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电化学专练
1．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是 （ ）
A．当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生
B．当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源
C．当K闭合后，C装置可作为电镀池装置
D．当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变
2．最近，一家瑞典公司发明了一种新型充电器"Power Trekk'’，仅仅需要一勺水，它便可以产生维持10小时手机使用的电量。其反应原理为：Na4Si+5H2O=2NaOH+Na2SiO3+4H2↑，则下列说法正确的是 （ ）
A．该电池可用晶体硅做电极材料
B．Na4Si在电池的负极发生还原反应，生成Na2SiO3
C．电池正极发生的反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．当电池转移0.2 mol电子时，可生成标准状况下1.12 LH2
3．利用下图所示装置可以将温室气体转化为燃料气体CO。下列说法正确的是 （ ）
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．电极a表面发生还原反应
C．该装置工作时， 从b极区向a极区移动
D．该装置中每生成，同时生成
4．某原电池以银、铂为电极，用含Ag+的固体作电解质,Ag+可在固体电解质中自由移动。电池反应为2Ag+Cl2=2AgCl。利用该电池可以测定空气中Cl2的含量。下列说法错误的是 （ ）
A．空气中c(Cl2)越大,消耗Ag的速率越大 B．铂极的电极反应式为Cl2+2e-+2Ag+=2AgCl
C．电池工作时电解质中Ag+总数保持不变 D．电子移动方向：银→固体电解质→铂
5．将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是 （ ）
A．Zn电极上发生还原反应
B．片刻后盐桥中的Cl－向乙装置中移动
C．当电路中有0.2mol电子转移时，甲池增重质量为6.5克
D．电子的流动方向从Zn→a ； b→Cu
6．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。研究发现，青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图如下，下列说法正确的是
A．腐蚀过程中，青铜基体是正极
B．CuCl在腐蚀过程中降低了反应的焓变
C．若生成4.29 g Cu2（OH）3Cl，则理论上耗氧体积为0.448L
D．将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，可以防止青铜器进一步被腐蚀，Ag2O与催化层发生复分解反应
7．一种以NaBH4和H2O2为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．电池的正极反应式为H2O2＋2e－===2OH－
B．电池放电时Na＋从a极区移向b极区
C．电子从电极b经外电路流向电极a
D．b极室的输出液经处理后可输入a极室循环利用
8．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：
Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是
A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6
C．充电时，若转移1 mol e-，石墨C6电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+
9.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法正确的是( )
已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解
②氧化性：Ni2＋(高浓度)>H＋>Ni2＋(低浓度)
A．碳棒上发生的电极反应：2H＋＋2e－===H2↑
B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断增大
C．电解结束时含镍酸性废水几乎不含Ni
D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式不会发生改变
10．磷酸铁锂电池具有高效率输出、可快速充电、对环境无污染等优点，其工作原理如图。M电极是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电解反应式为
LixC6＋Li1－xFePO4LiFePO4＋6C。下列说法正确的是( )
A．放电时Li＋从右边移向左边
B．放电时M是负极，电极反应式为C－xe－===6C
C．充电时电路中通过0.5 mol电子，消耗36 g C
D．充电时N极连接电源正极，电极反应式为LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋
11．某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。(已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液呈蓝色)。
下列说法不合理的是( )
A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出现蓝色，Fe被腐蚀
B．②区Cu电极附近滴加酚酞后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀
C．③区Zn电极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色，Fe被保护
D．④区Zn电极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀
12．金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是
A．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高
B．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D．在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
13．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.Pt1电极附近发生的反应为：SO2＋2H2O－2e－＝H2SO4＋2H＋
B.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极
C.Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－
D.相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
14. 锂电池是新一代的高能电池，它以质轻、能高而受到普遍重视．目前已经研制成功了多种锂电池．某种锂电池的总反应可表示为：Li+MnO2═LiMnO2 ， 若该电池提供5C电荷量（其他损耗忽略不计），则消耗的正极材料的质量约为（式量Li：7，MnO2：87，电子电荷量取1.60×10﹣19 C）（ ）
A. 3.5×10﹣3 g B. 7×10﹣4 g C. 4.52×10﹣3 g D. 4.52×10﹣2 g
15.利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图．上述电池工作时，有关说法正确的是
A. 铝罐将逐渐被腐蚀
B.碳粒和炭棒上发生的反应为：O2+4e﹣=2O2﹣
C. 该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻
D. 炭棒应与玩具电机的负极相连
16. 燃烧产生的尾气中含有一定量的NO。科学家们设计了一种间接电处理法除去其中NO的装置，如下图所示，它可以将NO转化为NH。下列说法正确的是（ ）
A．a连接电源的正极 B．Pt电极B上发生的电极反应为2H2O－4e−===O2↑+4H+
C．当NO吸收柱中产生1mol SO时，理论上处理的NO气体的体积为8.96L(标准状况)
D．图中的离子交换膜应为阴离子交换膜
17.近几年，具有超常性能的铝离子电池成为研究热点，其可在一分钟内完成充放电。铝与石墨为电极，内部用AlCl4－和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.放电时，有机阳离子向石墨电极方向移动
B.放电时，正极的电极反应式为：Cn[AlCl4]+e－=Cn+AlCl4－
C.充电时，每生成1mol铝，同时消耗4molAl2Cl7－
D.充电时铝电极接电源负极，该极有Cn[AlCl4]生成
18．电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图。下列叙述错误的是（ ）
A．M室发生的电极反应式：2H2O-4e−===O2↑+4H+
B．N室：a<b
C．产品室发生的反应是B(OH)+H+H3BO3+H2O
D．理论上每生成1mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6L气体
19．下列装置由甲、乙两部分组成（如图所示），甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法错误的是（ ）
A．甲中H+透过质子交换膜由左向右移动
B．M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e−===2CO2↑+N2↑+16H+
C．一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变
D．当N极消耗0.25mol O2时，则铁极增重16g
20．城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是( )
A．该装置能够将电能转化为化学能
B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe－2e−===Fe2+
C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀
D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜
21.（1）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是由_____________。
（2）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。
（3）O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2（C2O4）3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O2+6e−6O2− 6CO2+6O2−3C2O42−+6O2
反应过程中O2的作用是________。该电池的总反应式：________。
22. (1)含乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示：
①B是电池的______(填“正”或“负”)极；
②A极的电极反应式为______________________。
(2)电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。
①阳极的电极反应式为______________________________________；
②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理_______________________________________________________________________；
③电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6～8，此时进入浓缩室的OH－可忽略不计。400 mL 10 g·L－1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 g·L－1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为______ L。(乳酸的摩尔质量为90 g·mol－1)
23．海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5～8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：
成分
Na＋
K＋
Ca2＋
Mg2＋
Cl－
SO
HCO
含量/mg·L－1
9 360
83
200
1 100
16 000
1 200
118
(1)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。
①阴极的电极反应式为________________________________________________________________；
②电解一段时间，阴极区会产生水垢，其成分为CaCO3和Mg(OH)2，写出生成CaCO3的离子方程式：________________________________________________________________________；
③淡水的出口为a、b、c中的________出口。
(2)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO4电池。某电极的工作原理如图所示：
该电池电解质为传导Li＋的固体材料。放电时该电极是电池的__________(填“正”或“负”)极，电极反应式为__________________________________________________。
24．(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应式为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。
根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_______________________________________________。
(2)图2是一种新型燃料电池，以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质，图3是粗铜精炼的装置图，现以燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
回答下列问题：
①A极为电源______(填“正”或“负”)极，写出A极的电极反应式：__________________________。
②要以燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与______(填“C”或“D”)极相连。
③当消耗标准状况下2.24 L CO时，C电极的质量变化为____________。
25．铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题：
（1）工业上采用电解氧化铝冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，加入冰晶石的作用是________________________________。
（2）上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池中阳极的电极反应式为____________________________________，
下列可作阴极材料的是________(填字母序号)。
A．铝材 B．石墨 C．铅板 D．纯铝
（3）阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液，铝阳极发生的电极反应式为__________________________________。
（4）在铝阳极氧化过程中，需要不断地调整电压，理由是___________________________________________。
（5）下列说法正确的是________(填字母序号)。
A．阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术
B．铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能
C．铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性，但耐磨性下降
D．铝的阳极氧化膜富有多孔性，有很强的吸附性能，能吸附染料而呈各种颜色
26.用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3﹣）已成为环境修复研究的热点之一．
（1）Fe还原水体中NO3﹣的反应原理如图1所示．
①作负极的物质是________．
②正极的电极反应式是________．
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3﹣的去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3﹣的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，NO3﹣的去除率低．其原因是________ ．
（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3﹣的去除率．对Fe2+的作用提出两种假设：
Ⅰ．Fe2+直接还原NO3﹣； Ⅱ．Fe2+破坏FeO（OH）氧化层．
①做对比实验，结果如图2所示，可得到的结论是________ ．
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4 ． 结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2+提高NO3﹣去除率的原因：________．
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