2020届二轮复习电化学作业（全国通用）(2) 10页

电化学 ‎1.(2019·河南省平顶山市高考化学二调)某实验小组模拟光合作用，采用电解CO2和H2O的方法制备CH3CH2OH和O2装置如图所示。下列说法不正确的是(　B　)‎ A．铂极为阳极，发生氧化反应 B．电解过程中，H＋由交换膜左侧向右侧迁移 C．阴极的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===CH3CH2OH＋3H2O D．电路中转移2 mol电子时铂极产生11.2 L O2(标准状况)‎ ‎[解析]　采用电解CO2和H2O的方法制备CH3CH2OH和O2，由化合价的变化结合反应的原理，二氧化碳在阴极放电生成CH3CH2OH，水在阳极发生氧化反应生成氧气，与电源负极相连的是电解池的阴极，铜是阴极；与正极相连的是电解池的阳极，Pt是阳极，由此分析解答。A．CH3CH2OH中C为－2价，CO2发生还原反应，在铜极区充入CO2，由电池符号知，铂极为阳极，发生氧化反应，故A正确； B．铂极的电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，故B错误； C．阴极上发生还原反应生成乙醇和水，故C正确； D．转移2 mol电子生成0.5 mol O2，故D正确。 故选B。‎ ‎2．(2019·河南省郑州市高考化学二模)下图为一种利用原电池原理设计测定O2含量的气体传感器示意图，RbAg4I5是只能传导Ag＋的固体电解质。O2 可以通过聚四氟乙烯膜与AlI3 反应生成Al2O 3和I2，通过电池电位计的变化可以测得O2的含量。下列说法正确的是(　B　)‎ A．正极反应为：3O2＋12e－＋4Al3＋===2Al2O3‎ B．协同总反应为：3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI C．外电路转移0.01 mol电子，消耗O2的体积为0.56 L D．给传感器充电时，Ag＋向多孔石墨电极移动 ‎[解析]　由图可知，传感器中发生4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2‎ ‎，原电池反应为2Ag＋I2===2AgI，所以原电池的负极发生Ag－e－===Ag＋，正极发生I2＋2Ag＋＋2e－===2AgI，充电时，阳极与外加电源正极相接、阴极与外加电源负极相接，反应式与正极、负极反应式正好相反，以此来解答。A．原电池正极发生反应的电极反应式为I2＋2Ag＋＋2e－＝2AgI，故A错误； B．传感器中发生4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2，原电池反应为2Ag＋I2===2AgI，所以协同总反应为3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI，故B正确； C．根据总反应为3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI可知，消耗3 mol O2转移电子12 mol，即消耗0.25 mol O2转移电子1 mol，所以外电路转移0.01 mol电子，消耗O2的物质的量为0.0025 mol，标准状况下的体积为0.056 L，状况未知，不能计算气体体积，故C错误； D．给传感器充电时，Ag＋向阴极移动，即向Ag电极移动，故D错误； 故选B。‎ ‎3．(2019·高三第二次模拟)锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池，下图为某种锂离子电池放电时有关离子转化关系。下列有关说法正确的是(　B　)‎ A．电池中Li＋透过膜两侧的电解质可以互换 ‎ B．充电时，Li＋通过Li＋透过膜从右侧向左侧移动 C．充电时，钛电极作阴极，电极反应式为：Fe3＋＋e－===Fe2＋‎ D．放电时，进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为：S2O＋Fe2＋===Fe3＋＋2SO ‎[解析]　金属锂是活泼金属，易与水反应，所以两侧的电解质不能互换， 选项A错误；充电时锂接外电源负极，作阴极，外电路电子向锂移动，所以内电路Li＋通过Li＋透过膜从右侧向左侧移动，选项B正确；充电时钛应为阳极，电极反应式为：Fe2＋－e－===Fe3＋，选项C错误；放电时，进入贮罐的Fe2＋与S2O发生氧化还原反应方程式为：S2O＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2SO，选项D错误。‎ ‎4．(2019·黑龙江省大庆市高考化学二模)一种热激活电池可用作导弹、火箭的工作电源。热激活电池中作为电解质的固体LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb，下列有关说法正确的是(　D　)‎ A．负极反应式：PbSO4＋2e＋2Li＋===Li2SO4＋Pb B．放电过程中，电流由钙电极流向硫酸铅电极 C．室温下，电池工作每转移0.1 mol电子，理论上生成10.35 g Pb D．放电过程中，Cl－向负极移动 ‎[解析]　由原电池总反应可知Ca为原电池的负极，被氧化生成CaCl2，反应的电极方程式为Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2，PbSO4为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为PbSO4＋2e－＋2Li＋===Li2SO4＋Pb，原电池工作时：内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；外电路中，电子由负极经过负载流向正极，电流方向为正极经过负载流向负极，并结合电极方程式进行计算，据此解答。A．原电池的正极为PbSO4电极，发生还原反应，电极方程式为PbSO4＋2e－＋2Li＋===Li2SO4＋Pb，故A错误； B．放电过程中，Ca被氧化生成CaCl2，为原电池的负极，PbSO4发生还原反应，为原电池的正极，电流由硫酸铅电极流向钙电极，故B错误； C．电解质熔融状态下，由电极方程式PbSO4＋2e－＋2Li＋===Li2SO4＋Pb可知每转移0.1 mol电子，理论上生成0.05 mol Pb，生成Pb的质量为207×0.05 g＝10.35 g，但常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，故C错误； D．放电时，内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即Cl－向负极移动，故D正确；故选D。‎ ‎5．(2019·安徽省蚌埠市高考化学二模)太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－x FePO4LiFePO4＋6C。下列说法正确的是(　B　)‎ A．放电时Li＋从左边移向右边，PO从右边移向左边 B．放电时，正极反应式为：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4‎ C．充电时M极连接电源的负极，电极反应为6C＋xe－===C D．充电时电路中通过2.0 mol电子，产生7.0 g Li ‎[解析]　根据电池反应式知，M为负极，反应式为LixC6－xe－===6C＋xLi＋，N为正极，反应式为Li1－xFeO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，A．放电时，阳离子向正极移动，隔膜只允许Li＋通过，所以Li＋从左边移向右边，PO不发生移动，故A错误；B．放电时，M电极上失电子发生氧化反应，N电极上得电子发生还原反应，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，故B正确；C．充电时M为阴极，连接原电池负极，该电极上得电子发生还原反应，电极反应式为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，故C错误；D．充电时，没有Li单质生成，故D错误；故选B。‎ ‎6.(2019·福建省漳州市高考化学二模)锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)‎ 电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池，剖视图如图所示，一种非水的LiAlCl4的SOCl2溶液为电解液。亚硫酰氯既是电解质，又是正极活性物质，其中碳电极区的电极反应式为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑，该电池工作时，下列说法错误的是(　D　)‎ A．锂电极区发生的电极反应：Li－e－===Li＋‎ B．放电时发生的总反应：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋SO2↑＋S C．锂电极上的电势比碳电极上的低 D．若采用水溶液代替SOCl2溶液，电池总反应和效率均不变 ‎[解析]　由反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂，负极材料为Li(还原剂)，发生氧化反应，电极反应式为Li－e－===Li＋，正极发生还原反应，电极方程式为：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2。A．负极发生氧化反应，电极反应式为：Li－e－===Li＋，故A正确； B．电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2，故B正确； C．锂为负极，碳为正极，所以锂电极上的电势比碳电极上的低，故C正确； D．因为构成电池的材料Li能和水反应，且SOCl2也与水反应，所以必须在无水条件下进行，故D错误； 故选D。‎ ‎7．(2019·陕西省高三第二次模拟联考)微生物电池可除去废水中的乙酸钠和对氯酚()有害物，其原理如图所示，则下列说法正确的是(　D　)‎ A．A极为电池的负极 B．工作时电子经外电路移向B极 C．B极电极反应：CH3COO－－4e－＋4H2O===2HCO＋9H＋‎ D．A极电极反应：＋H＋＋2e－===＋Cl－‎ ‎[解析]　原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为＋2e－＋H＋===＋Cl－，B电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为CH3COO－－8e－＋4H2O===2HCO＋9H＋‎ ‎，电流从正极经导线流向负极，电子从负极经导线流向正极，以此解答。A．原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，故A错误；B．原电池中A为正极、B为负极，电子由负极经导线流向正极，即工作时电子经外电路移向A极，故B错误；C．B电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为CH3COO－－8e－＋4H2O===2HCO＋9H＋，故C错误；D．A为正极，得电子，电极反应式为＋H＋＋2e－===＋Cl－，故D正确；故选D。‎ ‎8.(2019·湖南省株洲市高考一模)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池元件。电解法制备过程如下：用NaOH 溶液将NiCl2溶液的pH调至7.5，加入适量硫酸钠固体后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍(可简单写成Ni2＋)氧化为Ni3＋，再将Ni3＋经一系列反应后转化为Ni2O3。电解装置如图所示。下列说法不正确的是(　C　)‎ A．加入适量硫酸钠的作用是增加离子浓度，增强溶液的导电能力 B．电解过程中阳极附近溶液的pH降低 C．电解过程中，溶液中的Cl－经阳离子交换膜向阳极移动 D．ClO－氧化Ni2＋的离子方程式为：ClO－＋H2O＋2Ni2＋===Cl－＋2Ni3＋＋2OH－‎ ‎[解析]　A．硫酸钠是一种强电解质，向其中加入硫酸钠，是为了增加离子浓度，增强溶液的导电能力，故A正确； B．电解过程中，阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，促进水的电离，氢氧根离子浓度增大，该极附近溶液的pH升高，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，电解过程中阳极附近生成的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，溶液的pH降低，故B正确； C．阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，电解过程中，溶液中的Cl－不能通过阳离子交换膜，故C错误； D．ClO－氧化Ni2＋，生成氯离子、＋3价的镍，离子反应为：ClO－＋H2O＋2Ni2＋===Cl－＋2Ni3＋＋2OH－，故D正确； 故选C。‎ ‎9．(2019·河南省开封市高考一模)某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料)，通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法错误的是(　B　)‎ A．放电时，负极的电极反应式为Li－e－===Li＋ ‎ B．放电时，电子通过电解质从Li流向Fe2O3‎ C．充电时，Fe做阳极，电池逐渐摆脱磁铁吸引 D．充电时，阳极的电极反应式为2Fe＋3Li2O－6e－===Fe2O3＋6Li＋‎ ‎[解析]　由图可知该电池充放电时的反应为：6Li＋Fe2O33Li2O＋2Fe，则放电时负极反应式为Li－e－===Li＋，正极反应式为Fe2O3＋6Li＋＋6e－===3Li2O＋2Fe，充电时，阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反，以此解答该题。A．放电时，负极的电极反应式为Li－e－===Li＋，故A正确；B．放电时，电子不能通过电解质，故B错误；C．充电时，Fe作为阳极失电子，电池逐渐摆脱磁铁吸引，故C正确；D．充电时，阳极与正极相反，电极反应式为2Fe＋3Li2O－6e－===Fe2O3＋6Li＋，故D正确。故选B。‎ ‎10．(2019·福建省漳州市高考化学一模)一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中含酚废水中有机物可用C6H5OH表示，左、中、右室间分别以离子交换膜分隔。下列说法错误的是(　C　)‎ A．左室电极为该电池的负极 B．右室电极反应式可表示为：2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O C．左室电极附近溶液的pH增大 D．工作时中间室的Cl－移向左室，Na＋移向右室 ‎[解析]　该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，电极反应式为2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，左边装置电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，据此分析解答。A．左室C6H5OH＋11H2O－28e－===6CO2＋28H＋‎ ‎，失电子，为该电池负极，故不选A; B．右室电极反应式可表示为：2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，得电子，为该电池正极，故不选B; C．左室C6H5OH＋11H2O－28e－===6CO2＋28H＋，有H＋生成，左室电极附近溶液的pH应该减小，故选C; D．原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以工作时中间室的Cl－移向左室，Na＋移向右室，故不选D; 故选C。‎ ‎11．(2019·四川省广元市高考化学一诊)LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是(　C　)‎ A．电池应选用阳离子交换膜，Na＋向A极区移动 B．电池A极区的电极反应式为：H2O2＋2e－===2OH－‎ C．每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为4NA D．要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连 ‎[解析]　根据图甲知，双氧水得电子发生还原反应，则A电极为正极，B电极为负极，负极上BH失电子和氢氧根离子反应生成BO，正极电极反应式为H2O2＋2e－===2OH－，负极发生氧化反应生成BO，电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，根据原电池的工作原理来回答。A．电池放电过程中，阳离子移向正极，Na＋从负极区向正极区移动，故A正确； B．根据图甲知，双氧水得电子发生还原反应，则A电极为正极，正极电极反应式为H2O2＋2e－===2OH－，故B正确； C．负极发生氧化反应生成BO，电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，有1 mol NaBH4参加反应转移电子数为8NA，故C错误； D．要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a阴极应与图甲中的B极负极相连，故D正确。 故选C。‎ ‎12．(2019·四川省内江市高考化学一模)CO2辅助的Na－CO2电池工作原理如下图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列有关说法不正确的是(　D　)‎ A．放电时，ClO向b极移动 B．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－===2CO＋C C．充电时，负极反应为：Na＋＋e－===Na D．充电时，电路中每转移4 mol电子，可释放67.2 L CO2‎ ‎[解析]　A．a极二氧化碳得电子发生还原反应生成碳，所以a是正极，原电池中阴离子向负极移动，所以放电时，ClO向b极移动，故A正确； B．放电时正极二氧化碳得电子发生还原反应，电极反应式为：3CO2＋4e－===2CO＋C，故B正确； C．充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为：Na＋＋e－===Na，故C正确； D．未指明标准状况无法根据电子转移求气体的体积，故D错误； 故选D。‎ ‎13．(2019·河南八市重高联盟高三第三次测评)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图(如图)，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　C　)‎ A．电子的流向：电源负极→石墨电极→Cu→电源正极 B．铜电极上的电极方程式为2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋‎ C．电解后溶液的pH变大 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成 ‎[解析]　A．“石墨电极→Cu”是通过溶液中的离子导电，A错；B．强碱条件下方程式书写错误，B错；C．反应消耗水，溶液体积变小，pH变大，C正确；D．由总反应可知：Cu2O～2e－，故当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D错。故选C。‎ ‎14．电化学在处理环境污染方面发挥了重要的作用。‎ ‎(1)据报道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1所示。其中电解时b极上生成乙烯的电极反应式为__2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O__。‎ ‎(2)利用电解原理可将NO还原为N2，装置见图2，以高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H ‎＋)为介质，金属钯薄膜作电极。钯电极A为_阴__极，电极反应式为__2NO＋4H＋＋4e－===N2＋2H2O__。‎ ‎(3)脱去冶金工业排放烟气中SO2的方法有多种。离子膜电解法：利用硫酸钠溶液吸收SO2，再用惰性电极电解。将阴极区溶液导出，经过滤分离硫磺后，可循环吸收利用，装置如图3所示，则阴极的电极反应式为__SO2＋4H＋＋4e－===S↓＋2H2O(或H2SO3＋4H＋＋4e－===S↓＋3H2O)__，阳极产生的气体的化学式为_O2__。‎ ‎[解析]　(1)b电极与电源的负极相连为阴极，该极通入CO2，故在该电极上CO2得电子后结合迁移过来的H＋生成乙烯，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O。(2)因为A电极上NO得电子后生成N2，故A电极为阴极，电极反应式为2NO＋4H＋＋4e－===N2＋2H2O。(3)由于阴极生成了硫磺，则在阴极上SO2在酸性溶液中得电子生成单质硫的同时生成了H2O，电极反应式为SO2＋4H＋＋4e－===S↓＋2H2O；阳极发生氧化反应，溶液中OH－失电子生成O2，故产生的气体为O2。‎ ‎15．(1)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。二甲醚燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇燃料电池(5.93 kW·h·kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为__CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋__，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_12__个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝__÷__[(3.6×106)J·(kW·h)－1]≈8.39__kW·h·kg－1__(列式计算。能量密度＝，1 kw·h＝3.6×106 J)。‎ ‎(2)在丁烷燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为__C4H10＋8H2O－26e－===4CO2＋26H＋__、正极的反应式为__O2＋26e－＋26H＋===13H2O__。‎ ‎(3)如图为钠硫高能电池的结构示意图。‎ 该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na＋xS===Na2Sx，正极的电极反应式为__xS＋2e－===S(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx)__。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫__。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_4.5__倍。‎ ‎[解析]　(1)电解质为酸性时，CH3OCH3失去电子生成CO2和H＋；CH3OCH3中的C为－2价，因此1个CH3OCH3可产生12个电子的电量；1 000 g CH3OCH3输出的电能为1.20 V××12×96 500 C·mol－1＝3.02×107 J，则能量密度＝＝8.39 kW·h·kg－1。(3)消耗Na和Pb均为23 g，则钠硫电池理论放电量(转移电子数)是铅蓄电池的倍数为＝4.5。‎