高考化學二輪復習 第1部分 核心突破 專題2 基本理論 第7講 電化學原理及應用對點規(guī)范訓練

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電化學原理及應用 1．(2016四川卷)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時電池總反應為Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是(　C　) A．放電時，Li＋在電解質(zhì)中由負極向正極遷移 B．放電時，負極的電極反應式為LixC6－xe－===xLi＋＋C6 C．充電時，若轉(zhuǎn)移1 mol e－，石墨(C6)電極將增重7x g D．充電時，陽極的電極反應式為LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 解析：A項原電池中陽離子由負極向正極遷移，A項正確；B項放電時，負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為LixC6－xe－===xLi＋＋C6，B項正確；C項充電時，若轉(zhuǎn)移1 mol電子，石墨電極質(zhì)量將增重7 g，C項錯誤；D項充電時陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式為LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D項正確。 2．(2016河北唐山一模)某學習小組的同學査閱相關(guān)資料知，氧化性：Cr2O>Fe3＋，設計了鹽橋式的原電池，如右圖。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液．下列敘述中正確的是(　C　) A．甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應 B．乙燒杯中發(fā)生的電極反應為2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O＋14H＋ C．外電路的電流方向是從b到a D．電池工作時，鹽橋中的SO移向乙燒杯 解析：氧化性：Cr2O>Fe3＋，所以該原電池反應中，F(xiàn)e2＋是還原劑，Cr2O是氧化劑，即甲為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，負極反應式為Fe2＋－e－===Fe3＋，乙為原電池的正極，發(fā)生還原反應，正極反應式為Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，A、B項均錯誤；外電路的電流是由正極流向負極，即由b流向a，C項正確；電池工作時，鹽橋中的陰離子移向負極，即SO移向甲燒杯，D項錯誤。 3．(2016四川成都二模)全釩液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲能電池，工作原理如圖所示，a、b均為惰性電極，放電時左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{色。下列敘述正確的是(　D　) 注：V2＋為紫色，V3＋為綠色，VO2＋為藍色，VO為黃色 A．充電時，右槽溶液顏色由紫色變?yōu)榫G色 B．放電時，b極發(fā)生還原反應 C．充電過程中，a極的電極反應式為VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O D．電池的總反應可表示為VO＋V2＋＋2H＋VO2＋＋V3＋＋H2O 解析：放電時，左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{色，即VO得電子被還原為VO2＋ ，故左槽為原電池的正極，右槽為原電池的負極。充電時右槽電極應與電源負極相連，右槽電極為陰極，發(fā)生還原反應，即V3＋得電子被還原為V2＋ ，溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙珹項錯誤；放電時，裝置為原電池，b極為負極，發(fā)生氧化反應，B項錯誤；充電過程中，a極與電源正極相連，為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，C項錯誤；根據(jù)裝置圖結(jié)合以上分析可知，總反應為VO＋V2＋＋2H＋VO2＋＋V3＋＋H2O，D項正確。 4．(2016河南開封調(diào)研)一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中有機廢水中的有機物可用C6H10O5表示。下列有關(guān)說法正確的是(　C　) A．b電極為該電池的負極 B．b電極附近溶液的pH減小 C．a(chǎn)電極反應式：C6H10O5－24e－＋7H2O===6CO2↑＋24H＋ D．中間室：Na＋移向左室，Cl－移向右室 解析：由圖示可知，通入C6H10O5的電極為負極，即a電極為電池的負極，且負極反應式為C6H10O5－24e－＋7H2O===6CO2↑＋24H＋，A項錯誤，C項正確；同樣由圖示可知，b電極為正極，且正極反應式為2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，故b電極附近溶液的H＋濃度減小，pH增大，B項錯誤；原電池中，Na＋移向正極，即移向右室，Cl－移向負極，即移向左室，D項錯誤。 5．(2016河北衡水模擬)某同學利用下圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護條件。下列說法不合理的是(　A　) 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]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溶液變成紅色，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被腐蝕 C．③區(qū)Zn電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]未出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被保護 D．④區(qū)Zn電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被腐蝕 解析：①區(qū)構(gòu)成原電池，鐵作為負極，銅作為正極，發(fā)生吸氧腐蝕，所以銅電極吸收氧氣，沒有氣泡產(chǎn)生，A項錯誤；②區(qū)為電解池，銅為陰極，陰極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，H＋減少，使H2OH＋＋OH－的平衡正向移動，OH－濃度增大，電極附近溶液顯堿性，滴加酚酞溶液后變紅色，鐵為陽極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，滴加K3[Fe(CN)6]出現(xiàn)藍色，B項正確；③區(qū)構(gòu)成原電池，鋅作負極，負極反應式為Zn－e－===Zn2＋，鐵作為正極，鐵被保護，不產(chǎn)生Fe2＋，滴加K3[Fe(CN)6]不會出現(xiàn)藍色，C項正確；④區(qū)鋅作電解池的陰極，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，鐵作陽極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，滴加K3[Fe(CN)6]出現(xiàn)藍色，D項正確。 6．(2016北京卷)用石墨電極完成下列電解實驗。 實驗一 實驗二 裝置 現(xiàn)象 a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化 兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生…… 下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是(　B　) A．a(chǎn)、d處：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ B．b處：2Cl－－2e－＝Cl2↑ C．c處發(fā)生了反應：Fe－2e－＝Fe2＋ D．根據(jù)實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅 解析：根據(jù)a、d處試紙變藍，可判斷a、d兩點都為電解池的陰極，發(fā)生的電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A項正確：b處變紅，局部褪色，說明b為電解池的陽極，2Cl－－2e－===Cl2↑，氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HCl溶液顯酸性，HClO具有漂白性，B項不正確；c處為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子，發(fā)生的電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，C項正確；實驗一中ac形成電解池，db形成電解池，所以實驗二中也形成電解池，銅珠的左端為電解池的陽極，銅失電子生成銅離子，m、n是銅珠的右端，為電解池的陰極，開始時產(chǎn)生氣體，后來銅離子得到電子生成單質(zhì)銅，故D項正確。 7．(2016天津卷節(jié)選)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－ FeO＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 (1)電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在陽極室(填“陰極室”或“陽極室”)。 (2)電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低。 (3)c( Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點中的一點，分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因：M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢__N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。 解析：(1)根據(jù)電解總反應：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，結(jié)合陽極發(fā)生氧化反應知，陽極反應式為Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，結(jié)合陰極發(fā)生還原反應知，陰極反應式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。考慮FeO易被H2還原，所以應使用陽離子交換膜防止FeO、H2接觸，則陽極室消耗OH－且無補充，故c(OH－)降低。(2)結(jié)合題給信息“Na2FeO4易被氫氣還原”知，陰極產(chǎn)生的氫氣不能接觸到Na2FeO4，故需及時排出。(3)圖示中隨著c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后減小，結(jié)合已知信息“Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定”知，M點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)低，反應速率小且Na2FeO4穩(wěn)定性差。結(jié)合已知信息“若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)”知，N點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)過高，鐵電極上產(chǎn)生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。