届高考化学一轮复习测试 第六章电化学基础 含答案Word格式文档下载.docx
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A.金属锂作负极
B.镍电极上发生氧化反应
C.可将化学能转化为电能
D.电子从锂电极经导线流向镍电极
5.据最近媒体报道,化学研究人员开发了一种可充电锌空气电池,这种电池的电解质溶液为KOH溶液,储电量是锂电池的五倍,而且更安全、更环保,其反应原理为2Zn+O2+4KOH+2H2O
2K2Zn(OH)4。
下列说法正确的是( )
A.放电时,负极反应式为Zn+2e-+4OH-===Zn(OH)2↓
B.放电时,电路中通过4mol电子,消耗22.4L氧气
C.充电时,电解质溶液中OH-浓度逐渐增大
D.充电时,电解质溶液中K+向正极移动,且发生氧化反应
6.鱼雷采用Al—Ag2O动力电池,以溶有氢氧化钾的流动海水为电解液,电池反应为2Al+3Ag2O+2KOH===6Ag+2KAlO2+H2O,下列说法错误的是( )
A.Ag2O为电池的正极
B.Al在电池反应中被氧化
C.电子由Ag2O极经外电路流向Al极
D.溶液中的OH-向Al极迁移
7.镁—空气电池的工作原理如图所示,电池反应方程式为2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2。
有关该电池的说法正确的是( )
A.通入氧气的电极为负极
B.电池工作时,溶液中的Na+由负极移向正极
C.负极的电极反应为Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2
D.当电路中转移0.04mol电子时,参加反应的O2体积为224mL
8.被称之为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰,在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液,电池总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnO(OH)。
A.该电池的正极为锌
B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C.当0.1molZn完全溶解时,流经电解液的电子个数为1.204×
1023
D.电池正极反应式为MnO2+e-+H2O===MnO(OH)+OH-
9.近年来AIST正在研制一种“高容量、低成本”锂-铜空气燃料电池。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-,下列说法不正确的是( )
A.放电时,Li+透过固体电解质向Cu极移动
B.放电时,负极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-===2Cu+2OH-
C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O
D.整个反应过程中,铜相当于催化剂
10.下图是甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。
下列说法不正确的是( )
A.左电极为电池的负极,a处通入的物质是甲醇
B.正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.负极反应式为CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+
D.该电池提供1mole-,消耗氧气0.25mol
11.“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。
下列关于该电池的叙述错误的是( )
A.电池反应中有NaCl生成
B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C.正极反应为NiCl2+2e-===Ni+2Cl-
D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
12.如图是一种应用广泛的锂电池,LiPF6是电解质,SO(CH3)2作溶剂,反应原理是4Li+FeS2===Fe+2Li2S。
A.该装置将化学能转化为电能
B.电子移动方向是由a极到b极
C.可以用水代替SO(CH3)2做溶剂
D.b极反应式是FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S
13.NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图,该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y,下列说法不正确的是( )
A.石墨Ⅰ附近发生的反应为NO2+
-e-===N2O5
B.石墨Ⅱ附近反生的反应为O2-4e-===2O2-
C.该电池放电时
从右侧向左侧迁移
D.相同条件下,放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4∶1
14.科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。
如下图所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体,它在高温下能传导正极生成的O2-。
下列叙述错误的是( )
A.c电极是正极,发生还原反应
B.B口通入的是甲烷,发生氧化反应
C.放电时O2-离子向d极移动
D.d极上的电极反应式为CH4+4O2-+8e-===CO2+2H2O
15.某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为2H2+O2===2H2O。
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2
D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
16.下列叙述正确的是( )
A.如图1所示,若铜中含有杂质银,可形成原电池,且铜作负极
B.如图2所示,当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成
C.基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池如图2所示,铜电极发生还原反应
D.若图3所示的装置中发生Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+的反应,则X极是负极,Y极的材料可以是铜
17.下列关于各图的说法,正确的是( )
A.①中阴极处能产生使湿润淀粉-KI试纸变蓝的气体
B.②中待镀铁制品应与电源正极相连
C.③中钢闸门应与外接电源的正极相连
D.④中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应
18.用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示。
下列说法中正确的是( )
A.燃料电池工作时,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
B.a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出
C.a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出
D.a、b两极均是石墨时,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等
19.研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的CaF2﹣CaO作电解质,利用如图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。
下列说法中,正确的是( )
A.由TiO2制得1mol金属Ti,理论上外电路通过2mol电子
B.阳极的电极反应式为C+2O2﹣-4e﹣===CO2↑
C.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少
D.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接Pb电极
20.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极,b为负极;
NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极;
C.a为阳极,b为阴极;
HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.Ⅰ.某化学活动小组利用如下甲装置对原电池进行研究,请回答下列问题:
(其中盐桥为含有KCl饱和溶液的琼脂)
(1)在甲图装置中,当电流计中指针发生偏转时,盐桥中的离子移动方向为K+移向________(填“A”或“B”)烧杯。
(2)锌电极为电池的________极,发生的电极反应式为____________________________,铜电极上发生的电极反应式为________________________________。
Ⅱ.该小组同学提出设想,如果该实验中的盐桥换为导线(铜线),电流计指针是否也发生偏转呢?
带着疑问:
该小组利用图乙装置进行了实验,发现电流计指针同样发生偏转,回答下列问题:
(3)对于实验中产生电流的原因,该小组进行了深入探讨,后经老师提醒注意到使用的是铜导线,烧杯A实际为原电池,B成了用电器。
对于图乙烧杯A实际是原电池的问题上,该小组成员发生了很大分歧:
①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性,此时原电池实际是由Zn、Cu作电极。
H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。
如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为________________________________________________________________________。
②另一部分同学认为是溶液酸性较弱。
由于溶解在溶液中的氧气的作用,使得Zn、Cu之间形成原电池。
如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为___________________________。
(4)若第(3)问中②观点正确,则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。
其具体装置为以金属铝和石墨为电极。
以海水为电解质溶液,最终铝变成氢氧化铝。
请写出该电池工作时总反应的化学方程式:
_________________________________________________。
22. 氢氧燃料电池的工作原理如下图所示。
通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。
试回答下列问题:
(1)酸式电池的电极反应:
负极:
________________________________________________________________________,
正极:
________________________________________________________________________;
电池总反应:
______________________________________________________;
电解质溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)碱式电池的电极反应:
______________________________________________;
23.下图是一个电化学过程的示意图。
已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH
2K2CO3+6H2O,请回答下列问题:
(1)写出图中甲、乙两池的名称:
甲池是________装置,乙池是________装置。
(2)写出下列电极的名称:
通入CH3OH的电极名称是________,B(石墨)电极的名称是________。
(3)写出下列电极反应式:
通入O2电极:
________________________________________________;
A(Fe)电极:
_____________________________________________________。
(4)乙池中反应的化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
24.回答下列问题:
(1)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为__________________。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是________(填字母)。
③以锌为负极,采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀,图中锌块的固定位置最好应在________处(填字母)。
(2)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注:
(3)下图所示的各容器中均盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是________。
(4)如图,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中,下列分析正确的是________(填字母)。
A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-===H2↑
B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法
D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001mol气体
答案解析
1.【答案】B
【解析】根据电池反应式为Mg+ClO-+H2O===Mg(OH)2+Cl-,所以c溶液中的溶质不含镁离子,A项错误;
放电时正极电极反应式:
ClO-+H2O+2e-===Cl-+2OH-,所以a电极附近的pH将不断增大,B项正确;
根据电池反应式为Mg+ClO-+H2O===Mg(OH)2+Cl-可知负极电极反应式为Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2,C项错误;
由图可知a电极为正极发生还原反应,反应式为ClO-+H2O+2e-===Cl-+2OH-,所以每转移0.1mol电子,理论上生成0.05molCl-,D项错误。
2.【答案】C
【解析】在燃料电池中,有O2放电的a极为原电池的正极,A错误;
在燃料电池中,O2-移向电池的负极,B错误;
在燃料电池中,有H2放电的b极为电池的负极,电极反应为2H2-4e-+2O2-===2H2O,C正确;
a极是正极,氧气在正极得电子,则对应的电极反应为O2+4e-===2O2-,
D错误。
3.【答案】D
【解析】因为右侧产生CO2,说明微生物所在的电极区Cm(H2O)n失电子生成CO2,电池工作时电子由b极经外电路流向a极,A错误;
微生物所在电极区放电时发生氧化反应,B错误;
放电时阳离子向正极移动,C错误;
放电时正极发生还原反应,D正确。
4.【答案】B
【解析】根据原电池的工作原理,较活泼金属作负极,失去电子被氧化。
该电池中锂比镍活泼,所以金属锂作负极,故A项正确;
金属镍作正极,得到电子被还原,所以B项错误;
该装置是把锂与水反应的化学能转化为电能,故C正确;
电子从负极锂经导线流向正极镍,故D项正确。
5.【答案】C
【解析】放电时,负极反应式为Zn+4OH--2e-===
,选项A错误;
放电时,电路中通过4mol电子,则消耗标况下22.4L氧气,选项B错误;
充电时,电解池阴极反应为
+2e-===Zn+4OH-,电解质溶液中c(OH-)逐渐增大,选项C正确;
充电时阳离子向阴极移动,即充电时,电解质溶液中K+向阴极移动且发生还原反应,选项D错误。
6.【答案】C
【解析】A项,根据原电池工作原理,化合价升高,失电子的作负极,即铝单质作负极,则Ag2O作电池的正极,正确;
B项,根据电池总反应,铝的化合价升高,被氧化,正确;
C项,根据原电池工作原理,外电路电子从负极流向正极,由铝流向氧化银,错误;
D项,根据原电池工作原理,阳离子移向正极,阴离子移向负极,即OH-移向铝极,正确。
7.【答案】C
【解析】氧气在正极发生还原反应,所以通入氧气的电极为正极,故A项错误;
原电池中阴离子向负极移动,所以溶液中的OH-由正极移向负极,Na+不能通过阴离子交换膜,故B项错误;
负极镁失电子变成镁离子,与正极移过来的氢氧根离子结合生成氢氧化镁,所以电极反应式为Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2,故C项正确;
未注明是否为标准状况,无法确定氧气的体积,故D项错误。
8.【答案】D
【解析】从电池反应可知,锌失去电子被氧化,所以锌是负极,A不正确;
由电池反应可知,MnO2被还原,MnO2为正极,B不正确;
电子经外电路从负极流向正极,不经过电解质溶液,C不正确;
电池正极上,MnO2被还原,其电极反应式为MnO2+e-+H2O===MnO(OH)+OH-,D正确。
9.【答案】B
【解析】根据放电时的反应判断锂电极是负极,铜电极是正极。
在电池内部阳离子移向正极,即Li+透过固体电解质向Cu极移动,故A正确;
负极发生失电子的氧化反应,故B错误;
据图示和题干信息可知,通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时,负极生成铜,整个反应过程中,铜相当于催化剂,故C、D正确。
10.【答案】B
【解析】电极反应式为
2CH3OH-12e-+2H2O===2CO2+12H+
3O2+12e-+12H+===6H2O,B错误;
根据电子流向,可以判断a处通甲醇,b处通O2;
当电池提供1mol电子时,消耗O2为
=0.25mol。
11.【答案】B
【解析】该原电池的负极反应式为Na-e-===Na+,正极反应式为NiCl2+2e-===Ni+2Cl-,总电池反应式为2Na+NiCl2===2NaCl+Ni。
B项错误。
12.【答案】C
【解析】本装置为原电池,A正确;
Li是负极,失去电子,电子由a流出,经导线注入b,B正确;
Li与水能反应,所以不能用水代替SO(CH3)2做溶剂,C错误;
b为正极,得到电子,电极反应式:
FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S,D正确。
13.【答案】B
【解析】燃料电池中O2总是得电子,发生还原反应,作正极,在熔融NaNO3介质中,电极方程式为O2+2N2O5+4e-===
,B错误;
NO2发生氧化反应,氮元素化合价升高,石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y,则Y只能是N2O5,在熔融NaNO3介质中,电极反应式为NO2+
-e-===N2O5,石墨Ⅰ为电池的负极;
由正负极电极反应可知,
在正极生成,在负极消耗,
从正极移向负极,C正确;
电极方程式分别为NO2+
-e-===N2O5、O2+2N2O5+4e-===4
,则放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4∶1,D正确。
14.【答案】D
【解析】图示中电流由正极流向负极,可判断c为正极,发生还原反应,d为负极,发生氧化反应,A正确;
正极通入空气,在熔融氧化物中,电极反应式为2O2+8e-===4O2-,在负极上通入CH4,电极反应式为CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O,B正确,D错误;
正极产生O2-,而负极消耗O2-,O2-应向负极移动,C正确。
15.【答案】D
【解析】由电池总反应可知,通入氢气的a极为电池的负极,发生氧化反应,在酸性溶液中反应为H2-2e-===2H+,通入氧气的b极为电池的正极,发生还原反应,在酸性溶液中反应为O2+4e-+4H+===2H2O,B错误;
电池工作时,电子通过外电路从负极流向正极,A错误;
电解质溶液中阳离子向正极移动,即H+由a极通过固体酸电解质传递到b极,D正确;
因为H2~2e-,所以每转移0.1mol电子,消耗0.05mol的H2,标准状况下的体积为1.12L,C中未指明为标况,C错误。
16.【答案】A
【解析】如图1所示,若铜中含有杂质银,则铜能还原三价铁离子,所以能构成原电池,并且活泼铜作负极,A正确;
电极方程式为2Cu﹣2e﹣+2OH﹣===Cu2O+H2O,当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,B错误;
Cu被氧化生成Cu2O,应为电解池的阳极反应,发生氧化反应,故C错误;
若图3所示的装置中发生Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+的反应,则Cu为负极即X极是负极,Y极为正极,正极应为不如铜活泼的金属或者非金属,所以Y极的材料不可以是铜,D错误。
17.【答案】D
【解析】①装置是电解池,阴极是溶液中阳离子得到电子发生还原反应,是铜离子得到电子生成铜,A错误;
②装置中待镀制品上要有Cu2+放电析出铜,故应和电源负极相连做电解池的阴极,B错误;
③装置是电解池,在电解池中,阴极被保护,故钢闸门应与外接电源的负极相连,C错误;
氯气是酸性气体,能和氢氧化钠反应,而氯气在阳极生成,NaOH在阴极生成,④装置中的离子交换膜允许离子通过,氯气不能通过,可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应,D正确。
18.【答案】C
【解析】因该燃料电池是在酸性电解质中工作,所以正极反应为O2+4e﹣+4H+===2H2O,A错误;
a与电池正极相连,a为电解池阳极,b与电池的负极相连,b为电解池阴极,所以应该是a极的铁溶解,b极上析出Cu,B错误;
a极是粗铜,b极是纯铜时,为粗铜的精炼,电解时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出,符合精炼铜原理,C正确;
a、b两极均是石墨时,电解CuSO4溶液时,a极产生的气体为O2,产生1molO2需4mol电子,所以需要燃料电池的2molH2,二者的体积并不相等,D错误。
19.【答案】B
【解析】由TiO2制得1mol金属Ti,Ti元素化合价由+4价变为0价,所以理论上外电路转移4mol电子,A错误;
根据图知,阳极上C失电子和氧离子反应生成二氧化碳,电极反应式为C+2O2﹣﹣4e﹣===CO2↑,B正确;
左边装置中氧化钙生成钙离子和氧离子,右边装置中钙离子结合氧离子生成氧化钙,所以整套装置中CaO的总量不变,C错误;
若用铅蓄电池作该装置的供电电源,铅蓄电池放电时,二氧化铅作阳极,所以“+”接线柱应连接PbO2电极,D错误。
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