内容正文:
核心素养提升(七)
一、选择题
1.某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2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2 mol e-生成4 g H2
C.电解后海水pH下降
D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-===HClO+H+
D 该电解池装置中,钛网电极上发生的电极反应为Cl-+H2O-2e-===HClO+H+,抑制了氧气生成,Cl-失去电子,发生氧化反应,为电解池的阳极,故a为电源正极;钛箔电极上发生的电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,H2O得到电子,发生还原反应,为电解池的阴极,故b为电源负极。根据上述分析可知,a端电势高于b端电势,A错误;根据阴极的电极反应可知,理论上每转移2 mol e-生成1 mol H2(即2 g),B错误;电池总反应为2H2O+Cl-===H2↑+HClO+OH-,电解后的海水呈碱性,pH增大,C错误;由上述分析可知,阳极反应为Cl-+H2O-2e-===HClO+H+,D正确。
2.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
D A项,根据分析可知,阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2,发生氧化反应,A正确;B项,设置的装置为电解池原理,根据分析知,阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有强氧化性,可氧化灭杀附着的生物,B正确;C项,因为H2是易燃性气体,所以阴极区生成的H2需及时通风稀释,安全地排入大气,以排除安全隐患,C正确;D项,阴极的电极反应式为:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,会使海水中的Mg2+沉淀积垢,所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理,D错误。故选D。
3.世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池,其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A.a极发生氧化反应
B.正极的电极反应式为FeOx+2xe-===Fe+xO2-
C.若有22.4 L(标准状况)空气参与反应,则电路中有4 mol电子转移
D.铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe===FeOx+xH2
D A项,a极发生还原反应,错误;B项,正极的电极反应式为O2+4e-===2O2-,错误;C项,O2的物质的量少于1 mol,转移电子少于4 mol,错误。
4.研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示。
下列说法错误的是( )
A.加入HNO3降低了正极反应的活化能
B.电池工作时正极区溶液的pH降低
C.1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有3 mol O2被还原
D.负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+
B 由分析知,HNO3在正极起催化作用,降低了正极反应的活化能,故A正确;电池工作时正极区的总反应为O2+4e-+4H+===2H2O,则溶液中氢离子浓度减小,pH增大,故B错误;根据得失电子守恒可知,1 mol CH3CH2OH被完全氧化时,转移12 mol电子,则有3 mol O2被还原,故C正确;由分析知,负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+,故D正确;故选B。
5.一种以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池,工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.放电时,钠离子从左室向右室移动
B.充电时,Mg箔接电源的负极
C.充电时,阳极反应式为Na2Fe[Fe(CN)6]-2e-===Fe[Fe(CN)6]+2Na+
D.负极质量变化2.4 g时,理论上流经外电路的电子数约为1.204×1023
A 根据工作原理示意图,Mg失去电子作负极,发生氧化反应转化为[Mg2Cl2]2+,电极方程式为2Mg-4e-+2Cl-===[Mg2Cl2]2+;在Mo箔上Fe[Fe(CN)6]得到电子,发生还原反应,电极方程式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-===Na2Fe[Fe(CN)6];充电时,电解池的阴极连接电源的负极,电极反应和放电时的相反。放电时,阳离子向正极移动,Mo箔是正极,因此Na+从右室向左室移动,A错误,符合题意;放电时,Mg失去电子作负极,充电时,Mg连接电源的负极,B正确;根据工作原理,放电时,Mo作