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文档简介
1、 命题区间五 电化学基础 角度一 原电池原理和化学电池 3高考必备 i 构建原电池模型,类比分析原电池工作原理 旷沿导线传递.有电流产生 构建如图 Zn|H2SQICU 原电池模型,通过类比模型,结合氧化还原反应知识 (如:化合价的变 化、得失电子情况等),能迅速判断原电池的正、负极,弄清楚外电路中电子的移动情况和内 电路中离子的移动情况,准确书写电极反应式和电池总反应式,掌握原电池的工作原理。 2化学电源中电极反应式书写的思维模板 (1) 明确直接产物:根据负极氧化、正极还原,明确两极的直接产物。 (2) 确定最终产物:根据介质环境和共存原则,找出参与的介质粒子,确定最终产物。 (3) 配平
2、:根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 注意 H*在碱性环境中不存在; 02在水溶液中不存在,在酸性环境中结合 H+,生成 H2Q 在中性或碱性环境中结合 H2Q 生成 QH;若已知总反应式时,可先写出较易书写的一极的 电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的一极的电极反应式,即得 较难写出的另一极的电极反应式。 轼优反应 Zn-2e=ZnJt zn Cu 旺原反应 阴离子 电解质陳液 UU M 2H+2c-=H l 向 2 a对点集训 题组一原理的理解 i 锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过, 下列有关叙述 正确的是() A. 铜电极上发生氧
3、化反应 B. 电池工作一段时间后,甲池的 C(S&)减小 C. 电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加 D. 阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡 答案 C 解析 A 项,由锌的活泼性大于铜,可知铜电极为正极,在正极上 Cu2+得电子发生还原反应 生成 Cu,错误;B 项,由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故甲池的 C(SO4)不 变,错误;C 项,在乙池中 Cu2+ + 2e_ =Cu同时甲池中的 Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池 中,由于MZn2+ )MCu2,故乙池溶液的总质量增加,正确; D 项,阳离子交换膜只允许阳 离子和水分子通过,电解过程
4、中 Zn2+通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡,阴离子是不 能通过交换膜的,错误。 2. (2017 青岛二模)Zn-ZnS04-PbSO-Pb 电池装置如图,下列说法错误的是 ( ) Pb A. SO从右向左迁移 B. 电池的正极反应为 Pb2+ + 2e - =Pb C. 左边 ZnSQ 浓度增大,右边 ZnSQ 浓度不变3 D. 若有 6.5 g 锌溶解,有 0.1 mol SO 4通过离子交换膜 答案 B 解析 装置左侧电极为负极,右侧电极为正极,阴离子移向负极,即 SO从右向左迁移,A 项正确;电池的正极反应式为 PbSQ+ 2e-=Pb+ SO_,B 项错误;负极反应式为 Zn
5、2e_ =Z6 + ,产生 ZnSQ,左边 ZnSQ 浓度增大,右边 ZnSQ 浓度不变,C 项正确;6.5 g 锌溶解,转移 0.2 mol e ,电解液中有 0.2 mol 负电荷通过离子交换膜,即有 0.1 mol SQ 4通过离子交换 膜,D 项正确。 3. (2016 全国卷n, 11)Mg AgCI电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙 述错误的是( ) A. 负极反应式为 Mg- 2e=Mg+ B. 正极反应式为 Ag+ + e =Ag C. 电池放电时 Cl 由正极向负极迁移 D. 负极会发生副反应 M 叶 2fO=Mg(OH 片 H4 解题思路 丐出电池总 1砸和止
6、旳唇密选卫电 楚断诡项儿 二 擾嵐应丸、B上正误 匝豆 7篇琴閉壮船正误 答案 B Mg|海水|AgCl 电池总反应式为 Mg+ 2AgCI=MgC2+ 2Ag。A 项,负极反应 式为 Mg- 2e=Mg+,正确;B 项,正极反应式为 2AgCl + 2e=2Cl + 2Ag,错误;C 项, 反应 Mg+ 2fO=Mg(OH 片 Hz f,正确。 题组二 新型化学电源的分析 4. (2017 全国卷川,11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中 电极 a 常用掺有石墨烯的 S8材料,电池反应为 16Li + x&=8Li2S(2 x w 8)。下列说法错误 的是(
7、 ) A. 电池工作时,正极可发生反应: 2Li 2S6 + 2Li + + 电池材料 解析根据题意, 对原电池来说,阴离子由正极移向负极,正确; D 项,由于镁是活泼金属,则负极会发生副 4 2e=3Li2$5 B. 电池工作时,外电路中流过 0.02 mol 电子,负极材料减重 0.14 g C. 石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D. 电池充电时间越长,电池中 Li 2S2的量越多 答案 D 解析 A 项,原电池电解质中阳离子移向正极,根据全固态锂硫电池工作原理图示中 Li +移 动方向可知,电极 a 为正极,正极发生还原反应,由总反应可知正极依次发生 Li Li Li 2S4T
8、Li 2S2的还原反应,正确;B 项,电池工作时负极电极方程式为 Li e =Li十,当外电路中流过 0.02 mol 电子时,负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02 mol ,其质 量为 0.14 g,正确;C 项,石墨烯具有良好的导电性,故可以提高电极 a 的导电能力,正确; 申解 D 项,电池充电时为电解池,此时电解总反应为 8Li 2S=6Li + xS(2 x厂BrCl 0H(水) 含氧酸根F。 阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断: Ag+Hgi + Fei+Ci2+ H Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水)Al 3 + M(2+ Na+o (6) 恢复原态措施 电
9、解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极 产物的化合物,但也有特殊情况,如用惰性电极电解 CuSO 溶液,Cu2+完全放电之前,可加入 CuO 或 CuCO 复原,而 Cu完全放电之后,应加入 Cu(OH)2或 Cu(OH)2CO 复原。2C|-2e-=C:l2 ECul k Hi说反应 阴扱 电解嫌溶戚 阴离T T- - 9 题组一电解原理的理解 1 . (2018 全国卷I, 13)最近我国科学家设计了一种 CQ+ HzS 协同转化装置,实现对天然 气中 CO 和 HbS 的高效去除。示意图如下所示,其中电极分别为 ZnO(石墨烯(石墨烯包裹的 ZnO
10、) 和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为: EDTAFe2+ e =EDTA-Fe+ 3 I I 2 | 2EDTAFe + H2S=2H + S+ 2EDTA-Fe 天然 t天然气 (CHCO) (CHCO2. H虞零、 质子交换腔 该装置工作时,下列叙述错误的是 ( ) A. 阴极的电极反应: CO+ 2H+ + 2e=CO H2O B. 协同转化总反应: CO+ HaS=CO- HaO+ S C. 石墨烯上的电势比 ZnO(石墨烯上的低 D. 若采用 Fe3-/Fe2+取代 EDTA-FCT/EDTA-Fe2-,溶液需为酸性 答案 C 解析 由题中信息可知,石墨烯电极发生氧化反应,为电解池的
11、阳极,则 ZnO(石墨烯电极为 阴极。阳极接电源正极,电势高,阴极接电源负极,电势低,故石墨烯上的电势比 ZnO石墨 烯上的高,C 项错误;由题图可知,电解时阴极反应式为 CO+ 2H+ 2e =C HQ A 项正 确;将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为 CO+ H2S=CO H2O+ S, B 项正确;Fe3-、Fe2 +只能存在于酸性溶液中, D 项正确。 2 . (2018 长春一模)铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强, 控制一定的 条件,用如图所示的电化学氧化法,可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是光优电池 EDTA-Fe H;S RDTA-Fe1 10
12、电解 2AI + 3HO=AI 2Q + 3H4,电解质 为硫酸溶液,氢氧根离子不可能参加反应,阳极反应为: 极反应为:6H + 6e =3H To 3 甲、乙为惰性电极,根据如图判断,下列说法正确的是 ( ) 屮 讣 - 乙 b hi 二 7 -旨二- E4 A. 甲电极附近溶液 pH 会升高 B. 甲极生成氢气,乙极生成氧气 C. 当有 0.1 mol 电子转移时,乙电极产生 1.12 L 气体 D. 图中 b 为阴离子交换膜、c 为阳离子交换膜,利用该装置可以制硫酸和氢氧化钠 答案 D 解析 甲为阳极,放氧生酸,电极附近 浓度增大;乙为阴极,产生 H2; C 项未指明标准状 况,错。 题
13、组二电解原理的应用 4 纳米氧化亚铜在制作陶瓷等方面有广泛应用。利用电解的方法可得到纳米 CsO,电解原 理如图所示。下列有关说法不正确的是 ( ) A -1 Z- 二 二 n z A. 阴极上有金属铝生成 D. 阳极的电极反应式为: 2AI 答案 D 解析 根据原电池装置和题目信息可知电解总反应为: 2AI + 3H2O 6e=AbO+ 6H+,阴 11 离了-左换虺 A. b 极为负极 B. 铜极的电极反应式为 2Cu 2e+ 20H=CuS HO C. 钛极附近逸出 02 D. 每生成 1 mol Cu 2O,理论上有 2 mol OH 从离子交换膜左侧向右侧迁移 答案 C 解析 A 项
14、,铜为阳极,钛为阴极,阴极与负极相连,所以 b 极为负极,不符合题意; B 项, 铜极上发生氧化反应生成氧化亚铜, 不符合题意;C 项,钛极的电极反应式为 2fO+ 2e=2OH + H2T,符合题意;D 项,左侧生成 OH,右侧消耗 OH,且每生成 1 mol CitO 时,消耗 2 mol OH,为维持电荷平衡,则理论上有 2 mol OH 从离子交换膜左侧向右侧迁移,不符合题意。 5.用粗硅作原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如图。下列叙述正确的是 ( ) A. 电源的 B 极为负极 B. 可选用石英代替粗硅 C. 电解时,熔融盐中 Li +向粗硅移动 D. 阳极反应:Si + 4H_ 4e
15、 =SiHk 答案 D 解析 根据该装置图,该装置为电解池,总反应为: Si + 2f=SiH4。H 生成 发生还原 反应,Si 发生氧化反应。根据电解池原理,阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,故通入 H2的那一极是阴极,故 A 是负极,B 是正极,故 A 项错误;阳极粗硅失电子,若换成石英, 即 SiO2, SiO2中 Si 已经是+ 4 价,无法再失电子,故 B 项错误;电解时,熔融盐中 Li +向阴 极移动,故C 项错误;阳极粗硅生成 SiH4,故电极反应为:Si + 4H 4e=SiH4,故 D 项正 确。 6 .储氢合金表面镀铜过程中发生的反应为 Cu2+ + 2HCH9 4OH=
16、Ci H4 + 2H.O+ 2HCOO。 下列说法正确的是( ) 2+ A. 阴极发生的电极反应只有 Cu + 2e =Cu 12 B. 镀铜过程中化学能转变为电能 C. 合金作阳极,铜作阴极 D. 电镀过程中 OHI向阳极迁移 答案 D 解析 A 项,阴极上还会析出氢气,发生的电极反应还有 2H2O+ 2e =20+ H2f,错误;B 项,利用电解原理在合金表面镀铜,是将电能转化为化学能,错误; C 项,合金作阴极,铜 作阳极,错误;D 项,阳极反应式为 HCH 2e + 30HI =HCO0+ 2Hb0, 0HI向阳极迁移,并 在阳极上发生反应,正确。 角度三 电化学原理的综合判断 3高考
17、必备 . 1 .金属腐蚀原理及防护方法总结 (1) 常见的电化学腐蚀有两类: 形成原电池时,金属作负极,大多数是吸氧腐蚀; 形成电解池时,金属作阳极。 (2) 金属防腐的电化学方法: 原电池原理一一牺牲阳极的阴极保护法:与较活泼的金属相连,较活泼的金属作负极被腐 蚀,被保护的金属作正极。 注意:此处是原电池,牺牲了负极保护了正极,但习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。 电解池原理外加电流的阴极保护法:被保护的金属与电池负极相连,形成电解池,作 阴极。 2 .可充电电池的反应规律 (1) 可充电电池有充电和放电两个过程,放电时是原电池反应,充电时是电解池反应。 (2) 放电时的负极反应和充电时的阴极
18、反应、 放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反 应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴 (阳)极反应式。 可充电电池充电时原负极必然要发生还原反应 (生成原来消耗的物质),即作阴极,连接电 源的负极;同理,原正极连接电源的正极,作阳极。简记为负连负,正连正。 3 “串联”类电池的解题流程 13 a对点集训 题组一金属的腐蚀与防护 1 2018 年 4 月 12 日,我国海军首次在南海进行海上阅兵。为了保护舰艇 (主要是钢合金材 料),在舰体表面镶嵌金属块(R)。下有关说法不正确的是 ( ) A. 这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的阴极保护法 B. 金属块 R 可能是镁或锌 C.
19、 海水呈弱碱性,舰艇在海水中易发生析氢腐蚀 D. 正极反应式为 O2+ 2HbO+ 4e_ =4OH 答案 C 解析 在舰体表面镶嵌金属块(R),这种保护方法利用原电池原理,需要金属块 R 比铁活泼, R 作负极,钢铁作正极,这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法,故 A 项正确;金属块 R 比铁 活泼,可能是镁或锌,故 B 项正确;在弱碱性海水中主要发生吸氧腐蚀,在酸性溶液中才会 发生析氢腐蚀,故 C 项错误;吸氧腐蚀的正极上发生还原反应,电极反应式为 Q+ 2fO+ 4e =4OH,故 D 项正确。14 2. (2018 北京,12)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下 (烧杯内均为经过酸化的 3
20、%NaCI 溶液)。 下列说法不正确的是( ) A. 对比,可以判定 Zn保护了 Fe B. 对比,K3Fe(CN) 6可能将 Fe 氧化 C. 验证 Zn保护 Fe 时不能用的方法 D. 将 Zn换成 Cu,用的方法可判断 Fe 比 Cu活泼 答案 D 解析 K3Fe(CN) 6可将单质铁氧化为 Fe2*, Fe2+与 树 Fe(CN) 6生成蓝色沉淀,附着在 Fe 表 面,无法判断铁比铜活泼, D 错;实验中加入 K3Fe(CN)6,溶液无变化,说明溶液中没有 Fe2*;实验中加入 K4Fe(CN)6生成蓝色沉淀,说明溶液中有 Fe2* , A 对;对比可知, 中 K3Fe(CN)6可将
21、Fe 氧化成 Fe2*, Fe2*再与 K3Fe(CN) 6反应生成蓝色沉淀,B 对;由以 上分析可知,验证 Zn保护 Fe 时,可以用做对比实验, C 对。 3 在远洋轮船与接触海水的船侧和船底镶嵌一些金属 M 以提高船体的抗腐蚀能力。下列说 法不正确的是( ) A. 金属 M 宜选择化学性质比铁稳定的银、铜等 B. 金属 M 发生氧化反应 C. 海水 pH 一般为 7.5,正极反应为 Q+ 4e+ 2HO=4OH D. 上述方法为牺牲阳极的阴极保护法 答案 A 在 Fe 表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 K|R b 为正极,电极反应可由总反应 负极反应得到,所以 b
22、极反应为 3HQ + 6e_ + 3H2O=9OH,反应后溶液的 pH 增大,A、B 两项正确;根据上述分析, a 为负极,故电子流向为 d, CTb, C 项错误;由 CO(Nb2N2, 可知每生成 1 mol N 2,转移 6 mol 电子,需要消耗 2 mol Al,故消耗 2.7 g (0.1 mol)AI 时, 转移 0.3 mol电子,生成 0.05 mol N 2,换算成标准状况下的体积为 1.12 L , D 项正确。 8. 肼(分子式为 N2H4,又称联氨)具有可燃性,在氧气中完全燃烧生成氮气,可用作燃料电池 的燃料。 由题图信息可知下列叙述不正确的是 ( ) 20 A. 甲
23、为原电池,乙为电解池 B. b 电极的电极反应式为 Q+ 4e=2O_ C. d 电极的电极反应式为 Cu2+ + 2e=Cu D. c 电极质量变化 128 g 时,理论消耗标准状况下的空气约为 112 L 答案 B 解析 由题图信息可知,甲为乙中的电解提供能量, A 项不符合题意;水溶液中不可能存在 Of , B 项符合题意;d 电极与负极相连,发生还原反应,生成 Cu, C 项不符合题意;铜质量 减少 128 g,减少的物质的量为 2 mol,故转移 4 mol 电子,由 NbHk+ Q=N+ 2HO可知,N 元素的化合价由一 2 升高到 0,故转移 4 mol 电子时,参与反应的 Q
24、的物质的量为 1 mol,即 消耗空气的物质的量约为 芻% = 5 mol,即标准状况下的体积为 5 molx 22.4 L mo1= 112 L, D 项不符合题意。 9. 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。 利用浓差电池电解 硫酸钠溶液可以制得氧气、 氢气、硫酸和氢氧化钠,其装置如下图所示(左侧是浓差电池,右 侧是电解池,a、b 电极均为石墨电极)。 下列说法正确的是( ) A. 电池放电过程中, Cu(1)电极上的电极反应为 Cu2+ 2e_ =Cu B. a 电极的电极反应为 2H2O 4e=Of+ 4H+ C. c、d 离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子
25、交换膜 D. 电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得 160 g 氢氧化钠 答案 D 解析浓差电池放电时,两个电极区的硫酸铜溶液的浓度差会逐渐减小,当两个电极区硫酸 铜溶液的浓度完全相等时,放电停止。电池放电过程中, Cu(1)电极上发生使 Cu2+浓度降低 ., 2+ 一 2+ 一 2 + 的还原反应 Cu + 2e =CuCu(2)电极发生使 Cu浓度升高的氧化反应 Cu 2e =Cu ,Cu(1) 电极为正极,Cu(2)电极为负极,A 项错误;电解池中,a、b 电极分别连接电池的负极和正极, 21 因此 a、b 电极依次为电解池的阴极和阳极 ,阴极反应为 4HzO+ 4e一=2Hf
26、 + 4OH ,阳极反应 为 2H2O- 4e=Of + 4H+,B 项错误;电解过程中,两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中, Na*通过阳离子交换膜 c 进入阴极(a 极)区,SO通过阴离子交换膜 d 进入阳极(b 极)区,C 项错误;电池从开始工作到停止放电, 正极区硫酸铜溶液的浓度将由 2.5molL1降低到 1.5 mol L ,负极区硫酸铜溶液的浓度同时由 0.5molL 升高到 1.5 mol L ,正极反应可 还原 Cu的物质的量为 2 L X (2.5 1.5) mol L = 2 mol,电路中转移 4 mol 电子,电解 池的阴极反应生成 4 mol OH_,即阴极区可制得
27、4 mol 氢氧化钠,其质量为 160 g, D 项正确。 命题区间特训 A 组 1.(2017 全国卷n, 11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、 耐腐蚀的氧化膜,电解 质溶液一般为 H2SQ H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是 ( ) A. 待加工铝质工件为阳极 B. 可选用不锈钢网作为阴极 C. 阴极的电极反应式: Al3 + 3e_ =Al D. 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案 C 解析 A 项,根据电解原理可知, Al 要形成氧化膜,化合价升高失电子,因此铝为阳极,正 确;B 项,阴极仅作导体,可选用不锈钢网,且不锈钢网接触面积大,能增加电解效率,正 确;C 项,阴
28、极应为氢离子得电子生成氢气,错误; D 项,电解时,阴离子移向阳极,正确。 2 .某同学设计如图所示装置,探究氯碱工业原理,下列说法正确的是 ( ) 电源 胞和债盐水 A. 石墨电极与直流电源负极相连 B. 用湿润的 KI-淀粉试纸在铜电极附近检验气体,试纸变蓝色 C. 氢氧化钠在石墨电极附近产生, Na*向石墨电极迁移 22 D. 铜电极的反应式为 2H+ + 2e_ =Hf 答案 D 解析 设计本装置的目的是探究氯碱工业原理,也就是电解氯化钠溶液,故铜电极只能作阴 极,应连接电源的负极, A 项错误;铜电极上得到的产物是氢气,没有生成 Cl2,无法使湿润 的 KI-淀粉试纸变蓝色,B 项错
29、误;铜电极发生的电极反应为 2H+ + 2e_=Hf,屮放电过程23 中,大量 OHI在铜电极附近产生,Na*向铜电极迁移,C 项错误,D 项正确。 3. (2016 全国卷川,11)锌一空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为 KOH 溶液,反应为 2Zn+ Q+ 4OH + 2H2O=2Z n(OH)。下列说法正确的是 ( ) A. 充电时,电解质溶液中 K*向阳极移动 B. 充电时,电解质溶液中 c(OHT)逐渐减小 C. 放电时,负极反应为 Zn + 4OH 2e =Z n(OH” D. 放电时,电路中通过 2 mol 电子,消耗氧气 22.4 L(标准状况) 答案 C 解
30、析 A 项,充电时,电解质溶液中 K*向阴极移动,错误;B 项,放电时总反应方程式为 2Zn + Q+ 4OH+ 2fO=2Zn(OH4_,则充电时电解质溶液中 c(OH)逐渐增大,错误;C 项,在碱 2 丰 一 2 一 性环境中负极 Zn失电子生成的 Zn将与 OH 结合生成 Zn(OH”,正确;D 项,Q4e,故电 路中通过 2 mol 电子,消耗氧气 0.5 mol,标准状况下体积为 11.2 L,错误。 4 对如图装置(铁的防护)的分析正确的是( ) A. 甲装置是牺牲阳极的阴极保护法 B. 乙装置是牺牲阳极的阴极保护法 C. 一段时间后甲、乙装置中 pH 均增大 D. 甲、乙装置中铁
31、电极的电极反应式均为 2H+ 2e_=H f 答案 B 解析 A 项,甲装置中 C 为阳极,阳极上氯离子失电子, Fe 为阴极,阴极上氢离子得电子, 属于外加电流的阴极保护法,错误; B 项,乙装置中 Zn为负极,Fe 为正极,正极上氧气得电 子,Fe 不参加反应,Fe 被保护,所以是牺牲阳极的阴极保护法,正确; C 项,甲装置中电解 氯化钠生成氢氧化钠,溶液的 pH 增大,乙装置中负极 Zn失电子,正极氧气得电子,最终生 成氢氧化锌沉淀,溶液的 pH 几乎不变,错误;D 项,乙中正极上氧气得电子生成氢氧根离子, 所以 Fe电极上没有氢气生成,错误。NaCl溶液 NiiCl洛液 24 5 科学
32、家尝试用微生物电池除去废水中的有害有机物,其原理如图所示: F 列有关说法错误的是( ) A. A 极电极反应式为 + 2e+ H+ = + Cl B. B 极电极反应式为 CHCOO 8e+ 4fO=2HG(M 9H+ C. 溶液中的阴离子由 A 极向 B 极移动 D. 该微生物电池在高温条件下无法正常工作 答案 C 解析 根据微生物电池的原理, H 通过质子交换膜由 B 极向 A 极移动,说明 A 极为电池正极, B 极为电池负极,A、B 选项中的电极反应都正确;由于电池中的质子交换膜只能让 H 通过, 故溶液中的阴离子无法由 A 极向 B 极移动,C 项错误;高温条件下,微生物无法生存,
33、故微 生物电池无法正常工作, D 项正确。 6 .一种生物电化学方法脱除水体中 NHT的原理如图所示,下列说法正确的是 ( ) - 511= 斗水出口 一盯:填料 -Q - A. 装置工作时,化学能转变为电能 B. 装置工作时,a 极周围溶液 pH 降低 C. 装置内工作温度越高, NH脱除率一定越大 D. 电极 b 上发生的反应之一是: 2N( 2e=Nf+ 3Qf 答案 B 解析 该装置是把电能转化为化学能,故 A 项错误;a 极为阳极,电极反应为 Nhf+ 2HzO- 6e =NO+ 8H+ ,所以 a 极周围溶液的 pH 减小,故 B 项正确;该装置是在细菌生物作用下进行 细茵 股水冠
34、 NO; CI 丿 电极;* 25 的,所以温度过高,导致细菌死亡, N 宵脱除率会减小,故 C 项错误;b 极上反应式为 2N0 + 12H+ 10e =Nf + 6fO,故 D 项错误。 7如图 a、b、d 均为石墨电极,c 为 Mg 电极,通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确 的是( ) A. 向甲中加入适量 CU(0H)2,溶液组成可以恢复 B. 电解一段时间,乙溶液中会产生白色沉淀 C. 当 b 极增重 3.2 g 时,d 极产生的气体体积为 1.12 L D. 甲中 b 极上的电极反应式为 4OH 4e_ =Of+ 2H2O 答案 B 解析 甲中 CuSQ 足量,电解过程中溶液
35、减少的是“ O和“ Cu”,应补 CuQ A 错;B 项,c 电极Mg-2e=Mg+, d 电极水电离的 J 放电产生 H2,剩余 OH,溶液显碱性,因而会产生 Mg(OH白色沉淀;C 项未指明标准状况,无法计算; D 项,b 极为阴极,电极反应为 Cu2+ + 2e =Cu 8 .用如图所示装置处理含 NO 的酸性工业废水,某电极反应式为 2NQ+ 12H + 10e=N f + 6fQ 则下列说法错误的是 ( ) 质匸交换膜 A. 电源正极为 A,电解过程中有气体放出 B. 电解时 H 从质子交换膜左侧向右侧移动 C. 电解过程中,右侧电解液 pH 保持不变 D. 电解池一侧生成 5.6
36、g N 2,另一侧溶液质量减少 18 g 答案 C 解析 A 项,根据题意,与 B 极相连的电极反应为 2NQ+ 12H+ 10e =Nf + 6H.O,作电解 池的阴极,故 B 为负极,贝 U A 为正极,溶液中的 OH 放电,生成 Q,正确;B 项,电解时, 左侧阳极室 OH 发生26 反应,剩余了 H,故 H 从质子交换膜左侧向右侧移动,正确; C 叽在 电解过程中,1 从质子交换膜左侧向右侧移动,故电解液的酸性增强, pH 减小,错误;D 项,27 电解池一侧生成 5.6 g N 2,转移的电子的物质的量为 2 mol,故另一侧发生反应的水的物质 的量为 1 mol,溶液质量减少 18
37、 g,正确。 9 .某电 动汽车 配载一种 可充放电 的锂离 子电池,放电时 电池总 反应为 Li i xCoO + Li xG=LiCoQ+ G(xv 1)。下列关于该电池的说法不正确的是 ( ) A. 放电时,Li +在电解质中由负极向正极迁移 B. 放电时,负极的电极反应式为 Li xCs xe_=xLi + + G C. 充电时,若转移 1 mol e ,石墨(C6)电极将增重 7x g D. 充电时,阳极的电极反应式为 LiCoO2 xe=Li1-xCoO+ xLi + 答案 C 解析 A 项,原电池中阳离子由负极向正极迁移,正确; B 项,放电时,负极发生氧化反应, 电极反应式为
38、LixG xe =xLi + G,正确;C 项,充电时,若转移 1 mol 电子,石墨电极 质量将增重 7 g,错误;D 项,充电时阳极发生氧化反应,电极反应式为 LiCoO2 xe = Li 1xCoO+ xLi 十,正确。 B 组 1.下图是利用盐桥电池从某些含碘物质中提取碘的两个装置: F 列说法中正确的是( ) A. 两个装置中,石墨i和石墨n均作负极 B. 碘元素在装置中被还原,在装置中被氧化 一 2+ 一 C. 装置中 MnO 的电极反应式为 MnO+ 2HC+ 2e =M n + 4OH D. 装置、中的反应生成等量的 12时,导线上通过的电子数之比为 1 :5 答案 D 解析
39、装置中石墨I区的 Nal 生成丨2是失去电子的过程,故石墨I作负极,装置中石墨 n区的 NalQ 生成 I 2是得到电子的过程,故石墨n作正极, A 项错误;装置中碘元素的化 石舉1 - MnQ, rT 1T7 NalfiSft溶液H至溶械 - rr】盐桥 NQI5 溶液 NuHSOjSift 28 合价升高,被氧化,装置中碘元素的化合价降低,被还原, B 项错误;在装置中,电解 质溶液为酸性溶液,不可能生成 OH , C 项错误;2ll2,生成 1 mol I 2时转移 2 mol e 一, 由装置可知,2IO一,生成 1 mol I 2时转移 10 mol e 一,所以当生成等量的 12时
40、,转移 答案 D 29 电子数之比为 1 : 5, D 项正确。 2 . LiOH 常用于制备锂离子电池正极材料。工业上常利用如图装置电解制备 电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。下列说法正确的是 ( ) A. a 是电源的负极 B. B 极区电解液为 LiOH 溶液 C. A 电极的电极反应式为 4OH 4e_=2HO+ Qf D. 外电路中每通过 0.1 mol 电子,生成 1.12 L 氢气 答案 B 解析 B 极产生 H2, B 极为电解池阴极,则 b 极为电源负极,A 项错误;B 极产生 H2,同时生 成 OH, A极 Cl 放电,Li +移向 B 极,产生 LiOH, B
41、极区电解液为 LiOH 溶液,B 项正确;A 电极的电极反应式为 2Cl 2e =Cl2 f, C 项错误;根据 2H+ 2e=H f,外电路中每通 过 0.1 mol 电子,生成 0.05 mol 氢气,但未指明状况,无法确定其体积, D 项错误。 3 .用如图装置研究电化学原理,下列分析中错误的是 ( ) 选项 连接 电极材料 分析 a b A K1K2 石墨 铁 模拟铁的吸氧腐蚀 B K1K2 锌 铁 模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法 C K1K3 石墨 铁 模拟电解饱和食盐水 D K1K3 铁 石墨 模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法 LiOH,两电极区 阳离纟交换膜 30 解析 A
42、 项,在中性条件下,铁作负极失电子,石墨作正极,正极上氧气得电子生成氢氧根 离子,则 Fe 发生吸氧腐蚀,正确; B 项,Zn、Fe 形成原电池,Zn作负极被腐蚀,Fe 作正极 被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,正确; C 项,Fe 作阴极,阴极上氢离子得电子,石墨 作阳极,阳极上氯离子失电子,电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠,正确; D 项, Fe 与正极相连,Fe 作阳极,Fe 失电子,被腐蚀,Fe 不能被保护,错误。 4. (2015 浙江理综,11)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解 H2O CO 混合气体制备 Hb 和 CC 是一种新的能源利用方式,基本原理如下图所示。下列说
43、法不正确的是 ( ) COD.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 1 :1 答案 D 解析 根据图示可知,X 极的产物为 H2和 CO 是 H2O 与 CO 的还原产物,可判断在 X 极上发 生还原反应,由此判断 X 极为电源的负极,A 项正确;根据题意,电解质为固体金属氧化物 时可以传导 O,故在阴极上发生的反应为 H2O+ 2e=H+ O , CO+ 2e=CQ O,B 项正 诵由 确;根据电极产物及电极反应可知,该反应的总化学方程式为 H2O+ CO=2+ COF O2, C 项 正确;根据电解总反应的化学方程式可知,阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为 2 : 1, D 项错误。 5
44、. (2018 海南,8 改编)一种镁氧电池如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭, 电解液为 KOH 浓溶液。下列说法错误的是 ( ) b a b A. 电池总反应式为: 2Mg+ O+ 2H2O=2Mg(OH) B. 负极反应式为:Mg- 2e_=Mg+ C. 活性炭可以加快 Q 在负极上的反应速率 A. X是电源B.阴极的电极反应式是 HbC 2e=H+ CT , CC+ 2e=CO C C.总反应可表示为 HbO+ CO 通=2 + CO C2 H2O H2 co. co 籟扌L电做 金属舗化物电備质 多孔电极 电 源 鉗L电板 ZL2 电 縛 真t t- -q.gLLbq.gL
45、Lb: :mlrrmlrr豎 31 D. 电子的移动方向由 a 经外电路到 b 答案 C 解析 氧气在活性炭表面得电子为正极, C 项错误。 6 图甲是 CO 电催化还原为碳氢化合物(CxH)的工作原理示意图,用某钾盐水溶液作电解液; 图乙是用 H2还原 CO 制备甲醇的工作原理示意图,用硫酸作电解质溶液。下列说法中不正确 的是( ) A. 图甲中铜片作阴极, Q 向铜片电极移动 B. 若图甲中 GH 为 GH4,则生成 1 molC2H4的同时生成 3 mol O 2 C. 图乙中 H2SQ 的作用是增强溶液的导电性 D. 图乙中正极发生的电极反应为 CO+ 5e+ 6H+=ClsOH HbO 答案 D 解析 由图甲中电子移动的方向可知,铜片作阴极,电解池中阳离子向阴极移动, A 项说法 正确;若图甲中 C
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