【精选】高考化学二轮复习(专题8)电化学原理(含解析)

1、精选高考化学复习资料专题八电化学原理04专项提升训练专项训练技簿提升（时间：45分钟 类型：（7+4）专项训练）、6分选择题专项训练 （一）低档题1,下列有关电池的说法不正确的是（）。A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D .锌钮干电池中，锌电极是负极解析 锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池， A项正确；铜锌原电 池中铜为正极，故电流从铜流向锌，而电子是沿外电路由锌流向铜， B项错； 电池的实质即是将化学能转化成电能，C正确；Zn失去电子生成Zn2+,故作 为负极，D项正确。答案 B2.下列叙述中不正

2、确的是（）。A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应B.原电池的正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应D.用原电池作电源进行电解时，电子从原电池负极流向电解池阴极 答案 B0工-4Cu。溶液 J3. （2013佛山模拟）用铁丝（电极a）、铜丝（电极b）和 CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，如图所示。则下列说法正确的是（）。A .构成原电池时b极反应为Cu 2e =Cu2B.构成电解池时a极质量一定减少C.构成电解池时b极质量可能减少也可能增加D.构成的原电池或电解池工作后可能产生大量气体解析 构成原电池时b极作正极，电极反应为 Cu2+

3、+ 2e =Cu, A错；构成 电解池时a和b的质量都是可能减少也可能增加，B错误，C正确；无论构成 原电池还是电解池，工作时都不可能产生大量气体， D错误。答案 C（二）中档题4. （2012北京理综，12）人工光合作用能够借助太阳能，用 CO2和H2O制备化学 原料。下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（）o阳 光催化剂hIF催化剂口质子交换膜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.催化齐【J b表面的反应是CO2+2H +2e =HCOOH + 4+2解析 首先

4、标化合价，看价变化，CO2>HCOOH, CO2中C的化合价降低， 得电子，由图示装置中电子转移的方向可知催化剂 a表面发生失电子的反应， 催化剂b表面发生得电子的反应，所以在彳S化剂b表面发生的电极反应为CO2 + 2H +2e =HCOOH;在a表面H2O失电子生成。2,电极反应为2H2。 4e =4H + O21 ,由电极反应式可知a极附近酸性增强，b极附近酸性减弱， C错误。答案 C5. （2013华南师大附中期中）下列说法正确的是NH.CI溶液丙在直流电源 二工一窜脩性电梭AICL溶液丁粗锋工纯镁溶液 甲A.用甲装置电解精炼镁B.用乙装置验证试管中铁丝发生析氢腐蚀C.用内装置构

5、成铜锌原电池D.用丁装置利用电冶金法制铝解析 Mg2+和Al#在溶液中不放电，选项A和D错。内装置中两种电解液互 换才能构成铜锌原电池，C错。答案 B6.体积为1 L的某溶液中含有的离子如表所示:离子Cu2+Al3 +NO3Cl物质的量浓度（mol L 1）11a1用Pt电极电解该溶液，当电路中有3 mol电子通过时（忽略电解时溶液体积的 变化及电解产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是（）A.电解后溶液的pH = 0B. a = 3C.阳极生成1.5 mol Cl2D.阴极析出的金属是铜与铝解析 根据离子的放电顺序及得失电子守恒知，先电解 0.5 mol CuCl2,生成0.5 mol

6、Cu 和 0.5 mol CI2,然后电解 0.5 mol Cu（NO3）2,生成 0.5 mol Cu 和 0.25 mol。2、1 mol H+,再电解Al（NO3）3溶液（即电解水），溶液中c（H*）=1 mol L ，故A正确，D错误。阳极上C放电只产生0.5 mol Cl2, C错误。由电荷 守恒可知a=4, B错误。答案 A7. （2013东北五校联考）将KCl和CuSO4两种溶液等 体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中， 溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说 法正确的是（）。A.整个过程中两电极反应 2c一2e=Cl2f、2H+2e =H2 T不可能同 时发生B.电

7、解至c点时，往电解液中加入适量 CuCl2固体，即可使电解液恢复至原 来的浓度C. ab段表示电解过程中H+被还原，pH上升D.原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2 ： 1解析 图像分为三段，因此整个电解过程也有三个阶段，第一个阶段.相当于电解CuCl2溶液，CuCl2水解呈酸性，随着电解的进行，浓度减小，酸性减弱， pH上升，选项C错。若原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2 ： 1, 则达b点时CuCl2消耗完，接着只电解水，则与图像不符，D错。根据b-c溶液的pH明显下降，说明b点时C厂已耗完，而Cu2+过量，Cu2+和水电离的 OH放电；c-d溶液的pH继续下降，

8、但与bc段曲线的斜率不同，说明此时 Cu2+已消耗完，为电解水，可判断 B错，A正确。答案 A二、II卷15分填空题专项训练（一）低档题8. （15分）（2012山东潍坊高三模拟）甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气 （CO和H2）还原氧化铁, 有关反应为：CH4（g） + CO2（g）=2CO（g） + 2H2（g） AH = 260 kJ mol 1 已知：2CO（g） + O2（g）=2CO2（g）AH = 566 kJ mol 1。则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为如下图所示，装置I为甲烷燃料电池（电解质溶

9、液为KOH溶液），通过装置 R实现铁棒上镀铜。a处应通入（* “CH'或 股"），b处电极上发生的电极反应式是电镀结束后，装置I中溶液的 pH（填写“变大” “变小”或“不 变”，下同），装置R中Cu2+的物质的量浓度。电镀结束后，装置I溶液中的阴离子除了 OH以外还含有（忽略水 解）。在此过程中若完全反应，装置n中阴极质量变化12.8 g,则装置I中理论上 消耗甲烷 L（标准状况下）。解析（1）根据盖斯定律，将第一个热化学方程式乘以2,与第二个相加得2CH4（g）+O2（g）=2CO（g） + 4H2（g） AH = 46 kJ mol 1。（2）由于Fe棒上镀Cu,则Cu

10、棒发生氧化反应，作阳极，b电极作正极，a电 极作负极，CH4在a处通入，O2在b处通入，由于KOH溶液作电解质溶液， 则b极反应式为O2+2H2O + 4e =4OH ,电镀过程中电解质溶液不参与电极反应，各离子浓度均不变； CH4燃料电池中的化学方程式为 CH4+2O2 + 2KOH=K2CO3+3H2O,可得溶液中存在CO3一,再由电子守恒得CH44Cu, 则12.8 g Cu的物质的量为0.2 mol,消耗CH4为0.2；、= 0.05 mol,在标准状况下的体积为 0.05 mol X 22.4 L mol1=1.12 L。答案 （1）2CH4（g） + O2（g）=2CO（g）+ 4

11、H2（g）AH = 46 kJ mol m3乙醛含量为3 000 mg L的废水，可得到乙醇 kg计算结果保留 小数点后一位）。解析（1）由于阳极材料为铜，所以铜本身失电子被氧化，由题意知氧化产物 为CU2O,可得阳极反应式为2Cu+H2O 2eT =CuzO + 2H + ,阴极上阳离子 放电，即溶液中不被还原成清洁能源H2o（2）左半区是原电池装置，发生的是铁的吸氧腐蚀，负极 （Fe）: Fe 2eT = Fe2 ,正极（Cu）: O2 + 2H2O+ 4e =4OH 。右半区是电解装置，阳极（Fe）: Fe 2e =F岁，阴极（Cu）: 2H +2e =H2T ,由于电解引起腐蚀的速率远

12、 大于吸氧腐蚀的速率，因此最先观察到变成红色的区域是 区，故选项a、b、 c均错误。（3）根据电解液中阳离子的迁移方向，可知 c为阳极，d为阴极，因此直流 电源上a为正极，通入 O2, b为负极，通入CH4,在碱性条件下CH4的氧化 产物为CO3 ,由此可写出此电极的电极反应式。 在电解过程中，由于SOT没 有参与放电，且阳离子交换膜不允许阴离子自由通过，因此根据质量守恒可 得阴极区Na2SO4的物质的量不变。阴极区发生还原反应，即CH3CHO转化成CH3CH2OH,设生成的乙醇为x kg,根据碳原子守恒可得关系式：CH3CH20H44(2) CH4 O2 + 2H2O + 4e =4OH 变

13、小 不变 CO3 1.12(二)中档题9. (15分)电解是最强有力的氧化.还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：(1)以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料CU2O和一种清洁能源，则阳极反应式为 阴极反应式为。(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是(1序号)。c/ -浸有饱和食盐水和酚故的滤纸a.区铜片上有气泡产生b .区铁片的电极反应式为 2C 2e =Cl2 Tc.最先观察到变成红色的区域是区d.区和区中铜片的质量均不发生变化(3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，

14、其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，、，一 一，、， 电解总反应式为 2CH3CHO + H2O=CH3CH20H + CH3COOH实验室中，以一定浓度的乙醛一Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。直流电源a.,b废水CH3CHO46若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入 （W化学式），电极反应式为 电解过程中， 阴极区Na2SO4的物质的量（填“增大”、“减小”或“不变”）。 在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入 13 000 X 103-106X60%-解得 x=1.9。答案 (1)2Cu+ H

15、2O 2e =CwO+ 2H+ 2H + + 2e =H2 T (2)d (3) CH4 CH4 8e+10OH =CO3 +7H2O 不变 1.910. (15分)(2013高考试题汇编)(1)2013四川理综，11(4)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2该电池反应的化学方程式是。(2)2013重庆理综，11(2)化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO3的原理如图所示。宜流通源看Ik极一一i 二一一三二一设计两种类型的原电FeSC4(aq), CuSd

16、(aq);电源正极为(填 A或 B),阴极反应式为若电解过程中转移了 2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Am左一Am右)为克。2013广东理综，11(2)(3)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。 池，探究其能量转化效率。限选材料： ZnSO4(aq), 铜片,铁片,锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(见右图)，并作相应 标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的 金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液， 只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后， 可观察到负极。甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电

17、能的是 ,其原因是根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在所给的材料中应选作阳极。解析(1)该新型电池放电时，关键判断Al的氧化产物。由于NaOH溶液的存 在，Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3,故电池反应的化学方程式为： Al + 3NiO(OH) + NaOH+ H2O=NaAlO2+ 3Ni(OH) 2。(2)阴极：2NO3+6H2O+10e =N2T +12OH5 阳极：100H 10e =5H2O + 2O2?在阳极区生成的h+通过质子交换膜到达阴极区，所以，当电子过程中转移10 mol e 时，,5i-A m 左=2 mol x 32 g mol

18、+10 g = 90 gA m 右二28 g 10 g= 18 g所以当转移2 mol e一时，膜两侧电解液的质量变化差为90 g 518 g=14.4 g。 (3)根据题给条件和原电池的构成条件可得：a.若用Zn、Cu、CuS04(aq)、ZnSO4(aq)组成原电池，Zn作负极，Cu作正极， Zn 插入至ij ZnS04(aq)中，Cu 插入至U CuS04(aq)中。b.若用Fe、Cu、FeSO(aq)、CuSO4(aq)组成原电池，Fe作负极，Cu作正极， Fe 插入至ij FeSCh(aq)中，Cu 插入至U CuSO4(aq)中。c注意，画图时要注意电极名称，电极材料，电解质溶液名

19、称(或化学式)，并形成闭合回路。由于金属活动性Zn>Fe>Cu,锌片或铁片作负极，由于 Zn或Fe直接与CuS04溶液接触，工作一段时间后，负极本身被腐蚀或氧化， 失去金属光泽，质量减轻，蓝色变浅。带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuS04溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能， 几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极与CuS04溶液直接接触，两者会发生置换反应，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。由牺牲阳极的阴极保护法可得，铁片作正极(阴极)时被保护，作负极(阳极)时 被腐蚀，所以应选择比铁片更活泼的锌作负极(阳极)才能有效地保护铁不被腐 蚀。答

20、案 (1)Al +3NiO(OH) +NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2 (2) A 2NO3 + 6H2O+10e =N2 T + 12OH 14.4失去金属光泽，被腐蚀或氧化，溶液蓝色变浅甲 在甲装置中，两个电极反应是在彼此隔离的条件下进行的，锌与 Cu2+ 不直接发生反应，这样可以更彻底地将反应所释放的能 ，量转化为电能 锌 片(三) .高档题11. (15分)锌(Zinc)是第四“常见”的金属，仅次于铁、铝及铜，在现代工业中 对于电池制造有不可磨灭的贡献。I .湿法炼锌锌楮焙烧矿iZnS),其他某种冶炼过程可用下图简略表示焙烧矿(主 XH/XH.t I要含ZnO) 溶液的溶;液(1)ZnS焙烧反应的化学方程式为(2)电解过程中析锌一极的电极反应式为 (3)氧化锌像氧化铝一样，属于两性氧化物，则氧化锌与氢氧化钠反应的离子方程式为(已知：“锌酸”的化学式可写成 H2Zn(OH)4)H .锌电池用锌作负极的电池生活中随处可见，如锌钮干电池、锌钮碱性电池、锌空电池等。(4)锌钮碱性电池，以二氧化钮为正极，锌粒为负极，氢氧化钾溶液为电解液。其具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池总反应式为Zn+ 2M