2015版高考化学考点分类汇编(近3年真题+模拟)专题十一 电化学

1专题十一电化学高考试题考点一原电池原理及其应用1.(2013年新课标全国理综Ⅱ,11,6分)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C.正极反应为:NiCl2+2e-Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析:由该电池的正、负极材料可知,电池反应式为NiCl2+2NaNi+2NaCl,因此A正确,B错误;正极为NiCl2,电极反应式为NiCl2+2e-Ni+2Cl-,C正确;电池工作时,Na+通过钠离子导体由负极移向正极,D正确。答案:B2.(2013年安徽理综,10,6分)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl—KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是()A.正极反应式:Ca+2Cl--2e-CaCl2B.放电过程中,Li+向负极移动C.每转移0.1mol电子,理论上生成20.7gPbD.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转解析:正极上应是PbSO4发生还原反应,生成Pb,A项错误;放电过程中Li+向正极移动,B项错误;由电池总反应式可知,每转移0.1mol电子,理论上生成0.05molPb,质量为10.35g,C项错误;常温下,电解质不是熔融态,离子不能自由移动,不能导电,因此连接电流表或检流计,指针不偏转,D项正确。答案:D3.(2013年江苏化学,1,2分)燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是()A.甲醇B.天然气C.液化石油气D.氢气解析:氢气作为燃料,反应产物只生成水,对环境无任何污染及影响,故D项最环保。答案:D24.(2013年江苏化学,9,2分)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是()A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正极移动解析:该电池总反应为Mg+H2O2Mg(OH)2;负极反应为Mg-2e-Mg2+,即Mg作负极,A项错误;正极反应为H2O2+2e-2OH-,H2O2发生还原反应生成OH-,故B项错误、C项正确;原电池中阴离子Cl-移向负极,D项错误。答案:C5.(2013年上海化学,8,3分)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e-Fe3+C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e-4OH-D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)解析:脱氧过程是放热的,A项错误;脱氧过程中铁作负极,发生反应:Fe-2e-Fe2+,碳作正极,发生反应:O2+2H2O+4e-4OH-,B、C项错误;由电池总反应及后续反应:2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,可知:4Fe～3O2,则1.12g铁粉,即0.02mol铁粉最多可吸收标准状况下O2为:0.02mol4×3×22.4L·mol-1×1000mL·L-1=336mL,D项正确。答案:D6.(2013年新课标全国理综Ⅰ,10,6分)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是()A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析:由题干信息知,银器的这一处理过程运用了原电池原理。其中银器作正极,铝质容器为负极,食盐溶液为电解质溶液,负极反应式为:2Al-6e-2Al3+,正极反应式为:3Ag2S+6e-6Ag+3S2-,由此可知,B项正确,A、D项错误,又因Al3+与S2-可以相互促进水解,则原电池的总反应方程式为:3Ag2S+2Al+6H2O6Ag+2Al(OH)3+3H2S↑,故C项错误。答案:B7.(2012年四川理综,11,6分)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH3CH2OH-4e-+H2OCH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是()A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O3D.正极上发生的反应为:O2+4e-+2H2O4OH-解析:由负极的反应式可知,该电池应该是CH3CH2OH被氧化为CH3COOH的过程,所以总反应式为C选项的方程式。再由总反应式-负极反应式=正极反应式,则正极反应式为:O2+4e-+4H+2H2O,电池负极生成H+,正极消耗H+,溶液中H+向正极移动,A错;从正极电极反应看,有0.4mol电子转移,消耗O20.1mol,标准状况下体积为2.24L,B错。答案:C8.(2012年北京理综,12,6分)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是()A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强D.催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e-HCOOH解析:由题意知,这是太阳能电池,是太阳能引发原电池反应,形成电能,再转化为化学能,A项正确;由e-转移方向判断a为负极,b为正极。CO2和水生成HCOOH的化学方程式为:,负极a反应为:2H2O-4e-4H++O2↑,B项正确,C项错;正极b反应为:2CO2+4H++4e-2HCOOH,D项正确。答案:C9.(2011年福建理综,11,6分)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动D.总反应为:2Li+2H2O2LiOH+H2↑解析:Li和H2O反应,H2O是氧化剂,A项正确;放电时正极反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑,B项正确;放电时OH-移向负极,C项错误;参照Na与水的反应,D项正确。答案:C10.(2011年安徽理综,12,6分)研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A.正极反应式:Ag+Cl--e-AgClB.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.AgCl是还原产物解析:正极为电子流入的一极,元素的原子得电子被还原,化合价降低,因此Ag为负极,MnO2为正极,A错;每生成1molNa2Mn5O10,同时有2molAg发生反应,转移2mol电子,B正确;Na+向电池正极移动,C错,AgCl是氧化产物,D错。答案:B411.(2010年新课标全国理综,12,6分)根据如图,可判断出下列离子方程式中错误的是()A.2Ag(s)+Cd2+(aq)2Ag+(aq)+Cd(s)B.Co2+(aq)+Cd(s)Co(s)+Cd2+(aq)C.2Ag+(aq)+Cd(s)2Ag(s)+Cd2+(aq)D.2Ag+(aq)+Co(s)2Ag(s)+Co2+(aq)解析:结合两装置可以判断活泼性:CdCoAg,根据金属单质间的置换规律可知A错。答案:A12.(2010年浙江理综,9,6分)LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e-Li2S+Fe。有关该电池的下列说法中,正确的是()A.LiAl在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价B.该电池的电池反应式为:2Li+FeSLi2S+FeC.负极的电极反应式为:Al-3e-Al3+D.充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2S+Fe-2e-2Li++FeS解析:在LiAl/FeS电池中,负极材料为LiAl,该材料中Li以游离态存在,0价,故A错;负极反应式为2Li-2e-2Li+,C错;已知正极反应式为2Li++FeS+2e-Li2S+Fe,则总反应为2Li+FeSLi2S+Fe,故B对;充电时,阴极反应为Li2S+2e-2Li+S2-,故D错。答案:B13.(2010年安徽理综,11,6分)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,电池总反应可表示为:2H2+O22H2O,下列有关说法正确的是()A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-4OH-C.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极解析:原电池反应中,正极上发生还原反应,负极上发生氧化反应,电子从负极流向正极,H2发生氧化反应,a极为负极,b极为正极,酸性条件下不出现OH-,则负极反应:2H2-4e-4H+,正极反应:O2+4H++4e-2H2O,故A、B项错误;该反应中转移0.1mol电子,消耗标准状况下1.12LH2,C项未指明标准状况,错误;H+移向正极,D正确。答案:D14.(2013年新课标全国理综Ⅱ,36,15分)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图(a)所示。5回答下列问题:(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH①该电池中,负极材料主要是,电解质的主要成分是,正极发生的主要反应是。②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是。(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。①图(b)中产物的化学式分别为A,B。②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为。③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是(填化学式)。解析:(1)①由普通锌锰电池放电发生的主要反应可知,Zn作负极,电解质的主要成分为NH4Cl,正极反应为MnO2+N4H+e-MnOOH+NH3。②碱性锌锰电池的负极在电池的内部,不易发生因负极的消耗而使电解质泄漏;由于金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中稳定,故碱性锌锰电池使用寿命较长。(2)黑色固体混合物中溶于水的物质有NH4Cl、Zn(NH3)2Cl2,不溶于水的物质有MnO2、MnOOH,因此滤液中含Zn(NH3)2Cl2、NH4Cl,加盐酸后生成ZnCl2和NH4Cl,故得到的化合物A是ZnCl2,B是NH4Cl;由操作b的现象可推知,K2MnO4在溶液中发生歧化反应生成KMnO4和MnO2;用惰性电极电解K2MnO4溶液时,阴极是H+得电子,生成H2。答案:(1)①ZnNH4ClMnO2+N4H+e-MnOOH+NH3②碱性电池不易发生电解质的泄漏,因为消耗的负极改装在电池的内部;碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答对一条即可,其他合理答案也给分)6(2)①ZnCl2NH4Cl②3Mn24O+2CO22Mn4O