高中化学学习材料
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专题限时集训(九)B
[专题九 电化学原理]
(时间：40分钟)
1．我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为循环利用人体呼出的CO2并提供氧气，我国科学家设计出一种装置(如图Z9-8所示)，实现“太阳能→电能→化学能”的
转化，总反应为2CO2===2CO＋O2。下列有关说法正确的是( )
图Z9-8
A．该装置属于原电池
B．人体呼出的水蒸气参与Y极反应：
－－
CO2＋H2O＋2e===CO＋2OH
C．反应完毕，该太阳能装置中的电解质溶液碱性增强
－－
D．X极反应式：O2＋2H2O＋4e===4OH 2．“嫦娥”一号探测器所用的镍氢蓄电池，其负极板材料M为能吸收氢原子的合金。
－－－－
充电时电极反应分别为M＋H2O＋e===MH＋OH，Ni(OH)2＋OH－e===NiOOH＋H2O。下列有关镍氢蓄电池叙述正确的是( )
A．放电时，正极附近溶液pH减小
B．放电时，总反应为MH＋NiOOH===M＋Ni(OH)2 C．充电时，电极M应与充电电源正极相连
D．充电后，负极板材料M变成了MH，MH中H元素显－1价
3．纳米材料因其有特殊的性能而已成为科学研究的热点，利用电解的方法可得到纳米Cu2O，工作原理如图Z9-9所示，下列有关说法正确的是( )
图Z9-9
A．a是电源的负极
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B．电解过程中，装置左侧溶液的pH慢慢减小
－－
C．阳极上的电极反应式：4OH－4e===2H2O＋O2↑ D．该装置中的总反应式为2Cu＋H2O=====Cu2O＋H2↑
4．储氢合金表面镀铜过程反应为Cu2＋2HCHO＋4OH===Cu↓＋H2↑＋2H2O＋－
2HCOO，下列说法错误的是( )
A．电镀过程中氢气在镀件表面析出
＋
B．电镀时溶液中Cu2移向阴极，并在阴极上发生还原反应
－－－
C．阳极反应式为HCHO＋3OH－2e===2H2O＋HCOO D．电镀时每生成6.4 g铜，镀层放出2.24 L H2
5．过氧化银(Ag2O2)是银锌碱性电池正极的活性物质，可由KOH、AgNO3、K2S2O8(过硫酸钾，含有一个过氧根)在溶液中加热制得。
(1)在制备过氧化银的反应中，还生成了H2O和两种盐，完成下列方程式：
______KOH＋______AgNO3＋______K2S2O8===Ag2O2＋______＋______＋2H2O。 该反应的反应类型为______________，其中K2S2O8中硫元素的化合价为________________。
(2)银锌碱性电池(相关材料为Ag2O2、Zn、KOH)，该电池放电时正极上生成银，该电极反应式为__________________________，负极上生成K2Zn(OH)4，则该电池工作时的总反应方程式为__________________________________。
(3)用该电池作电源，在铁上镀铜，则锌电极应与电镀池中的________(填电极材料名称)电极相连接，电镀池中另一个电极上的电极反应式为__________________________。
6．回答下列问题： (1)在298 K时，1 mol CH4在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量890.0 kJ。写出该反应的热化学方程式：________________________________________。现有CH4和CO的混合气体0.75 mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18 g液态水，并放出515 kJ热量，则CH4和CO的物质的量分别为________mol、______mol。
(2)利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入甲烷和氧气。通入甲烷气体的电极应为________极(填写“正”或“负”)，该电极上发生的电极反应是______。
－
a．CH4－e＋2O2===CO2＋2H2O
－－－
b．CH4－8e＋10OH===CO23＋7H2O
－－
c．O2＋2H2O＋4e===4OH
－＋
d．O2－4e＋4H===2H2O (3)在图Z9-10所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为________________；如果起
始时盛有1000 mL pH＝5的硫酸铜溶液(25 ℃，CuSO4足量)，一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是______________________________________________________；若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入______(填物质名称)，其质量约为______。
＋
－
电解
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图Z9-10
7．X、Y、Z、W、Q是前四周期中常见的五种元素，原子序数依次增大。X元素的某些化合物是当前农业生产中使用量最大的一类物质，Y原子是短周期元素中失去电子能力最强的原子，Z与W相邻，W与Y形成的化合物是日常生活中必不可少的调味品，Q的一种核素的质量数是56，中子数是30。
(1)上述元素中所形成的最常见气态氢化物中，两两混合时能产生白烟的是________________。
(2)用一个化学方程式表示出非金属性W>Y：____________________________。
(3)加热条件下，Z的单质与足量的Y的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应，生成两种盐且产物中两种盐物质的量之比为1∶2，写出此反应的化学方程式：__________________________________________________。
(4)取一张用饱和的YW溶液浸湿的石蕊试纸，平铺在单质Q上，按如图Z9-11所示的
方法连接电路。
①若B处为一灵敏电流计，接通电路，将铅笔芯(主成分为石墨与黏土)放置在试纸上一段时间，发现电流计指针发生偏转，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为__________________________，此时铁作________极。
图Z9-11
②若B处装置为一直流电源(试纸为红色石蕊试纸)，接通电源后，将铅笔芯放置在试纸上一段时间后，若接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应为________________________。
8．化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。
(1)熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，工作原理如图Z9-12(a)所示，反应原理为2Na＋FeCl2
放电充电
Fe＋2NaCl，该电池放电时，正极反应式为
________________________；充电时，________________(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为____________。
(a) (b)
图Z9-12
(2)某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理如图(b)所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经
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测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：
①Y电极材料是________，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反应式是__________________________________。 ③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是____________。
9．能源的开发和利用是当前研究的重要课题。
(1)利用二氧化(CeO2)在太阳能作用下可实现如下变废为宝的过程：
mCeO2=====(m－x)CeO2·xCe＋xO2
(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2=====mCeO2＋xH2＋xCO
上述过程的总反应是____________________________，该反应将太阳能转化为________。
(2)CO、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极反应式为____________________________________，该电池反应可获得K2CO3溶液，某温度下0.5
－－－2－
mol·L1的K2CO3溶液的pH＝12，若忽略CO2HCO3＋3的第二级水解，则CO3＋H2O－
OH的平衡常数Kb＝________________。
(3)氯碱工业是高耗能产业，下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。
900 ℃
太阳能
图Z9-13
①电解过程中发生反应的离子方程式是____________________________，阴极附近溶液的pH________(填“不变”“升高”或“下降”)。
－2－
②如果粗盐中SO24含量较高，精制过程需添加钡试剂除去SO4，该钡试剂可选用下列试剂中的________。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
－
现代工艺中更多使用BaCO3除SO24，请写出发生反应的离子方程式：__________________________________。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a%______b%(填“>”“＝”或“<”)，燃料电池中负极上发生的电极反应为________________________。
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