2020届高考化学考前冲刺提分训练：电化学基础【答案 详解、课后总结】

——电化学基础【提分训练】1．某化学小组拟设计微生物燃料电池将污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成环境友好的物质，工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。

下列分析正确的是( C )A．a电极发生反应：H2NCH2CH2NH2＋16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋B．质子交换膜处H＋由右向左移动C．该电池在微生物作用下将化学能转化为电能D．开始放电时b电极附近pH不变解析：b极通入空气，因此b极为正极，a极为负极，负极上失去电子，电极反应式为H2NCH2CH2NH2－16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋，A项错误。

根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即H ＋由左向右移动，B项错误。

此装置是原电池装置，是化学能转化成电能的装置，C项正确。

b极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，pH变大，D项错误。

2．(2019·桂林、百色、崇左联考)用镁－次氯酸钠燃料电池作电源模拟消除工业酸性废水中的Cr2O2－7的过程(将“Cr2O2－7”还原为“Cr3＋”)，装置如图所示。

下列说法错误的是( B )A．金属铁电极的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋B．装置中电子的流动路线是：C电极→惰性电极→金属铁电极→D电极C．装置工作过程中消耗7.2 g Mg，理论上可消除0.1 mol Cr2O2－7D．将Cr2O2－7处理后的废水比原工业废水的pH大解析：结合题意及题图可知左侧装置为原电池，右侧装置为电解池；结合Cr2O2－7被还原为Cr3＋，且不产生有毒的Cl2知，金属铁电极为阳极，惰性电极为阴极，则C电极和D电极分别为负极和正极。

阳极上Fe失去电子，阳极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A项正确；装置中电子从负极→阴极，阳极→正极，即电子从C电极→惰性电极，金属铁电极→D电极，B项错误；装置工作过程中消耗7.2 g Mg时转移0.6 mol电子，根据各电极上转移电子数目相等，结合阴极的电极反应式Cr2O2－7＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O可知，理论上能消除0.1 mol Cr2O2－7，C项正确；处理Cr2O2－7时消耗废水中的H＋，即被处理后的废水中H＋浓度减小，pH增大，D项正确。

3．为了强化安全管理，某油库引进一台测空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。

下列说法不正确的是( D )A．石墨电极作正极，发生还原反应B．铂电极的电极反应式：C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋C．H＋由质子交换膜左侧向右侧迁移D．每消耗5.6 L O2，电路中通过1 mol 电子解析：由图象知，石墨电极通入O2，发生还原反应O2＋4e－＋4H ＋===2H，A项正确。

铂电极上发生氧化反应，电极反应式为C8H18＋2O16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋，B项正确。

在原电池中，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，C项正确。

由于没有指明反应温度和压强，不能通过体积计算O2的物质的量，也就无法确定转移电子的物质的量，D项不正确。

4．江苏正在建设世界最大的海上风电场，防腐蚀是建设海上风电场需要特别注意的问题，下列说法正确的是( D )A．海水的pH一般在8.0～8.5之间，对风电机钢铁支架的腐蚀主要是析氢腐蚀B．腐蚀总反应4Fe＋3O2＋2x H2O===2[Fe2O3·x H2O](铁锈)的ΔH>0，ΔS<0C．钢部件镀锌前，可用碱液洗去表面的铁锈D．热喷涂锌铝合金，可以减缓管道的腐蚀解析：海水的pH一般在8.0～8.5之间，海水呈弱碱性，对钢铁支架的腐蚀主要是吸氧腐蚀，A错误；钢铁发生吸氧腐蚀总反应为4Fe ＋3O2＋2x H2O===2(Fe2O3·x H2O)，该反应为放热反应，ΔH<0，ΔS<0，B错误；铁锈的主要成分为Fe2O3·x H2O，碱液与铁锈不反应，不能洗去钢部件表面的铁锈，C错误；锌铝合金比Fe活泼，锌铝合金为负极，钢铁为正极被保护，减缓管道的腐蚀，此保护法称为牺牲阳极的阴极保护法，D正确。

5．近年来，我国多条高压直流输电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀(如图所示)，下列说法正确的是( B )A．阴极电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2OB．阳极电极反应为Zn－2e－===Zn2＋C．断电时，不能防止铁帽被腐蚀D．绝缘子表面产生的OH－向阴极移动解析：阴极电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A错误；阳极锌失电子产生锌离子，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，B正确；断电时，锌环作负极，仍能防止铁帽被腐蚀，C错误；电解池中绝缘子表面产生的OH－向阳极移动，D错误。

6．(2019·合肥质检二)如图所示，装置(Ⅰ)是一种可充电电池，装置(Ⅱ)为两电极均为惰性电极的电解池。

下列说法正确的是( B )A．闭合开关K时，电极B为负极，且电极反应式为：2Br－－2e －===Br2B．装置(Ⅰ)放电时，总反应为2Na2S2＋Br2===Na2S4＋2NaBrC．装置(Ⅰ)充电时，Na＋从左到右通过阳离子交换膜D．该装置电路中有0.1 mol e－通过时，电极X上析出3.2 g Cu 解析：闭合开关K时，电极B上发生的电极反应为：Br2＋2e－===2Br－，发生还原反应，电极B为正极，A项错误；装置(Ⅰ)放电时，电极B上发生反应：Br2＋2e－===2Br－，电极A上发生反应：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，总反应为：2Na2S2＋Br2===Na2S4＋2NaBr，B项正确；装置(Ⅰ)充电时，电极A为阴极，电极B为阳极，根据电解池中阳离子向阴极移动，则Na＋从右到左通过阳离子交换膜，C项错误；电极X为阴极，若阴极只发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，则电路中有0.1 mol e－通过时，理论上析出铜的物质的量为0.05 mol，但该电解质溶液中n(Cu2＋)＝0.4 mol·L－1×0.1 L＝0.04 mol，故阴极上水电离出的H＋也放电，析出铜的物质的量为0.04 mol，其质量为2.56 g，D项错误。

7．将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液后可生成Pb，如图所示。

下列说法不正确的是( B )A．阳极区会有气泡冒出，产生O2B．一段时间后，阳极附近pH明显增大C．阴极的电极反应方程式为PbCl2－4＋2e－===Pb＋4Cl－D．Na2PbCl4浓度下降后可在阴极区加入PbO，实现电解液的继续使用解析：阳极电极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阳极区会有气泡冒出，产生O2，一段时间后，阳极附近c(H＋)增大，pH减小，A正确、B错误；阴极电极反应：PbCl2－4＋2e－===Pb＋4Cl－，C正确；阴极电解一段时间后溶液为HCl和NaCl的混合溶液，根据“将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液”，继续向阴极区加PbO粗品可恢复其浓度且实现物质的循环利用，D正确。

8．(2019·湖北荆门调研)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的充电电池。

下图为RFC的工作原理示意图，下列有关说法中正确的是( C )A．当有0.1 mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12 L O2B．b极上发生的电极反应是：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－C．c极上发生还原反应，B中的H＋可以通过隔膜进入AD．d极上发生的电极反应是：O2＋4H＋＋4e－===2H2O解析：由题图可知a为阴极，b为阳极，则气体X为H2，气体Y 为O2；c为正极，d为负极。

正极、阴极发生还原反应，负极、阳极发生氧化反应，A、B、D错误；在原电池中阳离子移向正极，C正确。

9．(2019·大连重点中学考试)已知H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以HO－2形式存在。

现以Al­H2O2燃料电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d均为惰性电极)。

下列说法正确的是( D )A ．燃料电池的总反应为2Al ＋3HO －2===2AlO －2＋2H 2OB ．电解时，Al 消耗2.7 g ，则产生氮气的体积为1.12 LC ．电极b 是负极，且反应后该电极区pH 增大D ．电解过程中，电子的流向：a →d ，c →b解析：本题考查燃料电池和电解池的反应原理。

Al ­H 2O 2燃料电池的总反应为2Al ＋3HO －2===2AlO －2＋OH －＋H 2O ，A 项错误；Al ――→失3e －AlO －2、CO(NH 2)2――→失2×3e －N 2，根据各电极上转移电子数相等知，每消耗0.1 mol Al ，转移0.3 mol 电子，生成0.05 mol N 2，在标准状况下氮气的体积为1.12 L ，但B 项未标明标准状况，B 项错误；根据电解池中c 极上发生氧化反应生成N 2知，c 极为阳极，故d 极为阴极，所以a 极为负极，b 极为正极，正极的电极反应为HO －2＋H 2O ＋2e－===3OH －，反应后b 极区溶液的pH 增大，C 项错误；a 极为负极，b 极为正极，c 极为阳极，d 极为阴极，故电解过程中电子的流向为a →d ，c →b ，D 项正确。

10．(2019·山西四校联考)用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法中正确的是( D )A ．当a 、b 都是铜时，电解的总反应方程式为：2CuSO 4＋2H 2O=====通电2H2SO4＋2Cu＋O2↑B．燃料电池工作时，正极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．当燃料电池消耗2.24 L甲醛气体时，电路中理论上转移0.2 mol e－D．燃料电池工作时，负极反应为：HCHO＋H2O－2e－===HCOOH＋2H＋解析：氧气在正极通入，甲醛在负极通入，因此a是阴极，b是阳极。

当a、b都是铜时，相当于是铜的精炼，A错误；电解质为酸性电解质，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B错误；2.24 L 甲醛的物质的量不一定是0.1 mol，则不能计算转移的电子数，C错误；负极甲醛失去电子转化为甲酸，D正确。

11．模拟电渗析法淡化海水的工作原理示意图如下。

已知X、Y 均为隋性电极，模拟海水中富含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等离子。