2020届二轮复习电化学作业全国通用

电化学电化学 1.江苏正在建设世界最大的海上风电场,防腐蚀是建设海上风电场需要特别注意 的问题,下列说法正确的是() A.海水的 pH 一般在 8.0~8.5 之间,对风电机钢铁支架的腐蚀主要是析氢腐蚀 B.腐蚀总反应 4Fe+3O2+2xH2O2[Fe2O3xH2O](铁锈)的 ΔH0,ΔS0 C.钢部件镀锌前,可用碱液洗去表面的铁锈 D.热喷涂锌铝合金,可以减缓管道的腐蚀 2.普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质,利用如图 Z7-1 中的双膜(阴离 子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的 Cu。下列有关叙述正确的是 () 图 Z7-1 A.电极 a 为粗铜,电极 b 为精铜 B.甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区 C.乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区 D.当电路中通过 1 mol 电子时,可生成 32 g 精铜 3.科学家研发出了一种新材料,其工作原理如图 Z7-2 所示。在外接电源作用下, 材料内部发生氧化还原反应导致颜色变化,从而实现对光的透过率进行可逆性调 节。已知 WO3和 Li4Fe4[Fe(CN)6]3均为无色透明,LiWO3和 Fe4[Fe(CN)6]3均有 颜色。下列说法正确的是() 图 Z7-2 A.当 M 外接电源正极时,该材料颜色变深使光的透过率降低 B.该材料在使用较长时间后,离子导电层中 Li+的量变小 C.当 M 外接电源负极时,离子导电层中的 Li+向变色导电层定向迁移 D.当 N 外接电源正极时,离子储存层的电极反应式为 Fe4[Fe(CN)6]3+4Li++4e-Li4Fe4[Fe(CN)6]3 4.如图Z7-3,利用电解原理将NO转化为NH4NO3,既节约了资源,又保护了环境。 下列有关说法正确的是 () 图 Z7-3 A.NO 转化为 NH4NO3的反应属于氮的固定 B.阴极上发生还原反应,电极反应式为 NO+5H++5e- C.电解池两极上分别生成的甲是 N,乙是 N NH3H2O D.为使电解产物全部转化为 NH4NO3,需补充的物质丙为 HNO3 5.近年来,我国多条高压直流输电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加 锌环能有效防止铁帽的腐蚀(如图 Z7-4 所示),下列说法正确的是 () 图 Z7-4 A.阴极电极反应为 4OH--4e- B.阳极电极反应为 Zn-2e- O2↑+2H2O Zn2+ C.断电时,不能防止铁帽被腐蚀 D.绝缘子表面产生的 OH-向阴极移动 6.用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或 B(OH)3]的工作原理如图 Z7-5 所示(阳 膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是 () 图 Z7-5 A.阴极与阳极产生的气体体积比为 1∶2 B.b 极的电极反应式为 2H2O-2e-O2↑+4H+ B(OH)4-C.产品室中发生的反应是 B(OH)3+OH- D.每增加 1 mol H3BO3产品,NaOH 溶液增重 22 g 7.(1)我国学者发明的一种分解硫化氢制氢气并回收硫的装置如图 Z7-6 所示: 图 Z7-6 ①该装置中能量转化的形式为。 ②若 Y 极溶液中的电对(A/B)选用/I-,装置工作时 Y 极上的电极反应式 为,Y 极溶液中发生的离子反应 为;再列举一种可作为 Y 极循环液的常见的电 对:。 ③该分解 H2S 制氢的方法主要优点是。 (2)过二硫酸钾(K2S2O8)可通过“电解→转化→提纯”方法制得,电解装置示意图 如图 Z7-7 所示。 图 Z7-7 ①电解时,铁电极连接电源的极。 ②常温下,电解液中含硫微粒的主要存在形式与 pH 的关系如图 Z7-8 所示。 图 Z7-8 在阳极放电的离子主要是 HS,阳极区电解质溶液的 pH 范围为,阳极 的电极反应式为。 ③往电解产品中加入硫酸钾,使其转化为过二硫酸钾粗产品,提纯粗产品的方法 为。 (3)甲烷燃料电池工作原理如图 Z7-9 所示。 a 气体是,b 气体通入电极的反应 式为。用该燃料电池作电源,以石墨作电极 电解硫酸铜溶液,一段时间后,若将 0.1 mol Cu2(OH)2CO3溶解于该溶液,恰好使 溶液恢复至起始成分和浓度,则燃料电池中理论上消耗 CH4的体积(标准状况) 为。 图 Z7-9 (4)电解法治理硫化氢是先用 FeCl3溶液吸收含 H2S 的工业废气,所得溶液用惰性 电极电解,阳极区所得溶液循环利用(如图 Z7-10 所示)。 图 Z7-10 ①进入电解池的溶液中,溶质是。 ②阳极的电极反应式为。 ③电解总反应的离子方程式是。 8.KMnO4是一种重要的氧化剂,广泛用于化学分析和化工生产以及水处理工业。 工业上可由软锰矿(主要成分为 MnO2)制备,目前有两种较为成熟的制法。 其模拟 流程如图 Z7-11 所示: 图 Z7-11 附表:不同温度下若干常见钾的化合物的溶解度 [单位:g/(100 g H2O)] 化学式 CH3COOK K2SO4 KCl KMnO4 K2CO3 20 ℃ 30 ℃ 40 ℃ 60 ℃ 80 ℃100 ℃ 256283324350381 11.11314.818.221.424.1 56.3 156 34.237.240.145.851.3 6.349.0312.622.1 111114117127140 (1)“熔融”时,可用作坩埚材料的是(填序号)。 A.氧化铝B.陶瓷 C.氧化镁D.石英 (2)写出 MnO2和 KOH 熔融物中通入富氧空气时获得 K2MnO4的化学方程 式:。 (3)“酸歧化法”是在 pH6 的情况下 K2MnO4转化为 MnO2和 KMnO4,过滤除 去 MnO2,将滤液经过蒸发浓缩、趁热过滤得到 KMnO4粗晶体,再经过重结晶获 得较纯净的 KMnO4晶体。 ①根据表中的溶解度数据以及上述操作的特点,“酸歧化法”不适宜选择的酸性 物质是。 A.稀硫酸B.醋酸 C.稀盐酸D.二氧化碳 ②“蒸发浓缩”时,温度需控制在 70 ℃,适宜的加热方式是。 ③根据相关离子方程式,计算“酸歧化法”的理论产率为。 (4)“电解法”克服了“酸歧化法”理论产率偏低的问题,同时副产品 KOH 可用 于软锰矿的焙烧。电解法制备高锰酸钾的实验装置示意图如图 Z7-12(图中阳离 子交换膜只允许 K+通过): 图 Z7-12 ①a 为(填“正”或“负”)极,右室发生的电极反应式 为。 ②若电解开始时阳极区溶液为1.0 L 0.40 molL-1 K2MnO4溶液,电解一段时间后, 右室中为 6∶5,阴极区生成 KOH 的质量为。 答案及解析答案及解析 1.D[解析] 海水的 pH 一般在 8.0~8.5 之间,海水呈弱碱性,对钢铁支架的腐蚀 主要是吸氧腐蚀,A 错误;钢铁发生吸氧腐蚀的负极电极反应式为 Fe-2e- 正极电极反应式为 O2+2H2O+4e- 2Fe+O2+2H2O 4OH-,电池总反应为 Fe2+、 2Fe(OH)2,接着发生的反应有 4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,腐蚀的总反应4Fe(OH)2+O2+2H2O 为4Fe+3O2+2xH2O2(Fe2O3xH2O),该反应为放热反应,ΔH0,ΔS0,B