第6講 電化學(xué)基礎(chǔ)專題跟蹤訓(xùn)練(六)能力練(20分鐘50分)一、選擇題(每小題6分，共42分)1(2018云南曲靖一模)下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極C甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極解析A項(xiàng)，鋰電池屬于可充電電池，屬于二次電池，故說法正確；B項(xiàng)，鋅錳干電池中，鋅是活潑金屬，作負(fù)極，故說法正確；C項(xiàng)，燃料電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，故說法正確；D項(xiàng)，原電池的工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，鋅作負(fù)極，銅作正極，電子從鋅電極經(jīng)外電路流向銅極，故說法錯(cuò)誤。答案D2下圖所示的日常生活裝置中，與手機(jī)充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式相同的是()解析A項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；B項(xiàng)是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能；C項(xiàng)是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能；D項(xiàng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。答案A3下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是()解析A項(xiàng)，Zn應(yīng)為原電池負(fù)極，Cu為原電池正極；B項(xiàng)，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換；C項(xiàng)，粗銅應(yīng)連接電源正極；D項(xiàng)，電解飽和NaCl溶液，Cl在陽極放電產(chǎn)生Cl2，溶液中的H在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2，正確。答案D4(2018江西贛州統(tǒng)考)根據(jù)圖示判斷下列敘述符合事實(shí)的是()A按圖連接并放置一段時(shí)間后，F(xiàn)e片表面會(huì)“鍍”上一層銅B按圖連接好導(dǎo)線后(Zn片與Cu片相接觸)，靈敏電流表指針會(huì)發(fā)生非常明顯的偏轉(zhuǎn)C按圖連接并放置片刻，在Fe片附近加一滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色D按圖連接并放置一段時(shí)間后，在Sn片上有無色氣泡聚集解析按圖連接后，鐵與電源的正極相連，作陽極，鐵失去電子，F(xiàn)e片表面不會(huì)“鍍”上一層銅，A不正確；按圖連接好導(dǎo)線后，由于Zn片與Cu片相接觸，電子直接傳遞到銅片，因此靈敏電流表指針不會(huì)發(fā)生非常明顯的偏轉(zhuǎn)，B不正確；按圖連接后構(gòu)成原電池，鋅比鐵活潑，鋅是負(fù)極，鐵是正極，溶液中不會(huì)產(chǎn)生鐵離子，所以在Fe片附近加一滴KSCN溶液，溶液不可能變?yōu)榧t色，C不正確；按圖連接后構(gòu)成電解池；Sn與電源的負(fù)極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電生成氫氣，因此在Sn片上有無色氣泡聚集，D正確。答案D5(2018四川省綿陽市高三第二次診斷考試)用FeS2納米材料制成的高容量鋰電池，電極分別是二硫化亞鐵和金屬鋰，電解液是含鋰鹽的有機(jī)溶劑。下列說法錯(cuò)誤的是()A金屬鋰作電池的負(fù)極B電池正極反應(yīng)為FeS24Li4e=Fe2Li2SC放電時(shí)，Li向負(fù)極遷移D電池總反應(yīng)為FeS24Li=Fe2Li2S解析該電池中金屬鋰為負(fù)極，二硫化亞鐵為正極，A項(xiàng)正確；電池正極上FeS2發(fā)生還原反應(yīng)，且電解液中Li向正極移動(dòng)參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為FeS24Li4e=Fe2Li2S，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)錯(cuò)誤；電池負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)ie=Li，則電池總反應(yīng)為FeS24Li=Fe2Li2S，D項(xiàng)正確。答案C6某電化學(xué)研究學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述正確的是()AK與M、N均斷開，一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變大BK分別與M、N相連時(shí)，鐵均受到保護(hù)CK與M相連時(shí)，每轉(zhuǎn)移1 mol電子Fe表面生成32 g CuDK與N相連時(shí)，碳棒上產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)的氣體解析K與M、N均斷開，發(fā)生鐵置換出溶液中的銅的反應(yīng)，一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變小，故A錯(cuò)誤；K與M相連時(shí)，構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，鐵被腐蝕，故B錯(cuò)誤；K與M相連時(shí)，構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，碳是正極，每轉(zhuǎn)移1 mol電子，碳棒表面生成32 g Cu，故C錯(cuò)誤；K與N相連時(shí)，構(gòu)成電解池，碳棒是陽極，發(fā)生電極反應(yīng)2Cl2e=Cl2，故D正確。答案D7(2018河北省石家莊市高三質(zhì)檢)銀Ferrozine法檢測(cè)甲醛(HCHO)的原理為在原電池裝置中，氧化銀能將甲醛充分氧化為CO2；Fe3與產(chǎn)生的Ag定量反應(yīng)生成Fe2；Fe2與Ferrozine形成有色配合物；測(cè)定溶液的吸光度(吸光度與溶液中有色物質(zhì)的濃度成正比)。下列說法正確的是()A中，負(fù)極上消耗1 mol甲醛時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子B溶液中的H由正極移向負(fù)極C理論上消耗的甲醛與生成的Fe2的物質(zhì)的量之比為14D中，甲醛濃度越大，吸光度越小解析中，負(fù)極的電極反應(yīng)式：HCHO4eH2O=CO24H；正極的電極反應(yīng)式：2Ag2O4H4e=4Ag2H2O。負(fù)極上消耗1 mol甲醛時(shí)轉(zhuǎn)移4 mol電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；溶液中的H由負(fù)極向正極遷移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；存在關(guān)系式：HCHO4Ag4Fe2，故理論上消耗的甲醛與生成的Fe2的物質(zhì)的量之比為14，C項(xiàng)正確；甲醛濃度越大，理論上生成的Fe2的濃度越大，進(jìn)而得到有色配合物的濃度也越大，溶液吸光度越大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C二、非選擇題(8分)8電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。(1)如圖為離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理示意圖，下列說法不正確的是_。(填字母序號(hào))A直流電源的左側(cè)為負(fù)極B從E口逸出的氣體是H2C從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性D從C口出來的溶液為NaOH溶液E每生成22.4 L Cl2，便產(chǎn)生2 mol NaOHF粗鹽水中含Ca2、Mg2、Fe3、SO等離子，精制時(shí)先加Na2CO3溶液G該離子交換膜為陽離子交換膜(2)高鐵酸鉀(K2FeO4)易溶于水，具有強(qiáng)氧化性，是一種新型水處理劑。工業(yè)上用如下方法制備高鐵酸鉀：以Fe2O3為陽極電解KOH溶液。高鐵酸鉀溶液長(zhǎng)時(shí)間放置不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生紅褐色絮狀物質(zhì)及氣泡，則該過程的離子方程式為_。電解制高鐵酸鉀時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為_。答案(1)ABDEF(2)4FeO10H2O=4Fe(OH)38OH3O2Fe2O310OH6e=2FeO5H2O拔高練(25分鐘50分)一、選擇題(每小題6分，共30分)1利用某新型微生物電池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是()AX電極是負(fù)極BY電極的電極反應(yīng)式為Cm(H2O)n4me=mCO2(n2m)H2O4mHCH由左向右移動(dòng)D有1 mol CO2生成時(shí)就會(huì)消耗1 mol MnO2解析由圖可知Y電極上Cm(H2O)n中的C為0價(jià)，被氧化生成CO2，故Y電極是負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極，H由右向左移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；有1 mol CO2生成時(shí)，轉(zhuǎn)移4 mol電子，由得失電子守恒知，需要消耗2 mol MnO2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B2用氟硼酸(HBF4，屬于強(qiáng)酸)溶液代替稀硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時(shí)的性能更優(yōu)良，總反應(yīng)方程式為PbPbO24HBF42Pb(BF4)22H2O，Pb(BF4)2為可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，下列說法正確的是()A放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為PbO24H2e=Pb22H2OB放電時(shí)，當(dāng)正極質(zhì)量減少23.9 g時(shí)，溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子C充電時(shí)，PbO2電極附近溶液的pH減小D充電時(shí)，Pb電極的電極反應(yīng)式為PbO24H2e=Pb22H2O解析由總反應(yīng)方程式知，Pb是還原劑，Pb在負(fù)極上失去電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)正極上電極反應(yīng)式為PbO24H2e=Pb22H2O,23.9 g就是減少的PbO2的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為0.1 mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2 mol，但電子只能通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)PbO2電極與電源正極相連作陽極，電極反應(yīng)式為Pb22H2O2e=PbO24H，電極附近溶液pH減小，C項(xiàng)正確；充電時(shí)，Pb電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Pb2 2e=Pb，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C3一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如圖所示，下列說法正確的是()A電池工作時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，電極X為電池的正極B電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Ru33I=2Ru2IC鍍鉑導(dǎo)電玻璃的作用是傳遞ID電池的電解質(zhì)溶液中I和I的濃度均不斷減小解析由圖知，在光照條件下Ru2在電極X上失去電子轉(zhuǎn)化為Ru3，I在電極Y上得到電子轉(zhuǎn)化為I，則鍍鉑導(dǎo)電玻璃的作用是傳遞I，故電極X為電池的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液中的反應(yīng)為2Ru2I=3I2Ru3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)II，c(I)增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C4ClO2是一種安全穩(wěn)定的消毒劑。工業(yè)上利用惰性電極電解氯化銨和鹽酸制備ClO2的原理如圖所示，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()Ab電極接直流電源的負(fù)極Ba電極上的電極反應(yīng)式為NH6e3Cl=NCl34HC若有2 g H2生成，通過陰離子交換膜的Cl的物質(zhì)的量為1 molD發(fā)生器中反應(yīng)的離子方程式為6ClONCl33H=6ClO2NH33Cl解析由圖知b電極上產(chǎn)生氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)，故b電極是陰極，與直流電源負(fù)極相連，A項(xiàng)正確；由圖知a電極上有NCl3生成，故參與放電的離子有NH與Cl，B項(xiàng)正確；當(dāng)有2 g H2生成時(shí)，電路中有2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，通過陰離子交換膜的Cl的物質(zhì)的量為2 mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖中信息知，生成物有ClO2、NH3，故反應(yīng)物有NCl3、ClO，再結(jié)合電荷守恒等分析知D項(xiàng)正確。答案C5以鉛蓄電池為電源、石墨為電極，電解濃度均為1 mol/L的FeSO4、CuSO4混合溶液的裝置如圖所示，該混合溶液的體積為200 mL。若4 min末Y電極上有12.8 g紅色物質(zhì)析出，下列說法正確的是()Aa為鉛蓄電池的負(fù)極B4 min末，溶液中的陽離子只有HC繼續(xù)通電后，Y電極質(zhì)量繼續(xù)增大到一定程度后保持不變D4 min末，X電極上有0.2 mol H2生成解析Cu2轉(zhuǎn)化為Cu，發(fā)生還原反應(yīng)，故Y電極是陰極、b是鉛蓄電池負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因溶液中H只來源于水的電離，其濃度很小，故放電能力Cu2Fe2H，4 min末，Cu2恰好放電完全，溶液中還有Fe2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；繼續(xù)通電后，先是Fe2獲得電子轉(zhuǎn)化為Fe沉積在Y電極上導(dǎo)致其質(zhì)量增加，當(dāng)Fe2放電完全后，溶液中H放電生成氫氣逸出，Y電極質(zhì)量不變，C項(xiàng)正確；X電極是陽極，陽極上是OH放電生成O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C二、非選擇題(20分)6(12分)(2018北京通州期中)電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛。(1)圖1中，為了減緩海水對(duì)鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇_(填字母)。a碳棒b鋅板c銅板用電化學(xué)原理解釋材料B需定期拆換的原因_。(2)鎂燃料電池在可移動(dòng)電子設(shè)備電源和備用電源等方面應(yīng)用前景廣闊。圖2為“鎂次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。E為該燃料電池的_(填“正”或“負(fù)”)極。F電極上的電極反應(yīng)式為_。鎂燃料電池負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣，使負(fù)極利用率降低，用化學(xué)用語解釋其原因：_。(3)乙醛酸(HOOCCHO)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖3所示，該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。N電極上的電極反應(yīng)式為_。若有2 mol H通過質(zhì)子交換膜，并完全參與了反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為_mol。解析(1)形成原電池時(shí)，F(xiàn)e作正極被保護(hù)，則要選擇活動(dòng)性比Fe強(qiáng)的金屬作負(fù)極，所以選鋅。(2)“鎂次氯酸鹽”燃料電池中失電子的為負(fù)極，則Mg為負(fù)極；正極上ClO得電子生成氯離子，則正極的電極反應(yīng)式為ClO2eH2O=Cl2OH。Mg的活動(dòng)性較強(qiáng)，能與水反應(yīng)生成氫氣，其反應(yīng)為Mg2H2O=Mg(OH)2H2。(3)N電極上HOOCCOOH得電子生成HOOCCHO，則電極反應(yīng)式為HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O。2 mol H通過質(zhì)子交換膜，則電池中轉(zhuǎn)移2 mol電子，根據(jù)電極方程式HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O可知陰極生成1 mol乙醛酸，同時(shí)陽極轉(zhuǎn)移2 mol電子生成1 mol Cl2，發(fā)生反應(yīng)：OHCCHOCl2H2OHOOCCHO2HCl，生成1 mol乙醛酸，所以生成的乙醛酸為1 mol。答案(1)b材料B作原電池的負(fù)極，不斷遭受腐蝕，需定期拆換(2)負(fù)ClO2eH2O=Cl2OHMg2H2O=Mg(OH)2H2(3)HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O17(8分)某同學(xué)設(shè)想利用電化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)以CuSO4、SO2為原料制備Cu和H2SO4，并吸收煉鐵過程中產(chǎn)生的CO尾氣，實(shí)現(xiàn)資源與能源的綜合利用。該同學(xué)據(jù)此組裝出的裝置如圖所示：閉合該裝置中的K，A池中通入SO2的Pt電極的電極反應(yīng)式為_，B池中生成的氣體X的電子式為_，若在C池中生成64 g Cu，則整個(gè)裝置中共生成H2SO4_ mol。解析A池是原電池，SO2在負(fù)極放電，A池中通入SO2的Pt電極的電極反應(yīng)式為SO22H2O2e=SO4H；B池是電解池，CO在陽極放電，氧化產(chǎn)物為CO2，B池中生成的氣體X的電子式為；C中發(fā)生2CuSO42H2O2CuO22H2SO4,64 g Cu反應(yīng)，生成1 mol H2SO4，A中原電池也失去2 mol電子，生成1 mol H2SO4，故在C池中生成64 g Cu，則整個(gè)裝置中共生成2 mol H2SO4。答案SO22H2O2e=SO4H