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微课精练(15) 化学能与电能
1.大桥设计时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)2
B.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法时需外接镁、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 铁为活泼金属,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,故A正确;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,故B正确;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,故C错误;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,故D正确。
2.(2023·赤峰质检)一种新型钠—空气电池装置如图所示。该电池利用多孔石墨电极形成空气通道,放电时生成的NaOx填充在空位中,当空位填满后,放电终止。下列说法正确的是( )
A.a极为电池正极
B.b极的电极反应为xO2+2e-+2Na+===2NaOx
C.电子移动方向:b极→导线→a极
D.理论上a极每减重46 g,b极消耗约22.4 L氧气
解析:选B a极上Na失去电子生成Na+,a极为原电池的负极,电子由a极流出经导线流向b极(正极),A、C错误;b极为正极,发生得电子的还原反应,即O2得电子生成NaOx,B正确;没有给出气体所处状况,不能得出消耗O2的体积,D错误。
3.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,下列与此原理有关的说法错误的是( )
A.正极反应:SO+5H2O+8e-===HS-+9OH-
B.输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C.这种情况下,Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
解析:选C 原电池的正极发生还原反应,由图示可知发生的电极反应为SO+5H2O+8e-===HS-+9OH-,A正确;硫酸盐还原菌是蛋白质,在高温下易变性,失去催化作用,则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀,B正确;由深埋在土壤中可知,无氧环境下Fe腐蚀的最终产物为FeO,C错误;管道上刷富锌油漆,形成ZnFe原电池,Fe为正极,可以延缓管道的腐蚀,D正确。
4.(2021·全国乙卷)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入一定的电流。下列叙述错误的是( )
A.阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应
B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气
D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理
解析:选D 阴极产生OH-,因此会在阴极表面形成Mg(OH)2等积垢,D错误。
5.(2023·银川模拟)可用惰性电极通过电解法制备KMnO4,下列说法正确的是( )
A.图中离子交换膜为阴离子交换膜
B.X极的电极反应为MnO-e-===MnO
C.Y极区可以产生O2和较浓的KOH溶液
D.电解一段时间后阴极区溶液的pH减小
解析:选B 结合图像和电解目的可知,X极上MnO失电子发生氧化反应生成MnO,则X极为阳极,电极反应式为MnO-e-===MnO,Y极是阴极,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-。电解过程中钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区,在阴极区得到浓度较大的氢氧化钾溶液。
6.(2023·张家口市第二次模拟)我国新能源汽车上有望推广钠离子电池,一种钠离子电池工作示意图如图,充电时Na+经电解液嵌入石墨(C6),下列说法错误的是( )
A.放电时,电势:电极a>电极b
B.放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,再经电解液流回电极b
C.放电过程中,导线上每通过1 mol e-,负极质量减少23 g
D.充电时,电极a上发生反应的电极反应式为NaFePO4-xe-===Na1-xFePO4+xNa+
解析:选B 根据电池工作示意图可知,放电时Na+向电极a移动,则电极a为正极,电极b为负极,正极的电势高于负极,则电势:电极a>电极b,A项正确;放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,电子不能通过电解液,B项错误;放电过程中,导线上每通过1 mol e-,负极上有1 mol Na+转移至正极,质量减少23 g,C项正确;充电时,电极a为阳极,发生反应的电极反应式为NaFePO4-xe-===Na1-xFePO4+xNa+,D项正确。
7.(20