【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：CO2(g)+C=2CO(g) ΔH=+172.5kJ· 1 O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol−1 2 A．电极 a为正极，电子由 b经过导线到 a CO(g)+ B．电极 b 发生的电极反应为：CO+O2−-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 C(s)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：CH3CH2OH+3H2O-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－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 ＋ x 1－ O 2 D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋ 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 +2H++e-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 VO2++H2O,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 +2H++e-VO2++H2O,B 项正确;充电时,左槽电极反应式为 VO2++H2O-e- +2H+,每转移 1 mol电子,n(H+)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 V3++e- 9．C 解析：C 解析正极的电极反应式为 O2＋4e ＋2H2O===4OH ，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 b%a%，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 Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3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