【优化设计】2016年高考化学二轮复习 专题能力训练5 电化学基础(含15年高考题)

专题能力训练5 电化学基础

(时间:45分钟满分:100分)

一、选择题(共7小题,每小题8分,共56分。每小题只有1个选项符合题意)

1.(2015北京朝阳模拟)如图为锌铜原电池装置图,下列说法不正确的是( )

锌铜原电池装置

A.电子由Zn极流向Cu极

B.该装置的总反应:Zn+Cu2+Zn2++Cu

C.一段时间后,A池带正电荷,B池带负电荷

D.取出盐桥,电流计指针不再偏转

2.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

3.(2015湖北模拟)日本一家公司日前宣布,他们已经开发并计划大量生产一种颠覆性的阳极和阴极,两个电极都是碳材料的双碳性电池(放电原理如图所示),充电速度比普通的锂离子电池快20倍。

放电时,正极反应:C n(PF6)+e-P+n C,负极反应:LiC n-e-Li++n C。下列有关说法中正确的是( )

(A-表示阴离子)

A.a极为电池的负极

B.A-为OH-

C.电池充电时的阴极反应为LiC n+e-Li++n C

D.充电时,溶液中A-从b极向a极迁移

4.(2015湖北黄石模拟)PbO2-微生物燃料电池(MFC)是利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置(如图),若利用微生物分解香蕉皮(生成的葡萄糖作反应物)使该电池工作,下列说法不正确的是( )

A.a电极为正极,b电极为负极

B.b电极附近有PbO2,发生的电极反应为PbO2+4H++2e-Pb2++2H2O

C.电池的总反应式为12PbO2+C6H12O6+24H+6CO2↑+12Pb2++18H2O

D.该电池一般是在常温环境中工作,使得电池维护成本低,安全性强

5.据外媒报道,在特斯拉最新公布的Model E专利设计中,铝-空气电池组基本上取代了增程式内燃机。铝-空气电池工作原理如图所示,下列有关说法中不正确的是( )

A.铝电极作负极

B.可使用活性炭作正极材料

C.该电池工作时,每消耗2.7 g Al,需耗氧气6.72 L(标准状况)

D.铝-空气电池的可持续应用要求是一方面在工作状态下要有足够的氧气供应,另一方面在非工作状态下能够密封防止金属腐蚀

6.(2015天津理综)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是( )

A.铜电极上发生氧化反应

B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)减小

C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加

D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡

7.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-

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

二、非选择题(共2小题,共44分)

8.(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[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):

①用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用。

②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。

③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。

9.(2015湖南岳阳模拟)(24分)人类活动产生的CO2长期积累会威胁生态环境,其减排问题受到全世界的关注。

(1)将煤燃烧产生的二氧化碳回收利用,可达到降低碳排放的目的。图1是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。写出图示转化过程的化学反应方程式:。连接催化剂a、b的导线上电子流动方向是(填“a→b”或“b→a”)。

图1

图2

(2)高温电解技术可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。反应的化学方程式为

CO2+H2O CO+H2+O2,其工作原理如图2所示,电极b上放出的气体X为,与电极b相连的Y极为外接电源的(填“正”或“负”)极。

(3)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2得KHCO3溶液,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置如图3所示,在阳极区附近发生的反应包括和H++HC CO2↑+H2O。

图3

参考答案

1.C 解析:铜锌原电池中锌为负极,铜为正极,电子由Zn极流向Cu极,A项正确;该电池的总反

应:Zn+Cu2+Zn2++Cu,B项正确;盐桥中阳离子移向B池,阴离子移向A池,A池和B池中溶液仍然保持电中性,C项错误;取出盐桥,原电池中闭合回路断开,电流计指针不偏转,D项正确。

2.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-H 2↑,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。

3.D 解析:根据题给装置图判断,a电极有A-生成,b电极有Li+生成,结合放电时,正极反

应:C n(PF6)+e-P+n C,负极反应:LiC n-e-L i++n C,可知a电极为正极,b电极为负极,故A项错

误;A-为P,故B项错误;充电时,阴极反应为Li++n C+e-LiC n,故C项错误;充电时,溶液中A-从b(阴)极向a(阳)极迁移,故D项正确。

4.A 解析:根据图中H+的流向和电子的流向可推知a电极为负极,b电极为正极,所以A项错

误;PbO 2在b极得到电子,发生还原反应,电极反应式为PbO2+4H++2e-Pb2++2H2O,B项正确;香蕉皮经微生物分解后生成葡萄糖,负极反应为葡萄糖失电子生成二氧化碳,电极反应式为C6H12O6-24e-

+6H 2O6CO2↑+24H+,所以总反应式为12PbO2+C6H12O6+24H+6CO2↑+12Pb2++18H2O,C项正确;温度过高,微生物会发生变性死亡,所以D项正确。

5.C 解析:C项,负极反应式:4Al+16OH--12e-4Al+8H 2O,正极反应式:3O2+12e-+6H2O12O H-,所以每消耗2.7 g Al,需耗氧气(标准状况)的体积为×3×22.4 L·mol-1=1.68 L。

6.C 解析:原电池反应为Zn+CuSO 4ZnSO4+Cu。Cu电极作正极,Cu2+在正极得电子,发生还原反

应,A项错误;由于两半池中的阴离子S不能透过半透膜,故c(S)都不变,B项错误;甲池中由于生成Zn2+,而乙池中Cu2++2e-Cu,则乙池中的CuSO 4部分变为ZnSO4,导致乙池中溶液总质量变大,C项正确;阴离子不能透过半透膜,D项错误。

7.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;b极产生的O2进入C极,C极上O2得电子发生还原反应,在酸性电解质溶液中O 2+4e-+4H+2H2O,D项正确。

8.答案:(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

(2)降温(或加压)

(3)①HS+Cl 2+H2O S+2Cl-+3H+

②铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用

③Cl 2+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Cl 2(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)①NaHSO 3溶液与氯气发生氧化还原反应,离子方程式为HS+Cl2+H2O S+2Cl-+3H+。