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文档简介
电化学
一、选择题(本题共20小题,每题只有一个选项符合题意)
1.糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸
氧腐蚀相同。下列分析正确的是
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e=Fe"
C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为:2H20+02+4e=4011
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气0.015mol
【答案】D
【解析】A.脱氧过程是放热反应,可吸收氧气,延长糕点保质期,A不正确;B.脱氧过程
中铁作原电池负极,电极反应为Fe-2e=Fe2',B不正确;C.脱氧过程中碳作原电池正极,
电极反应为2IM+02+4e=40H,C不正确;D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,铁的物质的量为
0.02mol,其最终被氧化为氢氧化铁,电子转移总量为0.06mol,理论上最多能吸收氧气
0.015mol,D正确。故选D。
2.“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生
石灰,向发热包中加入冷水,可用来蒸煮食物。下列说法错误的是
A.活性炭作正极,正极上发生还原反应
B.负极反应为Al-3e+4OH=A1O#2HQ
C.Na,由活性炭区向铝粉表面区迁移
D.硅藻土结构疏松,使各物质分散并均匀混合,充分接触
【答案】C
【解析】发热包发热过程中有微小原电池形成,如铝粉和活性炭在水溶液中,活性炭作正极,
得到电子发生还原反应,电极反应式为:02+2H20+4e=40Fr,铝粉作负极,失去电子发生氧
化反应,电极反应式为:Al-3e+4OH=AlO-+2H2O,A.根据分析,活性炭作正极,0?得到
电子发生还原反应,A正确;B.若铝粉作负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为:
Al-3e+4OH=A1O-+2H2O,B正确;C.活性炭作正极,铝粉作负极,原电池中阳离子向正
极移动,即Na,向活性炭区迁移,C错误;D.硅藻土结构疏松,可以使各物质分散并均匀混
合,充分接触,D正确;答案选C。
3.电解法处理酸性含铝废水(主要含有CnO/)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在
2t3t3+
反应Cr20,'+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H20,最后Cd"以Cr(OH)a形式除去。下列说法不正确的
是
A.阳极反应为Fe-2e=Fe2'
B.电解过程中溶液pH不断减小
C.过程中有Fe(OH),沉淀生成
I).电路中每转移6moi电子,最多有0.5molCnO:被还原
【答案】B
【解析】A.Fe板作阳极,为活性电极,Fe失电子,发生氧化反应生成亚铁离子,阳极反应
为Fe-2e=Fe?.,故A正确;B.由反应式CrQ,+6Fe2'+14H'—2Cr"+6Fe,7&0可知,处理过
程中消耗氢离子,溶液的酸性减弱,溶液pH增大,故B错误;C.阴极发生还原反应,溶液
中的氢离子得到电子减少,同时生成氢氧根,CriO,+6Fe**+14H1--2Cr!+6Fe3,+7H20,有Fe"
生成,所以有Fe(0H)3沉淀生成,故C正确;D.Fe-2e'=Fe2',则转移电子数6mol需要3moiFe,
再根据能够处理的关系式,得3Fe〜6e〜3Fe"〜0.5CnO;,故被还原的Cr20^的物质的量为
0.5mol,故D正确;故选B。
4.某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极),以去离子
水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是
甲乙
A.乙装置中,d极上发生氧化反应,CO:移向该电极
B.理论上d极消耗的Clh与b极生成的0?物质的量之比为1:2
C.气体X为CO?,且c极通入的CO?与d极冒出的C0?不相等
D.一段时间后,甲装置中生成的与消耗的6物质的量相等
【答案】D
【解析】A.在原电池中,阴离子CO;向负极移动。在乙装置中,通入甲烷的d极为负极,
失去电子发生氧化反应,d极上发生氧化反应,则CO;向d极移动,A正确;B.在d电极
反应中每有1molCH,发生反应转化为CO”转移8mol电子;在b电极上每反应产生1mol
02,转移41noi电子,在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以理论上d极消耗的CH」与
b极生成的&物质的量之比为1:2,B正确;C.在c电极上电极反应式:0z+4e+2COz=2CO:,
d电极上电极反应式:CH4-8e+4CO>5C02t+2H。则转移8mol电子时,c极通入4moic0”
d极冒出的5moicOz,两者质量不相等,C正确;D.a电极与负极连接,作阴极,发生反应:
+
Oz+2e+2H,=HM:b电极与电源正极连接,作阳极,电极反应式为:2H20-4e=4H+02t,由于
同一闭合回路中电子转移数目相等,所以a电极消耗的与b电极产生的02的物质的量的
比是2:1,生成氧气的量和消耗氧气的量不相等,D错误;故选D。
5.LiOH是制备锂离子电池的材料电解LiCl溶液制备LiOH的装置如图所示。下列说法正
确的是
气体MH2
ituT」L
惰
,用
性
性
电电
极极
且
A一
阳离子交换膜
A.电极A连接电源的负极
B.B极区电解液为LiCl溶液
C.电极每产生22.4L气体M,电路中转移2mole
申解
D.电池总反应为:2LiCl+2IL0=H2t+C12t+2LiOH
【答案】D
【解析】电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液,由图可知,右侧生成
氢气,则B上氢离子放电,可知B为阴极,在B侧制备LiOH,Li*由A经过阳离子交换膜向
B移动,A中为LiCl溶液,氯离子放电生成氯气。A.由分析可知,A为阳极,与正极相连,
故A错误;B.通过以上分析知,B极区电解液为LiOH,否则无法得到纯净的LiOH,故B错
误;C.没有指明气体所处状态,无法计算其物质的量,所以无法计算转移电子物质的量,
故C错误;D.电解池的阳极上是氯离子失电子,阴极上是氢离子得电子,电解的总反应方
电解
程式为:2LiCl+2H20=H2t+C12t+2LiOH,故D正确;故选D。
6.用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠,其装置如图所示。下列叙述不
正确的是
气体气体
阴
阳
极
极
室
室
产品端£,产品
A.膜a、膜c分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜
B.阳极室、阴极室的产品分别是硝酸、氢氧化钠
C.阳极的电极反应式为2H2。-4仁=4H++Oj
1).该装置工作时,电路中每转移0.2mol电子,两极共生成气体3.36L
【答案】D
【解析】连接正极的阳极室水电离产生的氢氧根离子失电子产生氧气,同时生成氢离子,膜
a为阴离子交换膜,允许硝酸根离子通过进入阳极室,得到产品硝酸;连接负极的阴极室水
电离产生的氢离子得电子产生氢气,同时生成氢氧根离子,膜c为阳离子交换膜,允许钠离
子通过进入阴极室,得到产品氢氧化钠。A.由分析知,膜a、膜c分别是阴离子交换膜、
阳离子交换膜,A正确;B.由分析知,阳极室、阴极室的产品分别是硝酸、氢氧化钠,B
正确;C.阳极的电极反应式为2H20-4e=4H'+02t,C正确;D.当电路中每转移0.21noi电
子,根据转移电子关系:0j4e「、玲~23,知产生60.05mol,产生lb0.1mol,故两极共
产生气体0.15mob但题目未说明标准状况,故0.15mol气体不一定是3.36L,D错误;
故答案选D。
7.下列有关电化学过程的说法正确的是
A.用惰性电极电解饱和食盐水,阴极逸出的气体可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
B.在镀件上电镀铜时,镀件应连接电源的负极
C.用惰性电极电解MgCL溶液的离子反应为2C1+2H2O—CLt+H,t+20H
D.电解精炼铜时,若电路中通过2mole,阳极质量减少64g
【答案】B
【解析】A.用惰性电极电解饱和食盐水,在阴极发生的反应是:21W+2e=H2t+20H,不能
使淀粉碘化钾试纸变蓝,故A错误;B.电镀铜时,Cu作阳极,在镀件上铜离子得到电子生
成Cu,镀件连接电源的负极,故B正确;C.惰性电极电解MgCb溶液,离子方程式:
,电解
2+
Mg+2Cl+2H20=Mg(0H)2I+C12t+H,t,故C错误;D.粗铜中含有杂质铁、锌等,所以阳
极减少64g时,电路中转移的电子的物质的量不一定为2mol,故D错误;故选B。
8.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根离子腐蚀,其电化学
腐蚀原理如下图所示。下列转述正确的是
A.此铁管道发生的是吸氧腐蚀
B.输送暖气的管道也易发生此类腐蚀
C.在这种情况下,土壤的c(OH)增大
D.若管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】C
【解析】A.由题意可知:原电池的正极发生还原反应,由图示可知发生的电极反应为SO:
+5HzO+8e=HS+90H,故不是发生吸氧腐蚀,A错误;B.硫酸盐还原菌中的蛋白质,在高温
下易变性,失去催化效率,则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀,B错误;C.由图示可知
正极发生的电极反应为SO:+5H20+8e=HS+90^^,负极上是Fe失电子的氧化反应,反应产生
0H,使溶液中c(OH)增大,导致土壤的pH增大,C正确;D.管道上刷富铜油漆,形成Cu-Fe
原电池,Fe作为负极,会加快管道的腐蚀,D错误;故合理选项是C。
9.为探究电解的离子放电规律,进行如下实验:
序号阳极材料阴极材料电解质阳极产物阴极产物
①石墨石墨0.1mol/LCuC12溶液Cl2Cu
②
石墨石墨0.1mol/LNaCl溶液CLH2
③石墨石墨0.2mol/LCuSO,溶液02Cu
④铜石墨0.2mol/LCuSOi溶液Cu2+Cu
⑤石墨石墨MgCk熔融液MgCL
下列说法错误的是
A.对比①②可知,阴极离子放电顺序是Ci?+>H+>Na+
B.对比①③可知,阳极离子放电顺序是Cl>0H>S0;
C.对比③④可知,阳极是铜时•,会先于溶液中的离子放电
D.对比①⑤可知,金属的冶炼都可通过电解盐溶液得到
【答案】D
【解析】A.根据①知道铜离子的氧化性强于氢离子,根据②知道氢离子的氧化性强于钠离
子,得电子能力强(氧化性强)的离子优先放电,所以对比①②可知,阴极放电顺序是:Cu2
+>H+>Na+,故A正确;B.根据①知道,离子放电顺序是:C1>OH,根据③知道离子放
电顺序是:OH>S0;',所以阳极离子放电顺序是Cl>011>S0;,故B正确;C.电解池的
阳极若是活泼电极,则金属电极本身失电子,发生氧化反应,对比③④可知,阳极是铜时,
会先于溶液中的离子放电,故C正确;D.根据⑤可知金属的冶炼还可通过电解熔融的盐得
到,故D错误。故选D。
10.氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体。利用太阳能电池电解N&得到高纯Hz
的装置如图所示。下列说法正确的是
阴
高
交
换
股
KOH溶液KOH溶液
A.该装置工作时,只发生两种形式能量的转化
B.电解过程中0H由b极区向a极区迁移
C.电解时b极区溶液中n(KOH)减少
D.电解过程中ImolNH3参与反应,得到3X6.02X10”个电子
【答案】B
【解析】A.装置中有太阳能转为电能,电能转为化学能,有3种能量的转化,A错误;B.a
处,阳转化为N2,N的化合价升高,失去电子,则电极a为阳极,0H移向阳极,B正确;C.阳
+
极反应式为:2NH3-6e+60H=弗t+6H。阴极反应式为:2H+2e=H2t或2H20+2e=H2t
+2011,b极区溶液中n(KOH)增大,C错误;D.ImolNH3转化为用时,失去3moie,D
错误。答案选B。
11.铁铭液流电池是一种在酸性介质中,正、负极活性物质均为液体的电池,其工作原理如
图所示,已知氧化性:Fe">Cr'下列说法错误的是
A.放电时,电子由a电极经负载流向b电极
B.放电时,电池的总反应为Cr2'+Fe"=C/+Fe2.
C.充电时,阴极电极反应式为Cr"+e=Cr2*
D.充电时,I「由左侧电极室经交换膜移向右侧
【答案】A
【解析】由离子的氧化性强弱顺序可知,电池放电时,a为原电池的正极,铁离子在正极得
到电子发生还原反应生成亚铁离子,电极反应式为Fe*+e=Fe。b为负极,C产在负极失去
失去电子发生氧化反应生成Cr",电极反应式为Cr"—e=Cr。充电时,a与直流电源的正
极相连,是电解池的阳极,b与负极相连,是阴极。A.由离子的氧化性强弱顺序可知,电
池放电时,a为原电池的正极,电子由b电极经负载流向a电极,A错误;B.由离子的氧化
性强弱顺序可知,电池的总反应为Cr"与Fe"反应生成Cr"和Fe,总反应方程式为Cr"
+F/=Cr3*+Fe*故B正确;C.充电时,b与直流电源的负极相连,是电解池的阴极,Cr*
在阴极得到电子发生还原反应生成Cr,电极反应式为Cr"+e=Cr*故C正确;D.充电时,
阳离子向阴极移动,则H,由左侧电极室经交换膜移向右侧,故D正确;故选A。
12.四甲基氢氧化镀[(CH3),NOH]常用作电子工业清洗剂。以四甲基氯化镀[(CHJ,NC1]为原料,
采用电渗析法合成(CHJNOH的工作原理如图所示(a、b极为石墨电极,c、d、e膜为离子
交换膜)。下列说法正确的是
NaCl
(CH;)4NC1
浓溶液稀溶液
dc
(CHO4NOH
浓溶液
(CH5)4NOH^
r*»,*.»A--L
稀溶液溶液
(CHMN。稀溶液NaCl浓溶液
A.电极a上发生氧化反应
B.b极的电极反应式为40H+4e=02t+2H20
C.c、e膜均为阳离子交换膜,d膜为阴离子交换膜
D.电路中转移电子2mol,则a、b两极共产生气体33.6L
【答案】C
【解析】以四甲基氯化镂KCH3NC1]为原料-,采用电渗析法合成[(CH3N0H]的过程中,根据
第三个池中浓度变化得出:钠离子从第四池通过e膜,氯离子从第二池通过d膜,得到c、
e均为阳离子交换膜,a为阴极b为阳极,阳极电极反应式为40H-4e=at+2H2。。A.a为
阴极,发生还原反应,故A错误;B.b为阳极,发生氧化反应,
b极电极反应式:4011—4e=02t+2H2。,故B错误;C.钠离子从第四池通
过e膜,氯离子从第二池通过d膜,得到c、e均为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,故
C正确;D.没有给出气体的状态,无法计算气体的体积,故D错误;故选C。
13.LiPON薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜锂离子电池。下图为其工作示意
图,LiPON薄膜只允许Li+通过,电池反应为LixSi+LizCoOz/^Si+LiCoO”下列有关说
法正确的是
导电介呢UPON薄膜导电介矶d
A.LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化
B.导电介质C可为Li2sO,溶液
C.放电时b极为正极,发生反应:Li.^CoO.+xe+xLi^LiCoO,
D.充电时,当外电路通过0.2mol电子时,非晶硅薄膜上质量减少1.4g
【答案】C
【解析】由题干信息中电池总反应可表示为LixSi+Li—CoOzW^Si+LiCoO?可知,电极a
为非晶硅薄膜,充电时Li,得电子成为Li嵌入该薄膜材料中,则电极a为阴极,电极反应式
为xL「+xe+Si=LixSi,电极b为阳极,电极反应式为LiCoO?—xe-Li-CoOz+xLi*,放电时
电极a为负极,电极反应为LixSi-xe—Si+xLi',电极b为正极,电极反应式为
Li.-x^+xLi+xe—LiCo02»A.LiPON薄膜在充放电过程中仅仅起到盐桥的作用,并未参与
电极反应,故其质量不发生变化,A错误;B.由于2Li+2Ha=2LiOH+H2t,故导电介质C中
不能有水,则不可为Li2so4溶液,B错误;C.由分析可知,放电时b极为正极,发生反应:
LilxCoO2+xe+xLi'=LiCoO2,C正确;D.由分析可知,充电时,电极a为阴极,电极反应
式为xLi'+xe+Si=L£Si,则当外电路通过0.2mol电子时,非晶硅薄膜上质量增重
0.2molX7g-inor1=1.4g,D错误;故答案为C。
14.科研人员通过控制光沉积的方法构建CuzO-Pt/SiC/LrO*型复合材料光催化剂,然后以
Fe>和Fe"离子渗透Nafion膜构建了一个还原和氧化反应分离的人工光合体系,其反应机理
如图:
HCOOH
Nafion膜
下列说法正确的是
一定条件
A.该人工光合体系的总反应为COz+HQHC00H+02
B.该反应能量转化形式为光能一化学能
C.图中a、b分别代表Fe\Fe2t
D.Cu20—Pt上发生的反应为C02+2e+2H20=HC00H+20H
【答案】B
【解析】在可见光照射下,水分子在光催化剂Pt/WQ,表面失去电子释放出氧气,电子由Pt
传输给溶液中的Fe>生成Fe2',Fe"透过Nafion膜抵达光催化剂CsO-Pt/SiC/IrO,表面,在
光照、催化下失去电子重新变为Fe"并通过Nafion膜返回,CO,在催化剂表面得到电子并结
合『生成HCOOH。A.Fe"和Fe*离子渗透Nafion膜可协同CO?、HQ分别反应,构建了一个
人工光合作用体系,图中物质转化得到,光合作用反应的化学方程式:2CO2+2H2O七天温
2HCOOH+O,,故A错误;B.构建了人工光合作用体系,该反应能量转化形式为光能一化学能,
故B正确;C.左边水变化为氧气,发生氧化反应,则铁离子发生还原反应,右边二氧化碳
生成甲酸发生了还原反应,铁元素发生氧化反应,则图中a、b分别代表Fe"、Fe>,故C错
误;D.介质为酸性,CO?在催化剂表面得到电子并结合H'生成HCOOH,电极反应式为:
C02+2e+2H'=HC00H,故D错误:故选B。
15.中科院福建物构所YaobingWang团队首次构建了一种可逆水性Zn—CO?电池,实现了CO?
和HCOOH之间的高效可逆转换,其反应原理如图所示:
已知双极膜可将水解离为H,和0H,并实现其定向通过。下列说法中错误的是
A.放电时,负极电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)j
B.CO?转化为HCOOH过程中,Zn电极的电势低于多孔Pd电极的
C.充电过程中,甲酸在多孔Pd电极表面转化为CO?
D.当外电路通过2moi电子时,双极膜中离解水的物质的量为Imol
【答案】D
【解析】由图中可知,Zn发生失去电子的反应,为电池的负极;CO,得电子生成HC001L多
孔Pd为电池的正极。A.根据图中知,Zn发生失去电子的反应,电极反应式为
Zn+4OH--2e-=Zn(OH)j,A项正确;B.C0,转化为HCOOH时为放电过程,Zn电极为负
极,多孔Pd电极为正极,负极电势较低,B项正确;C.充电过程中,HCOOH转化为CO?,C
项正确;D.根据溶液呈电中性,可知外电路通过2moi电子时,双极膜中离解的水的物质的
量为2mol,D项错误。
16.如下所示电解装置中,通电后向石墨电极H附近滴加石蕊溶液,出现红色,下列判断错
考的是
石墨「石器
电极一直流电源电极II
O.OImolFtsOj
Cu(l>溶----、町SO」溶液
阴离子交换膜质子交换膜
A.a是电源的负极
B.通电一段时间后,石墨电极II上有G生成,FezOs逐渐溶解
C.随着电解的进行,CuCL溶液浓度变大
D.当0.OlmolFezCh完全溶解时,至少产生气体336mL(折合成标准状况下)
【答案】C
【解析】向石墨电极n附近滴加石蕊溶液,出现红色,说明电极n附近溶液显酸性,结合图
示电解池结构,电极II应是&o失去电子生成氧气,氢离子浓度增大,即石墨电极n是阳极,
则b是正极,a是负极,石墨电极I附近溶液C/.得电子生成Cu。A.据分析,a是电源的负
极,A正确;B.据分析,通电一段时间后,石墨电极n上失去电子生成a,上「通过质子
交换膜往左移动与Fea反应,Fen逐渐溶解,B正确;C.据分析,随着电解的进行,石墨
电极I附近溶液Cu"得电子生成Cu,CuCk溶液浓度变小,C错误;D.据分析,当0.01molFe203
完全溶解时,消耗由物质的量0.06mol,则至少产生O2O.015mol,气体体积为336mL(折合
成标准状况下),D正确;故选C。
17.开发和利用新能源成为越来越迫切的需求。氢气作为能源,越来越受到人们的关注。可
用电解H£的方法制备氢气,该法制氢的过程如图所示。下列叙述错误的是
-A^F-
FeCl,溶液F产离子交
情
望
-忖
电
反电
极
极b
池
溶
液
H1s
S沉淀
A.A为电源的正极
B.B电极的电极反应为2H++2e-=H2T
C.离子交换膜为阴离子交换膜
D.反应池中发生反应:2FeCl3+H2S=2FeCl2+S+2HC1
【答案】C
【解析】A.由图可知,a电极为Fe"转化为Fe%发生氧化反应,a为阳极,A为电源正极,
+
A正确;B.b电极发生还原反应生成氢气,2H+2e=H2T,B正确;C.左边阳极室产生
的盐酸中的H,通过离子交换膜进入右边阴极室得电子生成H2)故该离子交换膜应为阳离子交
换膜,C错误;D.由图可知,反应池中发生反应为氯化铁和硫化氢生成氯化亚铁和硫单质
和氯化氢,2FeCl3+H,S=2FeCl2+Si+2HC1,D正确。故选C。
18.利用电解法将CO2转化为CH,的原理如图所示。下列说法正确的是
A.电极a应连接电源负极
B.电解过程中,1『由a极区向b极区迁移
C.电极b上反应为CO2+8HCO3-8e=CHi+8C0j+21L0
D.电解时N&SO,溶液浓度保持不变
【答案】B
【解析】根据题意可知该装置为电解池,由a极生成0,可以判断出a极为阳极,则b为阴
极。A.a为阳极,应连接电源正极,A错误;B.电解池中阳离子向阴极迁移,a为阳极,b
为阴极,所以I1由a极区向b极区迁移,B正确;C.根据装置图可知电解过程中在KHCQ,
溶液中CO?在阴极得电子被还原为CIL,电极反应式应为C02+8nC0/8e=CH,+8C0j+21l20,C
错误;D.电解时a电极上反应为2H4e=。2t+4H*,实质是电解水,溶液中的水消耗,所
以Na2soi溶液的浓度是增大的,D错误;故答案为B。
19.2020年《科学》报道科研人员研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方
法,工作原理如图。电解结束后,将阴阳极电解液输出混合,便可生成环氧乙烷。下列说法
错误的是
1电源卜
KCI溶液
弟
箔
电
甲
极
隔
室
泡
乙
膜壬~溶液
沫KC1
银
Q室^
电/
/
极o
■H-
rxHe:H
O反应IV-
△<-----------------------------------KOH溶液
A.泡沫银电极为电解池的阳极
B.铅箔电极的电极反应:2HQ+2e=H2t+20H
C.甲室中发生了取代反应
D.反应I的离子方程式为<,]+0H—广^+0一+比。
【答案】C
【解析】A.根据泡沫保电极的C1生成Ck,失电子发生氧化反应,为阳极,故A正确;B.泡
沫银电极为阳极,则伯箔电极为阴极,发生还原反应,电极反应为:2HQ+2e=压t+20H,故
B正确;C.泡沫保电极为阳极,电极反应为:2Cl-2e=CLt,饴箔电极为阴极,电极反应
为:2H20+2e=H2t+20IF,继续发生CL+H/OH+Cl+HC10、CH2=CH2+HC1O——为
加成反应,故C错误;D.由图可知,反应物为K0H和Cl-abCH「0H,生成物为小,反应I
<)H
的离子方程式为Cl+OH-A+Cr+H2O,故D正确;故选C。
20.科学家设计微生物原电池,用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮,该装置示
意图如图。有关该微生物电池说法正确的是
负载
质子交换膜
A.电子由m极转移到n极
B.每生成ImolCOz转移e的物质的量为8mol
C.m电极反应式为2NO3+6H,0+10e=N2+120H
D.H’可通过质子交换膜移向左侧极室
【答案】D
【解析】A.m极N0;得电子生成瓯发生还原反应,m是正极,电子由n极经导线转移到m
极,故A错误;B.n极CILO,失电子生成CO2,碳元素化合价由0升高为+4价,每生成lmolC02
转移e的物质的量为4m故B错误;C.质子交换膜能通过氢离子,m极N0;得电子生成
N2,电极反应式为2N0:+12H'+10e=N2+6HQ,故C错误;D.m极NO;得电子生成即m是正
极,n是负极,H,可通过质子交换膜移向左侧极室,故D正确;选D。
二、非选择题
21.电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。
I.NazFeO,是制造高铁电池的重要原料•,同时也是一种新型的高效净水剂,在工业上通常
利用如图装置生产NazFeO」
a%NaOH溶液浓NaOH溶液
(1)阳极的电极反应式为一
(2)阴极产生的气体为
(3)右侧的离子交换膜为(填“阴”或“阳”)离子交换膜,阴极区a%b%
(填“或
II.如图是一种用电解原理来制备BO?,并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
(4)Ir-Ru惰性电极吸附6生成上。2,其电极反应式为。
(5)理论上电路中每转移3moi电子,最多可以处理废氨水中溶质(以NH:;计)的质量是
___________g。
【答案】(1)Fe-6e+80H=FeOj+4HQ
(2)H2
(3)阴<
(4)0,+2H+2e=H,02
(5)17
【解析】(1)根据图示,Cu电极为阴极,Fe电极为阳极。阳极上Fe失去电子发生氧化反应
生成FeO:,电极反应式为Fe-6e+80H=FeO:+他0;
(2)印的放电能力大于Na',Cu电极上水电离产生的I『得电子产生氢气,电极反应式为
2H,0+2e=H2t+20H,答案为H2i
(3)根据阳极电极反应式Fe—6e+80H=FeO:+4H20,0H「参与反应,OH移向右侧,即右侧
的离子交换膜为阴离子交换膜;根据阴极反应式2H20+2e=H/+20H,阴极上产生OH,即
Na'通过交换膜移向左侧,生成NaOH,氢氧化钠浓度增大,即a%<b%;
(4)利用电解法制HQ”在该电解池中,Ir-Ru惰性电极有吸附6作用,氧气得电子发生
还原反应,02+2H*+2e—HQz,故答案为:Oz+2H*+2e-HQ;
(5)4阳3+30202帅+6生0中,氨气中的氮元素从-3价变为氮气中的0价,4mol氨气转移12mol
电子,所以转移3moi电子,最多可以处理废氨水中溶质(以阳3计)的物质的量是Imol,
质量为lmolxl7g/mol=17go
22.某学习小组探究某浓度浓硝酸和稀硝酸与铁的反应。
实tn[Heu
验Fc节,HNO]
Fe导HN6Fe叫M
11111
口中:连接导线,一段时间后Fe表面产生
I中:Fe表面产生大量H中:Fe表面产生
现红棕色气泡,而后停止;随即又产生红棕色
无色气泡,液面上方变红棕色气泡,过一
象气泡,而后停止,……如此往复多次。Cu
为红棕色会儿停止
表面始终产生红棕色气泡
(1)I中液面上方气体由无色变为红棕色的化学方程式为。
(2)取少量I中溶液,加入(填名称),溶液变成红色,说明产生了Fe:
(3)II中现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应。说明硝酸具有一
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