内容正文:
基础落实(二) 化学反应与电能
[小题自评]
1.如图是碳呼吸电池(仅转化空气中的CO2)工作原理示意图,已知Al2(C2O4)3难溶于水,下列有关说法错误的是( )
A.该装置可将化学能转变为电能
B.正极的电极反应为2CO2+2e-===C2O
C.每生成1 mol Al2(C2O4)3,有6 mol电子流过负载
D.随着反应进行,草酸盐浓度大幅减小
解析:选D 该装置属于原电池,可将化学能转化为电能,故A正确;原电池的正极得到电子发生还原反应,即CO2得到电子被还原为C2O,则其电极反应式为2CO2+2e-===C2O,故B正确;每生成1 mol Al2(C2O4)3,需消耗2 mol Al,2 mol Al失去6 mol电子,所以每生成1 mol Al2(C2O4)3,有6 mol电子流过负载,故C正确;该原电池的总反应为2Al+6CO2===Al2(C2O4)3,生成的Al2(C2O4)3难溶于水,所以随着反应的进行,草酸盐的浓度保持不变,故D错误。
2.科技工作者开发了一套以乙醇为原料制备DDE()的电解装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.催化电极的电极电势:b>a
B.每产生1 mol H2需要消耗3 mol乙醇
C.电解后溶液的pH会减小(忽略溶液体积变化)
D.阴极电极反应式为C2H5OH+Cl--2e-===C2H5OCl+H+
解析:选B 由图可知,b极氢元素价态降低得电子,故b极为阴极,电极反应式为2H++2e-===H2↑,a极为阳极,电极反应式为C2H5OH+Cl--2e-===C2H5OCl+H+。b极为阴极,a极为阳极,催化电极的电极电势b<a,故A、D错误;由图可知,产生1 mol氢气时,有1 mol乙醇生成乙醛,乙醛与2 mol乙醇生成水和DDE,故消耗3 mol乙醇,故B正确;由两极反应可知,转移相同电子时,两极产生和消耗的氢离子数相同,故溶液的pH不变,故C错误。
3.有机物电极材料具有来源丰富、可降解等优点,一种负极材料为固态聚酰亚胺水系二次电池的结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.充电时有机电极发生了氧化反应
B.充电时每转移2 mol e-,右室离子数目减少2NA
C.放电时负极电极反应为
D.将M+由Li+换成Na+,电池的比能量下降(单位质量电池产生电能的大小称为电池的比能量)
解析:选D 由题干可知,该电池是一种负极材料为固态聚酰亚胺水系的二次电池,则有机电极为负极,充电时负极为电解池阴极,发生还原反应,选项A错误;充电时,右侧电极为阳极,发生氧化反应,3I--2e-===I,则充电时每转移2 mol e-,右侧减少2 mol阴离子,同时有2 mol M+进入左室,右室离子数目减少4NA,选项B错误;由图可知,放电时负极电极的失去电子,发生氧化反应,生成,反应式为
,
选项C错误;比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能,钠的相对原子质量大于锂,故由Li+换成Na+,电池的比能量会下降,选项D正确。
4.(2022·辽宁等级考)镀锌铁钉放入棕色的碘水中,溶液褪色;取出铁钉后加入少量漂白粉,溶液恢复棕色;加入CCl4,振荡,静置,液体分层。下列说法正确的是( )
A.褪色原因为I2被Fe还原
B.液体分层后,上层呈紫红色
C.镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈
D.溶液恢复棕色的原因为I-被氧化
解析:选D Zn比Fe活泼,更容易失去电子,还原性更强,先与I2发生氧化还原反应,故溶液褪色原因为I2被Zn还原,A项错误;液体分层后,I2在CCl4层,CCl4的密度比水大,则下层呈紫红色,B项错误;若镀层金属活泼性大于Fe,则Fe不易生锈,反之,若Fe活泼性大于镀层金属,则Fe更易生锈,由于活泼性:Zn>Fe>Sn,则镀锡铁钉更易生锈,C项错误;漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,其具有强氧化性,可将I-氧化,D项正确。
[关键点拨]
(一)原电池和电解池的核心要点
1.理清两大工作原理
2.掌握原电池中正极和负极判断的5种方法
3.掌握电解池中阴、阳极判断的5种方法
4.明确电解池的电极反应及其放电顺序
(1)阳离子在阴极上的放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)。
(2)阴离子在阳极上的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH-。
(二)金属的腐蚀与防护
1.金属腐蚀快慢程度的判断方法
2.金属电化学保护的两种方法
学科网(北京)股份有限公司
$