专题能力训练电化学基础

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1、专题能力训练专题能力训练 电化学基础电化学基础(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(共 7 小题,每小题 8 分,共 56 分。每小题只有 1 个选项符合题意)1.如图为锌铜原电池装置图,下列说法不正确的是( )锌铜原电池装置A.电子由 Zn 极流向 Cu 极 B.该装置的总反应:Zn+Cu2+Zn2+Cu C.一段时间后,A 池带正电荷,B 池带负电荷 D.取出盐桥,电流计指针不再偏转 2.铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。 下列说法不正确的是( )A.因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀 B.若水膜中溶解了 SO2,则铁铆钉

2、腐蚀的速率变小 C.铜极上的反应是 2H+2e-H2,O2+4e-+4H+2H2O D.在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀 3.日本一家公司日前宣布,他们已经开发并计划大量生产一种颠覆性的阳极和阴极,两个电极 都是碳材料的双碳性电池(放电原理如图所示),充电速度比普通的锂离子电池快 20 倍。放电 时,正极反应:Cn(PF6)+e-P+nC,负极反应:LiCn-e-Li+nC。下列有关说法中正确的是( )(A-表示阴离子)A.a 极为电池的负极 B.A-为 OH- C.电池充电时的阴极反应为 LiCn+e-Li+nC D.充电时,溶液中 A-从 b 极向 a 极迁移 4,PbO2-微生物

3、燃料电池(MFC)是利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置(如 图),若利用微生物分解香蕉皮(生成的葡萄糖作反应物)使该电池工作,下列说法不正确的是( )A.a 电极为正极,b 电极为负极 B.b 电极附近有 PbO2,发生的电极反应为 PbO2+4H+2e-Pb2+2H2O C.电池的总反应式为 12PbO2+C6H12O6+24H+6CO2+12Pb2+18H2O D.该电池一般是在常温环境中工作,使得电池维护成本低,安全性强 5.据外媒报道,在特斯拉最新公布的 Model E 专利设计中,铝-空气电池组基本上取代了增程 式内燃机。铝-空气电池工作原理如图所示,下列有关说法中不正

4、确的是( )A.铝电极作负极 B.可使用活性炭作正极材料 C.该电池工作时,每消耗 2.7 g Al,需耗氧气 6.72 L(标准状况) D.铝-空气电池的可持续应用要求是一方面在工作状态下要有足够的氧气供应,另一方面在 非工作状态下能够密封防止金属腐蚀6.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述 正确的是( ) A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后,甲池的 c(S)减小 C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加 D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡 7.空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC

5、),RFC 是一种将水电解技 术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为 RFC 工作原理示意图,有关说法正确 的是( )A.当有 0.1 mol 电子转移时,a 极产生 1.12 L O2(标准状况下) B.b 极上发生的电极反应是:4H2O+4e-2H2+4OH- C.d 极上发生的电极反应是:O2+4H+4e-2H2O D.c 极上进行还原反应,B 中的 H+可以通过隔膜进入 A二、非选择题(共 2 小题,共 44 分)8.(20 分)Cl2是一种重要的化工原料。 (1)电解饱和 NaCl 溶液获得 Cl2的化学方程式是 。 (2)为便于储存,要将氯气液化Cl2(g)Cl2(l),应

6、采取的措施是 (写出一 条即可)。 (3)液氯储存区贴有的说明卡如下(部分):危险性储运要求 远离金属粉末、氨、烃类、醇等物质;设置氯气检测仪泄漏处理 NaOH、NaHSO3溶液吸收包装钢瓶用离子方程式表示“泄漏处理”中 NaHSO3溶液的作用 。 若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快,原因是 。 氯气含量检测仪工作原理示意图如下:Cl2在 Pt 电极放电的电极反应是 。 9.(24 分)人类活动产生的 CO2长期积累会威胁生态环境,其减排问题受到全世界的关注。 (1)将煤燃烧产生的二氧化碳回收利用,可达到降低碳排放的目的。图 1 是通过光电转化原理 以廉价原料制备新产品的示意图

7、。写出图示转化过程的化学反应方程式: 。连接催化剂 a、b 的导线上电子流动方向是 (填“ab”或“ba”)。 图 1图 2(2)高温电解技术可将释放的 CO2转化为具有工业利用价值的产品。反应的化学方程式为CO2+H2OCO+H2+O2,其工作原理如图 2 所示,电极 b 上放出的气体 X 为 ,与电极 b 相连的 Y 极为外接电源的 (填“正”或“负”)极。 (3)工业上常用高浓度的 K2CO3溶液吸收 CO2得 KHCO3溶液,再利用电解法使 K2CO3溶液再 生,其装置如图 3 所示,在阳极区附近发生的反应包括 和 H+HCCO2+H2O。 图 3参考答案1.C 解析:铜锌原电池中锌为

8、负极,铜为正极,电子由 Zn 极流向 Cu 极,A 项正确;该电池的总 反应:Zn+Cu2+Zn2+Cu,B 项正确;盐桥中阳离子移向 B 池,阴离子移向 A 池,A 池和 B 池中 溶液仍然保持电中性,C 项错误;取出盐桥,原电池中闭合回路断开,电流计指针不偏转,D 项正 确。 2.B 解析:A 项,因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀,正确;B 项,若水膜中溶解了 SO2,使溶液酸性增强,氢离子浓度增大,则铁铆钉腐蚀的速率变大,错误;C 项,从图中可看出,铁 同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀,铜极是正极,发生的反应是 2H+2e-H2,O2+4e- +4H+2H2O,正确;D 项,在金属表

9、面涂一层油脂,隔绝氧气,能防止铁铆钉被腐蚀,正确,答案 选 B。 3.D 解析:根据题给装置图判断,a 电极有 A-生成,b 电极有 Li+生成,结合放电时,正极反应: Cn(PF6)+e-P+nC,负极反应:LiCn-e-Li+nC,可知 a 电极为正极,b 电极为负极,故 A 项错 误;A-为 P,故 B 项错误;充电时,阴极反应为 Li+nC+e-LiCn,故 C 项错误;充电时,溶液中 A- 从 b(阴)极向 a(阳)极迁移,故 D 项正确。 4.A 解析:根据图中 H+的流向和电子的流向可推知 a 电极为负极,b 电极为正极,所以 A 项错 误;PbO2在 b 极得到电子,发生还原反

10、应,电极反应式为 PbO2+4H+2e-Pb2+2H2O,B 项正确;香 蕉皮经微生物分解后生成葡萄糖,负极反应为葡萄糖失电子生成二氧化碳,电极反应式为 C6H12O6-24e-+6H2O6CO2+24H+,所以总反应式为 12PbO2+C6H12O6+24H+6CO2+12Pb2+18H2O,C 项正确;温度过高,微生物会发生变性死亡,所 以 D 项正确。 5.C 解析:C 项,负极反应式:4Al+16OH-12e-4Al+8H2O,正极反应式:3O2+12e- +6H2O12OH-,所以每消耗 2.7 g Al,需耗氧气(标准状况)的体积为322.4 Lmol-1=1.68 L。 6.C

11、解析:原电池反应为 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu。Cu 电极作正极,Cu2+在正极得电子,发生 还原反应,A 项错误;由于两半池中的阴离子 S 不能透过半透膜,故 c (S)都不变,B 项错误;甲池 中由于生成 Zn2+,而乙池中 Cu2+2e-Cu,则乙池中的 CuSO4部分变为 ZnSO4,导致乙池中溶 液总质量变大,C 项正确;阴离子不能透过半透膜,D 项错误。 7.D 解析:a 极接电源的负极,水中的 H+得电子生成 H2,d 电极是氢氧燃料电池的负极,在该 电极 H2失去电子生成 H+,b 极上为 OH-失电子,生成 O2,A、B、C 错误;b 极产生的 O2进入 C 极, C

12、极上 O2得电子发生还原反应,在酸性电解质溶液中 O2+4e-+4H+2H2O,D 项正确。8.答案:(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2(2)降温(或加压)(3)HS+Cl2+H2OS+2Cl-+3H+ 铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用Cl2+2e-+2Ag+2AgCl 解析:(1)电解饱和 NaCl 溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气,化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。(2)将氯气液化,使 Cl2(g)Cl2(l)平衡正向移动,可以加压;气体液化是放热过程,所以还 可以降低温度。(3)NaHSO3溶液与氯气发生氧化还原反应,离子方程式为 H

13、S+Cl2+H2OS+2Cl- +3H+。 钢瓶中含有铁,与氯气反应生成氯化铁,对苯和氯气的反应起催化作用。Cl2在 Pt 电极放电生成氯离子,与银离子结合成氯化银,从而检测氯气,电极反应为Cl2+2e-+2Ag+2AgCl。9.答案:(1)2CO2+2H2O2HCOOH+O2 ab(2)O2 正 (3)4OH-4e-2H2O+O2 解析:(1)根据图 1 可知反应物是 CO2和 H2O,生成物是 HCOOH 和 O2,然后配平得:2CO2+2H2O2HCOOH+O2,反应过程中 H2O 失去电子生成 O2和 H+,CO2得到电子后与H+结合转化为 HCOOH,所以电子流动方向是 ab。 (2)根据图 2 可知电极 a 上,CO2和 H2O 得到电子生成 CO 和 H2,电极 a 是阴极,所以电极 b 应该是阳极,连接外接电源的正极,电极反应是 2O2-4e-O2。 (3)右侧为阳极区,生成物是 O2和 CO2,电极反应是 4OH-4e-2H2O+O2和 H+HCCO2+H2O。