高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题6 不定项选择题突破(七) “日新月异”的电池、电解技术（含解析）

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1．在第十三届阿布扎比国际防务展上，采用先进的氢燃料电池系统的无人机，创造了该级别270分钟续航的新世界记录。下列有关氢燃料电池的说法不正确的是(　　)

A．通入氢气的电极发生氧化反应
B．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动
D．放电过程中碱性电解液的pH不变
答案　C
解析　通入氢气的电极失电子发生氧化反应，故A正确；正极是氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B正确；阳离子向通入氧气的方向移动，故C错误；放电过程中负极生成的水及时排出，所以碱性电解液的pH不变，故D正确。
2．(2020·聊城一中高三4月线上模拟)我国科学家开发设计一种天然气脱硫装置，利用如图装置可实现：H2S＋O2===H2O2＋S↓。已知甲池中有如下的转化：


下列说法错误的是(　　)
A．该装置将光能只转化为电能
B．该装置工作时，溶液中的H＋从甲池经过全氟磺酸膜进入乙池
C．甲池碳棒上发生电极反应：AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ
D．乙池①处发生反应：H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋
答案　AB
解析　装置是原电池装置，根据图中信息知道是将光能转化为电能和化学能的装置，A项错误；原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以氢离子从乙池移向甲池，B项错误；甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，C项正确；在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，I得电子生成I－，发生的反应为H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋，D项正确。
3．国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li＋电池体系，该体系正极采用含有I－、Li＋的水溶液，负极采用固体有机聚合物，电解质溶液为LiNO3溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(原理示意图如下)。已知：I－＋I2===I，则下列有关判断正确的是(　　)

A．图甲是原电池工作原理图，图乙是电池充电原理图
B．放电时，正极液态电解质溶液的颜色变浅
C．充电时，Li＋从右向左通过聚合物离子交换膜
D．放电时，负极的电极反应式为：

答案　B
解析　A项，甲图是电子传向固体有机聚合物，电子传向负极材料，则图甲是电池充电原理图，图乙是原电池工作原理图，错误；B项，放电时，正极液态电解质溶液的I2也会得电子生成I－，故电解质溶液的颜色变浅，正确；C项，充电时，Li＋向阴极移动，Li＋从左向右通过聚合物离子交换膜，错误；D项，放电时，负极是失电子的，故负极的电极反应式为：
，错误。
4．(2020·济宁市高三模拟考试)生活污水中的氮和磷主要以铵盐和磷酸盐形式存在，可用铁、石墨作电极，用电解法去除。电解时：如图1原理所示可进行除氮；翻转电源正负极，可进行除磷，原理是利用Fe2＋将PO转化为Fe3(PO4)2沉淀。下列说法正确的是(　　)

A．图2中0～20 min脱除的元素是氮元素，此时石墨作阴极
B．溶液pH越小有效氯浓度越大，氮的去除率越高
C．图2中20～40 min脱除的元素是磷元素，此时阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
D．电解法除氮有效氯ClO－氧化NH3的离子方程式为3ClO－＋2NH3===3Cl－＋N2↑＋3H2O
答案　CD
解析　因0～20 min脱除的元素是氮元素，所以需要将铵根、氨气氧化成氮气，若铁为阳极，则被氧化的是铁，所以此时石墨为阳极，故A错误；随溶液pH降低，c(H＋)增大，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，平衡逆向移动，溶液中c(HClO)减小，使NH的氧化率下降，则氮的去除率随pH的降低而下降，故B错误；除磷时，Fe作阳极失电子生成亚铁离子和PO转化为Fe3(PO4)2沉淀，所以石墨作阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2，故C正确；ClO－氧化NH3的反应生成氮气，次氯酸根被还原为氯离子，结合电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得离子方程式为3ClO－＋2NH3===3Cl－＋N2↑＋3H2O，故D正确。
5．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图1所示，用Cu­Si合金作硅源，在950 ℃下利用三层液熔盐进行电解精炼，并利用某CH4燃料电池(如图2所示)作为电源。下列有关说法不正确的是(　　)


A．电极c与b相连，d与a相连
B．电解槽中，Cu优先于Si被氧化
C．a极的电极反应为CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O
D．相同时间下，通入CH4、O2的体积不同，会影响硅的提纯速率
答案　AB
解析　A项，甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极a为负极，通入氧气的电极b为正极，根据电解池中电子的移动方向可知，c为阴极，与a相连，d为阳极，与b相连，错误；B项，由图可知，d为阳极，Si在阳极上失去电子被氧化生成Si4＋，而铜没被氧化，说明硅优先于铜被氧化，错误；C项，甲烷燃料电池中，通入甲烷的a电极为负极，甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，正确；D项，相同时间下，通入CH4、O2的体积不同，反应转移电子的物质的量不同，会造成电流强度不同，影响硅的提纯速率，正确。
6．电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是(　　)

A．离子交换膜b为阴离子交换膜
B．各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水
C．通电时，电极1附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显
D．淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值
答案　AB
解析　图中分析可知，电极1为电解池阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，电极2为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应2H＋＋2e－===H2↑，实线对应的半透膜是阳离子交换膜，虚线对应阴离子交换膜，正确；B项，结合阴阳离子移向可知，各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水，正确；C项，通电时，阳极电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，电极2附近溶液的pH比电极1附近溶液的pH变化明显，错误；D项，淡化过程中，得到的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、溴等，有使用价值，错误。
7．下图是我国学者研发的高效过氧化氢—尿素电池的原理装置：

该装置工作时，下列说法错误的是(　　)
A．Ni—Co/Ni极上的电势比Pd/CFC极上的低
B．向正极迁移的主要是K＋，产物M主要为K2SO4
C．负极反应为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O
D．Pd/CFC极上发生反应：H2O2＋2e－===2OH－
答案　D
解析　电子从低电势(负极)流向高电势(正极)，Ni—Co/Ni极是原电池的负极，电势较低，A项正确；该电池使用阳离子交换膜，只允许阳离子通过，原电池中，阳离子向正极迁移，则向正极迁移的主要是K＋，产物M主要为K2SO4，B项正确；Ni—Co/Ni极为负极，结合图示负极的物质转化关系可得，氮元素化合价由－3价变为0价，化合价升高，失电子，发生氧化反应，负极反应为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O，C项正确；Pd/CFC极上发生还原反应：2H＋＋H2O2＋2e－===2H2O，D项错误。