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文檔簡介
查補易混易錯09電化學基礎
&I高考直擊/
電化學基礎是高考每年必考內容,主要題型是選擇題,有時也會在非選擇題中出現,命制的角度有電極反
應式的正誤判斷與書寫,電池反應式的書寫,正負極的判斷,電池充、放電時離子移動方向的判斷,電極
附近離子濃度的變化,電解的應用與計算,金屬的腐蝕與防護等。同時通過陌生化學電源的裝置圖,考查
學生接受、吸收、整合化學信息的能力,也體現了對“宏觀辨識與微觀探析”的學科核心素養(yǎng)考查。
&I易混易錯歸納/
易錯01常見考點歸納
負極:元素化合價升高或發(fā)生氧化反應的物質
電極判斷正極:元素化合價降低或發(fā)生還原反應的物質
陰極:“放電”時的負極在“充電”時為陰極
陽極:“放電”時的正極在“充電”時為陽極
電子流向原電池:負極T正極
電解池:電源負極一陰極,陽極-電源正極
離子流向原電池:陽離子移向正極,陰離子移向負極
電解池:陽離子移向陰極,陰離子移向陽極
“放電”時依據條件,指出參與負極和正極反應的物質,根據化合價的變化,
電極反應式判斷轉移電子的數目;根據守恒書寫負極(或正極)反應式,特別應注意電
極產物是否與電解質溶液共存
充電時的電極反應與放電時的電極反應過程相反,充電的陽極反應為放電
時正極反應的逆過程,充電的陰極反應為放電時負極反應的逆過程
易錯02電極判斷
1.原電池中正負極的判斷
依據正負極判斷
依據構成原電池兩極的電極材料判斷一般是較活潑的金屬為負極,活潑性較弱的
金屬或能導電的非金屬為正極
依據原電池兩極發(fā)生的變化判斷原電池的負極發(fā)生氧化反應;正極發(fā)生還原
反應
依據電子流動方向或電流方向判斷電子由負極流向正極;電流由正極流向負極
依據原電池電解質溶液中離子的移動方向判斷陽離子向正極移動,陰離子向負極移動
依據原電池鹽橋中離子的移動方向判斷陽離子向正極移動,陰離子向負極移動
2.電解池中陰陽極的判斷
依據陰陽極判斷
根據所連接的外加電源判斷與直流電源正極相連的為陽極,與直流電源
負極相連的為陰極
根據電子流動方向判斷電子從電源負極流向陰極,從陽極流向電源
正極
根據電解池電解質溶液中離子的移動方向判斷陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動
根據電解池兩極產物判斷一般情況下:陰極上的現象是析出金屬(質量
增加)或有無色氣體32)放出;陽極上的現象
是有非金屬單質生成,呈氣態(tài)的有。2、。2
或電極質量減?。ɑ钚噪姌O作陽極)
易錯03化學電源
1.新型電池的電極反應式
總反應:Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2
鋅銀電池-
正極:Ag2O+H2O+2e~=2Ag+2OH
負極:Zn+2OJT—=Zn(OH)2
總反應:NiO2+Fe+2H2O第基Fe(OH)2+Ni(OH)2
銀鐵電池
正極:NiO2+2e~+2H2O=Ni(OH)2+2OH"
-
負極:Fe-2e-+2OH=Fe(OH)2
總反應:3Zn+2K2FeO4+8H2O^>3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
IWJ鐵電池
--
正極:FeOl+3e~+4H2O=Fe(OH)3+5OH
負極:Zn-2e~+2OH-=Zn(OH)2
銀鎘電池總反應:Cd+2NiOOH+2H2。wScd(OH)2+2Ni(OH)2
正極:NiOOH+H20+e=Ni(OH)2+OH
負極:Cd—2屋+2OJT=Cd(OH)2
+2+
總反應:H2O2+2H+Mg=Mg+2H2O
正極:H2O2+2H++2e=2HO
Mg-H2O2電池2
負極:Mg—2e-=Mg2+
總反應:Mg+2AgCl^=2Ag+MgCh
Mg-AgCl電池正極:2Agel+2e-=2Ag+2Cr
負極:Mg—2e-=Mg2+
總反應:2Na+_rS=Na2sx
鈉硫電池正極:xS+2e-=SF
負極:2Na-2e-=2Na+
3+2+
總反應:VOI+2H++V2+^SV+VO+H2O
全鋼液流電池
正極:VO:+2H++e--VC)2++H2O
負極:V2+-e-=V3+
總反應:2Li+Cu2O+H2O=2CU+2Li++2OJT
-
鋰-銅電池正極:Cu2O+H20+2e-=2Cu+20H
負極:Li—e^^=Li+
總反應:Lii-xCoCh+LixCe充電LiCoC)2+C6(xVl)
鋰離子電池
正極:Lii—%CoC)2+xe+xLi+^=LiCoO2
-+
負極:LixC6-xe^=xLi+C6
2.燃料電池的電極反應式(以CH30H為例)
電池類型導電介質反應式
總反應:2CH3OH+3O2=2CO21+4H2O
+-+
酸性燃料電池H正極:O2+4e+4H=2H2O
+
負極:CH3OH-6e+H20=CO2T+6H
總反應:2CH3OH+3O2+4OH-=2COr+6H2O
堿性燃料電池OH-正極:。2+4屋+2H2O=4OH-
負極:CH3OH-6e~+8OH——COf+6H2O
熔融碳酸鹽燃料電池CO?總反應:2cH3OH+3O2=2CC)2T+4H2。
正極:。2+4廣+2co2=2CO1
負極:CH3OH-6e+3COr=4CO21+2H2O
總反應:2CH3OH+3O2=2CO2?+4H2O
22
固態(tài)氧化物燃料電池O"正極:O2+4e~=2O~
-2
負極:CH3OH-6e+3O"=CO2T+2H2O
總反應:2cH3OH+3O2=2CO2T+4H2。
質子交換膜燃料電池H+正極:。2+41+4H+==2H2O
_+
負極:CH3OH-6e+H2O=CO2T+6H
易錯04金屬腐蝕與保護
L析氫腐蝕和吸氧腐蝕
類型析氫腐蝕吸氧腐蝕
條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性
+
正極反應2H+2e~=H2TO2+2H2。+4e^=4OH'
負極反應Fe-2e=Fe2+
Fe2++20JT=Fe(OH)2J
其他反應
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
Fe(OH)3失去部分水轉化為鐵銹
2.金屬腐蝕的防護方法
(1)加防護層:如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料;采用電鍍或表
面鈍化等方法在金屬表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬或生成一層致密的薄膜。
(2)電化學防護法:犧牲陽極的陰極保護法——原電池原理:正極為被保護的金屬,負極為比被保護的金
屬活潑的金屬;外加電流的陰極保護法——電解原理:陰極為被保護的金屬,陽極為惰性電極。
◎I好題演練/
1.(2022.天津?統考高考真題)實驗裝置如圖所示。接通電源后,用碳棒(a'、b)作筆,在浸有飽和NaCl溶
液和石蕊溶液的濕潤試紙上同時寫字,a’端的字跡呈白色。下列結論正確的是
直流電源(9V)
A.a為負極
B.6端的字跡呈藍色
C.電子流向為:b->b->a->a
D.如果將a、b’換成銅棒,與碳棒作電極時的現象相同
2.(2022?重慶?統考高考真題)硝酮是重要的有機合成中間體,可采用“成對間接電氧化”法合成。電解槽中
水溶液的主要成分及反應過程如圖所示。
下列說法錯誤的是
A.惰性電極2為陽極B.反應前后WOj/WO;數量不變
C.消耗Imol氧氣,可得到Imol硝酮D.外電路通過Imol電子,可得到Imol水
3.(2022?福建?統考高考真題)一種化學“自充電”的鋅-有機物電池,電解質為KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。
將電池暴露于空氣中,某電極無需外接電源即能實現化學自充電,該電極充放電原理如下圖所示。下列說
法正確的是
A.化學自充電時,C(OH[增大
B.化學自充電時,電能轉化為化學能
C.化學自充電時,鋅電極反應式:Zn2++2e=Zn
D.放電時,外電路通過0.02mol電子,正極材料損耗0.78g
4.(2023?浙江?高考真題)在熔融鹽體系中,通過電解TiOc和SQ獲得電池材料(TiSi),電解裝置如圖,下
列說法正確的是
C.該體系中,石墨優(yōu)先于C「參與反應
D.電解時,陽離子向石墨電極移動
5.(2022?遼寧?統考高考真題)如圖,c管為上端封口的量氣管,為測定乙酸溶液濃度,量取10.00mL待測
樣品加入b容器中,接通電源,進行實驗。下列說法正確的是
B.實驗結束時,b中溶液紅色恰好褪去
C.若c中收集氣體11.20mL,則樣品中乙酸濃度為SlmoLL'
D.把鹽橋換為U形銅導線,不影響測定結果
6.(2022?湖北.統考高考真題)含磷有機物應用廣泛。電解法可實現由白磷直接制備Li[P(CN)2],過程如
圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是
A.生成lmolLi[P(CN)2],理論上外電路需要轉移2moi電子
B.陰極上的電極反應為:P4+8CN--4e=4[P(CN)2J
C.在電解過程中CN-向粕電極移動
D.電解產生的H?中的氫元素來自于LiOH
7.(2022?遼寧?統考高考真題)某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是
俯視圖
I?「果卜
|用電器卜
—C12/CC14
多孔活性炭電極
NaCl/H2O
NaTi2(POJ/Na3Ti2(PO4)3/鈦電極
C12/CC14
NaCl/H2O
+
A.放電時負極反應:Na3Ti2(PO4)3-2e=NaTi2(PO4)3+2Na
B.放電時cr透過多孔活性炭電極向cel’中遷移
C.放電時每轉移lmol電子,理論上CC14吸收O.5molC12
D.充電過程中,NaCI溶液濃度增大
8.(2022.海南.統考高考真題)一種采用HzCXg)和N?(g)為原料制備NHs(g)的裝置示意圖如下。
A.在b電極上,N?被還原
B.金屬Ag可作為a電極的材料
C.改變工作電源電壓,反應速率不變
D.電解過程中,固體氧化物電解質中一不斷減少
9.(2022?北京?高考真題)利用下圖裝置進行鐵上電鍍銅的實驗探究。
序
裝置示意圖電解質溶液實驗現象
號
0.1mol/LCuSC)4+少量陰極表面有無色氣體,一段時間后陰極表面有紅色固體,
111①
H2so4氣體減少。經檢驗電解液中有Fe?+
Cu--—Fe
陰極表面未觀察到氣體,一段時間后陰極表面有致密紅
0.1mol/LCuSO4+aS
電標屆屆薪②
氨水色固體。經檢驗電解液中無Fe元素
下列說法不E顧的是
A.①中氣體減少,推測是由于溶液中c(T)減少,且Cu覆蓋鐵電極,阻礙H+與鐵接觸
+2+2+2+
B.①中檢測到Fe?+,推測可能發(fā)生反應:Fe+2H=Fe+H2,Fe+Cu=Fe+Cu
C.隨陰極析出Cu,推測②中溶液c(Cu")減少,Cu2++4NH3^^[CU(NH,)4『平衡逆移
D.②中O?+生成[CU(NH3)J+,使得C(CI?+)比①中溶液的小,Cu緩慢析出,鍍層更致密
10.(2022?浙江?統考高考真題)通過電解廢舊鋰電池中的LiMnQ,可獲得難溶性的以83和MnO2,電解示
意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒,但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下
列說法不正頌的是
濾布
A.電極A為陰極,發(fā)生還原反應
2++
B.電極B的電極反應:2H2O+Mn-2e=MnO2+4H
C.電解一段時間后溶液中Mi?+濃度保持不變
D.電解結束,可通過調節(jié)pH除去Mn2+,再加入Na2cO3溶液以獲得Li2cO3
11.(2022?湖南?高考真題)海水電池在海洋能源領域備受關注,一種鋰-海水電池構造示意圖如下。下列說
法錯誤的是
隔膜玻璃陶瓷
A.海水起電解質溶液作用
B.N極僅發(fā)生的電極反應:2H2O+2e=2OH+H21
C.玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能
D.該鋰-海水電池屬于一次電池
12.(2022?廣東?高考真題)科學家基于Cl2易溶于CC1,的性質,發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,
+
可作儲能設備(如圖)。充電時電極a的反應為:NaTi2(PO4)3+2Na+2e-=Na3Ti2(PO4)3o下列說法正確
B.放電時NaCl溶液的pH減小
C.放電時NaCl溶液的濃度增大
D.每生成ImolC",電極a質量理論上增加23g
13.(2022?全國?統考高考真題)Li-O。電池比能量高,在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科
學家研究了一種光照充電Li-Oz電池(如圖所示)。光照時,光催化電極產生電子卜一)和空穴(h+),驅動陰極
反應(IT+e-=Li)和陽極反應(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是
A.充電時,電池的總反應也。2=2口+。2
B.充電效率與光照產生的電子和空穴量有關
C.放電時,Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移
D.放電時,正極發(fā)生反應O2+2Li++2e-=Li2()2
14.(2022?全國?高考真題)一種水性電解液Zn-MnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中,ZM+以
Zn(OH);存在)。電池放電時,下列敘述錯誤的是
MnO,電極離子選擇隔膜Zn電極
HAO”溶液K2so,溶液KOH溶液
TIIIII
A.II區(qū)的K+通過隔膜向III區(qū)遷移
B.[區(qū)的so:通過隔膜向n區(qū)遷移
+2+
C.MnO2電極反應:MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O
+2+
D.電池總反應:Zn+4OH+MnO2+4H=Zn(OH)j+Mn+2H2O
15.(2022.浙江?統考高考真題)pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示,以玻璃電極(在
特制玻璃薄膜球內放置已知濃度的HC1溶液,并插入Ag—AgCl電極)和另一Ag—AgCl電極插入待測溶液
中組成電池,pH與電池的電動勢E存在關系:pH=(E-常數)/0059。下列說法正確的是
Ag-AgCl電極
O.Omol'L^KCl)
細孔陶瓷
玻璃薄膜球
A.如果玻璃薄膜球內電極的電勢低,則該電極反應式為:AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol-L-1)
B.玻璃膜內外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化
C.分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢,可得出未知溶液的pH
D.pH計工作時,電能轉化為化學能
16.(2023?遼寧大連?統考一模)我國科研人員將單獨脫除SO?的反應與制備H2O2的反應相結合,實現協同
轉化。
已知:反應①單獨制備H?。?:2^0+02=2^02,不能自發(fā)進行;
反應②單獨脫除SO2:4OH+2SO2+O2=2SOt+2H2O,能自發(fā)進行。
協同轉化裝置如圖(在電場作用下,雙極膜中間層的H2。解離為OH-和H+,并向兩極遷移)。下列分析錯誤
的是
NaOH溶液稀硫酸
A.反應②釋放的能量可以用于反應①
B.產生H?。?的電極反應:O2+2e-+2H+=H2C>2
C.當生成0.1molHQz時,負極區(qū)溶液質量增重9.8g
D.協同轉化總反應:SO2+O2+2H2O=H2O2+H2SO4
17.(2023?廣東佛山?統考二模)過硫酸鏤[(NHJzSQg]可用作氧化劑、漂白劑。利用電解法在兩極分別生
產過硫酸鏤和過氧化氫的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是
ab
----oo----
陰
^>(NH4)2S2O8
離
pt子
電
H4交
極
s換
一2
墟
膜
2一
「
n室(NH4)2SO4
A.a為外接電源的負極
電解
B.電解總反應:0?+211++2S0;一『坦02+$201
C.陰離子交換膜可用陽離子交換膜替代
D.電解池工作時,I室溶液質量理論上逐漸減小
18.(2023?北京門頭溝?統考一模)二氧化氯(C1O2,黃綠色易溶于水的氣體)是一種安全穩(wěn)定、高效低毒的消
毒劑。工業(yè)上通過惰性電極電解氯化鏤和鹽酸的方法制備C1O2的原理如下圖。
C1O2+NH3直流電源
CIO,
發(fā)生器
NaC102
溶液
下列說法正確的是
A.a極與電源的負極連接
B.X溶液顯堿性,在b極區(qū)流出的Y溶液是濃鹽酸
C.電解池a極上發(fā)生的電極反應為NH:-6e-+3Cl-+4OH-=NC13+4H2O
D.CIO2發(fā)生器內發(fā)生的氧化還原反應中,生成的C1O2與NH3的物質的量之比為6:1
19.(2023?河北保定?統考一模)化學性質類似NH4cl的鹽酸羥胺(NH3OHCI)是一種常見的還原劑和顯像劑。
工業(yè)上主要采用圖1所示的方法制備,其電池裝置中含Fe的催化電極反應機理如圖2所示。圖3是用圖1
的電池電解處理含有(Cr、NO1的酸性廢水的裝置。下列說法正確的是
NOH
€>2
氫
離
子
]鹽酸交鹽酸?
換
膜
含Fe的催化電極Pt電極
圖1圖2圖3
A.圖1電池工作時,Pt電極是正極
+
B.圖2中,A為H+和,B為NH3OH
C.電極b接電源負極,處理1molNOJ,電路中轉移5moie
D.電池工作時,每消耗2.24LNO(標準狀況下),左室溶液質量增加3.3g
20.(2023?河北邢臺?統考一模)某有色金屬工業(yè)的高鹽廢水中主要含有H+、Cu2+>Zn"、SOj、"和C「,
+
利用如圖電解裝置可回收ZnSO4、CuSO4并盡可能除去H和CT,其中雙極膜(BP)中間層的H2O解離為H
和C?r,并在直流電場作用下分別向兩極遷移,M膜、N膜需在一價陰離子交換膜和陽離子交換膜中選擇。
B.溶液a的溶質主要為HF和HC1,溶液b的溶質主要為ZnSO,和CuSO”
C.當陽極產生22.4L氣體(標準狀況)時,有4moi離子通過N膜
D.電解過程中,應控制高鹽廢水的pH不能過高
21.(2023?遼宇?模擬預測)某團隊基于光激發(fā)碳纖維上的聚[1,4-二(24塞吩基)]苯(PDTB)和二氧化鈦(TiO?)
半導體構建了一種夾心三明治結構的高性能鋅-空氣電池,該裝置利用充放電過程中Zn與ZnO的相互轉化,
能夠提升電池的放電電壓,降低電池的充電電壓,其工作原理如圖所示。下列有關說法錯誤的是
O
U
mZ
l/
dU
dZ
A.該裝置可實現光能向電能和化學能的轉化
B.電極電勢:Zn/ZnO>PDTB
C.開關K置于M處時,電子由Zn/ZnO極通過導線流向PDTB極
D.開關K置于N處時,力/7110極的電極反應式為211。+應0+2片=211+2011-
22.(2023?上海閔行?統考二模)國產航母山東艦采用模塊制造,然后焊接組裝而成。實驗室模擬海水和淡
水對焊接金屬材料的影響,結果如圖所示。下列分析正確的是
原表面
甲乙
A.艦艇被腐蝕是因為形成了電解池
B.甲是海水環(huán)境下的腐蝕情況
C.被腐蝕時正極反應式為:Fe-2e-Fe2+
D.焊點附近用鋅塊打“補丁”延緩腐蝕
23.(2022?河北?高考真題)科學家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學裝置,工作原理示
意圖如圖。
A.電極b為陽極
B.隔膜為陰離子交換膜
C.生成氣體M與N的物質的量之比為2:1
催化劑
D.反應器I中反應的離子方程式為4[Fe(CN)6]U+4OH—^^4[Fe(CN)6]4—+O2T+2H2。
24.(2022?山東?高考真題)Cu2rse是一種鈉離子電池正極材料,充放電過程中正極材料立方晶胞(示意圖)
OSe2-ONa+、Cu+、C/可能占據的位置ONa+
A.每個Cu“Se晶胞中c/+個數為x
B.每個Na?Se晶胞完全轉化為Cu2rse晶胞,轉移電子數為8
C.每個NaCuSe晶胞中0價Cu原子個數為1-x
D.當NayCu2一xSe轉化為NaCuSe時,每轉移(l-y)mol電子,產生(l-x)molCu原子
25.(2022?山東?高考真題)設計如圖裝置回收金屬鉆。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成
CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoOz(s)轉化為co”,工作時保持厭氧環(huán)境,并定時將乙室溶液轉移
至甲室。已知電極材料均為石墨材質,右側裝置為原電池。下列說法正確的是
溶液溶液溶液
A.裝置工作時,甲室溶液pH逐漸增大
B.裝置工作一段時間后,乙室應補充鹽酸
+2+
C.乙室電極反應式為LiCoO2+2H2O+e=Li+Co+4OH
D.若甲室C(?+減少200mg,乙室Co?+增加300mg,則此時已進行過溶液轉移
參考答案
1.B【詳解】A.根據實驗現象,或端呈白色,即生成了氯氣,即氯離子失去電子,為陽極,即a為正極,
A錯誤;
B.b端為陰極,水得到電子放電的同時,生成氫氧根離子,遇石蕊變藍,B正確;
C.電子從電源的負極出來,即從a極出來,而不是b極,C錯誤;
D.如果換成銅棒,銅做陽極放電,現象與碳作電極時不相同,D錯誤;
故選B。
2.C【詳解】A.惰性電極2,Br被氧化為母2,惰性電極2為陽極,故A正確;
B.W0;7W0:循環(huán)反應,反應前后WOj/WO:數量不變,故B正確;
C.總反應為氧氣把二丁基-N-羥基胺氧化為硝酮,Imol二丁基-N-羥基胺失去2moiH原子生成Imol硝酮,
氧氣最終生成水,根據氧原子守恒,消耗Imol氧氣,可得到2moi硝酮,故C錯誤;
D.外電路通過Imol電子,生成0.5molH2C)2,H2O2最終生成水,根據氧原子守恒,可得到Imol水,故D
正確;
選C。
3.A【詳解】A.由圖可知,化學自充電時,消耗02,該反應為O2+2H2O+4e-=4OH,C(OJT)增大,故A
正確;
B.化學自充電時,無需外接電源即能實現化學自充電,該過程不是電能轉化為化學能,故B錯誤;
C.由圖可知,化學自充電時,鋅電極作陰極,該電極的電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH;故C錯誤;
,消耗2molK+,
外電路通過0.02mol電子時,正極物質增加0.02molK+,增力口的質量為0.02molx39g/mol=0.78g,故D錯誤;
故選Ao
4.C【詳解】由圖可知,在外加電源下石墨電極上C轉化為CO,失電子發(fā)生氧化反應,為陽極,與電源
正極相連,則電極A作陰極,TiOz和SiO?獲得電子產生電池材料(TiSi),電極反應為
TiO2+SiO2+8e一=TiSi+40、
A.在外加電源下石墨電極上C轉化為CO,失電子發(fā)生氧化反應,為陽極,選項A錯誤;
B.電極A的電極反應為TiO2+SiC)2+8e-=TiSi+4O\選項B錯誤;
C.根據圖中信息可知,該體系中,石墨優(yōu)先于C1參與反應,選項C正確;
D.電解池中石墨電極為陽極,陽離子向陰極電極A移動,選項D錯誤;
答案選C。
+
5.A【詳解】A.左側陽極析出氧氣,左側電極反應:2H2O-4e=O2T+4H,A正確;
B.右側電極反應2cH3co0H+2e-=H2T+2CH3co0-,反應結束時溶液中存在CH3COO,水解后溶液顯堿性,
故溶液為紅色,B錯誤;
C.若c中收集氣體11.20mL,若在標況下,c中收集氣體的物質的量為0.5xl(?3moi,轉移電子量為
0.5xl0-3molx4=2xl0-3moL故產生氫氣:IxlO^moi,則樣品中乙酸濃度為:2xl0-3mol^104-10-3=0.2molI;1,
并且題中未給定氣體狀態(tài)不能準確計算,C錯誤;
D.鹽橋換為U形銅導線則不能起到傳遞離子使溶液呈電中性的效果,影響反應進行,D錯誤;
答案選A。
6.D【詳解】A.石墨電極發(fā)生反應的物質:P4-Li[P(CN)2】化合價升高發(fā)生氧化反應,所以石墨電極為
陽極,對應的電極反應式為:P4+8CN--4eM[P(CN)2]\則生成lmolLi[P(CN)2],理論上外電路需要轉移
Imol電子,A錯誤;
B.陰極上發(fā)生還原反應,應該得電子,P4+8CN「4e-=4[P(CN)2]為陽極發(fā)生的反應,B錯誤;
C.石墨電極:P4TLi[P(CN%]發(fā)生氧化反應,為陽極,鉗電極為陰極,CN,應該向陽極移動,即移向石
墨電極,C錯誤;
D.由所給圖示可知HCN在陰極放電,產生CW和H?,而HCN中的H來自LiOH,則電解產生的中的
氫元素來自于LiOH,D正確;
故選D。
+
7.A【詳解】放電時負極反應:Na3Ti2(PO4)3-2e=NaTi2(PO4)3+2Na,正極反應:Ch+2e=2CV,消耗氯
氣,放電時,陰離子移向負極,充電時陽極:2Cl--2e-=C12,由此解析。
+
A.放電時負極失電子,發(fā)生氧化反應,電極反應:Na3Ti2(PO4)3-2e=NaTi2(PO4)3+2Na,故A正確;
B.放電時,陰離子移向負極,放電時C1透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移,故B錯誤;
C.放電時每轉移Imol電子,正極:Cb+2e-=2Cl-,理論上CC1,釋放0.5mol,故C錯誤;
D.充電過程中,陽極:2Cl-2e=Cl2,消耗氯離子,NaCl溶液濃度減小,故D錯誤;
故選Ao
8.A【詳解】由裝置可知,b電極的N2轉化為NH3,N元素的化合價降低,得到電子發(fā)生還原反應,因此
b為陰極,電極反應式為N2+3H2O+6e=2NH3+3O2-,a為陽極,電極反應式為2O"4e-=O2,據此分析解答;
A.由分析可得,b電極上N2轉化為NH3,N元素的化合價降低,得到電子發(fā)生還原反應,即N2被還原,
A正確;
B.a為陽極,若金屬Ag作a的電極材料,則金屬Ag優(yōu)先失去電子,B錯誤;
C.改變工作電源的電壓,電流強度發(fā)生改變,反應速率也會改變,C錯誤;
D.電解過程中,陰極電極反應式為N2+3H2O+6e=2NH3+3O2-,陽極電極反應式為2O2-+4e=O2,因此固體
氧化物電解質中02-不會改變,D錯誤;
答案選A。
9.C【詳解】由實驗現象可知,實驗①時,鐵做電鍍池的陰極,鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應生
成亞鐵離子、氫氣和銅,一段時間后,銅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成銅;實驗②中銅離子與過
量氨水反應生成四氨合銅離子,使得溶液中銅離子濃度比①中要小,電解速率減慢,銅離子在陰極得到電
子緩慢發(fā)生還原反應生成銅,在鐵表面得到比實驗①更致密的鍍層。
A.由分析可知,實驗①時,鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應,當溶液中氫離子濃度減小,反應和放
電生成的銅覆蓋鐵電極,阻礙氫離子與鐵接觸,導致產生的氣體減少,故A正確;
B.由分析可知,實驗①時,鐵做電鍍池的陰極,鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應生成亞鐵離子、氫
氣和銅,可能發(fā)生的反應為Fe+2H+=Fe2++Hz、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故B正確;
C.由分析可知,銅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應,在陰極析出銅,但陽極發(fā)生Cu-2e=Cu2+的反應,
銅離子濃度不變,CU2++4NH3^^[CU(NH3)4『平衡不移動,故C錯誤;
D.由分析可知,實驗②中銅離子與過量氨水反應生成四氨合銅離子,使得溶液中銅離子濃度比①中要小,
電解速率減慢,銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應生成銅,在鐵表面得到比實驗①更致密的鍍層,
故D正確;
故選C。
10.C【詳解】A.由電解示意圖可知,電極B上Mn2+轉化為了MnO2,錦元素化合價升高,失電子,則電
極B為陽極,電極A為陰極,得電子,發(fā)生還原反應,A正確;
B.由電解示意圖可知,電極B上Md+失電子轉化為了MnCh,電極反應式為:2H2O+Mn2+-2e=MnO2+4H+,
B正確;
C.電極A為陰極,LiMmCU得電子,電極反應式為:2LiMn2O4+6e-+l6H+=2Li++4Mn2++8H2。,依據得失
電子守恒,電解池總反應為:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反應生成了Mn2+,Md+濃度增大,
C錯誤;
D.電解池總反應為:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,電解結束后,可通過調節(jié)溶液pH將鎰離
子轉化為沉淀除去,然后再加入碳酸鈉溶液,從而獲得碳酸鋰,D正確;
答案選C。
11.B【詳解】鋰海水電池的總反應為2Li+2H2O=2LiOH+H2f,M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應,則M
電極為負極,電極反應為Li-e=Li+,N極為正極,電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2f,同時氧氣也可以在N
極得電子,電極反應為O2+4e-+2H2O=4OH-。
A.海水中含有豐富的電解質,如氯化鈉、氯化鎂等,可作為電解質溶液,故A正確;
B.由上述分析可知,N為正極,電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2f,和反應O2+4e-2H2(D=4OH-,故B錯誤;
C.Li為活潑金屬,易與水反應,玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應,并能傳導離子,故C正確;
D.該電池不可充電,屬于一次電池,故D正確;
答案選B。
12.C【詳解】A.由充電時電極a的反應可知,充電時電極a發(fā)生還原反應,所以電極a是陰極,則電極
b是陽極,故A錯誤;
B.放電時電極反應和充電時相反,則由放電時電極a的反應為N血(PO)3d=NaTi^PO^+lNa^可
知,NaCl溶液的pH不變,故B錯誤;
C.放電時負極反應為啊m(PQ)3—2e-=Mz"(PQ)3+2M+,正極反應為C4+2片=2C〃,反應后Na+
和Cl-濃度都增大,則放電時NaCl溶液的濃度增大,故C正確;
D.充電時陽極反應為2"-2e-=dT,陰極反應為M7T72(PQ)3+2M?++2e-=M/3"(PO4)3,由得失電
子守恒可知,每生成ImolCb,電極a質量理論上增加23g/molx2moi=46g,故D錯誤;
答案選C。
13.C【詳解】充電時光照光催化電極產生電子和空穴,驅動陰極反應(Li++e=Li+)和陽極反應
++
(Li2O2+2h=2Li+O2),則充電時總反應為Li2O2=2Li+C>2,結合圖示,充電時金屬Li電極為陰極,光催化
電極為陽極;則放電時金屬Li電極為負極,光催化電極為正極;據此作答。
A.光照時,光催化電極產生電子和空穴,驅動陰極反應和陽極反應對電池進行充電,結合陰極反應和陽極
反應,充電時電池的總反應為Li2O2=2Li+C>2,A正確;
B.充電時,光照光催化電極產生電子和空穴,陰極反應與電子有關,陽極反應與空穴有關,故充電效率與
光照產生的電子和空穴量有關,B正確;
C.放電時,金屬Li電極為負極,光催化電極為正極,Li+從負極穿過離子交換膜向正極遷移,C錯誤;
D.放電時總反應為2Li+O2=Li2O2,正極反應為O2+2Li++2e=Li2O2,D正確;
答案選C。
14.A【詳解】根據圖示的電池結構和題目所給信息可知,III區(qū)Zn為電池的負極,電極反應為
Zn-2e-+4OH=Zn(OH)4-,I區(qū)MnCh為電池的正極,電極反應為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2。;電池在工作
過程中,由于兩個離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜,故兩個離子隔膜均可以通過陰、
陽離子,因此可以得到I區(qū)消耗H+,生成Mn2+,II區(qū)的K+向I區(qū)移動或I區(qū)的SOt向II區(qū)移動,III區(qū)消
耗OH-,生成Zn(OH)廣,II區(qū)的soV向III區(qū)移動或III區(qū)的K+向II區(qū)移動。據此分析答題。
A.根據分析,II區(qū)的K+只能向I區(qū)移動,A錯誤;
B.根據分析,I區(qū)的SO:向H區(qū)移動,B正確;
C.Mn02電極的電極反應式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C正確;
D.電池的總反應為Zn+4OH+MnO2+4H+=Zn(OH);+Mn2++2H2O,D正確;
故答案選A。
15.C【詳解】A.如果玻璃薄膜球內電極的電勢低,則該電極為負極、負極發(fā)生氧化反應而不是還原反應,
A錯誤;
B.已知:pH與電池的電動勢E存在關系:pH=(E-常數)/0.059,則玻璃膜內外氫離子濃度的差異會引起電
動勢的變化,B錯誤;
C.pH與電池的電動勢E存在關系:pH=(E-常數)/0.059,則分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電
池的電動勢,可得出未知溶液的pH,C正確;
D.pH計工作時,利用原電池原理,則化學能轉化為電能,D錯誤;
答案選C。
16.D【詳解】根據電子流向可知,左邊電極為負極,電極反應式為SO2+4OH--2e-=SOj+2H2。,右邊電極
為正極,電極反應式為O2+2H++2e=H2O2。
A.反應②能自發(fā)進行,反應放出能量,反應①不能自發(fā)進行,需要吸收能量,反應②釋放的能量可以用于
反應①,故A正確;
+
B.由分析可知,02在右側電極得到電子生成H2O2,電極方程式為:O2+2e-+2H=H2O2,故B正確;
C.當正極生成0.1mol凡。?時,得到0.2mol電子,左邊電極為負極,電極反應式為SO2+4OH*2e-=SOV
+2H2O,當得到0.2mol電子時,吸收O.lmolSCh,同時雙極膜電離出0.2molOH-進入負極,負極區(qū)溶液質量
增重0.1molx64g/mol+0.2molx17g/mol=9.8g,故C正確;
D.負極電極反應式為SO2+4OH-2e=SOt+2H2O,正極電極反應為O2+2H++2LH2O2,協同轉化總反應為:
SO2+O,+2NaOH=H2O2+Na2SO4,故D錯誤;
故選D。
17.C【詳解】S元素化合價由+6價升高為+7價,化合價升高被氧化,故右側Pt電極為陽極,b為外接
電源正極,a為外接電源負極,左側Pt電極為陰極。
A.根據分析,a為外接電源的負極,A正確;
B.根據分析,陰極氧氣被還原,陽極硫酸根被氧化,電解總反應正確,B正確;
C.根據陽極產物可知,反應需要消耗硫酸根,陰離子交換膜不可用陽離子交換膜替代,C錯誤;
D.電解池工作時,I室溶液中氫離子移向陰極,硫酸根移向陽極,消耗硫酸,I室溶液質量理論上逐漸減小
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