1、能力提升训练9能力提升训练(9)1(2017广东启迪教育段考)关于下列装置的说法中正确的是()A装置中，盐桥中的K移向ZnSO4溶液B装置工作一段时间后，a极附近溶液的pH增大C用装置精炼铜时，c极为粗铜D装置中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2生成答案：B解析：在装置中，金属锌是负极，金属铜是正极，盐桥中的K移向CuSO4溶液，故A项错误；装置是电解池，阴极上是氢离子得电子发生还原反应，氢离子浓度减小，所以a极附近溶液的pH增大，故B项正确；电解精炼铜时，电解池的阳极是粗铜，阴极是精铜，即c极为精铜，故C项错误；在装置中，金属锌是负极，金属铁是正极，电子是从负极Zn流向正极Fe，装置中铁电极
2、上会产生氢气，故D项错误。2(2017湖南箴言中学三模)如图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是()A该过程是电能转化为化学能的过程B一段时间后，池中n(KHCO3)不变C一段时间后，池中溶液的pH一定下降D铜电极的电极反应式为CO28H8e=CH42H2O答案：B解析：该装置是一个电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A项正确；在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO28H8e=CH42H2O，一段时间后，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，氢氧根离子会和池中的碳酸氢钾反应，所以n(KHCO3)会减小，故B项错误；在电解池的阳极上，是阴离子(氢氧根
3、离子)发生失电子的氧化反应，所以酸性增强，pH一定下降，故C项正确；铜电极的电极反应式为CO28H8e=CH42H2O，故D正确。3(2017湖南十三校联考)碱性硼化钒(VB2)空气电池工作时反应为4VB211O2=4B2O32V2O5。用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，当外电路中通过0.04 mol电子时，B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，则下列说法正确的是()AVB2电极发生的电极反应为2VB211H2O22e=V2O52B2O322HB外电路中电子由c电极流向VB2电极C电解过程中，c电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生D若B装置内的液体体积为100 mL，则
4、CuSO4溶液的物质的量浓度为0.2 mol/L答案：C解析：A装置中电解质溶液呈碱性，VB2在负极发生氧化反应，电极反应式为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，A错误。装置A为原电池，VB2电极为负极，a电极为正极；装置B为电解池，b电极为阳极，c电极为阴极，则外电路中电子由VB2电极流向c电极，B错误。电解过程中，b电极反应式为2H2O4e=4HO2，外电路通过0.04 mol电子时，生成0.01 mol O2，在标准状况下的体积为0.224 L，由于B装置内共收集到0.448 L(标准状况)气体，据此推测c电极除发生反应Cu22e=Cu外，还发生2H2e=H2，故c电极
5、上先有红色物质析出，后产生气泡，C正确。由C项分析可知，c电极上产生0.224 L H2，转移0.02 mol电子，据转移电子守恒可知，n(Cu2)(0.04 mol0.02 mol)0.01 mol，则有c(CuSO4)0.1 mol/L，D错误。4(2017重庆一中一模)近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池。该电池放电时的反应过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，下列说法不正确的是()A放电时，Li透过固体电解质向Cu极移动B整个反应过程中，铜相当于催化剂C通空气时，铜被氧化，表面产生Cu2ODLi电极减轻7 g时，至少需消耗空气5.6 L(标准状况)
6、答案：D解析：由电池放电时的反应过程，可知Li作负极，负极反应式：2Li2e=2Li，负极生成Li，Li透过固体电解质向Cu极移动；电子经外电路传给Cu，铜表面的Cu2O得电子：Cu2OH2O2e=2Cu2OH；正极通空气，O2在铜电极表面反应：4CuO2=2Cu2O，铜在整个反应过程中相当于催化剂，A、B、C正确。Li电极减轻7 g，转移1 mol电子，由电子守恒可知需要O2的物质的量为0.25 mol，标准状况下体积为5.6 L，但不是空气体积，D错误。5(2017河南洛阳统考)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如右。下列说法不正确的是()A溶液中OH向a极移动
7、BO2在b极上发生还原反应C负极的电极反应式为：2NH36e6OH=N26H2OD反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4 5答案：D解析：从两极通入的气体看，a极为电池的负极，b极为电池的正极，OH应向电池的负极(a极)移动，A正确；b极上的电极反应式为O22H2O4e=4OH，即O2在b极上发生了还原反应，B正确；在负极上NH3N2，可直接写出负极的电极反应式：2NH36e6OH=N26H2O，也可根据电池的总反应式(4NH33O2=2N26H2O)减去正极的电极反应式(3O26H2O12e=12OH)得到负极的电极反应式，C项正确；由得失电子守恒(也可根据电池的总反应)可知，反应消耗的N
8、H3与O2的物质的量之比是4 3，D项错误。6(2017湖北荆门调研)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的充电电池。下图为RFC的工作原理示意图，下列有关说法中正确的是()A当有0.1 mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12 L O2Bb极上发生的电极反应是：4H2O4e=2H24OHCc极上发生还原反应，B中的H可以通过隔膜进入ADd极上发生的电极反应是：O24H4e=2H2O答案：C解析：由题图可知a为阴极，b为阳极，则气体X为H2，气体Y为O2；c为正极，d为负极。正极、阴极发生还原反应，负极、阳极发生氧
9、化反应，A、B、D错误；在原电池中阳离子移向正极，C正确。7(2017佛山质检)一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中有机废水中有机物可用C8H10O5表示，咸水主要含NaCl。下列说法正确的是()Aa电极为该电极的正极Bb电极反应式：2NO10e12H=N26H2OC每处理1 mol C8H10O5，b电极将产生3.2 mol N2Da电极离子交换膜允许Na由中间室迁入有机废水处理室答案：C解析：有机物C8H10O5中C元素为0价，在a极转化为CO2，碳元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，因此a极为负极，A错误；b极为正极，发生NO得电子的还原反应：2NO10e12H=N26
10、H2O，B错误；1 mol C8H10O5失去电子的物质的量为184 mol32 mol，电池中得失电子数相等，故产生N2的物质的量为32 mol103.2 mol，C正确；根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，即向右室移动，D错误。8(2017大连重点中学考试)已知H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以HO形式存在。现以AlH2O2燃料电池电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d均为惰性电极)。下列说法正确的是()A燃料电池的总反应为2Al3HO=2AlO2H2OB电解时，Al消耗2.7 g，则产生氮气的体积为1.12 LC电极b是负极，且反应后该电极区
11、pH增大D电解过程中，电子的流向：ad，cb答案：D解析：本题考查燃料电池和电解池的反应原理。AlH2O2燃料电池的总反应为2Al3HO=2AlOOHH2O，A项错误；AlAlO、CO(NH2)2N2，根据各电极上转移电子数相等知，每消耗0.1 mol Al，转移0.3 mol电子，生成0.05 mol N2，在标准状况下氮气的体积为1.12 L，但B项未标明标准状况，B项错误；根据电解池中c极上发生氧化反应生成N2知，c极为阳极，故d极为阴极，所以a极为负极，b极为正极，正极的电极反应为HOH2O2e=3OH，反应后b极区溶液的pH增大，C项错误；a极为负极，b极为正极，c极为阳极，d极为阴
12、极，故电解过程中电子的流向为ad，cb，D项正确。9(2017河南八市2月质检)高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂。下面以14 molL1 NaOH溶液为电解质，采用石墨、铁作电极，在58 条件下通过一定密度的电流可制备高铁酸盐(FeO)，装置如图所示，下列有关判断正确的是()已知：2FeO3H22H2O=2Fe310OHAa电极为石墨电极B阳极反应式为Fe2e=Fe2C装置中a、b电极在电解槽中的位置可颠倒D总电解反应方程式为Fe2H2O2OHFeO3H2答案：D解析：本题考查电解原理的应用。由装置图可知，电极a连接电源正极，故a为阳极，该电解池中电极Fe为反应物，故Fe作阳极，A错误；由题
13、目信息提示可知阳极Fe失电子生成FeO，故阳极反应式为Fe8OH6e=FeO4H2O，B错误；阴极上是H2O得电子生成H2，即b电极处有H2生成，由题给信息可知，FeO可与H2发生反应，b电极位于电解槽上方，H2直接逸出，避免了H2与a电极生成的FeO接触发生反应，故a、b两个电极位置不能互换，C错误；由题目提示的信息及阳极和阴极反应式可知D正确。10某充电宝锂离子电池的总反应为xLiLi1xMn2O4LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为NiOOHMHMNi(OH)2(M为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是()A锂离子电池放电时Li向正极迁移B镍氢电池放电时，正极的电极反应式
14、为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHC上图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D锂离子电池充电时，阴极的电极反应式为LiMn2O4xe=Li1xMn2O4xLi答案：D解析：从锂电池的放电情况来看，Li电极为负极，Li1xMn2O4为正极，充电时阴极发生还原反应Lie=Li，Li向正极移动，A项正确、D项错误。11(2017山西四校联考)用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法中正确的是()A当a、b都是铜时，电解的总反应方程式为：2CuSO42H2O2H2SO42CuO2B燃料电池工作时，正极反应为：O22H2O4e=4OHC当燃料电池消耗2.24 L甲醛气体时，电路中理论
15、上转移0.2 mol eD燃料电池工作时，负极反应为：HCHOH2O2e=HCOOH2H答案：D解析：氧气在正极通入，甲醛在负极通入，因此a是阴极，b是阳极。当a、b都是铜时，相当于是铜的精炼，A错误；电解质为酸性电解质，则正极反应式为O24H4e=2H2O，B错误；2.24 L甲醛的物质的量不一定是0.1 mol，则不能计算转移的电子数，C错误；负极甲醛失去电子转化为甲酸，D正确。12如图甲为将Pt电极置于含有Cu2和Ag各0.05 molL1的电解液中(阴离子为NO)，图乙是电解过程中消耗的电荷量与阴极质量变化的关系图，下列说法不正确的是()A区间，在阴极上有金属银析出B区间、中溶液的pH
16、均降低C区间，在阳极上有氧气放出D区间析出的固体质量是区间的2倍答案：D解析：本题考查电解池的知识，要求考生会判断两个电极的电极反应、电解质溶液中离子浓度的变化、溶液pH的变化等。区间发生电解反应4Ag2H2O4AgO24H，区间发生电解反应2Cu22H2O2CuO24H，区间发生电解反应2H2O2H2O2。由以上分析知，区间析出金属银，区间析出金属铜，A项不符合题意。区间、生成H，溶液中c(H)增大，pH降低；区间实质是电解水，溶液中c(H)增大，pH降低，B项不符合题意。区间阳极的电极反应为2H2O4e=O24H，C项不符合题意。在同一溶液中，析出等物质的量的Cu和Ag，Cu与Ag的质量比
17、为64 108，D项符合题意。13(2017江西九校3月联考)利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法中正确的是()Aa为直流电源的负极B阴极反应式为：2HSO2H2O2e=S2O2OHC阳极反应式为：SO22H2O2e=SO4HD电解时，H由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室答案：C解析：观察电解的装置图可以看出，与电源a极相连的电极上发生了SO2H2SO4的反应，该反应中S元素的化合价升高，失去电子，应是阳极上发生的反应，电极反应式为SO22e2H2O=SO4H，所以a是电源的正极，则b为负极，与b相连的电极为阴极，电极反应式为2HSO2e2H=
18、S2O2H2O，综上所述A、B均不正确，C正确；电解时H由阳极室通过阳离子交换膜迁移到阴极室并参与电极反应，D项错误。14下列装置示意图均与电化学相关，有关叙述正确的是()A装置中，a极的电极反应式为：CH3OH6eH2O=CO26HB装置中，铁棒上析出红色固体C装置中，若电镀前两极金属的质量相等，电镀完成后二者质量相差2.56 g，则电镀时电路中的待镀铁制品应与电源负极相连，外电路转移的电子为0.04 molD装置中，离子交换膜应为阴离子交换膜答案：C解析：本题考查电化学相关知识，意在考查考生对原电池和电解池原理的理解和应用。装置的甲醇燃料电池中，电解质溶液为NaOH溶液，a电极应生成CO，
19、故A错误；装置中，铁棒连接的是电源的正极，铁棒作阳极，应发生氧化反应被消耗，因此铁棒上不能析出红色固体，故B错误；装置中，电镀时电路中的待镀铁制品应与电源负极相连，电镀完成后二者质量差m2.56 g，则m(铜消耗)m(铜生成)1.28 g，故生成(消耗)的铜的物质的量为0.02 mol，转移的电子为0.04 mol，故C正确；装置的电解装置中，阳极生成浓硫酸，电极反应式为SO22H2O2e=SO4H；阴极的电极反应式为2HSO2H2e=S2O2H2O，则离子交换膜应为阳离子交换膜，故D错误。15已知高能锂离子电池的总反应式为2LiFeS=FeLi2S，LiPF6SO(CH3)2为电解质，用该电
20、池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法不正确的是()A电极Y应为LiB电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小CX极反应式为FeS2Li2e=FeLi2SD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发生改变答案：B解析：本题考查电化学知识，意在考查考生对原电池、电解池原理的理解能力。由于c中反应为Ni22e=Ni，故c室为阴极室，则电极Y为Li，选项A正确；由于c中Ni2不断减小，Cl通过阴离子膜从c移向b，a中OH放电不断减小，Na通过阳离子膜从a移向b，所以b中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，选项B错误；选项C中电极X为正极，Fe
21、S得电子，电极反应式为FeS2Li2e=FeLi2S，选项C正确；若去掉阳离子膜，Cl在阳极放电生成Cl2，电解反应总方程式发生改变，选项D正确。16(1)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2该蓄电池放电时，发生还原反应的物质是_(填字母，下同)。ANiO2BFeCFe(OH)2DNi(OH)2下列有关该电池的说法中正确的是_。A放电时电解质溶液呈强酸性B放电时5.6 g Fe全部转化为Fe(OH)2时，外电路中通过了0.2 mol电子C充电时阳极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2OD充电时阴极
22、附近溶液的碱性保持不变用此蓄电池电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，电解池的电极均为惰性电极。当溶液中的Cu2全部转化成Cu时，阳极产生的气体在标准状况下的体积为_；将电解后的溶液加水稀释至1 L，此时溶液的pH_。用此蓄电池进行电解，且电解池的电极均为铜电极，电解质溶液为浓碱液与NaCl溶液的混合液，电解一段时间后，同学们惊奇地发现，阳极附近不是生成蓝色沉淀，而是生成红色沉淀，查阅资料得知该红色沉淀是Cu2O。写出该阳极上的电极反应式：_。(2)图1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，
23、图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题：A极为电源_(填“正”或“负”)极，写出A极的电极反应式：_。要用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。当消耗标准状况下2.24 L CO时，C电极的质量变化为_。答案：(1)ABC0.168 L22Cu2OH2e=Cu2OH2O(2)负CO2eCO=2CO2D增加6.4 g解析：(1)化合价降低的物质发生还原反应，放电时NiO2生成Ni(OH)2，Ni元素化合价由4价降到2价；电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，Cu2全部转化为
24、Cu时转移了0.02 mol电子，转移0.02 mol电子时，阳极先是Cl失去电子，然后是水中OH失去电子，二者各失去0.01 mol电子，产生0.005 mol Cl2和0.002 5 mol O2，共0.007 5 mol气体，标准状况下的体积为0.007 5 mol22.4 Lmol10.168 L，OH失去0.01 mol电子的同时溶液中产生0.01 mol H，稀释至1 L时，c(H)0.01 molL1，pH为2。(2)在燃料电池中可燃性气体作负极，即A为负极，根据所给新型燃料电池的构成原理装置图，结合原电池的工作原理，可直接写出A极的电极反应式：CO2eCO=2CO2。根据电解精
25、炼原理，粗铜应与电源的正极相连，精铜应与电源的负极相连，因B极是正极，所以B极应与D极相连。标准状况下2.24 L CO失去0.2 mol电子，根据得失电子守恒，C极上增加Cu的质量为6.4 g。17(2017湖北八校联考)下图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。闭合开关K，发现g电极附近的溶液先变红色，20 min后，将K断开，此时c、d两极上产生的气体体积相同。请回答下列问题：(1)a电极的电极材料是_(填“PbO2”或“Pb”)。(2)丙装置中
26、发生电解的总反应方程式为_。(3)电解20 min后，停止电解，此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需加入的物质及其物质的量是_。(4)20 min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c电极为_极，d电极上发生的电极反应为_。(5)电解后冷却至常温，取a mL丁装置中的溶液，向其中逐滴加入等物质的量浓度的CH3COOH溶液，当加入b mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH恰好等于7(体积变化忽略不计)。已知CH3COOH的电离平衡常数为1.75105，则_。答案：(1)PbO2(2)2H2O2H2O2(3)0.1 mol Cu(OH)2或0
27、.1 mol CuO和0.1 mol H2O(4)负O24H4e=2H2O(5) 解析：本题主要考查了电解原理及溶液中离子平衡的相关计算等。g电极附近的溶液先变红色，说明g为阴极，依次可推出h为阳极，a为正极，b为负极，c为阴极，d为阳极，e为阴极，f为阳极。(1)a为正极，铅蓄电池的正极材料为PbO2。(2)Al2(SO4)3为活泼金属的含氧酸盐，电解其水溶液的实质是电解水。(3)阴极上先析出Cu，溶液中Cu2反应完后，阴极上开始产生H2，阳极上始终产生O2，设两极均产生气体a mol，根据得失电子守恒可得4a0.122a，解得a0.1，即电解过程中析出了0.1 mol Cu、0.1 mol
28、 H2和0.1 mol O2，要使电解质溶液复原，根据“析出什么补什么”知，需要加入0.1 mol Cu(OH)2或0.1 mol CuO和0.1 mol H2O。(4)电解20 min后，c电极处有H2生成，d电极处有O2生成，电解质溶液为H2SO4溶液，断开K，c、d两极间连接上灵敏电流计后形成氢氧燃料电池，c电极作负极，d电极作正极，发生的电极反应为O24H4e=2H2O。(5)电解过程中共转移了0.4 mol电子，电解后丁装置中的溶液为NaOH溶液。加入b mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH7，则溶液中c(OH)c(H)，根据电荷守恒有c(CH3COO)c(OH)c(H)c(Na)，故c(CH3COO)c(Na)。K1.75105，c(H)1107 molL1，则c(CH3COOH)c(CH3COO)，混合溶液中，由于NaOH溶液与CH3COOH溶液等浓度混合，故。18(1)下图是某研究机构开发的给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池，甲醇在催化剂作用下提供质子(H)和电子，电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O。一个甲醇分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量，其负极的电极反应式为_。(2)用间接电化学法除去NO的过程如图所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在47之间，写出阴极的电极反应式：_
