1、第三节电能转化为化学能-电解（二）一、单选题，共15小题1某种氢氧燃料电池的电解质溶液为硫酸溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是A正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-B工作一段时间后，电解液中硫酸的物质的量不变C电解质溶液中H+向正极移动D用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol电子转移2普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法正确的是A测量原理示意图中，电流方向从Cu流向Ag2OB负极
2、的电极反应式为2Cu+2OH-2e-=Cu2O+H2OC电池工作时，OH-向正极移动D2molCu与1molAg2O的总能量低于1molCu2O与2molAg具有的总能量3NCl3是一种黄色黏稠状液体，可用于制备新型消毒剂ClO2，其制备装置如图所示。下列说法正确的是APt极发生氧化反应，可用淀粉-KI试纸检验MB石墨极的反应式为C电解过程中，质子交换膜右侧溶液pH会增大D每生成1mol NCl3，会生成67.2L气体M4化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是A医用口罩过滤层由聚丙烯熔喷布构成，熔喷布是天然高分子材料B地沟油经过加工处理后可用来制肥皂和生物柴油C新冠灭活疫苗可采用福尔马林
3、灭活，原理是使蛋白质变性D氯气泄漏时，应向地势高处疏散撤离5以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是A乙池电极接电池正极，气体X为H2BNa+由乙池穿过交换膜进入甲池CNaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度大D甲池电极反应：4-4e+2H2O=4+O26近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：下列说法错误的是A工作时，a极与电源负极相连B阳极区的电极反应为：N26H2O-10e-=2NO12HC阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为5：3D该离子交换膜应使用质子交换膜
4、7我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置，分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是Aa膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜B充电时锌极的电极反应式为C外电路中每通过2mol电子，复合膜层间有解离D放电时在多孔Pd纳米片表面转化为甲酸(HCOOH)8某学生欲完成2H+Fe=Fe2+H2反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是ABCD9如右图所示，下列叙述正确的是AX为阴极，发生还原反应B电子沿ZnYXCu路径流动CNa+移向Y，与滤纸接触处有氧气生成DY与滤纸接触处变红10500mLNaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c
5、(Na)为0.2 molL1，用Pt作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是A原混合溶液中c(NO3-)0.4 molL1B假设上述电解进行了5min,则通过的电量为0.2 NA1.601019CC电解得到的Cu的质量为12.8gD电解后溶液中pH=1，要想恢复原状，可加0.05mol的CuCO311原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。下列关于下图所示原电池装置的说法中，不正确的是ACu为原电池的正极B能将化学能转化为电能C电子从Cu经导线流向ZnDCu上发生的反应为2H 2e-
6、=H212下列有关说法正确的是A反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的HSO42-，所以应为H2O电离产生的OH-放电，产生O2和H+，则电极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+。溶液中分隔各个室的膜为阳离子交换膜，阳离子向阴极移动，H+向右移动，在b室发生反应：2H+2e-=H2，H+不断消耗，使c(H+)降低，所以b室较a室c(H+)有所降低，因此电解后，a室的NaHSO3浓度增加。【点睛】本题以焦亚硫酸钠Na2S2O5为背景，考查电解原理的应用，电极反应式的书写、离子浓度的变化，试题有助于培养综合分析问题的能力。17Ag或石墨 Cu AgNO3
7、Ag+e-=Ag Cu-2e-=Cu2+ 正 负 正 B CH4 CH4+2O2=CO2+2H2O O2+4H+4e-=2H2O 1.12 【分析】【详解】(1)分析反应方程式Cu2AgNO3=2AgCu(NO3)2可知，Cu的化合价升高，被氧化，故做负极，则正极材料需比铜更不活泼的金属电极或者惰性电极，电解质溶液为AgNO3溶液，故答案为：Ag或石墨；Cu；AgNO3；(2)根据原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应可知，电极反应式：正极：Ag+e-=Ag；负极：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：Ag+e-=Ag；Cu-2e-=Cu2+；(3)原电池电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向
8、负极，故溶液中Ag向正极移动，电子从负极流向正极，故答案为：正；负；正；(4)根据图示可知，电子由电极B移向电极A，故该装置的负极是电极B，燃料电池中通入燃料的一极是负极，通入氧气等氧化剂的是正极，故c处通入的物质是CH4，故答案为：B；CH4；(5)根据燃料电池反应方程式的书写结合电解质溶液为稀硫酸，故甲烷燃料电池供电时的总反应方程式为CH4+2O2=CO2+2H2O，正极电极方程式为：O2+4H+4e-=2H2O，故答案为：CH4+2O2=CO2+2H2O；O2+4H+4e-=2H2O；(6)根据电子守恒可知，当该装置转移电子的数目为0.4mol时，消耗CH4的物质的量为0.05mol，故
9、其在标准状况下的体积为0.05mol22.4Lmol-1=1.12L，故答案为：1.12。183O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O 2H2O-4e-=4H+O2 10.67 CuO或CuCO3 A 4OH-+Cl-5e- =ClO2+2H2O 0.01 【详解】（1）由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲醇被氧化生成二氧化碳和水，电极方程式为3O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O，故答案为3O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O；（2）用惰性电解硫酸铜溶液时，阳极为水电离的OH-放电，电极反应式为：2H2O-4e-=4H+O2，当阳极产生11.2L气体时，转
10、移的电子为11.2L22.4L/mol4=2mol，由电子守恒可得甲醇的质量为2mol632g/mol=10.67g，在电解硫酸铜溶液的过程中，阴极析出铜，阳极析出氧气，若要使溶液复原，根据原子守恒可知应向溶液中加入CuO或CuCO3，故答案为2H2O-4e-=4H+O2、10.67、CuO或CuCO3；（3）根据钠离子的移动方向可知a极为电解池的阳极，与电源的正极相连接，故接A极，在阳极为氯离子放电，且生成物为ClO2，则电极反应为：4OH-+Cl-5e- =ClO2+2H2O，故答案为A、4OH-+Cl-5e- =ClO2+2H2O；H在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n(e)2n(
11、H2)2(0.112 L22.4 Lmol1)0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na带一个单位的正电荷，则通过的Na为0.01 mol，故答案为0.01。【点睛】本题综合考查电化学知识，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，解答本题要注意把握原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，题目难度中等。194OH-4e=2H2O+O2 2H+2e=H2 2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+ 0.4mol/L CuO 8 假设原溶液中的酸根离子为SO42。取电解后的溶液，向其中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则原溶液中含SO42 假设原溶液中的酸根离子为N
12、O3。取电解后的溶液，向其中加入Cu微热，若Cu溶解，并有无色气体生成，在空气中变为红棕色，则含有NO3 偏转 打开K1，关闭K2，形成H2、O2燃料电池 【解析】【分析】A电极表面有红色的固态物质生成，所以A电极是阴极，B电极有无色气体生成，所以B是阳极，所以C是阴极，该电极产生的气体是氢气，D电极是阳极，该极上产生的是氧气，所以q是正极，p是负极，根据原电池原理和电解池原理分析解答。【详解】A电极表面有红色的固态物质生成，所以A电极是阴极，B电极有无色气体生成，所以B是阳极，所以C是阴极，该电极产生的气体是氢气，D电极是阳极，该极上产生的是氧气，所以q是正极，p是负极，（1）电解过程中，B
13、是阳极，电极反应式为4OH-4e-=2H2O+O2，乙池C电极是阴极，该电极发生反应的电极反应式为：2H+2e-=H2，故答案为4OH-4e-=2H2O+O2；2H+2e-=H2；（2）电解硫酸铜生成硫酸、铜和氧气，甲池电解时反应的离子方程式为：2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+，故答案为2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+；（3）取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增重6.4g，即生成金属铜的物质的量是0.1mol，根据2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+，生成硫酸中氢离子的物质的量是0.1mol，所以氢离子浓度是=0.4mol/L；电解质复原的方法：出什么加什么，要使电解后溶液恢
14、复到电解前的状态，则需加0.1mol的氧化铜，质量是0.1mol80g/mol= 8g，故答案为0.4mol/L；CuO；8；（4）根据两极上的现象，可以推知电解的是可溶性的铜盐溶液，阴离子可以是SO42-或NO3。 硫酸根离子的检验方法：取少量的待测液于试管中，滴加一定量的盐酸无明显现象，继续滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀产生则证明原溶液中有SO42-，故答案为假设原溶液中的酸根离子为硫酸根离子，取少量的待测液于试管中，滴加一定量的盐酸无明显现象，继续滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀产生则证明原溶液中有SO42-；假设原溶液中的酸根离子为硝酸根离子，取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若
15、有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子，故答案为硝酸根离子，取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子；（5）再将K1断开，闭合K2，电流计指针发生偏转，形成氢氧燃料电池，灵敏电流计中指针会发生偏转，故答案为偏转；打开K1，关闭K2，形成H2、O2燃料电池。20H3PO2H+ + H2PO +1 正盐 弱碱性 2H2O4e=4H+O2 阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2 H3PO2或H2PO被氧化 【详解】(1)H3PO2是一种一元中强酸，电离出一个氢离子，其电离方程式H3PO2H+ + H
16、2PO；故答案为：H3PO2H+ + H2PO；(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银，从而可用于化学镀银；H3PO2中，H为+1价，O为2价，根据化合价计算出P元素的化合价为+1价；故答案为：+1；H3PO2是一元酸，只能电离出一个氢离子，被NaOH反应，因此NaH2PO2为正盐，该盐为强碱弱酸盐，因此其溶液显弱碱性；故答案为：正盐；弱碱性；(3)阳极是水中的氢氧根失去电子变为氧气，其电极反应式2H2O4e=4H+O2；故答案为：2H2O4e=4H+O2；阳极是水中的氢氧根失去电子变为氧气，剩余的氢离子通过阳膜进入到产品室，阴极是水中的氢离子得到电子变为氢气，原料室的钠离子穿过阳膜进入阴极室，致使原料室负电荷多，因此原料室的H2PO穿过阴膜进入到产品室，与氢离子反应生成H3PO2；故答案为：阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2；阳极室与产品室合并，产品室中的产品中混有PO等杂质，主要是阳极产生氧气，H3PO2或H2PO被氧气氧化导致的；故答案为：H3PO2或H2PO被氧化。