预测化学模拟+权威预测：专题十一 电化学

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精【模拟演练】1。（2012·银川模拟)世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池,总功率达4兆瓦，是历届世博会之最.下列有关叙述正确的是（）A.光伏电池是将太阳能转变为电能B.光伏电池是将化学能转变为电能C。电流从a流向bD.图中N型半导体为正极，P型半导体为负极2。（2012·广州模拟)下列叙述不正确的是（）A。电解氧化铝生成的金属铝是在熔融液的下层B。手机上用的锂离子电池属于二次电池C。钢铁吸氧腐蚀的正极反应：4OH--4e-====2H2O+O2D.铁表面镀锌，铁作阴极3.(2012·哈尔滨模拟)2011年7月19日，美国能源部西北太平洋国家实验室的科学家和来自中国武汉大学访问学者组成的研究小组合作开发钠离子充电电池,研究人员采用廉价的钠离子同时使用纳米氧化锰和锂材料作电极制作出了钠离子充电电池，其工作示意图如下。关于该电池的说法中正确的是(）A.放电时A极作正极B.放电时Na+向负极移动C.充电时是将化学能转化为电能D.充电时阳极反应为:Li—e-====Li+4。（双选）(2012·石家庄模拟)以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电源,其工作原理如图所示。下列说法错误的是(）A。电池放电时Na+从a极区移向b极区B。电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用C。该电池的负极反应为:BH4—+8OH--8e-====BO2—+6H2OD。每消耗3molH2O2，转移的电子为3mol5.（2012·铜川模拟)一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+），实现了氨的电化学合成。该过程N2和H2的转化率远高于现在工业上使用的氨合成法。对于电化学合成氨的有关叙述正确的是()A。N2在阴极上被氧化B.可选用铁作为阳极材料C.阳极的电极反应式是N2+6H++6e—====2NH3D。该过程的总反应式是N2+3H22NH36。(2012·保定模拟)锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。某种锂离子电池的结构示意图如图，其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。电池充电时的总反应化学方程式为：LiCoO2====Li1-xCoO2+xLi。关于该电池的推论错误的是()A.放电时，Li+主要从负极区通过隔膜移向正极区B.放电时，负极反应xLi—xe-====xLi+C.充电时，将电能转化为化学能D。充电时，负极（C)上锂元素被氧化7。(2012·南通模拟）如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为：PbO2+Pb+4H++2SO42-====2PbSO4+2H2O.下列有关说法正确的是（）A.K与N相接时,能量由电能转化为化学能B.K与N相接时，H+向负极区迁移C.K与M连接时，所用电源的a极为负极D.K与M相接时，阳极附近的pH逐渐增大8.（双选）（2011·珠海模拟）如图中，两电极上发生的电极反应分别为：a极：2Ag++2e-====2Agb极：Fe—2e—====Fe2+下列说法不正确的是（)A.该装置一定是电解池B。a、b可能是同种电极材料C。装置中电解质溶液不一定含有Ag+D.装置中发生的离子反应方程式一定是Fe+2Ag+====Fe2++2Ag9.（2011·宿迁模拟）在25℃时，将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,当电路中有amol电子转移时，溶液中析出mgNa2SO4·10H2O晶体.若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为（）A。×100％B。×100%C.×100％D。×100％10。(2011·三明模拟)磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池，其基本组成和反应原理如下：下列说法不正确的是()A。在改质器中主要发生的反应为CxHy+xH2OxCO+（x+y/2）H2B。移位反应器中CO(g）+H2O（g）CO2（g）+H2(g）ΔH＞0,温度越高，CO转化速率越大C.负极排出的气体主要是CO2D。该电池正极的电极反应为O2+4H++4e—====2H2O11。（2011·合肥模拟）我省合肥市大力发展清洁能源产业，以太阳能为代表的新能源产业规模占全省的一半以上。试完成下列问题：（1）现在电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，如图所示,这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO42—2PbSO4+2H2O。则电池放电时，溶液的pH会_____(填“增大"或“减小"），写出负极反应式为______________。充电时,铅蓄电池的负极应与充电器电源的______极相连。(2)为体现节能减排的理念，中国研制出了新型燃料电池汽车，该车装有“绿色心脏”-—质子交换膜燃料电池。如图是某种质子交换膜燃料电池原理示意图.该电池的正极是（填“a”或“b”，下同)_____极，工作过程中,质子(H+）透过质子交换膜移动到极。写出该电池的负极反应式为:________________________。(3）最近，合肥开工建设大型太阳能电池板材料生产基地,这种材料主要是高纯度的硅,下面关于硅的叙述中，正确的是_________。A。硅的非金属性比碳弱，只有在高温下才能跟氢气起化合反应B.SiO2与碳酸钠固体高温条件下反应，说明硅酸的酸性强于碳酸C。SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸D.虽然硅的化学性质不活泼,但在自然界中以化合态存在E.硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位12.（2011·郑州模拟)A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如表所示：阳离子Ag+Na+阴离子NO3-SO42-Cl—如图1所示的装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液。电极均为石墨电极.接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了27克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如图2所示。据此回答下列问题:(1)M为电源的______极(填写“正”或“负”），甲为__________(填写化学式）.（2）计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积_________.(3）写出乙烧杯中的电解池反应______________________。(4)若电解后甲溶液的体积为25L，则该溶液的pH为_______。(5）要使丙恢复到原来的状态，应加入_______g______。(填写化学式）13。（2011·成都模拟）熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2—和HCO3-)为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO32——52e-====34CO2+10H2O。试回答下列问题：（1)该燃料电池的化学反应方程式为__________________________；（2)正极电极反应式为________________________________。（3）为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是__________，它来自______________________。（4）某学生想用该燃料电池和如图所示装置来电解饱和食盐水:①写出反应的离子方程式_______________________________。②将湿润的淀粉KI试纸放在该装置附近，发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸.该反应的化学方程式为______________________.③若电解后得到200mL3。25mol·L-1NaOH溶液，则消耗C4H10的体积在标准状况下为_________mL。14.（2012·广州模拟）有一种节能的氯碱工业新工艺,将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示(电极未标出）:回答下列有关问题：(1）电解池的阴极反应式为_________________________________.(2）通入空气的电极为____________________________________，燃料电池中阳离子的移动方向___________(“从左向右”或“从右向左"）。(3）电解池中产生2molCl2，理论上燃料电池中消耗_____molO2。(4)a、b、c的大小关系为：__________.【高考预测】电化学是与生产、生活联系密切的内容，同时也是进行学科综合的重要契合点,因此成为历年高考的必考知识点，原电池和电解池在每年的高考试题中均有涉及，电化学反应原理的分析以及电极反应式的书写和在实际生活中的应用在复习过程中应重点强化。命题角度高考预测电化学反应原理的分析3、4、5电化学装置电极反应式的书写1、2、6电化学的应用71.可以将反应Zn+Br2====ZnBr2设计成可充电电池，下列4个电极反应：①Br2+2e—====2Br—②2Br—-2e-====Br2③Zn—2e—====Zn2+④Zn2++2e-====Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（)A.②和③B.②和①C.③和①D。④和①2.生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是(）A.负极发生的电极反应可能是:O2+4e—+2H2O====4OH-B。正极发生的电极反应可能是:O2+4e—====2O2—C。负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCO3—D.正极反应主要是C6H12O6生成CO2或CO32—3.镁—H2O2酸性电池采用海水作电解质溶液(加入一定量的酸）,下列说法正确的是（）A。电池总反应的离子方程式为：Mg+H2O2+2H+====Mg2++2H2OB。负极的电极反应为：H2O2+2H++2e—====2H2OC.工作时,正极周围海水的pH减小D.电池工作时，溶液中的H+向负极移动4。如图，烧杯中的溶质均足量，a、b、c、d、e均为石墨电极，通电一段时间后，a电极上有红色物质析出，以下说法正确的是（)A.e电极上可以析出使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体B。c电极周围溶液变红C.A烧杯内溶液的pH升高D.B烧杯中加一定量的KCl固体可恢复原状5.某同学按如图所示的装置进行实验。A、B两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水,当K闭合时，在交换膜处SO42—从右向左移动。下列说法错误的是（）A.电解一段时间后，向Ⅱ装置通入适量的HCl气体可以恢复原来的浓度B.反应初期，Y电极周围出现白色沉淀C.B电极质量增加D。X电极产生气泡,且生成1mol气体的同时，有1molA参与反应6。甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒（如图）。请回答下列问题：（1)若甲乙两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后:①有红色物质析出的是:甲池中的_______棒；乙池中的___________棒。②在乙池中阳极的电极反应式是____________________________________。（2)若甲乙两池中均盛放饱和NaCl溶液。①写出甲池中正极的电极反应式____________________________________。乙池中发生反应的离子方程式为____________________________________。②若乙池转移0.02mol电子后停止实验，池中溶液的体积是200mL，则此时溶液的pH=________.(不考虑电解产物的相互反应）7。如图所示三套实验装置,分别回答下列问题。(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验.一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6］溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有蓝色沉淀，表明铁被______（填“氧化”或“还原”)；向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨棒附近的溶液变红，该电极反应式为__________________________________。(2）装置2中的石墨是_____极(填“正”或“负”)，该装置发生的总反应的离子方程式为_____________________________________。(3)装置3中甲烧杯盛放100mL0。2mol·L-1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL0.5mol·L—1的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨电极附近首先变红.①电源的M端为_____极；甲烧杯中铁电极的电极反应式为__________________。②乙烧杯中电解反应的离子方程式为__________________________________.③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64g，甲烧杯中产生的气体标准状况下的体积为________mL。答案解析【模拟演练】1。【解析】选A。根据图示可知,光伏电池是将太阳能直接转变为电能的装置，A正确,B错误.外电路中，电流从b流向a，C错误。由于电流从P型半导体流出,因而P型半导体为正极，D错误。2.【解析】选C。A选项电解氧化铝生成的金属铝密度比冰晶石等的密度大，在熔融液的下层；B选项锂离子电池属于二次电池；D选项铁表面镀锌，铁作阴极，锌作阳极;C选项钢铁吸氧腐蚀的正极反应是2H2O+O2+4e-====4OH—。3。【解析】选D。放电时A极失电子做负极,放电时Na+向正极移动，A、B错；充电时是将电能转化为化学能，C错。4.【解析】选B、D。由图可知a极反应过程BH4—→BO2-，B元素化合价不变，H从-1价变为+1价，失电子,发生反应BH4—+8OH-—8e—====BO2—+6H2O，则a极为负极；b极H2O2→OH—得电子,电极反应为H2O2+2e-====2OH—,则b为正极；电池放电时作原电池，Na+移向正极，即由a移向b，A、C正确，MnO2作电极b材料，若起催化作用，则使H2O2变为H2O和O2，与图示不符，B错；由H2O2~2e-可知，每消耗3molH2O2,转移6mol电子，D错.5.【解析】选D。由，可知N2在阴极上被还原，A错；铁为活泼金属，做阳极材料会被氧化，从而实现不了合成氨这个反应，B错;阴极电极反应式为N2+6H++6e—====2NH3，C错；由题意可知总反应式为N2+3H22NH3,D正确.6。【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1）利用原电池原理判断有关微粒流向。（2)原电池反应的总反应式为两极反应式的加和，充电过程为放电过程的逆过程.【解析】选D。由题知放电时的反应为：Li1—xCoO2+xLi====LiCoO2，则正极反应为：Li1-xCoO2+xe—+xLi+====LiCoO2，负极反应为:xLi-xe-====xLi+，Li+主要从负极区通过隔膜移向正极区，A、B正确；充电过程是电能转化为化学能的过程,C正确;充电时负极(C）接的是外接电源的负极，此时C为阴极，电极反应应该是xLi++xe—====xLi,锂元素被还原，D错误。7。【解析】选C。K与N相连，电池外接灯泡作用电器，故装置为原电池,能量由化学能转化为电能，H+向正极区移动，故A、B均错；K与M连接时，装置外接电源，为电解池,Pb作阴极与外接电源负极相连，阳极反应为PbSO4+2H2O-2e-====PbO2+SO42-+4H+，c（H+)增大，pH减小，C正确，D错。8.【解析】选A、C。由a、b两极上发生的反应可知，a极发生还原反应，b极发生氧化反应，所以此装置若是原电池，则b为负极，a为正极，电解质溶液含Ag+，电池反应式为Fe+2Ag+====Fe2++2Ag，且两极材料一定不同;若此装置是电解池，则b为阳极,a为阴极,电解质溶液含Ag+，电池反应式为Fe+2Ag+====Fe2++2Ag，且两极材料可以相同，也可以不同。B、D对，A、C错。9。【解析】选D。当用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液时,电解总反应式为2H2O2H2↑+O2↑，该反应中共转移4mol电子，因此当有amol电子转移时，电解过程中共消耗0。5amol的水，由于原溶液是饱和溶液，电解后的溶液也是饱和溶液，故饱和溶液溶质质量分数的计算可作如下转化：mg晶体中Na2SO4的质量溶解在mg晶体中的水和0。5amol水中恰好饱和,由此可计算得选项D正确。10。【解析】选B.由题图可知，CxHy和H2O通过改质器后，生成CO和H2，A正确；触媒在合适温度下活性最强,高于或低于合适温度，催化活性都会降低或消失，B错误；由图看出C、D两项正确.11。【解析】（1）铅蓄电池放电时,负极为Pb，失去电子发生氧化反应Pb—2e-+SO42—====PbSO4，正极为PbO2，得到电子发生还原反应；铅蓄电池在充电时，是电解池装置，与充电器电源的负极相连的叫做阴极,即它放电时的负极，阳极失去电子转移到充电器电源的正极，阳极反应是PbSO4+2H2O—2e—====PbO2+SO42-+4H+.（2）阳极即为原电池的负极，发生的反应为H2—2e-====2H+,阴极为正极，反应为O2+4H++4e-====2H2O。（3）B中，SiO2是酸性氧化物,它可溶于氢氟酸；E中，硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位。答案：（1)增大Pb-2e-+SO42—====PbSO4负(2)bbH2-2e—====2H+(3）A、D12。【解析】接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了27克，说明乙中溶质是硝酸银，Ag++e-====Ag,得到27gAg，电路中通过的电子是0.25mol.结合图可知甲的pH增大，是氯化钠,丙的pH不变，是硫酸钠。电极f上生成的气体是O2，0.25mol电子可电解水2。25g，产生0.0625molO2.答案：(1）负NaCl（2）1.4L(3）4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3(4)12（5）2.25H2O【方法技巧】串联电池的解题技巧（1)多个电解池串联的计算应根据串联电路的特点进行,即各电极通过的电子的物质的量相同。（2)当多个电解池串联时往往存在电镀池,要特别注意电镀过程中电解液的浓度、pH等都不发生变化.13.【解析】(1）燃料电池的化学反应方程式即有机物的燃烧方程式；（2）用总化学方程式减去负极反应式即得正极反应式；(3)因为负极消耗CO32-而生成CO2，所以要保持稳定，正极需要生成CO32—,所需CO2可以由负极反应产物提供；（4)电解饱和食盐水即电解电解质和水，据此写出离子方程式;根据氧化还原反应中化合价升降总数相等，可以配平Cl2和I2的反应；根据串联电路中各电极得失电子总数相等，电解后得到NaOH3。25mol·L-1×0。2L=0。65mol，即电解池阴极有0。65molH+得到了0。65mol电子，所以燃料电池的负极消耗C4H10的体积为（0。65mol÷26)×22。4L·mol-1=0.56L=560mL.答案：（1)2C4H10+13O2====8CO2+10H2O（2)O2+2CO2+4e-====2CO32-(3)CO2负极反应产物（4）①2Cl—+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-②5Cl2+I2+6H2O====10HCl+2HIO3③56014.【解析】（2)氧气是氧化剂，在正极被消耗，生成氢氧根离子，所以正极需要阳离子补充电荷，所以阳离子从左向右移动；(3)产生2molCl2,转移4mol电子，所以消耗氧气1mol；（4）阴极产生的a%的氢氧化钠加入燃料电池的正负极，正极生成氢氧化钠使浓度增大,负极氢气失电子生成的氢离子消耗氢氧根离子，所以负极出来的氢氧化钠浓度减小，所以c＞a＞b。答案：(1)2H2O+2e—====H2↑+2OH-（2）正极从左向右（3）1（4）c＞a＞b【高考预测】1.【解析】选A。充电时的阳极和放电时的负极均发生氧化反应。2。【解析】选C。该生物原电池中负极是C6H12O6失去电子生成CO2或HCO3—，正极是氧气得到电子，电极反应是O2+4e—+2H2O====4OH-，故C正确。3。【解析】选A。如果总反应式为Mg+H2O2====Mg（OH)2，则产物为难溶的氢氧化镁，势必导致电池反应不能长久，正确的总反应式为Mg+H2O2+2H+====Mg2++2H2O，故A正确;正极反应消耗H+，故电池工作时，正极周围海水的pH增大，且溶液中的H+向正极移动,故B、C、D错误.4。【解析】选B。先根据A烧杯中的变化判断电源的正负极,a电极上析出铜，则a连接电源负极,因此可以判断出b、d为阳极，c、e为阴极,e上应该析出铜，A相当于电镀装置，通电一段时间后溶液保持不变，B中总反应是：2KCl+2H2O2KOH+Cl2↑+H2↑，因此电解后要恢复原状，应该通入HCl气体。5。【解析】选B.由于装置Ⅱ中两极材料相同，不符合构