2021年高考化学三轮冲刺《电化学基础》练习一（含答案）

这是一份2021年高考化学三轮冲刺《电化学基础》练习一（含答案），共8页。

关于下列装置的说法中正确的是( )
A.装置①中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液一端
B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大
C.用装置③精炼铜时,c极为粗铜
D.装置④中电子在外电路由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成
某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为
Li1-xCO2+LixC6LiCO2+C6(x<1)。
下列关于该电池的说法不正确的是( )
A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时,负极的电极反应式为LixC6-xe-xLi++C6
C.充电时,若转移1 ml e-,石墨(C6)电极将增重7x g
D.充电时,阳极的电极反应式为LiCO2-xe-Li1-xCO2+xLi+
在铜片上镀银时，下列叙述正确的是( )
①将铜片接在电源的正极上
②将银片接在电源的正极上
③在铜片上发生的反应是：Ag＋＋e－===Ag
④在银片上发生的反应是：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
⑤需用硫酸铜溶液为电镀液 ⑥需用硝酸银溶液为电镀液
A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥
一种太阳能电池的工作原理如图所示,电解质为铁氰化钾和亚铁氰化钾的混合溶液,下列说法不正确的是( )
A.K+移向催化剂b
B.催化剂a表面发生的化学反应:[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-
C.[Fe(CN)6]3-在催化剂b表面被氧化
D.电解质溶液中的[Fe(CN)6]4-和[Fe(CN)6]3-的浓度基本保持不变
下列电池工作时，O2在正极放电的是( )
Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池的总反应方程式如下：2AgCl + Mg === Mg2++ 2Ag +2Cl−。有关该电池的说法正确的是（ ）
A．该电池可用于海上应急照明供电
B．负极反应式为：AgCl + e− === Ag + Cl−
C．该电池不能被KCl 溶液激活
D．电池工作时，每消耗1.2 g Mg，溶液中的Cl-增多0.2 ml
我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是（ ）
A．放电时，ClO4－向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为：3CO2+4e− =2CO32－+C
D．充电时，正极反应为：Na++e−=Na
全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02 ml电子，负极材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
下列关于电化学的叙述正确的是( )
A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红
B．图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法
C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．上述4个装置中，图①、②中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢
下列说法正确的是 （ ）
A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH < 0，ΔS >0
B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀
C．常温下，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10−12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)≤5.6×10−4 ml·L−1
D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023
如图所示的电化学装置，下列叙述不正确的是( )
A．a和b用导线连接，电子由铁经过导线流向碳
B．a和b用导线连接，铁电极的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋
C．a、b分别连接直流电源正、负极，可以防止铁被腐蚀
D．a、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，Na＋向铁电极移动
结合图示判断，下列叙述正确的是( )
A．K与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大
B．K与N连接时，X为氯化钠，石墨极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
C．K与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大
D．K与M连接时，X为氯化钠，石墨极电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)、Cl－，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：
(1)M为电源的____极(填“正”或“负”)，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为________、________(填写化学式)。
(2)计算电极f上生成气体的物质的量为________ml。
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：_________________________________。
KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________（写出一点）。
(1)以Al和NiOOH为电极，NaOH溶液为电解液，可以组成一种新型电池，放电时NiOOH转化为Ni(OH)2。
①该电池的负极反应式为___________________________________________，
②电池总反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。
该电池的总反应为
①放电时负极反应为_____________________________________________________，
正极反应为________________________________________________________________。
②放电时电子由________极流向________极。
③放电时1 ml K2FeO4发生反应，转移电子数是______。
根据下图回答下列问题:
Ⅰ.(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象是 ,负极的电极反应式为 。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为 (填“Mg”或“Al”),总反应的化学方程式为 。
Ⅱ.中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
(1)该电池工作时,b口通入的物质为 ,c口通入的物质为 。
(2)该电池负极的电极反应式为 。
(3)工作一段时间后,当12.8 g甲醇完全反应生成CO2时,有 NA个电子转移。
\s 0 答案详解
答案为：B；
解析：在装置①中,金属锌是负极,金属铜是正极,盐桥中的K+移向CuSO4溶液一端,故A项错误;装置②是电解池,阴极上是氢离子得电子发生还原反应,氢离子浓度减小,所以a极附近溶液的pH增大,故B项正确;电解精炼铜时,电解池的阳极是粗铜,阴极是精铜,即c极为精铜,故C项错误;在装置④中,金属锌是负极,金属铁是正极,电子在外电路从负极Zn流向正极Fe,装置中铁电极上会产生氢气,故D项错误。
答案为：C；
解析：A项,原电池中,阳离子移向正极,正确;B项,放电时负极发生氧化反应,LixC6失电子生成Li+和C6,正确;C项,充电时,C6电极反应式为C6+xLi++xe-LixC6,每转移1mle-,生成mlLixC6,增重m=·7x=7g,错误;D项,充电时,阳极发生氧化反应,LiCO2失电子生成Li1-xCO2和Li+,正确。
答案为：B；
解析：在铜片上镀银时，需将铜片接在电源的负极上，将银片接在电源的正极上，用硝酸银溶液作电镀液。在铜片上发生的反应是：Ag＋＋e－===Ag，在银片上发生的反应是：Ag－e－===Ag＋。
答案为：C；
解析：由题图可知,电子从负极流向正极,则a为负极,b为正极。b为正极,则K+移向催化剂b,A项正确;a为负极,发生氧化反应,则催化剂a表面发生反应:[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-,B项正确;b上发生还原反应,电极反应为[Fe(CN)6]3-+e-[Fe(CN)6]4-,[Fe(CN)6]3-在催化剂b表面被还原,C项错误;由B、C中的电极反应可知,二者以1∶1相互转化,电解质溶液中[Fe(CN)6]3-和[Fe(CN)6]4-浓度基本保持不变,D项正确。
答案为：B；
解析：氢燃料电池中，负极上H2放电，正极上O2放电，A、C、D中均不存在O2放电，故选B。
答案为：A；
解析：A.该电池可被海水激活，产生电能，故A项正确；
B.负极为Mg 失电子，负极反应为Mg -2e-=Mg2+，故B项错误；
C. KCl溶液可代替海水激活原电池，故C错误；
D.由Mg - 2Cl−知电池工作时，每消耗1.2 g Mg，溶液中的Cl-增多0.1 ml，故D错误；答案：A。
答案为：D；
解析：A．放电时是原电池，阴离子ClO4－向负极移动，A正确；
B．电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；
C．放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2+4e−=2CO32－+C，C正确；
D．充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO32－+C－4e−=3CO2，D错误。答案选D。
答案为：D；
解析：A．原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，随放电的进行可能发生多种反应，其中可能发生反应2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，故A正确；
B．原电池工作时，转移0.02ml电子时，氧化Li的物质的量为0.02ml，质量为0.14g，故B正确；
C．石墨烯能导电，S8不能导电，利用掺有石墨烯的S8材料作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；
D．电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li和S8越多，即电池中Li2S2的量越少，故D错误。答案为A。
答案为：C；
解析：图①阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl2，阴极产生H2，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红，A错误。
牺牲阳极的阴极保护法利用的原电池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图②为电解池，可验证外加电源的阴极保护法，B错误。
NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确。
图③中Fe作负极，腐蚀速率最快；图①和②中Fe作阴极，图④中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。
答案为：BC；
解析：A．该反应气体的分子数减少了，所以是熵减的反应，ΔS<0，A错误；
B．锌比铁活泼，形成原电池时锌做负极，所以可以减缓钢铁管道的腐蚀，B正确；
C．常温下，在pH=10的溶液中，c(OH−)=1 SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ml/L，溶液中含Mg2+浓度最大值为=5.6 SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ml/L，C正确；
D．在锌和稀硫酸的反应中每生成1 ml H2，电子转移的数目为2 ml e−，在常温常压下，11.2 L H2的物质的量不是0.5 ml，所以反应中转移的电子数不是6.02 SKIPIF 1 < 0 \* MERGEFORMAT ，D不正确。
答案为：D；
解析：a和b用导线连接构成原电池，铁是负极，电子由铁经过导线流向碳，A正确；a和b用导线连接，铁电极的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，B正确；a、b分别连接直流电源正、负极，碳棒是阳极，铁电极是阴极，可以防止铁被腐蚀，C正确；a、b分别连接直流电源负、正极，碳棒是阴极，铁电极是阳极，电解池中阳离子Na＋向阴极碳电极移动，D错误。
答案为：A；
解析：A项，K与N连接时形成原电池，X为硫酸时，电池总反应式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，溶液pH增大，正确；B项，X为NaCl时，发生Fe的吸氧腐蚀，石墨是正极，正极反应式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，错误；C项，K与M相连时形成电解池，X为硫酸，实质是发生电解水的反应，H2O被消耗掉，则硫酸浓度增大，pH减小，错误；D项，电解NaCl溶液，石墨是阳极，阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑，错误。
答案为：
(1)负 NaCl AgNO3；
(2)0.025
(3)4AgNO3＋2H2Oeq \(=====,\s\up17(电解))4Ag＋O2↑＋4HNO3
解析：根据电解一段时间后，c电极质量增加了10.8 g，判断出c为阴极，则连接阴极的电极M是电源的负极。电解时，甲装置中溶液的pH增大，说明阴极上是水电离出的H＋放电，阳极上是放电能力大于OH－的Cl－放电，Cl－与Ag＋不能共存，故甲中的电解质溶液为NaCl溶液；电解时，乙装置中pH减小，说明阳极上是水电离出的OH－放电，溶液中含有的离子是含氧酸根离子，阴极上析出金属，所以含有Ag＋，该电解质溶液是AgNO3溶液；丙装置中溶液的pH不变，说明丙装置中是Na2SO4溶液，则f电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。根据乙中反应：4AgNO3＋2H2Oeq \(=====,\s\up17(电解))4Ag＋4HNO3＋O2↑可知，n(O2)＝eq \f(1,4)n(Ag)＝eq \f(1,4)×eq \f(10.8 g,108 g·ml－1)＝0.025 ml。
答案为：2H2O+2e－2OH－+H2↑ K+ a到b 产生Cl2易污染环境等
解析：①由图示，阴极为氢氧化钾溶液，所以反应为水电离的氢离子得电子，
反应为2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑。
②电解时，溶液中的阳离子应该向阴极迁移，明显是溶液中大量存在的钾离子迁移，
方向为由左向右，即由a到b。
③KClO3氧化法的最大不足之处在于，生产中会产生污染环境的氯气。
答案为：
(1)①Al＋4OH－－3e－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
②Al＋3NiOOH＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2
(2)①Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
2FeOeq \\al(2－,4)＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－
②负 正
③1.806×1024
解析：
(1)①放电时Al失电子，生成的Al3＋与NaOH溶液反应生成AlOeq \\al(－,2)。②放电时，NiOOH转化为Ni(OH)2，故电池的总反应式为Al＋3NiOOH＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2
(2)放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正极反应为2FeOeq \\al(2－,4)＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－。电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1 ml K2FeO4发生反应，转移电子是3 ml，数目是1.806×1024。
答案为：
Ⅰ.(1)Mg逐渐溶解,Al片上有气泡冒出,电流计指针偏转 Mg-2e-Mg2+
(2)Al 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
Ⅱ.(1)CH3OH O2或空气
(2)CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+
(3)2.4
解析：
Ⅰ.(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,因Mg的活泼性比Al强,故Mg作负极,负极上发生反应Mg-2e-Mg2+,镁片溶解;Al作正极,正极上发生反应2H++2e-H2↑,故Al片上有气泡冒出;电路中产生电流,故电流计指针偏转。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,因为Mg不与NaOH溶液反应,所以Al是负极,Mg是正极,总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。
Ⅱ.由H+移动方向可知,左侧为负极,右侧为正极,故b口通入CH3OH,c口通入O2或空气。负极反应式为CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+。当12.8g甲醇(即0.4ml)完全反应生成CO2时,转移2.4ml电子,即转移2.4NA个电子。