《精品》2019年高考真题和模拟题分项汇编化学专题08-电化学及其应用(原卷版)

1专题08电化学及其应用1．[2019新课标Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动2．[2019新课标Ⅲ]为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D−Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)放电充电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH−(aq)−e−NiOOH(s)+H2O(l)C．放电时负极反应为Zn(s)+2OH−(aq)−2e−ZnO(s)+H2O(l)D．放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区3．[2019天津]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌−碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。2019年高考真题2下列叙述不正确．．．的是A．放电时，a电极反应为2IBr2e2IBrB．放电时，溶液中离子的数目增大C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI被氧化D．充电时，a电极接外电源负极4．[2019江苏]将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是A．铁被氧化的电极反应式为Fe−3e−Fe3+B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀5.[2019浙江选考]化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确．．．的是A.Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加3B.正极的电极反应式为Ag2O＋2e−＋H2O2Ag＋2OH−C.锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D.使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降6．[2019新课标Ⅱ节选]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_________________________。47．[2019新课标Ⅲ节选]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）。8．[2019北京节选]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：________________________。9．[2019江苏节选]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：▲。5②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是▲。10．[2019浙江选考节选]水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。（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________。11．[2019·北京市中国人民大学附属中学高三考前热身]高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。原理如下：(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确．．．的是A．放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe−===xLiFePO4B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极C．充电时，阴极电极反应式：xLi++xe−+nC===LixCnD．充电时，Li+向左移动12．[2019·湖南省长沙市雅礼中学高三下学期二模]科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如左下图所示，用Cu−Si合金作硅源，在950℃下利用三层液熔盐进行电解精炼，并利用某CH4燃料电池(如下图所示)作为电源。下列有关说法不正确的是2019届高考模拟试题6A．电极c与b相连，d与a相连B．左侧电解槽中；Si优先于Cu被氧化C．a极的电极反应为CH4−8e−+4O2−===CO2+2H2OD．相同时间下，通入CH4、O2的体积不同，会影响硅的提纯速率13．[2019·江苏省盐城市高三第四次模拟]ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是A．该装置可以在高温下工作B．X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜C．负极反应为CH3COO−+2H2O−8e−=2CO2↑+7H＋D．该装置工作时，电能转化为化学能14．[2019·河南省新乡市高三第三次模拟测试]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，此时硫酸铅电极处生成Pb。下列有关说法正确的是7A．输出电能时，外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极B．放电时电解质LiCl−KCl中的Li＋向钙电极区迁移C．电池总反应为Ca＋PbSO4＋2LiClPb＋Li2SO4＋CaCl2D．每转移0.2mol电子，理论上消耗42.5gLiCl15．[2019·山东省济宁市高三第二次模拟]中国是一个严重缺水的国家，污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法不正确的是A．电流方向从A极沿导线经小灯泡流向B极B．B极为电池的阳极，电极反应式为CH3COO−−8e−+4H2O=2HCO3−+9H+C．当外电路中有0.2mole−转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NAD．A极的电极反应式为+H++2e−=Cl−+16．[2019·四川省成都市高三下学期第三次诊断性检测]已知某高能锂离子电池的总反应为：2Li+FeS=Fe+Li2S，电解液为含LiPF6·SO(CH3)2的有机溶液（Li+可自由通过）。某小组以该电池为电源电解废水并获得单质镍，工作原理如图所示。下列分析正确的是A．该锂离子电池正极反应为FeS+2Li++2e−=Fe+Li2SB．X与电池的Li电极相连C．电解过程中c(BaC12)保持不变D．若去掉阳离子膜将左右两室合并，则X电极的反应不变817．[2019·湘赣十四校高三联考第一次考试]乙醛酸()是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法正确的是A．若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为2molB．M电极上的电极反应式为：OHC−CHO＋2e−＋H2O===HOOC−CHO＋2H+C．M极与电源的负极相连D．电解一段时间后，N极附近溶液的pH变小18．[2019·湖北省黄冈中学高三5月第二次模拟考试]铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。（1）铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4，盛有PbO2的圆底烧瓶中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体，其反应的化学方程式为_______。（2）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：过程1中分离提纯的方法是___，滤液2中的溶质主要是____填物质的名称）。过程1中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_______。（3）将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。9①写出电解时阴极的电极反应式_________。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为____。③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向____极室（填“阴”或者“阳”）加入____（填化学式）。19．[2019·北京市房山区高三下学期二模]钒（V）为过渡元素，可形成多价态化合物，全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如下图：已知：离子种类VO2+VO2+V3+V2+颜色黄色蓝色绿色紫色（1）全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，该电池放电时总反应式是_______。（2）当完成储能时，正极溶液的颜色是__________。（3）质子交换膜的作用是_________。（4）含钒废水会造成水体污染，对含钒废水（除VO2+外，还含Fe3+等）进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下：已知溶液酸碱性不同钒元素的存在形式不同：10钒的化合价酸性碱性+4价VO2+VO(OH)3−+5价VO2+VO43−①滤液中钒元素的主要存在形式为_______。②滤渣在空气中由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH后生成沉淀的反应过程_______________、____________。③萃取、反萃取可实现钒的分离和富集，过程可简单表示为（HA为有机萃取剂）：萃取时必须加入适量碱，其原因是__________。④纯钒可由熔盐电解法精炼，粗钒（含杂质）作____极。