專題跟蹤檢測 電化學(xué)基礎(chǔ)1(2018濟(jì)南模擬)如圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若圖乙中橫坐標(biāo)X表示通過電極的電子的物質(zhì)的量。下列敘述正確的是()AF表示反應(yīng)生成Cu的物質(zhì)的量BF表示反應(yīng)生成H2SO4的物質(zhì)的量CE表示反應(yīng)生成O2的物質(zhì)的量DE表示反應(yīng)消耗H2O的物質(zhì)的量解析：選D由圖甲可得Cu為陰極，C為陽極，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液，電解總反應(yīng)為2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2，各物質(zhì)及電子轉(zhuǎn)移關(guān)系為2H2O2Cu2H2SO4O24e，再根據(jù)乙圖，所以E可以表示H2O、Cu和H2SO4的物質(zhì)的量，F(xiàn)表示O2的物質(zhì)的量。2(2018沈陽模擬)一定條件下，實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示裝置，通過測量電壓求算Ksp(AgCl)。工作一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量均增大。下列說法正確的是()A右池中的銀電極作負(fù)極B總反應(yīng)為AgCl=AgClC正極反應(yīng)為Age=AgD鹽橋中的NO向右池方向移動(dòng)解析：選BA項(xiàng)，該裝置是原電池，左池Ag失電子，生成Ag，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以左池中的Ag電極作負(fù)極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，左邊的Ag失電子生成Ag，與電解質(zhì)溶液中的Cl結(jié)合生成AgCl，右邊電解質(zhì)溶液中的Ag得電子生成單質(zhì)Ag，所以總反應(yīng)為AgCl=AgCl，正確；C項(xiàng)，正極反應(yīng)為Age=Ag，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，原電池中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以鹽橋中的NO向左池方向移動(dòng)，錯(cuò)誤。3.(2018合肥模擬)電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖所示。下列說法不正確的是()A溶液中OH向電極a移動(dòng)BO2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng)C反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為45D電極a的反應(yīng)式為2NH36e6OH=N26H2O解析：選CA項(xiàng)，因?yàn)閍極為負(fù)極，則溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，正確；B項(xiàng)，b極為正極，O2在b極發(fā)生還原反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，反應(yīng)中N元素化合價(jià)升高3價(jià)，O元素化合價(jià)降低2價(jià)，根據(jù)得失電子守恒，消耗NH3與O2的物質(zhì)的量之比為43，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，負(fù)極是NH3發(fā)生氧化反應(yīng)變成N2，且OH向a極移動(dòng)參與反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為2NH36e6OH=N26H2O，正確。4(2018邯鄲模擬)H2O2是一種常用綠色氧化劑，工業(yè)上利用電解法制備H2O2的裝置如圖所示，初始溶液為氫氧化鈉溶液。下列說法正確的是()Aa為負(fù)極B通入空氣的電極反應(yīng)式為O22e2H=H2O2C電解一段時(shí)間后，左側(cè)溶液pH降低D若生成17 g雙氧水，則有1 mol H從左側(cè)向右側(cè)遷移解析：選CA項(xiàng)，通入的O2在陰極還原得到H2O2，元素化合價(jià)降低，則b為負(fù)極，a為正極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，通入空氣的電極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O22e2H2O=H2O22OH，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，左側(cè)OH放電，生成H2O和O2，OH濃度降低，故左側(cè)溶液pH降低，正確；D項(xiàng)，根據(jù)電極反應(yīng)O22e2H2O=H2O22OH，若生成17 g H2O2，轉(zhuǎn)移1 mol電子，有1 mol Na從左側(cè)向右側(cè)遷移，錯(cuò)誤。5(2018溫州模擬)SO2是大氣污染物，是造成酸雨的主要原因，用如圖所示裝置既可以吸收工廠排放的廢氣中的SO2，又可以生成一定量的硫酸，下列說法正確的是()Aa為正極，b為負(fù)極B生產(chǎn)過程中H由右移向左C從左下口流出的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定大于50%D負(fù)極反應(yīng)式為SO22H2O2e=SO4H解析：選Da電極上SO2發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2SO4，電極反應(yīng)式為SO22H2O2e=SO4H，則a為負(fù)極，b為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確；B項(xiàng)，質(zhì)子膜只允許H通過，向正極移動(dòng)，即H由左向右移動(dòng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，負(fù)極區(qū)有H2SO4生成，但同時(shí)在增加H2O的量，則H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一定大于50%，甚至還可能小于50%，錯(cuò)誤。6(2018南京模擬)如圖所示為鎳鋅可充電電池放電時(shí)電極發(fā)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的示意圖，電池使用KOH和K2Zn(OH)4為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池說法正確的是()A放電時(shí)溶液中的K移向負(fù)極B充電時(shí)陰極附近的pH會(huì)降低C放電時(shí)正極反應(yīng)為HNiOOHe=Ni(OH)2D負(fù)極質(zhì)量每減少6.5 g，溶液質(zhì)量增加6.3 g解析：選D根據(jù)示意圖中電子的移動(dòng)方向可知放電時(shí)，Zn為負(fù)極，失去電子生成K2Zn(OH)4，NiOOH為正極，得到電子生成Ni(OH)2。A項(xiàng)，原電池中陽離子向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)陰極發(fā)生的電極反應(yīng)是放電時(shí)負(fù)極的逆反應(yīng)，反應(yīng)后電極附近的pH會(huì)升高，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)NiOOH為正極，得到電子生成Ni(OH)2，電解質(zhì)溶液顯堿性，正極反應(yīng)為NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，負(fù)極質(zhì)量每減少6.5 g，即0.1 mol Zn，轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，正極上0.2 mol NiOOH轉(zhuǎn)化為0.2 mol Ni(OH)2，質(zhì)量增加0.2 g，溶液質(zhì)量增加6.5 g0.2 g6.3 g，正確。7(2018棗莊模擬)工業(yè)上電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是()已知：Ni2在弱酸性溶液中發(fā)生水解氧化性：Ni2(高濃度)>H>Ni2(低濃度)A碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)：4OH4e=O22H2OB電解過程中，b中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小C為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水pHD若將圖中陽離子膜去掉，將a、b兩室合并，則電解總反應(yīng)式發(fā)生改變解析：選B由題圖知，碳棒與電源正極相連，是電解池的陽極，電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2，A項(xiàng)正確；鍍鎳鐵棒與電源負(fù)極相連，是電解池的陰極，電極反應(yīng)為Ni22e=Ni。電解過程中為平衡a、c中的電荷，a中的Na和c中的Cl分別通過陽離子膜和陰離子膜移向b中，這使b中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因Ni2在弱酸性溶液中易發(fā)生水解，且氧化性：Ni2(高濃度)>H>Ni2(低濃度)，故為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水pH，C項(xiàng)正確；若將題圖中陽離子膜去掉，由于放電順序：Cl>OH，則Cl移向陽極放電：2Cl2e=Cl2，電解總反應(yīng)式會(huì)發(fā)生改變，D項(xiàng)正確。8(2018太原模擬)某充電電池如圖所示，已知a、b為惰性電極，溶液呈酸性，充電時(shí)左槽溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)辄S色。下列敘述正確的是()A放電時(shí)，a極是電池的負(fù)極B充電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為VO2He=VO2H2OC氧化性：VO>V3D放電時(shí)，H從左槽遷移進(jìn)右槽解析：選C根據(jù)題意，充電過程中左槽溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)辄S色，說明該電極反應(yīng)失電子，所以a是陽極，則b是陰極。A項(xiàng)，根據(jù)上述分析，充電時(shí)a是陽極，則放電時(shí)a極是電池的正極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式應(yīng)該為VO2eH2O=VO2H，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)，負(fù)極：V2e=V3，正極：VO2He=VO2H2O，總反應(yīng)為V2VO2H=VO2H2OV3，因此氧化性：VO>V3，正確；D項(xiàng)，放電時(shí)，a極是原電池正極，b極是原電池負(fù)極，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動(dòng)，所以H移向左槽，錯(cuò)誤。9(2018麗水模擬)(1)由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池，可使手機(jī)連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_。若以該電池為電源，用石墨作電極電解200 mL含有如下離子的溶液。離子Cu2HClSOc/(molL1)0.5220.5電解一段時(shí)間后，當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件下)的氣體時(shí)(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽極上收集到氧氣的質(zhì)量為_。(2)用電解法分開處理含有Cr2O及含有NO的酸性廢水最終Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3，NO轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，其裝置如圖所示。左池中Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3的離子方程式是_。當(dāng)陰極區(qū)消耗2 mol NO時(shí)，右池減少的H的物質(zhì)的量為_ mol。解析：(1)燃料電池的一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入甲醇?xì)怏w，電解質(zhì)是NaOH溶液，根據(jù)原電池原理，負(fù)極電極反應(yīng)是CH3OH失去電子生成CO：CH3OH6e8OH=CO6H2O。首先陰極上是Cu2得電子，Cu22e=Cu,200 mL 0.5 molL1的Cu2得電子的物質(zhì)的量是0.2 mol，然后是2H2e=H2，在陽極上是0.4 mol Cl失電子產(chǎn)生0.2 mol Cl2,2Cl2e=Cl2，轉(zhuǎn)移電子0.4 mol，然后是OH失電子產(chǎn)生O2,4OH4e=O22H2O，當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體時(shí)，假設(shè)產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量是x，在陽極上產(chǎn)生氣體是(0.2x) mol，根據(jù)電子守恒，得到0.44x0.22(0.2x)，解得x0.1 mol，即陽極上收集到O2的質(zhì)量為3.2 g。(2)Fe作陽極，根據(jù)電解原理，陽極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，利用Fe2的還原性，與Cr2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子反應(yīng)是Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O。陰極反應(yīng)式為2NO8H6e=N24H2O，消耗2 mol NO的同時(shí)消耗8 mol H，左池需要向右池轉(zhuǎn)移6 mol H，因此右池減少H的物質(zhì)的量為2 mol。答案：(1)CH3OH6e8OH=CO6H2O3.2 g(2)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe27H2O210電解法處理氮氧化物廢氣有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益(圖中電極均為石墨)。(1)電解NO制備NH4NO3原理如圖1所示。陽極為_(填“X”或“Y”)，Y的電極反應(yīng)式為_。為使電解產(chǎn)物完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需要補(bǔ)充的物質(zhì)A的化學(xué)式為_。(2)用圖2裝置進(jìn)行模擬電解NO2氣體實(shí)驗(yàn)，可回收硝酸。電解時(shí)NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_。若有標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L NO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H為_ mol。解析：(1)根據(jù)裝置圖1可知Y極上NO轉(zhuǎn)化為NO，則該電極是陽極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為NO2H2O3e=NO4H。X電極反應(yīng)式為NO6H5e=NHH2O；生成一個(gè)NH需要得到5個(gè)電子，生成一個(gè)NO需要失去3個(gè)電子，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等知，生成的NH濃度小于NO濃度，要使NO完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3，應(yīng)該加入NH3，所以加入的A為NH3。(2)通過分析裝置圖2知左室為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為2H2O2e=H22OH，右室為電解池的陽極，NO2發(fā)生氧化反應(yīng)生成硝酸，電極反應(yīng)式為NO2H2Oe=NO2H。根據(jù)陰、陽兩極的電極反應(yīng)式知，若有標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L NO2被吸收，轉(zhuǎn)移電子0.1 mol，陰極區(qū)生成的OH為0.1 mol，為維持電荷守恒通過陽離子交換膜的H為0.1 mol。答案：(1)YNO3e2H2O=NO4HNH3(2)NO2H2Oe=NO2H0.111(2018棗莊模擬)(1)二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝，原理如圖所示。圖中用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。則陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式為_。電解一段時(shí)間，當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，停止電解。通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為_ mol；用平衡移動(dòng)原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因：_。(2)Na2FeO4是一種既能殺菌、消毒，又能絮凝凈水的高效水處理劑，其電解制法如圖所示。電解過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)域溶液逐漸變成紫紅色；停止實(shí)驗(yàn)，鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍澄清。查閱資料得知，高鐵酸根離子(FeO)在溶液中呈紫紅色。電解過程中，X極區(qū)溶液的pH_(填“增大”“減小”或“不變”)。電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe6e8OH=FeO4H2O和_。若在X極收集到672 mL氣體，在Y極收集到168 mL氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體體積)，則Y電極(Fe電極)質(zhì)量減少_g。在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池反應(yīng)為2K2FeO43Zn=Fe2O3ZnO2K2ZnO2。該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_。解析：(1)陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。H2O電離產(chǎn)生的H在陰極上放電產(chǎn)生H2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e)2n(H2)20.01 mol，則通過的Na為0.01 mol。(2)圖示為電解NaOH溶液的裝置，在此裝置中X(C)為陰極，Y(Fe)為陽極，電解過程中，溶液中的H在X極上放電，故c(H)降低，pH增大。由題干知，Y電極上有氣體生成，應(yīng)為OH放電得到O2。X極收集到的氣體是H2，n(H2)0.03 mol，Y極析出O2的物質(zhì)的量0.007 5 mol，根據(jù)電解池中電子守恒，H得到的電子等于OH與Fe失去的電子之和，m(Fe)56 gmol10.28 g。答案：(1)Cl5e2H2O=ClO24H0.01在陰極發(fā)生2H2e=H2，H濃度減小，使H2OHOH的平衡向右移動(dòng)，OH濃度增大，pH增大(2)增大4OH4e=2H2OO20.282FeO6e5H2O=Fe2O310OH12對工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施。(1)含氰廢水中的CN有劇毒。CN中C元素顯2價(jià)，N元素顯_價(jià)。在微生物的作用下，CN能夠被氧氣氧化成HCO，同時(shí)生成NH3，該反應(yīng)的離子方程式為_。(2)含乙酸鈉和對氯酚()的廢水可以利用微生物電池除去，其原理如圖所示。B是電池的_(填“正”或“負(fù)”)極。A極的電極反應(yīng)式為_。(3)電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液，同時(shí)得到乳酸的原理如圖所示(圖中“HA”表示乳酸分子，A表示乳酸根離子)。陽極的電極反應(yīng)式為_。簡述濃縮室中得到濃乳酸的原理：_。電解過程中，采取一定的措施可控制陽極室的pH約為68，此時(shí)進(jìn)入濃縮室的OH可忽略不計(jì)。400 mL 10 gL1乳酸溶液通電一段時(shí)間后，濃度上升為145 gL1(溶液體積變化忽略不計(jì))，陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為_L。(乳酸的摩爾質(zhì)量為90 gmol1)解析：(1)因CN中C為2價(jià)，則N為3價(jià)。在微生物的作用下，CN被氧氣氧化成HCO，同時(shí)生成NH3的離子方程式為2CN4H2OO22HCO2NH3。(2)由圖示可知，陽離子H移向A極，說明A極為正極，B極為負(fù)極。A極為正極，正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 (3)在陽極，OH放電，電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2。濃縮室中得到濃乳酸的原理：陽極OH放電，c(H)增大，H從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室；陰極中的A通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，HA=HA，乳酸濃度增大。n(HA)0.6 mol，故進(jìn)入濃縮室的n(A)0.6 mol，轉(zhuǎn)移電子n(e)0.6 mol，陰極反應(yīng)：2H2e=H2，n(H2)n(e)0.3 mol，V(H2)0.3 mol22.4 Lmol16.72 L。答案：(1)32CN4H2OO22HCO2NH3(2)負(fù)(3)4OH4e=2H2OO2陽極OH放電，c(H)增大，H從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室；A通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，HA=HA，乳酸濃度增大6.72