2020届二轮复习 电化学 作业（全国通用） (3) 练习

电化学1.(2019·湘东模拟)一种新型可充电电池的工作原理如图所示。总反应为Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCl4Al2Cl＋3Cn(Cn表示石墨)。下列说法正确的是(　　)A．放电时负极反应为2Al－6e－＋7Cl－===Al2ClB．放电时AlCl移向正极C．充电时阳极反应为AlCl－e－＋Cn===Cn(AlCl4)D．电路中每转移3 mol电子，最多有1 mol Cn(AlCl4)被还原解析：选C　放电时，铝为负极，失去电子被氧化为Al2Cl，电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，A错误。放电时，AlCl移向负极，B错误。充电时，阳极失去电子，发生氧化反应，石墨中碳元素的化合价没有发生变化，失去电子的是AlCl，电极反应式为Cn＋AlCl－e－===Cn(AlCl4)，C正确。1 mol Cn(AlCl4)被还原仅转移1 mol电子，D错误。2．(2019·湖北九校联考)某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响：装置现象电流计指针不发生偏转电流计指针发生偏转下列有关说法正确的是(　　)A．装置Ⅰ中的铁片均不会发生任何腐蚀B．铁片d上可能发生的电极反应为Fe－3e－===Fe3＋C．利用K3[Fe(CN)6]溶液可确定装置Ⅱ中的正、负极D．铁片a、c所处的NaCl溶液的浓度相等，二者腐蚀速率相等解析：选C　装置Ⅰ中因为两烧杯中NaCl溶液的浓度相等，两边电势相等，所以电流计指针不发生偏转，但铁片a、b仍可发生普通的化学腐蚀，A项错误；铁片d上Fe发生反应生成Fe2＋，B项错误；装置Ⅱ中负极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，故可利用K3[Fe(CN)6]溶液确定装置Ⅱ中的正、负极，C项正确；装置Ⅱ中明显产生了电流，电化学腐蚀比化学腐蚀要快得多，故铁片a、c的腐蚀速率不同，D项错误。3．O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得，原理如图。下列说法错误的是(　　)A．电极a为阴极B．a极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．电解一段时间后b极周围溶液的pH下降D．标准状况下，当有5.6 L O2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48 L，O3的体积分数为80%解析：选D　电极b上生成O2和O3，则电极b上发生失电子的氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，A项正确；电极a的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B项正确；电极b上H2O失去电子，发生氧化反应生成O2、O3和H＋，故电解一段时间后b极周围溶液的pH下降，C项正确；标准状况下，当有5.6 L氧气参加反应时，转移电子1 mol，设收集到O2 x mol，O3y mol，则有x＋y＝0.2,4x＋6y＝1，解得x＝y＝0.1，故O3的体积分数为50%，D项错误。4．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)A．电子从b流出，经外电路流向aB．HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋C．如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化D．若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H＋通过质子交换膜解析：选B　b电极通入氧气，是正极，a电极是负极，电子从a流出，经外电路流向b，A错误；如果将反应物直接燃烧，会有部分化学能转化为光能，因此能量的利用率会变化，C错误；若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，根据电荷守恒可知有0.4 mol H＋通过质子交换膜与0.1 mol氧气结合转化为水，D错误。5．(2019·延边模拟)某新型水系钠离子电池工作原理如图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为Na2S。下列说法不正确的是(　　)A．充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能B．放电时，a极为负极C．M是阴离子交换膜D．充电时，阳极的电极反应式为3I－－2e－===I解析：选C　根据题意及图示可知，TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电。则充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，充电时Na2S4还原为Na2S，放电和充电互为逆过程，所以a是负极，b是电池的正极，在充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：3I－－2e－===I。6.(2019·长沙模拟)铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺，装置如图所示。若上端开口关闭，可得到强还原性的H(氢原子)；若上端开口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的OH(羟基自由基)。下列说法错误的是(　　)A．无论是否鼓入空气，负极的电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋B．不鼓入空气时，正极的电极反应式为H＋＋e－===HC．鼓入空气时，每生成1 mol OH有2 mol电子发生转移D．处理含有草酸(H2C2O4)的污水时，上端开口应打开并鼓入空气解析：选C　无论是否鼓入空气时，铁作为负极，易失去电子生成Fe2＋，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，A正确；不鼓入空气时，正极上可得到强还原性的氢原子，电极反应式为H＋＋e－===H，B正确；若上端口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的羟基自由基，电极反应为2H＋＋2e－＋O2===2OH，所以每生成1 mol羟基自由基有1 mol电子发生转移，C错误；除去草酸需要氧化性的物质，上端口应打开生成羟基自由基，D正确。7．(2020届·攀枝花联考)已知新型中温全瓷铁—空气电池，其结构如图所示。下列说法正确的是(　　)A．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2B．a极发生氧化反应C．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－D．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol 电子转移解析：选A　A项，由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知，铁表面发生失去电子的氧化反应，反应式为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，正确；a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B、C项错误；D项，有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则氧气为×＝0.2 mol，则电路中转移0.8 mol电子，错误。8．(2019·聊城模拟)以柏林绿Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)A．放电时，Na＋由右室移向左室B．放电时，Mg箔为负极，该电极发生氧化反应C．充电时，阳极反应式为Na2Fe[Fe(CN)6]－2e－===Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋D．用铅蓄电池为该电池充电时，当有0.2 mol电子转移时，Pb电极质量减少20.7 g解析：选D　外电路中通过0.2 mol电子的电量时，Pb电极发生的反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，质量增加了9.6 g，D错误。9．(2019·厦门模拟)《Journal of Energy Chemistry》报导我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化装置如图。下列有关说法正确的是(　　)A．a为负极B．熔盐可用KOH溶液代替C．d极电极反应式为CO＋4e－===C＋3O2－D．转移1 mol电子可捕获CO2 11.2 L(标准状况下)解析：选C　由题图知，c电极上氧离子失电子被氧化，故c作阳极，则a为正极，A错误；若用KOH溶液，O2－不会存在，原理改变，B错误；1 mol电子转移可捕获CO2 0.25 mol即5.6 L，D错误。10．(2019·泸州模拟)如图所示阴阳膜组合电解装置用于循环脱硫，用NaOH溶液在反应池中吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解又制得NaOH。其中a、b离子交换膜将电解槽分为三个区域，电极材料为石墨，产品C为H2SO4溶液。下列说法正确的是(　　)A．b为只允许阳离子通过的离子交换膜B．阴极区中B最初充入稀NaOH溶液，产品E为氧气C．反应池采用气、液逆流方式，目的是使反应更充分D．阳极的电极反应式为SO＋2e－＋H2O===2H＋＋SO解析：选C　从C为硫酸可知，b为阴离子交换膜，故a为阳离子交换膜。在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根，故A为氢氧化钠，E为氢气；阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，写出即可。11.“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其总反应为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，如图以“水”电池为电源电解酸性FeCl2溶液，X电极附近溶液先变黄，下列有关分析不正确的是(　　)A．该装置只涉及两种能量之间的转化B．在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断Fe2＋和Cl－的还原性强弱C．“水”电池内Na＋不断向正极移动D．Ⅱ为负极，其电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl解析：选A　根据“水”电池总反应可知，Ag在负极发生氧化反应，MnO2在正极发生还原反应；由X电极附近溶液先变黄，可知X电极上Fe2＋失电子，被氧化为Fe3＋，即X电极为阳极，Y电极为阴极，则与其相连的Ⅰ、Ⅱ分别为“水”电池的正极和负极。“水”电池工作时化学能转化为电能，同时伴随着热量的变化，A项错误；根据X电极附近溶液先变黄可知，先是Fe2＋被氧化，后是Cl－被氧化，若在线路中安装电压调节装置，则可根据电压和现象判断Fe2＋、Cl－的还原性强弱，B项正确；“水”电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C项正确；结合上述分析，可知Ⅱ为“水”电池的负极，负极上Ag失电子发生氧化反应，其电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl，D项正确。12．(1)含乙酸钠和对氯酚(ClOH)的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示。①B是电池的________(填“正”或“负”)极。②A极的电极反应式为___________________________________________。(2)电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。①阳极的电极反应式为____________________________________________。②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：______________________________________________________________________________________________________。③电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6～8，此时进入浓缩室的OH－可忽略不计。400 mL 10 g·L－1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 g·L－1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为________L。(乳酸的摩尔质量为90 g·mol－1)解析：(1)①由图示可知，阳离子H＋移向A极，说明A极为正极，B极为负极。②A极为正极，正极得电子，发生还原反应，电极反应式为。(2)①在阳极H2O放电，电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。②浓缩室中得到浓乳酸的原理：阳极H2O放电生成O2和H＋，c(H＋)增大，H＋从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；阴极中的A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H＋＋A－===HA，乳酸浓度增大。③Δn(HA)＝＝0.6 mol，故进入浓缩室的n(A－)＝0.6 mol，转移电子n(e－)＝0.6 mol，阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，n(H2)＝n(e－)＝0.3 mol，V(H2)＝0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。答案：(1)①负②(2)①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋②阳极H2O放电生成O2和H＋，c(H＋)增大，H＋从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H＋＋A－===HA，乳酸浓度增大　③6.7213．(1)全固态锂离子电池的结构如图所示，放电时电池反应为2Li＋MgH2===Mg＋2LiH。放电时，被氧化的元素是________，X极作________极。放电时，X极的电极反应式为_____________________________________；充电时，Y极反应式为_____________________________________________。(2)某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程中产生的H2S废气。①电解池中电极A、B均为惰性电极，其中电极A为电解池的________极；电极B所得到的物质X的分子式为________。②反应池中发生的离子反应方程式为_____________________________________________________________________________________________________。解析：(1)放电时，被氧化的元素为Li，Y极为Li，作负极，电极反应式为Li－e－===Li＋；X极(MgH2)作正极，得电子，电极反应式为MgH2＋2Li＋＋2e－===Mg＋2LiH。充电时，Y极为阴极，其电极反应式为Li＋＋e－===Li。(2)①A极生成Fe3＋，B极生成气体，可知电极A为阳极，电极B为阴极，B极生成气体为H2。②反应池中Fe3＋和H2S反应生成S，则Fe3＋被还原，离子方程式为H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。答案：(1)Li　正　MgH2＋2Li＋＋2e－===Mg＋2LiHLi＋＋e－===Li(2)①阳　H2②H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋