2023届高考化学二轮总复习广西专版课后习题 选择题专项训练七 电化学基础及其应用

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选择题专项训练七　电化学基础及其应用1.(2022河南高三联合检测)利用下图所示装置可以将CO2转化为HCOOH(选择性为73%)、CO、CH4等化工产品,对实现“碳中和”具有重要意义。已知:离子液体作为电解质溶液不仅可以提高CO2的溶解性,同时还可以有效避免析氢反应。下列说法错误的是(　　)。A.装置工作时,阴极上发生的主要电极反应为CO2+2e-+2H+HCOOHB.电路中转移2 mol 电子,可得到1 mol HCOOHC.w交换膜仅允许氢离子通过D.若用饱和NaHCO3溶液代替离子液体,将降低CO2的转化率2.(2020山东卷)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是(　　)。A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 gD.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶13.某光电催化反应器如图所示,A极是Pt/CNT,B极是TiO2。通过光照条件下分解水,可由CO2制得异丙醇。下列说法不正确的是(　　)。A.A极是电池的正极B.B极上的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+C.A极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应D.每生成30 g异丙醇转移的电子数目一定为9 mol4.(2020山东卷)采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是(　　)。A.阳极反应为2H2O-4e-4H++O2↑B.电解一段时间后,阳极室中溶液的pH未变C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极反应的O2等量5.某研究机构使用Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备Ni(H2PO2)2,其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li+SO2Cl22LiCl+SO2↑,下列说法错误的是(　　)。A.电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2+2e-2Cl-+SO2↑B.电池的e极连接电解池的g极C.膜a、c是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜D.电解池中不锈钢电极附近溶液的pH增大6.光电池在光照条件下可产生电压,如图装置可以实现光能源的充分利用,双极性膜可将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。下列说法不正确的是(　　)。A.该装置中的能量转化形式:光能→电能→化学能B.双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性C.光照过程中阳极区溶液中的n(OH-)基本不变D.再生池中的反应:2V2++2H2O2V3++2OH-+H2↑  
参考答案 选择题专项训练七　电化学基础及其应用1.B　解析 题述装置为电解池,该装置工作时,活性铂电极上发生的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,属于氧化反应,活性铂电极为阳极,氮掺杂石墨烯电极为阴极,在阴极上CO2转化为HCOOH(选择性为73%),发生的主要电极反应为CO2+2e-+2H+HCOOH,另外CO2还转化为CO、CH4等化工产品,发生的电极反应为CO2+2e-+2H+CO+H2O、CO2+8e-+8H+CH4+2H2O,故A项正确;由上述分析可知,电路中转移2 mol 电子时,可得到的HCOOH的物质的量小于1 mol ,故B项错误;H+不断通过w交换膜在阴极上参与电极反应,w交换膜为质子交换膜,故C项正确;用饱和NaHCO3溶液代替离子液体,会降低CO2的溶解性,发生析氢反应,从而降低CO2的转化率,故D项正确。2.B　解析 本题考查了原电池的工作原理和电极反应式的书写。由图可知,a极变化为CH3COO-CO2,该极的电极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+,a极发生氧化反应,则a极为负极,b极为正极,A项正确;由于可实现海水淡化,结合原电池原理分析,Cl-应移向a极,Na+应移向b极,故隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜,B项错误;当转移8 mol e-时,CH3COO-减少1 mol,同时H+增加7 mol,应有8 mol Cl-通过隔膜1,则转移1 mol电子时理论上可除去1 mol NaCl,所以C项正确;工作一段时间后,由于正极反应为2H++2e-H2↑,故正、负极生成气体的物质的量之比为2∶1,D项正确。3.D　解析 分析可知,A极是电池的正极,A说法正确;B极上H2O失电子生成H+和O2,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,B说法正确;A极上H+得电子被还原成H2、CO2得电子被还原成异丙醇,A极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应,C说法正确;CO2中的C为+4价,而异丙醇中C为-2价,生成1 mol异丙醇转移18 mol电子,反应中除生成异丙醇外,还生成H2,则每生成30 g异丙醇至少转移的电子数目为9 mol,D说法错误。4.D　解析 本题以“证据推理与模型认知”为测试宗旨,考查了电解池的工作原理及由电解现象进行的一些推断。图中向电解池b极通入O2生成H2O2,其电极反应式为4H++2O2+4e-2H2O2,发生还原反应,b极为阴极。同理阳极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,H+由阳极室移向阴极室,A、C项正确。电解一段时间后,阳极室中溶液的pH不变,B项正确。根据电子守恒可知,生成的O2和消耗的O2物质的量之比为1∶2,D项错误。5.B　解析 由图示可知,Li电极为负极,发生氧化反应,则C电极为正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为SO2Cl2+2e-2Cl-+SO2↑,故A正确;原电池中Li电极为负极,C电极为正极,电解池中,Ni失去电子生成Ni2+,则镍电极为阳极,不锈钢电极为阴极,不锈钢电极与原电池的负极Li电极相连,即电池的e极连接电解池的h极,故B错误;电解池中,镍电极失去电子生成Ni2+,通过膜a进入产品室Ⅱ室,H2P由Ⅲ室通过膜b进入产品室Ⅱ室,在产品室Ⅱ室中与Ni2+生成Ni(H2PO2)2,Na+通过膜c进入Ⅳ室,形成闭合回路,所以膜a、c是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜,故C正确;电解池中不锈钢电极为阴极,电极上H2O发生得电子的还原反应,电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,所以该电极附近溶液的pH增大,故D正确。6.D　解析 由图可知,光电池利用光照,将光能转化为电能,最终转化为贮存在化合物中的化学能,该装置的能量转化形式为光能→电能→化学能,故A正确;双极性膜可将水解离为H+和OH-,由图可知,H+进入阴极区,OH-进入阳极区,则双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性,故B正确;光照过程中阳极区电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,又双极性膜可将水解离为H+和OH-,其中OH-进入阳极,所以溶液中的n(OH-)基本不变,故C正确;根据以上分析,再生池中的反应的离子方程式为2V2++2H+2V3++H2↑,故D错误。