专题08 电化学(期末真题汇编,陕晋青宁专用)高二化学上学期
2025-11-20
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内容正文:
专题09 电化学
4大高频考点概览
考点01 原电池
考点02 电解池
考点03 电化学综合
考点04 金属的腐蚀与防护
地 城
考点01
原电池
1.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)硼化钒()—空气电池储电能力高,其结构如图所示,负极反应式为。下列叙述正确的是
A.电池工作时,电子由电极X经负载流向硼化钒电极
B.该电池实现了电能转化为化学能
C.正极反应式为
D.电池总反应为
【答案】D
【详解】A.为负极,电极X为正极,电池工作时,电子由负极流出经负载流向正极,故A错误;
B.电池为化学能转化为电能的装置,故B错误;
C.电解质溶液为KOH溶液,则正极反应式为,故C错误;
D.负极反应式为,正极反应式为,可得电池总反应为,故D正确;
答案选D。
2.(23-24高二上·陕西韩城·期末)用如图装置进行实验,电流计指针偏转。下列说法错误的是
A.该装置的总反应为 B.从a极经阳离子交换膜移向b极
C.该装置将化学能转化为电能 D.工作一段时间,a极附近溶液碱性会减小
【答案】A
【分析】该装置为原电池装置,氢气为负极,氯气为正极,据此分析;
【详解】A.电解质溶液为碱性溶液,最终生成氯化钾,而不是氯化氢,该装置的总反应为,A错误;
B.a为原电池的负极,b为原电池的正极,故从a极经阳离子交换膜移向b极,B正确;
C.该装置为原电池装置,故该装置将化学能转化为电能,C正确;
D.工作一段时间,a极H2-2e-+2OH-=2H2O,所以附近溶液碱性会减小,D正确;
故选A。
3.(23-24高二上·陕西榆林第十中学·期末)新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其装置示意图如图,下列关于该电池的说法正确的是
A.放电时,正极的电极反应式:
B.放电时,电子从N电极经导线流向M电极
C.充电时,外加直流电源的正极与M电极相连
D.充电时,电路中每通过1 mol ,左室溶液增加2 mol
【答案】A
【分析】由图可知,打开K1、关闭K2时,题给装置为原电池,左侧M电极做负极,右侧N电极为正极;关闭K1、打开K2时,题给装置为电解池,与直流电源负极相连的M电极为电解池的阴极,N电为阳极。
【详解】A.由分析可知,放电时,右侧N电极为正极,锂离子作用下Li1−xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4,电极反应式为,故A正确;
B.由分析可知,放电时,左侧M电极做负极,右侧N电极为正极,电子从M电极经导线流向N电极,故B错误;
C.由分析可知,充电时,与直流电源负极相连的M电极为电解池的阴极,故C错误;
D.由分析可知,充电时,与直流电源负极相连的M电极为电解池的阴极,N电为阳极,则电路中每通过1mol电子时,有1mol锂离子通过锂离子透过膜进入左室,溶液中增加1mol锂离子,故D错误;
故选A。
4.(24-25高二上·山西临汾·期末)某学习小组设计如图所示原电池装置,该电池总反应为。下列说法中正确的是
A.放电时,X电极发生还原反应
B.放电时,Y电极反应式为
C.放电时,盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动
D.外电路中每通过电子,X电极质量增加
【答案】B
【分析】根据电池总反应Cl−+Ag+=AgCl↓,可知Cl−发生氧化反应,Ag+发生还原反应。X电极是Ag/AgCl,NaCl溶液中Cl−浓度大,X电极为负极;Y电极是Ag,AgNO3溶液,Y电极为正极。
【详解】A.放电时,X电极为负极,发生氧化反应,电极反应式为Ag+Cl−−e−=AgCl,A错误;
B.放电时,Y电极为正极,Ag+在Y电极得到电子发生还原反应,电极反应式为Ag++e−=Ag,B正确;
C.放电时,阳离子向正极移动,Y电极为正极,所以盐桥中的K+向盛有AgNO3溶液的烧杯中移动,C错误;
D.由X电极反应Ag+Cl−−e−=AgCl可知,外电路中每通过0.1mol电子,生成0.1molAgCl,增加的质量为0.1mol×(143.5g/mol−107g/mol)=3.65g(增加的是Cl元素的质量),D错误;
故选B。
5.(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)下列热化学方程式或离子方程式中,不正确的是
A.的电离:
B.以溶液为电解质溶液,氢氧燃料电池的负极区减小:
C.甲烷的燃烧热可以表示为,则甲烷燃烧的热化学方程式为:
D.泡沫灭火器工作原理离子方程式为:Al3++3=3CO2↑+Al(OH)3↓
【答案】C
【详解】A.的电离方程式为,正确表达了碳酸氢根离子的电离过程,符合弱酸的酸式根电离规律,A正确;
B.氢氧燃料电池的负极区半反应方程式为 ,消耗还产生了水,故碱性减弱,则减小,B正确;
C.燃烧热的定义要求生成物为液态水,而选项中产物为气态水( (g)),导致ΔH的数值不符合燃烧热定义(实际ΔH应更小,即更负)。因此,该热化学方程式错误,C错误;
D.泡沫灭火器的反应为与的双水解反应,方程式 ,符合实际反应过程,D正确;
故选C。
6.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)下列表述与对应图像一致的是
A.图①表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化
B.图②表示向溶液中滴加稀至过量,溶液的导电性变化情况
C.图③表示赶出碱式滴定管乳胶管中气泡的方法
D.图④表示探究Mg、Al金属性的强弱
【答案】C
【详解】A.温度升高,正逆反应速率均增大,故A错误;
B.当两者恰好完全反应时,导电能力几乎为零,之后随增多,导电能力增强,故B错误;
C.碱式滴定管乳胶管中有气泡,利用气体密度小的特点,进行图③赶气泡,故C正确;
D.与碱的反应并不能用于证明金属的金属性强弱,故D错误;
答案选C。
7.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)燃料电池能量转化率高、安全性能好,得到了广泛的应用。可作燃料的物质有甲烷、肼(,常温下为液体)等,某燃料电池结构如图所示。
回答下列问题:
(1)在常温下,甲烷的燃烧热为-890.31kJ·mol-1,写出甲烷燃烧的热化学方程式: 。
(2)若X溶液为KOH溶液,Y发生还原反应,则Y为 (填“”或“”),b电极的电极反应式为 。当电路中转移0.1mol,理论上消耗标准状况下的体积为 L。若用该燃料电池对钢铁闸门进行保护,则钢铁闸门应与 (填“a电极”或“b电极”)进行连接。
(3)若Y为肼,Z为,电池总反应为。
①a电极名称为 (填“正”或“负”)极。
②若X溶液为KOH溶液,则负极反应式为 。电池工作时, (填“由a电极移向b电极”或“由b电极移向a电极”)。
【答案】(1) kJ·mol-1
(2) 0.56 b电极
(3) 负 由b电极移向a电极
【详解】(1)常温下,甲烷的燃烧热为-890.31kJ·mol-1 ,即1mol甲烷完全燃烧生成指定产物时放出的热量为890.31kJ,则甲烷燃烧的热化学方程式为 kJ·mol-1。
(2)若Y发生还原反应,则Y在反应中做氧化剂,而在反应中做还原剂,在反应中做氧化剂,则Y为;a电极通入为正极,发生还原反应,b电极通入为负极,发生氧化反应,甲烷在X溶液为KOH溶液时,被氧化后的产物应是,碳元素的化合价升高了8价,则1mol甲烷在反应中失去了8mol电子,考虑电解液X为碱性溶液,则用来配平两端电荷,最后根据氢元素质量守恒配平,则b电极的电极反应式为;在反应中被还原成-2价氧,即1mol在反应中得到了4mol电子,则电路中转移0.1mol,理论上消耗的物质的量为0.025 mol,其在标准状况下的体积为0.56 L;经分析a电极为正极,b电极为负极,若用该燃料电池对钢铁闸门进行保护(外加电流阴极保护法),则应把钢铁闸门连接在燃料电池的负极即b电极上。
(3)①若a电极通入肼,而肼在总反应中,元素化合价升高,失电子反生氧化反应,则a电极名称为电源的负极。
②根据电池总反应式,1mol在反应中失去4mol电子, 生成 ,X溶液为KOH溶液,则用配平方程式两端电荷,最后再根据氧元素质量守恒配平,则负极反应式为;经分析a电极为电源的负极,b电极为电源的正极,为阴离子,电池工作时,阴离子向负极移动,即由b电极移向a电极移动。
8.(24-25高二上·陕西西安交大附中·期末)电化学在生活中的应用无处不在。结合所学知识,回答下列问题。
I.在新能源汽车中的应用。HCOOH燃料电池是一种可应用于汽车动力的燃料电池。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)该电池电势较高的是图中 电极(填“左侧”或“右侧”)。
(2)放电过程中需补充的物质A为 (填化学式)。
(3)Fe3+在该电池中作用是 。
Ⅱ.在工业生产中的应用。次磷酸(H3PO2)可以通过电解的方法制备。电解制备次磷酸工作原理如图所示(相邻各室之间由阴或阳离子交换膜隔开):
(4)写出阴极的电极反应式 。
(5)图中电解装置的三个离子交换膜从左到右依次为哪种类型交换膜: 、 、 (填“阳”或“阴”)。
(6)随着电解的进行,阳极区稀硫酸浓度逐渐 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(7)在金属精炼中的应用。如图为电解精炼银的示意图。若b极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为 。
【答案】(1)右侧
(2)H2SO4
(3)催化剂
(4)2H2O+2e-=H2↑+2OH-
(5) 阳 阴 阳
(6)升高
(7)+e-+2H+=NO2↑+H2O
【分析】Ⅰ.由图可知:左侧电极上碳元素价态升高失电子,故左侧电极为负极,电极反应式为HCOOH-2e-+3OH-=+2H2O;右侧电极为正极,电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+,生成的Fe2+与O2反应重新生成Fe3+,反应方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,据此分析解答。
Ⅱ.该装置为电解池,其中左侧石墨电极连接电源的正极,该石墨电极为阳极,在阳极上水电离产生的OH-失去电子被氧化为O2,发生氧化反应,阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,反应产生的H+通过阳离子交换膜进入到产品室;原料室中的阴离子则通过阴离子交换膜进入到产品室,形成H3PO2,故该离子交换膜膜为阴离子交换膜;右侧石墨电极与电源负极连接为阴极,发生得到电子的还原反应,阴极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,原料室中的Na+通过阳离子交换膜进入到阴极室,形成NaOH溶液,导致阴极室溶液的NaOH浓度增大,故右侧离子交换膜为阳离子交换膜,根据阳极室的电极反应中c(H+)的浓度变化判断溶液酸碱性的变化。
【详解】(1)根据图示可知:在HCOOH燃料电池中,在左边电极上HCOOH失去电子,被氧化变为KHCO3,电极反应式为:HCOOH-2e-+3OH-=+2H2O,所以左边为燃料电池的负极;在右边电极上Fe3+得到电子被还原为Fe2+,电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+,反应产生的Fe2+与右侧罐O2反应,重新生成Fe3+,反应方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故右边电极为燃料电池的正极,正极的电极电势比负极的电势高,故该电池电势较高的是图中右侧电极;
(2)根据上述分析可知:左侧为负极,电极反应式为:HCOOH-2e-+3OH-=+2H2O,右侧为正极,右侧储罐中Fe2+被氧气氧化Fe3+,反应应在酸性环境下进行,同时生成K2SO4,故应该补充的位置A为H2SO4;
(3)在开始时正极上反应消耗Fe3+变为Fe2+,后来又在右侧罐中Fe2+被O2氧化反应产生Fe3+,Fe3+的数目没有减小,因此Fe3+在该电池中作用是催化剂;
(4)根据上述分析可知:右侧与电源负极连接的电极为阴极,发生还原反应,故阴极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(5)根据上述分析可知:图中电解装置的三个离子交换膜从左到右依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜;
(6)左边石墨电极连接电源正极左阳极,发生反应:2H2O-4e-=4H++O2↑,由于不断反应产生H+,使溶液中c(H+)增大,因此阳极区稀硫酸浓度逐渐升高;
(7)在金属Ag精炼过程中,在阳极a上主要是单质Ag失去电子变为Ag+进入溶液,电极反应式为:Ag-e-=Ag+;在阴极b上,主要是Ag+得到电子被还原为Ag单质,电极反应式为:Ag++e-=Ag;此外还有少量得到电子被还原为红棕色NO2气体,故阴极产生NO2气体的电极反应式为:+e-+2H+=NO2↑+H2O。
地 城
考点02
电解池
9.(24-25高二上·陕西安康·期末)中国承接了全球超过三分之二的纯电动绿色船舶制造,其动力来源主要是锂离子电池。下列说法错误的是
A.充电时,移向阴极
B.锂离子电池比铅酸蓄电池的比能量高
C.纯电动船舶行驶时电能转化为化学能
D.钢制船壳吃水线以下安装锌板可防止船舶船壳腐蚀
【答案】C
【详解】A.充电时为电解池装置,电解池装置中阳离子向阴极移动,所以移向阴极,A正确;
B.锂离子电池单位质量输出的电能多,故锂电池比能量高,B正确;
C.纯电推动船舶行驶时,化学能转化为电能,再转化为动能等,C错误;
D.钢制船壳吃水线以下安装锌板,锌比铁活泼,可实现船舶防腐,锌被氧化而保护铁不被腐蚀,D正确;
故选C。
10.(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)化学与科技、生活密切相关。下列说法错误的是
A.“保暖贴”工作过程中,主要利用了原电池的工作原理
B.长期过量使用作氮肥易导致土壤酸化
C.工业合成氨时采用的压强越大,反应的平衡常数越大,越有利于提高经济效益
D.空间站的“太阳翼”及光伏发电系统能将太阳能转化为电能
【答案】C
【详解】A.保暖贴通过铁粉的氧化反应(电化学腐蚀)释放热量,原电池原理加速反应,A正确;
B.NH₄Cl为强酸弱碱盐,水解使土壤酸性增强,长期过量使用导致酸化,B正确;
C.平衡常数(K)仅与温度有关,与压强无关。工业合成氨通过增大压强提高反应速率和产率,但K不变,C错误;
D.太阳翼利用光伏效应将太阳能转化为电能,D正确;
故选C。
11.(23-24高二上·青海西宁六校·期末)在电解饱和食盐水的过程中,当阴阳两极共收集到224mL气体(标准状况)时,理论上可得到氢氧化钠
A.0.4g B.0.8g C.0.01g D.0.02g
【答案】A
【详解】n(气体)0.01mol,由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知,氢气、氯气的物质的量均为0.005mol,生成NaOH的质量为0.005mol×2×40g/mol=0.4g,故选:A。
12.(24-25高二上·陕西安康·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.溶液中含分子的数目为
B.时,的溶液中,含的数目为
C.密闭容器中充入和,充分反应后转移电子的数目为
D.电解NaOH溶液,阴极产生气体时,理论上电路中转移电子的数目为
【答案】B
【详解】A.氯化铝是强电解质,在溶液中完全电离出铝离子和氯离子,溶液中不存在氯化铝分子,A错误;
B.的溶液中含有的氢离子数目为,B正确;
C.氢气和碘蒸气发生可逆反应生成碘化氢, 则密闭容器中碘蒸气和氢气不能完全反应,充分反应后转移电子的数目小于,C错误;
D.未明确标准状况下,无法计算阴极生成氢气的物质的量,则无法计算理论上电路中转移电子的数目,D错误;
故选B。
13.(23-24高二上·山西太原·期末)利用下列装置进行的实验,不能达到预期目的的是
A.在铁制品上电镀铜
B.制作水果(柠檬)电池
C.将溶液蒸干制备无水
D.粗测碳酸钠溶液的
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.在铁制品上电镀铜,应该将铜片作为阳极,待镀铁制品作阴极,A正确;
B.利用水果(柠檬)汁为电解质溶液,铜片和铝片为两极,形成原电池,使二极管发光,从而达到形成原电池的原理,B正确;
C.蒸发促进Al3+水解生成氢氧化铝,且生成的氯化氢易挥发,得不到无水固体,C错误;
D.Na2CO3为强碱弱酸盐,水解溶液呈碱性,能用pH试纸测Na2CO3溶液的pH,D正确;
故选C。
14.(24-25高二上·陕西汉中·期末)下列装置能达到对应目的的是
A.铜上镀银
B.粗铜的电解精炼
C.电解法制金属钠
D.探究铁的析氢腐蚀
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.在铜(镀件)上镀银(镀层)时,铜为阴极,银为阳极,A项不符合题意;
B.粗铜的电解精炼,粗铜做阳极连接电源的正极,纯铜作阴极,能达到设计目的,B符合题意;
C.电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氯气和氢气,无法得到金属钠,C项不符合题意;
D.钢铁在强酸性条件下发生析氢腐蚀,在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀,图示中的铁发生吸氧腐蚀,D项不符合题意;
故选B。
15.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)利用下图所示装置可处理含的废气。下列说法正确的是
A.电解池中惰性电极为阴极
B.溶液在反应过程中可循环利用
C.反应池中的离子方程式:
D.电解池总反应的化学方程式:
【答案】B
【详解】A.反应池进入电解池的溶液中含,电极上被氧化为,则电解池中惰性电极为阳极,A错误;
B.由图可知,反应池中需加入溶液,电极上被氧化为,即生成,可循环至反应池,则溶液在反应过程中可循环利用,B正确;
C.反应池中反应物H2S是气体,不能将其拆开,反应的离子方程式为:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,C错误;
D.电解池中被氧化为,H+被还原生成,则电解池总反应的化学方程式为:,D错误;
故选B。
16.(24-25高二上·陕西安康·期末)我国科学家利用如图所示的装置处理、废液,同时高效合成氨气(氨气可从碱溶液中挥发),离子交换膜只允许通过。下列说法错误的是
A.电极a接电源正极
B.由电极区移向电极区
C.电解过程中,电极区溶液的升高
D.电路中每转移电子时,理论上电极区溶液的质量减少
【答案】D
【分析】根据图示可知,电极a处溶液中氢氧根离子发生氧化反应生成氧气,a为电解池阳极,阳极反应式为:;电极b处溶液中的亚硝酸根离子被还原为氨分子,b极为阴极,阴极反应式为:。
【详解】A.由图可知,电极a处溶液中氢氧根离子发生氧化反应生成氧气,a为阳极,接电源正极,A项正确;
B.电解池中阴离子由阴极移向阳极,所以由电极b区移向电极a区,B项正确;
C.结合分析知,b极为阴极,阴极反应式为:,为平衡阴极区电荷,每生成7mol,有6mol透过离子交换膜移向阳极,则电极区溶液的升高,C项正确;
D.电路中每转移电子时,理论上电极区有1mol氨气生成,质量减少,但同时还有6mol透过离子交换膜移向阳极,电极区溶液的质量减少+6mol×17g/mol=119g,D项错误;
故选D。
17.(23-24高二上·山西大同·期末)利用电化学方法通过微生物电催化将有效地转化为,装置如图所示,下列说法正确的是
A.钛网电极应与电源的负极连接
B.石墨电极反应式为:
C.利用高温条件可加快有效地转化为
D.当电路中转移-时,右侧电极室质量减少
【答案】D
【详解】A.根据物质元素价态的变化,得知石墨电极为阴极,与电源负极连接,钛网电极与电源正极连接,故A项错误;
B.草酸是弱酸,书写电极反应式时不能拆,则电极反应式为:,故B项错误;
C.微生物在高温条件下失去活性,不利于有效地转化为,故C项错误;
D.当电路中转移时,产生,质量为,同时有由右侧向左侧迁移,则右侧共减少,故D项正确;
故答案为D。
18.(24-25高二上·陕西安康·期末)海洋是人类资源的宝库。一种利用海水制备多种化工原料的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)如图所示为电解饱和溶液制备的示意图:
① (填离子符号)通过离子交换膜,写出N室的电极反应式: 。
②电解所得和可制备盐酸,电解无水副产物也有,常温常压下,饱和新制氯水的物质的量浓度为,该溶液中溶于水的有与水反应。计算与水反应的平衡常数 (写出计算过程)。
③可用于粗的提纯: ,提纯装置如图所示,纯应在图中 区得到(填“高温”或“低温”。杂质不与反应,也不挥发)。
(2)制备和用苦卤而不直接用海水的原因是 ;物质A由贝壳灼烧所得,加入物质A能得到沉淀的原因是 。
(3)是无水熔融后电解所得,得到无水是关键。
①直接将加热蒸干无法得到无水,原因是 。
②操作A是 。
【答案】(1) Na+ 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 4.5×10-4 (mol/L)2 低温
(2) 苦卤中Mo、Mg元素的含量比海水高 Mg(OH)2溶解度比Ca(OH)2小,CaO与水得到的Ca(OH)2易转化为Mg(OH)2
(3) 加热促进MgCl2水解,水解产物HCl易挥发导致水解程度增大,最终得到MgO 在HCl气流中加热
【分析】(1)①根据连接电源正极的是阳极,连接电源负极的是阴极。M室为阳极室。加入饱和NaCl溶液;N室为阴极室,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;②Cl2与水发生可逆反应:Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),列三段式;③该反应的正反应是吸热反应,反应△H>0,要得到纯MoO3平衡需逆向移动,降温有利于平衡逆向移动;
(2)根据贝壳灼烧所得的物质A为CaO,CaO可与水反应生成Ca(OH)2,Mg(OH)2溶解度比Ca(OH)2小,Ca(OH)2易转化为Mg(OH)2;
(3)根据加热促进MgCl2水解,水解产物HCl易挥发导致水解程度进一步增大,为抑制MgCl2水解和及时带走产生的水蒸气,需在HCl气流中加热,据此进行分析。
【详解】(1)①连接电源正极的是阳极,连接电源负极的是阴极。根据图示可知:M室为阳极室,加入饱和NaCl溶液,N室为阴极室,由于离子放电顺序为:H+>Na+,所以N室H2O电离产生的H+放电产生H2,故N室的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;为保证NaOH纯净,溶液2应是稀NaOH溶液增强导电性,离子交换膜应是阳离子交换膜,阳离子Na+从M室通过离子交换膜移向N室,与阴极产生OH-形成NaOH溶液,NaOH溶液由阴极室流出;
②根据题意列三段式进行计算
则该反应的平衡常数K==4.5×10-4(mol/L)2;
③根据热化学方程式可知:该反应正反应是吸热反应,△H>0,根据平衡移动原理,要得到纯MoO3,平衡要逆向移动,降温使平衡向放热的逆反应方向移动,故降低温度有利于平衡逆向移动,则纯MoO3应在低温区得到;
(2)苦卤中Mo、Mg元素的含量比海水高,和直接用海水相比,利用苦卤可降低冶炼成本。贝壳灼烧分解产生CaO、CO2,CO2气体逸出,煅烧贝壳所得的物质A为CaO,CaO可与水反应生成Ca(OH)2,Mg(OH)2溶解度比Ca(OH)2小,Ca(OH)2易转化为Mg(OH)2;
(3)①MgCl2是强酸弱碱盐,加热促进MgCl2水解,水解产物HCl易挥发导致水解程度进一步增大。若直接加热得到Mg(OH)2,Mg(OH)2分解后得MgO;
②为抑制MgCl2,并及时带走MgCl2·6H2O加热时产生的水蒸气,需在HCl气流中加热。
地 城
考点03
电化学综合
19.(23-24高二上·陕西韩城·期末)新能源汽车所用蓄电池主要为二次锂电池。请回答下列问题:
(1)如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时,电池的负极是 (填“a”或“b”),溶液中从 (填“a向b”或“b向a”)迁移。
(2)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池,电池总反应为,用它做电源按如图装置进行电解。通电后,d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)。
①放电时,负极反应式为 。
②该电池充电时,n极为电源的 极,试写出装置II中d电极附近产生白色沉淀的反应式 。
③电极a上的现象是 。
④若装置I为铜上镀银,则装置I中U形管内的溶液为 (填化学式,下同),电解一段时间后,若铜棒上无气体产生,要使溶液恢复原状态,需加入 。
【答案】(1) b b向a
(2) LixC6—xe﹣=xLi++C6 正极 Cu—e﹣+Cl﹣=CuCl 电极上有无色气泡逸出 AgNO3溶液 Ag2O
【分析】(1)由题给装置图可知,锂电极为原电池的负极,放电时,溶液中阳离子由负极向正极迁移;
【详解】(1)由题给装置图可知,b电极为原电池的负极,a电极为原电池的正极,放电时,溶液中Li+由负极向正极迁移,即从b向a迁移;
(2)由题意可知,与钴酸锂电池的正极n相连的d电极为电解池的阳极,c为阴极,则m为钴酸锂电池的负极、a为电解池的阴极、b为阳极;
①由方程式可知,放电时,LixC6为酸锂电池的负极,LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和C6,电极反应式为LixC6—xe﹣=xLi++C6;
②由分析可知,m为钴酸锂电池的负极、n为正极,则该电池充电时,n极接电源的正极;装置Ⅱ中d电极为电解池的阳极,氯离子作用下铜在阳极失去电子发生氧化反应生成氯化亚铜白色沉淀,电极反应式为Cu—e﹣+Cl﹣=CuCl;
③由分析可知,电极a为电解池的阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,观察到的实验现象为电极上有无色气泡逸出;
④若装置I为铜上镀银,则装置I中U形管内的溶液为硝酸银溶液,电解时,银离子在铜电极上得到电子发生还原反应生成银,水分子在石墨电极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,则电解一段时间后,若铜棒上无气体产生,电解的总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑,所以要使溶液恢复原状态,需加入氧化银;
20.(24-25高二上·宁夏吴忠吴忠中学·期末)某研究小组用微生物电池模拟淡化海水,同时做电解实验,实验装置如下图所示,C、D是铂电极。
(1)若A、B是惰性电极:
①b电极是 (填“正”或“负”)极。
②写出乙池中D电极的电极反应式 。
③写出甲中总反应的离子方程式 。
(2)微生物电池中,和Cl-通过离子交换膜分别移向两边,达到淡化海水的目的:
①离子交换膜A为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②b电极的电极反应式为 。
③已知苯酚的分子式为,理论上每消除1mol苯酚,同时消除 mol;当电路中转移0.1mol电子时,模拟海水理论上除盐 g。
【答案】(1) 正
(2) 阴 2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O 5.6 5.85
【分析】根据装置图可以知道,左侧为原电池,右侧为电解池。原电池中电极a苯酚失电子转化为CO2,所以电极a为负极,则电极b为正极;在电解池中,根据电源正极对阳极,负极对阴极,可知电极A、C为阳极,电极B、D为阴极。
【详解】(1)①b电极上硝酸根得电子生成氮气,则b电极为正极;
②乙池中电极D为阴极,H2O得电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为;
③甲装置为电解池,且A、B为惰性电极,电解质为CuSO4;阳离子Cu2+和H+移向阴极B反应,Cu2+优先得电子被还原为Cu,阴离子OH-和SO移向阳极,OH-优先失电子被还原为O2,故甲中总方程式为;
(2)①左侧原电池中NaCl溶液转化为淡水,可知Na+移向正极b,Cl-移向负极a,所以离子交换膜A为阴离子交换膜;
②b电极上硝酸根得电子生成氮气,电极反应式为2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O;
③电极a中反应物苯酚转化为CO2,其中苯酚中C的化合价为-价,CO2中的C的化合价为+4价,转移电子数目为28,即每消除1mol苯酚转移电子28mol,b电极反应为2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O,转移28mol电子时,消除的物质的量为5.6mol;当电路中转移0.1mol电子时,有0.1mol的Na+移向正极,0.1molCl-移向负极,模拟海水理论上除去0.1mol,即5.85gNaCl。
21.(23-24高二上·山西太原·期末)某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验,探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生,且极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料,回答下列问题:
查阅资料:高铁酸根()在溶液中呈紫红色。
(1)上述装置中,发生还原反应的电极有_______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)丙池中的 (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动。
(3)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜,石墨电极上产生的气体除外,还可能有 。
(4)乙池是电解制备金属钴的装置图,相比电解前,电解完成后理论上I室中 (填“变大”“变小”或“不变”),该电解池总反应的化学方程式是 。
(5)反应过程中,极处发生的电极反应为和 。
(6)一段时间后,若极质量减小,极收集到气体,则在极收集到的气体体积为 (均已折算为标准状况时的气体体积)。
【答案】(1)BC
(2)从右向左
(3)
(4) 不变
(5)
(6)448
【分析】从图中可知,丙装置构成原电池结构,Zn电极为负极,失电子生成Zn2+,Cu电极为正极,Cu2+得电子生成Cu,则甲中X电极为阳极,Fe失电子结合氢氧根离子生成高铁酸根离子,此外氢氧根离子也会失电子生成氧气,Y电极为阴极,水得电子生成氢气和氢氧根离子,乙中石墨电极为阳极,Co电极为阴极,Co2+得电子生成Co。
【详解】(1)上述装置中,Y电极为阴极、Co电极为阴极,均得电子发生还原反应,而X电极为阳极,Zn电极为负极,均失电子发生氧化反应,因此答案选BC。
(2)丙池为原电池,原电池电解质溶液中的阴离子向负极移动,则硫酸根离子从右向左移动。
(3)乙中石墨电极为阳极,若撤掉装置乙中的阳离子交换膜,则氯离子可在石墨电极上失电子生成氯气,且氯离子失电子能力强于水,因此石墨电极上产生的气体除氧气外还有氯气。
(4)I室中水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑,但是生成的氢离子通过阳离子交换膜均进入II室内,因此n(H+)不变。阴极上Co2+得电子生成Co,则电解池总反应为。
(5)X电极为阳极,阳极上除了氢氧根离子失电子生成氧气外,Fe也会失电子结合氢氧根离子生成高铁酸根离子,电极反应为。
(6)X电极质量减小1.12g,减小的质量为铁的质量,根据电极反应式可知,消耗Fe0.02mol,转移电子0.12mol,Y电极收集到2.24L气体,该气体为氢气,根据电极反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑,生成0.1mol氢气,转移0.2mol电子,根据得失电子守恒,则X电极上生成氧气转移0.08mol电子,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,转移0.08mol电子生成0.02mol氧气,标况下体积为448mL。
22.(24-25高二上·陕西西安交大附中·期末)下列几组常见的实验装置示意图,有关叙述正确的是
(1)装置①中阳极上有红色物质析出
(2)装置②中的铜片应与直流电源的负极相连
(3)装置③中,若电解液为KOH溶液,则电极a的反应式:H2-2e-+2OH-=2H2O
(4)装置④中,CuSO4溶液的浓度始终不变
(5)装置⑤中使M成为原电池的正极,从而保护了钢铁输水管
(6)装置⑥中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】(1) 装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液,在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2,阳极的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑;在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu,阴极的电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,故电解时在阴极上有红色物质析出,错误;
(2)在装置②电镀铜时,应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连,作阳极;镀件与直流电源的负极连接作阴极,错误;
(3)在装置③的氢氧燃料电池中,通入燃料H2的电极a为负极,通入O2的电极b为正极,若电解液为KOH溶液,溶液显碱性,则电极a的反应式:H2-2e-+2OH-=2H2O,正确;
(4)在装置④的金属铜的精炼中,粗铜作阳极,精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液;在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等,因此电解一段时间后,溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低,错误;
(5)在装置⑤中形成原电池,成为原电池的负极,才能保护钢铁输水管,错误;
(6)装置⑥为外加电流的阴极保护法,外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,即钢铁闸门自身不放电,从而保护了钢铁,正确;
符合题意的为(3)(6),故答案选B。
23.(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)下列是教材中常规电化学的装置示意图,其标注完全正确的是
A. 铜锌原电池
B. 铜锌原电池
C. 精炼铜
D. 电解饱和食盐水
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.铜锌原电池中锌作负极,铜作正极,A错误;
B.带有盐桥的铜锌原电池中,作负极锌的电解液为硫酸锌,做正极铜的电解液为硫酸铜,B错误;
C.在精炼铜中,粗铜作阳极与电源正极相连,精铜作阴极,与电源的负极相连,电解液为硫酸铜溶液,C错误;
D.电解饱和食盐水的阳极产生氯气,阴极产生氢气,D正确;
故选D。
24.(23-24高二上·青海西宁六校·期末)如图是一个电化学过程的示意图,请按要求回答下列问题
(1)甲池是 装置(填“原电池”或“电解池”)。B(石墨)电极的名称是 。
(2)写出电极反应式:通入O2的电极 ;A(Fe)电极 ;B(石墨)电极 。
(3)乙池中反应的化学方程式为 。
(4)反应一段时间后,甲池中消耗1.6g甲烷,则乙池中某电极的质量增加 g。
(5)反应一段时间后,乙池中溶液成分发生了变化,想要完全恢复到电解前可加入的物质是 。
【答案】(1) 原电池 阳极
(2) O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ Ag++e﹣=Ag 2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+
(3)
(4)86.4
(5)Ag2O
【详解】(1)图甲是燃料电池,将化学能转化为电能,属于原电池,通入甲烷的电极为负极,通入氧气的电极为正极,B连接原电池正极,为电解池阳极,铁与电源负极相连作阴极,故答案为:原电池,阳极;
(2)碱性燃料电池中氧气得电子产生氢氧根离子,电极反应式为:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣,铁与电源负极相连作阴极,溶液中银离子在阴极A得电子发生还原反应,电极反应式为:Ag++e﹣=Ag,水电离的氢氧根在阳极失电子发生氧化反应,电极反应式为:2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+,故答案为:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣;Ag++e﹣=Ag;2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+;
(3)乙池中水电离的氢氧根离子在阳极放电、银离子在阴极上放电,则乙池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,故答案为:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3;
(4)甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为:CH4﹣8e﹣+10OH﹣═7H2O,1.6g甲烷的物质的量为0.1mol、转移电子0.8mol,根据Ag++e﹣=Ag,乙池阴极增重银的质量为:0.8mol×108g/mol=86.4g,故答案为:86.4;
(5)乙池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,向溶液中加入氧化银,氧化银与硝酸反应又生成硝酸银和水,可使溶液恢复到电解前的状况,故答案为:Ag2O。
25.(23-24高二上·山西朔州怀仁第一中学·期末)某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验,探究原电池、电解池和电解精炼钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生,且X极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料,回答下列问题:
查阅资料:高铁酸根()在溶液中呈紫红色。
(1)上述装置中,发生还原反应的电极有___________(填字母)。
A.X(Fe) B.Y(C) C.Co D.Zn
(2)装置丙中,若外电路中有0.2 mol电子转移,则有 mol 透过隔膜,隔膜右侧溶液质量如何变化: 。
(3)反应过程中,X极处发生的电极反应为和 。
(4)一段时间后,若X极质量减小1.12 g,Y极收集到2.24 L气体,则在X极收集到的气体为 mL(均已折算为标准状况时的气体体积)。
(5)乙池是电解制备金属钴的装置图,理论上Ⅰ室中 (填“变大”“变小”或“不变”),该电解池总反应的化学方程式是 。
(6)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜,石墨电极上产生的气体除O2外,还可能有 。
【答案】(1)BC
(2) 0.1 减少16 g
(3)
(4)448
(5) 不变
(6)Cl2
【分析】图丙为原电池,自发的氧化还原反应为Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,Zn作负极、Cu作正极,负极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极反应式为Cu2++2e-=Cu;图甲和图乙为电解池,甲中铁作活性阳极、Y作阴极,阳极反应式为()、阴极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑;乙中石墨作阳极,Co作阴极,阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑、阴极反应式为Co2++2e-=Co。
【详解】(1)原电池中正极发生还原反应,电解池中阴极发生还原反应,则上述装置中,发生还原反应的电极有丙中的Cu电极、甲中的Y电极、乙中的Co电极,故答案为:BC;
(2)丙为原电池,若外电路中有0.2 mol电子转移,则内电路也要转移0.2mol电荷,由于采用的隔膜只允许硫酸根离子通过,所以有0.1mol从右向左透过隔膜向负极定向移动,同时Cu电极上发生Cu2++2e-=Cu,即有0.1mol得电子生成Cu,故隔膜右侧溶液质量减少为0.1 mol CuSO4的质量,即160g/mol×0.1 mol=16 g;
(3)在电解过程中,X极作阳极,发生氧化反应,由实验现象可知,X极处还有生成,故电极反应还有;
(4)根据已知条件可知,,,在整个电路中电子转移数目相等,,即,解得,即;
(5)乙池中石墨为阳极,阳极反应式为,氢离子经过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室,则Ⅰ室中氢离子数目不变,所以理论上Ⅰ室中不变;该电解池的阴极反应式为,则总反应的化学方程式为;
(6)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜,由于放电顺序:,Cl-更易放电,此时石墨电极上发生的反应为2Cl--2e-= Cl2↑,所以石墨电极上产生的气体除O2外,还可能有Cl2。
26.(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)电化学原理在探究物质性质和实际生产中应用广泛,据此回答下列问题。
(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量,其工作原理如图所示。
①固体电解质中O2-向 极移动(填“正”或“负”)。
②发生在V2O5电极的电极反应式: 。
(2)人工光合系统装置,如图所示,可实现以CO2和H2O合成CH4.下列说法不正确的是___________。
c
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.电池工作时,H+向Cu电极移动
C.GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
D.反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-
(3)利用下图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法:若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于 (填“M”或“N”)处。若X为锌,开关K置于 (同上)处,该电化学保护法称为 。
(4)电镀在工业上有广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌,即在铜牌表面电镀一层银,该电解池的阳极反应可表示为 。
(5)已知存在反应:2+2H+=+H2O。用如图装置,以石墨作电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7溶液其转化原理可描述为 。
【答案】(1) 负 SO2-2e-+2O2-=
(2)AD
(3) “N” “M” 牺牲阳极的阴极保护法
(4)Ag-e-=Ag+
(5)阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,c(H+)增大,发生2+2H+=+H2O
【详解】(1)①该装置为化学电源,根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,即O2-向负极移动;
②根据①分析,Pt电极作正极,V2O5电极作负极,SO2在负极上失去电子生产,电极反应式为SO2-2e-+2O2-=。
(2)A.根据图示可知,该装置将太阳能转化为电能和化学能,故A错误;
B.根据电子移动方向,GaN为负极,Cu是正极,因此电池工作时,H+向Cu电极移动,故B正确;
C.根据装置图可知,GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,故C正确;
D.根据反应方程式可知,每消耗1molCO2转移8mole-,故D错误;
答案为AD。
(3)若X为碳棒(惰性电极),使铁成为阴极,采用外加电流阴极保护,开关K应置于“N”处(接通外加电源)。若X为锌(比铁更活泼),直接与铁相连即可保护铁不被腐蚀,开关K应置于“M”处,该方法称为牺牲阳极的阴极保护法。
(4)在铜牌表面上电镀一层银,铜牌作阴极,银片作阳极,阳极反应式为Ag-e-=Ag+。
(5)根据装置图可知,右端电极为阳极,其电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,c(H+)增大,发生2+2H+=+H2O,故答案为:阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,c(H+)增大,发生2+2H+=+H2O。
地 城
考点04
金属的腐蚀与防护
27.(23-24高二上·山西运城·期末)电化学原理在金属防腐、物质制备方面有重要的作用。
Ⅰ.某研究小组利用如图所示装置探究金属Fe的腐蚀与防护条件,将裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和溶液中,滴入少量酚酞(如图甲所示),回答下列问题。
(1)一段时间后a处可能出现的现象是 ,相关电极反应式为 。
(2)某同学为验证选择的铁钉未被腐蚀,取少量溶液于试管,滴加灵敏的黄色检验试剂,该试剂化学式为 ,证明铁钉未被腐蚀的现象为 。实验表明,相对不活泼的金属得到了保护,该金属防护的方法称为 。
(3)钢铁的吸氧腐蚀示意图如图乙,在图某处稍作修改构成利用外加电流保护钢铁的装置,请在图上作出修改 。
Ⅱ.某研究小组又利用如图装置电解溶液制备,同时获得氢气。请回答以下问题:
(4)B电极的电极反应式为 。
(5)工作过程中,A电极上每生成气体M,理论上制得 g。
(6)电解池的总反应为 (化学方程式)。
【答案】(1) 溶液变红色
(2) K3[Fe(CN)6] 无现象 牺牲阳极的阴极保护法
(3)
(4)2H2O+2e-=H2↑+2OH-
(5)9.6
(6)
【分析】I.裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中,锌比铁活泼,锌做负极发生氧化反应生成锌离子,铁做正极被保护;
II.电解制备LiOH,B电极生成氢气,H2O得电子发生还原反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,B作阴极,A为阳极,溶液中Cl-失去电子生成氯气,Y以此分析;
【详解】(1)锌比铁活泼,锌做负极发生氧化反应,铁做正极,空气氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子:,使得a处溶液显碱性,酚酞溶液变红色;
故答案为:溶液变红色;;
(2)若铁被腐蚀,K3[Fe(CN)6]黄色溶液和亚铁离子生成蓝色沉淀,若无蓝色沉淀,说明铁未被腐蚀;利用原电池对金属进行保护的方式为牺牲阳极的阴极保护法;
故答案为:K3[Fe(CN)6];无蓝色沉淀;牺牲阳极的阴极保护法;
(3)若利用外接电源保护金属,则金属Fe作阴极,连在外接电源的负极;
故答案为:;
(4)根据分析,B电极生成氢气,H2O得电子发生还原反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,B作阴极;
故答案为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(5)根据分析,阳极发生反应,,根据转移电子相同,,生成0.2molCl2转移0.4mol电子,生成0.4molOH-,则0.4molLiOH,;
故答案为:9.6;
(6)根据阴极与阳极电极反应式可得,;
故答案为:。
28.(23-24高二上·山西朔州怀仁第一中学·期末)下列热化学方程式或离子方程式中,不正确的是
A.的电离:
B.钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式:
C.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式为
D.用饱和碳酸钠溶液处理水垢(CaSO4):
【答案】C
【详解】A.在水分子的作用下部分电离,其电离方程式为或,故A正确;
B.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极为氧气得电子发生还原反应,其电极反应式为,故B正确;
C.甲烷的燃烧热为,即1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出890.3 kJ的热量,则甲烷燃烧的热化学方程式为,故C错误;
D.用饱和碳酸钠溶液处理水垢(CaSO4),硫酸钙转化为碳酸钙,反应的离子方程式为,故D正确;
故答案为:C。
29.(24-25高二上·陕西汉中普通高中十校联盟·期末)甲烷燃料电池采用铂作电极材料,两个电极上分别通入CH4和O2,电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源,进行电解饱和食盐水和电镀的实验,如图所示,其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是
A.乙中X为阳离子交换膜
B.当电路中通过0.4 mol e-时,乙中Fe电极上产生氯气4.48 L(标准状况)
C.用丙装置给铜镀银,b应是Ag
D.甲烷燃料电池负极电极反应式是
【答案】B
【分析】甲烷燃料电池中,通入甲烷的一极为负极,通入氧气的一极为正极,则乙装置中,Fe铁电极为阴极,石墨电极为阳极,丙装置中,a电极为阴极,b电极为阳极。
【详解】A.乙为电解氯化钠溶液装置,装置中钠离子透过交换膜向阴极即左侧迁移,阴极得到NaOH和氢气,为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触,故X为阳离子交换膜,A正确;
B.乙中Fe为阴极,水放电生成氢气,电路中通过时,乙中Fe电极上产生氢气0.2mol,为(标准状况),B错误;
C.用丙装置给铜镀银,Ag作阳极,Cu作阴极,b是Ag,C正确;
D.甲为原电池,甲烷通入极为负极,KOH碱性溶液中生成碳酸根离子,电极反应式为,D正确;
30.(23-24高二上·山西太原·期末)利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯。下列叙述正确的是
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极上发生的反应为
C.用溶液作电解质溶液,反应一段时间后浓度保持不变
D.电解后,可在电解槽阴极下方收集到少量、等金属
【答案】B
【详解】A.将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯时,以精铜作阴极,粗铜作阳极,A错误;
B.电解时,溶液中的Cu2+在阴极上得电子,发生的反应为,B正确;
C.电解时,阳极的其他金属杂质也会放电,故电解液中溶液浓度减小,C错误;
D.电解时,阳极粗铜中的Fe、Zn、Cu失电子转化为金属阳离子,Ag、Pt不失电子,则电解后,电解槽阳极底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥,D错误;
故选B。
31.(23-24高二上·山西大同·期末)甲烷燃料电池采用铂作电极材料,两个电极上分别通入CH4和O2,电解质溶液为KOH溶液。某研究小组用上述甲烷燃料电池作为电源,模拟氯碱工业电解饱和食盐水及电镀或进行粗铜精炼的实验,如图所示,请回答下列有关问题:
(1)装置甲中b处通入的气体为 ,电极反应式为 。
(2)装置乙中离子交换膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜,总反应的化学方程式为 。
(3)当装置丙用于铁片上镀银时,应将镀层金属置于 电极(填“c”或“d”),用离子方程式表示试剂X溶液呈酸性的原因: ;电解过程中电解质溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)当装置丙用于粗铜(含Zn、Fe、Ag、Au杂质)精炼时,d极所用材料为 ,阳极泥的成分为 。
【答案】(1)
(2) 阳
(3) 不变
(4) 粗铜
【分析】根据乙装置用于模拟氯碱工业,推知Fe应与电源负极连接,故b为燃料电池的负极,则b处通入CH4,CH4失去电子被氧化转化为碳酸根离子,a为正极,通入O2,d为阳极,c为阴极,据此分析解题。
【详解】(1)根据乙装置用于模拟氯碱工业,推知Fe应与电源负极连接,所以处通入的气体为甲烷,电极反应式为:,故答案为:CH4;;
(2)氯碱工业应用阳离子交换膜,避免阴极电解产生的氢氧根离子向阳极迁移,与氯气发生反应而降低氯气及的产率;发生的总反应化学方程式为:,故答案为:阳;;
(3)镀层金属应与电源正极即a电极连接,作阳极失去电子,即为d电极,电解质溶液应选择硝酸银,其溶液呈酸性的原因是银离子发生了水解,水解方程式为:,阳极反应为:Ag-e-=Ag+,阴极反应为:Ag++e-=Ag,故电镀过程中电解质溶液的浓度几乎保持不变,故答案为:d;;不变;
(4)与电源正极连接,为阳极,精炼粗铜时,阳极所用材料为粗铜,阳极泥为金属活动性弱于铜的金属即为Ag、Au,因来不及失电子沉到阳极底部,形成阳极泥,故答案为:粗铜;Ag、Au。
32.(24-25高二上·宁夏灵武第一中学·期末)电化学装置在人们的日常生活、工业生产中应用广泛。回答下列问题:
(1)下图是一套模拟工业生产的电化学装置,丙装置中两电极均为惰性电极,电解质溶液为KCl溶液,不考虑气体溶解,且钾离子交换膜只允许钾离子通过。
①利用甲装置在铝件表面镀铜,铝件应为 (填“a”或“b”)极,b电极反应式为 。
②乙装置为 (填“原电池”或“电解池”),c电极反应式为 。
③通过丙装置制取KOH溶液,制得的KOH溶液可以通过 (填“g”或“h”)口排出,若要生产112gKOH,理论上消耗标准状况下的体积为 L。
(2)一种将燃料电池与电解池组合制备的装置如图所示(电极均为惰性电极):
①气体X为 (填分子式)。
②戊装置工作时,向 (填“i”或“j”)电极移动,j电极的电极反应式为 。
【答案】(1) b Cu2++2e-=Cu 原电池 CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O h 11.2
(2) H2 i -e-=
【分析】(1)乙为燃料电池,通入CH3OH的为负极,c极电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O,通入氧气一极为正极,d极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;甲为电解池,b极连负极为阴极,a为阳极,丙为电解池,丙装置中两电极均为惰性电极,电解质溶液为KCl溶液,e电极与电源正极相连为阳极,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,Cl-减少K+剩余,f电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,K+由阳极区透过钾离子交换膜进入阴极区,高浓度的KOH溶液从h出口流出。
(2)由信息可知,丁装置为氢氧燃料电池,通入O2的电极为正极,电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,通入H2的电极为负极,电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O;戊装置为制备的电解池,电极j为阳极,电极反应式为-e-=,电极i为阴极,电极反应为2H++2e-=H2↑。
【详解】(1)①镀铜时镀件放在阴极,故铝件应为b;根据分析,b电极反应式为Cu2++2e-=Cu;
②根据分析,乙装置为原电池;c极电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O;
③根据分析,制得的KOH溶液可以通过h出口流出;n(KOH)==2mol,n(e-)=n(OH-)=2mol,由2H2O-4e-=O2+4H+可知n(O2)=n(e-)=0.5mol,标况下体积为11.2L;
(2)①根据分析,气体X为H2;
②电解池中阳离子向阴极移动,故K+向i电极移动;j为阳极,电极反应式为-e-=。
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专题09 电化学
4大高频考点概览
考点01 原电池
考点02 电解池
考点03 电化学综合
考点04 金属的腐蚀与防护
地 城
考点01
原电池
1.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)硼化钒()—空气电池储电能力高,其结构如图所示,负极反应式为。下列叙述正确的是
A.电池工作时,电子由电极X经负载流向硼化钒电极
B.该电池实现了电能转化为化学能
C.正极反应式为
D.电池总反应为
2.(23-24高二上·陕西韩城·期末)用如图装置进行实验,电流计指针偏转。下列说法错误的是
A.该装置的总反应为 B.从a极经阳离子交换膜移向b极
C.该装置将化学能转化为电能 D.工作一段时间,a极附近溶液碱性会减小
3.(23-24高二上·陕西榆林第十中学·期末)新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其装置示意图如图,下列关于该电池的说法正确的是
A.放电时,正极的电极反应式:
B.放电时,电子从N电极经导线流向M电极
C.充电时,外加直流电源的正极与M电极相连
D.充电时,电路中每通过1 mol ,左室溶液增加2 mol
4.(24-25高二上·山西临汾·期末)某学习小组设计如图所示原电池装置,该电池总反应为。下列说法中正确的是
A.放电时,X电极发生还原反应
B.放电时,Y电极反应式为
C.放电时,盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动
D.外电路中每通过电子,X电极质量增加
5.(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)下列热化学方程式或离子方程式中,不正确的是
A.的电离:
B.以溶液为电解质溶液,氢氧燃料电池的负极区减小:
C.甲烷的燃烧热可以表示为,则甲烷燃烧的热化学方程式为:
D.泡沫灭火器工作原理离子方程式为:Al3++3=3CO2↑+Al(OH)3↓
6.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)下列表述与对应图像一致的是
A.图①表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化
B.图②表示向溶液中滴加稀至过量,溶液的导电性变化情况
C.图③表示赶出碱式滴定管乳胶管中气泡的方法
D.图④表示探究Mg、Al金属性的强弱
7.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)燃料电池能量转化率高、安全性能好,得到了广泛的应用。可作燃料的物质有甲烷、肼(,常温下为液体)等,某燃料电池结构如图所示。
回答下列问题:
(1)在常温下,甲烷的燃烧热为-890.31kJ·mol-1,写出甲烷燃烧的热化学方程式: 。
(2)若X溶液为KOH溶液,Y发生还原反应,则Y为 (填“”或“”),b电极的电极反应式为 。当电路中转移0.1mol,理论上消耗标准状况下的体积为 L。若用该燃料电池对钢铁闸门进行保护,则钢铁闸门应与 (填“a电极”或“b电极”)进行连接。
(3)若Y为肼,Z为,电池总反应为。
①a电极名称为 (填“正”或“负”)极。
②若X溶液为KOH溶液,则负极反应式为 。电池工作时, (填“由a电极移向b电极”或“由b电极移向a电极”)。
8.(24-25高二上·陕西西安交大附中·期末)电化学在生活中的应用无处不在。结合所学知识,回答下列问题。
I.在新能源汽车中的应用。HCOOH燃料电池是一种可应用于汽车动力的燃料电池。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)该电池电势较高的是图中 电极(填“左侧”或“右侧”)。
(2)放电过程中需补充的物质A为 (填化学式)。
(3)Fe3+在该电池中作用是 。
Ⅱ.在工业生产中的应用。次磷酸(H3PO2)可以通过电解的方法制备。电解制备次磷酸工作原理如图所示(相邻各室之间由阴或阳离子交换膜隔开):
(4)写出阴极的电极反应式 。
(5)图中电解装置的三个离子交换膜从左到右依次为哪种类型交换膜: 、 、 (填“阳”或“阴”)。
(6)随着电解的进行,阳极区稀硫酸浓度逐渐 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(7)在金属精炼中的应用。如图为电解精炼银的示意图。若b极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为 。
地 城
考点02
电解池
9.(24-25高二上·陕西安康·期末)中国承接了全球超过三分之二的纯电动绿色船舶制造,其动力来源主要是锂离子电池。下列说法错误的是
A.充电时,移向阴极
B.锂离子电池比铅酸蓄电池的比能量高
C.纯电动船舶行驶时电能转化为化学能
D.钢制船壳吃水线以下安装锌板可防止船舶船壳腐蚀
10.(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)化学与科技、生活密切相关。下列说法错误的是
A.“保暖贴”工作过程中,主要利用了原电池的工作原理
B.长期过量使用作氮肥易导致土壤酸化
C.工业合成氨时采用的压强越大,反应的平衡常数越大,越有利于提高经济效益
D.空间站的“太阳翼”及光伏发电系统能将太阳能转化为电能
11.(23-24高二上·青海西宁六校·期末)在电解饱和食盐水的过程中,当阴阳两极共收集到224mL气体(标准状况)时,理论上可得到氢氧化钠
A.0.4g B.0.8g C.0.01g D.0.02g
12.(24-25高二上·陕西安康·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.溶液中含分子的数目为
B.时,的溶液中,含的数目为
C.密闭容器中充入和,充分反应后转移电子的数目为
D.电解NaOH溶液,阴极产生气体时,理论上电路中转移电子的数目为
13.(23-24高二上·山西太原·期末)利用下列装置进行的实验,不能达到预期目的的是
A.在铁制品上电镀铜
B.制作水果(柠檬)电池
C.将溶液蒸干制备无水
D.粗测碳酸钠溶液的
A.A B.B C.C D.D
14.(24-25高二上·陕西汉中·期末)下列装置能达到对应目的的是
A.铜上镀银
B.粗铜的电解精炼
C.电解法制金属钠
D.探究铁的析氢腐蚀
A.A B.B C.C D.D
15.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)利用下图所示装置可处理含的废气。下列说法正确的是
A.电解池中惰性电极为阴极
B.溶液在反应过程中可循环利用
C.反应池中的离子方程式:
D.电解池总反应的化学方程式:
16.(24-25高二上·陕西安康·期末)我国科学家利用如图所示的装置处理、废液,同时高效合成氨气(氨气可从碱溶液中挥发),离子交换膜只允许通过。下列说法错误的是
A.电极a接电源正极
B.由电极区移向电极区
C.电解过程中,电极区溶液的升高
D.电路中每转移电子时,理论上电极区溶液的质量减少
17.(23-24高二上·山西大同·期末)利用电化学方法通过微生物电催化将有效地转化为,装置如图所示,下列说法正确的是
A.钛网电极应与电源的负极连接
B.石墨电极反应式为:
C.利用高温条件可加快有效地转化为
D.当电路中转移-时,右侧电极室质量减少
18.(24-25高二上·陕西安康·期末)海洋是人类资源的宝库。一种利用海水制备多种化工原料的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)如图所示为电解饱和溶液制备的示意图:
① (填离子符号)通过离子交换膜,写出N室的电极反应式: 。
②电解所得和可制备盐酸,电解无水副产物也有,常温常压下,饱和新制氯水的物质的量浓度为,该溶液中溶于水的有与水反应。计算与水反应的平衡常数 (写出计算过程)。
③可用于粗的提纯: ,提纯装置如图所示,纯应在图中 区得到(填“高温”或“低温”。杂质不与反应,也不挥发)。
(2)制备和用苦卤而不直接用海水的原因是 ;物质A由贝壳灼烧所得,加入物质A能得到沉淀的原因是 。
(3)是无水熔融后电解所得,得到无水是关键。
①直接将加热蒸干无法得到无水,原因是 。
②操作A是 。
地 城
考点03
电化学综合
19.(23-24高二上·陕西韩城·期末)新能源汽车所用蓄电池主要为二次锂电池。请回答下列问题:
(1)如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时,电池的负极是 (填“a”或“b”),溶液中从 (填“a向b”或“b向a”)迁移。
(2)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池,电池总反应为,用它做电源按如图装置进行电解。通电后,d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)。
①放电时,负极反应式为 。
②该电池充电时,n极为电源的 极,试写出装置II中d电极附近产生白色沉淀的反应式 。
③电极a上的现象是 。
④若装置I为铜上镀银,则装置I中U形管内的溶液为 (填化学式,下同),电解一段时间后,若铜棒上无气体产生,要使溶液恢复原状态,需加入 。
20.(24-25高二上·宁夏吴忠吴忠中学·期末)某研究小组用微生物电池模拟淡化海水,同时做电解实验,实验装置如下图所示,C、D是铂电极。
(1)若A、B是惰性电极:
①b电极是 (填“正”或“负”)极。
②写出乙池中D电极的电极反应式 。
③写出甲中总反应的离子方程式 。
(2)微生物电池中,和Cl-通过离子交换膜分别移向两边,达到淡化海水的目的:
①离子交换膜A为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②b电极的电极反应式为 。
③已知苯酚的分子式为,理论上每消除1mol苯酚,同时消除 mol;当电路中转移0.1mol电子时,模拟海水理论上除盐 g。
21.(23-24高二上·山西太原·期末)某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验,探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生,且极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料,回答下列问题:
查阅资料:高铁酸根()在溶液中呈紫红色。
(1)上述装置中,发生还原反应的电极有_______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)丙池中的 (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动。
(3)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜,石墨电极上产生的气体除外,还可能有 。
(4)乙池是电解制备金属钴的装置图,相比电解前,电解完成后理论上I室中 (填“变大”“变小”或“不变”),该电解池总反应的化学方程式是 。
(5)反应过程中,极处发生的电极反应为和 。
(6)一段时间后,若极质量减小,极收集到气体,则在极收集到的气体体积为 (均已折算为标准状况时的气体体积)。
22.(24-25高二上·陕西西安交大附中·期末)下列几组常见的实验装置示意图,有关叙述正确的是
(1)装置①中阳极上有红色物质析出
(2)装置②中的铜片应与直流电源的负极相连
(3)装置③中,若电解液为KOH溶液,则电极a的反应式:H2-2e-+2OH-=2H2O
(4)装置④中,CuSO4溶液的浓度始终不变
(5)装置⑤中使M成为原电池的正极,从而保护了钢铁输水管
(6)装置⑥中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
23.(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)下列是教材中常规电化学的装置示意图,其标注完全正确的是
A. 铜锌原电池
B. 铜锌原电池
C. 精炼铜
D. 电解饱和食盐水
A.A B.B C.C D.D
24.(23-24高二上·青海西宁六校·期末)如图是一个电化学过程的示意图,请按要求回答下列问题
(1)甲池是 装置(填“原电池”或“电解池”)。B(石墨)电极的名称是 。
(2)写出电极反应式:通入O2的电极 ;A(Fe)电极 ;B(石墨)电极 。
(3)乙池中反应的化学方程式为 。
(4)反应一段时间后,甲池中消耗1.6g甲烷,则乙池中某电极的质量增加 g。
(5)反应一段时间后,乙池中溶液成分发生了变化,想要完全恢复到电解前可加入的物质是 。
25.(23-24高二上·山西朔州怀仁第一中学·期末)某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验,探究原电池、电解池和电解精炼钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生,且X极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料,回答下列问题:
查阅资料:高铁酸根()在溶液中呈紫红色。
(1)上述装置中,发生还原反应的电极有___________(填字母)。
A.X(Fe) B.Y(C) C.Co D.Zn
(2)装置丙中,若外电路中有0.2 mol电子转移,则有 mol 透过隔膜,隔膜右侧溶液质量如何变化: 。
(3)反应过程中,X极处发生的电极反应为和 。
(4)一段时间后,若X极质量减小1.12 g,Y极收集到2.24 L气体,则在X极收集到的气体为 mL(均已折算为标准状况时的气体体积)。
(5)乙池是电解制备金属钴的装置图,理论上Ⅰ室中 (填“变大”“变小”或“不变”),该电解池总反应的化学方程式是 。
(6)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜,石墨电极上产生的气体除O2外,还可能有 。
26.(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)电化学原理在探究物质性质和实际生产中应用广泛,据此回答下列问题。
(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量,其工作原理如图所示。
①固体电解质中O2-向 极移动(填“正”或“负”)。
②发生在V2O5电极的电极反应式: 。
(2)人工光合系统装置,如图所示,可实现以CO2和H2O合成CH4.下列说法不正确的是___________。
c
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.电池工作时,H+向Cu电极移动
C.GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
D.反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-
(3)利用下图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法:若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于 (填“M”或“N”)处。若X为锌,开关K置于 (同上)处,该电化学保护法称为 。
(4)电镀在工业上有广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌,即在铜牌表面电镀一层银,该电解池的阳极反应可表示为 。
(5)已知存在反应:2+2H+=+H2O。用如图装置,以石墨作电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7溶液其转化原理可描述为 。
地 城
考点04
金属的腐蚀与防护
27.(23-24高二上·山西运城·期末)电化学原理在金属防腐、物质制备方面有重要的作用。
Ⅰ.某研究小组利用如图所示装置探究金属Fe的腐蚀与防护条件,将裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和溶液中,滴入少量酚酞(如图甲所示),回答下列问题。
(1)一段时间后a处可能出现的现象是 ,相关电极反应式为 。
(2)某同学为验证选择的铁钉未被腐蚀,取少量溶液于试管,滴加灵敏的黄色检验试剂,该试剂化学式为 ,证明铁钉未被腐蚀的现象为 。实验表明,相对不活泼的金属得到了保护,该金属防护的方法称为 。
(3)钢铁的吸氧腐蚀示意图如图乙,在图某处稍作修改构成利用外加电流保护钢铁的装置,请在图上作出修改 。
Ⅱ.某研究小组又利用如图装置电解溶液制备,同时获得氢气。请回答以下问题:
(4)B电极的电极反应式为 。
(5)工作过程中,A电极上每生成气体M,理论上制得 g。
(6)电解池的总反应为 (化学方程式)。
28.(23-24高二上·山西朔州怀仁第一中学·期末)下列热化学方程式或离子方程式中,不正确的是
A.的电离:
B.钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式:
C.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式为
D.用饱和碳酸钠溶液处理水垢(CaSO4):
29.(24-25高二上·陕西汉中普通高中十校联盟·期末)甲烷燃料电池采用铂作电极材料,两个电极上分别通入CH4和O2,电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源,进行电解饱和食盐水和电镀的实验,如图所示,其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是
A.乙中X为阳离子交换膜
B.当电路中通过0.4 mol e-时,乙中Fe电极上产生氯气4.48 L(标准状况)
C.用丙装置给铜镀银,b应是Ag
D.甲烷燃料电池负极电极反应式是
30.(23-24高二上·山西太原·期末)利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯。下列叙述正确的是
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极上发生的反应为
C.用溶液作电解质溶液,反应一段时间后浓度保持不变
D.电解后,可在电解槽阴极下方收集到少量、等金属
31.(23-24高二上·山西大同·期末)甲烷燃料电池采用铂作电极材料,两个电极上分别通入CH4和O2,电解质溶液为KOH溶液。某研究小组用上述甲烷燃料电池作为电源,模拟氯碱工业电解饱和食盐水及电镀或进行粗铜精炼的实验,如图所示,请回答下列有关问题:
(1)装置甲中b处通入的气体为 ,电极反应式为 。
(2)装置乙中离子交换膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜,总反应的化学方程式为 。
(3)当装置丙用于铁片上镀银时,应将镀层金属置于 电极(填“c”或“d”),用离子方程式表示试剂X溶液呈酸性的原因: ;电解过程中电解质溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)当装置丙用于粗铜(含Zn、Fe、Ag、Au杂质)精炼时,d极所用材料为 ,阳极泥的成分为 。
32.(24-25高二上·宁夏灵武第一中学·期末)电化学装置在人们的日常生活、工业生产中应用广泛。回答下列问题:
(1)下图是一套模拟工业生产的电化学装置,丙装置中两电极均为惰性电极,电解质溶液为KCl溶液,不考虑气体溶解,且钾离子交换膜只允许钾离子通过。
①利用甲装置在铝件表面镀铜,铝件应为 (填“a”或“b”)极,b电极反应式为 。
②乙装置为 (填“原电池”或“电解池”),c电极反应式为 。
③通过丙装置制取KOH溶液,制得的KOH溶液可以通过 (填“g”或“h”)口排出,若要生产112gKOH,理论上消耗标准状况下的体积为 L。
(2)一种将燃料电池与电解池组合制备的装置如图所示(电极均为惰性电极):
①气体X为 (填分子式)。
②戊装置工作时,向 (填“i”或“j”)电极移动,j电极的电极反应式为 。
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