高考试题汇编考点09电化学文档格式.docx
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每消耗3molPb
生成2molAl2O3
C
正极:
PbO2+4H++2e=Pb2++2H2O
阳极:
2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H+
D
5.(2013·
安徽理综·
10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的
无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,
电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为:
PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。
下列有关说法正确的是
A.正极反应式:
Ca+2Cl--2e-=CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1mol电子,理论上生成20.7gPb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
6.(2013·
新课标卷I·
10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。
根据电化学原理可进行如下处理:
在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。
下列说法正确的是
A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+A12S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
7.(2013·
江苏化学·
9)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
该电池工作时,下列说法正确的是
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正极移动
8.(2013·
浙江理综·
11)电解装置如图所示,电解槽内装
有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。
在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。
已知:
3I2+6OH—=IO3—+5I—+3H2O下列说法不正确的是
A.右侧发生的电极方程式:
2H2O+2e—=H2↑+2OH—
B.电解结束时,右侧溶液中含有IO3—
C.电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2↑
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学方程式不变
9.(2013·
海南化学·
4)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,
电池反应方程式为:
2AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl-。
有关该电池的说法正确的是
A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-
C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电
10.(2013·
12)下图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。
电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,
且增重b<d。
符合上述实验结果的盐溶液是
选项
X
Y
A.
MgSO4
CuSO4
B.
AgNO3
Pb(NO3)2
C.
FeSO4
Al2(SO4)3
D.
11.(2013·
广西理综·
9)电解法处理酸性含铬废水
(主要含有Cr2O72-)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应
Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,说法不正确的是
A.阳极反应为Fe-2e-=Fe2+B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成D.电路中每转移12mol电子,最多有1molCr2O72-被还原
12.(2013·
上海化学·
8)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:
Fe-3e→Fe3+
C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:
2H2O+O2+4e→4OH-
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)
13.(2013·
8)下列解释事实的方程式不准确的是
A.用浓盐酸检验氨:
NH3+HCl=NH4ClB.碳酸钠溶液显碱性:
CO2-3+H2O
HCO-3+OH-
C.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:
Fe-3e-=Fe3+
D.长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体:
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
14.(2013·
福建理综·
11)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。
其过程如下:
下列说法不正确的是
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.右图中△H1=△H2+△H3
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH—-2e—=CO32—+2H2O
15.(2013·
27)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2),导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)
回答下列问题:
⑴LiCoO2中,Co元素的化合价为___________。
⑵写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_________________________________。
⑶“酸浸”一般在80oC下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_________________________________________________________________________________________;
可用盐酸代替H2SO4和H2O2
的混合液,但缺点是____________________。
⑷写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式___________________________________。
⑸充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式______________
⑹上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收。
其原因是_________________________________________________。
在整个回收工艺中,可回收的金属化合物有_____________________(填化学式)。
16.[化学——选修2:
化学与技术](15)(2013·
36)
锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。
两种锌锰电池的构造图如图(a)所示。
(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:
Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
1该电池中,负极材料主要是________,电解质的主要成分是______,正极发生的主要反应是_______。
2与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是
_______。
(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。
(3)图(b)中产物的化学式分别为A_______,B________。
①操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。
操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为。
②采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是______。
(填化学式)
17.(2013·
山东理综·
28)(12分)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是,当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为mol。
向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是
(3)右图为电解精炼银的示意图,(填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为。
18.(2013·
重庆理综·
29)(14分)化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
⑴催化反硝化法中,H2能将NO3-还原为N2。
25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。
①N2的结构式为
②上述反应的离子方程式为,其平均反应速率υ(NO3-)为
mol·
L-1/min
③还原过程中可生成中间产物NO2-,写出3种促进NO2-水解的方法
⑵电化学降解NO3-的原理如图所示。
H2O
NO3-
①电源正极为(填A或B),阴极反应式为
②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为克。
2013年高考综合考查的电化学试题
11)下列有关说法正确的是
A.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的△H<0
B.电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极
C.CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中
的值减小
D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO32-水解程度减小,溶液的pH减小
7)下列说法不正确的是
A.多孔碳可用氢氧燃料电池的电极材料B.pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断
C.科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷元素,As最有可能取代了普通DNA链中的P元素
和CO2反应生成可降解聚合物
,该反应符合绿色化学的原则
3.(15分)(2013·
28)
二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
△H1=-90.1kJ·
mol-1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)
△H2=-49.0kJ·
水煤气变换反应:
③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
△H3=-41.1kJ·
二甲醚合成反应:
④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)
△H4=-24.5kJ·
⑴Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。
工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是(以化学方程式表示):
。
⑵分析二甲醚合成反应④对于CO转化率的影响
⑶由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为
。
⑷有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),压强为5.0MPa的条件下由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。
其中CO转化率随温度升高而降低的原因是___________________________。
⑸二甲醚直接燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池(5.93kW·
h·
kg-1),若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极反应为_________________________。
一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生___________个电子的电量;
该电池理论输出电压1.20V,能量密度E(列式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·
h=3.6×
106J)
_________________________________________________________________
广东理综·
33)(17分)
化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。
(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
下列收集Cl2的正确装置是。
②将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:
取少量新制氯水和CCl4于试管中,
(2)能量之间可以相互转化:
电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:
ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);
铜片,铁片,锌片和导线。
完成原电池的装置示意图(见图15),并作相应标注。
要求:
在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,
只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极。
甲、乙两种原电池中,可更有效地将化学能转化为电能的是,
其原因是。
(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在
(2)的材料中应选
作阳极。
23)(16分)
利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既廉价又环保。
(1)工业上可用组成为K2O·
M2O3·
2RO2·
nH2O的无机材料纯化制取的氢气
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为_________________
②常温下,不能与M单质发生反应的是_________(填序号)
a.CuSO4溶液b.Fe2O3c.浓硫酸d.NaOHe.Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气来的方法有多种
①高温热分解法
已知:
H2S(g)=H2+1/2S2(g)
在恒温密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
以H2S起始浓度均为cmol·
L-1测定H2S的转化率,结果见左下图。
图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。
据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数
K=____________;
说明温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:
___________________________
②电化学法
该法制氢过程的如右上图所示。
反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是__________________________;
反应池中发生反应的化学方程式为_______________________________。
反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为______________________________________。
【2013年高考电化学试题参考答案】
1-5.AABDD6-10BCDDD11-14BDCC
15.
(1)+3;
(2)2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑
(4)CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
(5)Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
(6)Li+从负极脱出,经电解液向正极移动并进入正极材料中;
Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
16.
(1)①Zn;
NH4Cl;
MnO2+e-+NH4+==MnOOH+NH3
(2)碱性电池不容易发生电解质溶液泄漏,因为消耗的负极改装在电池的内部;
碱性电池使用寿命长,因为金属材料在碱性电解质比在酸性电解质的稳定性好;
(3)ZnCl2;
NH4Cl;
①3MnO42-+2CO2===2MnO4-+MnO2+2CO32-;
②H2;
17.
(1)bd
(2)Cu2S;
4;
氢气
(3)a;
NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O(4)做电解质溶液,形成原电池。
18.⑴①N≡N②2NO3-+5H2
N2+2OH-+4H2O,0.001③加酸,升高温度,加水
⑵①A,2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-②14.4
2013年高考综合考查的电化学参考答案
1.AC2.B
3.
(1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓;
(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应①平衡向右移,CO转化率增大,生成的H2O通过水煤气反应消耗部分CO
(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g);
ΔH=-204.7kJ/mol;
该反应分子数减小,压强升高平衡右移,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3产率增加,压强升高使CO和H2的浓度增加,反应速率增大。
4.
(1)C;
Cl2、HClO和ClO—;
取少量新制氯水和CCl4于试管中,用胶头滴管向试管中滴加NaBr溶液,振荡静置,溶液下层呈橙色
(2)(装置图如下);
电极逐渐溶解;
甲;
可以避免活泼金属如Zn和CuSO4的接触,从而提供稳定电流(3)Zn
5.
(1)①达到平衡所需的时间缩短(或其他合理条件)②增大反应
②b、e
(2)①
温度升高,反应速率加快增大反应物接触面积,使反应更充分
【2013年高考电化学试题解析】
1.A、钢闸门连接电源的负极,为电解池的阴极,被保护,属于外加电流的阴极保护法,故正确;
BC、是金属表面覆盖保护层,隔绝空气,故错误D、镁比铁活泼,构成原电池,铁为正极,被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,故错误。
2.A、由溶液中离子移动方向可知,U型管左侧电极是阴极,连接电源的负极,a端是电源的负极,故正确;
B、通电使CuCl2发生电解,不是电离,故错误;
C、阳极发生氧化反应,Cl-在阳极放电2Cl--2e-=C12↑,故错误;
D、Cl-发生氧化反应,在阳极放电生成C12,故D错误。
3.考察原电池原理。
负极是液体金属Na,电极反应式为:
Na-e-===Na+;
正极是Ni,电极反应式为NiCl2+2e-=Ni+2Cl-;
总反应是2Na+NiCl2=2NaCl+Ni。
所以A、C、D正确,B错误,选择B。
4.该题考查原电池和电解池的基本知识。
A选项H+离子在原电池中移向PbO2电极,错误。
B选项每消耗3molPb,根据电子守恒生成lmolAl2O3,错误。
C选项在原电池的正极电极反应是生成PbSO4,错误。
D选项在原电池中Pb电极的质量由于生成PbSO4,质量增加,在电解池中,Pb阴极,质量不变,正确。
5.A、正极发生还原反应,故为
,错误;
B、放电过程为原电池,阳离子向正极移动,错误;
C、每转移0.1mol电子,生成0.05molPb,为10.35g,错误;
D常温下,电解质不能融化,不能形成原电池,故指针不偏转,正确。
【考点定位】考查化学基本理论,设计电极判断、电极反应方程式的书写、离子流动方向以及简单计算。
6.A错,银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,故铝为负极,失电子,银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银附着在银器的表面,故银器质量增加;
C错,Al2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3;
D错,黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl,从化合价变化也可推断,S被氧化,Ag肯定被还原。
【考点】考查氧化还原和电化学知识。
7.本题是电化学基础的一条简单综合题,着力考查学生对原电池基础知识的理解能力。
A.组成的原电池的负极被氧化,镁为负极,而非正极。
B、C.双氧水作为氧化剂,在石墨上被还原变为水,溶液pH值增大。
D.溶液中Cl-移动方向同外电路电子移动方向一致,应向负极方向移动。
8.电解的电极反应为:
阳极2I——2e—==I2左侧溶液变蓝色
3I2+6OH—=IO3—+5I—+3H2O一段时间后,蓝色变浅IO3—通过阴离子交换膜向右侧移动
阴极2H2O+2e—==H2↑+2OH—右侧放出氢气
如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜:
左侧阳极电极反应为:
2I——2e—==I2多余K+通过阳离子交换膜迁移至右侧阴极,保证两边溶液呈电中性,右侧阴极反应为2H2O+2e—==H2↑+2OH—,I2与OH—被分隔于左右,不能反应,所以电池内的总反应式不同。
9.根据氧化还原判断,Mg为还原剂是负极、失电子,所以A、B都错,C是指电解质溶液可用KCl溶液代替。
10.题意表明b、d没有气体逸出,所电解的盐溶液中金属元素,应该在金属活动顺序表中(H)以后,只有D符合题意。
11.据电解原理,该电解法的阳极反应为Fe-2e-=Fe2+,阴极反应为2H++2e-=H2↑,生成的亚铁离子被溶液中的Cr2O72-氧化:
Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,电路中每转移12mol电子,最多有1molCr2O72-被还原。
无论阴极消耗还是氧化过程中,氢离子浓度减小,随着溶液中的酸性下降,Fe3+的水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀。
12.根据题意铁作为电池负极(Fe-2e-=Fe2+)碳作原电池正极(2H2O+O2+4e=4OH-)
因此BC错误,脱氧过程是放热反应,A项错误,D项生成的Fe2-继续被O2氧化
13.A、盐酸具有挥发性,挥发出的HCl与氨气反应生成氯化铵,冒白烟,故正确;
B、碳酸钠是强碱弱酸盐,溶液中存在CO2-3水解平衡:
HCO-3+OH-,使溶液呈碱性,故正确;
C、钢铁发生吸氧腐蚀,铁作负极被氧化,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故错误;
D、石灰水与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙,故正确。
14.A项,我们把两个反应相叠加就可以得到,所以CeO2没有消耗;
B项,该反应实现了太阳能向化学能的转化;
C项,根据所给的关系可知△H3=-(△H2+△H1);
D项,碱性燃料电池的总反应为2CO+4OH—+O2—=2CO32—+2H2O,负极反
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- 高考 试题 汇编 考点 09 电化学