能力提升训练(9)1．[2016·广东启迪教育段考] 关于下列装置的说法中正确的是()A．装置①中，盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的pH增大C．用装置③精炼铜时，c极为粗铜D．装置④中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2＋生成[解析]在装置①中，金属锌是负极，金属铜是正极，盐桥中的K＋移向CuSO4溶液，故A项错误；装置②是电解池，阴极上是氢离子得电子发生还原反应，氢离子浓度减小，所以a极附近溶液的pH 增大，故B项正确；电解精炼铜时，电解池的阳极是粗铜，阴极是精铜，即c极为精铜，故C项错误；在装置④中，金属锌是负极，金属铁是正极，电子是从负极Zn流向正极Fe，装置中铁电极上会产生氢气，故D项错误。
[答案] B2．[2016·湖南箴言中学三模] 如图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。
下列说法不正确的是()A．该过程是电能转化为化学能的过程B．一段时间后，①池中n(KHCO3)不变C．一段时间后，②池中溶液的pH一定下降D．铜电极的电极反应式为CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O[解析]该装置是一个电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A项正确；在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O，一段时间后，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，氢氧根离子会和①池中的碳酸氢钾反应，所以n(KHCO3)会减小，故B项错误；在电解池的阳极上，是阴离子(氢氧根离子)发生失电子的氧化反应，所以酸性增强，pH一定下降，故C项正确；铜电极的电极反应式为CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O，故D正确。
[答案] B3．[2016·广州统考] 一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。
下列有关说法不正确的是()A．Cl－由中间室移向左室B．X气体为CO2C．处理后的含NO－3废水的pH降低D．电路中每通过4 mol电子，产生标准状况下X气体的体积为22.4 L[解析]该原电池中，NO－3得电子发生还原反应，则装置中右边电极是正极，电极反应为2NO－3＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，装置左边电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应生成X，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳。
放电时，电解质溶液中阴离子Cl－移向负极室(左室)，A项说法正确；有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，所以X气体为CO2，B项说法正确；正极反应为2NO－3＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，H＋参加反应导致溶液酸性减小，溶液的pH增大，C项说法错误；根据负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应为C6H10O5－24e－＋7H2O===6CO2↑＋24H＋知，电路中每通过4 mol电子，产生标准状况下X气体的体积为424×6×22.4＝22.4(L)，D项说法正确。
[答案] C4．[2016·大连重点中学考试] 已知H 2O 2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以HO －2形式存在。
现以Al －H 2O 2燃料电池电解尿素[CO(NH 2)2]的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过，c 、d 均为惰性电极)。
下列说法正确的是( )A ．燃料电池的总反应为2Al ＋3HO －2===2AlO －2＋2H 2OB ．电解时，Al 消耗2.7 g ，则产生氮气的体积为1.12 LC ．电极b 是负极，且反应后该电极区pH 增大D ．电解过程中，电子的流向：a →d ，c →b[解析] 本题考查燃料电池和电解池的反应原理。
Al －H 2O 2燃料电池的总反应为2Al ＋3HO －2===2AlO －2＋OH －＋H 2O ，A 项错误；Al ――→失3e －AlO －2、CO(NH 2)2――→失2×3e －N 2，根据各电极上转移电子数相等知，每消耗0.1 mol Al ，转移0.3 mol 电子，生成0.05 mol N 2，在标准状况下氮气的体积为1.12 L ，但B 项未标明标准状况，B 项错误；根据电解池中c 极上发生氧化反应生成N 2知，c 极为阳极，故d 极为阴极，所以a 极为负极，b 极为正极，正极的电极反应为HO －2＋H 2O ＋2e －===3OH －，反应后b 极区溶液的pH 增大，C 项错误；a 极为负极，b 极为正极，c 极为阳极，d 极为阴极，故电解过程中电子的流向为a →d ，c →b ，D 项正确。
[答案] D5．如图所示装置，开关K 闭合时，电流表指针发生偏转，下列有关开关K闭合时的说法正确的是()A．b极是负极B．a极反应为H2－2e－===2H＋C．当装置中有1 mol电子通过时，右池产生标准状况下5.6 L气体D．电池总反应为2H2＋O2===2H2O[解析]本题考查原电池的工作原理，意在考查考生综合运用所学知识的能力。
A项，通入氢气的一极为负极，则a极为负极，b极为正极，错误。
B项，左池的电解质为NaOH，则a极反应为2OH－＋H2－2e－===2H2O，错误。
C项，b极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，当通过1 mol电子时，右池消耗标准状况下氧气5.6 L，错误。
[答案] D6．[2016·河南八市2月质检] 高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂。
下面以14 mol·L－1 NaOH溶液为电解质，采用石墨、铁作电极，在58 ℃条件下通过一定密度的电流可制备高铁酸盐(FeO2－4)，装置如图所示，下列有关判断正确的是()已知：2FeO 2－4＋3H 2＋2H 2O===2Fe 3＋＋10OH －A ．a 电极为石墨电极B ．阳极反应式为Fe －2e －===Fe 2＋C ．装置中a 、b 电极在电解槽中的位置可颠倒D ．总电解反应方程式为Fe ＋2H 2O ＋2OH －=====通电FeO 2－4＋3H 2↑[解析] 本题考查电解原理的应用。
由装置图可知，电极a 连接电源正极，故a 为阳极，该电解池中电极Fe 为反应物，故Fe 作阳极，A 错误；由题目信息提示可知阳极Fe 失电子生成FeO 2－4，故阳极反应式为Fe ＋8OH －－6e －===FeO 2－4＋4H 2O ，B 错误；阴极上是H 2O 得电子生成H 2，即b 电极处有H 2生成，由题给信息可知，FeO 2－4可与H 2发生反应，b 电极位于电解槽上方，H 2直接逸出，避免了H 2与a电极生成的FeO 2－4接触发生反应，故a 、b 两个电极位置不能互换，C错误；由题目提示的信息及阳极和阴极反应式可知D 正确。
[答案] D7．某充电宝锂离子电池的总反应为x Li ＋Li 1－x Mn 2O 4放电充电LiMn 2O 4，某手机镍氢电池总反应为NiOOH ＋MH 放电充电M ＋Ni(OH)2(M 为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是( )A ．锂离子电池放电时Li ＋向正极迁移B ．镍氢电池放电时，正极的电极反应式为NiOOH ＋H 2O ＋e －===Ni(OH)2＋OH －C ．上图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D ．锂离子电池充电时，阴极的电极反应式为LiMn 2O 4－x e －===Li 1－x Mn 2O 4＋x Li ＋[解析] 从锂电池的放电情况来看，Li 电极为负极，Li 1－x Mn 2O 4为正极，充电时阴极发生还原反应Li ＋＋e －===Li ，Li ＋向正极移动，A 项正确、D 项错误。
[答案] D8．[2016·山西四校联考] 用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法中正确的是( )A ．当a 、b 都是铜时，电解的总反应方程式为：2CuSO 4＋2H 2O=====通电2H 2SO 4＋2Cu ＋O 2↑B．燃料电池工作时，正极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．当燃料电池消耗2.24 L甲醛气体时，电路中理论上转移0.2 mol e－D．燃料电池工作时，负极反应为：HCHO＋H2O－2e－===HCOOH＋2H＋[解析]氧气在正极通入，甲醛在负极通入，因此a是阴极，b 是阳极。
当a、b都是铜时，相当于是铜的精炼，A错误；电解质为酸性电解质，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B错误；2.24 L甲醛的物质的量不一定是0.1 mol，则不能计算转移的电子数，C错误；负极甲醛失去电子转化为甲酸，D正确。
[答案] D9．[2016·湖北黄冈质检] 我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。
为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了一种装置(如下图)，实现了“太阳能－电能－化学能”转化，总反应方程式为2CO2===2CO＋O2。
关于该装置的下列说法中正确的是()A．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极B．图中离子交换膜为阳离子交换膜C．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强D．人体呼出的气体参与X电极的反应：CO2＋2e－＋H2O===CO ＋2OH－[解析]根据题图中左边电源内负电荷的移向，可知N型半导体为负极，P型半导体为正极，A错误；N型半导体为负极，X极为电解池的阴极，电极反应为：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－，生成的氢氧根离子通过离子交换膜在Y极参加反应，所以图中的离子交换膜为阴离子交换膜，B错误，D正确；总反应方程式为2CO2===2CO＋O2，根据总反应可知，反应前后电解质溶液的碱性不变，C错误。
[答案] D10．[2016·广东广州综合测试一] 用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。
下列有关说法错误的是()A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B．通电后阴极区溶液pH会增大C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区D．纯净的KOH溶液从b口导出[解析]A项，阳极OH－放电，正确。
B项，阴极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，故c(OH－)增大，pH增大，正确。
C项，电解时阳离子移向阴极，错误。
D项，阳极区的K＋透过阳离子交换膜移向阴极区，与阴极区的OH－结合成KOH，故D正确。
[答案] C11．如图甲为将Pt 电极置于含有Cu 2＋和Ag ＋各0.05 mol·L －1的电解液中(阴离子为NO －3)，图乙是电解过程中消耗的电荷量与阴极质量变化的关系图，下列说法不正确的是( )A ．区间Ⅰ，在阴极上有金属银析出B ．区间Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液的pH 均降低C ．区间Ⅱ，在阳极上有氧气放出D ．区间Ⅱ析出的固体质量是区间Ⅰ的2倍[解析] 本题考查电解池的知识，要求考生会判断两个电极的电极反应、电解质溶液中离子浓度的变化、溶液pH 的变化等。