2023版高考化学总复习：专题九电化学基础十年高考分类题组

1、第 页专题九 电化学基础考点一原电池1.(2017浙江11月选考,17,2分)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()金属M作电池负极B.电解质是熔融的MOC.正极的电极反应O2+4e-+2H2O 4OH-D.电池反应2M+O2+2H2O 2M(OH)2答案B由题给金属(M)-空气电池的工作原理示意图可知,金属M作电池负极,负极反应为2M-4e- 2M2+,正极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,两电极反应相加可得电池反应:2M+O2+2H2O 2M(OH)2,电解质显然不是熔融的MO(因体系中有H2O和OH-),故A、C、D正确,B错误。2.(2019海南单科,8,

2、4分)(双选)微型银锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,电池总反应为Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2,下列说法正确的是()A.电池工作过程中,KOH溶液浓度降低B.电池工作过程中,电解液中OH-向负极迁移C.负极发生反应Zn+2OH-2e- Zn(OH)2D.正极发生反应Ag2O+2H+2e- Ag+H2O答案BCA项,依据电池总反应知,电池工作过程中消耗水,故KOH溶液浓度增大,错误;B项,原电池工作过程中,电解液中阴离子移向负极,即OH-向负极迁移,正确;C项,锌在负极失去电子被氧化,生成氢氧化锌,电极反应式为Zn+2OH-2e-

3、 Zn(OH)2,正确;D项,氧化银在正极得到电子生成银单质,但电解质溶液显碱性,故正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-,错误。3.(2018课标,7,6分)化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法答案A本题考查化学与生活的联系。A项,泡沫灭火器利用了盐类相互促进的水解反应,可用于一般的起火,但不适用于电器起火,电器起火常用干粉灭火器灭火。知识拓展牺牲阳极的阴极保护法是利

4、用原电池原理,使被保护的物质作正极而被保护起来。4.(2016课标,11,6分)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A.负极反应式为Mg-2e- Mg2+B.正极反应式为Ag+e- AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2O Mg(OH)2+H2答案BMg-AgCl电池中,Mg为负极,AgCl为正极,故正极反应式应为AgCl+e- Ag+Cl-,B项错误。5.(2016浙江理综,11,6分)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+n

5、O2+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C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn+nO2+2nH2O+4ne- 4M(OH)nD.在Mg-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答案CA项,采用多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于O2扩散至电极表面;B项,单位质量的Mg、Al、Zn反应,Al转移的电子数

6、最多,故Al-空气电池的理论比能量最高;C项,由于电池中间为阴离子交换膜,故Mn+不能通过,则正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-;D项,在Mg-空气电池中,负极的电极反应式为Mg-2e- Mg2+,为防止负极区沉积Mg(OH)2,可采用阳离子交换膜阻止OH-进入负极区。评析本题设计新颖,以新型电池为背景,考查原电池的工作原理。6.(2015课标,11,6分)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C

7、6H12O6+6O2 6CO2+6H2O答案A根据微生物电池工作原理示意图可知:C6H12O6在负极上发生氧化反应,电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O 6CO2+24H+;O2在正极上发生还原反应,电极反应式为6O2+24e-+24H+ 12H2O。负极有CO2生成,A项错误;B项,微生物促进了反应中电子的转移,正确;C项,质子通过交换膜从负极区移向正极区,正确;D项,电池总反应为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,正确。7.(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

8、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,由元素化合价变化知,每消耗1 mol CH4转移6 mol电子;B项,电极A为负极,H2参与的电极反应为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-。8.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.

9、铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡答案C题中所述锌铜原电池中,Zn为负极,电极反应式为Zn-2e- Zn2+;Cu为正极,电极反应式为Cu2+2e- Cu,发生还原反应。Zn2+通过阳离子交换膜向正极移动;乙池溶液中消耗的Cu2+与由甲池迁移过来的Zn2+的物质的量相同,则乙池溶液质量增加。溶液中的阴离子无法通过阳离子交换膜。故选C。9.(2014福建理综,11,6分)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2 2AgCl。下列说法正确的是()A.

10、正极反应为AgCl+e- Ag+Cl-B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子答案D原电池的正极反应为Cl2+2e- 2Cl-,故A项错误;放电时,白色沉淀AgCl在左侧电极处产生,故B项错误;当电路中转移0.01 mol e-时,原电池左侧发生的反应为Ag-e-+Cl- AgCl,减少了0.01 mol的Cl-,根据溶液呈电中性可知,左侧溶液中的H+通过阳离子交换膜向右侧转移0.01 mol,故D项正确。10.(2014北京理综,8,6分)下列电池工作时

11、,O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池答案B氢燃料电池中,负极上H2放电,正极上O2放电,A、C、D中均不存在O2放电,故选B。11.(2013课标,10,6分)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是()A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S 6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl答案B根据电化学原理可知,Al为负极,电

12、极反应为2Al-6e- 2Al3+,银器为正极,电极反应为3Ag2S+6e- 6Ag+3S2-,溶液中反应为2Al3+3S2-+6H2O 2Al(OH)3+3H2S,三反应相加可知该过程的总反应为2Al+3Ag2S+6H2O 2Al(OH)3+6Ag+3H2S,故B正确,C、D错误;银器表面黑色的Ag2S变成了Ag,质量必然减小,A错误。评析本题以表面变黑的银质器皿的处理为素材,考查原电池的工作原理、氧化还原反应及盐类水解等知识,能力考查层级为综合应用,试题有一定难度。12.(2013课标,11,6分)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作

13、的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C.正极反应为:NiCl2+2e- Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动答案B该原电池的负极反应为Na-e- Na+,正极反应为NiCl2+2e- Ni+2Cl-,电池总反应为2Na+NiCl2 2NaCl+Ni。B项错误。13.(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()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

14、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。方法归纳原电池正、负极判断的常用方法:若两电极均为金属材料,则较活泼金属一般作负极;若两电极分别为金属和非金属材料,则金属材料作负极。在原电池工作时,被不断消耗的电极一般为负极。电子流出的电极为负极,阴离子移向的电极为负极,发生氧化反应的电极为负极。对于燃料电池,非O2通入的电极一般为负极。考点分析江苏高考以“电化学”为依托考查氧化还原反应原理的运用

15、,主要内容有电极反应式的书写,判断电解质溶液浓度、pH的变化,以及能源、环保等热点问题。14.(2013安徽理综,10,6分)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是()A.正极反应式:Ca+2Cl-2e- CaCl2B.放电过程中,Li+向负极移动C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g PbD.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转答案D本题以热激活电池为载体考查电

16、化学知识。A项,根据电池总反应可知该反应为负极反应,正极反应式为PbSO4+2e- Pb+SO42-;B项,放电过程中,Li+向正极移动;C项,因为每转移0.1 mol电子,理论上生成0.05 mol Pb,故质量为0.05 mol207 gmol-1=10.35 g;D项,常温时,由于电解质LiCl-KCl无法电离,电解质中无自由移动的离子,不能形成闭合回路,所以不导电,无电流。评析本题不仅考查原电池原理的基础知识,同时也考查学生对题给信息的运用能力,难度中等。15.(2013北京理综,7,6分)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是()A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏

17、表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块答案A外加电流的阴极保护法是指把要保护的金属连接在直流电源的负极上,使其作为电解池的阴极被保护,A项符合题意;金属表面涂漆或喷涂高分子膜可防止金属与其他物质接触发生反应,B、C选项不符合题意;钢管连接镁块利用的是原电池原理,镁为负极被氧化,钢管为正极被保护,D项不符合题意。16.(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。右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

18、化剂b附近酸性增强D.催化剂b表面的反应是CO2+2H+2e- HCOOH答案C电池总反应式为2CO2+2H2O 2HCOOH+O2。负极:2H2O-4e- O2+4H+,正极:2CO2+4H+4e- 2HCOOH。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。17.(2011福建,11,6分)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.

19、放电时OH-向正极移动D.总反应为:2Li+2H2O 2LiOH+H2答案C在原电池中电解质溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极。18.(2018天津理综,10,14分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为(写离子符号);若所得溶液c(HCO3-)c(CO32-)=21,溶液pH=。(室温下,H2CO3的K1=410-7;K2=510-11)(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键CHCO

20、HHC O(CO)键能/kJmol075则该反应的H=。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是(填“A”或“B”)。按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900 的原因是。图1(3)O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图2所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。图2电池的负极反应式:。电池的正极反应式:6O2+6e- 6O2-6CO2+6O2- 3

21、C2O42-+6O2反应过程中O2的作用是。该电池的总反应式:。答案(14分)(1)CO32-10(2)+120 kJmol-1B900 时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低(3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)催化剂2Al+6CO2Al2(C2O4)3解析本题考查电离平衡常数的应用、反应热的计算、化学平衡的移动、电极反应式的书写。(1)NaOH溶液吸收CO2后所得溶液pH=13,CO2主要转化为CO32-;由H2CO3的二级电离平衡常数知,当溶液中c(HCO3-)c(CO32-)=21时,K2=c(H+)c(CO32-)c(HCO3-)=

22、c(H+)2=510-11,故c(H+)=110-10molL-1,则溶液pH=10。(2)由已知键能数据知,反应的H=4413 kJmol-1+2745 kJmol-1-(21 075 kJmol-1+2436 kJmol-1)=+120 kJmol-1;已知正反应是气体分子数增大的吸热反应,A(恒容)与B(恒压,容积可变)相比,B中压强小于A,减压平衡正向移动,则B容器中反应达到平衡后吸收的热量较多。观察图像知,900 时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低,故此反应优选温度为900 。(3)观察原电池工作原理图知,铝电极作负极,多孔碳电极作正极,故负极反

23、应式为Al-3e- Al3+;正极反应式为6O2+6e- 6O2-、6CO2+6O2- 3C2O42-+6O2,由此可知反应过程中O2的作用是催化剂;电池总反应式为2Al+6CO2 Al2(C2O4)3。易混易错恒容容器是指容积不变的容器,气体的量发生变化时压强发生改变;恒压容器是指压强不变的容器,气体的量发生变化时容器容积发生改变。考点二电解池1.(2017课标,11,6分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为:Al3+3e-AlD.

24、硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案C本题考查电解原理的应用。Al0Al+32O3发生氧化反应,故铝质工件为阳极,A正确;阴极材料被保护,B正确;电解质溶液中含有大量H+,故阴极的电极反应式为2H+2e- H2,C不正确;在电解池中,阴离子移向阳极,D正确。知识拓展电解原理的应用1.电解原理在“金属防腐”中的应用。如:外加电流的阴极保护法。2.电解原理在“物质制备”中的应用。如:尿素CO(NH2)2制氢气。3.电解原理在“环境治理”中的应用。如:用电解法消除CN-。2.(2015福建理综,11,6分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8

25、O)。下列说法正确的是()A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D.a电极的反应为:3CO2+18H+-18e- C3H8O+5H2O答案B由模拟“人工树叶”电化学实验装置可知,该装置将光能和电能转化为化学能,故A错误;在电解池内部,阳离子向阴极迁移,故H+从b极区向a极区迁移,B正确;阴极上:3CO2C3H8O18e-,阳极上:2H2OO24e-,根据得失电子守恒可知,当阳极生成1 mol O2时,阴极被还原的CO2的质量为4mol644 g/mol=29.3 g,故C错误;a电极的反应为3CO2+18

26、H+18e- C3H8O+5H2O,故D错误。3.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为910,阳极产生的ClO-将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:Cl-+2OH-2e- ClO-+H2OC.阴极的电极反应式:2H2O+2e- H2+2OH-D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+ N2+2CO2+5Cl-+H2O答案DD项,控制溶液pH为910,溶液呈碱性,离子方程式应为2CN-+5ClO-+H2O N2+2CO2+5Cl-+2OH-。4.(2013大纲全国

27、,9,6分)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O72-+6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是()A.阳极反应为Fe-2e- Fe2+B.电解过程中溶液pH不会变化C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成D.电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O72-被还原答案B电解过程中,阳极发生氧化反应,A项正确;从题干信息中所给离子方程式可看出H+被消耗,pH会升高,B项错误;pH升高,c(OH-)增大,Fe3+3OH- Fe(OH)3,C项正确;还原1 mol C

28、r2O72-需要6 mol Fe2+,由Fe-2e- Fe2+得电路中转移的电子为26 mol=12 mol,D项正确。5.(2013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

29、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-通过阴离子交换膜迁移至左侧,与I2发生反应:3I2+6OH- 5I-+IO3-+3H2O,I2浓度逐渐减小,故蓝色逐渐变浅,电解结束后IO3-可通过阴离子交换膜扩散至右侧,B正确。式3+式3+式得电解总反应:I-+3H2O IO3-+3H2,C正确。若换用阳离子交换膜,OH-不能迁移至左侧,反应无法发生,式+式得电解总反应式为2I-+2H2O 2OH-+I2+H2,两种情况下电解总反应显然不同,D错误。6.

30、(2013北京理综,9,6分)用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是()A.a端是直流电源的负极B.通电使CuCl2发生电离C.阳极上发生的反应:Cu2+2e- CuD.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体答案A电解过程中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,阴极与直流电源的负极相连,阳极与直流电源的正极相连,A项正确;电解质在溶液中的电离是因为水分子的作用,与通电无关,B项错误;电解过程中阳极上发生的反应为氧化反应,阳极反应为2Cl-2e- Cl2,在阳极附近可观察到黄绿色气体,C、D项错误。7.(2013海南单科,12,4分)下图所示的电解池和中,a、b、c和d均为

31、Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是()选项XYA.MgSO4CuSO4B.AgNO3Pb(NO3)2C.FeSO4Al2 (SO4)3D.CuSO4AgNO3答案D“电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大”即要求阴极不产生气体而是析出金属,故A、B、C可以排除;再根据“增重bd”通过差量计算可得出D项正确。8.(2018课标,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列

32、说法错误的是()A.放电时,ClO4-向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-2CO32-+CD.充电时,正极反应为:Na+e-Na答案D本题考查二次电池的工作原理。放电时,负极反应为:4Na-4e-4Na+,正极反应为3CO2+4e-C+2CO32-;Na+移向正极,CO32-、ClO4-移向负极,A、C正确;充电过程与放电过程相反,B正确;充电时,阳极反应为2CO32-+C-4e-3CO2,D错误。规律总结二次电池充、放电的电极判断二次电池充电时,“正接正、负接负”;放电时的正极为充电时的阳极;放电时的负极为充电时的阴极。9.(2016课标,

33、11,6分)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH)42-。下列说法正确的是()A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为:Zn+4OH-2e- Zn(OH)42-D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)答案C充电时为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH)42- 2Zn+O2+4OH-+2H2O,电解质溶液中c(OH-)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应为Zn+4OH-2e- Zn(OH)42-,

34、故C项正确;每消耗1 mol O2电路中通过4 mol电子,故D项错误。10.(2016四川理综,5,6分)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(x”“”或“=”)。(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应: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+2OH- FeO42-+3H2,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红

35、色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。图1图2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,其原因为。c(Na2FeO4)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:。答案(共14分)(1)污染小可再生来源广资源丰富燃烧热值高(任写其中2个)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-)

36、低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低解析(1)碱性氢氧燃料电池中H2在负极失电子结合OH-生成H2O。(2)两反应的S均小于0,且均为自发反应,故两反应均为放热反应。H2(g)+A(l) B(l)H10O2(g)+B(l) A(l)+H2O2(l)H20运用盖斯定律,+可得:H2(g)+O2(g) H2O2(l)的H=H1+H2v逆,即v(吸氢)v(放氢),d项不正确。(5)由题意可知,阳极的电极反应式为Fe-6e-+8OH- FeO42-+4H2O,阴极的电极反应式为6H2O+6e- 3H2+6OH

37、-,故电解一段时间后阳极室c(OH-)降低。阴极产生H2,若不及时排出,则会还原Na2FeO4,使产率降低。由题中信息可知Na2FeO4在强碱性条件下稳定,故c(OH-)较低时Na2FeO4稳定性差;c(OH-)过高时,铁电极上会产生Fe(OH)3或Fe2O3,导致Na2FeO4产率降低。易混易错本题中第(3)小题b项中要注意可逆反应进行不彻底,参加反应的反应物的量应小于其加入量。19.(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶

38、液。B极区电解液为溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中Li+向电极迁移(填“A”或“B”)。(2)利用钴渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制备钴氧化物的工艺流程如下:Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为。铁渣中铁元素的化合价为。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41 g,CO2体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为。答案(1)LiOH2Cl-2e-Cl2B(2)2Co(OH)3+SO32-+4H+2Co2+SO42-+5H2O或Co(OH)3+3H+Co3+3H2O,2Co3+SO32-+H2O2Co2+SO42-+2H+

39、3Co3O4解析(1)B极区产生H2,则B极区发生还原反应,为阴极;A极电极反应式为2Cl-2e-Cl2,为阳极。A极区电解液为LiCl溶液,B极区电解液为LiOH溶液;Li+(阳离子)向阴极(B电极)移动。(2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2,所以铁渣中的铁元素为+3价。设钴氧化物的化学式为CoxOy,有xCoC2O4+y2O2CoxOy+2xCO2(59x+16y) g2x22.4 L2.41 g 1.344 L则(59x+16y) g2.41 g=2x22.4 L1.344 L,解得xy=34,则钴氧化物的化学式为Co3O4。评析本题考查了电解原理、化学计算、离子方程式的书

40、写、氧化还原反应等,综合性强。20.(2014山东理综,30,16分)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。(1)钢制品应接电源的极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为。(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为mol。(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有。a.KClb.KClO3c.MnO2d.Mg取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是(用离子方程式说明)。答案(1)负4Al2Cl7-+3e- Al+7AlCl4-H2(2)3(3)b、d不能Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O、Fe+2Fe3+ 3Fe2+(或只写Fe