化學(xué) 第1部分 第7講 電化學(xué)課后熱點(diǎn)強(qiáng)化

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE7-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第一部分專題二第7講1．（2015·全國(guó)Ⅰ卷·11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示.下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)43864242)（A)A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2＝6CO2＋6H2O[解析]考查對(duì)原電池反應(yīng)的判斷。A．根據(jù)C元素的化合價(jià)的變化，C6H12O6生成二氧化碳的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，應(yīng)在負(fù)極生成,錯(cuò)誤;B．微生物加速了葡萄糖的腐蝕，促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移正確；C．原電池中陽離子向正極移動(dòng),正確；D．電池的總反應(yīng)實(shí)質(zhì)是葡萄糖的氧化反應(yīng)，正確，答案選A.2．(2015·浙江·11)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫下電解H2O-—CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是eq\x（導(dǎo)學(xué)號(hào)43864243）（D）A．X是電源的負(fù)極B．陰極的電極反應(yīng)式是：H2O＋2e－=H2＋O2－CO2＋2e－=CO＋O2－C．總反應(yīng)可表示為:H2O＋CO2eq\o（=,\s\up7(通電))H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1[解析］考查電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。從圖示可看出，與X相連的電極發(fā)生H2O→H2、CO2→CO的轉(zhuǎn)化，均得電子，應(yīng)為電解池的陰極，則X為電源的負(fù)極，A正確；陰極H2O→H2、CO2→CO均得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式分別為：H2O＋2e－=H2＋O2－、CO2＋2e－=CO＋O2－，B正確；從圖示可知，H2O→H2、CO2→CO轉(zhuǎn)化的同時(shí)有氧氣生成，所以總反應(yīng)可表示為：H2O＋CO2eq\o(=，\s\up7(通電））H2＋CO＋O2，C正確；從總反應(yīng)可知，陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比2∶1，D不正確。3．（2015·天津·4）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)43864244)（C）A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作一段時(shí)間后，甲池的c（SOeq\o\al(2－,4)）減小C．電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng),保持溶液中電荷平衡[解析］原電池原理。由圖象可知該原電池反應(yīng)原理為Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，故Zn電極為負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu電極為正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；該裝置中因?yàn)殛栯x子交換膜只允許陽離子通過，故兩池中c（SOeq\o\al（2－，4)）不變,故B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過程中溶液中Zn2＋由甲池通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池，乙池中Cu2＋＋2e－＝Cu,故乙池中為Cu2＋~Zn2＋，摩爾質(zhì)量M（Zn2＋）＞M(Cu2＋)，故乙池溶液的總質(zhì)量增加，C項(xiàng)正確;該裝置中因?yàn)殛栯x子交換膜只允許陽離子通過，電解過程中溶液中Zn2＋由甲池通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池保持溶液中電荷平衡，陰離子并不通過交換膜，故D項(xiàng)錯(cuò)誤;本題選C.4．(2015·四川·4）用下圖所示裝置除去含CN－、Cl－廢水中的CN－時(shí),控制溶液pH為9~10,陽極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是eq\x（導(dǎo)學(xué)號(hào)43864245）（D)A．用石墨作陽極，鐵作陰極B．陽極的電極反應(yīng)式：Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2OC．陰極的電極反應(yīng)式:2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．除去CN－的反應(yīng):2CN－＋5ClO－＋2H＋=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O[解析]電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí).A．陽極要產(chǎn)生ClO－，則鐵只能作陰極，不能作陽極，否則就是鐵失電子,A正確;B．陽極是Cl－失電子產(chǎn)生ClO－，電極反應(yīng)式為:Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2O，B正確；C．陰極是H＋產(chǎn)生H2，堿性溶液，故陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，C正確；D．溶液為堿性,方程式應(yīng)為2CN－＋5ClO－＋H2O=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－。選D。5．我國(guó)對(duì)“可呼吸”的鈉——二氧化碳電池的研究取得突破性進(jìn)展。該電池的總反應(yīng)式為：4Na＋3CO2eq\o(，\s\up7（放電）,\s\do5(充電))2Na2CO3＋C，其工作原理如下圖所示（放電時(shí)產(chǎn)生Na2CO3固體儲(chǔ)存于碳納米管中)。下列說法不正確的是eq\x（導(dǎo)學(xué)號(hào)43864246)(D）A．放電時(shí)，鈉金屬片作負(fù)極，碳納米管作正極B．充電時(shí),陽極反應(yīng)為:2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋C．放電時(shí)，Na＋從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)D．該電池的電解質(zhì)溶液也可使用NaClO4的水溶液［解析］由4Na＋3CO2eq\o(，\s\up7（放電)，\s\do5（充電))2Na2CO3＋C可知，放電為原電池反應(yīng)，Na為負(fù)極失去電子，正極上C得到電子；充電為電解池，陽極與正極相連，陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電解時(shí)陽離子向陰極移動(dòng)，則有A．根據(jù)以上分析可知放電時(shí),鈉金屬片作負(fù)極，碳納米管作正極，A正確；B．充電時(shí)碳失去電子,陽極反應(yīng)為:2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋，B正確;C．放電時(shí)，Na＋從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)，C正確；D．鈉是活潑的金屬，與水反應(yīng)，該電池的電解質(zhì)溶液不能使用NaClO4的水溶液，D錯(cuò)誤，答案選D。6．如圖甲是一種利用微生物將廢水中的尿素（H2NCONH2)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，并生成對(duì)環(huán)境無害物質(zhì)的裝置；同時(shí)利用此裝置的電能在鐵上鍍銅，下列說法中正確的是eq\x（導(dǎo)學(xué)號(hào)43864247)（C)A．H＋透過質(zhì)子交換膜由右向左移動(dòng)B．銅電極應(yīng)與X相連接C．M電極反應(yīng)式：H2NCONH2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋D．當(dāng)N電極消耗0.25mol氣體時(shí)，鐵電極增重16g［解析］由題圖甲分析得出M(或X)為負(fù)極，N（或Y）為正極，由圖乙分析得出Fe為陰極,Cu為陽極。乙的Fe極要與甲的X極相連接。A．原電池內(nèi)部陽離子移向正極，H＋向右側(cè)移動(dòng),故A錯(cuò)誤；B．乙的Fe極要與甲的X極相連接,故B錯(cuò)誤；C．負(fù)極還原劑失去電子被氧化，M電極反應(yīng)式：H2NCONH2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，故C正確；D．由電子守恒O2~4e－～2Cu，故當(dāng)N電極消耗0。25mol氣體時(shí)，鐵電極增重32g,故D錯(cuò)誤；故選C。7．Zn－ZnSO4－PbSO4－Pb電池裝置如圖，下列說法錯(cuò)誤的是eq\x（導(dǎo)學(xué)號(hào)43864248)(B)A．SOeq\o\al(2－，4)從右向左遷移B．電池的正極反應(yīng)為:Pb2＋＋2e－=PbC．左邊ZnSO4濃度增大，右邊ZnSO4濃度不變D．若有6.5g鋅溶解，有0.1molSOeq\o\al(2－,4）通過離子交換膜[解析］A．鋅是負(fù)極，SOeq\o\al(2－，4）從右向左遷移，A正確；B．電池的正極反應(yīng)為：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4），B錯(cuò)誤;C．左邊鋅失去電子轉(zhuǎn)化為硫酸鋅,ZnSO4濃度增大，右邊ZnSO4濃度不變,C正確；D．若有6。5g鋅即0。1mol鋅溶解，根據(jù)電荷守恒可知有0。1molSOeq\o\al(2－,4)通過離子交換膜，D正確，答案選B。8．（2017·廣州一模)用電解法可提純含有某些含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是eq\x（導(dǎo)學(xué)號(hào)43864249)(C）A．陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．通電后陰極區(qū)附近溶液pH會(huì)增大C．K＋通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū)D．純凈的KOH溶液從b出口導(dǎo)出[解析]A中，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑,B中，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，消耗氫離子產(chǎn)生氫氣必然會(huì)使溶液中氫離子濃度減小，所以增大溶液的pH。C中，鉀離子是通過交換膜從陽極移向陰極,這樣才可以達(dá)到提純氫氧化鉀的作用，C錯(cuò)。D中，純凈的KOH在陰極制得從b口排出,D正確。9．(2016·浙江·11）金屬（M）－空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M＋nO2＋2nH2O=4M（OH)n。已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是eq\x（導(dǎo)學(xué)號(hào)43864250)(C）A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B．比較Mg、Al、Zn三種金屬－空氣電池,Al－空氣電池的理論比能量最高C．M－空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－=4M(OH）nD．在Mg－空氣電池中,為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜［解析]該題考查電化學(xué)知識(shí)，意在考查考生應(yīng)用原電池原理解決問題的能力.A項(xiàng)，采用多孔電極可以增大電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，且有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面，正確；B項(xiàng)，根據(jù)“已知”信息知鋁的比能量比Mg、Zn的高，正確；C項(xiàng)，M－空氣電池放電過程中，正極為氧氣得到電子生成OH－，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，為了避免正極生成的OH－移至負(fù)極，應(yīng)選用陽離子交換膜，正確.10．以鉛蓄電池為電源，將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯的裝置如圖所示，電解所用電極材料均為惰性電極。下列說法不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)43864251)(B)A．b為鉛蓄電池的正極B．電解過程中,陽極區(qū)溶液中c（H＋)逐漸減小C．陰極反應(yīng)式：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD．每生成1mol乙烯,理論上鉛蓄電池中消耗12mol硫酸[解析］電解酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯，二氧化碳得電子生成乙烯，電極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O，為陰極反應(yīng)，則a為電池的負(fù)極，b為電池的正極，陽極水失電子放出氧氣,電極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2＋4H＋。A．由二氧化碳得電子生成乙烯，則為陰極反應(yīng)，所以a為電池的負(fù)極，b為電池的正極，故A正確；B．陽極的電極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2＋4H＋，陽極區(qū)溶液中c（H＋）逐漸增大，故B錯(cuò)誤；C．由二氧化碳得電子生成乙烯，則為陰極反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O,故C正確；D．每生成1mol乙烯，轉(zhuǎn)移12mol電子，根據(jù)Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，轉(zhuǎn)移12mol電子，消耗12mol硫酸，故D正確；故選B。11．（2017·山西大學(xué)附中月考）(Ⅰ)(1）甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染，有一種電化學(xué)法可消除這種污染，其原理是：通電后,將Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化.實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬上述過程:eq\x（導(dǎo)學(xué)號(hào)43864252）①寫出陽極電極反應(yīng)式__Co2＋－e－=Co3＋__。②寫出除去甲醇的離子方程式__6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋__。③若上圖裝置中的電源為甲醇－空氣－KOH溶液的燃料電池,則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式：__CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al（2－,3)＋6H2O__,凈化含1mol甲醇的水燃料電池需消耗KOH__2__mol。（Ⅱ)化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用，電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解NOeq\o\al(－，3)的原理如下圖所示.(1）電源正極為__A__(填A(yù)或B)，陰極反應(yīng)式為__2NOeq\o\al（－,3）＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O__.(2)電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右）為__14。4__g.［解析]Ⅰ.(1)①通電后,將Co2＋氧化成Co3＋，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co2＋－e－=Co3＋；故答案為:Co2＋－e－=Co3＋；②以Co3＋做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化，自身被還原為Co2＋，結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H＋，配平書寫離子方程式為:6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋；故答案為：6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋；③若3圖裝置中的電源為甲醇－空氣－KOH溶液的燃料電池，甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在堿溶液中生成碳酸鹽，則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al（2－，3)＋6H2O,依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算分析2CH3OH＋3O2＋4KOH→2K2CO3＋6H2O，凈化含1mol甲醇的水燃料電池需消耗KOH物質(zhì)的量2mol；故答案為：CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al（2－,3)＋6H2O；2；Ⅱ.(1)由圖示知在Ag－Pt電極上NOeq\o\al(－，3)發(fā)生還原反應(yīng),因此Ag－Pt電極為陰極，則B為負(fù)極,A為電源正極,在陰極反應(yīng)是NOeq\o\al(－,3）得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N2,利用電荷守恒與原子守恒知有H2O參與反應(yīng)且有水生成，所以陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2NOeq\o\al（－，3)＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O，故答案為:A；2NOeq\o\al（－,3）＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O;(2）轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽極(陽極反應(yīng)為H2O失電子氧化為O2和H＋）消耗1mol水，產(chǎn)生2molH＋進(jìn)入陰極室，陽極室質(zhì)量減少18g；陰極室中放出0。2molN2(5。6g），同時(shí)有2molH＋（2g）進(jìn)入陰極室，因此陰極室質(zhì)量減少3。6g，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（Δm左－Δm右)＝18g－3.6g＝14.4g，故答案為：14.4.12．（2016·天津·10)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)43864253)（1）與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是__污染?。豢稍偕?；來源廣；資源豐富；燃燒熱值高_(dá)_（至少答出兩點(diǎn)）。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：__H2＋2OH－－2e－=2H2O__。(2）化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源.電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時(shí)獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－eq\o（=,\s\up7（電解）)FeOeq\o\al（2－，4）＋3H2↑，工作原理如圖1所示，裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeOeq\o\al(2－,4），鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H