高考化学二轮复习考点知识专题训练43---电化学原理及其应用(解析版)
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1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.理解金属发生电化学腐蚀的原因。
了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。
电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容。
考查的主要知识点:原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。
对本部分知识的考查仍以选择题为主,在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。
复习时,应注意:1.对基础知识扎实掌握,如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。
2.电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点,通过在练习中总结和反思,提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。
知识点一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断。
一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。
在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
(5)电极增重或减轻。
工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。
(6)有气泡冒出。
高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。
2.原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图,未给总反应式:①首先找出原电池的正、负极,即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合介质判断出还原产物和氧化产物。
③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等),将两电极反应式相加可得总反应式。
考点43 燃料电池1.(2019新课标Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。
下列说法错误的是A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H 2+2MV2+2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】A项、相比现有工业合成氨,该方法选用酶作催化剂,条件温和,同时利用MV+和MV2+的相互转化,化学能转化为电能,故可提供电能,故A正确;B项、左室为负极区,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+−e−= MV2+,放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+,反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+,故B错误;C项、右室为正极区,MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+,电极反应式为MV2++e−= MV+,放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+,故C正确;D项、电池工作时,氢离子(即质子)通过交换膜由负极向正极移动,故D正确。
2.(2016课标Ⅲ)锌−空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反-。
下列说法正确的是()应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)24A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动c-逐渐减小B.充电时,电解质溶液中(OH)-C.放电时,负极反应为:Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)24D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)【答案】C【解析】A 、充电时阳离子向阴极移动,故错误;B 、放电时总反应为:2Zn+O 2+4KOH+2H 2O===2K 2Zn(OH)4,,则充电时生成氢氧化钾,溶液中的(OH )c增大,故错误;C 、放电时,锌在负极失去电子,故正确;D 、标准状况下22.4 L 氧气的物质的量为1 mol ,对应转移4 mol 电子,故错误。
高考化学电化学基础知识与应用题解析在高考化学中,电化学是一个重要的知识点,它不仅涉及到理论原理,还与实际应用紧密相连。
理解和掌握电化学的基础知识对于解决相关应用题至关重要。
一、电化学的基本概念1、氧化还原反应电化学的基础是氧化还原反应。
在氧化还原反应中,电子从还原剂转移到氧化剂。
例如,铁与硫酸铜溶液的反应,铁原子失去电子被氧化成亚铁离子,铜离子得到电子被还原成铜原子。
2、原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个不同的电极(通常是金属)插入电解质溶液中组成。
在原电池中,发生氧化反应的电极称为负极,发生还原反应的电极称为正极。
例如,铜锌原电池中,锌作为负极失去电子,铜作为正极得到电子。
3、电解池电解池则是将电能转化为化学能的装置。
通过外加电源,使电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应。
二、电化学中的电极反应1、负极反应在原电池中,负极通常是较活泼的金属,发生氧化反应。
例如,锌铜原电池中,锌的电极反应为:Zn 2e⁻= Zn²⁺。
2、正极反应正极发生还原反应。
在上述锌铜原电池中,铜的电极反应为:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu 。
3、电解池中的电极反应电解池中,阳极与电源的正极相连,发生氧化反应;阴极与电源的负极相连,发生还原反应。
例如,电解氯化铜溶液时,阳极反应为:2Cl⁻ 2e⁻= Cl₂↑ ,阴极反应为:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu 。
三、电化学中的电解质溶液电解质溶液在电化学中起着重要的作用。
它提供了离子的迁移通道,使得电荷能够在电路中传递。
1、离子的迁移在原电池和电解池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
2、电解质溶液的浓度变化在原电池中,随着反应的进行,电解质溶液的浓度可能会发生变化。
在电解池中,通过控制电解条件,可以使电解质溶液的浓度发生特定的变化。
四、电化学的应用1、电池日常生活中使用的各种电池,如干电池、充电电池等,都是基于电化学原理工作的。
以铅酸蓄电池为例,放电时,铅作为负极,二氧化铅作为正极。
第7讲电化学原理及应用知考点明方向满怀信心正能量设问方式①原电池原理及应用[例](2017·全国卷Ⅰ,11),(2017·全国卷Ⅲ,11)②二次电池原理计算及应用[例](2018·全国卷Ⅰ,13),(2018·全国卷Ⅱ,12),(2018·全国卷Ⅲ,11)③金属的腐蚀及防护[例](2018·全国卷Ⅲ,7),(2018·北京卷,7),(2018·天津卷,3)④电解池原理及应用[例](2018·全国卷Ⅰ,27),(2018·江苏卷,20)知识点网络线引领复习曙光现释疑难研热点建模思维站高端考点一原电池原理及其应用▼命题规律:1.题型:选择题、填空题。
2.考向:考查原电池电极的判断、电极和电池反应式的书写、电子的转移或电流方向的判断、电解质溶液中离子的移动方向及有关简单计算。
▼ 方法点拨:1.原电池工作原理2.原电池电极的判断3.原电池电极反应式的书写4.燃料电池电极反应式的书写方法(1)找位置、写式子:负极“还原剂-n e-―→氧化产物”;正极“氧化剂+n e -―→还原产物”。
燃料中的碳、氢元素及助燃剂氧气在酸性介质分别转化为CO2、H+;O2转化为H2O。
碱性介质分别转化为CO2-3、H2O;O2转化为OH-。
(2)查电荷,添离子:检查电极反应式的电荷是否守恒,若是在溶液中进行的反应,则可通过添加OH-或H+的方法使电荷守恒,在酸性溶液中不添加OH-,在碱性溶液中不添加H+。
若是在熔融态电解质中进行的反应,则可添加熔融态电解质中的相应离子。
(3)查原子,添物质:检查是否符合原子守恒,若是在溶液中进行的反应,可添加H2O使原子守恒。
1.(1)(2018·天津卷)O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示。
该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:__Al-3e-===Al3+(或2Al-6e-===2Al3+) __。
专题07 电化学原理及应用【考情分析】核心素养科学探究与创新意识和科学态度与社会责任素养考纲1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应的方程式。
2.了解常见化学电池的种类及其工作原理。
3.了解电解池的工作原理,能写出电极反应的方程式。
4.了解常见电解池及其工作原理。
5.理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。
考情预测电化学是高考命题的热点,其中原电池与电解池的工作原理、新型电池的分析及应用、金属的腐蚀与防护、电解产物的判断与计算、电极的判断与电极反应式的书写等内容是考查的重点。
预计以后的高考中对本专题的考查形式,一般以新能源电池或燃料为载体,考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子和电流流向和溶液pH的变化等;原电池的应用主要考查电化学腐蚀及解释某些化学现象等,电解原理及其应用主要考查电解过程的分析、电极上离子的放电顺序与产物的判断、电极反应式的书写。
【考点剖析】知识点一、原电池原理1、能量的转化原电池:将化学能转变为电能的装置。
2、Cu-Zn 原电池3、电路:外电路:电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
内电路:阴离子移向负极,阳离子移向正极。
电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn -2e -===Zn 2+Cu 2++2e -===Cu反应类型 氧化反应还原反应电子流向 由Zn 沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl 溶液,K +移向正极,Cl -移向负极3、构成原电池的条件(1)有一个自发进行的氧化还原反应 (2)装置(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液。
口诀:负极失电子,正极上还原,离子咋移动,遵循大循环。
电化学方法原理和应用习题答案1. 电化学方法的原理电化学方法是一种利用电化学过程来研究物质性质和进行分析的方法。
它基于物质与电流之间的相互作用,通过测量电流、电势和电荷量等参数来获得与物质性质相关的信息。
电化学方法的原理基于两个基本的电化学过程:电解和电化学反应。
电解是指通过外加电势将电解质溶液中的离子转化为氧化还原反应中的氧化剂和还原剂。
电化学反应是指在电极表面发生的氧化还原反应,通过测量电极电势的变化来了解物质的电化学性质。
2. 电化学方法的应用2.1 电化学分析:电化学分析是利用电化学方法来定量或定性地分析化合物和物质的方法。
常见的电化学分析方法包括电位滴定法、极谱法、电位滴定法等。
这些方法可以广泛应用于环境监测、水质分析、生化分析等领域。
2.2 电化学腐蚀研究:电化学腐蚀研究是通过电化学方法来研究和评估材料在特定环境条件下的腐蚀性能。
它可以帮助我们了解材料在不同环境中的腐蚀行为,并采取措施来延缓或防止材料的腐蚀。
2.3 电化学储能:电化学储能是指利用电化学反应来存储和释放能量的技术。
常见的电化学储能装置包括电池和超级电容器。
电化学储能技术在电动汽车、可再生能源储存、能量回收等领域有着广泛的应用。
2.4 电化学合成:电化学合成是通过电流驱动反应来合成化合物的方法。
它可以用于有机合成、金属粉末的制备等。
电化学合成具有高选择性、高效率等优点,是一种绿色、可持续发展的合成方法。
3. 习题答案3.1 问题1:电解质溶液中是如何进行电解的?电解质溶液中的电解过程可以分为两个步骤:阳极反应和阴极反应。
在阳极处,氧化反应会发生,而在阴极处会进行还原反应。
阳极和阴极之间通过电解质溶液中的离子传递电荷。
3.2 问题2:电极电势的测量原理是什么?电极电势可以通过将电极与参比电极相连,通过测量电势差来确定。
参比电极是一个具有已知电势的电极,它提供了一个稳定的电势参考。
电极与参比电极之间的电势差可以通过测量电流或电势差来确定。
2019湖南高考化学知识点:电化学原理的应用
一、考点突破
二、重难点提示
重点:
1. 依据原电池、电解池工作原理分析金属腐蚀的本质
2. 电化学腐蚀及一般防腐蚀方法
难点:
1. 依据原电池、电解池工作原理分析金属腐蚀的本质
2. 钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀
3. 影响金属腐蚀快慢的因素
三、知识点详解
1、知识网络
2. 基础梳理
⑴金属腐蚀的本质
金属原子失电子变成金属阳离子的过程,即金属发生了氧化反应。
⑵化学腐蚀和电化学腐蚀
⑷金属的防护
①电化学防护法
②其他防护方法
高考导向
电化学原理的应用在高考中的考点主要有:原电池、电解池的工作原理;金属发生电化学腐蚀的原因;防止金属腐蚀的措施;预测金属的电化学腐蚀与防护知识和新能源、环境保护、工业生产、物质制备等热点问题相结合是今后高考命题的一个新变化。
专题十 电化学及其应用目录:2023年真题展现考向一 原电池的工作原理及应用 考向二 电解池的工作原理及应用 考向三 化学电源装置分析真题考查解读 近年真题对比考向一 原电池的工作原理及应用 考向二 电解池的工作原理及应用 考向三 化学电源装置分析 考向四 金属的腐蚀与防护命题规律解密 名校模拟探源 易错易混速记考向一 原电池的工作原理及应用1.(2023·广东卷)负载有Pt 和Ag 的活性炭,可选择性去除-C1实现废酸的纯化,其工作原理如图。
下列说法正确的是A .Ag 作原电池正极B .电子由Ag 经活性炭流向PtC .Pt 表面发生的电极反应:--22O +2H O+4e 4OH =D .每消耗标准状况下11.2L 的2O ,最多去除-1 mol Cl 【答案】B【分析】2O 在Pt 得电子发生还原反应,Pt 为正极,Cl -在Ag 极失去电子发生氧化反应,Ag 为负极。
【详解】A .由分析可知,Cl -在Ag 极失去电子发生氧化反应,Ag 为负极,A 错误; B .电子由负极Ag 经活性炭流向正极Pt ,B 正确;C .溶液为酸性,故Pt 表面发生的电极反应为+-22O +4H +4e H O =2,C 错误;D .每消耗标准状况下11.2L 的2O ,转移电子2mol ,而-2mol Cl 失去2mol 电子,故最多去除-2mol Cl ,D 错误。
故选B 。
考向二 电解池的工作原理及应用2.(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原2CO 时,采用高浓度的K +抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。
下列说法正确的是A .析氢反应发生在IrO Ti x -电极上B .Cl -从Cu 电极迁移到IrO Ti x -电极C .阴极发生的反应有:22422CO 12H 12e C H 4H O +-++=+D .每转移1mol 电子,阳极生成11.2L 气体(标准状况) 【答案】C【分析】由图可知,该装置为电解池,与直流电源正极相连的IrO x -Ti 电极为电解池的阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H 2O -4e —=O 2↑+4H +,铜电极为阴极,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等,电极反应式为2CO 2+12H ++12e −=C 2H 4+4H 2O 、2CO 2+12H ++12e −=C 2H 5OH+3H 2O ,电解池工作时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
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提升训练11 电化学原理及其应用1.(2018·温州统考)用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液,其工作原理如图所示。
下列有关说法错误的是( )A。
阳极反应式为4OH—-4e-2H2O+O2↑B.通电后阴极区溶液pH会增大C.K+通过交换膜从阴极区移向阳极区D。
纯净的KOH溶液从b口导出2。
(2018·镇海中学检测)为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置,下列有关说法中错误的是( )A.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH—B。
将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成C。
若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈D。
断开连接石墨和铁的导线,铁便不会生锈3.下列有关电化学装置完全正确的是()A B铜的精炼铁上镀银C D防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池4.(2018·严州中学模拟)高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。
高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中.如图是高铁电池的模拟实验装置,下列说法不正确的是( )A.该电池放电时正极的电极反应式为Fe+4H2O+3e—Fe(OH)3+5OH—B.若维持电流强度为1 A,电池工作10 min,理论上消耗0。
高考化学二轮复习考点知识专题训练电化学原理及其应用1.(河北省衡水中学2021届高三联考)高氯酸钾是一种强氧化剂和分析试剂,易溶于水。
以氯化钠为原料制备高氯酸钾的一种流程如图所示。
下列说法错误的是A.“电解”过程中阴极生成气体的主要成分为H2B.“高温分解”反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:1C.本实验条件下,KClO4在水中的溶解度比NaClO4小D.“转化”过程所得副产物也可在上述流程中循环利用【答案】B【解析】惰性电极电解氯化钠溶液,结合流程,阳极是氯离子失电子生成3ClO ,阴极是氢离子得到电子生成氢气,NaClO3固体加热高温分解得到NaClO 4,然后加入KCl 溶液转化得到KClO 4,以此解答。
惰性电极电解氯化钠溶液,结合流程,阳极是氯离子失电子生成3ClO -,阴极是氢离子得到电子生成氢气,故A 正确;氯酸钠受热分解的化学方程式 4NaClO 3=高温3NaClO 4+NaCl ,该反应是歧化反应,从生成物判断氧化剂和还原剂的物质的量之比,n (氧化剂):n (还原剂)=n (还原产物):n (氧化产物)=n (NaCl ):n (NaClO 4)=1:3,故B 错误;反应NaClO 4+KCl=KClO 4(结晶)+NaCl 能够发生,即在NaClO 4溶液中加入KCl ,可得到KClO 4晶体,依据复分解反应的条件可知:KClO 4在水中的溶解度比NaClO 4小,故C 正确;“转化”过程所得副产物中有NaCl ,可在上述流程中循环利用,故D 正确;故选B 。
2.(河北省衡水中学2021届高三联考)以Ag/AgCl 作参比电极的原电池装置可用于测定空气中氯气的含量,其工作原理示意图如图所示。
下列说法错误的是A.采用多孔铂电极可增大电极与电解质溶液和气体的接触面积+2e-=2C1-B.正极的电极反应式为Cl2C.外电路中通过0.02 mol e-时,负极区溶液质量减少0.71 gD.空气中氯气含量可通过一定时间内电流表读数变化和空气流速计算【答案】C═2AgCl可知,Ag失电子作【解析】由电池总反应为2Ag+Cl2负极失电子,氯气在正极上得电子生成氯离子。
采用多孔铂电极可增大电极与电解质溶液和气体的接触面积,+2e−故A正确;正极上氯气得电子生成氯离子,其电极反应为:Cl2═2Cl−,故B正确;放电时,当电路中转移0.02mole−时,交换膜左侧会有0.02mol氢离子通过阳离子交换膜向正极移动,同时会有0.02molAg失去0.02mol电子生成银离子,银离子会与氯离子反应生成氯化银沉淀,所以氯离子会减少0.04mol,则负极区溶液质量减少0.04mol⨯71 g/mol=2.84g,故C错误;氯气的量越多,电流越大,电流表读数越大,可以通过一定时间内电流表读数变化和空气流速计算氯气的含量,故D正确;故选C。
3.(河北省唐山一中2021届高三期中)氧化铅-铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池(如图所示),电池总反应为PbO2+Cu+2H2SO4=PbSO4+CuSO4+2H2O。
下列有关该电池的说法正确的是( )A.电池工作时,电子由Cu电极经电解质溶液流向PbO2电极B.电池工作过程中,电解质溶液的质量逐渐减小C.正极反应式:PbO2+2e-+4H++SO24-=PbSO4+2H2OD.电池工作过程中,两个电极的质量均减小【答案】C【解析】电池工作时,电子不能流经电解质溶液,只能在外电路中流动,故A项镨误;由电池总反应可知,若反应的PbO2为1mol,则电解质溶液中增加了2mol O,1 mol Cu,减少了1 mol SO24-,则增加和减少的质量相等,反应前后电解质溶液的质量不变,故B项错误;由总反应可知,PbO2得电子,正极反应式为PbO2+2e-+4H++SO24-=PbSO4+2H2O,故C项正确;正极反应生成的硫酸铅附着在PbO2电极上,其质量增加,故D项错误;故选C。
4.(江苏扬州市2021届高三调研)资源化利用CO2的一种原理如图所示。
下列说法正确的是( )A.M为电源的负极B.O2-从电极P移向电极QC.电极Q上的反应为CO2+2e-=CO+O2-D.理论上参与反应的n(CH4)∶n(CO2)=4∶3【答案】C【解析】由图知:电极Q 上CO 2生成CO ,碳元素化合价降低,发生还原反应,该装置连接电源为电解池,电极Q 为电解池的阴极, N 为电源的负极,A 错误;电极P 为电解池的阳极,根据电解池的“阴阳阳阴”规律,阴离子O 2-应移向阳极P ,B 错误;电极Q 上CO 2得电子生成CO ,已知固体电解质可传输O 2-,故Q 电极反应式为CO 2+2e -=CO+O 2-,C 正确;当电极P 上生成的C 2H 4、C 2H 6物质的量之比为1:1时,参与反应的n(CH 4)∶n(CO 2)=4∶3,但题中未提到C 2H 4、C 2H 6物质的量之比,故无法计算甲烷与二氧化碳物质的量之比,D 错误;故选C 。
5.(辽宁省丹东市五校2021届高三联考)十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”,意味着对大气污染防治比过去要求更高。
硫化氢—空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合,已知:2H 2S(g)+O 2(g) = S 2(s)+2H 2O(l) △H = -632 kJ/mol ,下列说法正确的是( )A.电极a 发生反应为还原反应B.标准状况下,每 11.2 L H2S 参与反应,有1 mol H+ 经固体电解质膜进入正极区C.当电极a的质量增加64 g 时,电池内部释放632 kJ 的热能D.电极b上发生的电极反应为O2+2H2O+4e- = 4OH-【答案】B【解析】由2H2S(g)+O2(g) =S2(s)+2H2O(l)可知,O2在正极b发生还原反应,电极反应式为O2+4H++4e- =2H2O,H2S在负极a发生氧化反应,电极反应式为2H2S-4e-=4H++S2。
电极a 为负极,发生氧化反应,A错误。
由电极反应式2H2S-4e-=4H++S2可知,标准状况下,每 11.2 L H2S即0.5 mol H2S参与反应,有1 mol H+ 经固体电解质膜进入正极区,B正确。
反应由化学能转化为电能,电池内部释放的热能小于632 kJ,C错误。
该电池是质子固体做电解质,所以电极反应式为O2+4H++4e-=2H 2O ,D 错误。
6.(辽宁省辽阳市2021届高三期末)某科研团队设计了负载有Ru 纳米颗粒且具有三维多孔结构的石墨烯基电极,负极为Na 箔,电解质溶液为添加了乙二胺的有机溶剂,构成了2Na SO -电池,其简单示意图如图。
下列有关说法中不正确的是A .放电时,正极上的电极反应式为22242Na 2SO 2e =Na S O +-++B .充电时,每转移0.1mol 电子,在阳极可生成标准状况下的气体2.24LC .组装电池时,可将乙二胺的有机溶剂电解液改为乙二胺的水溶液D .该电池使用多孔石墨烯电极有利于气体、电极和电解液的充分接触【答案】C【解析】根据题意,负极为Na 箔,放电时负极反应式为Na-e -=Na +,结合图示放电时SO 2在正极发生得电子的还原反应生成Na 2S 2O 4,正极反应式为2SO 2+2e -+2Na +=Na 2S 2O 4,放电时电池总反应为2Na+2SO 2=Na 2S 2O 4;据此分析作答。
根据图示,放电时SO 2在正极发生得电子的还原反应生成Na 2S 2O 4,正极上的反应式为2SO 2+2e -+2Na +=Na 2S 2O 4,A 正确;根据图示,充电时阳极的电极反应式为Na 2S 2O 4-2e -=2Na ++2SO 2,每转移0.1mol 电子,阳极生成0.1molSO 2气体,在标准状况下的体积为0.1mol ×22.4L/mol=2.24L ,B 正确;该电池的负极为Na 箔,由于Na 能与水发生反应:2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑,故组装电池时不能将乙二胺的有机溶剂电解液改为乙二胺的水溶液,C 错误;多孔石墨烯电极具有较大的表面积,故使用多孔石墨烯电极有利于气体、电极和电解液的充分接触,D 正确;答案选C 。
7.(重庆市第八中学校2021届高三月考卷)图中是利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理图。
下列说法不正确的是( )A.该过程将化学能转化为电能B.电子流向:A电极→用电器→B电极C.A电极上发生氧化反应,电极反应式为:X-2e- =Y+2H+D.若有机物为葡萄糖(C6H12O6),处理1mol有机物,12molH+透过质子交换膜移动到右室【答案】D【解析】由图示可知,A电极由X转化为Y,该过程是失去了两氢原子,发生氧化反应,为负极,B电极是O2转化为H2O,得到电子发生还原反应,B为正极,据此分析解题:该装置是原电池反应,利用的反应原理为有机物氧化反应,故化学能转化为电能,A 正确;由分析可知:A电极为负极,B为正极,故电子由A电极→用电器→B电极,B正确;由图知X到Y少了2个H,有机物升高2价,失去2个电子,电极反应式正确,C正确;由反应C 6H12O6+6O2−−→6CO2↑+6H2O 可知1mol葡糖糖反应,转移24mol电子,电极反应也要转移24mol电子,电解质溶液中转移24mol H+,D错误;故答案为D。
8.(重庆市西南大学附属中学校2021届月考)我国某科研机构研究表明,利用K2Cr2O7可实现含苯酚废水的有效处理,其工作原理如下图所示。
若水分子不能通过阴、阳离子交换膜,则下列说法正确的是( )A.N为该电池的负极B.该电池可以在高温下使用C.一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度减小D.M的电极反应式为:C6H5OH – 28e-+ 28OH-=6CO2+ 17H2O【答案】C【解析】由图可知Cr元素化合价降低,被还原,N为正极, A 项错误;该电池用微生物进行发酵反应,不耐高温,B项错误;由于电解质NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离,使Na+和Cl-不能定向移动,所以电池工作时,负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCl溶液中,正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液中与H+反应生成水,使NaCl溶液浓度减小。
C项正确;苯酚发生氧化反应、作负极,结合电子守恒和电荷守恒可知电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,D项错误;答案选C。
9.(福建省福州市三中2021届高三质量检测)“太阳水”电池装置如图所示,该电池由三个电极组成,其中 a 为TiO2电极,b为Pt 电极,c 为 WO3电极,电解质溶液为 pH=3 的 Li2SO4-H2SO4溶液。