（广东专版）2022高考化学二轮复习 第一部分 专题七 电化学基础专题强化练

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1、（广东专版）2022高考化学二轮复习 第一部分 专题七 电化学基础专题强化练 1．下列做法有利于金属防护的是(　　) A．钢铁零件表面进行烤蓝处理 B．将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连 C．菜刀切菜后不洗净就放回刀架 D．埋在地下的钢管与铜块相连 解析：A项，钢铁零件容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行烤蓝处理，就能大大增强抗蚀能力，延长使用寿命，正确；B项，钢铁制成的闸门与直流电源的正极相连，闸门成为电解池的阳极，加速其腐蚀，错误；C项，菜刀切菜后不洗净，容易发生吸氧腐蚀，错误；D项，铁比铜活泼，当埋在地下的钢管与铜块相连时，钢管成为原电池的负极，加快了腐蚀，应该与比铁活泼的金属

2、如锌块相连，错误。 答案：A 2．(2018·泉州一模)锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．电解液中，Li＋由多孔电极迁移向锂电极 B．该电池放电时，负极发生了还原反应 C．充电时，电池正极的反应式为Li2O2===2Li＋＋O2↑＋2e－ D．电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等 解析：锂电极作负极，多孔电极作正极，电解液中，阳离子移向阴极，所以Li＋由锂电极迁移向多孔电极，故A错误；该电池放电时，负极发生了氧化反应，故B错误；充电时，电池正极的反应式为Li2O2===2Li＋＋O2↑＋2e－，故C正确；金属锂与稀

3、盐酸发生反应，所以电池中的电解液不可以是稀盐酸，故D错误。 答案：C 3．(2017·海南卷)一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是(　　) A．Pd电极b为阴极 B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3 C．H＋由阳极向阴极迁移 D．陶瓷可以隔离N2和H2 解析：A项，此装置为电解池，总反应是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，错误；B项，根据A项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，正确；C项，根据电解池的原理，阳离子在阴极

4、上放电，即有阳离子移向阴极，正确；D项，根据装置图，陶瓷隔离N2和H2，正确。 答案：A 4.(2018·汕头模拟)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是(　　) A．O2在石墨Ⅱ附近发生氧化反应 B．该电池放电时NO向石墨Ⅱ电极迁移 C．石墨Ⅰ附近发生的反应：3NO2＋2e－===NO＋2NO D．相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4∶1 解析：石墨Ⅱ通入氧气，发生还原反应，为原电池的正极，电极方程式为O2＋2N2O5＋4e－===4NO，A错误；原电池中阴离子移向负极

5、，NO向石墨Ⅰ电极迁移，B错误；石墨Ⅰ为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为NO2＋NO－e－===N2O5，C错误；电极方程式分别为NO2＋NO－e－===N2O5、O2＋2N2O5＋4e－===4NO，则放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4∶1，D正确。 答案：D 5.(2018·潍坊模拟)我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站，为循环利用人体呼出的CO2并提供氧气。我国科学家设计了一种装置(如图所示)，实现“太阳能→电能→化学能”转化，总反应为2CO2===2CO＋O2，下列有关说法不正确的是(　　) A．该装置属于电解池 B．X极发生氧化反应，Y极发生还原反应

6、 C．人体呼出的水蒸气参与Y极反应：CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－ D．X极每产生标准状况下22.4 L气体，有2 mol的OH－从Y极移向X极 解析：该装置实现“太阳能—电能—化学能”转化，将电能转化为化学能的装置为电解池，故A正确；根据图中电子的流向“X→Y”可知，X极为阳极，失电子发生氧化反应，Y为阴极，得电子，发生还原反应，故B正确；Y为阴极，根据总反应可知，阴极为CO2得电子，生成CO，电极反应为CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－，故C正确；X极为阳极，OH－放电生成氧气，电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，每产生标况下22.4 L O2，即1

7、 mol O2，阳极有4 mol OH－放电，根据溶液电中性原理，X电极区阴离子减少，则会有4 mol OH－从Y极透过阴离子交换膜移向X极，使得溶液保持电中性，故D错误。故选D。 答案：D 6.(2018·肇庆模拟)将二氧化碳转化为乙烯的装置如图所示，使用的电极材料均为惰性电极。下列说法正确的是(　　) A．a为电源的正极 B．每生成0.1 mol乙烯，同时生成6.72 L O2 C．阴极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O D．电解过程中，阳极区溶液中c(H＋)逐渐减小 解析：根据图知，右侧电极上OH－放电生成O2，则右侧电极为阳极，左侧电极为阴极

8、，连接电解池阴极的电极为原电池负极、连接电解池阳极的电极为原电池正极，所以a为负极、b为正极，故A错误；阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成乙烯和水，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每生成0.1 mol乙烯，转移1.2 mol电子，生成0.3 mol氧气，但未注明是否为标准状况，无法计算氧气的体积，故B错误；阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成乙烯和水，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，故C正确；电解过程中阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阳极附近有H＋生成，所以

9、电解过程中，阳极区溶液中c(H＋)逐渐增大，故D错误。 答案：C 7.(2018·广州调研)海水中含有大量Na＋、Cl－及少量Ca2＋、 Mg2＋、SO，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．b膜是阳离子交换膜 B．A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成 C．淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHA

10、于水溶液呈酸性，B室氢离子得电子产生氢气，氢氧根离子浓度增大，溶液呈碱性，C室溶液呈中性，pH大小为pHA

11、Li3N＋2H2LiNH2＋2LiH，氧化产物为________(填化学式)。在270 ℃时，该反应可逆向进行放出H2，因而氮化锂可作为储氢材料，储存氢气最多可达Li3N质量的________%(精确到0.1)。 (3)将Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合，在800 ℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4，写出反应的化学方程式： ______________________________________________________。 制备Li2FeSiO4的过程必须在惰性气体氛围中进行，其原因是 ____________________________

12、__________________________。 (4)将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4沉淀，阳极的电极反应为_____________________________________________________。 解析：(1)反应物为金属锂和氮气，生成物为Li3N，因此其反应的化学方程式为6Li＋N22Li3N。(2)分析给出的化学方程式中三种元素的化合价，N、Li两种元素在反应前后化合价不变，而H从H2中的0价转化为LiNH2中的＋1价和LiH中的－1价，故LiNH2为氧化产物。由给出的化学方程式知，35 g

13、(1 mol)Li3N最多可储存氢气4 g(2 mol)，故储存氢气最多可达Li3N质量的11.4%。(3)根据给出的反应物Li2CO3、FeC2O4·2H2O、SiO2，生成物之一Li2FeSiO4及反应条件，结合化学反应中的元素守恒可知生成物还有H2O、CO2及CO，由此可写出反应的化学方程式。对比反应物FeC2O4·2H2O和生成物Li2FeSiO4可知反应前后Fe的化合价没有变化，且为＋2价，故在惰性气体氛围中进行的目的是防止＋2价铁被氧化。(4)铁作阳极，Fe发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，然后发生离子反应：Fe2＋＋Li＋＋H2PO===LiFePO4↓＋2H＋

14、。 答案：(1)6Li＋N22Li3N　(2)LiNH2　11.4 (3)Li2CO3＋FeC2O4·2H2O＋SiO2Li2FeSiO4＋CO↑＋2CO2↑＋2H2O　防止二价铁被氧化 (4)Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋(或Fe－2e－=== Fe2＋) 9.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。 (1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是__________，在导线中电子流动方向为______________(用a、b和箭头表示)。 (2)负极反应式为____

15、__________________________________。 (3)电极表面镀铂粉的原因为____________________________。 (4)氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。有人提出利用光伏发电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气。光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一。图1为光伏并网发电装置，图2为电解尿素[CO(NH2)2](C为＋4价)的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。 ①图1中N型半导体为________(填“正极”或“负极”) ②该系统工作时，A极的电极反应式为__________

16、____________ ______________________________________________________。 ③若A极产生7.00 g N2，则此时B极产生________L H2(标准状况下)。 解析：(1)氢氧燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，所以该燃料电池中能量主要转化形式是化学能转化为电能；燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，电子从负极沿导线流向正极，所以通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，电子流动方向为a到b。(2)碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2－2e－＋2OH

17、－===2H2O。(3)反应物接触面积越大，反应速率越快，电极表面镀铂粉能增大反应物的接触面积，所以能增大反应速度。(4)①该电池反应时中，氮元素化合价由－3价变为0价，H元素化合价由＋1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，则图1中N型半导体为负极，P型半导体为正极；②A极为阳极，电极反应式为：CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O。若A极产生7.00 g即0.25 mol N2，则转移电子是1.5 mol，此时B极产生氢气，B电极反应为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，转移1.5 mol电子，产生氢气的

18、体积是：×22.4 L·mol－1＝16.8 L。 答案：(1)化学能转化为电能　a→b (2)H2－2e－＋2OH－===2H2O(或2H2－4e－＋4OH－===4H2O) (3)增大电极单位面积吸附H2和O2的分子数，加快电极反应速率 (4)①负极　②CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O　③16.8 10．(2016·天津卷)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题： (1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________________ ________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低

19、于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_____________。 (2)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。 　 　　　　　　 图1　　　　　　图2 ①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。 ②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 _

20、____________________________________________________。 ③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因： _____________________________________________________。 解析：(1)汽油是不可再生的能源，燃烧会产生CO、氮的氧化物和硫的氧化物等污染性气体，而氢气燃烧的产物是水，故其优点有：污染小、可再生、来源广、资源丰富和燃烧热值高等。碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O。(2)①根据电解

21、总反应：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，结合阳极发生氧化反应知，阳极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，结合阴极发生还原反应知，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则阳极室消耗OH－且无补充，故c(OH－)降低。②结合题给信息“Na2FeO4易被氢气还原”知，阴极产生的氢气不能接触到Na2FeO4，故需及时排出。③图示中随着c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后减小，结合已知信息“Na2FeO4只在强碱性条件下稳定”知，M点c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)低，反应速率小且Na2FeO4稳定性差。结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高

22、，铁电极区会产生红褐色物质”知，N点c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)过高，铁电极上产生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4产率降低。 答案：(1)污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高(任写其中2条)　H2＋2OH－－2e－===2H2O (2)①阳极室　②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低③M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢； N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低(任写其中1条) 11．(1)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、Zn

23、Cl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。 该电池的正极反应式为__________________________________。 电池反应的离子方程式为_______________________________。 (2)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池。 若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为__________________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个电子的电量。 (3)新型固体燃料电池的电解质

24、是固体氧化锆和氧化钇，高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。如图所示，其中多孔电极不参与电极反应。 ①该电池的负极反应式为_______________________________。 ②如果用该电池作为电解装置，当有16 g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量表达式为________C(1个电子的电量为1.6×10－19 C)。 答案：(1)MnO2＋H＋＋e－===MnOOH 2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋ [注：式中Zn2＋可写为Zn(NH3)、Zn(NH3)2Cl2等，H＋可写为NH]　 (2)CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋　12 (3)①CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O ②0.5 mol×6×1.6×10－19C×6.02×1023mol－1(或2.890×105)