2020届淄博高考化学电极反应和电池反应练习试题及答案

2020 届山东淄博高考化学电极反应和电池反应练习试题 一、单选题（共 17 题；共 34 分） 1.（2019•全国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 2.我国科学家研发了一种新型液硫二次电池，其工作原理如图所示。下列说法错误是( ) A. 放电时，电池左侧为负极，发生氧化反应 B. 充电时，电解质溶液中 K 经交换膜向右侧移动 C. 放电时，电池右侧的电极反应为 I3-+2e-=3S2-+I3- D. 充电时，电池的总反应为 S22-+3I- 2S2-+I3- 3.已知 CuCl 难溶于水。电解合成 1，2 一二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是（ ） A. 阳极反应式：CuCl-e-=Cu2++Cl- B. CuCl2 能将 C2H4 氧化为 1，2-二氯乙烷 C. Ⅹ、Y 依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D. 该装置总反应为 CH2=CH2+2H2O+2NaCl H2↑+2NaOH+ CICH2CH2Cl4.（2019•全国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 Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l) ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。（ ） 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−=NiOOH(s)+H2O(l) C. 放电时负极反应为 Zn(s)+2OH−(aq)−2e−=ZnO(s)+H2O(l) D. 放电过程中 OH−通过隔膜从负极区移向正极区 5.某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，发现断开 K2 ， 闭合 K1 ， 两极均有气泡产生；一段时间后，断开 K1 ， 闭合 K2 ， 发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是（ ） A. 断开 K2 ， 闭合 K1 时，石墨电极上的电极反应式为：2 H＋+ 2e－＝H2↑ B. 断开 K1 ， 闭合 K2 时，铜电极上的电极反应式为：Cl2 + 2e－＝2Cl－ C. 甲装置属于燃料电池，该电池正极的电极反应式为：CH4+10OH－－8e－＝CO32－+7H2O D. 甲烷燃料电池的总电极反应式为：CH4+2O2 +2NaOH＝Na2CO3+3H2O 6.生产硝酸钙的工业废水常含有 NH4NO3 ， 可用电解法净化。其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是（ ） A. a 极为电源负极，b 极为电源正极 B. 装置工作时电子由 b 极流出，经导线、电解槽流入 a 极 C. Ⅰ室能得到副产品浓硝酸Ⅲ室能得到副产品浓氨水 D. 阴极的电极反应式为 2NO3-＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O7.电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间 隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡 水和浓缩海水分离。下列说法正确的是（ ） A. 离子交换膜 b 为阳离子交换膜 B. 各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水 C. 通电时，电极 l 附近溶液的 pH 比电极 2 附近溶液的 pH 变化明显 D. 淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值 8.下图甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素 CO(NH2)2 转化为环境友好物质，实现化学能转化为电能的装置，并利 用甲、乙两装置实现在铁上镀铜。下列说法中错误的是（ ） A. 乙装置中溶液颜色不变 B. 铜电极应与 Y 相连接 C. M 电极反应式：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H＋ D. 当 N 电极消耗 0.25 mol 气体时，铜电极质量减少 16g 9.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含 Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋)的装置如图所示(a、b 为石墨电极)，下列说法正确的是（ ） A. 电池工作时，正极反应式为 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ B. 电解时，电子流动路径是负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 C. 试管中 NaOH 溶液用来吸收电解时产生的 Cl2 D. 当电池中消耗 2.24 L(标准状况下)H2 时，b 极周围会产生 0.021 mol 气体 10.如下图所示 、 装置电解氯化铜溶液和饱和食盐水。下列判断错误的是（ ） A. 阳极失电子的离子相同、产物相同 B. 阴极产物因得电子的离子不同而不同 C. 电解后两装置中溶液的 pH 都减小 D. 电解后只有 装置阴极的质量增加 11.对下图所示的钢铁电化学保护方法，分析正确的是（） A. 是牺牲阳极的阴极保护法 B. 钢闸门失去电子 C. 电子从负极流向阴极 D. 电子从阴极经海水流向阳极 12.下列图中的实验方案，能达到实验目的的是（ ） 实验方案 目的 A．验证升高温度可加快 H2O2 分解B.精练铜 C.验证 AgCl 沉淀 可以转变为 Ag2S D.探究浓度对化学 反应速率的影响 A. A B. B C. C D. D 13.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的 pH 依次为升高、不变、降低的是( ) A. AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B. KCl Na2SO4 CuSO4 C. CaCl2 KOH NaNO3 D. HCl HNO3 K2SO4 14.关于下列各装置图的叙述中，错误的是（ ） A. 用装置①精炼铜，则 a 极为电源正极，电解质溶液可为 CuSO4 溶液 B. 用湿润的淀粉-KI 试纸检验装置②中阳极气体产物时，试纸变为蓝色 C. 装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连，该保护法称为“牺牲阳极的阴极保护法” D. 装置④中反应一段时间后，取 Fe 电极附近溶液滴加铁氰化钾溶液，不会产生蓝色沉淀 15.若要在铜片上镀银时，下列叙述错误的是（ ） ①将铜片接在电源的正极 ②将银片接在电源的正极 ③在铜片上发生的反应是：Ag+ +e-=Ag ④在银片上 发生的反应是：4OH- - 4e-=O2 +2H2O ⑤可用硫酸溶液作电解质 ⑥可用硝酸银溶液作电解质 A. ①③⑥ B. ②③⑥ C. ①④⑤ D. ②③④⑥ 16.如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极，将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在 F 极附近显红色 ，则以下说法正确的是（ ） A. 电源 B 极是正极 B. 装置（丁）中 X 极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷 C. 欲用（丙）装置给铜镀银，H 应该是 Ag，电镀液是 AgNO3 溶液 D. （甲）、（乙）装置的 C，D，E，F 电极均有单质生成，其物质的量之比为 1 : 2 : 2 : 2 17.用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一 样的是（ ） A. CuCl2[CuSO4] B. NaOH[H2O] C. NaCl[H2O] D. CuSO4[Cu(OH)2] 二、填空题（共 1 题；共 6 分） 18.原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置： ①a 和 b 不连接时，烧杯中现象是________。 ②a 和 b 用导线连接，Cu 极为原电池________极(填“正”或“负”)，电极反应式为：________；溶液中 H+移向________( 填“Cu”或“Zn”)极。电池总反应式为：________。 ③若电解质溶液改为 AgNO3 溶液，当转移 0.2mol 电子时，则理论上 Cu 片质量变化为________g。 三、实验探究题（共 1 题；共 4 分） 19.某同学采用如下装置对氯碱工业中电解食盐水的条件进行探究，记录如下： 条件控制 测定结果 电极材料装置 编号 阴极阳极 溶液浓度温度/℃ *电解电压/V气体 V 阴：V 阳 I 1mol/L 25 8 >1:1 II 饱和 25 5 ≈1:1 III C C 饱和 50 4 ≈1:1IV Fe C 饱和 50 3.5 ≈1:1 电解电压：开始发生电解反应时的电压 （1）对比实验 I 和 II 的阴、阳极气体体积比，推测实验 I 阳极可能有其他气体生成，这种气体的化学式为________。 （2）解释实验 IV 更有利于节能降耗的原因________。 （3）以上实验探究了影响电解食盐水反应的哪些因素？________ （4）根据以上探究，提出一条氯碱工业中电解食盐水反应条件控制的建议________。 四、综合题（共 3 题；共 15 分） 20.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。下图表示一个电解池，装有电解液 a，X、Y 是两块电极板，通过导线与直 流电源相连。请回答以下问题： （1）若用 U 型管电解滴有酚酞的饱和食盐水，电解一段时间后，________极（选填 X 或 Y）附近溶液呈红色， Y 极产 生的现象是________，电解前溶液的 pH________7（填“大于”、“小于”或“等于”，下同），电解后溶液的 pH________7。 （2）写出电解饱和食盐水的化学方程式________ 。 （3）若 a 是 CuCl2 溶液，则 Y 极上的产物是________。X 极现象________。 21.铋为第五周期 VA 族元素，利用湿法冶金从辉铋矿(含 Bi2S3、Bi、Bi2O3 等)提取金属铋的工艺流程如下图所示： 已知：BiCl3 水解的离子方程式为：BiCl3+H2O BiOCl+2H++2Cl－。 （1）矿浆浸出时加入盐酸的作用是________。 （2）浸出时，Bi 溶于 FeCl3 溶液的化学方程式为________。 （3）残渣中含有一种单质，该单质是________。 （4）滤液的主要溶质是(化学式)________，该物质可在工艺中转化为循环利用的原料，转化的反应方程式为________。 （5）精辉铋矿中含有 Ag2S，被氧化溶解后不会进入浸出液，银元素以________(填化学式)进入残渣中。 （6）粗铋提纯时，粗铋应放在________极，阴极的电极反应式________。 22.（2019•天津）多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。 回答下列问题： （1）Ⅰ．硅粉与 在 300℃时反应生成 气体和 ，放出 热量，该反应的热化学方程式为 ________。 的电子式为________。 （2）Ⅱ．将 氢化为 有三种方法，对应的反应依次为： ① ② ③ 氢化过程中所需的高纯度 可用惰性电极电解 溶液制备，写出产生 的电极名称________（填“阳极”或“阴 极”），该电极反应方程式为________。 （3）已知体系自由能变 ， 时反应自发进行。三个氢化反应的 与温度的关系如图 1 所 示，可知：反应①能自发进行的最低温度是________；相同温度下，反应②比反应①的 小，主要原因是________ 。 （4）不同温度下反应②中 转化率如图 2 所示。下列叙述正确的是________（填序号）。 a．B 点： b． ：A 点 点 c．反应适宜温度： ℃ （5）反应③的 ________（用 ， 表示）。温度升高，反应③的平衡常数 ________（填“增大”、 “减小”或“不变”）。 （6）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除 、 和 外，还有________（填分子式）。 2020 届山东淄博高考化学电极反应和电池反应练习试题答案 一、单选题 1.【答案】 C 【考点】氮的氧化物的性质及其对环境的影响 【解析】【解答】H2S 是无色具有臭鸡蛋性气味的有毒气体，SO2 是无色具有刺激性气味的有毒气体，NO2 是红棕色具 有刺激性气味的气体，CO 是无色无味的有毒气体， 故答案为：C。 【分析】高中阶段有颜色的气体是碘蒸气、溴蒸汽、氯气及二氧化氮，二氧化氮有毒。 2.【答案】 B 【考点】浓硫酸的性质 【解析】【解答】A．亚硫酸溶液能和铁反应生成氢气，不能用铁制品容器盛放，故 A 不符合题意； B．常温下，铁在浓硫酸中发生钝化现象，故铁制品容器可以盛放浓硫酸，故 B 符合题意； C．浓盐酸能和铁反应生成氢气，不能用铁制品容器盛放，故 C 不符合题意； D．胆矾溶液能和铁发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，不能用铁制品容器盛放，故 D 不符合题意； 故答案为 B。 【分析】在常温下浓硫酸可使铁铝钝化。 3.【答案】 A 【考点】电解质与非电解质，同素异形体，同分异构现象和同分异构体，物质的简单分类 【解析】【解答】①水银为单质，属于纯净物，不属于混合物，分类错误，①符合题意； ②HD 是氢气，为单质，不属于化合物，分类错误，②符合题意； ③明矾、冰醋酸、硫酸钡，其水溶液或熔融状态都能导电，且都是化合物，属于电解质，分类正确，③不符合题意； ④浓硫酸的浓度为 98%，含有 H2SO4 和 H2O，属于混合物，不属于纯净物，分类错误，④符合题意； ⑤足球烯、石墨、金刚石都是由碳元素形成的不同单质，属于同素异形体，分类正确，⑤不符合题意； ⑥四种物质的分子组成上都相差一个或多个 CH2 ， 但其结构不一定相似，因此不一定属于同系物，分类错误，⑥ 符合题意； 综上，分类错误的有①②④⑥，D 符合题意； 故答案为：D 【分析】此题是对物质分类的考查，结合相关分类的定义及所给物质进行分析。 4.【答案】 B 【考点】二氧化硫的性质 【解析】【解答】A、CO2 对应水化物为碳酸， 对应水化物为亚硫酸，都为弱酸，故 A 不符合题意； B、CO2 中 C 为最高价，化合价可以降低，如 Mg 与 CO2 的反应，CO2 为氧化剂，SO2 中 S 化合价为＋4 价，既具有氧化 性，也具有还原性，因此两种物质都具有氧化性，故 B 符合题意； C、CO2 通入 Ba(NO3)2 溶液不反应，无现象，故 C 不符合题意； D、CO2 不能使品红溶液褪色，故 D 不符合题意。 故答案为：B 【分析】二氧化碳和二氧化硫都是酸性氧化物，二者都具有氧化性，对应的水化物都是弱酸，二氧化硫具有漂白性， 但是二氧化碳不具有漂白性。 5.【答案】 C 【考点】二氧化硫的性质，浓硫酸的性质实验，酸（碱）式滴定管的使用 【解析】【解答】A.铜与浓硫酸反应需加热，无酒精灯，B 不符合题意； B.SO2 密度比空气的密度大，应该长管进，短管出，B 不符合题意； C.稀释浓硫酸，将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入水中，并不断用玻璃棒搅拌，C 符合题意； D.NaOH 溶液腐蚀玻璃，应放在碱式滴定管中，该滴定管是酸式滴定管，D 不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.铜与浓硫酸的反应需要加热条件； B.结合 SO2 密度与空气密度大小分析； C.结合浓硫酸的稀释操作分析； D.图示滴定管为酸式滴定管； 6.【答案】 B 【考点】含硫物质的性质及综合应用 【解析】【解答】A、硫化氢与氧气反应生成二氧化硫，故 A 不符合题意； B、硫与氧气反应只生成二氧化硫，SO2 在催化剂加热条件下生成三氧化硫，故 B 符合题意； C、SO2 被溴水氧化成硫酸，故 C 不符合题意； D、浓硫酸具有强氧化性，与碳反应生成二氧化硫，故 D 不符合题意； 故答案为：B。 【分析】硫与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫生成三氧化硫需要催化剂、加热，所以硫不能直接生成三氧化硫，结 合含硫化合物的性质进行分析即可。 7.【答案】 B 【考点】二氧化硫的性质，二氧化硫的漂白作用 【解析】【解答】A.二氧化硫的漂白性是因为和有色物质反应生成无色物质而漂白品红溶液，二氧化硫被溴、酸性高 锰酸钾氧化而使这两种物质褪色，二氧化硫不能使酸碱指示剂褪色，选项 A 不符合题意； B.二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色，所以能使品红溶液褪色的物质不一定是 SO2 ， 选项 B 符合题意； C.漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性，活性炭的漂白性是利用其吸附性，二氧化硫的漂白性是因为和有色物质 反应生成无色物质，所以其漂白原理不一定相同，选项 C 不符合题意； D.二者恰好反应生成盐酸和硫酸，反应方程式为 Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl，盐酸和硫酸没有漂白性，所以等物质的量 的 SO2 和 Cl2 混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中不能使有色布条褪色，选项 D 不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.二氧化硫使溴水。酸性高锰酸就溶液褪色体现了二氧化硫的还原性； B.次氯酸、二氧化氯等都能品红溶液褪色； C.漂白原理分别是化合、氧化、吸附、氧化； D.等物质的量的二氧化硫和氯气反应生成盐酸和硫酸，漂白性消失。 8.【答案】 A 【考点】二氧化硫的性质 【解析】【解答】A.e、f 两管中的试剂为浓氨水和 NaOH 固体时，二者反应可产生 NH3 ， 进入 BaCl2 溶液中，可将 SO2 转化为 SO32- ， 与 BaCl2 溶液反应生成 BaSO3 沉淀，A 符合题意； B.玻璃管的作用是平衡压强， 防止瓶内压强过大，B 不符合题意； C.若 Y 型管乙内产生的是氨气，由于氨气极易溶于水，为防止产生倒吸，导管 d 不能伸入液面下，C 不符合题意； D.若 Y 型管乙中产生的氧化性气体，则通入 BaCl2 溶液中，将溶液中的 SO2 氧化成 SO42- ， 与 Ba2+形成 BaSO4 沉淀，BaCl2 溶液中不存在 BaSO3 沉淀，D 不符合题意； 故答案为：A 【分析】由于酸性 H2SO3