2019高考化学 元素及其化合物 专题6.3 电解池 金属的电化学腐蚀与防护高效演练.doc

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专题6.3 电解池 金属的电化学腐蚀与防护1(2018届内蒙古北京八中乌兰察布分校高三下学期第二次调研考试)三室式电渗析法处理含废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的和可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室下列叙述正确的是 A. 通电后中间隔室的离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B. 该法在处理含废水时可以得到NaOH和产品C. 负极反应为,负极区溶液pH降低D. 当电路中通过1mol电子的电量时,会有的生成【答案】B 2(2018届陕西省西安市长安区高三教学质量检测)有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是 A. 图所示电池中,MnO2是催化剂B. 图所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C. 图所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D. 图所示电池工作过程中,电子由Zn极流向Ag2O极【答案】D 3(2018届吉林省实验中学高三下学期第十次模拟考试)某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl-,图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的Ni2+的示意图,图乙描述的是实验中阴极液pH值与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是( ) A. 交换膜a为阳离子交换膜B. 阳极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+C. 阴极液 pH=1时,镍的回收率低主要是有较多的H2生成D. 浓缩室得到1 L 0.5mol/L的盐酸时,阴极回收得到11.8g镍【答案】D【解析】阳极区域是稀硫酸,阳极氢氧根离子失电子生成氧气,氢离子通过交换膜a进入浓缩室,所以交换膜a为阳离子交换膜,故A正确;阳极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,故B正确;阴极发生还原反应,酸性强时主要氢离子发生还原反应生成氢气、酸性弱时主要Ni2+发生还原反应生成Ni,故C正确;浓缩室得到1 L 0.5mol/L的盐酸时,转移电子0.4mol,阴极生成镍和氢气,所以阴极回收得到镍小于11.8g,故D错误。 4(2018届山东省师范大学附属中学高三第十一次模拟)某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2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. 关闭K2打开K1时,该装置实现太阳能转化为电能,又转化为化学能B. M是阳离子交换膜.C. 充电时,阳极的电极反应式为:3I-2e-=I3-D. 放电时,b极区总离子浓度减小。【答案】D 5(2018届甘肃省靖远县高三第四次联考)利用电化学原理还原CO2制取ZnC2O4的装置如图所示(电解液不参加反应),下列说法正确的是 A. 可用H2SO4溶液作电解液B. 阳离子交換膜的主要作用是増強导电性C. Pb电极的电极反应式是2CO2-2e-=C2O42-D. 工作电路中毎流过0.02 mol电子,Zn电极质量减重0.65g【答案】D【解析如果用硫酸溶液作电解液,溶液中氢离子会在正极得电子生成氢气,影响2CO2+2e-=C2O42-反应的发生,A错误;用阳离子交換膜把阳极室和阴极室隔开,它具有选择透过性,只允许氢离子透过,其它离子难以透过,B错误;Pb电极为正极,发生还原反应,2CO2+2e-=C2O42-,C错误;锌电极为负极,发生氧化反应,Zn-2e-= Zn2+;当电路中毎流过0.02mol电子,消耗锌的量为0.01mol,质量为0.65g,D正确;正确选项D。6(2018届安徽省宿州市高三第三次教学质量检测)下图为光伏发电电解甲基肼CH3NHNH2制氢的装置示意图(电解池中交换膜仅阻止气体通过,a、b极均为惰性电极)。下列叙述中正确的是 A. N型半导体为正极,P型半导体为负极B. 制氢装置溶液中电子从a极流向b极C. 工作时,产生的N2、H2体积比为1:3(同温同压)D. 工作时,a极的电极反应式为CH3NHNH2+12OH10e=CO32-+N2+9H2O【答案】D 7(2018届山东省淄博市高三第二次模拟考试)某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2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,又转化为化学能B. 放电时,a极的电极反应式为:4S2-6e-=S42-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】分析:TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电,所以充电时,太阳能转化为电能,电能又能转化为化学能,充电时Na2S4还原为Na2S,放电和充电互为逆过程,所以a是负极,b是正极,在充电时,阳极失电子发生氧化反应,3I-2e-=I3-,据此回答。详解:TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电,所以充电时,太阳能转化为电能,电能又能转化为化学能,A正确;充电时Na2S4还原为Na2S,放电和充电互为逆过程,所以a是负极,a极的电极反应式为:4S2-6e-=S42-,B正确;在充电时,阳极I-失电子发生氧化反应,极反应为3I-2e-=I3-,C正确;通过图示可知,交换膜只允许钠离子自由通过,所以M是阳离子交换膜,D错误;正确选项D。8(2018届福建省莆田市高三下学期第二次(5月)质量测试)以NaBH4和H2O2作原料的燃料电池,可用作空军通信卫星。电池负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,其工作原理如下图所示。下列说法错误的是 A. 电池放电时Na+从a极区移向b极区B. 电极b采用Pt/C,该极溶液的pH增大C. 该电池a极的反应为BH4-+8OH-8e-=BO2-+6H2OD. 电池总反应:BH4- + 4H2O2 = BO2- + 6H2O【答案】B 9(2018届湖北省黄冈中学高三5月适应性考试)某化学兴趣小组学生对塑料饭盒废弃物的水解液进行电渗析处理,同时得到对苯二甲酸。原理如图所示(H2A表示对苯二甲酸,A2-表示对苯二甲酸根离子),下列说法正确的是( ) A. 电极a为阴极,电极b产生氧气B. 通电一段时间后,硫酸溶液pH升高C. A2-通过阴离子交换膜进入浓缩室D. 对200ml的8.3g/L对苯二甲酸溶液,通电一段时间后,浓度上升到0.1mol/L,阴极产生气体体积4.48L【答案】C 10(2018届福建省福州市高三下学期5月模拟考试)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是A. 电池工作时OH-向负极迁移B. 正极反应式为2Fe+=Fe2O3+5H2OC. 该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D. 电子由Zn电极流出,经KOH溶液流向正极【答案】A【解析】分析:某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解溶质溶液,原电池工作时,Zn被氧化,为原电池的负极, K2FeO4具有氧化性,为正极,碱性条件下被还原生成Fe(OH)3,总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH;结合电极方程式以及离子的定向移动解答该题。详解:A.电池工作时阴离子OH-向负极迁移, A正确;B.KOH溶液为电解质溶液,则正极电极方程式为2FeO42-+6e-+8H2O= Fe(OH)3+10 OH-,B错误;根据总反应 3Zn+2K2FeO4+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH可以知道该电池放电过程中电解质溶液浓度增大,C错误;D.根据化合价升降判断,Zn化合价只能上升,故为负极材料,电子从负极流出经导线流向正极,电子不能流入电解质溶液, D错误;正确选项A。 11(2018届云南省保山市高三毕业复习统一检测一)臭氧是常见的强氧化剂,广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多,其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示,下列有关说法不正确的是 ( ) A. 高压放电法,反应的原理为3O22O3B. 高压放电出来的空气中,除含臭氧外还含有氮的氧化物C. 电解纯水时,电极b周围发生的电极反应有6OH-6e-=O3+3H2O和4OH-4e-=O2+2H2OD. 电解水时,H+由电极a经聚合电解质薄膜流向电极b【答案】D 12(2018届四川省宜宾市高高三第三次诊断考试)用粗硅作原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如图。下列叙述正确的是 A. 电源的B极为负极B. 可选用石英代替粗硅C. 电解时,熔融盐中Li+向粗硅移动D. 阳极反应:Si4H4e= SiH4【答案】D 13(2018届云南省保山市高三毕业复习统一检测一)LiFePO4是锂离子电池一种电极材料,其结构稳定、资源丰富、安全性能好、无毒该电极材料在充放电时的变化如图所示,下列有关说法正确的是( ) A. 放电时该电极为负极B. 充电是Li+向阳极移动C. 充电时该电极发生氧化反应,反应式为LiFePO4e=FePO4+Li+D. 该电池可以用磷酸溶液作电解质【答案】C【解析】分析:在Li、LiFePO4电池放电时,负极上Li失电子发生氧化反应,正极上LiFePO4得电子发生还原反应,根据得失电子确定正负极,根据反应物、生成物书写电极反应式,放电时,阳离子移向正极,金属Li能够与磷酸反应,据此解答。详解:A、放电时, LiFePO4得电子发生还原反应为正极,充电时发生氧化反应为阳极,故A错误;B、放电时,阳离子移向正极,充电时Li+向阴极移动,故B错误;C、放电时, LiFePO4得电子发生还原反应为正极,充电时发生氧化反应为阳极,电极反应式为: LiFePO4e=FePO4+Li+,所以C选项是正确的;D、金属Li能够与硫酸反应,不可以用磷酸溶液作电解质,故D错误;本题正确答案选C。14(2018届山东省日照市高三5月校际联考)某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电,充电时Na2S4转化为Na2S。下列说法正确的是 A. 充电时,太阳能转化为化学能,化学能又转化为电能B. 放电时,a极为负极C. 充电时,阳极的电极反应式为I3-2e-=3I-D. M可以使用阴离子交换膜【答案】B 15(2018届江苏省南京市金陵中学、海安高级中学、南京外国语学校高三第四次模拟考试)下列指定反应的离子方程式正确的是A. 氯气与水反应:Cl2+H2OH+Cl- +HClOB. 电解饱和CuCl2溶液:Cu2+ + 2Cl-+ 2H2OCu(OH)2+H2+Cl2C. 氢氧化钡溶液中加入硫酸铵: Ba2+ OH- +NH4+ SO42- = BaSO4+NH3H2OD. 碳酸氢钙溶液中加入足量石灰水:Ca2+ + 2HCO3-+2OH- = CaCO3+ 2H2O+ CO32-【答案】A【解析】分析:A项,Cl2与水反应生成HCl和HClO;B项,电解饱和CuCl2溶液生成Cu和Cl2;C项,Ba(OH)2与(NH4)2SO4反应的离子方程式为Ba2+2OH-+2NH4+SO42-=BaSO4+2NH3H2O;D项,碳酸16(2018届黑龙江省哈尔滨市第六中学高三下学期第四次模拟考试)混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池,其工作原理如图所示其中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金,KOH溶液作电解液。关于镍氢电池,下列说法不正确的是 A. 充电时,阴极附近pH降低B.电动机工作时溶液中OH向甲移动C. 放电时正极反应式为: NiOOHH2Oe = Ni(OH)2OHD. 电极总反应式为:MNi(OH)2 = MHNiOOH【答案】A【解析】分析:放电过程为原电池,NiOOH转变为Ni(OH)2,镍的化合价从+3价降到+2价,则乙为正极,电极反应式为NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH,甲为负极,MH中H由0价升高到+1价,氢失电子发生氧化反应与溶液中的氢氧根离子结合成水,电极反应为MHe+OHM+H2O;充电是放电的逆过程,此时甲为阴极发生还原反应,乙为阳极发生氧化反应,据此解答。 详解:A项,充电时,甲电极得电子被还原,是阴极,由图可知,阴极附近H2O变为OH-,pH增大,故A项错误;B项,电动机工作时为放电过程,甲为原电池的负极,阴离子向负极移动,故B项正确;C项,放电时,正极的NiOOH得电子被还原,化合价降低,电极反应式为NiOOHH2Oe = Ni(OH)2OH,故C项正确;D项,镍氢电池充电过程中,M转化为MH,Ni(OH)2转化为NiOOH,放电过程与充电过程相反,因此电极总反应式为MNi(OH)2 = MHNiOOH,故D项正确。综上所述,本题正确答案为A。17(2018届湖北省鄂州市高三下学期第三次模拟考试)世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法,其装置如图所示。下列说法正确的是 A. X为电源负极B. 若该装置在高温下进行,则净化效率将降低C. 若有1molNO3-被还原,则有6molH+通过质子膜迁移至阴极区D. 若BOD为葡萄糖(C6H12O6),则1mol葡萄糖被完全氧化时,理论上电极流出20 mol e-【答案】B 18(2018届江西省南昌市高三第二次模拟考试)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;乙是利用装置甲模拟工业电解法来处理含Cr2O72-废水,电解过程中溶液发生反应:Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O。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. 乙池中Fe棒应与甲池中的M极相连C. M极电极反应式:H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2+N2+16H+D. 若溶液中减少了0.OlmolCr2O72-,则电路中至少转移了0.06 mol电子【答案】B 19(2018届黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高三第四次模拟考试)碱性硼化钒(VB2)一空气电池工作时反应为:4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5.用该电池为电源,选用情性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图所示。下列说法正确的是 A. VB2电极的电极反应式为:2VB2+11H2O-22e-=V2O5+2B2O3+22H+B. 外电路中电子由c电极流向VB2电极C. 电解过程中SO42-向b电极移动D. 电解过程中,b电极表面有红色物质析出【答案】C 20(2018届四川省绵阳中学高三考前适应性考试三)我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”NaCO2电池。放电时该电池“吸入”CO2,充电时“呼出”CO2。吸入CO2时,其工作原理如右图所示。吸收的全部CO2中,有转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面。下列说法正确的是( ) A. “吸入”CO2时,钠箔为正极B. “吸入”CO2时的正极反应:4Na+ 3CO2+ 4e= 2Na2CO3+ CC. “呼出”CO2时,Na+向多壁碳纳米管电极移动D. 标准状况下,每“呼出”22.4 L CO2,转移电子数为0.75 mol【答案】B【解析】A、“吸入”CO2时是原电池装置,钠箔失电子为负极,选项A错误;B、“吸入”CO2时是原电池装置,正极发生还原反应,电极反应式为:4Na+ 3CO2+ 4e= 2Na2CO3+ C,选项B正确;C、“呼出”CO2时是电解池,阳离子Na+向阴极钠箔电极移动,选项C错误;D、标准状况下,每“呼出”22.4 L CO2,转移电子数为0.25 mol,选项D错误。答案选B。 21(2018届山东省临沂市高三第三次高考模拟考试)电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如下图所示,下列叙述错误的是 A. M室发生的电极反应式:2H2O-4e-=O2+4H+B. a、c为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜C. N室中:abD. 理论上每生成1 mol H3BO3,两极室共产生标准状况下16.8 L气体【答案】B 22(2018届华中师范大学第一附属中学高三5月押题考试)现有阳离子交换膜,阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是 A. 阴极反应式为4OH-4e-=2H2O+O2 B. 从A口出来的是NaOH溶液C. b是阳离子交换膜,允许Na+通过 D. Na2SO4溶液从G口加入【答案】C 23(2018届黑龙江省大庆实验中学高三得分训练三)如图为一种固体离子导体电池与湿润KI试纸AB连接,Ag+可以在RbAg4I5晶体中迁移,空气中的氧气透过聚四氯乙烯膜与AlI3反应生成I2,Ag与I2作用形成电池。下列说法中正确的是( ) A. 试纸B端发生氧化反应 B. Ag+从石墨电极移向银电极C. 试纸A端发生反应: 2I-2e-=I2 D. 若该电池转移1mol电子,则滤纸上生成8gO2【答案】C【解析】解:Ag和I2作用形成原电池,生成物为RbAg4I5,可以知道在反应中Ag被氧化,为电池的负极反应, I2被还原,为原电池的正极反应,原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;A与正极相连为阳极,B与负极相连为阴极; 试纸B端为阴极,I2被还原, A错误;原电池中阳离子向正极移动,即Ag+从银电极移向石墨, B错误;试纸A端为阳极,为碘离子失电子发生氧化反应生成单质碘,C正确;电解碘化钾溶液,阳极碘离子先失电子变为碘单质,碘离子消耗完,才有氢氧根离子失电子变为氧气,因此该电池转移1mol电子,则滤纸上生成O2的量小于0.25mol,D错误;正确选项C。24(2018届四川省成都市高三理综高考模拟一)锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池,某种锂离子电池的结构示意图如下,它在放电时有关离子转化关系如图所示,下列说法正确的是 A. Li+透过膜除允许Li+通过外,还允许H2O分子通过B. 充电时,电池内部发生的总反应为Li+Fe2+Li+Fe3+C. 充电时,钛电极与外电源的负极相连D. 放电时,进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为: S2O82-+Fe2+=Fe3+2SO42-【答案】B 25(2018届广西南宁市第三中学高三第二次模拟考试)硼酸(H3BO3)为一元弱酸,已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为:H3BO3+OH- = B(OH)4-,H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是 A. 电子流向: 电源负极b电极电解液a 电极电源正极B. 阳极的电极反应式为:2H2O - 4e- = O2+4H+C. 当电路中通过3mol电子时,可得到1mol H3BO3D. A膜为阳膜,B膜为阴膜,且穿过A膜和B膜的离子数相同【答案】B【解析】分析:根据装置图,a电极为阳极,b电极为阴极,电子流向:电源负极b电极,a电极电源正26(2018年山东省威海市高考模拟考试)近几年,具有超常性能的铝离子电池成为研究热点,其可在一分钟内完成充放电。铝与石墨为电极,内部用AlCl4和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 放电时,有机阳离子向石墨电极方向移动B. 放电时,正极的电极反应式为:CnAlCl4+e=Cn+AlCl4C. 充电时,每生成1mol铝,同时消耗4molAl2Cl7D. 充电时铝电极接电源负极,该极有CnAlCl4生成【答案】D【解析】分析:A、原电池中阳离子向正极移动;B、放电时负极发生氧化反应子,正极发生得到电子的还原反应;C、根据充电时的电极反应式解答;D、根据充电可以可作是放电的逆反应解答。详解:A、铝是活泼的金属,放电时做负极,石墨做正极。原电池中阳离子向正极移动,所以有机阳离子向石墨电极方向移动,A正确;B、放电时正极发生得到电子的还原反应,根据装置图可知正极的电极反应式为:CnAlCl4+eCn+AlCl4,B正确;C、充电时铝电极作阴极,发生得到电子的还原反应,电极反应式为4Al2Cl7-+3e-Al+7AlCl4,因此充电时,每生成1mol铝,同时消耗4molAl2Cl7,C正确;D、放电时,铝是活泼的金属铝是负极,因此充电时铝电极接电源负极,电极反应式为4Al2Cl7-+3e-Al+7AlCl4,因此该极有AlCl4生成,石墨电极有CnAlCl4生成,D错误;答案选D。28(2018届湖北省高考仿真模拟适应性考试)手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量,下图为某种氧电化学传感器的原理示意图。已知在测定O2含量过程中,电解质溶液的质量保持不变。一定时间内,若通过传感器的待测气体为aL(标准状况),某电极增重了bg。下列说法正确的是 A. Pt上发生氧化反应B. Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=Pb(OH)2C. 反应过程中转移OH-的物质的量为0.25bmolD. 待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a【答案】D【解析】由图可知O2在Pt电极上发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,所以Pt电极为正极,Pb电极则为负极,发生氧化反应,电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O,电池总反应为2Pb+ O2=2PbO。根据以上分析,A选项 Pt上发生还原反应,故A错误;B选项 Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O,B错误;C项反应过程中,负极增加的质量为O的质量,正极消耗氧气mol,根据O2+2H2O+4e-=4OH-,转移OH-的物质的量为0.125bmol,故C错误;D. 电极增加的质量为O的质量,待测气体为aL含有的氧气体积为L/mol=0.7bL,则待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a,D正确;本题答案为D。29(2018届宁夏石嘴山市第三中学高三下学期第四次模拟考试)一种新型镁储备电池的储存寿命长,电压平稳,电池的总反应为Mg+Cu2Cl2=2Cu+MgCl2,以该电池为电源在铜片上镀银的实验装置如图所示。 下列说法正确的是A. 接通电路后,电池的正极质量减小B. 若反应消耗1mol Mg,则有1mol Cl-通过阴离子交换膜C. M电极材料为铜片D. 接通电路后,AgNO3溶液的浓度减小【答案】A 30(2018届河北省唐山市高三第三次模拟考试)用电渗析法由NaH2PO2制备H3PO2的工作原理如图所示,下列说法正确的是 A. 电源a极为负极,所连石墨电极上的反应为2H+2e-=H2B. 氢氧化钠溶液所在的极室中pH减小C. H+由左向右穿过阳膜1,H2PO2-由右向左穿过阴膜D. 当导线中转移0.4mole-时,两石墨电极上产生气体体积之和为标准状况下4.48L【答案】C【解析】由工作原理图可知,四室中左端电极室的H+通过阳膜1进入产品室,H2PO2-由右向左穿过阴膜进入产品室,因此左端电极为阳极,和电源正极相连,a为正极,则b为负极,右端石墨电极为阴极。结合以上分析可判断A. 电源a极为正极,所连石墨电极上的反应为氧化反应2H2O-4e-=4H+O2;A错误;B. 氢氧化钠溶液所在的极室中发生的电极反应为还原反应2H2O+2e-=4OH-+H2,有OH-生成,故pH增大,B错误;C. H+由左向右穿过阳膜1,H2PO2-由右向左穿过阴膜,C正确;D. 根据电极反应,当导线中转移0.4mole-时,阳极产生0.1molO2,阴极产生0.2molH2,产生气体体积之和为标准状况下6.72L,故D错误;本题正确答案为C。31(2018届湖北省荆州中学高三全真模拟考试一)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A. 一定条件下,丁烷催化裂化生成1mol乙烯时,消耗丁烷的数目为NAB. 常温常压下,0.5 molO3与11.2 LO2 所含的分子数均为0.5NAC. 用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,若加入29.4 gCu(OH)2 能使溶液复原,则电解过程中转移电子的数目为1.2NAD. 25时,1LpH=10的NaHCO3溶液中含有H2CO3的数目为10-4NA【答案】C 32(2018届甘肃省西北师范大学附属中学高三冲刺诊断考试)用酸性氢氧燃料电池电解粗盐水(含Na、Cl和少量Mg2、Br)的装置如图所示(a、b均为石墨电极),下列说法正确的是 A. 电池工作时,负极反应式为:H22e2OH2H2OB. a极的电极反应式为:2H+2eH2C. 电解过程中电子流动路径是:负极外电路阴极溶液阳极正极D. 当电池中消耗2.24 L(标准状况下)H2时,b极周围会产生0.1 mol气体【答案】D 33(2018届安徽省江南十校高三冲刺联考)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境中温室气体的含量。下列说法正确的是 A. 通电后,a室的pH增大B. 中间隔室发生的反应:HCO3-+H+=CO2+H2O,从而提取CO2C. 阴极反应式为2H+-2e-=H2D. 当电路中通过1 mol电子的电量时,会有22.4LCO2气体产生【答案】B【解析】a室为阳极,发生氧化反应,电极极反应为2H2O-4e-=4H+O2,溶液的pH减小,A错误;氢离子通过阳离子交换膜进入b室,发生反应: HCO3-+H+=CO2+H2O,实现b 室中提取CO2的目的,B正确;阴极发生还原反应,氢离子得电子生成氢气,2H+2e-=H2,C错误;根据阳极极反应可知,2H2O-4e-=4H+O2,当电路中通过1mol电子的电量时,会有1mol氢离子生成,进入b室,产生标况下CO2气体22.4,本题没有给出气体的外界条件,无法计算出CO2气体的体积,D错误;正确选项B。34(2018届山东省聊城市高三5月第三次高考模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。 工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示,两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是 A. 阳极电极反应式:Fe-6e- +8OH-=FeO42- +4H2OB. 甲溶液可循环利用C. 离子交换膜a是阴离子交换膜D. 当电路中通过2mol电子的电量时,会有1molH2生成【答案】C 35(2018届四川省广安、眉山、内江、遂宁高三第三次诊断性考试)在实验室中,以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程(如图),乙醛在两电极分别转化为乙醇和乙酸。下列对电解过程的分析正确的是 A. 以铅蓄电池为电源,则a极为Pb电极B. 石墨电极附近的pH逐渐减小C. 阳极反应为CH3CHO+H2O-2e-=CH3COOH+2H+D. 每处理含8.8g乙醛的废水,转移电子的数目为0.4NA【答案】C 36(2018届安徽省合肥市第一中学冲刺高考最后1卷)锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液,并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是 A. 充电时n接电源的负极,Zn2+通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B. 放电时每转移1mol电子负极区溶液质量减少65gC. 充电时阴极的电极反应式为Br2+2e-=2Br-D. 若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正负极也随之改变【答案】A【解析】分析:该电池为二次电池,Zn是负极,电池反应为Br2+Zn=ZnBr2;充电时变为电解池,Zn变为阴极,与Zn相连的n接电源负极,电解总反应为电池反应的逆反应。详解:A. 充电时n接电源的负极,Zn2+通过阳离子交换膜向阴极定向迁移,故由左侧流向右侧,A正确;B. 放电时,负极Zn溶解生成Zn2+,Zn2+通过阳离子交换膜向正极定向迁移,故负极区溶液质量不变,B不正确;C. 充电时阴极的电极反应式为Zn2+2e-=Zn,C不正确;D. 若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正负极不会改变,Zn仍是负极,D不正确。本题选A。37(2018届安徽省皖江名校高三最后一卷)如图所示的C/Na4Fe(CN)6-钠离子电池是一种新型电池。下列有关说法正确的是 A. 电极a在放电时做正极,充电时做阴极B. 放电时,电极b上的电极反应为:NaxC-e-=Na+Nax-1CC. 电池工作时,Na+向电板b移动D. 该电池通过Na+的定向移动产生电流,不发生氧化还原反应【答案】B 38(2018届湖北省高三五月冲刺)下图为利用肼(N2H4)一空气燃料电池电解硫酸铜溶液的示意图。下列说法正确的是( ) A. 左图中离子交换膜为阳离子交换膜B. 左图负极反应式为:N2H4-6e-+4OH-=N2+4H2OC. 闭合开关K一段时间后,左图电池中电解质溶液的pH不变D. 当右图阴极上析出4.48L气体(标准状况)时,消耗0.15molN2H4【答案】D 39(2018届黑龙江省齐齐哈尔市高三第三次模拟考试)用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理,其工作原理如图所示,质子膜允许H+和H2O通过。下列说法正确的是 A. 电极I为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2B. 电解时H+由电极I向电极II迁移C. 吸收塔中的反应为2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-D. 每处理1 mol NO,可同时得到32g O2【答案】C【解析】由图示,电极I的反应应该是HSO3-得电子转化为S2O42-,选项A错误。电解时,阳离子应该向阴极移动,所以H+由电极II向电极I迁移,选项B错误。由图示,吸收塔中进入的物质是NO和S2O42-,出去的生成物是N2和HSO3-,所以反应为:2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-,选项C正确。该装置的总反应可以理解为:2NO=N2 + O2,所以每处理1 mol NO,可同时得到0.5mol(16g)O2,选项D错误。40(2018届江苏省苏锡常镇四市高三调研)高温时通过以下反应制备金属铝。用铝制作的“快速放电铝离子二次电池”的原理如右图所示(EMI为有机阳离子)。 Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g) H1a kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g) H2b kJmol1Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g) H3下列说法正确的是( )A. H30B. Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g) H3(ab) kJmol1C. 该电池充电时石墨电极与电源负极相连D. 该电池放电时的负极反应方程式为Al3e7AlCl=4Al2Cl【答案】D 41(2018年江西省赣州市高三(5月)适应性考试)铈(Ce)是镧系金属元素。空气污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收,生成HNO2、NO3,再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质,同时生成Ce4+,其原理如图所示。下列说法正确的是 A. H+由右室进入左室B. Ce4+从电解槽的c口流出,且可循环使用C. 阴极的电极反应式:2HNO2+6H+6e=N2+4H2OD. 若用甲烷燃料电池作为电源,当消耗标准状况下33.6L甲烷时,理论上可转化HNO22mol【答案】C 42(2018届北京市西城区高三二模)某同学用如下装置进行实验和,在相同时间内,记录现象如下(溶液的温度变化均不明显)。实验装置实验序号电极材料实验现象铂两极均产生大量无色气泡,两极区的溶液均未见白色浑浊石墨两极均产生大量无色气泡,阴极区未见白色浑浊,阳极区产生白色浑浊,分离出该白色固体,加酸溶解,产生气泡 根据实验现象,下列说法正确的是A. 中,阴极的电极反应式:2H2O4e = O2+ 4H+B. 中,白色浑浊的主要成分是Ca(OH)2C. 中,产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水D. 中,产生白色浑浊与阳极材料被氧化生成CO32有关【答案】D【解析】惰性电极电解石灰水溶液,在阴极,氢离子得电子变为氢气,2H+2e= H2,A错误;阳极区产生白色浑浊,分离出该白色固体,加酸溶解,产生气泡,说明该白色沉淀为碳酸钙,B错误;中,阳极中氢氧根离子失电子变为氧气,氧气与电极材料石墨反应生成二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙,这是主要原因,C错误、D正确;正确选项D。43(2018届四川省成都市高三第三次诊断性检测)载人空间站为了循环利用人体呼出的CO2并将其转化为O2,设计装置工作原理如图所示,以实现“太阳能能电能化学能”的转化。总反应为2CO2=2CO+O2。下列说法正确的是 A. 该装置属于原电池 B. 水在Y电极参与反应C. 反应完毕,该装置中电解质溶液碱性增强 D. X极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-【答案】B 44(2018届河南省安阳市高三第三次模拟考试)一种用水和N2制备NH3的电化学装置如图所示,下列说法错误的是 A. 该离子交换膜为阳离子交换膜B. 阴极发生的电极反应为Li+e-=LiC. 阳极发生的电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2D. 每生成1molNH3,电路中通过3mol电子【答案】B 45(2018届山东省青岛市高三5月第二次模拟)下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)。 已知储氢装置的电流效率100,下列说法不正确的是A. 若=75,则参加反应的苯为0.8molB. 过程中通过CH键断裂实现氢的储存C. 采用多孔电极增大了接触面积,可降低电池能量损失D. 生成目标产物的电极反应式为:C6H6+6e-+6H+=C6H12【答案】B 46(2018届山东省烟台市高三高考适应性练习一)电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高,有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图1和图2所示。 下列说法错误的是A. a电极上通入的物质是H2B. 电解池中b是阳极,c是阴极C. d电极上电极反应式是N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-D. 若I=2.0A,通电1h,理论上两装置均可得NH3的质量为。 (已知一个电子的电量为1.610-19C)【答案】B【解析】通过图1得出b极通入的是N2,所以a极通入的气体应该H2,A说法正确;b极通入的是N2,得到电子,发生还原反应,所以电解池的b极是阴极,c极O2-失去电子,发生氧化反应,c极是阳极,B说法错误;d电极是阴极,N2得到电子生成NH3,总反应式是:2N2+6H2O=4NH3+3O2,所以阴极(d电极)的电极反应式:N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-,C说法正确;当流过的电流1 安培时,每秒钟所通过的电量为 1 库仑,所以I=2.0A,通电1h,理论上电量是:2.06060C,通过的电子:(2.06060)(1.610-19NA)mol,1molN原子得到3mol电子生成NH3,所以n(NH3)=(2.06060)(1.610-19NA3)mol, NH3的质量是:m(NH3)=n(NH3)M(NH3)=,D说法正确,本题正确选项B。47(2018届济宁市高三第二次模拟考试)实验表明钠离子聚合物新型电池正负极材料均表现出较快的电极反应动力学,使得电池表现出类似电容器的高功率性能。可以循环充放电高达50000次,这远远超过了传统可充电电池的循环寿命(10000次)。其放电时的工作原理如图。下列说法不正确的是 A. 充电时,阳极的电极反应式为3I-2e-=I3-B. 离子交换膜只能让阳离子通过而不能让阴离子通过C. 放电时,当转移0.5mol电子时,NaI溶液中增加NA个Na+D. 放电时,高聚物发生氧化反应【答案】C 48(2018届四川省内江市高三第三次模拟考试)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。下列说法不正确的是( ) 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. 一段时间内Li0.4C6转化为Li0.9C6发生的是放电过程C. 充电时,阳极反应为LiNiO2-xe-=Li1-xNiO2+x Li+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【解析】根据该装置的工作原理LiNiO2+6CLi1-xNiO2+LixC6分析可知,其放电时的正极反应为6C+xLi+xe-=LixC6,负极反应为LiNiO2-xe-=Li1-xNiO2+x Li+。A、在该装置内部能够移动的离子只有Li+,故A正确;B、随着放电的进行,生成LixC6中Li+越来越多,所以Li0.4C6转化为Li0.9C6是放电过程,故B正确;C、充电时,阳极反应为LixC6 -xe-= 6C+ x Li+,所以C不正确;D、该电池过充电时,电池的负极即为阴极,可能发生x Li+ +xe=x Li而沉积,故D正确。所以本题答案为C。点睛:本题的关键是通过工作原理的总反应式,确定电池的正负极及电极反应式。需要注意的是Li在化合物中的化合价是不变的,即+1价,由此确定C的化合价降低,得到电子,作正极,则Ni的化合价从+3价升高为+(3+x)价,失去电子,则LiNiO2作负极。 49(2018届河南省郑州市高三下学期第三次模拟考试)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 VO2+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VO2+2H+e-=VO2+H2OB. 图中a电极为阴极,N物质是H2C. 全钒液流电池充电时,V3+被氧化为VO2+D. 电解时,b电极的反应式为SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+【答案】C 50(2018届安徽省芜湖市高三5月模拟考试)科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示,用Cu-Si合金作硅源,在950利用三层液熔盐进行电解精炼,有关说法不正确的是 A. 在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化,Si4+优先于Cu2+被还原B. 电子由液态Cu-Si合金流出,从液态铝流入C. 三层液熔盐的作用是增大电解反应面积,提高硅沉积效率D. 电流强度不同,会影响硅提纯速率【答案】A【解析】由图示得到,电解的阳极反应为Si失电子转化为Si4+,阴极反应为Si4+得电子转化为Si,所以选项A错误。由图示得到:液态铝为阴极,连接电源负极,所以电子从液态铝流入;液态Cu-Si合金为阳极,电子由液态Cu-Si合金流出,选项B正确。使用三层液熔盐的可以有效的增大电解反应的面积,使单质硅高效的在液态铝电极上沉积,选项C正确。电解反应的速率一般由电流强度决定,所以选项D正确。51(2018届宁夏银川市第二中学高三三模考试)SO2是主要大气污染物之一,工业上可用如图装置吸收转化SO2(A、B 为惰性电极)。下列说法错误的是( ) A. a为电源的正极B. B 极上发生氧化反应C. 离子交换膜为阳离子交换膜D. A极区溶液的pH逐渐增大【答案】A 52(2018届福建省南平市高三下学期第二次(5月)综合质量检查)某新型中温全瓷铁一空气二次电池,其结构如图所示。下列有关该电池的说法正确的是 A. 放电时O2-从a移向b B. 放电时负极的电极反应为O2+4e-=2O2-C. 充电时1molFe 氧化为FeOx,转移2xmole- D. 充电时a 与电源的负极相连。【答案】A【解析】放电时a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极,则b为负极;放电时a极连接电源正极为阳极,b极连接电源负极为阴极。A. 放电时原电池中阴离子O2-从正极a极移向负极b极,选项A正确;B. 放电时负极氢气失电子产生氢离子,电极反应为H2-2e-=2H+,选项B错误;C. 充电时1molFeOx 还原为Fe,转移2xmole- ,选项C错误;D. 充电时a 与电源的正极相连,选项D错误。答案选A。53(2018届河南省名校高三压轴第二次考试)Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料,同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4,下列有关说法不正确的是 A. 右侧电极反应方程式:Fe+8OH-6e-=FeO42-+4H2OB. 左侧为阳离子交换膜,当Cu电极生成1mol气体时,有2molNa+通过阳离子交换膜C. 可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部,以保证装置连续工作D. Na2FeO4具有强氧化性且产物为Fe3+,因此可以利用Na2FeO4除去水中的细菌、固体颗粒以及Ca2+等【答案】D 54(2018届宁夏石嘴山市第三中学高三下学期第三次模拟考试)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:H2O2+Fe2+Fe3+OH-+OH,生成的羟基自由基(OH)能氧化降解有机污染物。下列说法中正确的是( ) A. 电源的X极为正极,Y极为负极B. 阴极的电极反应式为Fe2+-e-Fe3+C. 每消耗1molO2,整个电解池中理论上可产生2molOHD. 阳极的电极反应式为H2O-e-H+OH【答案】D 55(2018届陕西省西安交通大学附属中学高三下学期第六次测试)已知电极上每通过96500 C的电量就会有1 mol电子发生转移。精确测量金属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量,可以确定电解过程中通过电解池的电量。实际测量中,常用银电量计,如图所示。下列说法不正确的是 A. 若要测定电解饱和食盐水时通过的电量,可将该银电量计中的银棒与待测电解池的阳极相连,铂坩埚与电源的负极相连。B. 称量电解前后铂坩埚的质量变化,得金属银的沉积量为108.0 mg,则电解过程中通过电解池的电量为96.5 CC. 实验中,为了避免银溶解过程中可能产生的金属颗粒掉进铂坩埚而导致测量误差,常在银电极附近增加一个收集网袋。若没有收集网袋,测量结果会偏高。D. 电量计中的银棒应与电源的正极相连,铂坩埚上生的电极反应是:Ag+ + e- = Ag【答案】A【解析】该电量计相当于铂上镀银,所以该银电量计中的银棒与待测电解池的阴极相连,铂坩埚与电源的负极相连,故A错误;析出Ag的物质的量为,根据Ag+e-=Ag可知通过的电子物质的量为0.001mol,通过电量为96.5C,故B正确;银溶解时有些银原子可能未失电子变成银离子,而是直接跌落到铂坩埚中,造成铂坩埚增重较多,导致计算出的电量偏大,所以必须增加收集袋,故C正确;该电量计相当于铂上镀银,阴极(Pt):Ag+e-Ag,故D正确。56(2018届贵州省贵阳市高三5月适应性考试二)铬() 的化合物有较大毒性,如不回收利用,会对环境造成污染。某混合浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。某研究小组设计了如下电解分离装置,可以使浆液较完全地分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。下列说法错误的是( ) A. 通电后CrO42-将通过阴离子膜进入阳极室 B. 阴极室最终只能得到Na2SO4和H2C. 阳极的电极反应式为:4OH-4e-=O2+2H2O D. 分离后所得含铬元素的粒子有CrO42-和Cr2O72-【答案】B 57(2018届福建省龙岩市高三下学期教学质量检查)某研究小组用NaOH 溶液吸收尾气中的H2S 气体,再将得到的Na2S溶液进行电解制得NaOH溶液,以实现NaOH的循环利用。电解装置如图所示,电极材料均为石墨,ab、cd均为离子交换膜。下列叙述不正确的是 A. ab表示阳离子交换膜,cd 表示阴离子交换膜B. 阳极的电极反应式为S2-2e-=S ,阳极区有淡黄色沉淀产生C. 阴极的电极反应式为2H2O-4e-=O2 +4H+,阴极区溶液pH 降低D. 当电路中转移1mol 电子时,会有11.2 L (标准状况) 的气体生成【答案】C【解析】根据图示,硫离子在阳极失去电子生成硫,因此cd为阴离子交换膜,溶液的氢离子在阴极得到电子生成氢气,中间区域的钠离子向阴极区移动,形成氢氧化钠,ab表示阳离子交换膜。A. 根据上述分析,ab表示阳离子交换膜,cd 表示阴离子交换膜,故A正确;B. 硫离子在阳极失去电子生成硫,阳极的电极反应式为S2-2e-=S ,阳极区有淡黄色沉淀产生,故B正确;C. 氢离子在阴极得到电子生成氢气,阴极的电极反应式为2H2O+2e- = H2+ 2OH,阴极区溶液pH 增大,故C错误;D. 当电路中转移1mol 电子时,会生成0.5mol氢气,标准状况下的体积为11.2 L,故D正确;故选C。58(2018届湖南省长沙市长郡中学高考押题卷二)K2S2O8具有强氧化性(S2O82-中含有过氧根),在石油行业中有重要用途,工业上可利用电解法制备它,工作原理如图(电极材料是石墨)所示,下列说法中错误的是 A. C1电极上的电极反应式为:2SO42-2e-=S2O82-B. 通电后Na+移向C2电极C. 反应一段时间后,溶液的pH减小D. 电解过程中,两电极上参与反应的离子的物质的量相等【答案】C 59(2018届四川省凉山州高三第三次诊断性检测)工业上通过电化学原理在铝片表面形成氧化膜来提高其抗腐蚀能力,
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