2018高考最新电化学二轮复习专题练习

试卷第 1 页 总 15 页 1 某太阳能电池的工作原理如图所示 下列说法正确的是 A 硅太阳能电池供电原理与该电池相同 B 光照时 H 由 a极区经质子交换膜向 b极区迁移 C 光照时 b 极的电极反应式为 VO 2 e H2O VO2 2H D 夜间无光照时 a 极的电极反应式为 V3 e V2 答案 C 解析 A 硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能 是物理变化 而该电池 是化学能转化为电能 两者原理不同 选项 A错误 B 光照时 b 极 VO2 e H2O VO2 2H 产生氢离子 而氢离子由 b极室透过质子膜进入 a极室 选项 B错误 C 光照时 b 极发生失去电子的氧化反应 电极反应式为 VO2 e H2O VO2 2H 选项 C正确 D 夜间无光照时 相当于蓄电池放电 a 极的电极反应式为 V 2 e V3 发生氧化反应 是负极 选项 D错误 答案选 C 点晴 本题考查原电池知识 侧重于原电池的工作原理的考查 注意把握电极反应的判 断 把握电极方程式的书写 为解答该类题目的关键 原电池中较活泼的金属是负极 失去电子 发生氧化反应 电子经导线传递到正极 所以溶液中的阳离子向正极移动 正极得到电子 发生还原反应 答题时注意灵活应用 2 某锂离子电池工作原理如下图所示 电池反应为 Li1 x CoO2 Li xC LiCoO2 C 下列说法不正确的是 A 放电时 电子从 b极经用电器流向 a极 B 放电时 若转移 1mol e 碳材料将增重 7 g C 充电时 锂离子通过隔膜进入右室 D 充电时 a 极反应 LiCoO 2 xe Li1 xCoO2 xLi 答案 B 解析 电池反应为 Li 1 x CoO2 Li xC LiCoO2 C 放电时 a 极反应 Li1 xCoO2 xLi xe LiCoO2 故为原电池的正极 b 极为负极 电极反应 Li xC xe 试卷第 2 页 总 15 页 xLi C A 放电时 电子从负极 b极经用电器流向正极 a极 选项 A正确 B 根据 电极反应 Li xC xe xLi C 放电时 若转移 1mol e 碳材料将增重 g 选项12x B不正确 C 充电时 锂离子通过隔膜向阴极室进入右室 选项 C正确 D 充电时 a极为阳极 电极反应 LiCoO 2 xe Li1 xCoO2 xLi 选项 D正确 答案选 B 点睛 本题考查了二次电池 侧重于对原电池原理和电解池原理的考查 题目难度中 等 注意根据电池总反应判断正负极材料及电极反应 给电池充电时 负极与外接电源 的负极相连 正极与外接电源的正极相连 电池反应为 Li1 x CoO2 Li xC LiCoO2 C 放电时 a 极反应 Li1 xCoO2 xLi xe LiCoO2 故为原电池的正极 b 极为负极 电极反应 Li xC xe xLi C 据此分析 解答 3 新型液态金属 Li Sb电池具有优良的动力传输特性 工作原理如图所示 该电池的 两极及电解液被分成 3层 熔融 Li和 Sb可互溶 下列说法正确的是 A 电池放电时 Li为正极 B 将 Li换成 Na会提高该电池的比能量 C 该电池充电时阳极金属的总质量不变 D 在 Sb电极中常掺入 Pb 目的是降低该电池工作温度 答案 D 解析 电池放电时 Li为负极 A 项错误 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 将 Li换成 Na会降低该电池的比能量 B 项错误 当电池放 电时 上层的锂金属失去电子 成为锂离子 移到中层的盐层 而盐层中的锂离子 则会吸收电子 渐渐跑到铅锑混合物所在的最下层 若开始充电 最底层的锂金属会 往上熔回盐层的过程中 熔融 Li 和 Sb 可互溶 故该电池充电时阳极金属的总质量发 生改变 C 项错误 将正极金属 Sb和低熔点金属进行合金化来降低熔点 从而降低电 池的工作温度 D 项正确 4 微生物燃料电池在净化废水 主要去除 Cr2O72 的同时能获得能源或得到有价值的化 学产品 如图为其工作原理 如图为废水中 Cr2O72 离子浓度与去除率的关系 下列说 法正确的是 A M为电池正极 CH 3COOH被还原 试卷第 3 页 总 15 页 B 外电路转移 4mol电子时 M 极产生 22 4LCO2 忽略 CO2 溶解 C 反应一段时间后 N 极附近 pH下降 D Cr2O72 离子浓度较大时 可能会造成还原菌失活 答案 D 解析 A 由图中信息可知 电子由 M 极流向 N 极 则 M 为电池负极 CH 3COOH被氧 化 选项 A错误观点 B 根据负极电极反应式 CH3COOH 8e 2H2O 2CO2 8H 可知 外 电路转移 4mol电子时 标准状况下 M极产生 22 4LCO2 忽略 CO2 溶解 但题干中没 有说明标准状况 选项 B错误 C 根据图中信息可知 N 极消耗氢离子 反应一段时 间后 氢离子浓度降低 N 极附近 pH增大 选项 C错误 D 强氧化剂能使蛋白质变 性 故 Cr2O72 离子浓度较大时 可能会造成还原菌失活 选项 D错误 答案选 D 点睛 本题考查原电池知识 侧重学生的分析能力的考查 答题时注意把握题给信息 结合氢离子的定向移动判断原电池的正负极 注意有机物中 C元素化合价的判断 由 电解池装置图可知 H 向右移动 则 b电极为正极 发生还原反应 Cr 2O72 得电子生成 Cr3 a 极发生氧化反应 CH 3COOH被氧化生成 CO2 为原电池的负极 以此解答该题 5 利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀 下列说法不正确的是 A 上述正极反应均为 O2 4e 2H2O 4OH B 在不同溶液中 Cl 是影响吸氧腐蚀速率的主要因素 C 向实验 中加入少量 NH 4 2SO4固体 吸氧腐蚀速率加快 D 在 300 min内 铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液 答案 B 解析 A 铁钉发生电化学吸氧腐蚀的正极反应为 O2 4e 2H2O 4OH 故 A正确 B 通 过右侧图像中曲线对比可以看出 NH 4 的存在是影响吸氧腐蚀速率的主要因素 氯离子 对吸氧腐蚀速率影响不大 故 B错误 C 根据图像 NH 4 存在会加快吸氧腐蚀速率 所以向实验 中加入少量 NH 4 2SO4固体 吸氧腐蚀速率加快 故 C正确 D NH4 水解 溶液显酸性 结合图像可知酸性溶液中铁钉的平均吸氧腐蚀速率大于中性溶液 故 D 正确 点睛 本题考查了金属的吸氧腐蚀 对图像的解读非常重要 从图像中不同溶液氧气 浓度的变化可以得出吸氧腐蚀的速率 氧气消耗越快速率越快 反映了学生解读信息 的能力 6 SO2是主要大气污染物之一 工业上可用如下装置吸收转化 SO2 A B 为惰性电极 下列说法正确的是 试卷第 4 页 总 15 页 A 电子流动方向为 B b a A B a A 极上均发生氧化反应 C 离子交换膜为阳离子交换膜 D B极上的电极反应式为 SO 2 2e 2H 2O SO42 4H 答案 C 解析 根据图示可知 SO 2 H 2SO4 硫元素化合价升高 发生氧化反应 所以 B为电 解池的阳极 A 为电解池的阴极 a 为电源的负极 电子由负极流向正极 因此电子流 动方向为 a A B b A 错误 a为电源的负极 发生氧化反应 A 为电解池的阴极 发生还原反应 B 错误 该电解池中阴极发生还原反应 2SO 32 2e 4H S2O42 2H2O 阳极发生氧化反应 SO 2 2e 2H2O 4H SO42 反应需要氢离子 因此离子交 换膜为阳离子交换膜 C 正确 B为电解池的阳极 失电子 SO 2 2e 2H2O 4H SO42 D 错误 正确选项 C 7 最近科学家利用下图装置成功地实现了 CO2和 H2O 合成 CH4 下列叙述错误的是 A 电池工作时 实现了将太阳能转化为电能 B 铜电极为正极 电极反应式为 CO2 8e 8H CH4 2H2O C 电池内 H 透过质子交换膜从右向左移动 D 为提高该人工光合系统的工作效率 可向装置中加入少量稀硫酸 答案 C 解析 A 由电池装置图可知电池工作时 实现了将太阳能转化为电能 故 A 正确 B 电子流入的极是正极 所以 Cu 是正极 Cu 上二氧化碳得电子生成甲烷 即 CO2 8e 8H CH4 2H2O 故 B 正确 C 电池内 H 透过质子交换膜向正极移动 电子 流入的极是正极 所以 Cu 是正极 即电池内 H 透过质子交换膜从左向右移动 故 C 错误 D 向装置中加入少量强电解质溶液稀硫酸可以增强导电能力 提高该人工光合 系统的工作效率 故 D 正确 故选 C 点睛 本题考查了原电池原理的应用 注意知识的迁移应用是关键 本题的易错点为 B 要注意观察图示 从中找到解题的信息 8 重铬酸钾 K 2Cr2O7 具有强氧化性 是一种重要的化工原料 广泛应用于制革 印染 电镀等工业 以铬酸钾 K 2CrO4 和氢氧化钾为原料 用电化学法制备重铬酸钾的实验 装置如图所示 已知水溶液中存在平衡 2CrO 42 2H Cr2O72 H2O 下列说法中 正确的是 试卷第 5 页 总 15 页 A 气体甲和乙分别为 O2和 H2 B 该装置中阴极区的 pH 减小 C Fe 电极反应式 4OH 4e O2 2H2O D 当铬酸钾的转化率达到 80 时 右池中 答案 D 解析 根据原理和装置图可知 图中右池中产生 H 所以推断出 C 电极为阳极 阳 极电极反应式为 电极为阴极 阴极电极反应式为 A 项 气体甲和乙应分别为 H2和 O2 故 A 项错误 B 项 阴极区产生 则 增大 故 B 项错误 C 项 电极反应式为 故 C 项错误 D 项 设开始时 K2CrO4的物质的量是 amol 有 则阳极区钾元素物质的量 铬元素物质的量 故 D 项正确 答案为 D 点睛 C 为易错项 Fe 为阴极不参与反应 而是发生 9 铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池 电池结构如图一所示 工作原理 为 Fe3 Cr2 Fe2 Cr3 图二为利用 H2S 废气资源回收能量并得到单质硫的质 子膜燃料电池 下列说法一定正确的是 A 图一电池放电时 C1 从负极穿过选择性透过膜移向正极 试卷第 6 页 总 15 页 B 图一电池放电时 电路中每通过 0 1mol 电子 Fe 3 浓度降低 0 1mol L C 用图二电池给图一装置充电时 图二中电极 a 接图一的正极 D 用图二电池给图一装置充电时 每生成 1molS2 s 图一装置中就有 4molCr3 被还原 答案 D 解析 A 根据原电池工作原理 内电路中的阴离子向负极移动 所以 A 错误 B 电池放电时 电路中每通过 0 1mol 电子 Fe 3 的物质的量减小 0 1mol 但其浓度降低 多少由体积决定 所以 B 错误 C 图二中在电极 a 上 H2S 失去电子生成 S2 所以 电极 a 为负极 因此应连接图一的负极上 故 C 错误 D 在图二中每生成 1molS2 s 转移电子 4mol 则图一中就有 4molCr3 被 Fe2 还原为 Cr2 所以 D 正确 本题正确答 案为 D 10 工业上常用隔膜电解法将乙醛转化为乙醇和乙酸来处理高浓度乙醛废水 探究性 学习小组用如图所示装置电解一定浓度的乙醛 Na 2SO4 溶液 模拟乙醛废水的处理过程 下列说法正确的是 A a 为直流电源的负极 B 阳极的电极反应为 CH 3CHO 2e H2O CH3COOH 2H C 电解过程中 阴极区的 pH 逐渐减小 D 理论上阳极区处理废水的能力是阴极区的两倍 答案 B 解析 根据氢离子向右移动 所以 b是直流电源的负极 故 A错误 阳极失电子发生 氧化反应生成乙酸 电极反应为 CH3CHO 2e H2O CH3COOH 2H 故 B正确 电解过 程中 阴极反应式是 CH3CHO 2e 2H CH3CH2OH pH 逐渐增大 故 C错误 根据 电极反应式 转移相同电子 消耗乙醛一样多 所以阳极区处理废水的能力与阴极区 相同 故 D错误 点睛 电解池中阳极与电源的正极连接 阳极失电子发生氧化反应 阴极与电源的负 极连接 阴极得电子发生还原反应 11 SO2和 NOx是大气污染物的主要成分 防止空气污染 保卫 兰州蓝 是兰州市一 项重要民生工程 利用下图所示装置 电极均为惰性电极 可以吸收 SO2还可以用阴极 排出的溶液吸收 NO2 下列说法错误的是 A 电极 a应连接电源的正极 B 电极 b上的电极反应式为 2HSO3 2e 2H S2O42 2H2O 试卷第 7 页 总 15 页 C 反应过程中 H 从 a极室流向 b极室 D 每吸收标况下 22 4LSO2 在 b极室生成 2NA个 S2O42 答案 D 解析 A 项 由图可得 该装置为电解池 a 极 SO 2 发生氧化反应 SO 2 2H2O 2e 4H SO42 所以电极 a 应连接电源的正极 故 A 正确 B 项 由上述分析可推出 b 为 阴极 HSO 3 发生还原反应生成 S2O42 根据电荷守恒 原子守恒 并结合电解质溶液 酸碱性 电极反应式为 2HSO3 2e 2H S2O42 2H2O 故 B 正确 C 项 电解池中阳离 子移向阴极 又因为阳离子交换膜把 a 极室与 b 极室隔开 所以反应过程中 H 从 a 极室 阳极室 流向 b 极室 阴极室 故 C 正确 D 项 阳极反应为 SO 2 2H2O 2e 4H SO42 阴极反应为 2HSO3 2e 2H S2O42 2H2O 根据得失电子守恒 每吸收标 况下 22 4LSO2 即 1molSO2 在 b 极室生成 1mol 即 NA 个 S 2O42 故 D 错误 点睛 本题以处理大气污染物 SO2 和 NOx 的方法为切入点 考查电解池原理 分析利 用题干信息 包括图示信息 掌握电解池原理应用和氧化还原反应电子守恒是解答的关 键 电解池中阳极发生氧化反应 阴极发生还原反应 遵循氧化还原反应原理 可以 通过分析相关元素化合价的变化确定两极反应情况 12 工业上电解 NO 制备 NH4NO3 其工作原理如图所示 图中电极均为石墨电极 下 列说法错误的是 A a 极连接电源的负极 B 阳极反应为 NO 5e 6H NH4 H2O C 总反应方程式为 8NO 7H2O 3NH4NO3 2HNO3 D 为使电解产物全部转化为 NH4NO3 需补充物质 A A 是 NH3 答案 B 解析 A a 极 NO NH 4 N 的化合价降低 得到电子 根据电解原理 a 极应为阴 极 即接电源的负极 故 A 说法正确 B 根据选项 A 的分析 电极 b 为阳极 电极 反应式为 NO 3e 2H 2O NO3 4H 故 B 说法错误 C 阴极反应式为 NO 5e 6H NH4 H 2O 总反应方程式为 8NO 7H2O 3NH4NO3 2HNO3 故 C 说法正确 D 根据总反应方程式 生成 HNO3 为使电解产物全部转化为 NH4NO3 因此需要补充 NH3 故 D 说法正确 13 铝石墨双离子电池是一种全新低成本 高教电池 原理为 AlLi C x PF6 Al xC Li PF6 电池结构如右图所示 下列说法正确的是 试卷第 8 页 总 15 页 A 放电时外电路中电子向铝锂电极移动 B 放电时正极反应为 Cx PF6 e xC PF6 C 充电时 应将铝石墨电极与电源负极相连 D 充电时 若电路中转移 l mol电子 阴极质量增加 9g 答案 B 解析 A 放电时铝锂电极中锂失电子作为负极 外电路中电子由负极铝锂电极向正 极铝石墨移动 选项 A错误 B 放电时正极铝石墨电极 Cx PF6 得电子产生 PF6 电 极反应为 Cx PF6 e xC PF6 选项 B正确 C 充电时 应将铝石墨电极与电源正 极相连 选项 C错误 D 充电时 根据电极反应 Li Al e AlLi可知 若电路中 转移 l mol电子 阴极质量增加 36g 选项 D错误 答案选 B 14 某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示 TiO 2 光电极能使电池在太阳光照下 充电 充电时 Na2S4 还原为 Na2S 下列说法错误的是 A 充电时 太阳能转化为电能 电能又转化为化学能 B 放电时 a 极为负极 C 充电时 阳极的电极反应式为 3I 2e I3 D M 是阴离子交换膜 答案 D 解析 A 充电时 太阳能转化为电能 电能又转化为化学能贮存起来 故 A正确 B 放电时 a 极为负极 Na 2S 失电子氧化为 Na2S4 故 B 正确 C 充电时 阳极失电 子被氧化 阳极的电极反应式为 3I 2e I3 故 C 正确 D M 是阳离子交换膜 阴离子 会相互反应 故 D错误 故选 D 15 如图所示 装置 为新型电池 放电时 B 电极的反应式为 NaBr3 2Na 2e 3NaBr 装置 为铅蓄电池 首先闭合 K1 和 K2 当铅蓄电池充 电结束后 断开 K1 闭合 K2 下列说法正确的是 A 闭合 K1 K2 时 每有 0 1 mol Na 通过离子交换膜 装置 II 溶液中有 0 1mol 电子转 移 B 装置 放电时的 A 电极反应式为 2Na2S2 2e Na2S4 2Na C 断开 K1 闭合 K2 时 b 电极的电极反应式为 PbO2 2e SO 42 4H PbSO4 2H 2O D 断开 K1 闭合 K2 时 装置 中 SO42 向 a 电极迁移 答案 B 解析 闭合 K1 K 2 时 有 0 1 mol Na 通过离子交换膜 说明有 0 1mol 电子电子转 试卷第 9 页 总 15 页 移 闭合 K1 K 2 时 灯泡和铅蓄电池并联 装置 溶液中电子转移小于 0 1mol A错误 装置 为新型电池 放电时的 A电极为原电池的负极 电极反应式为 2Na2S2 2e Na2S4 2Na B 正确 断开 K1 闭合 K2 时 装置 为原电池反应 b 电极为负极 负极的电极反应式为 Pb 2e SO 42 PbSO4 C 错误 断开 K1 闭合 K2 时 装置 为原 电池 b 为负极 溶液中中 SO42 向负极电极迁移 移向 b电极 D 错误 正确选项 B 点睛 原电池工作时溶液中阴离子移向负极 阳离子移向正极 电子由负极经外电路 流向正极 电子不能从电解质中通过 16 2009年 美国麻省理工学院的唐纳德 撒多维教授领导的小组研制出一种镁一锑 液态金属储能电池 该电池工作温度为 700摄氏度 其工作原理如图所示 该电池所用液体密度不同 在重力作用下分为三层 充放电时中间层熔融盐的组成及 浓度不变 下列说法正确的是 A 该电池放电时 正极反应式为 Mg2 2e Mg B 该电池放电时 Mg 液 层生成 MgCl2 质量变大 C 该电池充电时 Mg Sb 液 层中 Mg发生氧化反应 D 该电池充电时 熔融盐中的 Cl 进入 Mg Sb 液 层 答案 C 解析 试题分析 由图中电子的流向可知 Mg 为负极 因为是储能电池 所以该电 池可以放电也可以由此充电 放电时镁被氧化为镁离子 所以充电时 镁离子被还原为 镁 A 该电池放电时 正极反应式为 Mg2 2e Mg A 不正确 B 该电池放电时 Mg 液 层生成 Mg2 进入熔融盐中 质量变小 B 不正确 C 该电池充电时 Mg Sb 液 层中 Mg 发生氧化反应 C 正确 D 该电池充电时 熔融盐中的 Cl 不进入 Mg Sb 液 层 而是 Mg2 进入熔融盐中 D 不正确 本题选 C 17 硼酸 H3BO3 为一元弱酸 H 3BO3 可以通过电解的方法制备 其工作原理如右图 所示 阳膜和阴膜分别只允许阳离子 阴离子通过 下列说法错误的是 A a 与电源的正极相连接 B 阳极的电极反应式为 2H 2O 4e O2 4H C B OH 4 穿过阴膜进入产品室 Na 穿过阳膜进入阴极室 D 当电路中通过 3mol 电子时 可得到 1molH3BO3 答案 D 解析 A 与 a 极相连的石墨所处的区域为阳极室 则 a 与电源的正极相连接 故 A 正确 B 阳极上发生氧化反应 溶液中水失去电子生成氧气 电极反应式为 2H2O 4e O2 4H 故 B 正确 C 在电解池中 阴离子向阳极运动 阳离子向阴极运动 因此 B OH 4 穿过阴膜进入产品室 Na 穿过阳膜进入阴极室 故 C 正确 D 阳极电极 反应式为 2H 2O 4e O2 4H 阴极上发生还原反应 溶液中的水得到电子生成氢气 2H2O 2e H2 2OH B OH 4 穿过阴膜进入产品室 与氢离子反应生成 H3BO3 B OH 4 H H3BO3 H2O 当电路中通过 3mol 电子时 生成 3mol 氢离子 可 得到 3mol H3BO3 故 D 错误 故选 D 试卷第 10 页 总 15 页 18 氨硼烷 NH 3 BH3 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 NH3 BH3 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 1g氨硼烷 理论上通过内电路的电子为 0 6ml D 负极电极反应为 NH 3 BH3 2H2O 6e NH4 BO2 6H 答案 D 解析 H 2O2为正极得到电子发生还原反应 电极反应式为 3H2O2 6H 6e 6H2O 正极消耗氢离子 正极附近溶液的 pH增大 故 A错误 放电时 阳离子向正极移动 H 通过质子交换膜向正极移动 故 B错误 负极电极反应式为 NH3 BH3 2H2O 6e NH4BO2 6H 则消耗 3 lg 即 0 1mol氨硼烷 理论上通过外电路的电子为 0 6ml 故 C错误 根据电池工作时的总反应为 NH 3 BH3 3H2O2 NH4BO2 4H2O可知 左侧 NH3 BH3为负极失电子发生氧化反应 电极反应式为 NH3 BH3 2H2O 6e NH4 BO2 6H 故 D正确 点睛 原电池中 外电路中电子由负极经导线流向正极 内电路中离子移动形成电流 阳离子移向正极 阴离子移向负极 19 全固态锂硫电池能量密度高 成本低 其工作原理如图所示 其中电极 a常用掺 有石墨烯的 S8材料 电池反应为 16Li xS8 8Li2Sx 2 x 8 下列说法正确的是 A 电池工作时 负极可发生反应 2Li 2S6 2Li 2e 3Li2S4 B 电池充电时间越长 电池中的 Li2S2量越多 C 电解质中加入硫酸能增强导电性 D 电池工作时 外电路中流过 0 02 mol电子 负极材料减重 0 14 g 答案 D 解析 A 由装置图可知 电池工作时 Li 向 a 极移动 则 a 极为正极 b 极为负极 结合电池反应为 16Li xS8 8Li2Sx 2 x 8 负极 Li 的反应式为 Li e Li 所以 A 错误 B 由总反应可知正极依次发生 S8 Li 2S8 Li2S6 Li 2S4 Li 2S2的还原反应 当充电 时 将进行逆向转化 所以充电时间越长 电池中 Li2S2量越少 故 B 错误 C 加入硫 酸 将与负极材料 Li 作用 从而减弱电路的导电性 故 C 错误 D 该电池的负极反 应 Li e Li 所以当电路中流过 0 02 mol 电子 负极消耗 Li的物质的量为 0 02mol 其质量为 0 14 g 所以 D正确 本题正确答案为 D 点睛 从答题的角度分析 正确选项 D 还是很好确定的 要真正理解各个选项 就要认 真分析总反应式和装置图中物质的转化关系了 特别是 B 选项 由于正极反应可以写 多个 且随着时间的延长 依次发生 S8 Li 2S8 Li2S6 Li 2S4 Li 2S2的转化 所以充 电时将逆向转化 因此充电时间超长 电池中 Li2S2量越少 20 以惰性电极电解 CuSO4 和 NaCl 的混合溶液 两电极上产生的气体 标准状况下测 定 体积如下图所示 下列有关说法正确的是 试卷第 11 页 总 15 页 A 原溶液中 CuSO4 和 NaCl 物质的量之比为 1 1 B a 表示阴极上产生的气体 前产生的为 Cl2 C 若 t1 时溶液的体积为 1L 此时溶液的 pH 为 13 D 若原溶液体积为 1L 则原溶液中 SO42 的物质的量浓度为 0 2 mol L 答案 A 解析 以惰性电极电解 CuSO4和 NaCl 的混合溶液 阳极依次发生 22Clel 阴极依次发生 24OHeO u 根据图像可知 生成的氯气是 112ml 物质的量是 0 005mol 2 转移电子是 0 01mol 则氯化钠是 0 01mol t 2时铜离子恰好放电完毕 此时生成氧气 是 168ml 112ml 56ml 物质的量是 0 0025mol 则转移电子是 0 01mol 所以根据 电子得失守恒可知 析出铜是 0 01mol 因此硫酸铜是 0 01mol 根据以上分析 原溶 液中 CuSO4和 NaCl 物质的量之比为 0 01mol 0 01mol 1 1 故 A正确 a 表示阳极上 产生的气体 前产生的为 Cl2 故 B错误 O t1时刻 阳极生成氯气 阴极生成铜单 质 溶液中的溶质为硫酸钠 硫酸铜 此时溶液的呈酸性 故 C错误 若原溶液体积 为 1L 则原溶液中 SO42 的物质的量浓度为 0 01mol 0 01mol L 故 D错误 L 点睛 氧化性 所以在阴极放电的顺序依次是 还原性2CuH 2uH 所以在阳极放电的顺序依次是 ClOH lH 21 锂 铜空气燃料电池 如图 容量高 成本低 该电池通过一种复杂的铜腐蚀 现 象 产生电力 其中放电过程为 2Li Cu 2O H 2O 2Cu 2Li 2OH 下列说法错误的 是 A 整个反应过程中 氧化剂为 O2 B 放电时 正极的电极反应式为 Cu 2O H 2O 2e 2Cu 2OH C 放电时 当电路中通过 0 1 mol 电子的电量时 有 0 1 mol Li 透过固体电解质向 Cu 极移动 有标准状况下 1 12 L 氧气参与反应 D 通空气时 铜被腐蚀 表面产生 Cu2O 答案 C 解析 A 根据题意 该电池通过一种复杂的铜腐蚀 现象 产生电力 放电过程中消 耗 Cu2O 由此可见通入空气 Cu 腐蚀生成 Cu2O 由放电反应推知 Cu 极电极反应式为 Cu2O 2e H2O 2Cu 2OH Cu 2O 又被还原成 Cu 整个过程中 Cu 相当于催化剂 氧化剂 试卷第 12 页 总 15 页 为 O2 A 项正确 B 放电时正极的电极反应式为 Cu2O 2e H2O 2Cu 2OH B 项正确 C 放电时负极电极反应式为 Li e Li 电路中通过 0 1mol 电子生成 0 1molLi Li 透过 固体电解质向 Cu 极移动 反应中消耗 O2 物质的量为 0 025mol 在标准状况0 1mol4 下 O2 的体积为 0 025mol 22 4L mol 0 56L C 项错误 D 放电过程中消耗 Cu2O 由 此可见通入空气 Cu 腐蚀生成 Cu2O D 项正确 答案选 C 22 一种钌 Ru 基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如 图所示 下列说法正确的是 A 镀铂导电玻璃的作用是传递 I B 电池工作时 光能转变为电能 X 为电池的正极 C 电解质溶液中发生反应 2Ru 3 3I 2Ru2 I3 D 电池的电解质溶液中 I 和 I3 的浓度均不断减小 答案 C 解析 由图中电子的移动方向可知 电极 X 为原电池的负极 发生氧化反应 电极 反应为 2Ru 2 2e 2Ru3 Y 电极为原电池的正极 电解质为 I3 和 I 的混合物 I 3 在正 极上得电子被还原 正极反应为 I3 2e 3I A 电池工作时 Y 电极为原电池的正极 发生还原反应 则镀铂导电玻璃的作用是作正极材料 故 A 错误 B 由图中电子的 移动方向可知 电极 X 为原电池的负极 故 B 错误 C 电池工作时 负极反应为 2Ru2 2e 2Ru3 正极反应为 I3 2e 3I 又 Ru2 和 Ru3 I3 和 I 相互转化 所以电解 质溶液中发生 2Ru3 3I 2Ru2 I3 故 C 正确 D 由电池中发生的反应可知 I 3 在正 极上得电子被还原为 3I 后又被氧化为 I3 I3 和 I 相互转化 反应的实质是光敏有机 物在激发态与基态的相互转化 所有化学物质都没有被损耗 故 D 错误 故选 C 23 用电解法可制取有广泛用途的 Na2FeO4 Fe 2H2O 2NaOH Na2FeO4 3H2 工 作原理如图 1 所示 装置通电后 铁电极附近生成紫红色的 FeOH42 镍电极有气泡产 生 若氢氧化钠溶液浓度过高 铁电极区会产生红褐色物质 下列说法不正确的是 A a 是电源的正极 B 电解一段时间后 c OH 降低的区域在阴极室 试卷第 13 页 总 15 页 C 电解过程中 阳极发生的电极方程式为 Fe 8OH 6e FeO42 4H2O D 如图 2 N 点 c Na2FeO4 低于最高值的原因是氢氧化钠溶液浓度过高 答案 B 解析 铁电极附近生成紫红色的 FeOH42 说明铁发生氧化反应 铁是阳极 a 是电 源的正极 故 A正确 阴极反应是 阴极室 c OH 增大 22HOeH 故 B错误 电解过程中 阳极铁失电子发生氧化反应 阳极电极反应式为 Fe 8OH 6e FeO42 4H2O 故 C正确 若氢氧化钠溶液浓度过高 铁电极区会产生红褐色氢氧化 铁 所以 N 点 c Na2FeO4 低于最高值 故 D正确 24 镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料 具有容量高 循 环稳定性好 成本适中等重要优点 镍钴锰三元材料中 Ni 为主要活泼元素 通常可以 表示为 LiNi aCobMncO2 其中 a b c 1 可简写为 LiAO2 放电时总反应为 LiAO2 nC Li1 xAO2 LixCn 0 x 1 工作原理如下图所示 则以下说法错误的是 A 放电时 Ni 元素最先失去电子 B 放电时电子从 a 电极由导线移向 b 电极 C 充电时的阳极反应式为 LiAO2 xe Li1 xAO2 xLi D 充电时转移 1mol 电子 理论上阴极材料质量增加 7g 答案 C 解析 根据 Li 的移动方向可知 a 为负极 b 为正极 A 镍钴锰三元材料中 Ni 为主 要活泼元素 放电时 Ni 元素最先失去电子 故 A 正确 B 放电时电子从负极 即 a 电极由导线移向正极 即 b 电极 故 B 正确 C 充电时的阳极反应式是放电时的正极 反应式的逆反应 LixCn xe nC xLi 故 C 错误 D 充电时 阴极反应式为 Li1 xAO2 xLi xe LiAO2 转移 1mol 电子 理论上阴极材料质量增加 1mol 锂离子 质量为 7g 故 D 正确 故选 C 点睛 本题考查了原电池和电解池的工作原理 根据总反应正确书写电极反应式是解 题的关键 本题的易错点为 C 要注意放电是原电池 充电是电解池 充电时的阳极 反应式是放电时的正极反应式的逆反应 25 科学家研发出一种新型水溶液锂电池 采用复合膜包裹的金属锂作负极 锰酸锂 LiMn2O4 作正极 以 0 5 mol Li2SO4 水溶液作电解质溶液 电池充 放电时 LiMn2O4与 Li2Mn2O4可以相互转化 下列有关该电池的说法正确的是 A 该电池放电时 溶液中的 SO42 向电极 b 移动 B 该电池负极的电极反应式为 2Li 2H 2O 2LiOH H2 C 电池充电时 外加直流电源的正极与电极 a 相连 试卷第 14 页 总 15 页 D 电池充电时 阳极的电极反应式为 Li 2Mn2O4 e LiMn2O4 Li 答案 D 解析 A 根据图示可知 电极 a 为金属 Li 作负极 电极 b 为正极 所以电池放电 时 溶液中的 SO42 向电负极 a 移动 即 A 错误 B 该电池负极的电极反应式为 Li e Li 故 B 错误 C 在给电池充电时 遵循正接正 负接负的原则 所以外加直流电 源的正极与该电池的正极 b 相连 故 C 错误 D 根据放电 充电时电子转移的规律 可知 充电时的阳极反应式为放电时正极反应的逆反应 即 Li2Mn2O4 e LiMn2O4 Li 即 D 正确 所以本题正确答案为 D 26 电 Fenton 法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术 其反应原理如图所示 其中电解产生的 H2O2与 Fe2 发生 Fenton 反应生成的羟基自由基 OH 能氧化降解有 机污染物 下列说法正确的是 A 电源的 X 极为正极 B 与电源 Y 相连电极的电极反应式为 H2O e H OH C Fenton 反应 H 2O2 Fe2 Fe OH 2 OH D 每消耗 22 4L O2 标准状况 整个电解池中理论上可产生 2mol OH 答案 C 解析 左侧电极附近 Fe3 Fe 2 发生了还原反应 该极为电解池的阴极 与之相连电 源的 X 极为负极 A 错误 与电源 Y 相连电极为电解池的阳极 失电子发生氧化反应 B 错误 双氧水能够把 Fe2 氧化为 Fe OH 2 C 正确 每消耗 1 mol O2 转移 4 mol 电子 根据 H2O2 Fe2 Fe OH 2 OH 反应看出转移 1 mol 电子 生成 1mol OH 所以应当生 成 4 mol OH D 错误 正确选项 C 27 钠离子电池开始成为下一轮电池研究的重点 下图是一种可充电钠离子电池 电解 质溶液为 Na2SO3 溶液 工作时的示意图 下列说法正确的是 A 电池放电时 Na 从 a 极区移动到 b 极区 B 电池充电时 b 极区发生的反应是 NaNiFe III CN 6 e Na Na2NiFeII CN 6 C 金属钠可以作为该电池的负极材料 D 若用该电池电解饱和食盐水 理论上每生成 1molCl2 电池内有 1molNa 通过间子 交换膜 答案 B 解析 A 根据题意 Na 电池就是要通过 Na 的转移达到放电和充电的目的 结合装 试卷第 15 页 总 15 页 置图中四种物质中 Ti 和 Fe 的化合价变化 Ti 从 4 价降低到 3 5 价 得到电子 a 是电 池的正极 Fe 从 2 价升高到 3 价 失去电子 b 为负极 所以放电时 Na 应从负极 b 区移动到正极 a 区 即 A 错误 B 充电时 b 为阴极 得到电子 化合价降低 所以电 极反应为 NaNiFeIII CN 6 e Na Na2NiFeII CN 6 故 B 正确 C 金属钠太活泼 不能作为 电极材料 由装置可知 发生电极反应的是图中的四种物质 所以电极材料应为惰性 材料 故 C 错误 D 电解饱和食盐水时理论上每生成 1molCl2 转移 2mol e 根据电 荷转移守恒 在电池内有 2molNa 通过离子交换膜 故 D 错误 本题正确答案为 B 28 2005 年 法拉利公司发布的敞篷车 法拉利 Superamerica 其玻璃车顶采用了先 进的电致变色技术 即在原来玻璃材料基础上增加了有电致变色系统组成五层中膜材 料 如下图所示 其工作原理是 在外接电源 外加电场 下 通过在膜材料内部发生氧 化还原反应 实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节 下列有关说法不正确的是 A 当 A 接外接电源负极时 电致变色层发生反应为 WO3 Li e LiWO3 B 当 A 接外接电源正极时 Li 脱离离子存储层 C 该电致变色系统在较长时间的使用过程中 离子导体层中 Li 的量可保持基本不变 D 当 B 接外接电源正极时 膜的透射率降低 可以有效阻挡阳光 答案 B 解析 A 当 A 接外接电源负极时 A 为阴极 Li 脱离离子存储层移向阴极 发生反 应 WO3 Li e LiWO3 故 A 正确 B 当 A 接外接电源正极时 A 极是阳极 在电解池 的阳极上发生失电子的氧化反应 电致变色层发生反应为 LiWO 3 e WO3 Li Li 进入 离子存储层 故 B 错误 C 电致变色系统在较长时间的使用过程中 根据上述分析 Li 离子可以看成不参与电极反应 Li 的量可保持不变 故 C 正确 D 当 B 接外接电源 正极时 B 为阳极 此时 Li4Fe4 Fe CN 6 3 失去电子生成蓝色的 Fe4 Fe CN 6 3 能有效阻 挡阳光 故 D 正确 故选 B 点睛 本题结合实际知识来考查学生电解池的工作原理知识 解答本题的关键是理解题 目的含义和原电池电解池的工作原理 本题中要知道 WO3 和 Li4Fe4 Fe CN 6 3 为无色物 质 LiWO 3 和 Fe4 Fe CN 6 3 为蓝色物质 然后根据化合价的变化分析