2015年湖北高考化學(xué)專題訓(xùn)練：電

湖北2015年高考化學(xué)專題訓(xùn)練：電

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考化學(xué)專題訓(xùn)練，希望對大家有幫助！

　　1.下列敘述中正確的是(　　)

　　A.圖
①中正極附近溶液pH降低

　　B.圖
①中電子由Zn流向Cu，鹽橋中的Cl-移向CuSO4溶液

　　C.圖
②正極反應(yīng)是O2+2H2O+4e-4OH-

　　D.圖
②中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成

　　答案　D

　　解析　A項，正極電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu，c(Cu2+)減小，Cu2++2H2O　　Cu(OH)2+2H+平衡向左移動，酸性減弱，pH應(yīng)升高;B項，鹽橋中的Cl-應(yīng)移向負(fù)極區(qū)域;C項，應(yīng)發(fā)生析氫腐蝕;D項，K3[Fe(CN)6]和Fe2+反應(yīng)生成Fe3[Fe(CN)6]2藍(lán)色沉淀。

　　2.硼化釩(VB2)—空氣電池是目前儲電能力最高的電池，電池示意圖如右，該電池工作時反應(yīng)為4VB2+11O24B2O3+2V2O5。下列說法正確的是(　　)

　　A.電極a為電池負(fù)極

　　B.圖中選擇性透過膜只能讓陽離子選擇性透過

　　C.電子由VB2極經(jīng)KOH溶液流向a電極

　　D.VB2極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB2+22OH--22e-V2O5+2B2O3+11H2O

　　答案　D

　　解析　電極反應(yīng)式為正極：11O2+44e-+22H2O44OH-，

　　負(fù)極：4VB2+44OH--44e-2V2O5+4B2O3+22H2O;B項，因為負(fù)極上消耗OH-，所以選擇性透過膜應(yīng)只讓陰離子選擇性透過;C項，電子不會進(jìn)入電解質(zhì)溶液。

　　3.一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列說法不正確的是(　　)

　　A.在熔融電解質(zhì)中，O2-向正極定向移動

　　B.電池的總反應(yīng)是：2C4H10+13O28CO2+10H2O

　　C.通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為O2+4e-2O2-

　　D.通入丁烷的一極是負(fù)極，電極反應(yīng)為C4H10-26e-+13O2-4CO2+5H2O

　　答案　A

　　解析　電極反應(yīng)式為

　　正極：O2+4e-2O2-

　　負(fù)極：C4H10-26e-+13O2-4CO2+5H2O

　　A項，O2-在正極上生成，應(yīng)移向負(fù)極。

　　4.(2014·上海，12)如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中，下列分析正確的是(　　)

　　A.K1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-―→H2↑

　　B.K1閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高

　　C.K2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法

　　D.K2閉合，電路中通過0.002NA個電子時，兩極共產(chǎn)生0.001 mol氣體

　　答案　B

　　解析　本題考查電化學(xué)原理。K1閉合，該裝置為原電池，根據(jù)原電池原理鐵棒為負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為Fe-2e-―→Fe2+，石墨棒為正極，發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O―→4OH-，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高，所以A錯誤、B正確;K2閉合則為電解池裝置，根據(jù)電解原理，鐵棒為陰極，不會被腐蝕，屬于外加電流的陰極保護(hù)法，C錯;此電解池是電解飽和NaCl溶液，兩極產(chǎn)生氫氣和氯氣共為0.002 mol，D錯。

　　5.近年來，金屬—空氣電池的研究和應(yīng)用取得很大進(jìn)步，這種新型燃料電池具有比能量高、污染小、應(yīng)用場合多等多方面優(yōu)點。鋁—空氣電池工作原理如圖所示。關(guān)于金屬—空氣電池的說法不正確的是(　　)

　　A.鋁—空氣電池(如上圖)中，鋁作負(fù)極，電子通過外電路到正極

　　B.為幫助電子與空氣中的氧氣反應(yīng)，可使用活性炭作正極材料

　　C.堿性溶液中，負(fù)極反應(yīng)為Al(s)+3OH-(aq)Al(OH)3(s)+3e-，每消耗2.7 g Al(s)，需耗氧6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

　　D.金屬—空氣電池的可持續(xù)應(yīng)用要求是一方面在工作狀態(tài)下要有足夠的氧氣供應(yīng)，另一方面在非工作狀態(tài)下能夠密封防止金屬自腐蝕

　　答案　C

　　解析　C項，電極反應(yīng)式為

　　負(fù)極：4Al(s)-12e-+16OH-(aq)4AlO(aq)+8H2O

　　正極：3O2+12e-+6H2O12OH-(aq)

　　所以每消耗2.7 g Al，需耗氧(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的體積為××3×22.4=1.68 L。

　　6.美國福特(Ford)公司于1967年首先發(fā)明公布的鈉硫電池由于具有高能的誘人特點，受到很多國家極大的重視和發(fā)展。右圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，M由Na2O和Al2O3制得，該電池的工作溫度為320 ℃左右，電池反應(yīng)為2Na+xSNa2Sx，下列敘述正確的是(　　)

　　A.M只是用來隔離Na和S

　　B.正極的電極反應(yīng)式為xS+2e-S

　　C.與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的4倍

　　D.Na+在電池工作過程中向負(fù)極移動

　　答案　B

　　解析　電極反應(yīng)式為

　　負(fù)極：2Na-2e-2Na+

　　正極：xS+2e-S

　　C項，=4.5倍;

　　D項，Na+應(yīng)向正極移動;

　　A項，M除了用來隔離Na和S，還用來傳導(dǎo)離子。

　　7.液流電池是一種新型可充電的高性能蓄電池，其工作原理如下圖。兩邊電解液存儲罐盛放的電解液分別是含有V3+、V2+的混合液和VO、VO2+酸性混合液，且兩極電解液分開，各自循環(huán)。

　　下列說法不正確的是(　　)

　　A.充電時陰極的電極反應(yīng)是V3++e-V2+

　　B.放電時，VO作氧化劑，在正極被還原，V2+作還原劑，在負(fù)極被氧化

　　C.若離子交換膜為質(zhì)子交換膜，充電時當(dāng)有1 mol e-發(fā)生轉(zhuǎn)移時，左槽電解液的H+的物質(zhì)的量增加了1 mol

　　D.若離子交換膜為陰離子交換膜，放電時陰離子由左罐移向右罐

　　答案　C

　　解析　放電時的電極反應(yīng)式為

　　負(fù)極：V2+-e-V3+

　　正極：VO+e-+2H+VO2++H2O

　　充電時的電極反應(yīng)式為

　　陰極：V3++e-V2+

　　陽極：VO2++H2O-e-VO+2H+

　　A、B正確;D項，右罐正電荷增多，所以陰離子由左罐移向右罐;C項，根據(jù)電解池電極反應(yīng)式，充電時當(dāng)有1 mol e-發(fā)生轉(zhuǎn)移時，左槽電解液的H+增加2 mol，錯誤。

　　8.我國鎳氫電池居世界先進(jìn)水平，我軍潛艇將裝備國產(chǎn)大功率鎳氫動力電池。常見鎳氫電池的某極是儲氫合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合價均可視為零價)，電池放電時發(fā)生的反應(yīng)通常表示為LaNi5H6+6NiO(OH)LaNi5+6Ni(OH)2。下列說法正確的是(　　)

　　A.放電時儲氫合金作正極

　　B.放電時負(fù)極反應(yīng)為LaNi5H6-6e-LaNi5+6H+

　　C.充電時陽極周圍c(OH-)減小

　　D.充電時儲氫合金作負(fù)極

　　答案　C

　　解析　放電時的電極反應(yīng)式為

　　負(fù)極：LaNi5H6-6e-+6OH-LaNi5+6H2O

　　正極：6NiO(OH)+6e-+6H2O6Ni(OH)2+6OH-

　　充電時的電極反應(yīng)式為

　　陰極：LaNi5+6H2O+6e-LaNi5H6+6OH-

　　陽極：6Ni(OH)2+6OH--6e-6NiO(OH)+6H2O

　　C項，在陽極周圍消耗OH-，其濃度減小。

　　9.電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，某研究小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計裝置如圖所示，下列說法正確的是(　　)

　　A.裝置A中碳棒為陰極

　　B.裝置B中通入空氣的電極反應(yīng)是O2+2H2O+4e-4OH-

　　C.污水中加入適量的硫酸鈉，既可增強溶液的導(dǎo)電性，又可增強凝聚凈化的效果

　　D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若A裝置中產(chǎn)生44.8 L氣體，則理論上B裝置中要消耗CH4 11.2 L

　　答案　C

　　解析　燃料電池電極反應(yīng)式為

　　負(fù)極：CH4-8e-+4CO5CO2+2H2O

　　正極：2O2+8e-+4CO2===4CO

　　電解池電極反應(yīng)式為

　　陽極：Fe-2e-Fe2+，4OH--4e-2H2O+O2↑

　　陰極：2H++2e-H2↑

　　Fe2++2OH-Fe(OH)2↓

　　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

　　Fe(OH)3具有吸附性，從而達(dá)到凈水目的;

　　C項，Na2SO4易溶于水且呈中性;

　　D項，A裝置除產(chǎn)生H2外，還會產(chǎn)生O2，所以消耗的CH4不是11.2 L。

　　10.圖Ⅰ的目的是精練銅，圖Ⅱ的目的是保護(hù)鋼閘門。下列說法不正確的是(　　)

　　A.圖Ⅰ中a為純銅

　　B.圖Ⅰ中SO向b極移動

　　C.圖Ⅱ中如果a、b間連接電源，則a連接負(fù)極

　　D.圖Ⅱ中如果a、b間用導(dǎo)線連接，則X可以是銅

　　答案　D

　　解析　電鍍時，粗銅作陽極，純銅作陰極;保護(hù)鋼閘門，鋼閘門作陰極或作正極而被保護(hù)起來;D項，a、b間若用導(dǎo)線連接，X的活潑性應(yīng)大于鐵的活潑性，X可以是Zn。

　　11.(1)含乙酸鈉和對氯酚()的廢水可以利用微生物電池除去，其原理如下圖所示：

　　
①B是電池的______極(填“正”或“負(fù)”);

　　
②A極的電極反應(yīng)式為______________。

　　(2)電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液，同時得到乳酸的原理如下圖所示(圖中“HA”表示乳酸分子，A-表示乳酸根離子)。

　　
①陽極的電極反應(yīng)式為__________________;

　　
②簡述濃縮室中得到濃乳酸的原理：________________________________________

　　________________________________________________________________________;

　　
③電解過程中，采取一定的措施可控制陽極室的pH約為6～8，此時進(jìn)入濃縮室的OH-可忽略不計.400 mL 10 g·L-1乳酸溶液通電一段時間后，濃度上升為145 g·L-1(溶液體積變化忽略不計)，陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為______ L。(乳酸的摩爾質(zhì)量為90 g·mol-1)

　　答案　(1)
①負(fù)

　　(2)
①4OH--4e-2H2O+O2↑

　　
②陽極OH-放電，c(H+)增大，H+從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室;陰極區(qū)H+放電，c(H+)減小，A-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H++A-HA，乳酸濃度增大

　　
③6.72

　　解析　(1)電極反應(yīng)式為

　　負(fù)極：CH3COO--8e-+4H2O2HCO+9H+

　　(2)陰極：4H++4e-2H2↑

　　陽極：4OH--4e-2H2O+O2↑

　　陰極區(qū)H+減少，A-移向濃縮室，陽極區(qū)H+濃度增大，移向濃縮室，得到濃乳酸溶液，增加的乳酸的物質(zhì)的量為=0.6 mol

　　所以產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量：×22.4 L·mol-1=6.72 L。

　　12.(2014·北京理綜，28)用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的廢液，通過控制電壓電解得以再生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓(x)下電解pH=1的0.1 mol·L-1FeCl2溶液，研究廢液再生機理。記錄如下(a、b、c代表電壓數(shù)值)：

　　序號 電壓/V 陽極現(xiàn)象 檢驗陽極產(chǎn)物 Ⅰ x≥a 電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生 有Fe3+、有Cl2 Ⅱ a>x≥b 電極附近出現(xiàn)黃色，無氣泡產(chǎn)生 有Fe3+、無Cl2 Ⅲ b>x>0 無明顯變化 無Fe3+、無Cl2 (1)用KSCN溶液檢驗出Fe3+的現(xiàn)象是_______________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(2)Ⅰ中，F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因可能是Cl-在陽極放電，生成的Cl2將Fe2+氧化。寫出有關(guān)反應(yīng)：________________________________________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(3)由Ⅱ推測，F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因還可能是Fe2+在陽極放電，原因是Fe2+具有________性。

　　(4)Ⅱ中雖未檢驗出Cl2，但Cl-在陽極是否放電仍需進(jìn)一步驗證。電解pH=1的NaCl溶液做對照實驗，記錄如下：

　　序號 電壓/V 陽極現(xiàn)象 檢驗陽極產(chǎn)物 Ⅳ a>x≥c 無明顯變化 有Cl2 Ⅴ c>x≥b 無明顯變化 無Cl2
①NaCl溶液的濃度是________ mol·L-1。

　　
②Ⅳ中檢測Cl2的實驗方法： _______________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　
③與Ⅱ?qū)Ρ?，得出的結(jié)論(寫出兩點)： _______________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　答案　(1)溶液變血紅色

　　(2)2Cl--2e-Cl2↑，Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-

　　(3)還原

　　(4)
①0.2　
②取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉­KI試紙上，試紙變藍(lán)　
③通過控制電壓，證實了產(chǎn)生Fe3+的兩種原因都成立;通過控制電壓，驗證了Fe2+先于Cl-放電

　　解析　(1)SCN-與Fe3+發(fā)生反應(yīng)生成Fe(SCN)3而使溶液變成血紅色，常根據(jù)這一顏色變化檢驗溶液中的Fe3+。

　　(2)實驗Ⅰ中陽極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生，則該氣體應(yīng)為Cl2，Cl2將Fe2+氧化成Fe3+，有關(guān)反應(yīng)為2Cl--2e-Cl2↑，Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+。

　　(3)電解過程中，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于Fe2+具有還原性，若其濃度較大，可能在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe3+。

　　(4)
①pH=1的0.1 mol·L-1的FeCl2溶液中，c(Cl-)=0.2 mol·L-1，若保證電解時溶液中c(Cl-)相同，則pH=1的NaCl溶液中c(NaCl)應(yīng)為0.2 mol·L-1。

　　
②Cl2具有強氧化性，可取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉­KI試紙上，試紙變藍(lán)。

　　
③對比實驗Ⅱ和Ⅳ、Ⅴ可知，電極附近出現(xiàn)黃色可能是由于生成Fe3+、Cl2所致，通過控制電壓，證明產(chǎn)生Fe3+的兩種原因都成立，同時也驗證了Fe2+先于Cl-放電。

　　13.(2014·海淀一模)海洋資源的開發(fā)與利用具有廣闊的前景。海水的pH一般在7.5～8.6之間。某地海水中主要離子的含量如下表：

　　成分 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- SO HCO 含量/mg·L-1 9 360 83 200 1 100 16 000 1 200 118 (1)電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如下圖所示。其中陰(陽)離子交換膜只允許陰(陽)離子通過。

　　
①陰極的電極反應(yīng)式為__________________;

　　
②電解一段時間，陰極區(qū)會產(chǎn)生水垢，其成分為CaCO3和Mg(OH)2，寫出生成CaCO3的離子方程式______________________________________;

　　
③淡水的出口為a、b、c中的________出口。

　　(2)海水中鋰元素儲量非常豐富，從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學(xué)電源的重要原料，如LiFePO4電池某電極的工作原理如下圖所示：

　　該電池電解質(zhì)為傳導(dǎo)Li+的固體材料。放電時該電極是電池的________(填“正”或“負(fù)”)極，電極反應(yīng)式為______________________。

　　答案　(1)
①2H2O+2e-H2↑+2OH-

　　
②Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O

　　
③b

　　(2)正　FePO4+e-+Li+===LiFePO4

　　解析　(1)
①電解海水，陰極是H+得電子，而不是活潑金屬陽離子，2H2O+2e-H2↑+2OH-。

　　
②主要考查電解知識，在陰極上陽離子放電，陽離子中H+的還原性最強，先放電，因此有2H2O+2e-H2↑+2OH-，由此可知陰極區(qū)的堿性增強，生成CaCO3沉淀的離子方程式是OH-+HCOCO，CO+Ca2+CaCO3↓。本題要從兩個方面考慮離子的遷移，電解時溶液中陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，而最左側(cè)的陽離子交換膜阻礙了Cl-的遷移，最右側(cè)的陰離子交換膜阻礙了Na+的遷移，因此a、c出口出來的仍為鹽水，同理分析只有b出口出來的為淡水。

　　(2)放電時的電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Li-e-Li+，正極：FePO4+Li++e-LiFePO4。