1、电能转化为化学能电解 (建议用时：40分钟)1下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是()图1 图2图3 图4A图1：铁钉发生析氢腐蚀 B图2：可以在铁件上镀铜C图3：溶液中c(Cu2)保持不变D图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀D题图1，电解质溶液若呈酸性，则铁钉发生析氢腐蚀，电解质溶液若呈碱性或中性，则铁钉发生吸氧腐蚀，A项错误；题图2，在铁件上镀铜，铜片作阳极，应与电源正极相连，待镀铁件作阴极，应与电源负极相连，B项错误；题图3，电解精炼铜时，阳极上锌先放电，铜后放电，而阴极上是Cu2放电，故电解质溶液中c(Cu2)减小，C项错误；题图4，采用外加电流的阴极保护法，将输油管与
2、电源负极相连，输油管作阴极，可以防止腐蚀，D项正确。2科学家设计了一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置，总反应方程式为2CO2=2COO2。下列说法正确的是()A由图分析N电极为正极BOH通过离子交换膜迁向左室C阴极的电极反应为CO2H2O2e=CO2OHD反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强C该装置为太阳能电池和电解池的综合装置，左边为太阳能电池装置，根据电子的移动方向可知，N电极为负极，P电极为正极；右边为电解池装置，与N电极相连的Pt电极为阴极，与P电极相连的Pt电极为阳极，阴极上CO2放电，发生还原反应生成CO，阳极上OH放电，发生氧化反应生成O2，则离子交换膜应为阴离子
3、交换膜。A项，由题图可知N电极为负极，P电极为正极，错误；B项，OH通过阴离子交换膜迁向右室，错误；C项，根据题图知，阴极发生的电极反应为CO2H2O2e=CO2OH，正确；D项，根据总反应2CO2=2COO2，可知反应完毕装置中溶液的pH并无变化，故碱性不会增强，错误。3用如图所示装置电解一段时间后，下列叙述错误的是()A电极、电极均为Fe，A为NaCl溶液，两电极间可能会出现白色沉淀B电极、电极均为石墨，A为FeCl2溶液，电极附近溶液变成黄绿色C电极、电极均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解质溶液中有晶体析出D电极、电极均为Al，A为AlCl3溶液，电极质量增加DA项，电极、电极均为
4、Fe，A为NaCl溶液，则在阳极、阴极分别生成亚铁离子和氢氧根离子，两电极间可能会出现白色沉淀，正确；B项，电极、电极均为石墨，A为FeCl2溶液，电极上氯离子失电子变成氯气，而使其附近溶液变成黄绿色，正确；C项，电极、电极均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解后水减少，电解质溶液中有晶体析出，正确；D项，电极、电极均为Al，A为AlCl3溶液，电极上氢离子得电子生成H2，电极质量不增加，错误。4根据两电极反应物浓度不同而安排的电池称为浓差电池。利用如图装置进行实验，甲、乙两池中均盛有1 molL1的AgNO3溶液。实验开始时先闭合K1，断开K2。一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池
5、，灵敏电流计指针发生偏转(已知Ag浓度越大，其氧化性越强)。下列说法错误的是()A闭合K1，断开K2后，A电极质量增加B断开K1，闭合K2后，B电极发生氧化反应C断开K1，闭合K2后，NO向A电极移动D闭合K1，断开K2后，乙池溶液中Ag浓度增大B闭合K1，断开K2后，该装置为电解池，A电极为阴极，B电极为阳极，Ag在阴极被还原为Ag，A电极增重，作为阳极的Ag溶解，乙池溶液中Ag浓度增大，A、D正确；断开K1，闭合K2后，该装置为原电池，乙池溶液中Ag浓度较大，氧化性强，在B电极上发生还原反应生成Ag，B电极为正极，A电极为负极，NO向A电极移动，B错误，C正确。5电渗析法是一种利用离子交换
6、膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。 已知海水中含Na、Cl、Ca2、Mg2、SO等离子，电极为惰性电极。下列叙述中正确的是()AB膜是阴离子交换膜B通电后，海水中阳离子往a电极处运动C通电后，a电极的电极反应式为4OH4e=O22H2OD通电后，b电极区周围会出现少量白色沉淀D根据海水中离子成分及离子放电顺序知，通电后阳极是氯离子放电，阴极是氢离子放电，电解过程中，海水中阳离子通过B膜进入阴极区，所以B膜是阳离子交换膜(海水中阴离子通过A膜进入阳极区)，b电极(阴极)区周围OH浓度增大，与镁离子反应生成白色沉淀。6以Fe3/Fe2作为氧化还原介质，可以在低电位条件下电解HCl制取Cl2，其
7、原理如图所示，下列说法正确的是()AX极上的电势比Y极上的低BH向Y极迁移，X极周围溶液pH升高CX极上发生反应：2H2O4e=4HO2D电解总反应为4Fe2O24H=4Fe32H2OA根据电极上的物质变化，可知X为阴极，Y为阳极。H移向X电极，B错误；X极反应为：Fe3e=Fe2C错误；电解总反应为4HClO22Cl22H2O，D错误。7微生物燃料电池的研究已成为治理和消除环境污染的重要课题，利用微生物电池电解饱和食盐水的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A电池正极的电极反应：O22H2O4e=4OHB电极M附近产生黄绿色气体C若消耗1 mol S2，则电路中转移8 mol eD将装置温
8、度升高至60 ，一定能提高电池的工作效率C微生物燃料电池中，通入C6H12O6的电极为负极，失电子，发生氧化反应；通入O2的电极为正极，得电子，发生还原反应。电解饱和食盐水时阴、阳极分别产生氢气、氯气。A项，由题图可知，电解质溶液呈酸性，正极的电极反应是O24H4e=2H2O，错误；B项，M极为阴极，产生H2，N极为阳极，产生Cl2，错误；C项，1 mol S2转化成SO失去8 mol e，则消耗1 mol S2电路中转移8 mol e，正确；D项，该电池为微生物燃料电池，微生物的最佳活性温度未知，无法确定60 时电池效率是否提高，错误。8用KOH为电解质的循环阳极锌空气二次电池放电时的总反应
9、为2ZnO2=2ZnO，工作时，用泵将锌粉与电解液形成的浆料输入电池内部发生反应，反应所生成的产物随浆料流出电池后，被送至电池外部的电解槽中，经还原处理后再送入电池；循环阳极锌空气二次电池工作流程图如图所示。下列说法错误的是()A放电时， 电池正极反应为O24e2H2O=4OHB放电时， 电解质中会生成少量碳酸盐C电池停止工作时，锌粉与电解质溶液不反应D充电时，电解槽阴极反应为ZnO2eH2O=Zn2OHC放电时， 电池正极通入空气中的O2，在碱性溶液中得电子生成OH，A正确；放电时，正极通入空气中的CO2，会与KOH反应生成少量K2CO3，B正确；电池停止工作时，锌粉仍会与KOH溶液发生缓慢
10、反应，C错误；充电时，电解槽阴极(放电时，Zn转化为ZnO)Zn表面的ZnO得电子，生成Zn和OH，电极反应式为ZnO2eH2O=Zn2OH，D正确。9某科研小组将含硫化氢的工业废气进行了资源化利用，将获得的电能用于制取“84”消毒液。已知：2H2S(g)O2(g)=S2(s)2H2O(l)H632 kJ/mol。如图为该小组设计的原理图。下列说法正确的是()A电极a为燃料电池正极B电极b上发生的电极反应为：O24e2H2O=4OHC电路中每流过4 mol电子，电池质子固体电解质膜饱和NaCl溶液内部释放热能小于632 kJDa极每增重32 g，导气管e将收集到气体22.4 LC根据图示可知a
11、为负极，b为正极，负极反应为2H2S4e=S24H，正极为O24e4H=2H2O，A、B错误；未指明标准状况，D错误。10如图所示，U形管内盛有100 mL的溶液，按要求回答下列问题：(1)断开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液，则A极为_极，B极的电极反应式为_。若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为_。(2)断开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的足量NaCl溶液，则：A电极附近可以观察到的现象是_，Na移向_(填“A”或“B”)极。B电极上的电极反应式为_，总反应的化学方程式是_。反应一段时间后断开K2，若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积(标准状况)为1
12、1.2 mL，将溶液充分混合，常温下溶液的pH约为_。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内加入或通入一定量的_。解析(1)断开K2，闭合K1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜，发生还原反应，电极反应式为Cu22e=Cu；所盛溶液为KCl溶液时发生吸氧腐蚀，正极(B极)的电极反应式为O22H2O4e=4OH。(2)断开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的足量NaCl溶液，该装置是电解池。碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞溶液后变红；溶液中的Na向阴极移动，即向A电极移动；电解时，阳极
13、B上氯离子放电生成氯气：2Cl2e=Cl2，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池总反应式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；由可知，B极产生(标准状况)11.2 mL Cl2，生成0.001 mol NaOH。故c(OH)0.01 molL1，c(H) molL11012 molL1，故pH12。两极逸出的气体分别是H2和Cl2，故要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内通入一定量的HCl气体。答案(1)负Cu22e=CuO22H2O4e=4OH(2)溶液变红A2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHCl2H212HCl111894年，Fenton发现采用Fe
14、2和H2O2混合溶液，能产生具有高反应活性和强氧化性的羟基自由基(OH)，从而氧化降解有机污染物，称为Fenton反应。电Fenton法采用惰性电极进行电解，如图为其中一个电极的反应机理，其中含有Fenton反应。下列说法错误的是()A羟基自由基(OH)的电子式为B图示转化关系的惰性电极应与外接电源的正极相连CFenton反应：H2O2Fe2=Fe3OHOHD该惰性电极每消耗22.4 L O2(标准状况)，理论上在外电路中转移3 mol电子B羟基自由基(OH)的电子式为，A正确；图示转化关系的惰性电极得到了电子，将O2、Fe3还原，所以该电极应为阴极，与外接电源的负极相连，B错误；根据图示知，
15、Fe2与H2O2作用生成Fe3、OH、OH，所以Fenton反应为H2O2Fe2=Fe3OHOH，C正确；根据图示可知，阴极上电极反应为O22H2e=H2O2、Fe3e=Fe2、H2O2Fe2=Fe3OHOH，总反应为O22H3e=OHOH，每消耗1 mol O2，理论上在外电路中转移3 mol电子，D正确。12(1)在工业上应用电解技术可使(NH4)2SO3吸收液再生而不被氧化，同时得到高浓度SO2，其工作原理如图所示。气体_(填“a”“b”或“c”)为SO2，离子交换膜为_离子交换膜(填“阳”或“阴”)，阳极的电极反应式为_。(2)间接电化学法可除NO。其原理如图所示，写出电解池阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)_。解析(1)根据题目信息知，电极M区NH4HSO3(NH4)2SO3，故电极M为阴极，发生反应：2H2e=H2，同时中的NH通过阳离子交换膜进入中生成(NH4)2SO3，电极N为阳极，发生反应：2H2O4e=O24H，产生的H通过阳离子交换膜进入中，发生反应：HHSO=SO2H2O，故气体b为SO2。(2)根据题图可知，阴极上亚硫酸氢根离子得电子，生成S2O，根据原子守恒，氢离子参与反应生成水，则电极反应式为2HSO2e2H=S2O2H2O。答案(1)b阳2H2O4e=O24H(2)2HSO2e2H=S2O2H2O
