衡水中学届高考化学一轮讲练电化学原理的综合应用答案+详解.docx

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衡水中学届高考化学一轮讲练电化学原理的综合应用答案+详解

电化学原理的综合应用

1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是（　　）

A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应

B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO

的浓度不变

C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小

D．若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，乙池某电极析出1.6g金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO3溶液

解析：

选D　A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化反应，错误；B项，NO

离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中NO

的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，电路中通过的电子物质的量为n（e－）＝n（Ag）＝5.4g÷108g/mol＝0.05mol，乙池某电极析出1.6g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO3溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H2↑，正确。

2.

钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。

通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀（CuCl），后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀（CuOH）。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子

B．当外电路中转移0.2mol电子时，电极b处有2.24LCl2生成

C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为

Cu＋Cl－－e－===CuCl

D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化

CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－

解析：

选D　A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d电极先产生白色沉淀（CuCl），白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀（CuOH），发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。

3．用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．放电时，OH－向镍电极作定向移动

B．放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O

C．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连

D．充电时，阴极的电极反应为Ni（OH）2＋OH－－e－===NiO（OH）＋H2O

解析：

选B　开关连接用电器时，为原电池，根据电子流向知，镍电极为正极，发生还原反应；开关连接充电器时，镍电极为阳极，发生的电极反应为Ni（OH）2＋OH－－e－===NiO（OH）＋H2O。

A.放电时，为原电池，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以OH－移向碳电极，错误；B.放电时，负极上氢气发生氧化反应，电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，正确；C.碳电极为负极，该电池充电时，碳电极应与电源的负极相连，错误；D.充电时，阳极上发生氧化反应，即Ni（OH）2＋OH－－e－===NiO（OH）＋H2O，错误。

4．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。

下列分析错误的是（　　）

A．防腐原理主要是避免发生反应：

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2

B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池

C．采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极

D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀

解析：

选C　A．铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3等，正确；B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，正确；C.外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，错误；D.不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，正确。

5．（2019·广东茂名五校联考）摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电池反应原理为LiCoO2＋6C

Li1－xCoO2＋LixC6，结构如下图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．放电时，正极质量增加

B．充电时，锂离子由右向左移动

C．该锂离子电池工作时，涉及的能量形式有3种

D．充电时，阳极的电极反应式为Li1－x＋CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2

解析：

选A　放电时，正极发生得电子的还原反应，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，所以正极质量增加，A正确；充电时，阳极生成Li＋，Li＋向阴极（C极）移动，即由左向右移动，B错误；锂离子电池工作时，化学能转化为电能，涉及2种能量形式之间的转化，C错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D错误。

6.

（2020·黄山八校联考）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。

下列有关说法正确的是（　　）

A．d为石墨，铁片腐蚀减慢

B．d为石墨，石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．d为锌块，铁片易被腐蚀

D．d为锌块，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

解析：

选B　电极d为石墨，腐蚀时形成原电池，铁片作负极，则铁片腐蚀加快，A错误；d为石墨，形成原电池，铁片作负极，海水呈弱碱性，发生铁的吸氧腐蚀，则石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；d为锌块，形成原电池时，锌块作负极，铁片作正极而受到保护，C错误；d为锌块，形成原电池，铁片作正极，海水呈弱碱性，发生吸氧腐蚀，则铁片上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。

7．（2019·黑龙江重点中学联考）H2S转化是环保和资源利用的研究课题。

将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚（CH3OCH3）—空气燃料电池。

下列推断正确的是（　　）

A．Y极充入二甲醚

B．电子移动方向：

X→W→溶液→Z→Y

C．电解后，乙装置右池中c（NaOH）减小

D．Z极反应式为S2－－2e－===S↓

解析：

选D　据图分析甲为原电池，乙为电解池，电解池右侧有H2产生，则W极为阴极，Z极作阳极，连接的Y极为原电池的正极，发生还原反应，所以Y极应充入空气，A项错误；电子不进入溶液，B项错误；乙装置右池中发生电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧化钠溶液浓度增大，C项错误；Z极电极反应式为S2－－2e－===S↓，D项正确。

8．某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相关数据如表所示。

实验装置

实验编号

浸泡液

pH

氧气体积分数随时间的变化

①

1.0mol·L－1NH4Cl

5

②

0.5mol·L－1（NH4）2SO4

5

③

1.0mol·L－1NaCl

7

④

0.5mol·L－1Na2SO4

7

已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成：

①Fe＋H2O－e－===Fe（OH）ads（吸附物）＋H＋；②Fe（OH）ads（吸附物）－e－===FeOH＋；③FeOH＋＋H＋===Fe2＋＋H2O。

下列说法错误的是（　　）

A．铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

B．上述实验的正极反应式均为O2＋4e－＋4H＋===2H2O

C．300min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：

酸性溶液>中性溶液

D．曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物生成，阻碍反应继续进行

解析：

选B　由题给已知信息知，铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A正确；吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境中发生的，故正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故B错误；①②溶液显酸性，③④溶液显中性，根据图像可知，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：

酸性溶液大于中性溶液，故C正确；氧气体积分数下降曲线先陡后平，一方面是由于氧气体积分数降低后使腐蚀速率变慢，另一方面也可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物的生成，氢氧化物覆盖在铁钉表面阻碍反应继续进行，故D正确。

9．RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。

下图为RFC工作原理示意图，下列有关说法正确的是（　　）

A．图1把化学能转化为电能，图2把电能转化为化学能，水得到了循环使用

B．当有0.1mol电子转移时，a极产生0.56LO2（标准状况下）

C．c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O

D．图2中电子从c极流向d极，提供电能

解析：

选C　A．图1是电解池把电能转化为化学能，图2是燃料电池把化学能转化为电能，错误；B.a极与电源负极相连是阴极，产生的气体X是H2，错误；C.酸性溶液中，c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正确；D.气体X是H2，则图2中c为正极，d为负极，图2中电子从d极流向c极，错误。

10．如图A为碱性硼化钒（VB2）—空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。

若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。

则下列说法错误的是（　　）

A．碱性硼化钒（VB2）—空气电池中使用阴离子交换膜

B．外电路中电子由VB2电极流向c电极

C．电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用

D．VB2电极发生的电极反应为2VB2－22e－＋11H2O===V2O5＋2B2O3＋22H＋

解析：

选D　硼化钒—空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极得电子，电池总反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2放电时消耗OH－，正极O2放电生成OH－，所以电池中使用阴离子交换膜，故A正确；VB2极是负极，外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，故B正确；电解过程中，b电极是阳极，该电极表面产生的气体是氧气，可以收集后充入A池中的电极循环利用，故C正确；负极上是VB2失电子发生氧化反应，因在碱性环境中，VB2极发生的电极反应为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，故D错误。

11.

铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如图。

下列说法不正确的是（　　）

A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：

2H＋＋2e－===H2↑

B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀

C．若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀

D．若将该铜板与直流电源正极相连，则铁铜均难被腐蚀

解析：

选AD　A项，根据图示可知左侧Cu上发生吸氧腐蚀，右侧Cu上发生析氢腐蚀，则两个铜极上的反应是2H＋＋2e－===H2↑，O2＋4e－＋4H＋===2H2O，错误；B项，若水膜中溶有食盐，增加吸氧腐蚀介质的电导性，将加快铁铆钉的腐蚀，正确；C项，在金属表面涂一层油脂，能使金属与氧气隔离，不能构成原电池，所以能防止铁铆钉被腐蚀，正确；D项，若将该铜板与直流电源正极相连，则铜作阳极被氧化而腐蚀，错误。

12．如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池，离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3

Na2S4＋3NaBr，闭合开关K时，b极附近先变红色，下列说法正确的是（　　）

A．负极反应为4Na－4e－===4Na＋

B．当有0.01molNa＋通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112mL

C．闭合K后，b电极附近的pH增大

D．闭合K后，a电极上有气体产生

解析：

选BC　当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH－和H2生成，b极是阴极，a极是阳极，则B极是负极，A极是正极。

A.负极发生氧化反应，电极反应式为2Na2S2－2e－===2Na＋＋Na2S4，错误；B.闭合K时，有0.01molNa＋通过离子交换膜，说明有0.01mol电子转移，阴极上生成0.005molH2，标准状况下体积为0.005mol×22.4L/mol＝0.112L＝112mL，正确；C.闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上发生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即b附近有OH－生成，pH增大，正确；D.闭合开关K时，a极是阳极，金属铜作阳极，电极本身被氧化，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，没有气体产生，错误。

13．（2019·石家庄模拟）NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。

以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如下图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移

B．该燃料电池的负极反应式为BH

＋8OH－－8e－===BO

＋6H2O

C．电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液

D．每消耗2.24LO2（标准状况）时，A电极的质量减轻12.8g

解析：

选D　燃料电池中通入氧气的一极为正极，氧气得电子生成氢氧根离子，钠离子通过离子交换膜进入右极室得到浓氢氧化钠溶液，故离子交换膜允许钠离子通过，是阳离子交换膜，A正确；根据图示，负极BH

转化为BO

，故电极反应式为BH

＋8OH－－8e－===BO

＋6H2O，B正确；电解池是电解精炼铜，电解质溶液必须含有铜离子，可以选择CuSO4溶液，C正确；A极连接正极，作为阳极，每消耗2.24LO2（标准状况）时，转移电子0.4mol，A极为粗铜，比铜活泼的金属先放电，质量减轻不一定为12.8g，D错误。

14．（2020·山东模考）利用小粒径零价铁（ZVI）的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图所示。

H＋、O2、NO

等共存物的存在会影响水体修复效果，定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量ne。

下列说法错误的是（　　）

A．反应①②③④均在正极发生

B．单位时间内，三氯乙烯脱去amolCl时ne＝amol

C．④的电极反应式为NO

＋10H＋＋8e－===NH

＋3H2O

D．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可使nt增大

解析：

选B　A项，由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为得电子的反应，所以应在正极发生；B项，三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为＋1价，乙烯中C原子化合价为－2价，1molC2HCl3转化为1molC2H4时，得到6mol电子，脱去3mol氯原子，所以脱去amolCl时ne＝2amol；C项，由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO

＋8e－—NH

，由于生成物中有NH

所以只能用H＋和H2O来配平该反应，而不能用H2O和OH－来配平，所以④的电极反应式为NO

＋10H＋＋8e－===NH

＋3H2O；D项，增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大。

15．（2019·江苏盐城一模）Mg/LiFePO4电池的电池反应为xMg2＋＋2LiFePO4

xMg＋2Li1－xFePO4＋2xLi＋，其装置示意图如下图：

下列说法正确的是（　　）

A．放电时，Li＋被还原

B．充电时，电能转变为化学能

C．放电时，电路中每通过2mol电子，有1molMg2＋迁移至正极区

D．充电时，阳极上发生的电极反应为LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋

解析：

选BD　由电池反应可知，放电时，Li1－xFePO4被还原，Li＋化合价未发生变化，A错误；充电时，该装置是电解池，电能转化为化学能，B正确；中间隔离膜是锂离子导体膜，只有Li＋能通过，放电时，电路中通过2mol电子，有2molLi＋迁移至正极区，Mg2＋不能通过锂离子导体膜，C错误；充电时，阳极上发生氧化反应，电极反应式为LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋，D正确。