2018届高考化学三轮冲刺 电化学专题仿真模拟训练.doc

电化学专题一、选择题7、微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A【解析】首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧，有氧反应为正极侧。A、根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化：葡萄糖分子中碳元素平均为0价，二氧化碳中碳元素的化合价为+4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成。错误；B、在微生物的作用下，该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率，故可以说微生物促进了电子的转移。正确；C、原电池中阳离子向正极移动。正确；D、电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应。正确。8、某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(xIBrClOH含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+，与金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反应原理是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。10、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)。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+4OH2e=Zn(OH)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【解析】A、充电时阳离子向阴极移动，故错误；B、放电时总反应为：2Zn+O2+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的c(OH)增大，故错误；C、放电时，锌在负极失去电子，故正确；D、标准状况下22.4 L氧气的物质的量为1 mol，对应转移4 mol电子，故错误。本题考查原电池和电解池工作原理，这是两个装置的重点，也是新电池的考查点，需要熟记。电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容，一般先写出还原剂(氧化剂)和氧化产物(还原产物)，然后标出电子转移的数目，最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分并配平反应方程式，作为原电池，正极反应式为：O2+2H2O+4e=4OH，负极电极反应式为：Zn+4OH2e=Zn(OH)42；充电是电解池，阳离子在阴极上放电，阴离子在阳极上放电，即阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，对可充电池来说，充电时原电池的正极接电源正极，原电池的负极接电源的负极，不能接反，否则发生危险或电极互换，其电极反应式是原电池电极反应式的逆过程。涉及气体体积，首先看一下有没有标准状况，如果有，进行计算，如果没有必然是错误选项。掌握原电池和电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。11、MgAgCl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Mg2e=Mg2+B正极反应式为Ag+e=AgC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【答案】B【解析】根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正极反应为：2AgCl+2e=2Cl+ 2Ag，负极反应为：Mg2e=Mg2+，A项正确，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2，D项正确；答案选B。12、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【解析】A根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电解池中阴离子会向正电荷较多的阳极区定向移动，因此通电后中间隔室的向正极迁移；在正极区带负电荷的OH失去电子，发生氧化反应而放电，由于破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(H+)c(OH)，所以正极区溶液酸性增强，溶液的pH减小，错误；B阳极区氢氧根放电，溶液中产生硫酸，阴极区氢离子获得电子，发生还原反应而放电，破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(OH)c(H+)，所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品，正确；C负极区氢离子得到电子，使溶液中c(OH)c(H+)，所以负极区溶液pH升高，错误；D当电路中通过1 mol电子的电量时，根据整个闭合回路中电子转移数目相等可知，反应产生氧气的物质的量n(O2)=1 mol4=0.25 mol，错误。13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（ ）AZn为电池的负极B正极反应式为2FeO42+ 10H+6e=Fe2O3+5H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时向负极迁移【答案】AD【解析】A根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；BKOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO42 +6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH，错误；C该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D电池工作时阴离子OH向负极迁移，正确；故选AD。原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原电池的工作原理、电池电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。二、非选择题14、氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 完成下列填空：(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式_。(2)离子交换膜的作用为：_、_。(3)精制饱和食盐水从图中_位置补充，氢氧化钠溶液从图中_位置流出(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式_。(5)室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH_0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH(选填“大于”、“小于”或“等于”)。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32、CO32、HSO3、HCO3浓度从大到小的顺序为_。已知：H2SO3 Ki1=1.54102 Ki2=1.02107HClO Ki1=2.95108H2CO3 Ki1=4.3107 Ki2=5.61011【答案】(1)27. 2 Cl+2H2OCl2+H2+2OH(2)阻止OH进入阳极室，与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。(3)a d(4)2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O(5)大于 SO32CO32HCO3HSO3【解析】(1)电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H+在阴极得到电子变为H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子Cl在阳极失去电子，发生氧化反应，产生Cl2。反应的离子方程式是2Cl+2H2OCl2+H2+2OH。(2)图中的离子交换膜只允许阳离子通，是阳离子交换膜，可以允许阳离子通过，不能使阴离子通过，这样就可以阻止阴极溶液中的OH进入阳极室，与氯气发生反应，阻止Cl进入阴极室，使在阴极区产生的NaOH纯度更高。同时可以阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。(3)随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，所以应该及时补充。精制饱和食盐水从与阳极连接的图中a位置补充，由于阴极H+不断放电，附近的溶液显碱性，氢氧化钠溶液从图中d位置流出；水不断消耗，所以从b口不断加入蒸馏水，从c位置流出的是稀的NaCl溶液。(4)KClO3有氧化性，H2C2O4有还原性，在酸性条件下KClO3可以和草酸(H2C2O4)生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。则根据电子守恒及原子守恒，可得该反应的化学方程式是：2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O。(5)NaClO、Na2SO3都是强碱弱酸盐，弱酸根离子发生水解反应，消耗水电离产生的H+，破坏了水的电离平衡，当最终达到平衡时，溶液中c(OH)c(H+)，所以溶液显碱性。形成盐的酸越弱，盐水解程度就越大。消耗的离子浓度越大，当溶液达到平衡时，剩余的离子浓度就越小。由于H2SO3的Ki2=1.02107；HClO的Ki1=2.95108，所以酸性：HSO3HClO，因此溶液的pH：NaClONa2SO3。由于电离程度：H2SO3 H2CO3HSO3HCO3，浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，水解程度：CO32SO32，所以离子浓度：SO32CO32；水解产生的离子浓度：HCO3HSO3。但是盐水解程度总的来说很小，主要以盐电离产生的离子存在。所以在该溶液中SO32、CO32、HSO3、HCO3 浓度从大到小的顺序为SO32CO32HCO3HSO3。15、下表列出了两种燃煤烟气脱硫方法的原理。方法将SO2与I2反应制H2SO4和HI，同时分解HI制H2和I2，I2循环使用方法用Na2SO4溶液吸收SO2，再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫(1)方法中，用SO2与碘反应生成H2SO4和HI，SO2与I2反应的物质的量之比为_；制得的H2可用储氢合金转化为MH，现分别用NiO(OH)、MH作正、负极材料，KOH溶液作电解质溶液，可制得高容量的镍氢电池。电池总反应为：NiO(OH)MHNi(OH)2M则电池放电时，负极的电极反应式为_，充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_。(2)利用如图装置可实现方法的转化。b端应连接电源的_(填“正极”或“负极”)。用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3，其目的是_。电解过程中，阴极的电极反应式为_，当外电路中通过0.02 mol电子时，收集到0.144 g硫单质，则电解效率为_。【分析】（1）依据二氧化硫和碘单质在水溶液中发生氧化还原反应，结合定量关系分析判断；电池放电为原电池反应，负极为失电子发生氧化反应，充电时是原电池，NiO（OH）+MHNi（OH）2+M，放电为原电池，正极发生还原反应，依据电池反应书写电极反应；根据氧气进入另一个电极后所引发的反应来回答；（2）用Na2SO4溶液吸收SO2，再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫，依据氢离子移动方向可知，a为阴极，b为阳极；用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3，提高溶液导电性；电解池中阴极是二氧化硫得到电子生成硫单质【解答】解：（1）用SO2与碘反应生成H2SO4和HI，反应的化学方程式为：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI，SO2与I2反应的物质的量之比为1：1；放电过程是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：NiO（OH）+H2O+e=Ni（OH）2+OH；负极电极反应为：MH+OHe=M+H2O；阴极上是氧气发生的电子的过程，电极反应式为：O2+2H2O+4e=4OH，故答案为：1：1；MH+OHe=M+H2O；O2+2H2O+4e=4OH；（2）用Na2SO4溶液吸收SO2，再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫，依据氢离子移动方向可知，a为阴极，b为阳极，b电极链接电源正极；故答案为：正极；用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3，提高溶液导电性，加快电解速率，故答案为：提高溶液导电性，加快电解速率；电解池中阴极是二氧化硫得到电子生成硫单质，电极反应为：SO2+4H+4e=S+2H2O，故答案为：SO2+4H+4e=S+2H2O16、对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。(1)硫酸厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以H3AsO3形式存在)含量极高，为控制砷的排放，某工厂采用化学沉淀法处理含砷废水。请回答以下问题：已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，砷在元素周期表的位置为_，AsH3的稳定性比NH3的稳定性_(填“强”或“弱”)。工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷，生成物为难溶性的三硫化二砷，该反应的离子方程式为_。(2)电镀厂的废水中含有的CN有剧毒，需要处理加以排放。已知HCN为一元弱酸，则NaCN溶液的pH_7(填“”“”或“AsH3。根据信息：Na2S和H3AsO3反应，生成难溶性的As2S3，据此得到反应的离子方程式为：2H3AsO33S26H=As2S36H2O。(2)已知HCN为一元弱酸，则NaCN溶液是强碱弱酸盐，溶液的pH大于7。在微生物的作用下，CN被氧气氧化成HCO，同时生成NH3，结合CN中C为2价，则离子方程式为：4H2O2CNO2=2HCO2NH3。(3)阳极上是OH失电子，电极反应式为：4OH4e=2H2OO2。在电解池的阳极上是OH放电，所以c(H)增大，并且H从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；根据电解原理，电解池中的阴离子移向阳极，即A从阴极通过阴离子交换膜进入浓缩室，这样：HA=HA，乳酸浓度增大。乳酸的浓度变化量是1.5 mol/L，即生成HA的物质的量是1.5 mol/L0.4 L0.6 mol，结合HAHH2产生氢气是0.3 mol，即0.3 mol22.4 L/mol6.72 L。答案 (1)第四周期A族弱2H3AsO33S26H=As2S36H2O(2)4H2O2CNO2=2HCO2NH3(3)4OH4e=2H2OO2阳极OH放电，c(H)增大，H从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室，A从阴极通过阴离子交换膜进入浓缩室，HA=HA，乳酸浓度增大6.72