2019-2020年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 專題九 電化學(xué)課時(shí)作業(yè).doc

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2019-2020年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 專題九 電化學(xué)課時(shí)作業(yè) 1．載人空間站的生態(tài)系統(tǒng)中，要求分離人呼出的二氧化碳，同時(shí)需要提供氧氣。某電化學(xué)裝置利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的電能可以實(shí)現(xiàn)上述要求，同時(shí)還有燃料一氧化碳生成，該電化學(xué)裝置中得電子的電極發(fā)生的反應(yīng)是2CO2＋4e－＋2H2O===2CO＋4OH－。下列判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．上述電化學(xué)裝置相當(dāng)于電解池 B．上述裝置進(jìn)行的總反應(yīng)為2CO2===2CO＋O2 C．反應(yīng)結(jié)束后該電化學(xué)裝置中的電解質(zhì)溶液pH增大 D．失電子的電極發(fā)生的反應(yīng)是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 解析：根據(jù)題信息可知該電化學(xué)裝置相當(dāng)于電解池，A正確；根據(jù)提示的反應(yīng)物與生成物可以寫(xiě)出反應(yīng)的總反應(yīng)式為2CO2===2CO＋O2，B正確；由總反應(yīng)減去陰極反應(yīng)，可以得到陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，D正確；陰極反應(yīng)生成的OH－在陽(yáng)極完全反應(yīng)。故反應(yīng)前后溶液的pH并不變化，C錯(cuò)。 答案：C 2．瓦斯爆炸是煤礦開(kāi)采中的重大危害，一種瓦斯分析儀(圖甲)能夠在煤礦巷道中的甲烷濃度達(dá)到一定濃度時(shí)，可以通過(guò)傳感器顯示。該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖乙所示，其中的固體電解質(zhì)是Y2O3—Na2O，O2－可以在其中自由移動(dòng)。 　　　乙 下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．瓦斯分析儀工作時(shí)，電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極a B．電極b是正極，O2－由電極a流向電極b C．電極a的反應(yīng)式為：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O D．當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O2－通過(guò)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移4 mol 解析：電子不能在電池內(nèi)電路流動(dòng)，只能在外電路中流動(dòng)，A錯(cuò)；燃料電池中，通入燃料的一極為負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，B錯(cuò)；甲烷在負(fù)極發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O，C正確；1 mol O2得4 mol電子生成2 mol O2－，故當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O2－通過(guò)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移2 mol，D錯(cuò)。 答案：C 3．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(shuō)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＋可通過(guò)隔膜進(jìn)入A 解析：b極為陽(yáng)極，發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，產(chǎn)生O2，a極為陰極，發(fā)生得電子還原反應(yīng)，生成H2，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；d極為燃料電池的負(fù)極，發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：H2－2e－===2H＋，生成的H＋可透過(guò)隔膜進(jìn)入A，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 答案：D 4．(xx北京卷)用石墨電極電解CuCl2溶液(如圖所示)。下列分析正確的是(　　) A．a(chǎn)端是直流電源的負(fù)極 B．通電使CuCl2發(fā)生電離 C．陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu D．通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到的黃綠色氣體 解析：根據(jù)U形管中離子流向可知：Cu2＋流向陰極(a端)，應(yīng)接直流電源的負(fù)極，即a端為負(fù)極，A正確；CuCl2的電離是在水分子的參與下進(jìn)行的，與通電無(wú)關(guān)，B錯(cuò)；陽(yáng)極上陰離子Cl－放電，C錯(cuò)；陰極上陽(yáng)離子放電：Cu2＋＋2e－===Cu，故陰極附近觀察不到黃綠色氣體，D錯(cuò)。 答案：A 5．(xx安徽卷)熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiClKCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為： PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．正極反應(yīng)式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2 B．放電過(guò)程中，Li＋向負(fù)極移動(dòng) C．每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，理論上生成20.7 g Pb D．常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn) 解析：A項(xiàng)，發(fā)生氧化反應(yīng)的應(yīng)為負(fù)極；B項(xiàng)，Li＋為陽(yáng)離子，在原電池中向正極移動(dòng)；C項(xiàng)，每轉(zhuǎn)移0.1 mol 電子，理論上生成0.05 mol Pb，即10.35 g。 答案：D 6．(xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．處理過(guò)程中銀器一直保持恒重 B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀 C．該過(guò)程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 解析：該方法根據(jù)電化學(xué)原理，鋁質(zhì)容器作負(fù)極被氧化生成Al3＋再水解生成Al(OH)3，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀，S2－水解生成H2S，銀器因失去硫質(zhì)量減輕。 答案：B 7．(xx天津卷)為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽(yáng)極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下：電池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(1) 電解池：2Al＋3H2O電解,Al2O3＋3H2↑ 電解過(guò)程中，以下判斷正確的是(　　) 電池 電解池 A H＋移向Pb電極 H＋移向Pb電極 B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3 C 正極：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 陽(yáng)極：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ D 解析：A項(xiàng)，電池中H＋移向正極PbO2；B項(xiàng)，每消耗3 mol Pb轉(zhuǎn)移6 mol e－，在電解池中應(yīng)生成1 mol Al2O3；C項(xiàng)，電池中正極發(fā)生：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；D項(xiàng)，電池中Pb電極生成PbSO4，質(zhì)量增加，電解池中Pb電極作陰極發(fā)生的反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑，電極質(zhì)量不變，正確。 答案：D 8．(xx江西聯(lián)考)蠅類昆蟲(chóng)的雌性信息素可用芥酸(來(lái)自白芥)與羧酸X在濃NaOH溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化得到。電解總反應(yīng)式為 C21H41COOH＋X＋4NaOH―→C23H46＋2Na2CO3＋ 芥酸　　　　　　　　　雌性信息素 2H2O＋H2↑ 則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．X為C3H7COOH B．電解的陽(yáng)極反應(yīng)式為C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O===C23H46＋CO＋6H＋ C．電解過(guò)程中陰極區(qū)pH增大，Na＋向陰極移動(dòng) D．陰極的還原產(chǎn)物為H2和OH－ 解析：依據(jù)原子守恒可知X化學(xué)式為C3H6O2，A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)中有CO生成一定無(wú)H＋生成，錯(cuò)誤；H＋在陰極得電子可知生成H2，所以電解過(guò)程中陰極區(qū)pH增大，C選項(xiàng)正確；OH－不是還原產(chǎn)物，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：C 9．(xx宜昌調(diào)研)如圖所示甲、乙兩個(gè)裝置，所盛溶液體積和濃度均相同且足量，當(dāng)兩裝置電路中通過(guò)的電子都是1 mol時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是(　　) 甲　 　乙 A．溶液的質(zhì)量變化：甲減小乙增大 B．溶液pH變化：甲減小乙增大 C．相同條件下產(chǎn)生氣體的體積：V甲＝V乙 D．電極反應(yīng)式：甲中陰極為Cu2＋＋2e－===Cu，乙中負(fù)極為Mg－2e－===Mg2＋ 解析：甲中總反應(yīng)為2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，乙中總反應(yīng)為Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，故甲溶液質(zhì)量減小，乙溶液質(zhì)量增大，A對(duì)；甲中生成H2SO4，pH減小，乙中消耗鹽酸，pH增大，B對(duì)；當(dāng)兩裝置電路中通過(guò)的電子都是1 mol時(shí)，甲中產(chǎn)生0.25 mol O2，乙中產(chǎn)生0.5 mol H2，故相同條件下，甲乙中產(chǎn)生氣體的體積比為1∶2，C錯(cuò)；甲中陰極為Cu2＋放電，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，乙中負(fù)極為Mg放電，電極反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋，D對(duì)。 答案：C 10．(xx遼寧聯(lián)考)某課外活動(dòng)小組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問(wèn)題： (1)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 (2)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________， 總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________。 有關(guān)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào))__________。 ①溶液中Na＋向A極移動(dòng) ②從A極外逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán) ③反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度 ④若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生22.4 L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子 (3)該小組同學(xué)模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 ①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________。 此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)__________(填“大于”、“小于”或“等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。 ②通電開(kāi)始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________________________________。 解析：(1)為原電池，鐵被氧化腐蝕，即電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋。(2)為電解池，陽(yáng)極A發(fā)生2Cl－－2e－===Cl2↑、陰極B發(fā)生2H＋＋2e－===H2↑；陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，①錯(cuò)誤；③應(yīng)該通入HCl，不能加鹽酸，因?yàn)辂}酸是HCl的水溶液，錯(cuò)誤；④電子不能在溶液中移動(dòng)，錯(cuò)誤。(3)依據(jù)電荷守恒通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的K＋是通過(guò)陰離子交換膜的SO的2倍。 答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋ (2)2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑　② (3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　小于?、贖＋放電，促進(jìn)水的電離，OH－濃度增大?、跲2＋2H2O＋4e－===4OH－ 11．(xx重慶卷)化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用。催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。 (1)催化反硝化法中，H2能將NO還原為N2。25 ℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行10 min，溶液的pH由7變?yōu)?2。 ①N2的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______。 ②上述反應(yīng)離子方程式為_(kāi)_______________________________________________，其平均反應(yīng)速率v(NO)為_(kāi)_______molL－1min－1。 ③還原過(guò)程中可生成中間產(chǎn)物NO，寫(xiě)出3種促進(jìn)NO水解的方法________。 (2)電化學(xué)降解NO的原理如圖所示。 ①電源正極為_(kāi)_______(填“A”或“B”)，陰極反應(yīng)式為_(kāi)_______。 ②若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右)為_(kāi)_______g。 解析：(1)①N2分子中，兩個(gè)氮原子以三個(gè)共用電子對(duì)相結(jié)合。②反應(yīng)物是H2和NO，已知生成物之一是N2，根據(jù)溶液pH的變化可知另一種生成物是OH－，根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律及質(zhì)量守恒可知還有一種生成物是H2O，v(NO)＝v(OH－)≈＝0.001 molL－1min－1。③升高溫度、稀釋均可促進(jìn)水解；NO水解方程式為NO＋H2OHNO2＋OH－，加酸可中和OH－，使水解平衡正向移動(dòng)；加入水解呈酸性的鹽，如NH、Fe3＋等也可促進(jìn)水解。(2)①與直流電源B相連的電極上，NO變?yōu)镹2，發(fā)生了還原反應(yīng)，因此B是電源的負(fù)極，A是電源的正極。根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒可寫(xiě)出陰極反應(yīng)式為2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－。②陽(yáng)極反應(yīng)式為10H2O－20e－===2OH－＋5O2↑，陰極反應(yīng)式為4NO＋12H2O＋20e－===2N2↑＋24OH－。電解過(guò)程中，若轉(zhuǎn)移20 mol電子，陽(yáng)極20 mol H＋通過(guò)交換膜移向陰極，則陽(yáng)極質(zhì)量減少20 mol1 g/mol＋5 mol32 g/mol＝180 g；陰極質(zhì)量減少2 mol28 g/mol－20 g＝36 g。即當(dāng)通過(guò)20 mol電子時(shí)，兩極質(zhì)量變化差Δm左－Δm右＝180 g－36 g＝144 g，顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)，膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為14.4 g。 答案：(1)①NN　②2NO＋5H2N2＋2OH－＋4H2O　0.001?、奂铀?，升高溫度，加水 (2)①A　2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－?、?4.4 12．已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現(xiàn)設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測(cè)得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減小11.2 g。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)A是鉛蓄電池的__________(填“正”或“負(fù)”)極，鉛蓄電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)_________。 (2)Ag電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________，析出的物質(zhì)共__________g。 (3)Cu電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________，CuSO4溶液的濃度__________(填“減小”、“增大”或“不變”)。 (4)如圖所示電解時(shí)某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間變化的曲線，這個(gè)量x最有可能表示的是__________(填序號(hào))。 a．兩個(gè)U形管中析出的氣體體積 b．兩個(gè)U形管中陽(yáng)極質(zhì)量的減少量 c．兩個(gè)U形管中陰極質(zhì)量的增加量 解析：根據(jù)在電解過(guò)程中鐵電極質(zhì)量減小可判斷A是鉛蓄電池的負(fù)極；B是鉛蓄電池的正極。電解時(shí)Ag電極作陰極，電解反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e電極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，左側(cè)U形管中的總反應(yīng)式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅電極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋。右側(cè)U形管相當(dāng)于電鍍裝置，電鍍過(guò)程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。 答案：(1)負(fù)　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O (2)2H＋＋2e－===H2↑　0.4 (3)Cu－2e－===Cu2＋　不變 (4)b 13．如圖為相互串聯(lián)的甲乙兩個(gè)電解池，X、Y為直流電源的兩個(gè)電極。電解過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)石墨電極附近先變紅。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)電源X極為_(kāi)_________極(填“正”或“負(fù)”)，乙池中Pt電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________。 (2)甲池若為電解精煉銅的裝置，其陰極增重12.8 g，則乙池中陰極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)_________，電路中通過(guò)的電子為_(kāi)_________mol。 (3)在(2)的情況下，若乙池剩余溶液的體積仍為400 mL，則電解后所得溶液c(OH－)＝__________。 解析：(1)由題意得X極為正極，Pt電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑。 (2)甲池的陰極電極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－===Cu 乙池的陰極電極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑ 由電子守恒得： Cu　　～　　2e－　　～　　H2 64 g 2 mol 22.4 L 12.8 g n(e－) V(H2) 則：n(e－)＝0.4 mol　　V(H2)＝4.48 L (3)乙池發(fā)生反應(yīng)： 2Cl－　＋　2H2O2OH－?。2↑＋Cl2↑ 2 22.4 L n(OH－) 4.48 L n(OH－)＝0.4 mol 電解后所得溶液c(OH－)＝1 molL－1 答案：(1)正　2Cl－－2e－===Cl2↑ (2)4.48 L　0.4　(3)1 molL－1