2020届高考化学一轮复习（浙江）化学能与电能的转化学案

2020届高考化学一轮复习（浙江）化学能与电能的转化学案

专题六　化学能与电能的转化 挖命题 ‎【考情探究】‎ 考点 考纲内容 考试 要求 考试 均分 考题示例 考试热度 原电池原理及其应用 ‎(1)原电池的概念 a ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(2)铜-锌原电池的原理及电极反应式 b ‎2分 ‎2015浙江10月选考,16,2分 ‎★★★☆☆‎ ‎(3)原电池的构成条件 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(4)常见化学电源 c ‎2分 ‎2016浙江4月选考,17,2分 ‎★★☆☆☆‎ ‎(5)银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值 b ‎2分 ‎2017浙江4月选考,17,2分 ‎★★☆☆☆‎ ‎(6)原电池的构造与工作原理,盐桥的作用 b ‎2分 ‎2017浙江4月选考,17,2分 ‎★★★★☆‎ ‎(7)判断与设计简单的原电池 c ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(8)原电池的电极反应式及电池反应方程式 b ‎2分 ‎2018浙江4月选考,17,2分 ‎★★★★★‎ ‎(9)原电池的正、负极和电子流向的判断 c ‎2分 ‎2016浙江4月选考,17,2分 ‎★★★☆☆‎ 电解原理及其应用 ‎(1)电解池的概念 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(2)电解CuCl2溶液的原理及电极反应式 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(3)电解池的构成条件 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(4)电解池的构造与工作原理 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(5)电解池的电极反应式与电解反应方程式 b ‎2分 ‎2017浙江11月选考,30(二)‎ ‎★★★★★‎ ‎(6)金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产生活中的应用 b ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(7)原电池、电解池的判断 c ‎★☆☆☆☆‎ 金属的腐蚀与防护 ‎(1)金属腐蚀的危害 a ‎☆☆☆☆☆‎ ‎(2)金属发生电化学腐蚀的基本原理 c ‎2分 ‎2016浙江10月选考,17,2分 ‎★★☆☆☆‎ ‎(3)金属的防护 b ‎☆☆☆☆☆‎ 分析解读　　电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容,在每年的高考中都有考查。常见的考查形式有两种:一种是在选择题中,以某种原电池的形式考查原电池的原理、电极反应式的书写、原电池的构成条件等知识,难度不大;另一种大多在主观题中出现,‎ 主要考查原电池或电解池中电极方程式的书写,难度中等。预计在今后的高考中对本专题知识的考查会保持稳定,试题会更加新颖、更加贴近科技前沿和生产生活实际。‎ ‎【真题典例】‎ 破考点 ‎【考点集训】‎ 考点一　原电池原理及其应用 ‎1.(2019届浙江台州中学高三第一次统练,17)某原电池装置如图所示,下列有关说法不正确的是(　　)‎ A.Zn是该电池的负极 B.Zn电极上发生氧化反应 C.Cu电极的电极反应式为2H++2e- H2↑‎ D.若将电解质溶液换成AgNO3溶液,两电极的电极反应式均发生改变 答案　D ‎2.(2019届浙江宁波镇海中学高三单元检测,8)有A、B、C、D、E五块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,A极为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电流由D→导线→C;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸中,C极产生大量气泡;④B、D相连后,同时浸入稀硫酸中,D极发生氧化反应;⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液,E先析出。据此,判断五种金属的活动性顺序是(　　)‎ A.A>B>C>D>E B.A>C>D>B>E C.C>A>B>D>E D.B>D>C>A>E 答案　B ‎3.(2019届浙江五校高三第一次联考,17)下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述正确的是(　　)‎ A.a电极是正极 B.b电极的电极反应为4OH--4e- 2H2O+O2↑‎ C.电子从a电极经由电解液传递到b电极 D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 答案　D ‎4.(2018浙江温州十五校联合体高二期末,17)如图为甲醇燃料电池。下列说法不正确的是(　　)‎ A.c处通入气体为氧气,在正极参与反应 B.b处加入的物质为甲醇,发生氧化反应 C.正极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O D.外电路通过3 mol 电子,生成 11.2 L CO2气体 答案　D 考点二　电解原理及其应用 ‎1.(2018课标Ⅱ,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.放电时,ClO‎4‎‎-‎向负极移动 B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2‎ C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-2CO‎3‎‎2-‎+C D.充电时,正极反应为:Na++e-Na 答案　D ‎2.(2019届浙江宁波镇海中学高三单元检测,15)用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根据反应产物,电解可明显分为三个阶段,下列叙述不正确的是　(　　)‎ A.电解的最后阶段为电解水 B.阳极先逸出氯气后逸出氧气 C.阴极逸出氢气 D.电解过程中溶液的pH不断增大,最后pH为7‎ 答案　D ‎3.(1)(2019届浙江绍兴选考科目诊断性考试,30节选)逆水煤气转变需要使用Al2O3 等复合氧化物作为催化剂, 以铝和石墨为电极,碳酸氢钠溶液为电解质,可电解制得多孔状的氧化铝。写出阳极的电极反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)(2019届浙江台州选考科目教学质量评估,30节选)利用下图的电解装置可将大气中的NOx、SO2变废为宝,则物质A的化学式为　　　　,阴极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)2Al+6HCO‎3‎‎-‎-6e- Al2O3+6CO2↑+3H2O ‎(2)NH4HSO4　NOx+(2x+4)H++(2x+3)e- NH‎4‎‎+‎+xH2O ‎ 考点三　金属的腐蚀与防护 ‎1.(2019届浙江宁波镇海中学高三单元检测,6)如图是常见的自来水表。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A.发生腐蚀过程中,电子从铁接头流向水表 B.腐蚀时,铁接头发生的是还原反应 C.腐蚀时铜质水表发生的电极反应为2H2O+O2+4e- 4OH-‎ D.腐蚀过程还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3‎ 答案　B ‎2.(2019届浙江杭州高级中学月考,9)按如图所示装置进行下列不同的操作,其中不正确的是(　　)‎ A.铁腐蚀的速率由快到慢的顺序:只闭合K3>只闭合K1>都断开>只闭合K2‎ B.只闭合K3,正极的电极反应式:2H2O+O2+4e- 4OH-‎ C.先只闭合K1,一段时间后,漏斗内液面上升,然后只闭合K2,漏斗内液面上升 D.只闭合K2,U形管左、右两端液面均下降 答案　A 炼技法 ‎【方法集训】‎ 方法　原电池电极反应式的书写方法 ‎1.(2019届浙江名校协作体高三期始联考,17)如图是一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图。下列说法不正确的是(　　)‎ A.反应CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移6 mol e-‎ B.电池工作时,CO‎3‎‎2-‎向电极A移动 C.电极A上H2参与的电极反应为H2-2e- 2H+‎ D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e- 2CO‎3‎‎2-‎ 答案　C ‎2.全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池。其电池总反应为V3++VO2++H2O VO‎2‎‎+‎+2H++V2+。下列说法正确的是(　　)‎ A.放电时正极反应为VO‎2‎‎+‎+2H++e- VO2++H2O B.充电时阴极反应为V2+-e- V3+‎ C.放电过程中电子由负极经外电路移向正极,再由正极经电解质溶液移向负极 D.充电过程中,H+由阴极区向阳极区迁移 答案　A ‎3.(2019届浙江宁波镇海中学高三单元检测,17)乙醇燃料电池具有很多优点,引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。‎ ‎(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为　　　　。 ‎ ‎(2)碱性乙醇燃料电池中,电极a上发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　,使用空气代替氧气,电池工作过程中碱性会不断降低,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)酸性乙醇燃料电池中,电极b上发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　,通过质子交换膜的离子是　　　　　　。 ‎ ‎(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电池工作时,CO‎3‎‎2-‎向电极　　　　(填“a”或“b”)移动,电极b上发生的电极反应式为　 。 ‎ 答案　(1)氧气　(2)C2H5OH+16OH--12e- 2CO‎3‎‎2-‎+11H2O　空气中的CO2会与KOH溶液反应,降低溶液的碱性,同时反应中也会消耗KOH　(3)O2+4H++4e- 2H2O　H+　(4)a　O2+2CO2+4e- 2CO‎3‎‎2-‎ 过专题 ‎【五年高考】‎ A组　自主命题·浙江卷题组 考点一　原电池原理及其应用 ‎1.(2018浙江11月选考,17,2分)最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.右边吸附层中发生了还原反应 B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH- 2H2O C.电池的总反应是2H2+O2 2H2O D.电解质溶液中Na+向右移动,ClO‎4‎‎-‎向左移动 答案　C ‎2.(2018浙江6月学考,17,2分)普通锌锰干电池的构造如图所示,其电池反应的方程式为:Zn+2NH4Cl+2MnO2 Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)。下列说法不正确的是(　　)‎ A.石墨作正极 B.锌发生氧化反应 C.电池工作时,电子从石墨经导线流向锌 D.正极的电极反应为:NH‎4‎‎+‎+MnO2+e- MnO(OH)+NH3‎ 答案　C ‎3.(2017浙江11月选考,17,2分)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.金属M作电池负极 B.电解质是熔融的MO C.正极的电极反应O2+4e-+2H2O 4OH-‎ D.电池反应2M+O2+2H2O 2M(OH)2‎ 答案　B ‎4.(2017浙江4月选考,17,2分)银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理:Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag,其工作示意图如下。下列说法不正确的是(　　)‎ A.Zn电极是负极 B.Ag2O电极发生还原反应 C.Zn电极的电极反应式:Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2‎ D.放电前后电解质溶液的pH保持不变 答案　D ‎5.(2016浙江理综,11,6分)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 已知: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高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-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:4Mn++nO2+2nH2O+4ne- 4M(OH)n D.在Mg-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 ‎6.(2016浙江4月选考,17,2分)Mg-H2O2电池是一种化学电源,以Mg和石墨为电极,海水为电解质溶液,示意图如下。下列说法不正确的是(　　)‎ A.石墨电极是该电池的正极 B.石墨电极上发生还原反应 C.Mg电极的电极反应式:Mg-2e- Mg2+‎ D.电池工作时,电子从Mg电极经导线流向石墨电极,再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极 答案　D ‎7.(2015浙江10月选考,16,2分)如图所示进行实验,下列说法不正确的是(　　)‎ A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转 D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e- Zn2+‎ 答案　B 考点二　电解原理及其应用 ‎8.(2015浙江理综,11,6分)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.X是电源的负极 B.阴极的电极反应式是:H2O+2e- H2+O2-‎ ‎　　　　　　　　　　CO2+2e- CO+O2-‎ C.总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2‎ D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1‎ 答案　D 考点三　金属的腐蚀与防护 ‎9.(2016浙江10月选考,17,2分)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式为2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁锈,其原理如图。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.铁片发生还原反应而被腐蚀 B.铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域 C.铁片腐蚀中负极发生的电极反应:2H2O+O2+4e- 4OH-‎ D.铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀 答案　D B组　统一命题、省(区、市)卷题组 考点一　原电池原理及其应用 ‎1.(2018课标Ⅲ,11,6分)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.放电时,多孔碳材料电极为负极 B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移 D.充电时,电池总反应为Li2O2-x 2Li+(1-x‎2‎)O2↑‎ 答案　D ‎2.(2017课标Ⅲ,11,6分)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8 8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是(　　)‎ A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e- 3Li2S4‎ B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多 答案　D ‎3.(2016课标Ⅲ,11,6分)锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH‎)‎‎4‎‎2-‎。下列说法正确的是(　　)‎ A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动 B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小 C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e- Zn(OH‎)‎‎4‎‎2-‎ D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)‎ 答案　C 考点二　电解原理及其应用 ‎4.(2018课标Ⅰ,13,6分)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:‎ ‎①EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+‎ ‎②2EDTA-Fe3++H2S 2H++S+2EDTA-Fe2+‎ 该装置工作时,下列叙述错误的是(　　)‎ A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e- CO+H2O B.协同转化总反应:CO2+H2S CO+H2O+S C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性 答案　C ‎5.(2016课标Ⅰ,11,6分)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO‎4‎‎2-‎可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A.通电后中间隔室的SO‎4‎‎2-‎离子向正极迁移,正极区溶液pH增大 B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C.负极反应为2H2O-4e- O2+4H+,负极区溶液pH降低 D.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成 答案　B ‎6.(2017江苏单科,16,12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:‎ 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。‎ ‎(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH　　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 ‎ ‎(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　,阴极产生的物质A的化学式为　　　　　。 ‎ ‎(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是　 。 ‎ 答案　(12分)(1)Al2O3+2OH-2AlO‎2‎‎-‎+H2O ‎(2)减小 ‎(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 ‎(4)4CO‎3‎‎2-‎+2H2O-4e-4HCO‎3‎‎-‎+O2↑　H2‎ ‎(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 考点三　金属的腐蚀与防护 ‎7.(2018北京理综,12,6分)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是(　　)‎ A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼 答案　D ‎8.(2017课标Ⅰ,11,6分)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)‎ A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 答案　C C组　教师专用题组 考点一　原电池原理及其应用 ‎1.(2014浙江理综,11,6分)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是:Ni(OH)2+M NiOOH+MH 已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH- 6Ni(OH)2+NO‎2‎‎-‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-‎ B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移 C.充电过程中阴极的电极反应式:H2O+M+e- MH+OH-,H2O中的H被M还原 D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 答案　A ‎2.(2014福建理综,11,6分)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2 2AgCl。下列说法正确的是(　　)‎ A.正极反应为AgCl+e- Ag+Cl-‎ B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变 D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol 离子 答案　D 考点二　电解原理及其应用 ‎3.(2017课标Ⅱ,11,6分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)‎ A.待加工铝质工件为阳极 B.可选用不锈钢网作为阴极 C.阴极的电极反应式为:Al3++3e-Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案　C ‎4.(2017海南单科,10,4分)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是(　　)‎ A.Pd电极b为阴极 B.阴极的反应式为:N2+6H++6e- 2NH3‎ C.H+由阳极向阴极迁移 D.陶瓷可以隔离N2和H2‎ 答案　A ‎5.(2016北京理综,12,6分)用石墨电极完成下列电解实验。‎ 实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生……‎ 下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)‎ A.a、d处:2H2O+2e- H2↑+2OH-‎ B.b处:2Cl--2e- Cl2↑‎ C.c处发生了反应:Fe-2e- Fe2+‎ D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜 答案　B ‎6.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~ 10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是(　　)‎ A.用石墨作阳极,铁作阴极 B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH--2e- ClO-+H2O C.阴极的电极反应式:2H2O+2e- H2↑+2OH-‎ D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+ N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O 答案　D 考点三　金属的腐蚀与防护 ‎7.(2015重庆理综,11,14分)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。‎ ‎(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第　　　　周期。 　　 ‎ ‎(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为　　　　。 ‎ ‎(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是　　　　。 ‎ A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率 C.降低了反应的焓变 D.增大了反应的平衡常数 ‎(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎①腐蚀过程中,负极是　　　　(填图中字母“a”或“b”或“c”); ‎ ‎②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为　　　L(标准状况)。 ‎ 答案　(14分)(1)四 ‎(2)10∶1‎ ‎(3)A、B ‎(4)Ag2O+2CuCl 2AgCl+Cu2O ‎(5)①c　②2Cu2++3OH-+Cl- Cu2(OH)3Cl↓　③0.448‎ ‎【三年模拟】‎ 一、选择题(每小题2分,共26分)‎ ‎1.(2019届浙江杭州高级中学月考,6)下列表述不正确的是(　　)‎ A B C D 盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液 a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 粗铜极的电极反应式为Cu2++2e- Cu 正极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-‎ 答案　C ‎2.(2019届浙江衢州二中高二单元检测,5)在城市中,地下常埋有纵横交错的管道和输电线路,有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨。当有电流泄漏入潮湿的土壤中,并与金属管道或铁轨形成回路时,就会引起金属管道、铁轨的腐蚀,原理简化如图所示,则下列有关说法不正确的是(　　)‎ A.原理图可理解为两个串联的电解装置 B.溶液中铁丝被腐蚀时,左侧有无色气体产生,附近产生少量白色沉淀,随后变为灰绿色,最终变为红褐色 C.地下管道被腐蚀,不易发现,也不便维修,故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)‎ D.溶液中铁丝左侧的电极反应式为Fe-2e- Fe2+‎ 答案　D ‎3.(2018浙江镇海中学高三复习训练,2)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是(　　)‎ A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极 B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e- 6OH-+3H2↑‎ C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+‎ D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e- H2↑‎ 答案　B ‎4.(2019届浙江宁波效实中学高三单元检测,3)用如图所示装置研究电化学原理,下列分析中错误的是(　　)‎ 选项 连接 电极材料 分析 a b A K1、K2‎ 石墨 铁 模拟铁的吸氧腐蚀 B K1、K2‎ 锌 铁 模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法 C K1、K3‎ 石墨 铁 模拟电解饱和食盐水 D K1、K3‎ 铁 石墨 模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法 ‎　‎ 答案　D ‎5.(2019届浙江绍兴选考科目适应性考试,17)下图为一种特殊的热激活电池示意图,当无水LiCl-KCl混合物受热熔融后即可工作。 该电池总反应为PbSO4(s)+2LiCl+Ca(s) CaCl2(s)+Li2SO4+Pb(s)。下列说法不正确的是(　　)‎ A.PbSO4电极发生还原反应 B.负极的电极反应:Ca+2Cl--2e- CaCl2‎ C.放电时Li+、K+向正极移动 D.用LiCl和KCl水溶液代替无水LiCl-KCl,可将该电池改为常温使用的电池 答案　D ‎6.(2019届浙江温州六校协作体高三联考,17)甲醇燃料电池由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注,其工作示意图如下,其总反应为2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O。下列说法不正确的是(　　)‎ A.电极A是负极,物质a为甲醇 B.电池工作时,电解液中的H+通过质子交换膜向电极B迁移 C.放电后电解质溶液的pH增大 D.b物质在电极上发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-‎ 答案　D ‎7.(2019届浙江嘉兴高三选考模拟,17)氢氧燃料电池是一种化学电源,如图所示,以石墨为电极,两极分别通入氢气和氧气,KOH溶液为电解质溶液,下列说法不正确的是(　　)‎ A.a电极是该电池的正极 B.电池工作时,电子从a电极流出经导线流向b电极 C.工作一段时间后,电解质溶液pH减小 D.b极的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-‎ 答案　A ‎8.(2019届浙江温州普通高中选考适应性测试,17)铁-镍电池是一种常见化学电源,其放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2,其工作示意图如下。下列说法不正确的是　(　　)‎ A.Fe电极发生氧化反应 B.K+移向Ni2O3电极 C.正极周围溶液pH减小 D.负极的电极反应:Fe+2OH--2e- Fe(OH)2‎ 答案　C ‎9.(2018浙江名校协作体高三2月期始联考,17)Na-CO2电池的工作原理如图所示,吸收的CO2转化为Na2CO3固体和碳,沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面,下列说法不正确的是　(　　)‎ A.多壁碳纳米管(MWCNT)作电池的正极 B.可以用乙醇代替四甘醇二甲醚作有机溶剂 C.负极反应:Na-e- Na+‎ D.电池总反应:4Na+3CO2 2Na2CO3+C 答案　B ‎10.(2018浙江镇海中学高三复习训练,10)电解NO制备NH4NO3的工作原理如图所示,X、Y均为Pt电极,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。下列说法正确的是(　　)‎ A.物质A为NH3‎ B.X电极为电解池的阳极 C.Y电极上发生了还原反应 D.Y电极反应式为NO-3e-+4OH- NO‎3‎‎-‎+2H2O 答案　A ‎11.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨),下列说法不正确的是(　　)‎ A.图中a极要连接电源的负极 B.C口流出的物质是硫酸 C.SO‎3‎‎2-‎放电的电极反应式为SO‎3‎‎2-‎-2e-+H2OSO‎4‎‎2-‎+2H+‎ D.B口附近的碱性减弱 答案　D ‎12.(2017浙江温州十五校联合体高二期末联考,17)SO2是大气污染物,可造成酸雨,用如图所示装置既可以吸收工厂排放的废气中的SO2,又可以生成一定量的硫酸,下列说法正确的是(　　)‎ A.a为正极,b为负极 B.生产过程中氢离子由右侧移向左侧 C.从左下口流出的硫酸的质量分数一定大于50%‎ D.负极反应式为SO2+2H2O-2e- SO‎4‎‎2-‎+4H+‎ 答案　D ‎13.(2019届浙江诸暨中学高三阶段考试,17)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求,即为理想化。①~⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是(　　)‎ A.当K闭合时,装置a发生吸氧腐蚀,在电路中作电源 B.当K断开时,装置b锌片溶解,有氢气产生 C.当K闭合后,整个电路中电子的流动方向为①→⑧,⑦→⑥,⑤→④,③→②‎ D.当K闭合后,装置a、b中溶液的pH均变大 答案　A 二、非选择题(共14分)‎ ‎14.(2018浙江五校高二联考)(5分)人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。‎ ‎(1)工业上常用高浓度的K2CO3 溶液吸收CO2,得到溶液X,再利用电解法使K2CO3 溶液再生,其装置示意图如图1,在阳极区发生的反应包括　　　　　　　　　　　　和H++HCO‎3‎‎-‎ H2O+CO2↑。  ‎ 图1‎ ‎(2)已知某种甲醇燃料电池中,电解质溶液呈酸性,示意图如图2,工作结束后,B电极室溶液的pH与工作前相比将　　　　(填 “增大” “减小”或“不变”,溶液体积变化忽略不计)。A电极附近甲醇发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。  ‎ 图2‎ 答案　(1)4OH--4e- 2H2O+O2↑‎ ‎(2)不变　CH3OH+H2O-6e- 6H++CO2↑‎ ‎15.(2019届浙江宁波镇海中学高三单元检测,24)(9分)能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。‎ Ⅰ.熔融盐燃料电池具有高发电效率,因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质,向负极充入燃料气CH4,用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气,以石墨为电极材料,制得燃料电池。工作过程中,CO‎3‎‎2-‎移向　　　极(填“正”或“负”),已知CH4发生反应的电极反应式为CH4+4CO‎3‎‎2-‎-8e- 5CO2+2H2O,则另一极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ Ⅱ.利用上述燃料电池,按图1所示装置进行电解,A、B、C、D均为铂电极,回答下列问题。‎ ‎(1)甲槽电解的是200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积,电解前后溶液的体积变化忽略不计)。‎ ‎①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为　　mol·L-1,CuSO4的物质的量浓度为　　　mol·L-1。 ‎ ‎②t2时所得溶液的pH=　　　。 ‎ ‎(2)乙槽为200 mL CuSO4溶液,乙槽内电解的总离子方程式为　。 ‎ ‎①当C极析出0.64 g物质时,乙槽溶液中生成的H2SO4的物质的量为　　　mol。电解后,若使乙槽内的溶液完全复原,可向乙槽中加入　　　(填字母)。 ‎ A.Cu(OH)2 B.CuO C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3‎ ‎②若通电一段时间后,向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol 的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度,则电解过程中转移的电子数为　　　　　　。 ‎ 答案　Ⅰ.负　O2+2CO2+4e- 2CO‎3‎‎2-‎ Ⅱ.(1)①0.1　0.1　②1　(2)2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+　①0.01　BC　②0.8NA