四川省化学二轮复习专题限时训练：5电化学及其应用.pdf

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1、最新高考化学复习资料五电化学及其应用(时间:45 分钟满分:100 分)一、选择题(共 7 小题,每小题 6 分,共 42 分。每小题只有1 个选项符合题意)1.(2015 北京朝阳二模)铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。下列说法不正确的是()A.因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀B.若水膜中溶解了SO2,则铁铆钉腐蚀的速率变小C.铜极上的反应是2H+2e-H2,O2+4e-+4H+2H2O D.在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀2.(2015 安徽皖南八校三次联考)一种太阳能电池的工作原理如图所示,电解质为铁氰化钾K3Fe(CN)

2、6和亚铁氰化钾K4Fe(CN)6的混合溶液。下列说法中不正确的是()A.K+移向催化剂b B.催化剂 a表面发生的化学反应:Fe(CN-e-Fe(CNC.Fe(CN在催化剂b表面被氧化D.电解质溶液中的Fe(CN和 Fe(CN浓度基本保持不变3.(2015 天津七校4 月联考)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC 是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC 工作原理示意图,有关说法正确的是()A.当有 0.1 mol 电子转移时,a 极产生 1.12 L O2(标准状况下)B.b 极上发生的电极反应是:4H2O+4e-2H2+4OH-

3、C.d 极上发生的电极反应是:O2+4H+4e-2H2O D.c 极上进行还原反应,B 中的 H+可以通过隔膜进入A 4.(2015 河北唐山一模,11)铅蓄电池是典型的可充电电池,电池总反应式为Pb+PbO2+4H+2S2PbSO4+2H2O。下列说法正确的是()A.放电时,负极的电极反应是PbO2+4H+S+2e-PbSO4+2H2O B.充电时,电解液中H2SO4的浓度将变小C.放电时,PbO2发生氧化反应D.充电时,蓄电池的正极和外接电源的正极相连5.(2015 河北衡水中学一调,13)如图所示,用铁棒和石墨棒作电极电解1 L 1 molL-1食盐水,下列有关说法正确的是()A.电键

4、K 与 N 连接,铁棒被保护而免受腐蚀B.电键 K 与 N 连接,正极反应式为:4OH-4e-2H2O+O2C.电键 K 与 M 连接,将石墨棒换成铜棒,就可实现在铁棒上镀铜D.电键 K 与 M 连接,当两极共产生标准状况下气体33.6 L 时,理论上生成1 mol NaOH 6.(2015 河南洛阳三考)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示。已知海水中含 Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、S等离子,电极为惰性电极。下列叙述中正确的是()A.A 膜是阳离子交换膜B.通电后,海水中阴离子往b 电极处运动C.通电后,b 电极上产生无色气体,溶液中出现白色沉淀D.通电后,

5、a电极的电极反应为4OH-4e-O2+2H2O 7.(2015 河南十校阶段测试五)如图装置,U 形管中装有50 mL 2 molL-1的 CuSO4溶液。通电一段时间后,下列说法正确的是()A.转移 0.2 mol 电子时,阳极减少质量大于阴极增加质量B.转移 0.4 mol 电子时,阴极得到2.24 L 标准状况下的气体C.电解一段时间后,U 形管中会产生红褐色物质,后来逐渐溶解D.若将石墨棒换成铜棒,可实现铁制品上镀铜二、非选择题(共 3 小题,共 58 分)8.(2015 江西红色六校二次联考)(18 分)铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。工业上采用电

6、解氧化铝冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:2Al2O34Al+3O2请回答下列问题(1)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe 和 Si 等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应为,下列可作阴极材料的是。A.铝材B.石墨C.铅板D.纯铝(2)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应为。(3)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是。(4)下列说法正确的是。A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术B.铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降D.铝的阳极氧化膜

7、富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色9.(20 分)某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解池原理进行实验探究。图 1 请回答:.用图 1 所示装置进行第一组实验。(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是(填字母序号)。A.铝B.石墨C.银D.铂(2)N 极发生反应的电极反应为。(3)实验过程中,S(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象有。.用图 2 所示装置进行第二组实验。实验过程中,两极均有气体产生,Y 极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(Fe)在溶液中呈紫红色。图 2(4)

8、电解过程中,X 极区溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)电解过程中,Y 极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O 和。(6)若在 X 极收集到672 mL 气体,在 Y 极收集到168 mL 气体(均已折算为标准状况下的气体体积),则Y 电极(铁电极)质量减少 g。(7)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3ZnFe2O3+ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应为。10.(2015 北京朝阳二模)(20 分)Cl2是一种重要的化工原料。(1)电解饱和NaCl 溶液获得Cl2的化学方程式是。(2)为便于储存,要将氯气液化

9、Cl2(g)Cl2(l),应采取的措施是(写出一条即可)。(3)液氯储存区贴有的说明卡如下(部分):危险性储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇等物质;设置氯气检测仪泄漏处理NaOH、NaHSO3溶液吸收包装钢瓶用离子方程式表示“泄漏处理”中 NaHSO3溶液的作用。若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快,原因是。氯气含量检测仪工作原理示意图如下:Cl2在 Pt 电极放电的电极反应是。五电化学及其应用1.B解析:A 项,因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀,正确;B 项,若水膜中溶解了SO2,使溶液酸性增强,氢离子浓度增大,则铁铆钉腐蚀的速率变大,错误;C 项,从图中可看出,铁同

10、时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀,铜极是正极,发生的反应是2H+2e-H2,O2+4e-+4H+2H2O,正确;D 项,在金属表面涂一层油脂,隔绝氧气,能防止铁铆钉被腐蚀,正确,答案选 B。2.C解析:由电子流向可知a为负极,发生失电子的氧化反应:Fe(CN-e-Fe(CN;b 为正极,发生 Fe(CN+e-Fe(CN;只有 C 选项错误。3.D解析:a极接电源的负极,水中的 H+得电子生成H2,d 电极是氢氧燃料电池的负极,在该电极H2失去电子生成H+,b 极上为 OH-失电子,生成 O2,A、B、C 错误。4.D解析:A 项,放电时,Pb作负极,负极的电极反应是Pb-2e-+SPbSO4,错误;B

11、 项,充电时,发生从右到左的反应,电解液中H2SO4的浓度将变大,错误;C 项,放电时,PbO2作正极,发生还原反应,错误;D 项,充电时,蓄电池的正极和外接电源的正极相连,正确,答案选 D。5.D解析:A 项,电键 K 与 N 连接,构成的是原电池,Fe 的活动性比C 强,作负极,被氧化而受腐蚀,错误。B 项,电键 K 与 N 连接,构成的原电池中由于NaCl 溶液是中性介质,发生的是吸氧腐蚀。正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,错误。C 项,电键 K 与 M 连接,形成的是电解池。将石墨棒换成铜棒,铜棒作阳极,被氧化为Cu2+进入溶液,在阴极 Fe上,2H+2e-H2,错误。D 项

12、,电键 K 与 M 连接,形成的是电解池,电解食盐水。反应的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。n(NaCl)=1 mol,所以当阳极产生n(Cl2)=0.5 mol,阴极产生气体n(H2)=0.5 mol 时,NaCl 消耗完全,这时的反应改为电解NaOH 溶液,实质是电解水:2H2O2H2+O2,NaOH 的物质的量不变,根据元素守恒可得理论上生成1 mol NaOH,正确。6.C解析:A 项,A 膜是阴离子交换膜,错误。B 项,通电后,海水中阴离子往阳极a 电极处运动,错误。C 项,通电后,由于放电能力H+Mg2+Ca2+,所以 H+在阴极 b 电极上放电:2H+2e-

13、H2,产生无色气体,由于破坏了附近的水的电离平衡,在该区域c(OH-)增大,会发生反应:Mg2+2OH-Mg(OH)2,所以溶液中还出现白色沉淀,正确。D 项,通电后,由于在溶液中的放电能力Cl-OH-,所以在阳极发生反应:2Cl-2e-Cl2,错误。7.B解析:该电池中硫酸铜的总的物质的量为0.1 mol,可以电离出0.1 mol 的铜离子。在两个电极上分别发生的反应为Fe-2e-Fe2+(阳极),Cu2+2e-Cu(阴极),但是当溶液中的铜离子反应完全之后,是该溶液中由水电离出来的氢离子放电:2H+2e-H2。A 项,转移 0.2 mol 电子时,阳极减少质量为 5.6 g,小于阴极增加质

14、量6.4 g,错误;B 项,转移 0.4 mol 电子时,阴极得到2.24 L 标准状况下的氢气,正确;C 项,电解过程中,生成的红褐色物质(氢氧化铁)不会溶解,错误;D 项,由于铁为阳极,则不会在铁上镀铜,错误。8.答案:(1)Al-3e-Al3+D(2)2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+(3)铝阳极表面不断生成氧化物,电阻增大,为了保持稳定的电流,需要不断增大电压(4)BD 解析:(1)由于 Al 比 Fe、Si 都活泼,故类似于电解精炼Cu,阳极反应为Al-3e-Al3+;阴极材料为纯铝。(2)在酸性条件下电解,阳极生成氧化膜Al2O3:2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+

15、。(3)由于随着氧化膜的生成,电阻增大,为了维持电流稳定,故需不断加大电压。(4)阳极氧化是利用电解原理技术;铝阳极氧化后生成氧化物,可增强铝表面的绝缘性能,生成的氧化物会大大提高耐腐蚀性和耐磨性;随着氧化膜的生成,电解液对膜的溶解作用也开始了,所以生成了多孔型氧化膜,具有吸附性。9.答案:(1)A(2)2H+2e-H2(或 2H2O+2e-H2+2OH-)(3)从右向左滤纸上 M 极附近有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可)(4)增大(5)4OH-4e-2H2O+O2(6)0.28(7)2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH-解析:(1)铝与 CuSO4溶液反应,且

16、比 Zn 活泼;(2)N 极为阴极,发生得电子反应,溶液中只有H+得电子;(3)S向负极(左)移动,滤纸上阴极有OH-生成、阳极有Fe2+生成,两离子生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;(4)X 极是阴极,H+得电子,所以 pH 增大;(5)两极均有气体产生,可知阳极生成的气体只能是氧气;(6)X 极收集 n(H2)=0.03 mol,得 0.06 mol 电子,Y 极收集 n(O2)=0.007 5 mol,OH-失去 0.03 mol 电子,所以参加反应的n(Fe)=0.005 mol;(7)第一步,标化合价看化合价变化:铁的化合价降低3价;第二步,依据得失电子写2

17、Fe+6e-Fe2O3;第三步,依据电荷守恒,结合电解质溶液显碱性配平得电极反应:2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH-。10.答案:(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2(2)降温(或加压)(3)HS+Cl2+H2OS+2Cl-+3H+铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用Cl2+2e-+2Ag+2AgCl 解析:(1)电解饱和 NaCl 溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气,化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。(2)将氯气液化,使 Cl2(g)Cl2(l)平衡正向移动,可以加压;气体液化是放热过程,所以还可以降低温度。(3)NaHSO3溶液与氯气发生氧化还原反应,离子方程式为HS+Cl2+H2OS+2Cl-+3H+。钢瓶中含有铁,与氯气反应生成氯化铁,对苯和氯气的反应起催化作用。Cl2在 Pt电极放电生成氯离子,与银离子结合成氯化银,从而检测氯气,电极反应为Cl2+2e-+2Ag+2AgCl。