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1、精选优质文档-倾情为你奉上电化学(2)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下O22CO24e=2CO题型一新型化学电源典例1(2017全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多解析原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li2S6Li
2、2S4Li2S2，其中可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。答案D针对训练1世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()Aa极发生氧化反应B正极的电
3、极反应式为FeOx2xe=FexO2C若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移D铁表面发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2解析：选Da极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O24e=2O2，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L5112 L，C错误；由图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2，D正确。题型二带离子交换膜的化学电源典例2液体燃料电池相比
4、于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab电极上发生氧化反应Ba电极反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电流从a电极经过负载流向b电极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析A项，b电极上发生还原反应，错误；C项，放电时，电子从a电极经过负载流向b电极，错误；D项，其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜，错误。答案B题后悟道针对训练2用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离
5、子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是()AX为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B阳极区pH增大C图中的baD该过程中的产品主要为H2SO4和H2解析：选BA项，由图示可知Pt()极上HH2，发生还原反应，故Pt()为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；B项，Pt()为阳极，在阳极，SO、HSO被氧化为H2SO4，SOH2O2e=2HSO，HSOH2O2e=3HSO，溶液的酸性增强，pH减小，错误；C项，由上面的分析可知，阳极有H2SO4生成，故ba，正确；D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。题型三可逆电池典例3(2016全国卷)锌空气燃料
6、电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电
7、路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。答案C题后悟道有关可逆电池的解题思路针对训练3(2016四川高考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6C充电时，若转移1 mol e，石墨(C6)电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi解析：选CA原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B.放电时，负极发生氧化反应
8、，电极反应式为LixC6xe=xLiC6，正确；C.充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，正确。题型四电解原理在环保、新材料制备中的应用典例4(2015四川高考)用右图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，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：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析A项，若铁作阳
9、极，则铁失电子生成Fe2，则CN无法除去，故铁只能作阴极，正确；B项，阳极Cl放电生成ClO，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；C项，阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子(H)，正确；D项，由于溶液是碱性条件，故除去CN发生的反应为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，错误。答案D针对训练4(2017广州模拟)用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是()A通电后阳极区溶液pH增大B阴极区的电极反应式为4OH4e=O22H2OC当电路中通过1 mol
10、电子的电量时，会有0.25 mol的Cl2生成D通电后Li通过交换膜向阴极区迁移，LiOH浓溶液从d口导出解析：选DA项，左端为阳极，Cl放电生成Cl2，Cl2溶于水，生成酸，pH减小，错误；B项，右端是阴极区得到电子，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，错误；C项，2Cl2e=Cl2，通过1 mol电子，得到0.5 mol Cl2，错误；D项，根据电解原理，阳离子通过阳离子交换膜，从阳极区向阴极区移动，LiOH浓溶液从d口导出，正确。题型五新环境下金属的腐蚀与防护典例5(2015上海高考)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上
11、电极反应为O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2解析A由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H2O4e4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片
12、上电极反应为O22H2O4e4OH，错误。答案D针对训练5城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是()A该装置能够将电能转化为化学能B管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe2e=Fe2C如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜解析：选BA项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项，左端是阳极，腐蚀得更快，错误；C项，如果
13、没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。课堂练练熟方法1MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，下列有关该电池的说法正确的是()A该电池的正极反应式为4OH4e=O22H2OB该电池的负极反应式为H22e=2HC放电时OH向负极移动D当生成1 mol H2O时，转移2 mol电子解析：选D该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总
14、反应为2H2O2=2H2O，负极反应式为2H22CO4e=2H2O2CO2，正极反应式为O22CO24e=2CO，故A、B均错误；电解质中移动的阴离子为CO，不是OH，故C错误；根据负极反应式知，生成1 mol H2O时转移2 mol电子，故D正确。2(2017北京西城模拟)利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中，正确的是()A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B电极a表面发生还原反应C该装置工作时，H从b极区向a极区移动D该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2解析：选A根据图示，该过程是将太阳能转化为化学能的过程，故A正确；电极a表面发生水转化为
15、氧气的过程，反应中O元素的化合价升高，被氧化，发生氧化反应，故B错误；由图知，a为负极，b为正极，H从a极区向b极区移动，故C错误；根据得失电子守恒，该装置中每生成1 mol CO，同时生成 mol O2，故D错误。3.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2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()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阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O解析：选D钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化
16、反应，阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，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项错误、D项正确；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项错误。4如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。该电池的反应式为LiMnO2C6Li1xMnO2LixC6(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)。下列有关说法正确的是()AK与N相接时，A极为负极，该电极反应式为LixC6xe=C6xLiB在整个充电或放电过程中都只存在一种形式的能量转化CK与N相接时，Li由A极迁移到B极DK与M相接时，A极发生氧化反应，LiMnO2xe=Li
17、1xMnO2xLi解析：选D充电时原电池的正极与电源正极相连，故A为原电池的正极，B为原电池的负极。A项，K与N相接时，该装置为原电池，A为正极，错误；B项，在整个充电或放电过程中不仅存在电能与化学能的转化，也存在化学能与热能或电能与热能的转化，错误；C项，K与N相接时，该装置为原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，即Li由B极迁移到A极，错误；D项，K与M相接时，该装置为电解池，A极为阳极，发生氧化反应，电极反应为LiMnO2xe=Li1xMnO2xLi，正确。5.二甲醚(CH3OCH3)是一种绿色燃料，可以用来制备燃料电池，其工作原理如图所示。下列有关判断正确的是()Aa电极为电源阳极，发
18、生氧化反应BH从a电极移向b电极Cb电极反应式为O24e=2O2D水是该电池的负极反应物，不是该电池的生成物解析：选B该电池为原电池，二甲醚在a电极发生氧化反应，a电极是电源负极，不称为阳极，A项错误；原电池中，阳离子从负极移向正极，B项正确；b电极为正极，O2得电子，电极反应式为O24e4H=2H2O，C项错误；该电池为燃料电池，一般燃料电池的电池反应为该燃料燃烧的反应(电池反应不注明反应条件“燃烧”)，则该电池反应为CH3OCH33O2=2CO23H2O，D项错误。6(2017石家庄模拟)如图所示装置是一种可充电电池，装置为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充放电的化学方程式为2Na2S2
19、NaBr3Na2S43NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是()A负极反应为4Na4e=4NaB闭合K后，b电极附近的pH变小C当有0.01 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况下体积为112 mLD闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性解析：选C当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以B极是负极，A极是正极。闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S22e=2NaNa2S4，A错误；闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH，pH增大，B错误；闭合K时
20、，有0.01 mol Na通过离子交换膜，说明有0.01 mol电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL，C正确；闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu2e=Cu2，没有气体产生，D错误。7如图所示的电化学装置，可用于净化处理厕所排放废水中的尿素(H2NCONH2)，同时产生电能。下列有关说法不正确的是()A右侧的多孔碳电极是原电池的负极B电解质溶液中H向左侧移动C正极上发生还原反应：H2NCONH2H2O6e=CO2N26HD电极上消耗标准状况下33.6 L O2，电路中转移6 mol
21、电子解析：选C在该原电池中，通入氧气的电极是正极，通入尿素(H2NCONH2)的电极是负极，即左侧多孔碳电极是原电池的正极，右侧为负极，故A正确；电解质溶液中H向电池正极移动，即向左侧移动，故B正确；H2NCONH2在负极上发生氧化反应，故C错误；根据正极上的反应O24H4e=2H2O，当电极上消耗标准状况下33.6 L即1.5 mol O2时，电子转移为6 mol，故D正确。课下练练通高考1用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI3H2OKIO33H2。下列说法中正确的是()A电解时石墨作阴极B电解时阳极上产生H2C电解过程中阴极溶液pH升高D阴极电极反
22、应式：I6e3H2O=IO6H解析：选CA项，电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，错误；B项，阳极发生氧化反应，I失电子被氧化，电极反应为I6e3H2O=IO6H，错误；C项，阴极水电离出的H放电，2H2e=H2，H不断减少，使电离平衡H2OHOH不断右移，OH增多，溶液的pH升高，C项正确，D项错误。2.(2017贵州模拟)镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运及污染小等特点。如图所示为镁次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是()A该燃料电池中镁为负极，发生氧化反应B正极反应为ClOH2O2e=Cl2OHC电池总反应为MgCl
23、OH2O=Mg(OH)2ClD放电过程中OH移向正极解析：选D根据题给装置图可知，Mg失电子生成Mg2发生氧化反应，镁作负极，负极反应为Mg2e2OH=Mg(OH)2，A项说法正确；正极反应为ClOH2O2e=Cl2OH，B项说法正确；将电池的正极反应和负极反应相加得电池总反应式MgClOH2O=Mg(OH)2Cl，C项说法正确；放电过程中OH移向负极，D项错误。3.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，示意图如图。下列说法不正确的是()A放电时，Li透过固体电解质向
24、Cu极移动B放电时，负极的电极反应式为Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：选B由题中装置图和放电时的总反应可知，放电时Li为负极，Cu为正极，阳离子向正极移动，A项正确；放电时，负极Li失电子转化成Li，B项错误；结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成Cu2O，C项正确；铜被腐蚀生成Cu2O，放电时Cu2O又被还原成Cu，所以整个反应过程中Cu相当于催化剂，D项正确。4.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处的液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，
25、a管的液面高于b管的液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2解析：选Ca管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的c(H)减小，pH增大，A项正确、C项错误；B项，a处消耗了液面上的O2，b管有H2生成，b管压强大于a管压强，正确；D项，电化学腐蚀中铁失去电子变成Fe2，正确。5.(2017清远模拟)研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的CaF2CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中错误的是()A在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量保持不变B阳极的电极反应式
26、为C2O24e=CO2C由TiO2制得1 mol金属Ti，理论上外电路通过2 mol 电子D若用铅蓄电池作供电电源，“”接线柱应连接Pb电极解析：选CA石墨为阳极，电极反应式为C2O24e=CO2，阴极反应式为CaO2e=CaO2，然后2CaTiO2=Ti2CaO，因此反应前后消耗氧化钙的量不变，正确；B.石墨作阳极，C失去电子，转变成CO2，因此电极反应式为C2O24e=CO2，正确；C.根据选项A的分析，生成1 mol Ti，转移4 mol e，错误；D.铅蓄电池：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，Pb作负极，正确。 6光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图，当光照在表
27、面涂有氯化银的银片上时，AgCl(s)Ag(s)Cl(AgCl)Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面，接着Cl(AgCl)e=Cl(aq)。若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是()A光照时，外电路中电流由X流向YB光照时，Pt电极发生的反应为2Cl2e=Cl2C光照时，Cl向Pt电极移动D光照时，电池总反应为AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)解析：选BAg电极上发生Cl(AgCl)e=Cl(aq)，则Ag电极为正极，Pt电极为负极，外电路中电流由X流向Y，A项正确；Pt电极为负极，Cu失去电子，电极反应式为Cue=Cu2，B项错误；
28、光照时，Cl向负极(Pt电极)移动，C项正确；光照时，电池总反应为AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)，D项正确。7(2017北京东城模拟)氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示： 下列叙述不正确的是()Ab极附近溶液的pH增大Ba极发生的反应为2H2O4e=O24HC该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品D当电路中通过1 mol电子时，可得到2 mol LiOH解析：选D从电解质溶液中离子的移动方向看，石墨a是阳极，石墨b是阴极；a极失去电子，发生氧化反应，即2H2O4e=O24H，结合移动过来的SO得到硫酸；b极H得电子放出氢
29、气，c(OH)增大，溶液的pH增大，结合移动过来的Li生成LiOH，故A、B、C都是正确的。由电子守恒，反应中电路中通过1 mol电子时，得到1 mol LiOH，D说法是错误的。8用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A阳极室溶液由无色变成棕黄色B电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4C电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高D当电路中通过1 mol电子的电量时，阴极有0.25 mol的O2生成解析：选CA项，Fe为阳极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成Fe2，所以溶液变浅绿色，错误；B项，电解时，溶液中NH向阴极室移动，H
30、放电生成H2，所以阴极室中溶质为(NH4)3PO4或NH4H2PO4、(NH4)2HPO4，错误；C项，电解时，阴极上H放电生成H2，溶液中c(OH)增大，溶液中pH升高，正确；D项， 阴极生成H2，错误。9高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是()A铁是阳极，电极反应为Fe2e2OH=Fe(OH)2B电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小C若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeOD每制得1 mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2 L气体解析：选C由题意可知，用镍(N
31、i)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)，铁失电子生成高铁酸钠，发生氧化反应，Fe为阳极，电极反应为Fe6e8OH=FeO4H2O，A项错误；镍电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O2e=2OHH2，OH不断增多，溶液的pH不断增大，B项错误；C项，若离子交换膜为阴离子交换膜，则左侧溶液中会含有FeO，正确；D项没有指明温度和压强，无法计算生成气体的体积，错误。10如图所示，装置在常温下工作(溶液体积变化忽略不计)。闭合K，灯泡发光。下列叙述中不正确的是()A当电路中有1.2041022个电子转移时，乙烧杯中溶液的pH约为1B电池工作时，盐桥中的K移向甲烧杯，外电路
32、的电子方向是从b到aC电池工作时，甲烧杯中由水电离出的c(H)逐渐减小D乙池中的氧化产物为SO解析：选CA项，n(e) mol0.02 mol，乙烧杯中，HSO2eH2O=3HSO，n(H)0.03 mol，c(H)0.1 molL1，乙烧杯中溶液的pH约为1，A项正确；B项，乙烧杯中发生氧化反应，故乙烧杯中的石墨电极为负极，甲烧杯中的石墨电极为正极，盐桥中的阳离子K向正极移动，即向甲烧杯中移动，外电路的电子由负极移向正极，即方向是从b到a，B项正确；C项，电池工作时，甲烧杯中MnO不断得到电子被还原，MnO5e8H=Mn24H2O，反应消耗H，溶液中的c(H)不断减小，所以由水电离出的c(H
33、)逐渐增大，C项错误；D项，在乙池中HSO不断被氧化，变为SO，D项正确。11中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池(图1)，电池的工作原理如图2。下列有关说法正确的是()A放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极B放电时，Li由正极经过有机电解质溶液移向负极C开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源正极D充电时，阳极的电极反应式为Li2O22e=O22Li解析：选D纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨作电池正极，A项错误。原电池或电解池工作时，电解质中阴、阳离子的移动方向一般遵循“阴阳相吸”原则，即电池放电时，电解质中的阳
34、离子移向正极，据此可快速判断锂电池放电时，带正电荷的Li由负极经过有机电解质溶液移向正极，B项错误。充电时，直流电源负极与电池负极(金属锂)相连，故X为直流电源负极，C项错误。充电时，空气电极作阳极，此时Li2O2失去电子生成O2：Li2O22e=O22Li，D项正确。12以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如图所示，其中P端通入CO2。通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是()AX、Y两端都必须用铁作电极 B不可以用NaOH溶液作为电解液C阴极发生的反应是2H2O2e=H22OHDX端为电解池的阳极
35、解析：选C左边装置是原电池，通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极反应式为H22eCO=CO2H2O，正极反应式为O24e2CO2=2CO，右边装置是电解池，X是阴极、Y是阳极，阴极反应式为2H2O2e=H22OH、阳极反应式为Fe2e2OH=Fe(OH)2。X、Y两端，阳极X必须是铁电极，Y电极不需要一定用铁作电极，可以用石墨作电极，故A错误；电解过程是阴极上H放电得到溶液中的OH结合Fe2生成氢氧化亚铁，所以可以用NaOH溶液作为电解液，故B错误；阴极发生的反应是溶液中的H得到电子生成H2，碱溶液中电极反应：2H2O2e=H22OH，故C正确；X连接原电池负极，所以是电解池阴极，
36、故D错误。13如图所示的装置是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验：(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li2NH)固体作为储氢材料，其储氢原理是Li2NHH2=LiNH2LiH，则下列说法中正确的是_(填字母)。ALi2NH中N的化合价是1价B该反应中H2既是氧化剂又是还原剂CLi和H的离子半径相等D此法储氢和钢瓶储氢的原理相同(2)在电池B工作时：若用固体Ca(HSO4)2为电解质传递H，则电子由_极流出，H向_极移动(填“a”或“b”)。b极上的电极反应式为_。外电路中，每转移0.1 mol电子，在a极消耗_ L(标准状况下)的H2。(3)若A中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCl
37、溶液，则B工作时：电解池中X极上的电极反应式是_。在X极这边观察到的现象是_。检验Y电极上反应产物的方法是_。若A中其他均不改变，只将电极Y换成铁棒，可实现的实验目的是_。解析：(1)Li2NH中N的化合价是3，A项错误；该反应中，一部分H2LiNH2，H元素的化合价由01，H元素被氧化，一部分H2LiH，H元素的化合价由01，H元素被还原，故该反应中H2既是氧化剂又是还原剂，B项正确；Li的半径大于H的半径，C项错误；此法储氢是利用化学方法储氢，而钢瓶储氢是利用加压和降温，使氢气变为液体氢，故二者原理不同，D项错误。(2)电池B为氢氧燃料电池，其中通入H2的a极为负极，通入O2的b极为正极，
38、电子由a极(负极)流出，阳离子H向b极(正极)移动。b极为正极，在酸性介质中，电极反应为O24H4e=2H2O。a极为负极，电极反应为H22e=2H，每转移0.1 mol电子，在a极消耗0.05 mol H2，体积为0.05 mol22.4 Lmol11.12 L。(3)电解池中X极与负极相连，说明X极为阴极，阴极上H放电，得电子发生还原反应，电极反应为2H2e=H2，由于H不断减少，使H2OHOH不断右移，OH浓度增大，溶液呈碱性，酚酞遇碱变红。电解池中Y极为阳极，阳极上Cl放电，电极反应为2Cl2e=Cl2，Cl2可将I氧化为I2，淀粉遇I2变蓝，因此可利用此性质检验Cl2。用润湿的淀粉K
39、I试纸接近Y极气体产物，若试纸变蓝，说明产生的气体为Cl2。答案：(1)B(2)abO24H4e=2H2O1.12(3)2H2e=H2溶液变红用润湿的淀粉KI试纸接近Y极气体产物，若试纸变蓝，证明产生的气体为Cl2制Fe(OH)214对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。(1)含氰废水中的CN有剧毒。CN中C元素显2价，N元素显3价，用原子结构解释N元素显负价的原因是_，共用电子对偏向N原子，N元素显负价。在微生物的作用下，CN能够被氧气氧化成HCO，同时生成NH3，该反应的离子方程式为_。(2)含乙酸钠和对氯酚(ClOH)的废水可以利用微生物电池除去，其原理如下图所
40、示。B是电池的_(填“正”或“负”)极；A极的电极反应式为_。(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示(图中“HA”表示乳酸分子，A表示乳酸根离子)。阳极的电极反应式为_。简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：_。电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为68，此时进入浓缩室的OH可忽略不计。400 mL 10 gL1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 gL1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为_L。(乳酸的摩尔质量为90 gmol1)解析：(1)C和N的原子核外电子层数相同(同周期)，核电荷数C小于N，原子半径C大于N，吸引电子能力C弱于
41、N，C和N原子形成共价键时，共用电子对偏向N原子，故N原子显负化合价。在微生物的作用下，CN被氧气氧化成HCO，同时生成NH3的离子方程式为2CN4H2OO22HCO2NH3。(2)由图示可知，阳离子H移向A极，说明A极为正极，B极为负极。A极为正极，正极得电子，发生还原反应，电极反应式为ClOH2eHOHCl。(3)在阳极，OH放电，电极反应为4OH4e=2H2OO2。浓缩室中得到浓乳酸的原理：阳极OH放电，c(H)增大，H从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；阴极中的A通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，HA=HA，乳酸浓度增大。n(HA)0.6 mol，故进入浓缩室的n(A)0.6 mol，转移电子n(e)0.6 mol，阴极反应：2H2e=H2，n(H2)n(e)0.3 mol，V(H2)0.3 mol22.4 Lmol16.72 L。答案：(1)C和N的原子电子层数相同(同周期)，核电荷数C小于N，原子半径C大于N(吸引电子能力C弱于N)2CN4H2OO22HCO2NH3(2)负ClOH2eHOHCl(3)4OH4e=2H2OO2阳极OH放电，c(H)增大，H从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；A通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，HA=HA，乳酸浓度增大6.7215(1)下列金属防腐的措施中，水中的钢闸门连接电源的负极使用的是_法；地下钢管连接镁块使用的是_