三年高考(-)高考化学真题分项汇编专题08电化学及其应用(含解析)-人教版高三全册化学试题

.专题08电化学及其应用1．[2019新课标Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时2++MV/MV在电极与酶之间传达电子，表示图以下所示。以下说法错误的选项是A．对照现有工业合成氨，该方法条件平易，同时还可供应电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应2+++H+2MV2H+2MV2C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子经过交换膜由负极区向正极区搬动【答案】B【解析】+【解析】由生物燃料电池的表示图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV在负极失电子发生氧化反应生成2++-2+2+H2反应生成++MV，电极反应式为MV-e=MV，放电生成的MV在氢化酶的作用下与H和MV，反应的方程式22+++2++为H+2MV=2H+2MV；右室电极为燃料电池的正极，MV在正极得电子发生还原反应生成MV，电极反应式为2+-++232+，反应的方程式为MV+e=MV，放电生成的MV与N在固氮酶的作用下反应生成NH和MV++2+N2+6H+6MV=6MV+NH3，电池工作时，氢离子经过交换膜由负极向正极搬动。【详解】A项、对照现有工业合成氨，该方法采用酶作催化剂，条件平易，同时利用+2+MV和MV的相互转变，化学能转变成电能，故可供应电能，故A正确；B项、左室为负极区，+2++-2+2+MV在负极失电子发生氧化反应生成MV，电极反应式为MV=MV，放电生成的MV-e在氢化酶的作用下与++2+++H2反应生成H和MV，反应的方程式为H2+2MV=2H+2MV，故B错误；C项、右室为正极区，2++2+-++MV在正极得电子发生还原反应生成MV，电极反应式为MV+e=MV，放电生成的MV与N2在固氮酶的作用下反应生成2+NH3和MV，故C正确；专业..D项、电池工作时，氢离子（即质子）经过交换膜由负极向正极搬动，故D正确。应选B。【点睛】本题观察原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。2．[2019新课标Ⅲ]为提升电池循环效率和牢固性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D-Zn）能够高效聚积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn—NiOOH二次电池，构造以以下列图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+HO(l)放电2ZnO(s)+2Ni(OH)(s)。2充电以下说法错误的选项是A．三维多孔海绵状Zn拥有较高的表面积，所聚积的ZnO分别度高B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)C．放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)-D．放电过程中OH经过隔膜从负极区移向正极区【答案】D【解析】A、三维多孔海绵状Zn拥有较高的表面积，吸附能力强，所聚积的ZnO分别度高，A正确；B、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，依照总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转变为NiOOH，电极反应式为2--2，B正确；Ni(OH)(s)＋OH(aq)-e＝NiOOH(s)＋HO(l)C、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，依照总反应式可知负极反应式为-Zn(s)＋2OH(aq)-2e-＝ZnO(s)＋H2O(l)，C正确；-D、原电池中阳离子向正极搬动，阴离子向负极搬动，则放电过程中OH经过隔膜从正极区移向负极区，D错误。答案选D。3．[2019天津]我国科学家研制了一种新式的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理表示图以下。图中贮液器可储蓄电解质溶液，提升电池的容量。专业..以下表达不正确的选项是．．．A．放电时，a电极反应为B．放电时，溶液中离子的数目增大C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI被氧化D．充电时，a电极接外电源负极【答案】D【解析】【解析】放电时，Zn是负极，负极反应式为Zn-2e-═Zn2＋，正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-，充电时，阳极反应式为Br-+2I--2e-=I2Br-、阴极反应式为Zn2＋+2e-=Zn，只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能够穿过交换膜，据此解析解答。【详解】A、放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-，故A正确；B、放电时，正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-，溶液中离子数目增大，故B正确；C、充电时，b电极反应式为Zn2＋+2e-=Zn，每增加0.65g，转移0.02mol电子，阳极反应式为Br-+2I--2e-=I2Br-，有0.02molI-失电子被氧化，故C正确；D、充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误；应选D。【点睛】本题观察化学电源新式电池，会依照电极上发生的反应判断正负极是解本题要点，会正确书写电极反应式，易错选项是B，正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-，溶液中离子数目增大。4．[2019江苏]将铁粉和活性炭的混杂物用NaCl溶液湿润后，置于以下列图装置中，进行铁的电化学腐化实专业..验。以下有关该实验的说法正确的选项是A．铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+B．铁腐化过程中化学能全部转变成电能C．活性炭的存在会加速铁的腐化D．以水代替NaCl溶液，铁不能够发生吸氧腐化【答案】C【解析】【解析】依照实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐化，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O+4e--=4OH；据此解题；【详解】A.在铁的电化学腐化中，铁单质失去电子转变成二价铁离子，即负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B.铁的腐化过程中化学能除了转变成电能，还有一部分转变成热能，故B错误；C.活性炭与铁混杂，在氯化钠溶液中构成了好多渺小的原电池，加速了铁的腐化，故C正确；D.以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐化，故D错误；综上所述，本题应选C.【点睛】本题观察金属铁的腐化。依照电解质溶液的酸碱性可判断电化学腐化的种类，电解质溶液为酸性条件下，铁发生的电化学腐化为析氢腐化，负极反应为：Fe-2e-2++-=H2↑；电解质=Fe；正极反应为：2H+2e-2+--溶液为碱性或中性条件下，发生吸氧腐化，负极反应为：Fe-2e=Fe；正极反应为：O2+2H2O+4e=4OH。5．[2019浙江4月选考]化学电源在平常生活和高科技领域中都有广泛应用。以下说法不正确．．．的是专业..A．Zn2+向Cu电极方向搬动，Cu电极周边溶液中H+浓度增加B．正极的电极反应式为Ag2O＋2e-＋H2O-2Ag＋2OHC．锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D．使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降【答案】A【解析】A.Zn较Cu爽朗，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，所以2++++项错误；Zn和H迁移至铜电极，H氧化性较强，得电子变H，所以c(H)减小，A2B.Ag2O作正极，获取来自Zn失去的电子，被还原成Ag,结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O＋2e-＋-Zn-2e-2+H2O2Ag＋2OH，B项正确；C.Zn为较爽朗电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为=Zn，锌溶解，所以锌筒会变薄，C项正确；D.铅蓄电池总反应式为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被耗资，所以电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。故答案选A。6．[2018海南]一种镁氧电池以下列图，电极资料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的选项是专业..A．电池总反应式为：2Mg＋O2＋2HO＝2Mg(OH)2－2＋B．正极反应式为：Mg－2e＝MgC．活性炭能够加速O2在负极上的反应速率D．电子的搬动方向由a经外电路到b【答案】BC【解析】A.电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2，不吻合题意；B.正极应该是氧气得电子，发生还原反应，反应式为：2--2O+4e+4OH=2HO，吻合题意；氧气在正极参加反应，吻合题意；D.外电路中，电子由负极移向正极，该反应中a为负极，b为正极，故不吻合题意；故答案为BC。【点睛】尽管原电池外观各种各样，五花八门，但其原理是相同的，即重重要抓住原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应；外电路中，电子由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反这一基本规律。7．[2018新课标Ⅲ]一种可充电锂-空气电池以下列图。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳资料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。以下说法正确的选项是A．放电时，多孔碳资料电极为负极B．放电时，外电路电子由多孔碳资料电极流向锂电极专业..C．充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳资料区迁移D．充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1－x）O22【答案】D【解析】本题观察的是电池的基本构造和原理，应该先依照题目表达和对应的表示图，判断出电池的正负极，再依照正负极的反应要求进行电极反应方程式的书写。A．题目表达为：放电时，O2与Li+在多孔碳电极处反应，说明电池内，Li+向多孔碳电极搬动，由于阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，选项A错误。B．由于多孔碳电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极（由负极流向正极），选项B错误。C．充电和放电时电池中离子的搬动方向应该相反，放电时，Li+向多孔碳电极搬动，充电时向锂电极搬动，选项C错误。D．依照图示和上述解析，电池的正极反应应该是O2与Li+得电子转变成Li2O2-X，电池的负极反应应该是单++(1－xX2为Li2O2-x＝2Li+(1－x)O2，选项D正确。2点睛：本题是比较典型的可充电电池问题。对于此类问题，还可以够直接判断反应的氧化剂和还原剂，进而判断出电池的正负极。本题明显是空气中的氧气得电子，所以通氧气的为正极，单质锂就必然为负极。放电时的电池反应，逆向反应就是充电的电池反应，注意：放电的负极，充电时应该为阴极；放电的正极充电时应该为阳极。8．[2018新课标Ⅱ]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资料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。以下说法错误的选项是A．放电时，ClO4－向负极搬动B．充电时释放CO2，放电时吸取CO2专业..C．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【解析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生获取电子的还原反应，阳离子向正极搬动，阴离子向负极搬动，充电能够看作是放电的逆反应，据此解答。A．放电时是原电池，阴离子－ClO4向负极移动，A正确；B．电池的总反应为3CO+4Na2NaCO+C，所以充电时释放CO，放电时吸取CO，B正确；22322C．放电时是原电池，正极是二氧化碳获取电子转变成碳，反应为：-＝2－+C，C正确；D．充电3CO+4e2CO23时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO32－+C－4e-＝3CO2，D错误。答案选

D。9．[2018

新课标Ⅰ]近来我国科学家设计了一种

CO2+H2S

共同转变妆置，

实现对天然气中

CO2和

H2S

的高效去除。表示图以下列图，其中电极分别为

ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的

ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+3++2+②2EDTA-Fe+H2S＝2H+S+2EDTA-Fe该装置工作时，以下表达错误的选项是A．阴极的电极反应：+-CO+2H+2e＝CO+HO22B．共同转变总反应：222CO+HS＝CO+HO+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+代替EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】C专业..【解析】该装置属于电解池，CO2在ZnO@石墨烯电极上转变成CO，发生获取电子的还原反应，为阴极，石墨烯电极为阳极，发生失去电子的氧化反应，据此解答。A、CO2在ZnO@石墨烯电极上转变成CO，发生获取电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2+H＋+2e－＝CO+H2O，正确；B、依照石墨烯电极上发生的电极反应可知①+②即获取H2S－2e－＝2H＋+S，所以总反应式为CO2+H2S＝CO+H2O+S，B正确；C、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，所以石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以若是采用Fe3＋/Fe2＋代替EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需要酸性，D正确。答案选C。点睛：正确判断出阴阳极是解答的要点，注意从元素化合价变化的角度去解析氧化反应和还原反应，进而得出阴阳极。电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去解析。10．[2018年11月浙江选考]近来，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理以下列图。以下说法不正确．．．的是A．右边吸附层中发生了还原反应B．负极的电极反应是H2－2e－－＋2OH====2H2OC．电池的总反应是2H2＋O2====2H2OD．电解质溶液中Na＋向右搬动，ClO向左搬动【答案】C【解析】由电子的流动方向能够得知左侧为负极，发生氧化反应；右边为正极，发生还原反应，应选项A、B正确；电池的总反应没有O2参加，总反应方程式不存在氧气，故C选项不正确；在原电池中，阳离子向正极搬动，阴离子向负极搬动，故D选项正确。答案选C。专业..11．[2017

年

11月浙江选考

]金属(M)－空气电池的工作原理以下列图，以下说法不正确的选项是．．．A．金属M作电池负极B．电解质是熔融的MO－－C．正极的电极反应：O2＋2H2O＋4e＝4OHD．电池反应：2M＋O2＋2H2O＝2M(OH)【答案】B－MO，【解析】A、金属M失去电子，作电池负极，A正确；B、OH向负极搬动，所以电解质不能能是熔融的B错误；C、氧气在正极发生获取电子的还原反应，正极的电极反应：O2＋2HO＋4e－－，C正确；D、根＝4OH据以上解析可知电池反应：2M＋O2＋2H2O＝2M(OH)2，D正确，答案选B。点睛：掌握原电池的工作原理是解答的要点，即原电池中较爽朗的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传达到正极，所以溶液中的阳离子向正极搬动，正极获取电子，发生还原反应。12．[2017新课标Ⅱ]用电解氧化法能够在铝制品表面形成致密、耐腐化的氧化膜，电解质溶液一般为混杂溶液。以下表达错误的选项是A．待加工铝质工件为阳极B．可采用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为：D．硫酸根离子在电解过程中旭日极搬动【答案】C【解析】A、依照原理可知，Al要形成氧化膜，化合价高升失电子，所以铝为阳极，故A说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，依照离子放电序次应是H＋放电，即2H＋＋2e-H2↑，故C说法错误；D、依照电解原理，电解时，阴离子移旭日极，故D说法正确。专业..【名师点睛】本题观察电解原理的应用，如本题获取致密的氧化铝，说明铝作阳极，所以电极方程式应是2Al-6e-＋3H2OAl2O3＋6H＋，这就要修业生不能够照搬课本知识，注意题干信息的挖掘，本题难度不大。13．[2017海南]一种电化学制备3+。以下表达错误的选项是NH的装置以下列图，图中陶瓷在高温时能够传输HA．Pd电极b为阴极+-3B．阴极的反应式为：N2+6H+6e2NHC．H+由阳极向阴极迁移D．陶瓷能够隔断N2和H2【答案】A【解析】A、此装置为电解池，总反应是N＋3H2NH，Pd电极b上是氢气发生反应，即氢气失去电子223化合价高升，Pd电极b为阳极，故A说法错误；B、依照A选项解析，Pd电极a为阴极，反应式为＋2＋6e-3C2NH，故B说法正确；C、依照电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故说法正确；D、依照装置图，陶瓷隔断N和H，故D说法正确。22【名师点睛】本题观察电解原理，第一判断阴阳两极，阴极连接电源的负极，阴极上获取电子化合价降低，发生还原反应，阳极连接电源的正极，阳极上失去电子化合价高升，发生氧化反应，尔后判断电极资料，惰性电极还是活动性金属作电极，活动性金属作阳极，活动性金属先失电子，若是是惰性资料作阳极，则是还原性强的阴离子先失电子，氧化性强的离子在阴极上得电子；电极反应式的书写是高考的热点，一般需要依照装置图完成，需要看清反应环境。14．[2017新课标Ⅰ]支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。以下有关表述不正确的选项是专业..A．通入保护电流使钢管桩表面腐化电流凑近于零B．通电后外电路电子被逼迫从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为耗费阳极资料和传达电流D．通入的保护电流应该依照环境条件变化进行调整【答案】C【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。A．外增富强的电流可以控制金属电化学腐化产生的电流，进而保护钢管柱，A正确；B．通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因其他电路电子被逼迫从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不用耗，C错误；D．经过外加电流控制金属电化学腐化产生的电流，所以通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案选C。【名师点睛】该题难度较大，明确电化学原理是以及金属的防腐化原理是解答的要点，钢管桩表面腐化电流的理解是难点，注意题干信息的挖掘，即高硅铸铁为惰性辅助阳极，性质不爽朗，不会被耗费。15．[2017新课标Ⅲ]全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理以下列图，其中电极a常用掺有石墨烯的S8资料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。以下说法错误的选项是A．电池工作时，正极可发生反应：2Li26+-=3Li24S+2Li+2eSB．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极资料减重0.14gC．石墨烯的作用主若是提升电极a的导电性专业..D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多【答案】D【解析】A．原电池工作时，Li+向正极搬动，则a为正极，正极上发生还原反应，随放电的进行可能发生多种反应，其中可能发生反应26+-=3Li240.02mol电子时，2LiS+2Li+2eS，故A正确；B．原电池工作时，转移氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；C．石墨烯能导电，S不能够导电，利用掺有石墨8烯的S资料作电极，可提升电极a的导电性，故C正确；D．电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的8Li和S8越多，即电池中Li2S2的量越少，故D错误。答案为A。【名师点睛】观察二次电池的使用，涉及原电池工作原理，原电池工作时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，而电池充电时，原来的负极连接电源的负极为电解池的阴极，发生还原反应，而原来的正极连接电源的正极为电解池的阳极发生氧化反应，解题是经过结合反应原理，依照元素化合价的变化，判断放电时正负极发生的反应，再结合电解质书写电极反应方程式。16．[2019新课标Ⅱ节选]环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答以下问题：（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2，构造简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理以以下列图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。专业..该电解池的阳极为____________，总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_________________________。【答案】（4）Fe电极Fe+2+H2↑（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑）水会阻拦中间物Na的生成；水会电解生成-2+OH，进一步与Fe反应生成Fe(OH)2【解析】（4）依照阳极升失氧可知Fe为阳极；依照题干信息Fe-2e-=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气，同时与亚铁离子结合生成二茂铁，故电极反应式为Fe+2=+H2↑；电解必定在无水条件下进行，由于中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成积淀；答案：Fe电极；Fe+2=+H2↑（Fe+2C5H6=Fe（C2H5）2+H2↑）；水会阻拦中间物Na的生成；水会电解生成-2+OH，进一步与Fe反应生成Fe（OH）2。17．[2019新课标Ⅲ节选]近来几年来，随着聚酯工业的迅速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增加。所以，将氯化氢转变成氯气的技术成为科学研究的热点。回答以下问题：4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家近来采用碳基电极资料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，以以下列图所示：负极区发生的反应有____________________（写反应方程式）。电路中转移1mol电子，需耗资氧气__________L（标准状况）。【答案】（4）Fe3++e-=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6【解析】（4）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，依照图示信息知电极反应为：Fe3++e-＝Fe2+和4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2HO；电路中转移1mol电子，依照电子得沦陷恒可知需耗资氧气的物质的量是1mol÷4＝0.25mol，在标准状况下的体积为专业..0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。18．[2019北京节选]氢能源是最具应用远景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作表示图以下。经过控制开关系结K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2时，连接_______________。产生H2的电极反应式是_______________。②改变开关系结方式，可得O2。③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________。--连接K1或K2时，电极3分别作为阳极资料和阴极资料，并且NiOOH【答案】（2）K12H2O+2e=H2↑+2OH和Ni(OH)2相互转变供应电子转移【解析】（2）①电极生成H2时，依照电极放电规律可知H+获取电子变成氢气，所以电极须连接负