逐点盘查(二)　化学反应与电能

题点(一)原电池原理及应用1．(2021·广东等级考)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时(

)A．负极上发生还原反应B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极D．将电能转化为化学能逐点盘查(二)——化学反应与电能答案：B

解析：放电时，负极上发生失电子的氧化反应，A错误；碳纳米管为正极，CO2在正极上得电子，发生还原反应，B正确；放电时，阳离子由负极移向正极，C错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，D错误。2．(2023·广东等级考)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(

)A．Ag作原电池正极B．电子由Ag经活性炭流向PtC．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．每消耗标准状况下11.2L的O2，最多去除1molCl－答案：B

解析：O2在Pt极得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag电极失去电子发生氧化反应生成Ag＋，再与Cl－结合，Ag为负极。由分析可知，Ag为负极，A错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；每消耗标准状况下11.2L的O2，转移电子2mol，故最多去除2molCl－，D错误。

答案：C

原电池内部电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na＋由负极移向正极，C正确；4.(2023·海南等级考)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是(

)A.b电极为电池正极B.电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性D.每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量解析：铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极，A正确；电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的Na＋向b电极移动，B错误；电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子Al－3e－===Al3＋，铝离子水解显酸性，C错误；答案：A

5．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。(1)电池负极电极反应式为__________________；放电过程中需补充的物质A为________________(填化学式)。(2)上图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为__________________________________。内存知能激活重点关注有关原电池考查的3个易错点(1)书写电极反应式时，酸性介质中不能出现OH－，碱性介质中不能出现H＋，熔融电解质或固体电解质中只能出现其电离出的离子。(2)没有说明酸碱性环境时，一般不能在电极反应式的左侧随意“补项”H＋或OH－，而应“补项”H2O，再根据电荷守恒及原子守恒在右侧补H＋或OH－。(3)对于活泼金属电极，不能想当然地认为电极产物为金属离子，因为产生的金属离子一般会与电解质溶液中的离子继续反应，最终的氧化产物要根据题中信息确定。题点(二)电解原理及应用6．(2022·天津等级考)实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(a′、b′)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，a′端的字迹呈白色。下列结论正确的是(

)A．a为负极B．b′端的字迹呈蓝色C．电子流向为b→b′→a′→aD．如果将a′、b′换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同答案：B

解析：根据实验现象，a′端呈白色，即生成了氯气，氯离子失去电子，则a′端为阳极，a为正极，A错误；b′端为阴极，水得到电子生成H2的同时，还生成氢氧根离子，遇石蕊溶液变蓝，B正确；电子不会从b′端进入溶液到达a′端，C错误；如果换成铜棒，铜作阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D错误。7．(2023·广东等级考)利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合K1，一段时间后(

)A．U形管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2B．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl－>I－D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转答案：D

左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，HClO具有漂白性，则a处布条褪色，B错误；b处出现蓝色，发生Cl2＋2KI===I2＋2KCl，说明还原性：I－>Cl－，C错误；断开K1，立刻闭合K2，此时构成氢氯燃料电池，形成电流，电流表发生偏转，D正确。8．(2022·海南等级考)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。下列有关说法正确的是(

)A．在b电极上，N2被还原B．金属Ag可作为a电极的材料C．改变工作电源电压，反应速率不变D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少答案：A

解析：由装置可知，在b电极上，N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b极为阴极，a极为阳极。由分析可知，在b电极上，N2被还原，A正确；a为阳极，若金属Ag作a电极的材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源电压，反应速率会改变，C错误；电解过程中，阴极电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，阳极电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，因此固体氧化物电解质中O2－不会改变，D错误。9．(2023·浙江选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是(

)A．石墨电极为阴极，发生氧化反应B．电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动答案：C

解析：在外加电源下，石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，选项A错误；电极A为阴极，电极反应为TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4O2－，选项B错误；阳极生成一氧化碳而不生成氯气，说明该体系中，石墨优先于Cl－参与反应，选项C正确；电解池中阳离子向阴极(电极A)移动，选项D错误。10．(2023·辽宁等级考)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(

)A．b端电势高于a端电势B．理论上转移2mole－生成4gH2C．电解后海水pH下降D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋答案：D

解析：钛网上发生氧化反应，为阳极，则电源a端为正极，电源b端为负极，a端电势高于b端电势，A项错误；理论上每转移2mole－，生成1molH2，质量为2g，B项错误；阳极上Cl－放电转化为HClO，电极反应为Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，D项正确。内存知能激活掌握电解池中电解过程分析五步走题点(三)金属的腐蚀与防护11．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋。

()(2)铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀。

()(3)粗铜(含碳)与稀硫酸接触发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。

()×√√(4)用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈。

()(5)高性能环氧涂层有效阻止了氧气、海水等对钢铁的侵蚀。

()(6)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。

()√√×12．(2022·广东等级考)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(

)A．加入AgNO3溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成答案：D

解析：A项，氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，不符合题意；B项，淀粉碘化钾溶液可检验氧化性物质，但无论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与淀粉碘化钾发生反应，不符合题意；C项，氯化钠溶液中不会出现Fe3＋，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，不符合题意；D项，K3[Fe(CN)6]是用于检验Fe2＋的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，符合题意。13.埋在土壤中的输油钢制管道容易被腐蚀。已知对管道1和管道2进行如图所示的电化学防护设计。下列说法错误的是(

)A.对管道1进行防腐时，需要定期更换镁块B.管道1的电势低于Mg块C.区域②采用外加电流法D.区域②通入保护电流使管道2表面腐蚀电流接近于0答案：B

解析：由题图可知，区域①采用的是牺牲阳极法进行防腐，即将还原性较强的Mg金属作为保护极，与被保护金属即管道1相连构成原电池，Mg作为负极发生氧化反应而消耗，