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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練5 電化學(xué)及其應(yīng)用 一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1.(xx北京朝陽(yáng)二模)銅板上鐵鉚釘長(zhǎng)期暴露在潮濕的空氣中,形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會(huì)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(qiáng),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(yīng)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(yáng)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]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(xué)反應(yīng):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(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”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(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖,有關(guān)說法正確的是(　) A.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),a極產(chǎn)生1.12 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下) B.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是:4H2O+4e-2H2↑+4OH- C.d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是:O2+4H++4e-2H2O D.c極上進(jìn)行還原反應(yīng),B中的H+可以通過隔膜進(jìn)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(yīng)式為 Pb+PbO2+4H++2S2PbSO4+2H2O。下列說法正確的是(　　) A.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)是PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O B.充電時(shí),電解液中H2SO4的濃度將變小 C.放電時(shí),PbO2發(fā)生氧化反應(yīng) D.充電時(shí),蓄電池的正極和外接電源的正極相連 5.(xx河北衡水中學(xué)一調(diào),13)如圖所示,用鐵棒和石墨棒作電極電解1 L 1 molL-1 食鹽水,下列有關(guān)說法正確的是(　) A.電鍵K與N連接,鐵棒被保護(hù)而免受腐蝕 B.電鍵K與N連接,正極反應(yīng)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(shí)現(xiàn)在鐵棒上鍍銅 D.電鍵K與M連接,當(dāng)兩極共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體33.6 L時(shí),理論上生成1 mol NaOH 6.(xx河南洛陽(yáng)三考)電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)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(yáng)離子交換膜 B.通電后,海水中陰離子往b電極處運(yùn)動(dòng) C.通電后,b電極上產(chǎn)生無色氣體,溶液中出現(xiàn)白色沉淀 D.通電后,a電極的電極反應(yīng)為4OH--4e-O2↑+2H2O 7.(xx河南十校階段測(cè)試五)如圖裝置,U形管中裝有50 mL 2 molL-1的CuSO4溶液。通電一段時(shí)間后,下列說法正確的是(　　) A.轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),陽(yáng)極減少質(zhì)量大于陰極增加質(zhì)量 B.轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí),陰極得到2.24 L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體 C.電解一段時(shí)間后,U形管中會(huì)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(shí)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、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構(gòu)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(qǐng)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(jìn)一步提純,該電解池中陽(yáng)極的電極反應(yīng)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(yáng)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(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　。 (3)在鋁陽(yáng)極氧化過程中,需要不斷地調(diào)整電壓,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)下列說法正確的是　　　。 A.陽(yáng)極氧化是應(yīng)用原電池原理進(jìn)行金屬材料表面處理的技術(shù) B.鋁的陽(yáng)極氧化可增強(qiáng)鋁表面的絕緣性能 C.鋁的陽(yáng)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(yáng)極氧化膜富有多孔性,具有很強(qiáng)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(duì)原電池和電解池原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 圖1 請(qǐng)回答: Ⅰ.用圖1所示裝置進(jìn)行第一組實(shí)驗(yàn)。 (1)在保證電極反應(yīng)不變的情況下,不能替代Cu作電極的是　　　(填字母序號(hào))。 A.鋁 B.石墨 C.銀 D.鉑 (2)N極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)為　　　　。 (3)實(shí)驗(yàn)過程中,S　　　　　　(填“從左向右”“從右向左”或“不”)移動(dòng);濾紙上能觀察到的現(xiàn)象有　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.用圖2所示裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),鐵電極明顯變細(xì),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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積),則Y電極(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(yīng)為: 2K2FeO4+3ZnFe2O3+ZnO+2K2ZnO2 該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　　　　。 10.(xx北京朝陽(yáng)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(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　。 (2)為便于儲(chǔ)存,要將氯氣液化[Cl2(g)Cl2(l)],應(yīng)采取的措施是　　　　　　　　　(寫出一條即可)。 (3)液氯儲(chǔ)存區(qū)貼有的說明卡如下(部分): 危險(xiǎn)性 儲(chǔ)運(yùn)要求 遠(yuǎn)離金屬粉末、氨、烴類、醇等物質(zhì);設(shè)置氯氣檢測(cè)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(yīng)明顯加快,原因是　　　　　　　　　　。 ③氯氣含量檢測(cè)儀工作原理示意圖如下: Cl2在Pt電極放電的電極反應(yīng)是　　　　　。 五　電化學(xué)及其應(yīng)用 1.B　解析:A項(xiàng),因鐵的金屬性比銅強(qiáng),所以鐵鉚釘被氧化而腐蝕,正確;B項(xiàng),若水膜中溶解了SO2,使溶液酸性增強(qiáng),氫離子濃度增大,則鐵鉚釘腐蝕的速率變大,錯(cuò)誤;C項(xiàng),從圖中可看出,鐵同時(shí)發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕,銅極是正極,發(fā)生的反應(yīng)是2H++2e-H2↑,O2+4e-+4H+2H2O,正確;D項(xiàng),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(fù)極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng):Fe(CN-e-Fe(CN;b為正極,發(fā)生Fe(CN+e-Fe(CN;只有C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.D　解析:a極接電源的負(fù)極,水中的H+得電子生成H2,d電極是氫氧燃料電池的負(fù)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(cuò)誤。 4.D　解析:A項(xiàng),放電時(shí),Pb作負(fù)極,負(fù)極的電極反應(yīng)是Pb-2e-+SPbSO4,錯(cuò)誤;B項(xiàng),充電時(shí),發(fā)生從右到左的反應(yīng),電解液中H2SO4的濃度將變大,錯(cuò)誤;C項(xiàng),放電時(shí),PbO2作正極,發(fā)生還原反應(yīng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),充電時(shí),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(xiàng),電鍵K與N連接,構(gòu)成的是原電池,Fe的活動(dòng)性比C強(qiáng),作負(fù)極,被氧化而受腐蝕,錯(cuò)誤。B項(xiàng),電鍵K與N連接,構(gòu)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(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,錯(cuò)誤。C項(xiàng),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(yáng)極,被氧化為Cu2+進(jìn)入溶液,在陰極Fe上,2H++2e-H2↑,錯(cuò)誤。D項(xiàng),電鍵K與M連接,形成的是電解池,電解食鹽水。反應(yīng)的方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。n(NaCl)=1 mol,所以當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生n(Cl2)=0.5 mol,陰極產(chǎn)生氣體n(H2)=0.5 mol時(shí),NaCl消耗完全,這時(shí)的反應(yīng)改為電解NaOH溶液,實(shí)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(xiàng),A膜是陰離子交換膜,錯(cuò)誤。B項(xiàng),通電后,海水中陰離子往陽(yáng)極a電極處運(yùn)動(dòng),錯(cuò)誤。C項(xiàng),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-H2↑,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(huì)發(fā)生反應(yīng):Mg2++2OH-Mg(OH)2↓,所以溶液中還出現(xiàn)白色沉淀,正確。D項(xiàng),通電后,由于在溶液中的放電能力Cl->OH-,所以在陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng):2Cl--2e-Cl2↑,錯(cuò)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(gè)電極上分別發(fā)生的反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+(陽(yáng)極),Cu2++2e-Cu(陰極),但是當(dāng)溶液中的銅離子反應(yīng)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(xiàng),轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),陽(yáng)極減少質(zhì)量為5.6 g,小于陰極增加質(zhì)量6.4 g,錯(cuò)誤;B項(xiàng),轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí),陰極得到2.24 L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣,正確;C項(xiàng),電解過程中,生成的紅褐色物質(zhì)(氫氧化鐵)不會(huì)溶解,錯(cuò)誤;D項(xiàng),由于鐵為陽(yáng)極,則不會(huì)在鐵上鍍銅,錯(cuò)誤。 8.答案:(1)Al-3e-Al3+　D (2)2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+ (3)鋁陽(yáng)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(yáng)極反應(yīng)為Al-3e-Al3+;陰極材料為純鋁。 (2)在酸性條件下電解,陽(yáng)極生成氧化膜Al2O3:2Al-6e-+3H2OAl2O3+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(yáng)極氧化是利用電解原理技術(shù);鋁陽(yáng)極氧化后生成氧化物,可增強(qiáng)鋁表面的絕緣性能,生成的氧化物會(huì)大大提高耐腐蝕性和耐磨性;隨著氧化膜的生成,電解液對(duì)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(diǎn)產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點(diǎn)”或“紅褐色沉淀”即可) (4)增大　(5)4OH--4e-2H2O+O2↑ (6)0.28　(7)2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH- 解析:(1)鋁與CuSO4溶液反應(yīng),且比Zn活潑;(2)N極為陰極,發(fā)生得電子反應(yīng),溶液中只有H+得電子;(3)S向負(fù)極(左)移動(dòng),濾紙上陰極有OH-生成、陽(yáng)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(yáng)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(yīng)的n(Fe)==0.005 mol;(7)第一步,標(biāo)化合價(jià)看化合價(jià)變化:鐵的化合價(jià)降低3價(jià);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(jié)合電解質(zhì)溶液顯堿性配平得電極反應(yīng):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(yīng)生成的氯化鐵,對(duì)氯與苯的反應(yīng)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(xué)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(dòng),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(yīng),離子方程式為HS+Cl2+H2OS+2Cl-+3H+。 ②鋼瓶中含有鐵,與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵,對(duì)苯和氯氣的反應(yīng)起催化作用。 ③Cl2在Pt電極放電生成氯離子,與銀離子結(jié)合成氯化銀,從而檢測(cè)氯氣,電極反應(yīng)為Cl2+2e-+2Ag+2AgCl。