专题训练四电化学及其应用.docx
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专题训练四电化学及其应用
专题训练四：
电化学及其应用（卷1）
1．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是（）
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
2．【2015浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。
下列说法不正确的是（）
A．X是电源的负极
B．阴极的反应式是：
H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ
CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ
C．总反应可表示为：
H2O＋CO2
H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
3．【2015天津理综化学】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（）
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c（SO42－）减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
4．【2015四川理综化学】用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（）
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为：
Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2O
C．阴极的电极反应式为：
2H2O+2e－=H2↑+2OH－
D．除去CN－的反应：
2CN－+5ClO－+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl－+H2O
5．【2015四川理综化学】用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（）
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为：
Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2O
C．阴极的电极反应式为：
2H2O+2e－=H2↑+2OH－
D．除去CN－的反应：
2CN－+5ClO－+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl－+H2O
6．【2015福建理综化学】某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料（C3H8O）。
下列说法正确的是（）
A．该装置将化学能转化为光能和电能
B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移
C．每生成1molO2，有44gCO2被还原
D．a电极的反应为：
3CO2+16H＋-18e－=C3H8O+4H2O
7．【2015江苏化学】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关说法正确的是（）
A．反应CH4＋H2O
3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B．电极A上H2参与的电极反应为：
H2＋2OH－－2e－=2H2O
C．电池工作时，CO32－向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为：
O2＋2CO2＋4e－=2CO32－
8．【2015上海化学】研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。
下列有关说法错误的是（）
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为：
O2+2H2O+4e→4OH–
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为：
2H++2e→H2↑
9．（2015·沈阳质检）关于右图装置说法正确的是（ ）
A．装置中电子移动的途径是：
负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能生成NaClO
C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁
D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使
铁不被腐蚀
10．（2015·岳阳质检，11）全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。
某城市拟用如
图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，。
关于此方法，下列说法不正确的是（ ）
A．土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B．金属棒M的材料应该是比镁活泼的金属
C．金属棒M上发生反应：
M－ne－―→Mn＋
D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
11．（2015·洛阳统考）下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显下降的是（ ）
12．（2015·保定期末，15）两个装置中，液体体积均为200mL，开始工作前电解质
溶液的浓度均为0.5mol/L，工作一段时间后，测得有0.2mol电子通过，若忽
略溶液体积的变化，下列叙述正确的是（ ）
A．产生气体体积①＝②
B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小
C．电极反应式：
①中阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑②中负极：
2H＋＋2e－===H2↑
D．溶液的pH变化：
①减小，②增大
13．（2015·豫南九校质检，8）近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”
锂 铜空气燃料电池。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中
放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法不正确的是（ ）
A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===Cu＋2OH－
C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，铜相当于催化剂
14．（2014·湖北孝感统考，13）气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。
下图为电池的工作示意图：
气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传
感器就会接收到电信号。
下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。
待测气体
部分电极反应产物
NO2
NO
Cl2
HCl
CO
CO2
H2S
H2SO4
则下列说法中正确的是（ ）
A，上述气体检测时，敏感电极均作电池正极
B．检测Cl2气体时，敏感电极的电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－
C．检测H2S气体时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同
15．（2015·日照质检，14）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。
采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为：
2Cu＋H2O
Cu2O＋H2↑。
下列说法正确的是（ ）
A．钛电极发生氧化反应
B．阳极附近溶液的pH逐渐增大
C．离子交换膜应采用阳离子交换膜
D．阳极反应式是：
2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
专题训练四：
电化学及其应用（卷1）答案
1．【答案】A
【解析】首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧，有氧反应为正极侧。
A、根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化：
葡萄糖分子中碳元素平均为0价，二氧化碳中碳元素的化合价为+4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成。
错误；B、在微生物的作用下，该装置为原电池装置。
原电池能加快氧化还原反应速率，故可以说微生物促进了电子的转移。
正确；C、原电池中阳离子向正极移动。
正确；D、电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应。
正确。
2．【答案】D
【解析】A、从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，A正确；B、阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：
H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ、CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ，B正确；C、从图示可知，阳极生成H2和CO的同时，阴极有O2生成，所以总反应可表示为：
H2O＋CO2
H2＋CO＋O2，C正确；D、从总反应方程式可知，阴极生成2mol气体（H2、CO各1mol）、阳极生成1mol气体（氧气），所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1，D不正确。
答案选D。
3．【答案】C
【解析】由图像可知该原电池反应原理为Zn+Cu2＋=Zn2＋+Cu，故Zn电极为负极失电子发生氧化反应，Cu电极为正极得电子发生还原反应，故A项错误；该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c（SO42－）不变，故B项错误；电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu2＋+2e—=Cu，故乙池中为Cu2＋～Zn2＋，摩尔质量M（Zn2＋）>M（Cu2＋）故乙池溶液的总质量增加，C项正确；该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，故D项错误；本题选C。
4．【答案】D
【解析】A、阳极要产生ClO－，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A正确；B、阳极是Cl－失电子产生ClO－，电极反应式为：
Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2O，B正确；C、阴极是H+产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为：
2H2O+2e－=H2↑+2OH－，C正确；D、溶液为碱性，方程式应为2CN－+5ClO－+H2O=N2↑+2CO2↑+5Cl－+2OH－。
选D。
5．【答案】D
【解析】A、阳极要产生ClO－，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A正确；B、阳极是Cl－失电子产生ClO－，电极反应式为：
Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2O，B正确；C、阴极是H+产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为：
2H2O+2e－=H2↑+2OH－，C正确；D、溶液为碱性，方程式应为2CN－+5ClO－+H2O=N2↑+2CO2↑+5Cl－+2OH－。
选D。
6．【答案】B
【解析】A．根据图示可知，该装置将电能和光能转化为化学能，错误。
B．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H＋从正电荷较多的阳极b极区向负电荷较多的阴极a极区迁移，正确。
C．该反应的总方程式是：
6CO2+8H2O=2C3H8O+9O2。
根据反应方程式可知，每生成1molO2，有2/3molCO2被还原，其质量是88/3g，错误。
D．根据图示可知与电源负极连接的a电极为阴极，发生还原反应，电极的反应式为：
3CO2+18H＋+18e－=C3H8O+5H2O，错误。
7．【答案】D
【解析】A、1molCH4→CO，化合价由-4价→+2上升6价，1molCH4参加反应共转移6mol电子，故错误；B、环境不是碱性，否则不会产生CO2，其电极反应式：
CO＋H2＋2CO32－－4e－=3CO2＋H2O，故B错误；C、根据原电池工作原理，电极A是负极，电极B是正极，阴离子向负极移动，故C错误；D、根据电池原理，O2、CO2共同参加反应，其电极反应式：
O2＋2CO2＋4e－=2CO32－，故D正确。
8．【答案】D
【解析】由于活动性：
Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。
B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：
O2+2H2O+4e→4OH–，正确。
C.若d为锌块，则由于金属活动性：
Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。
D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：
O2+2H2O+4e→4OH–，错误。
9．（解析） 电子移动的途径是：
负极→Fe，石墨→正极，溶液中通过离子导电而不是电子，A错误；石墨为阳极，铁为阴极，若M为NaCl溶液，电解NaCl溶液属于“放氢生碱”型，阳极产生的
氯气与阴
极产生的氢氧化钠可能发生反应生成NaClO，B正确；若M为FeCl2溶液，铁电极（阴极）：
Fe2＋＋2e－===Fe；石墨电极（阳极）：
2Cl－－2e－===Cl2↑，C错误；若M是海水，该装置属于“外加电源的阴极保护法”，D错误。
（答案） B
10．（解析） 钢铁中的铁、碳（原电池的两极）在潮湿的环境（电解质溶液）中构成原电池，铁作负极，易被腐蚀，A项正确；如图所示，利用原电池原理保护钢质管道，说明管道作正极，金属棒M作负极，要比铁活泼，不一定比镁活泼，发生反应：
M－ne－===Mn＋，这叫牺牲阳极的阴极保护法，B错误，C、D正确。
（答案） B
11．（解析） A项，发生反应：
Zn＋H2SO4==
=ZnSO4＋H2↑，c（H＋）减小，pH增大；B项，阳极：
Cu－2e－＋2OH－===Cu（OH）2↓，阴极：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应为：
Cu＋2H2O
Cu（OH）2↓＋H2↑，pH变化不明显；C项，总反应为：
2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，pH增大；D项，总反应为：
2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4，pH减小。
（答案） D
12．（解析）①发生电解反应，阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极反应为2Cu2＋＋4e－===2Cu；②中发生原电池反应，负极反应为：
Zn
－2e－===Zn2＋，正极反应为：
2H＋＋2e－===H2↑。
两个电池中的CuSO4和H2SO4的物质的量都是0.1mol，当通过
0.2mol电子时两种物质正好完全反应，①生成0.05molO2，②生成0.1molH2，由此可知只有D正确。
（答案） D
13．（解析） 放电时，负极反应为：
Li－e－===Li＋，Li＋透过固体电解质向Cu极移动，A项正确；正极反应为：
Cu2O＋2e－＋H2O===2Cu＋2OH－，B项错误；通空气时，铜被氧化为Cu2O：
4Cu＋O2===2Cu2O，总反应为：
4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，铜相当于催化剂，C、D正确。
（答案） B
14．（解析） 由待测气体及产物的化合价可知NO2，Cl2作正极，CO、H2S作负极，A选项错误；由H2S氧化后产物为H2SO4可知，电解质溶液为酸性，电极中不能有OH－，C选项错误；D选项，H2S中1个S的化合价升高8、而CO中1个C的化合价只升高2，错误。
（答案） B
15．
（解析） A项，钛电极是阴极，发生还原反应，错误；阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，溶液的pH逐渐减小，B项错误，D项正确；C项，采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度，所以离子交换膜应采用阴离子交换膜，错误。
（答案） D
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