2019-2020年高中化学电化学专题训练 新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学电化学专题训练 新人教版选修41. 固体氧化物电解槽是目前水电解氢能的制备技术之一，其结构示意图如下图(工作温度：800-950)。下列叙述不正确的是()A. 固体氧化物电解质的主要作用为选择性地使氧离子或质子透过但防止氧气和氢气的透过B. 阴极反应式是H2O+2e-=H2+O2-C. 阳极反应式是4OH-4e-=O2+2H2OD. O2-从阴极通过氧化物电解质到达阳极2可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e4OH B以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e-Al(OH)3 C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极3、研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2CaO作电解质，利用右图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。下列叙述正确的是A该电池工作过程中O2向阴极移动B阳极的电极反应式为C2O24e=CO2C若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“”接线柱应连接PbO2电极D在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少4 以色列科学家达尼埃尔谢赫特曼因发现“准晶体”独获xx年诺贝尔化学奖。某准晶体W由一定比例的铁、铜、铝组成，取两小块该准晶体：一块投入烧杯中，注入浓氢氧化钠溶液浸没固体；另一块投入烧杯中，注入稀硫酸浸没固体。下列分析合理的是（ ） A.在烧杯中，若构成微型电池，负极反应式为2Al6e-2Al3+，正极反应式为： 6H2O+6e-6OH-+3H2 B.在烧杯中，若铁、铜构成微型电池，则铁为负极；若铝、铁构成微型电池，则铁为正极 C在烧杯中，若构成微型电池，铁为负极,铜为正极，正极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2 D在烧杯中，固体最终完全溶解，溶液呈蓝色。向溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色。5用铅蓄电池电解苦卤水 (含C1、Br、Na、Mg2)的装置如图所示 (a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是A铅蓄电池放电时，该电池两极质量均减少 B铅蓄电池充电时，A极应与外电源负极相连C电解苦卤水时，a 电极首先放电的是Br而不是Cl， 说明当其它条件相同时Br的还原性强于ClD当b极产生0.01mol 气体时，铅蓄电池中消耗0.01 mol H2SO46被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内是离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为： Zn + 2 MnO2十H2O = ZnO + 2MnO(OH)。下列说法正确的是A该电池的正极为锌 B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C当 0.lmol Zn 完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1.204l023 D电池正极反应式为： 2MnO2 + 2e一 2H2O = 2MnO (OH)十2OH充电放电7. 右图装置()为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K通过，该电池充、放电的化学方程式为：2K2S2KI3 K2S43KI。装置()为电解池的示意图。当闭合开关K时，X附近溶液先变红。则下列说法正确的是A闭合K时，K从右到左通过离子交换膜B闭合K时，A的电极反应式为：3I2e=IC闭合K时， X的电极反应式为：2Cl2e=Cl2D闭合K时，当有0.1 mol K通过离子交换膜，X电极上产生标准状况下气体1.12 L8二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。图5是绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图（a、b均为多孔性Pt电极）。该电池工作时，下列说法不正确的是Aa电极为该电池负极BO2在b电极上得电子，被氧化C电池工作时，a电极反应式：CH3OCH312e+3H2O2CO2+12H+D电池工作时，燃料电池内部H+从a电极移向b电极9.臭氧03是常用消毒剂，实验室可用电解稀硫酸制备，装置如下图（己知溶液中放电顺序：02H+)。下列说法正确的是A.若C处通入02,电解时溶液中的质子由A极向B极迁移B.若C处通入02,A极的电极反应式为:2H+2e=H2C.若C处不通入O2,该制备过程总反应的化学方程式：D.若C处不通入O2,D、E处分别收集到xL和有yL 气体(标准状况)，则E处收集的yL气体中03所占的体积分数为(忽略03的分解)10铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：(1)黄铁矿(FeS2，其中S为1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS28O26SO2Fe3O4，氧化产物为_，若有3 mol FeS2参加反应，转移电子的物质的量为_。 (2)钢铁的电化腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在右图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。写出修改前的钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式_。(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水剂，也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH11. 已知在常温下Cu2+和Fe3+在溶液中随pH变化时水解的曲线如图1所示。某同学欲提纯含有少量FeCl3和稀盐酸的CuCl2溶液。图1 图2(1) 对图中a点的说法正确的是(填序号)。加适量NH4Cl固体可使溶液由a点沿水平方向变到Cu2+曲线上溶液中a点和水平线在Fe3+和Cu2+曲线上任意截点的c(H+)与c(OH-)乘积相等Fe(OH)3、Cu(OH)2在a点代表的溶液中均达到饱和(2) 向含有少量FeCl3和稀盐酸的CuCl2溶液中，加入稍过量的黑色粉末A搅拌、过滤，得到较纯净的CuCl2溶液。A的化学式为，加入A的作用是。(3) 用铜棒作电极，用直流电源电解CuCl2溶液，装置如图2所示。观察到的现象如下：开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗;5 min后，b极附近开始出现白色沉淀，并逐渐增多，且向a极扩散;10 min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;12min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色;a极一直有大量气泡产生;停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部显红色。已知：Ksp(CuOH)Ksp(CuCl)a极发生的电极反应为。电解5min后，b极发生的电极反应为。12min后，b极附近出现橙黄色沉淀的成分是，原因是。最后沉淀的成分是，请设计一实验验证此成分：。12人类活动产生的CO2长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。（1）工业上常用高浓度的K2CO3 溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3 溶液再生，其装置示意图如下：在阳极区发生的反应包括 和H + HCO3- = H2O + CO2。 简述CO32-在阴极区再生的原理 。（2）再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。已知：25 ，101 KPa下：H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(g) H1= -242 kJ/molCH3OH(g) + 3/2 O2(g) = CO2 (g) + 2 H2O(g) H2= -676 kJ/mol 写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式 。 下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是 （填字母序号）。 a b c d （3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下： 该电池外电路电子的流动方向为 （填写“从A到B”或“从B到A”）。 工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将 （填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。 A电极附近甲醇发生的电极反应式为 。13H2O2是一种常用绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。空气阴极法电解制备H2O2的装置如下图所示，主要原理是在碱性电解质溶液中，通过利用空气中氧气在阴极还原得到H2O2和稀碱的混合物。试回答：直流电源的a极名称是 。阴极电极反应式为 。1979年，科学家们用CO、O2和水在三苯膦钯的催化下室温制得了H2O2。相对于电解法，该方法具有的优点是安全、 。CABBC DDAD10答案：(1)SO2、Fe3O432 mol(2)O22H2O4e=4OH(3)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH0解析：标化合价2826234，化合价升高的元素为Fe、S，所以氧化产物为SO2、Fe3O4，若有3 mol FeS2参加反应，则有8 mol O2参加反应，化合价降低48 mol32 mol；(2)碳是惰性电极，所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀；(3)正极是得电子的，FeO得电子，铁的化合价由6降到3，FeO3eFe(OH)3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用OH配平电荷FeO3eFe(OH)35OH，最后用水配平得FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH；根据阳极4OH4e=O22H2O，所以参加反应的n(OH)0.1 mol，生成n(H)0.1 mol，c(H)1 molL1。11. (1) (2) CuO调节溶液pH至4.4,除去Fe3+(或降低溶液酸度,除去Fe3+) (3) 2H2O+2e-2OH-+H2Cu+Cl-e-CuClCuOH和Cu2OKsp(CuOH)Ksp(CuCl),CuCl转化为黄色的CuOH沉淀,CuOH不稳定分解生成Cu2O,所以橙黄色沉淀为CuOH和Cu2O的混合物Cu2O取少量样品放入试管,滴加少量稀硫酸,观察到沉淀部分溶解且溶液呈蓝色,说明沉淀成分为Cu2O12（1）4OH - - 4e- = 2H2O + O2（2分）答案1：HCO3 存在电离平衡：HCO3 H+ + CO32- （1分），阴极H+放电浓度减小平衡右移（1分）CO32-再生答案2：阴极H+放电OH-浓度增大（1分），OH-与HCO3 反应生成CO32- （1分）CO32-再生（2）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) H = -50 kJ/mol（2分） a（2分）（3） 从A到B（1分） 不变（1分）CH3OH + H2O - 6e- = 6H+ CO2（2分）13（1）正极 O2 + 2e+ 2H2O = H2O2 + 2OH 能耗低