2021年高考化學(xué)試題分類匯編：電化學(xué)基礎(chǔ)

2021年高考化學(xué)試題分類匯編：電化學(xué)基礎(chǔ)2010年高考化學(xué)試題分類匯編：電化學(xué)基礎(chǔ)1（2010全國卷1）右圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個點極由有機(jī)光敏燃料（S ）涂覆在2TiO 納米晶體表面制成，另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應(yīng)為：22TiO /S TiO /S h *?（激發(fā)態(tài)）+-22TiO /S TiO /S +e *?3I +2e 3I -?2232TiO /S 3I 2TiO /S+I +-+? 下列關(guān)于該電池敘述錯誤的是： A 電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B 電池工作時，I -離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電C 電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極D 電池的電解質(zhì)溶液中I -和I 3-的濃度不會減少【解析】B 選項錯誤，從示意圖可看在外電路中電子由負(fù)極流向正極，也即鍍鉑電極做正極，發(fā)生還原反應(yīng)：I 3-+2e -=3I -；A 選項正確，這是個太陽能電池，從裝置示意圖可看出是個原電池，最終是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，應(yīng)為把上面四個反應(yīng)加起來可知，化學(xué)物質(zhì)并沒有減少；C 正確，見B 選項的解析；D 正確，此太陽能電池中總的反應(yīng)一部分實質(zhì)就是：I 3-3I -的轉(zhuǎn)化（還有I 2+I -I 3-），另一部分就是光敏有機(jī)物從激發(fā)態(tài)與基態(tài)的相互轉(zhuǎn)化而已，所有化學(xué)物質(zhì)最終均不被損耗！【答案】B【命題意圖】考查新型原電池，原電池的兩電極反應(yīng)式，電子流向與電流流向，太陽能電池的工作原理，原電池的總反應(yīng)式等，還考查考生變通能力和心理素質(zhì)，能否適應(yīng)陌生的情境下應(yīng)用所學(xué)知識解決新的問題等【點評】本題立意很好，但是考查過為單薄，而且取材不是最新的，在3月份江蘇省鹽城市高三第二次調(diào)研考試化學(xué)試題第17題（3）問，與此題極為相似的模型，這對一些考生顯得不公平！氧化 還原（2010浙江卷）9. Li-Al/FeS 電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為： 2Li +FeS+2e -Li 2S+Fe 有關(guān)該電池的下列中，正確的是A. Li-Al 在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li 的化合價為+1價B. 該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS Li 2S+FeC. 負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e -=Al 3+D. 充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2Li s+Fe-22e Li FeS -+=+試題解析：本題涵蓋電解池與原電池的主體內(nèi)容，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題。根據(jù)給出的正極得電子的反應(yīng)，原電池的電極材料Li-Al/FeS 可以判斷放電時（原電池）負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e -=Al 3+。A 、Li 和Al 分別是兩極材料。B 、應(yīng)有Al 的參加。D 、應(yīng)當(dāng)是陽極失電子反應(yīng)。本題答案：C教與學(xué)提示：原電池與電解池的教學(xué)一定要重視電極反應(yīng)式書寫。電極反應(yīng)式書寫是原電池和電解池內(nèi)容或原理的核心。原電池的教學(xué)可以從原電池反應(yīng)的總反應(yīng)式：可以自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)（因負(fù)極就是參加反應(yīng)的電極）開始。電解池的教學(xué)要從外加電源的正負(fù)極，分析陽極（活性電極時本身參加反應(yīng)）開始，最終獲得被進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。簡單記?。悍校ㄘ?fù)）羊（陽）羊（氧化）。（2010廣東理綜卷）23.銅鋅原電池（如圖9）工作時，下列敘述正確的是A 正極反應(yīng)為：Zn 2e -=Zn 2+B 電池反應(yīng)為：Zn+Cu 2+=Zn 2+ +CUC 在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D 鹽橋中的K +移向ZnSO 4溶液解析：Zn 是負(fù)極，故A 錯；電池總反應(yīng)和沒有形成原電池的氧化還原反應(yīng)相同，故B 正確；根據(jù)閉合回路的電流方向，在外電路中，電子由負(fù)極流向正極，故C 正確；在溶液中，陽離子往正極移動，故D 錯誤。答案：BC（2010安徽卷）11.某固體酸燃料電池以CaHSO 4固體為電解質(zhì)傳遞H ，其基本結(jié)構(gòu)見下圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H 2O 22H 2O ，下列有關(guān)說法正確的是A.電子通過外電路從b 極流向a 極B.b 極上的電極反應(yīng)式為：O 22H 2O 4e 4OH C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol 電子，消耗1.12 L 的H 2D.H 由a 極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b 極答案：D解析：首先明確a 為負(fù)極，這樣電子應(yīng)該是通過外電路由a 極流向b ，A 錯；B 選項反應(yīng)應(yīng)為O 2+4e -+4H +=2H 2O ; C 沒有告知標(biāo)準(zhǔn)狀況。（2010福建卷）11鉛蓄電池的工作原理為：22442222Pb PbO H SO PbSO H O +=+研讀 右圖，下列判斷不正確的是A K 閉合時，d 電極反應(yīng)式：24224224PbSO H O e PbO H SO -+-+-=+ B 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移02mol 電子時，I 中消耗的24H SO 為02 molC K 閉合時，II 中24SO -向c 電極遷移D K 閉合一段時間后，II 可單獨作為原電池，d 電極為正極【解析】答案：C本題考查電化學(xué)（原電池、電解池）的相關(guān)知識K 閉合時為電解池，為電解池，中發(fā)生充電反應(yīng)，d 電極為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式為PbSO 4 + 2H 2O -2e - = PbO 2 + 4H + + SO 42-所以A 正確。在上述總反應(yīng)式中，得失電子總數(shù)為2e -，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移02mol 電子時，可以計算出中消耗的硫酸的量為02mol ，所以B 對。K 閉合一段時間，也就是充電一段時間后可以作為原電池，由于c 表面生成Pb ，放電時做電源的負(fù)極，d 表面生成PbO 2，做電源的正極，所以D 也正確。K 閉合時d 是陽極，陰離子向陽極移動，所以C 錯。（2010江蘇卷）8下列說法不正確的是 A 鉛蓄電池在放電過程中，負(fù)極質(zhì)量減小，正極質(zhì)量增加B 常溫下，反應(yīng)()()()2C s CO g 2CO g +=不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的0H ?C 一定條件下，使用催化劑能加快反應(yīng)速率并提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率D 相同條件下，溶液中3+Fe 、2+Cu 、2+Zn的氧化性依次減弱 【答案】AC【解析】本題主要考查的是相關(guān)的反應(yīng)原理。A 項，鉛蓄電池在放電過程中，負(fù)極反應(yīng)為其質(zhì)量在增加；B 項，該反應(yīng)是典型的吸熱反應(yīng)，在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行；C 項，催化劑能改變反應(yīng)速率，不一定加快，同時它不能改變轉(zhuǎn)化率；D 項，可知3Fe +的氧化性大于2Cu +，綜上分析可知，本題選AC 項。（2010江蘇卷）11右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。 下列說法正確的是 A 該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B 裝置Y 中負(fù)極的電極反應(yīng)式為： 22O +2H O+4e 4OH -=C 裝置X 能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生D 裝置X 、Y 形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化【答案】C【解析】本題主要考查的是電化學(xué)知識。A 項，在該裝置系統(tǒng)中，有四種能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，即太陽能、電能、化學(xué)能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化；B 項，裝置Y 為氫氧燃料電池，負(fù)極電極反應(yīng)為H 2 -2e - + 2OH -= 2H 2O ；C 項，相當(dāng)于用光能電解水，產(chǎn)生H 2和O 2，實現(xiàn)燃料（H 2）和氧化劑（O 2）的再生；D 項，在反應(yīng)過程中，有能力的損耗和熱效應(yīng)的產(chǎn)生，不可能實現(xiàn)化學(xué)能和電能的完全轉(zhuǎn)化。綜上分析可知，本題選C 項。（2010天津卷）7（14分）X 、Y 、Z 、L 、M 五種元素的原子序數(shù)依次增大。X 、Y 、Z 、L 是組成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)元素，M 是地殼中含量最高的金屬元素?；卮鹣铝袉栴}： L 的元素符號為_ ；M 在元素周期表中的位置為_；五種元素的原子半徑從大到小的順序是_（用元素符號表示）。 Z、X 兩元素按原子數(shù)目比l3和24構(gòu)成分子A 和B ，A 的電子式為_，B 的結(jié)構(gòu)式為_。 硒（se）是人體必需的微量元素，與L同一主族，Se原子比L原子多兩個電子層，則Se的原子序數(shù)為_，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為_。該族2 5周期元素單質(zhì)分別與H2反應(yīng)生成l mol氣態(tài)氫化物的反應(yīng)熱如下，表示生成1 mol硒化氫反應(yīng)熱的是_（填字母代號）。a+99.7 molL1 b+29.7 molL1 c20.6 molL1 d241.8 kJmol 1 用M單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q 。寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式：_；由R生成Q的化學(xué)方程式：_。解析：(1)X、Y、Z、L是組成蛋白質(zhì)的四種元素且原子序數(shù)依次增大，故分別為：H、C、N、O元素；M是地殼中含量最高的元素，為Al，其在周期表的位置為第3周第A族；再根據(jù)五種元素在周期表的位置，可知半徑由大到小的順序是：AlCNOH。(2) N和H 1：3構(gòu)成的分子為NH3，電子式為；2：4構(gòu)成的分子為N2H4，其結(jié)構(gòu)式為。(3)Se比O多兩個電子層，共4個電子層，14電子層上的電子數(shù)分別為：2、8 、18、6，故其原子序數(shù)為34；其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式類似H2SO4，為H2SeO4。非金屬性越強，與氫氣反應(yīng)放出的熱量越多，故25周期放出的熱量依次是：d、c、b、a，則第四周期的Se對應(yīng)的是b。(4)Al作陽極失去電子生成Al3+，Al3+3HCO3-=Al(OH)3+3CO2，2Al(OH)3Al2O3+3H2O。答案：(1)O 第三周第A族 AlCNOH(2)(3) 34 H2SeO4 b(4) Al-3e-Al3+ Al3+3HCO3-=Al(OH)3+3CO22Al(OH)3Al2O3+3H2O。命題立意：本題以元素的推斷為背景，綜合考查了元素符號的書寫、元素位置的判斷和原子半徑大小的比較；考查了電子式、結(jié)構(gòu)式的書寫，元素周期律，和電極反應(yīng)式、化學(xué)方程式的書寫，是典型的學(xué)科內(nèi)綜合試題。（2010山東卷）29（12分）對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。（1）以下為鋁材表面處理的一種方法： 堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，原因是_（用離子方程式表示）。為將堿洗槽液中鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的_。a NH 3b CO 2c NaOHd HNO 3以鋁材為陽極，在H 2SO 4 溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)為_。取少量廢電解液，加入NaHCO ，溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_。（2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是_。（3）利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X 為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K 應(yīng)置于_處。若X 為鋅，開關(guān)K 置于M 處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_。解析：(1) 冒氣泡的原因是Al 與NaOH 反應(yīng)了，方程式為：2Al+2OH -+4H 2O=2Al(OH)4-+3H 2； 使Al(OH)4-生成沉淀，最好是通入CO 2，加HNO 3的話，沉淀容易溶解。陽極是Al 發(fā)生氧化反應(yīng)，要生成氧化膜還必須有H 2O 參加，故電極反應(yīng)式為：2Al+3H 2O-6e -Al 2O 3+6H +；加入NaHCO 3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al 3+，和HCO 3-發(fā)生了互促水解。(2)電鍍時，陽極Cu 可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu 2+。(3)鐵被保護(hù)，可以是做原電池的負(fù)極，或者電解池的陰極，故若X 為碳棒，開關(guān)K 應(yīng)置于N 處，F(xiàn)e 做陰極受到保護(hù)；若X 為鋅，開關(guān)K 置于M 處，鐵是做負(fù)極，稱為犧牲陽極保護(hù)法。 答案：（1）2Al+2OH -+4H 2O=2Al(OH)4-+3H 2；c2Al+3H 2O-6e -Al 2O 3+6H +；因為 Al 3+和HCO 3-發(fā)生了互促水解； Al 3+3HCO 3-= Al(OH)3+CO 2(2)陽極Cu 可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu 2+ (3)N 犧牲陽極保護(hù)法。（2010安徽卷）27.（14分）鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰貨源成為重要課題：某研究性學(xué)習(xí)小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計實驗流程如下：（1）第步反應(yīng)得到的沉淀X的化學(xué)式為。（2）第步反應(yīng)的離子方程式是。（3）第步反應(yīng)后，過濾Li2CO3所需的玻璃儀器有。若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因：、。（4）若廢舊鋰離子電池正極材料含LiNB2O4的質(zhì)量為18.1 g第步反應(yīng)中加入20.0mL3.0molL-1的H2SO4溶液。定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)和完全為Li2CO3,剩至少有Na2CO3參加了反應(yīng)。答案：（1）Al(OH)3(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O(3) 漏斗玻璃棒燒杯；濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣等（4）5.3解析：第一步就是鋁溶解在氫氧化鈉溶液中第二步就是偏鋁酸鈉與二氧化碳生成氫氧化鋁，第三步是氧化還原反應(yīng)，注意根據(jù)第一步反應(yīng)LiMn2O4不溶于水。第（4）小題計算時要通過計算判斷出硫酸過量。（2010四川理綜卷）27(16分)碘被稱為“智力元素”，科學(xué)合理地補充碘可防止碘缺乏病。碘酸鉀(KIO3)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)碘。以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的實驗裝置如右圖所示。請回答下列問題：(1)碘是 (填顏色)固體物質(zhì)，實驗室常用方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。(2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應(yīng)：3I 2+6KOH=5KI+KIO 3+3H 2O ，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。電解時，陽極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 ；陰極上觀察到的實驗現(xiàn)象是 。(3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗電解液中是否有I 。請設(shè)計一個檢驗電解液中是否有I 的實驗方案，并按要求填寫下表。要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實驗儀器及相關(guān)用品自選。試劑：淀粉溶液、碘化鉀淀粉試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸。 (4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下： 步驟的操作名稱是 ，步驟的操作名稱是 。步驟洗滌晶體的目的是 。 答案：（1）紫黑色 升華（2）23222(663)I e I I OH e IO H O -=+-=+或有氣泡產(chǎn)生（3）（4）冷卻結(jié)晶 干燥 洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)解析：（1）考查物質(zhì)的物理性質(zhì)，較容易。（2）陽極發(fā)生氧化反應(yīng)失電子23222(663)I e I I OH e IO H O -=+-=+或。陰極區(qū)加入氫氧化鉀溶液，電解氫氧化鉀實質(zhì)是電解水。（3）考查I -的檢驗此題借助與碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)色這一特性，要設(shè)法將碘離子轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì)。（4）考查實驗的基本操作。要求考生對整個流程分析透徹。（2010重慶卷）29（14分）釩（V ）及其化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領(lǐng)域（1）V 2O 5是接觸法制硫酸的催化劑一定條件下，2SO 與空氣反映t min 后，2SO 和3SO 物質(zhì)的量濃度分別為a mol/L 和 b mol/L, 則2SO 起始物質(zhì)的量濃度為 mol/L ；生成3SO 的化學(xué)反應(yīng)速率為 mol/(Lmin) 工業(yè)制硫酸，尾氣2SO 用_吸收（2）全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如題29圖所示 當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為 充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由 色變?yōu)?色放電過程中氫離子的作用是 和 ；充電時若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01?1023個，左槽溶液中n(H +)的變化量為 29答案（14分）（1）a b +；/b t氨水 （2）2222VO H e VO H O +-+=+綠 紫參與正極反應(yīng); 通過交換膜定向移動使電流通過溶液；0.5mol 【解析】本題考查以釩為材料的化學(xué)原理題，涉及化學(xué)反應(yīng)速率和電化學(xué)知識。（1） 由S 守恒可得，2SO 的起始濃度為（a+b ）mol/L 。2SO 的速率為單位時間內(nèi)2SO 濃度的變化，即b/tmol/(L min)。2SO 可以用堿性的氨水吸收。（2） 左槽中，黃變藍(lán)即為22VO +生成2VO +，V 的化合價從+5降低為+4，得一個電子，0原子減少，從圖中知，其中H +發(fā)生了移動，參與反應(yīng)，由此寫成電極反應(yīng)式。作為原電池，左槽得電子，而右槽失電子。充電作為電解池處理，有槽中則為得電子，對應(yīng)化合價降低，即為3V +生成2V +，顏色由綠生成紫。由電極反應(yīng)式知，H+參與了反應(yīng)。溶液中離子的定向移動可形成電流。n=N/NA=3.012310/6.022310=0.5mol ?！疽?guī)律總結(jié)】電化學(xué)試題的分析一般是從化合價著手，對于原電池，化合價升高的作為負(fù)極，化合價降低的作為正極，兩極方程式相加即可得總反應(yīng)。對于電解池，化合價升高作為陽極，降低的作為陰極。兩者之間的關(guān)系是：正極反應(yīng)式顛倒即為陽極反應(yīng)式，負(fù)極反應(yīng)式顛倒即為陰極反應(yīng)式。