2011年高考化學(xué)試題分類匯編解析──電化學(xué)基礎(chǔ)

昵稱40792948 2018-01-27

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1．（2011浙江高考10）將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是（）。

A．液滴中的Cl^－由a區(qū)向b區(qū)遷移

B．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O₂ + 2H₂O + 4e^－₌₌₌4OH^－

C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe²^＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH^－形成Fe(OH)₂，進一步氧化、脫水形成鐵銹

D．若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu－2e^－===Cu²^＋

解析：液滴邊緣O₂多，在碳粒上發(fā)生正極反應(yīng)O₂ + 2H₂O + 4e^－₌₌₌4OH^－。液滴下的Fe發(fā)生負極反應(yīng)，

Fe－2e^－===Fe²^＋，為腐蝕區(qū)（a）。A選項錯誤，Cl^－由b區(qū)向a區(qū)遷移；B選項正確；C選項錯誤，液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕；D選項錯誤，Cu更穩(wěn)定，作正極，反應(yīng)為O₂ + 2H₂O + 4e^－₌₌₌4OH^－。

答案：B

2.（2011安徽高考）研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：

5MnO₂ + 2Ag + 2NaCl === Na₂Mn₅O₁₀ + 2AgCl，下列“水” 電池在海水中放電時的有關(guān)說法正確的是（）。

A. 正極反應(yīng)式：Ag + Cl^－－e^－=AgCl B. 每生成1 mol Na₂Mn₅O₁₀轉(zhuǎn)移2 mol電子

C. Na^＋不斷向“水”電池的負極移動 D. AgCl是還原產(chǎn)物

解析：由電池總反應(yīng)可知銀失去電子被氧化得氧化產(chǎn)物，即銀做負極，產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物，A、D都不正確；在原電池中陽離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以陽離子向電池的正極移動，C錯誤；化合物Na₂Mn₅O₁₀中Mn元素的化合價是+18/5價，所以每生成1 mol Na₂Mn₅O₁₀轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(4－18/5)×5＝ 2mol，因此選項B正確。

答案：B

3.（2011北京高考）結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是（）。

A. Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護

B. Ⅰ和Ⅱ中負極反應(yīng)均是Fe－2e^－₌₌₌ Fe²^＋

C. Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O₂ + 2H₂O + 4e^－₌₌₌ 4OH^－

D. Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K₃Fe(CN)₆溶液，均有藍色沉淀

解析：鋅比鐵活潑，裝置Ⅰ中鋅作負極，方程式為Zn－2e^－=Zn²^＋。鐵作正極，但溶液顯中性，所以發(fā)生鋅的吸氧腐蝕，正極反應(yīng)是O₂＋2H₂O＋4e^－₌₌₌ 4OH^－；鐵比銅活潑，裝置Ⅱ中鐵作負極，負極反應(yīng)為Fe－2e^－₌₌₌ Fe²^＋。銅作正極，但溶液顯酸性，所以正極是溶液中的氫離子得電子，方程式為2H⁺+ 2e^－₌₌₌ H₂↑。因為裝置Ⅰ中沒有Fe²^＋生成，所以裝置Ⅰ中加入少量K₃Fe(CN)₆溶液時，沒有藍色沉淀產(chǎn)生。綜上所敘，只有選項A是正確的。

答案：A

4.（2011福建高考11）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是（）。

A. 水既是氧化劑又是溶劑 B. 放電時正極上有氫氣生成

C. 放電時OH^－向正極移動 D. 總反應(yīng)為：2Li + 2H₂O === 2LiOH + H₂↑

解析：考生可能迅速選出C項是錯誤，因為原電池放電時OH^－是向負極移動的。這個考點在備考時訓(xùn)練多次。這種電池名稱叫鋰水電池?？赏茰y其總反應(yīng)為：2Li + 2H₂O=== 2LiOH＋H₂↑。再寫出其電極反應(yīng)如下：（—）2Li—2e^—＝2Li⁺；（+）2H₂O + 2e^—＝2OH^—+ H₂↑，結(jié)合選項分析A、B、D都是正確的。此題情景是取材于新的化學(xué)電源，知識落腳點是原電池原理。

答案：C

5.（2011廣東高考）某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計如圖裝置。下列敘述不正確的是（）。

A. a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出

B. a和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu²^＋+ 2e^－₌₌₌ Cu

C. 無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色

D. a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu²^＋向銅電極移動

解析：本題考察原電池、電解池的原理、判斷及其應(yīng)用。若a和b不連接，則不能構(gòu)成原電池，單質(zhì)鐵直接與Cu²^＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)而置換出銅，方程式為：Fe + Cu²^＋₌₌₌ Fe²^＋+ Cu，A正確；若a和b用導(dǎo)線連接，則構(gòu)成原電池，此時鐵作負極，銅作正極，方程式分別為：Fe－2e^－₌₌₌ Fe²^＋、Cu²^＋+ 2e^－₌₌₌ Cu，B正確；有A、B分析可知，選項C是正確的；若a和b分別連接直流電源正、負極，則構(gòu)成電解池，此時銅作陽極失去電子被氧化，鐵作陰極，在電解池中陽離子向陰極運動，因此選項D是錯誤的。

答案：D

6.（2011山東高考）以KCl和ZnCl₂混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是

A. 未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程

B. 因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系

C. 電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率

D. 鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護作用

解析：電鍍時，通常把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。因此在鐵制品上鍍鋅時，鐵作陰極，鋅作陽極，由于鋅比鐵活潑，因此未通電前可以構(gòu)成原電池，但此時鋅作負極失去電子，鐵作正極，而電鍍時鋅仍然失電子，故選項A不正確；在氧化還原反應(yīng)中必需滿足得失電子守恒，因此電鍍時通過的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系而與能量變化無關(guān)，B不正確；由于電鍍時保持電流恒定，因此導(dǎo)線中通過的電子速率是不變的，故升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率，C正確；鍍鋅層破損后，由于鋅比鐵活潑，所以即使發(fā)生電化學(xué)腐蝕也是鋅失去電子而保護了鐵，即選項D也不正確。

答案：C

7.（2011新課標(biāo)全國）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：

Fe + Ni₂O₃+ 3H₂O ₌₌₌ Fe(OH)₂+ 2Ni(OH)₂，下列有關(guān)該電池的說法不正確的是

A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni₂O₃、負極為Fe

B. 電池放電時，負極反應(yīng)為Fe + 2OH^－－2e^－=== Fe(OH)₂

C. 電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低

D. 電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)₂+2OH^－－2e^－=== Ni₂O₃+3H₂O

解析：由放電時的反應(yīng)可以得出鐵做還原劑失去電子，Ni₂O₃做氧化劑得到電子，因此選項AB均正確；充電可以看作是放電的逆過程，即陰極為原來的負極，所以電池放電時，負極反應(yīng)為：Fe + 2OH^－－2e^－=== Fe(OH)₂，所以電池充電過程時陰極反應(yīng)為

Fe(OH)₂+ 2e^－=== Fe + 2OH^－，因此電池充電過程中，陰極附近溶液的pH會升高，C不正確；同理分析選項D正確。

答案：C

8.(2011海南高考)一種充電電池放電時的電極反應(yīng)為：H₂+ 2OH^－－2e^－=== 2H₂O；

NiO(OH) + H₂O + e^－=== Ni(OH)₂+ OH^－，當(dāng)為電池充電時，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是（）。

A. H₂O的還原 B. NiO(OH)的還原 C. H₂的氧化 D. NiO(OH)₂的氧化

解析：由題中給出的電極反應(yīng)可判斷出做原電池時，H₂是還原劑被氧化、NiO(OH)是氧化劑被還原，則充電時H₂是還原產(chǎn)物、NiO(OH)是氧化產(chǎn)物，與正極相連的是陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以“NiO(OH)₂的氧化”正確。

答案：D

點撥：關(guān)于充電電池的氧化還原問題是?？键c，這類題有規(guī)律。原電池時，先要分析氧化劑與還原劑，氧化劑被還原、還原劑被氧化；充電時（電解池），原電池負極反應(yīng)反著寫為還原過程，發(fā)生在陰極，原電池中的正極反應(yīng)反著寫為氧化過程，發(fā)生在陽極。

9.（2011海南）根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是（）。

A. 燒杯a中的溶液pH升高 B. 燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)

C. 燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為

2H⁺+2e^－=== H₂D. 燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl^－－2e^－=== Cl₂

解析：題中給出的物質(zhì)表明，該電池的總反應(yīng)是2Zn + O₂ + 2H₂O_⁼⁼⁼ 2Zn(OH)₂，a燒杯中電極反應(yīng)為

O₂ + 2H₂O + 4e^－=== 4OH^－， b中Zn－2e^－=== Zn²⁺，所以正確項為A、B。

答案：A、B

點撥：原電池的題是歷屆?？键c。主要是先要找到電池的總反應(yīng)，反應(yīng)中各電極反應(yīng)、電極周圍酸堿性變化、離子濃度變化及計算才能有據(jù)可依。

10．(2011全國II卷)用石墨做電極電解CuSO₄溶液。通電一段時間后，欲使用電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的（　　?。?。

A．CuSO₄B．H₂O C．CuO D．CuSO₄·5H₂O

解析：用石墨做電極電解CuSO₄溶液的電解方程式是（　　　　）。

2CuSO₄+ 2H₂O2H₂SO₄+ 2Cu + O₂↑，根據(jù)缺什么補什么的原則，選項C正確。

答案：C

11．（2011上海）用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是

A．用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片

B．用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片

C．用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物 D．用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物

解析：用電解法提取氯化銅廢液中的銅時，銅必需作陰極，陽極是銅或惰性電極，陰極的反應(yīng)式為：

Cu²⁺+ 2e^－=== Cu。

答案：B

12.( 2011江蘇高考) Ag₂O₂是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在KOH加入適量AgNO₃ 溶液,生成Ag₂O沉淀，保持反應(yīng)溫度為80℃，邊攪拌邊將一定量K₂S₂O₈溶液緩慢加到上述混合物中，反應(yīng)完全后，過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應(yīng)方程式為2AgNO₃+ 4KOH＋K₂S₂O₈Ag₂O₂↓+ 2KNO₃+ K₂SO₄+ 2H₂O

回答下列問題：

（1）上述制備過程中，檢驗洗滌是否完全的方法是。

（2）銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag₂O₂ 轉(zhuǎn)化為Ag，負極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn(OH)₄，寫出該電池反應(yīng)方程式：。

（3）準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品（設(shè)Ag₂O₂僅含和Ag₂O）2.558 g，在一定的條件下完全分解為Ag 和O₂ ，得到224.0 mLO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。計算樣品中Ag₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（計算結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位）。

解析：本題以銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag₂O₂制備、制備過程檢驗洗洗滌是否完全的實驗方法、電池反應(yīng)、以及成分分析與相關(guān)計算為背景，試圖引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)與社會生活，考查學(xué)生用化學(xué)的思維方式來解決一些現(xiàn)實生活中的一些具體問題的能力。

答案：（1）取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba(NO₃)₂溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌完全（或取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不顯紅色，表示已洗滌完全）

（2）Ag₂O₂+ 2Zn+ 4KOH + 2H₂O ₌₌₌ 2K₂Zn(OH)₄+ 2Ag（3）n(O₂)＝224 mL/22.4 L·mL^－¹·1000 mL· L^－¹＝1.000×10^－² mol

設(shè)樣品中Ag₂O₂的物質(zhì)的量為x, Ag₂O的物質(zhì)的量量為y

248 g·mol^－¹× x + 232 g·mol^－¹×y ＝2.588 g x+ 1/2 y ＝1.000×10^－² mol

x＝9.500×10^－³ mol y＝1.000×10^－³ mol

w(Ag₂O₂)＝＝＝ 0.91

點撥：高三復(fù)習(xí)重視化學(xué)與社會生活問題聯(lián)系，要拓展搞活學(xué)科知識?；瘜W(xué)計算要物質(zhì)的量為基本，適當(dāng)關(guān)注化學(xué)學(xué)科思想（如質(zhì)量守恒、電荷守恒、極端分析等）等在化學(xué)計算中的運用。

13.（2011北京高考）氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示：

（1）溶液A的溶質(zhì)是；

（2）電解飽和食鹽水的離子方程式是；

（3）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3，用化學(xué)平衡移動原理解釋鹽酸的作用；

（4）電解所用的鹽水需精制。去除有影響的Ca²^＋、Mg²^＋、NH₄^＋、SO₄²^－[c(SO₄²^－)＞c(Ca²^＋)]。

精致流程如下（淡鹽水和溶液A來電解池）：

①鹽泥a除泥沙外，還含有的物質(zhì)是。

②過程Ⅰ中將NH₄⁺轉(zhuǎn)化為N₂的離子方程式是

③BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小，過程Ⅱ中除去的離子有

④經(jīng)過程Ⅲ處理，要求鹽水中c 中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg /L,若鹽水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ，則處理10m³鹽水b ，至多添加10% Na₂SO₃溶液 kg（溶液體積變化忽略不計）。

解析：（1）電解時在電極的作用下，溶液中的陽離子向陰極作定向運動，陰離子向陽極作定向運動，所以電解飽和食鹽水時Na^＋和H^＋向陰極運動并放電，但H^＋比Na^＋易得電子，所以H^＋首先放電，方程式為2H^＋+ 2e^－₌₌₌ H₂↑。由于H^＋是水電離出的，所以隨著H^＋的不斷放電，就破壞了陰極周圍水的電離平衡，OH^－的濃度就逐漸增大，因此溶液A的溶質(zhì)是NaOH。由于Cl^－比OH^－易失電子，所以在陽極上Cl^－首先放電，方程式為2Cl^－－2e^－₌₌₌ Cl₂↑。因此電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl^－+ 2H₂O2OH^－+ H₂↑+ Cl₂↑。（2）見解析（1）（3）由于陽極上生成氯氣，而氯氣可溶于水，并發(fā)生下列反應(yīng)Cl₂＋H₂OHCl＋HClO，根據(jù)平衡移動原理可知增大鹽酸的濃度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動，減少氯氣在水中的溶解，有利于氯氣的溢出。（4）由于溶液中含有Mg²^＋，所以用溶液A（即NaOH）調(diào)節(jié)溶液的pH時，會產(chǎn)生Mg(OH)₂沉淀，即鹽泥a中還含有Mg(OH)₂；淡鹽水中含有氯氣，氯氣具有強氧化性，可將NH₄⁺氧化為N₂，而氯氣被還原成Cl^－，方程式為

2NH₄^＋+ 3Cl₂ + 8OH^－₌₌₌8H₂O + 6Cl^－+ N₂↑；沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動，一般說來，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。由于BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小，所以加入BaCO₃后，溶液中的SO₄²^－就結(jié)合Ba²⁺生成更難溶的BaSO₄沉淀，同時溶液中還存在Ca²⁺而CaCO₃也屬于難溶性物質(zhì)，因此還會生成CaCO₃沉淀；NaClO具有強氧化性，可將Na₂SO₃氧化成Na₂SO₄，方程式為Na₂SO₃+ NaClO＝Na₂SO₄+NaCl。10m³鹽水b中含NaClO的物質(zhì)的量為＝ 1 mol，由方程式可知消耗Na₂SO₃的質(zhì)量為1 mol×126 g/mol＝126 g。若設(shè)需要10% Na₂SO₃溶液的質(zhì)量為X，則有＝ 5mg/L，解得x＝1760g，即至多添加10% Na₂SO₃溶液1.76kg。