(北京專用)2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)突破三 電化學(xué)高考命題的探究

1、專項(xiàng)突破三電化學(xué)高考命題的探究1.某興趣小組為了分析電解硝酸溶液時放電的離子,設(shè)計了如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(石墨電極)。電解過程中,X極產(chǎn)生了紅棕色氣體,則下列說法不合理的是()A.a極為負(fù)極,b極為正極B.電解時,Y極附近溶液pH降低C.相同條件下,陰、陽兩極產(chǎn)生的氣體體積比是21D.X極的電極反應(yīng)式是:2H+N+e-NO2+H2O2.電化學(xué)降解N的原理如圖所示。下列說法中不正確的是()A.鉛蓄電池的A極為正極,電極材料為PbO2B.鉛蓄電池工作過程中負(fù)極質(zhì)量增加C.該電解池的陰極反應(yīng)為:2N+6H2O+10e-N2+12OH-D.若電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子,則交換膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m左

2、-m右)為10.4g3.可給筆記本電腦供電的甲醇燃料電池已經(jīng)面世,其結(jié)構(gòu)示意圖如下。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H+)和電子,電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一電極后與氧氣反應(yīng),電池總反應(yīng)為:2CH3OH+3O22CO2+4H2O。下列說法不正確的是()A.右電極為電池正極,b處通入的物質(zhì)是空氣B.左電極為電池負(fù)極,a處通入的物質(zhì)是空氣1C.負(fù)極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+D.正極反應(yīng)式為:O2+4H+4e-2H2O4.如圖所示,甲池的總反應(yīng)為N2H4+O2N2+2H2O。下列關(guān)于該電池工作時的說法正確的是()A.甲池中負(fù)極反應(yīng)為:N2H4-4e-N2+4H+B.甲池溶液

3、pH不變,乙池溶液pH減小C.甲池中消耗2.24LO2,乙池中理論上產(chǎn)生12.8g固體D.反應(yīng)一段時間后,向乙池中加一定量CuO固體,能使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度5.2015年斯坦福大學(xué)研究人員研制出一種可在一分鐘內(nèi)完成充放電的超常性能鋁離子電池,內(nèi)部用AlC和有機(jī)陽離子構(gòu)成電解質(zhì)溶液,其放電工作原理如下圖所示。下列說法中不正確的是()A.放電時,鋁為負(fù)極、石墨為正極B.放電時,有機(jī)陽離子向鋁電極方向移動C.放電時的負(fù)極反應(yīng)為Al-3e-+7AlCD.充電時的陽極反應(yīng)為Cn+AlC-e-6.如圖是一個電化學(xué)過程的示意圖。4Al2CCnAlCl42請回答下列問題:(1)圖中甲池是(填“原電池”

4、“電解池”或“電鍍池”,下同),乙池是。(2)A(Ag)電極的名稱是(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽極”,下同),通入CH3OH的電極為。(3)C電極的反應(yīng)式為,電解一段時間后丙池溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。7.(1)某課外活動小組同學(xué)用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問題:若開始時開關(guān)K與a連接,則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的腐蝕。若開始時開關(guān)K與b連接,則總反應(yīng)的離子方程式為。圖1圖2(2)芒硝的化學(xué)式為Na2SO410H2O,無色晶體,易溶于水,是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物。該小組同學(xué)設(shè)想,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,用圖2所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和

5、氫氧化鈉,無論從節(jié)省能源還是從提高原料的利用率方面都更加符合綠色化學(xué)理念。該電解槽的陽極反應(yīng)式為。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。制得的氫氧化鈉溶液從出口(填“A”“B”“C”或“D”)導(dǎo)出。通電開始后,陰極附近溶液pH會增大,請簡述原因:。若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為。已知H2的燃燒熱為285.8kJmol-1,則該燃料電池工作產(chǎn)生36g液態(tài)H2O時,理論上有kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能。8.某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理,形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。3(1)圖1中,

6、電解一段時間后,氣球b中的氣體是(填化學(xué)式),U形管(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。(2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器,電解可制備“84”消毒液的有效成分,則c為電源的極;該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為。(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。該工藝的相關(guān)物質(zhì)傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖3所示(其中的電極未標(biāo)出,所用的離子膜都只允許陽離子通過)。圖3燃料電池B中的電極反應(yīng)式分別為:負(fù)極,正極。分析圖3可知,氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%、b%、c%由大到小的順序?yàn)?。答案精解精?.答案C電解過程中,X極產(chǎn)生了紅棕色氣體,則X極的電極反應(yīng)式為2H+N+e-

7、NO2+H2O,則X為電解池的陰極,Y為電解池的陽極。A項(xiàng),a極為負(fù)極,b極為正極;B項(xiàng),電解時,Y為電解池的陽極,電極4反應(yīng)式為4OH-4e-O2+2H2O,Y極附近溶液pH降低;C項(xiàng),由電極反應(yīng)式知,相同條件下,陰、陽兩極產(chǎn)生的氣體體積比是41。2.答案DA項(xiàng),Ag-Pt電極上,N得電子發(fā)生還原反應(yīng),則Ag-Pt電極為陰極、Pt電極為陽極,所以A極是正極,電極材料為PbO2。B項(xiàng),鉛蓄電池工作過程中,負(fù)極上Pb失電子生成硫酸鉛附著在電極板上,C所以負(fù)極質(zhì)量增加。項(xiàng),陰極上N得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2N+6H2O+10e-N2+12OH-。2H2O+O2,轉(zhuǎn)移2mol電子時生成0.5

8、molO2和2molH,2molD項(xiàng),電解池中陽極反應(yīng)式為4OH-4e-+H+通過質(zhì)子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè),故左側(cè)溶液質(zhì)量改變量為0.5mol32gmol-1+2mol1gmol-1=18g;當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時陰極可生成molN2,同時從左側(cè)轉(zhuǎn)移過來2molH+,故右側(cè)溶液質(zhì)量變化量為mol28gmol-1-2mol1gmol-1=3.6g,兩側(cè)溶液質(zhì)量變化差為18g-3.6g=14.4g。3.答案B由題圖中電子的移動方向得出,左電極為負(fù)極,右電極為正極。A項(xiàng),右電極為電池正極,b處通入的物質(zhì)是空氣;B項(xiàng),左電極為電池負(fù)極,a處通入的物質(zhì)是甲醇;C項(xiàng),負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-CO2

9、+6H+;D項(xiàng),正極反應(yīng)式為O2+4H+4e-2H2O。4.答案DA項(xiàng),電解質(zhì)溶液為KOH溶液,不會生成H+,正確的電極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH-N2+4H2O;B項(xiàng),甲池中生成了水,溶液的pH減小;C項(xiàng),沒有指明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況下,不能進(jìn)行計算;D項(xiàng),乙池中的總反應(yīng)為2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2,脫離溶液體系的物質(zhì)組成為CuO,加入CuO可與硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅,從而使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度。5.答案BA項(xiàng),放電時是原電池,鋁的活潑性強(qiáng)于石墨,故鋁為負(fù)極、石墨為正極;B項(xiàng),在原電池中,陽離子向正極移動,故有機(jī)陽離子由鋁電極向石墨電極方向移動;C項(xiàng),放電時,鋁失

10、電子與AlC結(jié)合生成Al2C,電極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlC4Al2C;D項(xiàng),充電時,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cn+AlC-e-CnAlCl4。6.答案(1)原電池電鍍池(2)陽極負(fù)極(3)2Cl-2e-Cl2增大解析甲池為燃料電池,通入CH3OH的一極為負(fù)極,通入O2的一極為正極。乙池中Ag作陽極,AgNO3溶液作電解質(zhì)溶液,故乙池為電鍍池。丙池為電解池,其中D為陰極,C為陽極,陽極的電極反應(yīng)式為2Cl-2e-Cl2;電解NaCl溶液生成NaOH,故溶液pH增大。57.答案(1)吸氧2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2(2)4OH-4e-2H2O+O2小于DH+放電促進(jìn)水的電離

11、,使OH-濃度增大H2-2e-+2OH-2H2O571.6解析(1)開關(guān)K與a連接,形成原電池,由于電解質(zhì)溶液為飽和食鹽水,故鐵發(fā)生吸氧腐蝕。開關(guān)K與b連接,形成電解池,總反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2O(2)該電解槽中陽極上OH-放電,電極反應(yīng)式為4OH-4e-2OH-+Cl2+H2。2H2O+O2;由于S所帶電荷為Na+的2倍,所以通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù)。NaOH在陰極產(chǎn)生,因此從出口D導(dǎo)出。通電開始后,陰極上H+放電,促進(jìn)水的電離,OH-濃度增大,因此pH增大。堿性氫氧燃料電池中負(fù)極上H2放電,電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-2H2O。由H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8kJmol-1可知,當(dāng)電池工作產(chǎn)生36g液態(tài)H2O時,理論上轉(zhuǎn)化為電能的能量為285.8kJmol-12mol=571.6kJ。8.答案(1)H2右(2)負(fù)Cl-+H2O(3)2H2-4e-+4OH-ClO-+H24H2OO2+4e-+2H2O4OH-b%a%c%解析(1)圖1中,根據(jù)電子流向知,右邊電極是陰極,陰極上氫離子放電生成氫氣,所以氣球b中的氣體是氫氣;陰極附近有NaOH生成,溶液呈堿性,無色酚酞遇堿變紅,所以U形