高考化学二轮专题复习 上篇 专题八 电化学原理训练题

(时间：45分钟类型：（7+4）专项训练)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 B2．下列叙述中不正确的是 ( )。

A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应B．原电池的正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应D．用原电池作电源进行电解时，电子从原电池负极流向电解池阴极答案 B3．(2013·佛山模拟)用铁丝(电极a)、铜丝(电极b)和CuSO 4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(二)中档题4．(2012·北京理综，12)人工光合作用能够借助太阳能，用CO 2和H 2O 制备化学原料。

下图是通过人工光合作用制备HCOOH 的原理示意图，下列说法不正确的是( )。

A ．该过程是将太阳能转化为化学能的过程B ．催化剂a 表面发生氧化反应，有O 2产生C ．催化剂a 附近酸性减弱，催化剂b 附近酸性增强D ．催化剂b 表面的反应是CO 2＋2H ＋＋2e －===HCOOH解析 首先标化合价，看价变化，C ＋4O 2―→H C ＋2OOH ，CO 2中C 的化合价降低，得电子，由图示装置中电子转移的方向可知催化剂a 表面发生失电子的反应，催化剂b 表面发生得电子的反应，所以在催化剂b 表面发生的电极反应为CO 2＋2H ＋＋2e －===HCOOH ；在a 表面H 2O 失电子生成O 2，电极反应为2H 2O －4e －===4H ＋＋O 2↑，由电极反应式可知a 极附近酸性增强，b 极附近酸性减弱，C 错误。

答案 C5．(2013·华南师大附中期中)下列说法正确的是 ( )。

A．用甲装置电解精炼镁B．用乙装置验证试管中铁丝发生析氢腐蚀C．用丙装置构成铜锌原电池D．用丁装置利用电冶金法制铝解析Mg2＋和Al3＋在溶液中不放电，选项A和D错。

丙装置中两种电解液互换才能构成铜锌原电池，C错。

答案 B6．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＝0B．a＝3C．阳极生成1.5 mol Cl2D．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(NOc(H＋)＝1 mol·L－1，故A正确，D错误。

3)3溶液(即电解水)，溶液中阳极上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 A7．(2013·东北五校联考)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二、Ⅱ卷15分填空题专项训练(一)低档题8．(15分)(2012·山东潍坊高三模拟)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9．(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Na 2SO 4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 m 3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SO2－4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 ～CH3CH2OH44 463 000×103÷106×60% x解得x≈1.9。