2019年高考化学 专题1.10 电化学原理题型抢分卷.doc

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题型10 电化学原理 一、【命题分析】 命题热点 ◎热点1 新型化学电源 ◎热点2 电解原理及应用 ◎热点3 电化学原理综合应用 高考主要考查内容：①原电池正、负极或电解池阴、阳极判断；②电极反应式的书写；③电子转移方向或数目及电流方向；④电解质溶液pH变化。 二、【热点透视】 热点1 新型化学电源 （1） 解题技法 解答新型化学电源的步骤： (1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。 (2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。 (3)可充电电池→放电时为原电池→失去电子的为负极反应。 (4)电极反应→总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式→另一电极反应式。 （二）真题再现 【考例1】(2018新课标Ⅱ卷)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C。下列说法错误的是(　　) A．放电时，ClO向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2 C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C D．充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na 【答案】D 【解析】根据电池的总反应知，放电时负极反应为4Na－4e－===4Na＋。正极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C，C正确；充电时，阴(负)极反应为4Na＋＋4e－===4Na，阳(正)极为2CO＋C－4e－===3CO2↑，D错误；放电时，ClO向负极移动，A正确；根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确。 【考例2】(2018新课标Ⅲ卷)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是(　　) A．放电时，多孔碳材料电极为负极 B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移 D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－)O2 【答案】D 【考例3】（2016新课标3卷）锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　) A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–−2e– ===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况） 【答案】C 【解析】 A项，充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动，错误；B项，充电时，总反 应方程式为22Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，所以电解质溶液中c(OH－)逐渐增大， 错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2＋将与OH―结合生成，正确； D项，O2～4e－，故电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，在标准状况体积为11.2 L，错 误。故选C。 （三）试题预测 【预测1】聚合物锂离子电池是以Li＋嵌入化合物为正、负极的二次电池。如图为一种聚合物锂离子电池示意图，其工作原理为LiNiO2＋6CLi1－xNiO2＋LixC6。下列说法错误的是(　　) A．电池放电或充电时，通过胶态高分子电解质的微粒是Li＋ B．充电过程发生氧化反应的电极反应式为LiNiO2－xe－===Li1－xNiO2＋xLi＋ C．一段时间内Li0.4C6转化为Li0.9C6发生的是放电过程 D．该电池过充电可能引起电池负极发生金属锂沉积 【答案】C　 【预测2】一种新型金属氢化物镍电池(MHNi电池，MH为贮氢材料)的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．隔膜为阴离子交换膜 B．电池的电解液可为硫酸溶液 C．充电时阳极反应为H2O＋M＋e－===MH＋OH－ D．放电时负极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O 【答案】A 【解析】由工作原理图可知，MH在负极发生反应MH－e－＋OH－===M＋H2O，NiOOH在正极发生反应NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，则充电时阴极反应为H2O＋M＋e－===MH＋OH－，阳极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，故C、D均错误；Ni(OH)2能溶于硫酸溶液，故B错误。 【预测3】CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO尾气分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法中错误的是(　　) A．负极的电极反应式为CO＋O2－－2e－===CO2 B．工作时电极b作正极，O2－由电极a向电极b移动 C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b D．传感器通过的电流越大，尾气中CO的含量越高 【答案】B　 热点2 电解原理及应用 （1） 解题技法 1．电解池阴、阳极的判断方法 （1） 接电源正极的是阳极，接电源负极的是阴极； （2） 发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极； （3）电解质溶液中，阳离子移动方向：阳极移向阴极。 2．有关电解池的分析思路 （2） 真题再现 【考例4】（2017新课标2卷）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电 解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是(　　) A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式为： D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 【答案】C 【考例5】（2018北京卷）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。 ① ② ③ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是（ ） A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 【答案】D 【解析】A项，对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含Fe2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2+，②中Fe被保护，A项正确；B项，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+，对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+，B项正确；C项，对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2+，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C项正确；D项，由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误；答案选D。 （三）试题预测 【预测4】用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，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，阴极室溶液中的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 【答案】C 【预测5】化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解NO的原理如图所示。下列说法不正确的是（ ） A．A为电源的正极 B．溶液中H+从阳极向阴极迁移 C．Ag−Pt电极的电极反应式为2NO+12H++10e−===N2↑+6H2O D．电解过程中，每转移2mol电子，则左侧电极就产生32g O2 【答案】D 热点3 电化学原理综合应用 （一）解题技法 1．“串联”类电化学装置的解题流程 2．可充电电池三注意 (1)可充电电池是既能将化学能转化为电能(放电)，又能将电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。 (2)电极的连接方式及对应反应类型。 (3)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时的正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时的负极反应的逆过程。 3．金属电化学保护的两种方法 （二）真题再现 【考例6】(201新课标Ⅰ卷)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为： ①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋ ②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋ 该装置工作时，下列叙述错误的是(　　) A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低 D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需为酸性 【答案】C 【考例7】（2017新课标1卷）支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　) A. 通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B. 通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C. 高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D. 通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 【答案】C 【解析】A. 钢管表面不失电子，几乎无腐蚀电流，故A正确。 B. 外电路中，电子从高硅铸铁流向电源正极，从电源负极流向钢管桩，故B正确。 C. 高硅铸铁作为惰性辅助电极，不被损耗，故C错误。 D. 保护电流应根据环境（pH值，离子浓度，温度）变化，故D正确。故选C。 （三）试题预测 【预测6】利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2 溶液的装置如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．该离子交换膜为阴离子交换膜，SO由右池向左池迁移 B．电解池中发生的总反应为Cu2＋＋2Ce3＋===Cu＋2Ce4＋ C．该装置工作时的能量转化形式只有两种 D．由P电极向N电极转移0.1 mol电子时，阳极室生成33.2 g Ce(SO4)2 【答案】C 【预测7】电化学在日常生活中用途广泛。图甲是镁次氯酸钠燃料电池，电池总反应为Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2；图乙是含Cr2O的工业废水的处理装置。下列说法正确的是(　　) A．图甲中发生的氧化反应是Mg2＋＋ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋Mg(OH)2 B．图乙中惰性电极棒上有O2放出 C．图乙中Cr2O向惰性电极移动，与该极附近的OH－结合转化成Cr(OH)3除去 D．若图甲中3.6 g镁产生的电量用于图乙中的废水处理，理论上图乙中有8.4 g阳极材料参与反应 【答案】D 【预测8】全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是(　　) A．土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B．金属棒X的材料应该是比镁活泼的金属 C．金属棒X上发生反应：M－ne－===Mn＋ D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 【答案】B　 【解析】潮湿的土壤中有水和氧气，形成原电池环境，钢铁易被腐蚀，A项正确；只要金属棒X的材料比铁活泼，则在形成原电池时，X就作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，比镁活泼的金属在空气、土壤中易被氧化，不能起到长期防腐作用，B项错误；金属棒X作负极，发生氧化反应，电极反应式为M－ne－===Mn＋，C项正确；牺牲阳极的阴极保护法实质上是牺牲了原电池的负极，保护了原电池的正极，D项正确。 【预测9】城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是(　　) A．该装置能够将电能转化为化学能 B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀 D．钢铁“阳极保护”的实质是阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜 【答案】B　 三、【热点突破】 题组1 新型化学电源 1. 科学家研制出了一种新型的锂空气电池，其工作原理如图所示。关于该电池的说法中不正确的是(　　) A．随着电极反应的不断进行，正极附近的电解液pH不断升高 B．可将有机电解液改为水溶液 C．放电时，当有22.4 L O2(标准状况下)被还原时，溶液中有4 mol Li＋从左槽移动到右槽 D．电池总反应方程式为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH 【答案】B 【解析】该锂电池中，正极上的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，正极附近的电解液pH会升高，故A正确；Li属于活泼金属，能与水反应，不能将有机电解液改为水溶液，B错误；放电时，当有22.4 L O2(标准状况下)被还原时，根据正极反应式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，会转移电子4 mol，即溶液中有4 mol Li＋从左槽(负极)移动到右槽，故C正确；由图示可知，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，电池总反应方程式为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。 2.（2018南昌3月联考）铝-空气燃料电池具有原料易得、能量密度高等优点，装置如图所示，电池的电解质溶液为KOH溶液。下列说法正确的是（ ） A．放电时，消耗氧气22.4L(标准状况)，有4mol OH−从左往右通过阴离子交换膜 B．充电时，电解池阳极区的电解质溶液中c(OH−)逐渐增大 C．放电过程的负极反应式：Al+3OH−-3e−===Al(OH)3↓ D．充电时，铝电极上发生还原反应 【答案】D 3．(2018南昌模拟)氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为：NH3BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。下列说法正确的是(　　) A．正极附近溶液的pH减小 B．电池工作时，H＋通过质子交换膜向负极移动 C．消耗3.1 g氨硼烷，理论上通过内电路的电子为0.6 mol D．负极电极反应为：NH3BH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋ 【答案】D 【解析】根据电池总反应，正极上H2O2发生还原反应：H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，正极附近c(H＋)减小，溶液pH增大，A项错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，故H＋通过质子交换膜向正极移动，B项错误；NH3BH3转化为NH4BO2，N的化合价不变，B的化合价升高，根据NH3BH3NH4BO2，消耗3.1 g氨硼烷(0.1mol)，反应中转移0.6 mol电子，但电子不通过内电路，C项错误；根据电池总反应，负极上氨硼烷发生氧化反应：NH3BH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋，D项正确。 4.（2018江西临川二中高三第5次考试）有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器将其显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是（ ） A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a B．电极b是正极，O2-由电极a流向电极b C．当固体电解质中有1mol O2-通过时，电子转移4mol D．电极a的反应式为CH4+5O2−-8e−===CO+2H2O 【答案】D 5.（2018郑州高三1月一模）如图所示是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是（ ） A．放电时，负极反应为3NaBr-2e−===NaBr3+2Na+ B．充电时，阳极反应为2Na2S2-2e−===Na2S4+2Na+ C．放电时，Na+经过离子交换膜，由b池移向a池 D．用该电池电解饱和食盐水，产生2.24L H2时，b池生成17.40 g Na2S4 【答案】C 【解析】由题意知，放电时电池反应式为2Na2S2+NaBr3===Na2S4+3NaBr，Na2S2在负极失电子，NaBr3在正极得电子；充电时，阴极发生的电极反应可以看成原电池负极反应的逆反应，阳极发生的电极反应可以看成原电池正极反应的逆反应。A项，放电时，负极Na2S2失电子，则负极的电极反应式为2S-2e−===S，错误；B项，充电时，阳极上NaBr失电子转化为NaBr3，则阳极的电极反应式为3Br--2e−===Br，错误；C项，由题图可知a为正极，b为负极，放电时，阳离子移向正极，即Na+经过离子交换膜由b池移向a池，正确；D项，产生H2的体积没有注明气体的状态，无法进行计算，错误。 6.（2018安徽联考）用氟硼酸(HBF4，属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为Pb+PbO2+4HBF42Pb(BF4)2+2H2O，Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是（ ） A．放电时，负极反应为PbO2+4HBF4-2e−===Pb(BF4)2+2BF+2H2O B．充电时，当阳极质量减少23.9g时转移0.2mol电子 C．放电时，PbO2电极附近溶液的pH增大 D．充电时，Pb电极的电极反应式为PbO2+4H++2e−===Pb2++2H2O 【答案】C 7.（2018广西柳州毕业班摸底考试）某课外小组运用电化学原理合成氨，其装置结构如图所示。下列有关说法不正确的是（ ） A．放电时，b极表面H2和CO均被氧化 B．该电池工作时，H+由b极区迁移至a极区 C．a极的电极反应为N2+6H++6e−===2NH3 D．b极区发生反应CO+H2O===CO2+H2 【答案】D 【解析】电池工作时，电极b处CO失电子被氧化生成CO2，H2失电子被氧化生成H+，选项A正确；a极N2得到电子被还原生成NH3，a极为正极，原电池中阳离子向正极移动，则H+从b极区移向a极区，选项B正确；a极为正极，N2得到电子被还原生成NH3，电极反应为N2+6H++6e−===2NH3，选项C正确；b极为负极，CO和H2失去电子被氧化，分别生成CO2和H+，电极反应为CO+H2O-2e−===CO2+2H+，H2-2e−===2H+，选项D错误。 8.（2018阜阳二模）利用如图所示电池装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO，其中含有的固体电解质能传导质子(H+)。下列说法正确的是（ ） A．该过程中有两种形式的能量转化 B．a电极表面的反应为4OH−-4e−===2H2O+O2↑ C．该装置工作时，H+从b电极区向a电极区移动 D．该装置中每生成2mol CO，同时生成1mol O2 【答案】D 9.（2018武汉5月调研）某同学做了如下实验: 装置 现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转 下列说法中正确的是（ ） A．加热铁片Ⅰ所在的烧杯，电流计指针会发生偏转 B．用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判断电池的正、负极 C．铁片Ⅰ、Ⅲ的腐蚀速率相等 D．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀 【答案】A 10.（2018洛阳调研）已知:锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2；锂硫电池的总反应为2Li+SLi2S。有关上述两种电池说法正确的是（ ） A．锂离子电池放电时，Li+向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 【答案】B 【解析】锂离子电池放电时Li+(阳离子)向正极迁移，A项错误；锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B项正确；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C项错误；题图中装置是锂硫电池给锂离子电池充电，D项错误。 11.（2018湖南五市十校教研共同体联合考试）某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3和K2CO3为电解质，以CH4为燃料，该电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ） A．电极a为负极，发生氧化反应 B．放电时，CO向正极移动 C．正极电极反应式为O2+2H2O+4e−===4OH- D．此电池在常温下也能工作 【答案】A 12．(2018兰州模拟)如图为“甲醇燃料电池”的工作原理示意图，下列有关说法正确的是(　　) A．该燃料电池工作过程中电流方向从a极流向b极 B．该燃料电池工作时电路中通过1 mol电子，消耗的O2的体积为5.6 L C．Pt(a)电极的反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ D．该燃料电池工作时H＋由b极室向a极室移动，电解质溶液的pH增大 【答案】C 【解析】根据图示可知，通入CH3OH的电极a为负极，通入空气的电极b为正极，燃料电池工作时电流从正极b流向负极a，A项错误；正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，则燃料电池工作时电路中通过1 mol电子，消耗0.25 mol O2，因没有给出O2所处条件，故无法确定O2的体积，B项错误；CH3OH在Pt(a)极上发生氧化反应，电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，C项正确；燃料电池工作时阳离子向正极移动，即H＋从a极室向b极室移动，D项错误。 13．(2018石家庄模拟)锂空气充电电池有望成为电池行业的“明日之星”，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．有机电解质可用Li2SO4溶液代替 B．电池工作时，正极的电极反应式为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2， C．充电时，多孔电极应与电源负极相连 D．电池充电时间越长，电池中Li2O2含量越多 【答案】B 题组2 电解原理及应用 14.（2018哈尔滨中学一模）如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业的原理和粗铜精炼的原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是（ ） A．反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区 B．乙装置中铁电极为阴极，电极反应式为Fe−2e−===Fe2+ C．通入氧气的一极为负极，发生的电极反应为O2+4e−+2H2O===4OH− D．反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变 【答案】A 【解析】甲装置为甲醚燃料电池，通入氧气的一极发生还原反应，为电池的正极，通入甲醚的一极为电池的负极；乙装置为电解饱和氯化钠溶液的装置，根据串联电路中，电子的流动方向，可知Fe电极为阴极，C极为阳极；丙装置为电解精炼铜的装置，粗铜为阳极，纯铜为阴极。乙装置中Fe极发生反应：2H2O+2e−===H2↑+2OH−，所以反应一段时间后，装置中生成的氢氧化钠在铁极区，A项正确，B项错误；通入氧气的一极发生还原反应，为原电池的正极，发生的电极反应为O2+2H2O+4e−===4OH−，C项错误；丙装置中，粗铜极除了铜发生氧化反应外，活动性在铜前面的金属也要发生氧化反应，但是在纯铜极，除铜离子被还原外，没有其他离子能被还原，根据得失电子数相等，可知硫酸铜溶液浓度减小，D项错误。 15．（2018辽宁实验中学第三次月考）某实验小组设计如图实验装置探究电化学原理，装置Ⅰ中Zn电极产生ZnO，下列说法正确的是（ ） A．Cu电极质量增加 B．装置Ⅱ将化学能转变为电能 C．装置Ⅰ中OH−向多孔电极移动 D．多孔电极的电极反应式为O2+4e−+2H2O===4OH− 【答案】D 16.（2018衡水金卷高三大联考）某科研小组模拟“人工树叶”电化学装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为糖类(C6H12O6)和O2，X、Y是特殊催化剂型电极，已知:装置的电流效率等于生成产品所需的电子数与电路中通过总电子数之比。下列说法错误的是（ ） A．该装置中Y电极发生氧化反应 B．X电极的电极反应式为6CO2+24H++24e−===C6H12O6+6H2O C．理论上，每生成22.4L(标准状况下)O2，必有4mol H+由X极区向Y极区迁移 D．当电路中通过3mol e−时，生成18g C6H12O6，则该装置的电流效率为80% 【答案】C 【解析】根据装置图可知，X与电源的负极相连，为阴极，Y与电源的正极相连，为阳极，阳极上失去电子，发生氧化反应，A正确；根据装置图可知二氧化碳在X电极上转化为C6H12O6，因此X电极的电极反应式为6CO2+24H++24e−===C6H12O6+6H2O，B正确；H+由Y极区向X极区迁移，C错误；生成C6H12O6的物质的量是18g180gmol-1=0.1mol，转移电子的物质的量是2.4mol，因此当电路中通过3mol e−时该装置的电流效率为2.4mol3mol100%=80%，D正确。 17. （2018湖北部分重点中学高三起点考试）在通电条件下，用如图所示装置由乙二醛 (OHC—CHO)制备乙二酸(HOOC—COOH)。其制备反应为 OHC—CHO+2Cl2+2H2OHOOC—COOH+4HCl。下列说法正确的是（ ） A．理论上，每消耗0.1mol乙二醛在Pt(1)极放出2.24L气体(标准状况) B．Pt(1)极的电极反应式为4OH−−4e−===2H2O+O2↑ C．理论上，每得到1mol乙二酸将有2mol H+从右室迁移到左室 D．盐酸起提供Cl−和增强导电性的作用 【答案】D 18.（2018四川德阳三校联考）某化学课外活动小组拟用铅蓄电池为直流电源，进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述不正确的是（ ） A．X为金属Pb，Y为PbO2 B．电解池阳极上被氧化的还原剂有Al和H2O C．电解池的总反应为2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ D．每消耗103.5g Pb，理论上电解池阴极上有0.5mol H2生成 【答案】C 19.（2018辽宁五校协作体联合模拟）双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，用该装置电解硫酸钠溶液，下列有关电解原理的判断正确的是 A．c隔膜为阳离子交换膜，d隔膜为阴离子交换膜 B．A溶液为NaOH溶液，B溶液为硫酸 C．a气体为氢气，b气体为氧气 D．该电解反应的总方程式为2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑ 【答案】D 【解析】该电解池左边的电极为阳极，右边的电极为阴极，溶液中的阴离子通过c隔膜向阳极移动，阳离子通过d隔膜向阴极移动，A项错误；阳极由水电离产生的OH−发生氧化反应生成O2，a气体为氧气，生成的A溶液为硫酸，阴极由水电离产生的H+被还原为H2，b气体为氢气，生成的B溶液为氢氧化钠溶液，B、C项均错误。 20.（2018郑州一中入学测试）电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可以制取氢气，其装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。下列有关说法中不正确的是（ ） A．电解过程中b极附近溶液碱性明显增强 B．溶液中的OH−逐渐向a极区附近移动 C．若在b极产生标准状况下224mL氢气，则消耗尿素2g D．a极的电极反应式为CO(NH2)2+8OH−−6e−===CO+N2↑+6H2O 【答案】C 21.(2018广州模拟)一种电解法合成氨的装置如图所示，该法借助高质子导电性的SCY陶瓷，用吸附在它内外表面上的金属Pd多晶薄膜作电极，实现了570 ℃、常压下高转化率合成氨。下列叙述正确的是(　　) A．阴极的电极反应式为N2＋8H＋＋6e－===2NH B．该装置工作时，H＋从a极区向b极区迁移 C．每生成1 mol NH3，有3 g H2被氧化 D．该装置实现了在常温常压下高转化率合成氨 【答案】C 【解析】该装置的原理是电解法合成氨，阴极上发生还原反应：N2＋6e－＋6H＋===2NH3，A项错误；由图示可知，电极a上N2转化为NH3，发生了还原反应，故电极a为阴极，电极b为阳极，根据电解池中阳离子向阴极移动，知该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移，B项错误；根据电解总反应：N2＋3H22NH3可知，每生成1 mol NH3，被氧化的H2为1.5 mol，其质量为3 g，C项正确；该装置实现了570 ℃、常压下高转化率合成氨，D项错误。 22．厨房垃圾发酵液通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。下列说法正确的是(　　) A．通电后，阳极附近pH增大 B．电子从负极经电解质溶液回到正极 C．通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室 D．当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol O2生成 【答案】C 23．(2018福州模拟)科研人员设计一种电化学反应器，以Na2SO4溶液为电解质，负载纳米MnO2的导电微孔钛膜和不锈钢为电极材料。这种电催化膜反应器可用于正丙醇合成丙酸，装置示意图如图。以下叙述错误的是(　　) A．微孔钛膜作阴极 B．使用Na2SO4溶液是为了在电解开始时增强溶液导电性 C．丙醇转化为丙酸的电极反应式为：CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－===CH3CH2COOH＋4H＋ D．反应器工作时料槽中正丙醇分子向电催化膜移动 【答案】A 【解析】微孔钛膜与电源正极相连，作阳极，A项错误；Na2SO4为强电解质，使用Na2SO4溶液是为了在电解开始时增强溶液导电性，B项正确；丙醇转化为丙酸，发生氧化反应：CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－===CH3CH2COOH＋4H＋，C项正确；反应器工作时，正丙醇发生氧化反应，根据阳极上发生氧化反应，知正丙醇分子向电催化膜移动，D项正确。 24．用石墨电极完成下列电解实验。 实验一 实验二 装 置 现 象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生…… 下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　) A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑ C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋ D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜 【答案】B 25．用固体氧化物作电解质的甲醇—氧气燃料电池电解Na2SO4溶液制备白色的Fe(OH)2。其原理如图所示： 下列有关说法正确的是(　　) A．Fe为阴极 B．碳棒Y上的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O C．碳棒X上的电极反应式为CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O D．C电极的表面观察到Fe(OH)2白色沉淀 【答案】C　 【解析】选项A中Fe应失电子提供Fe2＋，发生氧化反应，作阳极，A项错误；选项B中以固体氧化物作为电解质，因此电极反应式中不应出现H＋，B项错误；选项D中Fe(OH)2白色沉淀应在溶液中形成而不是吸附在电极表面，D项错误。 26．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3胶体有吸附性，可吸附污染物而沉积下来，具有净化水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．石墨电极上发生氧化反应 B．根据图示，物质A为CO2 C．甲烷燃料电池中CO向通入空气一极移动 D．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇 【答案】B　 27．如图装置可处理乙醛废水，乙醛在阴、阳极发生反应，分别转化为乙醇和乙酸。下列说法正确的是(　　) A．b电极为正极 B．电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量增大 C．阳极电极反应式为CH3CHO－2e－＋H2O===CH3COOH＋2H＋ D．电解过程中，两极均有少量气体产生，则阳极产生的是H2 【答案】C 题组3 电化学原理综合应用 28．(2018厦门双十中学月考)关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是(　　) A．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋ B．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法 D．用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极 【答案】D　 【解析】在电解池中，阴极本身不参与电极反应，故用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁应作电解池的阴极，接电源的负极，D项错误。 29. (2018宁夏六盘山高级中学高三模拟)据报道,我国研制出了“可充电钠——二氧化碳电池”,电极材料为钠金属片和碳纳米管,电解质溶液为高氯酸钠—四甘醇二甲醚,电池总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C,生成的固体Na2CO3沉积在碳纳米管上。下列叙述不正确的是(　　) A.放电时钠金属片发生氧化反应 B.放电时每消耗3mol CO2,转移12 mol电子 C.充电时碳纳米管接直流电源的正极 D.充电时阳极反应式为C+2Na2CO3-4e-===4Na++3CO2↑ 【答案】B 【解析】放电时钠金属片作负极失去电子发生氧化反应,A项正确;放电时每消耗3 mol CO2生成1 mol C,转移4 mol电子,B项错误;充电时碳纳米管接直流电源的正极作阳极失去电子生成二氧化碳,C项正确;充电时的阳极碳失去电子生成二氧化碳,其电极反应式为C+2Na2CO3-4e-===4Na++3CO2↑,D项正确。 30．(2018长沙高三统一考试)研究人员研制出一种可在一分钟内完成充电的超常性能铝离子电池，该电池以金属铝和石墨为电极。用AlCl、Al2Cl和有机阳离子组成电解质溶液。其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时，电子由石墨电极经用电器流向铝电极 B．充电时，铝电极上发生氧化反应 C．充电时，AlCl向铝电极方向移动 D．放电时，负极的电极反应为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl7 【答案】D　 31．(2018太原模拟)用如图所示的实验装置进行电化学实验，下列判断正确的是(　　) A．若X为铝片，Y为镁片，Z为NaOH，将开关K置于B处，则Y为原电池的负极 B．若X为铜片，Y为铁片，Z为CuSO4，将开关K置于A处可实现在铁片上镀铜 C．若X为铁片，Y为锌片，Z为NaCl，将开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 D．若X、Y均为碳棒，Z为NaOH，将开关K置于A处，Y极发生氧化反应 【答案】B 【解析】开关K置于B处构成原电池，Al与NaOH溶液反应，则X为原电池的负极，A项错误。开关K置于A处构成电解池，Cu为阳极，Fe为阴极，该装置能实现铁片上镀铜，B项正确。X为铁片，Y为锌片，开关K置于A处时构成电解池，Fe为阳极，会加速铁的腐蚀；开关K置于B处构成原电池，锌片为负极，可减缓铁的腐蚀，C项错误。X、Y均为碳棒，NaOH溶液为电解液，开关K置于A处构成电解池，阴极Y上发生还原反应，D项错误。 32．(2018银川重点中学质量检测)由U形管、铁棒和石墨棒、1 L 0.1 molL－1 CuCl2溶液等组成如图装置，下列说法不正确的是(　　) A．K1、K2打开，铁棒上有紫红色物质析出 B．只闭合K1，石墨棒上有紫红色物质析出 C．只闭合K2，一段时间后，将电解质溶液搅拌均匀，溶液pH增大 D．只闭合K2，电路中通过0.3NA个电子时，两电极共产生0.175 mol气体 【答案】C　 33．如下图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。下列说法正确的是(　　) A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置 B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋ C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复原浓度 D．甲池中消耗280 mL(标准状况)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体 【答案】D 【解析】甲池为原电池，作为电源，电解乙池丙池两个电解池，A错误；通入CH3OH的一极为负极，负极反应：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，B错误；应加入CuO或CuCO3，C错误；丙池中发生反应：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，消耗0.012 5 mol O2，转移0.05 mol电子，生成0.025 mol Mg(OH)2，其质量为1.45 g，D正确。 34．图Ⅰ的目的是精炼铜，图Ⅱ的目的是保护钢闸门。下列说法不正确的是(　　) A．图Ⅰ中a为纯铜 B．图Ⅰ中SO向b极移动 C．图Ⅱ中如果a、b间连接电源，则a连接负极 D．图Ⅱ中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜 【答案】D　 35．(2017北京怀柔零模)一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表所示。 pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeO 下列说法正确的是(　　) A．随pH的升高，含碳钢腐蚀速率逐渐加快 B．pH<4，发生析氢腐蚀 C．pH为14，其负极反应为2H2O＋Fe－3e－===FeO＋4H＋ D．pH为7时，负极反应为Fe－3e－===Fe3＋，生成的Fe3＋被空气中的氧气氧化为Fe2O3 【答案】B　 【解析】由表可知，随pH的升高，含碳钢腐蚀速率先减慢后逐渐加快，故A错误；当pH<4时，含碳钢主要发生析氢腐蚀，负极电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B正确；在pH＝14时，含碳钢发生吸氧腐蚀，负极反应为4OH－＋Fe－3e－===FeO＋2H2O，故C错误；pH为7时，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，生成的Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe2O3，故D错误。 36．(2017海南省五校高三第一次月考)工业上常用NCl3制备消毒剂ClO2，利用如图装置电解氯化铵和盐酸的混合溶液可制备NCl3(已知NCl3的水溶液具有漂白性)。下列推断正确的是(　　) A．石墨极为正极 B．铁极附近溶液的pH减小 C．每生成1 mol NCl3必转移3 mol电子 D．电解反应为NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑ 【答案】D　 37．我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了一种装置(如图)，实现了“太阳能电能化学能”转化，总反应方程式为2CO2===2CO＋O2。关于该装置的下列说法中正确的是(　　) A．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极 B．图中离子交换膜为阳离子交换膜 C．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强 D．人体呼出的气体参与X电极的反应：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－ 【答案】D 【解析】根据题图中左边电源内负电荷的移向，可知N型半导体为负极，P型半导体为正极，A错误；N型半导体为负极，X极为电解池的阴极，电极反应为CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－，生成的氢氧根离子通过离子交换膜在Y极参加反应，所以图中的离子交换膜为阴离子交换膜，B错误，D正确；总反应为2CO2===2CO＋O2，所以反应前后溶液的pH并不变化，C不正确。 38. (2018河南郑州高三模拟)全钒液流电池充电时间短,续航能力强,其充放电原理为VO2++V3++H2O+V2++2H+。以此电池为电源,用石墨电极电解Na2SO3溶液可得到NaOH和H2SO4,示意图如下。下列说法错误的是(　　) A.全钒液流电池放电时,正极的电极反应式为+2H++e-===VO2++H2O B.图中a电极为阴极,N物质是H2 C.全钒液流电池充电时,V3+被氧化为 D.电解时,b电极的反应式为+H2O-2e-===+2H+ 【答案】C