二輪復習——電化學原理及應用

1、 電化學原理及應用時間：45分鐘 分值：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1(2013·唐山一模)下列敘述正確的是()A銅、鐵和FeCl3溶液形成的原電池，銅極放出氫氣B電解硫酸鈉溶液就是電解水，電解后溶液pH升高C鐵鍋生銹的正極反應為：O22H2O4e=4OHD工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應為：2H2e=H2解析A選項，銅極發(fā)生反應Fe3e=Fe2，錯誤；B選項，電解硫酸鈉溶液就是電解水，電解后溶液pH不變，錯誤；D選項，工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應為：2Cl2e=Cl2，錯誤。答案C2(2013·濰坊模擬)如圖所示，a、b是兩根石墨棒。下列敘述正確的是()Aa

2、是正極，發(fā)生還原反應Bb是陽極，發(fā)生氧化反應C稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變D往濾紙上滴加酚酞試液，a極附近顏色變紅解析a是陽極，發(fā)生氧化反應；b是陰極，發(fā)生還原反應；在反應過程中，硫酸根離子沒有參與反應，因此稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變；往濾紙上滴加酚酞試液，b極附近顏色變紅。答案C3(2013·江西聯(lián)考)下表中，對陳述、的正確性及兩者間有無因果關(guān)系的判斷都正確的是()選項陳述陳述陳述A用鋅和足量稀硫酸制取氫氣時加入硫酸銅溶液可以加快制取氫氣的速度對、對、無B用MgAlNaOH構(gòu)成原電池Mg更活潑作負極對、對、無C石墨常作電解池的電極石墨的化學性質(zhì)穩(wěn)定且導電性好對、對、有DM

3、gCl2是離子化合物電解MgCl2的飽和溶液制取金屬鎂 對、對、有解析用鋅和足量稀硫酸制取氫氣時加入硫酸銅溶液，可以形成原電池，加快制取氫氣的速度，選項A錯誤；用MgAlNaOH構(gòu)成原電池，Al與NaOH溶液反應，Al作負極，選項B錯誤；石墨的化學性質(zhì)穩(wěn)定且導電性好，所以石墨常作電解池的電極，選項C正確；MgCl2是離子化合物，電解熔融的MgCl2制取金屬鎂，選項D錯誤。答案C4(2013·沈陽模擬)下列關(guān)于如圖所示裝置的敘述中正確的是()A電流由鐵釘經(jīng)過導線流向石墨棒B該裝置是一個簡易的電解飽和食鹽水的裝置C石墨棒上發(fā)生的電極反應為：2H2e=H2D石墨棒上發(fā)生的電極反應為：2H2

4、OO24e=4OH解析題圖裝置是一個原電池裝置，B錯；鐵釘為負極，電流由石墨棒經(jīng)過導線流向鐵釘，A錯；中性條件下，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，石墨棒上發(fā)生的電極反應為2H2OO24e=4OH，C錯，D正確。答案D5(2013·洛陽模擬)堿性鋅錳干電池是生活中應用最廣泛的電池，下列說法中不正確的是()A該電池正極反應式為：MnO2H2Oe=MnO(OH)OHB電池工作時負極pH一定降低C用該電池作電源精煉銅，純銅與鋅連接D用該電池作電源電解硫酸銅溶液，負極溶解6.5 g鋅，陰極一定析出6.4 g銅解析堿性鋅錳干電池正極反應為：MnO2H2Oe=MnO(OH)OH，負極反應為：Zn2OH2e=Zn(

5、OH)2，用該電池作電源電解硫酸銅溶液，負極溶解6.5 g鋅，轉(zhuǎn)移電子0.2 mol，如果溶液中銅離子的物質(zhì)的量大于或等于0.1 mol，則析出銅6.4 g，如果小于0.1 mol，則析出銅小于6.5 g，D錯誤。答案D6(2012·山東卷)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()A圖中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重B圖中，開關(guān)由M改置于N時，Cu­Zn合金的腐蝕速率減小C圖中，接通開關(guān)時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖中，Zn­MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的解析A項，圖中，鐵棒發(fā)生電化學腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接

6、觸少，腐蝕程度較輕，錯誤； B項，圖中開關(guān)置于M時，Cu­Zn合金作負極，由M改置于N時，Cu­Zn合金作正極，腐蝕速率減小，正確；C項，圖中接通開關(guān)時Zn作負極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt極上放出，錯誤；D項，圖中Zn­MnO2干電池自放電腐蝕主要是由Zn的還原作用引起的，錯誤。答案B7(2013·金華十校聯(lián)考)工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.06.0之間，通過電解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用。某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A為了增加污水的

7、導電能力，應向污水中加入適量的H2SO4溶液B甲裝置中Fe電極的反應為Fe3e=Fe3C為了使燃料電池乙長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定，電池工作時，循環(huán)的物質(zhì)A為CO2D當乙裝置中有1.6 g CH4參加反應時，C電極理論上生成氣體的體積在標準狀況下為4.48 L解析A選項加入硫酸，不利于Fe(OH)3的生成，錯誤；B選項Fe電極的反應為Fe2e=Fe2，錯誤；D選項1.6 g CH4參加反應，轉(zhuǎn)移0.8 mol電子，則C電極理論上生成0.4 mol H2，在標準狀況下為8.96 L，錯誤。答案C8(2013·荊州質(zhì)檢)空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池

8、(RFC)，RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。RFC的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A當有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，a電極產(chǎn)生2.24 L H2Bb電極上發(fā)生的電極反應式為4H2O4e=2H24OHCc電極上進行還原反應，B池中的H可以通過隔膜進入A池Dd電極上發(fā)生的電極反應式為O24H4e=2H2O解析由圖知，右邊為氫氧燃料電池，左邊為電解池。A項，a極的電極反應式為2H2e=H2，轉(zhuǎn)移0.1 mol電子時，在標準狀況下產(chǎn)生1.12 L氫氣，A項錯誤；B項，b電極與電源正極相連，是陽極，電極反應式為2H2O4e=4HO2，B項錯誤；C項，c電極上發(fā)生還

9、原反應，說明該電極為正極，陽離子向正極移動，即H進入A池，C項正確；D項，氣體X是H2，d電極上發(fā)生的電極反應式為2H24e=4H，D項錯誤。答案C9(2013·陜西質(zhì)檢)如圖所示為直流電源，為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，為電鍍槽。接通電路后發(fā)現(xiàn)上的c點顯紅色。為實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通后，使c、d兩點短路。下列敘述不正確的是()Aa為直流電源的正極Bc極發(fā)生的反應為2H2e=H2Cf極為鋅板De極發(fā)生氧化反應解析c點顯紅色說明該處有OH生成，則c點同時有氫氣生成，發(fā)生還原反應，連接電源的負極，因此b為負極，a為正極，由此可知A、B項正確；鐵上鍍鋅，則鐵為陰極，連接電源負極，故f極

10、為鐵板，鋅為陽極，故e極為鋅板，發(fā)生氧化反應，由此可知C項錯誤，D項正確。答案C10(2013·南昌一模)如圖所示，用鐵棒和石墨棒作電極電解1 L 1 mol/L的食鹽水，下列有關(guān)說法正確的是()A電鍵K與N連接，鐵棒被保護而免受腐蝕B電鍵K與N連接，正極反應式為4OH4e=2H2OO2C電鍵K與M連接，當兩極共產(chǎn)生標準狀況下氣體33.6 L時，理論上生成1 mol NaOHD電鍵K與M連接，將石墨棒換成銅棒，就可實現(xiàn)在鐵棒上鍍銅解析電鍵K與N連接構(gòu)成原電池，鐵為負極，失電子，逐漸被腐蝕，正極為氧氣得電子，電極反應式為O22H2O4e=4OH，A項、B項錯；電鍵K與M連接構(gòu)成電解池，

11、因為溶液中只有1 mol NaCl，所以電解開始階段是電解NaCl溶液，NaCl耗盡后，電解的是水，因此陰極和陽極先分別生成氫氣和氯氣，后又分別生成氫氣和氧氣，分析得知溶液中的鈉元素完全轉(zhuǎn)化為NaOH，故生成的NaOH為1 mol，C項正確；電鍵K與M連接，石墨棒改為銅棒時，陽極Cu失電子，變?yōu)镃u2，但Cu2與陰極生成的OH結(jié)合生成Cu(OH)2沉淀，不能實現(xiàn)鐵棒鍍銅的目的，D項錯。答案C二、填空題(共50分)11(13分)(2013·重慶卷)化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用。催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。(1)催化反硝化法中，H2能將NO還原為N2。25

12、 時，反應進行10 min，溶液的pH由7變?yōu)?2。N2的結(jié)構(gòu)式為_。上述反應離子方程式為_，其平均反應速率v(NO)為_mol·L1·min1。還原過程中可生成中間產(chǎn)物NO，寫出3種促進NO水解的方法_。(2)電化學降解NO的原理如圖所示。電源正極為_(填“A”或“B”)，陰極反應式為_。若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m左m右)為_g。解析(1)N2分子中，兩個氮原子以三個共用電子對相結(jié)合。反應物是H2和NO，已知生成物之一是N2，根據(jù)溶液pH的變化可知另一種生成物是OH，根據(jù)氧化還原反應規(guī)律及質(zhì)量守恒可知還有一種生成物是H2O，v(NO)

13、v(OH)0.001 mol·L1·min1。升高溫度、稀釋均可促進水解；NO水解方程式為NOH2OHNO2OH，加酸可中和OH，使水解平衡正向移動；加入水解呈酸性的鹽，如NH、Fe3等也可促進水解。(2)與直流電源B相連的電極上，NO變?yōu)镹2，發(fā)生了還原反應，因此B是電源的負極，A是電源的正極。根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒、元素守恒可寫出陰極反應式為2NO6H2O10e=N212OH。陽極反應式為10H2O20e=20H5O2，陰極反應式為4NO12H2O20e=2N224OH。電解過程中，若轉(zhuǎn)移20 mol電子，陽極20 mol H通過交換膜移向陰極，則陽極質(zhì)量減少20

14、mol×1 g/mol5 mol×32 g/mol180 g；陰極質(zhì)量減少2 mol×28 g/mol20 g36 g。即當通過20 mol電子時，兩極質(zhì)量變化差m左m右180 g36 g144 g，顯然，當轉(zhuǎn)移2 mol電子時，膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為14.4 g。答案(1)NN2NO5H2N22OH4H2O0.001加酸，升高溫度，加水(2)A2NO6H2O10e=N212OH14.412(12分)(2013·荊州質(zhì)檢)如圖所示，某同學設(shè)計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關(guān)問題：(1)甲

15、烷燃料電池負極反應式是_。(2)石墨(C)極的電極反應式為_。(3)若在標準狀況下，有2.24 L氧氣參加反應，則乙裝置中鐵極上生成的氣體體積為_L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為_g。(4)某同學利用甲烷燃料電池設(shè)計電解法制取漂白液或Fe(OH)2的實驗裝置(如圖所示)。若用于制漂白液，a為電池的_極，電解質(zhì)溶液最好用_。若用于制Fe(OH)2，使用硫酸鈉作電解質(zhì)溶液，陽極選用_作電極。解析(1)甲烷燃料電池負極上發(fā)生氧化反應，即甲烷在負極上被氧化。在KOH溶液中甲烷被氧化的產(chǎn)物為碳酸鉀，負極反應式為CH48e10OH=CO7H2O。(2)原電池的負極與電解池的陰極相接，鐵極為陰極，則C極為陽極

16、，在C極上發(fā)生氧化反應，電極反應式為2Cl2e=Cl2。(3)n(O2)0.1 mol，甲池中正極反應式為O24e2H2O=4OH，由電子守恒知，經(jīng)過甲、乙、丙裝置的電子的總物質(zhì)的量為0.4 mol。乙池中的鐵極與甲池的負極相連，鐵極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為2H2O2e=2OHH2，n(H2)0.2 mol，V(H2)0.2 mol×22.4 L·mol14.48 L。丙池中精銅為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Cu22e=Cu，n(Cu)0.2 mol，m(Cu)0.2 mol×64 g·mol112.8 g。(4)漂白液的有效成分是次氯酸鹽

17、，制備原理是2Cl2H2O2OHCl2H2，Cl22OH=ClClOH2O，氣體與液體反應，最好采用逆向接觸，即氣體在下端產(chǎn)生，堿溶液在上端生成，使其充分反應，所以該裝置的下端為陽極，上端為陰極，陰極與電源負極相連，故a極為負極。生活中常見且廉價的氯化物是氯化鈉，故電解質(zhì)溶液最好用飽和氯化鈉溶液。若制備氫氧化亞鐵，用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液，選用鐵作陽極。答案(1)CH48e10OH=CO7H2O(2)2Cl2e=Cl2(3)4.4812.8(4)負飽和氯化鈉溶液或食鹽水鐵13(10分)(2013·江西質(zhì)檢)按如圖所示裝置連接，X、Y均為惰性電極。請回答下列問題：(1)Zn為_極。(2

18、)連接好裝置后，燒杯中的溶液發(fā)生反應的離子方程式是_。(3)圖中通過隔膜的SO向_(填“左”、“右”或“不”)遷移，Y極及其附近出現(xiàn)的現(xiàn)象是_。(4)常溫下，當Zn極質(zhì)量減少32.5 g時，X極生成氣體8.4 L(標準狀況)，若此時燒杯中溶液的體積為500 mL，則此時燒杯中溶液的pH_(不考慮生成的氣體溶于水)。解析經(jīng)分析可知，左側(cè)為原電池，右側(cè)為電解池。(1)Zn為負極。(2)燒杯中是電解氯化鈉溶液，離子方程式為2H2O2ClH2Cl22OH。(3)Zn為負極，失電子生成Zn2進入溶液，SO通過隔膜向左移動；燒杯中Y極有氫氣逸出，同時有OH生成，酚酞溶液呈紅色。(4)鋅是原電池的負極，Y是

19、電解池的陰極；銅是原電池的正極，X是電解池的陽極。X電極有氯氣逸出，直到NaCl電解完全，接下來就是電解NaOH，逸出O2。Zn減少0.5 mol，轉(zhuǎn)移電子為1 mol，如果全部生成氯氣，則有0.5 mol氯氣生成，如果全部生成氧氣，則有0.25 mol氧氣生成。根據(jù)電子得失守恒和氣體體積可得：Cl2為0.25 mol，O2為0.125 mol。計算可知，c(OH)1 mol/L，pH14。答案(1)負(2)2H2O2ClH2Cl22OH(3)左有氣泡產(chǎn)生，溶液呈紅色(4)1414(15分)(2013·浙江聯(lián)考)某化學興趣小組對電化學問題進行了實驗探究。.利用如圖所示裝置探究金屬的防護措施，實驗現(xiàn)象是鋅電極不斷溶解，鐵電極表面有氣泡產(chǎn)生。(1)寫出負極的電極反應式：_。(2)某學生認為，鐵電極可能參與反應，并對產(chǎn)物做出假設(shè)：假設(shè)1：鐵參與反應，被氧化生成Fe2；假設(shè)2：鐵參與反應，被氧化生成Fe3；假設(shè)3：_。(3)為了探究假設(shè)1、2，他采取如下操作：取0.01 mol/L FeCl3溶液2 mL于試管中，加入過量鐵粉；取操作試管的上層清液加入2滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍色沉淀；取少量正極附近溶液加入2滴K3Fe(CN)6溶液，未見藍色沉淀生成；取少量正極附近溶液加入2