内容正文:
专题16 电化学原理及其应用
1.(2023年辽宁卷)【电解池原理及其应用】某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示,其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是
A. b端电势高于a端电势 B. 理论上转移生成
C. 电解后海水下降 D. 阳极发生:
【答案】D
【详解】
由图可知,左侧电极产生氧气,则左侧电极为阳极,电极a为正极,右侧电极为阴极,b电极为负极,该装置的总反应产生氧气和氢气,相当于电解水,以此解题。
A.由分析可知,a为正极,b电极为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;
B.右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H++2e-=H2↑,则理论上转移生成,B错误;
C.由图可知,该装置的总反应为电解海水的装置,随着电解的进行,海水的浓度增大,但是其pH基本不变,C错误;
D.由图可知,阳极上的电极反应为:,D正确;
故选D。
2.(2023年辽宁卷)【电解池与原电池原理及其应用】某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A. 放电时负极质量减小
B. 储能过程中电能转变为化学能
C. 放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D. 充电总反应:
【答案】B
【详解】
该储能电池放电时,Pb为负极,失电子结合硫酸根离子生成PbSO4,则多孔碳电极为正极,正极上Fe3+得电子转化为Fe2+,充电时,多孔碳电极为阳极,Fe2+失电子生成Fe3+,PbSO4电极为阴极,PbSO4得电子生成Pb和硫酸。
A.放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上,负极质量增大,A错误;
B.储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B正确;
C.放电时,右侧为正极,电解质溶液中的阳离子向正极移动,左侧的H+通过质子交换膜移向右侧,C错误;
D.充电时,总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb++2Fe3+,D错误;
故答案选B。
3.(2022年辽宁卷)【电化学在化学实验中的应用】如图,c管为上端封口的量气管,为测定乙酸溶液浓度,量取待测样品加入b容器中,接通电源,进行实验。下列说法正确的是
A. 左侧电极反应:
B. 实验结束时,b中溶液红色恰好褪去
C. 若c中收集气体,则样品中乙酸浓度为
D. 把盐桥换为U形铜导线,不影响测定结果
【答案】A
【详解】
本装置为电解池,左侧阳极析出氧气,右侧阴极析出氢气,据此分析解题。
A.左侧阳极析出氧气,左侧电极反应:,A正确;
B.右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-,反应结束时溶液中存在CH3COO-,水解后溶液显碱性,故溶液为红色,B错误;
C.若c中收集气体,若在标况下,c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol,转移电子量为0.5×10-3mol×4=2×10-3mol,故产生氢气:1×10-3mol,则样品中乙酸浓度为:1×10-3mol ÷10÷10-3=,但是题中未给定气体状态不能准确计算,C错误;
D.盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果,影响反应进行,D错误;
答案选A。
4.(2022年辽宁卷)【二次电池的原理及其应用】某储能电池原理如图。下列说法正确的是
A. 放电时负极反应:
B. 放电时透过多孔活性炭电极向中迁移
C. 放电时每转移电子,理论上吸收
D. 充电过程中,溶液浓度增大
【答案】A
【详解】
放电时负极反应:,正极反应:Cl2+2e-=2Cl-,消耗氯气,放电时,阴离子移向负极,充电时阳极:2Cl--2e-=Cl2,由此解析。
A. 放电时负极失电子,发生氧化反应,电极反应:,故A正确;
B. 放电时,阴离子移向负极,放电时透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移,故B错误;
C. 放电时每转移电子,正极:Cl2+2e-=2Cl-,理论上释放,故C错误;
D. 充电过程中,阳极:2Cl--2e-=Cl2,消耗氯离子,溶液浓度减小,故D错误;
故选A。
5.(2021年辽宁卷)【二次电池的原理及其应用】如图,某液态金属储能电池放电时产生金属化合物。下列说法正确的是
A. 放电时,M电极反应为
B. 放电时,由M电极向N电极移动
C. 充电时,M电极的质量减小
D. 充电时,N电极反应为
【答案】B
【详解】
由题干信息可知,放电时,M极由于Li比Ni更活泼,也比N极上的Sb、Bi、Sn更活泼,故M极作负极,电极反应为:Li-e-=Li+,N极为正极,电极反应为:3Li++3e-+Bi=Li3Bi,据此分析解题。
A.由分析可知,放电时,M电极反应为Li-e-=Li+,A错误;
B.由分析可知,放电时,M极为负极,N极为正极,故由M电极向N电极移动,B正确;
C.由二次电池的原理可知,充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程,M电极的电极反应为:Li++e-= Li,故电极质量增大,