专题06 第12题电化学（强化训练）1．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。
关于此方法，下列说法正确的是()A．金属棒X的材料可能为铜B．金属棒X的材料可能为钠C．钢管附近土壤的pH可能会升高D．这种方法属于外加电流的阴极保护法【答案】C【解析】A.构成的原电池中，金属棒X作原电池负极，所以金属棒X材料的活泼性应该大于铁，故A错误；B.金属钠性质很活泼，极易和空气、水反应，不能作电极材料，故B错误；C.该装置发生吸氧腐蚀，正极钢管上氧气得电子生成氢氧根离子，导致钢管附近土壤的pH可能会上升，所以C选项是正确的；D.该装置没有外接电源，不属于外加电流的阴极保护法，故D错误。
答案选C。
2．甲装置中所含的是物质的量之比为1:2的CuSO4和NaCl的混合溶液，电解过程中溶液的pH值随时间t 变化的示意图如乙示（不考虑电解产物可能与水的反应）。
试分析下列叙述中正确的是（）A．是该混合溶液中的SO42-导致了A点溶液的pH值小于B点B．AB线段与BC线段在阴极上发生的反应是相同的，即：Cu2+ + 2e=CuC．BC段阴极产物和阳极产物的体积之比为2:1D．在整个电解的过程中会出现少量淡蓝色的Cu(OH)2沉淀【答案】C【解析】假设溶液中n(CuSO4)=1mol、n(NaCl)=2mol，电解初始，阳极上氯离子放电、阴极上铜离子放电，当转移2mol电子时，阴极上铜离子完全放电生成Cu、阳极上氯离子完全放电生成氯气，溶液中的溶质之间变为硫酸钠，当铜离子、氯离子完全放电后，继续电解，实际上是电解水，溶液的pH不变，据以上分析解答。
A. 硫酸铜是强酸弱碱盐，铜离子水解导致溶液呈酸性，B点铜离子和氯离子完全放电，溶液中的溶质为强酸强碱盐硫酸钠，所以A点pH小于B点，A项错误；B. AB段是电解CuCl2，BC段是电解H2O，AB段阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，BC段阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，B项错误；C. BC段是电解水，阴极上生成氢气、阳极上生成氧气，所以阴极产物和阳极产物的体积之比为2：1，C项正确；D. 整个电解过程中溶液不呈碱性，所以不会出现氢氧化铜蓝色沉淀，D项错误；答案选C。
3．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是A．O2在电极b上发生还原反应B．溶液中OH－向电极a移动C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O【答案】C【解析】A．氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，a极为负极，故A正确；B．因为a极为负极，则溶液中的阴离子向负极移动，故B正确；C．反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低4价，根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物质的量之比为4：3，故C错误；D．负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH-向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故D正确；故选C。
4．某热再生电池工作原理如图所示。
放电后，可利用废热进行充电。
已知电池总反应：Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+ΔH＜0。
下列说法正确的是（）A．充电时，能量转化形式主要为电能到化学能B．放电时，负极反应为NH3-8e-+9OH-=NO3-+6H2OC．a为阳离子交换膜D ．放电时，左池Cu 电极减少6.4g 时，右池溶液质量减少18.8g【答案】D【解析】已知电池总反应：Cu 2++4NH 3⇌ [Cu(NH 3)4]2+ △H ＜0，放出的热量进行充电，通入氨气的电极为原电池负极，电极反应Cu −2e −＝Cu 2＋，通入氨气发生反应Cu 2＋＋4NH 3⇌[Cu(NH 3)4]2＋ △H ＜0，右端为原电池正极，电极反应Cu 2＋＋2e −＝Cu ，中间为阴离子交换膜，据此分析。
已知电池总反应：Cu 2++4NH 3⇌ [Cu(NH 3)4]2+ △H ＜0，放出的热量进行充电，通入氨气的电极为原电池负极，电极反应Cu −2e −＝Cu 2＋，通入氨气发生反应Cu 2＋＋4NH 3⇌[Cu(NH 3)4]2＋ △H ＜0，右端为原电池正极，电极反应Cu 2＋＋2e −＝Cu ，中间为阴离子交换膜；A ．充电时，能量转化形式主要为热能→化学能，故A 错误；B ．放电时，负极反应为Cu ＋4NH 3−2e −＝[Cu(NH 3)4]2＋，故B 错误；C ．原电池溶液中阴离子移向负极，a 为阴离子交换膜，故C 错误；D ．放电时，左池Cu 电极减少6.4 g 时，Cu −2e −＝Cu 2＋，电子转移0.2mol ，右池溶液中铜离子析出0.1mol ，硝酸根离子移向左电极0.2mol ，质量减少＝0.2mol×62g/mol ＋0.1mol×64g/mol ＝18.8 g ，故D 正确；故答案选D 。
5．利用CH 4燃料电池电解制备Ca （H 2PO 4）2并得到副产物NaOH 、H 2、Cl 2，装置如图所示。
下列说法正确的是A ．a 极反应：CH 4＋8e －＋4O 2－=CO 2＋2H 2OB ．A 膜和C 膜均为阴离子交换膜C ．可用铁电极替换阴极的石墨电极D ．a 极上通入2.24 L 甲烷，阳极室Ca 2＋减少0.4 mol【答案】C【解析】A.a 极为负极，负极上甲烷发生氧化反应，电极反应式为：CH 4-8e －＋4O 2－=CO 2＋2H 2O ，A 错误；B.根据题干信息：利用CH 4燃料电池电解制备Ca(H 2PO 4)2并得到副产物NaOH 、H 2、Cl 2，，可知阳极室的电极反应式为：--22Cl -2e =Cl ↑，则阳极室内钙离子向产品室移动，A 膜为阳离子交换膜，阴极室的电极反应式为：--222H O+2e =2OH H +↑，则原料室内钠离子向阴极室移动，C 膜为阳离子交换膜，B 错误；C.阴极电极不参与反应，可用铁替换阴极的石墨电极，C 正确；D.a 极上通入2.24L 甲烷，没有注明在标准状况下，无法计算钙离子减少的物质的量，D错误；答案选C。
6．二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。
工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备，其原理如图所示：下列说法不正确的是（）A．b电极接电源的负极，在b极区流出的Y溶液是稀盐酸B．电解池a极的电极反应式为NH4+-6e-+4OH-+3Cl-=NCl3+4H2OC．电解过程中二氧化氯发生器中产生2.24L(标准状况)NH3，则b极产生0.6gH2D．二氧化氯发生器中排出的X溶液中溶质主要为NaCl和NaOH【答案】B【解析】A. 电解池右边生成氢气，说明是氢离子化合价降低变为氢气，作阴极，因此b电极接电源的负极，氢离子消耗，氯离子不断向左移动，因此b极区流出的Y溶液是稀盐酸，故A正确；B. 电解池a极的电极反应式为NH4+−6e－+3Cl－= NCl3 + 4H+，故B错误；C. 电解过程中二氧化氯发生器中产生2.24L(标准状况)NH3即0.1mol，转移电子0.1mol×6 = 0.6mol，根据2e－— H2，则b极产生H2的物质的量0.3mol，其质量为0.3mol ×2 g∙mol−1=0.6g，故C正确。
D. 6NaClO2 + NCl3 +3H2O = NH3↑+ 6ClO2↑ + 3NaCl+ 3NaOH，因此二氧化氯发生器中排出的X溶液中溶质主要为NaCl和NaOH，故D正确。
综上所述，答案为B。
7．酒精检测仪可帮助执法交警测试驾驶员饮酒的多少，其工作原理示意图如下图所示。
反应原理为：CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2O，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。
下列说法正确的是()A．电解质溶液中的H＋移向a电极B．b为正极，电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气D．呼出气体中酒精含量越高，微处理器中通过的电流越小【答案】B【解析】燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反，应，氧化剂在正极上发生还原反应，A.该燃料电池中，a是负极，b是正极，电解质溶液中氢离子向b极移动，选项A错误；B. b为正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，所以电极反应式为O2+4e-+4H+ =2H2O，选项B正确；C.b为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+= 2H2O，所以有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24L氧气，选项C错误；D.单位时间内，人呼出的气体中酒精含量越多，酒精失电子数越多，所以微处理器中通过的电流越大，选项D错误；答案选B。
8．我国某科研机构研究表明，利用K2Cr2O7可实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如下图所示。
下列说法正确的是A．N为该电池的负极B．该电池可以在高温下使用C．一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度减小D．M的电极反应式为：C6H5OH＋28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋【答案】C【解析】A. 由图可知Cr元素化合价降低，被还原，N为正极，A项错误；B. 该电池用微生物进行发酵反应，不耐高温，B项错误；C. 由于电解质NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离，使Na+和Cl-不能定向移动，所以电池工作时，负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCl溶液中，正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液中与H+反应生成水，使NaCl溶液浓度减小。
C项正确；D.苯酚发生氧化反应、作负极，结合电子守恒和电荷守恒可知电极反应式为C6H5OH-28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，D项错误；答案选C。
9．电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题组提出一种全新的电化学固氮机理——表面氢化机理示意图如下，则有关说法错误的是A．在表面氢化机理中，第一步是H+的还原反应B．在表面*H原子与催化剂的协同作用下，N2与表面*H原子反应生成*N2H4中间体C．电化学固氮法较传统工业合成氨法，具有能耗小、环境友好的优点D．若竞争反应（析氢反应）的活化能显著低于固氮反应，则析氢反应的速率要远远高于固氮反应【答案】B【解析】A．H+得电子发生还原反应，由图中信息可知，该反应为第一步反应，故A正确B．.N2与2个表面*H原子反应生成N2H2中间体，故B错误；C．传统工业合成氨需要高温、高压下实现，电化学固氮在常温常压下实现，故能耗减小，节能减排对环境友好，故C正确；D．活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，活化能越小则反应速率越快，故D正确；答案选B。