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专题跟踪检测 电化学基础1(2018济南模拟)如图甲装置进行实验，若图乙中横坐标X表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是()AF表示反应生成Cu的物质的量BF表示反应生成H2SO4的物质的量CE表示反应生成O2的物质的量DE表示反应消耗H2O的物质的量解析：选D由图甲可得Cu为阴极，C为阳极，电解质溶液为CuSO4溶液，电解总反应为2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2，各物质及电子转移关系为2H2O2Cu2H2SO4O24e，再根据乙图，所以E可以表示H2O、Cu和H2SO4的物质的量，F表示O2的物质的量。2(2018沈阳模拟)一定条件下，实验室利用如图所示装置，通过测量电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法正确的是()A右池中的银电极作负极B总反应为AgCl=AgClC正极反应为Age=AgD盐桥中的NO向右池方向移动解析：选BA项，该装置是原电池，左池Ag失电子，生成Ag，发生氧化反应，所以左池中的Ag电极作负极，错误；B项，左边的Ag失电子生成Ag，与电解质溶液中的Cl结合生成AgCl，右边电解质溶液中的Ag得电子生成单质Ag，所以总反应为AgCl=AgCl，正确；C项，正极反应为Age=Ag，错误；D项，原电池中的阴离子向负极移动，所以盐桥中的NO向左池方向移动，错误。3.(2018合肥模拟)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图所示。下列说法不正确的是()A溶液中OH向电极a移动BO2在电极b上发生还原反应C反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为45D电极a的反应式为2NH36e6OH=N26H2O解析：选CA项，因为a极为负极，则溶液中的阴离子向负极移动，正确；B项，b极为正极，O2在b极发生还原反应，正确；C项，反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低2价，根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物质的量之比为43，错误；D项，负极是NH3发生氧化反应变成N2，且OH向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，正确。4(2018邯郸模拟)H2O2是一种常用绿色氧化剂，工业上利用电解法制备H2O2的装置如图所示，初始溶液为氢氧化钠溶液。下列说法正确的是()Aa为负极B通入空气的电极反应式为O22e2H=H2O2C电解一段时间后，左侧溶液pH降低D若生成17 g双氧水，则有1 mol H从左侧向右侧迁移解析：选CA项，通入的O2在阴极还原得到H2O2，元素化合价降低，则b为负极，a为正极，错误；B项，通入空气的电极发生还原反应，电极反应式为O22e2H2O=H2O22OH，错误；C项，左侧OH放电，生成H2O和O2，OH浓度降低，故左侧溶液pH降低，正确；D项，根据电极反应O22e2H2O=H2O22OH，若生成17 g H2O2，转移1 mol电子，有1 mol Na从左侧向右侧迁移，错误。5(2018温州模拟)SO2是大气污染物，是造成酸雨的主要原因，用如图所示装置既可以吸收工厂排放的废气中的SO2，又可以生成一定量的硫酸，下列说法正确的是()Aa为正极，b为负极B生产过程中H由右移向左C从左下口流出的硫酸的质量分数一定大于50%D负极反应式为SO22H2O2e=SO4H解析：选Da电极上SO2发生氧化反应生成H2SO4，电极反应式为SO22H2O2e=SO4H，则a为负极，b为正极，A项错误、D项正确；B项，质子膜只允许H通过，向正极移动，即H由左向右移动，错误；C项，负极区有H2SO4生成，但同时在增加H2O的量，则H2SO4的质量分数不一定大于50%，甚至还可能小于50%，错误。6(2018南京模拟)如图所示为镍锌可充电电池放电时电极发生物质转化的示意图，电池使用KOH和K2Zn(OH)4为电解质溶液。下列关于该电池说法正确的是()A放电时溶液中的K移向负极B充电时阴极附近的pH会降低C放电时正极反应为HNiOOHe=Ni(OH)2D负极质量每减少6.5 g，溶液质量增加6.3 g解析：选D根据示意图中电子的移动方向可知放电时，Zn为负极，失去电子生成K2Zn(OH)4，NiOOH为正极，得到电子生成Ni(OH)2。A项，原电池中阳离子向正极移动，错误；B项，充电时阴极发生的电极反应是放电时负极的逆反应，反应后电极附近的pH会升高，错误；C项，放电时NiOOH为正极，得到电子生成Ni(OH)2，电解质溶液显碱性，正极反应为NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH，错误；D项，负极质量每减少6.5 g，即0.1 mol Zn，转移0.2 mol电子，正极上0.2 mol NiOOH转化为0.2 mol Ni(OH)2，质量增加0.2 g，溶液质量增加6.5 g0.2 g6.3 g，正确。7(2018枣庄模拟)工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是()已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD若将图中阳离子膜去掉，将a、b两室合并，则电解总反应式发生改变解析：选B由题图知，碳棒与电源正极相连，是电解池的阳极，电极反应为4OH4e=2H2OO2，A项正确；镀镍铁棒与电源负极相连，是电解池的阴极，电极反应为Ni22e=Ni。电解过程中为平衡a、c中的电荷，a中的Na和c中的Cl分别通过阳离子膜和阴离子膜移向b中，这使b中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，B项错误；因Ni2在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)，故为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH，C项正确；若将题图中阳离子膜去掉，由于放电顺序：ClOH，则Cl移向阳极放电：2Cl2e=Cl2，电解总反应式会发生改变，D项正确。8(2018太原模拟)某充电电池如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性，充电时左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。下列叙述正确的是()A放电时，a极是电池的负极B充电时，a极的电极反应式为VO2He=VO2H2OC氧化性：VOV3D放电时，H从左槽迁移进右槽解析：选C根据题意，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色，说明该电极反应失电子，所以a是阳极，则b是阴极。A项，根据上述分析，充电时a是阳极，则放电时a极是电池的正极，错误；B项，充电时，a极的电极反应式应该为VO2eH2O=VO2H，错误；C项，放电时，负极：V2e=V3，正极：VO2He=VO2H2O，总反应为V2VO2H=VO2H2OV3，因此氧化性：VOV3，正确；D项，放电时，a极是原电池正极，b极是原电池负极，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以H移向左槽，错误。9(2018丽水模拟)(1)由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。该电池负极的电极反应式为_。若以该电池为电源，用石墨作电极电解200 mL含有如下离子的溶液。离子Cu2HClSOc/(molL1)0.5220.5电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件下)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的质量为_。(2)用电解法分开处理含有Cr2O及含有NO的酸性废水最终Cr2O转化为Cr(OH)3，NO转化为无毒物质，其装置如图所示。左池中Cr2O转化为Cr3的离子方程式是_。当阴极区消耗2 mol NO时，右池减少的H的物质的量为_ mol。解析：(1)燃料电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是NaOH溶液，根据原电池原理，负极电极反应是CH3OH失去电子生成CO：CH3OH6e8OH=CO6H2O。首先阴极上是Cu2得电子，Cu22e=Cu,200 mL 0.5 molL1的Cu2得电子的物质的量是0.2 mol，然后是2H2e=H2，在阳极上是0.4 mol Cl失电子产生0.2 mol Cl2,2Cl2e=Cl2，转移电子0.4 mol，然后是OH失电子产生O2,4OH4e=O22H2O，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时，假设产生O2的物质的量是x，在阳极上产生气体是(0.2x) mol，根据电子守恒，得到0.44x0.22(0.2x)，解得x0.1 mol，即阳极上收集到O2的质量为3.2 g。(2)Fe作阳极，根据电解原理，阳极反应式为Fe2e=Fe2，利用Fe2的还原性，与Cr2O发生氧化还原反应，离子反应是Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O。阴极反应式为2NO8H6e=N24H2O，消耗2 mol NO的同时消耗8 mol H，左池需要向右池转移6 mol H，因此右池减少H的物质的量为2 mol。答案：(1)CH3OH6e8OH=CO6H2O3.2 g(2)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe27H2O210电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。(1)电解NO制备NH4NO3原理如图1所示。阳极为_(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为_。为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为_。(2)用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可回收硝酸。电解时NO2发生反应的电极反应式为_。若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H为_ mol。解析：(1)根据装置图1可知Y极上NO转化为NO，则该电极是阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为NO2H2O3e=NO4H。X电极反应式为NO6H5e=NHH2O；生成一个NH需要得到5个电子，生成一个NO需要失去3个电子，根据转移电子相等知，生成的NH浓度小于NO浓度，要使NO完全转化为NH4NO3，应该加入NH3，所以加入的A为NH3。(2)通过分析装置图2知左室为电解池的阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，右室为电解池的阳极，NO2发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为NO2H2Oe=NO2H。根据阴、阳两极的电极反应式知，若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，转移电子0.1 mol，阴极区生成的OH为0.1 mol，为维持电荷守恒通过阳离子交换膜的H为0.1 mol。答案：(1)YNO3e2H2O=NO4HNH3(2)NO2H2Oe=NO2H0.111(2018枣庄模拟)(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺，原理如图所示。图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为_。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_ mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：_。(2)Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的高效水处理剂，其电解制法如图所示。电解过程中，两极均有气体产生，Y极区域溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料得知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。电解过程中，X极区溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe6e8OH=FeO4H2O和_。若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(Fe电极)质量减少_g。在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO43Zn=Fe2O3ZnO2K2ZnO2。该电池正极发生的反应的电极反应式为_。解析：(1)阳极失去电子发生氧化反应。H2O电离产生的H在阴极上放电产生H2，转移电子的物质的量n(e)2n(H2)20.01 mol，则通过的Na为0.01 mol。(2)图示为电解NaOH溶液的装置，在此装置中X(C)为阴极，Y(Fe)为阳极，电解过程中，溶液中的H在X极上放电，故c(H)降低，pH增大。由题干知，Y电极上有气体生成，应为OH放电得到O2。X极收集到的气体是H2，n(H2)0.03 mol，Y极析出O2的物质的量0.007 5 mol，根据电解池中电子守恒，H得到的电子等于OH与Fe失去的电子之和，m(Fe)56 gmol10.28 g。答案：(1)Cl5e2H2O=ClO24H0.01在阴极发生2H2e=H2，H浓度减小，使H2OHOH的平衡向右移动，OH浓度增大，pH增大(2)增大4OH4e=2H2OO20.282FeO6e5H2O=Fe2O310OH12对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。(1)含氰废水中的CN有剧毒。CN中C元素显2价，N元素显_价。在微生物的作用下，CN能够被氧气氧化成HCO，同时生成NH3，该反应的离子方程式为_。(2)含乙酸钠和对氯酚()的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示。B是电池的_(填“正”或“负”)极。A极的电极反应式为_。(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液，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)。阳极的电极反应式为_。简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：_。电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为68，此时进入浓缩室的OH可忽略不计。400 mL 10 gL1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 gL1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为_L。(乳酸的摩尔质量为90 gmol1)解析：(1)因CN中C为2价，则N为3价。在微生物的作用下，CN被氧气氧化成HCO，同时生成NH3的离子方程式为2CN4H2OO22HCO2NH3。(2)由图示可知，阳离子H移向A极，说明A极为正极，B极为负极。A极为正极，正极得电子，发生还原反应，电极反应式为 (3)在阳极，OH放电，电极反应为4OH4e=2H2OO2。浓缩室中得到浓乳酸的原理：阳极OH放电，c(H)增大，H从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；阴极中的A通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，HA=HA，乳酸浓度增大。n(HA)0.6 mol，故进入浓缩室的n(A)0.6 mol，转移电子n(e)0.6 mol，阴极反应：2H2e=H2，n(H2)n(e)0.3 mol，V(H2)0.3 mol22.4 Lmol16.72 L。答案：(1)32CN4H2OO22HCO2NH3(2)负(3)4OH4e=2H2OO2阳极OH放电，c(H)增大，H从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；A通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，HA=HA，乳酸浓度增大6.72
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