最新高三化学一轮单元卷：第十二章-电化学基础-A卷

一轮单元训练金卷·高三·化学卷〔A〕第十二单元电化学根底考前须知：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。可能用到的相对原子质量：H1C12N14O16Al27Cu64n65一、选择题〔每题3分，共48分〕1．课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。以下结论错误的是A．原电池是将化学能转化成电能的装置B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C．图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流D．图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片2．如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极、Y，外电路中电子流向如下图，关于该装置的以下说法正确的是A．外电路的电流方向为→外电路→YB．假设两电极分别为铁和碳棒，那么为碳棒，Y为铁C．极上发生的是复原反响，Y极上发生的是氧化反响D．假设两电极都是金属，那么它们的活动性强弱为＞Y3．以下有关电化学装置完全正确的是ABCD铜的精炼铁上镀银防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池4．烧杯A中盛放0.1mol/L的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1mol/L的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，组成的装置如下图。以下说法不正确的是A．A为原电池，B为电解池B．A为电解池，B为原电池C．当A烧杯中产生0.1mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1molD．经过一段时间，B烧杯中溶液溶质的浓度减小5．锌空气燃料电池可用作电动车动力电，电池的电解质溶液为OH溶液，反响为2n＋O2＋4OH－＋2H2O===2n(OH)eq\o\al(2－,4)。以下说法正确的是A．充电时，电解质溶液中＋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，负极反响为n＋4OH－－2e－===n(OH)eq\o\al(2－,4)D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)6．原电池电极的“正〞与“负〞不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。以下说法中正确的是A．由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中，负极反响式为：Cu－2e－===Cu2＋B．由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反响式为：Cu－2e－===Cu2＋C．由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中，负极反响式为：Al＋4OH－－3e－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．由Al、Cu和浓HNO3溶液组成的原电池中，负极反响式为：Al－3e－===Al3＋7．某小组为研究原电池原理，设计如图装置，以下表达正确的是A．假设为Fe，Y为Cu，铁为正极B．假设为Fe，Y为Cu，电子由铜片流向铁片C．假设为Fe，Y为C，碳棒上有红色固体析出D．假设为Cu，Y为n，锌片发生复原反响8．某小组设计电解饱和食盐水的装置如图，通电后两极均有气泡产生，以下表达正确的是A．铜电极附近观察到黄绿色气体B．石墨电极附近溶液呈红色C．溶液中的Na＋向石墨电极移动D．铜电极上发生复原反响9．在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品外表出现白斑等众多金属腐蚀现象。现通过如下图装置进行实验探究。以下说法正确的是A．用图Ⅰ所示装置进行实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，可用酒精灯加热具支试管B．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ所示装置的正极材料是铁C．铝制品外表出现白斑的原理可以通过图Ⅲ所示装置进行探究，Cl－由活性炭向铝箔外表迁移，并发生电极反响：2Cl－－2e－===Cl2↑D．图Ⅲ所示装置的总反响为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑10．锂电池的构造如下图，电池内部“→〞表示放电时Li＋的迁移方向，电池总反响可表示为Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋6C，以下说法错误的是A．该电池的负极为LiCoO2B．电池中的固体电解质可以是熔融的氯化钠、干冰等C．充电时的阴极反响：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2D．外电路上的“→〞表示放电时的电子流向11．以下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。以下说法不正确的是A．该仪器工作时酒精浓度越大，那么电流强度越大B．工作时外电路电子流向为→YC．检测结束后，极区的pH增大D．电池总反响为2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O12．LiOH是制备锂离子电池的材料，可由电解法制备。工业上利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，那么以下说法中正确的是A．B极区电解液为LiOH溶液B．电极每产生22.4L气体，电路中转移2mole－C．电解过程中Li＋迁移入B电极区、OH－迁移入A电极区D．电解池中总反响方程式为：2HClH2↑＋Cl2↑13．把物质的量均为0.1mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。那么以下描述正确的是A．电路中共转移0.6NA个电子B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2molC．阴极质量增加3.2gD．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1mol·L－114.某原电池装置如下图，电池总反响为2Ag＋Cl2===2AgCl。以下说法正确的是A．正极反响为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．假设用NaCl溶液代替盐酸，那么电池总反响随之改变D．当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子15．用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗OH溶液，其工作原理如下图。以下有关说法错误的是A．阳极反响式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B．通电后阴极区附近溶液pH会增大C．＋通过交换膜从阴极区移向阳极区D．纯洁的OH溶液从b口导出16．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如下图，以下有关说法中不正确的是A．为直流电的负极，Y为直流电的正极B．阳极区pH增大C．图中的b>aD．该过程中的产品主要为H2SO4和H2二、非选择题〔共52分〕17．根据以下原电池的装置图，答复以下问题：(1)假设C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，那么A电极上发生的电极反响式为__________________________；反响进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高〞“降低〞或“根本不变〞)。(2)假设需将反响：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图所示的原电池装置，那么负极A极材料为____________，正极B极材料为____________，溶液C为____________。(3)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：①那么电极b是____(填“正极〞或“负极〞)，电极a的反响方程式为_______________。②假设线路中转移2mol电子，那么上述燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为____L。18．化学在能开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能，又是一种重要的化工原料。Ⅰ.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的开展前景。现用氢氧燃料电池进行如下图的实验(图中所用电极均为惰性电极)：(1)对于氢氧燃料电池，以下表达不正确的是________。A．a电极是负极，OH－移向负极B．b电极的电极反响为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．电池总反响式为2H2＋O22H2OD．电解质溶液的pH保持不变E．氢氧燃料电池是一种不需要将复原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置(2)上图右边装置中盛有100mL0.1mol·L－1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时，此时AgNO3溶液的pH＝______(溶液体积变化忽略不计)。Ⅱ.甲醇的燃烧热ΔH＝－726.5kJ·mol－1，在直接以甲醇为燃料的电池中，理想状态下，消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，那么该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反响所能释放的全部能量之比)。19．(1)高铁酸钾(2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：①该电池放电时正极的电极反响式为_______________________________________；假设维持电流强度为1A，电池工作十分钟，理论消耗n________g(F＝96500C·mol－1)。②盐桥中盛有饱和Cl溶液，此盐桥中氯离子向______(填“左〞或“右〞)移动；假设用阳离子交换膜代替盐桥，那么钾离子向________(填“左〞或“右〞)移动。③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有________________________________________________________________________。(2)有人设想以N2和H2为反响物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图，电池正极的电极反响式是_______________，A是________。(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如下图。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向________(填“从a到b〞或“从b到a〞)，负极发生的电极反响式为__________________________。20．Ⅰ．如下图为探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并答复以下问题：(1)假设起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是________。(2)通过甲、乙装置的比照说明钢铁中碳的含量越________(填“高〞或“低〞)，钢铁越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反响式为_____________________________。Ⅱ．利用化学反响：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，请你选择适宜的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请填写以下空白：(1)选择________作正极材料，________作负极材料；选择________作电解质溶液。(2)写出有关的电极反响式：正极：________________________________________________________________；负极：________________________________________________________________。21．知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水〞的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)。(1)图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是________(填化学式)，U形管________(填“左〞或“右〞)边的溶液变红。(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器，可制备“84〞消毒液的有效成分，那么c为电的________极；该发生器中反响的总离子方程式为_______________________________。(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图3所示(其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过)。①燃料电池B中的电极反响式分别为负极：_______________________________________________________，正极：_______________________________________________________。②分析图3可知，氢氧化钠的质量分数为a%、b%、c%，由大到小的顺序为________。一轮单元训练金卷·高三·化学卷〔A〕第十二单元电化学根底答案一、选择题〔每题3分，共48分〕1．【答案】D【解析】原电池是将化学能转化成电能的装置，A正确；原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B正确；图中a极为铝条、b极为锌片时，构成原电池，导线中会产生电流，C正确；图中a极为锌片、b极为铜片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，D错误。2．【答案】D【解析】外电路电子流向为→外电路→Y，电流方向与其相反，极失电子，作负极，发生氧化反响，Y极得电子，作正极，发生复原反响。假设两电极分别为铁和碳棒，那么Y为碳棒，为铁。3．【答案】C【解析】电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，精铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，D错误。4．【答案】B【解析】构成A装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭合回路，所以A装置为原电池装置，且A装置为B装置提供电能，B装置为电解池。A装置中的电极反响式为正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋。B装置中的电极反响式为阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。B装置是电解氯化铜溶液，放出Cl2并析出Cu，溶液溶质的浓度减小。5．【答案】C【解析】＋带正电荷，充电时＋应该向阴极移动，A项错误。根据该电池放电的总反响可知，放电时消耗OH－，那么充电时，OH－浓度应增大，B项错误。放电时，n为负极，失去电子生成n(OH)eq\o\al(2－,4)，其电极反响为n＋4OH－－2e－===n(OH)eq\o\al(2－,4)，C项正确。消耗1molO2转移4mol电子，故转移2mol电子时消耗0.5molO2，0.5molO2在标准状况下的体积为11.2L，D项错误。6．【答案】C【解析】前两项都按常规，应该是活泼金属作负极；C项中Al能与NaOH溶液反响，作负极。D项中Al在浓HNO3中钝化，Cu能与浓HNO3溶液反响，Cu作负极。7．【答案】C【解析】Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子从Fe流向Cu，故A、B两项错误；假设为Fe，Y为C，电解质溶液为硫酸铜，那么正极C上析出Cu，故C正确；n比Cu活泼，n作负极发生氧化反响，故D错误。8．【答案】D【解析】根据电解饱和食盐水的装置，如果通电两极均有气泡产生，那么金属铜一定是阴极，该极上的反响为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，石墨为阳极，发生的电极反响为：2Cl－－2e－===Cl2↑，故石墨电极附近观察到黄绿色气体，铜电极附近溶液呈红色，A、B错误；选项C，Na＋应向阴极也就是铜电极移动，故C项错误；选项D，铜电极为阴极，发生复原反响，故D正确。9．【答案】D【解析】A项，加热使具支试管中气体体积增大，局部气体逸出，冷却后，气体体积缩小，导管中形成液柱，并不能证明金属发生吸氧腐蚀，错误；B项，负极材料应为铁，错误；C项，铝箔为负极，活性炭为正极，正极反响为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，负极反响为Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3，错误；D项，将正极反响式和负极反响式相加可得图Ⅲ所示装置的总反响为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑，正确。10．【答案】B【解析】根据锂离子的移动方向，确定LiCoO2是负极，碳电极是正极，电子从负极经外电路移向正极，充电时为电解池，阴极发生得电子的复原反响，故A、C、D正确。干冰是固体二氧化碳，属于非电解质，故B错误。11．【答案】C【解析】选C。A．该图为酒精燃料电池，该仪器工作时酒精浓度越大，那么单位时间内转移电子数越多，电流强度越大，正确；B．燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反响作原电池的负极，所以是负极，Y是正极，电子从外电路的负极流向正极，正确；C．酒精发生氧化反响生成乙醛和氢离子，所以极区的氢离子浓度增大，pH减小，错误；D．燃料电池的反响实质就是乙醇与氧气反响生成乙醛和水，所以电池总反响为2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O，正确。12．【答案】A【解析】电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，右侧生成氢气，那么B中氢离子放电，可知B为阴极，A为阳极，在B中生成LiOH，那么B极区电解液为LiOH溶液，A正确；A极区电解液为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气，那么阳极反响式为2Cl－－2e－===Cl2↑，电极每产生标况下22.4L气体，电路中转移的电子才是2mol，B错误；Li＋向阴极移动，即由A经过阳离子交换膜向B移动，OH－向阳极移动，但是阳离子交换膜不允许氢氧根离子通过进入A电极区，C错误；电解池的阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，电解的总反响方程式为：2H2O＋2LiClH2↑＋Cl2↑＋2LiOH，D错误。13．【答案】A【解析】选A。阳极开始产生Cl2，后产生O2，阴极开始产生Cu，后产生H2，根据题意两极收集到的气体在相同条件下体积相同，那么阴极产生0.2molH2，阳极产生0.1molCl2和0.1molO2，那么转移电子数为0.6NA，A正确、B错误；阴极析出铜0.1mol，即6.4g，C错误；电解后溶液的体积未知，故不能计算浓度，D错误。14.【答案】D【解析】原电池的正极发生得电子的复原反响：Cl2＋2e－===2Cl－，负极发生失电子的氧化反响：Ag－e－＋Cl－===AgCl，阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成；假设用NaCl溶液代替盐酸，电池总反响不会改变；当电路中转移0.01mol电子时，负极消耗0.01molCl－，右侧正极生成0.01molCl－，左侧溶液中应有0.01molH＋移向右侧，约减少0.02mol离子。15．【答案】C【解析】选C。A项，阳极发生氧化反响，电极反响式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A正确；B项，阴极发生复原反响，消耗氢离子产生氢气，必然会使溶液中氢离子浓度减小，所以溶液pH增大，B正确；C项，钾离子是通过交换膜从阳极移向阴极，这样才可以到达提纯氢氧化钾的作用，C错误；D项，纯洁的OH在阴极制得从b口排出，D正确。16．【答案】【解析】选B。由图可知与电极相连的电极区发生复原反响：2H＋＋2e－===H2↑，所以Pt(Ⅰ)为阴极，为直流电的负极，Y为直流电的正极，A正确。在阴极区由于发生反响2H＋＋2e－===H2↑，破坏了附近的水的电离平衡，水继续电离，最终导致阴极区的c(OH－)增大，pH增大，溶液碱性增强；在阳极区，发生反响SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O===SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，HSOeq\o\al(－,3)－2e-＋H2O===SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋，溶液中的c(H＋)增大，溶液的酸性增强，pH减小，B错误。根据B选项的分析可知在阳极区由于不断产生硫酸，所以产生的硫酸的浓度比参加的硫酸的浓度要大，C正确。在反响的过程中，阳极区不断产生H2SO4，阴极区不断产生H2，阴极区得到的Na2SO3溶液那么循环使用，因此该过程中的产品主要为H2SO4和H2，D正确。二、非选择题〔共52分〕17．【答案】：(1)2H＋＋2e－===H2↑升高(2)Cu石墨(或比铜活泼性弱的金属)含Fe3＋的溶液(3)①正极CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋②11.2【解析】(1)假设C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，电极反响式为Fe－2e－===Fe2＋，A电极为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反响式为2H＋＋2e－===H2↑；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液pH升高。(2)将反响Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如题图所示的原电池装置，Cu元素的化合价由0价升高到＋2价，失电子作原电池的负极，那么负极A极材料为Cu，正极B极材料为石墨或比铜活泼性弱的金属，Fe3＋在正极得电子发生复原反响，溶液C用可溶性铁盐，即含Fe3＋的溶液。(3)①根据甲烷燃料电池的结构示意图可知，电子流出的电极为负极，a为负极，b为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子发生复原反响，甲烷在负极失电子发生氧化反响，所以电极a的反响方程式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。②根据正极电极反响式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，可知线路中转移2mol电子时，消耗的O2为0.5mol，在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol＝11.2L。18．【答案】Ⅰ．(1)CD(2)1Ⅱ．96.6%【解析】Ⅰ.(1)C项电池反响不需要反响条件，故C错；随着燃料电池的不断反响，水越越多，OH溶液浓度逐渐减小，pH逐渐降低，故D错。(2)右池为电解池，其电极反响为阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时，转移电子数为0.01mol，右池中共消耗0.01molOH－，故生成0.01molH＋，c(H＋)＝eq\f(0.01mol,0.1L)＝0.1mol·L－1，pH＝1。Ⅱ.该燃料电池的理论效率＝eq\f(702.1kJ,726.5kJ)×100%≈96.6%。19．【答案】(1)①FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－0.2②右左③使用时间长、工作电压稳定(2)N2＋8H＋＋6e－===2NHeq\o\al(＋,4)氯化铵(3)从b到aCO＋O2－－2e－===CO2【解析】(1)①放电时石墨为正极，高铁酸钾在正极上发生复原反响，电极反响式为FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－；假设维持电流强度为1A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为1×10×60÷96500＝0.0062mol。理论消耗n的质量为0.0062mol÷2×65g·mol－1≈0.2g。②电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以盐桥中氯离子向右移动；假设用阳离子交换膜代替盐桥，那么钾离子向左移动。③由题图中高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。(2)该电池的本质反响是合成氨反响，电池中氢气失电子在负极发生氧化反响，氮气得电子在正极发生复原反响，那么正极反响式为N2＋8H＋＋6e－===2NHeq\o\al(＋,4)，氨气与HCl反响生成氯化铵，那么电解质溶液为氯化铵溶液。(3)工作时电极b作正极，O2－由电极b移向电极a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失去电子发生氧化反响，电极反响式为CO＋O2－－2e－===CO