1、技能强化专练(七) 电化学1下列有关电化学的示意图中正确的是( )解析：选项 A，Zn 应为原电池负极，Cu 为原电池正极。选项 B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项 C，粗铜应连接电源正极。选项 D，电解饱和 NaCl 溶液，Cl 在阳极放电产生 Cl2，H 在阴极获得电子而产生 H2，正确。答案：D2图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中， x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y 轴表示( )A铜棒的质量 B c(Zn2 )C c(H ) D c(SO )24解析：该装置构成原电池，Zn 是负极，Cu 是正极。A 项，在正极 Cu 上溶液中的 H 获得电子变为氢气，Cu
2、棒的质量不变，错误；B 项，由于 Zn 是负极，不断发生反应Zn2e =Zn2 ，所以溶液中 c(Zn2 )增大，错误；C 项，由于反应不断消耗 H ，所以溶液中的 c(H )逐渐降低，正确；D 项，SO 不参加反应，其浓度不变，错误。24答案：C3用石墨电极完成下列电解实验。实验一 实验二装置现象a、d 处试纸变蓝；b 处变红，局部褪色；c 处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n 处有气泡产生下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )Aa、d 处：2H 2O2e =H22OH Bb 处：2Cl 2e =Cl2Cc 处发生了反应：Fe2e =Fe2D根据实验一的原理，实验二中 m 处能析出
3、铜解析：根据 a、d 处试纸变蓝，可判断 a、d 两点都为电解池的阴极，发生的电极反应为 2H2O 2e =H22OH ，A 选项正确；b 处变红，局部褪色，说明 b 为电解池的阳极，2Cl 2e =Cl2，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl 2H 2O=HClHClO，HCl 溶液显酸性，HClO 具有漂白性，B 选项不正确；c 处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，发生的电极反应为 Fe2e =Fe2 ，C 选项正确；实验一中 ac 形成电解池，db 形成电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端为电解池的阳极，铜失电子生成铜离子，m、n 是铜珠的右端，为电解池的阴极，开始时产生气体，后来铜离
4、子得到电子生成单质铜，故 D 选项正确。答案：B4.研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是( )Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd 为石墨，石墨上电极反应为：O 22H 2O4e =4OHCd 为锌块，铁片不易被腐蚀Dd 为锌块，铁片上电极反应为：2H 2e =H2解析：A.由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe 为负极，失去电子被氧化变为 Fe2 进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，铁的腐蚀比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O22H 2O
5、4e =4OH ，正确。 C.若 d 为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn 为原电池的负极，Fe 为正极，首先被腐蚀的是 Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d 为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，铁片上电极反应为：O22H 2O4e =4OH ，错误。答案：D5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。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( )Ab 是阳离子交换膜，允许 Na 通过B从 A 口出来的是 NaOH 溶液C阴极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2DNa 2
6、SO4溶液从 G 口加入解析：A 项，右边电极是阴极，氢离子放电，b 是阳离子交换膜，允许 Na 通过，正确；B 项，左边电极是阳极，阳极是氢氧根放电，从 A 口出来的是硫酸溶液，错误；C 项，阴极是氢离子得到电子，错误；D 项，根据分析可知 Na2SO4溶液从 F 口加入，错误。答案：A6如图 1 为甲烷和 O2构成的燃料电池示意图，电解质为 KOH 溶液，图 2 为电解 AlCl3溶液的装置，电极材料均为石墨。用该装置进行实验，反应开始后观察到 x 电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是( )AA 处通入的气体为 CH4，电极反应式为 CH410OH 8e =CO 7H 2O23B图 2
7、中电解 AlCl3溶液的总反应为 2Cl 2H 2O Cl2H 22OH = = = = =电 解 C图 1 中电解质溶液的 pH 增大D电解池中 Cl 向 x 极移动解析：A 项，反应开始后观察到 x 电极附近出现白色沉淀，说明 x 电极上氢离子放电，x 电极附近生成氢氧根离子，所以 x 电极是阴极，y 电极是阳极，则 a 是负极，b 是正极，负极上是燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为 CH410OH 8e =CO 7H 2O，正23确；B 项，电解池中电池反应式为 2AlCl36H 2O 3Cl23H 22Al(OH)= = = = =电 解 3，错误；C 项，原电池中，负极：CH 41
8、0OH 8e =CO 7H 2O，正极：232O24H 2O8e =8OH ，总方程式：CH 42O 22OH =CO 3H 2O，消耗 OH ，所以溶23液的 pH 值变小，错误；D 项，电解池中 Cl 向 y 极移动，错误。答案：A7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( )Ac 极为正极，A 处通入甲烷气体Bd 极的反应式为 O22H 2O4e =4OHC固体电解质中 O2 由 d 极向 c 极移动
9、De 极上发生氧化反应，pH 增大解析：本题是用甲烷燃料电池电解氯化钠溶液，根据 e 极周围变红色，表明该电极是阴极，发生还原反应：2H 2O2e =H22OH ，D 错误，则 c 是负极，A 处通入甲烷，A错误；d 极是正极，发生反应：O 24e =2O2 ，B 错误；原电池中阴离子移向负极，C 正确。答案：C8某化学小组构想将汽车尾气(NO、NO 2)转化为重要的化工原料 HNO3，其原理如图所示，其中 A、B 为多孔材料。下列说法正确的是( )A电解质溶液中电流的方向由 B 到 A，电子的流向与之相反B电极 A 表面反应之一为 NO3e 2H 2O=NO 4H 3C电极 B 附近的 c(
10、NO )增大 3D该电池工作时，每转移 4 mol 电子，生成 22.4 L O2解析：该电池的工作原理(以 NO 为例)为 4NO3O 22H 2O=4HNO3，则 NO 发生了氧化反应，故 A 极为负极，B 极为正极。电子只能通过外电路，其流向为从 A 到 B，A 项错误；负极反应(以 NO 为例)为 NO3e 2H 2O=NO 4H ，B 项正确；原电池中阴离子(NO ) 3 3向负极附近移动，另外，电极反应 O24e 4H =2H2O，使 c(NO )减小，C 项错误；电 3池工作时，每转移 4 mol 电子，消耗 1 mol O2，在标准状况下 O2的体积为 22.4 L，D 项错误
11、。答案：B9.一种碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池(如图所示)的碳电极，该电池的电解质溶液为 6 molL1 KOH 溶液，下列说法中正确的是( )A充电时将碳电极与电源的正极相连B充电时阴极发生氧化反应C放电时镍电极反应为：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH D放电时碳电极反应为：2H 2e =H2解析：A 项，碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池的负极，放电时氢气发生氧化反应，故充电时该电极与外接电源的负极相连，错误；B 项，充电时阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，错误；C 项，放电时镍电极为正极，得到电子，发生还原反应，其电极反应为：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH
12、，正确；D 项，放电时碳电极反应为：H22e 2OH =2H2O，错误。答案：C10我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是( )A腐蚀过程中，负极是 aB正极反应是 O24e 2H 2O=4OHC若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为 0.224 L(标准状况)D环境中的 Cl 扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为 2Cu2 3OH Cl =Cu2(OH)3Cl解
13、析：C 项， nCu2(OH)3Cl 0.02 mol，根据转移电子数得 n(O2)4.29 g214.5 gmol 1 0.02 mol，则理论上耗氧体积为 0.448 L(标准状况)，故 C 错误。0.02 mol224答案：C11某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将 H2O 和 CO2转化为 O2和燃料 C3H8O。下列说法正确的是( )A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H 从 b 极区向 a 极区迁移C每生成 1 mol O2，有 44 g CO2被还原Da 电极的反应为 3CO218H 18e =C3H8O5H 2O解析：结合装置图可知该装置为电解装置，
14、模拟“人工树叶” ，故为电能转化为化学能，A 项错误；b 极连接电源的正极，为阳极，在电解池中 H 向 a 极(阴极)区移动，B 项正确；右侧 H2OO 2发生的是氧化反应，每生成 1 mol O2，转移 4 mol 电子，C 3H8O 中碳元素的化合价是2,3CO 2C 3H8O，转移 18 mol 电子，故生成 1 mol O2消耗 mol CO2，C 项错误；a23电极发生的是还原反应：3CO 218H 18e =C3H8O5H 2O，D 项错误。答案：B12金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。(1)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu
15、2OCu 2S=6CuSO 2，该反应的氧化剂是_，当生成 19.2 g Cu 时，反应中转移的电子为_mol。铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈，铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。该过程中负极的电极反应式为 _。(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na 2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体 Al2O3陶瓷(可传导 Na )为电解质，其原理如图所示：根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在_。物质 Na S Al2O3熔点/ 97.8 115 2 050沸点/ 892 444.6 2 980a.100以下 b100300c300350 d3502 0
16、50放电时，电极 A 为_极，S 发生_反应。放电时，内电路中 Na 的移动方向为_(填写“从 A 到 B”或“从 B 到 A”)。充电时，总反应为 Na2Sx=2NaS x(3x5)，Na 所在电极与直流电源_极相连，阳极的电极反应式为_。解析：(1)题给反应中，铜元素的化合价降低，硫元素的化合价升高，氧化剂为Cu2O、Cu 2S，还原剂为 Cu2S，根据硫元素化合价变化，可知该反应转移的电子数为 6e 。当生成 0.3 mol Cu 时转移电子为 0.3 mol。铜发生吸氧腐蚀，正极反应为：O24e 2H 2O=4OH ，负极反应为：Cu4e Cu 2(OH)2CO3，根据电荷守恒补 4O
17、H ，根据碳原子守恒补 CO2，根据原子守恒生成 H2O。(2)温度要求能熔化 Na、S 而不能使其为蒸气，因此温度高于 115，而低于444.6。熔融钠作负极，熔融硫作正极，正极电极反应式为 xS2e =S ，Na 在负2x极生成，移向正极，即如图所示，由 A 到 B。放电时，钠作负极，发生氧化反应，则充电时发生还原反应，为阴极，接电源的负极，阳极发生放电时正极的逆反应，即：S 2e =xS。2x答案：(1)Cu 2O 和 Cu2S 0.32Cu4OH CO 24e =Cu2(OH)2CO3H 2O(2)c 负 还原 从 A 到 B 负S 2e =xS2x13H 3PO2也可用电渗析法制备。
18、 “四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：(1)写出阳极的电极反应式_。(2)分析产品室可得到 H3PO2的原因_。(3)早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质，该杂质产生的原因是_。解析：(1)在阳极由于含有的阴离子 OH 、SO 、H 2PO 中放电能力最强的是 OH ， 24 2所以发生反应 2H2O4e =O24H ；(2)在产品室可得到 H3PO2是因为阳极室的 H 穿过阳膜扩散至产品室，原料室的 H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成； 2(3)早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是阳极产生的氧气会把 H3PO2或 H2PO 氧化为 PO ，使产品不纯。 2 34答案：(1)2H 2O4e =O24H (2)阳极室的 H 穿过阳膜扩散至产品室，原料室的 H2PO 穿过阴膜扩散至产品室， 2二者反应生成 H3PO2(3)PO H 2PO 或 H3PO2被氧化34 2