2021届高考化学一轮专项提升：电化学基础

2021届高考一轮复习化学电化学基础一、选择题1一、选择题1.下图1、11分别是甲、乙两组同学将反应“AsO4-+2I-+2H+AsO3-+I2+H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图I烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图HB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。巧丁N做A鼠人N叫AsOiKIpYKJ11Ij-下列叙述中正确的是( )A.甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B.甲组操作时，溶液颜色变浅C.乙组操作时，C2作正极D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2+2e-===2I-2．一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置示意图如图所示。装置工作时，下列说法不正确的是( )A.微生物细菌在氮的硝化中起氧化作用微生物硝化A.微生物细菌在氮的硝化中起氧化作用微生物硝化三垃圾渗透液B.盐桥中K+向Y极移动C.电子由Y极沿导线流向X极D.Y极发生的反应为2NO-+12H++10e-===N2T+6H2O3．下列关于电化学的叙述正确的是( )A.图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B.图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法C.图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2+2H2O+4e-===4OH-D.上述4个装置中，图①、②中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢4.某可充电电池的原理如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性。充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是( )注：V2+为紫色V3+为绿色VOj为黄色VO2+为蓝色A.放电时，H+从左槽迁移进右槽B.放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色C.充电时，b极接直流电源正极，a极接直流电源负极D.充电过程中，a极的电极反应式为VO++2H++e-===VO2++H2O5．如图是电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置示意图，质子交换膜将电解池分隔为阴极室和阳极室。下列说法中正确的是( )电削泄为阴极室和阳极室。下列说法中正确的是( )电削泄、『槐体I：楹室小子交捶膜H棚室a是阴极B极室的反应是CO2+2e-+2H+===CO+H2O一段时间后，A极室中溶液的pH增大D.电子由B极室流向A极室6.我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是( )A.放电时，a电极反应为I2Br-+2e-===2I-+Br-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.一种可充电锂一空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-/x=0或1）。下列说法正确的是（）忆水电解屏4面聚物隔膜A.放电时，多孔碳材料电极为负极.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时，电池总反应为LLO,===2Li+（l—2b22-X 228.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的银网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2cO3+C。下列说法错误的是（）A.放电时，ClO-向负极移动.充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为：3CO2+4e-===2CC2-+CD.充电时，正极反应为：Na++e-===Na.下图是利用盐桥电池从某些含碘物质中提取碘的两个装置

盐桥石墨〕MnO.hNai酸性溶液溶液,盐桥石墨〕MnO.hNai酸性溶液溶液,I行瞿11NMO*溶液NaHSQ/容液2石墨III下列说法中正确的是A.两个装置中，石墨I和石墨口均作负极B.碘元素在装置①中被还原，在装置②中被氧化C装置①、②中的反应生成等量的I2时，导线上通过的电子数之比为1：5D.装置①中MnO2的电极反应式为MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-10.某兴趣小组使用甲烷燃料电池（如图甲所示）作为SO2传感器（如图乙所示）的电源，检测空气中SO2的含量。下列说法错误的是A.甲烷燃料电池M极的电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2OB.甲烷燃料电池的b端连接SO2传感器的c端C.标准状况下，当甲烷燃料电池的N极消耗2.24L的O2时进入传感器的SO2为4.48LD.每转移1mol电子，传感器中Ag/AgCl电极质量增加35.5g11.新冠疫情期间某同学尝试在家自制含氯消毒剂。用两根铅笔芯（g和C2）、电源适配器和水瓶组装如图所示的装置。接通电源观察到：C1周围产生细小气泡，C2周围无明显现象；持续通电一段时间后，C2周围产生细小气泡。此时停止通电，拔出电极，旋紧瓶塞，振荡摇匀，制备成功。关于该实验的说法不正确的是（）A.C1电极产生气泡原因：2HO+2e-=H+2OH-1 22B.可以用两根铁钉代替铅笔芯完成实验电解，自制消毒剂的总反应为：NaCl+H2O=====NaClO+H2TD.实验过程中要注意控制电压、开窗通风、导出氢气，确保安全12.科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。双极隔膜下列说法错误的是()A.放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH”-4B.放电时，1molCO2转化为HCOOH,转移的电子数为2molC.充电时，电池总反应为2Zn(OH)2-=2Zn+OT+4OH-+2HO42 2D.充电时，正极溶液中OH-浓度升高13．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2sO4溶液生产NaOH溶液和H2sO4溶液。下列说法中不正确的是()。．．A.阳极反应式为4OH--4e-==2H2O+O2TB.从A口出来的是H2sO4溶液C.b是阳离子交换膜，允许Na+通过D.Na2sO4溶液从E口加入二、非选择题14.羟基自由基(-OH,电中性,O为-1价)是一种活性含氧微粒。常温下，利用・OH处理含苯酚废水， 可将其转化为无毒的氧化物。(1)OH的电子式为。(2)pH=3时Fe2+催化H2O2的分解过程中产生•OH中间体，催化循环反应如下。将口补充完整。口下e2++H2O2+H+一Fe3++H2O+-OH□.+——— +O2T+2H+(3)已知:羟基自由基容易发生猝灭2-OH-H2O2。用H2O2分解产生的・OH脱除苯酚，当其

他条件不变时，不同温度下，苯酚的浓度随时间的变化如图1所示。0~20min时,温度从40口上升到50口反应速率基本不变的原因是(4)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生-OH,使处理含苯酚废水更加高效，装置如图2所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2,然后在电解液中产生-OH并迅速与苯酚反应。①b极连接电源的极(填“正”或“负”)。②a极的电极反应式为_。③电解液中发生的主要反应方程式为 。15.将H2s转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。(1)H2s的转化□克劳斯法H2S^^S□铁盐氧化法H2s Fe3+>S□光分解法HS >H+S2 光、某溶液 2①反应口的化学方程式是。②反应□:+1H2S= Fe2++S1+(将反应补充完整)。③反应口体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因:(2)反应口硫的产率低，反应口的原子利用率低。我国科研人员设想将两个反应耦合，实现由H2S高效产生S和H2，电子转移过程如图。过程甲过程甲、乙中，氧化剂分别是\r+s过程甲过程甲、乙中，氧化剂分别是(3)按照设计，科研人员研究如下。①首先研究过程乙是否可行，装置如图。经检验，n极区产生了Fe3+,p极产生了H2。n极区产生Fe3+的可能原因:口.Fe2+-e-=Fe3+口.2H2O-4e-=O2+4H+,（写离子方程式）。经确认， 口是产生Fe3+的原因。过程乙可行。②光照产生Fe3+后，向n极区注入H2s溶液，有S生成，持续产生电流，p极产生H2。研究S产生的原因，设计如下实验方案：。经确认，S是由Fe3+氧化H2s所得，H2s不能直接放电。过程甲可行。（4）综上，反应口、口能耦合，同时能高效产生H2和S，其工作原理如图。| 北映映蜃性演版 酸性溶液进一步研究发现，除了Fe3+/Fe2+外，I-/I-也能实现如图所示循环过程。结合化学用语，说明I3-/I-能够使S源源不断产生的原因：。参考答案一、选择题1．D解析：D［装置I中的反应，AsO4-+2I-+2H+AsO3-+I2+H2O,当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表（A）指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置HB烧杯中加入NaOH溶液中，C2上发生：AsOq-—2e-+2OH-===AsO4-+H2O,电子沿导线到C1棒，I2+2e-===21-,所以C2为负极，C1为正极。］2．C解析：C解析：本题考查原电池原理在垃圾处理中的应用，涉及电子和离子的移动、电极反应式书写等。由题图可知，NH3在X电极被氧化生成N2,NO3■在Y电极被还原生成N2,则X极是负极，Y极是正极。NHj经微生物硝化作用生成NO「则微生物细菌在氮的硝化中起氧化作用，A正确；盐桥中阳离子移向正极，则盐桥中K+向Y极移动，B正确；电子由负极流向正极，故电子由X极经导线流向Y极，C错误；Y电极上NO院被还原生成N2，电极反应式为2NO院+12H++10e-===N2T+6H2O,N2，3．C解析：C解析图①阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl2，阴极产生H2，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红，A错误。牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图②为电解池，可验证外加电流的阴极保护法，B错误。NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,C正确。图③中Fe作负极，腐蚀速率最快；图①和②中Fe作阴极，图④中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。4．B解析：B解析充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色，即丫3+——丫2+,充电时b作阴极，接直流电源负极，a极接直流电源正极，C错误；放电时，b是负极，a是正极，a极发生还原反应，化合价降低，即VO+-->VO2+,左槽溶液颜色由黄色变为蓝色，H+从右槽迁移进左槽，A错误，B正确；充电过程中，a极是阳极，电极反应式为VO2+—e-+H2O===VO++2H+,D错误。5．B解析：B解析根据题意可知该装置是电解池，根据质子的流向知b是阴极，B极室是阴极室，发生的反应是CO2+2e—+2H+===CO+H2O，A极室发生的反应是2H2O—4e—===4H++02t，总反应是2CO2===2CO+O2,A错误，B正确；A极室中溶液的pH不会增大，C错误；电子不能在电解质溶液中流动，D错误。6．D解析：D解析根据题图，放电时，a极的电极反应式为I2Br-+2e-===2I-+Br-,b极的电极反应式为Zn—2e-===Znz+,总反应为I2Br-+Zn===Zn>++Br-+2I-,<b为原电池负极，a为原电池正极，A正确；放电时，由总反应可知离子数目增大，B正确；充电时，b极每增重0.65g,被还原的Zn2+的物质的量为0.01mol,则消耗0.02molI-,C正确；充电时，a极发生氧化反应，做阳极，接电源正极，D错误。7．D解析：D解析放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处反应，说明电池内，Li+向多孔碳材料电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳材料电极为正极，A错误。因为多孔碳材料电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳材料电极（由负极流向正极），B错误。充电和放电时电池中离子的移动方向相反，放电时，Li+向多孔碳材料电极移动，充电时向锂电极移动，C错误。根据图示和上述分析，可知放电时，电池的正极反应是O2得电子与Li+转化为Li202T，电池的负极反应是单质Li失电子转化为Li+,所以总反应为：2Li+（1—2）O2===L22T，充电时的反应与放电时的反应相反，所以充电时，电池总反应为 Li2O2_x===2Li+0—2)O2,D正确。D解析：D解析放电时是原电池，ClO4向负极移动，A正确；电池的总反应为3CO2+4Na2Na2cO3+C,因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2,B正确；放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2+4e-===2CO2-+C，C正确；充电时是电解池，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2CO2-+C—4e—===3CO2，D错误。C解析：C【解析】两个装置中，①中左边碘离子化合价升高变为单质碘，因此石墨I作负极，②中左边碘酸根离子化合价降低变为单质碘，因此石墨口作正极，故A错误；碘元素在装置①中化合价升高，被氧化，在装置②中化合价降低，被还原，故B错误；装置①、②中的反应生成1mol的I2时，导线上通过的电子数物质的量分别为2mol和10mol,导线上通过的电子数之比为1：5,故C正确；装置①中MnO2的电极反应式应该为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,故D错误。综上所述，答案为C。C解析：C【解析】甲烷燃料电池的M极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，又以O2-为电解质，故其电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,说法正确，A不选；甲烷燃料电池的b端为N极的一端，N极为原电池的正极，传感器中Ag/AgCl电极为电解池的阳极，失电子发生氧化反应，原电池的正极连接电解池的阳极，故甲烷燃料电池的b端连接SO2传感器的c端，说法正确，B不选；甲烷燃料电池的N极发生的电极反应为O2+4e-=2O2-,标准状况下，消耗2.24L即0.1mol的O2转移0.4mol电子，传感器中阴极的电极反应式是2HSO3-+2H++2e-=S2O4-+2H2O,若转移0.4mol电子，应消耗0.4molHSO-,故应消耗标准状况下8.96L(0.4mol)的SO2,说法错误，C可选；传感器中Ag/AgCl电极发生的电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl,每转移1mol电子，则有1molAg转化为1molAgCl,质量增加35.5g,说法正确，D不选；答案为C。B解析：B【解析】电解饱和食盐水，阳极会产生氯气，阴极会产生氢气，由于H2不溶于水且不与溶液中的其他物质反应，所以会直接溢出，而氯气会与电解过程中溶液中生成的NaOH反应转变为NaClO和NaCl,所以在制备过程中几乎不会溢出，则C1极为阴极，C2极为阳极。A.由分析可知，g极为阴极，阴极处产生了氢气，所以相关的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2f,故A正确；B.若用两个铁钉代替两个石墨电极，那么电解过程中阳极发生Fe的氧化，无法再产生氯气，也就无法获得含氯消毒剂，故B错误；C.由分析可知，电解过程中生成的氯气又会再与溶液中生成的NaOH反应转变为NaClO和NaCl,涉及的反应共有电解两步，分别为：2NaCl+2H2O====2NaOH+H2T+Cl2T和2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2。，因此自制消毒剂的总反应为：NaCl+H2O=NaClO+H2T，故C正确；D.电压控制不得当，可能会导致副反应发生，或者反应速率很慢；由于电解过程中产生了氯气和氢气，所以要注意开窗通风，防止中毒和发生爆炸，故D正确；故选C。【点睛】以电解饱和食盐水为原理，设计的简易装置，不能忽略的一个问题是没有隔膜，所以生成的阳极产生的氯气易与阴极产生的氢氧化钠溶液发生反应。12．D解析：D【解析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)2-；充电时，右侧为阳极，4H2o发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，Zn(OH)2-发生还原反应生成Zn，以此分析解22 4答。A.放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)2-，4故A正确，不选；B.放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确，不选；C充电时，阳极上H2O转化为O，负极上Zn(OH)2-转化为Zn，电池总反应为：242Zn(OH)2-=2Zn+OT+4OH-+2HO，故C正确，不选；D.充电时，正极即为阳极，42 2电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2T，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)c(OH-户Kw，温度不变时，Kw不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误，符合题意；答案选D。【点睛】充放电电池，搞清楚对应的电极发生的反应。13．D解析：D【解析】阳极是氢氧根离子放电,发生的反应为4OH--4e--2H2O+O2T,A项正确;阳极上氢氧根离子放电产生氧气，同时生成氢离子，阳极附近生成硫酸，则从A口出来的是H2sO4溶液,B项正确;在阴极室一侧放置阳离子交换膜，只允许阳离子通过，则b是阳离子交换膜，允许Na+通过。项正确;Na2sO4溶液从F口加入刀项错误。二、非选择题14.(1)]।(2)2Fe3++2-OH——2Fe2++O2T+2H+(3)从图1可知,0〜20min,40〜50口升高温度化学反应速率应该加快;但是温度升高羟基自由基发生猝灭(或温度升高过氧化氢分解产生氧气)，导致4OH)下降，所以，温度从40口上升到50口反应速率基本不变(4)①正②O2+2e-+2H+—H2O2FeiT③Fe2++H2O2+H+—Fe3++H2O+-OH(答案合理即可,如H