1、第6课时电化学原理的综合应用课时集训测控导航表知识点题号串联装置的辨识与分析2含离子交换膜装置的应用1,3电化学的有关计算4,5综合应用6一、选择题1.厨房垃圾发酵液通过电渗析法处理,同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子)。下列说法正确的是(C)A.通电后,阳极附近pH增大B.电子从负极经电解质溶液回到正极C.通电后,A-通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室D.当电路中通过2 mol电子的电量时,会有1 mol O2生成解析:由题图可知,阳极上电解水产生H+和O2,所以通电后,阳极附近pH减小,A项错误;电子不进入电解质溶液,电解质溶液导电是通过带电离子的定向移动
2、,B项错误;电解池中,阴离子向阳极方向移动,故通电后,A-通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室,C项正确;根据阳极的电极反应式2H2O-4e-O2+4H+,当电路中通过2 mol电子的电量时,会有0.5 mol O2生成,D项错误。2.目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场,该电池通过特殊的装置进行电能输出,不会造成任何污染,是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法不正确的是(C)A.甲池是燃料电池,乙池是电解池B.A为负极,C为阳极C.甲池中负极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+D.乙池中D电极质量增加5.40 g时,理论上甲池中转移0.05 mo
3、l电子解析:甲池为燃料电池,为乙池提供能量,故乙池为电解池,A项正确;甲池中甲醇失电子,故A作电源负极,B作正极,B连接乙池中C极,故C为阳极,B项正确;题中的甲醇燃料电池为碱性电池,生成的CO2和H+均能与OH-反应,故正确的电极反应式为CH3OH+8OH-6e-C+6H2O,C项错误;D电极上析出Ag的质量为5.40 g,则其物质的量为0.05 mol,即转移的电子为0.05 mol,D项正确。3.氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示。下列叙述不正确的是(D)A.b极附近溶液的pH增大B.a极发生的反应为2H2O-4e-O2+4H+C.该法制备LiOH
4、还可得到硫酸和氢气等产品D.当电路中通过1 mol电子时,可得到2 mol LiOH解析:由图可知,Li+向b极移动,则b极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2,故b极附近溶液的pH增大,A正确;a极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2+4H+,B正确;S向a极移动,与a极产生的H+形成H2SO4,在b极上产生H2和LiOH,C正确;根据阴极反应式可知,电路中通过1 mol电子时,生成1 mol OH-,可得到1 mol LiOH,D错误。4.我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的
5、是(D)A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极解析:放电时,Zn是负极,负极反应式为Zn-2e-Zn2+,a电极为正极,正极反应式为I2Br-+2e-2I-+Br-,溶液中离子的数目增大,故A、B正确;充电时,a是阳极,与外接电源的正极相连,故D不正确;阳极反应式为Br-+2I-2e-I2Br-,b是阴极,阴极反应式为Zn2+2e-Zn,每增重0.65 g,转移0.02 mol e-,相应的有0.02 mol I-被氧化,故C正确。5.我国科
6、研人员研制出一种室温“可呼吸”NaCO2电池。放电时该电池“吸入”CO2,充电时“呼出”CO2。吸入CO2时,其工作原理如图所示。吸收的全部CO2中,有转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面。下列说法正确的是(C)A.“吸入”CO2时,钠箔为正极B.“呼出”CO2时,Na+向多壁碳纳米管电极移动C.“吸入”CO2时的正极反应:4Na+3CO2+4e-2Na2CO3+CD.标准状况下,每“呼出”22.4 L CO2,转移电子 0.75 mol解析:“吸入”CO2时,是原电池,根据图示,钠变成了Na+,被氧化,钠箔为负极,故A项错误;“呼出”CO2时,是电解池,阳离子向阴极
7、移动,Na+向钠箔电极移动,故B项错误;放电时该电池“吸入”CO2,吸收的CO2有转化为Na2CO3固体,有转化为C,正极反应:4Na+3CO2+4e-2Na2CO3+C,故C项正确;标准状况下,22.4 L CO2的物质的量为1 mol,根据2Na2CO3+C-4e-4Na+3CO2,可知每“呼出”1 mol CO2,转移电子 mol,故D项错误。二、非选择题6.(1)电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如图。b膜为(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。理论上每生成1 mol H3BO3,两极室共生成L气体(标准状况)。N室中,进口和出口NaOH溶液的浓度:a% (填“”或“”)b
8、%。(2)如图所示,通电5 min后,电极5的质量增加2.16 g,请回答下列问题:电源:a是极,C槽是池。A槽的阴、阳极电极反应式: 。如果B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中Cu2+的物质的量浓度为。室温下如果A槽溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程中溶液体积不变),则通电后溶液的pH为。解析:(1)原料室中的B(OH通过b膜进入产品室、Na+通过c膜进入N室,M室中氢离子通过a膜进入产品室,则a、c为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,理论上每生成1 mol产品,M室生成1 mol H+,转移电子1 mol,M、N
9、室电极反应式分别为2H2O-4e-O2+4H+、4H2O+4e-2H2+4OH-,N室生成0.5 mol H2,M室生成0.25 mol氧气,两极室共产生标准状况下16.8 L气体。N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,原料室中的钠离子通过c膜进入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以N室:a%b%。(2)电极5发生的电极反应,Ag+e-Ag,n(Ag)=0.02 mol,可知电路上通过0.02 mol电子。B槽电极4产生O2,n(O2)=0.005 mol,则B槽电极3产生的H2为-0.005 mol=0.005 mol,由于2H+2e-H2,所以Cu2+得到电子物质的量为0.01 mol,所以n(Cu2+)=0.005 mol,c(Cu2+)=0.025 molL-1。A中c(OH-)=0.100 molL-1,故pH=13。答案:(1)阴离子16.8(2)负电镀阴极:2H+2e-H2;阳极:2Cl-2e-Cl20.025 molL-113
