微專題(三)　化學能與電能

微專題(三)化學能與電能目錄目錄12提能點(一)原電池原理提能點(二)電解池原理及金屬的腐蝕與防護3專題驗收評價提能點(一)原電池原理01

(一)原電池工作原理(以銅鋅原電池為例)(二)原電池正、負極判斷[注意]

原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作負極的思維定勢。(三)一次電池1．堿性鋅錳干電池正極反應(yīng)：MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－；負極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。2．鋅銀電池負極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。(四)二次電池(以鉛酸蓄電池為例)1．組成：鉛酸蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是Pb，正極材料是PbO2。(五)燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分成酸性和堿性兩種。

酸性堿性負極反應(yīng)式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正極反應(yīng)式O2＋4H＋＋4e－===2H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－電池總反應(yīng)式2H2＋O2===2H2O[注意]

①燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強的催化活性，起導電作用。②書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時，要注意溶液的酸堿性，溶液的酸堿性對電極反應(yīng)和總反應(yīng)都會產(chǎn)生影響。[集訓沖關(guān)]1．(2023·浙江金華十校4月模擬)一種在300℃下工作的新型鋰-二硫化亞鐵熱電池的截面結(jié)構(gòu)如圖所示，LLZTO導體管只允許Li＋通過。當用1.8V電壓充電后，電池正極材料中S、Fe的原子個數(shù)比為1.02(不計Li2S，下同)；2.3V電壓充電后，S、Fe的原子個數(shù)比為2.01。下列說法不正確的是(

)答案：B

解析：為使化學能有效的轉(zhuǎn)化為電能，需要用Al2O3絕緣體隔離正負極，故A正確；根據(jù)LLZTO導體管只允許Li＋通過，因此電池工作時，負極發(fā)生反應(yīng)：Li－e－===Li＋，故B錯誤；2．(2023·臺州第二次教學質(zhì)量評估)某全固態(tài)鋰電池充電時電解質(zhì)表面易積聚過多的金屬鋰，造成電池變形，改良后電極充電過程如圖，MIEC材料可同時傳導離子和電子，ELI材料兩者均不能傳導，兩種材料均不與鋰及其化合物反應(yīng)，鋰離子通過金屬鋰納米顆粒的蠕動擴散至MIEC表面，下列說法不正確的是(

)A．當電池處于放電狀態(tài)時，圖示電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時Li＋沿MIEC向惰性金屬導體遷移，避免局部積聚C．另一極的電極材料為FeF3/LiFeF3，則放電時的電極反應(yīng)為LiFeF3－e－===FeF3＋Li＋D．當MIEC上有1mol電荷發(fā)生遷移時，電極中的金屬鋰質(zhì)量變化為7g答案：C

解析：由題意可知，放電時圖示電極為原電池的負極，鋰在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，F(xiàn)eF3電極為正極，鋰離子作用下FeF3得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFeF3，充電時，圖示電極與直流電源負極相連做電解池的陰極，F(xiàn)eF3電極為陽極。由分析可知，當電池處于放電狀態(tài)時，圖示電極為原電池的負極，鋰在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，故A正確；由題給信息可知，充電時鋰離子沿MIEC向惰性金屬導體遷移，避免局部積聚過多的金屬鋰，造成電池變形，故B正確；當電池處于放電狀態(tài)時，F(xiàn)eF3電極為正極，鋰離子作用下FeF3得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFeF3，電極反應(yīng)式為FeF3＋Li＋＋e－===LiFeF3，故C錯誤；當電池處于放電狀態(tài)時，圖示電極為原電池的負極，鋰在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，則當MIEC上有1mol電荷發(fā)生遷移時，電極中的金屬鋰質(zhì)量變化為7g，故D正確。3．(2023·浙江稽陽聯(lián)誼學校聯(lián)考)鎂鋰雙鹽電池是結(jié)合鎂離子電池和鋰離子電池而設(shè)計的新型二次離子電池。其工作原理如圖所示，已知放電時，b極轉(zhuǎn)化關(guān)系為VS2→LixVS2，下列說法不正確的是(

)A．充電或放電時，a極電勢均高于b極B．放電過程中電子經(jīng)導線由a極向b極移動C．充電時陽極的電極反應(yīng)式為LixVS2－xe－===VS2＋xLi＋D．該電池工作時，若通過電路轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol，則負極質(zhì)量變化2.4g答案：A

解析：由題意可知，放電時b為正極，充電時b為陽極，充電或放電時，b極電勢均高于a極，A項錯誤；放電時，b為正極，則電子經(jīng)導線由a極向b極移動，B項正確；已知放電時，b極轉(zhuǎn)化關(guān)系為VS2→LixVS2，則充電時b為陽極，轉(zhuǎn)化關(guān)系為LixVS2→VS2，電極反應(yīng)式為LixVS2－xe－===VS2＋xLi＋，C項正確；放電時，負極反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋，則轉(zhuǎn)移電子為0.2mol時，負極質(zhì)量變化2.4g，D項正確。4．(2023·浙江嘉興二模)科學家發(fā)明了一種Zn-CO2水介質(zhì)可充電電池，放、充電時可以實現(xiàn)CO2和HCOOH的互相轉(zhuǎn)化。其電池結(jié)構(gòu)如圖所示，電池中間由反向放置的雙極膜分隔兩極的電解質(zhì)溶液，雙極膜中的H2O可解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是(

)答案：D

放電時為原電池，原電池工作時，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，則雙極膜中的H2O解離的OH－通過膜A(陰離子交換膜)移向負極，H＋通過膜B(陽離子交換膜)移向正極，故B正確；充電時Pd電極為陽極，HCOOH在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)得到CO2，電極反應(yīng)式為HCOOH＋2OH－－2e－===CO2＋2H2O，故C正確；若放電時外電路通過1mol電子，理論上有1molOH－移向負極，1molH＋移向正極，則理論上通過雙極膜向兩極遷移的離子數(shù)為2NA，故D錯誤。提能點(二)電解池原理及金屬的腐蝕與防護02

(一)電解池的工作原理(以電解CuSO4溶液為例)(二)電解池陰陽兩極上放電順序首先明確陽極材料和溶液中存在的所有離子，然后根據(jù)如下規(guī)律分析判斷。陰極(與電極材料無關(guān))溶液中的陽離子得電子，生成相應(yīng)的單質(zhì)或低價化合物(陽離子放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋)續(xù)表(三)金屬的腐蝕與防護1．金屬的腐蝕(以鐵的腐蝕為例)(1)化學腐蝕與電化學腐蝕類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬與接觸到的物質(zhì)直接反應(yīng)不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)本質(zhì)M－ne－===Mn＋M－ne－===Mn＋現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生聯(lián)系電化學腐蝕比化學腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴重續(xù)表(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負極Fe－2e－===Fe2＋正極2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－[注意]

鐵銹的形成原理：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。總反應(yīng)式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍續(xù)表2．金屬的防護(1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可根據(jù)不同的用途選用不同的金屬或非金屬制成合金。(2)覆蓋保護層可以通過噴油漆、涂油脂、電鍍或表面鈍化等方法使金屬與介質(zhì)隔離。(3)電化學防護犧牲陽極法——原電池原理負極比被保護金屬活潑的金屬正極被保護的金屬設(shè)備外加電流法——電解原理陰極被保護的金屬設(shè)備陽極惰性金屬[集訓沖關(guān)]題點(一)電解池的工作原理1．(2022·海南等級考)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說法正確的是(

)A．在b電極上，N2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(yīng)速率不變D．電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2－不斷減少答案：A

解析：b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即N2被還原，A正確；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；改變工作電源的電壓，反應(yīng)速率會改變，C錯誤；電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，陽極電極反應(yīng)式為2O2－－4e－===O2↑，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2－不會改變，D錯誤。2．(2022·遼寧等級考)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(

)A．左側(cè)電極反應(yīng)：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B．實驗結(jié)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0.1mol·L－1D．把鹽橋換為U形銅導線，不影響測定結(jié)果答案：A

解析：由圖知，左側(cè)陽極析出氧氣，左側(cè)電極反應(yīng)：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A正確；右側(cè)電極反應(yīng)為2CH3COOH＋2e－===H2↑＋2CH3COO－，反應(yīng)結(jié)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；題中未給定氣體狀態(tài)不能準確計算，C錯誤；把鹽橋換為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(yīng)進行，D錯誤。3．(2023·浙江溫州第二次適應(yīng)性考試)利用廢料Ce2O3制備Ce(SO4)2的工作原理如圖，下列說法不正確的是(

)答案：C

4．(2023·浙江寧波模擬)一種用于發(fā)動機SCR系統(tǒng)的電解尿素(H2NCONH2)混合裝置(X、Y為石墨電極，隔膜僅阻止氣體通過)如圖，下列說法不正確的是(

)答案：D

Y為陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；[思維建模]書寫電極反應(yīng)式——“三看”和“三注意”(1)“三看”一看電極材料在原電池中，通常相對活潑的金屬作負極；在電解池中，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，則金屬電極失電子(注：Fe生成Fe2＋)二看介質(zhì)介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)三看信息是否有特殊信息，如溶液的酸堿性、熔融鹽等(2)“三注意”化學用語的正確使用書寫電極反應(yīng)式時，一般以實際放電離子表示，但是書寫總反應(yīng)式時，弱電解質(zhì)要寫成化學式遵循守恒原則電極反應(yīng)式等號兩邊滿足原子守恒、電荷守恒；陰、陽極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同條件書寫電極反應(yīng)式時不要注明條件，而書寫電解反應(yīng)時的總反應(yīng)式時需注明條件“通電”題點(二)金屬的腐蝕與防護5．(2023·湖、衢、麗教學質(zhì)量檢測)海港、碼頭的鋼制管樁會受到海水的長期侵襲，常用外加電流法對其進行保護(如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助電極)。下列有關(guān)敘述中不正確的是(

)A．a(chǎn)為負極，b為正極B．高硅鑄鐵是作為損耗陽極材料發(fā)揮作用的C．通電時，海水中的陽離子向鋼制管樁電極移動D．通電后使鋼制管樁表面的腐蝕電流接近零答案：B

解析：由圖可知，該金屬防護法為外加直流電源的陰極保護法，鋼制管樁與直流電源的負極a極相連，作電解池的陰極，高硅鑄鐵與直流電源正極b極相連，作陽極。被保護金屬與電源的負極相連作為陰極被保護，則鋼制管樁應(yīng)與電源的負極相連，即a為負極，b為正極，A正確；高硅鑄鐵為惰性輔助電極，作為陽極材料不損耗，B錯誤；電解池中，陽離子向陰極移動，即向鋼制管樁電極移動，C正確；被保護的鋼制管樁作為陰極，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，使鋼制管樁表面腐蝕電流接近于零，避免或減弱電化學腐蝕的發(fā)生，D正確。6．(2023·浙江衢州聯(lián)考)點蝕又稱為孔蝕，是一種集中于金屬表面很小的范圍并深入到金屬內(nèi)部的腐蝕形態(tài)。某鐵合金鈍化膜破損后的孔蝕如圖，下列說法正確的是(

)A．為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源正極與金屬相連B．孔蝕外每吸收2.24LO2，可氧化0.2molFeC．由于孔蝕中Fe3＋水解導致電解質(zhì)酸性增強D．孔蝕中可以發(fā)生析氫腐蝕答案：D

解析：為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源負極與金屬相連，A錯誤；2.24LO2沒有指明是否為標準狀況，不一定為0.1molO2，B錯誤；封閉環(huán)境中由于Fe2＋水解導致酸性增強，C錯誤；由于孔蝕中介質(zhì)的酸性增強，有HCl存在，可發(fā)生析氫腐蝕，D正確。7．某同學利用如圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護條件。{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液呈藍色}下列說法不合理的是(

)A．①區(qū)Cu電極上產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被腐蝕B．②區(qū)Cu電極附近滴加酚酞后變成紅色，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被腐蝕C．③區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被保護D．④區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被腐蝕答案：A

解析：①區(qū)發(fā)生吸氧腐蝕，Cu為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Cu電極上不產(chǎn)生氣泡，A項錯誤；②區(qū)Cu為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Cu電極附近溶液堿性增強，滴加酚酞后變成紅色，F(xiàn)e為陽極，被腐蝕，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍色，B項正確；③區(qū)Zn為負極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e為正極，被保護，C項正確；④區(qū)Zn為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，F(xiàn)e做陽極，被腐蝕，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍色，D項正確。專題驗收評價031．在日常生活中，我們經(jīng)?？吹借F制品生銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象，可以通過下列裝置所示實驗進行探究。下列說法正確的是(

)A．按圖Ⅰ裝置實驗，為了更快更清晰地觀察到液柱上升，可采用酒精燈加熱具支試管的方法B．圖Ⅱ是圖Ⅰ所示裝置的原理示意圖，圖Ⅱ的正極材料是鐵C．鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過圖Ⅲ裝置進行探究，Cl－由活性炭區(qū)向鋁箔表面遷移，并發(fā)生電極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑D．圖Ⅲ裝置的總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑答案：D

解析：具支試管內(nèi)氣體受熱壓強增大，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，A項錯誤；在鐵腐蝕的原電池反應(yīng)中，鐵作負極，B項錯誤；負極電極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，正極電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，總反應(yīng)方程式為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑，C項錯誤，D項正確。2．在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總化學方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進一步被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖。下列說法正確的是(

)A．鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B．鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域C．鐵片腐蝕中負極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學腐蝕答案：D

解析：負極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Fe2＋最多的區(qū)域，腐蝕最嚴重，故A、B、C三項均錯誤。3．某電源裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag＋Cl2===2AgCl。下列說法不正確的是(

)A．正極反應(yīng)為Cl2＋2e－===2Cl－B．放電時，交換膜左側(cè)電極棒質(zhì)量不斷增大C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D．當電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子答案：C

解析：由電池總反應(yīng)可知，Ag失電子作負極，正極上氯氣得電子生成氯離子，其電極反應(yīng)為Cl2＋2e－===2Cl－，故A正確；放電時，交換膜左側(cè)溶液中生成銀離子，銀離子與氯離子反應(yīng)生成氯化銀沉淀，所以交換膜左側(cè)電極棒質(zhì)量不斷增大，故B正確；根據(jù)電池總反應(yīng)可知，用NaCl溶液代替鹽酸，電池的總反應(yīng)不變，故C錯誤；放電時，當電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時，交換膜左側(cè)會有0.01mol氫離子通過陽離子交換膜向正極移動，同時會有0.01molAg失去0.01mol電子生成銀離子，銀離子會與氯離子反應(yīng)生成氯化銀沉淀，所以氯離子會減少0.01mol，則交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子，故D正確。A．B膜是陰離子交換膜B．通電后，海水中陽離子往a電極處移動C．通電后，a電極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2OD．通電后，b電極上產(chǎn)生無色氣體，溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀答案：D

解析：該裝置為電解裝置，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，故Na＋向b電極移動，B膜為陽離子交換膜，A、B錯誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，Cl－先放電，C錯誤；b極上發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成H2，Mg2＋與OH－結(jié)合產(chǎn)生白色沉淀，D正確。5．微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是(

)A．a(chǎn)極為負極，可選擇導電性高、易于附著微生物的石墨B．微生物的存在有利于電子的轉(zhuǎn)移C．在b極涂覆的催化劑有利于氧氣的還原D．該電池在任何溫度下均可發(fā)電答案：D

解析：由圖可知，微生物所在的a極失去電子，作負極，得到電子的b極為正極。由分析可知，a極為負極，不參與反應(yīng)，可選擇導電性高、易于附著微生物的石墨，A正確；微生物的作用促進了有機物轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，即促進了電子的轉(zhuǎn)移，B正確；催化劑可以加快氧氣的還原，C正確；該電池利用微生物促進電子轉(zhuǎn)移從而發(fā)電，溫度過高可能導致微生物失活，D錯誤。6．某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是(

)A．放電時Cl－透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移B．放電時負極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋C．充電時每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上CCl4釋放0.5molCl2D．充電過程中，NaCl溶液濃度增大答案：B

解析：放電時負極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正極反應(yīng)：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯氣，放電時，陰離子移向負極，充電時陽極反應(yīng)：

2Cl－－2e－===Cl2↑。放電時，陰離子向負極移動，則Cl－透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，選項A錯誤；放電時負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，選項B正確；充電時陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑，不是CCl4釋放Cl2，選項C錯誤；充電時，陽極上為2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl－被消耗，NaCl溶液濃度減小，選項D錯誤。7．為檢驗犧牲陽極法對鋼鐵防腐的效果，進行了如圖所示實驗，下列敘述正確的是(

)A．一段時間后，鐵釘?shù)撞縜、c處濾紙上均能看到出現(xiàn)藍色沉淀B．一段時間后，薄鋅片底部b處能看到濾紙變紅色C．薄鋅片兩端鐵釘均為該原電池的正極D．薄鋅片發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－答案：C

解析：該裝置形成了一個原電池，鋅片作負極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，兩端鐵釘作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，從而達到犧牲陽極保護陰極的目的，達到實驗?zāi)康?。本裝置中，NaCl溶液為了提供吸氧腐蝕的環(huán)境，K3[Fe(CN)6]為了檢驗亞鐵離子生成，若生成亞鐵離子，會產(chǎn)生藍色沉淀，酚酞為了檢驗氫氧根離子的生成。由分析可知，鋅片作負極，所以鐵不會參加反應(yīng)更不會生成亞鐵離子，故無法看到藍色沉淀生成，A錯誤；鋅片作負極發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn2＋，兩端鐵釘作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，應(yīng)在鐵釘?shù)撞靠吹綖V紙變紅，B錯誤；由分析可知薄鋅片兩端鐵釘均為該原電池的正極，C正確；根據(jù)分析，此電極反應(yīng)式為吸氧腐蝕正極發(fā)生的反應(yīng)，所以應(yīng)發(fā)生在鐵釘處，D錯誤。8．某實驗小組利用燃料電池濃縮NaOH溶液，裝置如圖所示。已知通入左右兩室的NaOH溶液的體積相同且體積變化忽略不計，鈉離子交換膜只允許Na＋通過。下列說法正確的是(

)A．工作時，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能B．負極的反應(yīng)式：H2－2e－===2H＋C．數(shù)值大小：b＞a＞cD．若每升溶液消耗H20.1mol，則|c－b|＝0.2答案：C

解析：由圖可知，該裝置是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，通入氫氣的鉑電極是原電池的負極，氫氣在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為H2－2e－＋2OH－===2H2O，通入氧氣的鉑電極是正極，在水分子作用下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，電池工作時，鈉離子通過鈉離子交換膜由負極移向正極。由分析可知，該裝置是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，故A錯誤；通入氫氣的鉑電極是原電池的負極，電極反應(yīng)式為H2－2e－＋2OH－===2H2O，故B錯誤；負極消耗氫氧根離子，氫氧化鈉溶液的濃度減小，正極生成氫氧根離子，氫氧化鈉溶液的濃度增大，則數(shù)值的大小順序為b＞a＞c，故C正確；負極消耗氫氧根離子，氫氧化鈉溶液的濃度減小，正極生成氫氧根離子，氫氧化鈉溶液的濃度增大，若1L溶液消耗0.1mol氫氣，由電極反應(yīng)式可知|c－b|＝0.2＋0.2＝0.4，故D錯誤。9．(2022·重慶等級考)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(yīng)過程如圖所示。答案：C

10．(2023·杭州期中)有研究表明，以CO2與辛胺CH3(CH2)7NH2為原料高選擇性的合成甲酸和辛腈CH3(CH2)6CN，工作原理如圖，下列說法不正確的是(

)A．Ni2P電極與電源正極相連B．In/In2O3電極上可能有副產(chǎn)物H2生成C．在In/In2O3－x電極上發(fā)生的反應(yīng)為CO2＋H2O＋2e－===HCOO－＋OH－D．標準狀況下33.6LCO2參與反應(yīng)時Ni2P電極有1.5mol辛腈生成答案：D

解析：由圖示知，該裝置為電解池，In/In2O3－x電極上CO2轉(zhuǎn)化為HCOO－，電極反應(yīng)式為CO2＋H2O＋2e－===HCOO－＋OH－；Ni2P電極上CH3(CH2)7NH2轉(zhuǎn)化為CH3(CH2)6CN，電極反應(yīng)式為CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－===CH3(CH2)6CN＋4H2O。由圖示知，該裝置為電解池，In/In2O3－x電極上CO2轉(zhuǎn)化為HCOO－，C元素化合價由＋4價降到＋2價，得電子被還原，故In/In2O3－x電極為陰極，則NiP為陽極與電源正極相連，故A、C正確；溶液中H＋可能在陰極放電產(chǎn)生副產(chǎn)物H2，故B正確；標準狀況下33.6LCO2的物質(zhì)的量為1.5mol，In/In2O3－x電極反應(yīng)式為CO2＋H2O＋2e－===HCOO－＋OH－，1.5molCO2參與反應(yīng)時得到3mol電子；Ni2P電極反應(yīng)式為CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－===CH3(CH2)6CN＋

4H2O，失去3mol電子時，生成0.75molCH3(CH2)6CN，故D錯誤。11．近期，科學家研發(fā)了“全氧電池”，其工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是(

)A．電極a是負極B．電極b的反應(yīng)式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．該裝置可將酸和堿的化學能轉(zhuǎn)化為電能D．酸性條件下O2的氧化性強于堿性條件下O2的氧化性答案：B

解析：該電池中a的電極反應(yīng)式為4OH－－

4e－===O2↑＋2H2O，a為負極，A正確；b的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，為原電池的正極，B錯誤；該反應(yīng)的總反應(yīng)式為H＋＋OH－===H2O，可將酸和堿的化學能轉(zhuǎn)化為電能，C正確；酸性條件下發(fā)生反應(yīng)O2＋4e－＋4H＋===2H2O，堿性條件下發(fā)生反應(yīng)4OH－－

4e－===O2↑＋2H2O，根據(jù)原電池反應(yīng)，可看作酸性條件下O2生成堿性條件下O2，所以酸性條件下O2的氧化性強于堿性條件下O2的氧化性，D正確。12．我國科學家設(shè)計的“海泥電池”，既可用于深海水下儀器的電源補給，又有利于海洋環(huán)境污染治理，其中微生物代謝產(chǎn)物顯酸性，電池工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A．A電極的電勢高于B電極B．質(zhì)子從海底沉積層通過交接面向海水層移動C．負極的電極反應(yīng)式為CH2O－4e－＋H2O===CO2＋4H＋D．海水和海泥作為電解質(zhì)的一部分，富含鹽