第二十二、二十三講化學(xué)能與電能【基礎(chǔ)鞏固】1.港珠澳大橋設(shè)計壽命為120年，對橋體鋼制構(gòu)件采用了多種防腐措施，下列防腐措施錯誤的是()A.用導(dǎo)線與石墨相連B.用導(dǎo)線與電源負極相連C.鋼制構(gòu)件上焊接鋅塊D.表面噴涂分子涂層【答案】A【解析】A項，石墨、Fe和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負極加速被腐蝕，錯誤；B項，將鐵和電源負極相連時Fe作陰極而被保護，正確；C項，為犧牲陽極法，正確；D項，為增加防護層，正確。2.(2023·長治質(zhì)量檢測)一種水性電解液Zn－MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)eq\o\al(2－,4)存在]。電池放電時，Ⅱ區(qū)的K2SO4溶液濃度變大，下列敘述錯誤的是()A.電池放電時，轉(zhuǎn)移2mole－正極質(zhì)量減少32gB.Ⅰ區(qū)與Ⅱ區(qū)之間的離子交換膜為陰離子交換膜C.Zn電極反應(yīng)：Zn＋4OH－－2e－Zn(OH)eq\o\al(2－,4)D.Ⅲ區(qū)的K＋通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移【答案】A【解析】Zn電極為負極，Zn失電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng)，生成Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，同時K＋透過離子交換膜向Ⅱ區(qū)移動；正極為MnO2，MnO2得電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng)，生成Mn2＋等，同時SOeq\o\al(2－,4)透過離子交換膜向Ⅱ區(qū)移動。A.電池放電時，正極反應(yīng)為：MnO2＋4H＋＋2e－Mn2＋＋2H2O，轉(zhuǎn)移2mole－，正極質(zhì)量減輕87g，A錯誤；B.由分析可知，電極反應(yīng)發(fā)生時，Ⅰ區(qū)SOeq\o\al(2－,4)透過離子交換膜向Ⅱ區(qū)移動，則Ⅰ區(qū)與Ⅱ區(qū)之間的離子交換膜為陰離子交換膜，B正確；C.Zn電極，Zn失電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng)，生成Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，則電極反應(yīng)式為：Zn＋4OH－－2e－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，C正確；D.由分析可知，電極反應(yīng)發(fā)生時，Ⅲ區(qū)的K＋透過離子交換膜向Ⅱ區(qū)遷移，D正確。3．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx下列敘述錯誤的是A．充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移B．放電時外電路電子流動的方向是a→bC．放電時正極反應(yīng)為：2Na++S8+2e-→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導(dǎo)電性能【答案】A【解析】由題意可知放電時硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負極。A．充電時為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯誤；B．放電時Na在a電極失去電子，失去的電子經(jīng)外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的Na+結(jié)合得到Na2Sx，電子在外電路的流向為a→b，B正確；C．由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時正極的反應(yīng)式為2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正確；D．炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導(dǎo)電性，可以增強硫電極的導(dǎo)電性能，D正確；故答案選A。4.(2022·濰坊高三檢測)某Al－MnOeq\o\al(－,4)電池原理如圖所示，電池總反應(yīng)的離子方程式為Al＋MnOeq\o\al(－,4)=AlOeq\o\al(－,2)＋MnO2，下列說法正確的是()A.電池工作時，K＋向負極區(qū)移動B.Al電極發(fā)生還原反應(yīng)C.正極的電極反應(yīng)式為MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋＋3e－MnO2＋2H2OD.理論上電路中每通過1mol電子，負極質(zhì)量減小9g【答案】D【解析】電池工作時，陽離子向正極移動，即K＋向正極區(qū)移動，A錯誤；反應(yīng)中鋁為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯誤；電解質(zhì)溶液呈堿性，MnOeq\o\al(－,4)在正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O＋3e－=MnO2＋4OH－，C錯誤；理論上電路中每通過1mol電子，則有eq\f(1,3)mol鋁被氧化，負極質(zhì)量減少9g，D正確。5．有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下：實驗裝置部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減少；b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生；c極無變化d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A．a(chǎn)＞b＞c＞dB．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞cD．a(chǎn)＞b＞d＞c【答案】C【解析】把四個實驗從左到右分別編號為①②③④，則由實驗①可知，a作原電池負極，b作原電池正極，金屬活動性：a＞b；由實驗②可知，活動性：b＞c；由實驗③可知，d作原電池負極，c作正極，活動性：d＞c；由實驗④可知，d極為原電池負極，a極為原電池正極，活動性：d＞a。6．(2023·武漢檢測)用石墨作電極電解溶有物質(zhì)的量之比為3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物，電解可明顯分為三個階段，下列敘述不正確的是()A．電解的最后階段為電解水B．陽極先逸出氯氣后逸出氧氣C．陰極逸出氫氣D．電解過程中溶液的pH不斷增大，最后pH為7【答案】D【解析】根據(jù)離子放電順序可知，電解此混合溶液時，在陽極陰離子放電的先后順序為Cl－、OH－、SOeq\o\al(2－,4)，先生成Cl2后生成O2，在陰極始終為H＋放電，逸出H2，整個電解過程可看成三個階段：電解HCl溶液、電解NaCl溶液、電解H2O，最后溶液呈堿性，D錯誤。7．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）用可再生能源電還原時，采用高濃度的抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

A．析氫反應(yīng)發(fā)生在電極上B．從電極遷移到電極C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有：D．每轉(zhuǎn)移電子，陽極生成氣體(標準狀況)【答案】C【解析】由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx-Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e—=O2↑+4H+，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e?=C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e?=C2H5OH+3H2O，電解池工作時，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進入陰極室。A．析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，故A錯誤；B．離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，Cl-不能通過，故B錯誤；C．由分析可知，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式有2CO2+12H++12e?=C2H4+4H2O，故C正確；D．水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e—=O2↑+4H+，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成0.25molO2，在標況下體積為5.6L，故D錯誤；答案選C。8．鉛酸蓄電池是汽車常用的蓄電池，其構(gòu)造如圖所示。下列說法不正確的是()A．電池放電時，負極質(zhì)量減輕B．電池放電時，c(H＋)減小C．電池充電時總反應(yīng)為2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4D．鉛酸蓄電池的缺點是笨重、比能量低【答案】A【解析】放電時，負極Pb失去電子轉(zhuǎn)化為PbSO4，負極質(zhì)量增加，A項錯誤；放電過程中消耗H2SO4，溶液中c(H＋)減小，B項正確。9．（2023·北京朝陽·統(tǒng)考三模）某同學(xué)利用下列電池裝置探究的氧化性和還原性。電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極，石墨電極上未見Fe析出，下列分析不正確的是

A．鹽橋中的陽離子進入右側(cè)燒杯溶液中B．一段時間后兩燒杯溶液中均增大C．當(dāng)兩燒杯溶液中相等時，說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)D．由A、B中的現(xiàn)象可知，還原性小于Fe、氧化性小于【答案】C【解析】該反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+，負極為鐵單質(zhì)失電子生成亞鐵離子，正極為鐵離子得電子生成亞鐵離子，據(jù)此分析下列選項。A．鐵電極失電子為負極，石墨電極為正極，陽離子從負極向正極移動，故鹽橋中陽離子進入石墨電極溶液中，A正確；B．負極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+，兩側(cè)均反應(yīng)生成亞鐵離子，故一段時間后兩燒杯溶液中c(Fe2+)均增大，故石墨電極溶液中亞鐵離子濃度增大，B正確；C．負極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+，正極反應(yīng)為2Fe3++2e-=2Fe2+，設(shè)兩邊均為1L溶液，一段時間后轉(zhuǎn)移電子為2xmol時兩極溶液中亞鐵離子濃度相等，則0.10+x=2x+0.05，得x=0.05，則右邊消耗鐵離子為0.05mol＜1mol，則反應(yīng)仍能繼續(xù)進行，故不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C錯誤；D．負極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+，正極反應(yīng)為2Fe3++2e-=2Fe2+，總反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+，反應(yīng)中氧化劑為Fe3+，還原劑為Fe，F(xiàn)e2+既是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物，故Fe2+還原性小于Fe，氧化性小于Fe3+，D正確；故答案選C。10．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說法錯誤的是

A．放電時V2O5為正極B．放電時Zn2+由負極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2OD．充電陽極反應(yīng)：ZnxV2O5·nH2O-2xe-=xZn2++V2O5+nH2O【答案】C【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負極、V2O5為正極，電池的總反應(yīng)為xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2O。A．由題信息可知，放電時，Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時V2O5為正極，A說法正確；B．Zn為負極，放電時Zn失去電子變?yōu)閆n2+，陽離子向正極遷移，則放電時Zn2+由負極向正極遷移，B說法正確；C．電池在放電時的總反應(yīng)為xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2O，則其在充電時的總反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O=xZn+V2O5+nH2O，C說法不正確；D．充電陽極上ZnxV2O5·nH2O被氧化為V2O5，則陽極的電極反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O-2xe-=xZn2++V2O5+nH2O，D說法正確；綜上所述，本題選C。11.某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請回答下列問題：(1)甲池為________(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，通入CH3OH電極的電極反應(yīng)式為___________________________________________________________________________________________。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為________(填“正極”“負極”“陰極”或“陽極”)，總反應(yīng)式為________________________________________。(3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O2的體積為________mL(標準狀況下)，丙池中________極析出________g銅。(4)若丙池中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時間后，甲中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)；丙中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)?！敬鸢浮?1)原電池CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O(2)陽極4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3(3)280D1.60(4)減小增大【解析】(1)甲池為原電池，通入CH3OH的電極為負極，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。(2)乙池中電解AgNO3溶液，其中C作陽極，Ag作陰極，總反應(yīng)式為4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝eq\f(1,4)×eq\f(5.40,108)×22.4L＝0.28L＝280mL，m(Cu)＝eq\f(1,2)×eq\f(5.40,108)×64g＝1.60g。(4)若丙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，根據(jù)丙中總反應(yīng)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，則溶液pH增大，而甲中總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O，溶液pH減小。12．（2023·陜西寶雞·統(tǒng)考一模）硫酸鉛(PbSO4)，制造鉛蓄電池的一種原料；以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料，制備高純PbO，可實現(xiàn)鉛的再生利用。(1)鉛蓄電池中需要配制5.3mol?L?1的H2SO4溶液，需要的儀器有玻璃棒、(從下列圖中選擇，寫出名稱)。(2)工業(yè)上以PbS為原料可以制取PbSO4，80℃時浸取，將PbS與鹽酸、MnO2和飽和食鹽水一起浸取，PbS反應(yīng)后生成和S。①寫出PbS反應(yīng)的離子方程式：。②浸取時應(yīng)控制鹽酸的濃度。其他條件一定，若鹽酸濃度過大，鉛元素的浸出率反而下降，原因是。(3)用廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料，制備高純PbO，實現(xiàn)鉛的再生利用的過程中，過程Ⅰ中，F(xiàn)e2+催化過程可表示為：i：2Fe2++PbO2+4H++=2Fe3++PbSO4+2H2Oii：2Fe3++Pb+=2Fe2++PbSO4下列實驗方案可證實上述催化過程。請將實驗方案補充完整。a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅。b．。(4)已知：Ksp(PbCO3)=1.5×10?13，Ksp(PbSO4)=1.8×10?8.在某制備過程中，經(jīng)檢測，過濾出的PbCO3沉淀中混有PbSO4，則該濾液中=。(5)以鉛蓄電池為電源，電解二氧化碳酸性溶液可制得丙烯(如圖)。①Y極與電源(填“正極”或“負極”)相連。②該離子交換膜為膜。③X極的電極反應(yīng)式為?！敬鸢浮?1)燒杯、量筒PbS＋MnO2＋4Cl－＋4H+＝＋S＋Mn2+＋2H2O鹽酸濃度過大，鹽酸與MnO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，部分MnO2被鹽酸消耗，導(dǎo)致與PbS反應(yīng)的MnO2的量減少（3）取a中紅色溶液少量，加入過量Pb，充分反應(yīng)后，紅色褪去(4)1.2×105(5)正極質(zhì)子3CO2＋18e－＋18H+＝CH3CH=CH2＋6H2O【解析】（1）配制5.3mol?L?1的H2SO4溶液，需要的儀器有玻璃棒、量筒、膠頭滴管、燒杯、一定規(guī)格的容量瓶，不用托盤天平、圓底燒瓶、漏斗；故答案為：燒杯、量筒。（2）①將PbS與鹽酸、MnO2和飽和食鹽水一起浸取，PbS反應(yīng)后生成和S，MnO2發(fā)生還原反應(yīng)生成Mn2+，反應(yīng)的離子方程式為PbS＋MnO2＋4Cl－＋4H+＝＋S＋Mn2+＋2H2O；故答案為：PbS＋MnO2＋4Cl－＋4H+＝＋S＋Mn2+＋2H2O。②MnO2能與濃鹽酸反應(yīng)，則鹽酸濃度過大，部分MnO2被鹽酸消耗，導(dǎo)致與PbS反應(yīng)的MnO2的量減少，鉛元素的浸出率會下降；故答案為：鹽酸濃度過大，鹽酸與MnO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，部分MnO2被鹽酸消耗，導(dǎo)致與PbS反應(yīng)的MnO2的量減少。（3）過程Ⅰ中Fe2+作催化劑，在反應(yīng)i中作反應(yīng)物，轉(zhuǎn)化為Fe3+，設(shè)計的實驗方案為：向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅；要證明Fe2+在反應(yīng)ii中作生成物，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，可取a中紅色溶液，加入過量Pb粉，若充分反應(yīng)后紅色褪去，即可說明Fe3+又轉(zhuǎn)化為Fe2+；故答案為：取a中紅色溶液少量，加入過量Pb，充分反應(yīng)后，紅色褪去。（4）過濾出的PbCO3沉淀中混有PbSO4，則PbCO3、PbSO4共存體系中；故答案為：1.2×105。（5）①該電解池中，Y極中水失電子生成O2，為陽極，與電源正極相連；故答案為：正極。②陽極反應(yīng)式為2H2O?4e﹣＝O2↑＋4H+，陰極反應(yīng)式為3CO2＋18e－＋18H+＝CH3CH=CH2＋6H2O，電解質(zhì)溶液呈酸性，則離子交換膜為質(zhì)子交換膜；故答案為：質(zhì)子。③X電極為陰極，陰極上CO2得電子生成丙烯，電極反應(yīng)式為3CO2＋18e－＋18H+＝CH3CH=CH2＋6H2O；故答案為：3CO2＋18e－＋18H+＝CH3CH=CH2＋6H2O?！景胃呔毩?xí)】1.(2022·濟南模擬)四個電解裝置都以Pt做電極，它們分別裝有如下電解質(zhì)溶液，電解一段時間后，測定其pH變化，所記錄的結(jié)果正確的是()選項ABCD電解質(zhì)溶液HClCuSO4KOHBaCl2pH變化減小增大增大不變【答案】C【解析】電解鹽酸，溶質(zhì)HCl的量減少，溶劑的量不變，所以酸性減弱，pH增大，A項錯誤；電解CuSO4溶液生成硫酸、金屬銅和氧氣，溶液酸性增強，pH減小，B項錯誤；電解氫氧化鉀溶液的實質(zhì)是電解水，溶質(zhì)的量不變，溶劑減少，堿性增強，pH增大，C項正確；電解氯化鋇溶液得到氫氧化鋇、氫氣和氯氣，溶液堿性增強，pH增大，D項錯誤。2．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是A．充電時，電池的總反應(yīng)B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移D．放電時，正極發(fā)生反應(yīng)【答案】C【解析】充電時光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)（Li++e-=Li+）和陽極反應(yīng)（Li2O2+2h+=2Li++O2），則充電時總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，結(jié)合圖示，充電時金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽極；則放電時金屬Li電極為負極，光催化電極為正極；據(jù)此作答。A．光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對電池進行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)，充電時電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，A正確；B．充電時，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C．放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li+從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；D．放電時總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確。3．(2022·四川綿陽模擬)1,5-戊二胺()是生物法制備尼龍材料的重要原料，利用雙極膜(BPM)電滲析產(chǎn)堿技術(shù)可將生物發(fā)酵液中的1,5-戊二胺硫酸鹽(含和SOeq\o\al(2－,4))轉(zhuǎn)換為1,5-戊二胺，實現(xiàn)無害化提取，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．a(chǎn)極的電勢比b極的低B．m膜為陽離子交換膜，n膜為陰離子交換膜C．電解過程中，H2SO4極室溶液的pH逐漸減小D．b極區(qū)每生成11.2L氣體(標準狀況)，理論上可生成2mol1,5-戊二胺【答案】D【解析】根據(jù)題意，將生物發(fā)酵液中的1,5-戊二胺硫酸鹽轉(zhuǎn)換為1,5-戊二胺，則生物發(fā)酵液中的SOeq\o\al(2－,4)應(yīng)通過n膜進入H2SO4溶液，應(yīng)通過m膜進入產(chǎn)品室，與BPM表面產(chǎn)生的OH－反應(yīng)生成水和。陽離子向a極移動，a極是陰極，則b極是陽極，陽極電勢比陰極電勢高，A正確；電解過程中SOeq\o\al(2－,4)進入H2SO4極室，生成H2SO4，溶液pH逐漸減小，C正確；b極區(qū)是陽極區(qū)，電滲析過程生成O2，每生成11.2L氣體(標準狀況)轉(zhuǎn)移的電子為eq\f(11.2L,22.4L·mol－1)×4＝2mol，而1mol生成轉(zhuǎn)移2mol電子，故理論上可生成1mol1,5-戊二胺，D錯誤。4．（2023·河南·校聯(lián)考三模）近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所團隊利用固體氧化物(γ–Al2O3)電解質(zhì)實現(xiàn)了乙烷電化學(xué)脫氫制乙烯，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)為電源的負極B．M極電極反應(yīng)式為C2H6+2e-=C2H4+2H+C．每生成0.5molC2H4，N極消耗標準狀況下11.2LCO2D．每生成56gCO，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol【答案】C【解析】A．M電極乙烷發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙烯，M為陽極，a為電源的正極，故A錯誤；B．M極乙烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙烯，反應(yīng)式為C2H6-2e-+O2-=C2H4+2H2O，故B錯誤；C．陽極發(fā)生反應(yīng)C2H6-2e-+O2-=C2H4+2H2O，陰極發(fā)生反應(yīng)CO2+2e-=CO+O2-，每生成0.5molC2H4，轉(zhuǎn)移1mol電子，N極消耗0.5molCO2，標準狀況下的體積為11.2LCO2，故C正確；D．陰極發(fā)生反應(yīng)CO2+2e-=CO+O2-，每生成56gCO，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為，故D錯誤；選C。5．（2023·河南鄭州·統(tǒng)考三模）一種利用電化學(xué)進行“大氣固碳”的裝置如圖所示。該電池放電時正極生成C和Li2CO3，充電時通過催化劑的選擇性控制，只有Li2CO3是陽極反應(yīng)物。下列說法正確的是

A．該電池放電時的正極反應(yīng)式為CO2+4e-=C+2O2-B．圖中Li+移動方向是電池充電時的移動方向C．充電時，陽極反應(yīng)式為2Li2CO3-4e-=4Li++2CO2↑+O2↑D．該電池放電、充電過程中轉(zhuǎn)移電子相同時，消耗與生成CO2的量相等【答案】C【解析】由圖可知，放電時，負極：Li-e-=Li+，正極：3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C，總反應(yīng)為：4Li+3CO2=2Li2CO3+C。充電時只有Li2CO3發(fā)生氧化：陽極：2Li2CO3-4e-=4Li++2CO2↑+O2↑，陰極：4Li++4e-=4Li，總反應(yīng)為：2Li2CO3=4Li+2CO2↑+O2↑，依據(jù)此分析解答。A．由分析可知，該電池放電時的正極反應(yīng)式為3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C，故A錯誤；B．由分析可知，充電時，電極A為陰極，電極B為陽極，Li+移動方向是由陽極移向陰極，圖中Li+移動方向不是電池充電時的移動方向，故B錯誤；C．由分析可知，充電時，陽極反應(yīng)式為2Li2CO3-4e-=4Li++2CO2↑+O2↑，故C正確；D．該電池放電時的正極反應(yīng)式為3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C，充電時陽極電極方程式為：2Li2CO3-4e-=4Li++2CO2↑+O2↑，該電池放電、充電過程中轉(zhuǎn)移電子相同時，消耗與生成CO2的量不相等，故D錯誤；故選C。6.用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進行下列各組實驗，則下表中各項所列對應(yīng)關(guān)系均正確的一項是()選項X極實驗前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應(yīng)式是4OH－－4e－=O2↑＋2H2OC負極CuCl2溶液b管中有氣體逸出D負極NaOH溶液溶液pH降低【答案】C【解析】電解Na2SO4溶液時，陽極上是OH－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即a管中OH－放電，酸性增強，酸遇酚酞不變色，即a管中呈無色，A錯誤；電解AgNO3溶液時，陰極上是Ag＋發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng)，B錯誤；電解CuCl2溶液時，陽極上是Cl－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b管中Cl－放電，產(chǎn)生Cl2，C正確；電解NaOH溶液時，實際上電解的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強，pH升高，D錯誤。7．（2023·陜西西安·陜西師大附中?？寄M預(yù)測）利用光伏電池與膜電解法制備Ce(SO4)2溶液的裝置如下圖所示，下列說法不正確的是

A．電解池中陰極的電極反應(yīng)式為B．該離子交換膜為陰離子交換膜，由左池向右池遷移C．該光伏電池的N電極為負極D．電路中有0.1mol電子通過時，陽極室生成33.2gCe(SO4)2【答案】B【解析】光伏電池內(nèi)負電荷向N極移動，則N極為負極，P電極為正極，電解池中純銅為陰極，石墨為陽極。A．由分析可知，純銅為陰極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，故A正確；B．Ce3+在石墨極發(fā)生反應(yīng)后變?yōu)镃e4+，發(fā)生了氧化反應(yīng)，Ce4+與結(jié)合變?yōu)镃e(SO4)2而流出，消耗了硫酸根離子，因此右池中的向左池遷移，不斷進行補充，故B錯誤；C．光伏電池內(nèi)負電荷向N極移動，則N極為負極，故C正確；D．由電路中有0.1mol電子通過時，根據(jù)電極反應(yīng)：可知，陽極室生成即，故D正確；故答案選B。8．（2023·陜西寶雞·統(tǒng)考二模）海泥細菌通過消耗海底沉積層中的有機物獲得營養(yǎng)，同時產(chǎn)生電子?？茖W(xué)家利用這一原理設(shè)計了海泥細菌電池，該技術(shù)可在海底加速石油污染物降解速率，其中海泥代謝產(chǎn)物顯酸性，電池工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．負極的電極反應(yīng)式為：CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+B．工作時B電極附近溶液pH減小C．海水和海泥含有電解質(zhì)，導(dǎo)電性高，有利于輸出電能D．A電極消耗標況下O25.6L，有1mol質(zhì)子通過海底沉積層和海水層交接面【答案】A【解析】由圖可知，A極氧氣得到電子發(fā)生還原生成水，為正極，；B電極HS-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫單質(zhì)，為負極，；A．由分析可知，負極反應(yīng)為，A錯誤；B．工作時B電極附近生成氫離子，酸性增強，溶液pH減小，B正確；C．海水和海泥含有電解質(zhì)，導(dǎo)電性高，有利于形成閉合電路輸出電能，C正確；D．A電極反應(yīng)為，消耗標況下O25.6L，為0.25mol氧氣，根據(jù)電子守恒可知，有1mol質(zhì)子通過海底沉積層和海水層交接面，D正確；故選A。9．（2023·陜西咸陽·統(tǒng)考一模）某課題組以納米Fe2O3作為電極材料制備鋰離子電池(另一極為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料)，通過在室溫條件下對鋰離子電池進行循環(huán)充放電，成功地實現(xiàn)了對磁性的可逆調(diào)控(見右圖)，下列說法不正確的是A．充電時，F(xiàn)e2O3對應(yīng)電極連接充電電源的負極B．該電池的正極的電極反應(yīng)式：Fe2O3+6Li++6e?=3Li2O+2FeC．該電池不能使用氫氧化鈉溶液作為電解液D．該電池工作的原理：放電時，F(xiàn)e2O3作為電池正極被還原為Fe，電池被磁鐵吸引【答案】A【解析】據(jù)圖可知放電時，Li被氧化Li+，所以金屬鋰和石墨的復(fù)合材料為負極，納米Fe2O3為正極。A．放電時Fe2O3對應(yīng)電極為正極，則充電時為陽極，與電源正極相連，A錯誤；B．放電時Fe2O3對應(yīng)電極為正極，F(xiàn)e2O3被還原為Fe，O元素轉(zhuǎn)化為Li2O，根據(jù)電子守恒、元素守恒可得電極反應(yīng)式為Fe2O3+6Li++6e?=3Li2O+2Fe，B正確；C．Li為活潑金屬，會與氫氧化鈉溶液中的水反應(yīng)，C正確；D．據(jù)圖可知，該電池工作時，F(xiàn)e2O3為正極，被還原為Fe，使電池被磁鐵吸引，D正確；綜上所述答案為A。10．（2023·河北·校聯(lián)考三模）磷酸鐵鋰()電池應(yīng)用廣泛，放電后，電池的正極材料主要含有、Al、石墨以及少量難溶性的雜質(zhì)。已知易溶于溶液，難溶于溶液，從放電后正極材料中回收金屬鋰的流程如圖所示。下列說法錯誤的是

A．向“濾液”中滴加稀鹽酸至過量，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解B．“酸浸氧化”時可以用溶液代替溶液C．“酸浸氧化”時檢驗是否完全氧化，可用溶液D．“沉鋰”時主要反應(yīng)的離子方程式為【答案】B【解析】正極材料主要含有、Al、石墨以及少量難溶性的雜質(zhì)，加入NaOH溶液除去Al，濾渣加入H2O2和硝酸過濾除去鐵、石墨和難溶性雜質(zhì)，溶液加入NaHCO3溶液沉鋰，最后得到碳酸鋰。A．濾液中含有，在滴加稀鹽酸至過量過程中，先后發(fā)生離子反應(yīng)、，A項正確；B．依據(jù)題給信息，易溶于溶液，難溶于溶液，若用溶液代替溶液，則溶于其中，難以通過過濾除去，對后續(xù)回收鋰產(chǎn)生影響，B項錯誤；C．溶液和溶液氧化，生成，若未完全氧化，則溶液中存在，可使用溶液檢驗，觀察是否有藍色沉淀生成，C項正確；D．沉鋰過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為，D項正確；答案選B。11．（2023·河北·校聯(lián)考三模）科學(xué)家開發(fā)了一種可循環(huán)使用的太陽能水電池，該裝置綠色環(huán)保，有廣泛的研究前景，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

A．光充電時，電極附近溶液的酸性增強B．放電時，電極為正極C．光充電時，向電極遷移D．放電時，Pt電極反應(yīng)式：【答案】B【解析】光充電時是電解池，電極有電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，是陽極；放電時是原電池，電極有電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極為負極，Pt電極為正極，據(jù)此作答；A．太陽能水電池光充電過程中，電極有電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，故電極附近溶液的酸性增強，A正確；B．放電時，電極有電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極為負極，Pt電極為正極，B錯誤；C．充電時，電極為陰極，向陰極遷移，C正確；D．放電時，Pt電極為正極，Pt電極附近有光充電產(chǎn)生的大量，故Pt電極反應(yīng)式為，D正確；故選B。12.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用如下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合K時，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏移。請回答下列問題：(1)乙裝置的名稱是________；Zn為________極。(2)寫出電極反應(yīng)：Cu極：_________________________________________；石墨棒極：_________________________________________________________。(3)當(dāng)甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時，乙中產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積應(yīng)為________。(4)若乙中溶液不變，將其電極都換成銅電極，閉合K一段時間后，乙中溶液的顏色________(填“變深”“變淺”或“不變”)。(5)若乙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，閉合K一段時間后，甲中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；乙中溶液的pH將________。(6)若乙中電極不變，將其溶液換成飽和Na2SO4溶液，閉合K一段時間，當(dāng)陰極上有amol氣體生成時，同時有ωgNa2SO4·10H2O析出，假設(shè)溫度不變，剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)為________________(用含ω、a的表達式表示，不必化簡)?！敬鸢浮?1)電解池負(2)2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=Cu(3)2.24L(4)不變(5)增大增大(6)eq\f(142ω,322（ω＋18a）)×100%【解析】(1)乙中Pt、石墨棒都是惰性電極，甲中Zn和Cu都是活性電極，則甲是原電池，Zn是負極，Cu是正極；乙是電解池，Pt是陽極，石墨棒是陰極。(2)甲中電解液是稀硫酸，Cu極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑；石墨棒陰極上Cu2＋發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu。(3)甲中Cu電極產(chǎn)生H2，產(chǎn)生0.1mol氣體時，電路中通過0.2mol電子；乙中Pt電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子時生成0.1molCl2，在標準狀況下的體積為2.24L。(4)銅電極是活性電極，乙為電鍍池，電解液中c(Cu2＋)不變，則乙中溶液的顏色不變。(5)甲中電池總反應(yīng)為Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，溶液的pH增大；乙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電池總反應(yīng)為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，反應(yīng)生成NaOH，溶液的pH增大。(6)利用惰性電極電解飽和Na2SO4溶液，電池總反應(yīng)式為2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑，陰極上析出H2，則陰極上有amol氣體生成時，消耗amolH2O，同時有ωgNa2SO4·10H2O析出，剩余溶液仍為飽和Na2SO4溶液，故amolH2O和ωgNa2SO4·10H2O也形成飽和Na2SO4溶液，ωgNa2SO4·10H2O中含有Na2SO4的質(zhì)量為eq\f(142ω,322)g，因此剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為(eq\f(142ω,322)g)/(ωg＋18ag)×100%＝eq\f(142ω,322（ω＋18a）)×100%。13.(2022·德陽三模)鋁的陽極氧化是一種重要的表面處理技術(shù)，其原理是用電化學(xué)方法處理鋁件表面，優(yōu)化氧化膜結(jié)構(gòu)，增強鋁件的抗腐蝕性，同時便于表面著色。取鋁片模擬該實驗，并測定氧化膜厚度，操作步驟如下：(1)鋁片預(yù)處理鋁片表面除去油垢后，用2mol/LNaOH溶液在60～70℃下洗滌，除去鋁表面薄氧化膜，離子方程式為：________________________________________；再用10%(質(zhì)量分數(shù))的HNO3溶液對鋁片表面進行化學(xué)拋光。若取一定體積68%(質(zhì)量分數(shù))的濃硝