2－
为负极,电极反应式为CO－2e－＋CO3 ===2CO2
B.Zn粒与稀硫酸反应制氢气时,为加快反应速率,可在反应过程中滴加几滴CuSO4溶液
＋2＋C.根据自发氧化还原反应Cu＋2NO－3＋4H===Cu＋2NO2↑＋2H2O设计原电池,
可在常温下用铜和铁作电极,使用浓硝酸作电解质溶液
D.原电池中电子从负极出发,经外电路流向正极,再从正极经电解液回到负极构成闭合回路 答案 D
5.(2019·福建厦门第一次质量检测)铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺,装置如图。若上端开口关闭,可得到强还原性的H·(氢原子)；若上端开口打开,并鼓入空气,可得到强氧化性的·OH(羟基自由基)。下列说法错误的是( )
A.无论是否鼓入空气,负极的电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋ B.不鼓入空气时,正极的电极反应式为H＋＋e－===H· C.鼓入空气时,每生成1 mol·OH有2 mol电子发生转移 D.处理含有草酸(H2C2O4)的污水时,上端开口应打开并鼓入空气
【解析】 根据铁碳微电解装置示意图可知,Fe为原电池负极,发生氧化反应:Fe－2e－===Fe2＋,故A正确；由题意可知上端开口关闭,可得到强还原性的H·,则不鼓入空气时,正极的电极反应式为H＋＋e－===H·,故B正确；鼓入空气时,正极的电极反应式为O2＋2H＋＋2e－===2·OH,每生成1 mol·OH有1 mol电子发生转移,故C错误；
－处理含有草酸(H2C2O4)的污水时,因C2O24具有很强的还原性,与氧化剂作用易被氧
化为CO2和H2O,则上端开口应打开并鼓入空气生成强氧化性的·OH,以氧化H2C2O4处理污水,故D正确。 答案 C
6.(2018·安徽“江南十校”第一次联考)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图。下列说法正确的是( )
A.a为CH4,b为CO2
－B.CO23向正极移动
C.此电池在常温时也能工作
－D.正极电极反应式为:O2＋2CO2＋4e－===2CO23
－【解析】 由图可知a为负极,发生反应:CH4－8e－→CO2,电池中传导的是CO23,
2利用CO23平衡电荷得:CH4－8e＋4CO3===5CO2＋2H2O,b极通入空气,发生反
－
－
－
－应:2O2＋4CO2＋8e－===4CO2B错误,D正确；熔融碳酸盐,在常温下不能进行,C3,A、
错误。 答案 D
7.(2019·山东济宁期末)H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为:2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－632 kJ·mol1。下图为质子
－
膜H2S燃料电池的示意图。下列说法不正确的是( )
A.电路中每流过2 mol电子,电池内部释放316 kJ热能 B.每34 g H2S参与反应,有2 mol H＋经质子膜进入正极区 C.电极a为电池的负极
D.电极b上发生的电极反应为:O2＋4e－＋4H＋===2H2O
【解析】 A项原电池中能量转换形式为化学能转化为电能,故A项错误。 答案 A
8.我国对可呼吸的钠——二氧化碳电池的研究取得突破性进展,该电池的总反应式
为:4Na＋3CO22Na2CO3＋C,其工作原理如图所示(放电时产生的碳酸钠固体
储存于碳纳米管中)。关于该电池,下列说法错误的是( )
A.充电时,Na＋从阳极向阴极移动 B.可以用乙醇代替TEGDME作有机溶剂 C.放电时,当转移1 mol电子时负极质量减轻23 g
D.放电时,正极反应式为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C
【解析】 已知4Na＋3CO22Na2CO3＋C,放电时Na为负极,充电时Na金属
片连接电源的负极为阴极；A.充电时是电解池,Na＋从阳极向阴极移动,故A正确；B.Na能与乙醇反应,不可代替TEGDME做有机溶剂,故B错误；C.放电时,当转移1 mol电子时,负极氧化的钠为1 mol,即质量减轻23 g,故C正确；D.放电时,正极上CO2发生还原反应生成C,发生的电极反应为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C,故D正确。 答案 B
9.(2018·安徽皖北协作区联考)一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法不正确的是( )
A.Cl－由中间室移向左室
B.X气体为CO2
C.处理后的含NO－3废水的pH降低
D.电路中每通过4 mol电子,产生标准状况下X气体的体积为22.4 L
【解析】 该电池中,NO－3得电子发生还原反应,则装置中右边电极是正极,电极反
－＋应为2NO－3＋10e＋12H===N2↑＋6H2O,装置左边电极是负极,负极上有机物失
电子发生氧化反应生成X,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳。放电时,电解质溶液中阴离子Cl－移向负极室(左室),A项正确；有机物在厌氧菌作用下生成二氧化
－＋碳,所以X气体为CO2,B项正确；正极反应为2NO－3＋10e＋12H===N2↑＋
6H2O,H＋参加反应导致溶液酸性减小,溶液的pH增大,C项错误；根据负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应为C6H10O5－24e－＋7H2O===6CO2↑＋24H＋知,电路中每通过4 mol电子,产生标准状4
况下X气体的体积为24×6×22.4＝22.4(L),D项正确。 答案 C
10.蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反
应如下:NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。
(1)此蓄电池在充电时,电池负极应与外加电源的 极连接,电极反应式为__________________________________________________________________。 (2)以铜为电极,用此蓄电池作电源,电解以下溶液,开始阶段发生反应: Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑的有 。 A.稀硫酸 C.Na2SO4溶液 E.NaCl溶液
(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极),工作一段时间后,蓄电池内部消耗了0.36 g水,则:电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N,则金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝ (用含a、x的代数式表示)。
(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－
B.NaOH溶液 D.CuSO4溶液
8e
－
＋4CO
2－3
===5CO2＋2H2O,则正极的电极反应式为
_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 【解析】 (1)此蓄电池在充电时,电池阴极应与外加电源的负极连接,发生氢氧化亚铁得电子的还原反应,其电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。
(2)以铜为电极,用此蓄电池作电源,则阳极铜失去电子,根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子,铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀,稀硫酸溶液显酸性,不能生成氢氧化铜,A错误；氢氧化钠溶液显碱性,阴极氢离子放电,可以产生氢氧化铜,B正确；铜电极电解硫酸钠溶液,阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡,产生氢氧化铜,C正确；铜电极电解硫酸铜溶液,开始阴极铜离子放电,D错误；铜电极电解氯化钠溶液,阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡,产生氢氧化铜,E正确。 (3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极),工作一段时间后,蓄电池内部消耗了0.36 g水,即0.02 mol水,根据方程式可知反应中转移0.02 mol电子。电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N,则根据电子得失守恒可ax
知,金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝0.02＝50ax。
(4)已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e＋4CO23===5CO2＋2H2O,则
－
－
正极是氧气得到电子,根据负极反应式可知,正极电极反应式为2O2＋4CO2＋8e－
－===4CO23。
答案 (1)负 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－
－－2－(2)B、C、E (3)50ax (4)O2＋2CO2＋4e－===2CO23(或2O2＋4CO2＋8e===4CO3)
11.(2018·天津静海一中等五校期末联考)某兴趣小组做如下探究实验:
(1)图Ⅰ为依据氧化还原反应设计的原电池装置,该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。 反应前,两电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,则导线中通过 mol电子。
(2)如图Ⅰ,其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极的反应式为_____________________________________________________________, 这是由于NH4Cl溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表
示
溶
液
显
此
性
的
原
高2021届高2018级高中化学一轮复习第六章化学反应与能量变化第2讲
