1、专题定时精练(九)专题九电化学原理及其运用(时间：40分钟)1.某同学按如图91所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当S闭合时，在交换膜处SO从右向左移动。下列说法错误的是()图91A电解一段时间后，向装置通入适量的HCl气体可以恢复原来的浓度B反应初期，Y电极周围出现白色沉淀CB电极质量增加DX电极产生气泡，且生成1 mol气体的同时，有1 mol A参与反应2原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是()A由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为：Al3e=Al3B由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应
2、式为：Al3e4OH=AlO2H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为：Cu2e=Cu2D由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为：Cu2e=Cu23中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠或镁的制备。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是()A电解法制镁时一般是用熔融态的氯化镁进行电解，但也可用其相应的盐，如熔融态的碳酸镁B电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时
3、它们的阴极都是Cl失电子图935铅蓄电池的工作原理为PbPbO24H2SO=2PbSO42H2O。如图93所示，A为PbO2电极，B为Pb电极，E、F均为PbSO4电极。先闭合S1足够长时间后断开S1。下列有关说法中不正确的是()A1 mol Pb和1 mol PbO2具有的总能量大于2 mol PbSO4具有的总能量B若将两U形管中的溶液混合，混合液的质量分数仍为30%C两U形管均可单独作为原电池使用，正极分别为A和FD若再单独闭合S2，电极A、B的质量会逐渐增加，电极E、F的质量会逐渐减小6若用图94装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是
4、()图94选项电源X极实验前U形管中液体通电后现象或结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH4e=2H2OO2C负极KCl和CuCl2混合溶液相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等D负极Fe(OH)3b管中液体颜色加深7.2009年2月，日本产业技术综合研究所能源技术研究部门能源界面技术研究小组组长周豪慎和日本学术振兴会(JSPS)外籍特别研究员王永刚共同开发出了新构造的大容量锂空气电池。下列说法不正确的是()图95A放电时的正极反应为O22H2O4e=4OHB充电时正极附近pH降低C若用该电池作电源电解硫酸镁溶液，当电
5、路中有0.02 mol e转移时，阴极增重0.24 gD在该电池中，放电反应生成的不是固体的Li2O，而是容易溶解在水性电解液中的LiOH。因此，氧化锂在空气电极堆积后，不会导致工作停止8将质量相等的Ag片和铂片插入硝酸银溶液(足量)中，银片与电源正极相连，铂片与电源负极相连。以电流1 A通电10 min，然后反接电源，以电流2 A继续通电10 min。图96为表示银电极的质量、铂电极的质量、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图，正确的是()图969用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl、Br、Na、Mg2)的装置如图97所示(a、b为石墨电极)。下列说法中，正确的是()图97A电池工作时，
6、正极反应式为：O22H2O4e=4OHB电解时，a电极周围首先放电的是Br而不是Cl，说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者C电解时，电子流动路径是：负极外电路阴极溶液阳极正极D忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H2时，b极周围会产生0.04 g H210铝合金以质轻、稳定性好等优点广泛应用于航空航天事业。在铝合金表面能形成一层较厚的氧化膜，这是其在空气中稳定存在的关键。其反应原理是以铝件与另一种材料为电极，以某种溶液作电解质溶图98液进行电解，通电后在铝件与电解质溶液的接触面上逐渐形成一层氢氧化铝薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔中通过并产生热量使氢氧化铝分解，从而使铝件表面
7、形成一层较厚的氧化膜。某校课外兴趣小组的同学根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，以一定浓度的碳酸氢钠溶液为电解质溶液进行实验，实验装置如图98所示。(1)铝件放在_(填“X”或“Y”)极。(2)铝件表面形成氢氧化铝的电极反应式是_。(3)电解过程中，必须使电解质溶液的pH保持相对稳定(不能太大也不能太小)的原因是_。(4)用碳酸氢钠溶液作电解质溶液，而不用碳酸钠溶液作电解质溶液，其理由是_。11如图99甲、乙是电化学实验装置。图99(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。甲中石墨棒上的电极反应式为_；乙中总反应的离子方程式为_；将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为
8、过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为51，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_。(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。甲中铁棒上的电极反应式为_；如果起始时乙中盛有200 mL pH5的CuSO4溶液(25 )，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_g。专题定时精练(九)1B【解析】 由于装置中两极材料相同，不符合构成原电池的条件，因此可判断出装置是原电池，装置是电解装置，根据已知“SO从右向左移动”可判断出A是负极，电极反应式为A2e=A2，B是正极，电极反应式为B22e=B，Y作阳极，X作阴极，用
9、惰性电极电解AlCl3溶液的总反应方程式为2AlCl36H2O2Al(OH)33H23Cl2。根据电解的总反应式和质量守恒可知选项A正确。根据得失电子守恒可知选项D也正确。2C【解析】 由于在碱性条件下镁不与NaOH溶液反应，而铝可以与NaOH溶液发生氧化还原反应，所以B项正确；C项中铁的活泼性较强，故应为Fe2e=Fe2；D项中由于常温下铝遇浓硝酸易发生钝化，所以此时铜更容易失去电子而做负极。3B【解析】 A中碳酸镁高温分解；C中NaOH是在阴极附近产生；D中在电解时它们的阳极都是Cl失电子。4D【解析】 电池中H2燃烧时，作原电池的负极，A项正确；负极反应：H22OH2e=2H2O，负极附
10、近溶液碱性降低，B项正确；根据图示知，正极NiOOH发生还原反应，C项正确；电池反应为2NiOOHH2=2Ni(OH)2，D项错误。5A【解析】 能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池，由此可知反应PbPbO24H2SO=2PbSO42H2O属于放热反应，即1 mol Pb、1 mol PbO2和2 mol H2SO4具有的总能量大于2 mol PbSO4和2 mol H2O具有的总能量，故A错。当先闭合S1，左侧U形管相当于原电池，电池反应式为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，右侧装置相当于电解装置，电解时总反应式为2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4，由于两装置转移的
11、电子数相等，故选项B正确。对于选项C，左侧U形管作为原电池没有问题，而电解一段时间后右侧装置可看作形成铅蓄电池，由于F极产生PbO2，故也作正极，C正确。对于选项D，两装置相当于串联电解，根据铅蓄电池的工作原理可知选项D正确。6C【解析】 本题考查电解池原理。A项电解Na2SO4溶液，a为阳极，OH失电子破坏水的电离平衡，阳极周围呈酸性，不会使酚酞变红；B项电解硝酸银溶液，a为阳极，电极反应式为：4OH4e=2H2OO2，B项错误；C项电解KCl和CuCl2的混合溶液，先电解CuCl2，再电解KCl，随着反应的进行，继续电解则为电解水，阳极依次生成Cl2、O2，阴极依次生成Cu和H2，两极产生
12、气体的总体积可能相等，C项正确；D项为电泳，Fe(OH)3胶粒带正电，向阴极移动，a管颜色加深。7C【解析】 分析图示易知A、B项正确；D项放电反应生成的Li2O与水化合生成LiOH，溶解在水性电解液中，不会在电极上堆积而导致工作停止；C项之所以错误，是因为镁离子在溶液中不会参加电极反应，即不会有金属镁析出。8C【解析】 前10 min，阳极(银片)上发生氧化反应：Age=Ag，银电极质量减轻，阴极(铂片)发生还原反应：Age=Ag，铂电极质量增加。当电源反接后，由于电流是原来的2倍，故先考虑前5 min的情况，此时附有Ag的铂片作阳极：电极反应式为Age=Ag，通电5 min后，前一过程析出
13、的银全部溶解，阴极反应式为Age=Ag，前一过程溶解的银又复原，银电极又恢复为原来的质量。通电后5 min，阳极(铂片)上溶液中的阴离子氢氧根离子放电生成O2，而阴极(银片)上继续析出银，且析出银的质量和溶解的银的质量相等。对照图像得只有选项C符合题意。9B【解析】 A项，电池工作时，因为电解液为酸，所以正极反应式应为：O24H4e=2H2O，A错；在阳极先放电的阴离子比后放电的阴离子还原性强，正确；电子不能通过水溶液；根据电子守恒，忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H2时，b极周围会产生0.02 g H2，所以D错。10(1)X(2)Al3e3HCO=Al(OH)33CO2或Al3e=
14、Al3，Al33HCO=Al(OH)33CO2(3)氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，如果溶液的酸性或碱性过强，都会使所形成的氧化铝薄膜溶解(4)碳酸氢钠的作用之一是中和阴极区溶液中过量的OH：HCOOH=COH2O，有利于控制溶液的酸碱性，另外，碳酸氢钠的水解程度小于碳酸钠的水解程度，碱性也比碳酸钠溶液的弱【解析】 (1)要生成氢氧化铝，必须先生成铝离子，所以铝件应放在阳极，发生氧化反应，失电子变成阳离子。铁棒放在阴极。电子总是从电源的负极流出，所以装置中的Y极为阴(铁棒)，X极(铝件)为阳极。(2)碳酸氢钠溶液呈碱性，阳极发生反应：Al3e=Al3，Al33HCO=Al(OH)33CO2；阴
15、极发生反应：2H2e=H2。(3)要使铝件表面生成一层较厚的氧化膜，则不能使溶液溶解氧化铝和氢氧化铝，从氧化铝和氢氧化铝的两性角度考虑，必须使电解质溶液的pH保持相对稳定。(4)等浓度碳酸氢钠溶液比碳酸钠溶液的碱性弱，有利于控制溶液的酸碱性。11(1)O22H2O4e=4OH2Cl2H2O2OHH2Cl25Cl2I26H2O=10HCl2HIO3(2)Fe2eFe2CuO(或CuCO3)0.8(或1.24)【解析】 (1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。甲装置等效于电化腐蚀中的吸氧腐蚀，乙装置为电解池电解食盐水。(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。甲装置为普通原电池，乙装置为电解池电解硫酸铜溶液。注意：原电池中铁做负极时，生成Fe2非Fe3；要先判断是常规电解还是深度电解。从题给数据看，没有浓度，所以只能当常规电解处理，加入CuO即可，需要的量可由pH变化计算，因为生成n(H)0.2 L(101105)mol/L0.02 mol，则转移电子也为0.02 mol，生成Cu 0.01 mol，据铜守恒，需加入CuO 0.8 g。(若改为CuCO3则为1.24 g)。
