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1、第8讲电化学(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(共7个小题，每小题6分，共42分)1(2013垫江质检)甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车的最佳候选动力源，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是()。A通氧气的一极为负极BH从正极区通过交换膜移向负极区C通甲醇的一极的电极反应式为CH3OHH2O6e=CO26HD甲醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极解析外电路中电子从负极流向正极，内电路H从负极移向正极，B、D错误；O2在正极发生还原反应，A错误；甲醇在负极发生氧化反应，负极反应式为CH3OHH2O6e=CO26H。答案C2(2013江苏，9)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶
2、的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是()。AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大 / D溶液中Cl向正极移动解析MgH2O2海水电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg2e= Mg2，H2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H2O22e=2OH(由于电解质为中性溶液，则生成OH)，A项、B项错误，C项正确。由于负极阳离子(Mg2)增多，则Cl向负极移动平衡电荷，D错误。答案C3(2013开县检测)如图所示，为直流电源，为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，为电镀槽。接通电路(未闭合K)后发现上的c
3、点显红色。为实现铁片上镀铜，接通K后，使c、d两点短路。下列叙述不正确的是()。Ab为直流电源的负极Bf极为阴极，发生还原反应Ce极材料为铁片，f极材料为铜片D可选用CuSO4溶液或CuCl2溶液作电镀液解析依据c点显红色，可判断出c极发生的反应为2H2e= H2，故c点连接的b极为直流电源的负极，a极为直流电源的正极。依次确定e极为阳极、发生氧化反应，f极为阴极、发生还原反应，则铜片作阳极、铁片作阴极，故C错误。电镀液中要含有镀层金属的阳离子，故D正确。答案C4(2013浙江理综，11)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝
4、色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO5I3H2O下列说法不正确的是()。A右侧发生的电极反应式：2H2O2e=H22OHB电解结束时，右侧溶液中含IOC电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2O KIO33H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变解析左侧变蓝，说明左侧是阳极，I在阳极放电，被氧化生成I2，因而右侧是阴极，只能是水电离的H放电被还原生成H2，其电极反应为2H2O2e= H22OH，A项正确；阴离子交换膜允许阴离子通过，B项正确；电解KI的过程发生如下两个反应：2I2H2O I22OHH23I26OH= = = = = = IO5I
5、3H2O3即得总方程式，C项正确；如果将阴离子交换膜换成阳离子交换膜，阴极产生的OH将不能到达阳极区，I2与OH无法反应生成IO，因而D项错。答案D5(2013湖南省十二校第一次联考，13)下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()。A图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图2中，往烧杯中滴加几滴KSCN溶液，溶液变血红色C图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极解析插入海水中的铁棒，除发生化学腐蚀外，靠近液面的地方还会发生电化学腐蚀，越靠近液面腐蚀越严重，A错误；图2中Fe作负极，失电子，
6、生成Fe2，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变血红色，B错误；高温下铁发生氧化反应，发生化学腐蚀，C正确；镁块相当于原电池的负极，失电子，从而保护地下钢铁管道，D错误。答案C6如图中，两电极上发生的电极反应如下：a极：Cu22e=Cu；b极：Fe2e=Fe2，则以下说法中不正确的是()。A该装置一定是原电池Ba极上一定发生还原反应Ca、b可以是同种电极材料D该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能解析A项该装置不一定是原电池，可以是原电池也可以是电解池；B项根据已知条件，a极上发生Cu22e= = Cu反应，一定是还原反应；C项，a、b可以是同种电极材料，如用铁电极电解硫酸铜溶液；D项该过程中能量
7、的转换可以是电能转化为化学能，也可以是化学能转化为电能。答案A7(2013天津化学，6)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) = = = = = 2PbSO4(s)2H2O(l)电解池：2Al3H2O Al2O33H2电解过程中，以下判断正确的是()。电池电解池AH移向Pb电极H移向Pb电极B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正极：PbO24H2e= = Pb22H2O阳极：3Al3H2O6e= Al2O36HD解析在电池中阳离子移向正极PbO2，在
8、电解池中阳离子移向阴极Pb电极，A错误；当消耗3 mol Pb时，转移6 mol e，由转移电子守恒可知生成1 mol Al2O3，B错误；电池正极反应应为：PbO24HSO2e=PbSO42H2O，C错误；在电池中，由于Pb电极反应为：Pb2eSO=PbSO4，析出的PbSO4附在电极上，电极质量增大，而在电解池中Pb为阴极不参与电极反应，故质量不发生改变，D正确。答案D二、非选择题(共4个题，共58分)8(14分)(1)2012重庆理综，29(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图1所示。图1电源的负极为_(填“A”或“B”)。阳极室中发生的反应依次为_、_。电解结
9、束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将_；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。图2(2)2011重庆理综，29(3)O3可由臭氧发生器(原理如图2)电解稀硫酸制得。图中阴极为_(填“A”或“B”)，其电极反应式为_。若C处通入O2，则A极的电极反应式为_。若C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为_。(忽略O3的分解)解析(1)根据电解池中的电极产物H2和Cl2可以判断出A为电源的正极，B为电源的负极，故阳极室中发生的反应依次为：2Cl2e=Cl2，CO(NH2)23Cl2H2O=N2
10、CO26HCl；阴极反应为：2H2O2e= 2OHH2(或2H2e=H2)根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH、H的数目相等，阳极室中反应产生的H通过质子交换膜进入阴极室与OH恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变；由上述反应式可以看出，转移6 mol e时，阴极产生3 mol H2，阳极产生1 mol N2和1 mol CO2，故电解收集到的13.44 L气体中V(N2)V(CO2)2.688 L，即n(N2)n(CO2)0.12 mol根据化学方程式CO(NH2)23Cl2H2O=N2CO26HCl可知生成0.12 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.
11、12 mol，其质量为：mCO(NH2)20.12 mol60 gmol17.2 g。(2)观察电解装置图知，特殊惰性电极B上产生了氧气和臭氧，该极失去电子发生氧化反应作阳极，则特殊惰性电极A为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为2H2e= H2；若从C处通入氧气，氧气将参与反应，阴极生成的将是水，电极反应式为O24H4e= = 2H2O；设y L混合气体中臭氧的体积分数为a，由电子得失守恒有2xya6y(1a)4，解得a。答案(1)B2Cl2e=Cl2CO(NH2)23Cl2H2O= N2CO26HCl不变7.2(2)A2H2e= = = H2O24H4e= = = 2H2O9(2013河
12、南郑州一模，21)(16分)甲、乙的实验装置如图所示，丙、丁分别是氯碱工业生产示意图和制备金属钛的示意图。请回答下列问题：(1)写出甲装置中碳棒表面的电极反应式：_。(2)已知：5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3。若将湿润的淀粉KI试纸置于乙装置中的碳棒附近，现象为_；若乙装置中转移0.02 mol电子后停止实验，烧杯中溶液的体积为200 mL，则此时溶液的pH_。(室温条件下，且不考虑电解产物的相互反应)(3)工业上经常用到离子交换膜，离子交换膜有阳离子交换膜和阴离子交换膜两种，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。当乙装置中的反应用于工业生产时，为了阻止两极产物之间的反应，通常用如丙图所示的装置，Na的移动方向如图中标注，则H2的出口是_(填“C”、“D”、“E”或“F”)；_(填“能”或“不能”)将阳离子交换膜换成阴离子交换膜。(4)研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaO作电解质，利用丁装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。写出阳极的电极反应式：_。在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是(请结合化学用语解释)_。电解过程中需定期更换阳极材料的原因是_ _。解析(1)甲装置中锌作负极
