高考化学 终极冲刺押题卷 电化学原理题点训练(1)

2014高考化学终极冲刺押题卷：电化学原理题点训练
一、6分选择题专项训练
(一)低档题
1．下列有关电池的说法不正确的是( )。

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
解析锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流从铜流向锌，而电子是沿外电路由锌流向铜，B项错；电池的实质即是将化学能转化成电能，C正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确。

答案 B
2．下列说法正确的是( )。

A．原电池工作时，阴离子移向正极
B．铁片表面镀锌，铁片接电源负极
C．用Cu作电极电解H2O，阳极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D．向AgCl饱和溶液中加入NaCl固体，c (Cl－)增大，K sp增大
解析原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故A错误；电镀中镀件作阴极，接电源负极，故B正确；阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋，故C错误；K sp只随温度改变而改变，故D错误。

答案 B
3．用铁丝(电极a)、铜丝(电极b)和CuSO4溶液可以构成原
电池或电解池，如图所示。

则下列说法正确的是( )。

A．构成原电池时b极反应为Cu－2e－===Cu2＋
B．构成电解池时a极质量一定减少
C．构成电解池时b极质量可能减少也可能增加
D．构成的原电池或电解池工作后可能产生大量气体
解析构成原电池时b极作正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A错；构成电解池时a和b的质量都是可能减少也可能增加，B错误，C正确；无论构成原电池还是电解池，工作时都不可能产生大量气体，D错误。

答案 C
4．利用右图装置可以模拟铁的电化学防护。

下列叙述正确的是
( )。

A．铁被腐蚀过程实质是金属铁发生了还原反应
B．若X为锌片，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
C．若X为碳棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
D．当K置于N处时，可减缓铁的腐蚀
解析铁被腐蚀是铁发生了氧化反应，A错误；当X为锌，K置于M处时，构成原电池，铁作正极被保护，B正确；当X为碳棒，K置于M处时，仍构成原电池，铁作负极，加快了金属的腐蚀，C错误；当K置于N处时，构成电解池，铁作阳极，加快了金属的腐蚀，D 错误。

答案 B
(二) 中档题
5．将KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后，用石墨电极进
行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图
所示，则下列说法正确的是( )。

A．整个过程中两电极反应2Cl－－2e－===Cl2↑、
2H＋＋2e－===H2↑不可能同时发生
B．电解至c点时，往电解液中加入适量CuCl2固体，即可
使电解液恢复至原来的浓度
C．ab段表示电解过程中H＋被还原，pH上升
D．原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2∶1
解析图像分为三段，因此整个电解过程也有三个阶段，第一个阶段相当于电解CuCl2溶液，CuCl2水解呈酸性，随着电解的进行，浓度减小，酸性减弱，pH上升，选项C错。

若原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2∶1，则达b点时CuCl2消耗完，接着只电解水，则与图像不符，D错。

根据b→c溶液的pH明显下降，说明b点时Cl－已耗完，而Cu2＋过量，Cu2＋和水电离的OH－放电；c→d溶液的pH继续下降，但与bc段曲线的斜率不同，说明此时Cu2＋已消耗完，为电解水，可判断B错，A正确。

答案 A
6．体积为1 L的某溶液中含有的离子如表所示：
离子Cu2＋Al3＋NO－3Cl－
物质的量浓度
1 1 a 1
mol·L－1
用Pt电极电解该溶液，当电路中有3 mol电子通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是( )。

A．电解后溶液的pH＝0
B．a＝3
C．阳极生成1.5 mol Cl2
D．阴极析出的金属是铜与铝
解析根据离子的放电顺序及得失电子守恒知，先电解0.5 mol CuCl2，生成0.5 mol Cu 和0.5 mol Cl2，然后电解0.5 mol Cu(NO3)2，生成0.5 mol Cu和0.25 mol O2、1 mol H ＋，再电解Al(NO
3)3溶液(即电解水)，溶液中
c(H＋)＝1 mol
·L－1，故A正确，D错误。

阳极上Cl－放电只产生0.5 mol Cl2，C错误。

由电荷守恒可知a＝4，B错误。

答案 A
7．“天宫一号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。

镍氢电池的结构示意图如图所示。

若电池总反应为：
Ni(OH)2
充电
放电NiOOH＋
1
2
H2，充电时阴极反应为：H2O＋e－===
1
2
H2↑＋
OH－。

则下列说法正确的是(双选) ( )。

A．充电时a极为正极
B．放电时NiOOH发生氧化反应
C．充电时，K＋移向a极，OH－移向b极
D．放电时正极反应为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
解析充电的实质是电解，电解池只有阴极和阳极，a极得电子发生还原反应，为阴极，故A错误；充电时阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故C正确；放电时NiOOH得到电子发生还原反应，故B错误；放电时总反应减去负极反应可得正极反应，故D正确。

答案CD
8．下列实验现象预测正确的是(双选) ( )。

A．实验Ⅰ：电流表A指针偏转，碳棒上有红色固体析出
B．实验Ⅱ：电流表A指针偏转，铁极上有无色气体产生
C．实验Ⅲ：碳棒上有无色气体产生，铁极上有黄绿色气体产生
D．实验Ⅳ：粗铜溶解，精铜上有红色固体析出
解析Ⅰ为原电池，实质是铁置换出铜，铁为负极，故A正确；Ⅱ为原电池，实质为模拟吸氧腐蚀，故B错误；Ⅲ为电解食盐水，阳极(石墨电极)附近产生黄绿色氯气，阴极(铁电极)附近产生无色氢气，故C错误；Ⅳ为铜的精炼，故D正确。

答案AD
二、Ⅱ卷15分填空题专项训练
(一)低档题
9． 15分)甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。

(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝260 kJ·mol－1
已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566 kJ·mol－1。

则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为
________________________________________________________________。

(2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒
上镀铜。

①a 处应通入________(填“CH 4”或“O 2”)，b 处电极上发生的电极反应式是________________________________________________________________。

②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu 2＋的物质的量浓度________。

③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH －以外还含有________(忽略水解)。

④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g ，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。

解析 (1)根据盖斯定律，将第一个热化学方程式乘以2，与第二个相加得2CH 4(g)＋O 2(g)===2CO(g)＋4H 2(g) ΔH ＝－46 kJ·mol －1。

(2)由于Fe 棒上镀Cu ，则Cu 棒发生氧化反应，作阳极，b 电极作正极，a 电极作负极，CH 4在a 处通入，O 2在b 处通入，由于KOH 溶液作电解质溶液，则b 极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －，电镀过程中电解质溶液不参与电极反应，各离子浓度均不变；CH 4燃料电池中
的化学方程式为CH 4＋2O 2＋2KOH===K 2CO 3＋3H 2O ，可得溶液中存在CO 2－3，再由电子守恒得
CH 4～4Cu ，则12.8 g Cu 的物质的量为0.2 mol ，消耗CH 4为0.2 mol 4
＝0.05 mol ，在标准状况下的体积为0.05 mol×22.4 L·mol －1
＝1.12 L 。

答案 (1)2CH 4(g)＋O 2(g)===2CO(g)＋4H 2(g) ΔH ＝－46 kJ·mol －1
(2)①CH 4 O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH － ②变小 不变 ③CO 2－3 ④1.12
(二)中档题
10．(15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Cu 2O 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 ．②区铜片上有气泡产生
b ．③区铁片的电极反应式为2Cl －－2e －
===Cl 2↑
c ．最先观察到变成红色的区域是②区
d ．②区和④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、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH 3CHO ＋H 2O=====电解
CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH 实验室中，以一定浓度的乙醛Na 2SO 4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。

①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”)。

②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－1的废水，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。

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，可得阳极反应式为2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋，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)：Fe－2e－===
Fe2＋，正极(Cu)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

右半区是电解装置，阳极(Fe)：Fe－2e－===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④区，故选项a、b、c均错误。

(3)①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CO2－3，由此可写出此电极的电极反应式。

在电解过程中，由于S O2－4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。

②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：CH3CHO ～CH3CH2OH
44 46
3 000×103÷106×60% x
解得x≈1.9。

答案(1)2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋2H＋＋2e－===H2↑(2)d (3)①CH4CH4－8e＋＋10OH－===CO2－3＋7H2O 不变②1.9
11． (15分)(1)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2该电池反应的化学方程式是______________________________________。

(2)化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理
水中硝酸盐的污染。

电化学降解NO－3的原理如图所示。

①电源正极为__________(填A或B)，阴极反应式为__________________。

②若电解过程中转移了 2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为__________克。

(3)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。

两种锌锰电池的构造如图所示。

回答下列问题：
普通锌锰电池放电时发生的主要反应为
Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH
①该电池中，负极材料主要是________，电解质的主要成分是________，正极发生的主要反应是_____________________________________________。

②与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是________________。

解析(1)该新型电池放电时，关键判断Al的氧化产物。

由于NaOH溶液的存在，Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3，故电池反应的化学方程式为：Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋
H 2O===NaAlO 2＋3Ni(OH)2。

(2)阴极：2NO －3＋6H 2O ＋10e －===N 2↑＋12OH －
阳极：10OH －－10e －===5H 2O ＋52
O 2↑ 在阳极区生成的H ＋通过质子交换膜到达阴极区，所以，当电子过程中转移10 mol e －时，
Δm 左＝52
mol×32 g·mol －1＋10 g ＝90 g Δm 右＝28 g －10 g ＝18 g
所以当转移2 mol e －时，膜两侧电解液的质量变化差为90 g －18 g 5
＝14.4 g 。

(3)①该电池中，负极材料是较活泼的金属Zn ，电解质的主要成分是NH 4Cl ，正极发生还原反应，电极反应为：MnO 2＋NH ＋4＋e －===MnOOH ＋NH 3。

②与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池内部；碱性电池使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。

答案 (1)Al ＋3NiO(OH)＋NaOH ＋H 2O===NaAlO 2＋3Ni(OH)2
(2)①A 2NO －3＋6H 2O ＋10e －===N 2↑＋12OH －
②14.4
(3)①Zn NH 4Cl MnO 2＋NH ＋4＋e －===MnOOH ＋NH 3 ②碱性电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部；碱性电池使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答对一条即可，其他合理答案也可)
(三)高档题
12．(15分)锌(Zinc)是第四“常见”的金属，仅次于铁、铝及铜，在现代工业中对于电池制
造有不可磨灭的贡献。

Ⅰ.湿法炼锌
某种冶炼过程可用下图简略表示
(1)ZnS 焙烧反应的化学方程式为___________________________________。

(2)电解过程中析锌一极的电极反应式为_____________________________。

(3)氧化锌像氧化铝一样，属于两性氧化物，则氧化锌与氢氧化钠反应的离子方程式为_______________________________________________________。

(已知：“锌酸”的化学式可写成H 2[Zn(OH)4])
Ⅱ.锌电池
用锌作负极的电池生活中随处可见，如锌锰干电池、锌锰碱性电池、锌空电池等。

(4)锌锰碱性电池，以二氧化锰为正极，锌粒为负极，氢氧化钾溶液为电解液。

其具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

电池总反应式为Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。

碱性电池中，负极锌由片状改变成粒状的优点是__________________________；正极反应式为________________________
___________________________________________________
____________。

(5)新型锌空电池(如图)与锂电池相比，锌空气充电电池的
储存电量是它的三倍，成本是锂电池的一半，并且完全没有
过热爆炸的安全隐患。

该电池的总反应为2Zn ＋O 2===2ZnO ，
电解质溶液为KOH 溶液，则负极的电极反应式为
________________________________________________________________。

若以该电池为电源，用惰性电极电解硝酸银溶液，为保证阴极有10.8 g 银析出，至少需要________L 空气(折算成标准状况)进入该电池。

解析 (2)析锌一极应是[Zn(NH 3)4]2＋得到电子，还原为锌，同时释放出氨气。

(4)碱性锌锰电池中，负极锌失电子生成锌离子，再与溶液中的氢氧根结合生成氢氧化锌，负极反应：Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2，正极反应：2MnO 2＋2H 2O ＋2e －===2MnO(OH)＋2OH －。

(5)锌空电池的负极反应式为2Zn －4e －＋4OH －===2ZnO ＋2H 2O ，正极反应式为O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －，用惰性电极电解硝酸银溶液的阴极反应式为Ag ＋＋e －===Ag ，则有O 2～4e －～4Ag ，
V (空气)＝10.8 g 108 g·mol －1×1
41
5
×22.4 L·mol －1＝2.8 L 。

答案 (1)2ZnS ＋3O 2=====焙烧
2SO 2＋2ZnO
(2)[Zn(NH3)4]2＋＋2e－===Zn＋4NH3↑
(3)ZnO＋2OH－＋H2O===[Zn(OH)4]2－
(4)增大了负极的反应面积，提高了放电效率2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－
(5)Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O 2.8(2.7也可)。