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第6講 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題跟蹤訓(xùn)練(六) 能力練(20分鐘　50分) 一、選擇題(每小題6分，共42分) 1．(2018云南曲靖一模)下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是(　　) A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池 B．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極 C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 [解析]　A項(xiàng)，鋰電池屬于可充電電池，屬于二次電池，故說(shuō)法正確；B項(xiàng)，鋅錳干電池中，鋅是活潑金屬，作負(fù)極，故說(shuō)法正確；C項(xiàng)，燃料電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，故說(shuō)法正確；D項(xiàng)，原電池的工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，鋅作負(fù)極，銅作正極，電子從鋅電極經(jīng)外電路流向銅極，故說(shuō)法錯(cuò)誤。 [答案]　D 2．下圖所示的日常生活裝置中，與手機(jī)充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式相同的是(　　) [解析]　A項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；B項(xiàng)是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能；C項(xiàng)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能；D項(xiàng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 [答案]　A 3．下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是(　　) [解析]　A項(xiàng)，Zn應(yīng)為原電池負(fù)極，Cu為原電池正極；B項(xiàng)，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換；C項(xiàng)，粗銅應(yīng)連接電源正極；D項(xiàng)，電解飽和NaCl溶液，Cl－在陽(yáng)極放電產(chǎn)生Cl2，溶液中的H＋在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2，正確。 [答案]　D 4．(2018江西贛州統(tǒng)考)根據(jù)圖示判斷下列敘述符合事實(shí)的是(　　) A．按圖①連接并放置一段時(shí)間后，F(xiàn)e片表面會(huì)“鍍”上一層銅 B．按圖②連接好導(dǎo)線后(Zn片與Cu片相接觸)，靈敏電流表指針會(huì)發(fā)生非常明顯的偏轉(zhuǎn) C．按圖③連接并放置片刻，在Fe片附近加一滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色 D．按圖④連接并放置一段時(shí)間后，在Sn片上有無(wú)色氣泡聚集 [解析]　按圖①連接后，鐵與電源的正極相連，作陽(yáng)極，鐵失去電子，F(xiàn)e片表面不會(huì)“鍍”上一層銅，A不正確；按圖②連接好導(dǎo)線后，由于Zn片與Cu片相接觸，電子直接傳遞到銅片，因此靈敏電流表指針不會(huì)發(fā)生非常明顯的偏轉(zhuǎn)，B不正確；按圖③連接后構(gòu)成原電池，鋅比鐵活潑，鋅是負(fù)極，鐵是正極，溶液中不會(huì)產(chǎn)生鐵離子，所以在Fe片附近加一滴KSCN溶液，溶液不可能變?yōu)榧t色，C不正確；按圖④連接后構(gòu)成電解池；Sn與電源的負(fù)極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電生成氫氣，因此在Sn片上有無(wú)色氣泡聚集，D正確。 [答案]　D 5．(2018四川省綿陽(yáng)市高三第二次診斷考試)用FeS2納米材料制成的高容量鋰電池，電極分別是二硫化亞鐵和金屬鋰，電解液是含鋰鹽的有機(jī)溶劑。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．金屬鋰作電池的負(fù)極 B．電池正極反應(yīng)為FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S C．放電時(shí)，Li＋向負(fù)極遷移 D．電池總反應(yīng)為FeS2＋4Li===Fe＋2Li2S [解析]　該電池中金屬鋰為負(fù)極，二硫化亞鐵為正極，A項(xiàng)正確；電池正極上FeS2發(fā)生還原反應(yīng)，且電解液中Li＋向正極移動(dòng)參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)錯(cuò)誤；電池負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－===Li＋，則電池總反應(yīng)為FeS2＋4Li===Fe＋2Li2S，D項(xiàng)正確。 [答案]　C 6．某電化學(xué)研究學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述正確的是(　　) A．K與M、N均斷開(kāi)，一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變大 B．K分別與M、N相連時(shí)，鐵均受到保護(hù) C．K與M相連時(shí)，每轉(zhuǎn)移1 mol電子Fe表面生成32 g Cu D．K與N相連時(shí)，碳棒上產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的淀粉—KI試紙變藍(lán)的氣體 [解析]　K與M、N均斷開(kāi)，發(fā)生鐵置換出溶液中的銅的反應(yīng)，一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變小，故A錯(cuò)誤；K與M相連時(shí)，構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，鐵被腐蝕，故B錯(cuò)誤；K與M相連時(shí)，構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，碳是正極，每轉(zhuǎn)移1 mol電子，碳棒表面生成32 g Cu，故C錯(cuò)誤；K與N相連時(shí)，構(gòu)成電解池，碳棒是陽(yáng)極，發(fā)生電極反應(yīng)2Cl－－2e－===Cl2↑，故D正確。 [答案]　D 7．(2018河北省石家莊市高三質(zhì)檢)銀－Ferrozine法檢測(cè)甲醛(HCHO)的原理為①在原電池裝置中，氧化銀能將甲醛充分氧化為CO2；②Fe3＋與產(chǎn)生的Ag定量反應(yīng)生成Fe2＋；③Fe2＋與Ferrozine形成有色配合物；④測(cè)定溶液的吸光度(吸光度與溶液中有色物質(zhì)的濃度成正比)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．①中，負(fù)極上消耗1 mol甲醛時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子 B．①溶液中的H＋由正極移向負(fù)極 C．理論上消耗的甲醛與生成的Fe2＋的物質(zhì)的量之比為1∶4 D．④中，甲醛濃度越大，吸光度越小 [解析]?、僦?，負(fù)極的電極反應(yīng)式：HCHO－4e－＋H2O===CO2↑＋4H＋；正極的電極反應(yīng)式：2Ag2O＋4H＋＋4e－===4Ag＋2H2O。負(fù)極上消耗1 mol甲醛時(shí)轉(zhuǎn)移4 mol電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；①溶液中的H＋由負(fù)極向正極遷移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；存在關(guān)系式：HCHO～4Ag～4Fe2＋，故理論上消耗的甲醛與生成的Fe2＋的物質(zhì)的量之比為1∶4，C項(xiàng)正確；甲醛濃度越大，理論上生成的Fe2＋的濃度越大，進(jìn)而得到有色配合物的濃度也越大，溶液吸光度越大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　C 二、非選擇題(8分) 8．電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。 (1)如圖為離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理示意圖，下列說(shuō)法不正確的是________。(填字母序號(hào)) A．直流電源的左側(cè)為負(fù)極 B．從E口逸出的氣體是H2 C．從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性 D．從C口出來(lái)的溶液為NaOH溶液 E．每生成22.4 L Cl2，便產(chǎn)生2 mol NaOH F．粗鹽水中含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等離子，精制時(shí)先加Na2CO3溶液 G．該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜 (2)高鐵酸鉀(K2FeO4)易溶于水，具有強(qiáng)氧化性，是一種新型水處理劑。工業(yè)上用如下方法制備高鐵酸鉀：以Fe2O3為陽(yáng)極電解KOH溶液。 ①高鐵酸鉀溶液長(zhǎng)時(shí)間放置不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生紅褐色絮狀物質(zhì)及氣泡，則該過(guò)程的離子方程式為_(kāi)__________________。 ②電解制高鐵酸鉀時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________。 [答案]　(1)ABDEF (2)①4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8OH－＋3O2↑ ②Fe2O3＋10OH－－6e－===2FeO＋5H2O 拔高練(25分鐘　50分) 一、選擇題(每小題6分，共30分) 1．利用某新型微生物電池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A．X電極是負(fù)極 B．Y電極的電極反應(yīng)式為Cm(H2O)n－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋ C．H＋由左向右移動(dòng) D．有1 mol CO2生成時(shí)就會(huì)消耗1 mol MnO2 [解析]　由圖可知Y電極上Cm(H2O)n中的C為0價(jià)，被氧化生成CO2，故Y電極是負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子移向正極，H＋由右向左移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；有1 mol CO2生成時(shí)，轉(zhuǎn)移4 mol電子，由得失電子守恒知，需要消耗2 mol MnO2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　B 2．用氟硼酸(HBF4，屬于強(qiáng)酸)溶液代替稀硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時(shí)的性能更優(yōu)良，總反應(yīng)方程式為Pb＋PbO2＋4HBF42Pb(BF4)2＋2H2O，Pb(BF4)2為可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O B．放電時(shí)，當(dāng)正極質(zhì)量減少23.9 g時(shí)，溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子 C．充電時(shí)，PbO2電極附近溶液的pH減小 D．充電時(shí)，Pb電極的電極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O [解析]　由總反應(yīng)方程式知，Pb是還原劑，Pb在負(fù)極上失去電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)正極上電極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O,23.9 g就是減少的PbO2的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為0.1 mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2 mol，但電子只能通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)PbO2電極與電源正極相連作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋，電極附近溶液pH減小，C項(xiàng)正確；充電時(shí)，Pb電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Pb2＋ ＋2e－===Pb，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　C 3．一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽(yáng)能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電池工作時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，電極X為電池的正極 B．電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Ru3＋＋3I－===2Ru2＋＋I(xiàn) C．鍍鉑導(dǎo)電玻璃的作用是傳遞I－ D．電池的電解質(zhì)溶液中I－和I的濃度均不斷減小 [解析]　由圖知，在光照條件下Ru2＋在電極X上失去電子轉(zhuǎn)化為Ru3＋，I在電極Y上得到電子轉(zhuǎn)化為I－，則鍍鉑導(dǎo)電玻璃的作用是傳遞I－，故電極X為電池的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液中的反應(yīng)為2Ru2＋＋I(xiàn)===3I－＋2Ru3＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)I→I－，c(I－)增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　C 4．ClO2是一種安全穩(wěn)定的消毒劑。工業(yè)上利用惰性電極電解氯化銨和鹽酸制備ClO2的原理如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．b電極接直流電源的負(fù)極 B．a(chǎn)電極上的電極反應(yīng)式為NH－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋ C．若有2 g H2生成，通過(guò)陰離子交換膜的Cl－的物質(zhì)的量為1 mol D．發(fā)生器中反應(yīng)的離子方程式為6ClO＋NCl3＋3H＋===6ClO2↑＋NH3↑＋3Cl－ [解析]　由圖知b電極上產(chǎn)生氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)，故b電極是陰極，與直流電源負(fù)極相連，A項(xiàng)正確；由圖知a電極上有NCl3生成，故參與放電的離子有NH與Cl－，B項(xiàng)正確；當(dāng)有2 g H2生成時(shí)，電路中有2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，通過(guò)陰離子交換膜的Cl－的物質(zhì)的量為2 mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖中信息知，生成物有ClO2、NH3，故反應(yīng)物有NCl3、ClO，再結(jié)合電荷守恒等分析知D項(xiàng)正確。 [答案]　C 5．以鉛蓄電池為電源、石墨為電極，電解濃度均為1 mol/L的FeSO4、CuSO4混合溶液的裝置如圖所示，該混合溶液的體積為200 mL。若4 min末Y電極上有12.8 g紅色物質(zhì)析出，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)為鉛蓄電池的負(fù)極 B．4 min末，溶液中的陽(yáng)離子只有H＋ C．繼續(xù)通電后，Y電極質(zhì)量繼續(xù)增大到一定程度后保持不變 D．4 min末，X電極上有0.2 mol H2生成 [解析]　Cu2＋轉(zhuǎn)化為Cu，發(fā)生還原反應(yīng)，故Y電極是陰極、b是鉛蓄電池負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因溶液中H＋只來(lái)源于水的電離，其濃度很小，故放電能力Cu2＋＞Fe2＋＞H＋，4 min末，Cu2＋恰好放電完全，溶液中還有Fe2＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；繼續(xù)通電后，先是Fe2＋獲得電子轉(zhuǎn)化為Fe沉積在Y電極上導(dǎo)致其質(zhì)量增加，當(dāng)Fe2＋放電完全后，溶液中H＋放電生成氫氣逸出，Y電極質(zhì)量不變，C項(xiàng)正確；X電極是陽(yáng)極，陽(yáng)極上是OH－放電生成O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　C 二、非選擇題(20分) 6．(12分)(2018北京通州期中)電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛。 (1)圖1中，為了減緩海水對(duì)鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇________(填字母)。 a．碳棒　　b．鋅板　　c．銅板 用電化學(xué)原理解釋材料B需定期拆換的原因_________________。 (2)鎂燃料電池在可移動(dòng)電子設(shè)備電源和備用電源等方面應(yīng)用前景廣闊。圖2為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。 ①E為該燃料電池的________(填“正”或“負(fù)”)極。F電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________。 ②鎂燃料電池負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣，使負(fù)極利用率降低，用化學(xué)用語(yǔ)解釋其原因：__________________________。 (3)乙醛酸(HOOC—CHO)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖3所示，該裝置中陰、陽(yáng)兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。 ①N電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________。 ②若有2 mol H＋通過(guò)質(zhì)子交換膜，并完全參與了反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為_(kāi)_______mol。 [解析]　(1)形成原電池時(shí)，F(xiàn)e作正極被保護(hù)，則要選擇活動(dòng)性比Fe強(qiáng)的金屬作負(fù)極，所以選鋅。(2)①“鎂—次氯酸鹽”燃料電池中失電子的為負(fù)極，則Mg為負(fù)極；正極上ClO－得電子生成氯離子，則正極的電極反應(yīng)式為ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－。②Mg的活動(dòng)性較強(qiáng)，能與水反應(yīng)生成氫氣，其反應(yīng)為Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。(3)①N電極上HOOC—COOH得電子生成HOOC—CHO，則電極反應(yīng)式為HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O。②2 mol H＋通過(guò)質(zhì)子交換膜，則電池中轉(zhuǎn)移2 mol電子，根據(jù)電極方程式HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O可知陰極生成1 mol乙醛酸，同時(shí)陽(yáng)極轉(zhuǎn)移2 mol電子生成1 mol Cl2，發(fā)生反應(yīng)：OHC—CHO＋Cl2＋H2O―→HOOC—CHO＋2HCl，生成1 mol乙醛酸，所以生成的乙醛酸為1 mol。 [答案]　(1)b　材料B作原電池的負(fù)極，不斷遭受腐蝕，需定期拆換 (2)①負(fù)　ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－ ②Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ (3)①HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O　②1 7．(8分)某同學(xué)設(shè)想利用電化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)以CuSO4、SO2為原料制備Cu和H2SO4，并吸收煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的CO尾氣，實(shí)現(xiàn)資源與能源的綜合利用。該同學(xué)據(jù)此組裝出的裝置如圖所示： 閉合該裝置中的K，A池中通入SO2的Pt電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________，B池中生成的氣體X的電子式為_(kāi)_________________，若在C池中生成64 g Cu，則整個(gè)裝置中共生成H2SO4________ mol。 [解析]　A池是原電池，SO2在負(fù)極放電，A池中通入SO2的Pt電極的電極反應(yīng)式為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋；B池是電解池，CO在陽(yáng)極放電，氧化產(chǎn)物為CO2，B池中生成的氣體X的電子式為；C中發(fā)生2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4,64 g Cu反應(yīng)，生成1 mol H2SO4，A中原電池也失去2 mol電子，生成1 mol H2SO4，故在C池中生成64 g Cu，則整個(gè)裝置中共生成2 mol H2SO4。 [答案]　SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋