2017年电化学（高三电化学复习）

1、电化学-20160920一、单选题（共4小题）1微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O2金属（M）空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是（）A采用多孔电极的目的是提高电极

2、与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4Mn+nO2+2nH2O+4ne=4M(OH)nD在M空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜3用下图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时，控制溶液PH为910，阳极产生的ClO-和CN-氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（ ）A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式为：Cl-+2OH- -2e-=ClO-+H2OC阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-D除去CN-的反应：2C

3、N-+5ClO-+2H+=N2+2CO2+5Cl-+H2O4已知：锂离子电池的总反应为：LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2锂硫电池的总反应为：2Li+S Li2S有关上述两种电池说法正确的是（ ）A锂离子电池放电时，Li+向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电二、解答题（共2小题）5. C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。（1）Si位于元素周期表第_周期第_族。（2）N的基态原子核外电子排布式为_；Cu的基态原子最外层有_个电子。（3）用“”或“”、“”或“=”)。(3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反

4、应：MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) Hv(吸氢)(4)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_。(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OHFeO42+3H2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_。c( Na2FeO

5、4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因：_。三、填空题（共9小题）7. NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_（2）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下： 写出该反应的热化学方程式：_。随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_。（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_。当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。

6、其吸收能力顺序如下：12MgO20CaO38SrOc(HS)c(S)c(H+)=c(OH-)c. c(Na+)+c(H+)=c(S)+c(HS)+c(OH-)(4)当吸收液的pH降至约为6时, 需送至电解槽再生。再生示意图如下:HS在阳极放电的电极反应式是。当阴极室中溶液pH升至8以上时, 吸收液再生并循环利用。简述再生原理: 。答案部分1.考点：原电池试题解析：C6H12O6失去电子被氧化为CO2的反应在电池的负极进行，A错误；其他选项明显都是正确的，不再啰嗦。答案：A 2.考点：化学电源原电池试题解析：根据题给放电的总反应4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n，氧气在正极得电子，由于有

7、阴离子交换膜，正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH-，选项 C错误。ABD均正确。答案：C 3.考点：电解池试题解析：在碱性环境中阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，必然是生成了N2和CO2，故其离子方程式为：2CN+ 5ClO +H2O = N2 + 2CO2 + 5Cl+ 2HO-，D选项错误，ABC均正确。答案：D 4.考点：电解池试题解析：锂离子电池放电时，C极作负极，Li+向正极移动，与Li1-xCoO2反应生成LiCoO2，A错；锂硫电池充电时，锂电极得电子得到Li，发生还原反应，B正确；C.两电池的变价不一样，其两个比能量也不一样，错；锂离子电池放电，Li为负极，应

8、接锂硫电池负极C极上，S电极接LiCoO2电极上，错。答案：B 5.考点：原子结构,元素周期表元素周期律原电池试题解析：（1）Si是14号元素，位于元素周期表的第三周期、A族，（2）N是7号元素，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p3，29号的铜，核外电子排布是：2、8、18、1，故其原子最外层有1个电子。（3）依据元素周期律，原子半径：AlSi，电负性：N 晶体硅，沸点：CH4，（4）2H+ + NO3-e-=NO2 + H2O，铜极，加水将浓硝酸稀释成稀硝酸 6.考点：电解池化学平衡试题解析：(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点有污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高等。碱性

9、氢氧燃料电池的负极反应式为：H2+2OH-2e-=2H2O，(2)H2(g)+A(l)=B(l) H1，O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) H2，两反应的S0，根据G=H-TS，因为均为两反应自发反应，因此H均小于0，将+得：H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的H=H1+H10，(3)由该反应的特征及量关系，明显ac正确而bd是错误的。(4)该过程利用太阳能分解的水，是将光能转化为化学能。(5)镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c(OH)降低的区域在阳极室，氢气具有还原性，而Na2FeO4只在强碱性条件下稳

10、定，易被H2还原。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；若在N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低。答案：(1)污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高；H2+2OH-2e-=2H2O(2)(3)ac(4)光能转化为化学能(5)阳极室防止Na2FeO4与H2反应使产率降低M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。 7.考点：

11、原电池化学平衡化学反应热的计算试题解析：（1）NO2与水反应的化学方程式为3NO2H2O=2HNO3NO。（2）N2（g）O2（g）=2NO（g）H945 kJmol1498 kJmol12630 kJmol1183 kJmol1。该反应为吸热反应，随温度升高，化学平衡常数增大。（3）根据题意NO被还原为N2，则CO被氧化为CO2。（4）Pt电极上O2得电子发生还原反应，电极反应式为O24e=2O2，电池总反应式为2NOO2=2NO2，用电池总反应式减去Pt电极的电极反应式并化简得NiO电极的电极反应式：NOO22e=NO2。答案：（1）3NO2H2O=2HNO3NO （2）N2（g）O2（g

12、）=2NO（g） H183 kJmol1 增大 （3）2CO2NON22CO2 根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知它们均为A族元素。同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大 （4）还原NOO22e=NO2 8.考点：物质的量氧化还原基本概念原电池离子方程式的书写及正误判断铁、铜及其化合物试题解析：（1）n(Cl)=0.0250L0.40molL-1=0.01mol0.54g0.10mol35.5gmol-1=0.19gn(Fe)=0.19g/56gmol-1=0.0034moln(Fe)n(Cl)=0.00340.010 ， x=3（4）根据题意，FeCl3与KClO在强碱条件下反应可

13、制取K2FeO4，根据元素守恒、电子转移守恒，可得反应的离子方程式。根据原电池反应原理，锌做负极材料，失电子，发生氧化反应；K2FeO4在电池中作为正极材料，得电子，发生还原反应。答案：（1）3n(Cl)=0.0250L0.40molL-1=0.01mol0.54g0.10mol35.5gmol-1=0.19gn(Fe)=0.19g/56gmol-1=0.0034moln(Fe)n(Cl)=0.00340.010 ， x=3（2）10%（0.10也可以） 盐酸 氯气（3）2Fe3+2I-=2Fe2+I2(或2Fe3+ 3I-=2Fe2+I3-)（4） 9.考点：原电池物质的分离、提纯和检验电解

14、池试题解析：（1）只要了解电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2即可得出氯气与氢氧化钠的物质的量之比为1:2,从而计算出k的值。（2）应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故答案为：；（3）通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2，则电解池左边应为阳极，生成Cl2，由于燃料电池正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于b%，可知

15、NaOH浓度增大，故答案为：Cl2；H2；a%小于b%；燃料电池中正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；H2-2e-+2OH-=2H2O；据装置特点及反应过程可知，这样设计的优点是燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗等，故答案为：燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度。答案：（1）或0.89；（2）；（3）Cl2 H2 a小于b；O2+4e-+2H2O4OH- H22e-+2OH-2H2O；燃料电池可以

16、补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗。 10.考点：化学电源铁、铜及其化合物试题解析：(1)由Cl-与OH-发生交换可得：n(Cl-)n(OH-)n(H+)25010-3040 mol，两式相等，解得x3。(2)混合体系的计算：设n(FeCl2)x mol、n(FeCl3)y mol，列方程组x+y1、2x+3y21，解得：x09 mol、y01 mol，所以样品中FeCl3的物质的量分数100%10%。(3)HI属于强电解质，I-被Fe3+氧化为棕色I2，配平即可。(4)反应物Fe3+被氧化为，化合价升高3，ClO-被还原为Cl-，化合价降低2，所以方程式中Fe3+、计量数为2

17、，ClO-、Cl-计量数为3，即2Fe3+3ClO-2+Cl-，在碱性溶液中依据电荷守恒用OH-、H2O配平即可；正极发生得电子的还原反应，碱性条件下得到3个电子生成Fe(OH)3，即：+3e-Fe(OH)3，依据电荷守恒后面加5个OH-，即：+3e-Fe(OH)3+5OH-，依据H原子守恒得到：+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-，最后用O原子检查是否正确；负极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，根据得失电子守恒两电极反应变为2+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-、3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2，两式相加即得电池总反应式。答案：(1)n(Cl)0025

18、 0 L040 molL-10010 mol 054 g-0010 mol355 gmol-10185 g n(Fe)0185 g/56 gmol-10003 3 mol n(Fe)n(Cl)0003 3001013，x3 (2)010盐酸氯气 (3)2Fe3+2I-=2Fe2+I2(或2Fe3+3I-=2Fe2+) (4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2+5H2O+3Cl-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- 2+8H2O+3Zn=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH- 11.考点：电解池试题解析：（1）题给选项中,是原有海水净化做法，除此外其他三项都可达到优化海水综

19、合利用的目的。（2）据Br2自身氧化还原方程式：3Br2+6Na2CO3+3H2O =5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3，显然，吸收1mol Br2时转移的电子为5/3mol。（3）据海水提镁的工艺流程，加入Ca2+除去SO42-即脱硫，涉及离子方程式为：Ca2+SO42-=CaSO4，所得CaSO4即为产品1；澄清液中加入石灰乳，有Mg2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+，经过沉降、过滤、干燥得到产品2：Mg(OH)2。已知浓海水1L中有Mg28.8g，则有：Mg Mg(OH)224 5828.8g x x=28.8g5824=69.6g，若全部生成Mg(OH)2，所得产品质

20、量为69.6g。（4）据题表述，电解池中电极并不参加反应，电解熔融的氯化镁，化学方程式为MgCl2Mg+Cl2；电解时若有水存在，水能与活泼金属Mg反应：Mg+2H2O Mg(OH)2+H2，造成镁的消耗。答案：（1） （2）5/3 （3）Ca2+SO42-=CaSO4 Mg(OH)2 69.6 （4）MgCl2Mg+Cl2 Mg+2H2O Mg(OH)2+H2 12.考点：电解池试题解析：(1)氨气的催化氧化方程式比较简单见答案(2)反应2NO+O2=2NO2在其他条件不变的前提下,压强越大NO的转化率越越大,所以,P1P2;从试题图像可以清楚看出:温度越高,NO的转化率越低,故其平衡常数越

21、小(3)因2NO2(g)N2O4(g) H1 p1 变小（3）A （4）NH3 根据电子守恒，阳极得到的NO3的量大于阴极得到的NH4+的量，所以需充入NH3（或从阴阳极电极反应式说明也可） 13.考点：电解池氮、磷及其化合物试题解析：（1）N2结构中含有氮氮三键，其结构式为NN;H2与NO发生氧化还原反应，H由0价升到1价，N由5价降到0价，结合电子守恒及电荷守恒规律，其离子方程式为5H22NO=N24H2O2OH-;溶液的pH由7变为12，表明c(H)由10-7变成10-12，则c(OH-)由10-7增大到10-2，c(OH-)在10 min 内的变化量约为10-2 mol/L，而c(OH

22、-)与c(NO)的变化量之比等于化学计量数之比，因此c(NO)的变化量为001 mol/L，则v(NO)0001 mol/(Lmin);NO水解：NOH2O HNO2OH-，是一个吸热过程，可通过升高温度、加酸和加水的方法促进其水解。（2）根据题图可知，电解池右侧NO转化成N2，发生还原反应：2NO10e6H2O=N212OH，其电极应为阴极，则左侧发生氧化反应：2H2O4 e-=O24H，其电极作阳极，与其相连的A端为电源的正极;转移2 mol电子时，右侧产生02 mol N2，质量为56 g，左侧产生05 mol O2，质量为16 g，同时生成2 mol H，由于H可通过质子交换膜由左侧进

23、入右侧，则右侧电解液质量实际减少：56 g2 g36 g，左侧电解液质量实际减少：16 g2 g18 g，则两侧质量差为144 g。答案：（1）NN 2NO5H2N22OH-4H2O0001 加酸升高温度加水 （2）A2NO6H2O10e-=N212OH-144 14.考点：化学实验基础操作电解池化学与工农业生产镁、铝及其化合物试题解析：此题综合考查元素化合物、化学实验、离子方程式和电化学知识。（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，铝和氧化铁、石英砂反应的方程式分别为：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；4Al+3SiO23Si+ 2Al2O3；（2）粗铝中含一定量的金属钠和氢气，向坩埚中的粗铝

24、熔体通入Cl2时，氯气和氢气反应生成的氯化氢为气体，铝和氯气反应生成的氯化铝（AlCl3在181升华为气体）其存在于气泡中；固态杂质中含钠和氯气反应生成的氯化钠；（3）尾气的主要成分包括Cl2和HCl，其中气体A用废碱液吸收的离子方程式为：Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O；H+OH-=H2O；（4）镀铝电解池中，镀层金属作阳极，故金属铝为阳极，其得失电子时造成AlCl4-和Al2Cl7-相互转化，方程式可表示为：Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-；（5）镀铝的钢材表面有致密的氧化铝薄膜，该薄膜隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，阻止电化学腐蚀和化学腐蚀发生。答案：（1

25、）2Al +Fe2O3Al2O3+2Fe 4Al+3SiO23Si+ 2Al2O3（2）HCl、AlCl3；NaCl。（3）Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O；H+OH-=H2O（4）阳极；阳极：Al-3e-=Al3+、（阴极：4Al2Cl7 +3e- = 7AlCl4+Al ）（5）铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜，它能阻止氧化深入内部，起到防腐保护作用15.考点：物质的分离、提纯和检验化学与工农业生产电解池试题解析：（1）电解时在电极的作用下，溶液中的阳离子向阴极作定向运动，阴离子向阳极作定向运动，所以电解饱和食盐水时Na和H向阴极运动并放电，但H比Na易得电子，所以H首先放

26、电，方程式为2H2e=H2。由于H是水电离出的，所以随着H的不断放电，就破坏了阴极周围水的电离平衡，OH的浓度就逐渐增大，因此溶液A的溶质是NaOH。由于Cl比OH易失电子，所以在阳极上Cl首先放电，方程式为2Cl2e=Cl2。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl2H2O2OHH2Cl2。（2）见解析（1）（3）由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl2H2OHClHClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出。（4）由于溶液中含有Mg2，所以用溶液A（即NaOH）调节溶液的pH时，会产生Mg(OH)2沉淀，即盐泥a中还含有Mg(OH)2；淡盐水中含有氯气，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化为N2，而氯气被还原成Cl，方程式为2NH43Cl28OH=8H2O6