2017高考化学电化学原理专项练习题及答案(2)
2017高考化学电化学原理专项练习题答案解析
1.【解析】选A。本题通过电化学知识意在考查考生的电化学知识和考生对问题的分析、处理能力。图示装置既可以是电解池，阳极的电极材料为Zn、阴极的电极材料为Zn或其他可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等，故A项错、B项正确;该装置也可以是原电池，此时电池负极材料为Zn、正极材料为比Zn活泼性差的可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等，故C、D项正确。
2.【解析】选C。题中没有外加电源，应是原电池装置，由给出的反应物和生成物得出电池反应为2CO2+2H2O====2HCOOH+O2，再根据电子从a流向b，知a为负极，电极反应式是2H2O-4e-====O2↑+4H+，由于产生H+，其附近酸性增强;b是正极，电极反应式是CO2+2H++2e-====HCOOH，由于消耗H+，其附近酸性减弱。
3.【解析】选B。
具体分析 结论(金属活动性)
电流从②流向①，①为负极 ①>②
①③相连时③为正极 ①>③
②④相连时②上有气泡逸出，②为正极 ④>②
③④相连时③的质量减少，③为负极 ③>④
4.【解析】选B。闭合开关后，碳和锌及稀硫酸溶液构成原电池，铂和铜及NaCl溶液构成电解池。原电池中锌作负极，碳是正极，在电解池中与锌相连的铜电极是阴极;与碳相连的Pt电极是阳极，所以A项错误;闭合开关后NaCl溶液中的H+在铜电极上得电子生成H2，所以铜电极附近的OH-浓度增大，导致溶液中的Na+向铜电极移动，所以B项正确，C项错误;NaCl溶液中的Cl-在Pt电极上失电子生成Cl2，所以D项错误。
5.【解析】选B。电解硫酸钠溶液实质上是电解水，根据同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2可推知，甲为O2，乙为H2，则a极为阳极，b极为阴极。a极与电源正极相连，S 、OH-移向a极，c为阴离子交换膜，OH-放电，产物丙为硫酸溶液。b极与电源负极相连，Na+、H+移向b极，d为阳离子交换膜，H+放电，产物丁为NaOH溶液。综上所述，B正确。
6.【解析】选D。Mg失去电子发生氧化反应，是电池的负极，A项错误;负极反应为Mg-2e-====Mg2+，B项错误;Mg-AgCl电池能够被海水激活，改用KCl作电解质溶液也能够激活该电池，C项错误;Mg-AgCl电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电，D项正确。
7.【解析】选D。由反应的装置分析，惰性电极为阳极，则电解该溶液的实质是电解水，所以阳极是溶液中的氢氧根离子失电子，而阴极是氢离子得电子，故在阴极发生的电极反应为2H2O+2e-====2OH-+H2↑，A对;由于阳极氢氧根离子放电所以剩余大量的氢离子，会使氢离子的浓度变大，故使平衡2Cr +2H+ Cr2 +H2O向右移动，B对;根据阴、阳极放电的离子可以得知总反应式为4K2CrO4+4H2O 2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑，C对;假设阳极区的K的物质的量为d，则Cr的物质的量为1。设Cr 的转化量是x，则消耗的H+的物质的量为x，则进入阳极区的K+的物质的量为x，由此可知K+的总物质的量为d+x。n(K2CrO4)=1/2n(K+)=n(Cr)，所以1/2(d+x)=1，x=2-d，Cr 的转化率为x/1=2-d，所以D项错。
8.【解析】(1)为了增强溶液的导电性，因此可选用易溶性强电解质溶液，排除A和B，考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5.0～6.0之间，因此不能添加NaOH。
(2)电解时铁作阳极，因此主要发生Fe-2e-====Fe2+，同时也发生副反应，即溶液中的OH-失电子被氧化生成O2。
(3)根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式。
(4)由于原电池的负极产物有水生成，所以负极必有C 参加反应，同时根据碳守恒可知A必为CO2，负极反应式可表示为CH4+4C -8e-====5CO2+2H2O。
答案：(1)C
(2)Fe-2e-====Fe2+ 4OH--4e-====2H2O+O2↑
(3)4Fe2++10H2O+O2====4Fe(OH)3↓+8H+
(4)CO2
9.【解析】(1)正极上氧气得电子生成氧离子，电极反应式为O2+4e-====2O2-;n(Cu2+)=0.1 mol，n(H+)=0.4 mol，n(Cl-)=0.4 mol，n(S )=0.1 mol，要想使两极得到相同体积的气体，阳极上有氧气生成，设氧气的物质的量为x，电解时阴阳极上得失电子数相等，所以0.1 mol×2+(x+0.2)mol×2=4x+0.4 mol×1，x=0.1 mol。
(2)①阳极上二价钴离子失电子生成三价钴离子，电极反应式为Co2+-e- Co3+
②失电子的物质作还原剂，被氧化，所以被氧化的是C或碳;
6Co3++CH3OH+H2O====CO2↑+6Co2++6H+ 转移e-
22.4 L 6 mol
2.24 L 0.6 mol
故转移电子0.6 mol。
答案：(1)O2+4e-====2O2- 0.1
(2)①Co2+-e-====Co3+ ②C或碳 0.6
10.【解析】Ⅰ.(1)在电解过程中，会有一部分电能损失转化为热能，因此电能不可能全部转化为化学能，a错误;c项，溶液中的Cu2+应向阴极(精铜)移动，c错误;正确答案为b、d。
(2)本题可采取两种方法书写：一是直接法，通过化学反应可以看出，O2发生还原反应，正极反应物一定为O2，其对应的还原产物为H2O，故正极的电极反应为：O2+4e-+4H+====2H2O;方法二：先写出负极电极反应：铜作为负极反应物，氧化产物为CuSO4，故其电极反应式为Cu-2e-+S ====CuSO4，在电量相同的前提下，用总反应式减去该电极反应式，可得正极的电极反应式为O2+4e-+4H+====2H2O。
Ⅱ.(1)电镀时，镀层金属作电解池的阳极，镀件作电解池的阴极，与电源的负极相连。(2)镀铜是将Cu2+变成Cu，需要加入还原剂与之反应。
Ⅲ.(1)图中产生氯气的电极为阳极，与阳极相连的电极为正极;
(2)根据图中信息，阳极上先产生氯气，氯气具有氧化性，尿素中的氮原子为-3价，具有还原性，两者相遇发生氧化还原反应。
(3)反应过程中实际上发生两个反应(条件略去)：
2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑
CO(NH2)2+3Cl2+H2O====N2+CO2+6HCl
两方程式相加消去中间产物可得：
总反应方程式：CO(NH2)2+H2O====N2↑+CO2↑+3H2↑
由此可知反应的最终结果是没有酸或者碱生成，阴极室的酸碱性不会发生改变;
两极产生的气体是氢气、氮气和二氧化碳，根据反应方程式若设氢气的物质的量为x，氮气和二氧化碳各为x/3，x=0.36 mol，然后根据总反应方程式计算出尿素的量。
答案：Ⅰ.(1)b、d
(2)4H++O2+4e-====2H2O
Ⅱ.(1)负 (2)还原剂
Ⅲ.(1)B
(2)2Cl--2e-====Cl2↑
CO(NH2)2+3Cl2+H2O====N2+CO2+6HCl
(3)不变 7.2
11.【解析】(1)在碱性环境下，该燃料电池的总反应为：
CH4+2O2+2OH-====C +3H2O，正极反应为：2O2+4H2O+8e-====8OH-，则两式相减得出负极反应为：CH4+10OH--8e-====C +7H2O。
(2)根据图示得知该装置是两个串联的电源和一个电解池，由于甲烷发生氧化反应因而与甲烷相连的电解池的b极为阴极，产生的气体为氢气。
(3)1 mol甲烷氧化失去电子8 mol，电量为8×9.65×104C，因题中燃料电池是串联的，但电子的传递只能用一个电池计算，由于甲烷失去电子是氯离子失电子数的8倍，所以CH4～4Cl2。
答案：(1)2O2+4H2O+8e-====8OH-
CH4+10OH--8e-====C +7H2O
(2)H2 2NaCl + 2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3) ×8×9.65×104C•mol-1=3.45×104C 4
【误区警示】(1)书写负极反应式时，易忽视电解质溶液的环境，把生成物C 写成CO2而导致错误。
(2)因漏掉“电解”而导致电解氯化钠溶液的总反应方程式失分。
(3)不注意审题，只写结果而不列式计算导致失分。
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