全国通用2018版高考化学考前三个月选择题满分策略第一篇专题六电化学基础复习题2017121537.pdf

1 选择题满分策略第一篇专题六 电化学基础复习题 1 (2017·全国卷， 11) 支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐， 工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( ) A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 答案C 解析钢管桩接电源的负极， 高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁( 阳 极) 流向正极，从负极流向钢管桩( 阴极 ) ，A、B正确； C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助 阳极”不损耗，错误。 2(2017·全国卷， 11) 用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解 质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( ) A待加工铝质工件为阳极 B可选用不锈钢网作为阴极 C阴极的电极反应式：Al 33e=Al D硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案C 解析A项，根据电解原理可知，Al 要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正 确； B 项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正 确； C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。 3(2017·全国卷， 11) 全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中 电极 a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li xS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误 的是 ( ) 2 A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li 2e=3Li 2S4 B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C石墨烯的作用主要是提高电极a 的导电性 D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多 答案D 解析A 项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li 移 动方向可知，电极a 为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8Li2S8 Li2S6Li2S4Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极方程式为Li e =Li， 当外电路中流过0.02 mol 电子时， 负极消耗的Li 的物质的量为0.02 mol，其质量为0.14 g， 正确； C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a 的导电能力，正确；D项，电池充 电时为电解池， 此时电解总反应为8Li2Sx= 电解 16Li xS8(2x8)，故 Li2S2的量会越来越少， 错误。 角度一原电池原理和化学电池 1构建原电池模型，类比分析原电池工作原理 构建如图ZnCu H2SO4原电池模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识( 如：化合价的 变化、 得失电子情况等) ，能迅速判断原电池的正、负极， 弄清楚外电路中电子的移动情况和 内电路中离子的移动情况，准确书写电极反应式和电池总反应式，掌握原电池的工作原理。 2化学电源中电极反应式书写的思维模板 (1) 明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。 (2) 确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。 (3) 配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 注意H 在碱性环境中不存在； O 2在水溶液中不存在， 在酸性环境中结合H ，生成 H 2O ， 在中性或碱性环境中结合H2O ，生成 OH ；若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的 电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得 较难写出的另一极的电极反应式。 3有关原电池解题的思维路径 3 例 1(2016·全国卷，11)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下 列叙述错误的是( ) A负极反应式为Mg 2e =Mg2 B正极反应式为Ag e=Ag C电池放电时Cl 由正极向负极迁移 D负极会发生副反应Mg 2H2O=Mg(OH) 2H2 解题思路 解析根据题意， Mg 海水 AgCl 电池总反应式为Mg 2AgCl=MgCl22Ag。A 项，负极反 应式为 Mg 2e =Mg2，正确； B项，正极反应式为 2AgCl2e =2Cl 2Ag，错误； C项， 对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D 项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副 反应 Mg 2H2O=Mg(OH) 2H2，正确。 答案B 例 2锂铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的 铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li Cu2O H2O=2Cu 2Li 2OH，下列说法 错误的是 ( ) A放电时， Li 透过固体电解质向 Cu极移动 B放电时，正极的电极反应式为O22H2O4e =4OH C通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O D整个反应过程中，氧化剂为O2 解题思路 结合原电池结构，明确原电池的工作原理，结合总反应方程式判断电极及电极 4 反应式是解本题的关键。解答时注意结合装置图和题干信息分析判断。 解析因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以 Li 透过固体电解质向 Cu极移动， A正确； 由总反应方程式可知Cu2O中 Cu元素化合价降低，被还原，正极反应式应为Cu2O H2O 2e =2Cu 2OH ，B错误；放电过程为 2Li Cu2OH2O=2Cu 2Li 2OH ，可知通空气时，铜 被腐蚀，表面产生Cu2O ，C正确；由 C项分析知， Cu先与 O2反应生成Cu2O，放电时 Cu2O重新 生成 Cu ，则整个反应过程中，Cu相当于催化剂，O2为氧化剂， D正确。 答案B 1锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述 正确的是 ( ) A铜电极上发生氧化反应 B电池工作一段时间后，甲池的c(SO 2 4) 减小 C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 答案C 解析A 项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu 2 得电子发生还原反应 生成 Cu，错误； B 项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO 2 4) 不 变，错误； C 项，在乙池中Cu 22e=Cu ，同时甲池中的 Zn 2通过阳离子交换膜进入乙池 中，由于M(Zn 2 )M(Cu 2) ，故乙池溶液的总质量增加，正确； D项，阳离子交换膜只允许阳 离子和水分子通过，电解过程中Zn 2通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不 能通过交换膜的，错误。 2微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下 列有关微生物电池的说法错误的是( ) 5 A正极反应中有CO2生成 B微生物促进了反应中电子的转移 C质子通过交换膜从负极区移向正极区 D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O 答案A 解析由电池结构图可知，在正极上氧气得到电子发生还原反应，与移向正极的H 反应生成 水，A错误；微生物在反应中促进葡萄糖的氧化，即促进了电子的转移，B正确；利用原电池 工作原理知，质子可通过质子交换膜由负极区移向正极区，C 正确；该电池的总反应为葡萄 糖发生氧化反应生成二氧化碳和水，D正确。 3锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解 质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO 2晶格中，生成LiMnO2。下列有关 说法正确的是( ) A外电路的电流方向是由a 极流向 b 极 B电池正极反应式为MnO2e Li=LiMnO 2 C可用水代替电池中的混合有机溶剂 D每转移 0.1 mol电子，理论上消耗Li 的质量为3.5 g 答案B 解析Li 是负极， MnO 2是正极，且Li 是活泼金属，能与水直接反应。 4一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( ) A反应 CH4H2O = 催化剂 3H2CO ，每消耗 1 mol CH4转移 12 mol 电子 B电极 A上 H2参与的电极反应为H22OH 2e=2H 2O C电池工作时，CO 2 3向电极 B移动 D电极 B上发生的电极反应为O22CO24e =2CO2 3 答案D 6 解析A项， C 4 H4 C 2 O，则该反应中每消耗1 mol CH4转移 6 mol 电子，错误；该电池的传导 介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H2 2e CO2 3=CO2H2O ， 错误； C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项， B电极即正极上 O2参与的电极反应为O2 4e 2CO 2=2CO 2 3，正确。 新题预测 5科学家设想，N2和 H2为反应物，以溶有A 的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电 能又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A通入 N2的电极发生的电极反应式为N26e 8H=2NH 4 B反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸 C该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极 D通入 H2的电极为负极，A为 NH4Cl 答案C 解析A 项，该电池的原理是合成氨，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N26e 8H =2NH 4，正确； B 项，反应过程中，H 不断被消耗， pH 变大，需要加入盐酸，正确；C 项，该装置是原电池装置，电流由正极通过外电路流向负极，即由通入氮气的电极沿外电路 流向通入氢气的电极，错误；D项，通入H2的电极为负极，A为 NH4Cl ，正确。 6为了强化安全管理，某油库引进一台空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示( 用 强酸性溶液作电解质溶液) 。下列说法不正确的是( ) A石墨电极作正极，发生还原反应 B铂电极的电极反应式：C8H1816H2O50e =8CO 2 50H CH 由质子交换膜左侧向右侧迁移 D每消耗 5.6 L O 2，电路中通过1 mol 电子 答案D 解析由图像知，石墨电极通入O2，发生还原反应O24e 4H=2H 2O，A项不符合题意。 铂电极上发生氧化反应，电极反应式为C8H18 16H2O 50e =8CO 2 50H ， B项不符合题意。 在原电池中，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，C 项不符合题意。由于没有指明反应 7 温度和压强，不能通过体积计算O2的物质的量，也就无法确定转移电子的物质的量，D 项符 合题意。 7 最新发明的一种有望用在电动汽车上的锂硫电池装置如图所示，用有机聚合物作电解质， 已知放电时电池反应为Li2S610Li=6Li2S。下列说法正确的是( ) A放电时， Li 向负极移动 B充电时，阳极质量减小，阴极质量增加 C放电时，正极的电极反应为S 2 610e =6S 2 D可用 LiCl水溶液代替聚合物电解质 答案B 解析在原电池中，阳离子向正极迁移，A 项错误。充电时，阳极发生氧化反应，电极反应 式为 6S 210e=S2 6，阴极发生还原反应，电极反应式为Li e=Li，B 项正确。放电 时，正极发生还原反应，电极反应式为S 2 610e =6S2， C项错误。由于 Li 是活泼金属， 能与水发生剧烈反应，D项错误。 角度二电解原理及应用 1构建电解池模型，类比分析电解基本原理 构建如图电解CuCl2溶液模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识( 如：化合价的变化、 得失电子情况等) ，能迅速判断电解池的阴、阳极， 弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路 中离子的移动情况，准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式，掌握电解 基本原理。 2“六点”突破电解应用题 (1) 分清阴、 阳极， 与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳 氧阴还”。 8 (2) 剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 (3) 注意放电顺序。 (4) 书写电极反应式，注意得失电子守恒。 (5) 正确判断产物 阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解 ( 注意： 铁作阳极溶解生成Fe 2，而不是 Fe 3) ；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能 力，阴离子放电顺序为S 2I Br ClOH( 水) 含氧酸根 F。 阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag Hg 2Fe3Cu2H Pb 2 Fe2 Zn2H( 水)Al3Mg2Na 。 (6) 恢复原态措施 电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极 产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液， Cu 2完全放电之前，可加入 CuO或 CuCO3复原，而Cu 2完全放电之后，应加入 Cu(OH)2或 Cu2(OH)2CO3复原。 例 1(2016·全国卷，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 SO2 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SO 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2H2O4e =O 24H ，负极区溶液 pH降低 D当电路中通过1 mol 电子的电量时，会有0.5 mol的 O2生成 思维导图 解析电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO 2 4离子向正极区移动，Na 向 负极区移动，正极区水电离的OH 发生氧化反应生成氧气， H 留在正极区，该极得到 H2SO4 产品，溶液pH减小，负极区水电离的H 发生还原反应生成氢气， OH 留在负极区，该极得到 9 NaOH 产品，溶液pH增大，故A、C项错误， B项正确；该电解池相当于电解水，根据电解水 的方程式可计算出当电路中通过1 mol 电子的电量时，会有0.25 mol的 O2生成， D项错误。 答案B 例 2用下图所示装置除去含CN 、Cl废水中的 CN 时，控制溶液 pH为 910，CN 与阳极 产生的 ClO 反应生成无污染的气体，下列说法不正确的是 ( ) A用石墨作阳极，铁作阴极 B阳极的电极反应式为Cl 2OH2e=ClO H 2O C阴极的电极反应式为2H2O 2e =H 2 2OH D除去 CN 的反应： 2CN5ClO 2H =N 2 2CO2 5Cl H 2O 解析阳极产生ClO ，发生的反应为 Cl 2OH 2e=ClOH 2O ，所以阳极一定是石墨电 极而不是铁电极，A、B两项正确；阴极是H 得电子产生 H2，C项正确；溶液的pH为 910， 显碱性，因而除去CN 的反应为 2CN 5ClO 2OH=N 2 2CO 2 35Cl H2O ， D项错误。 答案D 1根据如图判断，下列说法正确的是( ) A甲电极附近溶液pH会升高 B甲极生成氢气，乙极生成氧气 C当有 0.1 mol电子转移时，乙电极产生1.12 L气体 D图中 b 为阴离子交换膜、c 为阳离子交换膜，利用该装置可以制硫酸和氢氧化钠 答案D 解析甲为阳极，放氧生酸，电极附近H 浓度增大；乙为阴极，产生 H2；C项未指明标准状 况，错。 2观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( ) 10 A装置中阳极上析出红色固体 B装置的待镀铁制品应与电源正极相连 C装置中外电路电子由a 极流向 b 极 D装置中所连的X是外接电源的正极 答案C 解析电解 CuCl2溶液时，阳极产生氯气，阴极析出红色的铜，A项错误；电镀时，镀层金属 作阳极，连电源的正极，待镀铁制品作阴极，连电源的负极，B 项错误；装置中，通入氢 气的 a 极是负极，通入氧气的b 极是正极，在外电路中，电子由a 极经电流表流向b 极， C 项正确；装置是利用电解原理防腐，钢闸门应是被保护的电极，为阴极，所连的X电极是 外接电源的负极，D项错误。 3工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化SO2(A、B均为惰性电极) 。下列说法正确的是 ( ) AA电极接电源的正极 BA极区溶液的碱性逐渐增强 C本装置中使用的是阴离子交换膜 DB极的电极反应式为SO22e 2H 2O=SO 2 44H 答案B 解析由 HSO 3生成 S2O 2 4，发生还原反应，A电极为阴极，接电源负极，A项错误；阴极的电 11 极反应式为2HSO 32H 2e=S 2O 2 42H2O，碱性增强， B项正确；阳极的电极反应式为SO2 2H2O 2e =SO2 44H ，离子交换膜应使 H 通过，应为阳离子交换膜， C 项错误； B 电极 为阳极，发生的电极反应式为SO22H2O2e =SO2 44H ，D项错误。 新题预测 4储氢合金表面镀铜过程中发生的反应为Cu 22HCHO 4OH=Cu H 2 2H2O 2HCOO 。 下列说法正确的是( ) A阴极发生的电极反应只有Cu 22e =Cu B镀铜过程中化学能转变为电能 C合金作阳极，铜作阴极 D电镀过程中OH 向阳极迁移 答案D 解析A 项，阴极上还会析出氢气，发生的电极反应还有2H2O2e =2OHH 2，错误。 B 项，利用电解原理在合金表面镀铜，是将电能转化为化学能，错误。C 项，合金作阴极，铜 作阳极，错误。D 项，阳极反应式为HCHO 2e 3OH=HCOO 2H2O，OH 向阳极迁移，并 在阳极上发生反应，正确。 5纳米氧化亚铜在制作陶瓷等方面有广泛应用。利用电解的方法可得到纳米Cu2O ，电解原 理如图所示。下列有关说法不正确的是( ) Ab 极为负极 B铜极的电极反应式为2Cu2e 2OH =Cu 2OH2O C钛极附近逸出O2 D每生成 1 mol Cu 2O，理论上有2 mol OH 从离子交换膜左侧向右侧迁移 答案C 解析A项，铜为阳极，钛为阴极，阴极与负极相连，所以b 极为负极，不符合题意。B项， 铜极上发生氧化反应生成氧化亚铜，不符合题意。 C项， 钛极的电极反应式为2H2O2e =2OH H 2，符合题意。 D项，左侧生成OH ，右侧消耗 OH ，且每生成 1 mol Cu 2O时，消耗 2 mol OH ，为维持电荷平衡，则理论上有 2 mol OH 从离子交换膜左侧向右侧迁移，不符合题意。 6常温下，将物质的量浓度相等的CuSO4溶液和NaCl 溶液等体积混合后，用石墨电极进行 电解， 电解过程中， 溶液的 pH随时间t的变化曲线如图所示。下列说法中不正确的是( )