易錯點1 原電池和電解池的辨別與比較
1.(★★☆)用滴有酚酞和氯化鈉溶液的濕潤濾紙分別做如圖所示的甲、乙兩個實驗,結果發(fā)現(xiàn)b、d電極附近均變成紅色,下列說法錯誤的是( )
A.甲是原電池裝置,乙是電解池裝置
B.b電極是原電池的正極,d電極是電解池的陰極
C.a、d電極發(fā)生的電極反應均為Fe-2e- Fe2+
D.a、c電極均發(fā)生氧化反應
2.(★★☆)某同學設計如圖所示裝置探究電化學原理,下列有關推斷正確的是( )
A.若Q為直流電源,鐵電極質(zhì)量減輕,則a為直流電源的負極
B.若Q為用電器,X和Y均為燒堿溶液,則電流方向為由b到a
C.若Q為用電器,X和Y分別為FeCl2溶液、AlCl3溶液,則鐵電極的電極反應式為Fe2++2e- Fe
D.若Q為直流電源,X和Y均為飽和氯化鈉溶液,則鋁電極上一定發(fā)生氧化反應
易錯點2 不能正確理解電極反應與環(huán)境的關系
3.(★★☆)鋅銀電池的電極分別是Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,它充電和放電過程可以表示為2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O。下列敘述中,正確的是 ( )
A.在放電過程中,電池負極區(qū)溶液pH減小
B.在充電過程中,溶液的pH逐漸增大
C.在放電過程中,電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極
D.充電時,Ag2O電極發(fā)生還原反應,Zn電極發(fā)生氧化反應
易錯點3 書寫燃料電池電極反應式時忽視電解質(zhì)的性質(zhì)
4.(★★☆)(雙選)一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導O2-。下列有關該燃料電池的說法正確的是( )
A.在熔融電解質(zhì)中,O2-由負極移向正極
B.電池的總反應為2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
C.通入空氣的一極是正極,電極反應為O2+4e- 2O2-
D.通入丁烷的一極是正極,電極反應為C4H10+26e-+13O2- 4CO2+5H2O
易錯點4 金屬作電極時,電極反應搞不清楚
5.(★★★)溫度為25 ℃時,將兩個銅電極插入一定量的硫酸鈉飽和溶液中進行電解,通電一段時間后,在陰極逸出a ml氣體,同時有w g Na2SO4·10H2O析出,若溫度不變,此時剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為( )
A.w/(w+18a)×100%
B.w/(w+36a)×100%
C.7 100w/161(w+18a)%
D.7 100w/161(w+36a)%
易錯點5 不能正確理解離子的放電順序與金屬活動性順序的關系
6.(★★★)有兩個串聯(lián)的電解池,甲池盛有CuSO4溶液,乙池盛有一定量某硝酸鹽的稀溶液,電解時當甲池電極質(zhì)量增加1.6 g時,乙池析出0.45 g固體,則乙池的溶質(zhì)可能是( )
A.AgNO3 B.NaNO3
C.Mg(NO3)2 D.Al(NO3)3
7.(★★★)用Pt電極電解含有0.1 ml Cu2+和0.1 ml X3+的溶液,陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m(g)與電路中通過電子的物質(zhì)的量n(ml)的關系如圖所示。則離子的氧化能力由大到小的排列順序正確的是( )
A.Cu2+>X3+>H+ B.H+>X3+>Cu2+
C.X3+>Cu2+>H+ D.Cu2+>H+>X3+
易錯點6 不理解金屬的電化學腐蝕與防護原理
8.(★☆☆)(雙選)下列有關金屬腐蝕與防護的說法,正確的是( )
A.純銀器表面在空氣中因化學腐蝕漸漸變暗
B.當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鍍層仍能對鐵制品起保護作用
C.在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法
D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕
思想方法練
建模思想巧解新型化學電源題
1.(★★☆)一種用于驅(qū)動潛艇的液氨液氧燃料電池原理如圖所示,下列有關該電池說法正確的是( )
A.該電池工作時,每消耗22.4 L NH3轉(zhuǎn)移3 ml電子
B.電子由電極A經(jīng)外電路流向電極B
C.電池工作時,OH-向電極B移動
D.電極B上發(fā)生的電極反應為O2+4H++4e- 2H2O
2.(★★☆)氮的化合物可以通過電化學轉(zhuǎn)化,如圖為NO轉(zhuǎn)化為NO2的工作原理示意圖,下列說法正確的是( )
A.Pt電極上發(fā)生的是氧化反應
B.Pt電極的電極反應式為O2+2H2O+4e- 4OH-
C.每轉(zhuǎn)化1 ml NO,消耗O2的體積為11.2 L
D.外電路中電子由NiO電極向Pt電極移動
3.(★★☆)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)子和氣體乙。下列敘述錯誤的是( )
A.電極B為正極
B.氣體乙可能為CO2
C.O2在電極A上得電子
D.電池工作時,電極B附近的pH逐漸減小
4.(★★☆)用吸附了H2的碳納米管等材料制作的二次電池的原理如圖所示。下列說法正確的是( )
A.放電時,負極的電極反應為H2-2e- 2H+
B.充電時,陽極的電極反應為Ni(OH)2+OH--e- NiO(OH)+H2O
C.充電時,將電池的碳電極與外電源的正極相連
D.放電時,OH-向鎳電極作定向移動
5.(★★☆)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電,在海水中電池總反應可表示為5MnO2+2Ag+2NaCl Na2Mn5O10+2AgCl。下列有關“水”電池在海水中放電時的說法正確的是( )
A.正極反應式:Ag+Cl--e- AgCl
B.每生成1 ml Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 ml電子
C.Na+不斷向“水”電池的負極移動
D.AgCl是還原產(chǎn)物
6.(★★☆)最近科學家利用下列裝置圖成功地實現(xiàn)了CO2和H2O合成CH4。下列敘述錯誤的是( )
A.電池工作時,實現(xiàn)了將太陽能轉(zhuǎn)化為電能
B.銅電極為正極,電極反應式為CO2-8e-+8H+ CH4+2H2O
C.電池內(nèi)H+透過質(zhì)子交換膜從左向右移動
D.為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量稀硫酸
7.(★★★)大功率的鎳氫電池使用在油電混合動力車輛中。鎳氫電池(NiMH電池)正極板材料為NiO(OH),負極板材料為吸氫合金,下列關于該電池的說法中正確的是( )
A.放電時電池內(nèi)部H+向負極移動
B.充電時,將電池的負極與外接電源的正極相連
C.充電時陽極反應式為Ni(OH)2+OH--e- NiO(OH)+H2O
D.放電時負極的電極反應式為MHn-ne- M+nH+
答案全解全析
易混易錯練
1.C 本題的易錯之處是不能根據(jù)實驗現(xiàn)象和裝置圖判斷原電池和電解池的電極名稱、電極反應及類型。甲圖中沒有電源,為原電池裝置;乙圖中有電源,為電解池裝置,A項正確。根據(jù)題意可知,b電極周圍有氫氧根離子生成,電極反應式為O2+4e-+2H2O 4OH-,發(fā)生還原反應,則b電極為原電池的正極;a電極為原電池的負極,失去電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為Fe-2e- Fe2+;d電極為電解池的陰極,其附近有氫氧根離子生成,電極反應式為2H2O+2e- H2↑+2OH-,則B項正確,C項錯誤。c電極為電解池的陽極,發(fā)生氧化反應,a電極上也發(fā)生氧化反應,D項正確。
2.C Q為直流電源時,該裝置為電解池,鐵電極質(zhì)量減輕,說明鐵電極發(fā)生氧化反應,故鐵電極是電解池的陽極,則a是直流電源的正極,b是直流電源的負極,A項錯誤。若Q為用電器,則該裝置為原電池,在燒堿溶液中鋁失去電子發(fā)生氧化反應,電子經(jīng)用電器由b流向a,電流方向為由a到b,B項錯誤。若Q為用電器,則該裝置為原電池,鋁比鐵活潑,則鋁電極是負極,鐵電極是正極,正極反應式為Fe2++2e- Fe,C項正確。若Q為直流電源,則該裝置為電解池,電解池的電極類型與外接電源的正負極有關,與電極材料無關,故鋁電極上可能發(fā)生氧化反應,也可能發(fā)生還原反應,D項錯誤。
3.A 本題容易因不能正確理解電極反應與環(huán)境的關系,從而不能正確書寫電極反應方程式,而無法正確判斷溶液的pH變化,導致錯選B。銀鋅電池放電時:
負極的電極反應為Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2;正極的電極反應為Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-。
銀鋅電池充電時:
陰極的電極反應為Zn(OH)2+2e- Zn+2OH-;陽極的電極反應為2Ag-2e-+2OH- Ag2O+H2O。
放電時,負極區(qū)消耗OH-,c(OH-)減小,則溶液的pH減小,A正確;充電時,陽極消耗OH-,而陰極生成等量的OH-,又因生成了H2O,故溶液中c(OH-)減小,溶液的pH也減小,B錯誤;放電時,Zn為負極,Ag2O為正極,電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極,C錯誤;充電時,Zn極為陰極,Zn(OH)2發(fā)生還原反應,Ag2O極為陽極,Ag發(fā)生氧化反應,D錯誤。
4.BC 原電池的負極發(fā)生氧化反應,對應物質(zhì)中元素化合價升高,電極反應為C4H10-26e-+13O2- 4CO2+5H2O;原電池正極O2發(fā)生還原反應化合價降低,電極反應為O2+4e- 2O2-,C正確,D錯誤。在電池內(nèi)部,放電過程中陰離子向負極移動,陽離子向正極移動,A錯誤。電池總反應為2C4H10+13O2 8CO2+10H2O,B正確。
5.D 有些同學對金屬作電極,電極反應搞不清楚,認為電解硫酸鈉溶液就是電解水,而錯選C。用Cu作電極時陽極反應式為Cu-2e- Cu2+,陰極反應式為2H++2e- H2↑,電解時總的化學方程式為Cu+2H2O Cu(OH)2+H2↑,陰極逸出a ml H2,水被電解了2a ml,根據(jù)溶解度知識,剩余溶液仍為飽和溶液,因此電解的水與析出的晶體,也恰好形成飽和溶液,溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為142w322w+36a×100%=71w161(w+36a)×100%。
6.A 根據(jù)電解池中陰極陽離子的放電順序可知,溶液中離子放電順序是Ag+>H+>Al3+>Mg2+>Na+,故電解電解質(zhì)的水溶液時不會析出在金屬活動性順序中排在氫前面的金屬,則本題答案只能是A。
7.C 本題的易錯之處是弄不清楚離子的放電順序而錯選。氧化性:Cu2+>H+,由圖可知,反應開始轉(zhuǎn)移0.1 ml電子時,沒有固體析出,可確定是0.1 ml X3+在陰極得到電子轉(zhuǎn)化為0.1 ml X2+。而后有固體物質(zhì)析出,則是Cu2+得到0.2 ml電子生成0.1 ml銅,即析出的銅的質(zhì)量為6.4 g,Cu2+反應完全后,H+得到電子生成氫氣,沒有固體生成。因此三種離子的氧化性順序為X3+>Cu2+>H+,C項正確。
8.AC 在空氣中,純銀器表面因化學腐蝕漸漸變暗,A正確。當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,會加快鐵的腐蝕,B錯誤。鋅比鐵活潑,形成原電池時,Zn作負極,從而保護Fe,C正確。外加直流電源保護金屬器件時,被保護的金屬器件應該與直流電源的負極相連,D錯誤。
思想方法練
1.B A項,溫度、壓強未知,不能計算22.4 L NH3的物質(zhì)的量,錯誤;B項,該電池中通入氧氣的電極B為正極,電極A為負極,電子由電極A經(jīng)外電路流向電極B,正確;C項,電池工作時,OH-向負極移動,錯誤;D項,該電池電解質(zhì)溶液為NaOH溶液,電極B上發(fā)生的電極反應為O2+2H2O+4e- 4OH-,錯誤。
2.D 原電池中正極得電子的物質(zhì)發(fā)生還原反應。根據(jù)裝置圖可知,Pt電極上氧氣得到電子轉(zhuǎn)化為O2-,所以Pt電極為正極,發(fā)生還原反應,A、B錯誤;不能確定氧氣所處的狀況,則不能計算氧氣的物質(zhì)的量,C錯誤;NiO電極是負極,NO在負極上失去電子,外電路中電子由NiO電極向Pt電極移動,D正確。
3.A 污水中的有機物在微生物作用下釋放出電子、質(zhì)子和氣體乙,說明有機物在電極B上發(fā)生氧化反應,電極B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,氧氣在正極得電子,C項正確;細菌將污水中的有機物分解,在此過程中釋放出電子、質(zhì)子和氣體乙,質(zhì)子濃度增大,則電極B附近的pH逐漸減小,D項正確。
4.B 放電時,負極電極反應為H2-2e-+2OH- 2H2O,A項錯誤;充電時,鎳電極為陽極,陽極發(fā)生失電子的氧化反應,陽極的電極反應為Ni(OH)2-e-+OH- NiO(OH)+H2O,B項正確;充電時碳電極為陰極,將碳電極與外電源的負極相連,C項錯誤;放電時陰離子向負極移動,OH-向碳電極作定向移動,D項錯誤。
5.B 根據(jù)總反應中化合價的升降和正極、負極的反應原理可知,正極反應為5MnO2+2e- Mn5O102-,負極反應為2Ag+2Cl--2e- 2AgCl,A項錯誤,B項正確;放電時,陽離子向正極移動,C項錯誤;AgCl是氧化產(chǎn)物,D項錯誤。
6.B 由裝置圖可知電池工作時,實現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為電能,A正確;銅電極為正極,二氧化碳在銅電極上得到電子生成甲烷,電極反應式為CO2+8e-+8H+ CH4+2H2O,B錯誤;電池內(nèi)氫離子透過質(zhì)子交換膜向正極移動,銅電極是正極,則電池內(nèi)氫離子透過質(zhì)子交換膜從左向右移動,C正確;向裝置中加入少量稀硫酸可以增強導電能力,提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,D正確。
7.C A項,根據(jù)原電池工作原理,陽離子向正極移動,錯誤;B項,充電時電池的負極與外接電源的負極相連,錯誤;C項,根據(jù)題圖知,電池正極的電極反應式為NiO(OH)+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,充電是電解池,發(fā)生的電極反應式與原電池的電極反應式是相反的,即陽極電極反應式為Ni(OH)2+OH--e- NiO(OH)+H2O,正確;D項,該電池的工作環(huán)境是堿性環(huán)境,不能有大量H+存在,放電時負極的電極反應式應為MHn+nOH--ne- M+nH2O,錯誤。

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