电化学专题 强化训练
1．(2015·全国卷Ⅰ·11)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＋6O26CO2＋6H2O
【解题指南】解答本题时应遵循以下思路:
【解析】选A。根据碳元素的化合价的变化,二氧化碳中碳元素的化合价为最高价＋4价,所以生成二氧化碳的反应为氧化反应,应在负极生成,其电极反应式应为C6H12O6＋6H2O－24e－24H＋＋6CO2↑,A错误;在微生物的作用下,该装置为原电池装置,反应速率比化学反应速率快,所以微生物促进了反应的发生,B正确;原电池中阳离子(质子)向正极移动,C正确;电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应,D正确。
．(2015·江苏高考·11)下列说法正确的是 ( )
A．若H2O2分解产生1 mol O2,理论上转移的电子数约为4×6.02×1023
B．室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7
C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀
D．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3)
【解析】选C。2H2O22H2O ＋ O2↑,生成1 mol O2时转移2 mol电子,A项错误;pH=3的CH3COOH中已电离出的H＋,就可以将pH=11的NaOH电离出的OH－完全中和,但是CH3COOH是弱酸,还会继续电离,即醋酸过量,反应后溶液显酸性,B项错误;铁可用作原电池的正极或作为电解池的阴极,此时铁均会受到保护,C项正确;由反应方程式的化学计量数知,任何时候均存在2v正(H2)=3v正(NH3),氮气与氢气合成氨气达到平衡时,速率关系为2v正(H2)=3v逆(NH3),D项错误。
3．下列关于电解的叙述中，正确的是( )
①电解是把电能转变成化学能 ②电解是把化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现 ⑤任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应
A．②③④ B．①②③④
C．①②④ D．①③④⑤
解析：选D 把化学能转变成电能的装置是原电池；只要电解，必将发生氧化还原反应，即一定发生化学变化；一些不能自发进行的氧化还原反应，可以借助电解来实现，故选D项。
4．(2015·福建高考·11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,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1 mol O2,有44 g CO2被还原
D．a电极的反应为:3CO2＋18H＋－18e－C3H8O＋5H2O
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)原电池和电解池装置的识别,有外接电源一定属于电解池;
(2)电解池工作原理的理解与应用。
【解析】选B。该装置有外接电源,结合题中图示分析可知该装置应为电能和光能转化为化学能,A错误;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,B正确。该反应的总方程式是6CO2＋8H2O2C3H8O＋9O2。根据反应方程式可知,每生成1 mol O2,有mol CO2被还原,其质量是g,C错误。根据题中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,D错误。
5．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
解析：选B A中钢管与电源正极连接，成为电解池的阳极而溶解，加速了钢管的腐蚀，A错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，B正确；钢管与铜管露天堆放在一起，表面形成电解质溶液，铜管为正极，钢管为负极，发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，C错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应应是Fe－2e－===Fe2＋，D错误。
6．(2015·广东高考·9)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
1－己醇的沸点比己烷的沸点高
1－己醇和己烷可通过蒸馏初步分离
B
原电池可将化学能转化为电能
原电池需外接电源才能工作
C
乙二酸可与KMnO4溶液发生反应
乙二酸具有酸性
D
Na在Cl2中燃烧的生成物含离子键
NaCl固体可导电
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)物质的分离操作——蒸馏的适用条件;
(2)离子化合物只有在熔融或溶于水的状态下电离出自由移动的离子后才能导电。
【解析】选A。可以利用蒸馏的方式分离两种沸点不同的有机物;原电池是给电器提供电能的,所以原电池不需要外接电源;高锰酸钾具有强氧化性,可以将乙二酸氧化,所以应该体现的是乙二酸的还原性;氯化钠固体中没有自由移动的离子,所以不能导电。
【误区提醒】本题易错选C,原因一是忽略了高锰酸钾具有强氧化性,二是不能根据乙二酸中碳元素的化合价判断出乙二酸具有还原性。
7．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( )
A．HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2
B．NaOH、CuSO4、 H2SO4
C．NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2
D．NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2
解析：选C 电解时只生成氧气和氢气，则电解质应是强碱、含氧酸或活泼金属的含氧酸盐，C项符合。
8．下列有关电化学装置完全正确的是( )
A
B
C
D
铜的精炼
铁上镀银
防止Fe被腐蚀
构成铜锌原电池
解析：选C 电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D错误。
9．(2015·四川高考·4)用下图所示装置除去含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:Cl－＋2OH－－2e－ClO－＋H2O
C．阴极的电极反应式:2H2O＋2e－H2↑＋2OH－
D．除去CN－的反应:2CN－＋5ClO－＋2H＋N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)活泼金属作阳极,金属发生氧化反应;
(2)碱性溶液中既不能有氢离子参加反应,也不能生成氢离子。
【解析】选D。A选项石墨作阳极,为惰性电极,由溶液中的Cl－放电,电极反应式:Cl－＋2OH－－2e－ClO－＋H2O,铁作阴极,在碱性环境下发生2H2O＋2e－H2↑＋2OH－,故A、B、C正确;D选项pH为9~10的碱性溶液不可能是H＋参加反应,离子反应应为2CN－＋5ClO－＋H2ON2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－。
10．(2015·昆明模拟)如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是( )
A．开关K置于N处，则铁电极的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋
B．开关K置于N处，可以减缓铁的腐蚀
C．开关K置于M处，则铁电极的电极反应式为： 2Cl－－2e－===Cl2↑
D．开关K置于M处，电子从碳棒经开关K流向铁棒
解析：选B 开关K置于N处，构成电解池，铁电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，铁的腐蚀减缓；开关K置于M处，构成原电池，铁电极为负极，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，电子从铁棒经开关K流向碳棒。
11．(2015·天津高考·4)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(S)减小
C．电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)锌铜原电池的反应原理为Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu。
(2)明确阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,不允许阴离子通过。
【解析】选C。由锌铜原电池原理可知,锌电极为负极,失电子,发生氧化反应,铜电极为正极,得电子,发生还原反应,A项错误;阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,两池中c(S)不变,B项错误;电解过程中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池,乙池中Cu2＋＋2e－Cu,其溶液中的离子转换为Cu2＋→Zn2＋,摩尔质量M(Cu2＋)
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