2018年高考化学经典模拟题专题汇编：电化学及应用

电化学及应用

1．锂离子电池在各种电子产品中广泛使用，某种可充电的锂离子电池的装置如图所示（a极材料为金属锂镶嵌在石墨中的复合材料），总反应方程式是FePO4(s)+Li(s)LiFePO4(s)。下列说法正确的是

A．根据图示可以判断该电池处于充电状态

B．在放电状态时，a是正极，充电时a是阳极

C．该电池中a、b极都可以接触水溶液

D．充电时，b极的电极反应式是LiFePO4-e-=Li++FePO4

【答案】D

2．碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质)。下列说法正确的是

A．电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为l：2

B．石墨l极发生的电极反应为2CH3OH+CO-e-=(CH3O)2CO+H+

C．石墨2极与直流电源正极相连

D．H+由石墨2极通过质子交换膜向石墨l极移动

【答案】A

3．浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是

A．电池工作时，Li+通过离子电子导体移向b区

B．电流由X极通过外电路移向Y极

C．正极发生的反应为：2H++2e-=H2↑

D．Y极每生成1 mol Cl2，a区得到2 mol LiCl

【答案】A

4．双隔膜电解池（两电极均为惰性电极）的结构示意简图如图所示，利用该装置可以电解硫酸钠溶液以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断错误的是

A．如电极材料均改为铜板，电解池的总反应方程式不变

B．向A溶液中滴加石蕊试液显红色

C．c隔膜为阴离子交换膜、d隔膜为阳离子交换膜

D．相同条件下，c隔膜附近电极产生的a气体与d隔膜附近电极产生的b气体体积比为1：2

【答案】A

5．已知：锂离子电池的总反应为Li x C+Li1-x CoO2C+LiCoO2锂硫电池的总反应2Li+S Li2S有关上述两种电池说法正确的是

A．锂离子电池放电时，Li-向负极迁移

B．理论上两种电池的比能量相同

C．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应

D．上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

【答案】C

6．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4+，模拟装置如下图所示。下列说法不正确的是

A．阳极室溶液由无色变成浅绿色

B．当电路中通过lmol电子的电量时，阴极有0.5mol的气体生成

C．电解时中间室(NH4)2SO4溶液浓度下降

D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4

【答案】D

7．金属(M)-空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。己知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是（）

A．采用多孔电极的目的是提髙电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

B．比较Mg、Al、Zn三种金属一空气电池，Al -空气电池的理论比能量最高

C．M-空气电池放电过程的正极反应式：4M n++nO2+2nH2O+4ne-=4M(OH)n

D．在M-空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

【答案】C

8．含氯苯（）的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其除去原理如图所示，下列叙述正确的是

A．A极为负极，发生氧化反应

B．H+由A极穿过质子交换膜到达B极

C．A 极电极反应式为+2e-+H+=Cl-+

D．反应后电解液的pH升高

【答案】C

9．近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”的锂—铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”

产生电力，其中放电过程为：2Li+Cu2O+H2O＝2Cu+2Li++2OH一，下列说法不正确的是

A．放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移

B．放电时，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e一=4OH—

C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O

D．通空气时，整个反应过程中，铜相当于是催化剂

【答案】B

10．韩国三星公司因为手机电池爆炸而屡屡曝光，电池的安全性和环保性再次被公众所重视。一种以引火性高的联氨(N2H4)为燃料的环保电池，工作时产生稳定无污染的物质，原理如图所示。下列说法正确的是

A．N极为电源负极，联氨从c口通入

B．负极上每消耗lmol N2H4，转移6mol电子

C．正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-==4OH-

D．可将联氨改进为引火性低、稳定性好的N2H4·H2O

【答案】D

11．某化学兴趣小组设计了如图所示的电化学装置：下列说法不正确的是

A．乙池工作时，CO32-不断移向负极

B．乙池负极反应为CH30H-6e-+3CO32-=4CO2＋2H2O

C．甲池中Fe电极发生的反应为2Cl- -2e-=Cl2

D．为了使电池持续供电，工作时必须有CO2参与循环

【答案】C

12．某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）+2Fe（OH）3+4KOH，以下说法不正确的是

2

A．充电时，连接电源正极的电极方程式：Fe(OH)3-3e-+5OH-= FeO42+4H2O

B．充电时，阴极附近溶液的pH增大

C．放电时，K+往正极移动

D．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化

【答案】D

13．我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌（ZnMn2O4）为电极材料，研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式：xZn + Zn1?x Mn2O4ZnMn2O4（0 < x < 1）。下列说法正确的是

A．充电时，Zn2+向ZnMn2O4电极迁移

B．充电时，阳极反应：ZnMn2O4?2xe—＝Zn1-x Mn2O4+xZn2+

C．放电时，每转移1mol e-，ZnMn2O4电极质量增加65g

D．充放电过程中，只有Zn元素的化合价发生变化

【答案】B

14．环境监察局常用“定电位”NO x传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。

下列说法不正确的是

A．“对电极”是负极

B．“工作电极”上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+═NO+H2O

C．传感器工作时H+由工作电极移向对电极

D．对电极的材料可能为活泼金属锌

【答案】C

15．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2。为了保护环境，同时提高硫酸工业的综合经济效益，应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的产品。

（4）MnO2可作超级电容器材料。工业上用下图所示装置制备MnO2。接通电源后，A电极的电极反应式为：_______________，当制备lmol MnO2，则膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）为_______________g。

【答案】Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+89

16．【黑龙江省虎林市2017届摸底考试（最后冲刺）】工业产生的废气COx、NOx、SOx对环境有害，若能合理的利用吸收，可以减少污染，变废为宝。

（4）在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料做电极，电解CO2可得到多种燃料，其原理如右图所示。

①该工艺中能量转化方式主要有____。

②电解时，生成乙烯的电极反应式是____。

【答案】太阳能转化为电能；电能转化为化学能2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O

17．科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用。

II .利用“ Na—CO2”电池将CO2变废为宝。

我国科研人员研制出的可充电“ Na—CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，总反应为

4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图3所示：

（5）放电时，正极的电极反应式为______________________。

（6）若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面，当转移0.2 mol e-时，两极的质量差为_________g。

（7）选用髙氯酸钠—四甘醇二甲醚做电解液的优点是___________________________（至少写两点）。

【答案】3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C 15.8

导电性好、与金属钠不反应、难挥发等特点（合理给分）学&科网

18．以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)和稀H2SO4为原料制备高纯Pb、PbO等，实现铅的再生利用。其主要流程如下：

（4）将PbO粗品溶解在HC1和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的电解液，电解Na2PbC14溶液，生成Pb，如右图所示。

①阴极的电极反应式是__________________________。

②电解一段时间后，Na2PbC14浓度极大下降，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，阴极区采取的方法

是________________________。

【答案】PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-继续向阴极区加PbO粗品

19．锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿（主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等）为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：

（6）“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为_______。

（7）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示：

该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，C1-向_____（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为________。

【答案】3︰2 下Mg2＋＋2e－＝Mg 学科%网

20．Ⅱ.重铬酸钾又名红帆钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾为原料，采用电化学制备重铬酸钾。制备装置如下图所示：

制备原理：2CrO42- (黄色)+2H+= Cr2O72-(橙色)+H2O

（1）通电后阳极室产生的现象为___________，电极反应式是______________。

（2）该制备过程总反应的离子方程式可表示为4CrO42-+4H2O2Cr2O72-+4OH-+2H2↑+O2↑，若实验开始时在右室中加入38.8g K2CrO4，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3：2，则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为_________；此时电路中转移电子的物质的量为____________。

【答案】产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色2H2O-4e-=O2↑+4H+．2:1 0.1mol