1、1专题跟踪训练(六)能力练(20 分钟 50 分)一、选择题(每小题 6 分，共 42 分)1(2018云南曲靖一模)下列有关电池的说法不正确的是( )A手机上用的锂离子电池属于二次电池B锌锰干电池中，锌电极是负极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极解析 A 项，锂电池属于可充电电池，属于二次电池，故说法正确；B 项，锌锰干电池中，锌是活泼金属，作负极，故说法正确；C 项，燃料电池是把化学能转化成电能的装置，故说法正确；D 项，原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，锌作负极，铜作正极，电子从锌电极经外电路流向铜极，故说法错误。答案 D2下
2、图所示的日常生活装置中，与手机充电时的能量转化形式相同的是( )解析 A 项是将电能转化成化学能；B 项是将水的势能转化成电能；C 项是将太阳能转化成热能；D 项是将化学能转化成电能。答案 A3下列有关电化学的示意图中正确的是( )2解析 A 项，Zn 应为原电池负极，Cu 为原电池正极；B 项，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换；C 项，粗铜应连接电源正极；D 项，电解饱和 NaCl 溶液，Cl 在阳极放电产生 Cl2，溶液中的 H 在阴极获得电子而产生 H2，正确。答案 D4(2018江西赣州统考)根据图示判断下列叙述符合事实的是( )A按图连接并放置一段时间后，Fe 片表面会“镀”上
3、一层铜B按图连接好导线后(Zn 片与 Cu 片相接触)，灵敏电流表指针会发生非常明显的偏转C按图连接并放置片刻，在 Fe 片附近加一滴 KSCN 溶液，溶液变为红色D按图连接并放置一段时间后，在 Sn 片上有无色气泡聚集解析 按图连接后，铁与电源的正极相连，作阳极，铁失去电子，Fe 片表面不会“镀”上一层铜，A 不正确；按图连接好导线后，由于 Zn 片与 Cu 片相接触，电子直接传递到铜片，因此灵敏电流表指针不会发生非常明显的偏转，B 不正确；按图连接后构成原电池，锌比铁活泼，锌是负极，铁是正极，溶液中不会产生铁离子，所以在 Fe 片附近加一滴 KSCN 溶液，溶液不可能变为红色，C 不正确；
4、按图连接后构成电解池；Sn 与电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，因此在 Sn 片上有无色气泡聚集，D正确。答案 D5(2018四川省绵阳市高三第二次诊断考试)用 FeS2纳米材料制成的高容量锂电池，电极分别是二硫化亚铁和金属锂，电解液是含锂盐的有机溶剂。下列说法错误的是( )A金属锂作电池的负极B电池正极反应为 FeS24Li 4e =Fe2Li 2S3C放电时，Li 向负极迁移D电池总反应为 FeS24Li= =Fe2Li 2S解析 该电池中金属锂为负极，二硫化亚铁为正极，A 项正确；电池正极上 FeS2发生还原反应，且电解液中 Li 向正极移动参与反应，电极反应式为FeS
5、24Li 4e =Fe2Li 2S，B 项正确；C 项错误；电池负极反应为 Lie =Li ，则电池总反应为 FeS24Li= =Fe2Li 2S，D 项正确。答案 C6某电化学研究学习小组设计如图装置。下列叙述正确的是( )AK 与 M、N 均断开，一段时间后电解质溶液质量变大BK 分别与 M、N 相连时，铁均受到保护CK 与 M 相连时，每转移 1 mol 电子 Fe 表面生成 32 g CuDK 与 N 相连时，碳棒上产生使湿润的淀粉KI 试纸变蓝的气体解析 K 与 M、N 均断开，发生铁置换出溶液中的铜的反应，一段时间后电解质溶液质量变小，故 A 错误；K 与 M 相连时，构成原电池，
6、铁是负极，铁被腐蚀，故 B 错误；K与 M 相连时，构成原电池，铁是负极，碳是正极，每转移 1 mol 电子，碳棒表面生成 32 g Cu，故 C 错误；K 与 N 相连时，构成电解池，碳棒是阳极，发生电极反应2Cl 2e =Cl2，故 D 正确。答案 D7(2018河北省石家庄市高三质检)银Ferrozine 法检测甲醛(HCHO)的原理为在原电池装置中，氧化银能将甲醛充分氧化为 CO2；Fe 3 与产生的 Ag 定量反应生成Fe2 ；Fe 2 与 Ferrozine 形成有色配合物；测定溶液的吸光度(吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比)。下列说法正确的是( )A中，负极上消耗 1 mol
7、甲醛时转移 2 mol 电子B溶液中的 H 由正极移向负极C理论上消耗的甲醛与生成的 Fe2 的物质的量之比为 14D中，甲醛浓度越大，吸光度越小解析 中，负极的电极反应式：HCHO4e H 2O=CO24H ；正极的电极反应4式：2Ag 2O4H 4e =4Ag2H 2O。负极上消耗 1 mol 甲醛时转移 4 mol 电子，A 项错误；溶液中的 H 由负极向正极迁移，B 项错误；存在关系式：HCHO4Ag4Fe 2 ，故理论上消耗的甲醛与生成的 Fe2 的物质的量之比为 14，C 项正确；甲醛浓度越大，理论上生成的 Fe2 的浓度越大，进而得到有色配合物的浓度也越大，溶液吸光度越大，D 项
8、错误。答案 C二、非选择题(8 分)8电解原理在工业生产中有广泛的应用。(1)如图为离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图，下列说法不正确的是_。(填字母序号)A直流电源的左侧为负极B从 E 口逸出的气体是 H2C从 B 口加入含少量 NaOH 的水溶液以增强导电性D从 C 口出来的溶液为 NaOH 溶液E每生成 22.4 L Cl2，便产生 2 mol NaOHF粗盐水中含 Ca2 、Mg 2 、Fe 3 、SO 等离子，精制时先加 Na2CO3溶液24G该离子交换膜为阳离子交换膜(2)高铁酸钾(K 2FeO4)易溶于水，具有强氧化性，是一种新型水处理剂。工业上用如下方法制备高铁酸钾：以 F
9、e2O3为阳极电解 KOH 溶液。高铁酸钾溶液长时间放置不稳定，会产生红褐色絮状物质及气泡，则该过程的离子方程式为_。电解制高铁酸钾时阳极的电极反应式为_。答案 (1)ABDEF(2)4FeO 10H 2O=4Fe(OH)38OH 3O 224Fe 2O310OH 6e =2FeO 5H 2O24拔高练(25 分钟 50 分)一、选择题(每小题 6 分，共 30 分)1利用某新型微生物电池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如图所示，下列5叙述正确的是( )AX 电极是负极BY 电极的电极反应式为 Cm(H2O)n4 me =mCO2( n2 m)H2O4 mHCH 由左向右移动D有 1 m
10、ol CO2生成时就会消耗 1 mol MnO2解析 由图可知 Y 电极上 Cm(H2O)n中的 C 为 0 价，被氧化生成 CO2，故 Y 电极是负极，A 项错误、B 项正确；电解质溶液中阳离子移向正极，H 由右向左移动，C 项错误；有 1 mol CO2生成时，转移 4 mol 电子，由得失电子守恒知，需要消耗 2 mol MnO2，D 项错误。答案 B2用氟硼酸(HBF 4，属于强酸)溶液代替稀硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，总反应方程式为 PbPbO 24HBF 4 2Pb(BF4) 放 电 充 电22H 2O，Pb(BF 4)2为可溶于水的强电解质
11、，下列说法正确的是( )A放电时，负极反应式为 PbO24H 2e =Pb2 2H 2OB放电时，当正极质量减少 23.9 g 时，溶液中转移 0.2 mol 电子C充电时，PbO 2电极附近溶液的 pH 减小D充电时，Pb 电极的电极反应式为 PbO24H 2e =Pb2 2H 2O解析 由总反应方程式知，Pb 是还原剂，Pb 在负极上失去电子，A 项错误；放电时正极上电极反应式为 PbO24H 2e =Pb2 2H 2O,23.9 g 就是减少的 PbO2的质量，其物质的量为 0.1 mol，转移电子的物质的量为 0.2 mol，但电子只能通过导线转移，B 项错误；充电时 PbO2电极与电
12、源正极相连作阳极，电极反应式为Pb2 2H 2O2e =PbO24H ，电极附近溶液 pH 减小，C 项正确；充电时，Pb 电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为 Pb2 2e =Pb，D 项错误。答案 C3一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示，下列说法正确的是( )6A电池工作时，光能转变为电能，电极 X 为电池的正极B电解质溶液中发生反应：2Ru 3 3I =2Ru2 I 3C镀铂导电玻璃的作用是传递 ID电池的电解质溶液中 I 和 I 的浓度均不断减小 3解析 由图知，在光照条件下 Ru2 在电极 X 上失去电子转化为 Ru3 ，I 在电极 Y
13、 3上得到电子转化为 I ，则镀铂导电玻璃的作用是传递 I ，故电极 X 为电池的负极，A 项错误，C 项正确；电解质溶液中的反应为 2Ru2 I =3I 2Ru 3 ，B 项错误；电池工作 3时 I I ， c(I )增大，D 项错误。 3答案 C4ClO 2是一种安全稳定的消毒剂。工业上利用惰性电极电解氯化铵和盐酸制备 ClO2的原理如图所示，下列有关说法错误的是( )Ab 电极接直流电源的负极Ba 电极上的电极反应式为 NH 6e 3Cl =NCl34H 4C若有 2 g H2生成，通过阴离子交换膜的 Cl 的物质的量为 1 molD发生器中反应的离子方程式为 6ClO NCl 33H
14、=6ClO2NH 33Cl 2解析 由图知 b 电极上产生氢气，发生还原反应，故 b 电极是阴极，与直流电源负极相连，A 项正确；由图知 a 电极上有 NCl3生成，故参与放电的离子有 NH 与 Cl ，B 项 4正确；当有 2 g H2生成时，电路中有 2 mol 电子发生转移，通过阴离子交换膜的 Cl 的物质的量为 2 mol，C 项错误；由图中信息知，生成物有 ClO2、NH 3，故反应物有7NCl3、ClO ，再结合电荷守恒等分析知 D 项正确。 2答案 C5以铅蓄电池为电源、石墨为电极，电解浓度均为 1 mol/L 的 FeSO4、CuSO 4混合溶液的装置如图所示，该混合溶液的体积
15、为 200 mL。若 4 min 末 Y 电极上有 12.8 g 红色物质析出，下列说法正确的是( )Aa 为铅蓄电池的负极B4 min 末，溶液中的阳离子只有 HC继续通电后，Y 电极质量继续增大到一定程度后保持不变D4 min 末，X 电极上有 0.2 mol H2生成解析 Cu 2 转化为 Cu，发生还原反应，故 Y 电极是阴极、b 是铅蓄电池负极，A 项错误；因溶液中 H 只来源于水的电离，其浓度很小，故放电能力 Cu2 Fe 2 H ，4 min末，Cu 2 恰好放电完全，溶液中还有 Fe2 ，B 项错误；继续通电后，先是 Fe2 获得电子转化为 Fe 沉积在 Y 电极上导致其质量增
16、加，当 Fe2 放电完全后，溶液中 H 放电生成氢气逸出，Y 电极质量不变，C 项正确；X 电极是阳极，阳极上是 OH 放电生成 O2，D 项错误。答案 C二、非选择题(20 分)6(12 分)(2018北京通州期中)电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。(1)图 1 中，为了减缓海水对钢闸门 A 的腐蚀，材料 B 可以选择_(填字母)。a碳棒 b锌板 c铜板用电化学原理解释材料 B 需定期拆换的原因_。8(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图 2 为“镁次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E 为该燃料电池的_(填“正”或“负
17、”)极。F 电极上的电极反应式为_。镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因：_。(3)乙醛酸(HOOCCHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图 3 所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与 M 电极的产物反应生成乙醛酸。N 电极上的电极反应式为_。若有 2 mol H 通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为_mol。9解析 (1)形成原电池时，Fe 作正极被保护，则要选择活动性比 Fe 强的金属作负极，所以选锌。(2)“镁次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则 Mg
18、为负极；正极上ClO 得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为 ClO 2e H 2O=Cl 2OH 。Mg 的活动性较强，能与水反应生成氢气，其反应为 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2。(3)N 电极上HOOCCOOH 得电子生成 HOOCCHO，则电极反应式为 HOOCCOOH2e 2H =HOOCCHOH 2O。2 mol H 通过质子交换膜，则电池中转移 2 mol 电子，根据电极方程式HOOCCOOH2e 2H =HOOCCHOH 2O 可知阴极生成 1 mol 乙醛酸，同时阳极转移 2 mol 电子生成 1 mol Cl2，发生反应： OHCCHOCl 2 H2O HOOCCHO
19、2HCl，生成 1 mol 乙醛酸，所以生成的乙醛酸为 1 mol。答案 (1)b 材料 B 作原电池的负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换(2)负 ClO 2e H 2O=Cl 2OH Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2(3)HOOCCOOH2e 2H =HOOCCHOH 2O 17(8 分)某同学设想利用电化学原理实现以 CuSO4、SO 2为原料制备 Cu 和 H2SO4，并吸收炼铁过程中产生的 CO 尾气，实现资源与能源的综合利用。该同学据此组装出的装置如图所示：闭合该装置中的 K，A 池中通入 SO2的 Pt 电极的电极反应式为_，B 池中生成的气体 X 的电子式为_，若在 C 池中生成
20、 64 g Cu，则整个装置中共生成 H2SO4_ 10mol。解析 A 池是原电池，SO 2在负极放电，A 池中通入 SO2的 Pt 电极的电极反应式为SO22H 2O2e =SO 4H ；B 池是电解池，CO 在阳极放电，氧化产物为 CO2，B 池中24生成的气体 X 的电子式为 ；C 中发生2CuSO42H 2O 2CuO 22H 2SO4,64 g Cu 反应，生成 1 mol H2SO4，A 中原= = = = =电 解 电池也失去 2 mol 电子，生成 1 mol H2SO4，故在 C 池中生成 64 g Cu，则整个装置中共生成 2 mol H2SO4。答案 SO 22H 2O2e =SO 4H 2411
