高考化学一轮基础训练：电化学

电化学【原卷】一、选择题（共21题）1．最近我国科学家在液流电池研究方面取得新进展。一种硫/碘体系(KI/K2S2)的液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是（）A．放电时电池右侧为负极，发生氧化反应B．放电时电池左侧的电极反应为S22－+2e－==2S2－C．充电时电解质溶液中K经交换膜向右侧移动D．充电时电池的总反应为3I－+S22－=I3－+2S2－2．高氯酸在化工生产中有广泛应用,工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示.下列说法正确的是A．上述装置中,f极为光伏电池的正极B．阴极的电极反应为2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑C．d处得到较浓的NaOH溶液,c处得到HClO4D．若转移2mol电子,理论上生成100.5gHClO43．与甲、乙两套装置有关的下列说法正确的是A．甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应B．甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，故甲生成气泡的速率更快C．甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移D．乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率4．按如图装置进行实验(a、b电极均为Cu电极)，实验开始观察到灵敏电流计的指针发生偏转。下列有关说法正确的是A．b极电极反应为Cu-2e-=Cu2+ B．溶液中Cu2+穿过交换膜发生迁移C．电流计指针偏转幅度将保持不变 D．外电路转移的电子最多为0.02mol5．科学工作者研发了一种SUNCAT的系统，借助锂循环可持续合成氨，其原理如下图所示。下列说法不正确的是A．过程I得到的Li3N中N元素为—3价B．过程Ⅱ生成W的反应为Li3N+3H2O===3LiOH+NH3↑C．过程Ⅲ中能量的转化形式为化学能转化为电能D．过程Ⅲ涉及的反应为4OH－－4e－＝O2↑+2H2O6．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()A．脱氧过程中铁作为原电池正极B．负极的电极反应为：Fe-3e→Fe3+C．正极的电极反应为：2H2O+O2+4e→4OH-D．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期7．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列说法不正确的是A．通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2OB．在熔融电解质中，O2－向负极定向移动C．电池的总反应是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2OD．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－8．二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是A．负极的电极反应式为SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+B．反应总式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4C．质子的移动方向为从电极B到电极AD．SO2气流速度的大小可能影响电池的电动势9．我国科学家发明了一种安全可充电的柔性水系钠离子电池，可用生理盐水或细胞培养基为电解质，电池放电的总反应式为：Na0.44MnO2+NaTi2(PO4)3=Na0.44－xMnO2+Na1+xTi2(PO4)3，其工作原理如下图。下列说法错误的是A．放电时，Cl－向X极移动B．该电池充电时Y极应该与电源的正极相连C．充电时，阴极反应为：NaTi2(PO4)3+xNa++xe-=Na1+xTi2(PO4)3D．该电池可能作为可植入人体的电子医疗设备的电源10．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是A．放电时，溶液中OH-移向负极B．放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2C．充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D．充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O11．下列关于金属防护的说法中正确的是A．当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用B．地下输油钢管与外加直流电源的正极相连可保护其不受腐蚀C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电化学保护法D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬12．有关金属腐蚀的说法中正确的是A．电化学腐蚀要比化学腐蚀普遍的多，但腐蚀速度要比化学腐蚀慢得多B．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而逐渐变暗C．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀D．钢铁发生电化学腐蚀时，碳相当于微小原电池的正极13．电解絮凝净水可用如图装置模拟探究，下列叙述正确的是A．电子从X极经电解液流入Y极B．铝电极表面的反应有：Al-3e-=Al3+，4OH--4e-＝O2↑+2H2OC．Y的电极反应：Pb-2e-+SO42-=PbSO4D．电路每通过2mol电子，理论上电解池阴极上有22.4LH2生成14．Mg/LiFePO4电池的电池反应为xMg2++2LiFePO4xMg+2Li1－xFePO4+2xLi+，其装置示意图如下：下列说法正确的是A．放电时，Li+被还原B．充电时，化学能转变为电能C．放电时，电路中每流过2mol电子，有1molMg2+迁移至正极区D．充电时，阳极上发生的电极反应为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4+xLi+15．一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C6H10O5表示，咸水中的主要溶质为NaCl。下列有关说法正确的是A．a为原电池的负极B．b电极附近溶液的pH减小C．a电极反应式：C6H10O5+24e－+7H2O=6CO2↑+24H+D．中间室：Na+移向左室，Cl－移向右室16．我国科技创新成果斐然，下列成果与电化学无关的是A．有机金属材料吸附与转化CO2B．研发出水溶液锂离子电池C．研发出“可呼吸”Na—CO2电池D．常温常压下用电解法制备高纯H217．一种“全氢电池”的工作原理如图所示。下列说法不正确的是A．电子流向是从吸附层M通过导线到吸附层NB．Na+从左边穿过离子交换膜向右边移动C．离子交换膜可用质子交换膜D．负极的电极反应是：H2－2e－+2OH－=2H2O18．《JournalofEnergyChemistry》报导我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化装置如图。下列有关说法正确的是A．a为负极B．熔盐可用KOH溶液代替C．d极电极反应式为CO32－+4e－===C+3O2－D．转移lmol电子可捕获CO211.2L(标况下)19．目前研究比较热门的Al－H2O2电池，其电池总反应为2Al＋3HO2－=2AlO2－＋OH－＋H2O。现以Al­－H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是A．左装置中Na+移向电极bB．电极c的电极反应式：CO(NH2)2－6e－＋6OH－=CO2↑＋N2↑＋5H2OC．电解时，电子流动路径：Al极→导线→d极，c极→导线→b极D．通电2min后，Al电极的质量减轻2.7g，则产生H2的体积为3.36L(标准状况)20．钢铁在海水中容易被腐蚀，下图四种装置可用于探究海水对钢铁腐蚀的快慢，其中铁被腐蚀最慢的是 ABCD21．SO2通过下列工艺流程可制化工业原料H2SO4和清洁能源H2。下列说法中错误的是A．电解槽中不能用铁电极代替石墨作为阳极B．原电池中负极的电极反应为：SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+C．该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4D．该生产工艺的优点Br2被循环利用，原电池产生的电能可充分利用，还能获得清洁能源二、非选择题（共2题）22．铜及其化合物广泛应用于工农业生产及生活中。(1)用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O，阳极及溶液中物质的有关转化如图所示，阳极的电极反应式为________________，每生成14.4gCu2O转移电子________mol。(2)将CuCl水解再热分解也可得到纳米Cu2O，CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl−(aq)+H+(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为________。(3)我国科学家围绕Cu2O材料进行水相CO2光电还原反应合成甲醇，从而探究缓解能源危机和环境污染的方法，其模拟装置原理如图所示：①在Cu/Cu2O/CuO电极薄膜表面进行CO2还原反应生成CH3OH的总反应是________。②下图是Cu/Cu2O/CuO复合电极在0.1mol·L−1NaHCO3溶液中不同电压下的光电催化还原CO2生成甲醇的装置图，下图是产物甲醇的分析。装置中CuO/CuO/Cu复合电极是________(填“阴极”或“阳极”)，光电催化还原CO2生成甲醇最佳电压是________，电压增大甲醇含量的降低的原因是________。(4)碱性CuCl2溶液(用NH3·H2O-NH4Cl调节pH)可作铜制印刷电路板蚀刻液原理为：CuCl2+4NH3·H2O==Cu(NH3)4Cl2+4H2O；Cu(NH3)4Cl2+Cu==2Cu(NH3)2Cl①过程中只须及时补充NH3·H2O和NH4Cl就可以使蚀刻液再生，保持蚀刻能力。蚀刻液再生过程中作氧化剂的是_________(填化学式)。②50℃，c(CuCl2)=2.5mol·L-1，pH对蚀刻速串的影响如图所示。适宜pH约为8.3~9.0，pH过小或过大，蚀刻速率均会减小的原因是______________.23．中科院张涛院士的研究团队研究发现纳米ZnO可作为一些催化剂的载体。图是通过锌精矿(主要成分为ZnS)与软锰矿(主要成分为MnO2)酸性共融法制备纳米ZnO及MnO2的工艺流程。回答下列问题：(1)“酸浸”时，锌、锰离子浸出率与溶液温度的关系如图所示。当锌、锰离子浸出效果最佳时，所采用的最适宜温度为________。(2)写出酸浸时ZnS与MnO2发生的主要反应的化学方程式(无单质硫生成)_________________________________。(3)P507(酸性磷酸酯)作萃取剂分离锌、锰离子时，溶液的初始pH与分离系数的关系如表所示：初始pH1.01.52.02.53.03.54.04.5锌、锰离子分离系数7.648.839.9711.2112.1013.1713.3611.75已知：分离系数越大，分离效果越好；萃取剂P507是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体，属于酸性萃取剂。试分析初始pH>4.0时，锌、锰离子分离系数降低的原因是_______________。(4)(NH4)2S2O8是一种强氧化剂，能与Mn2+反应生成SO42-和紫色MnO4-。用(NH4)2S2O8检验水相中的Mn2+时发生反应的离子方程式为______________________。(5)二氧化锰广泛用于电池。一种海水中的“水”电池的电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。电池放电时，负极的电极反应式为____________。(6)电解尿素的碱性溶液制取N2和H2的装置如图所示。(电解池中的隔膜仅阻止气体通过，两电极都是惰性电极)A电极的名称为_______________，若起始时加入电解池的原料配比＝3，完全反应后，电解排出液中＝________________。电化学一、选择题（共21题）1．最近我国科学家在液流电池研究方面取得新进展。一种硫/碘体系(KI/K2S2)的液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是（）A．放电时电池右侧为负极，发生氧化反应B．放电时电池左侧的电极反应为S22－+2e－==2S2－C．充电时电解质溶液中K经交换膜向右侧移动D．充电时电池的总反应为3I－+S22－=I3－+2S2－【答案】D【解析】A项、放电时，右室电极为液流电池的正极，I3－在正极上放电发生还原反应生成I－，故A错误；B项、放电时，左室电极为液流电池的负极，S2－在负极放电发生氧化反应生成S22－，电极反应式为2S2－—2e－=S22－，故B错误；C项、充电时，阳离子向阴极移动，则电解质溶液中K经交换膜向左侧移动，故C错误；D项、放电时，电池的总反应为I3－+2S2－=3I－+S22－，则充电时，电池的总反应为3I－+S22－=I3－+2S2－，故D正确。故选D。2．高氯酸在化工生产中有广泛应用,工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示.下列说法正确的是A．上述装置中,f极为光伏电池的正极B．阴极的电极反应为2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑C．d处得到较浓的NaOH溶液,c处得到HClO4D．若转移2mol电子,理论上生成100.5gHClO4【答案】C【解析】A.电解池中阳离子向阴极移动，即d极为阴极，f为电源的负极，故A错误；B.阴极上阳离子得到电子发生还原反应，故B错误；C.阳极的电极反应为2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑，阴极电解方程式为：4H2O+4e-=4OH-+2H2↑，根据电极方程式可知，电池放电过程是电解水的过程，即在阳极水失去电子，所以在阳极得到高氯酸的浓溶液，在阴极得到浓的NaOH溶液，故C正确；D.根据阴极电极方程式可知，转移2mol电子时，生成HClO42mol，理论上生成HClO4201g，故D错误。3．与甲、乙两套装置有关的下列说法正确的是A．甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应B．甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，故甲生成气泡的速率更快C．甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移D．乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率【答案】D【解析】A.根据上述分析，甲不是原电池，故A错误；B.甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，发生化学腐蚀，乙中构成了原电池，负极失去电子的速率加快，因此正极放出氢气的速率增大，故B错误；C.甲不是原电池，电解质溶液中的阳离子向锌移动，故C错误；D.盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触，迅速平衡电荷，使由它连接的两溶液保持电中性，提高电池效率，故D正确。4．按如图装置进行实验(a、b电极均为Cu电极)，实验开始观察到灵敏电流计的指针发生偏转。下列有关说法正确的是A．b极电极反应为Cu-2e-=Cu2+ B．溶液中Cu2+穿过交换膜发生迁移C．电流计指针偏转幅度将保持不变 D．外电路转移的电子最多为0.02mol【答案】D【解析】A、该装置浓度差电池，浓度增大，还原性或氧化性增强，右侧CuSO4浓度大，氧化性增强，因此b电极为正极，a电极为负极，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，故A错误；B、溶液中离子从高浓度的右室经过离子交换膜迁往低浓度的左室才是自发过程，如果溶液中迁移Cu2＋，由于负极与正极消耗或产生的Cu2＋相等，则左、右两室溶液浓度不变，但负极Cu减少，正极Cu增加，需要消耗能量而不可能提供电能，所以溶液中迁移离子不可能是Cu2＋，就只能是SO42－，从右室向左室迁移，故B错误；C、随着电流的产生，左、右两室SO42－浓度的差值逐渐减小，SO42－从右室向左室迁移的速率逐渐减小，则外电路的电流强度将逐渐减小，灵敏电流计指针偏转的幅度也会逐渐减小，故C错误；D、当左右两室SO42－浓度相等，即均为(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2时，电池将停止工作，不再有电流产生，溶液中迁移的n(SO42－)=0.1L×[0.3mol·L－1－(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2]=0.01mol，因此外电路转移电子物质的量最多为0.02mol，故D正确。5．科学工作者研发了一种SUNCAT的系统，借助锂循环可持续合成氨，其原理如下图所示。下列说法不正确的是A．过程I得到的Li3N中N元素为—3价B．过程Ⅱ生成W的反应为Li3N+3H2O===3LiOH+NH3↑C．过程Ⅲ中能量的转化形式为化学能转化为电能D．过程Ⅲ涉及的反应为4OH－－4e－＝O2↑+2H2O【答案】C【解析】A.Li3N中锂元素的化合价为+1价，根据化合物中各元素的代数和为0可知，N元素的化合价为-3价，A项正确；B.由原理图可知，Li3N与水反应生成氨气和W，元素的化合价都无变化，W为LiOH，反应方程式：Li2N+3H2O＝3LiOH+NH3↑，B项正确；C.由原理图可知，过程Ⅲ为电解氢氧化锂生成锂单质、氧气和水，电能转化为化学能，C项错误；D.过程Ⅲ电解LiOH产生O2，阳极反应为4OH－－4e－＝O2↑+2H2O，D项正确。6．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()A．脱氧过程中铁作为原电池正极B．负极的电极反应为：Fe-3e→Fe3+C．正极的电极反应为：2H2O+O2+4e→4OH-D．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期【答案】C【解析】A、糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同，钢铁的吸氧腐蚀中铁作负极，故A错误；B、钢铁吸氧腐蚀中，铁作负极，其电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故B错误；C、吸氧腐蚀，碳作正极，氧气在正极上得到电子，即电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故C正确；D、原电池放电过程是放热反应，因此脱氧过程也是放热过程，防止糕点应氧化而变质，故D错误。7．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列说法不正确的是A．通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2OB．在熔融电解质中，O2－向负极定向移动C．电池的总反应是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2OD．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－【答案】A【解析】A．燃料电池中通入燃料的电极是负极，负极反应式为C4H10+13O2－-26e-=4CO2↑+5H2O，选项A不正确；B．在放电时，熔融电解质中O2-向负极定向移动、阳离子向正极移动，选项B正确；C．电池总反应式和燃料燃烧方程式相同，为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O，选项C正确；D．燃料电池中通入氧化剂的电极是正极，所以通入空气的电极是正极，电极反应式为：O2+4e-═2O2-，选项D正确；答案选A。8．二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是A．负极的电极反应式为SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+B．反应总式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4C．质子的移动方向为从电极B到电极AD．SO2气流速度的大小可能影响电池的电动势【答案】C【解析】A.A极通入SO2，SO2在负极失电子生成SO42－，则电极反应为SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+，故A正确；B.该电池的反应原理为二氧化硫与氧气的反应，反应总式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，故B正确；C.A为负极，B为正极，质子的移动方向为从电极A到电极B，故C错误；D.反应物的浓度大，反应速率快，SO2气流速度的大小可能影响电池的电动势，故D正确；故选C。9．我国科学家发明了一种安全可充电的柔性水系钠离子电池，可用生理盐水或细胞培养基为电解质，电池放电的总反应式为：Na0.44MnO2+NaTi2(PO4)3=Na0.44－xMnO2+Na1+xTi2(PO4)3，其工作原理如下图。下列说法错误的是A．放电时，Cl－向X极移动B．该电池充电时Y极应该与电源的正极相连C．充电时，阴极反应为：NaTi2(PO4)3+xNa++xe-=Na1+xTi2(PO4)3D．该电池可能作为可植入人体的电子医疗设备的电源【答案】C【解析】A.根据放电反应方程式可知：在反应中Na0.44MnO2失去电子变为Na0.44－xMnO2，Mn元素化合价升高，因此X电极为负极，电池工作时，溶液中的阴离子Cl-向负极X区移动，A正确；B.根据反应方程式可知放电时，X电极为负极，负极发生氧化反应，Y电极为正极，正极上发生还原反应，则该电池充电时Y极应该与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，B正确；C.充电时，X电极与电源的负极连接，作阴极，阴极反应为：Na0.44－xMnO2+xe-+xNa+=Na0.44MnO2，C错误；D.该电池是一种安全可充电的柔性水系电池，因此可能作为可植入人体的电子医疗设备的电源，D正确；故合理选项是C。10．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是A．放电时，溶液中OH-移向负极B．放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2C．充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D．充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O【答案】C【解析】A项、放电时，阴离子向负极移动，溶液中OH-移向负极，故A正确；B项、放电时，Fe做负极，发生氧化反应生成Fe（OH）2，电极反应式为：Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，故B正确；C项、充电时，Fe电极做阴极，阴极电极反应式为：Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，阴极附近溶液的pH会升高，故C错误；D项、充电时，Ni2O3做阳极，阳极电极反应式为：2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O，故D正确。11．下列关于金属防护的说法中正确的是A．当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用B．地下输油钢管与外加直流电源的正极相连可保护其不受腐蚀C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电化学保护法D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬【答案】A【解析】A.锌比铁活泼，当镀锌铁制品的镀层破损时，锌做负极，易被腐蚀，铁被保护，A正确；B.地下输油钢管与外加直流电源的正极相连，在该电解池中，阳极金属铁易被腐蚀，B错误；C.海轮外壳连接锌块，锌为负极，保护外壳不受腐蚀，为牺牲阳极的阴极保护法，C错误；D.生产中通常用铬、镍等金属熔合在铁中制成不锈钢，改变其组成和结构，达到防止铁制品生锈的目的，D错误。12．有关金属腐蚀的说法中正确的是A．电化学腐蚀要比化学腐蚀普遍的多，但腐蚀速度要比化学腐蚀慢得多B．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而逐渐变暗C．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀D．钢铁发生电化学腐蚀时，碳相当于微小原电池的正极【答案】D【解析】A.电化学腐蚀加速负极金属的腐蚀速率，比化学腐蚀快，A错误；B.金属银在空气中易被氧气氧化因生成氧化银而变质，属于化学腐蚀，B错误；C.金属在空气与水交界处更易发生电化学腐蚀的吸氧腐蚀，而钢柱在水下部分不如在空气与水交界处腐蚀速率快，C错误；D.电极材料活动性Fe>C，活动性强的Fe为负极，活动性弱的C为正极，故钢铁发生电化学腐蚀时，可看作有许多微小的原电池反应发生引起，D正确。13．电解絮凝净水可用如图装置模拟探究，下列叙述正确的是A．电子从X极经电解液流入Y极B．铝电极表面的反应有：Al-3e-=Al3+，4OH--4e-＝O2↑+2H2OC．Y的电极反应：Pb-2e-+SO42-=PbSO4D．电路每通过2mol电子，理论上电解池阴极上有22.4LH2生成【答案】B【解析】根据上述分析可知：A.Y与右侧电解池的阳极铝相连作正极，原电池中，电子从电源的负极（X极）经导线流向电源的正极（Y极），而不经过电解质溶液，故A项错误；B.阳极铝电极Al转化为Al3+，溶液中OH-转化为O2，其电极反应式为：Al-3e-=Al3+，4OH--4e-＝O2↑+2H2O，故B项正确；C.Y极为电源的正极，发生的电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，故C项错误；D.根据转移电子数与氢气的关系式2e-H2，可知电路每通过2mol电子，理论上电解池阴极上有1molH2生成,但提示信息中未指明标准状况，则无法计算阴极上氢气的体积，故D项错误。14．Mg/LiFePO4电池的电池反应为xMg2++2LiFePO4xMg+2Li1－xFePO4+2xLi+，其装置示意图如下：下列说法正确的是A．放电时，Li+被还原B．充电时，化学能转变为电能C．放电时，电路中每流过2mol电子，有1molMg2+迁移至正极区D．充电时，阳极上发生的电极反应为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4+xLi+【答案】D【解析】根据装置图，以及原电池工作原理，Mg极为负极，其电极反应式为Mg－2e－=Mg2＋，正极反应式为Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋=LiFePO4，A、根据上述分析，放电时，Li＋的化合价没有发生变化，故A错误；B、充电为电解池，将电能转化成化学能，故B错误；C、根据装置图，交换膜是锂离子导体膜，Mg2＋不能移向正极区，故C错误；D、充电是电解池，根据电解原理，阳极反应式为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4+xLi+，故D正确。15．一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C6H10O5表示，咸水中的主要溶质为NaCl。下列有关说法正确的是A．a为原电池的负极B．b电极附近溶液的pH减小C．a电极反应式：C6H10O5+24e－+7H2O=6CO2↑+24H+D．中间室：Na+移向左室，Cl－移向右室【答案】A【解析】A.a极生成CO2，碳元素化合价升高，发生氧化反应，a为原电池的负极，故A正确；B.b电极的电极反应为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，附近溶液氢离子浓度减小，pH增大，故B错误；C.a电极反应式应为：C6H10O5-24e－+7H2O=6CO2↑+24H+，故C错误；D.中间室：Na+移向正极右室，Cl－移向负极左室，故D错误。16．我国科技创新成果斐然，下列成果与电化学无关的是A．有机金属材料吸附与转化CO2B．研发出水溶液锂离子电池C．研发出“可呼吸”Na—CO2电池D．常温常压下用电解法制备高纯H2【答案】A【解析】电化学指的是研究电能和化学能相互转化的的化学，高中阶段最常见的两个装置为原电池和电解池。A．环氧烷烃被有机金属材料吸附与CO2生成碳酸酯，无电流产生，与电化学无关，A项符合题意；B．锂电池，能够发生自发的氧化还原反应，属于原电池，与电化学有关，B项不符合题意；C．Na－CO2电池，属于原电池，与电化学有关，C项不符合题意；D．用电解法制备H2，属于电解池，与电化学有关，D项不符合题意。17．一种“全氢电池”的工作原理如图所示。下列说法不正确的是A．电子流向是从吸附层M通过导线到吸附层NB．Na+从左边穿过离子交换膜向右边移动C．离子交换膜可用质子交换膜D．负极的电极反应是：H2－2e－+2OH－=2H2O【答案】C【解析】A项，电子流动方向是从M通过导线到N，故A项正确；B项，原电池中，阳离子从负极移向正极，所以Na+从左边穿过离子交换膜向右边移动，故B项正确；C项，离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发生中和，不能用质子交换膜，故C项错误；D项，原电池的负极发生氧化反应，由于负极为碱性溶液，所以负极的电极反应是：H2－2e－+2OH－=2H2O，故D项正确。18．《JournalofEnergyChemistry》报导我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化装置如图。下列有关说法正确的是A．a为负极B．熔盐可用KOH溶液代替C．d极电极反应式为CO32－+4e－===C+3O2－D．转移lmol电子可捕获CO211.2L(标况下)【答案】C【解析】A.由图所示，c电极上氧离子失电子被氧化，故c作阳极，则a为正极，故A错误；B.若用KOH溶液做电解质，则该装置成为电解水的装置，阴极上是氢离子得电子生成氢气，当电解质溶液吸收足量的二氧化碳后变为碳酸氢钠溶液，不能再吸收二氧化碳，故该装置不能连续长时间吸收二氧化碳，故B错误；C.由图所示，d极电极得电子，反应式为CO32－+4e－===C+3O2－，故C正确；D.碳元素化合价由+4变为0，则转移lmol电子可捕获CO25.6L(标况下)，故D错误。19．目前研究比较热门的Al－H2O2电池，其电池总反应为2Al＋3HO2－=2AlO2－＋OH－＋H2O。现以Al­－H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是A．左装置中Na+移向电极bB．电极c的电极反应式：CO(NH2)2－6e－＋6OH－=CO2↑＋N2↑＋5H2OC．电解时，电子流动路径：Al极→导线→d极，c极→导线→b极D．通电2min后，Al电极的质量减轻2.7g，则产生H2的体积为3.36L(标准状况)【答案】B【解析】A项、原电池中阳离子向正极移动，则左装置中Na+移向电极b，故A正确；B项、与b极相连的c为电解池的阳极，CO（NH2）2在阳极被氧化，电极反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－=CO32-＋N2↑＋6H2O，故B错误；C项、电解时，电子流动路径为Al极→导线→d极，c极→导线→b极，故C正确；D项、每消耗2.7gAl，则转移0.3mol电子，电解池阴极中水电离出的氢离子在阴极被还原生成0.15mol氢气，标准状况下氢气体积为3.36L，故D正确。故选B。20．钢铁在海水中容易被腐蚀，下图四种装置可用于探究海水对钢铁腐蚀的快慢，其中铁被腐蚀最慢的是 ABCD【答案】C【解析】A发生化学腐蚀；B、D为原电池反应，其中B中Fe为负极，铁的腐蚀速率加快，D中Fe为正极，属于牺牲阳极的阴极保护法，铁的发生速率减慢；C为外加电源的阴极保护法，铁的腐蚀速率最慢，故选C。21．SO2通过下列工艺流程可制化工业原料H2SO4和清洁能源H2。下列说法中错误的是A．电解槽中不能用铁电极代替石墨作为阳极B．原电池中负极的电极反应为：SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+C．该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4D．该生产工艺的优点Br2被循环利用，原电池产生的电能可充分利用，还能获得清洁能源【答案】C【解析】A、若用铁电极代替，则铁失电子被氧化，溶液中的溴离子不能被氧化为溴，溴不能被循环利用，不能持续吸收二氧化硫，故不能用铁做阳极，A正确；B、原电池中负极发生氧化反应，元素化合价升高，由流程图可知，二氧化硫被氧化为硫酸，故负极的电极反应为：SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+，故B正确；C、由题给信息可知，总反应为二氧化硫和水反应生成硫酸和氢气：SO2+2H2O=H2+H2SO4，故C错误；D、由流程图可知，溴可以循环使用，且无污染性的物质生成，故D正确。二、非选择题（共2题）22．铜及其化合物广泛应用于工农业生产及生活中。(1)用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O，阳极及溶液中物质的有关转化如图所示，阳极的电极反应式为________________，每生成14.4gCu2O转移电子________mol。(2)将CuCl水解再热分解也可得到纳米Cu2O，CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl−(aq)+H+(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为________。(3)我国科学家围绕Cu2O材料进行水相CO2光电还原反应合成甲醇，从而探究缓解能源危机和环境污染的方法，其模拟装置原理如图所示：①在Cu/Cu2O/CuO电极薄膜表面进行CO2还原反应生成CH3OH的总反应是________。②下图是Cu/Cu2O/CuO复合电极在0.1mol·L−1NaHCO3溶液中不同电压下的光电催化还原CO2生成甲醇的装置图，下图是产物甲醇的分析。装置中CuO/CuO/Cu复合电极是________(填“阴极”或“阳极”)，光电催化还原CO2生成甲醇最佳电压是________，电压增大甲醇含量的降低的原因是________。(4)碱性CuCl2溶液(用NH3·H2O-NH4Cl调节pH)可作铜制印刷电路板蚀刻液原理为：CuCl2+4NH3·H2O==Cu(NH3)4Cl2+4H2O；Cu(NH3)4Cl2+Cu==2Cu(NH3)2Cl①过程中只须及时补充NH3·H2O和NH4Cl就可以使蚀刻液再生，保持蚀刻能力。蚀刻液再生过程中作氧化剂的是_________(填化学式)。②50℃，c(CuCl2)=2.5mol·L-1，pH对蚀刻速串的影响如图所示。适宜pH约为8.3~9.0，pH过小或过大，蚀刻速率均会减小的原因是______________.【答案】(1)CuCl−−e−+Cl−=CuCl2-(1分)0.2(1分)(2)K=Kw×Ksp(CuCl)/Ksp(CuOH)(2分)(3)①CO2+6H=CH3OH+H2O(1分)②阴极(1分)0.7V(1分)电压增大析氢反应加大，析氢反应与CO2还原反应进行竞争，从而导致CO2还原反应的减弱(2分)(4)①O2(1分)②pH太低，NH3·H2O浓度小；Cu2+和生成Cu+不能形成对应的配合物，pH太高，Cu2+或Cu+会转化为难溶性碱(碱式盐)(2分)【解析】(1)由图知阳极反应物是CuCl−和Cl−，生成物是CuCl2−，所以电极反应为CuCl−−e−+Cl−=CuCl2−；14.4gCu2O的物质的量为14.4g÷144g·mol−1=0.1mol，由2Cu～Cu2O可知生成0.1molCu2O转移电子0.2mol；(2)CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl−(aq)+H+(aq)，该反应的平衡常数K=c(H+)c(Cl−)=[c(H+)·c(OH−)/c(OH−)]×[c(Cl−)·c(Cu+)/c(Cu+)]=Kw×Ksp(CuCl)/Ksp(CuOH)。(3)①根据图示，反应物是CO2和活性氢原子，生成物是CH3OH，再依据质量守恒定律知还生成H2O，方程式为CO2+6H=CH3OH+H2O；②Cu/Cu2O/CuO复合电极上产生活性氢原子，所以Cu/Cu2O/CuO复合电极为阴极；根据图示数据光电催化还原CO2生成甲醇最佳电压是0.7V；电压增大析氢