电化学近四年高考真题2015 9页

电化学 历年（2015-2018）高考真题 ‎1．【2017新课标Ⅰ卷】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 ‎ 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 ‎2．【2017新课标Ⅱ卷】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： D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 ‎3．【2017新课标Ⅲ卷】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 ‎4．【2016新课标Ⅱ卷】Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B．正极反应式为Ag++e-=Ag C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑‎ ‎5．【2016新课标Ⅰ卷】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1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成 ‎6．【2016浙江卷】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。己知：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髙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三种金属一空气电池，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M-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 ‎7．【2016海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是 A．Zn为电池的负极 B．正极反应式为2FeO42−+ 10H++6e−=Fe2O3+5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时向正极迁移 ‎9．【2015福建卷】某模拟"人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是 A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原 D．a电极的反应为：3CO2 + 16H＋-18e－= C3H8O+4H2O ‎10．【2015浙江卷】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．阴极的反应式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ‎ CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ‎ C．总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2‎ D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1‎ ‎11．【2015四川卷】用下图所示装置除去含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．阳极的电极反应式为：Cl－ + 2OH－－2e－= ClO－ + H2O C．阴极的电极反应式为：2H2O + 2e－ = H2↑ + 2OH－‎ D．除去CN－的反应：2CN－+ 5ClO－ + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl－+ H2O ‎12．【2016天津卷】下列叙述正确的是( ) ‎ A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热(△H) ‎ B．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度无关 C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生 D．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小 ‎13．【2015上海卷】研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是 A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2 + 2H2O + 4e → 4OH–‎ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H+ + 2e → H2↑‎ ‎14．【2015江苏卷】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（ ）‎ A．反应CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子 B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2O C．电池工作时，CO32－向电极B移动 ‎ D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－‎ ‎15．【2018新课标Ⅰ卷】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+‎ 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 ‎16．【2018新课标Ⅱ卷】（6分）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na﹣CO3二次电池，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+4Na⇌2Na2CO3+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 ‎17．【2018新课标Ⅲ卷】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﹣）O2‎ ‎18．【2018北京卷】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 ‎19．【2017江苏卷】(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。‎ ‎（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____________。‎ ‎【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化 （4）4CO32－+2H2O−4e−=4HCO3－+O2↑ H2‎ ‎20.【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。‎ Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用 ‎（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。‎ ‎【答案】（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液 CrO42-和Cr2O72- NaOH和H2‎ ‎21．【2016江苏卷】铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。‎ ‎（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72–的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72–转化为Cr3＋，其电极反应式为_____________。‎ ‎【答案】（1）Cr2O72–+6e－+14H+＝2Cr3++7H2O ‎22．【2016天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：‎ ‎（1）但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____。‎ ‎（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。‎ ‎①电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。‎ ‎②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。‎ ‎③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因： 。‎ ‎【答案】（1）H2+2OH--2e-=2H2O （5）①阳极室 ②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ‎③M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。‎ ‎23．【2016浙江卷】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。‎ ‎（5）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在 极，该电极反应式是 。‎ ‎【答案】（5）阴 CO2+6H++6e−==CH3OH+H2O ‎24．【2015新课标2卷】（15分）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问題：‎ ‎（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：‎ ‎①电解时发生反应的化学方程式为 。‎ ‎【答案】（2）①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ‎ ‎25．【2015重庆卷】（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。‎ ‎（5）下图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】（5） ① c ② 2Cu2＋+3OH－+Cl－=Cu2（OH）3Cl↓ ③0.448‎ ‎26．【2015新课标Ⅱ卷】酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：‎ 溶解度/(g/100 g水)‎ ‎　　　温度/℃‎ 化合物　　　‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ NH4Cl ‎29.3‎ ‎37.2‎ ‎45.8‎ ‎55.3‎ ‎65.6‎ ‎77.3‎ ZnCl2‎ ‎343‎ ‎395‎ ‎452‎ ‎488‎ ‎541‎ ‎614‎ 化合物 Zn(OH)2‎ Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ Ksp近似值 ‎10－17‎ ‎10－17‎ ‎10－39‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)该电池的正极反应式为________________________，电池反应的离子方程式为________________________。‎ ‎(2)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过______________________分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、______和______，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为__________，其原理是__________________________________。‎ ‎(3)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为________，加碱调节至pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1‎ 时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2，后果是________________________，原因是__________________________________________。‎ 答案：(1)MnO2＋H＋＋e－===MnOOH 2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋‎ ‎(注：式中Zn2＋可写为Zn(NH3)、Zn(NH3)2Cl2等，H＋可写为NH)‎ ‎(2)加热浓缩、冷却结晶　碳粉　MnOOH　空气中加热　碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2‎ ‎(3)Fe3＋　2.7　6　Zn2＋和Fe2＋分离不开　Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近 ‎27．[2016·全国卷Ⅰ] NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)NaClO2中Cl的化合价为____________。‎ ‎(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：____________________________________________________。‎ ‎(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为__________、__________。“电解”中阴极反应的主要产物是__________。‎ ‎(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________，该反应中氧化产物是____________。‎ ‎(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为__________。(计算结果保留两位小数)‎ 答案：(1)＋3 (2)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4‎ ‎(3)NaOH溶液　Na2CO3溶液　ClO(或NaClO2) (4)2∶1　O2　(5)1.57‎ ‎28.【2018新课标Ⅰ卷 27（14分）】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：‎ ‎（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式__________。‎ ‎（2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：‎ ‎①pH=4.1时，Ⅰ中为__________溶液（写化学式）。‎ ‎②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是__________。‎ ‎（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3‎ 和Na2SO3。阳极的电极反应式为_____________。电解后，_____________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。‎ ‎（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.01000 mol·L−1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_____________，该样品中Na2S2O5的残留量为____________g·L−1（以SO2计）。‎ ‎29.【2018新课标Ⅲ卷（14分）】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：‎ ‎（1）KIO3的化学名称是　 　。‎ ‎（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：‎ 酸化反应”所得产物有KH（IO3）2、Cl2和KCI．“逐Cl2”采用的方法是　 　。“滤液”中的溶质主要是　 　。“调pH”中发生反应的化学方程式为　 　。‎ ‎（3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。‎ ‎①写出电解时阴极的电极反应式　 　。‎ ‎②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为　 　，其迁移方向是　 　。‎ ‎③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有　 　（写出一点）。‎