高考化学大串讲 专题12 电化学练习.docx

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高考化学大串讲专题12电化学练习

专题12电化学

1．LiOH和钴氧化物可用于制备锂离子电池正极材料。

利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

下列说法不正确的是（）

A．B极区电解液为LiOH溶液

B．电解过程中Li+向B电极迁移

C．每产生标准状况下2.24L氢气,就有0.1mol阳离子通过交换膜进入阴极区

D．阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑

【答案】C

2．根据光合作用原理，设计如图原电池装置。

下列说法正确的是

A．a电极为原电池的正极

B．外电路电流方向是a→b

C．b电极的电极反应为：

O2+2e-+2H+=H2O2

D．a电极上每生成1molO2，通过质子交换膜的H+为2mol

【答案】C

【解析】根据图片信息，可知a电极反应2H2O—4e—=4H++O2↑，发生了氧化反应，a为电极为原电池的负极，A项错误；外电路电流由正极流向负极，即b→a，B项错误；根据图片信息，b的的电极反应为：

O2+2e-+2H+=H2O2，C项正确；由a极的电极反应方程式可知，a电极上每生成1molO2，通过质子交换膜的H+为4mol，D项错误。

3．钠电池由于其快速充放电的特性受到科研工作者的重视，某钠离子钛基电池电池结构如图所示，电解质为含钠离子的高聚物，已知电池的反应方程式为2NaxCn+xNaTi2（PO4）3

2nC+xNa3Ti2（PO4）3。

 下列关于该电池说法正确的是

A．放电时电池正极为NaxCnB．放电时Na+向电极Ⅱ移动

C．充电时阳极反应：

NaxCn-xe-=nC+xNa+D．充电时电极Ⅰ与外电源正极相连

【答案】D

4．酶生物电池通常以葡萄糖作为反应原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶（GOX）和辅酶的作用下被氧化成葡萄糖酸（C6H12O7），其工作原理如图所示。

下列有关说法中正确的是

A．该电池可以在高温条件下使用

B．H+通过交换膜从b极区移向a极区

C．电极a是正极

D．电池负极的电极反应式为C6H12O6+H2O-2e-=C6H12O7+2H+

【答案】D

【解析】高温条件，酶的催化能力会减弱或丧失，A错误；葡萄糖氧化为葡萄糖酸，发生氧化反应，电极a是负极，C错误；H+向正极移动，通过交换膜从a极区移向b极区，B错误；葡萄糖在酸性条件下，在负极发生氧化反应生成葡萄糖酸，D正确。

5．有关下列四个常用电化学装置的叙述中正确的是（）

A．图Ⅰ所示电池中，负极电极反应为Zn-2e-

Zn2+

B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大

C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变

D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag

【答案】D

6．用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液，M、N为惰性电极．电解过程实验数据如图乙所示．X轴表示电解过程中转移电子的物质的量，Y轴表示电解过程产生气体的总体积。

则下列说法不正确的是（　　）

A．A点所得溶液只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态

B．电解过程中N电极表面先有红色物质生成，后有气泡产生

C．Q点时M、N两电极上产生的气体总量在相同条件下体积相同

D．若M电极材料换成Cu做电极，则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变

【答案】A

7．利用如图所示装置（电极均为惰性电极）可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。

下列说法正确的是

A．b为直流电源的正极

B．将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜电极反应式不变

C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－=SO42－＋4H＋

D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室

【答案】C

【解析】A二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源正极a相连，则b为电源负极，故A错误；B．将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜电极反应式:

2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O,发生不变该变。

故B错误；C．阳极的电极反应式为：

SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，故C正确；D．阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极，所以H+由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室，D错误。

8．H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为：

2H2S（g） + O2（g） = S2（s） + 2H2O（l）∆H=－632kJ·mol-1。

下图为质子膜H2S燃料电池的示意图。

下列说法错误的是（）

A．电池工作时，电子从电极a经负载流向电极b

B．实际工作中当反应生成64gS2时，电池内部释放632kJ电能

C．电极a上发生的电极反应为：

2H2S-4e-= S2+4H+

D．当电路中通过4mol电子时，有4mol H+经质子膜进入正极区

【答案】B

9．某粗铜产品中含有Zn、Ag、Au等杂质，如图所示，用CH3OH-碱性燃料电池电解硫酸铜溶液。

闭合电键K进行电解。

下列说法中不正确的是（）

A．左池负极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

B．通电一段时间后，Ag、Au杂质金属沉积在电解槽底部

C．若粗铜电极质量减少6.4g，则纯铜电极增重大于6.4g

D．电解过程中右池纯铜和粗铜分别为阴极和阳极

【答案】C

【解析】A.左池负极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，故A正确；B.通电一段时间后，比Cu不活泼的Ag、Au杂质金属不被氧化，沉积在电解槽底部，故B正确；C.比Cu活泼的金属杂质Zn在Cu之前被氧化，Zn–2e－

Zn2+，若粗铜电极质量减少6.4g，则纯铜电极增重小于6.4g，故C不正确；D.电解过程中右池纯铜和粗铜分别为阴极和阳极，故D正确。

10．近期使用的一种可控电池——锂水电池工作原理如下图。

下列说法错误的是

A．锂电极是电池的负极

B．正极发生的反应为:

2H2O+2e-=2OH-+H2↑

C．水中H+经固体电解质向锂电极移动

D．理论上每消耗14g锂,转移的电子数为2NA

【答案】C

11．我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。

为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了一种装置（如下图），实现了“太阳能一电能一化学能”转化，总反应方程式为2CO2=2CO+O2。

关于该装置的下列说法不正确的是

装置a装置b

附：

⊕表示阳离子，Θ表示阴离子

A．装置a将太阳能转化为电能，装置b将电能转化为化学能

B．工作过程中OH－向Y电极周围移动

C．人体呼出的气体参与X电极的反应：

CO2+2e－+H2O=CO+2OH－

D．反应完毕后恢复到原温度，装置b中电解质溶液的碱性减弱

【答案】D

12．中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中，有再生氢氧燃料电池（RFC），工作原理如下图所示，a、b、c、d均为Pt电极。

下列说法正确的是

A．B区的OH−通过隔膜向a电极移动，A区pH增大

B．c是正极，电极上的电极反应为：

2H++2e−

H2↑

C．图中右管中的OH−通过隔膜向c电极移动，d电极上发生氧化反应

D．当有1mol电子转移时，标准状况下，b电极理论上产生气体Y的体积为11.2L

【答案】D

【解析】依据图示知左边装置是电解池，右边装置是原电池，ab电极是电解池的电极，由电源判断a为阳极产生的气体是氧气，b为阴极产生的气体是氢气；cd电极是原电池的正负极，c是负极，d是正极；电解池中的电极反应为：

a电极为阳极失电子发生氧化反应：

4OH--4e-=2H2O+O2↑；b电极为阴极得到电子发生还原反应：

4H++4e-=2H2↑；原电池中是碱性溶液，电极反应为：

c为负极失电子发生氧化反应：

2H2-4e-+4OH-=2H2O；d电极为正极得到电子发生还原反应：

O2+2H2O+4e-=4OH-。

A．a为阳极，电解时阴离子向阳极移动，发生4OH--4e-=2H2O+O2↑，促进水的电离生成H+，pH减小，故A错误；B．根据上述分析，c是负极，故B错误；C．图中右管中的OH-通过隔膜向负极移动，即向c电极移动，d为正极，发生还原反应，故C错误；D．b为阴极，当有1mol电子转移时生成0.5mol氢气，标准状况下的体积为11.2L，故D正确。

13．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。

下列有关该电池的说法正确的是

A．电池工作时,CO32—向电极B移动

B．电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH—-2e—==2H2O

C．反应CH4+H2O

3H2+CO,每消耗1molCH4参加反应共转移6mol电子

D．电极B上发生的电极反应为O2+4e—+2H2O==4OH—

【答案】C

14．世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。

下列说法错误的是

A．X为电源正极

B．若该装置在高温下进行，则净化效率将降低

C．若BOD为葡萄糖（C6H12O6）,则1mol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极上流出24mole-

D．若有1molNO3-被还原，则有6molH+通过质子膜迁移至阳极区

【答案】D

15．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。

下列说法不正确的是（）

A．溶液中OH-向电极a移动

B．O2在电极b上发生还原反应

C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:

5

D．电极a的反应式为2NH3-6e-+6OH-＝N2+6H2O

【答案】C

【解析】试题分析：

A．因为a极为负极，则溶液中的阴离子向负极移动，故A正确；B．氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，a极为负极，故B正确；C．反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低4价，根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物质的量之比为4：

3，故C错误；D．负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH-向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故D正确。

16．近年科学家提出“绿色自由”构想。

把含有CO2的空气吹入K2CO3溶被中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。

其工艺流程如图所示，下列有关说法不正确的是

A．I、II两步目的是为了富集CO2

B．从合成塔中及时分离出甲醇可以提高CO2的转化率

C．过程中K2CO3可以循环使用

D．铬锌触媒催化剂可以改变合成甲醇的焓变

【答案】D

17．中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池（图1），电池的工作原理如图2。

下列有关说法正确的是

A．放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极

B．放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极

C．开关K闭合给锂电池充电，金属锂电极增重14g,空气电极放出22.4L的O2

D．充电时，阳极的电极反应式为Li2O2-2e-=O2↑+2Li+

【答案】D

18．某兴趣小组设计如图所示的微型实验装置。

实验时，现断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是

A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：

2H++2Cl-

Cl2↑+H2↑

B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红

C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：

Cl2+2e-＝2Cl-

D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极

【答案】D

【解析】断开K2、闭合K1时，装置为电解池，两极均有气泡产生，则总反应为2Cl-+2H2O

H2↑+2OH-+Cl2↑，石墨为阳极，铜为阴极，因此石墨电极处产生Cl2，在铜电极处产生H2，铜电极附近产生OH-，溶液变红，A错误；B、根据A中分析可知B错误；C、断开K1、闭合K2时，装置为原电池，铜电极上的电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，其为负极，而石墨上的电极反应为Cl2+2e-=2Cl-，其为正极，C错误，D、根据C中分析可知D正确。

19．垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如下图所示。

有机物为C6H12O6）。

下列说法正确的是

A．A为正极，H2PCA在该电极上发生氧化反应

B．放电过程中，正极反应为2H2O-4e=4H++O2↑

C．若1molO2参与电极反应，有2molH+穿过质子交换膜进入右室

D．电池总反应为:

C6H12O6+6O2

6CO2↑+6H2O

【答案】D

20．一种Cu-Li可充电电池的工作原理如图所示，其中非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开。

下列说法正确的是

A．陶瓷片允许水分子通过

B．电池充电时，阴极反应为Li++e-=Li

C．电池放电时，N极发生氧化反应

D．电池充电时，接线柱B应与外接直流电源的负极相连

【答案】B

【解析】A.由题意知，陶瓷片不允许水分子通过，否则锂会与水反应，A不正确；B.电池充电时，阴极反应为Li++e-=Li，B正确；C.电池放电时，N极发生还原反应，C不正确；D.电池充电时，接线柱B应与外接直流电源的正极相连，D不正确。

21．四甲基氢氧化铵[（CH3）4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[（CH3）4NCl]为原料，采用电渗析法合成（CH3）4NOH，其工作原理如下图所示（a、b为石墨电板，c、d、e为离子交换膜），下列说法正确的是

A．M为正极

B．c、e均为阳离子交换膜

C．b极电极反应式：

2H2O－4e－=O2↑+4H+

D．制备1mol（CH3）4NOH，a、b两极共产生0.5mol气体

【答案】B

22．光合作用得地球碳、氧循环的更要媒介。

下图是利用模拟光合作用过程，将CO2和H2O转化为糖类同时释放O2的装置。

下列说法正确的是

A．该装置为原电池，其中a是原电池的正极

B．该交换膜为阳离子交换膜，H+交换膜由左向右移动

C．不考虑其它能量损耗，当外电路通过1mole-时生成15g葡萄糖

D．b极发生的电极反应：

6CO2+24e-+18H2O=C6H12O6+24OH-

【答案】B

23．次磷酸（H3PO2）为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）。

下列叙述不正确的是（）

A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+

B．产品室中发生反应H++H2PO2-=H3PO2,该法还可得副产品NaOH

C．原料室中H2PO2-向左移动，Na+向右移动，该室pH升高

D．阳膜1的主要作用是防止H2PO2-进入阳极室被氧化并允许H+通过

【答案】C

24．高铁酸盐（如Na2FeO4）已经被广泛应用在水处理方面，以铁基材料为阳极，在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐，装置如图。

下列说法不正确的是

A．a为阳极，电极反应式为Fe—6e-+8OH-=FeO42-+4H2O

B．为防止高铁酸根扩散被还原，则离子交换膜为阳离子交换膜

C．在电解过程中溶液中的阳离子向a极移动

D．铁电极上有少量气体产生原因可能是4OH-－4e-=O2↑+2H2O

【答案】C

【解析】铁基材料为阳极，在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐，所以铁是阳极，电极反应式为Fe-6e-+8OH-= FeO42-+4H2O，故A正确；阳离子交换膜可以阻止 FeO42-进入阴极区域，故B正确；在电解过程中溶液中的阳离子向阴极移动，所以阳离子向b极移动，故C错误；铁电极上发生氧化反应，所以生成的气体可能是氧气，电极反应式是4OH--4e-=O2 ↑+2H2O，故D正确。

25．全钒氧化还原电池是一种新型可充电池，不同价态的含钒离子作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的酸性电解液储罐中。

其结构原理如图所示，该电池放电时，右槽中的电极反应为：

V2+-e-=V3+，下列说法正确的是（）

A．放电时，右槽电解液pH不变

B．充电时，阴极电解液pH升高

C．放电时，左槽的电极反应式：

VO2++2H++e-=VO2++H2O

D．充电时，每转移1mol电子，右槽中n（H+）的变化量为1mol

【答案】C

26．中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池（如图所示），该电池可将可乐（pH=2.5）中的葡萄糖作为燃料转化成葡萄糖内酯并获得能量。

下列说法正确的是（）

A．a极为正极

B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大

C．b极的电极反成为:

MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-

D．当消耗0.01mol葡萄糖时，电路中转移0.02mol电子

【答案】D

【解析】

A项，由已知结合图示，葡萄糖（C6H12O6）发生氧化反应生成葡萄糖内酯（C6H10O6），所以a极为负极，故A错误；B项，电解质溶液显酸性，所以负极反应为：

C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，随着反应不断进行，负极区的pH不断减小，故B错误；C项，b极为正极，电极反应为：

MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，故C错误；D项，由负极反应C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+可得，1mol葡萄糖失去2mol电子，所以若消耗0.01mol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子，故D正确。

27．以熔融Na2CO3为电解质，H2和CO混合气为燃料的电池，原理如下图所示。

下列说法正确的是

A．b是电池的负极

B．a电极的反应为：

C．电子由a电极经熔融Na2CO3向b电极移动

D．a、b两极消耗的气体的物质的量之比是1：

1

【答案】B

28．电化学在日常生活中用途广泛，下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图，电池总反应式为：

Mg+ClO-+H2O═Cl-+Mg（OH）2↓，图②是电解法除去工业废水中的Cr2O72-．下列说法正确的是

A．图②中Cr2O72-离子向铁电极移动，与该极附近的OH-结合转化成Cr（OH）3除去

B．图②中阳极上的电极反应式为：

Fe-3e-═Fe3+

C．图①中发生的氧化反应是：

ClO-+H2O+2e-═Cl-+2（OH）-

D．若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可除去Cr2O72-的物质的量为0.05mol

【答案】D

29．硼酸（H3BO3）可以通过电解NaB（OH）4溶液的方法制备，工作原理如图所示。

下列有关表述错误的是（）

A．M室的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+

B．N室中,进口和出口的溶液浓度大小关系为a%

C．b膜为阴离子交换膜,产品室发生反应为H++[B（OH）4]-=H3BO3+H2O

D．理论上每生成1molH3BO3,阴极室可生成5.6L气体（标准状况）

【答案】D

【解析】由题意知，通过电解NaB（OH）4溶液的方法制备硼酸（H3BO3），左边为阳极室，右边为阴极室。

阳极上OH-放电产生H+，所以a膜为阳离子交换膜、b膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为H++[B（OH）4]-=H3BO3+H2O；阴极上H+放电产生OH-，c膜为阳离子交换膜，所以电解后氢氧化钠溶液的浓度变大。

A.M室发生的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，A正确；B.N室中,进口和出口的溶液浓度大小关系为a%＜b%，B正确；C.b膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为H++[B（OH）4]-=H3BO3+H2O，C正确；D.理论上每生成1mol产品，电路中转移1mol电子，阴极室可生成0.5molH2，在标准状况下体积为11.2L，D不正确。

30．锂一铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。

该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O==2Cu+2Li＋+2OH－，下列说法不正确的是

A．放电时，正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e－=2OH－+2Cu

B．放电时，电子透过固体电解质向Li极移动

C．通空气时，铜电极被腐蚀，表面产生Cu2O

D．整个反应过程中，氧化剂为O2

【答案】B

31．甲醇不仅作为F1赛车的燃料添加剂，也广泛应用于甲醇燃料电池。

某燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是（）

A．乙池负极反应为：

CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2↑+2H2O

B．乙池中电池工作时，CO32-不断移向负极

C．理论上32g甲醇被消耗时，C极上放出气体体积（标准状况下）为67.2L

D．甲池中Cu电极发生的反应为2Cl--2e-=Cl2↑

【答案】D

【解析】乙为甲醇燃料电池，电解质是熔融碳酸盐，所以甲醇为负极，空气为正极。

总反应为：

CH3OH+3/2O2=CO2+2H2O，正极为空气中的氧气得电子，因为电解质是熔融的碳酸盐（没有水，也没有氢离子），所以反应为：

O2+2CO2+4e-=2CO32-。

用总反应减去正极反应（注意将正极反应扩大3/2倍），得到负极反应：

CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2↑+2H2O，选项A正确。

原电池中阴离子向负极移动，所以选项B正确。

根据负极反应，消耗1mol甲醇，转移6mol电子，所以在C电极（为电解的阴极，反应为2H++2e-=H2↑）上得到3mol氢气，标准状况下体积为67.2L。

选项C正确。

甲池中Cu电极为电解的阳极，所以发生的反应为Cu-2e-=Cu2+，选项D错误。

32．我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。

下列说法正确的是

A．该制氢工艺中光能最终转化为化学能

B．该装置工作时，H+由b极区流向a极区

C．a极上发生的电极反应为Fe3++e-=Fe2+

D．a极区需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液

【答案】A

33．镁-空气电池的总反应方程式为：

2Mg+O2+2H2O=2Mg（OH）2，其工作原理如图所示，下列说法不正确是（）

A．反应过程中化学能转变成电能

B．该电池的正极反应方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-

C．为防止负极区沉积Mg（OH）2，宜采用中性电解质及阴离子交换膜

D．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

【答案】C

34．一种以Na2SO4为电解质的钠离子电池的总反应NaTi2（PO4）3 +Zn+ Na2SO4

Na3Ti2（PO4）3 +ZnSO4,下列有关说法正确的是

A．放电时，NaTi2（PO4）3发生氧化反应

B．放电时，Na+向锌电极移动

C．充电时，阳极反应式为：

[Ti2（PO4）3]-+2e- =[Ti2（PO4）3]3–

D．充电时，每移动0.2mol电子，理论上阴极增重6.5g

【答案】D

【解析】A、根据原电池的工作原理，正极上发生还原反应，化合价降低，负极上发生氧化反应，化合价升高，根据电池总反应，锌的化合价升高，因此锌为负极，发生氧化反应，NaTi2（PO4）3中Ti的化合价由＋4价→＋3价，化合价降低，因此NaTi2（PO4）3发生还原反应，故A错误；B、根据原电池工作原理，Na