(通用版)高考化学二轮复习强化训练二电化学组合装置题(含解析)

强化训练二　电化学组合装置题

一、选择题

1．二甲醚汽车发动机具有显著的节能减排效果，该电池的工作原理示意图如图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A．负极上的电极反应式为CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋

B．工作过程中，H＋移向正极

C．每消耗0.5 mol O2就有2 mol e－通过离子交换膜

D．电池总反应为C2H6O＋3O2===2CO2＋3H2O

答案　C

解析　由工作原理图知，CH3OCH3在负极上失去电子转化为CO2，A正确；阳离子移向原电池的正极，B正确；电子应沿外电路流动而无法通过离子交换膜，C错误；观察电池工作原理图知D正确。

2．如图是电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的装置示意图，质子交换膜将电解池分隔为阴极室和阳极室。下列说法中正确的是(　　)

A．a是阴极

B．B极室的反应是CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O

C．一段时间后，A极室中溶液的pH增大

D．电子由B极室流向A极室

答案　B

解析　根据题意可知该装置是电解池，根据质子的流向知b是阴极，B极室是阴极室，发生的反应是CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，A极室发生的反应是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，总反应是2CO2===2CO＋O2，A错误，B正确；A极室中溶液的pH不会增大，C错误；电子不能在电解质溶液中流动，D错误。

3．利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处的液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)

A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀

B．一段时间后，a管的液面高于b管的液面

C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋

答案　C

解析　a管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的c(H＋)减小，pH增大，A正确，C错误；a处消耗了液面上的氧气，b管有氢气生成，B正确；电化学腐蚀中铁失去电子变成Fe2＋，D正确。

4.如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2 做溶剂，反应原理是4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法不正确的是(　　)

A．该装置将化学能转化为电能

B．电子移动方向是由a极到b极

C．可以用水代替SO(CH3)2做溶剂

D．b极反应式是FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S

答案　C

解析　原电池将化学能转化为电能，A正确；a为负极，b为正极，电子由负极(a极)流出经导线流入正极(b极)，B正确；Li能与水反应，因此不能用水代替SO(CH3)2做溶剂，C错误；b极上发生还原反应：FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S，D正确。

5.如图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分别为Mg、Al、Pt、C。当闭合开关S后，以下表述正确的是(　　)

A．电流表指针不发生偏转

B．Al、Pt两极有H2产生

C．甲池pH减小，乙池pH不变

D．Mg、C两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应

答案　D

解析　根据电子转移数目相等，则Mg、C两极产生的H2、O2体积比为2∶1，在一定条件下可以完全反应。

6.硼氢化物NaBH4(B元素的化合价为＋3)燃料电池(DBFC)，由于具有比能量高、产物清洁无污染和燃料易于储存和运输等优点，被认为是一种很有发展潜力的燃料电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．放电时，每转移2 mol电子，理论上需要消耗9.5 g NaBH4

B．若电极a采用MnO2，则MnO2既作电极材料又有催化作用

C．电池放电时Na＋从b极区移向a极区

D．电池的负极反应为BH＋2H2O－8e－===BO＋8H＋

答案　A

解析　放电时，a极区发生反应BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，每转移2 mol电子，理论上需要消耗NaBH4的质量为0.25 mol×38 g·mol－1＝9.5 g，A项正确；若MnO2作催化剂，双氧水应该分解为氧气和水，故MnO2无催化作用，B项错误；从放电时a极区发生的反应可看出a极为电池负极，阳离子从负极区移向正极区，故Na＋从a极区移向b极区，C项错误；负极反应在碱性介质中进行，得不到H＋，D项错误。

7．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是(　　)

A．当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源

B．当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生

C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；③→②

D．当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变

答案　A

解析　当闭合K时，B装置中反应为自发氧化还原反应，B装置为原电池，A为电解池，且Fe做阴极，所以A项错误。

8．某可充电电池的原理如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性。充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是(　　)

注：V2＋为紫色　V3＋为绿色　

VO为黄色　VO2＋为蓝色

A．放电时，H＋从左槽迁移进右槽

B．放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色

C．充电时，b极接直流电源正极，a极接直流电源负极

D．充电过程中，a极的电极反应式为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O

答案　B

解析　充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色，即V3＋―→V2＋，充电时b作阴极，接直流电源负极，a极接直流电源正极，C错误；放电时，b是负极，a是正极，a极发生还原反应，化合价降低，即VO―→VO2＋，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色，H＋从右槽迁移进左槽，A错误，B正确；充电过程中，a极是阳极，电极反应式为VO2＋－e－＋H2O===VO＋2H＋，D错误。故选B。

9．流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O。下列说法不正确的是(　　)

A．a为负极，b为正极

B．该电池工作时PbO2电极附近溶液的pH增大

C．a极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋

D．调节电解质溶液的方法是补充CuSO4

答案　D

解析　A项，根据电池总反应：Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O可得铜为负极，PbO2为正极；B项，该电池工作时PbO2电极发生的反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，消耗了溶液中的H＋，故溶液的pH增大；C项，铜电极的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋；D项，通过总反应可以看到H2SO4参加了反应，故应补充H2SO4。

二、非选择题

10．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。

设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过________mol电子。

(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为____________________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因________________________________，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式________________________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。”如果＋3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式____________________________________________。

(3)其他条件不变，若将盐桥换成铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是________________________________，

电极反应为______________________；乙装置中石墨(1)为________极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为__________________________，产物常用__________________检验，反应的离子方程式为___________________________________________。

答案　(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2

(2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性

NH＋H2ONH3·H2O＋H＋

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋

(3)溶液变红　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　阴

2Cl－－2e－===Cl2↑　湿润淀粉碘化钾试纸

Cl2＋2I－===2Cl－＋I2

解析　(1)设导线中通过的电子的物质的量为x，则负极减少28x g·mol－1，正极增重32x g·mol－1,28x＋32x＝12，x＝0.2 mol。