1.用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。
下列對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是( )
A.a(chǎn)、d處:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
B.b處:2Cl--2e-===Cl2↑
C.c處發(fā)生了反應(yīng):Fe-2e-===Fe2+
D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理,實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅
2.根據(jù)光合作用原理,設(shè)計(jì)如圖原電池裝置。下列說法正確的是( )
A.a電極為原電池的正極
B.外電路電流方向是a→b
C.b電極的電極反應(yīng)式為:O2+2e-+2H+===H2O2
D.a(chǎn)電極上每生成1mlO2,通過質(zhì)子交換膜的H+為2ml
3.甲醇燃料電池是目前應(yīng)用比較廣泛的一種燃料電池,其工作原理如圖所示:
下列說法正確的是( )
A.N為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.a(chǎn)氣體為氧氣,b氣體為甲醇
C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH減小
D.若有1mlCO2生成,則有6mlH+從甲池透過交換膜進(jìn)入乙池
4.利用微生物可將廢水中苯酚的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,裝置如圖所示。電池工作時,下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)極為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.b極的電極反應(yīng)式為:2NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) +12H+-10e-===N2↑+6H2O
C.中間室的Cl-向左室移動
D.左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4g時,用電器流過2.4ml電子
5.工業(yè)上聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為:2H++2e-===H2↑
B.產(chǎn)物丙為硫酸
C.離子交換膜d為陰離子交換膜
D.每轉(zhuǎn)移0.1ml電子,產(chǎn)生1.12L的氣體乙
6.為了強(qiáng)化安全管理,某油庫引進(jìn)一臺空氣中汽油含量的測量儀,其工作原理如圖所示(用強(qiáng)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(yīng)
B.鉑電極的電極反應(yīng)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5.6LO2,電路中通過1ml電子
7.驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法,實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。
下列說法不正確的是( )
A.對比②③,可以判定Zn保護(hù)了Fe
B.對比①②,K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化
C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時不能用①的方法
D.將Zn換成Cu,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑
(B組)
1.CO2是重要的溫室氣體,對地球溫室效應(yīng)的“貢獻(xiàn)”最大,如何利用CO2是擺在科技工作者面前的重要課題。下圖所示電解裝置可將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯,該裝置的電解質(zhì)溶液為強(qiáng)酸性水溶液,電極材料為惰性電極。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.a為電池的正極
B.電解過程中H+移向陽極
C.反應(yīng)前后溶液的pH保持不變
D.陰極反應(yīng)式:2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O
2.如圖是電化學(xué)還原CO2制備草酸銅(CuC2O4)的反應(yīng)原理,電解液不參加反應(yīng),通電一段時間后,下列說法不正確的是( )
A.Cu電極反應(yīng)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(xué)能
D.每生成1mlCuC2O4需要標(biāo)況下44.8LCO2
3.我國科學(xué)家設(shè)計(jì)出的一種裝置(如圖所示),實(shí)現(xiàn)了“太陽能→電能→化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化,總反應(yīng)為2CO2===2CO+O2。下列有關(guān)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(yīng):CO2+H2O+2e-===CO+2OH-
C.反應(yīng)完畢,該太陽能裝置中的電解質(zhì)溶液堿性增強(qiáng)
D.X極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-
4.熔融鈉—硫電池性能優(yōu)良,是具有應(yīng)用前景的儲能電池。如圖中的電池反應(yīng)為2Na+xSeq \(,\s\up7(放電),\s\d5(充電))Na2Sx(x=5~3,難溶于熔融硫)。下列說法錯誤的是( )
A.Na2S4的電子式為Na+[:eq \(S,\s\up4(··),\s\d4(··)):eq \(S,\s\up4(··),\s\d4(··)):eq \(S,\s\up4(··),\s\d4(··)):eq \(S,\s\up4(··),\s\d4(··)):]2-Na+
B.放電時正極反應(yīng)為xS+2Na++2e-===Na2Sx
C.Na和Na2Sx分別為電池的負(fù)極和正極
D.該電池是以Na-β-Al2O3為隔膜的二次電池
5.我國對“可呼吸”的鈉—二氧化碳電池的研究取得突破性進(jìn)展。該電池的總反應(yīng)式為:
4Na+3CO2eq \(,\s\up7(放電),\s\d5(充電))2Na2CO3+C,其工作原理如圖所示(放電時產(chǎn)生的Na2CO3固體儲存于碳納米管中)。下列說法不正確的是( )
A.放電時,鈉金屬片作負(fù)極,碳納米管作正極
B.充電時,陽極反應(yīng)為:2Na2CO3+C-4e-===3CO2↑+4Na+
C.放電時,Na+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動
D.該電池的電解質(zhì)溶液也可使用NaClO4的水溶液
6.電解合成1,2-二氯乙烷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法中正確的是( )
A.該裝置工作時,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br>B.CuCl2能將C2H4還原為1,2-二氯乙烷
C.X、Y依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜
D.該裝置總反應(yīng)為CH2===CH2+2H2O+2NaCleq \(=====,\s\up7(電解))H2+2NaOH+ClCH2CH2Cl
7.一種釕(Ru)配合物光敏太陽能電池的工作原理及電池中發(fā)生的反應(yīng)如下圖所示:
下列說法正確的是( )
A.電極X為電池的正極
B.電池工作時,電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?br>C.電池工作時,電極Y上發(fā)生還原反應(yīng)
D.電池的電解質(zhì)溶液中I-和I eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) 的濃度不斷減小
8.2019年2月27日至3月1日,第十屆日本國際二次電池展在日本東京舉行,各種新型二次電池在東京有明展覽中心展出,其中以Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池,格外引人注意,其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.放電時,正極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-===Na2Fe[Fe(CN)6]
B.充電時,M箔接電源的負(fù)極
C.充電時,Na+通過離子交換膜從左室移向右室
D.外電路中通過0.2ml電子時,負(fù)極質(zhì)量變化為2.4g
題型分組訓(xùn)練7 電化學(xué)原理應(yīng)用——化學(xué)電源與電解技術(shù)
(A組)
1.解析:根據(jù)a、d處試紙變藍(lán),可判斷a、d兩點(diǎn)都為電解池的陰極,發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A選項(xiàng)正確;b處變紅說明有H+生成,即水中的OH-放電生成O2和H2O,局部褪色,說明Cl-放電生成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選項(xiàng)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(yīng)為Fe-2e-===Fe2+,C選項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)一中ac形成電解池,db形成電解池,所以實(shí)驗(yàn)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選項(xiàng)正確。
答案:B
2.解析:根據(jù)圖示可知,a電極上H2O轉(zhuǎn)化為H+和O2,發(fā)生氧化反應(yīng),則a電極為原電池的負(fù)極,A項(xiàng)錯誤;a電極為負(fù)極,b電極為正極,外電路電流方向應(yīng)從正極到負(fù)極,即b→a,B項(xiàng)錯誤;根據(jù)圖示可知,b電極上O2得電子轉(zhuǎn)化為H2O2,電極反應(yīng)式為:O2+2e-+2H+===H2O2,C項(xiàng)正確;a電極上每生成1mlO2,轉(zhuǎn)移4ml電子,則通過質(zhì)子交換膜的H+為4ml,D項(xiàng)錯誤。
答案:C
3.解析:燃料電池工作時,燃料發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子,故M電極為負(fù)極,a氣體為甲醇,電極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+,甲醇在負(fù)極被氧化生成CO2。有1mlCO2生成,則有6mlH+生成,甲池溶液pH減小。N電極為正極,在其表面發(fā)生還原反應(yīng);電池中,陽離子從負(fù)極移向正極,H+從甲池通過交換膜進(jìn)入乙池。故D選項(xiàng)正確,A、B、C選項(xiàng)錯誤。
答案:D
4.解析:由題圖可知,在b極上NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) 轉(zhuǎn)化為N2,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),故b極為正極,a極為負(fù)極,A項(xiàng)錯誤;b極的電極反應(yīng)式為2NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) +12H++10e-===N2↑+6H2O,B項(xiàng)錯誤;原電池中陰離子向負(fù)極移動,故C項(xiàng)正確;左室消耗苯酚的電極反應(yīng)式為C6H5OH-28e-+11H2O===6CO2↑+28H+,9.4g苯酚的物質(zhì)的量為0.1ml,故用電器應(yīng)流過2.8ml電子,D項(xiàng)錯誤。
答案:C
5.解析:根據(jù)題圖并結(jié)合題意,同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,知甲為O2,乙為H2,則a電極上OH-放電,產(chǎn)生氧氣,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-===4H++O2↑,A項(xiàng)錯誤;a電極為陽極,陽極上OH-放電,SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) 向陽極移動,因此產(chǎn)物丙為硫酸,B項(xiàng)正確;b電極為陰極,陰極上H+放電,Na+向陰極移動,則d為陽離子交換膜,C項(xiàng)錯誤;根據(jù)b電極的電極反應(yīng):2H2O+2e-===H2↑+2OH-,知每轉(zhuǎn)移0.1ml電子,產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L氣體乙(H2),未注明狀態(tài),D項(xiàng)錯誤。
答案:B
6.解析:由圖像知,石墨電極通入O2,發(fā)生還原反應(yīng)O2+4e-+4H+===2H2O,A項(xiàng)不符合題意。鉑電極上發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為C8H18+16H2O-50e-===8CO2↑+50H+,B項(xiàng)不符合題意。在原電池中,陽離子向正極遷移,陰離子向負(fù)極遷移,C項(xiàng)不符合題意。由于沒有指明反應(yīng)溫度和壓強(qiáng),不能通過體積計(jì)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(xiàng)符合題意。
答案:D
7.解析:②中Zn作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn2+,F(xiàn)e作正極被保護(hù),所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液,試管內(nèi)無明顯變化。但③中沒有Zn保護(hù)Fe,F(xiàn)e在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕,F(xiàn)e作負(fù)極被氧化生成Fe2+,所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液,生成藍(lán)色沉淀,對比②③可知Zn保護(hù)了Fe,A項(xiàng)正確;①與②的區(qū)別在于:前者是將鐵氰化鉀溶液直接滴入燒杯中,而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加鐵氰化鉀溶液,①中出現(xiàn)了藍(lán)色沉淀,說明有Fe2+生成。對比分析可知,可能是鐵氰化鉀氧化Fe生成了Fe2+,B項(xiàng)正確;通過上述分析可知,驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時不能用①的方法,C項(xiàng)正確;若將Zn換成Cu,鐵氰化鉀仍會將Fe氧化為Fe2+,在鐵的表面同樣會生成藍(lán)色沉淀,所以無法判斷Fe2+是不是負(fù)極產(chǎn)物,即無法判斷Fe與Cu的活潑性,D項(xiàng)錯誤。
答案:D
(B組)
1.解析:二氧化碳得電子生成乙烯,為陰極反應(yīng),所以a為電池的負(fù)極,A錯誤;電解過程中H+移向陰極,B錯誤;陰極二氧化碳得電子生成乙烯,陽極氫氧根失電子放出氧氣,總反應(yīng)為2CO2+2H2O===C2H4+3O2,消耗水,H+濃度增大,pH減小,C錯誤;D正確。
答案:D
2.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.解析:該裝置實(shí)現(xiàn)了太陽能→電能→化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能屬于電解池,A項(xiàng)錯誤;由圖可知Y極發(fā)生的是得電子的反應(yīng),人體呼出的氣體中含有CO2和H2O,B項(xiàng)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(xiàng)錯誤;從電子的流向看,X電極失去電子,故X電極是負(fù)極,電極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑,D項(xiàng)錯誤。
答案:B
4.解析:本題考查電化學(xué)知識,考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是證據(jù)推理與模型認(rèn)知。Na2S4中S eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) 中硫原子間以非極性鍵結(jié)合,每個硫原子最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),A項(xiàng)正確;放電時正極上S發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)為xS+2Na++2e-===Na2Sx,B項(xiàng)正確;熔融鈉為負(fù)極,熔融硫(含碳粉)為正極,C項(xiàng)錯誤;由圖可知,D項(xiàng)正確。
答案:C
5.解析:放電時為原電池反應(yīng),鈉金屬片失去電子作負(fù)極,碳納米管上得電子作正極,故A正確;充電時,陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)為C+2Na2CO3-4e-===3CO2↑+4Na+,故B正確;放電時,陽離子向正極移動,則Na+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動,故C正確;鈉與水反應(yīng),不能用水溶液代替TEGDME作溶劑,故D錯誤。
答案:D
6.解析:該裝置為電解池,則工作時,電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,故A項(xiàng)錯誤;C2H4中C元素化合價為-2價,ClCH2CH2Cl中C元素化合價為-1價,則CuCl2能將C2H4氧化為1,2-二氯乙烷,故B項(xiàng)錯誤;該電解池中,陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為:CuCl-e-+Cl-===CuCl2,陽極區(qū)需要氯離子參與,則X為陰離子交換膜,而陰極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,有陰離子生成,為保持電中性,需要電解質(zhì)溶液中的鈉離子,則Y為陽離子交換膜,故C項(xiàng)錯誤;該裝置中陽極首先發(fā)生反應(yīng):CuCl-e-+Cl-===CuCl2,生成的CuCl2再繼續(xù)與C2H4反應(yīng)生成1,2-二氯乙烷和CuCl,在陽極區(qū)循環(huán)利用,而陰極水中的氫離子放電生成氫氣,其總反應(yīng)方程式為:CH2===CH2+2H2O+2NaCleq \(=====,\s\up7(電解))H2+2NaOH+ClCH2CH2Cl,故D項(xiàng)正確。
答案:D
7.解析:電子由負(fù)極流向正極,故X為電池的負(fù)極,A項(xiàng)錯誤;電池工作時,光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,B項(xiàng)錯誤;電極Y為正極,發(fā)生還原反應(yīng),C項(xiàng)正確;通過信息③、④可知,電池的電解質(zhì)溶液中I-和I eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) 的濃度不變,D項(xiàng)錯誤。
答案:C
8.解析:根據(jù)原電池工作原理,Mg箔作負(fù)極,M箔作正極,正極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-===Na2Fe[Fe(CN)6],故A說法正確;充電時,電解池的陰極(原電池的負(fù)極)接電源的負(fù)極,電解池的陽極(原電池的正極)接電源的正極,即M箔接電源的正極,故B說法錯誤;充電時,陽離子移向陰極,Na+應(yīng)從左室移向右室,故C說法正確;負(fù)極上的電極反應(yīng)式是2Mg-4e-+2Cl-===[Mg2Cl2]2+,外電路中通過0.2ml電子時,消耗0.1mlMg,質(zhì)量減少2.4g,故D說法正確。
答案:B
實(shí)驗(yàn)一
實(shí)驗(yàn)二
裝置
現(xiàn)象
a、d處試紙變藍(lán);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……

在Fe表面生
成藍(lán)色沉淀

試管內(nèi)無明顯變化

試管內(nèi)生成
藍(lán)色沉淀

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