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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第九章化学反应与电能,第,27,练原电池原理及应用,1. 2021,广东,9,2,分,难度,火星大气中含有大量,CO,2,一种有,CO,2,参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.CO,2,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,1.B,【原理分析】根据题中信息可知该,Na-CO,2,电池中,Na,为负极,负极上,Na,失电子发生氧化反应,碳纳米管为正极,CO,2,在正极上得电子发生还原反应。,该电池的负极上金属钠失去电子发生氧化反应,A,项错误,;CO,2,在正极,(,碳纳米管,),上得电子发生还原反应,B,项正确,;,原电池工作时,阳离子从负极向正极移动,C,项错误,;,该装置为原电池,放电时将化学能转化为电能,D,项错误。,答案,2. 2022,湖南,8,3,分,难度,海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂,-,海水电池构造示意图如下,下列说法错误的是,（ ）,A.,海水起电解质溶液作用,B.N,极仅发生的电极反应,:2H,2,O+2e,-,=2OH,-,+H,2,C.,玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能,D.,该锂,-,海水电池属于一次电池,答案,2.B,【电池分析】,海水中含有大量的电解质,故,A,项正确,;Li,是活泼金属,作负极,则,N,极是正极,正极上海水中溶解的,O,2,、,CO,2,等均能放电,B,项错误,;,由于,Li,易与水反应,故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能,同时为形成闭合的回路,也应具有传导离子的功能,C,项正确,;,该电池属于一次电池,D,项正确。,3,.,2021,山东,10,2,分,难度,以,KOH,溶液为离子导体,分别组成,CH,3,OH-O,2,、,N,2,H,4,-O,2,、,(CH,3,),2,NNH,2,-O,2,清洁燃料电池,下列说法正确的是,（ ）,A.,放电过程中,K,+,均向负极移动,B.,放电过程中,KOH,物质的量均减小,C.,消耗等质量燃料,(CH,3,),2,NNH,2,-O,2,燃料电池的理论放电量最大,D.,消耗,1 mol O,2,时,理论上,N,2,H,4,-O,2,燃料电池气体产物的体积在标准状况下为,11.2 L,答案,3.C,燃料电池工作时,阳离子向正极移动,则,K,+,向正极移动,A,项错误,;N,2,H,4,-O,2,燃料电池的总反应为,N,2,H,4,+O,2,=N,2,+2H,2,O,因此放电过程中,KOH,的物质的量不变,B,项错误,;,根据,CH,3,OHC,失,6e,-,N,2,H,4,N,2,失,4e,-,(CH,3,),2,NNH,2,2C,+N,2,失,16e,-,知消耗,1 g,燃料时,转移电子的物质的量分别为,6 mol,、,4 mol,、,16 mol,显然消耗等质量燃料,(CH,3,),2,NNH,2,转移电子最多,放电量最大,C,项正确,;,根据,N,2,H,4,+O,2,=N,2,+2H,2,O,知消耗,1 mol O,2,理论上,N,2,H,4,-O,2,燃料电池气体产物,N,2,为,1 mol,其在标准状况下的体积为,22.4 L,D,项错误。,4 .2019,全国,12,6,分,难度,利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时,MV,2+,/MV,+,在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。下列说法错误的是,(,),A.,相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能,B.,阴极区,在氢化酶作用下发生反应,H,2,+2MV,2+,=2H,+,+2MV,+,C.,正极区,固氮酶为催化剂,N,2,发生还原反应生成,NH,3,D.,电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动,答案,4.B,【教你审题】分析装置图时,抓住粒子流向与物质转化,整体认识合成氨原理。联系原电池原理综合作出判断。,由题图和题意知,电池总反应是,3H,2,+N,2,=2NH,3,。该合成氨反应在常温下进行,并形成原电池产生电能,反应不需要高温、高压和催化剂,A,项正确,;,观察题图知,左边电极发生氧化反应,MV,+,-e,-,=MV,2+,为负极,不是阴极,B,项错误,;,正极区,N,2,在固氮酶作用下发生还原反应生成,NH,3,C,项正确,;,电池工作时,通过交换膜,由左侧,(,负极区,),向右侧,(,正极区,),迁移,D,项正确。,5,.,2022,浙江,1,月,21,2,分,难度,pH,计是一种采用原电池原理测量溶液,pH,的仪器。如图所示,以玻璃电极,(,在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的,HCl,溶液,并插入,Ag-AgCl,电极,),和另一,Ag-AgCl,电极插入待测溶液中组成电池,pH,与电池的电动势,E,存在关系,:pH=(,E,-,常数,)/0.059,。下列说法正确的是,(,),A.,如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为,:AgCl(s)+e,-,=Ag(s)+,Cl,-,(0.1 molL,-1,),B.,玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化,C.,分别测定含已知,pH,的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知,溶液的,pH,D.pH,计工作时,电能转化为化学能,答案,5.C,电势低的电极为负极,负极失去电子,电极反应式为,Ag+Cl,-,-e,-,=AgCl(s),A,项错误,;pH,与,H,+,浓度有关,根据,pH=(,E,-,常数,)/0.059,可知,玻璃膜内外的,H,+,浓度差异会引起电动势的变化,B,项错误,;,通过测定含已知,pH,的标准溶液的电池的,E,可以得出题给公式中常数的值,然后测定含未知溶液的电池的,E,就可以计算出未知溶液的,pH,C,项正确,;,因为,pH,计利用的是原电池原理,故其工作时是化学能转化为电能,D,项错误。,6,.,2020,山东,10,2,分,难度,微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以,NaCl,溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水,(,以含,CH,3,COO,-,的溶液为例,),。下列说法错误的是,(,),A.,负极反应为,CH,3,COO,-,+2H,2,O-8e,-,=2CO,2,+7H,+,B.,隔膜,1,为阳离子交换膜,隔膜,2,为阴离子交换膜,C.,当电路中转移,1 mol,电子时,模拟海水理论上除盐,58.5 g,D.,电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为,2,1,6.B,【,图象分析,】,结合图示可知放电时的电极反应如下,:,根据上述分析可知,A,项正确,;,该电池工作时,Cl,-,向,a,极移动,Na,+,向,b,极移动,即隔膜,1,为阴离子交换膜,隔膜,2,为阳离子交换膜,B,项错误,;,电路中转移,1 mol,电子时,向,a,极和,b,极分别移动,1 mol Cl,-,和,1 mol Na,+,则模拟海水理论上可除盐,58.5 g,C,项正确,;,电池工作时负极产生,CO,2,正极产生,H,2,结合正、负极的电极反应知,一段时间后,正极和负极产生气体的物质的量之比为,21,D,项正确。,答案,7. 2021,河北,9,3,分,难度,K-O,2,电池结构如图,a,和,b,为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误的是,(,),A.,隔膜允许,K,+,通过,不允许,O,2,通过,B.,放电时,电流由,b,电极沿导线流向,a,电极,;,充电时,b,电极为阳极,C.,产生,1 Ah,电量时,生成,KO,2,的质量与消耗,O,2,的质量比值约为,2.22,D.,用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗,3.9 g,钾时,铅酸蓄电池消耗,0.9 g,水,答案,7.D,由题,图右侧室内,O,2,KO,2,可知,b,电极上发生还原反应,为正极,电极反应式为,O,2,+e,-,+K,+,=KO,2,则,a,电极为负极,K,失电子生成,K,+,故隔膜只允许,K,+,通过,不允许,O,2,通过,且若氧气通过隔膜,会与钾反应,A,项正确,;,放电时电流由正极流向负极,即由,b,电极沿导线流向,a,电极,充电时,b,电极失电子发生氧化反应,作阳极,B,项正确,;,由氧原子守恒可知,生成的,KO,2,和消耗的,O,2,的质量比为,71,322.22,C,项正确,;,铅酸蓄电池充电时的总反应为,2PbSO,4,+2H,2,O=Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,消耗,1 mol,水,转移,1 mol,电子,而,K-O,2,电池中,消耗,0.1 mol(3.9 g)K,转移,0.1 mol,电子,由,转移电子数相等,可知,铅酸蓄电池消耗的水为,0.1 mol,即消耗,1.8 g,水,D,项错误。,8. 2022,全国甲,10,6,分,难度,一种水性电解液,Zn-MnO,2,离子选择双隔膜电池如图所示,(KOH,溶液中,Zn,2+,以,Zn(OH,存在,),。电池放电时,下列叙述错误的是,(,),A.,区的,K,+,通过隔膜向,区迁移,B.,区的,S,通过隔膜向,区迁移,C.MnO,2,电极反应,:MnO,2,+4H,+,+2e,-,= Mn,2+,+2H,2,O,D.,电池总反应,:Zn+4OH,-,+MnO,2,+4H,+,= Zn(OH,+Mn,2+,+2H,2,O,答案,8.A,【电池分析】,MnO,2,电极为正极,Zn,电极为负极,电池放电时,电解质溶液中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,A,项错误,;,区中的,S,通过隔膜向,区迁移,B,项正确,;MnO,2,电极为正极,电极反应式为,MnO,2,+2e,-,+4H,+,=Mn,2+,+2H,2,O,C,项正确,;,根据正负两极的电极反应式可得电池总反应,D,项正确。,第,28,练二次电池,1. 2021,辽宁,10,3,分,难度,如图,某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物,Li,3,Bi,。下列说法正确的是,(,),A.,放电时,M,电极反应为,Ni-2e,-,=Ni,2+,B.,放电时,Li,+,由,M,电极向,N,电极移动,C.,充电时,M,电极的质量减小,D.,充电时,N,电极反应为,Li,3,Bi+3e,-,=3Li,+,+Bi,答案,1.B,【原理分析】结合该电池放电时产生金属间化合物,Li,3,Bi,可知,M,极为负极,N,极为正极,电极反应分析如下。,结合上述分析可知,A,项错误,;,原电池中阳离子从负极向正极方向移动,即,Li,+,由,M,电极向,N,电极移动,B,项正确,;,充电时,M,电极为阴极,电极反应为,3Li,+,+3e,-,=3Li,电极质量将增加,C,项错误,;,充电时,N,电极为阳极,电极反应为,Li,3,Bi-3e,-,=3Li,+,+Bi,D,项错误。,2. 2022,广东,16,4,分,难度,科学家基于,Cl,2,易溶于,CCl,4,的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备,(,如图,),。充电时电极,a,的反应为,:NaTi,2,(PO,4,),3,+2Na,+,+2e,-,=Na,3,Ti,2,(PO,4,),3,下列说法正确的是,(,),A.,充电时电极,b,是阴极,B.,放电时,NaCl,溶液的,pH,减小,C.,放电时,NaCl,溶液的浓度增大,D.,每生成,1 mol Cl,2,电极,a,质量理论上增加,23 g,答案,2.C,由充电时电极,a,的反应式可知,电极,a,发生还原反应,则充电时电极,a,为阴极,电极,b,为阳极,A,项错误,;,放电时,负极,Na,3,Ti,2,(PO,4,),3,转化为,Na,+,正极,Cl,2,发生还原反应生成,Cl,-,NaCl,溶液的浓度增大,但溶液一直为中性,故放电时,NaCl,溶液的,pH,不变,B,项错误、,C,项正确,;,充电时,每生成,1 mol Cl,2,则转移,2 mol,电子,由题干电极,a,反应式可知,有,2 mol Na,+,参与反应,则电极,a,质量理论上增加,46 g,D,项错误。,【技巧点拨】,(1),题干中充电时电极,a,反应式是解答的突破口,;(2),充电时,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。,3. 2020,天津,11,3,分,难度,熔融钠,-,硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为,2Na+,x,S Na,2,S,x,(,x,=53,难溶于熔融硫,),。下列说法错误的是,(,),A.Na,2,S,4,的电子式为,Na,+,2-,Na,+,B.,放电时正极反应为,x,S+2Na,+,+2e,-,=Na,2,S,x,C.Na,和,Na,2,S,x,分别为电池的负极和正极,D.,该电池是以,Na-Al,2,O,3,为隔膜的二次电池,答案,3.C,Na,2,S,4,中,中硫原子间以非极性键结合,每个硫原子最外层均达到,8,电子稳定结构,A,项正确,;,放电时正极上,S,发生还原反应,正极反应为,x,S+2Na,+,+2e,-,=Na,2,S,x,B,项正确,;,熔融钠为负极,熔融硫,(,含碳粉,),为正极,C,项错误,;,由图可知,D,项正确。,4. 2021,浙江,6,月,22,2,分,难度,某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示,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,;,电极,B,为,LiCoO,2,薄膜,;,集流体起导电作用。下列说法不正确的是,(,),A.,充电时,集流体,A,与外接电源的负极相连,B.,放电时,外电路通过,a,mol,电子时,LiPON,薄膜电解质损失,a,mol Li,+,C.,放电时,电极,B,为正极,反应可表示为,Li,1-,x,CoO,2,+,x,Li,+,+,x,e,-,=LiCoO,2,D.,电池总反应可表示为,Li,x,Si+Li,1-,x,CoO,2,Si+LiCoO,2,4.B,【原理分析】根据题中信息和图示装置,可知该电池放电时,电极,A,为负极,电极,B,为正极,电极反应为,:,结合充电时,Li,+,得电子成为,Li,嵌入电极,A,的薄膜材料中,知充电时电极,A,为阴极,则集流体,A,应和外接电源负极相连,A,项正确,;,放电时,外电路中通过,a,mol,电子时,负极,(,电极,A),生成的,a,mol Li,+,通过,LiPON,薄膜电解质转移至电极,B,LiPON,薄膜电解质并未损失,Li,+,B,项错误,;,由上述分析知,C,项正确,;,结合正极和负极反应式可写出电池总反应为,Li,x,Si+Li,1-,x,CoO,2,Si+LiCoO,2,D,项正确。,答案,第,29,练电解原理及应用,1. 2022,广东,10,2,分,难度,以熔融盐为电解液,以含,Cu,、,Mg,和,Si,等的铝合金废料为阳极进行电解,实现,Al,的再生。该过程中,(,),A.,阴极发生的反应为,Mg-2e,-,=Mg,2+,B.,阴极上,Al,被氧化,C.,在电解槽底部产生含,Cu,的阳极泥,D.,阳极和阴极的质量变化相等,答案,1.C,阴极得电子,发生还原反应,被还原,A,项、,B,项错误,;,由金属活动性顺序可知,Mg,、,Al,在阳极失电子,离子进入电解液,Cu,金属活动性弱,则阳极泥主要含,Si,、,Cu,C,项正确,;,阴极,Al,3+,得电子生成,Al,单质,阳极上,Mg,、,Al,均失电子变成离子进入电解液中,故阳极和阴极的质量变化不相等,D,项错误。,2. 2021,江苏,12,3,分,难度,通过下列方法可分别获得,H,2,和,O,2,:,通过电解获得,NiOOH,和,H,2,(,装置如图所示,);,在,90 ,将,NiOOH,与,H,2,O,反应生成,Ni(OH),2,并获得,O,2,。下列说法正确的是,(,),A.,电解后,KOH,溶液的物质的量浓度减小,B.,电解时阳极电极反应式,:Ni(OH),2,+OH,-,-e,-,= NiOOH+H,2,O,C.,电解的总反应方程式,:2H,2,O,2H,2,+O,2,D.,电解过程中转移,4 mol,电子,理论上可获得,22.4 L O,2,答案,2.B,由图中物质转化关系知,电解时,阴极反应式为,2H,2,O+2e,-,= H,2,+2OH,-,阳极反应式为,Ni(OH),2,+OH,-,-e,-,= NiOOH+H,2,O,则电解时的总反应为,2Ni(OH),2,2NiOOH+H,2,故电解后,KOH,溶液的物质的量浓度不变,A,项、,C,项错误,B,项正确,;D,项,未指明是标准状况下,无法计算生成的,O,2,的体积,错误。,3. 2021,全国乙,12,6,分,难度,沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极,(,如图所示,),通入一定的电流。下列叙述错误的是,(,),A.,阳极发生将海水中的,Cl,-,氧化生成,Cl,2,的反应,B.,管道中可以生成氧化灭杀附着生物的,NaClO,C.,阴极生成的,H,2,应及时通风稀释安全地排入大气,D.,阳极表面形成的,Mg(OH),2,等积垢需要定期清理,答案,3.D,【原理分析】该电解池中,电极反应为,:,阳极,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极,2H,2,O+2e,-,=H,2,+2OH,-,海水中含有较大浓度的,Cl,-,通电后,Cl,-,能在阳极上发生失电子的氧化反应生成,Cl,2,A,项正确,;,电解过程中阴极区有,NaOH,生成,阳极上生成的,Cl,2,与阴极区生成的,NaOH,反应可得到,NaClO,B,项正确,;H,2,具有可燃性,故应及时排入大气,以免出现意外,C,项正确,;,阴极的电极反应式为,2H,2,O+2e,-,=2OH,-,+H,2,生成的,OH,-,与海水中的,Mg,2+,结合形成,Mg(OH),2,故,Mg(OH),2,主要在阴极上形成,D,项错误。,4. 2021,广东,16,4,分,难度,钴,(Co),的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是,(,),A.,工作时,室和,室溶液的,pH,均增大,B.,生成,1 mol Co,室溶液质量理论上减少,16 g,C.,移除两交换膜后,石墨电极上发生的反应不变,D.,电解总反应,:2Co,2+,+2H,2,O 2Co+O,2,+4H,+,答案,4.D,【原理分析】图示装置为电解池,根据外接电源可确定石墨电极为阳极,Co,电极为阴极,其电极反应分别为,:,阳极,(,石墨,),2H,2,O-4e,-,=O,2,+4H,+,阴极,(Co,电极,) Co,2+,+2e,-,=Co,结合阳极反应式可知,电解时,室,H,+,浓度增大,溶液的,pH,减小,室中的,H,+,通过阳离子交换膜进入,室,室溶液的,pH,减小,A,项错误,;,生成,1 mol Co,时,电路中通过,2 mol,电子,阳极产生,0.5 mol O,2,其质量为,16 g,同时有,H,+,从,室进入,室,也导致,室溶液质量减小,故生成,1 mol Co,时,室溶液质量理论上减少大于,16 g,B,项错误,;,若移除两交换膜,Cl,-,在阳极会发生反应生成,Cl,2,C,项错误,;,结合上述分析可知,电解时的总反应为,2Co,2+,+2H,2,O 2Co+O,2,+4H,+,D,项正确。,5 .2021,海南,9,4,分,难度,液氨中存在平衡,:2NH,3,N,+N,。如图所示为电解池装置,以,KNH,2,的液氨溶液为电解液,电解过程中,a,、,b,两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是,(,),A.b,电极连接的是电源的负极,B.a,电极的反应为,2NH,3,+2e,-,=H,2,+2N,C.,电解过程中,阴极附近,K,+,浓度减小,D.,理论上两极产生的气体物质的量之比为,1,1,答案,5.B,由图可知,b,电极上,N,失电子发生氧化反应生成,N,2,和,NH,3,故,b,电极为阳极,连接电源的正极,A,项错误,;a,电极为阴极,由图可知,NH,3,在阴极发生还原反应,电极反应为,2NH,3,+2e,-,=2N,+H,2,B,项正确,;,电解过程中,阳离子向阴极迁移,即钾离子移向阴极,阴极附近,K,+,浓度增大,C,项错误,;b,电极反应为,6N,-6e,-,=4NH,3,+N,2,根据得失电子守恒知,电解一段时间后,a,电极生成的,H,2,和,b,电极生成的,N,2,的物质的量之比为,3,1,D,项错误。,6. 2021,湖北,15,3,分,难度,Na,2,Cr,2,O,7,的酸性水溶液随着,H,+,浓度的增大会转化为,CrO,3,。电解法制备,CrO,3,的原理如图所示。下列说法错误的是,(,),A.,电解时只允许,H,+,通过离子交换膜,B.,生成,O,2,和,H,2,的质量比为,8,1,C.,电解一段时间后阴极区溶液,OH,-,的浓度增大,D.CrO,3,的生成反应为,:Cr,2,+2H,+,=2CrO,3,+H,2,O,答案,6.A,【原理分析】根据左侧电极上生成,O,2,右侧电极上生成,H,2,知左侧电极为阳极,发生反应,:2H,2,O-4e,-,=4H,+,+O,2,右侧电极为阴极,发生反应,:2H,2,O+2e,-,=2OH,-,+H,2,;,由题意知,左室中,Na,2,Cr,2,O,7,随着,H,+,浓度增大转化为,CrO,3,:,+2H,+,=2CrO,3,+ H,2,O,因此阳极生成的,H,+,不能通过离子交换膜。,由以上分析知,电解时通过离子交换膜的是,Na,+,A,项错误,;,根据各电极上转移电子数相同,由阳极反应和阴极反应,知生成,O,2,和,H,2,的物质的量之比为,1,2,则质量比为,8,1,B,项正确,;,根据阴极反应,知电解一段时间后阴极区溶液,OH,-,的浓度增大,C,项正确,;,电解过程中阳极区,H,+,的浓度增大,Na,2,Cr,2,O,7,转化为,CrO,3,:,+2H,+,=2CrO,3,+ H,2,O,D,项正确。,7. 2020,全国,12,6,分,难度,电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag,+,注入到无色,WO,3,薄膜中,生成,Ag,x,WO,3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是,(,),A.Ag,为阳极,B.Ag,+,由银电极向变色层迁移,C.W,元素的化合价升高,D.,总反应为,:WO,3,+,x,Ag=Ag,x,WO,3,答案,7.C,【教你审题】根据题图可知,该装置为电解池,由通电时,Ag,+,注入到无色,WO,3,薄膜中,生成,Ag,x,WO,3,可知,Ag,为该电解池的阳极,透明导电层为该电解池的阴极,结合题给信息可写出阳极和阴极的电极反应式分别为,Ag-e,-,=Ag,+,和,x,Ag,+,+WO,3,+,x,e,-,=Ag,x,WO,3,。,根据上述分析可知,Ag,为阳极,A,项正确,;,电解池工作时,Ag,+,向阴极移动,即,Ag,+,由银电极向变色层迁移,B,项正确,;,结合上述分析可知,WO,3,在阴极发生还原反应,即,W,元素的化合价降低,C,项错误,;,结合阳极和阴极的电极反应式可写出总反应为,WO,3,+,x,Ag=Ag,x,WO,3,D,项正确。,8 .2021,辽宁,13,3,分,难度,利用,(Q),与,(QH,2,),电解转化法从烟气中分离,CO,2,的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是,(,),A.a,为电源负极,B.,溶液中,Q,的物质的量保持不变,C.CO,2,在,M,极被还原,D.,分离出的,CO,2,从出口,2,排出,8.C,【原理分析】,M,极上,QQH,2,为,Q,得氢的反应,即发生还原反应,故,M,极为阴极,N,极为阳极。,根据上述分析知,M,极为阴极,则,a,极为电源负极,A,项正确,;,结合阴极和阳极反应可知,整个电解过程中溶液中,Q,的物质的量保持不变,B,项正确,;M,极通入的烟气中的,CO,2,能与,OH,-,反应生成,HC,HC,移向阳极,N,极,与,H,+,反应生成,CO,2,从而实现,CO,2,的分离,分离出的,CO,2,从出口,2,排出,整个过程中,CO,2,中各元素化合价保持不变,C,项错误,D,项正确。,答案,9. 2021,天津,11,3,分,难度,如下所示电解装置中,通电后石墨电极,上有,O,2,生成,Fe,2,O,3,逐渐溶解,下列判断错误的是,(,),A.a,是电源的负极,B.,通电一段时间后,向石墨电极,附近滴加石蕊溶液,出现红色,C.,随着电解的进行,CuCl,2,溶液浓度变大,D.,当,0.01 mol Fe,2,O,3,完全溶解时,至少产生气体,336 mL(,折合成标准状况下,),答案,9.C,根据题图,结合题意知,石墨电极,上,H,2,O,发生氧化反应产生,O,2,故石墨电极,是阳极,则,b,是电源的正极、,a,是电源的负极,A,项正确,;,石墨电极,上,H,2,O,放电产生,O,2,和,H,+,:2H,2,O-4e,-,= 4H,+,+O,2,通电一段时间后,石墨电极,附近溶液显酸性,能使石蕊显红色,B,项正确,;,电解时,Cu,2+,在石墨电极,上放电生成,Cu,左室中,Cl,-,通过阴离子交换膜进入中间室,故,CuCl,2,溶液的浓度减小,C,项错误,;,由,Fe,2,O,3,+6H,+,=2Fe,3+,+3H,2,O,和阳极反应式可得,Fe,2,O,3,O,2,故产生,O,2,的体积是,0.01 mol22.4 Lmol,-1,10,3,mLL,-1,=336 mL,D,项正确。,第,30,练金属的腐蚀与防护,1.,将铁粉和活性炭的混合物用,NaCl,溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是,(,),A.,铁被氧化的电极反应式为,Fe-3e,-,=Fe,3+,B.,铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能,C.,活性炭的存在会加速铁的腐蚀,D.,以水代替,NaCl,溶液,铁不能发生吸氧腐蚀,答案,1.C,A,项,铁和炭的混合物用,NaCl,溶液湿润后构成原电池,铁作负极,铁失去电子生成,Fe,2+,电极反应式为,Fe-2e,-,=Fe,2+,错误,;B,项,铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外,还可转化为热能等,错误,;C,项,构成原电池后,铁腐蚀的速率变快,正确,;D,项,用水代替,NaCl,溶液,Fe,和炭也可以构成原电池,Fe,失去电子,空气中的,O,2,得到电子,铁发生吸氧腐蚀,错误。,2. 2022,广东,11,4,分,难度,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,AgNO,3,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,K,3,Fe(CN),6,溶液无蓝色沉淀生成,答案,2.D,若铁片被腐蚀,则溶液中含有,Fe,2+,在溶液中加入,K,3,Fe(CN),6,溶液,反应生成蓝色的,Fe,3,Fe(CN),6,2,沉淀,D,项正确,;A,项只能检验溶液中含有,Cl,-,B,项只能检验溶液中无强氧化性物质,C,项只能检验溶液中无,Fe,3+,三者均不能说明铁片没有被腐蚀。,第,31,练新型电化学装置的分析,1 2022,全国乙,12,6,分,难度,Li-O,2,电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电,Li-O,2,电池,(,如图所示,),。光照时,光催化电极产生电子,(e,-,),和空穴,(h,+,),驱动阴极反应,(Li,+,+e,-,=Li),和阳极反应,(Li,2,O,2,+2h,+,=2Li,+,+O,2,),对电池进行充电。下列叙述错误的是,(,),A.,充电时,电池的总反应,Li,2,O,2,=2Li+O,2,B.,充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,C.,放电时,Li,+,从正极穿过离子交换膜向负极迁移,D.,放电时,正极发生反应,O,2,+2Li,+,+2e,-,=Li,2,O,2,答案,1.C【,电池分析,】,由图可知该装置为二次电池,放电时,O,2,Li,2,O,2,LiLi,+,；,充电时,Li,2,O,2,O,2,Li,+,Li,由此写出的电极反应式如下,:,充电时为电解池,由题目信息知,光照时,光催化电极产生电子,(e,-,),和空穴,(h,+,),电子通过外电路转移到锂电极发生反应,Li,+,+e,-,=Li,光催化电极上发生反应,Li,2,O,2,+2h,+,=2Li,+,+O,2,总反应为,Li,2,O,2,=2Li+O,2,因此充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,A,、,B,项正确,;,放电时,阳离子移向正极,因此放电时,Li,+,从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C,项错误,;,放电时,正极发生还原反应,其电极反应式为,O,2,+2e,-,+2Li,+,=Li,2,O,2,D,项正确。,2. 2021,湖南,10,3,分,难度,锌,/,溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌,/,溴液流电池工作原理如图所示,:,下列说法错误的是,(,),A.,放电时,N,极为正极,B.,放电时,左侧贮液器中,ZnBr,2,的浓度不断减小,C.,充电时,M,极的电极反应式为,Zn,2+,+2e,-,=Zn,D.,隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过,答案,2.B,【原理分析】锌溴液流电池的电解液为,ZnBr,2,水溶液,电解液通过泵循环流过正、负电极表面。充电时锌沉积在阴极上,阳极生成的溴转化成,Br,2,复合物贮存在贮液器中,;,放电时负极表面的锌溶解,正极,Br,2,复合物放电转变成溴离子,电解液回到溴化锌的状态。,A,项,放电时,M,极,Zn,失去电子,为负极,则,N,极为正极,正确,;B,项,放电时,负极发生反应,:Zn-2e,-,=Zn,2+,正极发生反应,:Br,2,+2e,-,=2Br,-,溶液中有,Zn,2+,与,Br,-,生成,通过循环回路,左侧贮液器中,ZnBr,2,的浓度逐渐增大,错误,;C,项,充电时,M,极,Zn,2+,得电子,被还原为,Zn,正确,;D,项,结合题图知,隔膜的作用是防止,Br,2,通过,造成电池自放电,但可以让,Br,-,和,Zn,2+,通过,正确。,3. 2021,全国甲,13,6,分,难度,乙醛酸是一种重要的化工中间体,可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的,H,2,O,解离为,H,+,和,OH,-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是,(,),A.KBr,在上述电化学合成过程中只起电解质的作用,B.,阳极上的反应式为,: +2H,+,+2e,-,+H,2,O,C.,制得,2 mol,乙醛酸,理论上外电路中迁移了,1 mol,电子,D.,双极膜中间层中的,H,+,在外电场作用下向铅电极方向迁移,答案,3.D,根据图示,石墨电极一侧发生反应,2Br,-,-2e,-,=Br,2,、,OHCCHO+Br,2,+H,2,O,HOOCCHO+2HBr,总反应为,OHCCHO-2e,-,+H,2,O=HOOCCHO+2H,+,因此石墨电极为阳极,KBr,不只是起到电解质的作用,A,项错误,B,项错误,;,根据阳极总反应,OHCCHO-2e,-,+H,2,O=HOOCCHO+2H,+,、阴极反应,HOOCCOOH+2e,-,+2H,+,=HOOCCHO+H,2,O,可得,总反应式为,OHCCHO+HOOCCOOH=2HOOCCHO,故制得,2 mol,乙醛酸,理论上外电路中迁移了,2 mol,电子,C,项错误,;,根据阴极,(,铅电极,),反应,双极膜中间层中的,H,+,在外电场作用下向阴极,(,铅电极,),迁移,D,项正确。,4 .2018,全国,13,6,分,难度,最近我国科学家设计了一种,CO,2,+H,2,S,协同转化装置,实现对天然气中,CO,2,和,H,2,S,的高效去除。示意图如图所示,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,:,1,、,EDTA-Fe,2+,-e,-,=EDTA-Fe,3+,2,、,2EDTA-Fe,3+,+H,2,S=2H,+,+S+2EDTA-Fe,2+,该装置工作时,下列叙述错误的是,（ ）,A.,阴极的电极反应,:CO,2,+2H,+,+2e,-,=CO+H,2,O,B.,协同转化总反应,:CO,2,+H,2,S=CO+H,2,O+S,C.,石墨烯上的电势比,ZnO,石墨烯上的低,D.,若采用,Fe,3+,/Fe,2+,取代,EDTA-Fe,3+,/EDTA-Fe,2+,溶液需为酸性,答案,4.C,【原理分析】根据装置图中物质的转化关系分析电极反应类型,如,EDTA-Fe,2+,生成,EDTA-Fe,3+,发生了氧化反应,EDTA-Fe,3+,将,H,2,S,氧化成,S,本身被还原成,EDTA-Fe,2+,EDTA-Fe,3+,和,EDTA-Fe,2+,可循环使用,故石墨烯电极为阳极,阳极与光伏电池的正极连接。,CO,2,发生还原反应生成,CO,故,ZnO,石墨烯电极为阴极。,阴极发生还原反应,氢离子由交换膜右侧向左侧迁移,阴极的电极反应式为,CO,2,+2,+2,=CO+H,2,O,A,项正确,;,结合阳极区发生的反应,可知协同转化总反应为,CO,2,+H,2,S=S+CO+H,2,O,B,项正确,;,石墨烯作阳极,其电势高于阴极,ZnO,石墨烯的电势,C,项错误,;F,、,Fe,2+,在碱性或中性介质中会生成沉淀,它们只稳定存在于酸性较强的介质中,D,项正确。,5. 2020,全国,12,6,分,难度,科学家近年发明了一种新型,Zn-CO,2,水介质电池。电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体,CO,2,被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是,（ ）,A.,放电时,负极反应为,Zn-2e,-,+4OH,-,=Zn(OH,B.,放电时,1 mol CO,2,转化为,HCOOH,转移的电子数为,2 mol,C.,充电时,电池总反应为,2Zn(OH,=2Zn+O,2,+4OH,-,+2H,2,O,D.,充电时,正极溶液中,OH,-,浓度升高,答案,5.D,由题给装置图可知,放电时负极锌失去电子后结合,OH,-,生成,Zn(OH,负极反应为,Zn-,2e,-,+4OH,-,=Zn(OH,A,项正确,;,放电时,正极上,CO,2,得电子生成,HCOOH,CO,2,中,C,的化合价为,+4,HCOOH,中,C,的化合价为,+2,1 mol CO,2,转化为,1 mol HCOOH,转移,2 mol,电子,B,项正确,;,充电时阴极上,Zn(OH,参与反应得到锌,阳极上,H,2,O,参与反应得到氧气,电池总反应为,2Zn(OH,=2Zn+O,2,+4OH,-,+2H,2,O,C,项正确,;,充电时,阳极上发生失电子的氧化反应,:2H,2,O-4e,-,=O,2,+4H,+,氢氧根离子浓度降低, D,项错误。,
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