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文档简介
2022届高三化学一轮复习—电化学基础(单元检测)
考生注意:
1.本试卷共4页。
2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3.请在密封线内作答,保持试卷清洁完整。
一、单项选择题:共18小题,每小题3分,共54分。每题只有一个选项最符合题意。
1.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
金属外壳锌粉
浸了KOH
疔溶液的隔板
原电池示意图钮扣式银锌电池
甲乙
石墨棒
二氧化镒、炭黑、
氯化锈、氯化锌
锌筒
锌锌干电池
丙
下列说法不正确的是()
A.甲:Zi?+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B.乙:正极的电极反应式为Ag?O+2e+H2O=2Ag+2OH
C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.T:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
2.用石墨作电极,电解盛放在U形管的饱和NaCl溶液(滴有酚儆),如图,下列叙述正确的是()
石墨少墨
NaCl溶液
(滴有酚献)
A.通电后,NaCl才能发生电离
B.通电一段时间后,阳极附近溶液先变红
C.当阳极生成0.1mol气体时,整个电路中转移了0.1mole
D.电解饱和食盐水的总反应式为2NaCl+2H2Oq=2NaOH+H2t+C12t
3.(2020.河北衡水中学调研)一定条件下,某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表:
pH2466.5813.514
腐蚀快慢较快慢较快
主要产物Fe2Fe3()4FezChFeO^
下列说法正确的是()
A.pH<4时,发生析氢腐蚀
B.随pH的升高,含碳钢的腐蚀速率逐渐加快
C.pH为14时,负极反应式为2H2O+Fe-3e-=FeOm+4H*
D.pH为7时,负极反应式为Fe—3b=Fe3+,生成的Fe3+被空气中的氧气氧化为FezCh
4.铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺,装置如下图。若上端开口关闭,可得到
强还原性的H•(氢原子);若上端开口打开,并鼓入空气,可得到强氧化性的QH(羟基自由基)。下列说法错
误的是()
A.无论是否鼓入空气,负极的电极反应式均为Fe—2e=Fe2+
B.不鼓入空气时,正极的电极反应式为H++b==H.
C.鼓入空气时,每生成1mol-OH有2mol电子发生转移
D.处理含有草酸(H2c2。4)的污水时,上端开口应打开并鼓入空气
5.(2020・天津,11)熔融钠一硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。如图中的电池反应为2Na+
xSNa2Sx(x=5〜3,难溶于熔融硫),下列说法错误的是()
允电
B.放电时正极反应为xS+2Na++2e-=Na2S.r
C.Na和Na2s工分别为电池的负极和正极
D.该电池是以Naf-AbCh为隔膜的二次电池
6.(2021.重庆月考)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中正
确的是()
A.由Fe、Cu、FeCb溶液组成原电池,负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
B.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,负极反应式为:Cu-2e=Cu2+
-
C.由Al、Mg、NaOH溶液组成原电池,负极反应式为:Al+4OH-3e=A1O2+2H2O
D.由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中,负极反应式为:A1-3e-==AP+
下列说法不正确的是()
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D,将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
8.化学与生活、生产有着密切关系,下列叙述正确的是()
A.钢铁发生析氢腐蚀时,H,得电子释放出H2,钢铁被腐蚀
B.钢铁发生吸氧腐蚀时,OFT失电子释放出。2,钢铁被腐蚀
C.船底镶嵌锌块,锌发生还原反应而被消耗,以保护船体
D.外加电源的正极连接在海水中的钢铁闸门上,可保护闸门
9.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中各项所列对应关系均正确
的一项是()
选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论
A正极Na2so4溶液U形管两端滴入酚醐后,a管中呈红色
B正极AgNCh溶液b管中电极反应式是40H——45=02t+2H2O
C负极CuCb溶液b管中有气体逸出
D负极NaOH溶液溶液pH降低
10.(2020.全国卷n,12)电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件
的示意图。当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成Ag,WO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下
列叙述错误的是()
A.Ag为阳极
B.Ag+由银电极向变色层迁移
C.W元素的化合价升高
D.总反应为:WO3+%Ag=AgvWO3
11.利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO,下列说法正确的是()
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.电极a上发生还原反应
C.该装置工作时,H*从b极区向a极区移动
D.该装置中每生成1molCO,同时生成1mol02
12.(2020•全国卷I,12)科学家近年发明了一种新型Zn—CO2水介质电池。电池示意图如下,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。
下列说法错误的是()
A.放电时,负极反应为Zn—2e-+4OFT=Zn(OH)r
B.放电时,1molCCh转化为HCOOH,转移的电子数为2moi
C.充电时,电池总反应为2Zn(OH)r==2Zn+O2t+40田+2H2。
D.充电时,正极溶液中OH一浓度升高
13.全钿氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池。其工作原理如图所示。下列叙述正确的是()
A.电子由Y极流出,经质子交换膜到X极
B.放电过程中,电解质溶液pH降低
C.Y极反应式为V2+—^V3+
D.每转移1mol电子,理论上有2molH*由交换膜右侧向左侧迁移
14.某同学进行下列实验:
操作现象
放置一段时间后,生铁片上出现如图所
取一块打磨过的生铁片,在其表面滴示“斑痕”,其边缘为红色,中心区域
一滴含酚酣和K3[Fe(CN)6j的食盐水为蓝色,在两色环交界处出现铁锈
下列说法不合理的是()
A.生铁片发生吸氧腐蚀
B.中心区的电极反应式为Fe—2e「=Fe?’
C.边缘处的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH
D.交界处发生的反应为
2++
4Fe+O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H
15.某污水处理厂利用微生物电池将镀格废水中的CnO彳催化还原,其工作原理如下图所示。下列说法不
正确的是()
A.电池工作过程中电子由a极流向b极
-+3+
B.b极反应式:Cr2Or+6e+14H=2Cr+7H2O
C.电池工作过程中a极区附近溶液的pH增大
D.每处理1molCr?。干,可生成33.6L(标况下)CO?
16.(2020・盐城市高三模拟)ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示,下列说法正确的是
()
匚II
匚।।
A.该装置可以在高温下工作
B.X、Y依次为阳离子、阴离子交换膜
C.负极反应式为CH3coeT+2H2<D—8e==2CO2t+7H+
D.该装置工作时,电能转化为化学能
17.工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN,装置如图所示,依次发生的反应有:
-
@CN--2e+2OH-=CNO+H20
②2c1—2e=C12t
③3cl2+2CNCT+8OFT=N2+6C「+2co歹+4H2O
下列说法正确的是()
A.铁电极上发生的反应为Fe—2e-=Fe”
B.通电过程中溶液pH不断增大
C.除去1molCN,外电路至少需转移5mol电子
D.为了使电解池连续工作,需要不断补充NaCl
18..(2020•山东德州模拟)高氯酸在化工生产中有广泛应用,工业上以NaC104为原料制备高氯酸的原理如
图所示。下列说法正确的是()
A.上述装置中,f极为光伏电池的正极
+
B.阴极反应式为2H2O—4e=4H+O2t
C.d处得到较浓的NaOH溶液,c处得到HCICU
D.若转移2mol电子,理论上生成100.5gHC1O4
二、非选择题:共3题,共46分。
19.(15分)(八省联考•河北,18)我国科学家最近发明了一种Zn—PbCh电池,电解质为K2so八H2sCU和
KOH,由a和b两种离子交换膜隔开,形成A、B、C三个电解质溶液区域,结构示意图如下:
回答下列问题:
⑴电池中,Zn为极,B区域的电解质为(填“K2soJ“H2so」或“KOH”)。
(2)电池反应的离子方程式为o
(3)阳离子交换膜为图中的膜(填"a”或"b”)。
(4)此电池中,消耗6.5gZn,理论上可产生的容量(电量)为毫安时(mAh)(lmol电子的电量为1尸,
F=96500Cmol结果保留整数)。
(5)已知E为电池电动势(电池电动势即电池的理论电压,是两个电极电位之差,E=AG为电池
反应的自由能变,则该电池与传统铅酸蓄电池相比较,J_pb°Epb-PbO;AGzn_Pbo
(填或)o
(6)Zn是一种重要的金属材料,工业上一般先将ZnS氧化,再采用热还原或者电解法制备。利用H?还原
ZnS也可得到Zn,其反应式如下:
ZnS(s)+H2(g)Zn(s)+H2s(g)
5
727℃时,上述反应的平衡常数Kp=2.24XIO"。此温度下,在盛有ZnS的刚性容器内通入压强为1.01x10
Pa的H2,达平衡时H2s的分压为Pa(结果保留两位小数)。
20.(16分)某校学习小组探究不同条件对电解FeCL溶液产物的影响。所用实验装置如图所示,其中电极
为石墨电极。
查阅文献
i.Fe2\Fe?+在溶液中通过与C「结合分别形成FeCl/、FeClf,可降低正电荷。
ii.电解过程中,外界条件(如电解液pH、离子浓度、电压、电极材料等)会影响离子的放电能力。
实验记录
实验现象
序号实验条件
阴极阳极
I①湿润的淀粉碘化钾试纸始
pH=01
终未见变蓝;
molL-1
电极上产生无色气体②取阳极附近溶液于试管
FeCL溶液电
中,滴加KSCN溶液,溶液
压1.5V
变红
11①未观察到气泡产生,电极①湿润的淀粉碘化钾试纸始
pH=4.91表面有银灰色金属光泽的终未见变蓝;
mol-L-1固体析出;②阳极附近出现红褐色浑
FeCb溶液电②电解结束后,将电极浸泡浊。取阳极附近浊液于试管
压1.5V在盐酸中,观察到有大量气中,先用盐酸酸化,再滴加
泡产生KSCN溶液,溶液变红
(1)结合阴极实现现象的分析
①实验]中阴极的电极反应式为。
②用化学用语表示实验II中产生阴极现象的原因:
③对比实验I、II的阴极现象,可以获得的结论是
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________0
(2)结合阳极实验现象的分析
①甲同学认为实验I中C「没有放电,得出此结论依据的实验现象是
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O
阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红,依据此现象分析,阳极反应可能是Fe2+-e=Fe3\
②对比实验i、n的阳极现象,解释产生差异的原因:
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O
实验讨论
(3)有同学提出,改变条件有可能在阳极看到“湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝”的现象,可能改变的条件是
对应的实验方案是____________________________________________________________
21.(15分).(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的
工作原理如下图所示:
①HS-在硫氧化菌作用下转化为SCT的电极反应式是。
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在,则电池可以持续供电,原因是。
(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl
混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb«
①放电过程中,Li+向(填“负极”或“正极”)移动。
②负极反应式为。
③电路中每转移0.2mol电子,理论上生成gPbo
(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。
①a电极的电极反应式是_________________________________________________________
②一段时间后,需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因是。
答案精析
1.A2,D3.A4.C5.C6.C7.D8.A9.C10.C
11.A12.D13.C[观察装置,由物质转化可以确定右边发生氧化反应,Y极为负极,左边发生还原反
应,X为正极。电子只能在导线上迁移,即电子由Y极经导线流向X极,故A错误;放电过程中,电池
反应式为V2++VO[+2H+=V3++VO2++H2O,消耗H+,pH升高,故B错误;Y极为负极,发生氧化
反应,由离子转化关系知反应式为V2+—e-=V3+,故C正确;X极反应式为VO1+2H++e-=VC)2++
H2O,得失电子数决定氢离子迁移数目。转移1mol电子,只有ImolH卡迁移,故D错误。]
14.D15.C16.C[第一步反应反应物总能量低于生成物的总能量,所以为吸热反应,故A错误:第一
步反应需要的活化能最大,即反应I的反应速率最慢,故B正确;HOOBr的总能量比HBr和。2的总能量
高,能量越高,物质越不稳定,故C错误;根据题意,1molHBr(g)被氧化为Bn(g)放出I2.67kJ热量,则
热化学方程式为4HBr(g)+()2(g)=2H2O(g)+2Br2(g)A//=-50.68kJ-mol-1,故D错误。]
17.C[铁电极为电解池的阴极,得电子,则只能是水提供的氢离子得电子,A错误:根据电极反应式,
阴极为2H?C)+2e--H2t+2OH,阳极①CN--2e-+2OH--CNCT+H2O,②2c「一2屋一。2t,
③3cl2+2CNO-+8OH-=N2+6C「+2co『+4氏0,得失电子数相等时,消耗氢氧根离子,pH减小,B
错误;根据反应:3CL+2CNCF+8OH--N2+6C「+2CO1+4比0,除去1molCN",消耗1.5mol氯气,
转移电子3mol,根据CN——2e-+2OH-=CNC>—+H2O,转移电子是2mol,所以外电路至少需转移5moi
电子,C正确:根据电极反应的离子,为了使电解池连续工作,需要补充氢氧化钠,若有氯气逸出,则需
要补充氯化钠,D错误。]
18.C19.答案⑴负K2s04
(2)PbO2+SOF+Zn+2H2O=PbSO4+Zn(OH)F
(3)a(4)5360(5)><(6)0.23
解析(1)锌是活泼金属,Zn电极为负极;由图示可知A区域电解质为KOH,C区域电解质为H2so4,则
在B区域电解质为K2so4。
---+
(2)负极反应为Zn-2e+4OH=Zn(OH)r,正极反应为PbO2+2e+4H+SOr=PbSO4+2H2O,总反
应方程式为:PbO2+SOf+Zn+2H2O=PbSO4+Zn(OH)i-o
(3)A区域是KOH溶液,OPT发生反应变为Zn(OH»,为了维持溶液呈电中性,K卡应通过交换膜进入到
B区域,因此a膜为阳离子交换膜。
65。
⑷/7(Zn)=----2277Tmol,则转移电子为0.2mol,1mol电子的电量为96500C,转移0.2mol电子
65g-mol1
[9300X]。3
的电量Q=0.2molX96500Cmo「i=19300C,则理论上可产生的电量为一彳而一mAh=5360mAh。
(5)由于Zn比Pb活动性强,正极材料都是PbCh,所以Zn—PbO?的电势差比Pb-PbCh的电势差大,则
&LPbo>^Ph-Pbo:不同电池的电势差越大,电池反应的自由能变就越小。由于Zn-PbCh的电势差比
ZJII1DVZIrDrOV/I
Pb-PbO2的电势差大,所以AGzn_p⑼<^Pb-PbO2。
-6
(6)反应ZnS(s)+H2(g)鬲;Zn(s)+H2s(g)在727℃时的平衡常数Kp=2.24XI0,若在盛有ZnS的刚性
容器内通入压强为1.01Xl(>5pa的H2,由于该反应是反应前后气体体积不变的反应,因此反应前后气体总
Y
压强不变,假如H2s占总压强分数为x,贝IH2为(1-X),根据平衡常数的含义可得工=2.24X10-6,解
得尤比2.24X10-6,所以达到平衡时H2s的分压为2.24X10-6x1.01X105pa七0.23Pa。
20.⑴①2H++2e-=H2t②Fe2++2e--Fe和Fe+2H+=Fe2++H2t③其他条件相同时,pH=O,
pH较小,c(H*)较大时,阴极H*优先于1molL}e2+放电产生H2
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