《高考备考指南 理科综合 化学》课件-第6章 第3节 真题

第六章第三节真题体验·直击高考1．(2016·全国卷Ⅰ，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SOeq\o\al(2－,4)可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A．通电后中间隔室的SOeq\o\al(2－,4)离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．负极反应为2H2O－4e－=O2＋4H＋，负极区溶液pH降低D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成【答案】B【解析】通电后中间隔室的SOeq\o\al(2－,4)向正极区迁移，正极区溶液中OH－放电，pH降低，Na＋向负极区迁移，负极区溶液中H＋放电，pH增大，A、C项均错误；电路中通过1mol电子的电量，有0.25molO2生成，D项错误。2．(2016·北京卷，12)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生……下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A．a、d处：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．b处：2Cl－－2e－=Cl2↑C．c处发生了反应：Fe－2e－=Fe2＋D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜【答案】B【解析】a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，溶液中的H＋得到电子生成氢气和OH－，故A项正确；b处变红，局部褪色，说明溶液中的Cl－放电生成Cl2，Cl2溶于水生成HCl和HClO，故B项错误；c处为阳极，Fe失去电子生成Fe2＋，故C项正确；实验一中a、c形成电解池，d、b形成电解池，所以实验二中也相当于形成电解池(一个球两面为不同的两极)，m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极(n的背面)，故相当于电镀，即m上有铜析出，故D项正确。3．(2015·浙江卷，11)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是()A．X是电源的负极B．阴极的反应式是H2O＋2e－=H2＋O2－、CO2＋2e－=CO＋O2－C．总反应可表示为H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(通电))H2＋CO＋O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1【答案】D【解析】从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，故A项正确；阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为H2O＋2e－=H2＋O2－、CO2＋2e－=CO＋O2－，故B项正确；从图示可知，阴极生成H2和CO的同时，阳极有O2生成，所以总反应可表示为H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(通电))H2＋CO＋O2，故C项正确；从总反应方程式可知，阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(O2)，所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比为2∶1，故D项不正确。4．(2014·广东卷，11)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则()A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－=Cu【答案】A【解析】A项，电子移动方向：电极Ⅰ→Ⓐ→电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，正确；B项，原电池负极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应，错误；C项，原电池正极为得电子一极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，错误；D项，电极Ⅱ为正极，电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，错误。5．(2014·上海卷，12)如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是()A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体【答案】B【解析】A选项，K1闭合构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋，不正确；B选项，K1闭合，石墨棒是正极，溶液中的氧气得到电子转化为OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，正确；C选项，K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，在阴极，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，不正确；D选项，K2闭合，铁棒作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，石墨棒是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电路中通过0.002NA个电子时，两极均产生0.001mol气体，共计是0.002mol气体，不正确。6．(2016·天津卷，10)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________________，__________________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_________________________________________________________________。(2)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_____________________________________________________________________________。(3)化工生产的副产品氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(电解))FeOeq\o\al(2－,4)＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeOeq\o\al(2－,4)，镍电极有气泡产生，若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为________________________________________。③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：___________________________________________________________。【答案】(1)污染小可再生来源广燃烧热值高(任写其中2个)H2＋2OH－－2e－=2H2O(2)光能转化为化学能(3)①阳极室②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低③M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低【解析】(3)①根据题意，镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在阳极室。②氢气具有还原性，Na2FeO4易被H2还原，故电解过程中须将阴极产生的气体及时排出。③Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；而在N点，c(OH－)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低。7．(1)[2014·山东卷，30(1)]离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的______极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为________________________________________________________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为______。(2)[2014·北京卷，26(4)]电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是__________，说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)[2014·广东卷，32(5)]石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图甲防腐示意图，并作相应标注。图甲图乙(4)[2014·福建卷，24(1)]铁及其化合物与生产、生活关系密切。图乙是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。①该电化学腐蚀称为____________。②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是____(填字母)。(5)[2014·重庆卷，11(4)]一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。已知一定条件下，利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：(g)eq\o(,\s\up7(FeSO4/Al2O3),\s\do5(高温))(g)＋3H2。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＝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1位小数)【答案】(1)负4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)H2(2)NH3根据反应：8NO＋7H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多(3)(4)①吸氧腐蚀②B(5)①A→D②C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12③64.3%【解析】(1)在钢制品上电镀铝，故钢制品应作阴极，与电源的负极相连；因为电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)形式存在，则电镀过程中负极上得到电子的反应是4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)；在水溶液中，得电子能力：H＋>Al3＋，故阴极上发生的反应是2H＋＋2e－=H2↑。(2)由电解NO制备NH4NO3的工作原理图可知，NO在阳极发生氧化反应生成NOeq\o\al(－,3)，电极反应式为5NO＋10H2O－15e－=5NOeq\o\al(－,3)＋20H＋。NO在阴极发生还原反应生成NHeq\o\al(＋,4)，电极反应式为3NO＋18H＋＋15e－=3NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O，电池总反应式为8NO＋7H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3。(5)①由图可知，苯转化为环己烷的过程是加氢过程，发生还原反应，故为阴极反应，所以A为电源的负极，B为电源的正极，电子移动方向为A→D。②该装置的目标是从苯到环己烷实现储氢，电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12。③阳极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，生成2.8mol氧气，失去