内容正文:
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逐点盘查(二)——化学反应与电能
题点(一) 原电池原理及应用
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:放电时,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。
答案:C
原电池内部电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极,即Na+由负极移向正极,C正确;
4.(2023·海南等级考)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池,如图所示。下列说法正确的是( )
A.b电极为电池正极
B.电池工作时,海水中的Na+向a电极移动
C.电池工作时,紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D.每消耗1 kg Al,电池最多向外提供37 mol电子的电量
答案:A
解析:铝为活泼金属,发生氧化反应为负极,则石墨为正极,A正确;
电池工作时,阳离子向正极移动,故海水中的Na+向b电极移动,B错误;
电池工作时,a电极反应为铝失去电子生成铝离子Al-3e-===Al3+,铝离子水解显酸性,C错误;
5.研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示,两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
(1)电池负极电极反应式为__________________;放电过程中需补充的物质A为________________(填化学式)。
(2)上图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应,将化学能转化为电能,其反应的离子方程式为__________________________________。
内存知能激活
重点关注有关原电池考查的3个易错点
(1)书写电极反应式时,酸性介质中不能出现OH-,碱性介质中不能出现H+,熔融电解质或固体电解质中只能出现其电离出的离子。
(2)没有说明酸碱性环境时,一般不能在电极反应式的左侧随意“补项”H+或OH-,而应“补项”H2O,再根据电荷守恒及原子守恒在右侧补H+或OH-。
(3)对于活泼金属电极,不能想当然地认为电极产物为金属离子,因为产生的金属离子一般会与电解质溶液中的离子继续反应,最终的氧化产物要根据题中信息确定。
题点(二) 电解原理及应用
6.(2022·天津等级考)实验装置如图所示。接通电源后,用碳棒(a′、b′)作笔,在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字,a′端的字迹呈白色。下列结论正确的是( )
A.a为负极
B.b′端的字迹呈蓝色
C.电子流向为b→b′→a′→a
D.如果将a′、b′换成铜棒,与碳棒作电极时的现象相同
答案:B
解析:根据实验现象,a′端呈白色,即生成了氯气,氯离子失去电子,则a′端为阳极,a为正极,A错误;
b′端为阴极,水得到电子生成H2的同时,还生成氢氧根离子,遇石蕊溶液变蓝,B正确;
电子不会从b′端进入溶液到达a′端,C错误;
如果换成铜棒,铜作阳极放电,现象与碳作电极时不相同,D错误。
7.(2023·广东等级考)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后( )
A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2
B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性
C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I-
D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转
答案:D
左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,HClO具有漂白性,则a处布条褪色,B错误;
b处出现蓝色,发生Cl2+2KI===I2+2KCl,说明还原性:I->Cl-,C错误;
断开K1,立刻闭合K2,此时构成氢氯燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D正确。
8.(2022·海南等级