【精选】高考化学二轮复习【第8讲】电化学训练试题(含答案).pdf

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1、精选高考化学复习资料第 8 讲电化学(时间：45 分钟分值：100 分)一、选择题(共 7 个小题，每小题6 分，共 42 分)1(2013 垫江质检)甲醇燃料电池被认为是21 世纪电动汽车的最佳候选动力源，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是()。A通氧气的一极为负极BH从正极区通过交换膜移向负极区C通甲醇的一极的电极反应式为CH3OHH2O6e=CO2 6HD甲醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极解析外电路中电子从负极流向正极，内电路H从负极移向正极，B、D 错误；O2在正极发生还原反应，A 错误；甲醇在负极发生氧化反应，负极反应式为CH3OHH2O6e=CO26H。答案C 2(2

2、013 江苏，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()。AMg 电极是该电池的正极BH2O2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向正极移动解析MgH2O2海水电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg 2e=Mg2，H2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H2O22e=2OH(由于电解质为中性溶液，则生成OH)，A 项、B 项错误，C 项正确。由于负极阳离子(Mg2)增多，则Cl向负极移动平衡电荷，D 错误。答案C 3(2013 开县检测)如图所示，?为直流电源，?为浸透饱和氯

3、化钠溶液和酚酞试液的滤纸，?为电镀槽。接通电路(未闭合 K)后发现?上的 c 点显红色。为实现铁片上镀铜，接通 K后，使 c、d 两点短路。下列叙述不正确的是()。Ab 为直流电源的负极Bf 极为阴极，发生还原反应Ce 极材料为铁片，f 极材料为铜片D可选用CuSO4溶液或 CuCl2溶液作电镀液解析依据 c 点显红色，可判断出c 极发生的反应为2H2e=H2，故 c 点连接的b极为直流电源的负极，a 极为直流电源的正极。依次确定e极为阳极、发生氧化反应，f极为阴极、发生还原反应，则铜片作阳极、铁片作阴极，故C 错误。电镀液中要含有镀层金属的阳离子，故D 正确。答案C 4(2013 浙江理综，

4、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：3I26OH=IO35I3H2O 下列说法不正确的是()。A右侧发生的电极反应式：2H2O 2e=H2 2OHB电解结束时，右侧溶液中含IO3C电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2O=通电KIO33H2D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反应不变解析左侧变蓝，说明左侧是阳极，I在阳极放电，被氧化生成I2，因而右侧是阴极，只能是水电离的H放电被还原生成H2，其电极反应为2H2O2e=H22OH，A 项正确；阴离子交换膜允

5、许阴离子通过，B 项正确；电解KI 的过程发生如下两个反应：2I2H2O=通电I2 2OH H23I26OH=IO35I3H2O 3即得总方程式，C 项正确；如果将阴离子交换膜换成阳离子交换膜，阴极产生的 OH将不能到达阳极区，I2与 OH无法反应生成IO3，因而 D 项错。答案D 5(2013 湖南省十二校第一次联考，13)下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()。A图 1 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图 2中，往烧杯中滴加几滴KSCN 溶液，溶液变血红色C图 3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D图 4 中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，

6、镁块相当于原电池的正极解析插入海水中的铁棒，除发生化学腐蚀外，靠近液面的地方还会发生电化学腐蚀，越靠近液面腐蚀越严重，A 错误；图 2 中 Fe 作负极，失电子，生成 Fe2，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变血红色，B 错误；高温下铁发生氧化反应，发生化学腐蚀，C 正确；镁块相当于原电池的负极，失电子，从而保护地下钢铁管道，D 错误。答案C 6如图中，两电极上发生的电极反应如下：a 极：Cu22e=Cu；b 极：Fe2e=Fe2，则以下说法中不正确的是()。A该装置一定是原电池Ba 极上一定发生还原反应Ca、b 可以是同种电极材料D该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能解析A 项该装置不一定是

7、原电池，可以是原电池也可以是电解池；B 项根据已知条件，a 极上发生 Cu22e=Cu 反应，一定是还原反应；C 项，a、b 可以是同种电极材料，如用铁电极电解硫酸铜溶液；D 项该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能，也可以是化学能转化为电能。答案A 7(2013 天津化学，6)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al 作阳极、Pb 作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)电解池：2Al 3H2OAl2O33H2电解过程中，以下判断正确的是()。电池电解池A H移向 Pb 电极H移向

8、Pb 电极B 每消耗 3 mol Pb 生成 2 mol Al2O3C 正极：PbO24H2e=Pb22H2O 阳极：3Al 3H2O6e=Al2O36HD 解析在电池中阳离子移向正极PbO2，在电解池中阳离子移向阴极Pb 电极，A 错误；当消耗 3 mol Pb 时，转移 6 mol e，由转移电子守恒可知生成1 mol Al2O3，B 错误；电池正极反应应为：PbO24HSO24 2e=PbSO42H2O，C 错误；在电池中，由于Pb电极反应为：Pb2eSO24=PbSO4，析出的PbSO4附在电极上，电极质量增大，而在电解池中 Pb 为阴极不参与电极反应，故质量不发生改变，D 正确。答案

9、D 二、非选择题(共 4 个题，共58 分)8(14 分)(1)2012重庆理综，29(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图1 所示。图 1 电源的负极为_(填“A”或“B”)。阳极室中发生的反应依次为_、_。电解结束后，阴极室溶液的pH 与电解前相比将_；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。图 2(2)2011重庆理综，29(3)O3可由臭氧发生器(原理如图2)电解稀硫酸制得。图中阴极为 _(填“A”或“B”)，其电极反应式为_ _。若 C 处通入 O2，则 A 极的电极反应式为_ _。若 C 处不通入 O2，D、E

10、处分别收集到x L 和 y L 气体(标准状况)，则 E 处收集的气体中 O3所占的体积分数为_。(忽略 O3的分解)解析(1)根据电解池中的电极产物H2和 Cl2可以判断出A 为电源的正极，B 为电源的负极，故阳极室中发生的反应依次为：2Cl2e=Cl2，CO(NH2)23Cl2H2O=N2CO2 6HCl；阴极反应为：2H2O2e=2OHH2(或 2H2e=H2)根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH、H的数目相等，阳极室中反应产生的 H通过质子交换膜进入阴极室与OH恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的 pH 不变；由上述反应式可以看出，转移6 mol e时，阴极产生3 mol

11、 H2，阳极产生 1 mol N2和 1 mol CO2，故电解收集到的13.44 L 气体中 V(N2)V(CO2)13.44 L52.688 L，即 n(N2)n(CO2)0.12 mol 根据化学方程式CO(NH2)23Cl2H2O=N2CO26HCl 可知生成 0.12 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12 mol，其质量为：mCO(NH2)20.12 mol60 g mol17.2 g。(2)观察电解装置图知，特殊惰性电极B 上产生了氧气和臭氧，该极失去电子发生氧化反应作阳极，则特殊惰性电极A 为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2；若从C 处通

12、入氧气，氧气将参与反应，阴极生成的将是水，电极反应式为O24H 4e=2H2O；设 y L 混合气体中臭氧的体积分数为a，由电子得失守恒有2xya6y(1a)4，解得 ax2yy。答案(1)B2Cl2e=Cl2CO(NH2)23Cl2H2O=N2 CO26HCl不变7.2(2)A2H2e=H2O24H4e=2H2Ox2yy9(2013 河南郑州一模，21)(16 分)甲、乙的实验装置如图所示，丙、丁分别是氯碱工业生产示意图和制备金属钛的示意图。请回答下列问题：(1)写出甲装置中碳棒表面的电极反应式：_ _。(2)已知：5Cl2I26H2O=10HCl 2HIO3。若将湿润的淀粉-KI 试纸置于

13、乙装置中的碳棒附近，现象为 _；若乙装置中转移0.02 mol 电子后停止实验，烧杯中溶液的体积为200 mL，则此时溶液的pH_。(室温条件下，且不考虑电解产物的相互反应)(3)工业上经常用到离子交换膜，离子交换膜有阳离子交换膜和阴离子交换膜两种，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。当乙装置中的反应用于工业生产时，为了阻止两极产物之间的反应，通常用如丙图所示的装置，Na的移动方向如图中标注，则H2的出口是 _(填“C”、“D”、“E”或“F”)；_(填“能”或“不能”)将阳离子交换膜换成阴离子交换膜。(4)研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaO 作电解质，

14、利用丁装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。写出阳极的电极反应式：_。在 制 备 金 属 钛 前 后，CaO的 总 量 不 变，其 原 因 是(请 结 合 化 学 用 语 解释)_。电解过程中需定期更换阳极材料的原因是_ _。解析(1)甲装置中锌作负极，碳棒作正极，碳棒表面的电极反应式为O22H2O4e=4OH。(2)由乙装置中电子流向可知Fe 为电解池的阴极，C 为电解池的阳极，电解饱和食盐水时，碳棒上的电极反应式为2Cl2e=Cl2，若将湿润的淀粉-KI 试纸置于碳棒附近，试纸开始变蓝，一段时间后蓝色褪去；惰性电极电解饱和食盐水的总反应式为2Cl2H2O=电解2OHCl2

15、H2，则 n(OH)n(e)0.02 mol，c(OH)0.1 molL1，所以溶液的pH13。(3)Na移向阴极区，阴极上产生H2，H2从 E 口逸出；若改用阴离子交换膜，电解产生的 OH移向阳极区，能与阳极产生的Cl2发生反应：2OH Cl2=ClClOH2O，故不能改用阴离子交换膜。(4)根据题设条件，熔融CaO 电离产生Ca2、O2。Ca2在阴极获得电子生成Ca,2Ca24e=2Ca，O2在阳极失去电子产生O2,2O24e=O2。生成的Ca 与 TiO2发生置换反应：2CaTiO2=一定条件Ti2CaO，可见CaO 的总量不变。阳极产生的O2与石墨发生反应生成CO2，所以电解过程中，应

16、补充被消耗的阳极材料石墨。答案(1)O22H2O4e=4OH(2)试纸开始变蓝，一段时间后蓝色褪去13(3)E不能(4)2O24e=O2制备Ti 时，在电解槽中发生的反应：阴极2Ca24e=2Ca、阳极2O24e=O2和 2CaTiO2=一定条件Ti2CaO，由此可知CaO 的量不变石墨与阳极产生的氧气反应而不断减少10(2013 渝东南高三质检)(14 分)太阳能电池可用做电解的电源(如图)。(1)若 c、d 均为惰性电极，电解质溶液为硫酸铜溶液，电解过程中，c 极先无气体产生，后又生成气体，则 c极为 _极，在电解过程中，溶液的 pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)，停止电解后，为使溶

17、液恢复至原溶液应加入适量的_。(2)若 c、d 均为铜电极，电解质溶液为氯化钠溶液，则电解时，溶液中氯离子的物质的量将 _(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若用石墨、铁作电极材料，可组装成一个简易污水处理装置。其原理是：加入试剂调节污水的pH 在 5.06.0 之间。接通电源后，阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去，起到浮选净化作用；阳极产生的有色沉淀具有吸附性，吸附污物而沉积，起到凝聚净化作用。该装置中，阴极的电极反应式为_；阳极区生成的有色沉淀是_。解析(1)用惰性电极电解硫酸铜溶液，c 极上先无气体生成，后产生气体，说明c 极为阴极(先生成 Cu，后生成 H2)，电解 Cu

18、SO4溶液最终生成H2SO4，溶液的 pH 减小。电解过程分两个阶段：第一阶段，阴极生成Cu，阳极生成O2，溶液中减少的相当于CuO；第二阶段，阴极生成H2，阳极生成O2，溶液中减少的相当于H2O。(2)若 c、d 为铜电极时，阳极：Cu2e=Cu2，电解质溶液中Cl不放电，故其物质的量不变。(3)若用石墨、铁作电极材料，阴极产生气体，阴极发生的反应只能是2H 2e=H2，阳极生成有色沉淀，则阳极为铁放电，Fe2e=Fe2，该有色沉淀是Fe(OH)2。答案(1)阴减小CuO 和 H2O或 Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3(2)不变(3)2H2e=H2Fe(OH)211(创新预测题)(14

19、 分)电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：(1)以铜为阳极，以石墨为阴极，用 NaCl 溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为_，阴极反应式为_。(2)某 同 学 设 计 如 图 所 示 的 装 置 探 究 金 属 的 腐 蚀 情 况。下 列 判 断 合 理 的 是_(填序号)。a区铜片上有气泡产生b区铁片的电极反应式为2Cl2e=Cl2c最先观察到变成红色的区域是区d区和区中铜片的质量均不发生变化(3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生

20、成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHOH2O=电解CH3CH2OHCH3COOH 实验室中，以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b 极应通入 _(填化学式)，电极反应式为 _。电解过程中，阴极区 Na2SO4的物质的量 _(填“增大”、“减小”或“不变”)。在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为 3 000 mg/L 的废水，可得到乙醇_kg(计算结果保留小数点后1位)。解析(1)由于阳极材料为铜，所以铜本身失电子被氧化，由题意知氧化产物为Cu2O，可得阳

21、极反应式为2CuH2O2e=Cu2O2H，阴极上阳离子放电，即溶液中H被还原成清洁能源H2。(2)左半区是原电池装置，发生的是铁的吸氧腐蚀，负极(Fe)：Fe2e=Fe2，正极(Cu)：O22H2O4e=4OH。右半区是电解装置，阳极(Fe)：Fe2e=Fe2，阴极(Cu)：2H 2e=H2，由于电解引起腐蚀的速率远大于吸氧腐蚀的速率，因此最先观察到变成红色的区域是区，故选项a、b、c 均错误。(3)根据电解液中阳离子的迁移方向，可知c 为阳极，d 为阴极，因此直流电源上a 为正极，通入O2，b 为负极，通入CH4，在碱性条件下CH4的氧化产物为CO23，由此可写出此电极的电极反应式。在电解过程中，由于SO24没有参与放电，且阳离子交换膜不允许阴离子自由通过，因此根据质量守恒可得阴极区Na2SO4的物质的量不变。阴极区发生还原反应，即CH3CHO 转化成 CH3CH2OH，设生成的乙醇为x kg，根据碳原子守恒可得关系式：CH3CHOCH3CH2OH 44 46 3 000103 10660%x解得 x 1.9。答案(1)2CuH2O2e=Cu2O2H2H2e=H2(2)d(3)CH4CH48e 10OH=CO237H2O 不变1.9