内容正文:
基础盘查(二) 化学反应与电能
目 录
1
基础考法(一) 原电池工作原理
2
基础考法(二) 电解池工作原理
3
基础考法(三) 金属的腐蚀与防护
01
基础考法(一) 原电池工作原理
[自测自评]
1.(2021·广东等级考)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时( )
A.负极上发生还原反应
B.CO2在正极上得电子
C.阳离子由正极移向负极
D.将电能转化为化学能
答案:B
解析:金属钠为负极,负极上发生失电子的氧化反应,A错误;
碳纳米管为正极,CO2在正极上得电子,发生还原反应,B正确;
放电时,阳离子由负极移向正极,C错误;
原电池是将化学能转化为电能的装置,D错误。
2.(2023·广东等级考)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e-===4OH-
D.每消耗标准状况下11.2 L的O2,最多去除1 mol Cl-
答案:B
解析:O2在Pt极得电子发生还原反应,Pt为正极,Ag电极失去电子发生氧化反应生成Ag+,再与Cl-结合,Ag为负极。由分析可知,Ag为负极,A错误;
电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt,B正确;
溶液为酸性,故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O,C错误;
每消耗标准状况下11.2 L的O2,转移电子2 mol,故最多去除2 mol Cl-,D错误。
3.科学家开发了一种绿色环保“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.吸附层a发生的电极反应:H2-2e-+2OH-===2H2O
B.离子交换膜只允许Na+通过
C.一段时间后右极室pH增大
D.“全氢电池”将酸碱反应的中和能转化为电能
答案:B
解析:吸附层a吸收H2,作负极,发生的电极反应:H2-2e-+2OH-===2H2O,吸附层b释放H2,作正极,发生的电极反应:2H++2e-===H2↑,离子交换膜为阳离子交换膜,从左边移动到右边。吸附层a吸收H2为负极,电极反应:H2-2e-+2OH-===2H2O,A正确;
H+在吸附层b参加反应,离子交换膜还允许H+通过,B错误;
右极室发生的电极反应:2H++2e-===H2↑,一段时间后,pH增大,C正确;
将正、负电极反应叠加可知,实际发生的是H++OH-===H2O,全氢电池工作时,将酸碱反应的中和能转化为电能,D正确。
4.(2023·哈师大附中模拟)如图所示的锂-二氧化锰电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质,其正极反应是一种典型的嵌入式反应,电池总反应为Li+MnO2===LiMnO2。下列说法不正确的是( )
A.锂片作负极,发生氧化反应
B.放电时,电子移动方向为:电极盖1→用电器→电极盖2→内电路→电极盖1
C.高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中
D.放电时,正极反应为MnO2+Li++e-===LiMnO2
答案:B
解析:由图可知,锂片作负极,电极反应式为Li-e-===Li+,MnO2作正极,电极反应式为MnO2+Li++e-===LiMnO2。 由分析可知,锂片作负极,失电子发生氧化反应,A正确;
原电池工作时,电子从负极经外电路流向正极,不经过电解质,B错误;
Li性质活泼,能与水反应,故高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中,C正确;
MnO2作正极,电极反应式为MnO2+Li++e-===LiMnO2,D正确。
[关键点拨]
1.原电池工作装置图解
2.原电池中正、负极判断的5种方法
02
基础考法(二) 电解池工作原理
[自测自评]
5.(2022·广东等级考)以熔融盐为电解液,以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解,实现Al的再生。该过程中( )
A.阴极发生的反应为Mg-2e-===Mg2+
B.阴极上Al被氧化
C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D.阳极和阴极的质量变化相等
答案:C
解析:阴极应发生得电子的还原反应,实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+,A错误;
Al在阳极上被氧化生成Al3+,B错误;
阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应,在电解槽底部可形成阳极泥,C正确;
因为阳极除了铝参与电子转移,镁也参与了电子转移,且还会形成阳极泥,而阴极只有铝离子得电子生成铝单质,根据电子转移数守恒及元素守恒可知,阳极与阴极的质量变化不相等,D错误。
6.(2022·北京等级考)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置
示意图
序号 ① ②
电解质溶液 0.1 mol·L-1 CuSO4+