【2021高考化学】电化学含答案

电化学基础电化学基础 1．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所 示,用 Cu-Si合金作硅源,在 950 ℃利用三层液熔盐进行电解精炼,有关说法正确的是 A.电子由液态 Cu-Si合金流出,流入液态铝电极 B.液态铝电极与正极相连,作为电解池的阳极 C.在该液相熔体中 Cu优先于 Si被氧化,Si4优先于 Cu2被还原 D.三层液熔盐的作用是使电子能够在三层间自由流动 2．直接碳固体氧化物燃料电池作为全固态的能量转换装置，采用固体碳作为燃料，以多孔 Pt作电极、氧化锆为电解质，其工作原理如下图。下列说法不正确的是（ ） mol−1已知CO2gC2COg ΔH172.5kJ 1 O2gCO2g ΔH-283kJmol−1 2 A．电极 a为正极，电子由 b经过导线到 a COg B．电极 b 发生的电极反应为COO2−-2e−CO2 C．依据装置原理可推测，该条件下CO 放电比固体 C更容易 D．若 1mol Cs充分燃烧，理论上放出的热量为110.5kJ 3．下图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量监测与控制的功能，下列有关 说法正确的是 1 A．电流由呼气所在的铂电极流出 B．H透过质子交换膜流向氧气所在的铂电极 C．电路中流过 2mol电子时，消耗 11.2L O2 D．该电池的负极反应为CH3CH2OH3H2O-12e−2CO2↑12H 4．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 2CO2 3 ＋C －－ D．充电时，正极反应为Na ＋e Na ＋－ 5．一种可充电锂－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－xx＝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 ＋ x 1－ O 2 D．充电时，电池总反应为Li2O2－x2Li＋ 2 6．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯 度的镍，下列叙述正确的是已知氧化性 Fe2Zn2，故阴极反应为 Ni2＋2e Ni，可见，阳极质量减少的 是溶解的 Zn、Fe、Ni，而阴极质量增加的只是析出的 Ni，两者质量是不相等的，故 B 错 误；电解后，溶液中除留下Fe2、Zn2外，还有 Ni2，C 错误；阳极反应有 Zn－2e ＋－＋－＋ ＋ ＋＋＋－ ＋＋＋＋－ Zn2，Fe－2e Fe2，Ni－2e Ni2，Pt 为惰性金属，不放电，而 Cu 要在金属 Ni 全部转化为 Ni2后才能放电，但此时 Cu 已没有了支撑物，最后和 Pt 一起落下，形成阳极 泥，故 D 正确。 7．D 解析D 解析金属的腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，若钢铁表面水膜酸性很弱或呈中性，发生吸 氧腐蚀，若钢铁表面水膜酸性较强，则发生析氢腐蚀， A、B 正确；钢闸门连接外加电源 的负极，作阴极，被保护，C 正确；若将锌板换成铜板，则钢闸门与铜板形成原电池，钢 闸门作负极，被腐蚀，D错误。 8．B 解析B 【解析】该电池放电时,右槽中的电极反应式为 V2-e-V3,为 V2被氧化的过程,应为原电 2He-池的负极反应,则左槽的石墨棒为原电池正极,发生还原反应,电极反应式应为 V 式为 V2-e- 应为 V V VO2H2O,充电时电极反应为放电电极反应的逆反应。电池放电时 ,右槽中的电极反应 V3,可知右槽发生氧化反应,A 项错误;放电时,左槽发生还原反应,电极反应式 2He-VO2H2O,B 项正确;充电时,左槽电极反应式为 VO2H2O-e- 2H,每转移 1 mol电子,nH的变化量为 2 mol,C项错误;充电时,阴极发生的电极 V2,H不参加反应,左槽会有 H向右槽移动,pH降低,D项错误。反应为 V3e- 9．C 解析C 解析正极的电极反应式为 O2＋4e ＋2H2O4OH ，故 C 错误；NH3在负极失去电子发 生氧化反应，负极的电极反应式为2NH3－6e ＋6OH N 2＋6H2O，故 D正确。 －－ －－ 10．C 解析C[A 项，钢铁中的 Fe、C 与海水构成原电池，Fe 被腐蚀；B 项，钢铁中的 Fe 比 Sn 活泼，Fe、Sn、海水构成原电池，加快了 Fe 的腐蚀；C 项，钢铁接电池负极，作阴 极，属于外加电流的阴极保护法，可保护Fe 不被腐蚀；D 项，Zn、钢铁连接，是牺牲阳极 的阴极保护法。C 项钢铁被腐蚀最慢。] 1 0 11．C 解析C解析本题考查可充电锂电池的构成及原理。放电时，该装置是原电池， Li 作 负极，发生氧化反应，电极反应式为 Li－e Li ，A 错误；放电时，a 极是负极，b 极是 正极，电解质溶液中阴离子移向负极，则 PF6向 a 极区迁移，B 错误；充电时，该装置是 电解池，b 极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为 Fe＋2Li2S－4e FeS 2＋4Li ，C 正 确；充电时，a 极是阴极，连接电源的负极，D错误。 －＋ － －＋ 12．D 解析D解析根据图示，Cu 电极为阴极，Fe 电极为阳极，右侧电极为 Fe 电极，Fe 失 去电子发生氧化反应生成 FeO2 4 ，结合原子守恒和电荷守恒可得电极反应式为 Fe－6e ＋ 8OH FeO2 4 ＋4H2O，A 项正确；左侧为阴极室，H 的放电能力大于 Na ，Cu 电极上的 电极反应式为 2H2O＋2e H 2↑＋2OH ，当 Cu 电极上生成 1 mol 气体时，同时产生 2 mol OH ，此时中部有 2 mol Na 通过阳离子交换膜进入阴极室平衡电荷，B项正确；根据 B 项分析，阴极室生成 NaOH，左侧流出的 NaOH 溶液的浓度大于加入的 NaOH 溶液的浓 度，即 ba，根据图示可将左侧流出的 NaOH 补充到该装置中部，以保证装置连续工 作，C 项正确；Na2FeO4具有强氧化性，可利用 Na2FeO4除去水中的细菌，Na2FeO4的还原 产物为 Fe3，Fe3水解生成 FeOH3胶体，FeOH3胶体可吸附固体颗粒，但二者均不能除 去水中的 Ca2，D项错误。 ＋ ＋＋ －＋ －－ －－＋＋ －－ 13．B 解析B解析题图中同时采用了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，可 以使钢铁桥墩得到更好的保护，故 A 正确。锌板是损耗阳极，需要定期更换；辅助电极只 传递电流，不是损耗阳极，故 B 错。当断开电源时锌板作损耗阳极，是牺牲阳极的阴极保 护法；去掉