2020届高三化学二轮复习电化学基础题型特训提升训练42题答案解析

《高考12题逐题突破》：电化学基础——题型特训【精编42题答案+解析】1．目前发明的电动势法检测溶液中OH－浓度的原理如图所示，总反应式为Cu＋Ag2O===CuO＋2Ag。下列有关说法正确的是()A．电池工作时，Cu电极附近溶液的c(OH－)增大B．该电池反应说明Ag2O的氧化性比CuO的强C．负极的电极反应式为Ag2O＋2e－===2Ag＋O2－D．该电池也可以测量盐酸中c(OH－)答案B解析电池工作时，Cu电极为负极，发生的电极反应式应为Cu－2e－＋2OH－===CuO＋H2O，Cu电极附近溶液的c(OH－)减小，A、C两项均错误；根据总反应式可知，在反应中Cu作还原剂，Ag2O作氧化剂，CuO为氧化产物，所以Ag2O的氧化性比CuO的强，B项正确；该电池的电解液必须为碱性溶液，在盐酸中不可行，D项错误。2．最近，科学家研发出了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．右边吸附层中发生了氧化反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2OC．该电池总反应是H＋＋OH－===H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动、ClO－4向左移动答案A解析由电子的流动方向可以得知左边吸附层为负极，发生氧化反应；右边吸附层为正极，发生还原反应，A项错误；负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2O，B项正确；正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，根据正、负极的反应可知总反应为OH－＋H＋===H2O，C项正确；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D项正确。3．对如图装置(铁的防护)的分析正确的是()A．甲装置是牺牲阳极的阴极保护法B．乙装置是牺牲阳极的阴极保护法C．一段时间后甲、乙装置中pH均增大D．甲、乙装置中铁电极的电极反应式均为2H＋＋2e－===H2↑答案B解析A项，甲装置中C为阳极，阳极上氯离子失电子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子，属于外加电流的阴极保护法，错误；B项，乙装置中Zn为负极，Fe为正极，正极上氧气得电子，Fe不参加反应，Fe被保护，所以是牺牲阳极的阴极保护法，正确；C项，甲装置中电解氯化钠生成氢氧化钠，溶液的pH增大，乙装置中负极Zn失电子，正极氧气得电子，最终生成氢氧化锌沉淀，溶液的pH几乎不变，错误；D项，乙中正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以Fe电极上没有氢气生成，错误。4．科学家尝试用微生物电池除去废水中的有害有机物，其原理如图所示：下列有关说法错误的是()A．A极电极反应式为＋2e－＋H＋===＋Cl－B．B极电极反应式为CH3COO－－8e－＋4H2O===2HCO－3＋9H＋C．溶液中的阴离子由A极向B极移动D．该微生物电池在高温条件下无法正常工作答案C解析根据微生物电池的原理，H＋通过质子交换膜由B极向A极移动，说明A极为电池正极，B极为电池负极，A、B选项中的电极反应式都正确；由于电池中的质子交换膜只能让H＋通过，故溶液中的阴离子无法由A极向B极移动，C项错误；高温条件下，微生物无法生存，故微生物电池无法正常工作，D项正确。5．如图是电化学还原CO2制备草酸铜(CuC2O4)的反应原理，电解液不参加反应，通电一段时间后，下列说法不正确的是()A．Cu电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋B．草酸铜在阳离子交换膜右侧生成C．该过程是电能转化为化学能D．每生成1molCuC2O4需要标况下44.8LCO2答案B解析Cu2＋在阳极生成，通过阳离子交换膜移向阴极(左侧)，草酸铜在阳离子交换膜左侧生成，B项错误。6.四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是()A．b、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜B．通电后Ⅲ室中的Cl－透过c迁移至阳极区C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高D．电池总反应为4NaCl＋6H2O=====电解4NaOH＋4HCl＋2H2↑＋O2↑[解析]由图中信息可知，左边电极与负极相连为阴极，右边电极为阳极，所以通电后，阴离子向右定向移动，阳离子向左定向移动，阳极上H2O放电生成O2和H＋，阴极上H2O放电生成H2和OH－；H＋透过c，Cl－透过b，二者在b、c之间的Ⅲ室形成盐酸，盐酸浓度变大，所以b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜；Na＋透过a，NaOH的浓度变大，所以a也是阳离子交换膜，故A、B两项均错误；电解一段时间后，Ⅰ中的溶液的c(OH－)升高，pH升高，Ⅱ中为NaCl溶液，pH不变，Ⅲ中有HCl生成，故c(H＋)增大，pH减小，Ⅳ中H＋移向Ⅲ，H2O放电生成O2，使水的量减小，c(H＋)增大，pH减小，C不正确。[答案]D7．肼(分子式为N2H4，又称联氨)具有可燃性，在氧气中完全燃烧生成氮气，可用作燃料电池的燃料。由题图信息可知下列叙述不正确的是()A．甲为原电池，乙为电解池B．b电极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－C．d电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－===CuD．c电极质量变化128g时，理论消耗标准状况下的空气约为112L答案B解析由题图信息可知，甲为乙中的电解提供能量，A项不符合题意；水溶液中不可能存在O2－，B项符合题意；d电极与负极相连，发生还原反应，生成Cu，C项不符合题意；铜质量减少128g，减少的物质的量为2mol，故转移4mol电子，由N2H4＋O2===N2＋2H2O可知，氧元素的化合价由0降为－2价，故转移4mol电子时，参与反应的O2的物质的量为1mol，即消耗空气的物质的量约为1mol20%＝5mol，即标准状况下的体积为5mol×22.4L·mol－1＝112L，D项不符合题意。8．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。电解后，a室的NaHSO3浓度增大，b室的Na2SO3浓度增大。将a室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。下列叙述错误的是()A．阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑B．两个离子交换膜均为阴离子交换膜C．a室反应的离子方程式为H＋＋SO2－3===HSO－3D．a室增加0.1molNaHSO3时，两极共生成0.9g气体答案B解析电解池阳极放氧生酸，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，A项正确；“a室的NaHSO3浓度增大”表明阳极生成的H＋穿过离子交换膜进入a室，与SO2－3结合生成HSO－3，反应为H＋＋SO2－3===HSO－3，“b室的Na2SO3浓度增大”说明b室中发生还原反应，放出氢气，2HSO－3＋2e－===2SO2－3＋H2↑，由于SO2－3浓度增大，吸引a室中的Na＋穿过离子交换膜进入b室，故两个离子交换膜均为阳离子交换膜，B项错误，C项正确；a室增加0.1molNaHSO3表明有0.1molH＋穿过离子交换膜，此时外电路中有0.1mole－通过，该电解池相当于电解水，每转移4mole－时，两极共生成36g气体，故转移0.1mole－时，两极共生成0.9g气体，D项正确。9．水产养殖户常用电解法净化鱼池中的水质，其工作原理如下图所示。下列说法中正确的是()A．X极是电源的负极，发生氧化反应B．工作过程中阴极区溶液的pH逐渐减小C．Ⅰ极上的电极反应式：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋D．当电路中转移10mole－时，Ⅱ极上产生22.4LN2答案C解析电极Ⅰ和电源X极相连，而电极Ⅰ上发生氧化反应，故电极Ⅰ是阳极，故X极是正极，A项错误；电极Ⅱ是阴极，电极反应式：2NO－3＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，故在工作过程中阴极区溶液的pH逐渐增大，B项错误；在阳极区，C6H12O6失去电子发生氧化反应，根据化合价变化，结合酸性介质，可得阳极电极反应式：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，C项正确；根据阴极反应式：2NO－3＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，可知转移10mole－时，产生1molN2，在标准状况下体积为22.4L，D项错误。10．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH＋4，模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A．阳极室溶液由无色变成棕黄色B．阴极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．电解一段时间后，阴极室溶液的pH升高D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4解析：选CFe电极与电源正极相连，则Fe作阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，反应中生成Fe2＋，溶液由无色变为浅绿色，A错误；阴极上H＋得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，B错误；电解过程中阴极上消耗H＋，则阴极室溶液的pH升高，C正确；电解时，(NH4)2SO4溶液中NH＋4向阴极室迁移，故阴极室溶液中的溶质可能为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等，D错误。11.高铁酸盐(如Na2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面，以铁质材料为阳极，在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐，装置如图。下列说法不正确的是()A．a为阳极，电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO2－4＋4H2OB．为防止高铁酸根扩散被还原，则离子交换膜为阳离子交换膜C．在电解过程中溶液中的阳离子向a极移动D．铁电极上有少量气体产生原因可能是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O解析：选C铁电极材料为阳极，在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐，所以铁是阳极，电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO2－4＋4H2O，故A正确；阳离子交换膜可以阻止FeO2－4进入阴极区域，故B正确；在电解过程中溶液中的阳离子向阴极移动，所以阳离子向b极移动，故C错误；铁电极上发生氧化反应，所以生成的气体可能是氧气，电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故D正确。12．（山东省滨州市2019届高三第二次模拟）国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li+电池体系，原理示意图如下。该体系正极采用含有I-、Li+的水溶液，负极采用固体有机聚合物，电解质溶液采用LiNO3溶液，聚合物阳离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(已知在水溶液中呈黄色)。下列有关判断正确的是A．左图是原电池工作原理图B．放电时，Li+从右向左通过聚合物离子交换膜C．放电时，正极区电解质溶液的颜色变深D．充电时，阴极的电极反应式为：【答案】B【解析】A.左图是电子流向固体有机聚合物，则左图是电池充电原理图，故A项错误；B.放电时，Li+由负极向正极移动，即Li+从右向左通过聚合物离子交换膜，B正确；C.放电时，正极液态电解质溶液的I3-得电子被还原成I-，使电解质溶液的颜色变浅，故C项错误；D.充电时，阴极发生得电子的还原反应，故阴极的电极反应式为：，故D错误；答案：B。13．（山东省临沂市2019年普通高考模拟考试二模）我国科学家发明了一种“可固氮”的锂-氮二次电池，将可传递Li+的醚类作电解质，电池的总反应为。下列说法正确的是A．固氮时，锂电极发生还原反应B．脱氮时，钌复合电极的电极反应：2Li3N-6e-=6Li++N2↑C．固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向锂电极D．脱氮时，Li+向钌复合电极迁移【答案】B【解析】A.固氮时，锂电极失电子发生氧化反应，故A错误；B.脱氮时，钌复合电极的电极反应为正极反应的逆反应：2Li3N-6e-=6Li++N2↑，故B正确；C.固氮时，外电路中电子由锂电极流向钌复合电极，故C错误；D.脱氮时，Li+向锂电极迁移，故D错误。14．（四川省成都市2019届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