1、1专题八 电化学基础 金属的腐蚀与防护12018辽宁省大石桥市月考化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是( )A钢铁在海水中比在河水中更易被腐蚀，主要原因是海水含氧量高B硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂C用纯碱溶液清洗油污时，加热可以提高去污能力D高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片22018浙江省温州市二模某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法不正确的是( )Aa 极为负极Bb 极的电极反应式为 O24e 2H 2O=4OHC电解质溶液中的 OH 移向 a 极D该传感器工作一段时间后，电解质溶液的 pH 值将变大32018全国卷我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”
2、的 NaCO 2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为 3CO24Na 2Na2CO3C。下列说法错误的是( )A放电时，ClO 向负极移动 4B充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2C放电时，正极反应为：3CO 24e =2CO C23D充电时，正极反应为：Na e =Na42018北京通州区二模研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法不正确的是( )A图 1：a 点溶液变红B图 1：a 点的铁比 b 点的铁腐蚀严重C图 2：若 d 为锌，则铁不易被腐蚀D图 2：正极的电极反应式为 O24e 2H 2O=4OH52018
3、浙江省金华市十校联考某高能电池以稀硫酸作为电解质溶液，其总反应式为 CH2=CH2O 2=CH3COOH。下列说法正确的是( )2A在电池工作过程中，溶液中的 SO 向正极移动24B随着反应的进行，正极区域附近溶液的 pH 变小C当转移 4 mol 电子时，溶液中的 CH3COOH 分子数为 NA(NA为阿伏加德罗常数的值)D负极的电极反应式为 CH2=CH24e 2H 2O=CH3COOH4H 62018福建省罗源一中月考LiFePO 4电池稳定性高、 安全、 对环境友好， 其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )Aa 极是电池的负极B电池工作时， 正极可发生反应：Li 1 xFePO4
4、xLi xe =LiFePO4C电池充电时间越长， x 值越小D电池工作时，外电路中流过 0.1 mol 电子，负极材料减重 0.7 g72018安徽省江南十校冲刺联考利用下图所示装置从海水中提取 CO2，有利于减少环境中温室气体的含量。下列说法正确的是( )A通电后，a 室的 pH 增大B中间隔室发生的反应：HCO H =CO2H 2O，从而提取 CO2 3C阴极反应式为 2H 2e =H2D当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 22.4 L CO2气体产生82018浙江省杭十四中月考某原电池装置如图所示，电池总反应为2AgCl 2=2AgCl。下列说法正确的是( )A正极反应为 A
5、gCle =AgCl B放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移 0.01 mol e 时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子92018沈阳市质量监测在一定条件下，用石墨电极电解 0.5 mol/L CuSO4溶液(含 H2SO4 )，监测到阳极附近溶液 pH 随着通电时间的延长而变化，数据如下表所示，下列说法不正确的是( )通电前 pH 通电后 pH3瞬间 20s 40s 60s 80s 100s 120s 2.35 2.55 2.50 2.48 2.45 2.41 2.35 2.25 A.通电瞬间，阳离子向阴极
6、移动B电解过程中，阳极发生的电极反应是 2H2O4e =4H O 2C通电后 pH 下降过程中，阴极发生的主要电极反应是 Cu2 2e =CuD通电后 pH 下降过程中，H 向阴极的移动速率大于其在阳极的生成速率102018辽宁省葫芦岛市月考混合动力汽车(HEV) 中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示：其中 M 为储氢合金，MH 为吸附了氢原子的储氢合金，KOH 溶液作电解液。关于镍氢电池，下列说法不正确的是( )A充电时，阴极附近 pH 降低B电动机工作时溶液中 OH 向甲移动C放电时正极反应式为：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH D电极总反应式为：MHNiOOH MNi(OH)
7、2112018湖南联考某种熔融碳酸盐燃料电池以 Li2CO3和 K2CO3为电解质、以 CH4为燃料，该电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是( )A电极 a 为负极，发生氧化反应BCO 向正极移动23C正极的电极反应式为 O22H 2O4e =4OHD此电池在常温下也能工作122018河北省定州中学月考用电解法可制取有广泛用途的Na2FeO4：Fe2H 2O2NaOH Na2FeO43H 2，工作原理如图 1 所示。装置通= = = = =通 电 电后，铁电极附近生成紫红色的 FeOH ，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，24铁电极区会产生红褐色物质。下列说法不正确的是( )Aa
8、是电源的正极B电解一段时间后， c(OH )降低的区域在阴极室C电解过程中，阳极发生的电极方程式为 Fe8OH 6e =FeO 4H 2O24D如图 2，N 点 c(Na2FeO4)低于最高值的原因是氢氧化钠溶液浓度过高132018河北省冲刺模考一种新型镁锑液态金属储能电池工作原理如图所示。其中的液体由于密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。下4列说法正确的是( )A太阳能电池的工作原理为光能化学能电能 B放电时，Cl 向上移动进入液态 MgC充电时，电极 N 与太阳能电池的负极相连 D充电时，外电路中流过 0.2 mol 电子，阴极质量增加 2.4 g142018北京
9、市海淀区模拟太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下：(1)下列说法中，正确的是_( 填字母序号)。a太阳能、风能都是清洁能源b太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化c控制系统能够控制储能系统是充电还是放电d阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化(2)全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时 V2 发生氧化反应，则放电时电极 A 的电极反应式为_；充电时电极 B 做_极。(3)含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除 VO 外，还含有 Al3 ，Fe 3 等)进行综 2合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下：
10、已知溶液 pH 范围不同时，钒的存在形式如下表所示：钒的化合价 pH114 价 VO2 ，VO(OH) VO(OH) 35 价 VO 2 VO34加入 NaOH 调节溶液 pH 至 13 时，沉淀 1 达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入 NaOH 后生成沉淀 1 的反应过程为_、_；所得滤液 1 中，铝元素的存在形式为_。向碱性的滤液 1(V 的化合价为4)中加入 H2O2的作用是_(用离子方程式表示)。152018辽宁省大石桥市月考人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素(CO(NH 2)2)，原理如图。5(1)电源的负极为_(填“A”或“B”)。(2)阳极室中发生
11、的反应依次为_、_。(3)电解结束后，阴极室溶液的 pH 与电解前相比将_；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。专题八 电化学基础 金属的腐蚀与防护1A 钢铁在海水中比在河水中更易被腐蚀，主要原因是海水中氯化钠浓度高， A 项不正确；硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂， B 项正确；用纯碱溶液清洗油污时，加热可以促进碳酸钠水解产生氢氧化钠，提高去污能力， C 项正确； 高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片， D 项正确。2D 该传感器在工作过程中，负极上氨气失电子生成氮气，则 a 为负极，氧气在正极上得电子生成氢氧根离子，其电池的总反
12、应为 4NH33O 2=4N26H 2O；该传感器在工作过程中，负极上氨气失电子生成氮气，则 a 为负极，A 项正确；氧气在正极上得电子生成氢氧根离子， b 极的电极反应式为 O24e 2H 2O=4OH ， B 项正确；碱性条件下，氨气失电子生成氮气和水，则 a 极的电极反应式为 2NH36OH 6e =N26H 2O，消耗OH ，电解质溶液中的 OH 移向 a 极， C 项正确；该传感器在工作过程中总反应为4NH33O 2=4N26H 2O，所以 KOH 的物质的量不变，pH 值不变， D 项错误。3D 放电时是原电池，阴离子 ClO 向负极移动，A 项正确；电池的总反应为 43CO24N
13、a 2Na2CO3C，因此充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2，B 项正确；放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO 24e =2CO C，C 项正确；23充电时是电解池，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO C4e =3CO2，D 项错误。234B 图 1：a 点氧气得电子产生氢氧根离子，溶液呈碱性遇酚酞溶液变红， A 项正确；图 1：a 点为正极得电子， b 点为负极铁失电子产生亚铁离子，b 点铁腐蚀严重， B项不正确；图 2：若 d 为锌为负极失电子，则铁为正极，不易被腐蚀， C 项正确； 图 2：正极氧气得电子产生氢氧根离子，电极反
14、应式为 O24e 2H 2O=4OH ， D 项正确。5D 根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，即 SO 向负极移动， A 项错误；24电解质是硫酸，O 2在正极得电子，正极反应式为 O24H 4e =2H2O，正极区域 pH 增大，B 项错误； C2H4中 C 的平均价态为2 价，乙酸中 C 的平均价态为 0 价，因此 C2H4在负极上参与反应生成 CH3COOH，负极反应式为 CH2=CH22H 2O4e =CH3COOH4H ，当转移 4 mol 电子时，生成 1 mol CH3COOH，但 CH3COOH 属于弱电解质，部分电离，因此溶液CH3COOH 分子的物质的量小于 1 mo
15、l, C 项错误；根据电池总反应，电解质是硫酸，因此负极反应式为 CH2=CH22H 2O 4e =CH3COOH4H ，D 项正确。6C 在原电池中，阳离子向正极移动，根据图示 Li 向右移动，说明电极 b 为正极，电极 a 为负极，A 项正确；电池工作时，正极 Li1 xFePO4得电子发生还原反应，电极反应式为 Li1 xFePO4 xLi xe LiFePO 4，B 项正确；电池充电时间越长，转移电子数越多，x 值也越大，C 项错误；电池工作时，负极反应式为 LixC6 xe C 6 xLi ，外电路中流过 0.1 mol 电子，负极消耗 0.1 mol Li，减轻的重量为 0.1 m
16、ol7 gmol1 0.7 g，D6项正确。7B a 室为阳极，发生氧化反应，电极极反应为 2H2O4e =4H O 2，溶液的pH 减小，A 项错误；氢离子通过阳离子交换膜进入 b 室，发生反应： HCO H =CO2H 2O，实现 b 室中提取 CO2的目的， B 项正确；阴极发生还原反应，氢 3离子得电子生成氢气，2H 2e =H2，C 项错误；根据阳极电极反应可知，2H2O4e =4H O 2，当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 1 mol 氢离子生成，进入 b 室，产生标况下 CO2气体 22.4 L，题中没有给出气体是否为标准状况，无法计算出CO2气体的体积，D 项错误。
17、8D 根据电池总反应为 2AgCl 2=2AgCl 可知，Ag 失电子作负极，氯气在正极上得电子生成氯离子。其电极反应为：Cl 22e =2Cl ，A 项错误；放电时，交换膜左侧溶液中生成银离子，银离子与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成， B 项错误；根据电池总反应为 2AgCl 2=2AgCl 可知，用 NaCl 溶液代替盐酸，电池的总反应不变， C 项错误；放电时，当电路中转移 0.01 mol e 时，交换膜左侧会有0.01 mol 氢离子通过阳离子交换膜向正极移动，同时会有 0.01 mol Ag 失去 0.01 mol 电子生成银离子，银离子会与氯离子
18、反应生成氯化银沉淀，所以氯离子会减少 0.01 mol，则交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子， D 项正确。9D 电解池中，阳离子向阴极移动， A 项正确；电解过程中，阳极 pH 逐渐减小，电解池阳极上物质失去电子，发生氧化反应，考虑到溶液中含有硫酸，电解质溶液为酸性的，则阳极发生的电极反应应为 H2O 放电，产生 H ，所以阳极发生的电极反应是2H2O4e =4H O 2，B 项正确；阴极发生反应为物质得到电子，发生还原反应，则阴极发生的主要电极反应是 Cu2 2e =Cu, C 项正确；电解过程中，阳极 pH 降低，阳极电极反应为：2H 2O4e =4H O 2，产生的 H 是
19、阳离子，向阴极移动，pH 降低表明阳极H 向阴极的移动速率小于其在阳极的生成速率，阳极 c(H )增大，pHlg c(H )减小， D 项错误。10A 充电时，阴极反应式为 MH 2Oe =MHOH ，生成 OH ， c(OH )增大，即pH 增大，故 A 项错误；根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，甲为负极，乙为正极，即 OH 向甲移动，故 B 项正确；根据工作原理，正极反应式为 NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH ，C 项正确；根据工作原理，负极反应式为 MHOH e =MH 2O，因此电极总反应式为 MHNiOOH MNi(OH) 2, D 项正确。11A 由图可知，a 极是
20、电子流出的电极，为负极，负极失电子，发生氧化反应，A项正确；在原电池中阴离子移向负极，B 项错误；该电池以 Li2CO3和 K2CO3为电解质，正极反应式为 O24e 2CO 2=2CO ，C 项错误；该电池是以熔融碳酸盐为电解质，故常温下23无法工作，应在高温下工作，D 项错误。12B 电解法制取 Na2FeO4，反应方程式为Fe2H 2O2NaOH Na2FeO43H 2。在反应中铁失电子转化为 Na2FeO4，故= = = = =通 电 铁与电源正极相连，铁作阳极，Ni 与电源负极相连，Ni 作阴极，可知 a 为电源的正极，A项正确；电解时镍电极有气泡产生，阴极反应式为 2H2O2e H
21、 22OH ，铁电极发生氧化反应，阳极反应式为 Fe6e 8OH FeO 4H 2O，电解过程中阳极室消耗24OH ， c(OH )降低，B 项错误；由上述分析知 C 项正确；由题知若 NaOH 溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质，由图 2 知 N 点， c(Na2FeO4)低于最高值，可知是由于 NaOH 溶液浓度过高，D 项正确。13D 太阳能电池工作时太阳能转化为电能，A 项错误；放电时由电流方向可知电极M 为负极 Mg2e Mg 2 ，电极 N 为正极，电极反应式为 Mg2 2e Mg，工作时中间层熔融盐的组成不变，Cl 不会进入液态 Mg 层，B 项错误；充电时电极 N 与太阳能
22、电池正极相连，C 项错误；充电时阴极反应为 Mg2 2e Mg，外电路流过 0.2 mol 电子，阴极上生成 0.1 mol Mg，阴极质量增加 0.1 mol24 g/mol2.4 g，D 项正确。14答案：(1)abc(2)VO e 2H =VO2 H 2O 阴 2(3)Fe 2 2OH =Fe(OH)2 4Fe(OH) 22H 2OO 2=4Fe(OH)3 AlO 2VO(OH) 27H 2O24OH =2VO 6H 2O 3 34解析：(1)a.太阳能、风能对环境无影响，属于清洁能源， a 项正确；b.太阳能电池是太阳能转化成电能的装置， b 项正确；根据构造简化图，控制系统能够控制储
23、能系统是充电还是放电， c 项正确；d.阳光或风力充足时，实现了由太阳能或风能到电能的转化， d 项错误；(2)放电时，V 2 发生氧化反应，根据原电池工作原理，电极 B 为负极，电极 A为正极，正极上得到电子，化合价降低，即电极反应式为 VO 2H e =VO2 H 2O； 2充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，即电极 B 为阴极；(3)加入 NaOH 溶液调节 pH 至到 13，出现的现象是出现沉淀，由灰白色转变成红褐色。反应中发生 2Fe3 Fe= =3Fe2 ，反应 中加入氢氧化钠发生的离子反应是 Fe2 2OH =Fe(OH)2、4Fe(OH) 2O 22H 2O
24、=4Fe(OH)3，氢氧化铝表现两性，又因为调节 pH 到 13，此时 Al元素以 AlO 形式存在。根据流程图，目的是得到5 价钒，即 H2O2作氧化剂，本身被 2还原成 H2O。根据表格数据，碱性条件下，4 价钒以 VO(OH) 形式存在，5 价钒在碱性 3条件下，以 VO 形式存在，因此有 VO(OH) H 2O2VO H 2O，根据化合价升降法进34 3 34行配平，2VO(OH) H 2O22VO H 2O，电荷不守恒，因为环境是碱性，因此反应物中缺 3 34少 OH ，最后配平，即反应方程式为：2VO(OH) H 2O24OH =2VO 6H 2O。 3 3415答案：(1)B(2
25、)2Cl 2e =Cl2 CO(NH 2)23Cl 2H 2O=N2CO 26HCl 或 CO(NH2)23Cl 2H 2O=N2CO 26H 6Cl (3)不变 7.2解析：根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律和本题图中的电极产物 H2和 Cl2可以判断出 A 为电源的正极，B 为电源的负极，故阳极室中发生的反应依次为：2Cl 2e =Cl2，CO(NH 2)23Cl 2H 2O=N2CO 26HCl。(3)阴极反应为：6H2O6e =6OH 3H 2(或 6H 6e =3H2)；阳极反应为：6Cl 6e =3Cl2；CO(NH 2)23Cl 2H 2O N 2CO 26HC
26、l。根据上述反应可以看出在阴、阳极上产生的 OH 、H 的数目相等，阳极室中反应产生的 H 通过质子交换膜进入阴极室与 OH 恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的 pH 不变；由上述反应可以看出，转移 6 mol e 时，阴极产生 3 mol H2，阳极产生 1 mol N2和 1 mol CO2，故电解收集到的13.44 L 气体中 V(N2) V(CO2)2.688 L，即 n(N2) n(CO2)0.12 mol。根据方程式CO(NH2)23Cl 2H 2O=N2CO 26HCl 可知生成 0.12 mol N2所消耗的 CO(NH2)2的物质的量也为 0.12 mol，其质量为： mCO(NH2)20.12 mol60 g mol 1 7.2 g。
