2020高中化学 第四章 电化学基础走近高考（含解析）新人教版选修4.

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第四章走近高考1．(2018·全国卷Ⅰ)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：①EDTA­Fe2＋－e－===EDTA­Fe3＋②2EDTA­Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA­Fe2＋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＋H2OB．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA­Fe3＋/EDTA­Fe2＋，溶液需为酸性答案C解析CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A正确；根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①×2＋②即得到H2S－2e－===2H＋＋S，然后与阴极电极反应式相加得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B正确；石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C错误；由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA­Fe3＋/EDTA­Fe2＋，溶液需为酸性，D正确。2．(2018·全国卷Ⅱ)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na­CO2二次电池。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＋2CO3＋C。下列说法错误的是()A．放电时，ClO－4向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－===2CO2－3＋C-2-D．充电时，正极反应为：Na＋＋e－===Na答案D解析放电时是原电池，ClO－4向负极移动，A正确；电池的总反应为3CO2＋2CO3＋C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为3CO2＋4e－===2CO2－3＋C，C正确；充电时是电解池，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO2－3＋C－4e－===3CO2，D错误。3．(2018·全国卷Ⅲ)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－x2O2答案D解析放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处反应，说明电池内，Li＋向多孔碳材料电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳材料电极为正极，A错误。因为多孔碳材料电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳材料电极(由负极流向正极)，B错误。充电和放电时电池中离子的移动方向相反，放电时，Li＋向多孔碳材料电极移动，充电时向锂电极移动，C错误。根据图示和上述分析，可知放电时，电池的正极反应是O2与Li＋得电子转化为Li2O2－x，电池的负极反应是单质Li失电子转化为Li＋，所以总反应为：2Li＋1－x2O2===Li2O2－x，充电时的反应与放电时的反应相反，所以充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋1－x2O2，D正确。4.(2017·全国卷Ⅰ)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-3-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解析外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，A正确；被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，通电后，在电压作用下，电子流向被保护的钢管桩，B正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极，C错误；保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整，D正确。5．(2017·全国卷Ⅱ)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H2SO4­H2C2O4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－===AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案C解析电解氧化法可以在铝制品表面形成致密的氧化膜，Al被氧化，所以待加工铝质工件应为阳极，A正确；阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阴极可选用不易被酸腐蚀的不锈钢网作电极，B正确，C错误；电解质溶液中的阴离子向阳极移动，D正确。6．(2017·全国卷Ⅲ)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－===3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC．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解析电池放电时，Li＋向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，a极发生的电极反应有S8＋2Li＋＋2e－===Li2S8、3Li2S8＋2Li＋＋2e－===4Li2S6、2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4、Li2S4＋2Li＋＋2e－===2Li2S2等，A正确；电池工作时，外电路中流过0.02mol电子时，参与反应的Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，B正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C正确；电池充电时电极a发生反应：2Li2S2－2e－===Li2S4＋2Li＋，充电时间越长，电池中Li2S2的量越少，D错误。7．(2016·全国卷Ⅰ)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SO2－4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。-4-下列叙述正确的是()A．通电后中间隔室的SO2－4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1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成答案B解析正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液的pH减小，中间隔室的SO2－4向正极区迁移，A错误；负极区发生的反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，中间隔室的Na＋向负极区迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4，B正确；由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高，C错误；正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电路中通过1mol电子时，生成0.25molO2，D错误。8．(2016·全国卷Ⅱ)Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－===AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑答案B解析该原电池中，Mg作负极，发生反应：Mg－2e－===Mg2＋，A正确；AgCl在正极反应，电极反应式：AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B错误；Cl－带有负电荷，电池放电时在电解质溶液中由正极向负极移动，C正确；Mg是活泼金属，负极发生副反应：Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D正确。9．(2016·全国卷Ⅲ)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)2－4。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)2－4D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)答案C解析充电时，该装置相当于电解池，电解质溶液中K＋应向阴极移动，A错误；由题中反应式知，充电时生成OH－，电解质溶液中c(OH－)逐渐增大，B错误；放电时，负极Zn失电子发生氧化反应，结合总反应知负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4，C正确；根据总反应知放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，即11.2L(标准状况)，D错误。10．(2016·北京高考)用石墨电极完成下列电解实验。-5-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解析实验一可以看作两个电解池串联，a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极。a、d均为阴极，溶液中水放电生成H2和OH－，试纸变蓝，A正确；b为阳极，b处变红，说明有H＋生成，局部褪色，说明Cl－放电生成Cl2，溶于水中生成HCl和HClO，b处变红主要是HCl导致的，褪色主要是HClO导致的，B错误；c处铁作阳极，活性电极作阳极，优先失电子：Fe－2e－===Fe2＋，C正确；由实验一原理，可知实验二中形成3个电解池(1个球的两面为阴、阳两极)，m为阴极，相当于电镀铜原理，m处有铜析出。11．(2016·四川高考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6C．充电时，若转移1mole－，石墨(C6)电极将增重7xgD．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋答案C解析原电池放电时，电解质溶液中的阳离子从负极区向正极区移动，阴离子从正极区向负极区移动，A项正确；放电时，电池负极失电子发生氧化反应，由电池总反应和氧化还原反应规律判断，放电时负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，B项正确；由于Li的摩尔质量为7g/mol，结合充电时石墨电极反应：xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，若转移1mole－，石墨(C6)电极将增重7g，C项错误；充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D项正确。12．(2016·浙江高考)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。-6-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)nD．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解析多孔电极能够增大电极表面积