1、圆学子梦想 铸金字品牌 - 1 - 温馨提示： 此题库为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，关闭 Word 文档返回原板块。 考点 9 电化学 一、选择题 1.(2014浙江高考 5)镍氢电池 (NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。 NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是 : Ni(OH)2+M NiOOH+MH 已知 :6NiOOH+NH3+H2O+OH- 6Ni(OH)2+N 下列说法正确的是 ( ) A.NiMH电池放电过程中 ,正极的电极 反应式为 :NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-
2、B.充电过程中 OH-离子从阳极向阴极迁移 C.充电过程中阴极的电极反应式 :H2O+M+e- MH+OH-,H2O中的 H被 M还原 D.NiMH电池中可以用 KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点 : (1)熟练运用电化学原理判断所发生的反应及化合价变化的元素。 (2)结合信息、氧化还原反应及守恒知识 ,熟练书写及判断电极反应式。 【解析】 选 A。正极发生得电子的还原反应 ,结合充电时的方程式知 A正确 ;电解时阴离子移向阳极 ,B错误 ;MH中 M和氢化合价都是 0价 ,充电时阴极发生水中的氢得电子被还原的反应 , 不是被 M 还原 ,C 错误 ; 根
3、据已知信息6NiOOH+NH3+H2O+OH- 6Ni(OH)2+N ,电解质溶液若用氨水时会发生副反应 ,D 错误。 【误区提醒】 MH 是金属或合金吸收氢后的物质 ,但是化合价没有变化 ,通过分析所给反应可以得到 ,否则容易将得电子的元素看作是金属而错选。 圆学子梦想 铸金字品牌 - 2 - 2.(2014上海高考 12)如右图所示 ,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl溶液的 U形管中。下列分析正确的是 ( ) A.K1闭合 ,铁棒上 发生的反应为 2H+2e- H2 B.K1闭合 ,石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高 C.K2闭合 ,铁棒不会被腐蚀 ,属于牺牲阳极的阴极保护法 D.K2闭合
4、 ,电路中通过 0.002NA个电子时 ,两极共产生 0.001 mol 气体 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点 : (1)明确电化学原理 ; (2)注意电极材料及离子放电顺序。 【解析】 选 B。 K1闭合形成原电池 ,铁作负极 ,失电子被腐蚀 ,石墨电极是正极 ,氧气得电子变为 OH-,pH逐渐升高 ,A 错误、 B 正确 ;K2闭合 ,铁棒作阴极被保护 ,不会被腐蚀 ,属于外加电流的阴极保护法 ,C 错 误 ;K2 闭合形成电解池 ,两极分别产生氯气和氢气 ,电路中通过 0.002NA个电子时 ,每极上产生 0.001 mol 气体 ,共 0.002 mol 气体 ,D 错误。 3
5、.(2014广东高考 11)某同学组装了如图所示的电化学装置。电极为 Al,其他电极均为 Cu,则 ( ) A.电流方向 :电极 电极 B.电极发生还原反应 C.电极逐渐溶解 D.电极的电极反应 :Cu2+2e- Cu 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点 : (1)掌握判断电解池和原电池的方法 ; 圆学子梦想 铸金字品牌 - 3 - (2)电流方向与电子流动方向相反。 【解 析】 选 A。电极是原电池的负极 ,电极是原电池的正极 ,电极是电解池的阳极 ,电极是电解池的阴极 ,故电流方向 :电极 电极 ,A 正确 ;电极发生氧化反应 ,B 错误 ;电极是原电池的正极 ,发生还原反应 ,有单质
6、铜析出 ,C 错误 ;电极是电解池的阳极 ,发生氧化反应 ,电极反应为 Cu-2e- Cu2+,D错误。 【误区提醒】 原电池与电解池串联时 ,可通过电极的活性差异判断装置是不是原电池。一般情况下 ,若电极不同且其中的一极能与电解质反应 ,则该装置为原电池 ;若电极材料相同 ,则为电解池。 4.(2014海南高考 3)以石 墨为电极 ,电解 KI 溶液 (其中含有少量酚酞和淀粉 ),下列说法错误的是 ( ) A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体 C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的 pH变小 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点 : (1)电解池的两极电极产物的判断 ; (2)碘使淀粉变蓝
7、和碱使酚酞变红。 【解析】 选 D。惰性电极电解碘化钾溶液 ,阴极氢离子得电子生成氢气 ,同时生成氢氧化钾 ,因此溶液变红 (碱使酚酞变红 ),A、 B 说法正确 ;阳极产生碘单质 ,碘使淀粉变蓝 ,C 说法正确 ;阴极氢离子得电子生成氢气 ,同时生成氢氧化钾 ,碱性增强 ,D 说 法错误。 【误区提醒】 (1)电极产物判断不准确 ,而错误判断电极产物为钾和碘单质 ; (2)溶液的酸碱性变化不清晰 ,只考虑电极产物碘单质和氢气 ,而忽略氢氧化钾的生成 ,导致溶液酸碱性判断出错。 5.(2014北京高考 8)下列电池工作时 ,O2在正极放电的是 ( ) 圆学子梦想 铸金字品牌 - 4 - 【解题
8、指南】 解答本题需注意以下两点 : (1)明确正负极上发生的反应是解答本题的关键 ; (2)电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性。 【解析】 选 B 。锌锰电池中电极反应式 , 负极 :Zn-2e- Zn2+ 、正极 :2MnO2+2N +2e- Mn2O3+2NH3+H2O,所以不符合题意 ,故 A 错误 ;酸性氢燃料电池电极反应式为 2H2-4e- 4H+、 O2+4H+4e- 2H2O,碱性氢燃料电池电极反应式为2H2-4e-+4OH- 4H2O、 O2+2H2O+4e- 4OH-,所以符合题意 ,故 B正确 ;铅蓄电池放电时 负 极 电 极 反 应 式 :Pb-2e-+S PbSO
9、4, 正 极 电 极 反 应式 :PbO2+2e-+4H+S PbSO4+2H2O,所以不符合题意 ,故 C 错误 ;镍镉电池放电 ,正极 :2NiOOH+2H2O+2e- 2Ni(OH)2+2OH-、负极 :Cd+2OH-2e- Cd(OH)2,所以不符合题意 ,故 D 错误。 6.(2014海南高考 16)锂锰电池的体积小 ,性能优良 ,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示 ,其中电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中 ,Li+通过电解质迁移入 MnO2晶格中 ,生成 LiMnO2。 回答下列问题 : (1)外电路的电流方向是由 极流向 极。 (填字母 ) (2)电池正极反应式为 。
10、(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂 ? (填“是”或“否” ),原因是 。 (4)MnO2 可与 KOH 和 KClO3 在高温下反应 ,生成 K2MnO4,反应的化学方程式为 ,K2MnO4 在酸性溶液中歧化 ,生成 KMnO4 和MnO2的物质的量之比为 。 圆学子梦想 铸金字品牌 - 5 - 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点 : (1)原电池原理和两极判断 ,外电路的电流流向 ; (2)电极反应式书写和电解质溶液的探究。 【解析】 (1)锂锰电池的一个电极反应物为单质锂 ,另一个电极反应物 为二氧化锰 ,则负极为金属锂 ,正极为二氧化锰 ,则外电路电流流向为正极经导线到达负极
11、 ,即 b-导线 -a; (2)正极为二氧化锰 ,而题干中给出锂离子通过电解质迁移入二氧化锰晶格中生成 LiMnO2,故电极反应式为 MnO2+e-+Li+ LiMnO2; (3)由于负极为金属锂 ,锂为活泼碱金属元素 ,单质锂与水发生反应 ,所以不能用水溶液作电解质 ; (4)二氧化锰可与氢氧化钾、氯酸钾在高温下生成锰酸钾 ,则锰化合价升高 ,依据氧化还原反应化合价变化规律 ,氯元素化合价降低 ,生成氯化钾 ,然后依据电子得失守恒配平化学方程式为 3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O;锰酸钾溶液在酸性溶液中歧化 ,生成高锰酸钾和二氧化锰 ,依据化合价升降相等快速
12、判断产物的物质的量之比 (K2MnO4 KMnO4 化合价升高 1;K2MnO4 MnO2 化合价降低 2)为2 1。 答案 :(1)b a (2)MnO2+e-+Li+ LiMnO2 (3)否 电极 Li 是活泼金属 ,能与水反应 (4)3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O 2 1 7.(2014福建高考 11)某原电池装置如图所示 ,电池总反应为 2Ag+Cl2 2AgCl。下列说法正确的是 ( ) A.正极反应为 AgCl+e- Ag+Cl- 圆学子梦想 铸金字品牌 - 6 - B.放电时 ,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用 NaCl溶液代替盐酸
13、 ,则电池总反应随之改变 D.当电路中转移 0.01 mol e-时 ,交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点 : (1)原电池的正极得电子发生还原反应 ; (2)阳离子交换膜只允许阳离子通过。 【解析】 选 D。电池总反应为 2Ag+Cl2 2AgCl,根据题干装置图和原电池原理 ,正极得电子 ,所以正极反应 式为 Cl2+2e- 2Cl-,A错误 ;放电时 ,氯化银 /银电极为负极 ,银单质失电子与盐酸中的氯离子形成氯化银沉淀 ,故交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成 ,B 错误 ;若用氯化钠溶液代替盐酸 ,电极反应式不变 ,C 错误 ;当转移
14、 0.01 mol电子 ,则负极生成了 0.01 mol 氯化银 ,则减少了 0.01 mol 氯离子 ,正极氯气得电子变为氯离子 ,左侧的溶液中的氢离子通过离子交换膜转移到右侧 (物质的量为 0.01 mol),故左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子 ,D 正确。 【误区提醒】 (1)忽视了离子交换膜 ,弄不清楚何种离子通过 交换膜。 (2)电极判断错误 ,应依据氧化还原反应中的氧化反应在负极 ,还原反应在正极进行确定。 (3)溶液中离子浓度的减小不仅仅包含电极反应式中减少的 ,还包括通过离子交换膜转移的。 8.(2014天津高考 1)化学与生产、生活息息相关 ,下列叙述错误的是 ( )
15、 A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性 B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染 C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素 D.含重金属离子的电镀废液不能随意排放 【解题指南】 解答本题需注意以下两点 : (1)原电池的正极都是被保护的。 圆学子梦想 铸金字品牌 - 7 - (2)聚 乙烯塑料不能降解 ,聚乳酸塑料可降解。 【解析】 选 B。铁表面镀锌时 ,锌作负极失电子 ,铁作正极被保护 ,所以可以增强铁的抗腐蚀性 ,A 正确 ;聚乙烯在自然界中很难分解 ,可以造成白色污染 ,B 错误 ;大量燃烧化石燃料会产生烟尘等污染物 ,造成雾霾天气 ,C 正确 ;含有重金属离子的电镀废液能造成水
16、污染 ,不能随意排放 ,D 正确。 9.(2014天津高考 6)已知 :锂离子电池的总反应为 LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2,锂硫电池的总反应为 2Li+S Li2S 有关上述两种电池说法正确的是 ( ) A.锂离子电池放电时 ,Li+向负极迁移 B.锂硫电池充电时 ,锂电极发生还原反应 C.理论上两种电池的比能量相同 D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 【解题指南】 解答本题需注意参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量 ,若是同一种电极材料 ,比能量大小同该物质的化合价密切相关。 【解析】 选 B。 A 项 ,原电池中阳离子向正极移动 ,则锂离子
17、电池放电时 ,Li+向正极迁移 ,错误 ;B 项 ,锂硫电池充电时 ,锂电极与外接电源的负极相连 ,锂电极上 ,Li+得电子发生还原反应 ,正确 ;C 项 ,锂硫电池放电时负极为 Li,锂离子电池放电时 负极为 LixC,两种电池锂的变价不同 ,两种电池的负极材料不同 ,所以比能量不相同 ,错误 ;D项 ,充电时 ,正接正 ,负接负 ,所以 Li 电极接 C电极 ,错误。 【误区提醒】 (1)原电池放电时 ,阳离子向正极移动 ,很多同学误以为向负极移动而误选 A。 (2)给二次电池充电时 ,要使金属离子变成金属单质 ,必须发生还原反应 ,作电解池的阴极 ,必须连接原电池的负极 ,如本题 D项就
18、是对这一知识点的考圆学子梦想 铸金字品牌 - 8 - 查。 10.(2014新课标全国卷 12)2013年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 ( ) A.a 为电池的正极 B.电池充电反应为 LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi C.放电时 ,a极锂的化合价发生变化 D.放电时 ,溶液中 Li+从 b向 a迁移 【解题指南】 解答本题时应注意解答电化学题目的流程 : 确定电池两极 判断电子、离子移动方向 书写电极反应和电池反应 【解析】 选 C。锂离子电池中 ,b 电极为 Li,放电时 ,Li 失电子为负极 ,LiMn2O4得电子为正极 ,所以 a
19、为电池的正极 ,故 A正确 ;充电时 ,Li+在阴极得电子 ,Li1-xMn2O4在阳极失电子 ,电池充电反应为 LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi,故 B 正确 ;放电时 ,a 为正极 ,正极上 LiMn2O4中锰元素得电子 ,所以锂的化合价不变 ,故 C 错误 ;放电时 ,溶液中阳离子向正极移动 ,即溶液中 Li+从 b向 a迁移 ,故 D正确。 二、非选择题 11.(2014重庆高考 11)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术 ,是当前关注的热点之一。 (1)氢气是清洁能源 ,其燃烧产物为 。 (2)NaBH4是一种重要的储氢载体 ,能与水反应生成 NaBO2,且反应
20、前后 B的化合价不变 ,该反应的化学方程式为 , 反应消耗 1 mol NaBH4时转移的电子数目为 。 (3)储氢还可借助有机物 ,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。 圆学子梦想 铸金字品牌 - 9 - (g) (g)+3H2(g)。 在某温度下 ,向恒容密闭容器中加入环己烷 ,其起始浓度为 amol L-1,平衡时苯的浓度为 bmol L-1,该反应的平衡常数 K= 。 (4)一定条件下 ,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢 (忽略其他有机物 )。 导线中电子转移方向为 。 (用 A、 D 表示 ) 生成目标产物的电极反应式为 。 该储氢装置的电流效率 = 。 ( = 10
21、0%,计算结果保留小数点后 1 位 ) 【解题指南】 解答本题注意以下两点 : (1)根据 NaBH4与水反应时产物为 NaBO2并且 B 的化合价不变 ,写出反应的方程式并且配平 ,然后根据反应方程式计算转移电子的数目 ; (2)燃料电池中的高分子电解质膜只允许氢离子通过 ,说明两个电极反应中均有氢离子参与。 【解析】 (1)氢气完全燃烧的产物是 H2O。 (2)NaBH4与水反应生成 NaBO2,且反应前后 B的化合价不 变 ,NaBO2中硼元素化合价为 +3 价 ,所以 NaBH4中氢元素的化合价为 -1 价 ,所以氢元素化合价由 -1 价、 +1 价变为 0 价 ,再结合转移电子守恒配
22、平方程式为 NaBH4+2H2O NaBO2+4H2 ,反应消耗 1 mol NaBH4 时转移电子的物质的量 =1 mol 4 (1-0)=4 mol,所以转移电子数为 4NA或 2.408 1024。 (3)利用三段式解题 圆学子梦想 铸金字品牌 - 10 - (g) (g)+3H2(g) 起始 (mol L-1) a 0 0 转化 (mol L-1) b b 3b 平衡 (mol L-1) a-b b 3b 化学平衡常数 K= = 。 (4)根据题干图示苯环己烷知发生还原反应 ,则 D 是阴极 ,电子转移方向为 A D;苯得到电子生成环己烷是目标产物 (储氢 ),反应为 C6H6+6H+
23、6e- C6H12;阳极生成 2.8 mol 气体应该是氧气 ,转移电子 2.8 mol 4=11.2 mol,设阴极消耗苯的物质的量为 xmol,转移电子 6xmol,生成环己烷 xmol,根据得失电子相等 ,阴极还生成 氢气 (11.2-6x) 2 mol,(2.4-x)/10+(11.2 mol-6xmol) 2=0.1,x=1.2,因此储氢装置的电流效率 =(6x/11.2) 100%=64.3%。 答案 :(1)水 (或 H2O) (2)NaBH4+2H2O NaBO2+4H2 4NA(或 2.408 1024) (3) (4) A D C6H6+6H+6e- C6H12 64.3% 12.(2014新课标全国卷 27)次磷酸 (H3PO2)是一种精细磷化工产品 ,具有较强还原性 ,回答下列 问题 : (1)H3PO2是一元中强酸 ,写出其电离方程式 : 。 (2)H3PO2及 NaH2PO2均可将溶液中的 Ag+还原为银 ,从而可用于化学镀银。 H3PO2中 ,磷元素的化合价为 。
