2019版高考化學二輪復習 第一篇 理綜化學選擇題突破 第5題 新型電源、電解的應用與金屬腐蝕學案.doc

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第5題　新型電源、電解的應用與金屬腐蝕 復習建議：3課時(題型突破2課時　習題1課時) 1．(2018課標全國Ⅰ，13)最近我國科學家設計了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應為： ①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋ ②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋ 該裝置工作時，下列敘述錯誤的是(　　) A.陰極的電極反應：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低 D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需為酸性 解析　陰極發(fā)生還原反應，氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，陰極的電極反應式為CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，A項正確；結(jié)合陽極區(qū)發(fā)生的反應，可知協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應為CO2＋H2S===S＋CO＋H2O，B項正確；石墨烯作陽極，其電勢高于ZnO@石墨烯的，C項錯誤；Fe3＋、Fe2＋在堿性或中性介質(zhì)中會生成沉淀，它們只穩(wěn)定存在于酸性較強的介質(zhì)中，D項正確。 答案　C 2．(2018課標全國Ⅱ，12)我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的NaCO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是(　　) A．放電時，ClO向負極移動 B．充電時釋放CO2，放電時吸收CO2 C．放電時，正極反應為：3CO2＋4e－===2CO＋C D．充電時，正極反應為：Na＋＋e－===Na 解析　電池放電時，ClO向負極移動，A項正確；結(jié)合總反應可知放電時需吸收CO2，而充電時釋放出CO2，B項正確；放電時，正極CO2得電子被還原生成單質(zhì)C，即電極反應式為3CO2＋4e－===2CO＋C，C項正確；充電時陽極發(fā)生氧化反應，即C被氧化生成CO2，D項錯誤。 答案　D 3．(2018課標全國Ⅲ，11)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說法正確的是(　　) A．放電時，多孔碳材料電極為負極 B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C．充電時，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移 D．充電時，電池總反應為Li2O2－x===2Li＋O2 解析　根據(jù)電池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此獲得電子，所以多孔碳材料電極為電池的正極，A項錯誤；放電時電子從負極(鋰電極)流出，通過外電路流向正極(多孔碳材料電極)，B項錯誤；Li＋帶正電荷，充電時，應該向電解池的陰極(鋰電極)遷移，C項錯誤；充電時，電池總反應為Li2O2－x===2Li＋O2，D項正確。 答案　D 4．(2017課標全國Ⅰ，11)支撐海港碼頭基礎的防腐技術，常用外加電流的陰極保護法進行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是(　　) A．通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B．通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流 D．通入的保護電流應該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整 解析　鋼管樁接電源的負極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負極流向鋼管樁(陰極)，A、B正確；C項，題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽極”不損耗，錯誤。 答案　C 5．(2017課標全國Ⅱ，11)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是(　　) A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極 B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極 C．陰極的電極反應式為：Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動 解析　A項，根據(jù)原理可知，Al要形成氧化膜，化合價升高失電子，因此鋁為陽極，正確；B項，陰極僅作導體，可選用不銹鋼網(wǎng)，且不銹鋼網(wǎng)接觸面積大，能增加電解效率，正確；C項，陰極應為氫離子得電子生成氫氣，錯誤；D項，電解時，陰離子移向陽極，正確。 答案　C 6．(2017課標全國Ⅲ，11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應為：16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是(　　) A．電池工作時，正極可發(fā)生反應：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性 D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多 解析　A項，原電池電解質(zhì)中陽離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li＋移動方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應，由總反應可知正極依次發(fā)生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的還原反應，正確；B項，電池工作時負極電極方程式為：Li－e－===Li＋，當外電路中流過0.02 mol電子時，負極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02 mol，其質(zhì)量為0.14 g，正確；C項，石墨烯具有良好的導電性，故可以提高電極a的導電能力，正確；D項，電池充電時為電解池，此時電解總反應為8Li2Sx16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量會越來越少，錯誤。 答案　D 7．(2016課標全國Ⅰ，11)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和SO可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。 下列敘述正確的是(　　) A．通電后中間隔室的SO離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大 B．該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C．負極反應為2H2O－4e－===O2＋4H＋，負極區(qū)溶液pH降低 D．當電路中通過1 mol電子的電量時，會有0.5 mol的O2生成 解析　電解池中陰離子向正極移動，陽離子向負極移動，即SO離子向正極區(qū)移動，Na＋ 向負極區(qū)移動，正極區(qū)水電離的OH－發(fā)生氧化反應生成氧氣，H＋留在正極區(qū)，該極得到H2SO4產(chǎn)品，溶液pH減小，負極區(qū)水電離的H＋發(fā)生還原反應生成氫氣，OH－留在負極區(qū)，該極得到NaOH產(chǎn)品，溶液pH增大，故A、C項錯誤，B正確；該電解池相當于電解水，根據(jù)電解水的方程式可計算出當電路中通過1 mol電子的電量時，會有0.25 mol的O2生成，錯誤。 答案　B 8．(2016課標全國Ⅱ，11)MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是(　　) A．負極反應式為Mg－2e－===Mg2＋ B．正極反應式為Ag＋＋e－===Ag C．電池放電時Cl－由正極向負極遷移 D．負極會發(fā)生副反應Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 解析　根據(jù)題意，Mg海水AgCl電池總反應式為Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A項，負極反應式為Mg－2e－===Mg2＋，正確；B項，正極反應式為2AgCl＋2e－===2Cl－＋ 2Ag，錯誤；C項，對原電池來說，陰離子由正極移向負極，正確；D項，由于鎂是活潑金屬，則負極會發(fā)生副反應Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正確。 答案　B 9．(2015全國卷Ⅰ，11)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。下列有關微生物電池的說法錯誤的是(　　) A．正極反應中有CO2生成 B．微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 解析　由題意可知，微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，B正確；氧氣在正極反應，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，則正極反應為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒有CO2生成，A項錯誤；負極發(fā)生反應：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在負極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項正確；總反應為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項正確。 答案　A 命題調(diào)研(2014～2018五年大數(shù)據(jù)) 命題角度 設項方向 頻數(shù) 難度 1.新型化學電源 正、負極判斷 5 0.43 離子移動方向 電極反應式、總原電池方程式的正誤判斷 電極及電解液轉(zhuǎn)移電子計算 2.電解原理在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用 陰、陽極的判斷 3 0.51 離子交換膜的作用 副反應分析及溶液酸堿性的改變 電極方程式的正誤判斷 3.金屬的腐蝕與防護 電化學腐蝕的原因分析 1 0.60 防止金屬腐蝕的措施 在2019年高考中，對于電化學的考查將繼續(xù)堅持以新型電池及電解應用裝置為背景材料，以題干(裝置圖)提供電極構(gòu)成材料、交換膜等基本信息，基于電化學原理廣泛設問，綜合考查電化學基礎知識及其相關領域的基本技能，包括電極與離子移動方向判斷、電極反應式書寫、溶液的酸堿性和pH變化、有關計算及其與相關學科的綜合考查等。預測以二次電池以及含有離子交換膜的電解池為背景的命題將成為熱點題型，因為二次電池不僅實現(xiàn)電極材料循環(huán)使用，符合“低耗高效”的時代需求，而且命題角度豐富，便于同時考查原電池和電解池工作原理；含有離子交換膜的電解池設問空間大，便于考查考生的探究能力。 判斷 依據(jù) 電極 材料 電極 反應 電子 流向 離子 移向 電極現(xiàn)象 原電池 負 極 活潑金屬 氧化 反應 流出 陰離子 移向 電極質(zhì)量 減小 正 極 不活潑 金屬 或非金屬 還原 反應 流入 陽離子 移向 電極增 重或質(zhì) 量不變 電解池 陽 極 與電源正 極相連 氧化 反應 流出 陰離子 移向 電極溶解 或pH 減小 陰 極 與電源負 極相連 還原 反應 流入 陽離子 移向 電極增重 或pH 增大 (1)燃料電池電極反應式的書寫(以氫氧燃料電池為例) ①注意介質(zhì)環(huán)境 ②掌握書寫程序 (2)其他新型一次電池 鈉硫電池 總反應：2Na＋xS===Na2Sx 正極：xS＋2e－===S 負極：2Na－2e－===2Na＋ 全釩液 流電池 總反應：VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O 正極：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 負極：V2＋－e－===V3＋ 鋰銅電池 總反應：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 正極：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ 負極：Li－e－===Li＋ MgH2O2電池 總反應：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正極：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 負極：Mg－2e－===Mg2＋ MgAgCl電池 總反應：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 正極：2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag 負極：Mg－2e－===Mg2＋ (3)充電(可逆)電池 鋅銀電池 總反應：Ag2O＋Zn＋H2O 2Ag＋Zn(OH)2 正極：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 負極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 陽極：2Ag＋2OH－－2e－===Ag2O＋H2O 陰極：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 鎳鐵電池 總反應：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 正極：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 負極：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 陽極：Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O 陰極：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ 鎳鎘電池 總反應：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 正極：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 負極：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2 陽極：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O 陰極：Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－ 高鐵電池 總反應：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 正極：FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 負極：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 陽極：Fe(OH)3＋5OH－－3e－===FeO＋4H2O 陰極：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 鋰離子 電池 總反應：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1) 正極：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 負極：LixC6－xe－===xLi＋＋C6 陽極：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 陰極：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 【題型建?！?鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，鎂電池放電時電壓高且平穩(wěn)，因此成為人們研制綠色電池所關注的重點。有一種鎂二次電池的反應為xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。下列說法錯誤的是(　　) A．放電時Mg2＋向正極移動 B．放電時正極的電極反應式為Mo3S4＋2xe－===Mo3S C．放電時Mo3S4發(fā)生氧化反應 D．充電時陰極的電極反應為xMg2＋＋2xe－===xMg [解題模型] [模型解題] 答案　C (1)常見的離子交換膜 種類 允許通過的離子及移動方向 說明 陽離子交換膜 陽離子→移向電解池的陰極或原電池的正極 陰離子和氣體不能通過 陰離子交換膜 陰離子→移向電解池的陽極或原電池的負極 陽離子和氣體不能通過 質(zhì)子交換膜 質(zhì)子→移向電解池的陰極或原電池的正極 只允許H＋通過 (2)[解題模型] 如：三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如下圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和SO可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。判斷ab、cd是什么交換膜；判斷離子的遷移方向；書寫電極反應式；判斷電極產(chǎn)物。 [模型解題] ①弄清是原電池還是電解池，判斷電極 有外接電源→電解池；n→陽極，m→陰極 ②根據(jù)電極判斷離子的移動方向和交換膜的種類 Na＋→通過ab→陰極?ab是陽離子交換膜 SO→通過cd→陽極?cd是陰離子交換膜 ③根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應式 陰極，陽離子競爭放電，放電順序：H＋>Na＋，陰極的電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 陽極，陰離子競爭放電，放電順序：OH－>SO，陽極的電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 (4)根據(jù)電極反應式和離子移動方向確定電極反應物 陰極H＋放電生成H2，剩余OH－與遷移過來的Na＋生成NaOH； 陽極OH－放電生成O2，剩余H＋與遷移過來的SO生成H2SO4。 [典例演示1] 世界某著名學術刊物介紹了一種新型中溫全瓷鐵空氣電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 下列有關該電池放電時的說法正確的是(　　) A．a(chǎn)極發(fā)生氧化反應 B．正極的電極反應式為FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－ C．若有22.4 L(標準狀況)空氣參與反應，則電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移 D．鐵表面發(fā)生的反應為xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2 解析　a極通入空氣，O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應，A錯誤；O2在正極發(fā)生反應，電極反應式為O2＋4e－===2O2－，B錯誤；由B項分析可知，電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移時正極上消耗1 mol O2，在標準狀況下的體積為22.4 L，則通入空氣的體積約為22.4 L5＝112 L，C錯誤；由圖可知，鐵表面H2O(g)參與反應生成H2，則發(fā)生的反應為xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，D正確。 答案　D [題型訓練1] 我國科研人員以Zn和尖晶石型錳酸鋅(ZnMn2O4)為電極材料，研制出一種水系鋅離子電池，該電池的總反應式為xZn＋Zn1－xMn2O4ZnMn2O4(0Fe>Cu，所以若將鋅板換成銅板，則先腐蝕活潑金屬Fe，錯誤；D項，鋼閘門與電源的負極相連而被保護，正確。 答案　C 2．如圖是電化學還原CO2制備草酸銅(CuC2O4)的反應原理，電解液不參加反應，通電一段時間后，下列說法不正確的是 (　　) A．Cu電極反應式為：Cu － 2e－===Cu2＋ B．草酸銅在陽離子交換膜右側(cè)生成 C．該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學能 D．每生成1 mol CuC2O4需要標況下44.8 L CO2 解析　Cu2＋在陽極生成，通過陽離子交換膜移向陰極(左側(cè))，草酸銅在陽離子交換膜左側(cè)生成，B錯誤。 答案　B 3．碳酸二甲酯(DMC)結(jié)構(gòu)簡式為(CH3O)2CO，化學性質(zhì)非?；顫姡瑯O易水解。用電解法制備碳酸二甲酯的模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是 (　　) A．圖中左側(cè)電極為陰極，右側(cè)電極為陽極 B．陽極反應：CO－2e－＋2CH3OH===(CH3O)2CO＋2H＋ C．質(zhì)子通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū) D．離子液體必須是水溶液，目的是傳遞電荷 解析　左側(cè)放電物質(zhì)CO是還原劑發(fā)生氧化反應為陽極，右側(cè)O2放電為陰極，A錯誤；B正確；質(zhì)子(H＋)在陽極區(qū)生成，通過交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū)，C錯誤；依據(jù)題干信息“碳酸二甲酯(DMC)極易水解”知：離子液體必須是非水體系，D錯誤。 答案　B 4．利用電解原理凈化含有機物的廢水，其原理是：在電解條件下將較低價態(tài)的金屬離子(Co2＋)氧化成較高價態(tài)的金屬離子(Co3＋)，利用較高價態(tài)的金屬離子將廢水中的有機物氧化成CO2。裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．鋅極為負極，發(fā)生氧化反應 B．石墨極上發(fā)生的電極反應式為Co2＋－e－===Co3＋ C．電解過程中，陰極附近溶液pH減小 D．氧化1 mol HCHO時電路中至少轉(zhuǎn)移3 mol電子 解析　根據(jù)圖示知，鋅為陰極、石墨為陽極，陰極發(fā)生還原反應，A項錯誤；石墨極發(fā)生氧化反應，電極反應式為Co2＋－e－===Co3＋，B項正確；鋅極的電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，陰極附近的電解質(zhì)溶液pH增大，C項錯誤；4Co3＋＋HCHO＋H2O===CO2↑＋4H＋＋4Co2＋，氧化1 mol HCHO時至少要轉(zhuǎn)移4 mol電子，D項錯誤。 答案　B 5．H3BO3可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備，其工作原理如圖，下列敘述錯誤的是(　　) A．M室發(fā)生的電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ B．N室中：a%＜b% C．b膜為陰膜，產(chǎn)品室發(fā)生反應的化學原理為強酸制弱酸 D．理論上每生成1 mol產(chǎn)品，陰極室可生成標準狀況下5.6 L氣體 解析　制備原理是原料室中[B(OH)4]－通過陰膜(b膜)進入產(chǎn)品室，M室中石墨電極上H2O放電產(chǎn)生O2和H＋，H＋通過陽膜(a膜)進入產(chǎn)品室，H＋＋[B(OH)4]－===H3BO3＋H2O，A正確，C正確；原料室中的Na＋通過陽膜(c膜)進入N室，N室中石墨電極上H2O放電產(chǎn)生H2和OH－，因而N室中NaOH溶液的濃度會增大，B正確；理論上每生成1 mol產(chǎn)品，M、N室電極反應式分別為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋、2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰極室(N室)生成0.5 mol H2，標準狀況下為11.2 L，D錯誤。 答案　D 6．用如圖所示裝置處理含NO的酸性工業(yè)廢水，某電極反應式為2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，則下列說法錯誤的是(　　) A．電源正極為A，電解過程中有氣體放出 B．電解時H＋從質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動 C．電解過程中，右側(cè)電解液pH保持不變 D．電解池一側(cè)生成5.6 g N2，另一側(cè)溶液質(zhì)量減少18 g 解析　A項，根據(jù)題意，與B極相連的電極反應為2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，作電解池的陰極，故B為負極，則A為正極，溶液中的OH－放電，生成O2，正確；B項，電解時，左側(cè)陽極室OH－發(fā)生反應，剩余了H＋，故H＋從質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動，正確；C項，在電解過程中，轉(zhuǎn)移20 mol e－時左側(cè)產(chǎn)生20 mol H＋，右側(cè)消耗24 mol H＋，右側(cè)c(H＋)減小，pH變大，錯誤；D項，電解池一側(cè)生成5.6 g N2，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為2 mol，故另一側(cè)發(fā)生反應的水的物質(zhì)的量為1 mol，溶液質(zhì)量減少18 g，正確。 答案　C 7．(2017河南羅山模擬)某學生為探究銅生銹的過程設計如圖所示裝置，下列選項正確的是(　　) A．一段時間后C棒上有氣泡冒出，附近的溶液變?yōu)榧t色 B．一段時間后溶液中會有藍色沉淀產(chǎn)生 C．Cu棒為正極，電極反應式：Cu－2e－===Cu2＋ D．C棒為正極，電極反應式：2H＋＋2e－===H2↑ 解析　由于銅的金屬活動性比氫弱，在電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，負極：Cu－2e－===Cu2＋，正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，溶液中，Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，所以B選項正確。 答案　B 8．鋰—銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣闊的發(fā)展前景。該電池通過一種復雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電能，其中放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法錯誤的是(　　) A．放電時，Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動 B．放電時，正極的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O D．整個反應過程中，氧化劑為O2 解析　因為原電池放電時，陽離子移向正極，所以Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動，A正確；由總反應方程式可知Cu2O中Cu元素化合價降低，被還原，正極反應式應為Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－，B錯誤；放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O，C正確；由C項分析知，Cu先與O2反應生成Cu2O，放電時Cu2O重新生成Cu，則整個反應過程中，Cu相當于催化劑，O2為氧化劑，D正確。 答案　B 9．將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽極區(qū)進行電解，以實現(xiàn)H2S轉(zhuǎn)化為S的目的。下列判斷錯誤的是(　　) A．電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應：S2－－2e－===S，(n－1)S＋S2－===S B．電解時陰極的電極反應式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成S＋2H＋===nS↓＋H2↑ D．該裝置的離子交換膜為陽離子交換膜 解析　電解過程中陽極區(qū)發(fā)生氧化反應，得到硫單質(zhì)，然后是S和S2－之間的反應，即S2－－2e－===S，(n－1)S＋S2－===S，故A正確；電解過程中陰極上氫離子放電生成氫氣：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故B正確；電解后陽極區(qū)離子為S，酸性條件下，S失電子發(fā)生氧化反應生成S單質(zhì)，同時生成H2S，反應方程式為S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑，故C錯誤；電解時陽極區(qū)c(S2－)減小，陰極區(qū)c(OH－)增大，故該裝置的離子交換膜為陽離子交換膜，故D正確。 答案　C 題型特訓(三)(教師素材) 1．遠洋輪船的船體材料是合金鋼，為了保障航行安全，延長輪船的使用壽命，通常在與海水接觸的船殼(船底及船側(cè))上鑲嵌一些金屬塊M。下列有關說法不正確的是(　　) A．上述保護船殼免受腐蝕的方法叫犧牲陽極的陰極保護法 B．M可能是鋅、鎂、錫等金屬 C．船殼主要發(fā)生吸氧腐蝕 D．在上述保護船殼的過程中，負極反應為M－ne－ ===Mn＋ 解析　利用原電池原理，在鋼鐵的表面鑲嵌比鐵活潑的金屬，使鋼鐵免受腐蝕的方法叫犧牲陽極的陰極保護法，A項正確；如果在與海水接觸的船殼上鑲嵌錫塊，由于鐵比錫活潑，在船殼、空氣、海水構(gòu)成的原電池中，鐵為負極，會加快船殼的腐蝕，B項錯誤；海水的pH≈8，船殼主要發(fā)生吸氧腐蝕，C項正確；在犧牲陽極的陰極保護法中，比鐵活潑的金屬M作負極，發(fā)生氧化反應，D項正確。 答案　B 2．我國科學家設計出的一種裝置(如圖所示)，實現(xiàn)了“太陽能→電能→化學能”的轉(zhuǎn)化，總反應為2CO2===2CO＋O2。下列有關說法正確的是(　　) A．該裝置屬于原電池 B．人體呼出的水蒸氣參與Y極反應：CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－ C．反應完畢，該太陽能裝置中的電解質(zhì)溶液堿性增強 D．X極電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 解析　該裝置實現(xiàn)了太陽能→電能→化學能的轉(zhuǎn)化，而將電能轉(zhuǎn)化為化學能屬于電解池，A項錯誤；由圖可知Y極發(fā)生的是得電子的反應，人體呼出的氣體中含有CO2和H2O，B項正確；由得失電子守恒原理知，X極消耗的OH－總量等于Y極生成的OH－總量，即電解質(zhì)溶液的堿性沒有改變，C項錯誤；從電子的流向看，X電極失去電子，故X電極是負極，電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，D項錯誤。 答案　B 3．為了強化安全管理，某油庫引進一臺空氣中汽油含量的測量儀，其工作原理如圖所示(用強酸性溶液作電解質(zhì)溶液)。下列說法不正確的是(　　) A．石墨電極作正極，發(fā)生還原反應 B．鉑電極的電極反應式：C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋ C．H＋由質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移 D．每消耗5.6 L O2，電路中通過1 mol電子 解析　由圖像知，石墨電極通入O2，發(fā)生還原反應O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A項不符合題意。鉑電極上發(fā)生氧化反應，電極反應式為C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋，B項不符合題意。在原電池中，陽離子向正極遷移，陰離子向負極遷移，C項不符合題意。由于沒有指明反應溫度和壓強，不能通過體積計算O2的物質(zhì)的量，也就無法確定轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，D項符合題意。 答案　D 4．電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理如圖所示，其中NH3被氧化為常見無毒物質(zhì)。下列說法錯誤的是(　　) A．溶液中OH－向電極a移動 B．電極b上發(fā)生還原反應 C．負極的電極反應式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O D．理論上反應消耗的NH3和O2的物質(zhì)的量之比為3∶4 解析　電極a上NH3發(fā)生氧化反應生成N2，則電極a為負極，電極b為正極，原電池中，陰離子向負極移動，故A項正確；電極b為正極，發(fā)生還原反應，B項正確；負極上NH3失電子生成N2和H2O，電極反應式為2NH3－6e－＋6OH－===N2十6H2O，C項正確；由電池反應4NH3＋3O2===2N2＋6H2O可知，理論上反應消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶3，D項錯誤。 答案　D 5．用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽，可使廢水中NH在某一室富集，模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．陽極室溶液由無色逐漸變成棕黃色 B．陰極的電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．電解一段時間后陰極室溶液的pH升高 D．電解一段時間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH4)3PO4 解析　陽極上Fe發(fā)生氧化反應，陽極室溶液由無色變?yōu)闇\綠色，A項錯誤；陰極上H＋發(fā)生還原反應，2H＋＋2e－===H2↑，B項錯誤；根據(jù)陰極上電極反應，陰極消耗H＋，電解一段時間后，陰極室溶液pH升高，C項正確；電解一段時間后，陰極室溶液pH升高，NH與OH－反應生成NH3H2O，因此陰極室溶液中溶質(zhì)除(NH4)3PO4外，還可能有NH3H2O，D項錯誤。 答案　C 6．已知反應：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。某科研小組用如圖所示的電解裝置，從Na2CrO4溶液中制取Na2Cr2O7。下列有關敘述正確的是(　　) A．CrO生