2019年高考化学专题分类汇编专题十六电化学原理综合(解析版)

专题十六电化学原理综合（解析版）1.【2019江苏】20.CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。（2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。-①写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式：________。②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是________。【答案】(2)①CO2+H++2e-HCOO-或CO2+HCO3-+2e-HCOO-+CO32-②阳极产生O2，pH减小，HCO3-浓度降低；K+部分迁移至阴极区【解析】本题注重理论联系实际，引导考生认识并体会化学科学对社会发展的作用，试题以减少CO2排放，充分利用碳资源为背景，考查《化学反应原理》模块中电化学基本知识；（2）①根据电解原理，阴极上得到电子，化合价降低，CO2＋HCO3－＋2e－＋2e－=HCOO－＋CO32－，或CO2＋H＋＋2e－=HCOO－；②阳极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，pH减小，H＋与HCO3－反应，同时部分K＋迁移至阴极区；【点睛】本题的难点（2）电极反应式的书写，阴极反应是将CO2还原成HCOO－，先写出CO2＋2e－→HCOO－，然后根据原子守恒，得出CO2＋H＋＋2e－=HCOO－，或者为－＋2eCO2＋HCO3－=HCOO－＋CO32－。2.【2019北京】10.氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2时，连接_______________。产生H2的电极反应式是_______________。②改变开关连接方式，可得O2。③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________。【答案】--(2).①K12H2O+2e=H2↑+2OH③连接K1或K2时，电极3分别作为阳极材料和阴极材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移【解析】（2）①电极生成H2时，根据电极放电规律可知H+得到电子变为氢气，因而电极须连接负极，因而制H2+-=H2↑+2OH-；时，连接K1，该电池在碱性溶液中，由H2O提供H，电极反应式为2H2O+2e③电极3上NiOOH和Ni(OH)2相互转化，其反应式为NiOOH+e-+H2O?Ni(OH)2+OH-，当连接K1时，Ni(OH)2失去电子变为NiOOH，当连接K2时，NiOOH得到电子变为Ni(OH)2，因而作用是连接K1或K2时，电极3分别作为阳极材料和阴极材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移。3.【2019新课标Ⅱ卷】环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。该电解池的阳极为____________，总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_________________________。【答案】(4).Fe电极Fe+2+H2↑（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑）-水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH2+，进一步与Fe反应生成Fe(OH)2【解析】-=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使（4）根据阳极升失氧可知Fe为阳极；根据题干信息Fe-2e得环戊二烯得电子生成氢气，同时与亚铁离子结合生成二茂铁，故电极反应式为Fe+2=+H2↑；电解必须在无水条件下进行，因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀；答案：Fe电极Fe+2=+H2↑（Fe+2C5H6=Fe（C2H5）2+H2↑）水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH-2+，进一步与Fe反应生成Fe（OH）2。【点睛】本题以能力立意，考查学生提取信息，处理信息的能力，分析问题，解决问题的能力。充分体现了化学学科思想、学科方法、创新意识和学科价值,易错点第（4）小题电极反应式的书写。4.【2019新课标Ⅲ卷】10.近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有____________________（写反应方程式）。电路中转移1mol电子，需消耗氧气__________L（标准状况）【答案】3++e-=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6(4).Fe【解析】（4）电解过程中，负极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负3++e-=Fe2+和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；由极反应，根据图示信息知电极反应为：Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2On可知，电路中转移4mol电子，需消耗氧气1mol，当电路中转移1mol4Fe电子，消耗氧气为0.25mol，在根据V=nX22.4L/mol=0.25X22.4L=5.6L5.【2019浙江4月选考】30.【加试题】水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。(1)关于反应H2(g)＋1/2O2(g)H2O(l)，下列说法不正．确．．的是________。A．焓变ΔH＜0，熵变ΔS＜0B．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化C．一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行D．选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行(4)以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。①阳极的电极反应式是。②制备H2O2的总反应方程式是。【答案】(1).C-－2e-S2O82-＋2H+或2SO42-－2e-S2O82-(4)①2HSO4②2H2OH2O2＋H2↑【解析】（1）A.氢气燃烧是放热反应，ΔH＜0，该反应中气体变为液体，为熵减过程，故ΔS＜0，A项正确；B.该反应可设计为氢氧燃料电池，其化学能转为电能，B项正确；C.某条件下自发反应是一种倾向，不代表真实发生，自发反应往往也需要一定的反应条件才能发生，如点燃氢气，C项错误；D.催化剂降低活化能，加快反应速率，D项正确。故答案选C。-2-）离子，并放电生成S2O82-，（4）①电解池使用惰性电极，阳极本身不参与反应，阳极吸引HSO4（或SO4--=S2O82-＋2H+或2SO42-－2e-=S2O82-。因而电极反应式为2HSO4－2e②通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8和H2。由题中信息可知，生成的NH4HSO4可以循环使用，说明(NH4)2S2O8与水反应除了生成H2O2，还有NH4HSO4生成，因而总反应中只有水作反应物，产物为H2O2和H2,故总反应方程式为2H2OH2O2＋H2↑。6.【2019天津】10.多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。回答下列问题：Ⅱ．将SiCl4氢化为SiHC3l有三种方法，对应的反应依次为：①SiClgHgSiHClgHClgH10423②3SiClg2HgSis4SiHClgH20423③2SiClgHgSisHClg3SiHClgH3423（1）氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备，写出产生H的电极名称______2（填“阳极”或“阴极”），该电极反应方程式为________________________。【答案】Ⅱ．（1）阴极2H2O+2e--=H2↑+2OH或2H+-+2e=H2↑【解析】II.（1）电解KOH溶液，阳极发生氧化反应而产生O2、阴极发生还原反应才产生H2；阴极的电极反++2e-=H2↑，或写成由水得电子也可以：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；应式可以直接写成2H