(新)专题17 电化学基础-2022年高考化学一轮复习高频考点集训(解析版).docx
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1、专题17 电化学基础一、单选题1下列指定反应的离子方程式不正确的是A向铁制器具上电镀铜,阴极的电极反应为:Cu2+2e-=CuB电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH-C饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应:CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42-(aq)D向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2+OH-+H+SO42- =BaSO4+H2O【答案】D【解析】A.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极, 在阴极上,镀层金属阳离子获得电子,向铁制器具上电镀铜,阴极上Cu2+得电子变为单质Cu,反应原理符合事实,A正确;B.电解饱和食盐水,溶液中的阴
2、离子Cl-在阳极上失去电子变为Cl2,水电离产生的H+在阴极上获得电子变为H2,总反应方程式为:2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH-,B正确;C.CaSO4在溶液中存在沉淀溶解平衡,当向溶液中加入饱和Na2CO3溶液时,由于c(Ca2+)·c(CO32-)>Ksp(CaCO3),会形成CaCO3沉淀,使CaSO4不断溶解,最终实现了沉淀的转化,C正确;D.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸,二者反应产生BaSO4沉淀和H2O,产生的二者的物质的量的比是1:2,离子方程式为:Ba2+2OH-+2H+SO42- =BaSO4+2H2O,D错误;故答案选D。2大海航行中的海轮船壳上连接了
3、锌块,说法错误的是A船体作正极B属牺牲阳极的阴极保护法C船体发生氧化反应D锌块的反应:Zn2e-Zn2+【答案】C【解析】A. 在海轮的船壳上连接锌块,则船体、锌和海水构成原电池,船体做正极,锌块做负极,海水做电解质溶液,故A正确;B. 在海轮的船壳上连接锌块是形成原电池来保护船体,锌做负极被腐蚀,船体做正极被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;C. 船体做正极被保护,溶于海水的氧气放电:O2+4e+2H2O=4OH,故C错误;D. 锌做负极被腐蚀:Zn2e-Zn2+,故D正确。故选:C。3港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年,主要的防腐方法有:钢梁上安装铝片;使用高性能富锌(富含锌粉)底
4、漆;使用高附着性防腐涂料;预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是( )A防腐涂料可以防水、隔离O2,降低吸氧腐蚀速率B防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极,失去电子C方法只能减缓钢铁腐蚀,未能完全消除D钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应式为:O2- 4e- + 2H2O =4 OH-【答案】D【解析】A. 防腐涂料可以防水、隔离O2,不能构成原电池,降低吸氧腐蚀速率,故不选A;B. 铁与铝和锌构成原电池,铝和锌的活泼性大于铁,防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极,失去电子,故不选B;C. 钢铁的防护方法只能一定程度的减缓钢铁腐蚀,不能完全消除,故不选C;D. 钢铁发生吸氧腐蚀时的正极发生还原反应,正极反应式为:O2
5、+ 4e- + 2H2O =4OH-,故选D。4全钒电池以惰性材料作电极,在电解质溶液中发生的总反应为VO2(蓝色)H2OV3(紫色)VO2+(黄色)V2(绿色)2H,下列说法正确的是()A当电池放电时,VO2+被氧化B放电时,负极反应式为VO2+2He=VO2H2OC充电时,阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色D放电过程中,正极附近溶液的pH变大【答案】D【解析】A.当电池放电时,VOVO2,V元素的化合价由5变为4,VO被还原,故A错误;B.放电时,负极失电子,负极反应式为V2e=V3,故B错误;C.充电时,阳极发生氧化反应,VO2VO,阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色,故C错误;D.放电过程中,
6、正极反应式为VO2He=VO2H2O,消耗了H,正极附近溶液的pH变大,故D正确;故选D。5用氟硼酸(HBF4,属于强酸)代替硫酸做铅蓄电池的电解质溶液,可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良,反应方程式为:Pb+PbO2+4HBF42Pb(BF4)2+2H2O;Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质,下列说法正确的是A充电时,当阳极质量减少23.9g时转移0.2 mol电子B放电时,PbO2电极附近溶液的pH增大C电子放电时,负极反应为PbO2+4HBF4-2e-=Pb(BF4)2+2HF4-+2H2OD充电时,Pb电极的电极反应式为PbO2+H+2e-=Pb2+2H2O【答案】B【解析】A.
7、充电时阳极发生反应Pb2+2H2O-2e-=PbO2+4H+,产生1molPbO2,转移2mol电子,阳极增重1mol×239g/mol=239g,若阳极质量增加23.9g时转移0.2mol电子,A错误;B.放电时正极上发生还原反应,PbO2+4H+2e-=Pb2+2H2O,c(H+)减小,所以溶液的pH增大,B正确;C.放电时,负极上是金属Pb失电子,发生氧化反应,不是PbO2发生失电子的氧化反应,C错误;D.充电时,PbO2电极与电源的正极相连,作阳极,发生氧化反应,电极反应式为Pb2+2H2O-2e-=PbO2+4H+,Pb电极与电源的负极相连,D错误;故合理选项是B。6有A、
8、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()AD>C>A>BBD>A>B>CCD>B>A>CDB>A>D>C【答案】B【解析】将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,该装置构成了原电池,原电池中较活泼的金属作负极,负极上金属失电子生成金属阳离子进入溶液而被腐蚀,较不活泼的金属作正极而不易腐蚀,B不易腐蚀,所以金属活动性A>B;金
9、属和酸反应,较活泼的金属与酸反应较剧烈,将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈,所以金属活动性D>A;金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,所以金属活动性:B>Cu;金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出,说明金属活动性:Cu>C。所以它们的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C,故合理选项是B。7钠离子电池具有成本低、能量转换效率高、寿命长等优点。一种钠离子电池用碳基材料(NamCn)作负极,利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电,该钠离子电池
10、的工作原理为:。下列说法不正确的是( )A充电时,阴极质量减小且Na+数目增加B充电时,阳极的电极反应式为NaCoO2-me-=Na1-mCoO2+mNa+C放电时,Na+向正极移动D放电时,负极的电极反应式为NamCn-me-=mNa+Cn【答案】A【解析】A. 充电时,阴极电极反应式为mNa+Cn+me-=NamCn,阴极电极质量会增大,A项错误;B. 充电时,阳极上发生失电子的氧化反应,电极反应式为:NaCoO2-me-=Na1-mCoO2+mNa+,B项正确;C. 放电时阳离子向正极移动,即Na+向正极移动,C项正确;D. 放电时,负极电极反应式为NamCn-me-=mNa+Cn,D项
11、正确;答案选A。8下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是()A2HgO2Hg+O2B4A1+3MnO22Al2O3+3MnC2MgO2Mg+O2D3CO+Fe2O32Fe+3CO2【答案】C【解析】AHg活动性较弱,用热分解的方法冶炼,选项A正确;BMn是比较活泼的金属,用热还原的方法冶炼,选项B正确;CMg是活泼的金属,用电解的方法冶炼,由于氧化镁的熔点太高,应电解熔融氯化镁,选项C错误;DFe是比较活泼的金属,用热还原的方法冶炼,选项D正确。答案选C。9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LiClKCl混合物受热熔融后,电池即可瞬
12、间输出电能,此时硫酸铅电极处生成Pb。下列有关说法正确的是A输出电能时,外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极B放电时电解质LiClKCl中的Li向钙电极区迁移C电池总反应为CaPbSO42LiClPbLi2SO4CaCl2D每转移0.2 mol电子,理论上消耗42.5 g LiCl【答案】C【解析】A. 输出电能时,电子由负极经过外电路流向正极,即从钙电极经外电路流向硫酸铅电极,A项错误;B. Li+带正电,放电时向正极移动,即向硫酸铅电极迁移,B项错误;C. 负极反应方程式为Ca+2Cl2e=CaCl2,正极电极反应方程式为:PbSO4+2e+2Li+=Pb+Li2SO4,则总反应方程式为:
13、PbSO4+Ca+2LiCl=Pb+CaCl2+Li2SO4,C项正确;D.钙电极为负极,电极反应方程式为Ca+2Cl2e=CaCl2,根据正负极电极反应方程式可知2e2LiCl,每转移0.2 mol电子,消耗0.2 mol LiCl,即消耗85g的LiCl,D项错误;答案选C。10钢铁生锈过程发生如下反应:2FeO22H2O=2Fe(OH)2;4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3;2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列说法正确的是( )A反应中电子转移数目相等B与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀C反应中氧化剂是氧气和水D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀【答案】A【解析
14、】A. 分析反应前后元素化合价变化知,反应、中均转移4 mole-,A项正确;B. 铜、钢及水溶液构成原电池,铁做负极,铜做正极,加速了铁的腐蚀,B项错误;C. 反应中Fe元素化合价升高,氧气中氧元素化合价降低,故Fe失电子作还原剂,氧气得电子做氧化剂;水中氢氧元素化合价不变,故水既不是氧化剂也不是还原剂,C项错误; D. 钢铁在潮湿的空气中极易发生吸氧腐蚀,它属于电化学腐蚀,D项错误;答案选A。11用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极增重a g时,在阳极上产生了b L气体(标况),则M的相对分子质量为( )ABCD【答案】C【解析】设M的相对原子质量为R,电解时,电池反应方程式为:4
15、M(NO3)x+2xH2O4M + xO2+4xHNO3 4Rg 22.4xL ag bL所以R= ;答案:C12某兴趣小组进行电解原理的实验探究,实验如下:一定温度下,以铜为电极,按如图所示装置电解饱和食盐水,通电2min。实验现象:接通电源30s内,阳极附近出现白色浑浊,之后变为橙黄色浑浊,此时测定溶液的pH约为10。结束后(温度不变),试管底部聚集大量红色沉淀,溶液仍为无色。查阅资料:物质氯化铜氧化亚铜氢氧化亚铜(不稳定)氯化亚铜颜色固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色红色橙黄色白色下列说法错误的是( )A反应结束后,最终溶液一定呈碱性B反应过程中发生了沉淀转化,说明Ksp(CuOH)
16、<Ksp (CuCl)C阴极的电极反应式为2H2O+2e=H2+2OHD电解过程中,Cl移向阳极【答案】A【解析】A、根据题干信息知道:当溶液变成橙黄色浑浊,即氢氧化亚铜生成时溶液的pH约为10,溶液显示碱性,但因为氢氧根离子和铜离子结合生成沉淀,因此反应结束后溶液呈中性,故A错误;B、CuCl和CuOH属于相同类型的难溶物,溶解度大的物质能转化为溶解度小的物质,随溶液pH升高CuCl逐渐转化为CuOH,产生橙黄色沉淀,说明Ksp(CuOH)<Ksp (CuCl),所以B选项是正确的;C、在阴极上是电解质中水电离出来的氢离子得电子的还原反应,发生的电极反应为:2H2O+2e=H2+
17、2OH,所以C选项是正确的;D、电解过程中电解质中的阴离子氯离子移向阳极,所以D选项是正确的。答案选A。13某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料,以吸收溶液的有机高聚物做固态电解质,其电池结构如图所示。电池总反应为:,下列说法中,正确的是A放电时,移向Zn膜B充电时,含有Zn膜的碳纳米管纤维一端连接有机高聚物电源正极C放电时,电子由锌膜表面经有机高聚物至膜表面D放电时,电池的正极反应为:【答案】D【解析】A放电时Zn为负极,MnO2为正极,则移向MnO2膜,故A错误;B放电时Zn为负极,则充电时Zn膜与电源的负极连接,故B错误;C放电时电子由锌膜经外电路流向膜表面,故C错误;D放电过程正
18、极上是二氧化锰得到电子生成MnOOH,电极反应为,故D正确;故答案为D。14十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”,意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合,已知:2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) H= -632 kJ/mol,下列说法正确的是( )A电极a 发生反应为还原反应B标准状况下,每 11.2 L H2S 参与反应,有1 mol H+ 经固体电解质膜进入正极区C当电极a的质量增加64 g 时,电池内部释放632 kJ 的热能D电极b上发生的电极反应为O2+2H2O+4e- = 4OH-【答案】B【解析】A. 电
19、极a 为负极,发生氧化反应,A错误。B. 由电极反应式2H2S-4e-=4H+S2可知,标准状况下,每 11.2 L H2S 即0.5 mol H2S参与反应,有1 mol H+ 经固体电解质膜进入正极区,B正确。C. 反应由化学能转化为电能,电池内部释放的热能小于632 kJ,C错误。D. 该电池是质子固体做电解质,所以电极反应式为O2+4H+4e- =2H2O,D错误。二、综合题15如图所示的装置中,若通入直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g。(1)电源电极X的名称为_。(2)pH变化:A_,B_,C_。(填“增大”“减小”或“不变”)(3)通电5 min后,B中共收集224 m
20、L气体(标准状况),溶液体积为200 mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,电解后,溶液的pH为_(设电解前后溶液体积无变化)【答案】(1)负极 (2)增大 减小 不变 (3)0.025 mol·L1 (4)13 【解析】(1)由铜电极的质量增加,发生Ag+e-Ag,则Cu电极为阴极,Ag为阳极,Y为正极,可知X为电源的负极;(2)A中电解氯化钾,生成KOH,所以pH增大,B中电解硫酸铜溶液生成硫酸,溶液中氢离子浓度增大,pH减小,C中阴极反应为Ag+e-Ag,阳极反应为Ag-e-Ag+,溶液浓度不变
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