2012高考化學(xué)月刊 專題7 電化學(xué)及其應(yīng)用高考在線2009

1、2012高考化學(xué)月刊 專題7 電化學(xué)及其應(yīng)用2009高考試題及其解析1、（上海）13右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕【答案】B【解析】生鐵塊在食鹽水和氯化銨溶液中均能形成原電池，生鐵塊中的碳為正極，鐵為負(fù)極，電極反應(yīng)式為，所以A、C對(duì)。其中氯化銨溶液顯酸性，發(fā)生析氫腐蝕，而食鹽水顯中性，發(fā)生吸氧腐蝕，所以相同條件下，析氫腐蝕的速率幣吸氧腐蝕的快，所以紅墨水兩邊液面左高右低，

2、所以B錯(cuò)D對(duì)?！究键c(diǎn)定位】本題考查了電化學(xué)中的原電池知識(shí)，同時(shí)考查學(xué)生對(duì)電化學(xué)腐蝕的認(rèn)識(shí)。2、（海南）15(9分) Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電池的負(fù)極材料為 ，發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；(3)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；(4)組裝該電池必須在無(wú)水、無(wú)氧的條件下進(jìn)行，原

3、因是 。【答案】【解析】：(1)Li在電池反應(yīng)中失電子,根據(jù)電子流出的一極是負(fù)極,故Li是負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ie=Li+；(2)SOCl2電池反應(yīng)中得電子為正極反應(yīng)物，其電極反應(yīng)式為2 SOCl2+4 e=4Cl+S+SO2(3) SOCl2與水強(qiáng)烈水解生成二氧化硫和HCl，HCl與水形成大量的白霧，故出現(xiàn)白霧同時(shí)聞到剌激性氣味的氣體生成。反應(yīng)的化學(xué)方程式為SOCl2+H2O=2HCl+ SO2(4)由于鋰是活潑的金屬與水、氧等反應(yīng)，SOCl2能與水反應(yīng)，所以組裝該電池必須在無(wú)水、無(wú)氧的條件下進(jìn)行?！究键c(diǎn)定位】電化學(xué)知識(shí)3、（廣東）10出土的錫青銅（銅錫合金）文物常有Cu2(OH)3C

4、l覆蓋在其表面。下列說(shuō)法正確的是A錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高B在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對(duì)銅起保護(hù)作用C錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過(guò)程，但不是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程【答案】BC【考點(diǎn)定位】考查合金的性質(zhì)及金屬的腐蝕。4、（福建）11. 控制適合的條件，將反應(yīng)設(shè)計(jì)成如右圖所示的原電池。下列判斷不正確的是 A. 反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B. 反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3+被還原 C. 電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D. 電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨電極為負(fù)極【答案】D【解析】乙中I失去電子放電，故為氧

5、化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；由總反應(yīng)方程式知，F(xiàn)e3被還原成Fe2，B項(xiàng)正確；當(dāng)電流計(jì)為零時(shí)，即說(shuō)明沒(méi)有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可證明反應(yīng)達(dá)平衡，C項(xiàng)正確。加入Fe2，導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)，則Fe2失去電子生成Fe3，而作為負(fù)極，D項(xiàng)錯(cuò)?！究键c(diǎn)定位】本題考查電化學(xué)知識(shí) 5、（浙江）12.市場(chǎng)上經(jīng)常見(jiàn)到的標(biāo)記為L(zhǎng)i-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為： Li+2Li下列說(shuō)法不正確的是A放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e=LiB充電時(shí)，Li既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D放電過(guò)

6、程中Li向負(fù)極移動(dòng)【答案】D【解析】A項(xiàng)，Li從零價(jià)升至正價(jià)，失去電子，作為負(fù)極，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)。反應(yīng)物只有一種，故化合價(jià)既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，由于Li可以與水反應(yīng)，故應(yīng)為非水材料，正確；D項(xiàng)，原電池中陽(yáng)離子應(yīng)遷移至正極失電子，故錯(cuò)。【考點(diǎn)定位】本題考查電化學(xué)知識(shí) （廣東理基）25鋼鐵生銹過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng)： 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2； 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。 6、下列說(shuō)法正確的是 A反應(yīng)、中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等 B反應(yīng)中氧化劑是氧氣和水 C與銅質(zhì)水龍頭連接處的

7、鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕 D鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕【答案】A 【考點(diǎn)定位】原電池、金屬腐蝕綜合考查7、（廣東理基）34下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是 A手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池 B銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極【答案】B 【解析】鋰離子電池可以反復(fù)充電使用，屬于二次電池，A正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流為銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B錯(cuò)誤；電池的實(shí)質(zhì)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項(xiàng)正確；Zn失去電子生成Zn2，作為負(fù)極，D項(xiàng)正確。【考點(diǎn)定位】原電池原理及其應(yīng)用8、（廣東）14可用于電動(dòng)汽車的鋁-空

8、氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al3OH3eAl(OH)3C以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變D電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極【答案】A【解析】由于電解質(zhì)溶液顯堿性，所以該燃料電極的正極反應(yīng)為：O22H2O4e4OH，A對(duì)；鋁作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子，在氫氧化鈉的溶液中鋁離子會(huì)跟過(guò)量的堿反應(yīng)生成偏鋁酸跟，因此負(fù)極反應(yīng)為：Al4OH3eAlO2+ 2H2O

9、，B錯(cuò)；該電池的總反應(yīng)為：4Al3O24OH= 4AlO2+ 2H2O，反應(yīng)過(guò)程中消耗了堿，溶液PH降低，C錯(cuò)；電池工作時(shí)，電子從負(fù)極出來(lái)經(jīng)過(guò)外電路流到正極，D錯(cuò).【考點(diǎn)定位】考查燃料電池的知識(shí)。9、（上海）11茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長(zhǎng)效、穩(wěn)定。我國(guó)科技工作者研制出以鋁合金、Pt-Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中鋁合金是陽(yáng)極 鋁合金是負(fù)極海水是電解液 鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng) A B C D 【答案】A【解析】鋁合金、Pt-Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池中，鋁作負(fù)極，Pt-Fe合金作正極，海水是電解液，答案為A。【考點(diǎn)定位】原電池原理10、（天津）10

10、.（14分）氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請(qǐng)回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)椋ㄓ胊、b 表示）。（2）負(fù)極反應(yīng)式為。（3）電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)椋?）該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：.2Li+H22LiH.LiH+H2O=LiOH+H2反應(yīng)中的還原劑是，反應(yīng)中的氧化劑是。已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H2，生成的LiH體

11、積與被吸收的H2體積比為。由生成的LiH與H2O作用放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80，則導(dǎo)線中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為。【答案 】 【解析】由題意可知，此裝置為原電池，為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在原電池中氫氣失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此電子由氫氣電極流向氧氣電極。氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為電源的負(fù)極，電解質(zhì)溶液為堿性，陰離子OH向負(fù)極移動(dòng)，在負(fù)極消耗。所有的金屬?zèng)]有氟價(jià)，所以在LiH中，Li的化合價(jià)為+1，H的化合價(jià)為-1，所以還原劑為L(zhǎng)i，而氧化劑則為H2O（H元素的化合價(jià)降低）。有方程式得，2LiHH2，所以生成LiH的物質(zhì)的量為，因此LiH的體積為，因此生成LiH的體積與吸收氫氣的體積比

12、為。LiHH2，所以生成氫氣的物質(zhì)的量為20mol，若轉(zhuǎn)化率為80%，則原電池消耗氫氣為16mol，1molH2可失去2mole，因此轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為32mol。【考點(diǎn)定位】本題考查電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以及計(jì)算，屬于又難度題。11、（安徽）12.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，點(diǎn)解總反應(yīng)：2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列說(shuō)法正確的是A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C.銅電極接直流電源的負(fù)極D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成?！敬鸢浮緼【考點(diǎn)定位】本題主要考查電解的基礎(chǔ)知識(shí)。12、（全國(guó)1）28(15分)

13、下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放1005.00的溶液、足量的溶液和l0010.00的溶液電極均為石墨電極。 (1)接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中濃度為10.47，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題：電源的N端為 極；電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積： ;電極c的質(zhì)量變化是 ；電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡(jiǎn)述其原因：甲溶液 ；乙溶液 ；丙溶液 ；(2)如果電解過(guò)程中銅全部析出此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么? ?！敬鸢浮俊窘馕觥浚?）乙中C電極質(zhì)量增加，則c處電極反應(yīng)為：Cu2+2e=Cu，即C處為陰22.4=2.8L。Cu2+2

14、e=Cu，轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。甲中相當(dāng)于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu2放電，陽(yáng)極為OH放電，所以H增多，所以pH減小。丙中為電解水，對(duì)于K2SO4而言，其pH不變。（2）電解硫酸銅溶液至銅全部析出，則改為繼續(xù)電解H2SO4，實(shí)質(zhì)為電解水。【考點(diǎn)定位】電解原理、電子轉(zhuǎn)移守恒、化學(xué)計(jì)算綜合運(yùn)用13、（重慶）26.（14分）工業(yè)上電解飽和食鹽能制取多種化工原料，其中部分原料可用于制備多晶硅。（1）題26圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖，電解槽陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體是 ；NaOH溶液的出口為 （填字母）；精制飽和食鹽水

15、的進(jìn)口為 （填字母）；干燥塔中應(yīng)使用的液體是 。（2）多晶硅主要采用SiHCl3還原工藝生產(chǎn)，其副產(chǎn)物SiCl4的綜合利用收到廣泛關(guān)注。SiCl4可制氣相白炭黑（與光導(dǎo)纖維主要原料相同），方法為高溫下SiCl4與H2和O2反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，化學(xué)方程式為 。SiCl4可轉(zhuǎn)化為SiHCl3而循環(huán)使用。一定條件下，在20L恒容密閉容器中的反應(yīng)： 3 SiCl4（g）+2 H2（g）+Si（g）4 SiHCl3（g）達(dá)平衡后，H2與SiHCl3物質(zhì)的量濃度分別為0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部來(lái)源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物，理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為 kg。（3）采用無(wú)膜電解槽

16、電解飽和食鹽水，可制取氯酸鈉，同時(shí)生成氫氣，現(xiàn)制得氯酸鈉213.0kg，則生成氫氣 （標(biāo)準(zhǔn)狀況）。【答案】氯氣；a；d；濃硫酸 SiCl4+2H2+O2 SiO2+4HCl 0.35 134.4【解析】電解飽和氯化鈉溶液時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子Na+和H+ 向陰極移動(dòng)，且氧化性較強(qiáng)的H+首先放電發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，陰極附近的溶液因消耗氫離子使溶液顯堿性，與Na+形成NaOH溶液，陰離子Cl和OH向陽(yáng)極移動(dòng)，還原性較強(qiáng)的陰離子Cl首先放電，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣。根據(jù)方程式可得：H22SiHCl3，生成的SiHCl的物質(zhì)的量濃度為0.020mol/L，所以參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量濃度為0.01mol

17、。剩余氫氣的物質(zhì)的量為0.14mol/L，則共需要?dú)錃獾奈镔|(zhì)的量濃度為0.15mol/L，物質(zhì)的量為3mol。由電解飽和NaCl的方程式可知，2NaClH2，則消耗NaCl的物質(zhì)的量為6mol，質(zhì)量為6mol×58.5g/mol=351g=0.35kg。根據(jù)化合價(jià)的變化可知，由Cl生成1molNaClO3失去6mol電子，生成NaClO3轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12×103 mol電子，因此生成氫氣的物質(zhì)的量為6×103 mol，在標(biāo)況下氣體體積為134.4m3?！究键c(diǎn)定位】本題考查有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，屬于中等難度題。14、（山東）29.（12分）Zn-MnO2干電

18、池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。（1）該電池的負(fù)極材料是。電池工作時(shí)，電子流向（填“正極”或“負(fù)極”）。（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+，會(huì)加速某電極的腐蝕.其主要原因是。欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的（填代號(hào)）。a.NaOH b.Znc.Fe d.NH3·H2O(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是。若電解電路中通過(guò)2mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為。【答案】（1）Zn（或鋅） 正極 （2）鋅與還原出來(lái)的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕 b （3）2H+2e-H2 ,87g【解

19、析】(1) 負(fù)極上是物質(zhì)失電子的一極，從所提供物質(zhì)來(lái)看應(yīng)是Zn，Zn失電子經(jīng)外為87g?！究键c(diǎn)定位】本題充分考查了原電池和電解知識(shí)。15、（北京）6下列敘述不正確的是 A鐵表面鍍鋅，鐵作陽(yáng)極B船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕C鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：D工業(yè)上電解飽和和食鹽水的陽(yáng)極反應(yīng)：【答案】A【解析】鋅比鐵活潑，故鋅為負(fù)極，鐵為正極，鋅失電子從而可防船體被腐蝕，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B正確；C、D項(xiàng)均正確?！究键c(diǎn)定位】本體主要考查原電池、電解池相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)16、（四川）29.（15分）新型鋰離子電池在新能源的開(kāi)發(fā)中占有重要地位?？捎米鞴?jié)能環(huán)保電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池。磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下：方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵(CH3COO) Fe、磷酸二氫銨按一定比例混合、充