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专题29 电化学综合应用（满分42分 时间20分钟）姓名：_ 班级：_ 得分：_1关于钢铁电化学保护两种方法的说法错误的是A 牺牲阳极阴极保护法利用的是原电池原理B 外加电流阴极保护法利用的是电解原理C 牺牲阳极阴极保护法中钢铁为负极D 外加电流阴极保护法中钢铁为阴极【答案】C【解析】点睛：原电池中，失去电子的为负极，得到电子的为正极；电解池中，失去电子的为阳极，得到电子的为阴极。2全钒液流储能电池一次性充电后，续航能力可达1000km，而充电时间只需35min，被誉为“完美电池”，其原理如图所示(已知V2+呈紫色，V3+呈绿色)。电池放电时，左槽溶液质量增加。下列说法正确的是A 充电时的阴极反应为VO2+2H+e-=VO2+H2OB 放电时的正极反应为V3+e-=V2+C 放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色D 若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，生成4gNaOH时该电池中消耗0.1molH+【答案】C【解析】点睛：本题考查了原电池和电解池原理，解题关键：电池放电时，左槽溶液质量增加，判断原电池的正负极，推断充电时外接电源正负极，再结合电极反应式来分析解答即可，难点是电极反应式的书写，选项D电解池和原电池相结合的计算，解题要点，两池转移电子数相同，得关系式NaOH2H+3利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，下列说法正确的是（ ）A 反应体系中I2和Fe2+可循环使用B 光电池是原电池C 光催化反应池中的反应方程式为：2I+2Fe3+ I2+2Fe2+D 进入电解池B的溶液与从电解池B排出的溶液pH相同【答案】A 【解析】电解池A中反应为2H+2I-H2+I2，电解池B中反应为4Fe3+2H2O4Fe2+4H+O2，光催化反应池中的反应为I2+2Fe2+2Fe3+2I-。A，循环过程中总反应为2H2O2H2+O2，I2和Fe2+可循环使用，A项正确；B，光电池将太阳能转化为电能，不是原电池，B项错误；C，光催化反应池中反应方程式为I2+2Fe2+2Fe3+2I-，C项错误；D，电解池B中反应为4Fe3+2H2O4Fe2+4H+O2，进入电解池B的溶液的pH大于从电解池B排出的溶液的pH，D项错误；答案选A。4某课题组以纳米Fe2O3 作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。以下说法正确的是A 放电时，正极的电极反应式为Fe2O3+6Li+6e-=2Fe+3Li2OB 该电池可以用水溶液做电解质溶液C 放电时，Fe作电池的负极，Fe2O3作电池的正极D 充电时，电池被磁铁吸引【答案】A【解析】5热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为。下列有关说法正确的是A 正极反应式：B 放电过程中，向负极移动C 常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针发生偏转D 每转移01mol电子，理论上生成1035gPb【答案】D【解析】【分析】由原电池总反应可以知道Ca为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为Ca+2Cl-2e-=CaCl2，硫酸铅为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb，原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，结合电解方程式计算。 【详解】【点睛】本题考查原电池的工作原理，注意根据原电池的总反应式结合物质所含元素化合价的变化判断原电池的正负极，把握电极方程式的书写方法，易错点为D，注意把握原电池的构成条件。6碱性硼化钒(VB2)空气电池工作时反应为：4VB2 11O24B2O3 2V2O5 。用该电池为电源，选用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标况），则下列说法中正确的是A VB2电极发生的电极反应为： 2VB211H2O 22eV2O52B2O322H+B 外电路中电子由c电极流向VB2电极C 电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生D 若B装置内的液体体积为200mL，则CuSO4溶液的浓度为0.05mol/L【答案】D【解析】【分析】硼化钒-空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极上得电子，电池总反应为：4VB2 11O24B2O3 2V2O5，则与负极相连的c为电解池的阴极，铜离子得电子发生还原反应，与氧气相连的b为阳极，氢氧根失电子发生氧化反应，据此分析计算。【详解】【点睛】本题考查原电池及其电解池的工作原理，题目难度不大，本题注意把握电极反应式的书写，利用电子守恒计算。7为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法中错误的是（）A 正极的电极方程式为：O2+ 2H2O + 4e- 4OH-B 将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C 若向自来水中加入少量NaCl（s），可较快地看到铁锈D 向铁电极附近吹入O2比向石墨电极附近吹入O2，铁锈出现得快【答案】D【解析】8最近科学家利用下列装置图成功地实现了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+2H2OC 电池内 H+ 透过质子交换膜从左向右移动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】B 【解析】【详解】A.由电池装置图可知电池工作时，实现了太阳能转化为电能，故正确；B.电子流入的极是正极，所以铜是正极，铜上二氧化碳得到电子生成甲烷，即CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，故错误；C.电池内氢离子透过质子交换膜向正极移动，电子流入的极是正极，所以铜是正极，即电池内氢离子透过质子交换膜从左向右移动，故正确；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，故正确。故选B。【点睛】在原电池中，电子从负极流出，经过导电流向正极，溶液中的阳离子向正极移动。9向新型燃料电池的两极分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导O2-。图中滤纸用含有酚酞的氯化钠溶液浸泡过，c、d、e、f均为惰性电极，工作后e极周围变红。下列叙述正确的是（ ） A c极为正极,A处通入甲烷气体B d极的反应式为O2+2H2O+4e- = 4OH-C 固体电解质中O2-由d极向c极移动D e极上发生氧化反应，pH增大【答案】C【解析】10如图装置()为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K+通过，该电池放电、充电的化学方程式为2K2S2+KI3K2S4 +3KI。装置()为电解池的示意图，当闭合开关K时，电极X附近溶液先变红。则闭合K时，下列说法不正确的是( )A K+从左到右通过离子交换膜B 电极A上发生的反应为I3-+2e-=3I-C 电极Y上发生的反应为2Cl-2e-=Cl2D 当有0.1 molK+通过离子交换膜，X电极上产生1.12L气体(标准状况)【答案】B【解析】【详解】11铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如图所示。下列说法不正确的是A 因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀B 若水膜中溶解了SO2，则铁铆钉腐蚀的速率变小C 铜极上的反应是2H+2e =H2、O2+4e+4H+=2H2OD 在金属表面涂一层油脂，能防止铁铆钉被腐蚀【答案】B【解析】12如图所示进行电化学实验，电极材料为铜和另一电极X，则以下说法中错误的是 A 铜电极上既可能发生反应:Cu-2e- =Cu2+,又可能发生 Cu2+2e- =CuB 该装置既可实现化学能转化成电能,又能实现电能转化成化学能C X电极上既可能产生H2,又可能产生O2D 该装置既可做电镀铜的实验,又可以研究精炼铜的原理【答案】C【解析】【详解】A. 该装置若为锌铜原电池，则铜电极上发生反应：Cu2+2e- =Cu；若该装置为电解池，铜做阳极，发生反应:Cu-2e- =Cu2+, A正确；B. 该装置若为原电池，可以实现化学能转化成电能；若为电解池，可以实现电能转化成化学能，B正确；C.产生H2的反应为还原反应，只能在原电池的正极或电解池的阴极发生；产生O2的反应为氧化反应，只能在电解池的阳极发生，所以X电极上可能产生H2,就不可能产生O2；产生氧气，就不能产生氢气；C错误；D. X电极为铁，做阴极，该装置既可做电镀铜的实验；X电极为粗铜做阳极，又可以研究精炼铜的原理，D正确；正确选项C。【点睛】电镀的特点：待镀金属做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的溶液做电镀液，电镀前后，电镀液的浓度保持不变。而粗铜精炼过程，粗铜做阳极，纯铜做阴极，含有铜离子的溶液做电解质溶液，精炼前后，电解质的溶液的浓度变小。13下列装置由甲、乙两部分组成（如图所示），甲是将废水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法错误的是（ ）A 甲中H+透过质子交换膜由左向右移动B M极电极反应式：H2N (CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2+N2+16H+C 一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变D 当N极消耗0.25 mol O2时，则铁极增重16 g【答案】D【解析】【分析】根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；乙部分是在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒计算，以此解答该题。 【详解】选项B正确；C乙部分是在铁上镀铜，电解液浓度基本不变，所以乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变，选项C正确；D当N电极消耗0.25 mol氧气时，则转移0.254=1mol电子，所以铁电极增重mol64g/mol=32g，选项D错误。答案选D。【点睛】本题考查了原电池原理以及电镀原理，侧重于学生的分析、计算能力的考查，明确原电池正负极上得失电子、电解质溶液中阴阳离子移动方向即可解答，难度中等。14目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法中错误的是( )A 燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能B 燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应C 在此循环中发生了反应:2H2O 2H2+ O2D 目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂【答案】C【解析】
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