该电池可以用水溶液作电解质溶液C.放电时,Fe作电池的负极,Fe2O3作电池的正极D.充电完成后,电池被磁铁吸引二、非选择题(本题包括2个小题,共36分)9.(2019山西运城临猗中学高三月考)(18分)SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。(1)利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料,装置如图所示:若A为CO,B为H2,C为CH3OH,则通入CO的为(填“正”或“负”)极。若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电
6、极反应式为。(2)碳酸盐燃料电池,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,操作温度为650 ,在此温度下以镍为催化剂,以煤气(CO、H2的体积比为11)直接做燃料,其工作原理如图所示。电池总反应为。以此电源电解足量的硝酸银溶液,若阴极产物的质量为21.6 g,电解后溶液体积为2 L,溶液的pH约为。(3)某研究小组利用下列装置用N2O4生产新型硝化剂N2O5。现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2。在该电极上同时还引入CO2的目的是。电解过程中,生成N2O5的电极反应式为。10.(2019湖北鄂州、黄冈高三调研)(1
7、8分)化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。.如下图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题。(1)甲烷燃料电池负极反应式为。(2)石墨(C)极的电极反应式为。(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为 L。丙装置中阴极析出铜的质量为 g,一段时间后烧杯中c(Cu2+)(填“增大”“减小”或“不变”)。.“长征”火箭发射使用的燃料是液态偏二甲肼(C2H8N2),并使用四氧化二氮作为氧化剂,这种组合的两大优点是,既能在短时间内产生巨大能量将火箭送上太空,而且产物又不污染空气
8、(产物都是空气的组分)。某校外研究性学习小组拟将此原理设计为原电池,如图所示,结合学习过的电化学原理分析其设计方案,回答相关问题:(4)从a口加入(填名称)。H+移动方向是(填“A到B”或“B到A”)。(5)A极发生反应的电极反应式为。(6)若以该电池为电源用石墨作电极电解200 mL 0.5 molL-1的CuSO4溶液,电解一段时间后,两极收集到相同体积(相同条件)的气体,则整个电解过程转移的电子的数目是。参考答案专题突破练7电化学1.D解析 碱性锌锰电池反应中二氧化锰得到电子被还原,为原电池的正极,A错误;铅蓄电池放电时电池反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,该反应
9、中硫酸参加反应,所以浓度降低,B错误;电解精炼铜时,粗铜中不仅含有铜还含有其他金属,电解时,粗铜中比铜活泼的金属失电子,纯铜上只有铜离子得电子,所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜,所以溶液中铜离子浓度降低,C错误;银锌纽扣电池工作时,正极上氧化银得电子生成银,所以氧化银作氧化剂发生还原反应,D正确。2.C解析 铁为活泼金属,在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀,发生的主要反应有2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3等,故A正确;钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,可以隔绝空气、水等防止形成原电池,防止铁发生电化学腐蚀,故B正确;外接镁、锌等作辅助阳极属于牺
10、牲阳极的阴极保护法,采用外加电流的阴极保护时需外接电源,故C错误;不锈钢具有较强的抗腐蚀性,采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀,故D正确。3.C解析 KI溶液与AgNO3溶液反应产生黄色沉淀,证明碘化钾与硝酸银反应生成碘化银和硝酸钾,A项错误;两个电极为石墨电极不能发生自发的氧化还原反应,无法形成原电池,无法证明2Ag+2I-2Ag+I2能否自发进行,B项错误;左边银电极上碘离子失电子产生碘单质,右边银离子在电极上得电子析出银,能证明2Ag+2I-2Ag+I2能否自发进行,C项正确;碘化银连接电源的正极作阳极,阳极上氢氧根离子失电子产生氧气,银电极连接电源负极作阴极,阴极上银离子得
11、电子产生银单质,证明电解硝酸银产生银、氧气和硝酸,无法证明反应2Ag+2I-2Ag+I2能否自发进行,D项错误。4.A解析 根据图中氢离子的移动方向可知电极N为正极,电极M为负极,燃料电池中的联氨在负极发生氧化反应,电极反应式为N2H4-4e-N2+4H+,氧气在正极发生还原反应,电极反应式为O2+4H+4e-2H2O。结合分析可知电极M为负极,电极反应式为N2H4-4e-N2+4H+,生成氮气,且会生成H+,导致电极M附近的pH降低,故A项正确;结合分析可知电极M为负极,联氨在负极发生氧化反应,根据电极反应式可知每消耗1molN2H4,转移4mol电子,会有4molH+通过质子交换膜,故B项
12、错误;结合分析可知正极的电极反应为O2+4H+4e-2H2O,故C项错误;根据图中氢离子的移动方向可知电极N为正极,电极M为负极,故D项错误。5.D解析 电解池工作时,CO(NH2)2失去电子,a为阳极发生氧化反应,故A正确;阴极水得电子产生H2,则阴极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2,故B正确;阳极的电极反应式为CO(NH2)2-6e-+H2OCO2+N2+6H+,若电路中通过6mol电子,阳极产生N2的物质的量为n(N2)=6mol16=1mol,故C正确;a极发生反应CO(NH2)2-6e-+H2OCO2+N2+6H+,a极区溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH降低,故D错误。6.A解
13、析 放电为原电池装置,根据原电池的工作原理,阳离子向正极移动,故A项错误;根据装置图,金属钠为活泼金属,金属钠作负极失电子,被氧化,故B项正确;充电为电解池,根据装置图,阳极反应式为Ni+2Cl-2e-NiCl2,故C项正确;根据题中信息,该电池应具有可快充、高比功率、放电持久等特点,故D项正确。7.C解析 图中电极材料为锌和石墨,放电时锌较活泼作负极,石墨作正极,负极反应为Zn-2e-Zn2+,失去的电子经外电路流向石墨,电流从石墨电极经外电路流向锌电极,A项正确;充电过程与放电过程相反,充电时锌为阴极,电极反应式为Zn2+2e-Zn,石墨为阳极,电极反应式为3I-2e-I3-,B项正确;将
14、阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正负极均不变,C项错误;放电时左侧正极反应为I3-+2e-3I-,反应中离子总数增加,则左侧电解质储罐中的离子总浓度增大,D项正确。8.A解析 正极发生还原反应,Fe2O3得电子被还原,所以放电时电池正极的电极反应式为Fe2O3+6Li+6e-3Li2O+2Fe,A正确;锂与水能发生反应,所以不可以用水溶液作电解质溶液,B错误;放电时,Li作电池的负极,Fe2O3作电池的正极,C错误;充电时,Fe作为阳极生成Fe2O3,磁铁不可吸引Fe2O3,D错误。9.答案 (1)正SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+(2)CO+H2+O2CO2+H2O1(3)氧气
15、可以和二氧化碳共同转化为碳酸根离子,保持熔融盐的成分不变N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+解析 (1)燃料电池中,通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极,题给反应中碳元素化合价由+2价变为-2价、氢元素化合价由0价变为+1价,所以CO是氧化剂,则通入CO的电极为正极。若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子,电极反应式为SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+。(2)该燃料电池中,负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水,正极上是氧气得电子发生还原反应,电池总反应为一氧化碳、氢气与氧气反应生成二氧化碳和水,总反应方程式为CO+H2+O2CO2+H2O。电解足量的硝酸银溶液,阳极为氢氧根失电子生成氧气,阴极电极反应式为Ag+e-Ag,产物的质量为21.6g,其物质的量为0.2mol,转移电子是0.2mol,
