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高考化学专题复习 跟踪检测（三十） 电化学原理的综合应用（含解析）
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这是一份高考化学专题复习 跟踪检测（三十） 电化学原理的综合应用（含解析），共11页。
跟踪检测（三十） 电化学原理的综合应用
1．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是( )
A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池
C．采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
解析：选C A．铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3等，正确；B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，正确；C.外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，错误；D.不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，正确。
2．(2019·广东茂名五校联考)摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电池反应原理为LiCoO2＋6CLi1－xCoO2＋LixC6，结构如下图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，正极质量增加
B．充电时，锂离子由右向左移动
C．该锂离子电池工作时，涉及的能量形式有3种
D．充电时，阳极的电极反应式为Li1－x＋CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
解析：选A 放电时，正极发生得电子的还原反应，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，所以正极质量增加，A正确；充电时，阳极生成Li＋，Li＋向阴极(C极)移动，即由左向右移动，B错误；锂离子电池工作时，化学能转化为电能，涉及2种能量形式之间的转化，C错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D错误。
3.(2020·黄山八校联考)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀减慢
B．d为石墨，石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
解析：选B 电极d为石墨，腐蚀时形成原电池，铁片作负极，则铁片腐蚀加快，A错误；d为石墨，形成原电池，铁片作负极，海水呈弱碱性，发生铁的吸氧腐蚀，则石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；d为锌块，形成原电池时，锌块作负极，铁片作正极而受到保护，C错误；d为锌块，形成原电池，铁片作正极，海水呈弱碱性，发生吸氧腐蚀，则铁片上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
4．(2019·黑龙江重点中学联考)H2S转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚(CH3OCH3)—空气燃料电池。
下列推断正确的是( )
A．Y极充入二甲醚
B．电子移动方向：X→W→溶液→Z→Y
C．电解后，乙装置右池中c(NaOH)减小
D．Z极反应式为S2－－2e－===S↓
解析：选D 据图分析甲为原电池，乙为电解池，电解池右侧有H2产生，则W极为阴极，Z极作阳极，连接的Y极为原电池的正极，发生还原反应，所以Y极应充入空气，A项错误；电子不进入溶液，B项错误；乙装置右池中发生电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧化钠溶液浓度增大，C项错误；Z极电极反应式为S2－－2e－===S↓，D项正确。
5．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )
A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应
B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO的浓度不变
C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小
D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO3溶液
解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化反应，错误；B项，NO离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中NO的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO3溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H2↑，正确。
6.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子
B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为
Cu＋Cl－－e－===CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化
CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－
解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。
7．用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．放电时，OH－向镍电极作定向移动
B．放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O
C．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连
D．充电时，阴极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O
解析：选B 开关连接用电器时，为原电池，根据电子流向知，镍电极为正极，发生还原反应；开关连接充电器时，镍电极为阳极，发生的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O。A.放电时，为原电池，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以OH－移向碳电极，错误；B.放电时，负极上氢气发生氧化反应，电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，正确；C.碳电极为负极，该电池充电时，碳电极应与电源的负极相连，错误；D.充电时，阳极上发生氧化反应，即Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，错误。
8．某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相关数据如表所示。
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气体积分数
随时间的变化
①
1.0 mol·L－1NH4Cl
5
②
0.5 mol·L－1(NH4)2SO4
5
③
1.0 mol·L－1NaCl
7
④
0.5 mol·L－1Na2SO4
7
已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成：①Fe＋H2O－e－===Fe(OH)ads(吸附物)＋H＋；②Fe(OH)ads(吸附物)－e－===FeOH＋；③FeOH＋＋H＋===Fe2＋＋H2O。
下列说法错误的是( )
A．铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．上述实验的正极反应式均为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C．300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液>中性溶液
D．曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物生成，阻碍反应继续进行
解析：选B 由题给已知信息知，铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A正确；吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境中发生的，故正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故B错误；①②溶液显酸性，③④溶液显中性，根据图像可知，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液大于中性溶液，故C正确；氧气体积分数下降曲线先陡后平，一方面是由于氧气体积分数降低后使腐蚀速率变慢，另一方面也可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物的生成，氢氧化物覆盖在铁钉表面阻碍反应继续进行，故D正确。
9．RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，下列有关说法正确的是( )
A．图1把化学能转化为电能，图2把电能转化为化学能，水得到了循环使用
B．当有0.1 mol电子转移时，a极产生0.56 L O2(标准状况下)
C．c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．图2中电子从c极流向d极，提供电能
解析：选C A．图1是电解池把电能转化为化学能，图2是燃料电池把化学能转化为电能，错误；B.a极与电源负极相连是阴极，产生的气体X是H2，错误；C.酸性溶液中，c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正确；D.气体X是H2，则图2中c为正极，d为负极，图2中电子从d极流向c极，错误。
10．如图A为碱性硼化钒(VB2)—空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。则下列说法错误的是( )
A．碱性硼化钒(VB2)—空气电池中使用阴离子交换膜
B．外电路中电子由VB2电极流向c电极
C．电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用
D．VB2电极发生的电极反应为2VB2－22e－＋11H2O===V2O5＋2B2O3＋22H＋
解析：选D 硼化钒—空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极得电子，电池总反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2放电消耗OH－,正极O2放电生成OH－，所以电池中使用阴离子交换膜，故A正确；VB2极是负极，外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，故B正确；电解过程中，b电极是阳极，该电极表面产生的气体是氧气，可以收集后充入A池中的电极循环利用，故C正确；负极上是VB2失电子发生氧化反应，因在碱性环境中，VB2极发生的电极反应为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，故D错误。
11．如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池，离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr，闭合开关K时，b极附近先变红色，下列说法正确的是( )
A．负极反应为4Na－4e－===4Na＋
B．当有0.01 mol Na＋通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112 mL
C．闭合K后，b电极附近的pH变小
D．闭合K后，a电极上有气体产生
解析：选B 当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH－和H2生成，b极是阴极，a极是阳极，则B极是负极，A极是正极。A.负极发生氧化反应，电极反应式为2Na2S2－2e－===2Na＋＋Na2S4，错误；B.闭合K时，有0.01 mol Na＋通过离子交换膜，说明有0.01 mol 电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L/mol＝0.112 L＝112 mL，正确；C.闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上发生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即b附近有OH－生成，pH增大，错误；D.闭合开关K时，a极是阳极，金属铜作阳极，电极本身被氧化，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，没有气体产生，错误。
12．(2019·石家庄模拟)NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移
B．该燃料电池的负极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
C．电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液
D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g
解析：选D 燃料电池中通入氧气的一极为正极，氧气得电子生成氢氧根离子，钠离子通过离子交换膜进入右极室得到浓氢氧化钠溶液，故离子交换膜允许钠离子通过，是阳离子交换膜，A正确；根据图示，负极BH转化为BO，故电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，B正确；电解池是电解精炼铜，电解质溶液必须含有铜离子，可以选择CuSO4溶液，C正确；A极连接正极，作为阳极，每消耗2.24 L O2(标准状况)时，转移电子0.4 mol，A极为粗铜，比铜活泼的金属先放电，质量减轻不一定为12.8 g，D错误。
13．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，该气体的名称为________。
②为将碱洗槽液中的铝元素以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。
A．NH3 B．CO2
C．NaOH D．HNO3
③以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________。
(3)下列关于金属腐蚀的事实中，与电化学腐蚀有关的是________________。
A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B．为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块
C．在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质
D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀
(4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。
②若X为锌，开关K应置于________处。
解析：(1)①铝能与强碱溶液反应产生氢气，有气泡冒出，反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；②Al(OH)3具有两性，既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水，碱洗槽液中有AlO，故应通入CO2来回收Al(OH)3，发生反应2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO或CO2＋2H2O＋AlO===HCO＋Al(OH)3↓；若加HNO3，生成的沉淀还会继续溶解；③铝为阳极，发生氧化反应，表面形成氧化膜，应有水参加，电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。(2)电镀铜时用铜作阳极，阳极上铜被氧化，电解质溶液浓度不变，用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2＋，保持其浓度恒定，采用石墨不能补充Cu2＋。(3)A项，铁管中含有碳，在潮湿的环境中形成原电池而腐蚀，与电化学腐蚀有关，正确；B项，船壳镶入锌，锌与铁形成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池中负极被腐蚀，正极被保护，正确；C项，银表面形成黑色物质是直接发生的化学反应，没有形成原电池，与电化学腐蚀无关，错误；D项，镀层受损后，铁和银在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，被腐蚀，与电化学腐蚀有关，正确。(4)①减缓铁的腐蚀，使铁作电解池中的阴极，连接N；②若X为锌，可以让铁和锌构成原电池，Fe作正极被保护，所以连接M。
答案：(1)①氢气 ②B ③2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定
(3)ABD (4)①N ②M
14．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到检流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_________________________________________________________________。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_________________________________________________________________。
(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中________极析出________g铜。
(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。(2)乙池中电解AgNO3溶液，其中C作阳极，Ag作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根据各电极上转移的电子数相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22.4 L＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝××64 g＝1.60 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。
答案：(1)原电池 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
(2)阳极 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
(3)280 D 1.60 (4)减小 增大
15．如图所示，A、B、C、D均为石墨电极，E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应。按图示接通电路，反应一段时间。
(1)甲池是________(填“原电池”或“电解池”)装置，电极A的名称是________。
(2)C极为____________(填“阴极”或“阳极”)，电极反应式为___________________。
(3)烧杯中溶液会变蓝的是________(填“a”或“b”)。
(4)甲池中总反应的离子方程式为____________________________________________。
解析：E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应，则E为Al，F为Mg。(1)Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，Al失去电子被氧化生成AlO，则E(Al)电极为负极，F(Mg)电极为正极；甲池和中间U形管均形成电解池，根据电极的连接方式可知，电极A为阳极。(2)U形管是电解池装置，D极连接Al电极(负极)，作阴极，故电极C为阳极，Cl－在阳极上发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)电极C上Cl－发生氧化反应生成Cl2，Cl2通过导管进入淀粉KI溶液，发生反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，反应生成的I2使淀粉溶液变蓝，故a烧杯中溶液会变蓝。(4)甲池中A、B电极材料均为石墨，是惰性电极，电解CuSO4溶液时，阴极上Cu2＋放电生成Cu，阳极上H2O放电生成O2和H＋，故电池总反应为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。
答案：(1)电解池 阳极
(2)阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)a
(4)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
跟踪检测（三十） 电化学原理的综合应用
1．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是( )
A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池
C．采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
解析：选C A．铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3等，正确；B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，正确；C.外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，错误；D.不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，正确。
2．(2019·广东茂名五校联考)摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电池反应原理为LiCoO2＋6CLi1－xCoO2＋LixC6，结构如下图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，正极质量增加
B．充电时，锂离子由右向左移动
C．该锂离子电池工作时，涉及的能量形式有3种
D．充电时，阳极的电极反应式为Li1－x＋CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
解析：选A 放电时，正极发生得电子的还原反应，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，所以正极质量增加，A正确；充电时，阳极生成Li＋，Li＋向阴极(C极)移动，即由左向右移动，B错误；锂离子电池工作时，化学能转化为电能，涉及2种能量形式之间的转化，C错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D错误。
3.(2020·黄山八校联考)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀减慢
B．d为石墨，石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
解析：选B 电极d为石墨，腐蚀时形成原电池，铁片作负极，则铁片腐蚀加快，A错误；d为石墨，形成原电池，铁片作负极，海水呈弱碱性，发生铁的吸氧腐蚀，则石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；d为锌块，形成原电池时，锌块作负极，铁片作正极而受到保护，C错误；d为锌块，形成原电池，铁片作正极，海水呈弱碱性，发生吸氧腐蚀，则铁片上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
4．(2019·黑龙江重点中学联考)H2S转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚(CH3OCH3)—空气燃料电池。
下列推断正确的是( )
A．Y极充入二甲醚
B．电子移动方向：X→W→溶液→Z→Y
C．电解后，乙装置右池中c(NaOH)减小
D．Z极反应式为S2－－2e－===S↓
解析：选D 据图分析甲为原电池，乙为电解池，电解池右侧有H2产生，则W极为阴极，Z极作阳极，连接的Y极为原电池的正极，发生还原反应，所以Y极应充入空气，A项错误；电子不进入溶液，B项错误；乙装置右池中发生电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧化钠溶液浓度增大，C项错误；Z极电极反应式为S2－－2e－===S↓，D项正确。
5．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )
A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应
B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO的浓度不变
C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小
D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO3溶液
解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化反应，错误；B项，NO离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中NO的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO3溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H2↑，正确。
6.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极，失电子
B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为
Cu＋Cl－－e－===CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化
CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－
解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。
7．用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．放电时，OH－向镍电极作定向移动
B．放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O
C．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连
D．充电时，阴极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O
解析：选B 开关连接用电器时，为原电池，根据电子流向知，镍电极为正极，发生还原反应；开关连接充电器时，镍电极为阳极，发生的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O。A.放电时，为原电池，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以OH－移向碳电极，错误；B.放电时，负极上氢气发生氧化反应，电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，正确；C.碳电极为负极，该电池充电时，碳电极应与电源的负极相连，错误；D.充电时，阳极上发生氧化反应，即Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，错误。
8．某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相关数据如表所示。
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气体积分数
随时间的变化
①
1.0 mol·L－1NH4Cl
5
②
0.5 mol·L－1(NH4)2SO4
5
③
1.0 mol·L－1NaCl
7
④
0.5 mol·L－1Na2SO4
7
已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成：①Fe＋H2O－e－===Fe(OH)ads(吸附物)＋H＋；②Fe(OH)ads(吸附物)－e－===FeOH＋；③FeOH＋＋H＋===Fe2＋＋H2O。
下列说法错误的是( )
A．铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．上述实验的正极反应式均为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C．300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液>中性溶液
D．曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物生成，阻碍反应继续进行
解析：选B 由题给已知信息知，铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A正确；吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境中发生的，故正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故B错误；①②溶液显酸性，③④溶液显中性，根据图像可知，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液大于中性溶液，故C正确；氧气体积分数下降曲线先陡后平，一方面是由于氧气体积分数降低后使腐蚀速率变慢，另一方面也可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物的生成，氢氧化物覆盖在铁钉表面阻碍反应继续进行，故D正确。
9．RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，下列有关说法正确的是( )
A．图1把化学能转化为电能，图2把电能转化为化学能，水得到了循环使用
B．当有0.1 mol电子转移时，a极产生0.56 L O2(标准状况下)
C．c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．图2中电子从c极流向d极，提供电能
解析：选C A．图1是电解池把电能转化为化学能，图2是燃料电池把化学能转化为电能，错误；B.a极与电源负极相连是阴极，产生的气体X是H2，错误；C.酸性溶液中，c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正确；D.气体X是H2，则图2中c为正极，d为负极，图2中电子从d极流向c极，错误。
10．如图A为碱性硼化钒(VB2)—空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。则下列说法错误的是( )
A．碱性硼化钒(VB2)—空气电池中使用阴离子交换膜
B．外电路中电子由VB2电极流向c电极
C．电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用
D．VB2电极发生的电极反应为2VB2－22e－＋11H2O===V2O5＋2B2O3＋22H＋
解析：选D 硼化钒—空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极得电子，电池总反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2放电消耗OH－,正极O2放电生成OH－，所以电池中使用阴离子交换膜，故A正确；VB2极是负极，外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，故B正确；电解过程中，b电极是阳极，该电极表面产生的气体是氧气，可以收集后充入A池中的电极循环利用，故C正确；负极上是VB2失电子发生氧化反应，因在碱性环境中，VB2极发生的电极反应为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，故D错误。
11．如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池，离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr，闭合开关K时，b极附近先变红色，下列说法正确的是( )
A．负极反应为4Na－4e－===4Na＋
B．当有0.01 mol Na＋通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112 mL
C．闭合K后，b电极附近的pH变小
D．闭合K后，a电极上有气体产生
解析：选B 当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH－和H2生成，b极是阴极，a极是阳极，则B极是负极，A极是正极。A.负极发生氧化反应，电极反应式为2Na2S2－2e－===2Na＋＋Na2S4，错误；B.闭合K时，有0.01 mol Na＋通过离子交换膜，说明有0.01 mol 电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L/mol＝0.112 L＝112 mL，正确；C.闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上发生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即b附近有OH－生成，pH增大，错误；D.闭合开关K时，a极是阳极，金属铜作阳极，电极本身被氧化，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，没有气体产生，错误。
12．(2019·石家庄模拟)NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移
B．该燃料电池的负极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
C．电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液
D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g
解析：选D 燃料电池中通入氧气的一极为正极，氧气得电子生成氢氧根离子，钠离子通过离子交换膜进入右极室得到浓氢氧化钠溶液，故离子交换膜允许钠离子通过，是阳离子交换膜，A正确；根据图示，负极BH转化为BO，故电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，B正确；电解池是电解精炼铜，电解质溶液必须含有铜离子，可以选择CuSO4溶液，C正确；A极连接正极，作为阳极，每消耗2.24 L O2(标准状况)时，转移电子0.4 mol，A极为粗铜，比铜活泼的金属先放电，质量减轻不一定为12.8 g，D错误。
13．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，该气体的名称为________。
②为将碱洗槽液中的铝元素以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。
A．NH3 B．CO2
C．NaOH D．HNO3
③以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________。
(3)下列关于金属腐蚀的事实中，与电化学腐蚀有关的是________________。
A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B．为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块
C．在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质
D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀
(4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。
②若X为锌，开关K应置于________处。
解析：(1)①铝能与强碱溶液反应产生氢气，有气泡冒出，反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；②Al(OH)3具有两性，既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水，碱洗槽液中有AlO，故应通入CO2来回收Al(OH)3，发生反应2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO或CO2＋2H2O＋AlO===HCO＋Al(OH)3↓；若加HNO3，生成的沉淀还会继续溶解；③铝为阳极，发生氧化反应，表面形成氧化膜，应有水参加，电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。(2)电镀铜时用铜作阳极，阳极上铜被氧化，电解质溶液浓度不变，用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2＋，保持其浓度恒定，采用石墨不能补充Cu2＋。(3)A项，铁管中含有碳，在潮湿的环境中形成原电池而腐蚀，与电化学腐蚀有关，正确；B项，船壳镶入锌，锌与铁形成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池中负极被腐蚀，正极被保护，正确；C项，银表面形成黑色物质是直接发生的化学反应，没有形成原电池，与电化学腐蚀无关，错误；D项，镀层受损后，铁和银在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，被腐蚀，与电化学腐蚀有关，正确。(4)①减缓铁的腐蚀，使铁作电解池中的阴极，连接N；②若X为锌，可以让铁和锌构成原电池，Fe作正极被保护，所以连接M。
答案：(1)①氢气 ②B ③2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定
(3)ABD (4)①N ②M
14．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到检流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_________________________________________________________________。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_________________________________________________________________。
(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中________极析出________g铜。
(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。(2)乙池中电解AgNO3溶液，其中C作阳极，Ag作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根据各电极上转移的电子数相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22.4 L＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝××64 g＝1.60 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。
答案：(1)原电池 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
(2)阳极 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
(3)280 D 1.60 (4)减小 增大
15．如图所示，A、B、C、D均为石墨电极，E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应。按图示接通电路，反应一段时间。
(1)甲池是________(填“原电池”或“电解池”)装置，电极A的名称是________。
(2)C极为____________(填“阴极”或“阳极”)，电极反应式为___________________。
(3)烧杯中溶液会变蓝的是________(填“a”或“b”)。
(4)甲池中总反应的离子方程式为____________________________________________。
解析：E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应，则E为Al，F为Mg。(1)Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，Al失去电子被氧化生成AlO，则E(Al)电极为负极，F(Mg)电极为正极；甲池和中间U形管均形成电解池，根据电极的连接方式可知，电极A为阳极。(2)U形管是电解池装置，D极连接Al电极(负极)，作阴极，故电极C为阳极，Cl－在阳极上发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)电极C上Cl－发生氧化反应生成Cl2，Cl2通过导管进入淀粉KI溶液，发生反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，反应生成的I2使淀粉溶液变蓝，故a烧杯中溶液会变蓝。(4)甲池中A、B电极材料均为石墨，是惰性电极，电解CuSO4溶液时，阴极上Cu2＋放电生成Cu，阳极上H2O放电生成O2和H＋，故电池总反应为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。
答案：(1)电解池 阳极
(2)阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)a
(4)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
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