1、【 精品教育资源文库 】 题组层级快练 (二十 ) 1 下列与金属腐蚀有关的说法中 ， 正确的是 ( ) A图 1中 ， 铁钉易被腐蚀 B 图 2中 ， 滴加少量 K3Fe(CN)6溶液 ， 没有蓝色沉淀出现 C 图 3中 ， 燃气灶的中心部位容易生锈 ， 主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 D 图 4中 ， 用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀 ， 镁块相当于原电池的正极 答案 C 解析 A项 ， 图 1中 ， 铁钉处于干燥环境 ， 不易被腐蚀； B项 ， 负极反应为 Fe 2e =Fe2 ，Fe2 与 Fe(CN)63 反应生成 Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀； D项 ， 为牺牲 阳极的
2、阴极保护法 ， 镁块相当于原电池的负极。 2 中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极 ， 设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池 (图 1)， 电池的工作原理如图 2。下列有关说法正确的是 ( ) A放电时 ， 纸张中的纤维素作锂电池的正极 B 放电 时， Li 由正极经过有机电解质溶液移向负极 C 开关 K闭合给锂电池充电 ， X为直流电源正极 D 充电时 ， 阳极的电极反应式为 Li2O2 2e =O2 2Li 答案 D 解析 纤维素不导电 ， 石墨导电 ， 故放电时 ， 纸张表面毛笔书写后留下的石墨作电池正极 ，A项错 误。原电池或电解池工作时 ， 电解质中阴、阳离子的移动方
3、向一般遵循 “ 阴阳相吸 ”【 精品教育资源文库 】 原则 ， 即电池放电时 ， 电解质中的阳离子移向正极 ， 据此可快 速判断锂电池放电时 ，带正电荷的 Li 由负极经过有机电解质溶液移向正极 ， B 项错误。充电时 ， 直流电源负极与电池负极 (金属锂 )相连 ， 故 X 为直流电源负极 ， C 项错误。充电时 ， 空气电极作阳极 ， 此时 Li2O2失去电子生成 O2： Li2O2 2e =O2 2Li ， D项正确。 3 我国预计在 2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放 ， 循环利用人体呼出的 CO2并提供 O2， 我国科学 家设计了一种装置 (如图 )， 实现
4、了 “太阳能电能化学能”转化，总反应方程式为 2CO2=2CO O2。关于该装置的下列说法正确的是 ( ) A图中 N型半导体为正极 ， P型半导体为负极 B 图中离子交换膜为阳离子交换膜 C 反应完毕 ， 该装置中电解质溶液的碱性增强 D 人体呼出的气体参与 X电极的反应： CO2 2e H2O=CO 2OH 答案 D 解析 A项 ， 根 据正电荷向 P 型半导体移动 ， 可知 P型半导体为正极 ， 而 N型半导体为负极 ，错误； B项 ， 电解质溶液中 OH 通过离子交换膜移动到 Y极发生氧化反应 ， 则离 子交换膜为阴离子交换膜 ， 错误； C项 ， 总反应为 2CO2=2CO O2，
5、反应前后电解质溶液的 pH 不变 ， 错误； D项 ， X极与负极相连 ， 为阴极 ， 发生还原反应： CO2 2e H2O=CO 2OH ， 正确。 4 用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液 ， 一段时间后 ， 向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到 电解前的浓度的是 ( ) A AgNO3 B Na2SO4 C CuCl2 D HCl 答案 B 解析 既然电解一段时间后 ， 向剩余溶液中加水 ， 就能使溶液恢复到电解前的浓度 ， 这说明电解过程中消耗 的是水 ， 那么 ， 在两个电极上放电的离子分别是 H 和 OH ， 即溶液中阳离子的放电能力只能小于 H ；溶液中阴离子的放电能力也只
6、能小于 OH 。常见的这样的物质有强碱、含氧酸 和强碱对应的最高价含氧酸盐。 5 图中 X为电源 ， Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸 ， 滤纸中央滴有一滴 KMnO4溶液 ，通电后 Y中央的紫红色斑向 d端扩散。下列判断正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A 滤纸上 c点附近会变红色 B Cu电极质量减小 ， Pt电极质量增大 C Z中溶液的 pH 先减小 ， 后增大 D 溶液中的 SO42 向 Cu电极定向移动 答案 A 解析 紫红色斑 即 MnO4 向 d端扩散 ， 根据阴离子向阳极移动的原理 ， 可知 d 端为阳极 ， 即b为正极 ， a为负极 ， c 为阴极 ， NaCl
7、溶液中 H 放电 ， 产生 OH ， c点附近会变红色 ， A项正确；电解硫酸铜溶液时 ， Pt 为阳极 ， 溶液中的 OH 放电： 4OH 4e =O2 2H2O， Cu为阴极 ， 溶液中的 Cu2 得电子 ， 生成铜 ， 总反应式为 2CuSO4 2H2O=电解 2Cu O2 2H2SO4， Pt电极附近生成 H ， 则 SO42 向 Pt 电极移动 ， B、 D 项错误。随着电解的进行 ， Z 中溶液变为硫酸溶液 ， 再电解则为电解水 ， 硫酸浓度增大 ， pH 减小 ， C项错误。 6 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。 下列说法不正确的是 ( ) 已知：
8、Ni 2 在弱酸性溶液中发生水解 氧化性： Ni2 (高浓度 )H Ni2 (低浓度 ) A 碳棒上 发生的电极反应： 4OH 4e =O2 2H2O B 电解过程中 ， B中 NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少 C 为了提高 Ni的产率 ， 电解过程中需要控制废水 pH 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发生改变 答案 B 解析 A 项 ， 电极反应式：阳极： 4OH 4e =2H2O O2 ， 阴极： Ni2 2e =Ni， 2H 2e =H2 ， 正确； B 项 ， 由于 C 中 Ni2 、 H 不断减少 ， Cl 通过阴离子膜从 C 移向 B，
9、 A中OH 不断减少 ， 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 ，错误； C项 ， 由于 H 的氧化性大于 Ni2 (低浓度 )的氧化性 ， 所以为了提高 Ni 的产率 ， 电解【 精品教育资源文库 】 过程需要控制废水的 pH， 正确； D 项 ， 若去掉阳离子膜 ， 在阳极 Cl 放电生成 Cl2， 反应总方程式发生改变 ， 正确。 7 (2017 杭州 市高三质检 (如图所示的阴、阳离子交换膜电解槽中 ， 用惰性电极电解 Na2SO4溶液可制得硫酸和氢氧化钠溶液。下列说法不正确的是 ( ) A阳极反应式为 2H2O 2e =H2 2OH B
10、 N为阴离子交换膜 C 进口 b补充的是稀 NaOH溶液 D 电解过程中阳极附近的 pH不断降低 答案 A 解析 A 项 ， 电解 Na2SO4溶液 ， 实际上是电解水 ， 所以阳极反应式为 2H2O 4e =O2 4H ， 错误； B 项 ， 由 H2出口知电极 A 为阴极 ， 电极 B 为阳极 ， 水中的 OH 放电 ， 故要不断补充阴离子 ， 故 N为阴离子交换膜 ， 正 确； C项 ， 电极 A为阴极 ， 水中的 H 放电 ， 大量的氢氧化钠在阴极附近生成 ， 故在 b口加入稀氢氧化钠以增强导电性 ， 正确； D项 ， 阳极反应不断地消耗水中的氢氧根离子 ， 故 pH 不断降低 ， 正
11、确。 8 如图所示装置 是一种可充电电池 ， 装置 为电解池。离子交 换膜只允许 Na 通过 ， 充放电的化学方程式为 2Na2S2 NaBr3 Na2S4 3NaBr。闭合开关 K时 ， b极附近先变红色。下列说法正确的是 ( ) A负极反应为 4Na 4e =4Na B 闭合 K后 ， b电极附近的 pH变小 C 当有 0.01 mol Na 通过离子交 换膜时 ， b电极上析出气体在标准状况体积为 112 mL D 闭合 K后 ， a电极上产生的气体具有漂白性 【 精品教育资源文库 】 答案 D 9 (2016 天津 )化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na2Fe
12、O4。同时获得氢气： Fe 2H2O 2OH =电解 FeO42 3H2， 工作原理如图 1所示。装置通电后 ， 铁电极附近生成紫红色 FeO42 ， 镍电极有气 泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知： Na2FeO4只在强碱性条件下稳定 ， 易被 H2还原。 (1)电解一段时间后 ， c(OH )降低的区域在 _(填 “ 阴极室 ” 或 “ 阳极室 ”) 。 (2)电解过程中 ， 须将阴极产生的气体及时排出 ， 其原因为 _ _。 (3)c(Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2， 任选 M、 N两点中的一点 ， 分析 c(Na2FeO4)低于最高值的
13、原因： _ _。 答案 (1)阳极室 (2)防止 Na2FeO4与 H2反应使产率降低 (3)M点： c(OH )低 ， Na2FeO4稳定性差 ， 且反应慢或 N点： c(OH )过高 ， 铁电极上有 Fe(OH)3(或Fe2O3)生成 ， 使 Na2FeO4产率降低 解析 (1)根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气 ， 铁电极发生氧化反应 ， 溶液中的氢氧根离子减少 ， 因此 电解一段时间后 ， c(OH )降低的区域在阳极室 ， 故答案为：阳极室； (2)氢气具有还原性 ， 根据 题意 Na2FeO4只在强碱性条件下稳定 ， 易被 H2还原。电解过程中 ， 须将阴极产生的气体及时
14、排出 ， 防止 Na2FeO4与 H2反应使产率降低 ， 故答案为：防止 Na2FeO4与 H2反应使产率降低； (3)根据题意 Na2FeO4只在强碱性条件下稳定 ， 在 M 点 ， c(OH )低 ，Na2FeO4稳定性差 ， 且反应慢 ， 在 N 点： c(OH )过高 ， 铁电极上有氢氧化铁生成 ， 使 Na2FeO4产率降低故答案为： M 点： c(OH )低， Na2FeO4稳定性差 ， 且反应慢 (或 N 点： c(OH )过高 ，铁电极上有氢氧化铁生成 ， 使 Na2FeO4产率降低 )。 10 (1)电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。 【 精品教育资源文库 】 电化学降解 NO3 的原理如图 ， 电源正极为 _(填 “A” 或 “B”) ， 阴极反应式为_ _。 (2)如图是一种用电解原理来制备 H2O2， 并用产生的 H2O2处理废氨水的装置。 为了不影响 H2O2的产量 ， 需要向废氨水中加入适量 HNO3调节溶液的 pH 约为 5， 则所得溶液中 c(NH4 )_(填 “”“c(OH )， 则 c(NH4 )c(NO3 )； Ir Ru
