電化學(xué)培優(yōu)專題

第第頁(yè)電化學(xué)培優(yōu)專題一、鋰電池和鋰離子電池例1、（金屬型）鋰離子電池總反應(yīng)式為xLi＋Li1－xMn2O4LiMn2O4負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________；正極反應(yīng)式：__________________________________________。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1、如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)為電池的正極B．電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4=Li1－xMn2O4＋xLiC．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D．放電時(shí)，溶液中Li＋從b向a遷移對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2、Li－FeS2電池是目前電池中綜合性能最好的一種電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知電池放電時(shí)的反應(yīng)為4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S。下列說法正確的是()A.Li為電池的正極B.電池工作時(shí)，Li＋向負(fù)極移動(dòng)C.正極的電極反應(yīng)式為FeS2＋4e－=Fe＋2S2－D.將熔融的LiCF3SO3改為L(zhǎng)iCl的水溶液，電池性能更好例2、（嵌入脫嵌型）研究人員研制出一種可快速充放電的超性能鋁離子電池，Al、Cn為電極，有機(jī)陽(yáng)離子與陰離子(AlCleq\o\al(－,4)、Al2Cleq\o\al(－,7))組成的離子液體為電解質(zhì)，如圖為該電池放電過程示意圖。負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________；正極反應(yīng)式：__________________________________________。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3、一種新型可逆電池的工作原理如圖所示。放電時(shí)總反應(yīng)為Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCleq\o\al(－,4)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3Cn(Cn表示石墨)。下列說法正確的是()A．放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)為2Al－6e－＋7Cl－=Al2Cleq\o\al(－,7)B．放電時(shí)AlCleq\o\al(－,4)移向正極C．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為AlCleq\o\al(－,4)－e－＋Cn=Cn(AlCl4)D．電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子，最多有1molCn(AlCl4)被還原對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4、某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時(shí)電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x＜1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是()A．放電時(shí)，Li＋在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6－xe－=xLi＋＋C6C．充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1mole－，石墨(C6)電極將增重7xgD．充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5、我國(guó)科技工作者首次提出一種新型的Li＋電池，該電池正極為含有I－、Li＋的水溶液，負(fù)極為固態(tài)有機(jī)聚合物，電解質(zhì)溶液為L(zhǎng)iNO3溶液，聚合物離子交換膜作為隔膜將液態(tài)正極和固態(tài)負(fù)極隔開，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)判斷正確的是()A.甲是原電池工作原理圖，乙是電池充電原理圖B.放電時(shí)，液態(tài)電解質(zhì)溶液的顏色加深C.充電時(shí)，Li＋穿過隔膜從右側(cè)移向左側(cè)D.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為二、含離子交換膜電池的應(yīng)用例1、物質(zhì)的制備型典例1、(2018·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)制備Na2S2O5可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為____________________________________。電解后，______室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1、KIO3可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式_______________________________________________。②電解過程中通過陽(yáng)離子交換膜的離子主要為________，其遷移方向是________。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2、氫碘酸(HI)可用“四室電滲析法”制備，其工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．通電后，陰極室溶液的pH增大B．陽(yáng)極電極反應(yīng)式是2H2O－4e－=4H＋＋O2↑C．得到1mol產(chǎn)品HI，陽(yáng)極室溶液質(zhì)量減少8gD．通電過程中，NaI的濃度逐漸減小例2、污水處理型典例2、用一種陰、陽(yáng)離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NHeq\o\al(＋,4)，模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．陽(yáng)極室溶液由無(wú)色變成棕黃色B．陰極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．電解一段時(shí)間后，陰極室溶液的pH升高D．電解一段時(shí)間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH4)3PO4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3、利用微生物可將廢水中苯酚的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，裝置如圖所示。電池工作時(shí)，下列說法正確的是()A．a(chǎn)極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．b極的電極反應(yīng)式為2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋－10e－=N2↑＋6H2OC．中間室的Cl－向左室移動(dòng)D．左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4g時(shí)，用電器流過2.4mol電子對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4、一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化，其工作原理如圖所示，圖中有機(jī)廢水中有機(jī)物可用C6H10O5表示。下列有關(guān)說法不正確的是()A．Cl－由中間室移向左室B．X氣體為CO2C．處理后的含NOeq\o\al(－,3)廢水的pH降低D．電路中每通過4mol電子，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下X氣體的體積為22.4L綜合練習(xí)1、高鐵酸鹽(如Na2FeO4)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在水處理方面，以鐵質(zhì)材料為陽(yáng)極，在高濃度強(qiáng)堿溶液中利用電解的方式可以制備高鐵酸鹽，裝置如圖。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OB．為防止高鐵酸根擴(kuò)散被還原，則離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜C．在電解過程中溶液中的陽(yáng)離子向a極移動(dòng)D．鐵電極上有少量氣體產(chǎn)生原因可能是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2、用電解法可提純含有某種鉀的含氧酸鹽雜質(zhì)(如硫酸鉀、碳酸鉀等)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A．電極N為陽(yáng)極，電極M上H＋發(fā)生還原反應(yīng)B．電極M的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．d處流進(jìn)粗KOH溶液，e處流出純KOH溶液D．b處每產(chǎn)生11.2L氣體，必有1molK＋穿過陽(yáng)離子交換膜3、《科學(xué)美國(guó)人》評(píng)出的2016年十大創(chuàng)新技術(shù)之一是碳呼吸電池，電池原理如圖所示，則下列有關(guān)說法正確的是()A.該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B.正極的電極反應(yīng)為C2Oeq\o\al(2－,4)－2e－=2CO2C.每生成1molAl2(C2O4)3，有6mol電子流過負(fù)載D.隨著反應(yīng)進(jìn)行，草酸鹽濃度不斷變小4、某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽(yáng)光照下充電，充電時(shí)Na2S4轉(zhuǎn)化為Na2S。下列說法正確的是()A.充電時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能B.放電時(shí)，a極為負(fù)極C.充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Ieq\o\al(－,3)－2e－=3I－D.M可以使用陰離子交換膜5、高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。下列說法錯(cuò)誤的是()A.陽(yáng)極反應(yīng)式：Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OB.甲溶液可循環(huán)利用C.離子交換膜a是陰離子交換膜D.當(dāng)電路中通過2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1molH2生成6、用惰性電極電解法制備硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子和陰離子通過)。下列有關(guān)說法正確的是()A.陰極與陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積比為1∶2B.b極的電極反應(yīng)式為2H2O－2e－=O2↑＋4H＋C.產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是B(OH)3＋OH－=B(OH)eq\o\al(－,4)D.每增加1molH3BO3產(chǎn)品，NaOH溶液增重22g7、SO2和NOx是主要大氣污染物，利用下圖裝置可同時(shí)吸收SO2和NO。下列有關(guān)