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第7讲电化学
一、选择题(每小题只有一项符合题目要求)
1.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(C)
A.待加工铝质工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
C.阴极的电极反应式为Al3++3e-===Al
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
解析:A对,该电解池阳极发生的电极反应为2H2O-4e-===4H++O2↑,氧气将铝制品表面氧化形成致密的氧化膜,所以待加工铝质工件应为阳极。B对,C错,阴极发生的电极反应为2H++2e-===H2↑,阴极可选用不锈钢网作电极。D对,电解质溶液中的阴离子向阳极移动。
2.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是(A)
A.eq\a\vs4\al(Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加)
B.正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-
C.eq\a\vs4\al(锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄)
D.eq\a\vs4\al(使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降)
解析:Zn较Cu活泼,作负极,Zn失电子变Zn2+,电子经导线转移到铜电极,铜电极负电荷变多,因而Zn2+和H+迁移至铜电极,H+氧化性较强,得电子变H2,因而c(H+)减小,A项错误;Ag2O作正极,被还原成Ag,结合KOH作电解液,故电极反应式为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-,B项正确;Zn为较活泼电极,作负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,锌溶解,因而锌筒会变薄,C项正确;铅蓄电池总反应式为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,可知放电一段时间后,H2SO4不断被消耗,因而电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D项正确。
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+H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))Cu2O+H2↑。下列说法正确的是(D)
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
解析:钛电极为阴极,发生还原反应,A错误;铜作阳极,阳极上铜发生失电子的氧化反应,阳极反应式为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,OH-由阴极区迁移到阳极区参与反应,离子交换膜应为阴离子交换膜,C错误,D正确;由阴极区迁移过来的OH-在阳极全部参与反应,阳极附近溶液的pH不变,B错误。
4.(2021·四川成都市高三三模)锂空气电池因其比能量非常高,具有广阔应用前景。下图是两种不同的锂空气(Li-O2)电池,下列分析错误的是(C)
A.放电时图1中电流从a电极经电解液流回b电极
B.放电时,两种电池负极反应式均为Li-e-===Li+
C.转移相同电子,两种电池正极产物的物质的量相同
D.两种不同的锂空气电池比能量不同
解析:放电时,根据图1右侧充入的氧气判断,b为正极,a为负极,则电流从a电极经电解液流回b电极,故A正确;放电时,图1和图2中负极都为Li,根据电解液传导离子判断,传导离子为锂离子,故负极电极反应为Li-e-===Li+,故B正确;图1中正极反应为O2+2e-+2Li+===Li2O2,图2中正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,转移相同电子正极产物的物质的量不同,故C不正确;比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能,根据正极氧气的化合价变化不同判断比能量不同,故D正确。
5.(2021·山东滨州市高三二模)科学家利用垃圾渗透液研发出新型环保电池,实现发电、环保二位一体化结合的装置如图。
当该装置工作时,下列说法正确的是(B)
A.盐桥中K+向X极移动,Cl-向Y极移动
B.电路中流过3.75mol电子时,产生N2的体积为22.4L(标准状况)
C.电流由X极沿导线流向Y极
D.Y极反应式为2NOeq\o\al(-,3)+10e-+12H+===N2↑+6H2O
解析:在X电极上NH3失去电子被氧化变为N2,所以X为负极;在Y电极上NOeq\o\al(-,3)得到电子被还原变为N2,所以Y电极为正极。盐桥中K+向Y极移动,Cl-向X极移动,A错误;根据氧化还原反应中电子守恒可知总反应方程式:5NH3+3NOeq\o\al(-,3)===4N2+6H2O+3OH-,转移15mol电子,反应产生4molN2,若转移3.75mol电子,则反应产生N2的物质的量n(N2)=eq\f(3.75mol,15m
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