第一部分 专题十二电化学一、选择题1．(2022·安徽涡阳四中模拟)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是( )A．(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极B．(2)中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．(3)中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．(4)中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑解析：(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极；(3)中铜作负极；(4)是铁的吸氧腐蚀，Fe作负极。答案：B2．(2022·北京海淀期中)下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是( )A．自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈B．外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连C．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe－3e－===Fe3＋解析：钢铁发生析氢腐蚀的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。答案：D3．(2022·山东19所名校调研)某兴趣小组设计如图实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转。下列有关描述正确的是( )\nA．断开K2，闭合K1时，铜电极为阳极B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C．断开K1，闭合K2时，铜电极发生还原反应D．断开K2，闭合K2时，石墨电极作正极解析：本题解题关键在于由反应现象判断电源的正、负极，进而确定其他各电极及其电极反应式。由题意断开K2，闭合K1时，两极均有气泡生成，确定电源左侧为正极，右侧为负极，石墨为阳极，Cu为阴极，阳极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，不能使酚酞变红，故A、B选项都错；断开K1，闭合K2时，形成原电池，Cu为负极，发生氧化反应，H2－2e－＋2OH－===2H2O，石墨为正极，发生还原反应，Cl2＋2e－===2Cl－，故C项错误，D项正确。答案：D4．(2022·海淀期末)关于下列装置的说法正确的是( )A．装置①中盐桥内的K＋移向CuSO4溶液B．装置①将电能转变为化学能C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒D．若装置②用于电解精炼铜，则溶液中的Cu2＋浓度保持不变解析：本题考查了电化学知识，意在考查考生运用所学知识分析、解决问题的能力。装置①为原电池，其将化学能转变为电能，锌为负极，铜为正极，盐桥中的K＋移向正极区，A项正确，B项错误；装置②为电解池，若用于铁棒镀铜，则铜应作阳极，即N极为铜棒，C项错误；若装置②用于电解精炼铜，则粗铜应作阳极，粗铜中比铜活泼的金属也会失电子，以离子形式进入溶液，而比铜不活泼的金属则形成阳极泥，在阴极只有Cu2＋得电子形成Cu，根据阳极和阴极转移电子数相等可知电解质溶液中Cu2＋浓度减小，D项错误。答案：A5．(2022·湖北六校联考)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是( )\nA．a和b不连接时，铁片质量会增加B．a和b用导线连接时，正极发生的电极反应为：Cu2＋＋2e－===CuC．无论a和b是否用导线连接，铁片均被腐蚀D．a和b分别连接电源正、负极时，Fe电极发生的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑解析：本题考查了电化学原理，意在考查考生对原电池原理和电解池原理的理解及应用能力。a和b不连接时，Fe与溶液中的Cu2＋发生置换反应，因Fe的相对原子质量比Cu的小，故铁片质量增加，A项正确；a和b用导线连接时，铁、铜、硫酸铜溶液构成原电池，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确；a和b用导线连接时，Fe作负极而被腐蚀，a和b不连接时，Fe与Cu2＋发生置换反应而被腐蚀，C项正确；a连接电源正极、b连接电源负极时，铁片作阳极，发生氧化反应，Fe失电子，而不是OH－失电子，D项错误。答案：D6．(2022·株洲一模)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al电极，其他均为Cu电极，则下列叙述正确的是( )A．电子流动方向：电极Ⅳ→A→电极ⅠB．电极Ⅰ发生氧化反应C．电极Ⅱ质量不变D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu解析：本题考查了电化学知识，意在考查考生的理解记忆能力和对装置的分析能力。由题给装置可知，左边烧杯和中间烧杯组成一个原电池装置，Al作负极，Cu作正极，右边烧杯是一个电解池装置。电子从负极流出，即电子流动方向：电极I→A→电极Ⅳ，A选项错误；电极I是负极，发生氧化反应，B选项正确；电极Ⅱ上Cu2＋得电子生成单质铜，电极Ⅱ质量增加，C选项错误；电极Ⅲ与原电池的正极相连，是阳极，发生反应Cu－2e－===Cu2＋，D选项错误。答案：B\n7．(2022·太原一模)锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，其在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是( )A．放电时负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋B．充电时电极a连接电源的负极C．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大解析：本题考查了电化学知识，意在考查考生的识图能力和分析判断能力。由题知电解液为溴化锌水溶液，结合电解装置图分析可知充电时左侧电极上发生氧化反应：2Br－－2e－===Br2，则左侧电极为阳极，充电时电极a连接电源的正极；充电时右侧电极上发生还原反应：Zn2＋＋2e－===Zn，则右侧电极为阴极，充电时电极b连接电源的负极，B选项错误。该电池放电时负极反应为充电时阴极反应的逆反应，即为Zn－2e－===Zn2＋，A选项正确。阳离子交换膜只允许阳离子通过，可阻止Br2与Zn直接发生反应，C选项正确。该电池放电时正极反应为充电时阳极反应的逆反应，即为Br2＋2e－===2Br－，放电时作原电池，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，且该装置使用了阳离子交换膜，其只允许阳离子通过，即左侧电极上生成了Br－，同时Zn2＋不断移向左侧电极区，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，D选项正确。答案：B8．(2022·日照调研)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＋＋H2OCu2O＋H2↑。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．阳极反应式是：2Cu＋＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O解析：本题考查了电解原理，意在考查考生运用电解原理分析，解决实际问题的能力。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反应，阳极反应式为2Cu＋＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－\n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。答案：D9．(2022·合肥一模)电解硫酸钠溶液生产硫酸和烧碱的装置加图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，下列有关说法正确的是( )(说明：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过)A．a电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑B．产物丙为硫酸C．d为阴离子交换膜D．Na2SO4溶液浓度增大解析：本题考查电解硫酸钠溶液相关知识，意在考查考生对电解原理的理解和应用能力。电解硫酸钠溶液的实质是电解水，又同温同压下气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，则甲为O2，乙为H2，故a电极上为H2O电离出的OH－放电，产生氧气，A项错误；a电极为阳极，阳极上H2O电离出的OH－放电，SO向阳极移动，因此产物丙为硫酸，B项正确；b为阴极，阴极上H2O电离出的H＋放电，Na＋向阴极移动，则d为阳离子交换膜，C项错误；Na2SO4溶液中Na＋向阴极移动、SO向阳极移动，因此Na2SO4溶液的浓度减小，D项错误。答案：B10．(2022·湖南雅礼中学月考)用惰性电极电解100mLCuSO4溶液一段时间后，可以通过添加0.1molCu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，则电解时电路中通过的电子为( )A．0.1molB．0.2molC．0.4molD．0.8mol解析：本题解题关键是通过加入Cu(OH)2将溶液完全复原这一信息，确定该电解过程分为两个过程，分别为电解CuSO4溶液和H2O，可分别进行计算。根据题意知，通过添加0.1molCu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，可知电解时Cu2＋放电完全，且电解了一部分水。由0.1molCu(OH)2可知，电解时阳极产生了0.1molCu和0.1molH2，结合电极反应式知，通过的电子为0.4mol。答案：C二、填空题\n11．(2022·湖北六校联考)电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co2＋氧化成Co3＋，然后Co3＋将甲醇氧化成CO2和H＋(用石墨烯吸附除去Co2＋)。现用如图所示装置模拟上述过程，则Co2＋在阳极的电极反应式为______________________________；除去甲醇的离子方程式为______________________________。解析：通电后，将Co2＋氧化成Co3＋，电解池中阳极发生氧化反应，阳极的电极反应式为Co2＋－e－===Co3＋。以Co3＋作氧化剂将水中的甲醇氧化成CO2和H＋，Co3＋被还原成Co2＋，反应的离子方程式为6Co3＋＋CH3OH＋H2O===6Co2＋＋CO2↑＋6H＋。答案：Co2＋－e－===Co3＋6Co3＋＋CH3OH＋H2O===6Co2＋＋CO2↑＋6H＋12．(2022·广东六校联考)美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作为电极、加入碱性电解质溶液，其电池反应为4NH3＋3O2===2N2＋6H2O。(1)写出该燃料电池的正极反应式______________________________。(2)若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌(制白铁皮)，某铁皮上现需要镀上9.75g锌，理论上至少需要消耗标准状况下的氨气________L。解析：(1)由总反应式可知，正极是氧气得电子，发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)9.75gZn的物质的量为0.15mol，镀锌时转移电子0.3mol，由4NH3＋3O2===2N2＋6H2O可知，4mol氨气参与反应时转移12mol电子，故转移0.3mol电子时消耗0.1molNH3，其在标准状况下的体积为2.24L。答案：(1)O2＋4e－＋2H2O===4OH－(2)2.24
