版化学复习方略专题版专题检测卷八 专题二 第5讲 电化学原理.docx

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版化学复习方略专题版专题检测卷八专题二第5讲电化学原理

专题检测卷（八）

第5讲　电化学原理

（45分钟　100分）

一、选择题（本题包括7小题，每小题6分，共42分）

1.（2012·上海高考）右图装置中发生反应的离子方程式为：

Zn+2H+====Zn2++H2↑，下列说法错误的是（）

A.a、b不可能是同种材料的电极

B.该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸

C.该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸

D.该装置可看作是铜-锌原电池，电解质溶液是稀硫酸

2.（2012·北京高考）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。

如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是（）

A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B.催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生

C.催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强

D.催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e-====HCOOH

3.（2012·大纲版全国卷）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。

①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。

据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（）

A.①③②④　　　　　　B.①③④②

C.③④②①D.③①②④

4.（2013·三明质检）如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极，当闭合开关后，则以下叙述正确的是（）

A.C电极为电解池的阳极

B.Cu电极附近OH-浓度增大

C.Na+移向Pt电极

D.Pt电极上有O2生成

5.（2013·莆田一模）电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。

测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法正确的是（）

A.a极与电源的负极相连

B.产物丙为硫酸溶液

C.离子交换膜d为阴离子交换膜

D.a电极反应式：

2H2O+2e-====H2↑+2OH-

6.（2013·海南高考）Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：

2AgCl+Mg====Mg2++2Ag+2Cl-。

有关该电池的说法正确的是（）

A.Mg为电池的正极

B.负极反应为AgCl+e-====Ag+Cl-

C.不能被KCl溶液激活

D.可用于海上应急照明供电

7.（2012·浙江高考）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：

下列说法不正确的是（）

A.在阴极室，发生的电极反应为：

2H2O+2e-====2OH-+H2↑

B.在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H+浓度增大，使平衡2Cr

+2H+

Cr2

+H2O向右移动

C.该制备过程总反应的化学方程式为：

4K2CrO4+4H2O

2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑

D.测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比（nK/nCr）为d，则此时铬酸钾的转化率为1-

二、非选择题（本题包括4小题，共58分）

8.（13分）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：

保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀。

Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。

阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。

某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。

（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。

此时，应向污水中加入适量的________。

A.BaSO4　　　　　　　　B.CH3CH2OH

C.Na2SO4D.NaOH

（2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是

Ⅰ.___________________________________________________；

Ⅱ.___________________________________________________。

（3）电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe（OH）3沉淀的离子方程式是________

_____________________________________________。

（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极。

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，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见上图），A物质的化学式是________________。

9.（13分）（2013·漳州联考）

（1）甲醇（CH3OH）是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。

为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2-。

电池工作时正极反应式为___________________。

若以该电池为电源，用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

离子

Cu2+

H+

Cl-

c/mol·L-1

1

4

4

1

电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），阳极上收集到氧气的物质的量为______mol。

（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：

通电后将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。

实验室用下图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式_________________；

②除去甲醇的离子反应为6Co3++CH3OH+H2O====CO2↑+6Co2++6H+，该过程中被氧化的元素是____________，当产生标准状况下2.24LCO2时，共转移电子________mol。

10.（18分）Ⅰ.（2012·山东高考）

（1）CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是________。

a.电能全部转化为化学能

b.粗铜接电源正极，发生氧化反应

c.溶液中Cu2+向阳极移动

d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

（2）利用反应2Cu+O2+2H2SO4====2CuSO4+2H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为____________________。

Ⅱ.（2012·福建高考）

（1）电镀时，镀件与电源的____________极连接。

（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。

若用铜盐进行化学镀铜，应选用______（填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。

Ⅲ.（2012·重庆高考）尿素[CO（NH2）2]是首个由无机物人工合成的有机物。

人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图：

（1）电源的负极为______（填“A”或“B”）。

（2）阳极室中发生的反应依次为________、________。

（3）电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将

________；若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为________g。

11.（14分）（2012·海南高考）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：

（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________、______________。

（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为_________________________；

（3）若每个电池甲烷通入量为1L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为______（法拉第常数F=9.65×104C·mol-1，列式计算），最多能产生的氯气体积为________L（标准状况）。

答案解析

1.【解析】选A。

本题通过电化学知识意在考查考生的电化学知识和考生对问题的分析、处理能力。

图示装置既可以是电解池，阳极的电极材料为Zn、阴极的电极材料为Zn或其他可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等，故A项错、B项正确；该装置也可以是原电池，此时电池负极材料为Zn、正极材料为比Zn活泼性差的可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等，故C、D项正确。

2.【解析】选C。

题中没有外加电源，应是原电池装置，由给出的反应物和生成物得出电池反应为2CO2+2H2O====2HCOOH+O2，再根据电子从a流向b，知a为负极，电极反应式是2H2O-4e-====O2↑+4H+，由于产生H+，其附近酸性增强；b是正极，电极反应式是CO2+2H++2e-====HCOOH，由于消耗H+，其附近酸性减弱。

3.【解析】选B。

具体分析

结论（金属活动性）

电流从②流向①，①为负极

①>②

①③相连时③为正极

①>③

②④相连时②上有气泡逸出，②为正极

④>②

③④相连时③的质量减少，③为负极

③>④

4.【解析】选B。

闭合开关后，碳和锌及稀硫酸溶液构成原电池，铂和铜及NaCl溶液构成电解池。

原电池中锌作负极，碳是正极，在电解池中与锌相连的铜电极是阴极；与碳相连的Pt电极是阳极，所以A项错误；闭合开关后NaCl溶液中的H+在铜电极上得电子生成H2，所以铜电极附近的OH-浓度增大，导致溶液中的Na+向铜电极移动，所以B项正确，C项错误；NaCl溶液中的Cl-在Pt电极上失电子生成Cl2，所以D项错误。

5.【解析】选B。

电解硫酸钠溶液实质上是电解水，根据同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2可推知，甲为O2，乙为H2，则a极为阳极，b极为阴极。

a极与电源正极相连，S

、OH-移向a极，c为阴离子交换膜，OH-放电，产物丙为硫酸溶液。

b极与电源负极相连，Na+、H+移向b极，d为阳离子交换膜，H+放电，产物丁为NaOH溶液。

综上所述，B正确。

6.【解析】选D。

Mg失去电子发生氧化反应，是电池的负极，A项错误；负极反应为Mg-2e-====Mg2+，B项错误；Mg-AgCl电池能够被海水激活，改用KCl作电解质溶液也能够激活该电池，C项错误；Mg-AgCl电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电，D项正确。

7.【解析】选D。

由反应的装置分析，惰性电极为阳极，则电解该溶液的实质是电解水，所以阳极是溶液中的氢氧根离子失电子，而阴极是氢离子得电子，故在阴极发生的电极反应为2H2O+2e-====2OH-+H2↑，A对；由于阳极氢氧根离子放电所以剩余大量的氢离子，会使氢离子的浓度变大，故使平衡2Cr

+2H+

Cr2

+H2O向右移动，B对；根据阴、阳极放电的离子可以得知总反应式为4K2CrO4+4H2O

2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑，C对；假设阳极区的K的物质的量为d，则Cr的物质的量为1。

设Cr

的转化量是x，则消耗的H+的物质的量为x，则进入阳极区的K+的物质的量为x，由此可知K+的总物质的量为d+x。

n（K2CrO4）=1/2n（K+）=n（Cr），所以1/2（d+x）=1，x=2-d，Cr

的转化率为x/1=2-d，所以D项错。

8.【解析】

（1）为了增强溶液的导电性，因此可选用易溶性强电解质溶液，排除A和B，考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5.0～6.0之间，因此不能添加NaOH。

（2）电解时铁作阳极，因此主要发生Fe-2e-====Fe2+，同时也发生副反应，即溶液中的OH-失电子被氧化生成O2。

（3）根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式。

（4）由于原电池的负极产物有水生成，所以负极必有C

参加反应，同时根据碳守恒可知A必为CO2，负极反应式可表示为CH4+4C

-8e-====5CO2+2H2O。

答案：

（1）C

（2）Fe-2e-====Fe2+　4OH--4e-====2H2O+O2↑

（3）4Fe2++10H2O+O2====4Fe（OH）3↓+8H+

（4）CO2

9.【解析】

（1）正极上氧气得电子生成氧离子，电极反应式为O2+4e-====2O2-；n（Cu2+）=0.1mol，n（H+）=0.4mol，n（Cl-）=0.4mol，n（S

）=0.1mol，要想使两极得到相同体积的气体，阳极上有氧气生成，设氧气的物质的量为x，电解时阴阳极上得失电子数相等，所以0.1mol×2+（x+0.2）mol×2=4x+0.4mol×1，x=0.1mol。

（2）①阳极上二价钴离子失电子生成三价钴离子，电极反应式为Co2+-e-

Co3+

②失电子的物质作还原剂，被氧化，所以被氧化的是C或碳；

6Co3++CH3OH+H2O====CO2↑+6Co2++6H+　转移e-

22.4L6mol

2.24L0.6mol

故转移电子0.6mol。

答案：

（1）O2+4e-====2O2-　0.1

（2）①Co2+-e-====Co3+　②C或碳　0.6

10.【解析】Ⅰ.

（1）在电解过程中，会有一部分电能损失转化为热能，因此电能不可能全部转化为化学能，a错误；c项，溶液中的Cu2+应向阴极（精铜）移动，c错误；正确答案为b、d。

（2）本题可采取两种方法书写：

一是直接法，通过化学反应可以看出，O2发生还原反应，正极反应物一定为O2，其对应的还原产物为H2O，故正极的电极反应为：

O2+4e-+4H+====2H2O；方法二：

先写出负极电极反应：

铜作为负极反应物，氧化产物为CuSO4，故其电极反应式为Cu-2e-+S

====CuSO4，在电量相同的前提下，用总反应式减去该电极反应式，可得正极的电极反应式为O2+4e-+4H+====2H2O。

Ⅱ.

（1）电镀时，镀层金属作电解池的阳极，镀件作电解池的阴极，与电源的负极相连。

（2）镀铜是将Cu2+变成Cu，需要加入还原剂与之反应。

Ⅲ.

（1）图中产生氯气的电极为阳极，与阳极相连的电极为正极；

（2）根据图中信息，阳极上先产生氯气，氯气具有氧化性，尿素中的氮原子为-3价，具有还原性，两者相遇发生氧化还原反应。

（3）反应过程中实际上发生两个反应（条件略去）：

2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑

CO（NH2）2+3Cl2+H2O====N2+CO2+6HCl

两方程式相加消去中间产物可得：

总反应方程式：

CO（NH2）2+H2O====N2↑+CO2↑+3H2↑

由此可知反应的最终结果是没有酸或者碱生成，阴极室的酸碱性不会发生改变；

两极产生的气体是氢气、氮气和二氧化碳，根据反应方程式若设氢气的物质的量为x，氮气和二氧化碳各为x/3，x=0.36mol，然后根据总反应方程式计算出尿素的量。

答案：

Ⅰ.

（1）b、d

（2）4H++O2+4e-====2H2O

Ⅱ.

（1）负

（2）还原剂

Ⅲ.

（1）B

（2）2Cl--2e-====Cl2↑

CO（NH2）2+3Cl2+H2O====N2+CO2+6HCl

（3）不变　7.2

11.【解析】

（1）在碱性环境下，该燃料电池的总反应为：

CH4+2O2+2OH-====C

+3H2O，正极反应为：

2O2+4H2O+8e-====8OH-，则两式相减得出负极反应为：

CH4+10OH--8e-====C

+7H2O。

（2）根据图示得知该装置是两个串联的电源和一个电解池，由于甲烷发生氧化反应因而与甲烷相连的电解池的b极为阴极，产生的气体为氢气。

（3）1mol甲烷氧化失去电子8mol，电量为8×9.65×104C，因题中燃料电池是串联的，但电子的传递只能用一个电池计算，由于甲烷失去电子是氯离子失电子数的8倍，所以CH4～4Cl2。

答案：

（1）2O2+4H2O+8e-====8OH-

CH4+10OH--8e-====C

+7H2O

（2）H2　2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑

（3）

×8×9.65×104C·mol-1=3.45×104C　4

【误区警示】

（1）书写负极反应式时，易忽视电解质溶液的环境，把生成物C

写成CO2而导致错误。

（2）因漏掉“电解”而导致电解氯化钠溶液的总反应方程式失分。

（3）不注意审题，只写结果而不列式计算导致失分。

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