2017-2019高考化学真题分类汇编专题08 电化学及其应用(解析版) 下载本文

2017-2019高考化学真题分类汇编

专题08 电化学及其应用

1.[2019新课标Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传

递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是

A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能 B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+

2H++2MV+

C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3 D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 【答案】B 【解析】

【分析】由生物燃料电池的示意图可知,左室电极为燃料电池的负极,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+?e?= MV2+,放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+,反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+;右室电极为燃料电池的正极,MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+,电极反应式为MV2++e?= MV+,放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+,反应的方程式为N2+6H++6MV+=6MV2++NH3,电池工作时,氢离子通过交换膜由负极向正极移动。 【详解】A项、相比现有工业合成氨,该方法选用酶作催化剂,条件温和,同时利用MV+和MV2+的相互转化,化学能转化为电能,故可提供电能,故A正确;

B项、左室为负极区,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+?e?= MV2+,放电生 成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+,反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+,故B错误;C项、右室为正极区,MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+,电极反应式为MV2++e?= MV+,放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+,故C正确;

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D项、电池工作时,氢离子(即质子)通过交换膜由负极向正极移动,故D正确。故选B。

【点睛】本题考查原池原理的应用,注意原电池反应的原理和离子流动的方向,明确酶的作用是解题的关键。

2.[2019新课标Ⅲ]为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D?Zn)可以高效

沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D?Zn—NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为

????ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。 Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)????充电放电下列说法错误的是

A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高 B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH?(aq)?e?C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH?(aq)?2e?

NiOOH(s)+H2O(l) ZnO(s)+H2O(l)

D.放电过程中OH?通过隔膜从负极区移向正极区 【答案】D

【解析】A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,吸附能力强,所沉积的ZnO分散度高,A正确; B、充电相当于是电解池,阳极发生失去电子的氧化反应,根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH,电极反应式为Ni(OH)2(s)+OH? (aq)? e? =NiOOH(s)+H2O(l),B正确;

C、放电时相当于是原电池,负极发生失去电子的氧化反应,根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)+2OH? (aq)? 2e? =ZnO(s)+H2O(l),C正确;

D、原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则放电过程中OH? 通过隔膜从正极区移向负极区,D错误。答案选D。

3.[2019天津]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌?碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。

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下列叙述不正确的是 ...

A.放电时,a电极反应为I2Br?2eB.放电时,溶液中离子的数目增大

C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02mol I被氧化 D.充电时,a电极接外电源负极 【答案】D 【解析】

【分析】放电时,Zn是负极,负极反应式为Zn?2e? ═Zn2+,正极反应式为I2Br? +2e? =2I? +Br? ,充电时,

阳极反应式为Br? +2I? ?2e? =I2Br? 、阴极反应式为Zn2+2e? =Zn,只有阳离子能穿过交换膜,阴离子不能穿

??2I??Br?

?过交换膜,据此分析解答。

【详解】A、放电时,a电极为正极,碘得电子变成碘离子,正极反应式为I2Br? +2e? =2I? +Br? ,故A正确;B、放电时,正极反应式为I2Br? +2e? =2I? +Br? ,溶液中离子数目增大,故B正确;

C、充电时,b电极反应式为Zn2++2e? =Zn,每增加0.65g,转移0.02mol电子,阳极反应式为Br? +2I? ?2e? =I2Br? ,有0.02molI? 失电子被氧化,故C正确;

D、充电时,a是阳极,应与外电源的正极相连,故D错误; 故选D。

【点睛】本题考查化学电源新型电池,会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键,会正确书写电极反应式,易错选项是B,正极反应式为I2Br? +2e? =2I? +Br? ,溶液中离子数目增大。

4.[2019江苏]将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实

验。下列有关该实验的说法正确的是

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A.铁被氧化的电极反应式为Fe?3e?B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀

D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀 【答案】C 【解析】

Fe?2e?=Fe2+;O2+2H2O 【分析】根据实验所给条件可知,本题铁发生的是吸氧腐蚀,负极反应为:正极反应为:+4e?=4OH?;据此解题;

【详解】A.在铁的电化学腐蚀中,铁单质失去电子转化为二价铁离子,即负极反应为:Fe?2e?=Fe2+,故A错误;

B.铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能,还有一部分转化为热能,故B错误;

C.活性炭与铁混合,在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池,加速了铁的腐蚀,故C正确; D.以水代替氯化钠溶液,水也呈中性,铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀,故D错误; 综上所述,本题应选C.

【点睛】本题考查金属铁的腐蚀。根据电解质溶液的酸碱性可判断电化学腐蚀的类型,电解质溶液为酸性条件下,铁发生的电化学腐蚀为析氢腐蚀,负极反应为:Fe?2e?=Fe2+;正极反应为:2H+ +2e?=H2↑;电解Fe?2e?=Fe2+;O2+2H2O +4e?=4OH?。 质溶液为碱性或中性条件下,发生吸氧腐蚀,负极反应为:正极反应为:5.[2019浙江4月选考]化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 ...

Fe3+

A.Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加

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