2019版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一篇 理綜化學(xué)選擇題突破 第5題 新型電源、電解的應(yīng)用與金屬腐蝕學(xué)案.doc

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第5題　新型電源、電解的應(yīng)用與金屬腐蝕 復(fù)習(xí)建議：3課時(shí)(題型突破2課時(shí)　習(xí)題1課時(shí)) 1．(2018課標(biāo)全國Ⅰ，13)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為： ①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋ ②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋ 該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的低 D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需為酸性 解析　陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，陰極的電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，A項(xiàng)正確；結(jié)合陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)，可知協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為CO2＋H2S===S＋CO＋H2O，B項(xiàng)正確；石墨烯作陽極，其電勢(shì)高于ZnO@石墨烯的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋、Fe2＋在堿性或中性介質(zhì)中會(huì)生成沉淀，它們只穩(wěn)定存在于酸性較強(qiáng)的介質(zhì)中，D項(xiàng)正確。 答案　C 2．(2018課標(biāo)全國Ⅱ，12)我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的NaCO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．放電時(shí)，ClO向負(fù)極移動(dòng) B．充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2 C．放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO2＋4e－===2CO＋C D．充電時(shí)，正極反應(yīng)為：Na＋＋e－===Na 解析　電池放電時(shí)，ClO向負(fù)極移動(dòng)，A項(xiàng)正確；結(jié)合總反應(yīng)可知放電時(shí)需吸收CO2，而充電時(shí)釋放出CO2，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，正極CO2得電子被還原生成單質(zhì)C，即電極反應(yīng)式為3CO2＋4e－===2CO＋C，C項(xiàng)正確；充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，即C被氧化生成CO2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　D 3．(2018課標(biāo)全國Ⅲ，11)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說法正確的是(　　) A．放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極 B．放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移 D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2－x===2Li＋O2 解析　根據(jù)電池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此獲得電子，所以多孔碳材料電極為電池的正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)電子從負(fù)極(鋰電極)流出，通過外電路流向正極(多孔碳材料電極)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Li＋帶正電荷，充電時(shí)，應(yīng)該向電解池的陰極(鋰電極)遷移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2－x===2Li＋O2，D項(xiàng)正確。 答案　D 4．(2017課標(biāo)全國Ⅰ，11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù)，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是(　　) A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流 D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 解析　鋼管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁(陰極)，A、B正確；C項(xiàng)，題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽極”不損耗，錯(cuò)誤。 答案　C 5．(2017課標(biāo)全國Ⅱ，11)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極 B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極 C．陰極的電極反應(yīng)式為：Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng) 解析　A項(xiàng)，根據(jù)原理可知，Al要形成氧化膜，化合價(jià)升高失電子，因此鋁為陽極，正確；B項(xiàng)，陰極僅作導(dǎo)體，可選用不銹鋼網(wǎng)，且不銹鋼網(wǎng)接觸面積大，能增加電解效率，正確；C項(xiàng)，陰極應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解時(shí)，陰離子移向陽極，正確。 答案　C 6．(2017課標(biāo)全國Ⅲ，11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．電池工作時(shí)，外電路中流過0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性 D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多 解析　A項(xiàng)，原電池電解質(zhì)中陽離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li＋移動(dòng)方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的還原反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，電池工作時(shí)負(fù)極電極方程式為：Li－e－===Li＋，當(dāng)外電路中流過0.02 mol電子時(shí)，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02 mol，其質(zhì)量為0.14 g，正確；C項(xiàng)，石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電能力，正確；D項(xiàng)，電池充電時(shí)為電解池，此時(shí)電解總反應(yīng)為8Li2Sx16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量會(huì)越來越少，錯(cuò)誤。 答案　D 7．(2016課標(biāo)全國Ⅰ，11)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na＋和SO可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。 下列敘述正確的是(　　) A．通電后中間隔室的SO離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大 B．該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O－4e－===O2＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低 D．當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5 mol的O2生成 解析　電解池中陰離子向正極移動(dòng)，陽離子向負(fù)極移動(dòng)，即SO離子向正極區(qū)移動(dòng)，Na＋ 向負(fù)極區(qū)移動(dòng)，正極區(qū)水電離的OH－發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，H＋留在正極區(qū)，該極得到H2SO4產(chǎn)品，溶液pH減小，負(fù)極區(qū)水電離的H＋發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，OH－留在負(fù)極區(qū)，該極得到NaOH產(chǎn)品，溶液pH增大，故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，B正確；該電解池相當(dāng)于電解水，根據(jù)電解水的方程式可計(jì)算出當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.25 mol的O2生成，錯(cuò)誤。 答案　B 8．(2016課標(biāo)全國Ⅱ，11)MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋ B．正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag C．電池放電時(shí)Cl－由正極向負(fù)極遷移 D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 解析　根據(jù)題意，Mg海水AgCl電池總反應(yīng)式為Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋，正確；B項(xiàng)，正極反應(yīng)式為2AgCl＋2e－===2Cl－＋ 2Ag，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，對(duì)原電池來說，陰離子由正極移向負(fù)極，正確；D項(xiàng)，由于鎂是活潑金屬，則負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正確。 答案　B 9．(2015全國卷Ⅰ，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(　　) 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　由題意可知，微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B正確；氧氣在正極反應(yīng)，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，則正極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒有CO2生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在負(fù)極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項(xiàng)正確；總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項(xiàng)正確。 答案　A 命題調(diào)研(2014～2018五年大數(shù)據(jù)) 命題角度 設(shè)項(xiàng)方向 頻數(shù) 難度 1.新型化學(xué)電源 正、負(fù)極判斷 5 0.43 離子移動(dòng)方向 電極反應(yīng)式、總原電池方程式的正誤判斷 電極及電解液轉(zhuǎn)移電子計(jì)算 2.電解原理在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 陰、陽極的判斷 3 0.51 離子交換膜的作用 副反應(yīng)分析及溶液酸堿性的改變 電極方程式的正誤判斷 3.金屬的腐蝕與防護(hù) 電化學(xué)腐蝕的原因分析 1 0.60 防止金屬腐蝕的措施 在2019年高考中，對(duì)于電化學(xué)的考查將繼續(xù)堅(jiān)持以新型電池及電解應(yīng)用裝置為背景材料，以題干(裝置圖)提供電極構(gòu)成材料、交換膜等基本信息，基于電化學(xué)原理廣泛設(shè)問，綜合考查電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及其相關(guān)領(lǐng)域的基本技能，包括電極與離子移動(dòng)方向判斷、電極反應(yīng)式書寫、溶液的酸堿性和pH變化、有關(guān)計(jì)算及其與相關(guān)學(xué)科的綜合考查等。預(yù)測(cè)以二次電池以及含有離子交換膜的電解池為背景的命題將成為熱點(diǎn)題型，因?yàn)槎坞姵夭粌H實(shí)現(xiàn)電極材料循環(huán)使用，符合“低耗高效”的時(shí)代需求，而且命題角度豐富，便于同時(shí)考查原電池和電解池工作原理；含有離子交換膜的電解池設(shè)問空間大，便于考查考生的探究能力。 判斷 依據(jù) 電極 材料 電極 反應(yīng) 電子 流向 離子 移向 電極現(xiàn)象 原電池 負(fù) 極 活潑金屬 氧化 反應(yīng) 流出 陰離子 移向 電極質(zhì)量 減小 正 極 不活潑 金屬 或非金屬 還原 反應(yīng) 流入 陽離子 移向 電極增 重或質(zhì) 量不變 電解池 陽 極 與電源正 極相連 氧化 反應(yīng) 流出 陰離子 移向 電極溶解 或pH 減小 陰 極 與電源負(fù) 極相連 還原 反應(yīng) 流入 陽離子 移向 電極增重 或pH 增大 (1)燃料電池電極反應(yīng)式的書寫(以氫氧燃料電池為例) ①注意介質(zhì)環(huán)境 ②掌握書寫程序 (2)其他新型一次電池 鈉硫電池 總反應(yīng)：2Na＋xS===Na2Sx 正極：xS＋2e－===S 負(fù)極：2Na－2e－===2Na＋ 全釩液 流電池 總反應(yīng)：VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O 正極：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 負(fù)極：V2＋－e－===V3＋ 鋰銅電池 總反應(yīng)：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 正極：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ 負(fù)極：Li－e－===Li＋ MgH2O2電池 總反應(yīng)：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正極：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 負(fù)極：Mg－2e－===Mg2＋ MgAgCl電池 總反應(yīng)：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 正極：2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag 負(fù)極：Mg－2e－===Mg2＋ (3)充電(可逆)電池 鋅銀電池 總反應(yīng)：Ag2O＋Zn＋H2O 2Ag＋Zn(OH)2 正極：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 陽極：2Ag＋2OH－－2e－===Ag2O＋H2O 陰極：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 鎳鐵電池 總反應(yīng)：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 正極：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 負(fù)極：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 陽極：Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O 陰極：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ 鎳鎘電池 總反應(yīng)：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 正極：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 負(fù)極：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2 陽極：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O 陰極：Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－ 高鐵電池 總反應(yīng)：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 正極：FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 負(fù)極：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 陽極：Fe(OH)3＋5OH－－3e－===FeO＋4H2O 陰極：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 鋰離子 電池 總反應(yīng)：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1) 正極：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 負(fù)極：LixC6－xe－===xLi＋＋C6 陽極：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 陰極：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 【題型建?！?鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，鎂電池放電時(shí)電壓高且平穩(wěn)，因此成為人們研制綠色電池所關(guān)注的重點(diǎn)。有一種鎂二次電池的反應(yīng)為xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．放電時(shí)Mg2＋向正極移動(dòng) B．放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為Mo3S4＋2xe－===Mo3S C．放電時(shí)Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng) D．充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)為xMg2＋＋2xe－===xMg [解題模型] [模型解題] 答案　C (1)常見的離子交換膜 種類 允許通過的離子及移動(dòng)方向 說明 陽離子交換膜 陽離子→移向電解池的陰極或原電池的正極 陰離子和氣體不能通過 陰離子交換膜 陰離子→移向電解池的陽極或原電池的負(fù)極 陽離子和氣體不能通過 質(zhì)子交換膜 質(zhì)子→移向電解池的陰極或原電池的正極 只允許H＋通過 (2)[解題模型] 如：三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如下圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na＋和SO可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。判斷ab、cd是什么交換膜；判斷離子的遷移方向；書寫電極反應(yīng)式；判斷電極產(chǎn)物。 [模型解題] ①弄清是原電池還是電解池，判斷電極 有外接電源→電解池；n→陽極，m→陰極 ②根據(jù)電極判斷離子的移動(dòng)方向和交換膜的種類 Na＋→通過ab→陰極?ab是陽離子交換膜 SO→通過cd→陽極?cd是陰離子交換膜 ③根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式 陰極，陽離子競(jìng)爭(zhēng)放電，放電順序：H＋>Na＋，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 陽極，陰離子競(jìng)爭(zhēng)放電，放電順序：OH－>SO，陽極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 (4)根據(jù)電極反應(yīng)式和離子移動(dòng)方向確定電極反應(yīng)物 陰極H＋放電生成H2，剩余OH－與遷移過來的Na＋生成NaOH； 陽極OH－放電生成O2，剩余H＋與遷移過來的SO生成H2SO4。 [典例演示1] 世界某著名學(xué)術(shù)刊物介紹了一種新型中溫全瓷鐵空氣電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說法正確的是(　　) A．a(chǎn)極發(fā)生氧化反應(yīng) B．正極的電極反應(yīng)式為FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－ C．若有22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)空氣參與反應(yīng)，則電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移 D．鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2 解析　a極通入空氣，O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；O2在正極發(fā)生反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－===2O2－，B錯(cuò)誤；由B項(xiàng)分析可知，電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)正極上消耗1 mol O2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4 L，則通入空氣的體積約為22.4 L5＝112 L，C錯(cuò)誤；由圖可知，鐵表面H2O(g)參與反應(yīng)生成H2，則發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，D正確。 答案　D [題型訓(xùn)練1] 我國科研人員以Zn和尖晶石型錳酸鋅(ZnMn2O4)為電極材料，研制出一種水系鋅離子電池，該電池的總反應(yīng)式為xZn＋Zn1－xMn2O4ZnMn2O4(0Fe>Cu，所以若將鋅板換成銅板，則先腐蝕活潑金屬Fe，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鋼閘門與電源的負(fù)極相連而被保護(hù)，正確。 答案　C 2．如圖是電化學(xué)還原CO2制備草酸銅(CuC2O4)的反應(yīng)原理，電解液不參加反應(yīng)，通電一段時(shí)間后，下列說法不正確的是 (　　) A．Cu電極反應(yīng)式為：Cu － 2e－===Cu2＋ B．草酸銅在陽離子交換膜右側(cè)生成 C．該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D．每生成1 mol CuC2O4需要標(biāo)況下44.8 L CO2 解析　Cu2＋在陽極生成，通過陽離子交換膜移向陰極(左側(cè))，草酸銅在陽離子交換膜左側(cè)生成，B錯(cuò)誤。 答案　B 3．碳酸二甲酯(DMC)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3O)2CO，化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡瑯O易水解。用電解法制備碳酸二甲酯的模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是 (　　) A．圖中左側(cè)電極為陰極，右側(cè)電極為陽極 B．陽極反應(yīng)：CO－2e－＋2CH3OH===(CH3O)2CO＋2H＋ C．質(zhì)子通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū) D．離子液體必須是水溶液，目的是傳遞電荷 解析　左側(cè)放電物質(zhì)CO是還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)為陽極，右側(cè)O2放電為陰極，A錯(cuò)誤；B正確；質(zhì)子(H＋)在陽極區(qū)生成，通過交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū)，C錯(cuò)誤；依據(jù)題干信息“碳酸二甲酯(DMC)極易水解”知：離子液體必須是非水體系，D錯(cuò)誤。 答案　B 4．利用電解原理凈化含有機(jī)物的廢水，其原理是：在電解條件下將較低價(jià)態(tài)的金屬離子(Co2＋)氧化成較高價(jià)態(tài)的金屬離子(Co3＋)，利用較高價(jià)態(tài)的金屬離子將廢水中的有機(jī)物氧化成CO2。裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．鋅極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．石墨極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Co2＋－e－===Co3＋ C．電解過程中，陰極附近溶液pH減小 D．氧化1 mol HCHO時(shí)電路中至少轉(zhuǎn)移3 mol電子 解析　根據(jù)圖示知，鋅為陰極、石墨為陽極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Co2＋－e－===Co3＋，B項(xiàng)正確；鋅極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，陰極附近的電解質(zhì)溶液pH增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；4Co3＋＋HCHO＋H2O===CO2↑＋4H＋＋4Co2＋，氧化1 mol HCHO時(shí)至少要轉(zhuǎn)移4 mol電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 5．H3BO3可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備，其工作原理如圖，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．M室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ B．N室中：a%＜b% C．b膜為陰膜，產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)原理為強(qiáng)酸制弱酸 D．理論上每生成1 mol產(chǎn)品，陰極室可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L氣體 解析　制備原理是原料室中[B(OH)4]－通過陰膜(b膜)進(jìn)入產(chǎn)品室，M室中石墨電極上H2O放電產(chǎn)生O2和H＋，H＋通過陽膜(a膜)進(jìn)入產(chǎn)品室，H＋＋[B(OH)4]－===H3BO3＋H2O，A正確，C正確；原料室中的Na＋通過陽膜(c膜)進(jìn)入N室，N室中石墨電極上H2O放電產(chǎn)生H2和OH－，因而N室中NaOH溶液的濃度會(huì)增大，B正確；理論上每生成1 mol產(chǎn)品，M、N室電極反應(yīng)式分別為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋、2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰極室(N室)生成0.5 mol H2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2 L，D錯(cuò)誤。 答案　D 6．用如圖所示裝置處理含NO的酸性工業(yè)廢水，某電極反應(yīng)式為2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，則下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．電源正極為A，電解過程中有氣體放出 B．電解時(shí)H＋從質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動(dòng) C．電解過程中，右側(cè)電解液pH保持不變 D．電解池一側(cè)生成5.6 g N2，另一側(cè)溶液質(zhì)量減少18 g 解析　A項(xiàng)，根據(jù)題意，與B極相連的電極反應(yīng)為2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，作電解池的陰極，故B為負(fù)極，則A為正極，溶液中的OH－放電，生成O2，正確；B項(xiàng)，電解時(shí)，左側(cè)陽極室OH－發(fā)生反應(yīng)，剩余了H＋，故H＋從質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動(dòng)，正確；C項(xiàng)，在電解過程中，轉(zhuǎn)移20 mol e－時(shí)左側(cè)產(chǎn)生20 mol H＋，右側(cè)消耗24 mol H＋，右側(cè)c(H＋)減小，pH變大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解池一側(cè)生成5.6 g N2，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為2 mol，故另一側(cè)發(fā)生反應(yīng)的水的物質(zhì)的量為1 mol，溶液質(zhì)量減少18 g，正確。 答案　C 7．(2017河南羅山模擬)某學(xué)生為探究銅生銹的過程設(shè)計(jì)如圖所示裝置，下列選項(xiàng)正確的是(　　) A．一段時(shí)間后C棒上有氣泡冒出，附近的溶液變?yōu)榧t色 B．一段時(shí)間后溶液中會(huì)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生 C．Cu棒為正極，電極反應(yīng)式：Cu－2e－===Cu2＋ D．C棒為正極，電極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑ 解析　由于銅的金屬活動(dòng)性比氫弱，在電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋，正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，溶液中，Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，所以B選項(xiàng)正確。 答案　B 8．鋰—銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣闊的發(fā)展前景。該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電能，其中放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．放電時(shí)，Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng) B．放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O D．整個(gè)反應(yīng)過程中，氧化劑為O2 解析　因?yàn)樵姵胤烹姇r(shí)，陽離子移向正極，所以Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)，A正確；由總反應(yīng)方程式可知Cu2O中Cu元素化合價(jià)降低，被還原，正極反應(yīng)式應(yīng)為Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－，B錯(cuò)誤；放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O，C正確；由C項(xiàng)分析知，Cu先與O2反應(yīng)生成Cu2O，放電時(shí)Cu2O重新生成Cu，則整個(gè)反應(yīng)過程中，Cu相當(dāng)于催化劑，O2為氧化劑，D正確。 答案　B 9．將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解，以實(shí)現(xiàn)H2S轉(zhuǎn)化為S的目的。下列判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：S2－－2e－===S，(n－1)S＋S2－===S B．電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成S＋2H＋===nS↓＋H2↑ D．該裝置的離子交換膜為陽離子交換膜 解析　電解過程中陽極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，得到硫單質(zhì)，然后是S和S2－之間的反應(yīng)，即S2－－2e－===S，(n－1)S＋S2－===S，故A正確；電解過程中陰極上氫離子放電生成氫氣：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故B正確；電解后陽極區(qū)離子為S，酸性條件下，S失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S單質(zhì)，同時(shí)生成H2S，反應(yīng)方程式為S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑，故C錯(cuò)誤；電解時(shí)陽極區(qū)c(S2－)減小，陰極區(qū)c(OH－)增大，故該裝置的離子交換膜為陽離子交換膜，故D正確。 答案　C 題型特訓(xùn)(三)(教師素材) 1．遠(yuǎn)洋輪船的船體材料是合金鋼，為了保障航行安全，延長(zhǎng)輪船的使用壽命，通常在與海水接觸的船殼(船底及船側(cè))上鑲嵌一些金屬塊M。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．上述保護(hù)船殼免受腐蝕的方法叫犧牲陽極的陰極保護(hù)法 B．M可能是鋅、鎂、錫等金屬 C．船殼主要發(fā)生吸氧腐蝕 D．在上述保護(hù)船殼的過程中，負(fù)極反應(yīng)為M－ne－ ===Mn＋ 解析　利用原電池原理，在鋼鐵的表面鑲嵌比鐵活潑的金屬，使鋼鐵免受腐蝕的方法叫犧牲陽極的陰極保護(hù)法，A項(xiàng)正確；如果在與海水接觸的船殼上鑲嵌錫塊，由于鐵比錫活潑，在船殼、空氣、海水構(gòu)成的原電池中，鐵為負(fù)極，會(huì)加快船殼的腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；海水的pH≈8，船殼主要發(fā)生吸氧腐蝕，C項(xiàng)正確；在犧牲陽極的陰極保護(hù)法中，比鐵活潑的金屬M(fèi)作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，D項(xiàng)正確。 答案　B 2．我國科學(xué)家設(shè)計(jì)出的一種裝置(如圖所示)，實(shí)現(xiàn)了“太陽能→電能→化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)為2CO2===2CO＋O2。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．該裝置屬于原電池 B．人體呼出的水蒸氣參與Y極反應(yīng)：CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－ C．反應(yīng)完畢，該太陽能裝置中的電解質(zhì)溶液堿性增強(qiáng) D．X極電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 解析　該裝置實(shí)現(xiàn)了太陽能→電能→化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能屬于電解池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知Y極發(fā)生的是得電子的反應(yīng)，人體呼出的氣體中含有CO2和H2O，B項(xiàng)正確；由得失電子守恒原理知，X極消耗的OH－總量等于Y極生成的OH－總量，即電解質(zhì)溶液的堿性沒有改變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；從電子的流向看，X電極失去電子，故X電極是負(fù)極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 3．為了強(qiáng)化安全管理，某油庫引進(jìn)一臺(tái)空氣中汽油含量的測(cè)量?jī)x，其工作原理如圖所示(用強(qiáng)酸性溶液作電解質(zhì)溶液)。下列說法不正確的是(　　) A．石墨電極作正極，發(fā)生還原反應(yīng) B．鉑電極的電極反應(yīng)式：C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋ C．H＋由質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移 D．每消耗5.6 L O2，電路中通過1 mol電子 解析　由圖像知，石墨電極通入O2，發(fā)生還原反應(yīng)O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A項(xiàng)不符合題意。鉑電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋，B項(xiàng)不符合題意。在原電池中，陽離子向正極遷移，陰離子向負(fù)極遷移，C項(xiàng)不符合題意。由于沒有指明反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)，不能通過體積計(jì)算O2的物質(zhì)的量，也就無法確定轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，D項(xiàng)符合題意。 答案　D 4．電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量，其工作原理如圖所示，其中NH3被氧化為常見無毒物質(zhì)。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．溶液中OH－向電極a移動(dòng) B．電極b上發(fā)生還原反應(yīng) C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O D．理論上反應(yīng)消耗的NH3和O2的物質(zhì)的量之比為3∶4 解析　電極a上NH3發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2，則電極a為負(fù)極，電極b為正極，原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故A項(xiàng)正確；電極b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；負(fù)極上NH3失電子生成N2和H2O，電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－===N2十6H2O，C項(xiàng)正確；由電池反應(yīng)4NH3＋3O2===2N2＋6H2O可知，理論上反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶3，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　D 5．用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽，可使廢水中NH在某一室富集，模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．陽極室溶液由無色逐漸變成棕黃色 B．陰極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．電解一段時(shí)間后陰極室溶液的pH升高 D．電解一段時(shí)間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH4)3PO4 解析　陽極上Fe發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極室溶液由無色變?yōu)闇\綠色，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極上H＋發(fā)生還原反應(yīng)，2H＋＋2e－===H2↑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)陰極上電極反應(yīng)，陰極消耗H＋，電解一段時(shí)間后，陰極室溶液pH升高，C項(xiàng)正確；電解一段時(shí)間后，陰極室溶液pH升高，NH與OH－反應(yīng)生成NH3H2O，因此陰極室溶液中溶質(zhì)除(NH4)3PO4外，還可能有NH3H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 6．已知反應(yīng)：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。某科研小組用如圖所示的電解裝置，從Na2CrO4溶液中制取Na2Cr2O7。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．CrO生