【创新设计】2021高考化学(江西专用)二轮专题提升练：第9讲-电化学基础(含新题及解析)

第9讲电化学基础一、小题对点练一、原电池原理及其应用1．(2022·呼和浩特测试)有关电化学学问的描述正确的是 ()。 A．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液 C．由于铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋ D．由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为Mg－2e－＋2OH－=Mg(OH)2 解析A项，原电池反应是自发进行的氧化还原反应；B项，由于电解质溶液中有Ag＋，盐桥内不能有Cl－，由于二者反应会生成AgCl沉淀；C项，Fe、Cu、浓硝酸组成的原电池，由于铁遇浓硝酸钝化，则Cu为负极，Fe为正极，其负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋；D项，由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，电池总反应为2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑，Al作负极，负极反应式为Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，D错。 答案A2．(2022·德阳一中测试)Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2，下列说法错误的是 ()。 A．该电池工作时，正极反应为2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2 B．锂电极作该电池负极，负极反应为Li－e－=Li＋ C．该电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 D．该电池组装时，必需在无水无氧条件下进行 解析A项，正极上SOCl2发生还原反应；B项，Li为负极，发生氧化反应：Li－e－=Li＋；C项，电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极；D项，Li能与水、氧气反应，因此该电池组装时必需在无水无氧条件下进行。 答案C3．(2022·浙江理综，11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是： Ni(OH)2＋M=NiOOH＋MH 已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－=6Ni(OH)2＋NOeq\o\al(－,2) 下列说法正确的是 ()。 A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－ B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－=MH＋OH－，H2O中的H被M还原 D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 解析A项，由NiMH充电的总反应方程式知，其逆反应为放电时的总反应，正极发生还原反应：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，正确；B项，充电时相当于电解池，阴离子(OH－)向阳极移动，错误；C项，由于MH中M与H均为0价，反应前后M的化合价没有变化，故H2O中的H是由于电解而被还原，并不是被M还原，错误；D项，由信息可知NiOOH与KOH溶液、氨水反应，故电解质溶液不能用KOH溶液、氨水，错误。 答案A二、电解原理及其应用4．某同学将电解池工作时电子、离子流淌方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是 ()。ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子 解析电子由电源的负极流出，故a是阴极、d是正极，溶液中阳离子移向阴极。 答案B5．(2022·成都摸底)关于图中电解池工作时的相关叙述正确的是 ()。 A．Fe电极作阳极，发生氧化反应 B．Cl－向石墨电极做定向运动 C．石墨电极反应：Fe3＋＋3e－=Fe D．电解池发生总反应：2Cl－＋2Fe3＋eq\o(=,\s\up15(电解))Cl2↑＋2Fe2＋ 解析依据电子的流向确定铁作阳极，发生氧化反应，A选项正确；电解质溶液中带负电的氯离子向阳极(铁电极)定向移动，进而形成闭合回路，B项错误；石墨作阴极，铁离子得到电子发生还原反应转化成亚铁离子，C选项错误；电解池中发生的总反应为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，D选项错误。 答案A6．将KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是 ()。 A．整个过程中两电极反应2Cl－－2e－=Cl2↑、2H＋＋2e－=H2↑不行能同时发生 B．电解至c点时，往电解液中加入适量CuCl2固体，即可使电解液恢复至原来的浓度 C．ab段表示电解过程中H＋被还原，pH上升 D．原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2∶1 解析图像分为三段，因此整个电解过程也有三个阶段，第一个阶段相当于电解CuCl2溶液，阳极反应为2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极反应为Cu2＋＋2e－＝Cu，CuCl2水解呈酸性，随着电解的进行，浓度减小，酸性减弱，pH上升，选项C错。若原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2∶1，则达b点时CuCl2消耗完，接着只电解水，pH不变，则与图像不符，D错。b→c溶液的pH明显下降，说明b点时Cl－已耗完，而Cu2＋过量，相当于电解CuSO4溶液，阳极反应为：2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑，阴极反应为2Cu2＋＋4e－＝2Cu，由于有H＋生成，则溶液的pH减小，又由于有O2生成，故电解至c点时，往电解质溶液中加入CuCl2固体不能使电解质溶液恢复至原来的浓度，B错误，c点时溶液中的电解质为K2SO4与H2SO4，则c～d段相当于电解水，阳极反应为2OH－－2e－＝H2O＋eq\f(1,2)O2↑，阴极反应为2H＋＋2e－＝H2↑，故A正确。 答案A三、金属腐蚀与防护7．(2022·雅安一诊)化学与生活、生产有着亲密关系，下列叙述中正确的是()。 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，OH－失电子释放出O2，钢铁被腐蚀 C．船底镶嵌锌块，锌发生还原反应而被消耗，以爱护船体 D．外加电源的正极连接在海水中的钢铁闸门上，可爱护闸门 解析发生吸氧腐蚀时正极反应式是O2＋2H2O＋4e－=4OH－，整个过程是吸取O2而不是释放出O2，B错误。选项C中是牺牲阳极的阴极爱护法，金属锌发生氧化反应，C错。选项D中是外加电流的阴极爱护法，钢铁闸门应与外加电源的负极相连，D错。 答案A8．化学在日常生产生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 ()。 A．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－ B．钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀，主要缘由是海水含氧量高于河水 C．在海轮外壳上镶入锌块，锌作负极，可减缓船体的腐蚀速率 D．在潮湿的空气中，镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀 解析选项A，钢铁发生吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子，发生还原反应；选项B，钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀，主要缘由是海水中电解质的浓度高于河水，钢铁在海水中更易发生电化学腐蚀；选项C，轮船外壳镶入比铁活泼的锌块，形成原电池，锌作负极，可减缓船体的腐蚀速率；选项D，在潮湿的空气中，铁板简洁发生电化学腐蚀，镀锌铁板中锌比铁活泼，锌铁构成原电池，铁作正极被爱护，不简洁被腐蚀；镀锡铁板中铁比锡活泼；铁锡构成原电池，铁作负极易被腐蚀。 答案B二、大题冲关练9．(2022·上海市杨浦区高三上学期学业质量调研)某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。 完成下列填空： (1)图2是图1所示装置的示意图，在图2的小括号内填写正极材料的化学式；在方括号内用箭头表示出电子流淌的方向。 (2)写出正、负极反应的方程式。 正极：__________，负极：____________。 (3)按图1装置试验，约8分钟才看到导管中液柱上升，下列措施可以更快更清楚地观看到液柱上升的是______(填字母序号)。 a．用纯氧气代替具支试管内的空气 b．用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物 c．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水 (4)上升温度可以加快化学反应速率，建议用酒精灯加热具支试管。这一措施______(填“可行”或“不行”)。 解析(1)电子由负极流向正极， (2)正极：O2＋4e－＋2H2O=4OH－， 负极：2Fe－4e－=2Fe2＋。 (3)a项，增大O2的浓度，加快腐蚀，b项，增大接触面积，加快腐蚀，c项，可以对试验现象进行放大，且加入红墨水易于观看。 (4)由于加热具支试管，把空气赶出，腐蚀更慢。 答案(1) (2)2H2O＋O2＋4e－=4OH－ Fe－2e－=Fe2＋ (3)abc (4)不行10．(1)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机供应推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应式为H2＋2NiOOHeq\o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))2Ni(OH)2。图1 依据所给信息推断，混合动力车上坡或加速时，乙电极四周溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为________________________________________________________________。 (2)图2是一种新型燃料电池，以CO为燃料，肯定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质，图3是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼试验。图2图3 回答下列问题： ①A极为电源______(填“正”或“负”)极，写出A极的电极反应式：________________________________________________________________。 ②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼试验，则B极应当与______极(填“C”或“D”)相连。 ③当消耗标准状况下2.24LCO时，C电极的质量变化为______。 解析(1)上坡或加速时，电动机工作，为原电池，乙电极中NiOOH→Ni(OH)2，Ni的化合价降低，乙电极为正极，电极反应式为NiOOH＋e－＋H＋=Ni(OH)2，四周溶液的pH增大。(2)①在燃料电池中可燃性气体作负极，即A为负极，依据所给新型燃料电池的构成原理装置图，结合原电池的工作原理，可直接写出A极的电极反应式：CO－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=2CO2。②依据电解精炼原理，粗铜应与电源的正极相连，精铜应与电源的负极相连，因B极是正极，所以B极应与D极相连。③标准状况下2.24LCO失去0.2mole－，依据得失电子守恒，C极上增加Cu的质量为6.4g。 答案(1)增大NiOOH＋e－＋H＋=Ni(OH)2 (2)①负CO－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=2CO2②D ③增加6.4g11．(高考题组合)(1)[2022·四川，11(4)]①MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 ②MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是__________________________________________________________。 (2)[(2022·江苏，20，(1)]硫化氢的转化是资源利用和环境爱护的重要争辩课题。 由硫化氢获得硫单质有多种方法。 将烧碱吸取H2S后的溶液加入到如上图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应： S2－－2e－=S (n－1)S＋S2－=Seq\o\al(2－,n) ①写出电解时阴极的电极反应式：________________________________________________________________。 ②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________________。 (3)[2022·重庆，11，(4)]肯定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽视其他有机物)。 ①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示) ②生成目标产物的电极反应式为________。 ③该储氢装置的电流效率η＝________(η＝eq\f(生成目标产物消耗的电子数,转移的电子总数)×100%，计算结果保留小数点后1位) 解析(1)①依据Mn的化合价，从＋2价→＋4价，失电子发生氧化反应，则阳极电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋。②碱性锌锰干电池中，MnO2作为正极，发生还原反应，其电极反应式MnO2＋H2O＋e－=MnO(OH)＋OH－。 (2)①电解时，阴极溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H＋放电生成H2和OH－。②由题