2022届高考化学二轮复习专题05电化学答案

1、PAGE PAGE 5专题五电化学考点一原电池新型化学电源经典对练得高分真题示例1- 1.B解析 电池的负极上发生氧化反应,A项错误;CO2在正极上得电子发生还原反应,B项正确;放电时阳离子移向正极,C项错误;原电池是把化学能转化为电能的装置,D项错误。1- 2.D解析 a电极的材料是钾片,为原电池的负极,b电极为原电池的正极,则充电时a电极为阴极、b电极为阳极。O2在正极得电子后结合K+生成KO2,所以K+通过隔膜,A项正确。放电时,电子从负极通过外电路流向正极,而电流方向与电子流向相反,即电流由b电极流向a电极;充电时,b电极作阳极,B项正确。每生成1 mol KO2需要消耗1 mol O

2、2,即生成KO2的质量与消耗O2的质量比约为71 g32 g=2.22,C项正确。消耗3.9 g钾时,转移电子的物质的量为0.1 mol,依据铅酸蓄电池反应式Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,此时消耗0.1 mol水,即1.8 g水,D项错误。对点演练1- 1.C解析 根据图示和总反应知,放电时,N极为负极,Zn失去电子,发生氧化反应;M极为正极,Fe(CN)63-得电子,发生还原反应。充电时,N极为阴极,Zn(OH)42-得电子,发生还原反应;M极为阳极,Fe(CN)64-失去电子发生氧化反应:Fe(CN)64- e-Fe(CN)63-,A项错误。放电时,N极为负极,M极为

3、正极,则N极的电势低于M极,B项错误。在配合物Fe(CN)63-中,CN-与铁离子之间有6个配位键,在每个CN-内部有一个共价键,所以1 mol该配合物中含有键12 mol,C项正确。放电时,Zn失电子后与氢氧根生成Zn(OH)42-,溶液增加的质量为1 mol Zn和4 mol氢氧根之和,大于65 g,D项错误。1- 2.C解析 固氮时该装置为原电池装置,镁为活泼金属,作负极,被氧化成Mg2+;钌复合电极为正极,氮气在该电极上发生还原反应生成N3-,与熔融电解质中镁离子生成Mg3N2,所以总反应为3Mg+N2Mg3N2,A项正确。脱氮时,-3价的氮元素被氧化,钌复合电极上应发生氧化反应,Mg

4、3N2失电子发生氧化反应生成氮气,电极反应为Mg3N2-6e-3Mg2+N2,B项正确。固氮时,镁电极为负极,外电路中电子由镁电极流向钌复合电极,C项错误。无水LiCl-MgCl2混合物常温下为固体,无自由移动离子,不能导电,受热熔融后产生自由移动离子后,电池才能工作,D项正确。真题示例2- 1.B2- 2.D对点演练2- 1.CD解析 由2H2S(g)+O2(g)S2(s)+2H2O(l)可知,O2在b极(正极)发生还原反应,由于是质子固体电解质膜,电极反应式为O2+4H+4e-2H2O;H2S在a极(负极)发生氧化反应,电极反应式为2H2S-4e-4H+S2,A项正确。由电极反应式2H2S

5、-4e-4H+S2可知,标准状况下,每 11.2 L H2S 即0.5 mol H2S参与反应,有1 mol H+经固体电解质膜进入正极区,B项正确。原电池反应由化学能转化为电能,电池内部释放的热能小于632 kJ,C项错误。该电池是质子固体作电解质,所以电极反应式为O2+4H+4e-2H2O,D项错误。2- 2.B解析 结合题意可知放电时,GS-Si包覆石墨烯电极上发生的反应为C6Li-xe-C6Li1-x+xLi+;多元含锂过渡金属氧化物电极上的反应为xLi+xe-+Li1-xMO2LiMO2,因此GS-Si包覆石墨烯电极为电池的负极,多元含锂过渡金属氧化物电极为正极。放电时,电池内电路由

6、胶状聚合物电解质、隔膜、固体电解质构成,胶状聚合物电解质和固体电解质的作用均为传导Li+,构成闭合回路,A项正确。由电极反应可知,放电时,转移0.1 mol电子后,负极材料减少0.1 mol Li+,正极材料增加0.1 mol Li+,因此转移0.1 mol电子后两个电极质量相差0.1 mol27 gmol-1=1.4 g,B项错误。放电时,正极反应式为xLi+xe-+Li1-xMO2LiMO2,则充电时,与正极连接的电极反应式为LiMO2-xe-Li1-xMO2+xLi+,C项正确。若GS-Si包覆石墨烯的电极反应进行至C6Li-e-C6+Li+,石墨烯电极会被氧化,损伤电极,因此为保护电池

7、,GS-Si包覆石墨烯的电极反应不能进行至C6Li-e-C6+Li+,D项正确。真题示例3- 1.C3- 2.AD解析 该电池将乙烯和水转化为乙醛,可用于乙醛的制备,A项正确。该燃料电池中,通入氧气的电极为电池的正极,即a电极是正极,B项错误。电池工作时,H+移向正极,a电极的反应式为O2+4e-+4H+2H2O,a电极附近pH升高,C项错误,D项正确。对点演练3- 1.A解析 氧化物电解质的量不会减少,在电极Y上O2得到电子生成O2-,氧化物电解质的量不断在补充,A项错误。由原理图分析可知,其负极反应式为C+2C-4e-3CO2,B项正确。原电池内部的阴离子向负极移动,C项正确。直接煤-空气

8、燃料电池是把化学能直接转化为电能,而煤燃烧发电是把化学能通过多个步骤再转化为电能,其中能量损耗较大,D项正确。3- 2.B解析 由图可知,电极a为负极,酸性条件下,葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应生成葡萄糖内酯,电极反应式为C6H12O6-2e-C6H10O6+2H+;电极b为正极,二氧化锰在正极得到电子,发生还原反应,A项错误。每消耗0.01 mol葡萄糖,外电路中转移0.02 mol电子,B项正确。葡萄糖分子中不含有羧基,不可能在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成葡萄糖内酯,C项错误。手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,葡萄糖分子中含有如图所示的4个手性碳原子:,葡萄糖与氢气

9、加成后的产物中也含有如图所示的4个手性碳原子:,D项错误。3- 3.C解析 锌-空气燃料电池中Zn为活泼金属,放电时被氧化,所以N极为负极,M极为正极,氧气在M极上被还原。放电时M极为正极,则充电时M极为阳极,a与电源正极相连,A项正确。放电过程中N极上的反应为Zn+2OH-2e-ZnO+H2O,M极上的反应为O2+2H2O+4e-4OH-,总反应为2Zn+O22ZnO,所以KOH溶液浓度不变,B项正确。电解质溶液为碱性溶液,充电时N极上的反应为H2O+ZnO+2e-Zn+2OH-,C项错误。16 g O2的物质的量为0.5 mol,根据电极反应式可知转移2 mol电子,有1 mol Zn转化

10、为1 mol ZnO,增加的质量为1 mol O的质量,为16 g,D项正确。易错防范不失分答案 (1)(2)(3)(4)(5)考点二电解原理经典对练得高分真题示例1- 1.C1- 2.D解析 电解装置工作时,室反应为2H2O-4e-4H+O2,室反应:Co2+2e-Co,形成闭合回路,H+移向室,Cl-移向室。室中H2SO4的物质的量不变,H2O的物质的量减小,H2SO4浓度增大,溶液pH减小;工作时H+移向室,室中溶液的pH减小,A项错误。生成1 mol Co转移2 mol e-,室减少1 mol H2O,质量为18 g,B项错误。移除两交换膜,石墨电极放电的是Cl-,C项错误。根据电子守

11、恒,该电解过程的总反应为2Co2+2H2O2Co+O2+4H+,D项正确。对点演练1- 1.D解析 由题给示意图可知a极为阴极,b极为阳极,电解过程中H+向阴极迁移,由b极区向a极区迁移,A项正确。阴极反应为N2+6e-+8H+2N,B项正确。阳极反应为N2-10e-+6H2O2N+12H+,电解一段时间,阳极区的氢离子浓度增大,pH减小,C项正确。阴极区1 mol N2放电转移6 mol电子,阳极区1 mol N2放电转移10 mol电子,电解一段时间,阴极、阳极消耗N2的物质的量之比等于53,D项错误。1- 2.CD解析 据图可知左侧与电源负极相连为阴极,Ti4+被还原为Ti3+,右侧与电

12、源正极相连为阳极,Cr3+被氧化为Cr2。右侧电极为阳极,电极反应为2Cr3+7H2O-6e-Cr2+14H+,A项正确。阳极槽外被氧化为,发生的反应为+Cr2+8H+2Cr3+5H2O,B项正确。根据阳极槽内外的反应可知,转移6 mol电子时槽内生成1 mol Cr2和14 mol H+,槽外消耗1 mol Cr2和8 mol H+,所以通电后阳极区H+浓度增大,pH减小,C项错误。阴极槽外的反应为+6Ti3+6H+2H2O+6Ti4+,阴极槽内反应为Ti4+e-Ti3+,由此可知转移6 mol电子时才能生成1 mol间氨基苯甲酸,D项错误。真题示例2- 1.答案 阳Na+2- 2.D解析

13、由铅电极上的反应+2H+2e-+H2O可知,铅电极上发生还原反应,铅电极为阴极;石墨电极上的反应为2Br-2e-Br2,故石墨电极上发生氧化反应,石墨电极为阳极。由于在电解池阳极上发生反应2Br-2e-Br2,故A、B两项说法错误;根据阴极电极反应+2H+2e-+H2O可知,制得2 mol乙醛酸理论上转移4 mol电子,C项说法错误;由于铅电极是电解池的阴极,故双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移,D项说法正确。对点演练2- 1.B解析 熔融盐LiH中,含有Li+和H-,所以H2应转化为H-,从而得出通入H2的电极为阴极,粗硅为阳极。通入氢气的电极为电解池的阴极,电极反应式为H2

14、+2e-2H-,A项错误。电解过程中,通入氢气的一极为阴极,Li+由粗硅一极向通入H2的一极迁移,B项正确。粗硅为电解池的阳极,使用粗硅的主要目的不是增强导电性,是为了降低生产成本,C项错误。粗硅上反应为Si+4H-4e-SiH4,D项错误。2- 2.D解析 惰性电极上产生氧气,氧元素化合价升高,发生氧化反应,故惰性电极为电解池的阳极,A项错误。产生2.24 L O2,未标注状态,故不能计算出转移的电子数,B项错误。根据图示可知,惰性电极为阴极,电极反应为Fe2O3+3H2O+6e-2Fe+6OH-,C项错误。结合图示及阴极的电极反应式可知,生成氨的反应为2Fe+N2+3H2OFe2O3+2N

15、H3,D项正确。易错防范不失分答案 (1)(2)(3)(4)(5)考点三金属的腐蚀与防护经典对练得高分真题示例1.C解析 题中所示装置是牺牲阳极法,阳极材料M比Fe活泼,M失电子,发生氧化反应,电子通过导线流向钢铁设施(被保护的一极),阴极的电极反应式(一般)为O2+2H2O+4e-4OH-,A、B两项错误,C项正确;海水比河水中电解质的浓度大,钢铁更易腐蚀,D项错误。2.C解析 Fe失电子生成Fe2+,A项错误。在铁的腐蚀过程中,化学能会转化为电能和热能,B项错误。活性炭与Fe、NaCl溶液构成原电池,可加快铁的腐蚀速率,C项正确。以水代替NaCl溶液,水虽是一种弱电解质,但也能使铁发生吸氧

16、腐蚀,只是速率会变慢,D项错误。对点演练D解析 金属发生的电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多,A项错误。有些合金的耐腐蚀性较强,如不锈钢耐腐蚀,B项错误。钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应是Fe-2e-Fe2+,C项错误。锌的活泼性比铁强,锌、铁构成的原电池,锌为负极;在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极法,D项正确。易错防范不失分答案 (1)(2)(3)(4)专项突破素能提升五电化学中的离子交换膜应考训练1.AB解析 b电极上稀的硫酸转化为浓的硫酸,过程中S的量增大,则是由S转化得到,b极上发生反应S-2e-+H2OS+2H+,则膜2应为阴离子交换膜;a电极上稀NaOH溶液转化为浓NaO

17、H溶液,过程中OH-浓度增大,则a极上发生电极反应2H2O+2e-2OH-+H2,膜1应为阳离子交换膜,A项正确。SO2分子中的SO是极性共价键,由于分子中正电中心与负电中心不重合,因此SO2属于极性分子,B项正确。a电极上发生的电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2,C项错误。若收集22.4 L的P(标准状况下),即收集标准状况下H2的物质的量为1 mol,根据电极反应式可知转移电子的物质的量为2 mol,b电极上发生反应S-2e-+H2OS+2H+,根据同一闭合回路中电子转移数目相等,可知有1 mol S通过膜2进入右室,D项错误。2.B解析 据原电池反应可知,放电时Ca转化为Ca2+,

18、发生氧化反应,所以钙电极为负极,充电时钙电极为阴极,则放电时Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极,充电时Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极。Ca是活泼金属,易与水发生剧烈反应,所以LiPF6/LiAsF6电解质为非水电解质,而Li2SO4溶液中有水,不可互换,A项错误。充电时每转移0.1 mol电子,左室中就有0.05 mol Ca2+转化为Ca,同时有0.1 mol Li+迁移到左室,所以左室中电解质的质量减小0.05 mol40 gmol-1-0.1 mol7 gmol-1=1.3 g,B项正确。充电时,钙电极为阴极,电极反应为Ca2+2e-Ca,C项错误。充电时为电

19、解池,电解池中阳离子移向阴极,Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极,所以Li1-xFePO4/LiFePO4电极发生Li+脱嵌,然后Li+移向阴极;放电时为原电池,原电池中阳离子移向正极,所以放电时发生Li+嵌入,D项错误。3.D解析 根据题干信息,左侧为原电池,右侧为电解池,a极为原电池的负极,电极反应为CH4-8e-+4O2-CO2+2H2O;b极为正极,电极反应为O2+4e-2O2-。阳极室的电极反应为2Cl-2e-Cl2,阳极室的Ca2+通过A膜(阳离子交换膜)进入产品室;阴极室的电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-,阴极不参与反应,可以用铁电极替换石墨电极,原料室的Na+通过C膜(阳离子交换膜)进入阴极室,原料室的H2PO通过B膜(阴离子交换膜)进入产品室,在产品室中制得产品Ca(H2PO4)2,A、B项错误。c极与电池正极相连,作阳极,不能选用铁作电极材料,C项错误。a极上通入22.4 L(标准状况下)甲烷,转移电子8 mol,根据电子守恒,原料室中8 mol H2P通过阴离子交换膜进入产品室,D项正确。4.B解析 根据示意图可知,a与c相连后,a电极上发生失电子的氧化反应,所以a作负极,考虑到电解质溶液为pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液,a极的电极反