高考化學（第01期）大題狂練系列 專題27 電化學綜合應用（含解析）1

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專題27 電化學綜合應用 （滿分60分 時間30分鐘） 姓名： 班級： 得分： 1．（1）某課外活動小組同學用圖1裝置進行實驗，試回答下列問題： ①若開始時開關K與a連接，則鐵發(fā)生電化學腐蝕中的 腐蝕． ②若開始時開關K與b連接，則總反應的離子方程式為 ． （2）芒硝化學式為Na2SO4?10H2O，無色晶體，易溶于水，是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物．該小組同學設想，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，用如圖2所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉，無論從節(jié)省能源還是從提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學理念．. ①該電解槽的陽極反應式為 ；此時通過陰離子交換膜的離子數(shù) （填“大于”、“小于”或“等于”）通過陽離子交換膜的離子數(shù)． ②制得的氫氧化鈉溶液從出口（填“A”、“B”、“C”或“D”） 導出． ③通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因： ④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，則電池負極的電極反應式為 ．已知H2的燃燒熱為285.8kJ?mol﹣1，則該燃料電池工作產(chǎn)生36g H2O時，理論上有 kJ的能量轉化為電能． 【答案】（1）①吸氧；②2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑；（2）①4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于； ②D；③H+放電，促進水的電離，OH﹣濃度增大；④H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O；571.6 （2）①電解時，陽極上失電子發(fā)生氧化反應，溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動，所以通過相同電量時，通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù)，故答案為：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于； ②氫氧化鈉在陰極生成，所以在D口導出；故答案為：D； ③通電開始后，陰極上氫離子放電生成氫氣，氫離子來自于水，所以促進水的電離，導致溶液中氫氧根離子的濃度大于氫離子的濃度，所以溶液的pH值增大．故答案為：H+放電，促進水的電離，OH﹣濃度增大； ④氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，負極上氫氣失去電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O，H2的燃燒熱為285.8kJ/mol，則2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJ/mol，該燃料電池工作產(chǎn)生36g H2O，n（H2O）==2mol，由燃燒的熱方程式可知，生成2molH2O放出571.6kJ的熱量，即理論上有571.6kJ的能量轉化為電能， 故答案為：H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O；571.6 2．電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛。 （1）圖1中，為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇 （填字母序號）。 a．碳棒 b．鋅板 c．銅板 該電化學保護方法的名稱是 。 （2）圖2中，鋼閘門C為 極，用氯化鈉溶液模擬海水進行實驗，D為石墨塊，總反應的離子方程式為 。 （3）有關上述實驗，下列說法正確的是 。 A．溶液中Na＋向D極移動 B．從D極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍 C．反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質的濃度 （4）模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，可用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取H2、O2、H2SO4和KOH。 ①該電解槽的陽極反應方程式為 。 此時通過陰離子交換膜的離子數(shù) （填“大于”“小于”或“等于”）通過陽離子交換膜的離子數(shù)。 ②制得的氫氧化鉀溶液從出口（填“A”、“B”、“C”或 “D”） 導出。 ③若采用CH4燃料電池（石墨為電極，KOH為電解質溶液）為電源，則該電池的負極電極方程式為 ，若B極產(chǎn)生標準狀況下22.4 L氣體，則理論上需要通入 mol CH4。 ④電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因 。 【答案】（1）b 犧牲陽極的陰極保護法（2）陰 2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑（2分） （3）B（4）①2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑或4OH－－4e- =O2↑+2H2O（2分） ；小于； ②D； ③CH4－8e- +10OH－= CO32- +7H2O（2分） ；0.5④H2O H＋+ OH－，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動，使c（OH－）>c（H＋）（2分） 考點：考查了原電池原理和電解池原理的分析應用。 3．甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒(如圖)。請回答下列問題： （1）若兩池中均盛放CuSO4溶液，反應一段時間后： ①有紅色物質析出的是：甲池中的______棒；乙池中的______棒。 ②在乙池中陽極的電極反應是______________________________。 （2）若兩池中均盛放飽和NaCl溶液。 ①寫出乙池中總反應的離子方程式：_______________________________________________。 ②將濕潤的淀粉KI試紙放在乙池附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍，待一段時間后又發(fā)現(xiàn)藍色褪去。這是因為過量的Cl2將生成的I2氧化。若反應的Cl2和I2的物質的量之比為5∶1，且生成兩種酸。該反應的化學方程式為___________________________________________________________。 （3）如下圖為相互串聯(lián)的甲、乙兩個電解池(電極都是惰性電極)，請回答： ①寫出甲電解池中的電解反應方程式：_______________________________________________。 ②若甲槽陰極增重12.8 g，則乙槽陽極放出氣體在標準狀況下的體積為___________；若乙槽剩余液體為400 mL，則電解后得到堿液的物質的量濃度為______________。 【答案】（1）①C Fe②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ （2）①2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－②5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3 （3）①2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4②4.48 L ；1 molL－1 考點：考查原電池和電解池的原理。 4．全釩液流電池是一種活性物質呈循環(huán)流動液態(tài)的電池，目前釩電池技術已經(jīng)趨近成熟。全釩液流電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子【V2＋(紫色)、V3＋（綠色）、VO2＋（藍色）、VO（黃色）】為正極和負極電極反應的活性物質，電池總反應為VO2＋＋V3＋＋H2OV2＋＋VO＋2H＋。如圖1是釩電池基本工作原理示意圖： 圖 1 圖 2 請回答下列問題： （1）放電時的正極反應式為_________________________； （2）充電時的陰極反應式為________________，充電過程中，電解液的pH (選填“升高”“降低”或“不變”)。 （3） 放電過程中氫離子的作用是____________________________；若充電時轉移電子的數(shù)目為 6.021023，則左槽溶液中H+的變化量為 mol 。 （4） 以全釩液流電池為電源，用惰性電極電解NaHSO3溶液可制得硫酸，裝置如圖2所示。陰極的電極反應式為 。. （5）電解過程中③處的生成物是 （填化學式）。 【答案】（1） VO＋2H＋＋e－＝VO2＋＋H2O?。?）V3＋＋e－＝V2＋　 降低 （3） 參與正極反應和通過隔膜定向移動使電流通過溶液 1 （4） 2HSO3- + 2e - ＝2 SO3 2- + H2↑ (或2H+ + 2e -＝H2↑ HSO3- + OH - == SO3 2- + H2O ) （5）O2、SO2 考點：考查電化學原理的應用