電化學(xué)原理及應(yīng)用1(2016·四川卷)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時電池總反應(yīng)為Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是(C)A放電時，Li在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LixC6xe=xLiC6C充電時，若轉(zhuǎn)移1 mol e，石墨(C6)電極將增重7x gD充電時，陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi解析：A項(xiàng)原電池中陽離子由負(fù)極向正極遷移，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)放電時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為LixC6xe=xLiC6，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)充電時，若轉(zhuǎn)移1 mol電子，石墨電極質(zhì)量將增重7 g，C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，D項(xiàng)正確。2(2016·河北唐山一模)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)査閱相關(guān)資料知，氧化性：Cr2O>Fe3，設(shè)計(jì)了鹽橋式的原電池，如右圖。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液下列敘述中正確的是(C)A甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)B乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cr37H2O6e=Cr2O14HC外電路的電流方向是從b到aD電池工作時，鹽橋中的SO移向乙燒杯解析：氧化性：Cr2O>Fe3，所以該原電池反應(yīng)中，F(xiàn)e2是還原劑，Cr2O是氧化劑，即甲為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe3，乙為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為Cr2O6e14H=2Cr37H2O，A、B項(xiàng)均錯誤；外電路的電流是由正極流向負(fù)極，即由b流向a，C項(xiàng)正確；電池工作時，鹽橋中的陰離子移向負(fù)極，即SO移向甲燒杯，D項(xiàng)錯誤。3(2016·四川成都二模)全釩液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲能電池，工作原理如圖所示，a、b均為惰性電極，放電時左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{(lán)色。下列敘述正確的是(D)注：V2為紫色，V3為綠色，VO2為藍(lán)色，VO為黃色A充電時，右槽溶液顏色由紫色變?yōu)榫G色B放電時，b極發(fā)生還原反應(yīng)C充電過程中，a極的電極反應(yīng)式為VO2He=VO2H2OD電池的總反應(yīng)可表示為VOV22HVO2V3H2O解析：放電時，左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{(lán)色，即VO得電子被還原為VO2 ，故左槽為原電池的正極，右槽為原電池的負(fù)極。充電時右槽電極應(yīng)與電源負(fù)極相連，右槽電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，即V3得電子被還原為V2 ，溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙?，A項(xiàng)錯誤；放電時，裝置為原電池，b極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤；充電過程中，a極與電源正極相連，為陽極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)錯誤；根據(jù)裝置圖結(jié)合以上分析可知，總反應(yīng)為VOV22HVO2V3H2O，D項(xiàng)正確。4(2016·河南開封調(diào)研)一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中有機(jī)廢水中的有機(jī)物可用C6H10O5表示。下列有關(guān)說法正確的是(C)Ab電極為該電池的負(fù)極Bb電極附近溶液的pH減小Ca電極反應(yīng)式：C6H10O524e7H2O=6CO224HD中間室：Na移向左室，Cl移向右室解析：由圖示可知，通入C6H10O5的電極為負(fù)極，即a電極為電池的負(fù)極，且負(fù)極反應(yīng)式為C6H10O524e7H2O=6CO224H，A項(xiàng)錯誤，C項(xiàng)正確；同樣由圖示可知，b電極為正極，且正極反應(yīng)式為2NO10e12H=N26H2O，故b電極附近溶液的H濃度減小，pH增大，B項(xiàng)錯誤；原電池中，Na移向正極，即移向右室，Cl移向負(fù)極，即移向左室，D項(xiàng)錯誤。5(2016·河北衡水模擬)某同學(xué)利用下圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護(hù)條件。下列說法不合理的是(A)A區(qū)Cu電極上產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e電極附近滴加K3Fe(CN)6后出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被腐蝕B區(qū)Cu電極附近滴加酚酞后溶液變成紅色，F(xiàn)e電極附近滴加K3Fe(CN)6出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被腐蝕C區(qū)Zn電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2，F(xiàn)e電極附近滴加K3Fe(CN)6未出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被保護(hù)D區(qū)Zn電極反應(yīng)式為2H2e=H2，F(xiàn)e電極附近滴加K3Fe(CN)6出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被腐蝕解析：區(qū)構(gòu)成原電池，鐵作為負(fù)極，銅作為正極，發(fā)生吸氧腐蝕，所以銅電極吸收氧氣，沒有氣泡產(chǎn)生，A項(xiàng)錯誤；區(qū)為電解池，銅為陰極，陰極反應(yīng)式為2H2e=H2，H減少，使H2OHOH的平衡正向移動，OH濃度增大，電極附近溶液顯堿性，滴加酚酞溶液后變紅色，鐵為陽極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，滴加K3Fe(CN)6出現(xiàn)藍(lán)色，B項(xiàng)正確；區(qū)構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Zne=Zn2，鐵作為正極，鐵被保護(hù)，不產(chǎn)生Fe2，滴加K3Fe(CN)6不會出現(xiàn)藍(lán)色，C項(xiàng)正確；區(qū)鋅作電解池的陰極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，鐵作陽極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，滴加K3Fe(CN)6出現(xiàn)藍(lán)色，D項(xiàng)正確。6(2016·北京卷)用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生下列對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是(B)Aa、d處：2H2O2eH22OHBb處：2Cl2eCl2Cc處發(fā)生了反應(yīng)：Fe2eFe2D根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理，實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅解析：根據(jù)a、d處試紙變藍(lán)，可判斷a、d兩點(diǎn)都為電解池的陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O2e=H22OH，A項(xiàng)正確：b處變紅，局部褪色，說明b為電解池的陽極，2Cl2e=Cl2，氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸：Cl2H2O=HClHClO，HCl溶液顯酸性，HClO具有漂白性，B項(xiàng)不正確；c處為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)一中ac形成電解池，db形成電解池，所以實(shí)驗(yàn)二中也形成電解池，銅珠的左端為電解池的陽極，銅失電子生成銅離子，m、n是銅珠的右端，為電解池的陰極，開始時產(chǎn)生氣體，后來銅離子得到電子生成單質(zhì)銅，故D項(xiàng)正確。7(2016·天津卷節(jié)選)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，同時獲得氫氣：Fe2H2O2OH FeO3H2，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO，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H2還原。(1)電解一段時間后，c(OH)降低的區(qū)域在陽極室(填“陰極室”或“陽極室”)。(2)電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低。(3)c( Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因：M點(diǎn)：c(OH)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢_N點(diǎn)：c(OH)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。解析：(1)根據(jù)電解總反應(yīng)：Fe2H2O2OHFeO3H2，結(jié)合陽極發(fā)生氧化反應(yīng)知，陽極反應(yīng)式為Fe6e8OH=FeO4H2O，結(jié)合陰極發(fā)生還原反應(yīng)知，陰極反應(yīng)式為2H2O2e=2OHH2?？紤]FeO易被H2還原，所以應(yīng)使用陽離子交換膜防止FeO、H2接觸，則陽極室消耗OH且無補(bǔ)充，故c(OH)降低。(2)結(jié)合題給信息“Na2FeO4易被氫氣還原”知，陰極產(chǎn)生的氫氣不能接觸到Na2FeO4，故需及時排出。(3)圖示中隨著c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后減小，結(jié)合已知信息“Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定”知，M點(diǎn)c(Na2FeO4)低的原因是c(OH)低，反應(yīng)速率小且Na2FeO4穩(wěn)定性差。結(jié)合已知信息“若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)”知，N點(diǎn)c(Na2FeO4)低的原因是c(OH)過高，鐵電極上產(chǎn)生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。