（新課標(biāo)）廣西2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題二 化學(xué)基本理論 第6講 電化學(xué)學(xué)案

（新課標(biāo)）廣西2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題二 化學(xué)基本理論 第6講 電化學(xué)學(xué)案一、選擇題(本題包括7個(gè)小題,每小題6分,共42分)1.如圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面圖。下列說法正確的是()A.該電化學(xué)腐蝕為析氫腐蝕B.圖中生成鐵銹最多的是C區(qū)域C.A區(qū)域比B區(qū)域更易腐蝕D.鐵閘中的負(fù)極的電極反應(yīng):Fe-2e-Fe2+答案D解析海水為弱酸性,發(fā)生吸氧腐蝕,在酸性較強(qiáng)的條件下才發(fā)生析氫腐蝕,A錯(cuò)誤。在B處,海水與氧氣接觸,與Fe最易形成原電池,發(fā)生的吸氧腐蝕的程度最大,生成鐵銹最多,B錯(cuò)誤。在B處,海水與氧氣接觸,與Fe最易形成原電池,所以B區(qū)域比A區(qū)域更易腐蝕,C錯(cuò)誤。Fe作負(fù)極失電子生成亞鐵離子,則負(fù)極的電極反應(yīng):Fe-2e-Fe2+,D正確。2.原電池中,B極逐漸變粗,A極逐漸變細(xì),C為電解質(zhì)溶液,則A、B、C應(yīng)是下列各組中的()A.A是Zn,B是Cu,C為稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C為稀硫酸C.A是Fe,B是Ag,C為稀AgNO3溶液D.A是Ag,B是Fe,C為稀AgNO3溶液答案C解析在原電池中,一般活潑金屬作負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)(金屬被氧化)而逐漸溶解(或質(zhì)量減輕);不活潑金屬(或?qū)щ姷姆墙饘?作正極,發(fā)生還原反應(yīng)有金屬析出(質(zhì)量增加)或有氣體放出;依據(jù)題意可知A為負(fù)極、B為正極,即活潑性A大于B,且A能從電解質(zhì)溶液中置換出金屬單質(zhì)。只有C正確。3.(2017海南高考,10)一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時(shí)可以傳輸H+。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.Pd電極b為陰極B.陰極的反應(yīng)式為N2+6H+6e-2NH3C.H+由陽極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H2答案A解析Pd電極b上是氫氣發(fā)生氧化反應(yīng),Pd電極b為陽極,A錯(cuò)誤。Pd電極a為陰極,N2發(fā)生還原反應(yīng),N2+6H+6e-2NH3,B正確。陽離子向陰極移動(dòng),C正確。陶瓷隔離N2和H2,使之分別在陰極、陽極放電,D正確。4.圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中,x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量,y軸表示()圖1圖2A.銅棒的質(zhì)量B.c(Zn2+)C.c(H+)D.c(S)答案C解析該裝置構(gòu)成原電池,Zn是負(fù)極,Cu是正極。在正極Cu附近溶液中的H+獲得電子變?yōu)闅錃?Cu電極的質(zhì)量不變,A錯(cuò)誤。由于Zn是負(fù)極,不斷發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,B錯(cuò)誤。由于反應(yīng)不斷消耗H+,所以溶液的c(H+)逐漸降低,C正確。S不參加反應(yīng),其濃度不變,D錯(cuò)誤。5.我國(guó)科研人員以Zn和尖晶石型錳酸鋅(ZnMn2O4)為電極材料,研制出一種水系鋅離子電池。該電池的總反應(yīng)方程式:xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0<x<1)。下列說法正確的是()A.充電時(shí),Zn2+向ZnMn2O4電極遷移B.充電時(shí),陽極反應(yīng):ZnMn2O4-2xe-Zn1-xMn2O4+xZn2+C.放電時(shí),每轉(zhuǎn)移1 mol e-,ZnMn2O4電極質(zhì)量增加65 gD.充放電過程中,只有Zn元素的化合價(jià)發(fā)生變化答案B解析充電時(shí),Zn2+向Zn電極遷移,A錯(cuò)誤。充電時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng):ZnMn2O4-2xe-Zn1-xMn2O4+xZn2+,B正確。每轉(zhuǎn)移1 mol e-,ZnMn2O4電極質(zhì)量增加32.5 g,C錯(cuò)誤。充放電過程中Mn元素的化合價(jià)也發(fā)生變化,D錯(cuò)誤。6.現(xiàn)代膜技術(shù)可使某種離子具有單向通過能力,常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3,其工作原理如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.M室發(fā)生的電極反應(yīng)式:2H2O-4e-O2+4H+B.N室:a<bC.產(chǎn)品室發(fā)生的反應(yīng)是B(OH+H+H3BO3+H2OD.理論上每生成1 mol產(chǎn)品,陰極室可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L氣體答案D解析M室為陽極室,水中的氫氧根離子放電,2H2O-4e-O2+4H+,A正確。N室,水中的氫離子放電,生成氫氧根離子,原料室中鈉離子移動(dòng)到N室,NaOH濃度增大,B正確。原料室中的B(OH移向產(chǎn)品室,M室中生成的H+移向產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成產(chǎn)品,C正確。根據(jù)關(guān)系式:H3BO3H+H2,理論上每生成1 mol產(chǎn)品,陰極室可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氣體,D錯(cuò)誤。7.(2018北京理綜,12)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法,實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3% NaCl溶液)。在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是()A.對(duì)比,可以判定Zn保護(hù)了FeB.對(duì)比,K3Fe(CN)6可能將Fe氧化C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用的方法D.將Zn換成Cu,用的方法可判斷Fe比Cu活潑答案D解析A項(xiàng),對(duì)比可知,沒有連接鋅的Fe附近溶液在加入K3Fe(CN)6溶液后產(chǎn)生了藍(lán)色沉淀,說明Zn保護(hù)了Fe,正確;B項(xiàng),對(duì)比可知,鐵氰化鉀可能把Fe氧化為Fe2+,并進(jìn)一步與Fe2+反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,正確;C項(xiàng),生成藍(lán)色沉淀,說明有Fe2+生成,因而不能用于驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe,正確;D項(xiàng),實(shí)驗(yàn)中無論Fe作正極還是負(fù)極,Fe附近均產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,故將Zn換成Cu,無法證明Fe比Cu活潑,錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括4個(gè)小題,共58分)8.(12分)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示,其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}:(1)外電路的電流方向是由極流向極。(填字母) (2)電池正極反應(yīng)式為。 (3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑?(填“是”或“否”),原因是。 (4)MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng),生成K2MnO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為。 答案(1)ba(2)MnO2+e-+Li+LiMnO2(3)否電極Li是活潑金屬,能與水反應(yīng)(4)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O21解析(1)結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理,可知Li作負(fù)極材料,MnO2作正極材料,電子流向是從ab,電流方向則是ba。(2)根據(jù)題目中的信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2”,所以正極的電極反應(yīng)式MnO2+e-+Li+LiMnO2。(3)因?yàn)樨?fù)極的電極材料Li是活潑的金屬,能夠與水發(fā)生反應(yīng),故不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。(4)由題目中的信息“MnO2可與KOH和KClO3在高溫條件下反應(yīng),生成K2MnO4”,可知該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),Mn元素化合價(jià)升高(),則Cl元素的化合價(jià)降低(),所以化學(xué)方程式為3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;根據(jù)“K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4(K2O4KO4)和MnO2(K2O4O2)”,結(jié)合電子得失守恒可得,生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為21。9.(14分)25 時(shí),用兩個(gè)質(zhì)量相同的銅棒作電極,電解500 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液,電解過程中,電解液的pH變化如表所示(假定溶液溫度保持不變)。電解2 h后,取出電極,對(duì)電極進(jìn)行干燥,并稱量,測(cè)得兩電極的質(zhì)量差為9.6 g。已知,25 時(shí)0.1 mol·L-1 CuSO4溶液的pH為4.17。時(shí)間/h0.511.52pH1.32.43.03.0(1)實(shí)驗(yàn)剛開始階段電解池陰極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為。 (2)電解進(jìn)行到1.5 h后,電解質(zhì)溶液的pH不再發(fā)生變化的原因是  。 用離子反應(yīng)方程式表示0.1 mol·L-1 CuSO4溶液的pH為4.17的原因:。 (3)電解進(jìn)行的2 h中,轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量(填“<”“=”或“>”)0.15 mol。 (4)若欲使所得電解質(zhì)溶液復(fù)原到500 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液,應(yīng)對(duì)溶液進(jìn)行怎樣處理?。 答案(1)2H+2e-H2(2)電解持續(xù)進(jìn)行,H+電解完后,電解過程發(fā)生轉(zhuǎn)變,陽極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+,陰極反應(yīng)式為Cu2+2e-Cu,電解質(zhì)溶液的組成、濃度不再發(fā)生變化,溶液的pH也不再發(fā)生變化Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+(3)>(4)向溶液中通入約0.05 mol H2S解析根據(jù)題意及表中數(shù)據(jù)可知,電解剛開始階段,陽極反應(yīng)式是Cu-2e-Cu2+,陰極反應(yīng)式為2H+2e-H2;隨著電解的繼續(xù),溶液中Cu2+的濃度增大,此時(shí)陽極反應(yīng)不變,而H+已被電解完,陰極反應(yīng)則變成Cu2+2e-Cu;若電解過程中只有電鍍銅的過程,陽極溶解的銅與陰極生成的銅質(zhì)量相同,溶液的組成保持不變,則陽極銅的減少量為=4.8 g,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.15 mol,而實(shí)際上先有H2產(chǎn)生,后有電鍍銅的過程,故實(shí)際轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量大于0.15 mol;要使溶液復(fù)原則需要通入H2S,H2S+CuSO4CuS+H2SO4。10.(16分)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。(1)如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng):(用離子方程式表示)設(shè)計(jì)的原電池裝置,反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差12 g,導(dǎo)線中通過 mol電子。 (2)其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極反應(yīng)式為,這是由于NH4Cl溶液顯(填“酸性”“堿性”或“中性”),用離子方程式表示溶液顯此性的原因:,用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中,向其中滴加少量新制飽和氯水,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:,然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液,溶液變紅,繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水,顏色褪去,同學(xué)們對(duì)此做了多種假設(shè),某同學(xué)的假設(shè)是:“溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)?！比绻?3價(jià)鐵被氧化為Fe,試寫出該反應(yīng)的離子方程式:。 (3)如圖其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,如圖所示。一段時(shí)間后,在甲裝置銅絲附近滴加酚酞溶液,現(xiàn)象是,電極反應(yīng)為;乙裝置中石墨(1)為(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽”)極,乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為,產(chǎn)物常用檢驗(yàn),反應(yīng)的離子方程式為。 答案(1)Fe+Cu2+Fe2+Cu0.2(2)2H+2e-H2酸性N+H2ONH3·H2O+H+2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-2Fe3+3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+(3)溶液變紅O2+2H2O+4e-4OH-陰2Cl-2e-Cl2濕潤(rùn)淀粉碘化鉀試紙Cl2+2I-2Cl-+I2解析(1)設(shè)導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為x,則負(fù)極質(zhì)量減少28 g·mol-1·x,正極質(zhì)量增加32 g·mol-1·x,28x+32x=12,x=0.2 mol。(2)NH4Cl水解,溶液顯酸性,正極上H+得電子,負(fù)極上Fe失電子生成Fe2+。Cl2將Fe2+氧化為Fe3+,Cl2過量時(shí),發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3+3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+。(3)將鹽橋改為銅絲和石墨后甲裝置成為原電池,乙裝置成為電解池。甲中Fe為負(fù)極,Cu為正極,正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,滴加酚酞后,溶液變紅色。乙中石墨(1)為陰極,與銅絲相連的電極為陽極,電極反應(yīng)式為2Cl-2e-Cl2,Cl2可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)。11.(2018安徽合肥質(zhì)檢)(16分)如圖所示,U形管內(nèi)盛有100 mL的溶液,按要求回答下列問題:(1)斷開K2,閉合K1,若所盛溶液為CuSO4溶液,則A極為極,B極的電極反應(yīng)式為。若所盛溶液為KCl溶液,則B極的電極反應(yīng)式為。 (2)斷開K1,閉合K2,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,則:A電極附近可以觀察到的現(xiàn)象是,Na+移向(填“A”或“B”)極。 B電極上的電極反應(yīng)式為,總反應(yīng)的化學(xué)方程式是。 反應(yīng)一段時(shí)間后斷開K2,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解,B極產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.2 mL,將溶液充分混合,溶液的pH約為。若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài),需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的。 答案(1)負(fù)Cu2+2e-CuO2+2H2O+4e-4OH-(2)溶液變紅A2Cl-2e-Cl22NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H212HCl解析(1)斷開K2,閉合K1時(shí),該裝置是原電池,鋅作負(fù)極,碳作正極,正極上銅離子得電子生成銅,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu2+2e-Cu;所盛溶液為KCl溶液時(shí)發(fā)生鋅的吸氧腐蝕,正極(B極)的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-;(2)斷開K1,閉合K2,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,該裝置是電解池,碳棒是陽極,鋅棒是陰極,電解時(shí),鋅棒上氫離子放電生成氫氣,同時(shí)電極附近生成的氫氧根離子導(dǎo)致溶液呈堿性,使酚酞變紅;溶液中的Na+向陰極移動(dòng),即向A電極移動(dòng);電解時(shí),陽極B上氯離子放電生成氯氣:2Cl-2e-Cl2,陰極上氫離子放電生成氫氣,同時(shí)溶液中生成氫氧化鈉,所以電池總反應(yīng)式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2;由可知,B極產(chǎn)生(標(biāo)準(zhǔn)狀況)11.2 mL Cl2,生成0.001 mol NaOH。故c(OH-)=0.01 mol·L-1,c(H+)=mol·L-1=10-12 mol·L-1,故pH=12。兩極逸出的氣體分別是H2和Cl2,故要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài),需向U形管內(nèi)通入一定量的HCl氣體。