1、第九章化学反应与电能一遍过高考化学第27练 原电池原理及应用第28练 二次电池第29练 电解原理及应用第30练 金属的腐蚀与防护第31练 新型电化学装置的分析第27练 原电池原理及应用1.2021广东9,2分,难度火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时()A.负极上发生还原反应B.CO2在正极上得电子C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能B【解析】该电池的负极上金属钠失去电子发生氧化反应,A项错误;CO2在正极(碳纳米管)上得电子发生还原反应,B项正确;原电池工作时,阳离子从负极向正极移动,C项错
2、误;该装置为原电池,放电时将化学能转化为电能,D项错误。【原理分析】根据题中信息可知该Na-CO2电池中Na为负极,负极上Na失电子发生氧化反应,碳纳米管为正极,CO2在正极上得电子发生还原反应。B【解析】海水中含有大量的电解质,故A项正确;Li是活泼金属,作负极,则N极是正极,正极上海水中溶解的O2、CO2等均能放电,B项错误;由于Li易与水反应,故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能,同时为形成闭合的回路,也应具有传导离子的功能,C项正确;该电池属于一次电池,D项正确。【电池分析】B【解析】根据各电极上转移电子数相等,知电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1 2,B项错误。4.
3、2021山东10,2分,难度以KOH溶液为离子导体,分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池,下列说法正确的是()A.放电过程中,K+均向负极移动B.放电过程中,KOH物质的量均减小C.消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2-O2燃料电池的理论放电量最大D.消耗1 mol O2时,理论上N2H4-O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 LCB【教你审题】分析装置图时,抓住粒子流向与物质转化,整体认识合成氨原理。联系原电池原理综合作出判断。B【解析】根据上述分析可知,A项正确;该电池工作时,Cl-向a极移动,Na+向b极移动,即隔膜1为阴离子交换膜
4、,隔膜2为阳离子交换膜,B项错误;电路中转移1 mol电子时,向a极和b极分别移动1 mol Cl-和1 mol Na+,则模拟海水理论上可除盐58.5 g,C项正确;电池工作时负极产生CO2,正极产生H2,结合正、负极的电极反应知,一段时间后,正极和负极产生气体的物质的量之比为2 1,D项正确。【图象分析】结合图示可知放电时的电极反应如下:电极名称电极反应负极(a极)正极(b极)CDA【解析】【电池分析】新考法新考法9.2022浙江1月21,2分,难度创新命题角度,以pH计的工作原理为载体考查原电池原理的应用pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球
5、内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是()C新考法新考法第28练 二次电池B【原理分析】结合该电池放电时产生金属间化合物Li3Bi,可知M极为负极,N极为正极,电极反应分析如下。电极电极反应式负极(M极)正极(N极)C【解析】由充电时电极a的反应式可知,电极a发生还原反应,则充电时电极a为阴极,电极b为阳极,A项错误;放电时,负极Na3Ti2(PO4)3转化为Na+,正极Cl2发生还原反应生成Cl-,NaCl溶液的浓度增大,但溶液一直为中性,故放电时Na
6、Cl溶液的pH不变,B项错误、C项正确;充电时,每生成1 mol Cl2,则转移2 mol电子,由题干电极a反应式可知,有2 mol Na+参与反应,则电极a质量理论上增加46 g,D项错误。【技巧点拨】(1)题干中充电时电极a反应式是解答的突破口;(2)充电时,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。A【电池分析】新考法新考法A新考法新考法第29练 电解原理及应用C【解析】阴极得电子,发生还原反应,被还原,A项、B项错误;由金属活动性顺序可知,Mg、Al在阳极失电子,离子进入电解液,Cu金属活动性弱,则阳极泥主要含Si、Cu,C项正确;阴极Al3+得电子生成Al单质,阳极上Mg、Al均失电子变成
7、离子进入电解液中,故阳极和阴极的质量变化不相等,D项错误。D3.2022天津11,3分,难度实验装置如图所示。接通电源后,用碳棒(a、b)作笔,在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字,a端的字迹呈白色。下列结论正确的是()A.a为负极B.b端的字迹呈蓝色C.电子流向为:bbaaD.如果将a、b换为铜棒,与碳棒作电极时的现象相同BD【原理分析】图示装置为电解池,根据外接电源可确定石墨电极为阳极,Co电极为阴极,其电极反应分别为:阳极(石墨)阴极(Co电极)D6.2021天津11,3分,难度如下所示电解装置中,通电后石墨电极上有O2生成,Fe2O3逐渐溶解,下列判断错误的是()A.a
8、是电源的负极B.通电一段时间后,向石墨电极附近滴加石蕊溶液,出现红色C.随着电解的进行,CuCl2溶液浓度变大D.当0.01 mol Fe2O3完全溶解时,至少产生气体336 mL(折合成标准状况下)C新考法新考法C新考法新考法新考法新考法A新考法新考法【解析】【原理分析】根据题意结合图示知,通过测量b容器中溶液变红色时c管内收集的气体的体积,结合各电极上转移的电子数相等可计算乙酸溶液的浓度,则右侧Pt电极为阴极,CH3COOH放电,左侧Pt电极为阳极,H2O放电。具体分析如下:新考法新考法由以上分析知,A项正确;实验结束时,b中CH3COOH被完全消耗生成CH3COO-,CH3COO-水解使
9、溶液显碱性,故溶液为红色,B项错误;未指明气体所处的状况,不能根据体积计算其物质的量,C项错误;盐桥起传递离子使溶液呈电中性的作用,铜导线不能传递离子,D项错误。新考法新考法C装置序号电解质溶液实验现象 0.1 molL-1 CuSO4+少量H2SO4溶液阴极表面产生无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验,电解液中有Fe2+0.1 molL-1CuSO4+过量氨水阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验,电解液中无Fe元素新考法新考法【原理分析】图示装置中铁作阴极,由实验现象知,实验中铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,一段时间后,
10、铜离子在阴极放电,得电子发生还原反应生成铜;实验中铜离子先与过量氨水反应生成四氨合铜离子,c(Cu2+)减小,避免了Fe与Cu2+反应,然后四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,故铁表面得到比实验更致密的镀层。第30练 金属的腐蚀与防护C2.2022广东11,4分,难度为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是()A.加入AgNO3溶液产生沉淀B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C.加入KSCN溶液无红色出现D.加入K3Fe(CN)6溶液无蓝色沉淀生成D【解析】若铁片被腐蚀,则溶液
11、中含有Fe2+,在溶液中加入K3Fe(CN)6溶液,反应生成蓝色的KFeFe(CN)6沉淀,D项正确;A项只能检验溶液中含有Cl-,B项只能检验溶液中无强氧化性物质,C项只能检验溶液中无Fe3+,三者均不能说明铁片没有被腐蚀。3.2022上海18,2分,难度浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图,其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连,控制合适的电压,使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜,以有效减缓金属腐蚀。下列选项错误的是()A.金属贮存罐可用钢制材料B.电子沿导线流入辅助电极C.贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连D.电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀C【解析】钢的主要成分是铁,铁遇冷的浓硫酸发生钝
12、化,因此金属贮存罐可用钢制材料,A正确;贮存浓硫酸的金属罐为阳极,连接电源正极,辅助电极是阴极,电子沿导线流向辅助电极,B正确,C错误;电压过高时,有可能会加剧腐蚀,D正确。【原理分析】第31练 新型电化学装置的分析C【解析】石墨电极为阳极,A项错误;该电解池的电解质为熔融盐,不存在H+,B项错误;根据阳极上生成CO知,石墨优先于Cl-参与反应,C项正确;石墨电极为阳极,阴离子O2-向石墨电极移动,D项错误。【原理分析】根据各电极上的物质变化,判断反应类型,确定电极类型。B【原理分析】锌溴液流电池的电解液为ZnBr2水溶液,电解液通过泵循环流过正、负电极表面。充电时锌沉积在阴极上,阳极生成的溴
13、转化成Br2复合物贮存在贮液器中;放电时负极表面的锌溶解,正极Br2复合物放电转变成溴离子,电解液回到溴化锌的状态。3.2021辽宁13,3分,难度利用 (Q)与(QH2)电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是()A.a为电源负极B.溶液中Q的物质的量保持不变C.CO2在M极被还原D.分离出的CO2从出口2排出C【原理分析】M极上QQH2,为Q得氢的反应,即发生还原反应,故M极为阴极,N极为阳极。电极电极反应阴极(M极)阳极(N极)B【解析】结合充电时Li+得电子成为Li嵌入电极A的薄膜材料中,知充电时电极A为阴极,则集流体A应和外接
14、电源负极相连,A项正确;放电时,外电路中通过a mol电子时,负极(电极A)生成的a mol Li+通过LiPON薄膜电解质转移至电极B,LiPON薄膜电解质并未损失Li+,B项错误;由上述分析知,C项正确;结合正极和负极反应式可写出电池总反应为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2,D项正确。【原理分析】根据题中信息和图示装置,可知该电池放电时,电极A为负极,电极B为正极,电极反应为:电极电极反应负极(电极A)正极(电极B)DC【解析】【电池分析】BDBD【解析】【原理分析】根据右侧装置为原电池,乙酸盐降解为二氧化碳,发生氧化反应,LiCoO2转化为Co2+,发生还原反应,知右侧装置左电极为负极,右电极为正极;左侧装置为电解池,左电极为阳极,乙酸盐转化为CO2气体,右电极为阴极,Co2+转化为Co单质。新考法新考法C新考法新考法新考法新考法C新考法新考法【原理分析】由图可知该装置为二次电池,放电时O2Li2O2,LiLi+;充电时Li2O2O2,Li+Li,由此写出的电极反应式如下:电极电极反应式电解池阳极(光催化电极)阴极(金属锂)原电池正极(光催化电极)负极(金属锂)
