浙江版2021高考化学一轮复习专题六化学能与电能的转化精练含解析 24页

专题六　化学能与电能的转化 探考情 悟真题 ‎【考情探究】‎ 考点 考纲内容 考试 要求 ‎5年考情 预测热度 考题示例 难度 关联考点 原电池原理及其应用 ‎(1)原电池的概念 a ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(2)铜—锌原电池的原理及电极反应式 b ‎2015浙江10月选考,16,2分 易 氧化还原 反应 ‎★☆☆☆☆‎ ‎(3)原电池的构成条件 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(4)常见化学电源 c ‎2019浙江4月选考,12,2分 易 氧化还原 反应 ‎★★☆☆☆‎ ‎(5)银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值 b ‎2017浙江4月选考,17,2分 易 氧化还原 反应 ‎★★☆☆☆‎ ‎(6)原电池的构造与工作原理,盐桥的作用 b ‎2017浙江4月选考,17,2分 易 氧化还原 反应 ‎★★★★☆‎ ‎(7)判断与设计简单的原电池 c ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(8)原电池的电极反应式及电池反应方程式 b ‎2018浙江4月选考,17,2分 易 氧化还原 反应 ‎★★★★★‎ ‎(9)原电池的正、负极和电子流向的判断 c ‎2018浙江11月选考,17,2分 易 氧化还原 反应 ‎★★★☆☆‎ 电解原理及其应用 ‎(1)电解池的概念 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(2)电解CuCl2溶液的原理及电极反应式 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(3)电解池的构成条件 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(4)电解池的电极反应式与电解反应方程式 b ‎2019浙江4月选考,30(4),2分 中 氧化还原 反应 ‎★★★★★‎ ‎(5)金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产、生活中的应用 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(6)原电池、电解池的判断 c ‎★☆☆☆☆‎ 金属的腐蚀与防护 ‎(1)金属腐蚀的危害 a ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(2)金属发生电化学腐蚀的基本原理 c ‎2016浙江10月选考,17,2分 中 氧化还原 反应 ‎★★☆☆☆‎ ‎(3)金属的防护 b ‎☆☆☆☆☆‎ 分析解读　电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容,在每年的高考中都有考查。常见的考查形式有两种:一种是在选择题中,以某种原电池的形式考查原电池的原理、电极反应式的书写、原电池的构成条件等知识,难度不大。另一种大多在填空题反应原理大题中出现,主要考查原电池或电解池中电极方程式的书写,难度中等。预计在今后的高考中对本专题知识的考查会保持稳定,试题会更加新颖、更加贴近科技前沿和生产生活实际。‎ ‎【真题探秘】‎ - 24 -‎ 破考点 练考向 ‎【考点集训】‎ 考点一　原电池原理及其应用 ‎1.(2020届浙江名校协作体期始,15)一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池原理示意如图,下列有关该电池说法正确的是　(　　)‎ A.该电池工作时,每消耗22.4 L NH3转移3 mol电子 B.电子由电极A经外电路流向电极B C.电池工作时,OH-向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为O2+4H++4e- 2H2O 答案　B　‎ ‎2.(2019天津理综,6,6分)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是(　　)‎ - 24 -‎ A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e- 2I-+Br-‎ B.放电时,溶液中离子的数目增大 C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化 D.充电时,a电极接外电源负极 答案　D　‎ ‎3.(2020届宁波慈溪中学测试,15)如图所示为酸性介质中,金属铜与氢叠氮酸(HN3)构成的原电池,总反应方程式为2Cu+2Cl-+HN3+3H+ 2CuCl(s)+N2↑+NH‎4‎‎+‎。下列叙述错误的是　(　　)‎ A.离子交换膜为阳离子交换膜 B.若将盐酸换成NaCl,电池的运行效率将会下降 C.负极的电极反应式为Cu-e- Cu+‎ D.当外电路中流过0.1 mol电子时,交换膜左侧离子减少0.2 mol 答案　C　‎ 考点二　电解原理及其应用 ‎4.(2018课标Ⅱ,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.放电时,ClO‎4‎‎-‎向负极移动 B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2‎ C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-2CO‎3‎‎2-‎+C D.充电时,正极反应为:Na++e-Na 答案　D　‎ ‎5.(2020届浙江名校联盟入学调研,12)人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2],如下图所示。‎ - 24 -‎ 下列有关说法正确的是(　　)‎ A.a为电源的负极 B.电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将升高 C.除去尿素的反应为CO(NH2)2+2Cl2+H2O N2+CO2+4HCl D.若两极共收集到气体0.6 mol,则除去的尿素为0.12 mol(忽略气体溶解,假设氯气全部参与反应)‎ 答案　D　‎ ‎6.(1)(2019江苏单科,20节选)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源,电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下图所示。‎ ‎①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)(2019台州选考科目模拟,30节选)利用下图的电解装置可将大气中的NOx、SO2变废为宝。‎ 则物质A的化学式为　　　　,阴极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①CO2+H++2e- HCOO-或CO2+HCO‎3‎‎-‎+2e- HCOO-+CO‎3‎‎2-‎ ‎②阳极产生O2,pH减小,HCO‎3‎‎-‎浓度降低;K+部分迁移至阴极区 ‎(2)NH4HSO4　NOx+(2x+4)H++(2x+3)e- NH‎4‎‎+‎+xH2O ‎ - 24 -‎ 考点三　金属的腐蚀与防护 ‎7.(2019上海选考,17,2分)关于下列装置,叙述错误的是(　　)‎ A.石墨电极反应式:O2+4H++4e- 2H2O B.鼓入少量空气,会加快Fe的腐蚀 C.加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀 D.加入HCl,石墨电极反应式:2H++2e- H2↑‎ 答案　A　‎ ‎8.(2019杭州高级中学月考,9)按如图所示装置进行下列不同的操作,其中不正确的是(　　)‎ A.铁腐蚀的速率由快到慢的顺序:只闭合K3>只闭合K1>都断开>只闭合K2‎ B.只闭合K3,正极的电极反应式:2H2O+O2+4e- 4OH-‎ C.先只闭合K1,一段时间后,漏斗内液面上升,然后只闭合K2,漏斗内液面上升 D.只闭合K2,U形管左、右两端液面均下降 答案　A　‎ ‎【方法集训】‎ 方法　原电池电极反应式的书写方法 ‎1.(2020届杭州余杭高级中学复习检测,9)据报道,我国钒电池研究获得重大突破,未来十年市场有望突破1 000亿美元。某钒电池反应为2VCl2+BrCl‎2‎‎-‎ 2VCl3+Br-,电极均为惰性材料,储液罐里存有反应物和酸性电解质溶液,模拟装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.放电时,Ⅰ极的电极反应式为VCl2-e-+Cl- VCl3‎ B.放电时,H+由交换膜右侧向左侧迁移 C.充电时,Ⅰ极与电源负极相连,发生还原反应 D.充电时,Ⅱ极的电极反应式为2Cl-+Br--2e- BrCl‎2‎‎-‎ 答案　B　‎ ‎2.(1)(2020届浙江名校协作体期始,23节选)研究表明,CO也可在酸性条件下通过电化学方法制备甲醇,原理如图1所示。‎ - 24 -‎ ‎　　　图1　　　　　　　　　　图2　　　‎ ‎①产生甲醇的电极反应式为　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎②甲醇燃料电池应用很广,其工作原理如图2所示。写出电池工作时的负极反应式:　　　　　 　　　　。 ‎ ‎(2)(2019北京理综,27节选)氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。‎ ‎①制H2时,连接　　　　。产生H2的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②改变开关连接方式,可得O2。‎ ‎③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。‎ 答案　(1)①CO+4H++4e- CH3OH　②CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+　(2)①K1　2H2O+2e- H2↑+2OH-‎ ‎③制H2时,电极3发生反应:Ni(OH)2+OH--e- NiOOH+H2O。制O2时,上述电极反应逆向进行,使电极3得以循环使用 ‎3.(2019宁波镇海中学单元检测,17)乙醇燃料电池具有很多优点,引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。‎ ‎(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为　　　　。 ‎ ‎(2)碱性乙醇燃料电池中,电极a上发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　;使用空气代替氧气,电池工作过程中碱性会不断降低,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ - 24 -‎ ‎(3)酸性乙醇燃料电池中,电极b上发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　,通过质子交换膜的离子是　　　　　　。 ‎ ‎(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电池工作时,CO‎3‎‎2-‎向电极　　　　(填“a”或“b”)移动,电极b上发生的电极反应式为　 。 ‎ 答案　(1)氧气　(2)C2H5OH+16OH--12e- 2CO‎3‎‎2-‎+11H2O　空气中的CO2会与KOH溶液反应,降低溶液的碱性,同时反应中也会消耗KOH　(3)O2+4H++4e- 2H2O　H+‎ ‎(4)a　O2+2CO2+4e- 2CO‎3‎‎2-‎ ‎【五年高考】‎ A组　自主命题·浙江卷题组 考点一　原电池原理及其应用 ‎1.(2019浙江4月选考,12,2分)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加 B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-‎ C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄 D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降 答案　A　‎ ‎2.(2018浙江11月选考,17,2分)最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.右边吸附层中发生了还原反应 B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH- 2H2O C.电池的总反应是2H2+O2 2H2O D.电解质溶液中Na+向右移动,ClO‎4‎‎-‎向左移动 答案　C　‎ - 24 -‎ 3. ‎(2017浙江11月选考,17,2分)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.金属M作电池负极 B.电解质是熔融的MO C.正极的电极反应O2+4e-+2H2O 4OH-‎ D.电池反应2M+O2+2H2O 2M(OH)2‎ 答案　B　‎ ‎4.(2017浙江4月选考,17,2分)银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理:Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag,其工作示意图如下。下列说法不正确的是(　　)‎ A.Zn电极是负极 B.Ag2O电极发生还原反应 C.Zn电极的电极反应式:Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2‎ D.放电前后电解质溶液的pH保持不变 答案　D　‎ ‎5.(2016浙江理综,11,6分)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O 4M(OH)n 已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是(　　)‎ A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面 B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高 C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne- 4M(OH)n D.在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜 - 24 -‎ 答案　C　‎ - 24 -‎ ‎6.(2016浙江4月选考,17,2分)Mg-H2O2电池是一种化学电源,以Mg和石墨为电极,海水为电解质溶液,示意图如下。下列说法不正确的是(　　)‎ A.石墨电极是该电池的正极 B.石墨电极上发生还原反应 C.Mg电极的电极反应式:Mg-2e- Mg2+‎ D.电池工作时,电子从Mg电极经导线流向石墨电极,再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极 答案　D　‎ ‎7.(2015浙江10月选考,16,2分)如图所示进行实验,下列说法不正确的是(　　)‎ A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转 D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e- Zn2+‎ 答案　B　‎ 考点二　电解原理及其应用 ‎8.(2015浙江理综,11,6分)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.X是电源的负极 B.阴极的电极反应式是:H2O+2e- H2+O2-‎ ‎　　　　　　　　　　 CO2+2e- CO+O2-‎ C.总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2‎ D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1‎ 答案　D　‎ 考点三　金属的腐蚀与防护 - 24 -‎ ‎9.(2016浙江10月选考,17,2分)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式为2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁锈,其原理如图。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.铁片发生还原反应而被腐蚀 B.铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域 C.铁片腐蚀中负极发生的电极反应:2H2O+O2+4e- 4OH-‎ D.铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀 答案　D　‎ B组　统一命题、省(区、市)卷题组 考点一　原电池原理及其应用 ‎1.(2019课标Ⅰ,12,6分)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是(　　)‎ A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能 B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+ 2H++2MV+‎ C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3‎ D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 答案　B　‎ ‎2.(2018课标Ⅲ,11,6分)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.放电时,多孔碳材料电极为负极 B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移 D.充电时,电池总反应为Li2O2-x 2Li+(1-x‎2‎)O2↑‎ - 24 -‎ 答案　D　‎ ‎3.(2017课标Ⅲ,11,6分)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8 8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是(　　)‎ A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e- 3Li2S4‎ B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多 答案　D　‎ 考点二　电解原理及其应用 ‎4.(2019课标Ⅲ,13,6分)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn—NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高 B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e- NiOOH(s)+H2O(l)‎ C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)‎ D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区 答案　D　‎ ‎5.(2018课标Ⅰ,13,6分)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:‎ ‎①EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+‎ ‎②2EDTA-Fe3++H2S 2H++S+2EDTA-Fe2+‎ - 24 -‎ 该装置工作时,下列叙述错误的是(　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e- CO+H2O B.协同转化总反应:CO2+H2S CO+H2O+S C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性 答案　C　‎ ‎6.(2016课标Ⅰ,11,6分)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO‎4‎‎2-‎可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A.通电后中间隔室的SO‎4‎‎2-‎离子向正极迁移,正极区溶液pH增大 B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C.负极反应为2H2O-4e- O2+4H+,负极区溶液pH降低 D.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成 答案　B　‎ ‎7.(2017江苏单科,16,12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:‎ 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。‎ ‎(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH　　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 ‎ ‎(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是　。 ‎ ‎(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　,阴极产生的物质A的化学式为　　　　　。 ‎ - 24 -‎ ‎(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是　 。 ‎ 答案　(12分)(1)Al2O3+2OH-2AlO‎2‎‎-‎+H2O ‎(2)减小 ‎(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 ‎(4)4CO‎3‎‎2-‎+2H2O-4e-4HCO‎3‎‎-‎+O2↑　H2‎ ‎(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 考点三　金属的腐蚀与防护 ‎8.(2019江苏单科,10,2分)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(　　)‎ A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e- Fe3+‎ B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀 答案　C　‎ ‎9.(2018北京理综,12,6分)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是(　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼 答案　D　‎ - 24 -‎ C组　教师专用题组 考点一　原电池原理及其应用 ‎1.(2016课标Ⅲ,11,6分)锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH‎)‎‎4‎‎2-‎。下列说法正确的是(　　)‎ A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动 B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小 C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e- Zn(OH‎)‎‎4‎‎2-‎ D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)‎ 答案　C　‎ 考点二　电解原理及其应用 ‎2.(2017课标Ⅱ,11,6分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)‎ A.待加工铝质工件为阳极 B.可选用不锈钢网作为阴极 C.阴极的电极反应式为:Al3++3e-Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案　C　‎ ‎3.(2017海南单科,10,4分)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是(　　)‎ A.Pd电极b为阴极 B.阴极的反应式为:N2+6H++6e- 2NH3‎ C.H+由阳极向阴极迁移 D.陶瓷可以隔离N2和H2‎ 答案　A　‎ ‎4.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~ 10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是(　　)‎ A.用石墨作阳极,铁作阴极 B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH--2e- ClO-+H2O C.阴极的电极反应式:2H2O+2e- H2↑+2OH-‎ D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+ N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O 答案　D　‎ 考点三　金属的腐蚀与防护 ‎5.(2017课标Ⅰ,11,6分)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)‎ - 24 -‎ A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 答案　C　‎ ‎6.(2015重庆理综,11,14分)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。‎ ‎(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第　　　　周期。　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ ‎(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为　　　　。 ‎ ‎(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是　　　　。 ‎ A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率 C.降低了反应的焓变 D.增大了反应的平衡常数 ‎(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎①腐蚀过程中,负极是　　　(填图中字母“a”或“b”或“c”); ‎ ‎②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为　　　L(标准状况)。 ‎ 答案　(14分)(1)四 ‎(2)10∶1‎ ‎(3)A、B ‎(4)Ag2O+2CuCl 2AgCl+Cu2O ‎(5)①c　②2Cu2++3OH-+Cl- Cu2(OH)3Cl↓　③0.448‎ - 24 -‎ ‎【三年模拟】‎ 一、选择题(每小题2分,共26分)‎ ‎1.(2020届杭州富阳中学复习检测,6)关于下列各装置图的叙述中,不正确的是(　　)‎ A.用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液 B.装置②的总反应是:Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+‎ C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连 D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀 答案　B　‎ ‎2.(2020届杭州高级中学检测,15)“高分八号”高分辨率对地观测系统光学遥感卫星在我国太原成功发射,如图所示为某卫星的能量转化示意图,其中燃料电池以KOH溶液为电解液,下列说法不正确的是(　　)‎ A.整个系统实现了物质零排放及能量间的完全转化 B.燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e- 2H2O C.水电解系统中加入Na2SO4可增加溶液导电性 D.该系统的总反应式为2H2+O2 2H2O 答案　A　‎ ‎3.(2018镇海中学复习训练,2)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是(　　)‎ A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极 B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e- 6OH-+3H2↑‎ C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+‎ D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e- H2↑‎ 答案　B　‎ - 24 -‎ 3. ‎(2019宁波效实中学单元检测,3)用如图所示装置研究电化学原理,下列分析中错误的是(　　)‎ 选项 连接 电极材料 分析 a b A K1、K2‎ 石墨 铁 模拟铁的吸氧腐蚀 B K1、K2‎ 锌 铁 模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法 C K1、K3‎ 石墨 铁 模拟电解饱和食盐水 D K1、K3‎ 铁 石墨 模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法 答案　D　‎ ‎5.(2019绍兴选考科目适应性考试,17)下图为一种特殊的热激活电池示意图,当无水LiCl-KCl混合物受热熔融后即可工作。 该电池总反应为PbSO4(s)+2LiCl+Ca(s) CaCl2(s)+Li2SO4+Pb(s)。下列说法不正确的是(　　)‎ A.PbSO4电极发生还原反应 B.负极的电极反应:Ca+2Cl--2e- CaCl2‎ C.放电时Li+、K+向正极移动 D.用LiCl和KCl水溶液代替无水LiCl-KCl,可将该电池改为常温使用的电池 答案　D　‎ ‎6.(2020届舟山普陀中学检测,10)研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间的含盐量差进行发电,在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl Na2Mn5O10+2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是(　　)‎ - 24 -‎ A.正极反应式:Ag+Cl--e- AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C.Na+不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl是还原产物 答案　B　‎ - 24 -‎ ‎7.(2020届浙江名校联盟入学调研,15)氨硼烷(NH3·BH3)电池可在常温下工作,装置如图所示,未加入氨硼烷之前,两极室质量相等。电池反应为NH3·BH3+3H2O2 NH4BO2+4H2O。已知H2O2足量,下列说法正确的是(　　)‎ A.正极的电极反应式为2H++2e- H2↑‎ B.电池工作时,H+通过质子交换膜向负极移动 C.电池工作时,正、负极分别放出H2和NH3‎ D.工作足够长时间后,若左右两极室质量差为1.9 g,则电路中转移0.6 mol电子 答案　D　‎ ‎8.(2019杭州二中下学期选考模拟,17)锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备,工作原理示意图如下。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A.该电池工作时Li+向负极移动 B.Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液 C.电池充电时间越长,电池中Li2O含量越多 D.电池工作时,正极可发生:2Li++O2+2e- Li2O2‎ 答案　D　‎ ‎9.(2018镇海中学复习训练,10)电解NO制备NH4NO3的工作原理如图所示,X、Y均为Pt电极,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。下列说法正确的是(　　)‎ A.物质A为NH3‎ B.X电极为电解池的阳极 C.Y电极上发生了还原反应 D.Y电极反应式为NO-3e-+4OH- NO‎3‎‎-‎+2H2O 答案　A　‎ - 24 -‎ - 24 -‎ ‎10.(2019诸暨中学阶段考试,17)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求,即为理想化。①~⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是(　　)‎ A.当K闭合时,装置a发生吸氧腐蚀,在电路中作电源 B.当K断开时,装置b锌片溶解,有氢气产生 C.当K闭合后,整个电路中电子的流动方向为①→⑧,⑦→⑥,⑤→④,③→②‎ D.当K闭合后,装置a、b中溶液的pH均变大 答案　A　‎ ‎11.(2020届温州瑞安中学检测,16)随着各地“限牌”政策的推出,电动汽车成为汽车界的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池,其工作原理如图,A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许特定的离子通过,电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2 C6+LiCoO2。下列说法不正确的是　(　　)‎ A.该隔膜只允许Li+通过,放电时Li+从左室流向右室 B.充电时,A为阴极,发生还原反应 C.放电时,B为正极,电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe- LiCoO2‎ D.废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收 答案　D　‎ ‎12.(2020届湖州长兴中学复习测试,15)用电解法可提纯某种含有钾的含氧酸盐杂质(如硫酸钾、碳酸钾等)的粗KOH溶液,其工作原理如图所示。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.电极N为阳极,电极M上H+发生还原反应 B.电极M的电极反应式为4OH--4e- 2H2O+O2↑‎ C.d处流进粗KOH溶液,e处流出纯KOH溶液 D.b处每生成11.2 L气体,必有1 mol K+穿过阳离子交换膜 - 24 -‎ 答案　B　‎ ‎13.(2020届绍兴一中测试,16)LiOH是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备LiOH的工作原理如图所示。‎ 下列叙述不正确的是(　　)‎ A.b极附近溶液的pH减小 B.a极发生的反应为2H2O-4e- O2↑+4H+‎ C.该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品 D.当电路中通过1 mol电子时,可生成1 mol LiOH 答案　A　‎ 二、非选择题(共14分)‎ ‎14.(2020届金华一中测试,21改编)(5分)离子交换膜在物质制备和环境治理中有重要的作用。‎ ‎(1)某同学模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。‎ 该电解槽的阳极反应式为　　　　　　　　　　　　。制得的氢氧化钾溶液从出口　　　　(填“A”“B”“C”或“D”)导出。 ‎ ‎(2)在环境治理中,可以用如图所示装置吸收SO2的同时,用阴极排出的溶液吸收NO2(电极均为惰性电极)。‎ b极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)用电解法处理含氮氧化物(NOx)废气,可回收硝酸,装置如图所示:‎ - 24 -‎ 若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验,NO2发生反应的电极反应式为　　　　　　　　　　　　。若标准状况下有2.24 L NO被吸收,通过阳离子交换膜的H+为　　　　mol。 ‎ 答案　(1)4OH--4e- 2H2O+O2↑　D　(2)2HSO‎3‎‎-‎+2e-+2H+ S2O‎4‎‎2-‎+2H2O　‎ (3) NO2-e-+H2O NO‎3‎‎-‎+2H+　0.3‎ ‎15.(2019宁波镇海中学单元检测,24)(9分)能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。‎ Ⅰ.熔融盐燃料电池具有高发电效率,因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质,向负极充入燃料气CH4,用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气,以石墨为电极材料,制得燃料电池。工作过程中,CO‎3‎‎2-‎移向　　　极(填“正”或“负”),已知CH4发生反应的电极反应式为CH4+4CO‎3‎‎2-‎-8e- 5CO2+2H2O,则另一极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ Ⅱ.利用上述燃料电池,按图1所示装置进行电解,A、B、C、D均为铂电极,回答下列问题。‎ ‎(1)甲槽电解的是200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积,电解前后溶液的体积变化忽略不计)。‎ ‎①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为　　mol·L-1,CuSO4的物质的量浓度为　　　mol·L-1。 ‎ ‎②t2时所得溶液的pH=　　　。 ‎ ‎(2)乙槽为200 mL CuSO4溶液,乙槽内电解的总离子方程式为　。 ‎ ‎①当C极析出0.64 g物质时,乙槽溶液中生成的H2SO4的物质的量为　　　mol。电解后,若使乙槽内的溶液完全复原,可向乙槽中加入　　　(填字母)。 ‎ A.Cu(OH)2 B.CuO C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3‎ ‎②若通电一段时间后,向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol 的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度,则电解过程中转移的电子数为　　　　　　(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。 ‎ 答案　Ⅰ.负　O2+2CO2+4e- 2CO‎3‎‎2-‎ Ⅱ.(1)①0.1　0.1　②1　(2)2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+　①0.01　BC　②0.8NA - 24 -‎