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2017年重庆高考化学:电化学及其应用

来源 :中华考试网 2017-04-14

.【2014年高考浙江卷第11题】镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是:Ni(OH)2 + M=NiOOH + MH

已知:6NiOOH + NH3 + H2O + OH-=6 Ni(OH)2 + NO2-

下列说法正确的是

A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为:NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH-

B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移

C.充电过程中阴极的电极反应式:H2O + M + e-= MH + OH-,H2O中的H被M还原

D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液

【答案】A

【解析】B.充电过程中阴离子OH-离子向阳极迁移,不正确;C. H2O + M + e-= MH + OH-,H2O中的H电离成H+得到电子被还原;D. 由已知可知NiOOH 与NH3 发生反应。

【考点定位】用NA为阿伏加德罗常数的值来表示微粒数目。

.【2014年高考天津卷第6题】已知:锂离子电池的总反应为:LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2

锂硫电池的总反应为:2Li+S Li2S。有关上述两种电池说法正确的是

A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移

B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应

C.理论上两种电池的比能量相同

D.右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

【答案】B

【考点定位】本题考查电化学原理。

.【2014年高考上海卷第9题】下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确的是

A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-

B.电池的电解液可为KOH溶液

C.充电时负极反应为:MH+OH-→+H2O+M+e-

D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高

【答案】C

【解析】首先确定该电池放电时的总反应为:MH+NiOOH=M+Ni(OH)2,MH合金中M 、H均为0价,MH作负极材料,而NiOOH作正极材料,正极反应式为NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-,负极反应式为MH+OH--e-→+H2O+M(充电时负极反应为其逆反应) ,则A项正确,C项错误;电池的电解液可为碱性溶液(KOH溶液),不能为酸性溶液(会与NiOOH反应),B项正确;MH中氢的密度越大,放电时放出的电量越多,其电池的能量密度越高,D项正确。

【考点定位】考查电化学原理。

.【2014年高考上海卷第12题】如右图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析正确的是

A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-→H2↑

B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高

C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法

D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001mol气体

【答案】B

【考点定位】考查电化学原理的应用

.【2014年高考江苏卷第11题】下列有关说法正确的是

A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀

B.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的△H>0

C.加热0.1mol/LNa2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大

D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大

【答案】C

【考点定位】考查金属腐蚀、反应自发性、外界条件对水解平衡和反应速率以及平衡常数的影响

.【2014年高考山东卷第30题】(16分)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。

(1)钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 。

(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为 mol。

(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。

a.KCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg

取少量铝热反应所得到的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象, (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是 (用离子方程式说明)。

【答案】(1)负;4 Al2Cl7—+3e‾=Al+7 AlCl4—;H2

(2)3

(3)b、d;不能;Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+-3Fe2+)

【解析】(1)钢制品为渡件,电镀时作阴极,连接电源的负极;电镀铝阴极应生成单质铝,所以阴极电极反应式为:4 Al2Cl7—+3e‾=Al+7 AlCl4—;若改用AlCl3水溶液作电解液,H2O电离产生的H+放电生成H2。

(2)用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层的化学方程式为:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑还原产物为H2,与转移电子的对应关系为:H2 ~ 2e‾,n(H2)=1/2n(e‾)=1/2×6mol=3mol。

(3)铝热反应需要用Mg燃烧提供反应条件,KClO3提供O2,所以b、d正确;H2SO4与Fe2O3反应可生成Fe3+,但铝热反应生成的Fe可将Fe3+还原为Fe2+,发生反应:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+,加入KSCN,无明显现象。

【考点定位】本题考查电化学原理、氧化还原反应原理、铝热反应、离子的检验。

.【2014年高考海南卷第16题】(9分)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiCIO4。溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。

回答下列问题:

(1)外电路的电流方向是由____极流向____极。(填字母)

(2)电池正极反应式为____。

(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?____(填“是”或“否”),原因是____________。

(4)MnO2可与KOH和KClO3,在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为_______________K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________。

【答案】(1) b a (2) MnO2+e-+Li+=LiMnO2; (3) 否 电极Li是活泼金属,能与水反应;

(4)3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O; 2:1.

【解析】(1)外电路的电流方向是由正极b流向负极a。(2)在电池正极b上发生的电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2; (3)由于负极材料Li是活泼的金属,能够与水发生反应,所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式:3MnO2+KClO3 +6KOH= 3K2MnO4+KCl+3H2O; K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2.根据化合价升降总数等于电子转移的数目可知:每转移2mol的电子,产生1mol的MnO2、2mol KMnO4。所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1.

【考点定位】考查原电池电极的判断、电极反应式的书写、反应条件的选择、化学方程式的书写及氧化产物与含有产物 的物质的量的关系的计算的知识。

1.【2014年高考重庆卷第11题】(14分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。

(1)氢气是清洁能源,其燃烧产物为__________。

(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应达到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为___________,反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为__________。

(3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢: 。某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,起始浓度为a mol/L,平衡时苯的浓度为bmol/L,该反应的平衡常数K=_____。

(4)一定条件下,题11图示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。

①导线中电子移动方向为____________。

②生成目标产物的电极反应式为_________。

③该储氢装置的电流效率=_____(=×100%,计算结果保留小数点后1位)

【答案】(1)水或H2O (2)NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑;4NA或2.408×1024

(3) mol3/L3 (4)①A→D ②C6H6+6H++6e-=C6H12 ③64.3%

【解析】

(1)氢气的燃烧产物是水。

(2)反应前后B元素的化合价不变,则反应前后B元素的化合价均是+3价,因此反应前NaBH4中氢元素的化合价是-1价。水中氢元素的化合价是+1价,因此反应中还有氢气生成,则反应的化学方程式为NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑。NaBH4中氢元素的化合价从-1价升高到0价,因此1molNaBH4在反应中失去4mol电子,其数目是4NA或2.408×1024。

(3)平衡时苯的浓度是b mol/L,则根据反应的方程式可知消耗环戊烷的浓度是b mol/L,生成氢气的浓度是3 b mol/L,,平衡时环戊烷的浓度为(a-b)mol/L。由于化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则该温度下反应的平衡常数为=mol3/L3。

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