1、1对点特训(七) 电化学原理及应用1(2018邢台期末)一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法错误的是( C )A氢能属于二次能源B图中能量转化的方式至少有 6 种C太阳能电池的供电原理与燃料电池相同D太阳能、风能、氢能都属于新能源解析 氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源，选项 A 正确；图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能与光能、热能的转化等，选项 B 正确；太阳能电池的供电原理实际是热能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者是不相同的，选项 C 错误；太阳能、风能、氢能都属于新能源，选项 D 正确。2(2018
2、江南十校)气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是( B )待测气体 部分电极反应产物NO2 NOCl2 HClCO CO2H2S H2SO4A上述气体检测时，敏感电极均作电池正极B检测 Cl2和 NO2体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同C检测 H2S 和 CO 体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同D检测 H2S 时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为 O24e 2O 2解析 还原剂失电子发
3、生氧化反应的电极是负极、氧化剂得电子发生还原反应的电极是正极，根据待测气体和反应产物可知，部分气体中元素化合价上升，部分气体中元素的2化合价下降，所以敏感电极不一定都做电池正极，选项 A 错误；1 mol Cl2和 NO2得到电子的物质的量都为 2 mol，则检测 Cl2和 NO2体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同，选项 B 正确；产生的电流大小与失电子多少有关，检测 H2S 和 CO 体积分数相同的两份空气样本时，硫化氢失去电子数大于 CO，所以产生电流大小不同，选项 C 错误；检测硫化氢时，硫化氢生成硫酸，硫元素化合价由2 变为6 而发生氧化反应，则其所在电极为负极，
4、正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为O24H 4e =2H2O，选项 D 错误。3(2018湖南 G10 三模)近年来，我国在航空航天事业上取得了令人瞩目的成就，科学家在能量的转化，航天器的零排放作出了很大的努力，其中为了达到零排放的要求，循环利用人体呼出的 CO2并提供 O2，设计了一种装置(如图)实现了能量的转化，总反应方程式为 2CO22COO 2。关于该装置下列说法正确的是( B )A装置中离子交换膜为阳离子交换膜BCO 2参与 X 电极的反应方程式：CO 22e H 2O=CO2OH CN 型半导体为正极，P 型半导体为负极D外电路每转移 2 mol 电子，Y 极生成气体
5、 22.4 L(标准状况)解析 由图可知左侧为太阳能转化为电能的装置，右侧为电解装置，根据左侧电子移动方向可知：X 为阴极，所以 OH 应该往 Y 极移动，因此离子交换膜应该为阴离子交换膜，选项 A 错误；X 为阴极，发生还原反应，根据总反应方程式 2CO2=2COO 2可知，X 极发生的反应为：CO 22e H 2O=CO2OH ，选项 B 正确；由于电子从 P 移向 N，所以 N 为负极，选项 C 错误；Y 极电极反应式为：4OH 4e =2H2OO 2，所以外电路每转移 2 mol电子，Y 极生成标准状况下气体体积为 11.2 L，选项 D 错误。4(2018全国卷)一种可充电锂空气电池
6、如图所示。当电池放电时，O 2与 Li 在多孔碳材料电极处生成 Li2O2 x(x0 或 1)。下列说法正确的是( D )A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极3C充电时，电解质溶液中 Li 向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为 Li2O2 x=2Li(1 )O2x2解析 放电时，O 2与 Li 在多孔碳电极处反应，说明电池内，Li 向多孔碳电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，选项 A 错误；因为多孔碳电极为正极，电子在外电路应该由锂电极流出，再流向多孔碳电极(由负极流向正极)，选项 B 错误；充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反，
7、放电时，Li 向多孔碳电极移动，充电时向锂电极移动，选项 C 错误；根据图示和上述分析，电池的正极反应应该是 O2与 Li 得电子转化为 Li2O2 x，电池的负极反应应该是单质 Li 失电子转化为 Li ，所以总反应为：2Li(1 )O2=Li2O2 x，充电的反应与放电的反应相反，所以为 Li2O2 x=2Li(1 )x2 x2O2，选项 D 正确。5(2018辽宁五校联考)下列装置由甲、乙部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺H 2N(CH2)2NH2氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法正确的是( D )A电子的流动方向 MFeCuSO 4溶液CuNBM 极电极反应
8、式：H 2N(CH2)2NH216OH 16e =2CO2N 212H 2OC当 N 极消耗 5.6 L O2时，则铁极增重 32 gD一段时间后，乙中 CuSO4溶液浓度基本保持不变解析 根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M 是负极，N 是正极，电解质溶液为酸性溶液；乙部分是在铁上镀铜，则铁为阴极与负极相连，铜为阳极与正极相连，电子不能通过溶液，选项 A 错误；H 2N(CH2)2NH2在负极 M 上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为 H2N(CH2)2NH24H 2O16e =2CO2 N216H ，选项 B 错误；未注明是否为标准状况，无法计算
9、 5.6LO2的物质的量，选项 C 错误；乙部分是在铁上镀铜，电解液浓度基本不变，选项 D正确。6(2018盐城一模)一种生物电化学方法脱除水体中 NH 的原理如下图所示： 44下列说法正确的是( B )A装置工作时，化学能转变为电能B装置工作时，a 极周围溶液 pH 降低C装置内工作温度越高，NH 脱除率一定越大 4D电极 b 上发生的反应之一是：2NO 2e =N23O 2 3解析 该装置是把电能转化为化学能，选项 A 错误；a 极为阳极，电极反应为NH 2H 2O6e =NO 8H ，所以 a 极周围溶液的 pH 减小，选项 B 正确；该装置是在 4 2细菌生物作用下进行的，所以温度过高
10、，导致细菌死亡，NH 脱除率会减小，选项 C 错误； 4b 极上反应式为 2NO 12H 10e =N26H 2O，选项 D 错误。 37(2017 全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a 常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为：16Li xS8=8Li2Sx(2 x8)。下列说法错误的是( D )A电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S62Li 2e =3Li2S4B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性D电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多解析 原电池中电解质阳离子
11、移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中 Li 移动方向可知，电极 a 为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8Li 2S8Li 2S6Li 2S4Li 2S2的还原反应，选项 A 正确；电池工作时负极电极方程式为：Lie =Li ，当外电路中流过 0.02 mol 电子时，负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02 mol，其质量为 0.14 g，选项 B 正确；石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极 a 的导电能力，选项 C 正确；电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li2Sx 16Li xS8(2 x8)，故 Li2S2的量会越来越少，选项 D 错误。= = = = =通
12、 电 8(2018朝阳期末)微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化5学产品，图 2 为其工作原理，图 1 为废水中 Cr2O 离子浓度与去除率的关系。下列说法27不正确的是( C )A若有机物为葡萄糖，则 M 极电极反应式为：C 6H12O6(葡萄糖)24e 6H 2O6CO 224H B电池工作时，N 极附近溶液 pH 增大C处理 1 mol Cr2O 时有 6 mol H 从交换膜左侧向右侧迁移27DCr 2O 离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活27解析 由图可知，该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳，M 电极为负极；氧气和 Cr2O 被还原，N 电极为
13、正极。若有机物为葡萄糖，则根据电子得失27守恒以及电荷守恒可得电极反应式：C 6H12O6(葡萄糖)24e 6H 2O=6CO224H ，选项A 正确；电池工作时，N 极电极反应式为：O 24H 4e =2H2O，故 N 附近溶液 pH 增大，选项 B 正确；由于右侧除了 Cr2O 得电子，还有一定量的氧气得到电子，故处理 1 mol 27Cr2O 需要 6 mol 电子，但从交换膜左侧向右侧迁移的 H 的物质的量大于 6 mol，选项27C 错误；由图 1 可知，Cr 2O 离子浓度较大时，其去除率几乎为 0，因为其有强氧化性会27造成还原菌的蛋白质变性而失活，选项 D 正确。9(2018武
14、汉一模)某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的 Ni2 和 Cl ，图甲是双膜三室电沉积法回收废水中 Ni2 的示意图，图乙描述的是实验中阴极液 pH 与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是( D )A交换膜 b 为阴离子交换膜B阳极反应式为 2H2O4e O 24H C阴极液 pH1 时，镍的回收率低主要是有较多 H2生成D浓缩室得到 1 L 0.5 mol/L 盐酸时，阴极回收得到 11.8 g 镍解析 由图可知浓缩室中盐酸浓度增大，所以废水中 Cl 应该经过交换膜 b 进入浓缩6室，而硫酸溶液中的 H 应该经过交换膜 a 进入浓缩室，所以 a、b 分别为阳离子交换膜与阴离子交换膜，
15、选项 A 正确；阳极发生氧化反应，为溶液中 OH 放电产生O24OH 4e =O22H 2O，也可以写成：2H 2O4e =O24H ，选项 B 正确；阴极上主要发生：Ni 2 2e =Ni，但是如果溶液 pH 太小， c(H )较大，可能发生：2H 2e =H2，而使镍的回收率低，选项 C 正确；浓缩室得到 1 L 0.5 mol/L 盐酸时，则有 0.4 mol Cl 进入浓缩室，电路上有 0.4 mol 电子通过，如果阴极只有 Ni2 放电，则会析出 0.2 mol Ni，即 11.8 g 镍，但是由于阴极还发生了 2H 2e =H2，所以得到镍的质量小于 11.8 g，选项 D 错误。
16、10(1)(2018江淮十校调研)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯、AsO ，其原理如图所示(导电壳内部为纳米零价铁)。 3在除污过程中，纳米零价铁中的 Fe 为原电池的_负_极 (填“正”或“负”)，写出C2HCl3在其表面被还原为乙烷的电极反应式为_C 2HCl35H 8e =C2H63C1 _。(2)(2018武汉三模)根据 2CrO 2H Cr 2O H 2O 设计图示装置，以惰性电24 27极电解 Na2CrO4溶液制取 Na2Cr2O7，图中右侧电极与电源的_正极_极相连，其电极反应式为 4OH 4e =O22H 2O(或 2H2O4e =O24H ) 。透过交换膜的离子为
17、_Na _，该离子移动的方向为_ba_ (填“ab”或“ba”)。(3)(2018 江淮十校联考)含有氮的的氧化物 NOx尾气也可用电解法进行处理，其装置图如下(C 1、C 2均为碳棒)：与铅蓄电池中二氧化铅电极相连的应该是：_C 1_(C1、C 2)，写出 C2电极反应式：_2NOx4 xe 4 xH =N2 2 xH2O_。若右侧溶液质量增加 18 g，则铅蓄电池中有_207_g 铅放电。解析 (1)由图可知，纳米零价铁中 Fe 失电子作负极，C 2HCl3在其表面被还原为乙烷，7根据电荷守恒和原子守恒，该电极反应式为：C 2HCl35H 8e =C2H63C1 。(2)根据2CrO 2H
18、 Cr 2O H 2O 反应可知：右侧 b 内溶液中氢离子浓度增大，平衡右移，24 27说明溶液中氢氧根离子失电子变为氧气，发生氧化反应，该极为阳极，与电源的正极相连接，因此图中右侧电极与电源的正极相连；其电极反应式为 4OH 4e =O22H 2O；根据图示可知透过交换膜的离子为 Na ；钠离子向阴极移动，即向电解池的左侧 a 方向移动，即 ba。(3)由图可知 C2发生 NOxN 2，氮元素被还原，故 C2为阴极接铅蓄电池负极即Pb 电极，故 PbO2电极接 C1；C 1电极反应为：2H 2O4e =4H O 2，C 2电极反应为：2NOx4 xe 4 xH =N22 xH2O，设铅蓄电池
19、中有 y g Pb 放电，则电路上有 2 mol y207e 通过，则有 2 mol H 流向右侧，右侧通过电极反应增重： 2 ，即y207 y207 21842 18，故 y207 g。y207 218411(2018衡水三模)某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在 F 极附近显红色。试回答下列问题：(1)电源 A 极的名称是_正极_(正极或负极)。(2)电解一段时间后，甲装置中要加入 80 g CuO 和 3 mol H2O 才能恢复至通电前的状态，则电路上通过的电子个数为_8 NA_。(3) 假如乙装置的溶液体积为
20、2 L，食盐水足量，若溶液的 pH 从 7 变成 14，则两极总共产生的气体在标准状态下为_44.8_L。如果此时将电路断开，将 EF 直接相连，电路上有电流产生，两极电极反应式分别为：E_Cl22e =2Cl _，F_ H22e 2OH =2H2O_ 。(4)欲用丙装置给铜镀银，G 应该是_银_(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是_AgNO3_(填化学式)。(5)欲用丙装置精炼铜，G 应该是_粗铜_(填“粗铜”或“精铜”)，电解一段时间后电解液中的铜离子浓度 _减小_(填“增大”或“不变” 或“减小”)，假如粗铜中杂质只有铁和锌，精炼结束后溶液总质量不变，则铁和锌的物质的量之比为_18_
21、。(6)装置丁中的现象是_X 极附近红褐色变浅，Y 极附近红褐色变深_。解析 (1)向乙中滴入酚酞试液，在 F 极附近显红色，说明该极上氢离子放电，所以该电极是阴极，A 是电源的正极。(2)甲装置中要加入 80 g CuO 氧化铜和 3 mol H2O 才能恢8复至通电前的状态，可见阴极先析出铜，后产生氢气，阳极产生氧气，由加入的氧化铜和水的量可知，电解过程中产生的氧气为 2 mol，所以电路上有 8 mol 电子通过；(3)电解饱和氯化钠溶液离子方程式：2Cl 2H 2O Cl2H 22OH ，由 pH 变化可= = = = =通 电 知产生的 n(OH )2 mol，所以产生的 Cl2和 H2各 1 mol，标准状态下，共 44.8 L。将电路断开，将 EF 直接相连，电路上有电流产生，说明产生的 Cl2和 H2形成了原电池，据此可以写出两极电极反应式。(4)欲用丙装置给铜镀银，阴极为铜，阳极应该是银，电镀液的主要成分是 AgNO3溶液。(5)精炼铜时，阳极应为粗铜，阴极应为精铜，电解质溶液为铜盐。由于粗铜中的铁和锌均比铜活泼，所以二者均溶解，相当于发生了：Cu2 Fe= =Fe2 Cu，Cu 2 Zn= =Zn2 Cu，根据溶液总质量不变可求出铁和锌的物质的量之比。(6)胶体可以发生电泳，且氢氧化铁胶粒带正电荷，据此可知丁中的现象。
