2023届高三化学高考备考一轮复习 第十七专题 电化学原理 测试题

这是一份2023届高三化学高考备考一轮复习 第十七专题 电化学原理 测试题，共28页。试卷主要包含了选择题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题3分，共48分）
1． （2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以 Zn(OH) 42- 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是( )
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) 42-+Mn2++2H2O
2． （2022·全国乙卷）Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-= Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li+O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应O2+2Li+ +2e-= Li2O2
3．（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极发应： 2H2O+ Mn2+-2e-= MnO2+4H+
C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
4．（2022·湖南卷）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是( )
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH- +H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
5． （2022·四川南充·三模）某实验小组设计了如图所示装置，可观察到与铜导线连接的灵敏电流计指针明显偏转，烧杯a中裸露线头周边溶液蓝色逐渐加深，下列说法错误的是( )
A．b中导线与硫酸铜浓溶液构成正极区，发生还原反应
B．若a中滴加几滴稀NaOH溶液，降低溶液中Cu2+浓度，则有利于电极反应进行
C．当两侧溶液中Cu2+浓度相等时，灵敏电流计指针停止偏转
D．盐桥中的阴离子向烧杯b移动
6．（2022·四川德阳·三模）近年来我国研发了一种治理污水有机物的技术，通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．B极为电池的正极，发生还原反应，
B．微生物膜的作用主要是提高电极B的导电性
C．A极的电极反应式为：+H++2e—=Cl—+
D．当去除0.1 ml CH3COO— 时，有0.4 ml H +通过质子交换膜
7． （2022·四川德阳·二模）如图所示的锂—二氧化锰电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质，其正极反应是一种典型的嵌入式反应，电池总反应为Li+MnO2=LiMnO2。下列说法错误的是( )
A．锂片做负极，发生氧化反应
B．放电时，正极反应为：MnO2+Li++e-=LiMnO2
C．高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中
D．放电时，电子移动方向为：电极盖1→用电器→电极盖2→内电路→电极盖1
8． （2022·四川南充·二模）污水资源化利用既可以缓解水的供需矛盾，又可以减少水污染。化学工作者提出采用电解法除去工业污水中的NaCN，其原理如图所示，通电前先向污水中加入适量食盐并调整其pH维持碱性(CN-不参与电极反应)。下列说法正确的是( )
A．b为电源的负极
B．隔膜I为阴离子交换膜
C．x为H2，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．当生成2.24LN2时，电路中通过1ml电子
9．（2022·四川成都·二模）钠离子电池易获取，正负极材料均采用铝箔(可减少铜箔用量)，因此钠离子电池理论成本低于锂离子电池。现有一种正极材料为KFe2(CN)6，固体电解质为Na3PS4，负极材料为Na2Ti3O7的钠离子电池。下列有关叙述错误的是( )
A．正极KFe2(CN)6中Fe的化合价为+2、+3
B．放电时，正极可能发生Fe2(CN)+e-=Fe2(CN)
C．放电时，电子从负极流经固体电解质到达正极
D．充电时，负极区发生还原反应，并且Na+增多
10．（2022·四川绵阳·二模）科学家利用质子导体反应器实现了电化学合成NH3，证明了H2O作为氢源的可行性。以H2O替换H2作为氢源，可以免除H2的生产和提纯成本，进一步降低氨的生产成本，且可以以最小的成本生产纯O2，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．氨电极为阴极，电极反应为N2+6H++6e-=2NH3
B．在外电场作用下，H+由氢电极经固体电解质移
C．每制得1mlNH3，理论上消耗1.5ml H2同时得到48g氧气
D．若在氢电极通入水蒸气和甲烷，电极反应为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
11．（2022·河南洛阳·三模）我国科研团队开发了一种新型铠甲催化剂Ni/C@石墨烯，可以高效去除合成气中的H2S杂质并耦合产氢，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．M电极为阴极，电极上发生还原反应
B．生成H2和Sx的物质的量之比为1：x
C．阳极的电极反应式为xH2S- 2xe- =Sx +2xH+
D．铠甲催化剂表面的石墨烯可以保护内部金属核免受环境的影响
12．(2022·广州实验中学模拟)某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是( )
A．若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极
B．若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片
C．若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出
D．若X为Cu，Y为Zn，则锌片发生还原反应
13．(2021·辽宁适应性考试)Hg­Hg2SO4标准电极常用于测定其他电极的电势，测知Hg­Hg2SO4电极的电势高于Cu电极的电势。以下说法正确的是( )
A．K2SO4溶液可用CCl4代替
B．Hg­Hg2SO4电极反应为Hg2SO4－2e－===2Hg＋SOeq \\al(2－,4)
C．若把Cu­CuSO4体系换作Zn­ZnSO4体系，电压表的示数变大
D．微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用
14．(2021年1月新高考8省联考·辽宁卷)在N­羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中，可实现醇向醛的转化，原理如图。下列说法错误的是( )
A．理论上NHPI的总量在反应前后不变
B．海绵Ni电极作阳极
C．总反应为
D．每消耗1 mml苯甲醇，产生22.4 mL氢气
15．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极
B．Pt1电极附近发生的反应为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋
C．Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
16．(2021·湖北适应性考试)研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。
下列说法错误的是( )
A．加入HNO3降低了正极反应的活化能
B．电池工作时正极区溶液的pH降低
C．1 ml CH3CH2OH被完全氧化时有3 ml O2被还原
D．负极反应为CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
二、填空题（本题包括4个小题，共52分）
17．（12分）如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题。
(1)a为电源的______(填“正”或“负”)极，C池是______池。A池阳极的电极反应为__________________，C池阴极的电极反应为__________________。
(2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。
(3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电5 min后，溶液的pH为________。
18．（12分）Ⅰ.Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
(1)电池正极发生的电极反应为_______________________________。
(2)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________________________________________，反应的化学方程式为_____________________________________________________。
Ⅱ.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。
(3)该燃料电池负极电极反应式为____________________________________________。
(4)该燃料电池正极电极反应式为____________________________________________。
19．（14分）如图甲所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。B为浸透饱和硫酸钠溶液和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽。
(1)甲烷燃料电池中负极反应式为___________________________________________。
(2)关闭K1，打开K2，通电后，B中的紫红色液滴向d端移动，则电源a端为________极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是________________________________________________。
(3)D装置中有200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，闭合K2、打开K1后理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图乙所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为________ml·L－1，t2 s时所得溶液的pH＝________。
(4)若C装置中溶液为AgNO3溶液且足量，电池总反应的离子方程式为__________________________。
电解结束后，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入________(填化学式)。
20．（14分）(2021·河北适应性考试·节选)我国科学家最近发明了一种Zn­PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：
回答下列问题：
(1)电池中，Zn为________极，B区域的电解质为________(填“K2SO4”“H2SO4”或“KOH”)。
(2)电池反应的离子方程式为________________________________________________。
(3)阳离子交换膜为图中的________(填“a”或“b”)膜。
(4)此电池中，消耗6.5 g Zn，理论上可产生的容量(电量)为________毫安时(mAh)(1 ml电子的电量为 1F，F＝96 500 C·ml－1，结果保留整数)。
(5)已知E为电池电动势[电池电动势即电池的理论电压，是两个电极电位之差，E＝E(＋)－E(－)]，ΔG为电池反应的自由能变，则该电池与传统铅酸蓄电池相比较，Eeq \a\vs4\al(Zn­PbO2)________Eeq \a\vs4\al(Pb­PbO2)；ΔGeq \a\vs4\al(Zn­PbO2)________ΔGeq \a\vs4\al(Pb­PbO2)(填“>”或“