化学 第1部分 第7讲 电化学课后热点强化

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE7-学必求其心得，业必贵于专精第一部分专题二第7讲1．（2015·全国Ⅰ卷·11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示.下列有关微生物电池的说法错误的是eq\x(导学号43864242)（A)A．正极反应中有CO2生成B．微生物促进了反应中电子的转移C．质子通过交换膜从负极区移向正极区D．电池总反应为C6H12O6＋6O2＝6CO2＋6H2O[解析]考查对原电池反应的判断。A．根据C元素的化合价的变化，C6H12O6生成二氧化碳的反应为氧化反应，应在负极生成,错误;B．微生物加速了葡萄糖的腐蚀，促进了反应中电子的转移正确；C．原电池中阳离子向正极移动,正确；D．电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应，正确，答案选A.2．(2015·浙江·11)在固态金属氧化物电解池中,高温下电解H2O-—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是eq\x（导学号43864243）（D）A．X是电源的负极B．阴极的电极反应式是：H2O＋2e－=H2＋O2－CO2＋2e－=CO＋O2－C．总反应可表示为:H2O＋CO2eq\o（=,\s\up7(通电))H2＋CO＋O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1[解析］考查电化学基础知识。从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，A正确；阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：H2O＋2e－=H2＋O2－、CO2＋2e－=CO＋O2－，B正确；从图示可知，H2O→H2、CO2→CO转化的同时有氧气生成，所以总反应可表示为：H2O＋CO2eq\o(=，\s\up7(通电））H2＋CO＋O2，C正确；从总反应可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比2∶1，D不正确。3．（2015·天津·4）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eq\x(导学号43864244)（C）A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c（SOeq\o\al(2－,4)）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[解析］原电池原理。由图象可知该原电池反应原理为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，故Zn电极为负极，失电子，发生氧化反应，Cu电极为正极，得电子，发生还原反应，故A项错误；该装置中因为阳离子交换膜只允许阳离子通过，故两池中c（SOeq\o\al（2－，4)）不变,故B项错误；电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu2＋＋2e－＝Cu,故乙池中为Cu2＋~Zn2＋，摩尔质量M（Zn2＋）＞M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，C项正确;该装置中因为阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，故D项错误;本题选C.4．(2015·四川·4）用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是eq\x（导学号43864245）（D)A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式:2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应:2CN－＋5ClO－＋2H＋=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O[解析]电化学基础知识.A．阳极要产生ClO－，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子,A正确;B．阳极是Cl－失电子产生ClO－，电极反应式为:Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2O，B正确；C．阴极是H＋产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为:2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，C正确；D．溶液为碱性,方程式应为2CN－＋5ClO－＋H2O=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－。选D。5．我国对“可呼吸”的钠——二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为：4Na＋3CO2eq\o(，\s\up7（放电）,\s\do5(充电))2Na2CO3＋C，其工作原理如下图所示（放电时产生Na2CO3固体储存于碳纳米管中)。下列说法不正确的是eq\x（导学号43864246)(D）A．放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极B．充电时,阳极反应为:2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋C．放电时，Na＋从负极区向正极区移动D．该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液［解析］由4Na＋3CO2eq\o(，\s\up7（放电)，\s\do5（充电))2Na2CO3＋C可知，放电为原电池反应，Na为负极失去电子，正极上C得到电子；充电为电解池，阳极与正极相连，阳极失去电子发生氧化反应，电解时阳离子向阴极移动，则有A．根据以上分析可知放电时,钠金属片作负极，碳纳米管作正极，A正确；B．充电时碳失去电子,阳极反应为:2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋，B正确;C．放电时，Na＋从负极区向正极区移动，C正确；D．钠是活泼的金属，与水反应，该电池的电解质溶液不能使用NaClO4的水溶液，D错误，答案选D。6．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素（H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置；同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是eq\x（导学号43864247)（C)A．H＋透过质子交换膜由右向左移动B．铜电极应与X相连接C．M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋D．当N电极消耗0.25mol气体时，铁电极增重16g［解析］由题图甲分析得出M(或X)为负极，N（或Y）为正极，由图乙分析得出Fe为阴极,Cu为阳极。乙的Fe极要与甲的X极相连接。A．原电池内部阳离子移向正极，H＋向右侧移动,故A错误；B．乙的Fe极要与甲的X极相连接,故B错误；C．负极还原剂失去电子被氧化，M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，故C正确；D．由电子守恒O2~4e－～2Cu，故当N电极消耗0。25mol气体时，铁电极增重32g,故D错误；故选C。7．Zn－ZnSO4－PbSO4－Pb电池装置如图，下列说法错误的是eq\x（导学号43864248)(B)A．SOeq\o\al(2－，4)从右向左迁移B．电池的正极反应为:Pb2＋＋2e－=PbC．左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变D．若有6.5g锌溶解，有0.1molSOeq\o\al(2－,4）通过离子交换膜[解析］A．锌是负极，SOeq\o\al(2－，4）从右向左迁移，A正确；B．电池的正极反应为：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4），B错误;C．左边锌失去电子转化为硫酸锌,ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变,C正确；D．若有6。5g锌即0。1mol锌溶解，根据电荷守恒可知有0。1molSOeq\o\al(2－,4)通过离子交换膜，D正确，答案选B。8．（2017·广州一模)用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是eq\x（导学号43864249)(C）A．阳极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．通电后阴极区附近溶液pH会增大C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区D．纯净的KOH溶液从b出口导出[解析]A中，阳极发生氧化反应，反应方程式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑,B中，阴极发生还原反应，消耗氢离子产生氢气必然会使溶液中氢离子浓度减小，所以增大溶液的pH。C中，钾离子是通过交换膜从阳极移向阴极,这样才可以达到提纯氢氧化钾的作用，C错。D中，纯净的KOH在阴极制得从b口排出,D正确。9．(2016·浙江·11）金属（M）－空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O=4M（OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是eq\x（导学号43864250)(C）A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属－空气电池,Al－空气电池的理论比能量最高C．M－空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－=4M(OH）nD．在Mg－空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜［解析]该题考查电化学知识，意在考查考生应用原电池原理解决问题的能力.A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极表面，正确；B项，根据“已知”信息知铝的比能量比Mg、Zn的高，正确；C项，M－空气电池放电过程中，正极为氧气得到电子生成OH－，错误；D项，为了避免正极生成的OH－移至负极，应选用阳离子交换膜，正确.10．以铅蓄电池为电源，将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法不正确的是eq\x(导学号43864251)(B)A．b为铅蓄电池的正极B．电解过程中,阳极区溶液中c（H＋)逐渐减小C．阴极反应式：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD．每生成1mol乙烯,理论上铅蓄电池中消耗12mol硫酸[解析］电解酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯，二氧化碳得电子生成乙烯，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O，为阴极反应，则a为电池的负极，b为电池的正极，阳极水失电子放出氧气,电极反应为2H2O－4e－=O2＋4H＋。A．由二氧化碳得电子生成乙烯，则为阴极反应，所以a为电池的负极，b为电池的正极，故A正确；B．阳极的电极反应为2H2O－4e－=O2＋4H＋，阳极区溶液中c（H＋）逐渐增大，故B错误；C．由二氧化碳得电子生成乙烯，则为阴极反应，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O,故C正确；D．每生成1mol乙烯，转移12mol电子，根据Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，转移12mol电子，消耗12mol硫酸，故D正确；故选B。11．（2017·山西大学附中月考）(Ⅰ)(1）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后,将Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用如图装置模拟上述过程:eq\x（导学号43864252）①写出阳极电极反应式__Co2＋－e－=Co3＋__。②写出除去甲醇的离子方程式__6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋__。③若上图装置中的电源为甲醇－空气－KOH溶液的燃料电池,则电池负极的电极反应式：__CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al（2－,3)＋6H2O__,净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH__2__mol。（Ⅱ)化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NOeq\o\al(－，3)的原理如下图所示.(1）电源正极为__A__(填A或B)，阴极反应式为__2NOeq\o\al（－,3）＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O__.(2)电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右）为__14。4__g.［解析]Ⅰ.(1)①通电后,将Co2＋氧化成Co3＋，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2＋－e－=Co3＋；故答案为:Co2＋－e－=Co3＋；②以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2＋，结合原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H＋，配平书写离子方程式为:6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋；故答案为：6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋；③若3图装置中的电源为甲醇－空气－KOH溶液的燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应,在碱溶液中生成碳酸盐，则电池负极的电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al（2－，3)＋6H2O,依据化学方程式计算分析2CH3OH＋3O2＋4KOH→2K2CO3＋6H2O，净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH物质的量2mol；故答案为：CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al（2－,3)＋6H2O；2；Ⅱ.(1)由图示知在Ag－Pt电极上NOeq\o\al(－，3)发生还原反应,因此Ag－Pt电极为阴极，则B为负极,A为电源正极,在阴极反应是NOeq\o\al(－,3）得电子发生还原反应生成N2,利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成，所以阴极上发生的电极反应式为：2NOeq\o\al（－，3)＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O，故答案为:A；2NOeq\o\al（－,3）＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O;(2）转移2mol电子时，阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H＋）消耗1mol水，产生2molH＋进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0。2molN2(5。6g），同时有2molH＋（2g）进入阴极室，因此阴极室质量减少3。6g，故膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右)＝18g－3.6g＝14.4g，故答案为：14.4.12．（2016·天津·10)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：eq\x(导学号43864253)（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是__污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高__（至少答出两点）。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：__H2＋2OH－－2e－=2H2O__。(2）化工生产的副产氢也是氢气的来源.电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－eq\o（=,\s\up7（电解）)FeOeq\o\al（2－，4）＋3H2↑，工作原理如图1所示，装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeOeq\o\al(2－,4），镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H