全国通用2022版高考化学考前三月冲刺高考13题第13题题组三电化学原理及应用

题组三　电化学原理及应用[答题模板]答题模板分析思路(要点)(1)判断装置看有无外接电源，有电源的为电解池，无电源的为原电池(2)确定电极名称原电池：负极发生氧化反应电解池：与直流电源的正极相连的是阳极，发生氧化反应(3)写电极反应式电极材料是否参与电池反应；电解质溶液是否参与电池反应；电解质溶液是否与电极产物反应(4)计算串联装置中各电极得失电子的总数相等[挑战满分](限时15分钟)1.锂－空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池之一。下图是锂－空气电池放电和充电时的工作原理示意图。下列说法正确的是(　　)A.图Ⅰ所示电池中电极a为正极，b为负极B.图Ⅰ电池中的固体电解质可用NaOH溶液代替C.当给图Ⅱ中的锂－空气电池充电时，d极应接外接电源的负极D.图Ⅱ中d极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2.日本一家公司日前宣布，他们已经开发并计划大量生产一种颠覆性的阳极和阴极，两个电极都是碳材料的双碳性电池(放电原理如图所示)，充电速度比普通的锂离子电池快20倍。放电时，正极反应：Cn(PF6)＋e－===PF＋nC，负极反应：LiCn－e－===Li＋＋nC。下列有关说法中正确的是(　　)\nA.a极为电池的负极B.A－为OH－C.电池充电时的阴极反应为LiCn＋e－===Li＋＋nCD.充电时，溶液中A－从b极向a极迁移3.据外媒报道，在特斯拉最新公布的ModelE专利设计中，铝－空气电池组基本上取代了增程式内燃机。铝－空气电池工作原理如图所示，下列有关说法中不正确的是(　　)A.铝电极作负极B.可使用活性炭作正极材料C.该电池工作时，每消耗2.7gAl，需耗氧气6.72L(标准状况)D.铝－空气电池的可持续应用要求是一方面在工作状态下要有足够的氧气供应，另一方面在非工作状态下能够密封防止金属腐蚀4.电化学与现代人的生活密切相关，具备一定的电化学知识对于方便生产生活有很重要的意义。某同学为了研究电化学原理设计了如右图所示的装置：下列说法中不正确的是(　　)A.X和Y不连接时，铜棒上会有金属银析出B.X和Y用导线连接时，银棒上发生的反应为Ag＋＋e－===AgC.若X接直流电源的正极，Y接负极，Ag＋向银电极移动D.无论X和Y是否用导线连接，铜棒均会溶解，溶液都从无色逐渐变成蓝色5.纳米Cu2O是一种用途广泛的光电材料，可用如图所示的两种电化学装置制备，下列有关说法正确的是(　　)\nA.阳极的电极反应式均为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2OB.工作过程中两个装置内溶液的pH均减小C.两个装置内阴离子均移向铜电极D.开始时阴极上均有氢气生成6.下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是(　　)A.该装置将化学能转化为电能B.电极b表面O2发生还原反应，其附近酸性增强C.电极a表面的反应是SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋D.若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶157.电化学在日常生活中用途广泛，下图是镁－次氯酸钠燃料电池，电池总反应为Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，下列说法不正确的是(　　)A.镁电极是该电池的负极B.惰性电极上发生氧化反应C.正极反应式为ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－D.进料口加入NaClO溶液，出口为NaCl溶液8.厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子，乳酸的摩尔质量为90g·mol－1)，下列有关说法中正确的是(　　)\nA.阳极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B.H＋从阳极通过阳离子交换膜向阴极移动C.A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室D.400mL10g·L－1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145g·L－1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为4.48L9.高铁酸钾是高能电极材料，锌－高铁酸钾碱性电池类似锌锰电池。电池总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，工作原理如图所示：下列说法正确的是(　　)A.放电时，电子由b极经KOH溶液流向a极B.放电时，a极的电极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－C.充电时，b极的电极反应式为Zn－2e－＋2H2O===Zn(OH)2＋2H＋D.充电时，当电路中有3mol电子通过时，溶液中OH－的物质的量的变化量为3mol10.利用下图装置进行实验，甲、乙两池中均为1mol·L－1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始时先闭合K1，断开K2。一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池，电流表指针偏转(Ag＋浓度越大氧化性越强)。下列说法不正确的是(　　)A.闭合K1，断开K2后，A电极增重B.闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度上升C.断开K1，闭合K2后，NO向B电极移动D.断开K1，闭合K2后，A电极发生氧化反应\n答案精析题组三[挑战满分]1.D2.D　[根据题给装置图判断，a电极有A－生成，b电极有Li＋生成，结合放电时，正极反应：Cn(PF6)＋e－===PF＋nC，负极反应：LiCn－e－===Li＋＋nC，可知a电极为正极，b电极为负极，故A错误；A－为PF，故B项错误；充电时，阴极反应为Li＋＋nC＋e－===LiCn，故C项错误；充电时，溶液中A－从b(阴)极向a(阳)极迁移，故D项正确。]3.C　[C项，负极反应式：4Al＋16OH－－12e－===4AlO＋8H2O，正极反应式：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－，所以每消耗2.7gAl，需耗氧(标准状况)的体积为××3×22.4＝1.68(L)。]4.C　[X和Y不连接时，铜可以置换出银单质，A选项正确；X和Y用导线连接时，Ag作正极，Cu作负极，B选项正确；若X接直流电源的正极，Y接负极，Ag作阳极，Cu作阴极，Ag＋向铜电极移动，C选项错误；无论X和Y是否用导线连接，铜都会失去电子变成铜离子，D选项正确。]5.C　[为得到纯净的Cu2O，Cu2O应在铜电极上生成，铜为阳极，阴离子移向阳极，C正确；右侧装置铜电极上的反应式为2Cu－2e－＋H2O===Cu2O＋2H＋，A错误；左侧铁电极上H＋放电，总反应式为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，水被消耗导致NaOH浓度增大，pH增大，B错误；右侧装置开始时是Cu2＋在阴极放电，D错误。]6.B　[该装置为原电池负极(a)2SO2－4e－＋4H2O===8H＋＋2SO正极(b)O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A项正确；B项，酸性应减弱，错误；C项正确；D项，2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，n(H2SO4)＝＝0.5mol，＝＝，正确。]7.B　[根据方程式知Mg是还原剂作负极，ClO－在惰性电极上得电子发生还原反应，生成Cl－。]\n8.C　[阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。阴极区A－移向浓缩室，阳极区H＋浓度增大，移向浓缩室，得到浓乳酸溶液，增加的乳酸的物质的量为＝0.6mol，所以产生H2的体积(标准状况)为×22.4L·mol－1＝6.72L。]9.B　[A项，放电时，锌极为负极，电子由负极经外电路流向正极，不经过电解质溶液，错误；B项，放电时a极为正极，K2FeO4得电子发生还原反应，电极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，正确；C项，充电时，b极为阴极，发生还原反应，电极反应式为Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－，错误；D项，充电时a极为阳极，电极反应式为Fe(OH)3＋5OH－－3e－===FeO＋4H2O，有3mol电子通过时，反应消耗5molOH－，阴极生成3molOH－，溶液中OH－的物质的量的变化量为2mol，错误。]10.C