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1、高中化學(xué)專項(xiàng)復(fù)習(xí)PAGE PAGE 21機(jī)會只留給有準(zhǔn)備的人,加油哦!專題7化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化備考篇 提綱挈領(lǐng)【考情探究】課標(biāo)解讀考點(diǎn)原電池原理及其應(yīng)用電解原理及其應(yīng)用解讀1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用。能書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式2.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施3.認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用1.了解電解池的工作原理,認(rèn)識電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的實(shí)際應(yīng)用2.能書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式考情分析電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用和延伸,是歷年高考的熱點(diǎn)。通常以新型二次電池為載體考查原電池原理與電解原理。試題難度中等,預(yù)計(jì)在今
2、后的高考中對本專題知識的考查形式會保持穩(wěn)定備考指導(dǎo)要牢固掌握原電池與電解池的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫技巧。電化學(xué)主要放在具體問題情境里進(jìn)行考查,是證據(jù)推理與模型認(rèn)知核心素養(yǎng)的基本載體,建議將知識情景化、問題化,在解決實(shí)際問題過程中掌握電化學(xué)的相關(guān)知識【真題探秘】基礎(chǔ)篇 固本夯基【基礎(chǔ)集訓(xùn)】考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用1.(2020屆湖南師大附中月考三,7)伏打電堆由幾組鋅和銀的圓板堆積而成,所有的圓板之間夾放著幾張鹽水泡過的布。如圖所示為最初的伏打電堆模型,由八組鋅和銀串聯(lián)組成的圓板堆積而成。下列說法正確的是()A.該電池發(fā)生的反應(yīng)為析氫腐蝕B.電池長時(shí)間工作后,中間的布上會有白色固體顆粒生成,
3、該固體顆粒為Ag2OC.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1 mol電子時(shí),消耗鋅板的總質(zhì)量為26 gD.該伏打電堆工作時(shí),在銀板附近會有Cl2放出答案C2.(2020屆湖南師大附中月考二,10)如圖所示,兩套實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)都涉及金屬的腐蝕,假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。下列敘述正確的是()A.裝置在反應(yīng)過程中只生成NO2氣體B.裝置在開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕C.裝置在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣D.裝置在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中的金屬陽離子只有Cu2+答案C3.(2020屆湖南雅禮中學(xué)月考二,16)一種酸性“二甲醚(CH3OCH3)直接燃料電池”具有啟動快、能量密度高、效率好等優(yōu)點(diǎn),其電池原理如圖所示。下列有關(guān)
4、該電池的說法正確的是()A.多孔碳能增大氣固接觸面積,提高反應(yīng)速率,該電極為負(fù)極B.電極b上發(fā)生的反應(yīng)為CH3OCH3-12e- 2CO2+12H+C.H+由a電極向b電極遷移D.二甲醚直接燃料電池能量密度(kWhkg-1)約為甲醇(CH3OH)直接燃料電池能量密度的1.4倍答案D4.(2019湖南師大附中月考五,9)全釩電池以惰性材料作電極,在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的電池總反應(yīng)為VO2+(藍(lán)色)+H2O+V3+(綠色) VO2+(黃色)+V2+(紫色)+2H+。下列說法錯(cuò)誤的是(A.充電時(shí),反應(yīng)每生成2 mol H+時(shí)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為1 molB.充電時(shí),陽極附近溶液由綠色逐漸變?yōu)樽仙獵.放
5、電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為V2+-e- V3+D.放電過程中,正極附近溶液的酸性減弱答案B考點(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用5.(2020屆湖南師大附中月考二,12)常溫下,NCl3是一種黃色黏稠狀液體,是制備新型水消毒劑ClO2的原料,可以采用如圖所示裝置制備NCl3。下列說法正確的是()A.每生成1 mol NCl3,理論上有4 mol H+經(jīng)質(zhì)子交換膜由右側(cè)向左側(cè)遷移B.可用濕潤的KI-淀粉試紙檢驗(yàn)氣體MC.石墨電極的電極反應(yīng)式為NH4+3Cl-6e- NCl3+4HD.電解過程中,電子的流動方向?yàn)殡娫簇?fù)極鉑棒石墨棒電源正極答案C6.(2020屆湖南長郡中學(xué)月考一,12)體積為1 L的某溶液中含有以下離子(忽
6、略水的電離及離子的水解):離子Cu2+Al3+SOCl-物質(zhì)的量濃度(mol/L)22b2用惰性電極電解該溶液,當(dāng)電路中有6 mol e-通過時(shí)(忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象),下列說法正確的是()A.b=2B.陰極析出的金屬是銅與鋁C.陽極生成了22.4 L Cl2D.電解后溶液中的c(H+)=2 mol/L答案D7.(2019遼寧五校協(xié)作體聯(lián)合模擬,12)高壓直流電線路的瓷絕緣子經(jīng)日曬雨淋容易出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象,在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽腐蝕,防護(hù)原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.通電時(shí),鋅環(huán)是陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.通電時(shí),陰極上的電極反應(yīng)為2H2O+2e- H
7、2+2OH-C.斷電時(shí),鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn2+2e- ZnD.斷電時(shí),仍能防止鐵帽被腐蝕答案C8.(2019安徽合肥調(diào)研,12)圖甲為一種新型污水處理裝置,該裝置可利用一種微生物將有機(jī)廢水的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,圖乙是一種用惰性電極電解飽和食鹽水的消毒液發(fā)生器。下列說法不正確的是()A.圖甲的X點(diǎn)要與圖乙中的a極連接B.圖乙中b極的電極反應(yīng)式為2Cl-2e- Cl2C.當(dāng)N極消耗1 mol氣體時(shí),有2 mol H+通過離子交換膜D.若有機(jī)廢水中主要含有淀粉,則圖甲中M極反應(yīng)為(C6H10O5)n+7nH2O-24ne- 6nCO2+24nH+答案C綜合篇 知能轉(zhuǎn)換【綜合集訓(xùn)】模型觀原電池、
8、電解池工作原理模型的構(gòu)建 1.(2018湖南H11教育聯(lián)盟聯(lián)考,8)化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語正確的是()A.用銅作陰極,石墨作陽極,電解飽和食鹽水時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為2Cl-2e- Cl2B.鉛蓄電池放電時(shí)的正極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO42- C.粗銅精煉時(shí),與電源正極相連的應(yīng)是粗銅,該極發(fā)生的電極反應(yīng)只有Cu-2e- Cu2+D.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式為Fe-2e- Fe2+答案A2.(2018湖南H11教育聯(lián)盟聯(lián)考,13)我國最近在太陽能光電催化化學(xué)耦合分解硫化氫研究中獲得新進(jìn)展,相關(guān)裝置如圖所示。下列說法中正確的是()A.該制氫工藝中光能最
9、終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.該裝置工作時(shí),H+由b極區(qū)流向a極區(qū)C.a極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe3+e- Fe2+D.a極區(qū)需不斷補(bǔ)充含F(xiàn)e3+和Fe2+的溶液答案A3.(2018云南臨滄一中期末,9)有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述中正確的是()A.圖所示電池中,負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e- Zn2+B.圖所示電池放電過程中,硫酸濃度不斷增大C.圖所示裝置工作過程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變D.圖所示電池中,Ag2O是氧化劑,電池工作過程中被還原為Ag答案D4.(2019湖南師大附中月考六,13)第三代混合動力車目前一般使用鎳氫電池(M表示儲氫合金;汽車在剎車或下坡時(shí),電池處于充電狀態(tài))。鎳氫電池充放
10、電原理的示意圖如下:其總反應(yīng)式為H2+2NiOOH2Ni(OH)2。根據(jù)所給信息判斷,下列說法錯(cuò)誤的是()A.混合動力汽車上坡或加速時(shí),乙電極的電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-B.混合動力汽車上坡或加速時(shí),電解液中OH-向甲電極移動C.混合動力汽車下坡或剎車時(shí),甲電極周圍溶液的pH減小D.混合動力汽車下坡或剎車時(shí),電流的方向?yàn)?甲電極發(fā)動機(jī)乙電極答案C5.(2019湖南師大附中一模,13)化學(xué)可以變廢為寶,利用電解法處理煙道氣中的NO,將其轉(zhuǎn)化為NH4NO3的原理如下圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是()A.該電解池的陽極反應(yīng)為:NO-3e-+2H2O NO3-+4HB.為使
11、電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充的物質(zhì)A為HNO3C.電極材料為多孔石墨,是為了增大反應(yīng)物的接觸機(jī)會,達(dá)到加快反應(yīng)速率的目的D.用NH4NO3的稀溶液代替水可以增強(qiáng)導(dǎo)電能力,有利于電解的順利進(jìn)行答案B守恒觀電極反應(yīng)式的書寫、與電化學(xué)相關(guān)的計(jì)算6.(2019江西南昌一模,13)微生物燃料電池(MFC)是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)。下圖為MFC碳氮聯(lián)合同時(shí)去除的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是()A.好氧微生物反應(yīng)器中反應(yīng)為NH4+2O2 NO3-+2H+B.B極電勢比A極電勢低C.A極的電極反應(yīng)式為CH3COO-+8e-+2H2O 2CO2+7H+D.當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),理論上總
12、共生成2.24 L N2答案A7.(2020屆湖南雅禮中學(xué)月考三,13)四室式電滲析法制備鹽酸和NaOH的裝置如圖所示。a、b、c分別為陰、陽離子交換膜中的一種。已知:陰離子交換膜只允許陰離子透過,陽離子交換膜只允許陽離子透過,下列敘述正確的是()A.b、c分別為陽離子交換膜、陰離子交換膜B.通電后室中的Cl-透過c遷移至陽極區(qū)C.、四室中的溶液的pH均升高D.電池總反應(yīng)為4NaCl+6H2O 4NaOH+4HCl+2H2+O2答案D8.(2019湘贛十四校一聯(lián),11)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,原理如圖所示。該裝置中陰、陽兩極為惰性電極,兩極室均
13、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。下列說法正確的是()A.M極與電源的負(fù)極相連B.M電極上的電極反應(yīng)式為OHCCHO+2e-+H2O HOOCCHO+2H+C.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2 molD.電解一段時(shí)間后,N極附近溶液的pH變小答案C9.(2018湖南師大附中月考二,13)如圖甲是利用一種微生物將廢水中的尿素CO(NH2)2的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,并生成環(huán)境友好物質(zhì)的裝置,同時(shí)利用此裝置的電能在鐵上鍍銅。下列說法中正確的是()A.銅電極應(yīng)與X相連接B.H+經(jīng)過質(zhì)子交換膜由右向左移動C.當(dāng)N電極消耗0.25 mol
14、氣體時(shí),則鐵電極增重16 gD.M電極反應(yīng)式:CO(NH2)2+H2O-6e- CO2+N2+6H+答案D10.(2018湖南師大附中月考四,13)用石墨作電極電解KCl和CuSO4(等體積混合)混合溶液,電解過程中溶液的pH隨時(shí)間t的變化如圖所示,下列說法正確的是()A.ab段H+被還原,溶液的pH增大B.cd段相當(dāng)于電解水C.c點(diǎn)時(shí)加入適量CuCl2固體,電解液可恢復(fù)原來濃度D.原混合溶液中KCl和CuSO4的物質(zhì)的量濃度之比為21答案B應(yīng)用篇 知行合一【應(yīng)用集訓(xùn)】1.(2019 53原創(chuàng)沖刺卷二,12)2018年北京國際汽車展的新能源汽車使用的動力中,三元鋰電池的占有率排名第一。該電池是
15、以鎳鈷錳材料為正極的新型電池,鎳鈷錳材料可表示為Li1-nNixCoyMnzO2,x+y+z=1,通常簡寫為Li1-nMO2,Ni、Co、Mn三種元素分別顯+2、+3、+4價(jià),其充電時(shí)總反應(yīng)為LiMO2+C6 Li1-nMO2+LinC6。下列說法不正確的是()A.放電和充電時(shí),電解液的主要作用都是傳遞離子,構(gòu)成閉合回路B.在Li1-nMO2材料中,若xyz=235,則n=0.3C.放電時(shí),正極反應(yīng)為Li1-nMO2+nLi+ne- LiMO2D.充電時(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2a mol電子時(shí),負(fù)極材料減重1.4a g答案D2.(2019 53原創(chuàng)沖刺卷五,11)根據(jù)如圖所示裝置,判斷下列說法中不正確的
16、是()A.該裝置實(shí)現(xiàn)了在常壓下電解合成氨氣B.該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物充分說明了N2、H2合成氨是可逆反應(yīng)C.實(shí)驗(yàn)中H+從陽極移向陰極D.陰極電極反應(yīng)式為N2+6H+6e- 2NH3答案B3.(2019福建龍巖一模,12)高能鋰離子電池總反應(yīng)式為2Li+FeS Fe+Li2S,LiPF6SO(CH3)2為電解質(zhì),用該電池為電源電解含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.LiPF6SO(CH3)2可用Li2SO4水溶液代替B.當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol e-時(shí),b室離子數(shù)增加NA個(gè)C.該電池充電時(shí),陽極反應(yīng)式為Fe+Li2S-2e- FeS+2Li+D.若去除陰離子膜,則電解總反應(yīng)發(fā)生改
17、變答案C4.(2019 53原創(chuàng)沖刺卷一,28)電動汽車工業(yè)的快速發(fā)展推動了人們對燃料電池的研發(fā)。(1)2018年8月清華大學(xué)攻克氫燃料電池催化劑量產(chǎn)技術(shù),打破了國外的技術(shù)壟斷。有一種質(zhì)子交換膜氫氧燃料電池工作原理如圖。N極為電池的極,電極反應(yīng)式為。圖中的擴(kuò)散層一、二的作用(選填“相同”或“不相同”,下同);催化層一、二的催化原理。(2)利用烴類和水蒸氣的反應(yīng)是工業(yè)制備氫氣的方法之一,天然氣和水蒸氣在催化劑表面可以發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),查資料得該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下圖:反應(yīng)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的逆反應(yīng)為反應(yīng)(選填
18、“吸熱”或“放熱”)。T 時(shí),將CH4(g)和H2O(g)各1 mol投入1 L恒容密閉容器中,平衡時(shí)c(CH4)=0.5 mol/L,則T的取值范圍為(從上圖中橫坐標(biāo)選取整數(shù)值作答)。(3)某研究機(jī)構(gòu)設(shè)想將濃差電池與氯堿工業(yè)結(jié)合起來,這樣不僅可以節(jié)約大量電能,同時(shí)又能從濃縮海水中提取LiCl,大大提高經(jīng)濟(jì)效益,尤其有利于偏遠(yuǎn)缺電地區(qū)發(fā)展氯堿工業(yè)。其原理如圖所示:a、b、m、n四個(gè)出口中放出H2的是;C、D兩個(gè)電極中可以用涂鎳的碳鋼網(wǎng)作電極材料的是。上述裝置得到2 mol LiCl,同時(shí)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl2的體積為L。答案(1)正O2+4H+4e- 2H2O相同不相同(2)放熱1 1001 2
19、00(3)a、mC44.8創(chuàng)新篇守正出奇【創(chuàng)新集訓(xùn)】1.(2019陜西商洛中學(xué)五檢,11)微生物電解池(MEC)是一項(xiàng)潛在的有吸引力的綠色電解池,其制取氫氣的原理如圖所示:下列說法正確的是()A.MEC可在高溫下工作B.電解池工作時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.活性微生物抑制反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移D.陽極的電極反應(yīng)式為CH3COO-+4H2O-8e- 2HCO3-+9H答案D2.(2019河南中原名校聯(lián)考,11)一種電催化合成氨的裝置如圖所示。該裝置工作時(shí),下列說法正確的是()A.圖中涉及的能量轉(zhuǎn)化方式共有3種B.兩極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量之比是11C.電路中每通過1 mol電子,有1 mol H+遷移至a極
20、D.b極上發(fā)生的主要反應(yīng)為N2+6H+6e- 2NH3答案D3.(2019云南保山市級統(tǒng)一檢測,12)中國科學(xué)家用墨汁書寫后的紙張作為空氣電極,設(shè)計(jì)并組裝了輕型、柔性、能折疊的可充電鋰空氣電池如圖甲,電池的工作原理如圖乙。下列有關(guān)說法正確的是()A.放電時(shí),紙張中的纖維素作為鋰電池的負(fù)極B.充電時(shí),若陽極放出1 mol O2,則有4 mol e-回到電源正極C.閉合開關(guān)K給鋰電池充電,X對應(yīng)充電電極上的反應(yīng)為Li+e-LiD.放電時(shí),Li+由正極經(jīng)過有機(jī)電解質(zhì)溶液移向負(fù)極答案C【五年高考】考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用1.(2019天津理綜,6,6分)我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電
21、池,其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液,提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A.放電時(shí),a電極反應(yīng)為I2Br-+2e- 2I-+Br-B.放電時(shí),溶液中離子的數(shù)目增大C.充電時(shí),b電極每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充電時(shí),a電極接外電源負(fù)極答案D2.(2019江蘇單科,10,2分)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是()A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e- Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸
22、氧腐蝕答案C3.(2018課標(biāo),12,6分)我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液,鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí),ClO4B.充電時(shí)釋放CO2,放電時(shí)吸收CO2C.放電時(shí),正極反應(yīng)為:3CO2+4e- 2CO32D.充電時(shí),正極反應(yīng)為:Na+e- Na答案D4.(2018北京理綜,12,6分)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法,實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是()
23、 A.對比,可以判定Zn保護(hù)了FeB.對比,K3Fe(CN)6可能將Fe氧化C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用的方法D.將Zn換成Cu,用的方法可判斷Fe比Cu活潑答案D5.(2018課標(biāo),11,6分)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí),O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是()A.放電時(shí),多孔碳材料電極為負(fù)極B.放電時(shí),外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D.充電時(shí),電池總反應(yīng)為Li2O2-x 2Li+(1-x2)O2答案D考點(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用6.(2018課標(biāo),13,6分)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種
24、CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S 2H+S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是() A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H+2e- CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S CO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性答案C7.(2017課標(biāo),11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面
25、形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C.陰極的電極反應(yīng)式為:Al3+3e- AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動答案C8.(2017課標(biāo),11,6分)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS8 8Li2Sx(2x8)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.電池工作時(shí),正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4B.電池工作時(shí),外電路中流過0.02 mol電子,負(fù)極材料減重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提
26、高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時(shí)間越長,電池中Li2S2的量越多答案D9.(2019北京理綜,27,14分)氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2,其物質(zhì)的量之比為41,甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是。已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng):.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)H1.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H2.CH4(g) C(s)+2H2(g)H3為積炭反應(yīng),利用H1和H2計(jì)算H3時(shí),還需要利用反應(yīng)的H。反應(yīng)物投料比采用n(H2O)n(CH4)=41,大于初
27、始反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,目的是(選填字母序號)。a.促進(jìn)CH4轉(zhuǎn)化b.促進(jìn)CO轉(zhuǎn)化為CO2c.減少積炭生成用CaO可以去除CO2。H2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時(shí)間變化關(guān)系如下圖所示。從t1時(shí)開始,H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低,單位時(shí)間CaO消耗率(填“升高”“降低”或“不變”)。此時(shí)CaO消耗率約為35%,但已失效,結(jié)合化學(xué)方程式解釋原因:。(2)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫,工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2,可交替得到H2和O2。制H2時(shí),連接。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是。改變開關(guān)連接方式,可得O2。結(jié)合和中電極3的電極反應(yīng)式,說明電極3的作用:。答案(1)CH4+2H2O 4H2+CO
28、2C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g) 2CO(g)abc降低CaO+CO2 CaCO3,CaCO3覆蓋在CaO表面,減少了CO2與CaO的接觸面積(2)K12H2O+2e- H2+2OH-制H2時(shí),電極3發(fā)生反應(yīng):Ni(OH)2+OH-e- NiOOH+H2O。制O2時(shí),上述電極反應(yīng)逆向進(jìn)行,使電極3得以循環(huán)使用10.(2018課標(biāo),27,14分)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式。(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)
29、Na2S2O5的工藝為:pH=4.1時(shí),中為溶液(寫化學(xué)式)。工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是。(3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為。電解后,室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水,可得到Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí),取50.00 mL葡萄酒樣品,用0.010 00 molL-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為,該樣品中Na2S2O5的殘留量為gL-1(以SO2計(jì))。答
30、案(1)2NaHSO3 Na2S2O5+H2O(2)NaHSO3得到NaHSO3過飽和溶液(3)2H2O-4e- O2+4H+a(4)S2O52-+2I2+3H2O 2SO42-+4I教師專用題組 考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用1.(2017課標(biāo),11,6分)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整答案C2.(2016課標(biāo),11,
31、6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e- Mg2+B.正極反應(yīng)式為Ag+e- AgC.電池放電時(shí)Cl-由正極向負(fù)極遷移D.負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O Mg(OH)2+H2答案B3.(2016課標(biāo),11,6分)鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH)42-。下列說法正確的是(A.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小C.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Zn+4OH-2e- Zn(OH)4D.放電時(shí),電路中通過2 mo
32、l電子,消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案C4.(2015課標(biāo),26,14分)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?;厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:溶解度/(g/100 g水)溫度/化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列問題:(1)該電池的正極反應(yīng)式為,電池反應(yīng)
33、的離子方程式為。(2)維持電流強(qiáng)度為0.5 A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅g。(已知F=96 500 Cmol-1)(3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通過分離回收;濾渣的主要成分是MnO2、和,欲從中得到較純的MnO2,最簡便的方法為,其原理是。(4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)?加堿調(diào)節(jié)至pH為時(shí),鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于110-5 molL-1時(shí),即可認(rèn)為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為時(shí),鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1 molL-1)。若
34、上述過程不加H2O2后果是,原因是。答案(14分)(1)MnO2+H+e- MnOOH2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分)注:式中Zn2+可寫為Zn(NH3)42+、Zn(NH3)2Cl2等,H+可寫為N(2)0.05(2分)(3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶碳粉MnOOH空氣中加熱碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2,MnOOH氧化為MnO2(每空1分,共5分)(4)Fe3+2.76Zn2+和Fe2+分離不開Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分)考點(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用5.(2016北京理綜,12,6分)用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán)
35、;b處變紅,局部褪色;c處無明顯變化兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生;n處有氣泡產(chǎn)生下列對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是()A.a、d處:2H2O+2e- H2+2OH-B.b處:2Cl-2e- Cl2C.c處發(fā)生了反應(yīng):Fe-2e- Fe2+D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理,實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅答案B6.(2015福建理綜,11,6分)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能B.該裝置工作時(shí),H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被還原D.a電極的反應(yīng)為:3CO2+
36、18H+-18e- C3H8O+5H2O答案B7.(2015福建理綜,9,6分)純凈物X、Y、Z轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是() A.X可能是金屬銅B.Y不可能是氫氣C.Z可能是氯化鈉D.Z可能是三氧化硫答案A【三年模擬】時(shí)間:35分鐘分值:80分一、選擇題(每小題5分,共55分)1.(2020屆湖南雅禮中學(xué)月考三,9)利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是()A.氯堿工業(yè)中,X電極上的反應(yīng)式是4OH-4e- 2H2O+O2B.電解精煉銅時(shí),Z溶液中的Cu2+濃度不變C.在鐵片上鍍銅時(shí),Y是純銅D.制取金屬鈉時(shí),Z是熔融的氯化鈉答案D2.(2020屆湖南長沙一中
37、月考二,8)深埋在潮濕土壤中的鐵管道,在硫酸鹽還原菌(一種厭氧微生物)的作用下,能被硫酸根離子腐蝕,其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示。下列與此原理有關(guān)的說法錯(cuò)誤的是()A.負(fù)極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8e- HS-B.輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕C.這種情況下,Fe腐蝕的最終產(chǎn)物為FeO或Fe(OH)2D.管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕答案A3.(2020屆湖南長沙一中月考二,10)手持技術(shù)的氧電化學(xué)傳感器可用于測定O2含量,下圖為某種氧電化學(xué)傳感器的原理示意圖。已知在測定O2含量過程中,電解質(zhì)溶液的質(zhì)量保持不變。一定時(shí)間內(nèi),若通過傳感器的待測氣體為a L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),某電極增重了b g。下
38、列說法正確的是()A.Pt電極為負(fù)極B.反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移OH-的物質(zhì)的量為0.125b molC.Pb電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Pb-2e-+2OH- Pb(OH)2D.待測氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為0答案B4.(2020屆湖南長沙一中月考二,14)某柔性屏手機(jī)的柔性電池以碳納米管作電極材料,以吸收ZnSO4溶液的有機(jī)高聚物作固態(tài)電解質(zhì),其電池總反應(yīng)為MnO2+12Zn+(1+x6)H2O+16ZnSO4MnOOH+16ZnSO4Zn(OH)23xH2O,其電池結(jié)構(gòu)如圖1所示,下列說法中,不正確的是()A.碳納米管具有導(dǎo)電性,可用作電極材料B.放電時(shí),Zn2+移向MnO2膜C.充電時(shí),電池的陽極反應(yīng)為M
39、nOOH-e- MnO2+H+D.合成有機(jī)高聚物的單體是答案C5.(2020屆湖南師大附中月考三,13)由相同金屬電極及其不同濃度的鹽溶液組成的電池稱為濃差電池,電子由溶液濃度較小的一極流向濃度較大的一極。如圖所示裝置中,X電極與Y電極初始質(zhì)量相等。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),先閉合K2,斷開K1,一段時(shí)間后,再斷開K2,閉合K1,即可形成濃差電池,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。下列說法不正確的是()A.充電前,該電池兩電極不存在電勢差B.放電時(shí),右池中的NO3C.充電時(shí),當(dāng)外電路通過0.1 mol電子時(shí),兩電極的質(zhì)量差為10.8 gD.放電時(shí),電極Y為電池的正極答案C6.(2020屆湖南長沙明德中學(xué)月考二,13)2019
40、年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)于2019年10月9日隆重揭曉!John B.Goodenough、M.Stanley Whittingham、Akira Yoshino三位科學(xué)家共同榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),他們在鋰電池的發(fā)展上做出了卓越貢獻(xiàn)。用Li、石墨復(fù)合材料與Fe2O3納米材料作電極的鋰離子電池,在循環(huán)充放電過程中可實(shí)現(xiàn)對磁性的可逆調(diào)控。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.該電池的電解質(zhì)溶液可以是硫酸溶液B.放電時(shí),總反應(yīng)是6Li+Fe2O3 3Li2O+2FeC.充電時(shí),陽極反應(yīng)是2Fe+3Li2O-6e- Fe2O3+6Li+D.充放電過程中,電池可在被磁鐵吸引和不吸引之間循環(huán)調(diào)控答案A7.(2018湖南長郡中學(xué)二
41、模,11)鋁離子電池研發(fā)中心的成立,標(biāo)志著高性能鋁離子電池從實(shí)驗(yàn)研發(fā)向生產(chǎn)應(yīng)用的推廣和邁進(jìn)。該速充電池以金屬鋁和特殊的三維石墨泡沫(Cn)為電極,用AlCl4-、Al2Cl7-和有機(jī)陽離子(R+)組成電解質(zhì)溶液,A.充電時(shí),每生成1 mol Al,電解質(zhì)溶液中會增加4 mol AlClB.充電時(shí),鋁電極上發(fā)生還原反應(yīng)C.充電時(shí),AlCl4D.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlCl4- 4Al2C答案C8.(2019湖南四校摸底調(diào)研,8)LED系列產(chǎn)品是一類新型節(jié)能產(chǎn)品。圖甲是NaBH4/H2O2燃料電池的裝置示意圖,圖乙是LED發(fā)光二極管的裝置示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.電池應(yīng)選用陽離子交換膜,Na+向A極區(qū)移動B.電池A極區(qū)的電極反應(yīng)式為H2O2+2e- 2OH-C.每有1 mol NaBH4參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NAD.要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光,圖乙中的導(dǎo)線a應(yīng)與圖甲中的B極相連答案C9.(2019湖北部分重點(diǎn)中學(xué)起點(diǎn)考試,12)硼酸(H3BO3)為一元弱酸,已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為H3BO3+OH- B(OH)4-,H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法正確的是(
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