[优化方案]2016版高考化学二轮复习 上篇 专题突破方略 专题二 基本理论 第八讲 电化学原理强化训练

第八讲 电化学原理

1．下列有关电化学的示意图中正确的是( )

解析：选D。选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，－＋

Cl在阳极放电产生Cl2，H在阴极获得电子而产生H2，正确。

2．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( ) A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护

B．铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀 C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀

－3＋

D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为Fe－3e===Fe

解析：选B。钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；钢

－2＋

铁发生析氢腐蚀时，负极反应为Fe－2e===Fe，D项错误。

3．(2015·浙江丽水二模)下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是( )

A．该过程是电能转化为化学能的过程

＋－

B．铜电极的电极反应式为CO2＋8H＋8e===CH4＋2H2O C．一段时间后，①池中n(KHCO3)不变

D．一段时间后，②池中溶液的pH一定减小

解析：选C。分析工作原理示意图可知此装置为电解池，铜电极通入CO2，还原为CH4，

＋－－

所以铜电极为阴极，发生还原反应：CO2＋8H＋8e===CH4＋2H2O，铂电极为阳极，OH放电，

＋＋

生成H，导致pH减小，同时盐桥中的K向①池中移动，①池中溶有CO2，故n(KHCO3)增大，C项错误。

－－－

4．(2015·高考四川卷)用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH

1

为9～10，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是( )

－－

A．用石墨作阳极，铁作阴极

－－－－

B．阳极的电极反应式：Cl＋2OH －2e===ClO＋H2O

－－

C．阴极的电极反应式：2H2O＋2e===H2↑＋2OH

－－－＋－

D．除去CN的反应：2CN＋5ClO＋2H===N2↑＋2CO2↑＋5Cl＋H2O

－－

解析：选D。A.由题干信息可知Cl在阳极放电生成ClO，则阳极应为惰性电极，A项

－－

正确；B.Cl在阳极放电生成ClO，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，B项正确；C.阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O

＋－－

提供阳离子(H)，C项正确；D.由于溶液是碱性条件，故除去CN发生的反应为2CN＋5ClO－－－

＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl＋2OH，D项错误。

5．(2015·高考福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )

A．该装置将化学能转化为光能和电能

＋

B．该装置工作时，H从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原

＋－

D．a电极的反应为3CO2＋18H－18e===C3H8O＋5H2O

解析：选B。该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错

＋

误；b极连接电源的正极，为阳极，H为阳离子，在电解池中向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2 发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 2/3 mol CO2，C项错

＋－

误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋18e===C3H8O＋5H2O，D项错误。

6．(2015·高考天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )

A．铜电极上发生氧化反应

2－

B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO4)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

2－

解析：选C。A.Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程中，SO4不参

2－－2

加电极反应，故甲池的c(SO4)基本不变，错误；C.电池工作时，甲池反应为Zn－2e===Zn＋2＋－2＋

，乙池反应为Cu＋2e===Cu，甲池中Zn会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中

2

电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn为65 g，溶液总质量略有增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。

7．(2014·高考福建卷)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是( )

2＋

A.正极反应为AgCl＋e===Ag＋Cl

B.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

－

D.当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

解析：选D。根据电池总反应可以看出Cl2得电子，Ag失电子，所以在原电池中Cl2在

－－

正极上发生还原反应，Ag在负极上发生氧化反应。正极反应为Cl2＋2e===2Cl，A项错误。

＋－

因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag失电子生成的Ag随即与附近的Cl反应，B项错误。

－

用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C项错误。当电路中转移0.01 mol e时，负

＋＋－－

极生成0.01 mol Ag，由于Ag＋Cl===AgCl↓，所以消耗0.01 mol Cl，由于电荷守恒，

＋

同时有0.01 mol H通过阳离子交换膜转移至右侧，D项正确。

8．利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。

－－

(1)若X为Zn，开关K置于M处，X电极为________极，电极反应式为________________________，铁电极反应式为______________________，此种防护法称为________________。

(2)若X为碳棒，开关K置于N处，X为________极，电极反应为____________________________，此种防护法称为______________________。

(3)若X为Cu，开关K置于N处，X电极反应式为____________________，铁电极反应式为________________________________________________________________________。

解析：(1)X为Zn，开关K置于M处，构成Zn-Fe原电池，Zn作负极被氧化。(2)X为碳

－

棒，开关K置于N处，构成电解池，X作阳极，OH放电。(3)X为铜，开关K置于N处，Cu

2＋

作阳极，Cu失电子变成Cu，被氧化。

－2＋－－

答案：(1)负 2Zn－4e===2Zn O2＋2H2O＋4e===4OH 牺牲阳极的阴极保护法

－－

(2)阳 4OH－4e===O2↑＋2H2O 外接电流的阴极保护法

－2＋＋－

(3)Cu－2e===Cu 2H＋2e===H2↑

9．(2015·高考重庆卷)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。

(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第________周期。

(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为________。

(3)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是________。

A．降低了反应的活化能 B．增大了反应的速率 C．降低了反应的焓变

3

D．增大了反应的平衡常数

(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为________________________________________________________________________

________________________。

(5)如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；

－

②环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为________________________________________________________________________；

③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。 解析：(1)铜位于元素周期表的第四周期。

(2)119 g Sn的物质的量为1 mol,20.7 g Pb的物质的量为0.1 mol，因此Sn和Pb原子的数目之比为10∶1。

(3)催化剂能降低反应的活化能和加快反应速率，但不改变反应的平衡常数和焓变，所以A、B正确。

(4)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O。

－2

(5)①负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu－2e===Cu＋－－

，正极反应：O2＋2H2O＋4e===4OH。

－2＋－

②正极产物为OH，负极产物为Cu，两者与Cl反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式2＋－－

为2Cu＋3OH＋Cl===Cu2(OH)3Cl↓。

③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为 0.448 L(标准状况)。

答案：(1)四 (2)10∶1 (3)AB (4)Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O

2＋－－

(5)①c ②2Cu＋3OH＋Cl===Cu2(OH)3Cl↓ ③0.448

10．(1)火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。

①用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。 已知：N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)

－1

ΔH＝＋10.7 kJ·mol

N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

－1

ΔH＝－543 kJ·mol 写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 ②已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，它很容易转化为二氧化氮。试推断出二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施)：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如

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