电化学培优专题

第第页电化学培优专题一、锂电池和锂离子电池例1、（金属型）锂离子电池总反应式为xLi＋Li1－xMn2O4LiMn2O4负极反应式：__________________________________________；正极反应式：__________________________________________。对点训练1、如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4=Li1－xMn2O4＋xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移对点训练2、Li－FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S。下列说法正确的是()A.Li为电池的正极B.电池工作时，Li＋向负极移动C.正极的电极反应式为FeS2＋4e－=Fe＋2S2－D.将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好例2、（嵌入脱嵌型）研究人员研制出一种可快速充放电的超性能铝离子电池，Al、Cn为电极，有机阳离子与阴离子(AlCleq\o\al(－,4)、Al2Cleq\o\al(－,7))组成的离子液体为电解质，如图为该电池放电过程示意图。负极反应式：__________________________________________；正极反应式：__________________________________________。对点训练3、一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCleq\o\al(－,4)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3Cn(Cn表示石墨)。下列说法正确的是()A．放电时负极电极反应为2Al－6e－＋7Cl－=Al2Cleq\o\al(－,7)B．放电时AlCleq\o\al(－,4)移向正极C．充电时阳极反应为AlCleq\o\al(－,4)－e－＋Cn=Cn(AlCl4)D．电路中每转移3mol电子，最多有1molCn(AlCl4)被还原对点训练4、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Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x＜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LixC6－xe－=xLi＋＋C6C．充电时，若转移1mole－，石墨(C6)电极将增重7xgD．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋对点训练5、我国科技工作者首次提出一种新型的Li＋电池，该电池正极为含有I－、Li＋的水溶液，负极为固态有机聚合物，电解质溶液为LiNO3溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极隔开，其工作原理如图所示。下列有关判断正确的是()A.甲是原电池工作原理图，乙是电池充电原理图B.放电时，液态电解质溶液的颜色加深C.充电时，Li＋穿过隔膜从右侧移向左侧D.放电时，负极反应式为二、含离子交换膜电池的应用例1、物质的制备型典例1、(2018·全国卷Ⅰ节选)制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为____________________________________。电解后，______室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。对点训练1、KIO3可采用“电解法”制备，装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式_______________________________________________。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________，其迁移方向是________。对点训练2、氢碘酸(HI)可用“四室电渗析法”制备，其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列叙述错误的是()A．通电后，阴极室溶液的pH增大B．阳极电极反应式是2H2O－4e－=4H＋＋O2↑C．得到1mol产品HI，阳极室溶液质量减少8gD．通电过程中，NaI的浓度逐渐减小例2、污水处理型典例2、用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NHeq\o\al(＋,4)，模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A．阳极室溶液由无色变成棕黄色B．阴极的电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．电解一段时间后，阴极室溶液的pH升高D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4对点训练3、利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。电池工作时，下列说法正确的是()A．a极为正极，发生氧化反应B．b极的电极反应式为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋－10e－=N2↑＋6H2OC．中间室的Cl－向左室移动D．左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4g时，用电器流过2.4mol电子对点训练4、一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法不正确的是()A．Cl－由中间室移向左室B．X气体为CO2C．处理后的含NOeq\o\al(－,3)废水的pH降低D．电路中每通过4mol电子，产生标准状况下X气体的体积为22.4L综合练习1、高铁酸盐(如Na2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面，以铁质材料为阳极，在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐，装置如图。下列说法不正确的是()A．a为阳极，电极反应式为Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OB．为防止高铁酸根扩散被还原，则离子交换膜为阳离子交换膜C．在电解过程中溶液中的阳离子向a极移动D．铁电极上有少量气体产生原因可能是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2、用电解法可提纯含有某种钾的含氧酸盐杂质(如硫酸钾、碳酸钾等)的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．电极N为阳极，电极M上H＋发生还原反应B．电极M的电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．d处流进粗KOH溶液，e处流出纯KOH溶液D．b处每产生11.2L气体，必有1molK＋穿过阳离子交换膜3、《科学美国人》评出的2016年十大创新技术之一是碳呼吸电池，电池原理如图所示，则下列有关说法正确的是()A.该装置将电能转变为化学能B.正极的电极反应为C2Oeq\o\al(2－,4)－2e－=2CO2C.每生成1molAl2(C2O4)3，有6mol电子流过负载D.随着反应进行，草酸盐浓度不断变小4、某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4转化为Na2S。下列说法正确的是()A.充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能B.放电时，a极为负极C.充电时，阳极的电极反应式为Ieq\o\al(－,3)－2e－=3I－D.M可以使用阴离子交换膜5、高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是()A.阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OB.甲溶液可循环利用C.离子交换膜a是阴离子交换膜D.当电路中通过2mol电子的电量时，会有1molH2生成6、用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是()A.阴极与阳极产生的气体体积比为1∶2B.b极的电极反应式为2H2O－2e－=O2↑＋4H＋C.产品室中发生的反应是B(OH)3＋OH－=B(OH)eq\o\al(－,4)D.每增加1molH3BO3产品，NaOH溶液增重22g7、SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关