A.用图1装置处理银器表面的黑斑(Ag2S),银器表面发生的反应为Ag2S+2e2Ag+S B.用图2装置电解一段时间后,铜电极部分溶解,溶液中铜离子的浓度基本不变 C.图3装置中若直流电源的X极为负极,则该装置可实现粗铜的电解精炼 D.图4装置中若M是铜,则该装置能防止铁被腐蚀
【解析】选A。题图1装置中,银器、铝与食盐水构成原电池,银器是正极,银器上的Ag2S发生还原反应生成银,A项正确;题图2装置中,铜电极是阴极,铜不参与电极反应,B项错误;题图3装置中若X极为负极,则粗铜是阴极,电解精炼铜时粗铜应作阳极,C项错误;题图4装置中,铁作负极,铁被腐蚀,D项错误。 3.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,下列与此原理有关的说法错误的是
( )
-2-
A.正极反应为S+5H2O+8eHS+9OH B.输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C.这种情况下,Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【解析】选C。A.原电池的正极发生还原反应,由图示可知发生的电极反应为S+5H2O+8eHS+9OH,故A正确;B.硫酸盐还原菌是蛋白质,在高温下易变性,失去催化效率,则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀,故B正确;C.由图示可知,Fe腐蚀的最终产物为FeO,故C错误;D.管道上刷富锌油漆,形成Zn-Fe原电池,Fe变为正极,可以延缓管道的腐蚀,故D正确。
------
4.(xx·娄底模拟)利用如图所示装置进行实验,甲、乙两池均为1 mol·L的AgNO3溶液,A、B均为Ag电极。实验开始先闭合K1,断开K2,一段时间后,断开K1,闭合K2,形成浓差电池,电流计指针偏转(Ag浓度越大,氧化性越强)。下列说法不正确的是 ( )
+
-1
A.闭合K1,断开K2后,A极质量增大 B.闭合K1,断开K2后,乙池溶液浓度增大 C.断开K1,闭合K2后,N向B极移动 D.断开K1,闭合K2后,A极发生氧化反应
【解析】选C。A项,闭合K1,断开K2后,形成电解池,A为阴极,Ag发生还原反应生成银,A极质量增大,正确;B项,阳极金属银被氧化,c(Ag)增大,N向阳极移动,乙池溶液浓度增大,正确;C项,断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,由上述分析可知B为正极,A为负极,N向负极移动,错误;D项,A为负极,发生氧化反应,正确。 5.在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH ),可获得清洁能源H2。其原理如图所示。不正确的是 ( )
+
+
A.通电后,H通过质子交换膜向右移动,最终右侧溶液pH减小 B.电源B极为负极
C.与电源A极相连的惰性电极上发生的反应为 CH3COOH-8e+2H2O2CO2↑+8H
D.通电后,若有0 .1 mol H2生成,则转移0.2 mol 电子
-+
+
【解析】选A。在阴极上氢离子得电子生成氢气,但是阳离子氢离子会经过交换膜进入阴极室,阴极室的pH几乎保持不变,A错误;右侧产生氢气,说明是阴极,右侧B电极是电源的负极,B正确;在阳极上CH3COOH失电子生成二氧化碳,电极反应式为CH3COOH-8e+2H2O2CO2↑+8H,C正确;在阴极上氢离子得电子生成氢气,即2H+2eH2↑,因此若有0.1 mol H2生成,则转移0.2 mol 电子,D正确。
6.(xx·宝鸡模拟)铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,工作原理为Fe+CrFe+Cr。下列说法正确的是
( )
3+
2+
2+
3+
+
--+
A.电池充电时,b极的电极反应式为Cr+eCr B.电池充电时,Cl从a极穿过选择性透过膜移向b极 C.电池放电时,a极的电极反应式为Fe+3eFe
D.电池放电时,电路中每通过0.1 mol电子,Fe浓度降低0.1 mol·L
【解析】选A。由图可知,正极(FeCl3/FeCl2+盐酸)、负极(CrCl3/CrCl2),负极反应为Cr-eCr,正极反应为Fe+eFe。充电时,b极为阴极,发生还原反应:Cr+eCr,A正确;充电时,为电解池,a极(阳极)反应为Fe-eFe,Cl由b极移向a极,B、C错误;没有溶液的体积,无法计算浓度变化,D错误。 7.(能力挑战题)用石墨电极完成下列电解实验。
实验一 实验二 2+
-3+
-3+
-2+
3+
-2+
2+
-3+
3+
-1
3+
--3+
-2+
装置 现象 色;c处无明显变化 下列对实验现象的解释或推测不合理的是( ) A.a、d处:2H2O+2eH2↑+2OH B.b处:2Cl-2eCl2↑
----
a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;…… C.c处发生了反应:Fe-2eFe
D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜
【解析】选B。a、d处试纸变蓝,说明溶液显碱性,是溶液中的氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子剩余造成的,故A正确;b处变红,局部褪色,说明是溶液中的Cl失去电子生成Cl2,Cl2溶于水生成HCl和HClO,使溶液呈酸性,pH试纸变红,HClO具有漂白性,使试纸局部褪色,因此b处发生的反应有:2Cl-2e Cl2↑,Cl2+H2OHClO+H+Cl,故B错误;c处为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,故C正确;实验一中a、c形成电解池,d、b形成电解池,所以实验二中相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极),m为电解池的阴极,另一球朝m的一面为阳极(n的背面),相当于电镀,即m上有铜析出,故D项正确。 【易错提醒】
(1)由实验一的现象,推理可知a、b、c、d分别为阴极、阳极、阳极、阴极。
(2)通过实验一、二的现象可以分析出这是多个“串联电路的电解池”,实验一的图可以表示如下:
+
----
-2+
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
8.(12分)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH)2,装置如图所示,其P端通入CO2。
(1)石墨Ⅰ电极上的电极反应式为______________________。
(2)通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色,则下列说法中正确的是________(填序号)。 A.X、Y两端都必须用铁作电极 B.可以用NaOH溶液作电解液 C.阴极发生的反应是2H+2eH2↑ D.白色沉淀只能在阳极上产生
+
-
(3)若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,则其颜色变化为________,该反应的化学方程式为__ __。
【解析】(1)石墨Ⅰ电极为负极,H2发生氧化反应,且C向负极移动参与反应。
(2)电解法制备Fe(OH)2,阳极(Y)必须用Fe作电极,阴极(X)可以不用Fe作电极,A错误;电解质溶液可以为碱溶液,B正确;阴极上H发生还原反应,C正确;白色沉淀不一定在阳极区生成,D错误。
(3)Fe(OH)2暴露在空气中,会被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,现象为白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
答案:(1)H2-2e+CCO2+H2O (2)B、C
(3)白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
9.(15分)(xx·景德镇模拟)(1)用间接电化学法除去NO的过程,如图所示:
-+
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间,写出阴极的电极反应式:______ _____________________。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:__________________________。 (2)目前已开发出电解法制取ClO2的新工艺。
①用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2(如图所示),写出阳极产生ClO2的电极反应式:_________________________。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________ mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因:________________________________。
2019年高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 课时梯级作业二十 6.3 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
