第九章電化學考點1原電池化學電源真題分層1基礎題組

題組1原電池的工作原理及其應用答案

題組1原電池的工作原理及其應用答案2.[2016全國Ⅱ·11,6分,難度★★☆☆☆]Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是

(

)A.負極反應式為Mg-2e-=Mg2+B.正極反應式為Ag++e-=AgC.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.負極會發生副反應Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑2.B【解題思路】該電池中Mg作負極,失去電子發生氧化反應,生成Mg2+,A項正確;正極反應為AgCl+e-=Ag+Cl-,B項錯誤;電池放電時,Cl-從正極向負極移動,C項正確;在負極,Mg會發生副反應Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,D項正確。題組1原電池的工作原理及其應用答案

3.C【解題思路】由圖可知,左邊電極有電子流出,所以該電極應該為負極,電極上物質的主要變化為H2轉變成H2O,發生氧化反應,右邊電極為正極,電極上物質的主要變化為H+轉變為H2,發生還原反應。由上述分析可知,右邊電極為正極,發生還原反應,A項正確;負極的電極反應為H2-2e-+2OH-=2H2O,B項正確;電池的總反應為消耗H2,生成H2,C項錯誤;由于右邊電極為正極,左邊電極為負極,在電解質溶液中,陽離子往正極移動,陰離子則向負極移動,D項正確。題組2化學電源A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池4.[2014北京·8,6分,難度★★☆☆☆]下列電池工作時,O2在正極放電的是

(

)題組2化學電源答案4.B【解題思路】鋅錳電池中,鋅在負極放電,MnO2在正極放電,A項錯誤;氫燃料電池中,氫氣在負極放電,氧氣在正極放電,B項正確;鉛蓄電池中,Pb在負極放電,PbO2在正極放電,C項錯誤;鎳鎘電池中,鎘(Cd)在負極放電,NiO(OH)在正極放電,D項錯誤。題組2化學電源答案5.[2014全國Ⅱ·12,6分,難度★★★☆☆]2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是(

)A.a為電池的正極B.電池充電反應為LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC.放電時,a極鋰的化合價發生變化D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移5.C【解題思路】根據原電池中金屬性較強的材料作負極,可知b為電池的負極,則a為電池的正極,A項正確;電池的充電反應為電解池原理,B項正確;放電時,a作電池的正極,Mn元素化合價發生變化,Li元素化合價不變,C項錯誤;放電時,陽離子移向電池的正極,D項正確。6.[2020海南·11,4分,難度★★★☆☆](雙選)某燃料電池主要構成要素如圖所示,下列說法正確的是

(

)A.電池可用于乙醛的制備B.b電極為正極C.電池工作時,a電極附近pH降低D.a電極的反應式為O2+4e-+4H+=2H2O題組2化學電源題組2化學電源答案6.AD【原電池分析】結合圖示裝置可知該燃料電池工作時,乙烯在b電極上發生氧化反應生成乙醛,則O2在a電極上發生還原反應,各電極反應具體分析如下。電極電極反應負極(b電極)2CH2=CH2+2H2O-4e-=2CH3CHO+4H+正極(a電極)O2+4e-+4H+=2H2O【解題思路】該燃料電池能將CH2=CH2轉化為CH3CHO,可用于CH3CHO的制備,A項正確;結合上述分析可知,a電極為正極,b電極為負極,B項錯誤;電池工作時,a電極上O2發生還原反應時消耗H+生成H2O,即a電極附近溶液pH升高,C項錯誤;結合上述分析可寫出a電極的反應式為O2+4e-+4H+=2H2O,D項正確。真題分層2中檔題組答案1.[2018浙江4月·17,2分,難度★★☆☆☆]鋰(Li)-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

(

)A.金屬鋰作負極,發生氧化反應B.Li+通過有機電解質向水溶液處移動C.正極的電極反應:O2+4e-=2O2-D.電池總反應:4Li+O2+2H2O=4LiOH1.C【解題思路】鋰(Li)-空氣電池中,鋰為負極,發生氧化反應,A項正確;負極的電極反應為4Li-4e-=4Li+,生成的Li+向正極移動,B項正確;通入空氣的一極為正極,正極的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-,C項錯誤;把正、負極的電極反應相加可得電池總反應:4Li+O2+2H2O=4LiOH,D項正確。

答案

答案3.[2015全國Ⅰ·11,6分,難度★★★☆☆]微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是

(

)A.正極反應中有CO2生成B.微生物促進了反應中電子的轉移C.質子通過交換膜從負極區移向正極區D.電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O3.A【解題思路】負極發生氧化反應,生成CO2氣體,A項錯誤;微生物電池中的化學反應速率較快,即微生物促進了反應中電子的轉移,B項正確;原電池中陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,C項正確;電池總反應是C6H12O6與O2反應生成CO2和H2O,D項正確。答案4.[2013全國Ⅰ·10,6分,難度★★★☆☆]銀質器皿日久表面會逐漸變黑,這是生成了Ag2S的緣故。根據電化學原理可進行如下處理:在鋁質容器中加入食鹽溶液,再將變黑的銀器浸入該溶液中,一段時間后發現黑色會褪去。下列說法正確的是

(

)A.處理過程中銀器一直保持恒重B.銀器為正極,Ag2S被還原生成單質銀C.該過程中總反應為2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉化為白色AgCl4.B【解題思路】根據信息可知在銀器處理過程中運用了原電池原理,鋁質容器作負極,電極反應為2Al-6e-=2Al3+;銀器作正極,電極反應為3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-;繼而Al3+和S2-發生互相促進的水解反應:2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑,故原電池的總反應為3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S↑,故C錯誤。黑色褪去的原因是Ag2S被還原為Ag,此過程中銀器質量逐漸減小,故A、D錯誤,B正確。

答案5.[2013全國Ⅱ·11,6分,難度★★★☆☆]“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤的是

(

)A.電池反應中有NaCl生成B.電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C.正極反應為:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-D.鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動5.B【解題思路】該電池總反應為:2Na+NiCl2=2NaCl+Ni,因此有NaCl生成,A項正確;電池總反應為Na還原Ni2+,B項錯誤;正極為NiCl2發生還原反應:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-,C項正確;鈉離子通過鈉離子導體由負極移向正極,D項正確。6.[2021福建適應性考試·8,4分,難度★★★☆☆]一種新型鎂硫二次電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是

(

)A.使用堿性電解質水溶液B.放電時,正極反應包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2C.使用的隔膜是陽離子交換膜D.充電時,電子從Mg電極流出答案6.C【電池分析】放電時為原電池,負極發生氧化反應,正極發生還原反應,Mg為活潑金屬,放電時Mg失電子被氧化,Mg電極為負極,則S電極為正極,具體分析如下:負極反應式Mg-2e-=Mg2+正極總反應式S+Mg2++2e-=MgS電池放電總反應式Mg+S=MgS備注Mg2+要通過隔膜移向正極參與電極反應,隔膜為陽離子交換膜【解題思路】負極生成的Mg2+在堿性電解質水溶液中會生成Mg(OH)2沉淀,降低電池效率,因此電解質水溶液不能為堿性溶液,A項錯誤;放電時正極上發生得電子的還原反應,其電極反應包括3Mg2++MgS8+6e-=4MgS2,B項錯誤;由上述分析知,使用的隔膜為陽離子交換膜,C項正確;充電時Mg電極為陰極,發生得電子的還原反應,即電子流入Mg電極,D項錯誤。答案7.[2016四川·5,6分,難度★★★☆☆]某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時電池總反應為:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。下列關于該電池的說法不正確的是

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)A.放電時,Li+在電解質中由負極向正極遷移B.放電時,負極的電極反應式為LixC6-xe-=xLi++C6C.充電時,若轉移1mole-,石墨(C6)電極將增重7xgD.充電時,陽極的電極反應式為LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+7.C【解題思路】電池放電時,陽離子由負極移向正極,A項正確;由放電時的總反應看出,LixC6在負極發生失電子的氧化反應,B項正確;充電時,陰極發生得電子的還原反應:C6+xe-+xLi+=LixC6,當轉移1mol電子時,陰極(C6電極)析出1molLi,增重7g,C項錯誤;充電反應是放電反應的逆反應,充電時陽極發生失電子的氧化反應:LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+,D項正確。8.[2013安徽·10,6分,難度★★★☆☆]熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示,其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為:PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關說法正確的是

(

)A.正極反應式:Ca+2Cl--2e-=CaCl2B.放電過程中,Li+向負極移動C.每轉移0.1mol電子,理論上生成20.7gPbD.常溫時,在正負極間接上電流表或檢流計,指針不偏轉答案8.D【解題思路】正極上發生還原反應,A項錯誤;放電過程中Li+向正極移動,B項錯誤;由電池總反應式可知,每轉移0.1mol電子,理論上生成0.05molPb,質量為10.35g,C項錯誤;常溫下,電解質不是熔融態,離子不能移動,不能產生電流,因此連接電流表或檢流計,指針不偏轉。答案9.[2019全國Ⅰ·12,6分,難度★★★☆☆]利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.相比現有工業合成氨,該方法條件溫和,同時還可提供電能B.陰極區,在氫化酶作用下發生反應H2+2MV2+=2H++2MV+C.正極區,固氮酶為催化劑,N2發生還原反應生成NH3D.電池工作時質子通過交換膜由負極區向正極區移動

答案

11.[2019全國Ⅲ·13,6分,難度★★★☆☆]為提升電池循環效率和穩定性,科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點,設計了采用強堿性電解質的3D-Zn—NiOOH二次電池,結構如圖所示。電池反應為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是

(

)A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高B.充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(l)C.放電時負極反應為Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)D.放電過程中OH-通過隔膜從負極區移向正極區答案11.D【解題思路】該電池采用的三維多孔海綿狀Zn具有較大的表面積,可以高效沉積ZnO,且所沉積的ZnO分散度高,A正確;根據題干中總反應可知該電池充電時,Ni(OH)2在陽極發生氧化反應生成NiOOH,其電極反應式為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(l),B正確;放電時Zn在負極發生氧化反應生成ZnO,電極反應式為Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l),C正確;電池放電過程中,OH-等陰離子通過隔膜從正極區移向負極區,D錯誤。答案12.[2021河北·9,3分,難度★★★☆☆]K-O2電池結構如圖,a和b為兩個電極,其中之一為單質鉀片。關于該電池,下列說法錯誤的是

(

)A.隔膜允許K+通過,不允許O2通過B.放電時,電流由b電極沿導線流向a電極;充電時,b電極為陽極C.產生1Ah電量時,生成KO2的質量與消耗O2的質量比值約為2.22D.用此電池為鉛酸蓄電池充電,消耗3.9g鉀時,鉛酸蓄電池消耗0.9g水12.D【解題思路】由題圖右側室內O2→KO2可知,b電極上發生還原反應,為正極,電極反應式為O2+e-+K+=KO2,則a電極為負極,K失電子生成K+,故隔膜只允許K+通過,不允許O2通過,且若氧氣通過隔膜,會與鉀反應,A項正確;放電時電流由正極流向負極,即由b電極沿導線流向a電極,充電時b電極失電子發生氧化反應,作陽極,B項正確;由氧原子守恒可知,生成的KO2和消耗的O2的質量比為71∶32≈2.22,C項正確;鉛酸蓄電池充電時的總反應為2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4,消耗1mol水,轉移1mol電子,而K-O2電池中,消耗0.1mol(3.9g)K,轉移0.1mol電子,由轉移電子數相等可知,鉛酸蓄電池消耗的水為0.1mol,即消耗1.8g水,D項錯誤。答案13.[2021湖南·10,3分,難度★★★☆☆]鋅/溴液流電池是一種先進的水溶液電解質電池,廣泛應用于再生能源儲能和智能電網的備用電源等。三單體串聯鋅/溴液流電池工作原理如圖所示:下列說法錯誤的是

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)A.放電時,N極為正極B.放電時,左側貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小C.充電時,M極的電極反應式為Zn2++2e-=ZnD.隔膜允許陽離子通過,也允許陰離子通過13.D【解題思路】A項,放電時,M極Zn失去電子,為負極,則N極為正極,正確;B項,結合題圖分析可知,放電時,左側Zn放電生成的Zn2+向正極移動,即向右側移動,故左側貯液器中ZnBr2的濃度減小,正確;C項,充電時,M極Zn2+得電子,被還原為Zn,正確;D項,隔膜只允許陽離子通過,錯誤。考點2電解池真題分層1基礎題組題組1電解池的工作原理答案1.[2013北京·9,6分,難度★★☆☆☆]用石墨電極電解CuCl2溶液(如圖所示)。下列分析正確的是

(

)A.a端是直流電源的負極B.通電使CuCl2發生電離C.陽極上發生的反應:Cu2++2e-=CuD.通電一段時間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體1.A【解題思路】通過圖中離子的運動狀態可判斷連接a的為陰極,連接b的為陽極,故a端為直流電源的負極,b端為直流電源的正極,A項正確;CuCl2在水溶液中就能發生電離,而不是通電的結果,B項錯誤;陽極發生氧化反應,即2Cl--2e-=Cl2↑,C項錯誤;陰極發生還原反應,析出Cu,陽極發生氧化反應,在陽極附近可觀察到黃綠色氣體,D項錯誤。【技巧點撥】通過“讀圖”,分析離子的運動狀態是解答本題的突破口。題組1電解池的工作原理答案選項XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO32.[2013海南·12,4分,難度★★☆☆☆]下圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中,a、b、c和d均為Pt電極。電解過程中,電極b和d上沒有氣體逸出,但質量均增大,且增重b<d。符合上述實驗結果的鹽溶液是

(

)2.D【解題思路】電極b和d上沒有氣體逸出,且質量均增大,說明在電解池Ⅰ、Ⅱ中陰極放電的金屬離子均位于金屬活動性順序表中氫之后,故排除A、B、C項。D項,假定通過2mol電子,則b電極生成1molCu,增重64g,d電極生成2molAg,增重216g,故增重b<d,符合題意。題組2電解原理的應用答案3.[2020浙江1月·18,2分,難度★★☆☆☆]在氯堿工業中,離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖如下,下列說法不正確的是

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)A.電極A為陽極,發生氧化反應生成氯氣B.離子交換膜為陽離子交換膜C.飽和NaCl溶液從a處進,NaOH溶液從d處出D.OH-遷移的數量等于導線上通過電子的數量3.D【解題思路】電極A上產生氯氣,說明電極A上的電極反應為氯離子失去電子生成氯氣,該反應是氧化反應,故電極A為陽極,A正確;電極B上的電極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,為了避免氯氣和生成的OH-發生反應,需要選擇陽離子交換膜,B正確;陽極消耗氯離子,所以飽和氯化鈉溶液從a處進,電極B為陰極,陰極區產生氫氧化鈉,所以NaOH溶液從d處出,C正確;電解過程中發生遷移的離子是Na+,不是OH-,D錯誤。題組2電解原理的應用答案4.[2017全國Ⅱ·11,6分,難度★★☆☆☆]用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是

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)A.待加工鋁質工件為陽極B.可選用不銹鋼網作為陰極C.陰極的電極反應式為:Al3++3e-=AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動4.C【解題思路】利用電解氧化法在鋁制品表面形成致密的Al2O3薄膜,即待加工鋁質工件作陽極,A項正確;陰極與電源負極相連,對陰極電極材料沒有特殊要求,可選用不銹鋼網等,B項正確;電解質溶液呈酸性,陰極上應是H+放電,C項錯誤;在電解過程中,電解池中的陰離子向陽極移動,D項正確。題組2電解原理的應用答案5.[2020浙江7月·21,2分,難度★★☆☆☆]電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液,在陽極RCOO-放電可得到R—R(烷烴)。下列說法不正確的是

(

)A.電解總反應方程式:2RCOONa+2H2OR—R+2CO2↑+H2↑+2NaOHB.RCOO-在陽極放電,發生氧化反應C.陰極的電極反應:2H2O+2e-=2OH-+H2↑D.電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷5.A【解題思路】CO2可與NaOH反應,故電解后不能得到CO2,A項錯誤;陽極發生失電子的氧化反應,B項正確;陰極得電子,電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,C項正確;根據電解RCOONa的NaOH溶液生成R—R可知,電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液,CH3—、CH3CH2—可結合成乙烷、丙烷、丁烷,D項正確。題組2電解原理的應用6.[2020山東·13,4分,難度★★★☆☆]采用惰性電極,以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如圖所示。忽略溫度變化的影響,下列說法錯誤的是

(

)A.陽極反應為2H2O-4e-=4H++O2↑B.電解一段時間后,陽極室的pH未變C.電解過程中,H+由a極區向b極區遷移D.電解一段時間后,a極生成的O2與b極反應的O2等量6.D【圖象分析】結合題圖,可知a極上產生O2,發生的反應為水被氧化生成O2的反應,即a極為陽極,b極為陰極,電極反應式如表:

【解題思路】結合上述分析可知,A項正確;電解過程中H+通過質子交換膜,從a極區向b極區遷移,電解一段時間后,溶液中H+濃度未變,即陽極室的pH未變,B、C項正確;由陰、陽極的電極反應式,可知電解一段時間后,b極消耗O2的量是a極生成O2的量的2倍,即a極生成的O2與b極反應的O2的量不相等,D項錯誤。題組2電解原理的應用答案電極名稱電極反應式a極(陽極)2H2O-4e-=4H++O2↑b極(陰極)2H++O2+2e-=H2O27.[2021廣東·16,4分,難度★★★☆☆]鈷(Co)的合金材料廣泛應用于航空航天、機械制造等領域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是

(

)A.工作時,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo,Ⅰ室溶液質量理論上減少16gC.移除兩交換膜后,石墨電極上發生的反應不變D.電解總反應:2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+題組2電解原理的應用7.D

【圖象分析】題圖裝置為電解池,根據外接電源可確定石墨電極為陽極,Co電極為陰極,電極反應式如表:

【解題思路】結合陽極反應式可知電解時Ⅰ室H+濃度增大,溶液的pH減小,Ⅰ室中的H+通過陽離子交換膜進入Ⅱ室,Ⅱ室pH減小,A項錯誤;生成1molCo時電路中轉移2mol電子,陽極產生0.5molO2,其質量為16g,且H+從Ⅰ室進入Ⅱ室,導致Ⅰ室質量也減小,即生成1molCo時,Ⅰ室溶液質量減少大于16g,B項錯誤;若移除兩交換膜,則Cl-在陽極發生反應生成Cl2,C項錯誤;結合表格中陽極和陰極反應,根據轉移電子數目相等,可得電解時的總反應為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+,D項正確。題組2電解原理的應用答案

電極電極反應式陽極石墨2H2O-4e-=O2↑+4H+陰極CoCo2++2e-=Co真題分層2中檔題組答案1.[2017海南·10,4分,難度★★☆☆☆]一種電化學制備NH3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。下列敘述錯誤的是

(

)A.Pd電極b為陰極B.陰極的反應式為:N2+6H++6e-=2NH3C.H+由陽極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H21.A【解題思路】用N2和H2合成氨時,N2發生還原反應,H2發生氧化反應,所以通入N2的一極(Pd電極a)是陰極,通入H2的一極(Pd電極b)是陽極,A項錯誤。陰極上N2得電子,并與通過陶瓷傳輸過來的H+結合生成NH3,B項正確。電解池中,陽離子由陽極向陰極遷移,C項正確。由題圖可知,陶瓷可以隔離N2和H2,D項正確。2.[2015浙江·11,6分,難度★★★☆☆]在固態金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是

(

)A.X是電源的負極B.陰極的電極反應式是:H2O+2e-=H2+O2-

CO2+2e-=CO+O2-C.總反應可表示為:H2O+CO2H2+CO+O2D.陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是1∶1答案2.D【解題思路】H2O和CO2混合氣體轉變為H2和CO的過程在接電源X極的電極上完成,說明該電極上發生了還原反應,該電極為陰極,則X為電源的負極,A項正確;陰極完成的是H2O→H2,CO2→CO,對應的電極反應式為H2O+2e-=H2+O2-,CO2+2e-=CO+O2-,B項正確;制備過程的總反應為H2O+CO2CO+H2+O2,C項正確;陰極與陽極產生的氣體,其物質的量之比為2∶1,D項錯誤。【提示】陽極的電極反應式為2O2--4e-=O2↑

答案4.[2018全國Ⅰ·13,6分,難度★★★★☆]最近我國科學家設計了一種CO2+H2S協同轉化裝置,實現對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區發生反應為:①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時,下列敘述錯誤的是

(

)A.陰極的電極反應:CO2+2H++2e-=CO+H2OB.協同轉化總反應:CO2+H2S=CO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性答案

5.[2016北京·12,6分,難度★★★★☆]用石墨電極完成下列電解實驗。

下列對實驗現象的解釋或推測不合理的是

(

)A.a、d處:2H2O+2e-=H2↑+2OH-B.b處:2Cl--2e-=Cl2↑C.c處發生了反應:Fe-2e-=Fe2+D.根據實驗一的原理,實驗二中m處能析出銅

實驗一實驗二裝置現象a、d處試紙變藍;b處變紅,局部褪色;c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產生;n處有氣泡產生;……答案5.B【解題思路】由于有外接電源,所以實驗一和實驗二均為電解池裝置。實驗一中,鐵絲中的電流方向為從d到c,電子移動方向為從c到d,所以實驗一的裝置是比較復雜的電解池,其中a為陰極,c為陽極,d為陰極,b為陽極。a、d處發生反應2H2O+2e-=H2↑+2OH-,A項正確;若b處發生反應2Cl--2e-=Cl2↑,不足以解釋b處“變紅”和“褪色”現象,故B項錯誤;c處鐵作陽極,發生反應Fe-2e-=Fe2+,由于生成的Fe2+濃度較小,且pH試紙本身有顏色,故顏色上無明顯變化,C項正確;實驗二是一個更加復雜的電解池裝置,兩個銅珠的左端均為陽極,右端均為陰極,初始時兩個銅珠的左端(陽極)均發生反應Cu-2e-=Cu2+,右端(陰極)均發生反應2H++2e-=H2↑,一段時間后,Cu2+移動到m和n處,m、n處附近Cu2+濃度增大,發生反應Cu2++2e-=Cu,m、n處能生成銅,D正確。專項1電極反應式的書寫答案1.[2015四川·4,6分,難度★★★☆☆]用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是

(

)A.用石墨作陽極,鐵作陰極B.陽極的電極反應式:Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2OC.陰極的電極反應式:2H2O+2e-=H2↑+2OH-D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O1.D【解題思路】用石墨作陽極,鐵作陰極符合題意,A項正確;由題目信息提示,溶液中的離子為CN-和Cl-,而陽極產生ClO-,故其反應物一定是Cl-,即Cl-在陽極被氧化為ClO-,B項正確;陰極為水得電子生成氫氣的反應,C項正確;題目信息提示,該反應體系提供的是堿性環境,故反應式中不可能有H+,除去CN-的正確的反應式為2CN-+5ClO-+H2O=5Cl-+2CO2↑+N2↑+2OH-,D項錯誤。

電池電解池AH+移向Pb電極H+移向Pb電極B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正極:PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O陽極:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+D2.[2013天津·6,6分,難度★★★☆☆]為增強鋁的耐腐蝕性,現以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下:電池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)電解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑電解過程中,以下判斷正確的是

(

)答案

3.[2014海南·16節選,難度★★★☆☆]鋰錳電池的體積小、性能優良,是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示,其中電解質LiClO4溶于混合有機溶劑中,Li+通過電解質遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答下列問題:(1)外電路的電流方向是由

極流向

極。(填字母)

(2)電池正極反應式為

。

(3)是否可用水代替電池中的混合有機溶劑?

(填“是”或“否”),原因是

。

答案3.【參考答案】(1)b

a(2)MnO2+e-+Li+=LiMnO2(3)否電極Li是活潑金屬,能與水反應【解題思路】(1)由裝置圖可知:a為負極,b為正極,外電路的電流方向為由b極流向a極。(2)正極MnO2得電子,結合Li+生成LiMnO2,MnO2+e-+Li+=LiMnO2。(3)Li為活潑金屬,作原電池的負極,如果換成水作溶劑,Li易與水發生反應,故不能用水作溶劑。4.[2019全國Ⅱ·27節選,難度★★★★☆]環戊二烯()是重要的有機化工原料,廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產。環戊二烯可用于制備二茂鐵(Fe(C5H5)2,結構簡式為),后者廣泛應用于航天、化工等領域中。二茂鐵的電化學制備原理如圖所示,其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質)和環戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。該電解池的陽極為

,總反應為

。電解制備需要在無水條件下進行,原因為

。

4.【參考答案】Fe電極Fe+2=+H2↑(Fe+2C5H6=Fe(C5H5)2+H2↑)水會阻礙中間物Na的生成;水會電解生成OH-,進一步與Fe2+反應生成Fe(OH)2【解題思路】結合圖示電解原理可知,Fe電極發生氧化反應,為陽極;在陰極上有H2生成,故電解時的總反應為Fe+2=+H2↑或Fe+2C5H6=Fe(C5H5)2+H2↑。結合相關反應可知,電解制備需在無水條件下進行,否則水會阻礙中間產物Na的生成,水電解生成OH-,OH-會進一步與Fe2+反應生成Fe(OH)2,從而阻礙二茂鐵的生成。答案5.(1)[2019江蘇·20節選,難度★★★★☆]電解法轉化CO2可實現CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如圖。

寫出陰極CO2還原為HCOO-的電極反應式:

。

②電解一段時間后,陽極區的KHCO3溶液濃度降低,其原因是

。

(2)[2019浙江4月·30節選,難度★★★★☆]以鉑陽極和石墨陰極設計電解池,通過電解NH4HSO4溶液產生(NH4)2S2O8,再與水反應得到H2O2,其中生成的NH4HSO4可以循環使用。陽極的電極反應式是

。

②制備H2O2的總反應方程式是

。

答案專項2電化學的有關計算答案1.[2014福建·11,6分,難度★★★☆☆]某原電池裝置如圖所示,電池總反應為2Ag+Cl2=2AgCl。下列說法正確的是

(

)A.正極反應為AgCl+e-=Ag+Cl-B.放電時,交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應隨之改變D.當電路中轉移0.01mole-時,交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子1.D【解題思路】在原電池中負極發生氧化反應,正極發生還原反應,故由總反應式可知,負極反應為:2Ag-2e-+2Cl-=2AgCl,正極反應為:Cl2+2e-=2Cl-,A項錯誤;由于電解質溶液中含有大量Cl-,故放電時,Ag+在交換膜左側即與Cl-反應生成AgCl沉淀,B項錯誤;用NaCl溶液代替鹽酸,電池總反應不變,C項錯誤;電路中轉移0.01mole-時,交換膜左側溶液有0.01molCl-參與反應生成AgCl沉淀,還有0.01molH+通過陽離子交換膜進入右側溶液,故D項正確。2.[2021全國甲·13,6分,難度★★★☆☆]乙醛酸是一種重要的化工中間體,可采用如圖所示的電化學裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-,并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是

(

)A.KBr在上述電化學合成過程中只起電解質的作用B.陽極上的反應式為:+2H++2e-→+H2OC.制得2mol乙醛酸,理論上外電路中遷移了1mol電子D.雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向鉛電極方向遷移答案2.D【解題思路】根據圖示,石墨電極一側發生反應2Br--2e-=Br2、OHC—CHO+Br2+H2O→HOOC—CHO+2HBr,總反應為OHC—CHO-2e-+H2O=HOOC—CHO+2H+,因此石墨電極為陽極,KBr不只是起到電解質的作用,A項錯誤,B項錯誤;根據陽極總反應OHC—CHO-2e-+H2O=HOOC—CHO+2H+、陰極反應HOOC—COOH+2e-+2H+=HOOC—CHO+H2O,可得總反應式為OHC—CHO+HOOC—COOH=2HOOC—CHO,故制得2mol乙醛酸,理論上外電路中遷移了2mol電子,C項錯誤;根據陰極(鉛電極)反應,雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向陰極(鉛電極)遷移,D項正確。答案3.[2017全國Ⅲ·11,6分,難度★★★☆☆]全固態鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應為:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是

(

)A.電池工作時,正極可發生反應:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B.電池工作時,外電路中流過0.02mol電子,負極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多3.D

【解題思路】原電池工作時,正極發生一系列得電子的還原反應,即:Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2,其中可能有2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4,A項正確;該電池工作時,每轉移0.02mol電子,負極有0.02molLi(質量為0.14g)被氧化為Li+,則負極質量減少0.14g,B項正確;石墨烯能導電,用石墨烯作電極,可提高電極a的導電性,C項正確;充電過程中,Li2S2的量逐漸減少,當電池充滿電時,相當于達到平衡狀態,電池中Li2S2的量趨于不變,故不是電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多,D項錯誤。4.(1)[2019全國Ⅲ·28節選,難度★★★☆☆]在傳統的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上,科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案,主要包括電化學過程和化學過程,如圖所示:

負極區發生的反應有

(寫反應方程式)。電路中轉移1mol電子,需消耗氧氣

L(標準狀況)。

(2)[2014重慶·11節選,難度★★★★☆]一定條件下,如圖所示裝置可實現有機物的電化學儲氫(忽略其他有機物)。答案

4.【參考答案】(1)Fe3++e-=Fe2+,4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

5.6(2)①A→D

②C6H6+6H++6e-=C6H12

③64.3%

答案5.[2012海南·16,9分,難度★★★★☆]新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH4和O2,電解質為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯后作為電源,進行飽和氯化鈉溶液電解實驗,如圖所示。

回答下列問題:(1)甲烷燃料電池正極、負極的電極反應分別為

、

。

(2)閉合K開關后,a、b電極上均有氣體產生,其中b電極上得到的是

,電解氯化鈉溶液的總反應方程式為

。

(3)若每個電池甲烷通入量為1L(標準狀況),且反應完全,則理論上通過電解池的電量為

(法拉第常數F=9.65×104C·mol-1,列式計算),最多能產生的氯氣體積為

L(標準狀況)。

答案

考點3金屬的電化學腐蝕與防護真題分層1基礎題組題組1金屬的腐蝕答案1.[2012海南·10,4分,難度★☆☆☆☆]下列敘述錯誤的是

(

)A.生鐵中含有碳,抗腐蝕能力比純鐵弱B.用錫焊接的鐵質器件,焊接處易生銹C.在鐵制品上鍍銅時,鍍件為陽極,銅鹽為電鍍液D.鐵管上鑲嵌鋅塊,鐵管不易被腐蝕1.C【解題思路】選項A,生鐵中的碳和鐵可以在鐵的表面構成無數微小的原電池,能加速鐵的銹蝕。選項B,焊接處鐵、錫形成無數微小原電池,加速鐵的腐蝕。選項C,電鍍時,鍍層金屬銅作陽極,鐵制品作陰極,用銅鹽溶液作電鍍液。選項D,由于Zn比Fe活潑,故鑲嵌鋅塊的鐵管不易被腐蝕。題組1金屬的腐蝕答案2.[2019江蘇·10,2分,★★☆☆☆]將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進行鐵的電化學腐蝕實驗。下列有關該實驗的說法正確的是

(

)A.鐵被氧化的電極反應式為Fe-3e-=Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學能全部轉化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發生吸氧腐蝕2.C【解題思路】A項,鐵和炭的混合物用NaCl溶液濕潤后構成原電池,鐵作負極,鐵失去電子生成Fe2+,電極反應式為Fe-2e-=Fe2+,錯誤;B項,鐵腐蝕過程中化學能除了轉化為電能外,還可轉化為熱能等,錯誤;C項,構成原電池后,鐵腐蝕的速率變快,正確;D項,用水代替NaCl溶液,Fe和炭也可以構成原電池,Fe失去電子,空氣中的O2得到電子,鐵發生吸氧腐蝕,錯誤。題組2金屬的防護答案3.[2013北京·7,6分,難度★☆☆☆☆]下列金屬防腐的措施中,使用外加電流的陰極保護法的是

(

)A.水中的鋼閘門連接電源的負極B.金屬護欄表面涂漆C.汽車底盤噴涂高分子膜D.地下鋼管連接鎂塊3.A【解題思路】水中的鋼閘門連接電源的負極,鋼閘門為陰極,從而得以保護,A項正確;金屬護欄表面涂漆的原理是隔絕金屬護欄與空氣接觸,從而減緩金屬護欄的腐蝕,B項錯誤;汽車底盤噴涂高分子膜的原理也是隔絕與空氣的接觸,C項錯誤;地下鋼管連接鎂塊,形成了原電池,屬于犧牲陽極的陰極保護法,D項錯誤。【快速解題】抓住關鍵詞可以速解本題,本題的關鍵詞是“外加電流”,由此判斷有外加電源。分析四個選項,只有選項A是外加電源的形式,故選項A是正確選項。題組2金屬的防護答案4.[2020江蘇·11,4分,難度★★☆☆☆]將金屬M連接在鋼鐵設施表面,可減緩水體中鋼鐵設施的腐蝕。在如圖所示的情境中,下列有關說法正確的是

(

)A.陰極的電極反應式為Fe-2e-=Fe2+B.金屬M的活動性比Fe的活動性弱C.鋼鐵設施表面因積累大量電子而被保護D.鋼鐵設施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快4.C【教你審題】根據圖示可知金屬M失電子,為原電池的負極(圖示為陽極),鋼鐵設施為原電池的正極(圖示為陰極),此方法屬于犧牲陽極的陰極保護法。【解題思路】該裝置中陰極發生還原反應,A項錯誤;金屬M被氧化,即金屬活動性:M>Fe,B項錯誤;鋼鐵設施為原電池的正極,表面積累大量電子而被保護,C項正確;海水中含有大量的NaCl等電解質,而河水中電解質較少,故鋼鐵設施在河水中的腐蝕速率比在海水中的慢,D項錯誤。真題分層2中檔題組答案1.[2015上海·14,3分,★★☆☆☆]研究電化學腐蝕及防護的裝置如圖所示。下列有關說法錯誤的是

(

)A.d為石墨,鐵片腐蝕加快B.d為石墨,石墨上電極反應為:O2+2H2O+4e-=4OH-C.d為鋅塊,鐵片不易被腐蝕D.d為鋅塊,鐵片上電極反應為:2H++2e-=H2↑1.D【解題思路】d為石墨,則鐵片作負極,鐵片腐蝕加快,A選項正確;d為石墨,則鐵片發生吸氧腐蝕,石墨作正極,正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-,B選項正確;d為鋅塊,鋅比鐵活潑,鋅塊作負極,鐵片作正極被保護起來,不易被腐蝕,C選項正確;d為鋅塊,鐵片上的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-,D選項錯誤。答案2.[2012山東·13,4分,難度★★★☆☆]下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是

(

)A.圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重B.圖b中,開關由M改置于N時,Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C.圖c中,接通開關時Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大D.圖d中,Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的2.B【解題思路】選項A,圖a中,鐵棒發生電化學腐蝕,靠近底端的部分與氧氣接觸少,腐蝕程度較輕,錯誤;選項B,圖b中開關置于M時,Cu-Zn合金作負極,由M改置于N時,Cu-Zn合金作正極,腐蝕速率減小,正確;選項C,圖c中接通開關時Zn作負極,腐蝕速率增大,但氫氣在Pt極上放出,錯誤;選項D,圖d中Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由Zn的還原作用引起的,錯誤。3.[2017全國Ⅰ·11,6分,難度★★★☆☆]支撐海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是

(

)A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護電流應該根據環境條件變化進行調整答案

易錯疑難集訓

易錯點1不能正確判斷電極類型而出錯答案

2.[2014廣東·11,4分,難度★★★☆☆]某同學組裝了如圖所示的電化學裝置。電極Ⅰ為Al,其他電極均為Cu,則

(

)A.電流方向:電極Ⅳ→→電極ⅠB.電極Ⅰ發生還原反應C.電極Ⅱ逐漸溶解D.電極Ⅲ的電極反應:Cu2++2e-=Cu易錯點1不能正確判斷電極類型而出錯答案2.A【解題思路】首先應根據圖示判斷左邊兩池通過鹽橋構成原電池,產生電流對右邊硫酸銅溶液進行電解(相當于精煉銅)。電極Ⅰ為負極,電極Ⅱ為正極,所以電流方向:電極Ⅳ→→電極Ⅰ(電流方向與電子流動方向相反),A正確。電極Ⅰ上鋁失電子發生氧化反應,B錯。電極Ⅱ上有銅析出,C錯。電極Ⅲ的電極反應:Cu-2e-=Cu2+,D錯。易錯點1不能正確判斷電極類型而出錯答案【解后反思】若不能正確分析“串聯”類電化學裝置的類型及電極名稱,則易出錯。“串聯”類電化學裝置的解題模型如下:易錯點2忽視介質的影響而寫錯電極反應式

答案3.[2012四川·11,6分,難度★★★☆☆]一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀,負極上的反應為:CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有關說法正確的是

(

)A.檢測時,電解質溶液中的H+向負極移動B.若有0.4mol電子轉移,則在標準狀況下消耗4.48L氧氣C.電池反應的化學方程式為:CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正極上發生的反應為:O2+4e-+2H2O=4OH-3.C【解題思路】電解質溶液中陽離子應向正極移動,A項錯誤;酸性溶液中,正極電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O,D項錯誤;結合正極反應式,轉移0.4mol電子時,消耗O20.1mol,其在標準狀況下的體積為2.24L,B項錯誤;C項符合題目要求,正確。【易錯警示】忽視電解質溶液酸堿性,誤認為D項正確。書寫電極反應式時,堿性介質中電極反應式中不能出現H+;酸性介質中電極反應式中不能出現OH-。疑難點新情境下原電池和電解池的分析問題

疑難點新情境下原電池和電解池的分析問題答案

2.[2021重慶適應性測試·10,3分,難度★★★★☆]雙極膜在電滲析中應用廣泛,它由陽離子交換膜和陰離子交換膜復合而成。雙極膜內層為水層,工作時水層中的H2O解離成H+和OH-,并分別通過離子交換膜向兩側發生遷移。下圖為NaBr溶液的電滲析裝置示意圖。下列說法正確的是

(

)A.出口2的產物為HBr溶液B.出口5的產物為硫酸溶液C.Br-可從鹽室最終進入陽極液中D.陰極電極反應式為2H++2e-=H2↑疑難點新情境下原電池和電解池的分析問題疑難點新情境下原電池和電解池的分析問題答案2.D【解題思路】電解池中溶液中的陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,則鹽室中的Na+通過陽離子交換膜向陰極移動,在交換室1中與通過雙極膜的氫氧根離子結合,故出口2的產物為NaOH溶液,A錯誤;分析題圖知,雙極膜內H2O解離生成的OH-進入陽極液,陽極上OH-放電:4OH--4e-=2H2O+O2↑,故出口5流出的是Na2SO4溶液,B錯誤;由于雙極膜的存在,Br-不會從鹽室最終進入陽極液中,C錯誤;電解時,雙極膜內H2O解離生成的H+進入陰極液,故陰極的電極反應式為:2H++2e-=H2↑,D正確。素養題型專練

答案

2.[2020全國Ⅱ·12,6分,難度★★★☆☆](思維方法、態度責任)電致變色器件可智能調控太陽光透過率,從而實現節能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當通電時,Ag+注入到無色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈現藍色,對于該變化過程,下列敘述錯誤的是

(

)A.Ag為陽極B.Ag+由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價升高D.總反應為:WO3+xAg=AgxWO3答案2.C【教你審題】根據題圖可知,該裝置為電解池,由通電時Ag+注入到無色WO3薄膜中,生成AgxWO3,可知Ag為該電解池的陽極,透明導電層為該電解池的陰極,結合題給信息可寫出陽極和陰極的電極反應式分別為Ag-e-=Ag+和xAg++WO3+xe-=AgxWO3。【解題思路】根據上述分析可知Ag為陽極,A項正確;電解池工作時,Ag+向陰極移動,即Ag+由銀電極向變色層遷移,B項正確;結合上述分析可知WO3在陰極發生還原反應,即W元素的化合價降低,C項錯誤;結合陽極和陰極的電極反應式可寫出總反應為WO3+xAg=AgxWO3,D項正確。3.[2021湖南適應性考試·12,4分,難度★★★☆☆](雙選)(思維方法)某單液電池如圖所示,其反應原理為H2+2AgCl(s)2Ag(s)+2HCl。下列說法錯誤的是

(

)A.放電時,左邊電極為負極B.放電時,溶液中H+向右邊電極移動C.充電時,右邊電極上發生的電極反應式:Ag-e-=Ag+D.充電時,當左邊電極生成1molH2時,電解質溶液減輕2g3.CD【電池分析】根據電池反應原理對充、放電過程進行如下分析:

【解題思路】由電池分析可知,放電時左邊電極發生氧化反應,為負極,A正確;放電時右邊電極為正極,原電池中陽離子向正極移動,即溶液中氫離子向右邊電極移動,B正確;充電時右邊電極為陽極,發生氧化反應:Ag(s)+Cl--e-=AgCl(s),C錯誤;由充電時總反應可知,當左邊電極生成1molH2時,電解質溶液中會減少2molHCl,其質量為73g,D錯誤。答案放電時負極(左)H2-2e-=2H+正極(右)2AgCl(s)+2e-=2Ag(s)+2Cl-充電時陽極(右)2Ag(s)+2Cl--2e-=2AgCl(s)陰極(左)2H++2e-=H2↑4.[2018北京·12,6分,難度★★★★☆](實踐探索)驗證犧牲陽極的陰極保護法,實驗如下(燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液)。

下列說法不正確的是

(

)A.對比②③,可以判定Zn保護了FeB.對比①②,K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C.驗證Zn保護Fe時不能用①的方法D.將Zn換成Cu,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑①②③在Fe表面生成藍色沉淀試管內無明顯變化試管內生成藍色沉淀答案4.D【解題思路】②中Zn作負極,發生氧化反應生成Zn2+,Fe作正極被保護,所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液,試管內無明顯變化。但③中沒有Zn保護Fe,Fe在酸性環境中發生析氫腐蝕,Fe作負極被氧化生成Fe2+,所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液,生成藍色沉淀,對比②③可知Zn保護了Fe,A項正確;①與②的區別在于:前者是將鐵氰化鉀溶液直接滴入燒杯中,而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加鐵氰化鉀溶液,①中出現了藍色沉淀,說明有Fe2+生成。對比分析可知,可能是鐵氰化鉀氧化Fe生成了Fe2+,B項正確;通過上述分析可知,驗證Zn保護Fe時不能用①的方法,C項正確;若將Zn換成Cu,鐵氰化鉀仍會將Fe氧化為Fe2+,在鐵的表面同樣會生成藍色沉淀,所以無法判斷Fe2+是不是負極產物,即無法判斷Fe與Cu的活潑性,D項錯誤。

【回歸教材】該題考查犧牲陽極的陰極保護法,創新力度大,打破常規思維。解答該題的啟示:要重視課本上的實驗,但不能死記硬背,多動腦筋,認真分析,從而得出正確結論。1.[2020山東·10,2分,難度★★★☆☆](以微生物脫鹽電池為載體考查原電池的工作原理)微生物脫鹽電池是一種高效、經濟的能源裝置,利用微生物處理有機廢水獲得電能,同時可實現海水淡化。現以NaCl溶液模擬海水,采用惰性電極,用下圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是

(

)A.負極反應為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+B.隔膜1為陽離子交換膜,隔膜2為陰離子交換膜C.當電路中轉移1mol電子時,模擬海水理論上除鹽58.5gD.電池工作一段時間后,正、負極產生氣體的物質的量之比為2∶11.B【圖象分析】結合圖示可知放電時的電極反應如下:

【解題思路】根據上述分析可知,A項正確;該電池工作時,Cl-向a極移動,Na+向b極移動,即隔膜1為陰離子交換膜,隔膜2為陽離子交換膜,B項錯誤;電路中轉移1mol電子時,向a極和b極分別移動1molCl-和1molNa+,則模擬海水理論上可除鹽58.5g,C項正確;電池工作時負極產生CO2,正極產生H2,結合正、負極的電極反應知,一段時間后,正極和負極產生氣體的物質的量之比為2∶1,D項正確。答案電極名稱電極反應負極(a極)CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+正極(b極)2H++2e-=H2↑2.[2021廣東適應性測試·13,4分,難度★★★☆☆](以環氧乙烷的制備為載體考查電解池的工作原理)環氧乙烷(C2H4O)常用于醫用消毒,一種制備方法為使用惰性電極電解KCl溶液,用Cl-交換膜將電解液分為陰極區和陽極區,其中一區持續通入乙烯;電解結束,移出交換膜,兩區混合反應:HOCH2CH2Cl+OH-=Cl-+H2O+C2H4O。下列說法錯誤的是(

)A.乙烯應通入陰極區B.移出交換膜前存在反應Cl2+H2OHCl+HClOC.使用Cl-交換膜阻止OH-