2021屆高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化練：專題七 電化學(xué)基礎(chǔ)

1、PAGE 專題強(qiáng)化練(七)1(2020河北省名校聯(lián)盟聯(lián)考)我國科學(xué)家發(fā)明了一種“可固氮”的鎂氮二次電池，其裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A固氮時，電池的總反應(yīng)為3MgN2=Mg3N2N2C固氮時，外電路中電子由釕復(fù)合電極流向鎂電極D當(dāng)無水LiClMgCl2混合物受熱熔融后電池才能工作解析：A項(xiàng)，固氮時該裝置為原電池裝置，鎂為活潑金屬，作負(fù)極，被氧化成Mg2，釕復(fù)合電極為正極，氮?dú)庠陔姌O上發(fā)生還原反應(yīng)生成N3，與熔融電解質(zhì)中鎂離子反應(yīng)生成Mg3N2，所以總反應(yīng)為3MgN2=Mg3N2，正確；B項(xiàng)，脫氮時，3價的氮要被氧化，釕復(fù)合電極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，Mg3N2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮?dú)?，電極

2、反應(yīng)：Mg3N26e=3Mg2N2，正確；C項(xiàng)，固氮時，鎂電極為負(fù)極，外電路中電子由負(fù)極鎂電極流向釕復(fù)合電極，錯誤；D項(xiàng)，無水LiClMgCl2混合物常溫下為固體，無自由移動離子，不能導(dǎo)電，受熱熔融后產(chǎn)生自由移動離子導(dǎo)電，電池才能工作，正確；故選C。答案：C2(2020皖南八校臨門一卷)某微生物燃料電池能將污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成環(huán)境友好的物質(zhì)，示意圖如圖所示，a、b均為石墨電極。下列說法錯誤的是()Aa電極的電極反應(yīng)為H2NCH2CH2NH216e4H2O= 2CO2N216HB電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動Ca電極上的電勢比b電極上的電勢低D電池工作時

3、b電極附近溶液的pH保持不變解析：根據(jù)原電池裝置圖分析，H2NCH2CH2NH2在a電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮?dú)?、二氧化碳和水，則a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2NCH2CH2NH24H2O16e=2CO2N216H，= 2H2O，據(jù)此分析解答。A項(xiàng)，H2NCH2CH2NH2在負(fù)極a上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮?dú)?、二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為H2NCH2CH2NH216e4H2O=2CO2N216H，正確；B項(xiàng)，原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，因此，電池工作時質(zhì)子(H)通過質(zhì)子交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動，正確；C項(xiàng)，由上述分析可知，a電極為負(fù)極，b電極為正極，故a電極上的電勢比b電

4、極上的電勢低，正確；D項(xiàng)，電池工作時，氧氣在正極b上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)式為O24e4H= 2H2O，H濃度減小，故b電極附近溶液的pH增大，錯誤。答案：D3(2020成都市第七中模擬)鋅空氣燃料電池有比能量高、容量大、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為 KOH 溶液，放電時發(fā)生反應(yīng)：2ZnO24OH2H2O= 2Zn(OH)42。下列說法正確的是()A放電時，負(fù)極反應(yīng)為 Zn2e=Zn2B該隔膜為陽離子交換膜，允許K通過C充電時，當(dāng)0.1 mol O2生成時，流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子個數(shù)約為1.2041022D采用多孔炭可提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有

5、利于氧氣擴(kuò)散至電極表面和裝置圖可知，金屬Zn為負(fù)極，放電時發(fā)生反應(yīng)：Zn4OH2e=Zn(OH)42，多孔炭為正極，反生反應(yīng)：O24e2H2O=4OH，充電時總反應(yīng)為2Zn(OH)42=2ZnO24OH2H2O，金屬Zn為陰極，多孔炭為陽極，以此分析。A項(xiàng)，放電時，負(fù)極反應(yīng)為Zn4OH2e=Zn(OH)42，錯誤；B項(xiàng)，正極發(fā)生反應(yīng)：O24e2H2O=4OH，可知該隔膜為陰離子交換膜，允許OH通過，錯誤；C項(xiàng)，不論放電還是充電，電子都不會流經(jīng)電解質(zhì)溶液，錯誤；D項(xiàng)，采用多孔炭可提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面，正確。答案：D4(2020寧夏三校聯(lián)考)我國某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)

6、了一種新型能量存儲/轉(zhuǎn)化裝置(如圖所示)。閉合K2、斷開K1時，制氫并儲能；斷開K2、閉合K1時，供電。下列說法錯誤的是()A制氫時，溶液中K向Pt電極移動B供電時，Zn電極附近溶液的pH不變C供電時，X電極發(fā)生還原反應(yīng)D制氫時，X電極反應(yīng)式為Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O解析：閉合K2、斷開K1時，制氫并儲能，構(gòu)成電解池，Pt電極發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，X電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極；斷開K2、閉合K1時，構(gòu)成原電池，X電極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極。A項(xiàng)，制氫時，Pt電極為陰極，電子從X電極向Pt電極移動，溶液中K向Pt電極移動，正確；B項(xiàng)，供電時，Zn電極發(fā)生氧

7、化反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)Zn2e4OH=ZnOeq oal(2,2)2H2O，消耗OH，pH減小，錯誤；C項(xiàng)，供電時，X電極發(fā)生還原反應(yīng)，NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，正確；D項(xiàng)，制氫時，X電極為陽極，反應(yīng)式為Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O，正確。答案：B5(2020咸陽模擬)碳酸二甲酯(CH3O)2CO是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品。電化學(xué)法合成碳酸二甲酯的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A石墨與直流電源正極相連BH由石墨通過質(zhì)子交換膜向石墨移動C石墨上發(fā)生的電極反應(yīng)為2CH3OHCO2e= (CH3O)2CO2HD電解過程中，陰極和陽極消耗氣體的物質(zhì)的量之比為12解析：該裝置

8、有外接電源，是電解池，由圖可知甲醇和一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸二甲酯，則電極石墨為陽極，陽極反應(yīng)為2CH3OHCO2e=(CH3O)2CO2H，電極石墨為陰極，陽極產(chǎn)生的氫離子從質(zhì)子交換通過移向陰極，氧氣在陰極得電子與氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)為O24e4H=2H2O，據(jù)此解答。A項(xiàng)，石墨為陽極，與直流電源正極相連，正確；B項(xiàng)，電解池工作時，陽離子向陰極移動，即H由石墨通過質(zhì)子交換膜向石墨移動，錯誤；C項(xiàng)，石墨為陽極，陽極上是甲醇和一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2CH3OHCO2e= (CH3O)2CO2H，正確；D項(xiàng)，常溫常壓下甲醇是液體，電解池工作時轉(zhuǎn)移電子守恒，根據(jù)關(guān)

9、系式2CO4eO2可知陰極消耗的氧氣與陽極消耗的一氧化碳物質(zhì)的量之比為12，正確。答案：B6(2020成都市樹德中學(xué)模擬)已知某種二次鋰離子電池工作時反應(yīng)為LixCnLi(1x)CoO2=LiCoO2nC。電池如圖所示。下列說法不正確的是()A放電時，碳材料極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子經(jīng)外電路，Li經(jīng)內(nèi)電路同時移向正極B放電時正極反應(yīng)為Li(1x)CoO2xLixe=LiCoO2C充電時， Li從負(fù)極脫出，又嵌入正極D鋰離子二次電池正、負(fù)極之間充、放電時發(fā)生傳輸 Li的反應(yīng)，少有副反應(yīng)解析：放電時的反應(yīng)為LixCnLi(1x)CoO2 = LiCoO2nC，Co元素的化合價降低，Li元素的化

10、合價升高，原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為LixCnxe=xLinC，正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為Li(1x)CoO2xLixe=LiCoO2，再由放電時的反應(yīng)分析充電時的反應(yīng)。A項(xiàng)，放電時，碳材料極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子經(jīng)外電路，Li經(jīng)內(nèi)電路同時移向正極，正確；B項(xiàng)，由上述分析可知，Co元素的化合價降低，正極反應(yīng)式為Li(1x)CoO2xLixe=LiCoO2，正確；C項(xiàng)，充電時，Li應(yīng)從正極脫出，嵌入陰極，錯誤；D項(xiàng)，由上述正負(fù)極反應(yīng)可知，鋰離子二次電池正、負(fù)極之間充放電時發(fā)生傳輸 Li的反應(yīng)，少有副反應(yīng)，正確。答案：C7(2020廈門質(zhì)檢)一種雙電子介體電化學(xué)生物傳感器，用于檢測水體

11、急性生物毒性，其工作原理如圖。下列說法正確的是()A圖中所示電極為陽極，其電極反應(yīng)式為K4Fe(CN)6e= K3Fe(CN)6B甲萘醌在陰極發(fā)生氧化反應(yīng)C工作時K向圖中所示電極移動DNAD(P)H轉(zhuǎn)化為NAD(P)的過程失去電子解析：A項(xiàng)，根據(jù)圖示可知K4Fe(CN)6在電極表面失電子生成= K3Fe(CN)6K，錯誤；B項(xiàng)，甲萘醌應(yīng)在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，錯誤；C項(xiàng)，工作時在電解池中陽離子應(yīng)向陰極移動，錯誤；D項(xiàng)，根據(jù)圖示，該過程N(yùn)AD(P)H被甲萘醌氧化，即失去電子，正確。答案：D8(2020南寧第二次適應(yīng)性測試)DBFC燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖，該電池的總反應(yīng)為NaBH44H2O2=NaBO26

12、H2O。下列關(guān)于電池工作時的相關(guān)分析不正確的是()AX極為正極，電流經(jīng)X流向外電路BY極發(fā)生的還原反應(yīng)為H2O22e=2OHCX極區(qū)溶液的pH逐漸減小D每消耗1.0 L 0.50 molL1的H2O2電路中轉(zhuǎn)移1.0 mol e解析：由工作原理裝置圖可知，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BHeq oal(,4)8OH8e=BOeq oal(,2)6H2O，正極H2O2發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH，電極反應(yīng)式為H2O22e=2OH。A項(xiàng)，由圖知X極為負(fù)極，電子經(jīng)X流向外電路流入Y，錯誤；B項(xiàng)，Y極為正極，H2O2發(fā)生還原反應(yīng)：H2O22e=2OH，正確；C項(xiàng)，X極發(fā)生氧化反應(yīng)：BHeq o

13、al(,4)8OH8e=BOeq oal(,2)6H2O，故X極區(qū)溶液的pH逐漸減小，正確；D項(xiàng)，由電極反應(yīng)式H2O22e= 2OH知，每消耗1.0 L 0.50 molL1的H2O2電路中轉(zhuǎn)移1.0 mol e，正確。答案：A9電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛。(1)圖1中，為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇_(填字母)。用電化學(xué)原理解釋材料B需定期拆換的原因：_。a碳棒b鋅板c銅板(2)圖2中，鋼閘門C作_極。若用氯化鈉溶液模擬海水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D為石墨塊，則D上的電極反應(yīng)式為_，檢測該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。(3)鎂燃料電池在可移動電子設(shè)備電源和備用電源等

14、方面應(yīng)用前景廣闊。圖3為“鎂次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。E為該燃料電池的_極(填“正”或“負(fù)”)。F電極上的電極反應(yīng)式為_。鎂燃料電池負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣，使負(fù)極利用率降低，用化學(xué)用語解釋其原因：_。(4)乙醛酸()是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖4所示，該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。N電極上的電極反應(yīng)式為_。若有2 mol H通過質(zhì)子交換膜，并完全參與了反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為_ mol。解析：(1)根據(jù)電化學(xué)原理，材料B對應(yīng)的金屬的活潑性應(yīng)強(qiáng)于被保護(hù)的金

15、屬，所以材料B可以為鋅板。(2)圖2為外加電流的陰極保護(hù)法，被保護(hù)的金屬應(yīng)與電源負(fù)極相連，作陰極，則D作陽極，Cl在陽極發(fā)生失電子反應(yīng)生成Cl2。可以用濕潤的淀粉KI試紙或淀粉KI溶液來檢驗(yàn)Cl2。(3)鎂具有較強(qiáng)的還原性，且由圖示可知Mg轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，故E為負(fù)極。次氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性，且由圖示可知在F電極(正極)ClO轉(zhuǎn)化為Cl，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。鎂可與水緩慢反應(yīng)生成氫氣(與熱水反應(yīng)較快)，即發(fā)生自腐蝕現(xiàn)象。(4)由H的遷移方向可知N為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合題意“兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸”，可知N電極為乙二酸發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成乙醛酸。1 mo

16、l乙二酸在陰極得到2 mol電子，與2 mol H反應(yīng)生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O，同時在陽極產(chǎn)生的1 mol Cl2能將1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸，兩極共產(chǎn)生2 mol乙醛酸。)，不斷遭受腐蝕，需定期拆換(2)陰2Cl2e=Cl2將濕潤的淀粉KI試紙放在陽極附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣(或取陽極附近溶液滴加淀粉KI溶液，變藍(lán))(3)負(fù)ClO2eH2O=Cl2OHMg2H2O=Mg(OH)2H2(4)HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O210(2020漳州第一次質(zhì)檢)化學(xué)電池的研究一直是化學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)之一。.美國科學(xué)家S魯賓成功開發(fā)鋅汞紐扣式電池，以鋅和

17、氧化汞為電極材料，氫氧化鉀溶液為電解液的原電池，有效地解決電池使用壽命短，易發(fā)生漏液等問題。電池總反應(yīng)為ZnHgO=ZnOHg。(1)該電池的正極反應(yīng)式為_。(2)含汞電池生產(chǎn)企業(yè)的污水中會含有一定量的2價的汞離子，通常采用處理成本較低的硫化物沉淀法，即向污水中投入一定量的硫化鈉，反應(yīng)的離子方程式為_。(3)該方法的缺點(diǎn)是產(chǎn)物的顆粒比較小，大部分懸浮于污水中，通常采用投入一定量的明礬晶體進(jìn)行后續(xù)處理，請解釋其原因_。.鋰離子電池由于輕便、比能量大等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今社會最為常見的電池。其中的重要材料磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)通常按照下列流程進(jìn)行生產(chǎn)：(4)生產(chǎn)過程中“混合攪拌”的目的是_，氣體X

18、的化學(xué)式為_。(5)請寫出一定條件下由LiH2PO4生成LiFePO4的化學(xué)方程式：_，當(dāng)生成1 mol磷酸亞鐵鋰時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_。(6)生成LiFePO4的過程可能產(chǎn)生一種雜質(zhì)對電池有致命的影響，則該雜質(zhì)可能為_。解析：.(1)正極發(fā)生還原反應(yīng)，HgO獲得電子生成Hg，堿性條件下還生成氫氧根離子，該電池的正極反應(yīng)式為HgOH2O2e=Hg2OH。(2)硫離子與汞離子反應(yīng)生成HgS沉淀，反應(yīng)離子方程式為Hg2S2=HgS。(3)鋁離子水解得到氫氧化鋁膠體具有吸附性，吸附HgS顆粒，加快HgS微粒的沉降。.(4)生產(chǎn)過程中“混合攪拌”的目的：使反應(yīng)物充分混合，增大反應(yīng)速率，銨根離子與氫氧根

19、離子反應(yīng)生成氨氣，即X為NH3。(5)流程圖中LiH2PO4與Fe2O3、C反應(yīng)生成LiFePO4，F(xiàn)e元素被還原，CC=2LiFePO4CO2H2O，當(dāng)生成1 mol磷酸亞鐵鋰時，轉(zhuǎn)移的電子為1 mol，即轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為6.021023。(6)碳可能將氧化鐵中Fe元素還原為Fe單質(zhì)，對電池有致命的影響。答案：.(1)HgOH2O2e=Hg2OH(2)Hg2S2=HgS(3)鋁離子水解得到氫氧化鋁膠體具有吸附性，吸附HgS顆粒，加快HgS微粒的沉降.(4)使反應(yīng)物充分混合，增大反應(yīng)速率NH3(5)2LiH2PO4Fe2O3C=2LiFePO4CO2H2O6.021023(6)Fe11. (20

20、20深圳第一次調(diào)研等匯編)(1)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖1裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為_(填化學(xué)式)溶液，陽極電極反應(yīng)式為_，電解過程中Li向_(填“A”或“B”)電極遷移。圖1(2)用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖2所示(電極材料為石墨)。圖中a極要連接電源的_(填“正”或“負(fù)”)極，C口流出的物質(zhì)是_，SOeq oal(2,3)放電的電極反應(yīng)式為_，電解過程中陰極區(qū)堿性明

21、顯增強(qiáng)，用平衡移動原理解釋原因：_。圖2解析：(1)B極區(qū)生成H2 ，同時會生成LiOH ，則B極區(qū)電解液為LiOH溶液；電極A為陽極，在陽極區(qū)LiCl 溶液中Cl放電，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2；在電解過程中Li(陽離子)向B電極(陰極區(qū))遷移。(2)根據(jù)Na、SOeq oal(2,3)的移向判斷陰、陽極。Na移向陰極區(qū)，a極應(yīng)接電源負(fù)極，b極應(yīng)接電源正極，其電極反應(yīng)式分別為，2OH。所以從C口流出的是H2SO4，在陰極區(qū)，由于H放電，破壞水的電離平衡，c(H)減小，c(OH)增大，生成NaOH，堿性增強(qiáng)，從B口流出的是濃度較大的NaOH溶液。答案：(1)LiOH2Cl2e=Cl2B(2

22、)負(fù)硫酸SOeq oal(2,3)2eH2O=SOeq oal(2,4)2H水中存在平衡：H2OHOH，在陰極H放電生成H2，c(H)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強(qiáng)12(2020江淮十校聯(lián)考等匯編).高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置：(1)該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為_；若維持電流強(qiáng)度為1 A，電池工作10 min，理論消耗Zn_g (已知F96 500 Cmol1)。(2)鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向_(填“左”或“右”，下同)池移動；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向_移動。(3)圖2為高