届高三化学高考前复习电化学综合训练有答案和详细解析.docx
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届高三化学高考前复习电化学综合训练有答案和详细解析
2020届高三化学高考前复习——电化学综合训练(有答案和详细解析)
1、如图所示,在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCl2、HCl组成的混合溶液。
已知在此电压下,阴、阳离子根据放电能力顺序,都可能在阳极放电,下列分析正确的是( )
A.C1电极上的电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑
B.C1电极处溶液首先变黄色
C.C2电极上可依次发生的电极反应为Fe2+-e-===Fe3+、2Cl--2e-===Cl2↑
D.当C1电极上有2g物质生成时,就会有2NA个电子通过溶液发生转移
2(2020年北京朝阳4月)科研人员研究了通电条件下N2在催化剂Au(金)表面生成NH3的反应,反应机理如下图所示,下列说法不正确的是
A.上述转化过程中涉及非极性键的断裂和极性键的生成
B.生成NH3的总电极反应式为:
N2+6H++6e-==2NH3
C.当1molN2在电解池的阴极发生反应时,可得到2molNH3
D.使用Au作催化剂可以降低反应的活化能,从而提高化学反应速率
3(2020年海淀二模)考古发掘出的古代青铜器(含铜锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀,这是一种电化学腐蚀现象。
小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成份如下图所示。
图1图2
已知:
2CuCl+H2O
Cu2O+2HCl
下列分析不正确的是
A.氧气是正极产物
B.铜锈的成份与氧气浓度、pH有关
C.图2中,Cl-从小孔内向小孔外移动
D.青铜中的锡也会发生电化学腐蚀
4(2020年6月昌平)用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池原理如右图所示,下列说法正确的是
A.放电时,OH-移向镍电极
B.放电时,负极的电极反应为H2-2e-+2OH-===2H2O
C.充电时,将电池的碳电极与外电源的正极相连
D.充电时,阴极附近的pH减小
5(2020年6月昌平)某研究小组在电压为24V时进行如下实验,电解3分钟后,发现下列现象。
编号
①
②
③
装置
现象
小灯泡微弱发光,两极均产生气泡,阳极附近出现白色浑浊,阴极附近无明显变化
两极均产生气泡,溶液无明显变化
两极均产生气泡,阳极附近出现白色浑浊,阴极附近无明显变化
下列说法正确的是
A.①中小灯泡微亮是因为Ca(OH)2是弱电解质
B.对比①和②,白色浑浊的出现与电极材料无关
C.对比①和③,白色浑浊是由于OH-迁移到阳极使Ca(OH)2沉淀析出
D.阳极附近白色沉淀的成分可能是CaCO3
6(2020年北京朝阳4月)疫情期间某同学尝试在家自制含氯消毒剂。
用两根铅笔芯(C1和C2)、电源适配器和水瓶组装如图所示的装置。
接通电源观察到:
C1周围产生细小气泡,C2周围无明显现象;持续通电一段时间后,C2周围产生细小气泡。
此时停止通电,拔出电极,旋紧瓶塞,振荡摇匀,制备成功。
关于该实验的说法不正确的是
A.C1电极产生气泡原因:
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
B.自制消毒剂的总反应为:
NaCl+H2O===NaClO+H2↑
C.可以用两根铁钉代替铅笔芯完成实验
D.实验过程中要注意控制电压、开窗通风、导出氢气,确保安全
7(2020年北京东城5月)如图所示装置,两个相同的玻璃管中盛满NaCl稀溶液(滴有酚酞),a、b为多孔石墨电极。
闭合S1一段时间后,a附近溶液逐渐变红;断开S1,闭合S2,电流表指针发生偏转。
下列分析不正确的是
A.闭合S1时,a附近的红色逐渐向下扩散
B.闭合S1时,a附近液面比b附近的低
C.断开S1、闭合S2时,b附近黄绿色变浅
D.断开S1、闭合S2时,a上发生反应:
H2˗2e-=2H+
8利用偏铝酸钠(NaA1O2)溶液电解法制备氢氧化铝的简易装置如图所示,其中两电极均为惰性电极。
下列说法正确的是()
A.电极A为阳极
B.气体b
H2
C.所得料浆液的pH大于原料NaA1O2溶液的pH
D.该方法总反应方程式是:
4NaA1O2+10H2O
4A1(OH)3+4NaOH+O2↑+2H2↑
9.研究人员采用双极膜将酸-碱电解液隔离,实现MnO2/Mn2+和Zn/Zn(OH)42-的两个溶解/沉积电极氧化还原反应,研制出新型高比能液流电池,其放电过程原理示意图如下:
下列说法不正确的是
A.放电过程中,总反应方程式为Zn+MnO2+4OH-+4H+===Zn(OH)42-+Mn2++2H2O
B.放电过程中,当1molZn参与反应时,理论上有4molK+发生迁移
C.充电过程中,阴极的电极反应为Zn(OH)42-+2e-===Zn+4OH-
D.充电过程中,右侧池中溶液pH逐渐减小
10下列实验的现象与结论相对应的是()
A
B
C
D
实验
现象
一段时间后,a管液面高于b管液面
酸性KMnO4溶液褪色
pH计测得①中pH大于②中pH
试管①中有大量气泡,试管②中无现象
结论
a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
有乙烯生成可以使酸性KMnO4溶液褪色
金属性:
Mg>Al
酸性:
醋酸>碳酸>硼酸
11我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如图。
图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。
下列叙述不正确的是( )
A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-===2I-+Br-
B.放电时,溶液中离子的数目增大
C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化
D.充电时,a电极接外电源负极
12某同学研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反应,设计如下对比实验。
实验
Ⅰ
Ⅱ
现象
连通电路后,电流表指针向右偏转,分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液,滴加KSCN溶液,前者几乎无色,后者显红色
连通电路后,电流表指针向左发生微小的偏转,丙、丁烧杯中均无明显现象
下列说法正确的是
A.仅由Ⅰ中的现象可推知Ag+的氧化性强于Fe3+
B.Ⅱ中电流表指针向左偏转的原因是Fe2+氧化了银电极
C.Ⅱ中若将银电极换成石墨电极,电流表指针可能不再向左偏转
D.对比Ⅰ、Ⅱ可知,Ⅰ中NO3-氧化了Fe2+
13双极膜由阳离子交换膜、催化剂层和阴离子交换膜组合而成,在直流电场作用下可将水解离,在双极膜的两侧分别得到H+和OH-,将其与阳离子交换膜(阳膜)、阴离子交换膜(阴膜)组合,可有多种应用。
(1)海水淡化:
模拟海水淡化,双极膜组合电解装置示意图如下。
①X极是______极(填“阴”或“阳”)。
②电解后可获得较浓的盐酸和较浓的NaOH溶液,上图中双极膜的右侧得到的是
______(填“H+”或“OH-”)。
(2)钠碱循环法脱除烟气中的SO2,并回收SO2:
用pH>8的Na2SO3溶液作吸收液,脱除烟气中的SO2,至pH<6时,吸收液的主要成分为NaHSO3,需再生。
Ⅰ.加热pH<6时的吸收液使其分解,回收SO2并再生吸收液。
所得的再生吸收液对SO2的吸收率降低,结合离子方程式解释原因:
______。
Ⅱ.双极膜和阴膜组合电渗析法处理pH<6时的吸收液,可直接获得再生吸收液和含较高浓度HSO3−的溶液,装置示意图如下。
①再生吸收液从______室流出(填“A”或“B”)。
②简述含较高浓度HSO3−的溶液的生成原理:
______。
③与Ⅰ中的方法相比,Ⅱ中的优点是______(列出2条)。
答案
(1)①阳(1分)
②H+
(2)Ⅰ.加热pH<6时的吸收液,分解的过程中还发生反应:
2SO32−+O2==2SO42−,
2HSO3−+O2==SO42−+2H+,且加热加快化学反应速率,造成再生吸收液中
c(SO32−)降低,使SO2的吸收率降低
Ⅱ.①B(1分)
②B室中的SO32−和HSO3−在电场作用下通过阴膜进入A室,A室中双极膜
产生的H+和溶液中的SO32−反应生成HSO3−,提高HSO3−的浓度
③Ⅱ中可直接获得再生吸收液,减少因加热氧化生成大量的SO42−,而降低再生吸收液对SO2的吸收率;Ⅱ中可获得较高浓度的HSO3−的溶液,进而获得比Ⅰ中浓度高的SO2
13(2020年海淀二模)维持pH的稳定对生命体的生理活动、化学电源的高效工作等具有重要意义。
(1)常温下,在不同试剂中加入酸或碱后体系pH的变化如下表所示。
试剂
pH
初始
通入0.01molHCl气体
加入0.01molNaOH固体
i.1LH2O
7
a
12
ii.0.10molCH3COOH+0.10mol
CH3COONa配制成1L的溶液
4.76
4.67
4.85
①a=_______(忽略通入HCl气体前后体系的体积变化)。
②结合化学用语解释试剂ii显酸性的原因:
_______。
③试剂ii中微粒浓度关系正确的有_______(填序号)。
a.c(CH3COOH)>c(Na+)>c(CH3COO-)
b.2c(H+)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)+2c(OH-)
c.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2mol/L
④由表中数据可知,试剂ii的pH受一定量的酸和碱的影响不大。
溶液的这种能对
抗外来少量强酸、强碱或适当稀释,而保持溶液的pH几乎不变的作用称为缓冲
作用。
下列具有缓冲作用的溶液是_______(填序号)。
a.HCl—NaClb.Na2CO3—NaHCO3
c.NH3·H2O—NH4Cld.KOH—KCl
(2)缓冲溶液应用在某种液钒电池中能稳定电池的输出电流,该电池装置示意图如下图
所示,电池的总反应如下:
Zn+2VOSO4+2H2SO4
ZnSO4+V2(SO4)3+2H2O
已知:
VOSO4和V2(SO4)3的电离方程式分别为
VOSO4===VO2++SO42-
V2(SO4)3===2V3++3SO42-
①放电时,B室中c(H+)_______(填“增大”“减小”
或“不变”),结合化学用语说明理由:
_______。
②充电时,A室中的c(H+)变化缓慢的原因是_______。
答案
(1)①2(1分)
②试剂ii中同时存在醋酸的电离平衡CH3COOH
CH3COO-+H+和醋酸根的水解平衡CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-,相同条件下,醋酸的电离平衡的限度大于醋酸根的水解平衡限度,当CH3COOH与CH3COO-的初始浓度相等时,溶液中c(H+)>c(OH-)
③bc
(2)bc
(3)①减小(1分)
放电时,B室发生正极反应:
VO2++e-+2H+===V3++H2O;由电极反应可知,转移1mole-消耗2molH+,同时有1molH+通过质子交换膜进入B室,因此总体c(H+)降低
②充电时,H+通过质子膜从B室进入A室,A室溶液中的CH3COO-与H+结合成CH3COOH(或“CH3COOH-CH3COONa溶液有缓冲作用”),从而使c(H+)的变化减缓
14(2020届西城)探究铁在某浓度H3PO4和H2O2的混合溶液中反应的情况,进行如下实验:
实验
操作
现象
Ⅰ
将除去氧化膜的铁钉置于烧杯中,加入30mL1.0mol·L−1H3PO4和
3mL30%H2O2的混合溶液(pH≈1)。
一段时间后铁钉表面突然产生大量气泡,随后停止产生气泡;一段时间后再产生大量气泡,再停止,出现周而往复的现象。
过程中,溶液保持澄清。
Ⅱ
将与实验Ⅰ相同的铁钉放入烧杯中,加入30mL1.0mol·L−1H3PO4和3mLH2O。
片刻后铁钉表面持续产生气泡,溶液保持澄清。
已知:
Fe3(PO4)2难溶于水,Fe(H2PO4)2溶于水。
(1)用85%H3PO4配制100mL1.0mol·L−1H3PO4所用的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、______。
(2)实验Ⅱ中铁钉表面产生气体的化学方程式是______。
(3)探究停止产生气泡的原因。
提出假设:
铁钉表面形成了含有+3价铁的氧化膜将铁钉覆盖。
甲同学进行实验Ⅲ,得出假设成立的结论。
实验Ⅲ:
将洗净的实验Ⅰ中无气泡产生时的铁钉置于试管中,加入滴有KSCN溶液的稀H2SO4,振荡,静置,溶液呈红色。
乙同学认为实验Ⅲ无法证实假设成立,其理由是_____。
乙同学通过改进实验证实了假设成立。
(4)铁钉表面突然产生大量气泡的可能原因是Fe2+迅速被H2O2氧化形成氧化膜,使聚集在铁钉表面的H2脱离铁钉表面。
①实验Ⅳ证实了形成氧化膜过程中产生H+。
实验Ⅳ:
______(填操作),滴入少量FeSO4溶液后,立即测定pH,pH迅速降低。
②形成氧化膜(以Fe2O3计)的离子方程式是______。
(5)实验Ⅰ中周而往复的现象与铁钉表面氧化膜的生成和溶解密切相关,从反应的速率
角度分析其原因:
______。
答案
(1)100mL容量瓶
(2)Fe+2H3PO4==Fe(H2PO4)2+H2↑
(3)未排除O2的干扰
(4)①取与实验Ⅰ初始时pH和浓度均相同的H2O2溶液于试管中
②2Fe2++H2O2+H2O==Fe2O3+4H+
(5)铁与磷酸反应生成H2和Fe2+,在铁钉表面Fe2+迅速被H2O2氧化形成氧化膜,使
聚集在铁钉表面的H2脱离铁钉表面;随后发生磷酸溶解氧化膜的慢反应,氧化膜
覆盖铁钉表面时不产生气体,当氧化膜溶解后,铁又与磷酸反应产生H2
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