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1、专题限时集训(七)专题七电化学原理(时间：40分钟)1如图71所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上描述合理的是()图7120123.22，实验后的记录：Cu为负极，Zn为正极Cu极上有气泡产生，发生还原反应SO向Cu极移动若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体电子的流向是：CuZn正极反应式：Cu2e=Cu2，发生氧化反应ABC D2载人空间站的生态系统中，要求分离人呼出的二氧化碳，同时需要提供氧气。某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求，同时还有燃料一氧化碳生成，该电化学装置中得电子的电极发生的反应是2CO24
2、e2H2O=2CO4OH。下列判断错误的是()A上述电化学装置相当于电解池B上述装置进行的总反应为2CO2=2COO2C反应结束后该电化学装置中的电解质溶液pH增大D失电子的电极发生的反应是4OH4e=2H2OO23瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪(图72甲)能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3Na2O，O2可以在其中自由移动。图72下列有关叙述正确的的是()A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB电极b是正极，O2由电极a流向电极bC电极a的反应式为
3、：CH44O28e=CO22H2OD当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移4 mol4用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl、Br、Na、Mg2)的装置如图73所示(a、b为石墨电极)。图73下列说法中，正确的是()A电池工作时，正极反应式为：O22H2O4e=4OHB电解时，a电极周围首先放电的是Br而不是Cl，说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者C电解时，电子流动的路径是：负极外电路阴极溶液阳极正极D忽略能量损耗，当电池中消耗 0.02 g H2时，a极周围会产生0.71 g Cl25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)，RFC是一种将水电解技术与氢氧
4、燃料电池技术相结合的可充电电池。图74为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是()图74A当有0.1 mol电子转移时，a极产生1.12 L O2(标准状况下)Bb极上发生的电极反应是：4H2O4e=2H24OHCd极上发生的电极反应是：O24H4e=2H2O Dc极上进行还原反应，B中的H可以通过隔膜进入A6电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图如图75(已知电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极)。下列说法正确的是()图75A电解时，b极是阴极放出H2，发生氧化反应B溶液中OH逐渐向b极移动C电解时，a极的电极反应式为：CO(NH2)28OH6e=CON26H2OD若
5、在b极产生标况下224 mL氢气，则消耗尿素2 g7高效能电池的研发制约电动汽车的推广。有一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应式为：2C2H67O28KOH=4K2CO310H2O，有关此电池的推断正确的是()A负极反应为：C2H614e14OH=2CO210H2OB放电过程中KOH的物质的量浓度不变C每消耗1 mol C2H6，则电路上转移的电子为14 molD放电一段时间后，负极周围的pH升高8硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图76所示的实验装置，结
6、果电流计指针发生了偏转，下列分析正确的是()图76A如图装置的电流方向是从C1到C2 BC1是负极，发生的反应是2I2e=I2CK离子向C1电极流动D装置发生的总反应是Hg22I=HgI29新型液流式铅酸蓄电池是二次电池，以甲基磺酸铅Pb(CH3SO3)2溶液为电解液，正极板上覆盖PbO2，负极板上覆盖Pb。电池总反应为：PbPbO24H2Pb22H2O(1)甲基磺酸铅可通过下列方法制备：以50%58%的甲基磺酸(CH3SO3H)为电解液，分别以金属铅和石墨做电极，进行电解即可制得。电解时，该电解池阳极为_；总反应方程式为_。(2)铅酸蓄电池也存在缺点，主要有比能量低、_。(任答一条)(3)利
7、用高锰酸钾测定某铅氧化物样品(Pb的化合价有2、4价)中铅元素含量，具体步骤为：称取样品0.734 0 g，加入足量草酸还原4价的Pb，调节溶液的pH，使Pb2全部沉淀为PbC2O4；过滤、洗涤后将沉淀完全溶于适量酸中；用0.040 0 molL1 KMnO4标准溶液滴定，达滴定终点时，消耗KMnO4溶液30.25 mL(假设只发生反应：5H2C2O42MnO6H=10CO22Mn28H2O)。试计算样品中铅元素的质量分数。10最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为：2CH3CHOH2OCH
8、3CH2OHCH3COOH实验室中，以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如图77所示。图77(1)若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入_(填化学式)气体。(2)电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下：阳极：4OH4e=O22H2O_阴极：_CH3CHO2e2H2O=CH3CH2OH2OH(3)电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)已知：乙醛、乙醇的沸点分别为20.8 、78.4 。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是_。专题限时集训(七)1D解析 由图
9、可知，锌为负极，铜为正极，电子流向是由锌到铜；SO向负极移动，即向锌极移动；H在正极发生得电子还原反应。2C解析 根据题信息可知该电化学装置相当于电解池，A正确；根据提示的反应物与生成物可以写出反应的总反应式为2CO2=2COO2，B正确；由总反应减去阴极反应，可以得到阳极反应为：4OH4e=2H2OO2，D正确；阴极反应生成的OH在阳极完全反应。故反应前后溶液的pH并不变化，C错。3C解析 电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，A错；燃料电池中，通入燃料的一极为负极，阳离子移向正极，阴离子移向负极，B错；甲烷在负极发生失电子氧化反应，电极反应为：CH44O28e=CO22H2O，C正
10、确；1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2，故当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移2 mol，D错。4B解析 A项忽视了在酸性环境中不可能生成OH；电解时阳极发生失电子氧化反应，还原性强的离子优先失电子，a极产物应首先得到Br2，其次才能得到Cl2，故B项正确，而D项错误；电解时，电子不是通过溶液转移，而是通过溶液中的离子放电(阴离子失电子或阳离子得电子)转移的，C项错误。5D解析 b极为阳极，发生失电子氧化反应，产生O2，a极为阴极，发生得电子还原反应，生成H2，A、B项错误；d极为燃料电池的负极，发生失电子氧化反应，电极反应为：H22e=2H，生成的H可透过隔膜进
11、入A，C项错误，D项正确。6C解析 电解时阴极发生得电子还原反应，生成氢气，故b极为阴极，A项错误；阴极消耗阳离子或生成阴离子，为保持溶液的电中性，溶液中的阴离子移向阳极，B项错误；CO(NH2)2中氮元素为3价，碳元素为4价，尿素在阳极发生失电子反应生成N2和CO，C项正确； b极产生标况下224 mL氢气，转移电子0.02 mol，根据电子守恒，a极消耗尿素60 gmol10.2 g，D项错误。7C解析 燃料乙烷在负极失去电子，生成二氧化碳，与溶液中OH反应，生成CO，正确的负极电极反应式应为：C2H614e18OH=2CO12H2O，故A、D项错误；由电池总方程式看出，反应中消耗KOH，
12、故B项错误；每消耗1 mol C2H6，消耗氧化剂O2为3.5 mol，转移电子3.5 mol414 mol，C项正确。8B解析 I具有还原性，则C1作负极，发生反应：2I2e=I2，B项正确；C2作正极，电流方向为正极流向负极，A项错误；阳离子由负极移向正极，C项错误；D项所给方程式为复分解反应，不属于氧化还原反应，错误。9(1)PbPb2CH3SO3HPb(CH3SO3)2H2(2)产生废酸污染(或产生重金属离子污染)(3)w(Pb)85.3%解析 (1)Pb做阳极时，Pb溶解。(2)目前铅蓄电池最大的问题就是污染问题，特别是重金属离子的污染，如Pb2。(3)由反应PbC2O42H=Pb2
13、H2C2O4和5H2C2O42MnO6H=10CO22Mn28H2O可得关系式：5Pb25H2C2O42MnO5 mol207 gmol1 2 molm 0.030 25 L0.040 0 molL1解之，得m0.626 2 gw(Pb)100%85.3%。10(1)CH4(2)CH3CHO2eH2O=CH3COOH2H4H4e=2H2或4H2O4e=2H24OH(写成“2H2e=H2”也可)(3)不变(4)蒸馏解析 (1)燃料电池中通入燃料的一极为负极，b为负极，故b极应通入甲烷。(2)阳极发生失电子氧化反应，故除了OH放电外，乙醛也放电生成乙酸；而阴极发生得电子还原反应，除了乙醛得电子生成乙醇外，H也
