2020届高考化学二轮复习新型电化学装置的原理分析专题卷
2020届高三化学二轮复习 电化学原理及应用 (过关检测)(最新原创)
2020届高三化学二轮复习电化学原理及应用（最新原创）一、选择题（共48分）1(2019·重庆高二质检)如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。
则下列说法正确的是()A．甲装置中锌为负极，发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应B．甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性C．乙装置中铁极的电极反应式为2Na－2e－===2Na＋D．乙装置中B是氯气出口，A是钠出口答案 B2、中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。
下列关于这三种工业生产的描述中正确的是()A．电解法制金属钠时，阳极反应式：Na＋＋e－===NaB．电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl－失电子答案 B3、下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是()A．均发生了化学能转化为电能的过程B．Zn和Cu既是电极材料又是反应物C．工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高答案 B4. 2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。
磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为：LiFePO4－xLi+－xe－→ xFePO4 +(1－x)LiFePO4。
放电工作示意图如图。
下列叙述不正确．．．的是A. 放电时，Li+通过隔膜移向正极B. 放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔C. 放电时正极反应为：FePO4+xLi+ +xe－→xLiFePO4 +(1－x)FePO4D. 磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li+迁移实现，C、Fe、P元素化合价均不发生变化答案 D5.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根离子腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示。
2020届高三化学二轮复习高考常考题：原电池、电解池串联的分析和计算【精编选择30题】 (含解析)
2020届届届届届届届届届——届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届30届届1.如图所示，甲池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，下列说法正确的是()A. 甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置B. 甲池中正极的电极反应式是O2+4e−+4H+=2H2OC. 反应过程中，乙池的pH逐渐减小D. 甲池中消耗O2的体积与丙池生成气体的总体积在相同条件下的比值为1：22.在下列装置中，MSO4和NSO4是两种常见金属的易溶盐．当K闭合时，SO42−从右到左通过交换膜移向M极，下列分析正确的是()A. 溶液中c(M2+)减小B. N的电极反应式：N=N2++2e−C. X电极上有H2产生，发生还原反应D. 反应过程中Y电极周围生成白色胶状沉淀3.某同学按如图所示的装置进行试验．A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水．当K闭合时，在交换膜处SO42−从右向左移动．下列分析正确的是()A. 溶液中c(A2+)浓度减小B. B的电极反应：B−2e−=B2+C. y电极上有H2产生，发生还原反应D. 反应初期，x电极周围出现白色胶状沉淀，不久沉淀溶解4.“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应．其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。
如图为镍氢电池构造示意图(氢化物电极为储氢金属，可看做H2直接参加反应)，下列说法正确的是()A. 充电时阴极区电解质溶液pH降低B. 在使用过程中此电池要不断补充水C. 放电时NiOOH在电极上发生氧化反应D. 充电时阳极反应为：Ni(OH)2−e−+OH−=NiOOH+H2O5.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中．下列分析正确的是A. K1闭合，铁棒上发生的反应为2H++2e−=H2↑B. K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐降低C. K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法D. K2闭合，电路中通过0.4N A个电子时，两极共产生8.96L气体6.某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是()A. 图中甲池为原电池装置，Cu 电极发生还原反应B. 实验过程中，甲池左侧烧杯中NO 3−的浓度不变C. 若甲池中Ag 电极质量增加5.4g 时，乙池某电极析出1.6g 金属，则乙中的某盐溶液可能是足量AgNO 3溶液D. 若用铜制U 形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U 形物称量，质量不变 7. 如图所示，其中甲池的总反应式为2CH 3OH +3O 2+4KOH =2K 2CO 3+6H 2O ，下列说法正确的是( )A. 甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置B. 甲池通入CH 3OH 的电极反应式为CH 3OH −6e −+2H 2O =CO 32−+8H +C. 反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使溶液恢复原浓度D. 甲池中消耗2.24L(标准状况下)O 2，此时丙池中理论上最多产生11.6 g 固体 8. 图1为甲烷和O 2构成的燃料电池示意图，电解质为KOH 溶液，图2为电解AlCl 3溶液的装置，电极材料均为石墨．用该装置进行实验，反应开始后观察到x 电极附近出现白色沉淀．下列说法正确的是( )A. 图1中电解质溶液的pH 增大B. 图2中电解AlCl 3溶液的总反应为2Cl −+2H 2O − 电解 Cl 2↑+H 2↑+2OH −C. A 处通入的气体为CH 4，电极反应式为CH 4+10OH −−8e −=CO 32−+7H 2OD. 电解池中Cl −向x 极移动9. 全固态锂硫电池是一种新型电池，其能量密度约为一般电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍，且成本更低廉。
2020届全国高考化学二轮复习《电化学基础》测试含答案
绝密★启用前2020届全国高考化学二轮复习《电化学基础》测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.某小组设计电解饱和食盐水的装置如图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是()A．铜电极附近观察到黄绿色气体B．石墨电极附近溶液呈红色C．溶液中的Na＋向石墨电极移动D．铜电极上发生还原反应2.如下图所示，其中甲池的总反应式：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。
下列说法正确的是()A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B．甲池中通入CH3OH一极的电极反应为CH3OH－6e－＋2H2O===CO32−＋8H＋C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度D．甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体3.对于原电池的电极名称，叙述错误的是()A．发生氧化反应的一极为负极B．正极为电子流入的一极C．比较不活泼的金属为负极D．电流流出的一极为正极4.原电池反应是释放能量的氧化还原反应，下列可设计成原电池的化学反应是()A． H2O＋CaO===Ca(OH)2B． Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2OC． 2KClO32KCl＋3O2↑D． CH4＋2O2CO2＋2H2O5.现有A、B、C、D四种金属片：①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸中，B表面变黑并逐渐溶解；②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，C发生氧化反应；③把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸中，电子流动方向为A→导线→C。
根据上述情况，下列说法中正确的是()A．在①中，金属片B发生还原反应B．在②中，金属片C作正极C．如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，则金属片D上有气泡产生D．上述四种金属的活动性由强到弱的顺序是A>B>C>D6.X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中，X溶解，Z极上有氢气放出；Y2＋的氧化性强于Z2＋，弱于M2＋。
2020届高考化学人教版第二轮专题复习选择题强化训练：电化学原理和应用(含解析)
2020届高考化学人教版第二轮专题复习选择题强化训练电化学原理及应用1、碳酸二甲酯(DMC)结构简式为(CH3O)2CO，化学性质非常活泼，极易水解。
用电解法制备碳酸二甲酯的模拟装置如图所示。
下列说法正确的是( )A．图中左侧电极为阴极，右侧电极为阳极B．阳极反应：CO－2e－＋2CH3OH===(CH3O)2CO＋2H＋C．质子通过质子交换膜从阴极区移向阳极区D．离子液体必须是水溶液，目的是传递电荷解析：选B。
左侧放电物质CO是还原剂，发生氧化反应为阳极，右侧O2放电为阴极，A错误；质子(H＋)在阳极区生成，通过质子交换膜从阳极区移向阴极区，C错误；依据题干信息“碳酸二甲酯(DMC)极易水解”可知，离子液体必须是非水体系，D错误。
2、某微生物电解池(MEC)制氢工作原理如图所示。
用该电解池电解0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液，下列说法正确的是( )A ．Y 为电源的正极B ．该电解装置中，阳极的电极反应式为CH 3COOH ＋2H 2O －8e －===2CO 2↑＋8H ＋C ．当2 mol H ＋通过质子交换膜时，产生22.4 L H 2D ．电解一段时间后，溶液中c （CH 3COO －）c （CH 3COOH ）的值变小解析：选B 。
A 项，由题图可知，右边电极上H ＋得电子生成H 2，该电极为阴极，所以Y 为电源的负极，错误；B 项，由题图可知左边电极上CH 3COOH 失电子生成CO 2，正确；C 项，未标明标准状况，无法计算H 2的体积，错误；D 项，电解反应总方程式为CH 3COOH ＋2H 2O=====通电2CO 2↑＋4H 2↑，溶液中c （CH 3COO －）c （CH 3COOH ）＝c （CH 3COO －）·c （H ＋）c （CH 3COOH ）·c （H ＋）＝K ac （H ＋），K a 不变，电解一段时间后c (H ＋)减小，故c （CH 3COO －）c （CH 3COOH ）的值变大，错误。
2020届人教高考化学：电化学二轮练和答案
2020届人教高考化学：电化学二轮练及答案专题：电化学一、选择题1、LiFePO4电池具有稳定性高、安全、环境友好等优点，可用于电动汽车。
电池反应为FePO4＋Li 放电充电LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨和锂，含Li＋导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池的说法正确的是()A．放电时电池正极反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4B．放电时电池内部Li＋向负极移动C．充电过程中，电池正极材料的质量增加D．可加入硫酸以提高电解质的导电性解析：选A。
当其为原电池时，负极材料为石墨和锂，锂失去电子，正极得到电子，电极反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，故A正确；放电时阳离子向正极移动，故B错误；充电过程为电解池，阳极反应为LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，电池的正极材料质量减少，故C错误；因为锂可以和硫酸反应，则电解质中不能加入硫酸，故D错误。
2、现有的氨合成气，液体燃料合成气制备工艺复杂且能耗高，中科院大连化学物理研究所提出在混合导体透氧膜反应器中一步同时制备氨合成气和液体燃料合成气的概念，并取得研究进展。
其工作原理如图所示，下列说法错误的是A．膜I侧相当于原电池的正极B．O2和H2O均发生还原反应C．膜II侧发生的反应为:CH4+O2--2e-=2H2+COD．膜II侧消耗CH4与膜I侧生成H2的物质的量之比为1：2【答案】D3、以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图所示。
下列说法不正确的是A．x是二氧化碳，y是氧气B．太阳能电池是将光能转化为电能C．a极可用铁作电极，b极一定要用惰性电极D．b极的反应之一为2CO2+12e-+12H+==C2H4+4H2O【答案】C4、锂-碘电池应用于心脏起搏器，使用寿命超过10年，负极是锂，正极是聚2-乙烯吡(P2VP) 和I2复合物，工作原理2Li+ P2VP·nI2=2LiI+ P2VP·(n-1)I2，下列叙述错误的是A．该电池是电解质为非水体系的二次电池B．工作时Li+向正极移动C．正极反应式为P2VP·nI2+2Li++2e-=2LiI+ P2VP·(n-1)I2D．该电池具有全时间工作、体积小、质量小、寿命长等优点【答案】A【解析】金属锂能够与水反应，所以该电池是电解质为非水体系的一次电池，使用寿命超过10年，A错误；原电池工作时，阳离子（Li+）向正极移动，B 正确；原电池正极发生还原反应，P2VP·nI2在正极得电子，C正确；锂-碘电池应用于心脏起搏器，使用寿命超过10年，该电池具有全时间工作、体积小、质量小、寿命长等优点，D正确；正确选项A。
2020届高考化学二轮通用题：电化学基础练习题附答案
2020届高考化学二轮通用题：电化学基础练习附答案专题：电化学基础一、选择题1、如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===CuC．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子解析：该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，电极Ⅱ为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。
答案：C2、利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。
该电池工作时，有关说法正确的是(A)A．铝罐将逐渐被腐蚀B．炭粒和炭棒上发生的反应为O2＋4e－===2O2－C．炭棒应与玩具电池的负极相连D．该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析：由废铝罐和碳棒，食盐水等材料制可用于驱动玩具的电池可知，A、铝做负极，铝罐将逐渐被腐蚀，正确；B、炭棒做正极，碳棒上发生的反应为O2＋4e －＋2H2O===4OH－，错误；C、碳棒应与玩具电池的正极相连，错误；D、该电池工作一段时间后碳棒质量不变，错误；选A。
3、电镀在工业上有着广泛的应用，可以镀锌、镀铜、镀金等。
如利用下图所示装置可以使铜牌摇身一变为银牌，即在铜牌表面电镀一层银。
下列有关说法中正确的是()A．通电后，Ag＋向阳极移动B．银片与电源负极相连C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===AgD．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初解析：由电解原理可知，在电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属制品作阴极。
要想在铜上镀银，说明银为阳极，与电源的正极相连，B项错误；在电解液中，Ag＋向阴极移动，A项错误；阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，C项正确；将电源反接，则铜牌作阳极，由放电顺序可知，铜牌上的Cu、Ag均能溶解，铜牌不可能恢复如初，D项错误。
高考化学二轮复习电化学原理专题卷
电化学原理1.Zulema Borjas 等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示,下列说法正确的是 ( )A.该装置可以在高温下工作B.X 、Y 依次为阳离子、阴离子交换膜C.负极反应为CH 3COO -+2H 2O-8e -2CO 2↑+7H +D.该装置工作时,电能转化为化学能2.某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料,以吸收ZnSO 4溶液的有机高聚物作固态电解质,其电池总反应为MnO 2+12Zn+(1+x6)H 2O+16ZnSO 4MnOOH+16ZnSO 4[Zn(OH)2]3·x H 2O,电池结构如图1所示,图2是有机高聚物的结构片段。
下列说法中,不正确的是 ( ) A.碳纳米管具有导电性,可用作电极材料B.放电时,电池的正极反应为MnO 2+e-+H+MnOOHC.充电时,Zn2+移向Zn膜D.合成有机高聚物的单体是3.一种正投入生产的大型蓄电系统如图所示。
放电前,被交换膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3,放电后分别变为Na2S4和NaBr。
下列叙述正确的是 ( )A.放电时,负极的电极反应式为2S 22--2e-S42-B.充电时,阳极的电极反应式为3Br--2e-B r 3-C.放电时,Na+经过离子交换膜,由b池移向a池D.充电时,M接电源负极,N接电源正极4.乙醛酸(HOOC—CHO)是一种重要的有机合成中间体。
在乙二酸(HOOC—COOH)电还原法合成乙醛酸的基础上化学工作者创新性地提出双极室成对电解法装置模型及工作原理如图所示。
下列说法中错误的是( )A.该离子交换膜应选择阳离子交换膜B.HCl是制取乙醛酸反应的催化剂,并起导电作用C.该方法的总反应为OHC—CHO+HOOC—COOH2HOOC—CHOD.乙二醛、乙二酸分别在阴、阳电极表面放电,故称为双极室成对电解法5.钛被誉为第三金属,广泛用于航天航空等领域。
硼化钒(VB2)-空气电池的放电反应为4VB 2+11O24B2O3+2V2O5,以该电池为电源制备钛的装置如图所示。
2020届人教版高考化学第二轮复习专题13《电化学基础》测试卷
绝密★启用前2020届人教版高考化学第二轮复习专题13《电化学基础》测试卷本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分分卷I一、单选题(共10小题，每小题2.0分,共20分)1.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。
放电时电池的总反应为Li1－x CoO2＋Li x C6===LiCoO2＋ C6(x<1)。
下列关于该电池的说法不正确的是()A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移B．放电时，负极的电极反应式为Li x C6－x e－===x Li＋＋ C6C．充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x gD．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－x e－===Li1－x CoO2＋x Li＋2.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是()A．电子从锌电极通过电流表流向铜电极B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C．锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变3.常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 mol·L－1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为 1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是()A．阴极增重1.4 gB．所得溶液pH＜1C．阴极增重0.64 gD．所得溶液pH＞14.把两支惰性电极插入500 mL硝酸银溶液中，通电电解，当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是()A． 27 mgB． 54 mgC． 108 mgD． 216 mg5.在如图所示的水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。
若X为铅电极，则下列说法正确的是()A． Y极材料可能为锌B． Y极发生还原反应C． X极发生氧化反应D． Y极可能为铜6.某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。
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新型电化学装置的原理分析1.用粗硅做原料,熔融盐电解法制取硅烷的原理如图。
下列叙述正确的是( )A.电源的B极为负极B.可选用石英代替粗硅C.电解时,熔融盐中Li+向粗硅移动D.阳极反应:Si+4H--4e-SiH4↑D【微探究】根据装置图可知,该装置为电解池,总反应为Si+2H2SiH4。
H2生成H-,发生还原反应,Si发生氧化反应。
根据电解池原理,阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,故通入H2的那一极是阴极,故A极是负极,B极是正极,A项错误;阳极粗硅失电子,若换成石英,即SiO2,SiO2中Si 已经是+4价,无法再失电子,B项错误;电解时,熔融盐中Li+向阴极移动,C项错误;阳极粗硅生成SiH4,故电极反应为Si+4H--4e-SiH4↑,D项正确。
[微纠错] 易错点一:原电池和电解池没有正确区分,此装置有外接电源,属于电解池;易错点二:受思维定势影响,不能注意到此电解池的工作环境是非水体系;易错三:不能正确判断电解质中传导的带电粒子,电子不能直接通过熔融电解质或电解质溶液,此装置中电解质中存在的可以自由移动的离子有Li+、Cl-、H-。
2.纳米氧化亚铜在制作陶瓷等方面有广泛应用。
利用电解的方法可得到纳米Cu2O,电解原理如图所示。
下列有关说法不正确的是( )A.b极为负极B.铜极的电极反应式为2Cu-2e-+2OH-Cu2O+H2OC.钛极附近逸出O2D.每生成1 mol Cu2O,理论上有2 mol OH-从离子交换膜左侧向右侧迁移C【微探究】铜为阳极,钛为阴极,阴极与负极相连,所以b极为负极,A项正确;铜极上发生氧化反应生成氧化亚铜,B项正确;C项,钛极的电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑,C项错误;左侧生成OH-,右侧消耗OH-,且每生成1 mol Cu2O时,消耗2 mol OH-,为维持电荷平衡,则理论上有2 mol OH-从离子交换膜左侧向右侧迁移,D项正确。
3.研究人员研制出一种可快速充、放电的超性能铝离子电池,其中Al、C n为电极,由有机阳离子与阴离子(AlC l4-、Al2C l7-)组成的离子液体为电解质。
如图为该电池放电过程示意图。
下列说法错误的是( )A.充电时,Al做阴极,C n做阳极B.充电时,每生成1 mol铝,同时消耗4 mol Al2C l7-C.放电时,电解质中的有机阳离子向铝电极移动D.放电时,正极反应式为C n[AlCl4]+e-C n+AlC l4-C【微探究】由图示可知,该电池放电时,Al做负极,C n做正极,因此充电时,Al做阴极,C n做阳极,A项正确;充电时,阴极反应式为4Al2C l7-+3e-Al+7AlC l4-,B项正确;放电时,电解质中的有机阳离子向正极(C n电极)方向移动,C项错误;放电时,正极反应式为C n[AlCl4]+e-C n+AlC l4-,D项正确。
4.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。
该固体氧化物电解质的工作温度在700~900 ℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应产物均为无毒无害的物质。
下列说法正确的是( )A.电池内的O2-由电极乙移向电极甲B.电池总反应为N2H4+2O22NO+2H2OC.当电极甲上有1 mol N2H4消耗时,电极乙上有22.4 L O2参与反应D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲A【微探究】该装置中电极甲为负极,电极乙为正极,所以O2-由电极乙移向电极甲,A项正确;电池的总反应为N2H4+O2N2+2H2O,B项错误;当电极甲上消耗1 mol N2H4时,电极乙上有1 mol O2参与反应,在标准状况下O2的体积为22.4 L,但题目没有指明该过程是否处于标准状况,C项错误;在外电路中,电子由负极(甲)移向正极(乙),D项错误。
5.双隔膜电解池的结构示意简图如图所示,用该装置电解硫酸钠溶液,下列有关电解原理的判断正确的是( )A.c隔膜为阳离子交换膜,d隔膜为阴离子交换膜B.A溶液为NaOH溶液,B溶液为硫酸C.a气体为氢气,b气体为氧气D.该电解反应的总方程式为2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑D【微探究】该电解池左边的电极为阳极,右边的电极为阴极,溶液中的阴离子通过c隔膜向阳极移动,阳离子通过d隔膜向阴极移动,故c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜,A项错误;阳极上由水电离产生的OH-发生氧化反应生成O2,a气体为氧气,生成的A溶液为硫酸,阴极上由水电离产生的H+发生还原反应生成H2,b气体为氢气,生成的B溶液为氢氧化钠溶液,B项、C项错误。
6.锂-铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀现象产生电能,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li++2OH-,下列说法错误的是( )A.放电时,Li+透过固体电解质向Cu电极移动B.放电时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2OD.整个反应过程中,氧化剂为O2B【微探究】由放电反应知Li电极为负极,Cu电极为正极;因为原电池放电时,阳离子移向正极,所以Li+透过固体电解质向Cu电极移动,A项正确;由总反应方程式可知Cu2O中Cu元素化合价降低,被还原,正极反应式应为Cu2O+H2O+2e-2Cu+2OH-,B项错误;放电过程为2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li++2OH-,可知通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,C项正确;由C项分析知,Cu先与O2反应生成Cu2O,放电时Cu2O重新生成Cu,则整个反应过程中,Cu相当于催化剂,O2为氧化剂,D项正确。
7.用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(N O3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中N O3-的反应原理如图所示。
①做负极的物质是。
②正极的电极反应式是。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定N O3-的去除率和pH,结果如下:初始pH pH=2.5pH=4.5N O3-的去除率接近100%<50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH由2.5变为4.5时,N O3-的去除率降低,是因为生成了较多的不导电的FeO(OH),写出生成FeO(OH)的离子方程式: 。
【答案】(1)①Fe(或铁) ②N O3-+8e-+10H+N H4++3H2O(2)Fe3++2H2O FeO(OH)+3H+【微探究】(1)由题图可知,Fe失电子,被氧化,做负极,正极是N O3-得电子变成N H4+。
(2)pH增大,促进Fe3+水解生成FeO(OH),从而使N O3-的去除率降低,生成FeO(OH)的离子方程式为Fe3++2H2O FeO(OH)+3H+。
8.常温下,NCl3是一种黄色黏稠状液体,是制备新型水消毒剂ClO2的原料,可以采用如图所示装置制备NCl3。
(1)石墨极的电极反应式为。
(2)每生成1 mol NCl3,理论上有 mol H+从质子交换膜右侧向左侧迁移。
【答案】(1)N H4++3Cl--6e-NCl3+4H+(2)6【微探究】(1)石墨极为阳极,发生氧化反应生成NCl3,电极反应式为N H4++3Cl--6e-NCl3+4H+;(2)由N H4+→NCl3,根据元素化合价变化知,N元素由N H4+中的-3价升高至NCl3中的+3价,每生成1 mol NCl3,转移6 mol电子,理论上有6 mol H+从质子交换膜右侧向左侧(阴极区)迁移。
9.利用“Na-CO2”电池可将CO2变废为宝。
我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。
放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图所示:(1)放电时,正极的电极反应式为。
(2)若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,当转移0.2 mol电子时,两极的质量差为g。
(假设放电前两电极质量相等)【答案】(1)3CO2+4Na++4e-2Na2CO3+C(2)15.8【微探究】(1)放电时,正极CO2得电子并与Na+结合生成Na2CO3和C。
(2)根据总反应,转移0.2 mol 电子时,负极消耗0.2 mol Na,正极生成0.1 mol Na2CO3和0.05 mol C,所以两极的质量差为0.2 mol×23 g·mol-1+0.1 mol×106 g·mol-1+0.05 mol×12 g·mol-1=15.8 g。
10.电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图所示:(1)阴极的电极反应式为。
(2)将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为。
【答案】(1)NO+5e-+6H+N H4++H2O(2)1∶4【微探究】(1)由图示可知,NO在阴极上得电子生成N H4+,电极反应式为NO+5e-+6H+N H4++H2O。
(2)NO在阳极上失电子生成N O3-,电极反应式为NO-3e-+2H2O N O3-+4H+,电解总反应式为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,故当实际参加反应的NO为8 mol时,要将电解生成的硝酸全部转化为硝酸铵,还应至少通入2 mol NH3,则n(NH3)∶n(NO)=2 mol∶8mol=1∶4。
11.某化学兴趣小组同学欲探究可逆反应As O33-+I2+2OH-As O43-+2I-+H2O,设计如图1所示装置。
实验操作及现象:按图1装置加入试剂并连接装置,电流由C2流入C1。
当电流变为零时,向图1装置左边烧杯中逐滴加入一定量2 mol·L-1盐酸,发现又产生电流,实验中电流与时间的关系如图2所示。
(1)图2中As O43-的逆反应速率:a(填“>”“<”或“=”)b。
(2)写出图2中c点对应图1装置的正极电极反应式: 。
(3)能判断该反应达到平衡状态的是(填字母)。
a.2v(I-)正=v(As O33-)逆b.溶液的pH不再变化c.电流表示数变为零d.溶液颜色不再变化【答案】(1)<(2)As O43-+2e-+2H+As O33-+H2O(3)bcd【微探究】(1)随着反应的进行,反应物离子浓度减小,电流减小,正反应速率减小,逆反应速率增大,故图2中As O43-的逆反应速率:a<b。
(2)图2中c点对应图1装置中的反应为正极As O43-得电子产生As O33-,负极I-失电子产生I2,正极电极反应式为As O43-+2e-+2H+As O33-+H2O。