2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練課件★★第九章 化學(xué)反應(yīng)與電能 課件(共80張PPT)

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2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練課件★★

第九章化學(xué)反應(yīng)與電能

第27練原電池原理及應(yīng)用

1.[2023廣東·9,2分,難度★★☆☆☆]

火星大氣中含有大量CO2,一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極,碳納米管為正極,放電時(shí)()

A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)

B.CO2在正極上得電子

C.陽(yáng)離子由正極移向負(fù)極

D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B

【解析】

該電池的負(fù)極上金屬鈉失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2在正極(碳納米管)上得電子發(fā)生還原反應(yīng),B項(xiàng)正確;原電池工作時(shí),陽(yáng)離子從負(fù)極向正極移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;該裝置為原電池,放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【原理分析】根據(jù)題中信息可知該Na-CO2電池中Na為負(fù)極,負(fù)極上Na失電子發(fā)生氧化反應(yīng),碳納米管為正極,CO2在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

2.[2022湖南·8,3分,難度★★☆☆☆]

海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注,一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.海水起電解質(zhì)溶液作用

B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng):2H2O+2e-2OH-+H2↑

C.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能

D.該鋰-海水電池屬于一次電池

B

【解析】

海水中含有大量的電解質(zhì),故A項(xiàng)正確;Li是活潑金屬,作負(fù)極,則N極是正極,正極上海水中溶解的O2、CO2等均能放電,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Li易與水反應(yīng),故玻璃陶瓷應(yīng)具有良好的防水功能,同時(shí)為形成閉合的回路,也應(yīng)具有傳導(dǎo)離子的功能,C項(xiàng)正確;該電池屬于一次電池,D項(xiàng)正確。

【電池分析】

3.[2023重慶·13,3分,難度★★★☆☆]

CO2電化學(xué)傳感器是將環(huán)境中CO2濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置,工作原理如圖所示,其中YSZ是固體電解質(zhì)。當(dāng)傳感器在一定溫度下工作時(shí),在熔融Li2CO3和YSZ之間的界面X會(huì)生成固體Li2O。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.C遷移方向?yàn)榻缑鎄→電極b

B.電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1

C.電極b為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為2C-4e-O2↑+2CO2↑

D.電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2CO3Li2O+CO2↑

B

【解析】

根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,知電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1∶2,B項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.[2023山東·10,2分,難度★★★☆☆]

以KOH溶液為離子導(dǎo)體,分別組成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清潔燃料電池,下列說(shuō)法正確的是()

A.放電過(guò)程中,K+均向負(fù)極移動(dòng)

B.放電過(guò)程中,KOH物質(zhì)的量均減小

C.消耗等質(zhì)量燃料,(CH3)2NNH2-O2燃料電池的理論放電量最大

D.消耗1molO2時(shí),理論上N2H4-O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L

C

【解析】燃料電池工作時(shí),陽(yáng)離子向正極移動(dòng),則K+向正極移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;N2H4-O2燃料電池的總反應(yīng)為N2H4+O2N2+2H2O,因此放電過(guò)程中,KOH的物質(zhì)的量不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)CH3OH→C失6e-,N2H4→N2失4e-,

(CH3)2NNH2→2C+N2失16e-,知消耗1g燃料時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量分別為×6mol、×4mol、×16mol,顯然消耗等質(zhì)量燃料,(CH3)2NNH2轉(zhuǎn)移電子最多,放電量最大,C項(xiàng)正確;根據(jù)N2H4+O2N2+2H2O,知消耗1molO2,理論上N2H4-O2燃料電池氣體產(chǎn)物N2為1mol,其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.[2023全國(guó)Ⅰ·12,6分,難度★★★☆☆]

利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時(shí)還可提供電能

B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+

C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3

D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)

B

【解析】

由題圖和題意知,電池總反應(yīng)是3H2+N22NH3。該合成氨反應(yīng)在常溫下進(jìn)行,并形成原電池產(chǎn)生電能,反應(yīng)不需要高溫、高壓和催化劑,A項(xiàng)正確;觀察題圖知,左邊電極發(fā)生氧化反應(yīng)MV+-e-MV2+,為負(fù)極,不是陰極,B項(xiàng)錯(cuò)誤;正極區(qū)N2在固氮酶作用下發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3,C項(xiàng)正確;電池工作時(shí),通過(guò)交換膜,由左側(cè)(負(fù)極區(qū))向右側(cè)(正極區(qū))遷移,D項(xiàng)正確。

【教你審題】分析裝置圖時(shí),抓住粒子流向與物質(zhì)轉(zhuǎn)化,整體認(rèn)識(shí)合成氨原理。聯(lián)系原電池原理綜合作出判斷。

6.[2023山東·10,2分,難度★★★☆☆]

微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置,利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水,采用惰性電極,用下圖裝置處理有機(jī)廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+

B.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜,隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí),模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時(shí)間后,正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1

B

【解析】

根據(jù)上述分析可知,A項(xiàng)正確;該電池工作時(shí),Cl-向a極移動(dòng),Na+向b極移動(dòng),即隔膜1為陰離子交換膜,隔膜2為陽(yáng)離子交換膜,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí),向a極和b極分別移動(dòng)1molCl-和1molNa+,則模擬海水理論上可除鹽58.5g,C項(xiàng)正確;電池工作時(shí)負(fù)極產(chǎn)生CO2,正極產(chǎn)生H2,結(jié)合正、負(fù)極的電極反應(yīng)知,一段時(shí)間后,正極和負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1,D項(xiàng)正確。

【圖象分析】結(jié)合圖示可知放電時(shí)的電極反應(yīng)如下:

電極名稱電極反應(yīng)

負(fù)極(a極)

正極(b極)

7.[2023山東·11,4分,難度★★★☆☆][雙選]

利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液,向甲室加入足量氨水后電池開(kāi)始工作。下列說(shuō)法正確的是()

A.甲室Cu電極為正極

B.隔膜為陽(yáng)離子膜

C.電池總反應(yīng)為:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+

D.NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響

CD

【解析】據(jù)圖可知,甲室流出液經(jīng)低溫?zé)峤獾玫紺uSO4和NH3,則甲室中生成了[Cu(NH3)4]SO4,發(fā)生的反應(yīng)為Cu-2e-+4NH3[Cu(NH3)4]2+,甲室Cu電極為負(fù)極,A錯(cuò)誤;乙室Cu電極為正極,發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e-Cu,消耗Cu2+,為維持電解質(zhì)溶液呈電中性,S透過(guò)隔膜進(jìn)入甲室,則隔膜為陰離子膜,B錯(cuò)誤;根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng),可知電池總反應(yīng)為Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,C正確;NH3能與Cu2+反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+,因此若NH3擴(kuò)散到乙室,則乙室Cu2+濃度減小,對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)有影響,D正確。

8.[2022全國(guó)甲·10,6分,難度★★★☆☆]

一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH存在)。電池放電時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.Ⅱ區(qū)的K+通過(guò)隔膜向Ⅲ區(qū)遷移

B.Ⅰ區(qū)的S通過(guò)隔膜向Ⅱ區(qū)遷移

C.MnO2電極反應(yīng):MnO2+4H++2e-

Mn2++2H2O

D.電池總反應(yīng):Zn+4OH-+MnO2+4H+Zn(OH+Mn2++2H2O

A

【解析】

【電池分析】

MnO2電極為正極,Zn電極為負(fù)極,電池放電時(shí),電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng),陽(yáng)離子向正極移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;Ⅰ區(qū)中的S通過(guò)隔膜向Ⅱ區(qū)遷移,B項(xiàng)正確;MnO2電極為正極,電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O,C項(xiàng)正確;根據(jù)正負(fù)兩極的電極反應(yīng)式可得電池總反應(yīng),D項(xiàng)正確。

新考法

9.[2022浙江1月·21,2分,難度★★★☆☆]

創(chuàng)新命題角度,以pH計(jì)的工作原理為載體考查原電池原理的應(yīng)用

pH計(jì)是一種采用原電池原理測(cè)量溶液pH的儀器。如圖所示,以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl電極)和另一Ag-AgCl電極插入待測(cè)溶液中組成電池,pH與電池的電動(dòng)勢(shì)E存在關(guān)系:pH=(E-常數(shù))/0.059。下列說(shuō)法正確的是()

C

A.如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢(shì)低,則該電極反應(yīng)式為:AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)

B.玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的變化

C.分別測(cè)定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢(shì),可得出未知溶液的pH

D.pH計(jì)工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

新考法

【解析】電勢(shì)低的電極為負(fù)極,負(fù)極失去電子,電極反應(yīng)式為Ag+Cl--e-AgCl(s),A項(xiàng)錯(cuò)誤;pH與H+濃度有關(guān),根據(jù)pH=(E-常數(shù))/0.059可知,玻璃膜內(nèi)外的H+濃度差異會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;通過(guò)測(cè)定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電池的E可以得出題給公式中常數(shù)的值,然后測(cè)定含未知溶液的電池的E就可以計(jì)算出未知溶液的pH,C項(xiàng)正確;因?yàn)閜H計(jì)利用的是原電池原理,故其工作時(shí)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

第28練二次電池

1.[2023遼寧·10,3分,難度★★★☆☆]

如圖,某液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬間化合物L(fēng)i3Bi。下列說(shuō)法正確的是()

A.放電時(shí),M電極反應(yīng)為Ni-2e-Ni2+

B.放電時(shí),Li+由M電極向N電極移動(dòng)

C.充電時(shí),M電極的質(zhì)量減小

D.充電時(shí),N電極反應(yīng)為L(zhǎng)i3Bi+3e-3Li++Bi

B

【解析】

結(jié)合上述分析可知,A項(xiàng)錯(cuò)誤;原電池中陽(yáng)離子從負(fù)極向正極方向移動(dòng),即Li+由M電極向N電極移動(dòng),B項(xiàng)正確;充電時(shí)M電極為陰極,電極反應(yīng)為3Li++3e-3Li,電極質(zhì)量將增加,C項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí)N電極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為L(zhǎng)i3Bi-3e-3Li++Bi,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【原理分析】結(jié)合該電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬間化合物L(fēng)i3Bi,可知M極為負(fù)極,N極為正極,電極反應(yīng)分析如下。

電極電極反應(yīng)式

負(fù)極(M極)

正極(N極)

2.[2022廣東·16,4分,難度★★★☆☆]

科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì),發(fā)展了一種無(wú)需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為:NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3

下列說(shuō)法正確的是()

A.充電時(shí)電極b是陰極

B.放電時(shí)NaCl溶液的pH減小

C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大

D.每生成1molCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23g

C

【解析】由充電時(shí)電極a的反應(yīng)式可知,電極a發(fā)生還原反應(yīng),則充電時(shí)電極a為陰極,電極b為陽(yáng)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí),負(fù)極Na3Ti2(PO4)3轉(zhuǎn)化為Na+,正極Cl2發(fā)生還原反應(yīng)生成Cl-,NaCl溶液的濃度增大,但溶液一直為中性,故放電時(shí)NaCl溶液的pH不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確;充電時(shí),每生成1molCl2,則轉(zhuǎn)移2mol電子,由題干電極a反應(yīng)式可知,有2molNa+參與反應(yīng),則電極a質(zhì)量理論上增加46g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【技巧點(diǎn)撥】(1)題干中充電時(shí)電極a反應(yīng)式是解答的突破口;(2)充電時(shí),陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

3.[2023全國(guó)乙·12,6分,難度★★★☆☆]

室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí),在硫電極發(fā)生反應(yīng):

S8+e-,+e-,

2Na+++2(1-)e-Na2Sx

下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→b

C.放電時(shí)正極反應(yīng)為:2Na++S8+2e-Na2Sx

D.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能

A

【解析】

充電時(shí),陽(yáng)離子Na+應(yīng)向陰極鈉電極遷移,A錯(cuò)誤;放電時(shí),Na失去的電子經(jīng)外電路流向正極,即電子流向是a→b,B正確;將題給硫電極發(fā)生的反應(yīng)依次標(biāo)號(hào)為①②③,由×①+×②+③可得正極總反應(yīng),C正確;炭化纖維素紙具有良好的導(dǎo)電性,D正確。

【電池分析】

新考法

4.[2022福建·9,4分,難度★★★☆☆]

創(chuàng)新命題素材,以化學(xué)“自充電”的鋅-有機(jī)物電池為載體,體現(xiàn)化學(xué)在能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的研究成果

一種化學(xué)“自充電”的鋅-有機(jī)物電池,電解質(zhì)為KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。將電池暴露于空氣中,某電極無(wú)需外接電源即能實(shí)現(xiàn)化學(xué)自充電,該電極充放電原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.化學(xué)自充電時(shí),c(OH-)增大

B.化學(xué)自充電時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.化學(xué)自充電時(shí),鋅電極反應(yīng)式:Zn2++2e-Zn

D.放電時(shí),外電路通過(guò)0.02mol電子,正極材料損耗0.78g

A

新考法

【解析】由圖示可知,化學(xué)自充電時(shí),O2得電子轉(zhuǎn)化為OH-,OH-與K+結(jié)合形成KOH,c(OH-)增大,A正確;該電池為自充電電池,無(wú)需外接電源,因此化學(xué)自充電時(shí),沒(méi)有電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B錯(cuò)誤;由圖示可知,化學(xué)自充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)

為有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化,陰極反應(yīng)為O2轉(zhuǎn)化為OH-,沒(méi)有發(fā)生Zn2++2e-Zn,C錯(cuò)誤;放電時(shí),+

2nK++2ne-,正極材料中增加了K+,故當(dāng)外電路中通過(guò)0.02mol電子時(shí),正極材料增加0.78g,

D錯(cuò)誤。

第29練電解原理及應(yīng)用

1.[2022廣東·10,2分,難度★★☆☆☆]

以熔融鹽為電解液,以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)行電解,實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過(guò)程中()

A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg-2e-Mg2+

B.陰極上Al被氧化

C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽(yáng)極泥

D.陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等

C

【解析】陰極得電子,發(fā)生還原反應(yīng),被還原,A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤;由金屬活動(dòng)性順序可知,Mg、Al在陽(yáng)極失電子,離子進(jìn)入電解液,Cu金屬活動(dòng)性弱,則陽(yáng)極泥主要含Si、Cu,C項(xiàng)正確;陰極Al3+得電子生成Al單質(zhì),陽(yáng)極上Mg、Al均失電子變成離子進(jìn)入電解液中,故陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化不相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.[2023遼寧·7,3分,難度★★☆☆☆]

某無(wú)隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如圖所示,其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是()

A.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)

B.理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成4gH2

C.電解后海水pH下降

D.陽(yáng)極發(fā)生:Cl-+H2O-2e-HClO+H+

D

【解析】鈦網(wǎng)上發(fā)生氧化反應(yīng),為陽(yáng)極,則電源a端為正極,電源b端為負(fù)極,a端電勢(shì)高于b端電勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;理論上每轉(zhuǎn)移2mole-,生成1molH2,質(zhì)量為2g,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解總反應(yīng)可表示為Cl-+H2OClO-+H2↑,電解后ClO-水解使溶液呈堿性,海水pH上升,C項(xiàng)錯(cuò)誤;陽(yáng)極上Cl-放電轉(zhuǎn)化為HClO,電極反應(yīng)為Cl-+H2O-2e-HClO+H+,D項(xiàng)正確。

3.[2022天津·11,3分,難度★★★☆☆]

實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。接通電源后,用碳棒(a'、b')作筆,在浸有飽和NaCl溶液和石蕊溶液的濕潤(rùn)試紙上同時(shí)寫字,a'端的字跡呈白色。下列結(jié)論正確的是()

A.a為負(fù)極

B.b'端的字跡呈藍(lán)色

C.電子流向?yàn)?bb'a'a

D.如果將a'、b'換為銅棒,與碳棒作電極時(shí)的現(xiàn)象相同

B

【解析】a'端的字跡呈白色,說(shuō)明碳棒a'上發(fā)生氧化反應(yīng):Cl--2e-+H2OHClO+H+,碳棒a'為陽(yáng)極,則a為正極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;碳棒b'為陰極,發(fā)生還原反應(yīng):2H2O+2e-2OH-+H2↑,c(OH-)增大,石蕊變?yōu)樗{(lán)色,B項(xiàng)正確;電子流向:陽(yáng)極a'→電源正極a→電源負(fù)極b→陰極b',電子不通過(guò)電解質(zhì)溶液,C項(xiàng)錯(cuò)誤;如果將a'、b'換為銅棒,則陽(yáng)極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+、陰極反應(yīng)為2H2O+2e-2OH-+H2↑,陽(yáng)極端字跡不變白色,因此現(xiàn)象不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.[2023廣東·16,4分,難度★★★☆☆]

鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說(shuō)法正確的是()

A.工作時(shí),Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大

B.生成1molCo,Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16g

C.移除兩交換膜后,石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變

D.電解總反應(yīng):2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+

D

【解析】

結(jié)合陽(yáng)極反應(yīng)式可知,電解時(shí)Ⅰ室H+濃度增大,溶液的pH減小,Ⅰ室中的H+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入Ⅱ室,Ⅱ室溶液的pH減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;生成1molCo時(shí),電路中通過(guò)2mol電子,陽(yáng)極產(chǎn)生0.5molO2,其質(zhì)量為16g,同時(shí)有H+從Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室,也導(dǎo)致Ⅰ室溶液質(zhì)量減小,故生成1molCo時(shí),Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少大于16g,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若移除兩交換膜,Cl-在陽(yáng)極會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成Cl2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)合上述分析可知,電解時(shí)的總反應(yīng)為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+,D項(xiàng)正確。

【原理分析】圖示裝置為電解池,根據(jù)外接電源可確定石墨電極為陽(yáng)極,Co電極為陰極,其電極反應(yīng)分別為:

陽(yáng)極(石墨)

陰極(Co電極)

5.[2022湖北·14,3分,難度★★★☆☆]

含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2],過(guò)程如圖所示(Me為甲基)。下列說(shuō)法正確的是

()

A.生成1molLi[P(CN)2],理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子

B.陰極上的電極反應(yīng)為:P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-

C.在電解過(guò)程中CN-向鉑電極移動(dòng)

D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來(lái)自LiOH

D

【解析】由題圖可知,石墨電極上發(fā)生反應(yīng)P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-,石墨電極作陽(yáng)極,當(dāng)生成1molLi[P(CN)2]時(shí),外電路轉(zhuǎn)移1mol電子,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;在電解過(guò)程中CN-向陽(yáng)極移動(dòng),即向石墨電極移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由2Me3SiCN+LiOHO(SiMe3)2+LiCN+HCN,可知HCN中的H來(lái)自LiOH,電解過(guò)程中HCN在鉑電極上放電產(chǎn)生H2,故D項(xiàng)正確。

6.[2023天津·11,3分,難度★★★☆☆]

如下所示電解裝置中,通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成,Fe2O3逐漸溶解,下列判斷錯(cuò)誤的是()

A.a是電源的負(fù)極

B.通電一段時(shí)間后,向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出現(xiàn)紅色

C.隨著電解的進(jìn)行,CuCl2溶液濃度變大

D.當(dāng)0.01molFe2O3完全溶解時(shí),至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)

C

【解析】根據(jù)題圖,結(jié)合題意知,石墨電極Ⅱ上H2O發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生O2,故石墨電極Ⅱ是陽(yáng)極,則b是電源的正極、a是電源的負(fù)極,A項(xiàng)正確;石墨電極Ⅱ上H2O放電產(chǎn)生O2和H+:2H2O-4e-4H++O2↑,通電一段時(shí)間后,石墨電極Ⅱ附近溶液顯酸性,能使石蕊顯紅色,B項(xiàng)正確;電解時(shí),Cu2+在石墨電極Ⅰ上放電生成Cu,左室中Cl-通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入中間室,故CuCl2溶液的濃度減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O和陽(yáng)極反應(yīng)式可得Fe2O3~O2,故產(chǎn)生O2的體積是×0.01mol×22.4L·mol-1×103mL·L-1=336mL,D項(xiàng)正確。

新考法

7.[2023全國(guó)甲·12,6分,難度★★★☆☆]

創(chuàng)新命題素材,本題用可再生能源電還原CO2,考查電解池工作原理的應(yīng)用

用可再生能源電還原CO2時(shí),采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)可提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率,裝置如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx-Ti電極上

B.Cl-從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極

C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有:2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O

D.每轉(zhuǎn)移1mol電子,陽(yáng)極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

C

新考法

【解析】IrOx-Ti電極接電源正極,為陽(yáng)極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),故電極反應(yīng)為2H2O-4e-4H++O2↑,A錯(cuò)誤;質(zhì)子交換膜只允許H+通過(guò),故左室H+從IrOx-Ti電極向Cu電極遷移,B錯(cuò)誤;Cu電極接電源負(fù)極,為陰極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),根據(jù)圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系知CO2可發(fā)生反應(yīng)2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O,C正確;由A可知每轉(zhuǎn)移1mol電子,陽(yáng)極生成0.25mol即5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2,D錯(cuò)誤。

新考法

8.[2022遼寧·9,3分,難度★★★☆☆]

創(chuàng)新命題形式,本題給出測(cè)定乙酸溶液濃度的圖象,考查電解池工作原理的應(yīng)用

如圖,c管為上端封口的量氣管,為測(cè)定乙酸溶液濃度,量取10.00mL待測(cè)樣品加入b容器中,接通電源,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是()

A.左側(cè)電極反應(yīng):2H2O-4e-O2↑+4H+

B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),b中溶液紅色恰好褪去

C.若c中收集氣體11.20mL,則樣品中乙酸濃度為0.1mol·L-1

D.把鹽橋換為U形銅導(dǎo)線,不影響測(cè)定結(jié)果

A

新考法

【解析】

【原理分析】根據(jù)題意結(jié)合圖示知,通過(guò)測(cè)量b容器中溶液變紅色時(shí)c管內(nèi)收集的氣體的體積,結(jié)合各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等可計(jì)算乙酸溶液的濃度,則右側(cè)Pt電極為陰極,CH3COOH放電,左側(cè)Pt電極為陽(yáng)極,H2O放電。具體分析如下:

新考法

由以上分析知,A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),b中CH3COOH被完全消耗生成CH3COO-,CH3COO-水解使溶液顯堿性,故溶液為紅色,B項(xiàng)錯(cuò)誤;未指明氣體所處的狀況,不能根據(jù)體積計(jì)算其物質(zhì)的量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鹽橋起傳遞離子使溶液呈電中性的作用,銅導(dǎo)線不能傳遞離子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

新考法

9.[2022北京·13,3分,難度★★★☆☆]

深挖教材命題,本題考查了鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究

利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。

下列分析不正確的是()

A.①中氣體減少,推測(cè)是由于溶液中c(H+)減小,且Cu覆蓋鐵電極,阻礙H+與鐵接觸

B.①中檢測(cè)到Fe2+,推測(cè)可能發(fā)生反應(yīng):Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe+Cu2+Fe2++Cu

C.隨陰極析出銅,推測(cè)②中溶液c(Cu2+)減小,Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆向移動(dòng)

D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu緩慢析出,鍍層更致密

C

裝置序號(hào)電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

①0.1mol·L-1CuSO4+少量H2SO4溶液陰極表面產(chǎn)生無(wú)色氣體,一段時(shí)間后陰極表面有紅色固體,氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn),電解液中有Fe2+

②0.1mol·L-1CuSO4+過(guò)量氨水陰極表面未觀察到氣體,一段時(shí)間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn),電解液中無(wú)Fe元素

新考法

【解析】

隨著反應(yīng)進(jìn)行,H+濃度減小,其與Fe的反應(yīng)速率減慢,且Cu2+得電子生成的銅覆蓋鐵電極,可阻礙H+與鐵接觸,導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體減少,A項(xiàng)正確;由以上分析知,B項(xiàng)正確;[Cu(NH3)4]2+在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅,故隨陰極析出銅,[Cu(NH3)4]2+濃度減小,Cu2++4NH3]2+平衡正向移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由以上分析知,D項(xiàng)正確。

【原理分析】圖示裝置中鐵作陰極,由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知,實(shí)驗(yàn)①中鐵會(huì)先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅,一段時(shí)間后,銅離子在陰極放電,得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅;實(shí)驗(yàn)②中銅離子先與過(guò)量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子,c(Cu2+)減小,避免了Fe與Cu2+反應(yīng),然后四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅,故鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層。

第30練金屬的腐蝕與防護(hù)

1.[2023江蘇·10,2分,★★☆☆☆]

將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是()

A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e-Fe3+

B.鐵腐蝕過(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕

D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕

C

【解析】A項(xiàng),鐵和炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后構(gòu)成原電池,鐵作負(fù)極,鐵失去電子生成Fe2+,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鐵腐蝕過(guò)程中化學(xué)能除了轉(zhuǎn)化為電能外,還可轉(zhuǎn)化為熱能等,錯(cuò)誤;C項(xiàng),構(gòu)成原電池后,鐵腐蝕的速率變快,正確;D項(xiàng),用水代替NaCl溶液,Fe和炭也可以構(gòu)成原電池,Fe失去電子,空氣中的O2得到電子,鐵發(fā)生吸氧腐蝕,錯(cuò)誤。

2.[2022廣東·11,4分,難度★★★☆☆]

為檢驗(yàn)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果,將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時(shí)間后,取溶液分別實(shí)驗(yàn),能說(shuō)明鐵片沒(méi)有被腐蝕的是()

A.加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀

B.加入淀粉碘化鉀溶液無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)

C.加入KSCN溶液無(wú)紅色出現(xiàn)

D.加入K3[Fe(CN)6]溶液無(wú)藍(lán)色沉淀生成

D

【解析】若鐵片被腐蝕,則溶液中含有Fe2+,在溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,反應(yīng)生成藍(lán)色的KFe[Fe(CN)6]沉淀,D項(xiàng)正確;A項(xiàng)只能檢驗(yàn)溶液中含有Cl-,B項(xiàng)只能檢驗(yàn)溶液中無(wú)強(qiáng)氧化性物質(zhì),C項(xiàng)只能檢驗(yàn)溶液中無(wú)Fe3+,三者均不能說(shuō)明鐵片沒(méi)有被腐蝕。

3.[2022上?！?8,2分,難度★★★☆☆]

濃硫酸貯存罐的鈍化金屬保護(hù)法示意圖如圖,其原理是利用可鈍化的金屬與直流電源相連,控制合適的電壓,使金屬貯存罐表面形成致密的鈍化膜,以有效減緩金屬腐蝕。下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是()

A.金屬貯存罐可用鋼制材料

B.電子沿導(dǎo)線流入輔助電極

C.貯存濃硫酸的金屬罐與電源負(fù)極相連

D.電壓高到一定程度有可能會(huì)加劇腐蝕

C

【解析】

鋼的主要成分是鐵,鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生鈍化,因此金屬貯存罐可用鋼制材料,A正確;貯存濃硫酸的金屬罐為陽(yáng)極,連接電源正極,輔助電極是陰極,電子沿導(dǎo)線流向輔助電極,B正確,C錯(cuò)誤;電壓過(guò)高時(shí),有可能會(huì)加劇腐蝕,D正確。

【原理分析】

第31練新型電化學(xué)裝置的分析

1.[2023浙江1月·11,3分,難度★★★☆☆]

在熔融鹽體系中,通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi),電解裝置如圖,下列說(shuō)法正確的是()

A.石墨電極為陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電極A的電極反應(yīng):8H++TiO2+SiO2+8e-TiSi+4H2O

C.該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)

D.電解時(shí),陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)

C

【解析】

石墨電極為陽(yáng)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該電解池的電解質(zhì)為熔融鹽,不存在H+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)陽(yáng)極上生成CO知,石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng),C項(xiàng)正確;石墨電極為陽(yáng)極,陰離子O2-向石墨電極移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【原理分析】根據(jù)各電極上的物質(zhì)變化,判斷反應(yīng)類型,確定電極類型。

2.[2023湖南·10,3分,難度★★★☆☆]

鋅/溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池,廣泛應(yīng)用于再生能源儲(chǔ)能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅/溴液流電池工作原理如圖所示:

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.放電時(shí),N極為正極

B.放電時(shí),左側(cè)貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小

C.充電時(shí),M極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-Zn

D.隔膜允許陽(yáng)離子通過(guò),也允許陰離子通過(guò)

B

【解析】

A項(xiàng),放電時(shí),M極Zn失去電子,為負(fù)極,則N極為正極,正確;B項(xiàng),放電時(shí),負(fù)極發(fā)生反應(yīng):Zn-2e-Zn2+,正極發(fā)生反應(yīng):Br2+2e-2Br-,溶液中有Zn2+與Br-生成,通過(guò)循環(huán)回路,左側(cè)貯液器中ZnBr2的濃度逐漸增大,錯(cuò)誤;C項(xiàng),充電時(shí),M極Zn2+得電子,被還原為Zn,正確;D項(xiàng),結(jié)合題圖知,隔膜的作用是防止Br2通過(guò),造成電池自放電,但可以讓Br-和Zn2+通過(guò),正確。

【原理分析】鋅溴液流電池的電解液為ZnBr2水溶液,電解液通過(guò)泵循環(huán)流過(guò)正、負(fù)電極表面。充電時(shí)鋅沉積在陰極上,陽(yáng)極生成的溴轉(zhuǎn)化成Br2復(fù)合物貯存在貯液器中;放電時(shí)負(fù)極表面的鋅溶解,正極Br2復(fù)合物放電轉(zhuǎn)變成溴離子,電解液回到溴化鋅的狀態(tài)。

3.[2023遼寧·13,3分,難度★★★☆☆]

利用(Q)與(QH2)電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知?dú)怏w可選擇性

通過(guò)膜電極,溶液不能通過(guò)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.a為電源負(fù)極

B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變

C.CO2在M極被還原

D.分離出的CO2從出口2排出

C

【解析】

根據(jù)上述分析知,M極為陰極,則a極為電源負(fù)極,A項(xiàng)正確;結(jié)合陰極和陽(yáng)極反應(yīng)可知,整個(gè)電解過(guò)程中溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變,B項(xiàng)正確;M極通入的煙氣中的CO2能與OH-反應(yīng)生成HC,HC移向陽(yáng)極N極,與H+反應(yīng)生成CO2,從而實(shí)現(xiàn)CO2的分離,分離出的CO2從出口2排出,整個(gè)過(guò)程中CO2中各元素化合價(jià)保持不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。

【原理分析】M極上Q→QH2,為Q得氫的反應(yīng),即發(fā)生還原反應(yīng),故M極為陰極,N極為陽(yáng)極。

電極電極反應(yīng)

陰極(M極)

陽(yáng)極(N極)

4.[2023浙江6月·22,2分,難度★★★☆☆]

某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示,電極A為非晶硅薄膜,充電時(shí)Li+得電子成為L(zhǎng)i嵌入該薄膜材料中;電極B為L(zhǎng)iCoO2薄膜;集流體起導(dǎo)電作用。下列說(shuō)法不正確的是()

A.充電時(shí),集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí),外電路通過(guò)amol電子時(shí),LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi+

C.放電時(shí),電極B為正極,反應(yīng)可表示為L(zhǎng)i1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2

D.電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)ixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2

B

【解析】

結(jié)合充電時(shí)Li+得電子成為L(zhǎng)i嵌入電極A的薄膜材料中,知充電時(shí)電極A為陰極,則集流體A應(yīng)和外接電源負(fù)極相連,A項(xiàng)正確;放電時(shí),外電路中通過(guò)amol電子時(shí),負(fù)極(電極A)生成的amolLi+通過(guò)LiPON薄膜電解質(zhì)轉(zhuǎn)移至電極B,LiPON薄膜電解質(zhì)并未損失Li+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由上述分析知,C項(xiàng)正確;結(jié)合正極和負(fù)極反應(yīng)式可寫出電池總反應(yīng)為L(zhǎng)ixSi+

Li1-xCoO2Si+LiCoO2,D項(xiàng)正確。

【原理分析】根據(jù)題中信息和圖示裝置,可知該電池放電時(shí),電極A為負(fù)極,電極B為正極,電極反應(yīng)為:

電極電極反應(yīng)

負(fù)極(電極A)

正極(電極B)

5.[2023全國(guó)甲·13,6分,難度★★★☆☆]

乙醛酸是一種重要的化工中間體,可采用如圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-,并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。下列說(shuō)法正確的是()

A.KBr在上述電化學(xué)合成過(guò)程中只起電解質(zhì)的作用

B.陽(yáng)極上的反應(yīng)式為:+2H++2e-

+H2O

C.制得2mol乙醛酸,理論上外電路中遷移了1mol電子

D.雙極膜中間層中的H+在外電場(chǎng)作用下向鉛電極方向遷移

D

【解析】根據(jù)圖示,石墨電極一側(cè)發(fā)生反應(yīng)2Br--2e-Br2、OHC—CHO+Br2+H2OHOOC—CHO+2HBr,總反應(yīng)為OHC—CHO-2e-+H2OHOOC—CHO+2H+,因此石墨電極為陽(yáng)極,KBr不只是起到電解質(zhì)的作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)陽(yáng)極總反應(yīng)OHC—CHO-2e-+H2OHOOC—CHO+2H+、陰極反應(yīng)HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2O,可得總反應(yīng)式為OHC—CHO+HOOC—COOH2HOOC—CHO,故制得2mol乙醛酸,理論上外電路中遷移了2mol電子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)陰極(鉛電極)反應(yīng),雙極膜中間層中的H+在外電場(chǎng)作用下向陰極(鉛電極)遷移,D項(xiàng)正確。

6.[2023新課標(biāo)·10,6分,難度★★★☆☆]

一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池,其示意圖如下所示。放電時(shí),Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.放電時(shí)V2O5為正極

B.放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移

C.充電總反應(yīng):xZn+V2O5+nH2OZnxV2O5·nH2O

D.充電陽(yáng)極反應(yīng):ZnxV2O5·nH2O-2xe-xZn2++V2O5+nH2O

C

【解析】

【電池分析】

放電時(shí)Zn失去電子生成Zn2+,Zn為負(fù)極,則V2O5為正極,A正確;放電時(shí),陽(yáng)離子(Zn2+)移向正極,B正確;由上述分析可知,放電總反應(yīng)為xZn+V2O5+nH2OZnxV2O5·nH2O,充電總反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2OxZn+V2O5+nH2O,C錯(cuò)誤;由上述分析可知,D正確。

7.[2022河北·12,4分,難度★★★★☆][雙選]

科學(xué)家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學(xué)裝置。工作原理示意圖如下。

下列說(shuō)法正確的是()

A.電極b為陽(yáng)極

B.隔膜為陰離子交換膜

C.生成氣體M與N的物質(zhì)的量之比為2∶1

D.反應(yīng)器Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式為4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O

BD

【解析】由電極a上[Fe(CN)6]4-→[Fe(CN)6]3-,發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)可知,電極a為陽(yáng)極、電極b為陰極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖示知,陰極反應(yīng)為DHPS+2H2O+2e-DHPS-2H+2OH-,陽(yáng)極反應(yīng)為[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6,為維持溶液的電中性,陰極室的OH-應(yīng)通過(guò)隔膜進(jìn)入陽(yáng)極室,B項(xiàng)正確;根據(jù)題意,結(jié)合氧化還原反應(yīng)規(guī)律可知,反應(yīng)器Ⅰ中反應(yīng)為+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O,反應(yīng)器Ⅱ中反應(yīng)為DHPS-2HDHPS+H2↑,則M是O2、N是H2,根據(jù)得失電子守恒,O2與H2的物質(zhì)的量之比為1∶2,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。

8.[2022山東·13,4分,難度★★★★☆][雙選]

設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,工作時(shí)保持厭氧環(huán)境,并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì),右側(cè)裝置為原電池。下列說(shuō)法正確的是()

A.裝置工作時(shí),甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時(shí)間后,乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸

C.乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-Li++Co2++4OH-

D.若甲室Co2+減少200mg,乙