歷年高考化學知識清單-專題10 電化學及其應用（原卷+解析版）

專練1．下列電池工作時能量轉(zhuǎn)化形式與其他三個不同的是()2．下列與金屬腐蝕有關的說法中，不正確的是()A．鋼鐵在潮濕空氣中生銹屬于電化學腐蝕B．電化學腐蝕一般可分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕C．金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程D．鋁具有很強的抗腐蝕能力，是因為其不易與氧氣發(fā)生反應3．下列有關2個電化學裝置的敘述正確的是()A．圖Ⅰ,電流形成的完整過程是：負極Zn－2e－===Zn2＋電子經(jīng)導線流向正極，正極Cu22e－===CuB．圖Ⅰ,在不改變總反應的前提下，可用Na2SO4替換ZnSO4，用石墨替換Cu棒C．圖Ⅱ,通電后H＋和Na＋先從陽極區(qū)移動到陰極，然后陰極才發(fā)生反應2H2e－===H2↑D．圖Ⅱ,通電后，由于OH－向陽極遷移，導致陽極附近pH升高4．某可充電電池的原理如圖所示，已知a、b為惰性電極，溶液呈酸性，充電時右槽溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙Ｏ铝袛⑹稣_的是()A．充電時，b極接直流電源正極，a極接直流電源負極B．充電過程中，a極的電極反應式為：VO＋2He－===VO2H2OC．放電時，H＋從左槽遷移進右槽D．放電過程中，左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{色5．鋅溴液流電池用溴化鋅溶液作電解液，并在電池間不斷循環(huán)。下列有關說法正確的是()A．充電時Zn2＋通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè)B．放電時每轉(zhuǎn)移2mol電子負極增重130gC．充電時陰極的電極反應式為Br2＋2e－===2Br-D．若將電解液改為氯化鋅溶液放電效果更好更安全6．碘鹽中添加的碘酸鉀在工業(yè)上可用電解KI溶液制取，電極材料是石墨和不銹鋼，化學方程式是：KI＋3H2O=KIO3＋3H2↑,有關說法不正確的是()A．石墨作陽極，不銹鋼作陰極B．I－在陽極放電，H＋在陰極放電C．電解過程中電解質(zhì)溶液的pH變小D．電解轉(zhuǎn)移3mole－時，理論上可制得KIO3107g7．關于下列裝置的說法正確的是()A．裝置①中鹽橋內(nèi)的K＋移向CuSO4溶液3B．裝置①將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能C．若裝置②用于鐵棒鍍銅，則N極為鐵棒D．若裝置②用于電解精煉銅，溶液中的Cu2＋濃度保持不變8．利用環(huán)境中細菌對有機質(zhì)的催化降解能力，科學家開發(fā)出了微生物燃料電池，其裝置如圖所示，a、b為惰性電極。利用該裝置可將污水中的有機物(以C6H12O6為例)經(jīng)氧化而除去，從而達到凈化水的目的。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)為負極，電極反應式為：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑+24H+B．反應過程中產(chǎn)生的質(zhì)子透過離子交換膜擴散到好氧區(qū)C．裝置中的離子交換膜是陽離子交換膜D．該裝置可把電能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能9．電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，以下說法正確的是()A．a(chǎn)極與電源的負極相連B．產(chǎn)物丙為硫酸C．離子交換膜d為陰離子交換膜D．a(chǎn)電極反應式：2H2O＋2e－===H2↑+2OH-10．人工腎臟可用間接電化學方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖。下列有關說法正確的是()A．a(chǎn)為電源的負極B．電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將升高C．陽極室中發(fā)生的電極反應為2H2e－===H2↑D．若兩極共收集到氣體13.44L(標準狀況)，則除去的尿素為7.2g(忽略氣體的溶解)11.如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面圖。下列說法正確的是()A．該電化學腐蝕為析氫腐蝕B．圖中生成鐵銹最多的是C區(qū)域C．A區(qū)域比B區(qū)域更易腐蝕D．鐵閘中的負極的電極反應：Fe－2e－===Fe2+12．硼化釩(VB2)—空氣電池是目前儲電能力最高的電池，電池示意圖如圖所示，該電池工作時反應為4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列說法正確的是()A．電極a為電池負極5B．圖中選擇性透過膜只能讓陽離子選擇性透過C．電子由VB2極經(jīng)KOH溶液流向a電極D．VB2極發(fā)生的電極反應為2VB2＋22OH22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O13.一種處理污水的燃料電池模型如圖所示。該電池工作時，只需把污水注入反應池，細菌就可將污水中的有機物分解，在此過程中釋放出電子、質(zhì)子和乙。下列敘述不正確的是()A．B電極為正極B．氣體乙可能為CO2C．O2在A電極得電子D．電池工作時，B電極附近的pH逐漸減小14．全釩液流儲能電池利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現(xiàn)化學能和電能的相互轉(zhuǎn)化，充電時，惰性電極M、N分別連接電源的正極和負極。電池工作原理如圖所示，下列說法不正確的是()A．充電過程中，N電極附近酸性減弱B．充電過程中，N電極上V3＋被還原為V2+C．放電過程中，H＋由N電極向M電極移動D．放電過程中，M電極反應為VO＋2He－===VO＋H2O15．如圖裝置電解一段時間，當某極析出0.32gCu時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分別為(溶液足量，體積均為100mL且電解前后溶液體積變化忽略不計)()C．1、7、1316．鈉離子電池具有成本低、能量轉(zhuǎn)換效率高、壽命長等優(yōu)點。一種鈉離子電池用碳基材料(NamCn)作負極，利用鈉離子在正負極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電，該鈉離子電池的工作原理為Na1－mCoO2+NamCnNaCoO2＋Cn。下列說法不正確的是()A．放電時，Na＋向正極移動B．放電時，負極的電極反應式為NamCn－me－===mNa＋＋CnC．充電時，陰極質(zhì)量減小D．充電時，陽極的電極反應式為NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa+17．電池式氧傳感器原理構(gòu)造如圖，可測定O2的含量。工作時鉛極表面會逐漸附著Pb(OH)2。下列說法不正確的是()A．Pt電極上發(fā)生還原反應B．隨著使用，電解液的pH逐漸減小C．a(chǎn)molO2反應，理論上可使Pb電極增重68agD．Pb電極上的反應式為Pb＋2OH2e－===Pb(OH)218．“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖。下列說法正確的是()A．該裝置是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能B．利用該技術(shù)可捕捉大氣中的CO2C．每得到1mol草酸鋁，電路中轉(zhuǎn)移3mol電子D．正極的電極反應為C2O2e－===2CO219.SO2是大氣污染物，造成酸雨的主要原因，用如圖所示裝置可以既吸收工廠排放的廢氣中的SO2，又可以生成一定量的硫酸，下列說法正確的是()A．a(chǎn)為正極，b為負極B．生產(chǎn)過程中氫離子由右移向左C．從左下口流出的硫酸的質(zhì)量分數(shù)一定大于50%D．負極反應式為SO2＋2H2O－2e－===SO4H+20．如圖是一種鋰釩氧化物熱電池裝置，電池總反應為xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8。工作時，需先引發(fā)鐵和氯酸鉀反應使共晶體熔化，下列說法不正確的是()A．組裝該電池應當在無水、無氧的條件下進行B．整個過程的能量轉(zhuǎn)化涉及化學能轉(zhuǎn)化為熱能和電能C．放電時LiV3O8電極反應為xLiLiV3O8－xe－===Li1＋xV3O8D．充電時Cl－移向LiV3O8電極21．氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。8(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化形式主要是，在導線中電子流動方向為(用a、b和箭頭表示)。(2)負極反應式為。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為。(4)氫氣的制備和存儲是氫氧燃料電池能否有效推廣的關鍵技術(shù)。有人提出利用光伏發(fā)電裝置電解尿素的堿性溶液來制備氫氣。光伏發(fā)電是當今世界利用太陽能最主要方式之一。圖1為光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置，圖2為電解尿素[CO(NH2)2](C為＋4價)的堿性溶液制氫的裝置示意圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。圖2電解尿素的堿性溶液制發(fā)電裝置氫裝置①圖1中N型半導體為(填“正極”或“負極”)②該系統(tǒng)工作時，A極的電極反應式為。③若A極產(chǎn)生7.00gN2，則此時B極產(chǎn)生LH2(標準狀況下)。22．我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價值和歷史價值，但出土的青銅器易受到環(huán)境腐蝕，所以對其進行修復和防護具有重要意義。(1)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀Ag2O涂在被腐蝕部位，Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復分解反應，該化學方程式為。(2)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學腐蝕的示意圖。①腐蝕過程中，負極是(填“a”“b”或“c”)；②環(huán)境中的Cl－擴散到孔口，并與正極反應產(chǎn)物和負極反應產(chǎn)物作用生成多孔銅銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為；③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為L(標準狀況)。23．如圖，某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)的原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中的X為陽離子交換膜。請按要求回答相關問題：(1)甲烷燃料電池的負極反應為。(2)石墨(C)極的電極反應為。(3)若在標準狀況下，有2.24L氧氣參加反應，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體的體積為L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為g。(4)某同學利用甲烷燃料電池設計電解法制取漂白液或Fe(OH)2的實驗裝置(如圖)。若用于制漂白液，a為電池的極，電解質(zhì)溶液最好用。若用于制Fe(OH)2，使用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液，陽極選用作電極。24．如圖X是直流電源。Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒。接通電路后，發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。(1)①電源上b為極(用“正”、“負”、“陰”或“陽”填空)。②Z槽中e為極(同上)。③連接Y、Z槽線路中，電子流動的方向是de(用“→”或“←”填空)。(2)①寫出c極上反應的電極反應式：。②寫出Y槽中總反應的化學方程式：。③寫出Z槽中e極上反應的電極反應式：。25．高鐵酸鈉(Na2FeO4)易溶于水，是一種新型多功能水處理劑。已知Na2FeO4在強堿性溶液中會析出沉淀。其生產(chǎn)工藝流程如圖所示：(1)寫出向NaOH溶液中通入足量Cl2發(fā)生反應的離子方程式：。(2)向溶液Ⅱ中加入Fe(NO3)3溶液發(fā)生反應，該反應的氧化劑是，每制得49.8gNa2FeO4，理論上消耗氧化劑的物質(zhì)的量為mol。(3)從環(huán)境保護的角度看，制備Na2FeO4較好的方法為電解法，其裝置如圖甲所示。①電解過程中陽極的電極反應式為。②圖甲裝置中的電源采用NaBH4(B元素的化合價為＋3價)和H2O2作原料的燃料電池，電源工作原理如圖乙所示。工作過程中該電源的正極反應式為，Na＋由(填“a”或“b”，下同)極區(qū)移向極區(qū)。高考押題專練1．下列電池工作時能量轉(zhuǎn)化形式與其他三個不同的是()【答案】B【解析】A.鋅錳堿性電池，將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置；B.硅太陽能電池，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；C.氫燃料電池，將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置；D.鉛蓄電池，將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置；所以B能量轉(zhuǎn)化形式與其他三個不同，故選B。2．下列與金屬腐蝕有關的說法中，不正確的是()A．鋼鐵在潮濕空氣中生銹屬于電化學腐蝕B．電化學腐蝕一般可分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕C．金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程D．鋁具有很強的抗腐蝕能力，是因為其不易與氧氣發(fā)生反應【答案】D【解析】A.鋼鐵在潮濕的空氣中易形成原電池，所以鋼鐵在潮濕空氣中生銹屬于電化學腐蝕，故A正確；B.中性或弱酸性條件下，金屬發(fā)生吸氧腐蝕，酸性環(huán)境下，金屬發(fā)生析氫腐蝕，則電化學腐蝕一般可分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，故B正確；C.金屬腐蝕時失電子生成陽離子，則金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程，故C正確；D.鋁的表面易形成致密的氧化膜，氧化膜能阻止內(nèi)部金屬不被腐蝕，所以鋁具有很強的抗腐蝕能力，故D錯誤。故選D。3．下列有關2個電化學裝置的敘述正確的是()A．圖Ⅰ,電流形成的完整過程是：負極Zn－2e－===Zn2＋電子經(jīng)導線流向正極，正極Cu22e－===CuB．圖Ⅰ,在不改變總反應的前提下，可用Na2SO4替換ZnSO4，用石墨替換Cu棒C．圖Ⅱ,通電后H＋和Na＋先從陽極區(qū)移動到陰極，然后陰極才發(fā)生反應2H2e－===H2↑D．圖Ⅱ,通電后，由于OH－向陽極遷移，導致陽極附近pH升高【答案】B【解析】A.活潑金屬鋅失去電子，電極反應式為：Zn－2e－===Zn2＋，電子沿導線流向正極，正極Cu2++2e－===Cu，內(nèi)電路離子的定向移動，構(gòu)成閉合回路，才是電流形成的完整過程，故A錯誤；B.Na2SO4替換ZnSO4，負極仍是鋅放電，原電池中的銅本身未參與電極反應，所以可用能導電的石墨替換Cu棒，故B正確；C.溶液中氫離子來源于水的電離，氫離子濃度很小，所以通電后Na＋先從陽極區(qū)移動到陰極，陰極周圍的水電離出氫離子在陰極放電，故C錯誤；D.陽極是氯離子放電，生成氯氣，氯離子放電結(jié)束后是水電離出的氫氧根離子放電，導致陽極附近pH降低，故D錯誤；故選B。4．某可充電電池的原理如圖所示，已知a、b為惰性電極，溶液呈酸性，充電時右槽溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙?。下列敘述正確的是()A．充電時，b極接直流電源正極，a極接直流電源負極B．充電過程中，a極的電極反應式為：VO＋2He－===VO2H2OC．放電時，H＋從左槽遷移進右槽D．放電過程中，左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{色【答案】D【解析】A.充電時，b電極為陰極，a極為陽極，則b極接直流電源負極，a極接直流電源正極，故A錯誤；B.充電過程中，a極是電解池陽極，a極的反應式為VO2eH2O===VO＋2H＋，故B錯誤；C.放電時，陽離子向正極移動，所以氫離子向左槽移動，故C錯誤；D.放電時，a電極為原電池正極，左槽中得電子發(fā)生還原反應，所以溶液顏色由黃色變?yōu)樗{色，故D正確；故選D。5．鋅溴液流電池用溴化鋅溶液作電解液，并在電池間不斷循環(huán)。下列有關說法正確的是()A．充電時Zn2＋通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè)B．放電時每轉(zhuǎn)移2mol電子負極增重130gC．充電時陰極的電極反應式為Br2＋2e－===2Br-D．若將電解液改為氯化鋅溶液放電效果更好更安全【答案】A【解析】A.充電時，為電解池，陽離子應流向陰極，Zn2＋通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè)，正確；B.放電時，負極為鋅失電子生成鋅離子，電極應減重，錯誤；C.充電時，陰極的反應式應為Zn22e－===Zn，錯誤；D.若將電解液改為氯化鋅溶液放電會生成氯氣，氯氣有毒，不會更安全，錯誤。6．碘鹽中添加的碘酸鉀在工業(yè)上可用電解KI溶液制取，電極材料是石墨和不銹鋼，化學方程式是：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑,有關說法不正確的是()A．石墨作陽極，不銹鋼作陰極B．I－在陽極放電，H＋在陰極放電C．電解過程中電解質(zhì)溶液的pH變小D．電解轉(zhuǎn)移3mole－時，理論上可制得KIO3107g【答案】C【解析】A.根據(jù)電池反應式知，陽極上碘離子放電生成碘酸根離子，則陽極應該為惰性電極石墨，陰極為不銹鋼，故A正確；B.電解時，陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極上碘離子放電生成KIO3，故B正確；C.碘化鉀和碘酸鉀都是強酸強堿鹽，其溶液都呈中性，電解過程中水參加反應，導致溶液濃度增大，但pH所以當電解過程中轉(zhuǎn)移3mole－時，理論上可制得KIO3107g，故D正確；故選C。7．關于下列裝置的說法正確的是()A．裝置①中鹽橋內(nèi)的K＋移向CuSO4溶液B．裝置①將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能C．若裝置②用于鐵棒鍍銅，則N極為鐵棒D．若裝置②用于電解精煉銅，溶液中的Cu2＋濃度保持不變【答案】A【解析】A.Zn比銅活潑為負極，Cu為正極，K＋移向CuSO4溶液，故A正確；B.原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C.若裝置②用于鐵棒鍍銅，則N極為銅棒，故C錯誤；D.電解精煉銅時溶液中的Cu2+濃度減小，故D錯誤；故選A。8．利用環(huán)境中細菌對有機質(zhì)的催化降解能力，科學家開發(fā)出了微生物燃料電池，其裝置如圖所示，a、b為惰性電極。利用該裝置可將污水中的有機物(以C6H12O6為例)經(jīng)氧化而除去，從而達到凈化水的目的。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)為負極，電極反應式為：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑+24H+B．反應過程中產(chǎn)生的質(zhì)子透過離子交換膜擴散到好氧區(qū)C．裝置中的離子交換膜是陽離子交換膜D．該裝置可把電能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能【答案】D【解析】該燃料電池中C6H12O6在負極反應生成二氧化碳，電極反應式為C6H12O6＋6H2O－24e-===6CO2↑+24H＋故A正確；根據(jù)裝置圖可知，質(zhì)子透過離子交換膜擴散到好氧區(qū)，故B正確；C項，質(zhì)子可透過離子交換膜擴散到好氧區(qū)，所以裝置中的離子交換膜是陽離子交換膜，故C正確；該裝置為原電池，可將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能，故D不正確。9．電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，以下說法正確的是()A．a(chǎn)極與電源的負極相連B．產(chǎn)物丙為硫酸C．離子交換膜d為陰離子交換膜D．a(chǎn)電極反應式：2H2O＋2e－===H2↑+2OH-【答案】B【解析】陽極反應式為2H2O－4e－===O2↑+4H＋，陰極反應式為4H2O＋4e－===2H2↑+4OH－，則氣體甲為氧氣，氣體乙為氫氣，則a電極是陽極，b電極是陰極，在陽極室得到硫酸，在陰極室得到氫氧化鈉，則c為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜。10．人工腎臟可用間接電化學方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖。下列有關說法正確的是()A．a(chǎn)為電源的負極B．電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將升高C．陽極室中發(fā)生的電極反應為2H2e－===H2↑D．若兩極共收集到氣體13.44L(標準狀況)，則除去的尿素為7.2g(忽略氣體的溶解)【答案】D【解析】由圖可知，右室電解產(chǎn)物為H2，發(fā)生還原反應，故b為電源的負極，A錯誤；陰極反應為6H2O+6e－===6OH3H2↑(或6H6e－===3H2↑)，陽極反應為6Cl6e－===3Cl2↑、CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2+CO2＋6HCl，根據(jù)上述反應可以看出陽極室中反應產(chǎn)生的H＋通過質(zhì)子交換膜進入陰極室與OH－恰好反應生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變，故B、C錯誤；標準狀況下，13.44L氣體的物質(zhì)的量為22l－1＝0.6mol，由兩極反應可知n(N2)＝n(CO2)＝0.6mol×＝0.12mol，生成0.12molN2所消耗的CO(NH2)2的物質(zhì)的量也為0.12mol，則m[CO(NH2)2]＝0.12mol×60g·mol－1＝7.2g，故D正確。11.如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面圖。下列說法正確的是()A．該電化學腐蝕為析氫腐蝕B．圖中生成鐵銹最多的是C區(qū)域C．A區(qū)域比B區(qū)域更易腐蝕D．鐵閘中的負極的電極反應：Fe－2e－===Fe2+【解析】鐵閘在海水中發(fā)生吸氧腐蝕，在酸性較強的條件下才發(fā)生析氫腐蝕，A錯誤；在B處，海水與氧氣接觸，與Fe最易形成原電池，發(fā)生的吸氧腐蝕的程度最大，生成鐵銹最多，B錯誤；在B處，海水與氧氣接觸，與Fe最易形成原電池，所以B區(qū)域比A區(qū)域更易腐蝕，C錯誤；Fe作負極失電子生成亞鐵離子，則負極的電極反應為Fe－2e－===Fe2D正確。【答案】D12．硼化釩(VB2)—空氣電池是目前儲電能力最高的電池，電池示意圖如圖所示，該電池工作時反應為4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列說法正確的是()A．電極a為電池負極B．圖中選擇性透過膜只能讓陽離子選擇性透過C．電子由VB2極經(jīng)KOH溶液流向a電極D．VB2極發(fā)生的電極反應為2VB2＋22OH22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O【解析】硼化釩－空氣燃料電池中，VB2在負極失電子，氧氣在正極上得電子，所以a為正極，故A錯誤；氧氣在正極上得電子生成OH－，OH－通過選擇性透過膜向負極移動，故B錯誤；“電子不下水”，電子只在導線中移動，不能在溶液中移動，故C錯誤；負極上是VB2失電子發(fā)生氧化反應，則VB2極發(fā)生的電極反應為2VB2＋22OH22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，故D正確?！敬鸢浮緿13.一種處理污水的燃料電池模型如圖所示。該電池工作時，只需把污水注入反應池，細菌就可將污水中的有機物分解，在此過程中釋放出電子、質(zhì)子和乙。下列敘述不正確的是()A．B電極為正極B．氣體乙可能為CO2C．O2在A電極得電子D．電池工作時，B電極附近的pH逐漸減小【解析】根據(jù)題意，該電池工作時，只需把污水注入反應池，細菌就可將污水中的有機物分解，在此過程中釋放出電子、質(zhì)子和乙，則B電極為負極，A項錯誤；有機物是含碳元素的化合物，有機物失電子生成乙，則氣體乙可能為CO2，B項正確；根據(jù)上述分析，電極A為正極，在燃料電池中，氧氣在正極得到電子，即O2在A電解得電子，C項正確；根據(jù)題意，細菌將污水中的有機物分解，在此過程中釋放出電子、質(zhì)子和乙，質(zhì)子(H＋)濃度增大，則B電極附近的pH逐漸減小，D項正確。【答案】A14．全釩液流儲能電池利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現(xiàn)化學能和電能的相互轉(zhuǎn)化，充電時，惰性電極M、N分別連接電源的正極和負極。電池工作原理如圖所示，下列說法不正確的是()A．充電過程中，N電極附近酸性減弱B．充電過程中，N電極上V3＋被還原為V2+C．放電過程中，H＋由N電極向M電極移動D．放電過程中，M電極反應為VO＋2He－===VO＋H2O【解析】充電過程中，N電極是陰極，氫離子移向陰極，故附近酸性增強，A項錯誤；充電過程中，N電極是陰極，發(fā)生反應：V3e－===V2B項正確；放電過程中，N極是負極，H＋由N電極向M電極移動，C項正確；放電過程中，M電極為正極，反應為VO＋2He－===VO2H2O，D項正確?！敬鸢浮緼15．如圖裝置電解一段時間，當某極析出0.32gCu時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分別為(溶液足量，體積均為100mL且電解前后溶液體積變化忽略不計)()C．1、7、13【解析】n(Cu)＝0.32g÷64g/mol＝0.005mol，由電極反應Cu22e－===Cu可知轉(zhuǎn)移電子為0.01mol，電解時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液電極方程式分別為2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑+Cl2↑、2H2O2H2↑+O2↑;2CuSO4+2H2O2Cu＋O2↑+2H2SO4。Ⅰ中生成0.01molOH－，c(OH－)＝0.01mol÷0.1L＝0.1mol/L，pH＝13；Ⅱ電解水，溶液仍然呈中性，溶液的pH＝7；Ⅲ中生成0.01molH＋c(H＋)＝0.01mol÷0.1L＝0.1mol/L，pH＝1，故A正確?！敬鸢浮緼16．鈉離子電池具有成本低、能量轉(zhuǎn)換效率高、壽命長等優(yōu)點。一種鈉離子電池用碳基材料(NamCn)作負極，利用鈉離子在正負極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電，該鈉離子電池的工作原理為Na1－mCoO2+NamCnNaCoO2＋Cn。下列說法不正確的是()A．放電時，Na＋向正極移動B．放電時，負極的電極反應式為NamCn－me－===mNa＋＋CnC．充電時，陰極質(zhì)量減小D．充電時，陽極的電極反應式為NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa+【答案】C【解析】A項，放電時陽離子向正極移動，即Na＋向正極移動，正確；B項，放電時，負極電極反應式為NamCn－me－===mNaCn，正確；C項，充電時，Na＋在陰極上得電子，發(fā)生還原反應，電極質(zhì)量會增大，錯誤；D項，充電時，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應：NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa正確。17．電池式氧傳感器原理構(gòu)造如圖，可測定O2的含量。工作時鉛極表面會逐漸附著Pb(OH)2。下列說法不正確的是()A．Pt電極上發(fā)生還原反應B．隨著使用，電解液的pH逐漸減小C．a(chǎn)molO2反應，理論上可使Pb電極增重68agD．Pb電極上的反應式為Pb＋2OH2e－===Pb(OH)2【答案】B【解析】A項，Pb作負極失電子產(chǎn)生的Pb2＋與OH－反應生成Pb(OH)2，則Pt電極作正極，發(fā)生還原反應，正確；負極反應式：2Pb＋4OH4e－===2Pb(OH)2，正極反應式：O2＋4e2H2O===4OH總反應式：2Pb＋O2＋2H2O===2Pb(OH)2，反應過程溶液pH不變，B錯誤、D正確；C項，根據(jù)反應2Pb＋O2+2H2O===2Pb(OH)2，amolO2反應理論上可使Pb電極增重4amol×17g·mol－1＝68ag，正確。18．“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖。下列說法正確的是()A．該裝置是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能B．利用該技術(shù)可捕捉大氣中的CO2C．每得到1mol草酸鋁，電路中轉(zhuǎn)移3mol電子D．正極的電極反應為C2O2e－===2CO2【答案】B【解析】A項，“碳呼吸電池”為原電池原理，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，錯誤；B項，“碳呼吸電池”能消耗CO2，所以利用該技術(shù)可捕捉大氣中的CO2，正確；C項，根據(jù)工作原理圖，金屬鋁是負極，失電子生成草酸鋁，所以每得到1mol草酸鋁，電路中轉(zhuǎn)移3×2mol＝6mol電子，錯誤；D項，根據(jù)工作原理圖，CO2作為正極反應物得電子生成C2O－，電極反應式為2CO2＋2e－===C2O－，錯誤。19.SO2是大氣污染物，造成酸雨的主要原因，用如圖所示裝置可以既吸收工廠排放的廢氣中的SO2，又可以生成一定量的硫酸，下列說法正確的是()A．a(chǎn)為正極，b為負極B．生產(chǎn)過程中氫離子由右移向左C．從左下口流出的硫酸的質(zhì)量分數(shù)一定大于50%D．負極反應式為SO2＋2H2O－2e－===SO4H+【答案】D【解析】A項，a電極上SO2發(fā)生氧化反應生成硫酸，則a為負極，b為正極，錯誤；B項，質(zhì)子膜只允許H＋通過，向正極移動，即H＋由左向右移動，錯誤；C項，負極區(qū)有硫酸生成，但同時在增加水的量，則硫酸的質(zhì)量分數(shù)不一定大于50%，甚至還可能小于50%，錯誤；D項，負極上發(fā)生的是氧化反應，其電極反應式為SO2＋2H2O－2e－===SO4H正確。20．如圖是一種鋰釩氧化物熱電池裝置，電池總反應為xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8。工作時，需先引發(fā)鐵和氯酸鉀反應使共晶體熔化，下列說法不正確的是()A．組裝該電池應當在無水、無氧的條件下進行B．整個過程的能量轉(zhuǎn)化涉及化學能轉(zhuǎn)化為熱能和電能C．放電時LiV3O8電極反應為xLiLiV3O8－xe－===Li1＋xV3O8D．充電時Cl－移向LiV3O8電極【答案】C【解析】A項，Li是活潑的金屬，因此組裝該電池應當在無水、無氧的條件下進行，正確；B項，整個過程的能量轉(zhuǎn)化涉及化學能轉(zhuǎn)化為電能以及化學能和熱能之間的轉(zhuǎn)化，正確；C項，放電時正極發(fā)生得電子的還原反應，即正極反應式為xLi＋LiV3O8＋xe－===Li1＋xV3O8，錯誤；D項，放電時Cl－移向負極，移向鋰電極，因此充電時Cl－移向LiV3O8電極，正確。21．氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化形式主要是，在導線中電子流動方向為(用a、b和箭頭表示)。(2)負極反應式為。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為。(4)氫氣的制備和存儲是氫氧燃料電池能否有效推廣的關鍵技術(shù)。有人提出利用光伏發(fā)電裝置電解尿素的堿性溶液來制備氫氣。光伏發(fā)電是當今世界利用太陽能最主要方式之一。圖1為光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置，圖2為電解尿素[CO(NH2)2](C為＋4價)的堿性溶液制氫的裝置示意圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。圖2電解尿素的堿性溶液制發(fā)電裝置氫裝置①圖1中N型半導體為(填“正極”或“負極”)②該系統(tǒng)工作時，A極的電極反應式為。③若A極產(chǎn)生7.00gN2，則此時B極產(chǎn)生LH2(標準狀況下)?！窘馕觥?1)氫氧燃料電池屬于原電池，是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，所以該燃料電池中能量轉(zhuǎn)化形式主要是化學能轉(zhuǎn)化為電能；燃料電池中，通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，電子從負極沿導線流向正極，所以通入氫氣的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，電子流動方向為a到b；(2)堿性氫氧燃料電池中，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H2－2e2OH===2H2O；(3)反應物接觸面積越大，反應速率越大，電極表面鍍鉑粉能增大吸附氣體的能力，所以能增大反應速率；(4)①該電池反應時，氮元素化合價由－3價變?yōu)?價，H元素化合價由＋1價變?yōu)?價，則氮元素被氧化，氫元素被還原，所以生成氮氣的電極A是陽極，生成氫氣的電極B是陰極，則圖1中N型半導體為負極，P型半導體為正極；②A極為陽極，電極反應式為CO(NH2)2＋8OH6e－===CON2↑+6H2O；③A極為陽極，電極反應式為CO(NH2)2＋8OH6e－===CON2↑+6H2O，若A極產(chǎn)生7.00g即0.25molN2，則轉(zhuǎn)移電子是1.5mol，此時B極產(chǎn)生氫氣，B電極反應為H2O＋2e－===H2↑+2OH－轉(zhuǎn)移1.5mol電子，產(chǎn)生氫氣的體積：×22.4L/mol＝16.8L?！敬鸢浮?1)化學能轉(zhuǎn)化為電能a→b(2)H2－2e2OH－===2H2O(或2H2－4e4OH－===4H2O)(3)增大電極單位面積吸附H2和O2的分子數(shù)，加快電極反應速率(4)①負極②CO(NH2)2＋8OH6e－===CON2↑+6H2O③16.822．我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價值和歷史價值，但出土的青銅器易受到環(huán)境腐蝕，所以對其進行修復和防護具有重要意義。(1)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀Ag2O涂在被腐蝕部位，Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復分解反應，該化學方程式為。(2)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學腐蝕的示意圖。_①腐蝕過程中，負極是(填“a”“b”或“c”)；②環(huán)境中的Cl－擴散到孔口，并與正極反應產(chǎn)物和負極反應產(chǎn)物作用生成多孔銅銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為；③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為L(標準狀況)?！窘馕觥?1)復分解反應為相互交換成分的反應，因此該反應的化學方程式為Ag2O＋2CuCl===2AgCl+Cu2O。(2)①負極發(fā)生失電子的反應，銅作負極失電子，因此負極為c。負極反應：Cu－2e－===Cu2正極反應：O2＋2H2O＋4e－===4OH-;②正極產(chǎn)物為OH－，負極產(chǎn)物為Cu2＋，兩者與Cl－反應生成Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為2Cu23OHCl－===Cu2(OH)3Cl↓;③4.29gCu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量為0.02mol，由Cu元素守恒知，發(fā)生電化學腐蝕失電子的Cu單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.04mol，失去電子0.08mol，根據(jù)電子守恒可得，消耗O2的物質(zhì)的量為0.02mol，所以理論上消耗氧氣的體積為0.448L(標準狀況)。【答案】(1)Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O(2)①c②2Cu23OHCl－===Cu2(OH)3Cl↓③0.44823．如圖，某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)的原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中的X為陽離子交換膜。請按要求回答相關問題：(1)甲烷燃料電池的負極反應為。(2)石墨(C)極的電極反應為。(3)若在標準狀況下，有2.24L氧氣參加反應，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體的體積為L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為g。(4)某同學利用甲烷燃料電池設計電解法制取漂白液或Fe(OH)2的實驗裝置(如圖)。若用于制漂白液，a為電池的極，電解質(zhì)溶液最好用。若用于制Fe(OH)2，使用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液，陽極選用作電極。【解析】(1)甲烷燃料電池負極上發(fā)生氧化反應，即甲烷在負極上被氧化。在KOH溶液中甲烷被氧化后生成碳酸鉀，負極反應為CH4－8e10OH－===CO7H2O。(2)原電池的負極與電解池的陰極相接，鐵極為陰極，則C極為陽極，在C極上發(fā)生氧化反應，電極反應為2Cl2e－===Cl2↑。(3)n(O2)＝22..l－1＝0.1mol，甲池中正極反應為O2＋4e2H2O===4OH由電子守恒知，經(jīng)過甲、乙、丙裝置的電子的物質(zhì)的量為0.4mol。乙池中的鐵電極與甲池的負極相連，鐵電極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應為2H2O＋2e－===2OHH2↑,n(H2)0.2mol，V(H2)＝0.2mol×22.4L·mol－1＝4.48L。丙池中精銅為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應為Cu22e－===Cu，n(Cu)0.2mol，m(Cu)＝0.2(4)漂白液的有效成分是次氯酸鹽，制備原理是2Cl2H2O2OHCl2↑+H2↑,Cl2＋2OH－===ClClO-+H2O，氣體與液體反應，最好采用逆向接觸，即氣體在下端產(chǎn)生，堿溶液在上端生成，使其充分反應，所以該裝置的下端為陽極，上端為陰極，陰極與電源負極相連，故a極為負極。生活中常見且廉價的氯化物是氯化鈉，故電解質(zhì)溶液最好用飽和氯化鈉溶液。若制