专题能力提升练 九 电化学原理及应用
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一、选择题
1.(2016·深圳一模)某兴趣小组设计了如图所示的原电池装置(盐桥中吸附有饱和K2SO4溶液)。下列说法正确的是( )
A.该原电池的正极反应是Cu+2e
2+
-
Cu
B.甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅 C.盐桥中的S
流向甲烧杯
D.若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸,电流表指针反向偏转 【解析】选B。正极发生还原反应Fe+e
3+
-
Fe,A错误;左边烧杯中发生Fe+e
2+3+-
Fe,则左烧杯中溶液
2+
的红色逐渐变浅,B正确;阴离子向负极移动,C错误;若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸,与铜发生氧化还原反应,铜为负极,电流表指针偏转方向不变,D错误。 【加固训练】
某原电池装置如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.Fe作正极,发生氧化反应 B.负极反应:2H+2e
+
-
H2↑
C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变 D.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl)增大
-
【解析】选D。此原电池的负极是铁,发生氧化反应,A错误;正极是石墨,H在此发生还原反应,B错误;工作一段时间后,右边烧杯中氢离子在石墨棒上被还原为H2不断逸出,使溶液酸性减弱,所以溶液的pH增大,C错误;盐桥中的Cl移向负极,则NaCl溶液中c(Cl)增大,D正确。
2.(2016·焦作一模)用氟硼酸(HBF4,属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液,可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良,反应方程式为:Pb+PbO2+4HBF4 下列说法正确的是( ) A.放电时的负极反应为PbO2+4H+2e
+
---
+
2Pb(BF4)2+2H2O。Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质。
Pb+2H2O
2+
B.充电时,当阳极质量增加23.9 g时,溶液中有0.2 mol电子通过 C.放电时,正极区pH增大
D.充电时,Pb电极与电源的正极相连
【解析】选C。放电时,负极上应该是金属铅发生氧化反应,A错误;电子只能经过导线,不能经过电解质溶液,B错误;放电时正极上发生还原反应,PbO2+4H+2e充电时,Pb电极和电源的负极相连,D错误。 【互动探究】
(1)充电时的阳极的电极反应式为_____________________________。 提示:Pb+2H2O-2e
2+
-+
-
Pb+2H2O,氢离子浓度减小,所以pH增大,C正确;
2+
PbO2+4H。充电时的阳极的电极反应式和放电时的正极的电极反应式相反。
+
(2)该电池在放电过程中,负极质量__________,正极质量________(填“减少”“增加”或“不变”)。 提示:减少 减少。因Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质,该电池在放电过程中,正极、负极质量都减少。 (3)放电时,电解液中氟硼酸的浓度将________(填“减少”“增加”或“不变”)。 提示:减少。放电时消耗氟硼酸生成水,氟硼酸的浓度将减少。
3.(2016·滨州一模)利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是( )
A.a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小 B.一段时间后,a管液面高于b管液面 C.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
D.a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e
+
-
Fe
-
2+
【解析】选A。b处氢离子放电发生2H+2eH2↑,溶液的pH增大,A错误;左边发生吸氧腐蚀时,右边发
生析氢腐蚀,一段时间后,a管液面高于b管液面,B、C正确;a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀,负极都是铁,电极反应式为Fe-2e
-
Fe,D正确。
2+
4.(2016·四川高考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池总反应为Li1-xCoO2+LixC6
+
LiCoO2+C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是
( )
A.放电时,Li在电解质中由负极向正极迁移 B.放电时,负极的电极反应式为LixC6-xe
--
xLi+C6
+
C.充电时,若转移1 mol e,石墨(C6)电极将增重7xg D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe
-
Li1-xCoO2+xLi
+
【解题指南】解答本题时应注意以下三点: (1)准确判断反应前后各元素的化合价。
(2)明确放电时发生原电池反应,充电时发生电解池反应。
(3)可充电电池的负极反应和阴极反应相反,正极反应和阳极反应相反。
【解析】选C。放电时,阳离子向原电池的正极移动,A选项正确;Li1-xCoO2中Li显+1价,氧显-2价,则Co显+(3+x)价,LixC6中Li显+1价,则C显-价,LiCoO2中Co显+3价,C6中C显0价。负极发生氧化反应,其电极反应式为LixC6-xe
-
xLi+C6,B选项正确;充电时,C6为电解池的阴极,电极反应式为xLi+C6+xe
-1
++-
LixC6,
若转移1 mol电子,则消耗mol C6,其质量减小mol×72 g·mol=g,C选项错误;正极发生还原反应,其电极反应式为Li1-xCoO2+xLi+xe选项正确。 二、非选择题
5.(2016·宜春一模)电解原理在工业生产中有广泛的应用。
(1)如图为离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图,下列说法不正确的是__________。
+
-
LiCoO2,则充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe
-
Li1-xCoO2+xLi,D
+
A.直流电源的左侧为负极 B.从E口逸出的气体是H2
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