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1、2022年高考化學二輪復習 專題限時訓練5 電化學及其應用 一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有1個選項符合題意) 1.(xx北京朝陽二模)銅板上鐵鉚釘長期暴露在潮濕的空氣中,形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會被腐蝕,示意圖如下。下列說法不正確的是(　　) A.因鐵的金屬性比銅強,所以鐵鉚釘被氧化而腐蝕 B.若水膜中溶解了SO2,則鐵鉚釘腐蝕的速率變小 C.銅極上的反應是2H++2e-H2↑,O2+4e-+4H+2H2O D.在金屬表面涂一層油脂,能防止鐵鉚釘被腐蝕 2.(xx安徽皖南八校三次聯(lián)考)一種太陽能電池的工作原理如圖所示,電解質(zhì)為鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]

2、和亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]的混合溶液。下列說法中不正確的是(　) A.K+移向催化劑b B.催化劑a表面發(fā)生的化學反應:Fe(CN-e-Fe(CN C.Fe(CN在催化劑b表面被氧化 D.電解質(zhì)溶液中的Fe(CN和Fe(CN濃度基本保持不變 3.(xx天津七校4月聯(lián)考)空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC是一種將水電解技術與氫氧燃料電池技術相結合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖,有關說法正確的是(　) A.當有0.1 mol電子轉移時,a極產(chǎn)生1.12 L O2(標準狀況下) B.b極上發(fā)生的電極反應是:4H2O+4e-2

3、H2↑+4OH- C.d極上發(fā)生的電極反應是:O2+4H++4e-2H2O D.c極上進行還原反應,B中的H+可以通過隔膜進入A 4.(xx河北唐山一模,11)鉛蓄電池是典型的可充電電池,電池總反應式為 Pb+PbO2+4H++2S2PbSO4+2H2O。下列說法正確的是(　　) A.放電時,負極的電極反應是PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O B.充電時,電解液中H2SO4的濃度將變小 C.放電時,PbO2發(fā)生氧化反應 D.充電時,蓄電池的正極和外接電源的正極相連 5.(xx河北衡水中學一調(diào),13)如圖所示,用鐵棒和石墨棒作電極電解1 L 1 mol·L-1 食

4、鹽水,下列有關說法正確的是(　) A.電鍵K與N連接,鐵棒被保護而免受腐蝕 B.電鍵K與N連接,正極反應式為:4OH--4e-2H2O+O2↑ C.電鍵K與M連接,將石墨棒換成銅棒,就可實現(xiàn)在鐵棒上鍍銅 D.電鍵K與M連接,當兩極共產(chǎn)生標準狀況下氣體33.6 L時,理論上生成1 mol NaOH 6.(xx河南洛陽三考)電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法,其原理如圖所示。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、S等離子,電極為惰性電極。下列敘述中正確的是(　　) A.A膜是陽離子交換膜 B.通電后,海水中陰離子往b電極處運動 C.通電后,b電極上產(chǎn)生

5、無色氣體,溶液中出現(xiàn)白色沉淀 D.通電后,a電極的電極反應為4OH--4e-O2↑+2H2O 7.(xx河南十校階段測試五)如圖裝置,U形管中裝有50 mL 2 mol·L-1的CuSO4溶液。通電一段時間后,下列說法正確的是(　　) A.轉移0.2 mol電子時,陽極減少質(zhì)量大于陰極增加質(zhì)量 B.轉移0.4 mol電子時,陰極得到2.24 L標準狀況下的氣體 C.電解一段時間后,U形管中會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì),后來逐漸溶解 D.若將石墨棒換成銅棒,可實現(xiàn)鐵制品上鍍銅 二、非選擇題(共3小題,共58分) 8.(xx江西紅色六校二次聯(lián)考)(18分)鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制

6、取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構成。 工業(yè)上采用電解氧化鋁冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁: 2Al2O34Al+3O2↑ 請回答下列問題 (1)上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì),可用電解方法進一步提純,該電解池中陽極的電極反應為　　　　　　　　　,下列可作陰極材料的是　　　。? A.鋁材 B.石墨 C.鉛板 D.純鋁 (2)陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液,鋁陽極發(fā)生的電極反應為　　　　　　　　　　　　。? (3)在鋁陽極氧化過程中,需要不斷地調(diào)整電壓,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)下列說法正確

7、的是　　　。? A.陽極氧化是應用原電池原理進行金屬材料表面處理的技術 B.鋁的陽極氧化可增強鋁表面的絕緣性能 C.鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性,但耐磨性下降 D.鋁的陽極氧化膜富有多孔性,具有很強的吸附性能,能吸附染料而呈各種顏色 9.(20分)某課外小組分別用下圖所示裝置對原電池和電解池原理進行實驗探究。 圖1 請回答: Ⅰ.用圖1所示裝置進行第一組實驗。 (1)在保證電極反應不變的情況下,不能替代Cu作電極的是　　　(填字母序號)。? A.鋁 B.石墨 C.銀 D.鉑 (2)N極發(fā)生反應的電極反應為　　　　。? (3)實驗過程中,S　　　　　

8、　(填“從左向右”“從右向左”或“不”)移動;濾紙上能觀察到的現(xiàn)象有　　　　　　　　　　　　　　　　　。? Ⅱ.用圖2所示裝置進行第二組實驗。實驗過程中,兩極均有氣體產(chǎn)生,Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色;停止實驗,鐵電極明顯變細,電解液仍然澄清。查閱資料發(fā)現(xiàn),高鐵酸根(Fe)在溶液中呈紫紅色。 圖2 (4)電解過程中,X極區(qū)溶液的pH　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。? (5)電解過程中,Y極發(fā)生的電極反應為Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O和　　　　　　　。? (6)若在X極收集到672 mL氣體,在Y極收集到168 mL氣體(均已折算為標準狀況下的氣體體積),則Y電極

9、(鐵電極)質(zhì)量減少　　　　　 g。? (7)在堿性鋅電池中,用高鐵酸鉀作為正極材料,電池反應為: 2K2FeO4+3ZnFe2O3+ZnO+2K2ZnO2 該電池正極發(fā)生的反應的電極反應為　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 10.(xx北京朝陽二模)(20分)Cl2是一種重要的化工原料。 (1)電解飽和NaCl溶液獲得Cl2的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　。? (2)為便于儲存,要將氯氣液化[Cl2(g)Cl2(l)],應采取的措施是　　　　　　　　　(寫出一條即可)。? (3)液氯儲存區(qū)貼有的說明卡如下(部分): 危險性 儲運要求 遠離金屬粉末、氨、烴類、

10、醇等物質(zhì);設置氯氣檢測儀 泄漏處理 NaOH、NaHSO3溶液吸收 包裝 鋼瓶 ①用離子方程式表示“泄漏處理”中NaHSO3溶液的作用　　　　　　　　　　　　　　。? ②若液氯泄漏后遇到苯,在鋼瓶表面氯與苯的反應明顯加快,原因是　　　　　　　　　　。? ③氯氣含量檢測儀工作原理示意圖如下: Cl2在Pt電極放電的電極反應是　　　　　。? 五　電化學及其應用 1.B　解析:A項,因鐵的金屬性比銅強,所以鐵鉚釘被氧化而腐蝕,正確;B項,若水膜中溶解了SO2,使溶液酸性增強,氫離子濃度增大,則

11、鐵鉚釘腐蝕的速率變大,錯誤;C項,從圖中可看出,鐵同時發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕,銅極是正極,發(fā)生的反應是2H++2e-H2↑,O2+4e-+4H+2H2O,正確;D項,在金屬表面涂一層油脂,隔絕氧氣,能防止鐵鉚釘被腐蝕,正確,答案選B。 2.C　解析:由電子流向可知a為負極,發(fā)生失電子的氧化反應:Fe(CN-e-Fe(CN;b為正極,發(fā)生Fe(CN+e-Fe(CN;只有C選項錯誤。 3.D　解析:a極接電源的負極,水中的H+得電子生成H2,d電極是氫氧燃料電池的負極,在該電極H2失去電子生成H+,b極上為OH-失電子,生成O2,A、B、C錯誤。 4.D　解析:A項,放電時,Pb作負極,負極

12、的電極反應是Pb-2e-+SPbSO4,錯誤;B項,充電時,發(fā)生從右到左的反應,電解液中H2SO4的濃度將變大,錯誤;C項,放電時,PbO2作正極,發(fā)生還原反應,錯誤;D項,充電時,蓄電池的正極和外接電源的正極相連,正確,答案選D。 5.D　解析:A項,電鍵K與N連接,構成的是原電池,Fe的活動性比C強,作負極,被氧化而受腐蝕,錯誤。B項,電鍵K與N連接,構成的原電池中由于NaCl溶液是中性介質(zhì),發(fā)生的是吸氧腐蝕。正極反應式為O2+4e-+2H2O4OH-,錯誤。C項,電鍵K與M連接,形成的是電解池。將石墨棒換成銅棒,銅棒作陽極,被氧化為Cu2+進入溶液,在陰極Fe上,2H++2e-H2↑,

13、錯誤。D項,電鍵K與M連接,形成的是電解池,電解食鹽水。反應的方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。n(NaCl)=1 mol,所以當陽極產(chǎn)生n(Cl2)=0.5 mol,陰極產(chǎn)生氣體n(H2)=0.5 mol時,NaCl消耗完全,這時的反應改為電解NaOH溶液,實質(zhì)是電解水:2H2O2H2↑+O2↑,NaOH的物質(zhì)的量不變,根據(jù)元素守恒可得理論上生成1 mol NaOH,正確。 6.C　解析:A項,A膜是陰離子交換膜,錯誤。B項,通電后,海水中陰離子往陽極a電極處運動,錯誤。C項,通電后,由于放電能力H+>Mg2+>Ca2+,所以H+在陰極b電極上放電:2H++2e-H

14、2↑,產(chǎn)生無色氣體,由于破壞了附近的水的電離平衡,在該區(qū)域c(OH-)增大,會發(fā)生反應:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓,所以溶液中還出現(xiàn)白色沉淀,正確。D項,通電后,由于在溶液中的放電能力Cl->OH-,所以在陽極發(fā)生反應:2Cl--2e-Cl2↑,錯誤。 7.B　解析:該電池中硫酸銅的總的物質(zhì)的量為0.1 mol,可以電離出0.1 mol的銅離子。在兩個電極上分別發(fā)生的反應為Fe-2e-Fe2+(陽極),Cu2++2e-Cu(陰極),但是當溶液中的銅離子反應完全之后,是該溶液中由水電離出來的氫離子放電:2H++2e-H2↑。A項,轉移0.2 mol電子時,陽極減少質(zhì)量為5.6 g,小于

15、陰極增加質(zhì)量6.4 g,錯誤;B項,轉移0.4 mol電子時,陰極得到2.24 L標準狀況下的氫氣,正確;C項,電解過程中,生成的紅褐色物質(zhì)(氫氧化鐵)不會溶解,錯誤;D項,由于鐵為陽極,則不會在鐵上鍍銅,錯誤。 8.答案:(1)Al-3e-Al3+　D (2)2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+ (3)鋁陽極表面不斷生成氧化物,電阻增大,為了保持穩(wěn)定的電流,需要不斷增大電壓 (4)BD 解析:(1)由于Al比Fe、Si都活潑,故類似于電解精煉Cu,陽極反應為Al-3e-Al3+;陰極材料為純鋁。 (2)在酸性條件下電解,陽極生成氧化膜Al2O3:2Al-6e-+3H2OAl

16、2O3+6H+。 (3)由于隨著氧化膜的生成,電阻增大,為了維持電流穩(wěn)定,故需不斷加大電壓。 (4)陽極氧化是利用電解原理技術;鋁陽極氧化后生成氧化物,可增強鋁表面的絕緣性能,生成的氧化物會大大提高耐腐蝕性和耐磨性;隨著氧化膜的生成,電解液對膜的溶解作用也開始了,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)從右向左　濾紙上M極附近有紅褐色斑點產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點”或“紅褐色沉淀”即可) (4)增大　(5)4OH--4e-2H2O+O2↑ (6)0.28　(7)2Fe+6e-+5H2OFe2O3+

17、10OH- 解析:(1)鋁與CuSO4溶液反應,且比Zn活潑;(2)N極為陰極,發(fā)生得電子反應,溶液中只有H+得電子;(3)S向負極(左)移動,濾紙上陰極有OH-生成、陽極有Fe2+生成,兩離子生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色;(4)X極是陰極,H+得電子,所以pH增大;(5)兩極均有氣體產(chǎn)生,可知陽極生成的氣體只能是氧氣;(6)X極收集n(H2)=0.03 mol,得0.06 mol電子,Y極收集n(O2)=0.007 5 mol,OH-失去0.03 mol電子,所以參加反應的n(Fe)==0.005 mol;(7)第一步,標化合價看化合價變化:鐵的化合價降低3價

18、;第二步,依據(jù)得失電子寫2Fe+6e-Fe2O3;第三步,依據(jù)電荷守恒,結合電解質(zhì)溶液顯堿性配平得電極反應:2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH-。 10.答案:(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (2)降溫(或加壓) (3)①HS+Cl2+H2OS+2Cl-+3H+ ②鐵與氯氣反應生成的氯化鐵,對氯與苯的反應有催化作用 ③Cl2+2e-+2Ag+2AgCl 解析:(1)電解飽和NaCl溶液生成氫氧化鈉、氫氣、氯氣,化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (2)將氯氣液化,使Cl2(g)Cl2(l)平衡正向移動,可以加壓;氣體液化是放熱過程,所以還可以降低溫度。 (3)①NaHSO3溶液與氯氣發(fā)生氧化還原反應,離子方程式為HS+Cl2+H2OS+2Cl-+3H+。 ②鋼瓶中含有鐵,與氯氣反應生成氯化鐵,對苯和氯氣的反應起催化作用。 ③Cl2在Pt電極放電生成氯離子,與銀離子結合成氯化銀,從而檢測氯氣,電極反應為Cl2+2e-+2Ag+2AgCl。