专题10：电化学及其应用

【2015新课标Ⅰ卷理综化学】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是

【2015浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H₂O—CO₂混合气体制备H₂和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是

A．X是电源的负极

B．阴极的反应式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ、CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ

C．总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2

D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1

【2015天津理综化学】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是

【2015四川理综化学】用下图所示装置除去含CN^－、Cl^－废水中的CN^－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO^－将CN^－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是

【2015福建理综化学】某模拟"人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H₂O和CO₂转化为O₂和燃料(C₃H₈O)。下列说法正确的是

【2015江苏化学】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是

A．反应CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子

B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2O

C．电池工作时，CO32－向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－

【2015上海化学】研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是

【2015上海化学】（本题共12分）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空：
（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式         。
（2）离子交换膜的作用为：      、      。
（3）精制饱和食盐水从图中       位置补充，氢氧化钠溶液从图中       位置流出。（选填“a”、“b”、“c”或“d”）
（4）KClO₃可以和草酸（H₂C₂O₄）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO₂，还生成CO₂和KHSO₄等物质。
写出该反应的化学方程式       。
（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH     0.1 mol/L Na₂SO₃溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na₂SO₃和Na₂CO₃的混合溶液中，SO₃^2–、CO₃^2–、HSO₃^–、HCO₃^– 浓度从大到小的顺序为           。
已知： H₂SO₃  K_i1=1.54×10^-2  K_i2=1.02×10^-7
HClO  K_i1=2.95×10^-8
H₂CO₃  K_i1=4.3×10^-7  K_i2=5.6×10^-11

【2015北京理综化学】研究CO₂在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。
（1）溶于海水的CO₂主要以4种无机碳形式存在，其中HCO₃^-占95%，写出CO₂溶于水产生HCO₃^-的方程式：        。
（2）在海洋循环中，通过下图所示的途径固碳。

①写出钙化作用的离子方程式：             。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O₂只来自于H₂O，用¹⁸O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：       +        ===(CH₂O)_x+x¹⁸O₂+xH₂O
（3）海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机 碳，可采用如下方法：
①气提、吸收CO₂，用N₂从酸化后的还说中吹出CO₂并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO₃，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度=        mol/L。
（4）利用下图所示装置从海水中提取CO₂，有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取CO₂的原理：          。
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是        。

【2015北京理综化学】为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe³⁺+2I^-2Fe²⁺+I₂”反应中Fe³⁺和Fe²⁺的相互转化。实验如下：

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到         。
（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中         造成的影响。
（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe²⁺向Fe³⁺转化。用化学平衡移动原理解释原因：       。
（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe²⁺向Fe³⁺转化的原因：外加Ag⁺使c(I^-)降低，导致I^-的还原性弱于Fe²⁺，用下图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

①K闭合时，指针向右偏转，b作       极。
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO₃溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是         。
（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中Fe²⁺向Fe³⁺转化的原因，
①转化原因是        。
②与（4）实验对比，不同的操作是       。
（6）实验I中，还原性：I^->Fe²⁺；而实验II中，还原性：Fe²⁺>I^-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是          。

【2015海南化学】银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。
（1）久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是          。
（2）已知K_sp(AgCl)=1．8×10^-10,若向50mL0．018mol·L^-1的AgNO₃溶液中加入50mL0．020mol·L^-1的盐酸，混合后溶液中的Ag⁺的浓度为          mol·L^-1，pH为          。
（3）AgNO₃溶液光照易分解，生成Ag和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为          。
（4）下图所示原电池正极的反应式为          。

【2015安徽理综化学】C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
（1）Si位于元素周期表第____周期第_____族。
（2）N的基态原子核外电子排布式为_____；Cu的基态原子最外层有___个电子。
（3）用“>”或“<”填空：

（4）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

0-t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_____,溶液中的H⁺向___极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是______。

【2015山东理综化学】(15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________，电解过程中Li⁺向_____电极迁移（填“A”或“B”）。

（2）利用钴渣[含Co(OH)₃、Fe(OH)₃等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

Co(OH)₃溶解还原反应的离子方程式为_____________，铁渣中铁元素的化合价为___________，在空气中煅烧CoC₂O₄生成钴氧化物和CO₂，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO₂的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为__________。

【2015重庆理综化学】我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。
（1）原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第      周期。
（2）某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为      。
（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是     。

（4）采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag₂O涂在被腐蚀部位，Ag₂O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为            。
（5）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中，负极是       （填图中字母“a”或“b”或“c”）；
②环境中的Cl^-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈u₂(OH)₃Cl，其离子方程式为             ；
③若生成4.29 g Cu₂(OH)₃Cl，则理论上耗氧体积为     L（标准状况）。

【2015新课标Ⅱ卷理综化学】酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO₂，ZnCl₂和NH₄Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：
溶解度/(g/100g水)

回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为            ，电池反应的离子方程式为：     
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn     g。（已经F＝96500C/mol）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl₂和NH₄Cl，二者可通过____分离回收；滤渣的主要成分是MnO₂、______和      ，欲从中得到较纯的MnO₂，最简便的方法是          ，其原理是       。
（4）用废电池的锌皮制备ZnSO₄·7H₂O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H₂O₂溶解，铁变为_____，加碱调节至pH为       时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10^-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH为_____时，锌开始沉淀（假定Zn^2＋浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加H₂O₂后果是        ，原因是       。