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1、专题二 第7讲 电化学基础建议时间：40分钟1.如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图。下列说法正确的是()A该电化学腐蚀为析氢腐蚀B图中生成铁锈最多的是C区域CA区域比B区域更易腐蚀D铁闸中的负极的电极反应：Fe2e=Fe2解析：铁闸在海水中发生吸氧腐蚀，在酸性较强的条件下才发生析氢腐蚀，A错误；在B处，海水与氧气接触，与Fe最易形成原电池，发生的吸氧腐蚀的程度最大，生成铁锈最多，B错误；在B处，海水与氧气接触，与Fe最易形成原电池，所以B区域比A区域更易腐蚀，C错误；Fe作负极失电子生成亚铁离子，则负极的电极反应为Fe2e=Fe2，D正确。答案：D2(2017岳阳模拟)硼化钒(
2、VB2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示，该电池工作时反应为4VB211O2=4B2O32V2O5，下列说法正确的是()(导学号 56470083)A电极a为电池负极 B图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过 C电子由VB2极经KOH溶液流向a电极 DVB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O解析：硼化钒空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极上得电子，所以a为正极，故A错误；氧气在正极上得电子生成OH，OH通过选择性透过膜向负极移动，故B错误；“电子不下水”，电子只在导线中移动，不能在溶液中移动，故C错误；负极上是VB2失电子发生氧
3、化反应，则VB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，故D正确。答案：D3.一种处理污水的燃料电池模型如图所示。该电池工作时，只需把污水注入反应池，细菌就可将污水中的有机物分解，在此过程中释放出电子、质子和乙。下列叙述不正确的是()AB电极为正极B气体乙可能为CO2CO2在A电极得电子D电池工作时，B电极附近的pH逐渐减小解析：根据题意，该电池工作时，只需把污水注入反应池，细菌就可将污水中的有机物分解，在此过程中释放出电子、质子和乙，则B电极为负极，A项错误；有机物是含碳元素的化合物，有机物失电子生成乙，则气体乙可能为CO2，B项正确；根据上述分析，电极A为正
4、极，在燃料电池中，氧气在正极得到电子，即O2在A电解得电子，C项正确；根据题意，细菌将污水中的有机物分解，在此过程中释放出电子、质子和乙，质子(H)浓度增大，则B电极附近的pH逐渐减小，D项正确。答案：A4(2017全国卷)支撑海港码头基础的钢管柱，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析：本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护
5、。外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案：C5全钒液流储能电池利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能的相互转化，充电时，惰性电极M、N分别连接电源的正极和负极。电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是()A充电过程中，N电极附近酸性减弱B充电过程中，N电极上V3被还原为V2C放电过程中，H由N电极向M电极
6、移动D放电过程中，M电极反应为VO2He=VOH2O解析：充电过程中，N电极是阴极，氢离子移向阴极，故附近酸性增强，A项错误；充电过程中，N电极是阴极，发生反应：V3e=V2，B项正确；放电过程中，N极是负极，H由N电极向M电极移动，C项正确；放电过程中，M电极为正极，反应为VO2He=VO2H2O，D项正确。答案：A6(2016全国卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液p
7、H增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成解析：A项，正极区发生的反应为2H2O4e=O24H，由于生成H，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小；B项，负极区发生的反应为2H2O2e=H22OH，阴离子增多，中间隔室的Na向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4；C项，由B项分析可知，负极区产生OH，负极区溶液的pH升高；D项，正极区发生的反应为2H2O4e=O24H，当电路中通过1 mol电子的电
8、量时，生成0.25 mol O2。答案：B7(2017邹城模拟)如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu 时，、中溶液pH分别为(溶液足量，体积均为100 mL 且电解前后溶液体积变化忽略不计)()(导学号 56470084)A13、7、1B12、7、2C1、7、13 D7、13、1解析：n(Cu)0.32 g64 g/mol0.005 mol，由电极反应Cu22e=Cu可知转移电子为0.01 mol，电解时，、中溶液电极方程式分别为2KCl2H2O2KOHH2Cl2、2H2O2H2O2；2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。中生成0.01 mol OH，c(OH)0.01 m
9、ol0.1 L0.1 mol/L，pH13；电解水，溶液仍然呈中性，溶液的pH7；中生成0.01 mol H，c(H)0.01 mol0.1 L0.1 mol/L，pH1，故A正确。答案：A8氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。(1)氢氧燃料电池的能量转化形式主要是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b 和箭头表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因为_。(4)氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。有人提出利用光伏发电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气。光伏发电是当今世界利用
10、太阳能最主要方式之一。图1为光伏并网发电装置，图2为电解尿素CO(NH2)2(C为4价)的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。 图1中N型半导体为_(填“正极”或“负极”) 该系统工作时，A极的电极反应式为_。 若A极产生7.00g N2，则此时B极产生_L H2(标准状况下)。解析：(1)氢氧燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，所以该燃料电池中能量转化形式主要是化学能转化为电能；燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，电子从负极沿导线流向正极，所以通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，电子流动方向为a到b；(2)碱
11、性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H22e2OH=2H2O；(3)反应物接触面积越大，反应速率越大，电极表面镀铂粉能增大吸附气体的能力，所以能增大反应速率；(4)该电池反应时，氮元素化合价由3价变为0价，H元素化合价由1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，则图1中N型半导体为负极，P型半导体为正极；A极为阳极，电极反应式为CO(NH2)28OH6e=CON26H2O；A极为阳极，电极反应式为CO(NH2)28OH6e=CON26H2O，若A极产生7.00 g即0.25 mol N2，则转移电子是1.5
12、 mol，此时B极产生氢气，B电极反应为H2O2e=H22OH，转移1.5 mol电子，产生氢气的体积：22.4 L/mol16.8 L。答案：(1)化学能转化为电能ab(2)H22e2OH=2H2O(或2H24e4OH=4H2O)(3)增大电极单位面积吸附H2和O2的分子数，加快电极反应速率(4)负极CO(NH2)28OH6e=CON26H2O16.89我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器易受到环境腐蚀，所以对其进行修复和防护具有重要意义。(导学号 56470085)(1)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有
13、害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为_。(2)下图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。腐蚀过程中，负极是_(填“a”“b”或“c”)；环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。解析：(1)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(2)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu2e=Cu2，正极反应：O22H2O4e=4OH；正极产物为OH，负极产物为Cu
14、2，两者与Cl反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl；4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448 L(标准状况)。答案：(1)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O(2)c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.44810如图，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业的原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中的X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：(1
