青岛二中2021届高考化学一轮讲练：电化学原理的综合应用【答案+详解】

电化学原理的综合应用1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO－的浓度不变3C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则溶液乙中的某盐溶液可能是AgNO3解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中反应，错误；B项，NO－3的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为NO－3电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应3↑，正确。

为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H22.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。

通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。

下列有关叙述正确的是( )A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－x CoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d 电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。

3．用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示，下列说法正确的是( )A．放电时，OH－向镍电极作定向移动B．放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2OC．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连D．充电时，阴极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O解析：选B 开关连接用电器时，为原电池，根据电子流向知，镍电极为正极，发生还原反应；开关连接充电器时，镍电极为阳极，发生的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O。

A.放电时，为原电池，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以OH－移向碳电极，错误；B.放电时，负极上氢气发生氧化反应，电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，正确；C.碳电极为负极，该电池充电时，碳电极应与电源的负极相连，错误；D.充电时，阳极上发生氧化反应，即Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，错误。

4．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。

下列分析错误的是( )A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池C．采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀解析：选 C A．铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3等，正确；B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，正确；C.外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，错误；D.不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，正确。

5．(2019·广东茂名五校联考)摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电池反应原理为LiCoO2＋6C充电放电Li1－x CoO2＋Li x C6，结构如下图所示。

下列说法正确的是( )A．放电时，正极质量增加B．充电时，锂离子由右向左移动C．该锂离子电池工作时，涉及的能量形式有3种D．充电时，阳极的电极反应式为Li1－x ＋CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2解析：选A 放电时，正极发生得电子的还原反应，电极反应式为Li1－x CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，所以正极质量增加，A正确；充电时，阳极生成Li＋，Li＋向阴极(C极)移动，即由左向右移动，B错误；锂离子电池工作时，化学能转化为电能，涉及2种能量形式之间的转化，C错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D错误。

6.(2020·黄山八校联考)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。

下列有关说法正确的是( )A．d为石墨，铁片腐蚀减慢B．d为石墨，石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d为锌块，铁片易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑解析：选B 电极d为石墨，腐蚀时形成原电池，铁片作负极，则铁片腐蚀加快，A错误；d为石墨，形成原电池，铁片作负极，海水呈弱碱性，发生铁的吸氧腐蚀，则石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；d为锌块，形成原电池时，锌块作负极，铁片作正极而受到保护，C错误；d为锌块，形成原电池，铁片作正极，海水呈弱碱性，发生吸氧腐蚀，则铁片上电极反应式为O 2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。

7．(2019·黑龙江重点中学联考)H2S转化是环保和资源利用的研究课题。

将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚(CH3OCH3)—空气燃料电池。

下列推断正确的是( )A．Y极充入二甲醚B．电子移动方向：X→W→溶液→Z→YC．电解后，乙装置右池中c(NaOH)减小D．Z极反应式为S2－－2e－===S↓解析：选D 据图分析甲为原电池，乙为电解池，电解池右侧有H2产生，则W极为阴极，Z极作阳极，连接的Y极为原电池的正极，发生还原反应，所以Y 极应充入空气，A项错误；电子不进入溶液，B项错误；乙装置右池中发生电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧化钠溶液浓度增大，C项错误；Z极电极反应式为S2－－2e－===S↓，D项正确。

8．某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相关数据如表所示。

实验装置实验编号浸泡液pH氧气体积分数随时间的变化① 1.0 mol·L－1NH4Cl 5②0.5 mol·L－1(NH4)2SO45③ 1.0 mol·L－1NaCl 7④0.5 mol·L－1Na2SO472===Fe(OH)ads(吸附物)＋H＋；②Fe(OH)ads(吸附物)－e－===FeOH＋；③FeOH＋＋H＋===Fe2＋＋H2O。

下列说法错误的是( )A．铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋B．上述实验的正极反应式均为O2＋4e－＋4H＋===2H2OC．300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液>中性溶液D．曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物生成，阻碍反应继续进行解析：选 B 由题给已知信息知，铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A正确；吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境中发生的，故正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故B错误；①②溶液显酸性，③④溶液显中性，根据图像可知，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液大于中性溶液，故C正确；氧气体积分数下降曲线先陡后平，一方面是由于氧气体积分数降低后使腐蚀速率变慢，另一方面也可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物的生成，氢氧化物覆盖在铁钉表面阻碍反应继续进行，故D正确。

9．RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。

下图为RFC工作原理示意图，下列有关说法正确的是( )A．图1把化学能转化为电能，图2把电能转化为化学能，水得到了循环使用B．当有0.1 mol电子转移时，a极产生0.56 L O2(标准状况下)C．c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．图2中电子从c极流向d极，提供电能解析：选C A．图1是电解池把电能转化为化学能，图2是燃料电池把化学能转化为电能，错误；B.a极与电源负极相连是阴极，产生的气体X是H2，错误；C.酸性溶液中，c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正确；D.气体X是H2，则图2中c为正极，d为负极，图2中电子从d极流向c极，错误。

10．如图A为碱性硼化钒(VB2)—空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。

若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。

则下列说法错误的是( )A．碱性硼化钒(VB2)—空气电池中使用阴离子交换膜B．外电路中电子由VB2电极流向c电极C．电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用D．VB2电极发生的电极反应为2VB2－22e－＋11H2O===V2O5＋2B2O3＋22H＋解析：选 D 硼化钒—空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极得电子，电池总反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2放电时消耗OH－，正极O2放电生成OH－，所以电池中使用阴离子交换膜，故A正确；VB2极是负极，外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，故B正确；电解过程中，b电极是阳极，该电极表面产生的气体是氧气，可以收集后充入A池中的电极循环利用，故C正确；负极上是VB2失电子发生氧化反应，因在碱性环境中，VB2极发生的电极反应为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，故D错误。