2019高考化學二輪沖刺復習精講 第一部分 必考部分 第6講 電化學基礎真題追蹤（含解析）.doc

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第6講 電化學基礎 考向一　新型化學電源的分析與推斷 1．(2018全國卷Ⅱ)我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是(　　) A．放電時，ClO向負極移動 B．充電時釋放CO2，放電時吸收CO2 C．放電時，正極反應為：3CO2＋4e－ ===2CO＋C D．充電時，正極反應為：Na＋＋e－===Na [解析]　高氯酸根離子是陰離子，電池放電時為原電池裝置，陰離子向負極移動，A正確；由題圖結(jié)合電池總反應知，充電時釋放二氧化碳，放電時吸收二氧化碳，B正確；放電時，正極反應可以理解為“CO2得到4e－還原為C，余下的兩個O2－進一步結(jié)合CO2生成CO”：3CO2＋4e－===2CO＋C，C正確；充電時電池的正極與外接電源的正極相連，作電解池的陽極，發(fā)生失電子的氧化反應，應為碳失電子生成CO2，D錯誤。 [答案]　D 2．(2017全國卷Ⅱ)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應為：16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是(　　) A．電池工作時，正極可發(fā)生反應：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性 D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多 [解析]　原電池工作時，正極發(fā)生一系列得電子的還原反應，即：Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A項正確；該電池工作時，每轉(zhuǎn)移0.02 mol電子，負極有0.02 mol Li(質(zhì)量為0.14 g)被氧化為Li＋，則負極質(zhì)量減少0.14 g，B項正確；石墨烯能導電，用石墨烯作電極，可提高電極a的導電性，C項正確；充電過程中，Li2S2的量逐漸減少，當電池充滿電時，相當于達到平衡狀態(tài)，電池中Li2S2的量趨于不變，故不是電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多，D項錯誤。 [答案]　D 3．(2015全國卷Ⅰ)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是(　　) A．正極反應中有CO2生成 B．微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O [解析]　由題意可知，微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，B正確；氧氣在正極反應，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，則正極反應為：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒有CO2生成，A項錯誤；負極發(fā)生反應：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在負極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項正確；總反應為：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項正確。 [答案]　A 4．(1)(2018天津卷)CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義。回答下列問題： O2輔助的Al－CO2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 電池的負極反應式：_________________________。 電池的正極反應式：6O2＋6e－===6O；6CO2＋6O===3C2O＋6O2 反應過程中O2的作用是_________________________。 該電池的總反應式：________________________。 (2)(2017北京卷)實驗證明Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋能發(fā)生，裝置如下圖。其中甲溶液是__________，操作及現(xiàn)象是_____________。 (3)(2016江蘇卷)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋，其電極反應式為_________________________________。 (4)(2016天津卷)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}： 與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點是__________________________________(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式：_______________________________。 (5)(2015四川卷)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S，正極反應式是_____________________。 [解析]　(1)O2輔助的Al－CO2電池中，Al是活潑金屬，作負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為Al－3e－===Al3＋。由電池的正極反應式可知，O2先生成O，O與CO2反應生成C2O和O2，據(jù)此推測，該過程中O2的作用是催化劑。根據(jù)正、負極反應式及得失電子守恒得電池的總反應式為2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3。 [答案]　(1)Al－3e－===Al3＋(或2Al－6e－===2Al3＋)　催化劑　2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3 (2)FeSO4溶液　取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深。 (3)Cr2O＋14H＋＋6e－===2Cr3＋＋7H2O (4)污染小，可再生，來源廣，資源豐富，燃燒熱值高(任寫其中2個)　H2＋2OH－－2e－===2H2O (5)FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S(或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－) 考向二　電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用 5．(2017全國卷Ⅱ)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4—H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是(　　) A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極 B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極 C．陰極的電極反應式為：Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動 [解析]　利用電解氧化法在鋁制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工鋁質(zhì)工件作陽極，A項正確；陰極與電源負極相連，對陰極電極材料沒有特殊要求，可選用不銹鋼網(wǎng)等，B項正確；電解質(zhì)溶液呈酸性，陰極上應是H＋放電，C項錯誤；在電解過程中，電解池中的陰離子向陽極移動，D項正確。 [答案]　C 6．(2018全國卷Ⅰ)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}： 制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為_____________________________________________________。 電解后，________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。 [解析]　 裝置圖中左側(cè)與電源正極相連，為三室膜電解槽的陽極，由于陽極室的溶液為稀硫酸，故陽極發(fā)生的反應為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，生成的H＋穿過陽離子交換膜進入a室與SO2堿吸收液中的SO反應生成HSO，則a室中NaHSO3濃度增加。 [答案]　2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a 7．(1)(2016浙江卷)研究證實，CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的反應發(fā)生在________極，該電極反應式是______________________________________________。 (2)(2016天津卷)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)物氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 ①電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽極室”)。 ②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因為________________________________________。 ③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_______________。 [解析]　(1)根據(jù)題意，二氧化碳在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，CO2中C呈＋4價，CH3OH中C呈－2價，結(jié)合反應前后碳元素化合價變化，可知碳元素的化合價降低，得到電子，故該電極為陰極，電極反應式為CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O。(2)①根據(jù)題意，鎳電極有氣泡產(chǎn)生是H＋得電子生成H2，發(fā)生還原反應，則鐵電極上OH－發(fā)生氧化反應，溶液中的OH－減少，因此電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在陽極室。②H2具有還原性，根據(jù)題意：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。因此，電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低。③根據(jù)題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，在M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢；在N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。 [答案]　(1)陰　CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O (2)①陽極室　②防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低?、跰點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢或N點；c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3或(Fe2O3)生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低 考向三　金屬的腐蝕與防護 8．(2015上海卷)研究電化學腐蝕及防護的裝置如圖所示。下列有關說法錯誤的是 (　　) A．d為石墨，鐵片腐蝕加快 B．d為石墨，石墨上電極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕 D．d為鋅塊，鐵片上電極反應為：2H＋＋2e－===H2↑ [解析]　A項，當d為石墨時，鐵片為負極，腐蝕加快，正確；B項，當d為石墨時，石墨為原電池的正極，其電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正確；C項，當d為鋅塊時，鐵片為原電池的正極而受到保護，稱為犧牲陽極的陰極保護法，正確；D項，當d為鋅塊時，鐵片為正極，電極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，錯誤。 [答案]　D 9. (2014福建卷)鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關系密切。右圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 (1)該電化學腐蝕稱為____________________________。 (2)圖中A、B、C、D四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是________(填字母)。 [解析]　(1)海水接近于中性，則鐵閘發(fā)生的是吸氧腐蝕。(2)表面海水中O2濃度較大，腐蝕得較快，故B處產(chǎn)生的鐵銹最多。 [答案]　(1)吸氧腐蝕　(2)B 題型特點：選擇題　填空題 考向評析：常以新型電源為命題背景，考查原電池的構(gòu)成及工作原理；以電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用為背景，考查電解池的工作原理及電解規(guī)律；以貼近日常生活的實例為背景，考查兩種電化學腐蝕的原理及區(qū)別以及常見防腐方法。 答題啟示：二輪復習時應抓住燃料電池中介質(zhì)對電極反應式的影響；新型高能充電電池四個電極式的關系等命題要點進行落實，強化電極方程式書寫訓練。