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1、专题十二电化学考点一原电池的工作原理13.(2016江苏单科,7,2分)下列说法正确的是()A.氢氧燃料电池工作时,H2在负极上失去电子B.0.1 molL-1 Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小C.常温常压下,22.4 L Cl2中含有的分子数为6.021023个D.室温下,稀释0.1 molL-1 CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强答案AA项,原电池工作时,负极失电子,故正确;B项,0.1 molL-1 Na2CO3溶液加热后,CO32-水解程度变大:CO32-+H2O HCO3-+OH-,溶液碱性增强,pH增大,故错误;C项,常温常压下,22.4 L Cl2的物质的量不是1 mo
2、l,故错误;D项,室温下,稀释0.1 molL-1 CH3COOH溶液,溶液中离子总浓度减小,溶液导电能力减弱,故错误。评析本题是一个“杂合题”。列出四个无关联的知识点让学生判断正误。难度不大。14.(2015江苏单科,10,2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A.反应 CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH-2e- 2H2OC.电池工作时,CO32-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e- 2CO32-答案DA项,由化合价变化知,每消耗1 mol C
3、H4转移6 mol电子;B项,电极A为负极,发生的电极反应为H2-2e-+CO32- H2O+CO2;C项,电池工作时,CO32-向电极A移动;D项,电极B是正极,电极反应为O2+4e-+2CO2 2CO32-。15.(2014大纲全国,9,6分,)右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确的是()A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-B.电池的电解液可为KOH溶液C.充电时负极反应为:MH+OH- H2O+M+e-D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高答案C在金属氢化物镍电池(MH-N
4、i电池)中,MH(M为零价,H为零价)在负极发生反应:MH+OH-e- M+H2O,NiOOH在正极发生反应:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,电解液可为KOH溶液,A、B正确;充电时,阴极反应式为M+H2O+e- MH+OH-,C错误;MH中氢密度越大,单位体积电池所储存电量越多,即电池能量密度越高,D正确。评析本题对充电电池充、放电时的电极反应式的书写及电解液的选择等进行了考查。试题的起点高,落点低,难度中等,区分度很好。16.(2013江苏单科,9,2分)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是()
5、A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正极移动 答案C该电池中Mg电极为负极,A项错误;石墨电极为正极,H2O2得电子发生还原反应,电极反应式为H2O2+2e- 2OH-,电极附近溶液pH增大,B项错误,C项正确;溶液中Cl-移向Mg电极,即Cl-向负极移动,D项错误。17.(2012福建理综,9,6分)将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是()A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿ZnabCu路径流动C.片刻后甲池中c(SO42-)增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色答案A将K闭合构成闭合回路后,甲、乙构成原电池,滤
6、纸为“电解池”。A项,原电池反应为:Zn+Cu2+ Zn2+Cu,Zn为负极,发生氧化反应,Cu电极上发生还原反应;B项,电子不能通过电解质溶液;C项,盐桥中Cl-移向甲池,c(SO42-)不变;D项,b点为电解池的阳极,OH-放电,该极区呈酸性,此处滤纸颜色无明显变化。18.(2012北京理综,12,6分)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是()A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强D.催化剂b表面的反应是CO2+2H
7、+2e- HCOOH答案C电池总反应式为:2CO2+2H2O 2HCOOH+O2。负极:2H2O-4e- O2+4H+,正极:CO2+2H+2e- HCOOH。A项,该过程中太阳能先转化为电能,再转化为化学能;C项,催化剂a附近生成H+,酸性增强,催化剂b附近消耗H+,酸性减弱,故C项错误。19.(2016江苏单科,20,14分)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72-转化为Cr3+,其电极反应式为。(2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不
8、同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率,结果如下图所示。当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是。当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是。(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,其离子方程式为。纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+ 4Fe2+NH4+3H2O研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下
9、降,其原因是。相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异(见下图),产生该差异的可能原因是。答案(14分)(1)Cr2O72-+14H+6e- 2Cr3+7H2O(2)活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少(3)2Fe2+BH4-+4OH- 2Fe+2H2+B(OH)4-纳米铁粉与H+反应生成H2Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3-的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3-的反应速率)解析(2)活性炭具有吸附作用,可以吸附少量的Cu2+和Pb2+。铁炭混合物去除Cu2+和Pb2+是通过发生置换反应实现的,且发生的是原电池
10、反应(Fe为负极,活性炭为正极),当铁的质量分数达到一定数值后,随着铁的质量分数增加,活性炭的质量分数减少,铁炭混合物中微电池的数目减少,所以Cu2+和Pb2+的去除率下降。(3)pH偏低时,溶液中的H+可与纳米铁粉发生反应:Fe+2H+ Fe2+H2,从而使NO3-的去除率下降。、两种水样的不同之处是中含有一定量的Cu2+而中没有,因此去除NO3-的速率产生差异的可能原因是Cu2+(或Fe与之反应生成的Cu)起到了催化作用,也可能是Fe与Cu2+反应生成Cu进而形成Fe-Cu原电池,加快了反应速率。评析本题将电化学、氧化还原反应及化学反应速率等知识综合在一起,与生活实际相联系,具有一定的难度
11、。考点二电解池原理及其应用8.(2016北京理综,12,6分)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A.a、d处:2H2O+2e- H2+2OH-B.b处:2Cl-2e- Cl2C.c处发生了反应:Fe-2e- Fe2+D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜答案B根据实验一的实验现象可判断出铁丝和NaCl溶液构成了一个电解池,串联于整个装置之中,其中c作阳极,d作阴极,a、d处的电极反应均为2H2O+2e- H2+2OH-,c处的电极反应为Fe-
12、2e- Fe2+,由于Fe2+的颜色较浅,短时间观察不到明显的现象。“b处变红”,说明有H+生成,则发生了电极反应2H2O-4e- 4H+O2;“局部褪色”说明在该电极上Cl-放电生成了Cl2:反应为2Cl-2e- Cl2。实验二中的两个铜珠和稀硫酸构成了两个电解池,每个铜珠的左侧作阳极,右侧作阴极,其中右边的铜珠的左侧铜放电变成铜离子,铜离子移动到m处,在m处放电变成铜析出。审题方法“d处试纸变蓝”是该题的突破口,试纸变蓝说明该处有OH-生成,说明d处发生了得电子的还原反应,从而确定d为阴极,最后利用类比的方法确定m处的电极反应,进而得出正确答案。9.(2015浙江理综,11,6分)在固态金
13、属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是()A.X是电源的负极B.阴极的电极反应式是:H2O+2e- H2+O2- CO2+2e- CO+O2-C.总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11答案D由题图可看出:H2OH2、CO2CO均为还原反应,X应为电源负极,A项正确;阴极电极反应式为H2O+2e- H2+O2-和CO2+2e- CO+O2-,阳极电极反应式为2O2-4e- O2,总反应为H2O+CO2 H2+CO+O2,B、C项正确;阴、阳两极生成气体的物质
14、的量之比为21,D项不正确。10.(2015福建理综,9,6分,)纯净物X、Y、Z转化关系如图所示,下列判断正确的是()A.X可能是金属铜B.Y不可能是氢气C.Z可能是氯化钠D.Z可能是三氧化硫答案A若用惰性电极电解CuCl2溶液,可以生成Cu和Cl2,Cu可以在Cl2中燃烧生成CuCl2,故X可能是金属铜,A正确;若用惰性电极电解HCl的水溶液,可生成H2和Cl2,H2和Cl2在点燃的条件下可以生成HCl,故Y可能是H2,故B错误;在水溶液中Na+不可能放电,故C错误;若Z是三氧化硫,则Z的水溶液为H2SO4溶液,电解H2SO4溶液得到的X和Y作用不会生成三氧化硫,故D错误。11.(2013
15、浙江理综,11,6分,)电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH- IO3-+5I-+3H2O下列说法不正确的是()A.右侧发生的电极反应式:2H2O+2e- H2+2OH-B.电解结束时,右侧溶液中含有IO3-C.电解槽内发生反应的总化学方程式:KI+3H2O KIO3+3H2D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变答案D依题意,左侧溶液变蓝,说明左侧Pt电极为阳极,电极反应式为2I-2e- I2;右侧Pt电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e- H2+2OH-或2H+2e- H2,A正确。阴极生成的OH-通过阴离子
