2015年高考化學試題分類匯編解析──電化學基礎(chǔ)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學習網(wǎng)

1.(2015浙江高考10)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是(     )。

 

 

 

 

 

 

A.液滴中的Cl-由a區(qū)向b區(qū)遷移

B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-

C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH-形成Fe(OH)2,進一步氧化、脫水形成鐵銹

D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu-2e-=== Cu2+

 

解析:液滴邊緣O2多,在碳粒上發(fā)生正極反應(yīng)O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-。液滴下的Fe發(fā)生負極反應(yīng),

Fe-2e-=== Fe2+,為腐蝕區(qū)(a)。A選項錯誤,Cl-由b區(qū)向a區(qū)遷移;B選項正確;C選項錯誤,液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕;D選項錯誤,Cu更穩(wěn)定,作正極,反應(yīng)為O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-。

 

答案:B

 

2.(2015安徽高考)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電,在海水中電池總反應(yīng)可表示為:

5nO2 + 2Ag + 2NaCl === Na2n5O10 + 2AgCl,下列“水” 電池在海水中放電時的有關(guān)說法正確的是(     )。

A. 正極反應(yīng)式:Ag + Cl--e-=AgCl    B. 每生成1 ol Na2n5O10 轉(zhuǎn)移2 ol電子

C. Na+不斷向“水”電池的負極移動      D.  AgCl是還原產(chǎn)物

 

解析:由電池總反應(yīng)可知銀失去電子被氧化得氧化產(chǎn)物,即銀做負極,產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物,A、D都不正確;在原電池中陽離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以陽離子向電池的正極移動,C錯誤;化合物Na2n5O10中n元素的化合價是+18/5價,所以每生成1 ol Na2n5O10轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(4-18/5)×5= 2ol,因此選項B正確。

 

答案:B

 

3.(2015北京高考)結(jié)合下圖判斷,下列敘述正確的是(     )。

                                                                            

                                                                                  

                 

 

 

 

 

 

 

 

 

A. Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護      

B. Ⅰ和Ⅱ中負極反應(yīng)均是Fe-2e-=== Fe2+

C. Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-

D. Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液,均有藍色沉淀

 

解析:鋅比鐵活潑,裝置Ⅰ中鋅作負極,方程式為Zn-2e-=Zn2+。鐵作正極,但溶液顯中性,所以發(fā)生鋅的吸氧腐蝕,正極反應(yīng)是O2+2H2O+4e-=== 4OH-;鐵比銅活潑,裝置Ⅱ中鐵作負極,負極反應(yīng)為Fe-2e-=== Fe2+。銅作正極,但溶液顯酸性,所以正極是溶液中的氫離子得電子,方程式為2H+ + 2e-=== H2↑。因為裝置Ⅰ中沒有Fe2+生成,所以裝置Ⅰ中加入少量K3Fe(CN)6溶液時,沒有藍色沉淀產(chǎn)生。綜上所敘,只有選項A是正確的。

 

答案:A

 

4.(2015福建高考11)研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是(     )。

A. 水既是氧化劑又是溶劑          B. 放電時正極上有氫氣生成

C. 放電時OH-向正極移動          D. 總反應(yīng)為:2Li + 2H2O ===  2LiOH + H2↑

 

解析:考生可能迅速選出C項是錯誤,因為原電池放電時OH-是向負極移動的。這個考點在備考時訓練多次。這種電池名稱叫鋰水電池?赏茰y其總反應(yīng)為:2Li + 2H2O===  2LiOH+H2↑。再寫出其電極反應(yīng)如下:(—)2Li—2e—=2Li+;(+)2H2O + 2e—=2OH—+ H2↑,結(jié)合選項分析A、B、D都是正確的。此題情景是取材于新的化學電源,知識落腳點是原電池原理。

 

答案:C

 

5.(2015廣東高考)某小組為研究電化學原理,設(shè)計如圖裝置。下列敘述不正確的是(     )。

                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A. a和b不連接時,鐵片上會有金屬銅析出

B. a和b用導線連接時,銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2+ + 2e- === Cu

C. 無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液從藍色逐漸變成淺綠色

D. a和b分別連接直流電源正、負極,電壓足夠大時,Cu2+向銅電極移動

 

解析:本題考察原電池、電解池的原理、判斷及其應(yīng)用。若a和b不連接,則不能構(gòu)成原電池,單質(zhì)鐵直接與Cu2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)而置換出銅,方程式為:Fe + Cu2+=== Fe2++ Cu,A正確;若a和b用導線連接,則構(gòu)成原電池,此時鐵作負極,銅作正極,方程式分別為:Fe-2e-=== Fe2+、Cu2++ 2e-=== Cu,B正確;有A、B分析可知,選項C是正確的;若a和b分別連接直流電源正、負極,則構(gòu)成電解池,此時銅作陽極失去電子被氧化,鐵作陰極,在電解池中陽離子向陰極運動,因此選項D是錯誤的。

答案:D

 

6.(2015山東高考)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說法正確的是

A. 未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池,電鍍過程是該原電池的充電過程

B. 因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系

C. 電鍍時保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率

D. 鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護作用

 

解析:電鍍時,通常把待鍍的金屬制品作陰極,把鍍層金屬作陽極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。因此在鐵制品上鍍鋅時,鐵作陰極,鋅作陽極,由于鋅比鐵活潑,因此未通電前可以構(gòu)成原電池,但此時鋅作負極失去電子,鐵作正極,而電鍍時鋅仍然失電子,故選項A不正確;在氧化還原反應(yīng)中必需滿足得失電子守恒,因此電鍍時通過的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系而與能量變化無關(guān),B不正確;由于電鍍時保持電流恒定,因此導線中通過的電子速率是不變的,故升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率,C正確;鍍鋅層破損后,由于鋅比鐵活潑,所以即使發(fā)生電化學腐蝕也是鋅失去電子而保護了鐵,即選項D也不正確。

答案:C

 

7.(2015新課標全國)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池,放電時的總反應(yīng)為:

Fe + Ni2O3 + 3H2O === Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2,下列有關(guān)該電池的說法不正確的是

A. 電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負極為Fe

B. 電池放電時,負極反應(yīng)為Fe + 2OH--2e-=== Fe(OH)2

C. 電池充電過程中,陰極附近溶液的pH降低

D. 電池充電時,陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH--2e- === Ni2O3+3H2O

 

解析:由放電時的反應(yīng)可以得出鐵做還原劑失去電子,Ni2O3做氧化劑得到電子,因此選項AB均正確;充電可以看作是放電的逆過程,即陰極為原來的負極,所以電池放電時,負極反應(yīng)為:Fe + 2OH--2e-===  Fe(OH)2,所以電池充電過程時陰極反應(yīng)為

 

Fe(OH)2 + 2e-=== Fe + 2OH-,因此電池充電過程中,陰極附近溶液的pH會升高,C不正確;同理分析選項D正確。

 

答案:C

 

8.(2015海南高考)一種充電電池放電時的電極反應(yīng)為:H2 + 2OH--2e- === 2H2O;    

 NiO(OH) + H2O + e- === Ni(OH)2 + OH-,當為電池充電時,與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是(     )。

 

A. H2O的還原    B. NiO(OH)的還原    C. H2的氧化    D. NiO(OH)2的氧化

 

解析:由題中給出的電極反應(yīng)可判斷出做原電池時,H2是還原劑被氧化、NiO(OH)是氧化劑被還原,則充電時H2是還原產(chǎn)物、NiO(OH)是氧化產(chǎn)物,與正極相連的是陽極發(fā)生氧化反應(yīng),所以“NiO(OH)2的氧化”正確。

 

答案:D

 

點撥:關(guān)于充電電池的氧化還原問題是?键c,這類題有規(guī)律。原電池時,先要分析氧化劑與還原劑,氧化劑被還原、還原劑被氧化;充電時(電解池),原電池負極反應(yīng)反著寫為還原過程,發(fā)生在陰極,原電池中的正極反應(yīng)反著寫為氧化過程,發(fā)生在陽極。

 

9.(2015海南)根據(jù)下圖,下列判斷中正確的是(     )。

 

 

          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A. 燒杯a中的溶液pH升高             B. 燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)

C. 燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為

2H+ +2e-=== H2  D. 燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-=== Cl2

 

解析:題中給出的物質(zhì)表明,該電池的總反應(yīng)是2Zn + O2 + 2H2O === 2Zn(OH)2,a燒杯中電極反應(yīng)為

O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-, b中Zn-2e-=== Zn2+,所以正確項為A、B。

 

答案:A、B

 

點撥:原電池的題是歷屆?键c。主要是先要找到電池的總反應(yīng),反應(yīng)中各電極反應(yīng)、電極周圍酸堿性變化、離子濃度變化及計算才能有據(jù)可依。

 

10.(2015全國II卷)用石墨做電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后,欲使用電解液恢復到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入適量的(   )。

A.CuSO4                              B.H2O                    C.CuO                   D.CuSO4·5H2O

 

 解析:用石墨做電極電解CuSO4溶液的電解方程式是(   。

2CuSO4 + 2H2O2H2SO4 + 2Cu + O2↑,根據(jù)缺什么補什么的原則,選項C正確。

答案:C

11.(2015上海)用電解法提取氯化銅廢液中的銅,方案正確的是

A.用銅片連接電源的正極,另一電極用鉑片 

B.用碳棒連接電源的正極,另一電極用銅片

C.用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物       D.用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物

 

解析:用電解法提取氯化銅廢液中的銅時,銅必需作陰極,陽極是銅或惰性電極,陰極的反應(yīng)式為:

Cu2+ + 2e-=== Cu。

 

答案:B

 

12.( 2015江蘇高考) Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),可通過下列方法制備:在KOH加入適量AgNO3 溶液,生成Ag2O沉淀,保持反應(yīng)溫度為80℃,邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應(yīng)方程式為2AgNO3 + 4KOH+K2S2O8Ag2O2↓+ 2KNO3 + K2SO4+ 2H2O

回答下列問題:

(1)上述制備過程中,檢驗洗滌是否完全的方法是                         。

(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池放電時正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag,負極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,寫出該電池反應(yīng)方程式:              。

(3)準確稱取上述制備的樣品(設(shè)Ag2O2僅含和Ag2O)2.558 g,在一定的條件下完全分解為Ag 和O2 ,得到224.0 LO2(標準狀況下)。計算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分數(shù)(計算結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位)。

 

解析:本題以銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag2O2制備、制備過程檢驗洗洗滌是否完全的實驗方法、電池反應(yīng)、以及成分分析與相關(guān)計算為背景,試圖引導學生關(guān)注化學與社會生活,考查學生用化學的思維方式來解決一些現(xiàn)實生活中的一些具體問題的能力。

 

答案:(1)取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出現(xiàn)白色渾濁,表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴酚酞溶液,若溶液不顯紅色,表示已洗滌完全)

(2)Ag2O2+ 2Zn+ 4KOH + 2H2O === 2K2Zn(OH)4+ 2Ag(3)n(O2)=224 L/22.4 L·L-1·1000 L· L-1=1.000×10-2 ol

 

設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x, Ag2O的物質(zhì)的量量為y

 

248 g·ol-1 × x + 232 g·ol-1 × y =2.588 g     x+ 1/2 y =1.000×10-2 ol

 

 x=9.500×10-3 ol   y=1.000×10-3 ol   

 

w(Ag2O2)== = 0.91

 

點撥:高三復習重視化學與社會生活問題聯(lián)系,要拓展搞活學科知識;瘜W計算要物質(zhì)的量為基本,適當關(guān)注化學學科思想(如質(zhì)量守恒、電荷守恒、極端分析等)等在化學計算中的運用。

 

13.(2015北京高考)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示:

 

 

 

(1)溶液A的溶質(zhì)是                 ;

(2)電解飽和食鹽水的離子方程式是       ;

(3)電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2~3,用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用        ;

(4)電解所用的鹽水需精制。去除有影響的Ca2+、g2+、NH4+、SO42-[c(SO42-)>c(Ca2+)]。

精致流程如下(淡鹽水和溶液A來電解池):

 

 

 

   

①鹽泥a除泥沙外,還含有的物質(zhì)是     。

 

②過程Ⅰ中將NH4+轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是   

 

③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,過程Ⅱ中除去的離子有      

 

④經(jīng)過程Ⅲ處理,要求鹽水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5g /L,若鹽水b中NaClO的含量是7.45 g /L ,則處理103 鹽水b ,至多添加10% Na2SO3溶液        kg(溶液體積變化忽略不計)。

 

解析:(1)電解時在電極的作用下,溶液中的陽離子向陰極作定向運動,陰離子向陽極作定向運動,所以電解飽和食鹽水時Na+和H+向陰極運動并放電,但H+比Na+易得電子,所以H+首先放電,方程式為2H++ 2e-=== H2↑。由于H+是水電離出的,所以隨著H+的不斷放電,就破壞了陰極周圍水的電離平衡,OH-的濃度就逐漸增大,因此溶液A的溶質(zhì)是NaOH。由于Cl-比OH-易失電子,所以在陽極上Cl-首先放電,方程式為2Cl--2e-=== Cl2↑。因此電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl-+ 2H2O2OH-+ H2↑+ Cl2↑。(2)見解析(1)  (3)由于陽極上生成氯氣,而氯氣可溶于水,并發(fā)生下列反應(yīng)Cl2+H2OHCl+HClO,根據(jù)平衡移動原理可知增大鹽酸的濃度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動,減少氯氣在水中的溶解,有利于氯氣的溢出。(4)由于溶液中含有g(shù)2+,所以用溶液A(即NaOH)調(diào)節(jié)溶液的pH時,會產(chǎn)生g(OH)2沉淀,即鹽泥a中還含有g(shù)(OH)2;淡鹽水中含有氯氣,氯氣具有強氧化性,可將NH4+氧化為N2,而氯氣被還原成Cl-,方程式為

 

2NH4++ 3Cl2 + 8OH-===8H2O + 6Cl-+ N2↑;沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動,一般說來,溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小,所以加入BaCO3后,溶液中的SO42-就結(jié)合Ba2+生成更難溶的BaSO4沉淀,同時溶液中還存在Ca2+而CaCO3也屬于難溶性物質(zhì),因此還會生成CaCO3沉淀;NaClO具有強氧化性,可將Na2SO3氧化成Na2SO4,方程式為Na2SO3 + NaClO=Na2SO4 +NaCl。103 鹽水b中含NaClO的物質(zhì)的量為 = 1 ol,由方程式可知消耗Na2SO3的質(zhì)量為1 ol×126 g/ol=126 g。若設(shè)需要10% Na2SO3溶液的質(zhì)量為X,則有 = 5g/L,解得x=1760g,即至多添加10% Na2SO3溶液1.76kg。

答案:(1)NaOH(2)2Cl-+2H2O2OH-+ H2↑+ Cl2↑(3)氯氣與水反應(yīng):

Cl2 + H2OHCl + HClO,增大HCl的濃度可使平衡逆向移動,減少氯氣在水中的溶解,有利于氯氣的溢出。(4)①g(OH)2

 

 ②2NH4++ 3Cl2 + 8OH-=== 8H2O + 6Cl-+ N2↑ ③SO42-、Ca2+ ④1.76

 

14.(2015四川,14分)開發(fā)氫能是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的需要。硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4,又能制H2。

 

 

 

 

 

 

   

 

請回答下列問題:

(1)已知1g FeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量,F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學方程式為_____。

(2)該循環(huán)工藝過程的總反應(yīng)方程式為____________。

(3)用化學平衡移動的原理分析,在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是______。

(4)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用H)表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為:NiO(OH) + HNi(OH)2 +

①電池放電時,負極的電極反應(yīng)式為____________。

 

②充電完成時,Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2,O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時,陰極的電極反應(yīng)式為____________

 

解析:本題考查熱化學方程式的書寫、勒夏特列原理的應(yīng)用和電極反應(yīng)方程式的書寫。

答案:(1)4FeS2(s) + 11O2(g)2Fe2O3(s) + 8SO2(g)  △H=-3408 kJ/ol 

 

(2)2H2O + SO2 === H2SO4+H2(3)減小氫氣的濃度,使HI分解平衡正向移動,提供HI的分解率

 

(4)H + OH--e- === + H2O   2H2O + O2 + 4e-===  4OH-

 


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