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新高考化学复习专题一0化学反应与电能练习含答案
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这是一份新高考化学复习专题一0化学反应与电能练习含答案，共29页。试卷主要包含了某低成本储能电池原理如下图所示，实验装置如图所示等内容，欢迎下载使用。
考点过关练
考点1 原电池原理及其应用
1.(2021广东,9,2分)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时( )
A.负极上发生还原反应 B.将电能转化为化学能
C.阳离子由正极移向负极 D.CO2在正极上得电子
答案 D
2.(2023海南,8,2分)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池,如图所示。下列说法正确的是( )
A.b电极为电池正极
B.电池工作时,海水中的Na+向a电极移动
C.电池工作时,紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D.每消耗1 kg Al,电池最多向外提供37 ml电子的电量
答案 A
3.(2021辽宁,10,3分)如图,某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物Li3Bi。下列说法正确的是( )
A.放电时,M电极反应为Ni-2e- Ni2+ B.放电时,Li+由M电极向N电极移动
C.充电时,M电极的质量减小 D.充电时,N电极反应为Li3Bi+3e- 3Li++Bi
答案 B
4.(2023辽宁,11,3分)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应:Pb+SO42-+2Fe3+ PbSO4+2Fe2+
答案 B
5.(2023全国乙,12,6分)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:
12S8+e- 12S82-,12S82-+e- S42-,2Na++x4S42-+2(1-x4)e- Na2Sx
下列叙述错误的是( )
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为2Na++x8S8+2e- Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
答案 A
考点2 电解原理及其应用
6.(2022天津,11,3分)实验装置如图所示。接通电源后,用碳棒(a'、b')作笔,在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字,a'端的字迹呈白色。下列结论正确的是( )
A.a为负极 B.b'端的字迹呈蓝色
C.电子流向为b→b'→a'→a D.如果将a'、b'换成铜棒,与碳棒作电极时的现象相同
答案 B
7.(2023浙江6月选考,13,3分)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是( )
A.电极A接电源正极,发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-
C.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗
答案 B
8.(2022海南,9,4分)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。下列有关说法正确的是( )
A.在b电极上,N2被还原 B.金属Ag可作为a电极的材料
C.改变工作电源电压,反应速率不变 D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少
答案 A
9.(2023重庆,12,3分)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。下图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是( )
A.电极a为阴极
B.H+从电极b移向电极a
C.电极b发生的反应为+2H2O-6e- +6H+
D.生成3 ml半胱氨酸的同时生成1 ml烟酸
答案 D
10.(2023北京,5,3分)回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为SO32-+CO2+H2O HCOOH+SO42-
答案 C
11.(2023广东,13,4分)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后( )
A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2
B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性
C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I-
D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转
答案 D
12.(2021海南,9,4分)液氨中存在平衡:2NH3 NH4++NH2-。如图所示为电解池装置,以KNH2的液氨溶液为电解液,电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是( )
A.b电极连接的是电源的负极
B.a电极的反应为2NH3+2e- H2↑+2NH2-
C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小
D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1∶1
答案 B
13.(2022湖北,14,3分)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A.生成1 ml Li[P(CN)2],理论上外电路需要转移2 ml电子
B.阴极上的电极反应为P4+8CN--4e- 4[P(CN)2]-
C.在电解过程中CN-向铂电极移动
D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH
答案 D
考点3 金属的腐蚀与防护
14.(2020江苏,11,4分)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在下图所示的情境中,下列有关说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为Fe-2e- Fe2+
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
答案 C
考法强化练
考法1 电极反应式的书写
1.(2020天津,11,3分)熔融钠—硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xS Na2Sx(x=5～3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是( )
A.Na2S4的电子式为
B.放电时正极反应为xS+2Na++2e- Na2Sx
C.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D.该电池是以Na-β-Al2O3为隔膜的二次电池
答案 C
2.(2023浙江1月选考,11,3分)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是( )
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e- TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
答案 C
3.(2023新课标,10,6分)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( )
A.放电时V2O5为正极
B.放电时Zn2+由负极向正极迁移
C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O ZnxV2O5·nH2O
D.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe- xZn2++V2O5+nH2O
答案 C
4.(2023河北,13,3分)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池,其内部结构如图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时,电极材料转化为。下列说法错误的是( )
A.充电时,b电极上发生还原反应
B.充电时,外电源的正极连接b电极
C.放电时,①区溶液中的SO42-向②区迁移
D.放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e- Mn2++2H2O
答案 B
5.(2021重庆,13,3分)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置,工作原理如图所示,其中YSZ是固体电解质,当传感器在一定温度下工作时,在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是( )
A.CO32-迁移方向为界面X→电极b
B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1
C.电极b为负极,发生的电极反应为2CO32--4e- O2↑+2CO2↑
D.电池总反应为Li2CO3 Li2O+CO2↑
答案 B
6.(2022全国乙,12,6分)Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2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
答案 C
7.(2022辽宁,14,3分)某储能电池原理如图。下列说法正确的是( )
A.放电时负极反应:Na3Ti2(PO4)3-2e- NaTi2(PO4)3+2Na+
B.放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C.放电时每转移1 ml电子,理论上CCl4吸收0.5 ml Cl2
D.充电过程中,NaCl溶液浓度增大
答案 A
8.(2023北京,16,节选)(3)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(NO3-等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液中通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。
①电极b是电解池的 极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。
答案 ①阳 ②2NO3-+16e-+CO2+18H+ CO(NH2)2+7H2O
考法2 新型电化学装置分析 电化学相关计算
9.(2023福建,9,4分)一种可在较高温下安全快充的铝—硫电池的工作原理如图,电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93 ℃的共熔物),其中氯铝酸根[AlnCl3n+1-(n≥1)]起到结合或释放Al3+的作用。电池总反应:2Al+3xS Al2(Sx)3。
下列说法错误的是( )
A.AlnCl3n+1-含4n个Al—Cl键
B.AlnCl3n+1-中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n-1)个
C.充电时,再生1 ml Al单质至少转移3 ml电子
D.放电时间越长,负极附近熔融盐中n值小的AlnCl3n+1-浓度越高
答案 D
10.(2023辽宁,7,3分)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是( )
A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移2 ml e-生成4 g H2
C.电解后海水pH下降 D.阳极发生:Cl-+H2O-2e- HClO+H+
答案 D
11.(2023全国甲,12,6分)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应能提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上
B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极
C.阴极发生的反应有:2CO2+12H++12e- C2H4+4H2O
D.每转移1 ml电子,阳极生成11.2 L气体(标准状况)
答案 C
12.(2022辽宁,9,3分)如图,c管为上端封口的量气管,为测定乙酸溶液浓度,量取10.00 mL待测样品加入b容器中,接通电源,进行实验。下列说法正确的是( )
A.左侧电极反应:2H2O-4e- O2↑+4H+
B.实验结束时,b中溶液红色恰好褪去
C.若c中收集气体11.20 mL,则样品中乙酸浓度为0.1 ml·L-1
D.把盐桥换为U形铜导线,不影响测定结果
答案 A
13.(2022福建,9,3分)一种化学“自充电”的锌—有机物电池,电解质为KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。将电池暴露于空气中,某电极无需外接电源即能实现化学自充电,该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.化学自充电时,c(OH-)增大
B.化学自充电时,电能转化为化学能
C.化学自充电时,锌电极反应式:Zn2++2e- Zn
D.放电时,外电路通过0.02 ml电子,正极材料损耗0.78 g
答案 A
14.(2022重庆,12,3分)硝酮是重要的有机合成中间体,可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.惰性电极2为阳极
B.反应前后WO42-/WO52-数量不变
C.消耗1 ml氧气,可得到1 ml硝酮
D.外电路通过1 ml电子,可得到1 ml水
答案 C
考法3 隔膜在电化学中的应用
15.(2021湖北,15,3分)Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.电解时只允许H+通过离子交换膜
B.生成O2和H2的质量比为8∶1
C.电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D.CrO3的生成反应为Cr2O72-+2H+ 2CrO3+H2O
答案 A
16.(2021河北,9,3分)K-O2电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误的是( )
A.隔膜允许K+通过,不允许O2通过
B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阳极
C.产生1 Ah电量时,生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9 g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9 g水
答案 D
17.(2023湖北,10,3分)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为x ml·h-1。下列说法错误的是( )
A.b电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D.海水为电解池补水的速率为2x ml·h-1
答案 D
18.(2023广东,16,4分)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图),可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时,H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是( )
A.电解总反应:KNO3+3H2O NH3·H2O+2O2↑+KOH
B.每生成1 ml NH3·H2O,双极膜处有9 ml的H2O解离
C.电解过程中,阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变
D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率
答案 B
19.(双选)(2023山东,11,4分)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是( )
A.甲室Cu电极为正极
B.隔膜为阳离子膜
C.电池总反应为Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+
D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
答案 CD
20.(双选)(2022河北,12,4分)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置,工作原理示意图如下。
下列说法正确的是( )
A.电极b为阳极
B.隔膜为阴离子交换膜
C.生成气体M与N的物质的量之比为2∶1
D.反应器Ⅰ中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O
答案 BD
考点强化练
考点1 原电池原理及其应用
1.(2023河北唐山二模,8)利用电化学原理消除污染,还可获得电能。下面是一种处理垃圾渗透液的装置工作原理图。下列说法错误的是( )
A.X极的电极反应式为2NH4+-6e-+6OH- N2↑+6H2O
B.Y是正极,NO3-发生还原反应
C.当电路中通过5 ml电子时,正极区有14 g气体放出
D.盐桥内Cl-移向X极
答案 A
2.(2023辽宁第二次统考,7,改编)为消除天然气泄漏引起的危害,居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时,传感控制器随之产生电信号并联动报警。下图是其工作原理,其中O2-可以在固体电解质ZrO2-Na2O中移动。当报警器触发工作时,下列说法正确的是( )
A.图中多孔电极b上发生氧化反应
B.O2-经电解质向电极a移动,电流方向由电极a经导线流向电极b
C.当电路中有0.008 ml电子转移时,电极a上有22.4 mL甲烷参与反应
D.多孔电极a上的电极反应为CH4-8e-+4O2- CO2+2H2O
答案 D
3.(2024届山东潍坊期中,12,改编)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质与NH4Cl类似。工业上主要采用电化学法制备,装置如图1所示;含Fe的催化电极反应机理如图2所示;不考虑溶液体积的变化。下列说法错误的是( )
A.电池工作时,Pt电极为负极
B.图2中,M为H+,N为NH3OH+
C.电池工作时,每消耗2.24 L NO(标准状况)左室溶液质量增加3.3 g
D.电池工作一段时间后,正极区溶液的pH减小
答案 D
考点2 电解原理及其应用
4.(2023天津和平三模,11)图1所示为铅酸蓄电池。图2所示为用铅酸蓄电池作电源,石墨作电极,电解CuCl2溶液,Z为盐桥。下列说法正确的是( )
A.X连B极,Y连A极
B.铅酸蓄电池放电时,负极得电子被氧化,电极上析出PbSO4,质量越来越大
C.将Z换成阴离子交换膜,电解一小段时间后,X极区和Y极区溶液浓度均变小
D.将Z换成铜片,电解一小段时间,Z的质量几乎不变
答案 D
5.(2023吉林长春质量监测四,13,改编)2,6-二氨基庚二酸(RH2)是1949年由科学家沃克(E.Wrk)从白喉棒杆菌的水解物中发现的一种氨基酸,对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用,其结构简式为。其中一种三槽电渗析法制备2,6-二氨基庚二酸的装置工作原理如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法正确的是( )
A.交换膜A为阴离子交换膜,交换膜B为阳离子交换膜
B.装置工作一段时间后,原料室内溶液pH升高
C.阴极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,可获得副产品氢氧化钠
D.若用氢氧燃料电池作电源,通入O2的一极连接左侧电极
答案 C
考点3 金属的腐蚀与防护
6.(2024届广东惠州调研一,8)下列现象与电化学腐蚀无关的是( )
A.铜锌合金(黄铜)不易被腐蚀 B.银质物品久置表面变黑
C.附有银制配件的铁制品其接触处易生锈 D.铁锅炒菜后未洗净擦干容易生锈
答案 B
7.(2023北京海淀二模,11)甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理,相同时间后继续进行实验。
实验①:甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ中产生蓝色沉淀,Ⅱ中无沉淀。
实验②:乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。
下列说法正确的是( )
A.Ⅰ是牺牲阳极法,正极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-
B.Ⅱ为外加电流法,Fe电极与外接电源的正极相连
C.由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异,可推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ
D.由实验可知,两种保护法均能保护Fe,且Ⅱ保护得更好
答案 D
考法综合练
考法1 电极反应式的书写
1.(2023上海金山二模,10)将铜片与石墨连接浸入稀硫酸中(如图),过了较长时间后,发现溶液出现蓝色。下列说法正确的是( )
A.铜发生了析氢腐蚀
B.石墨电极发生反应O2+4e-+2H2O 4OH-
C.电池总反应:2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O
D.石墨电极附近Cu2+浓度增加,H+浓度增加
答案 C
2.(2024届辽宁本溪适应一,13,改编)某科研团队研制出一种可充电Na-Zn双离子电池体系,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,正极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+ Na0.6MnO2
B.因部分电能转化为热能,充电时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.放电时,每转移0.4 ml电子,负极区电解质溶液质量增加13 g
D.充电时,阴极区溶液的pH减小
答案 A
3.(2023河北保定二模,6)NO2、O2和熔融KNO3可构成燃料电池,其原理如图所示,该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成可循环使用的氧化物N2O5。下列说法错误的是( )
A.石墨Ⅰ为负极,发生氧化反应
B.石墨Ⅱ电极反应式为O2+2N2O5+4e- 4NO3-
C.若电路中有1 ml电子转移,则理论上石墨Ⅱ处需消耗5.6 L O2(标准状况下)
D.放电过程中K+移向石墨Ⅰ电极
答案 D
4.(2024届湖北武汉硚口区起点考,7)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的电极反应: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
答案 C
考法2 新型电化学装置分析 电化学相关计算
5.(2023安徽马鞍山一模,12)微生物燃料电池(MFC)可用于光电催化处理污染物(苯酚)的电源,工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电极a为阳极
B.电极c上的反应式为CH3OH-6e-+H2O 6H++CO2↑
C.右池中的H+向电极d方向迁移
D.处理污染物苯酚1 ml,理论上外电路中迁移了20 ml电子
答案 D
6.(2023江西鹰潭二模,12)为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中,充分搅拌使溶液均匀,忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是( )
A.0～t1时,4AgNO3+2H2O 4Ag↓+O2↑+4HNO3;t1～t2时,2H2O 2H2↑+O2↑
B.若进行到t2时刻共有0.224 L气体(标准状况下)产生,则外电路有0.04 ml电子通过
C.若使用氢氧燃料电池为电源,t1时,理论上负极消耗的气体物质的量为0.005 ml
D.电解到t1时刻,理论上加入1.16 g Ag2O可使溶液复原
答案 B
考法3 隔膜在电化学中的应用
7.(2023陕西咸阳三模,12)科学家研发了“全氢电池”,工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.吸附层a发生的电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O
B.NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应
C.电解质溶液中Na+通过阳离子交换膜移向左侧
D.全氢电池的总反应为2H2+O2 2H2O
答案 A
8.(2023福建龙岩三模,5)我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂的太阳能驱动装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.催化电极反应式:2Cl--2e- Cl2↑
B.固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜
C.导线中通过1 ml电子时,海水减重约42.5 g
D.在有机电解质中加入少量乙酸,以增强导电性
答案 D
9.(2024届四川成都七中零诊,18)ClO2是高效、安全的消毒用品。某电解法制备ClO2的装置如图,下列有关说法错误的是( )
A.离子交换膜为阳离子交换膜 B.生成NCl3和H2的物质的量比为1∶3
C.发生器中生成的X溶液的主要溶质为NaCl和NaOH D.a电极为直流电源正极
答案 A
10.(2024届北京四中期中,9)近期,科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.电极a是负极
B.电极b的反应式:O2+4e-+2H2O 4OH-
C.该装置可将酸和碱的化学能转化为电能
D.酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性
答案 B
11.(2023重庆二诊,13)双极膜是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-,作为H+和OH-离子源。利用双极膜制取NaOH和H3PO4,产品室1的产品是NaOH,其装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a为铅酸蓄电池的正极,电子由b极流出经装置流入a极
B.膜1为阴离子交换膜,膜2为阳离子交换膜
C.电极Ⅱ的电极反应式为2H2O+4e- O2↑+4H+
D.若要制60 g NaOH,理论上铅酸蓄电池的负极增重72 g
答案 D
12.(2023山西大同三模,12)一种双膜全碱性多硫化物—空气氧化还原液流电池如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中电子流动方向说明图中电池处于放电状态
B.充电过程中,Ⅰ室中的Na+数目减少
C.膜a为阴离子交换膜,膜b为阳离子交换膜
D.放电时,电势低的电极发生的电极反应为2S22--2e- S42-
答案 D
考点过关练
考点1 原电池原理及其应用
1.(2021广东,9,2分)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时( )
A.负极上发生还原反应 B.将电能转化为化学能
C.阳离子由正极移向负极 D.CO2在正极上得电子
答案 D
2.(2023海南,8,2分)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池,如图所示。下列说法正确的是( )
A.b电极为电池正极
B.电池工作时,海水中的Na+向a电极移动
C.电池工作时,紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D.每消耗1 kg Al,电池最多向外提供37 ml电子的电量
答案 A
3.(2021辽宁,10,3分)如图,某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物Li3Bi。下列说法正确的是( )
A.放电时,M电极反应为Ni-2e- Ni2+ B.放电时,Li+由M电极向N电极移动
C.充电时,M电极的质量减小 D.充电时,N电极反应为Li3Bi+3e- 3Li++Bi
答案 B
4.(2023辽宁,11,3分)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应:Pb+SO42-+2Fe3+ PbSO4+2Fe2+
答案 B
5.(2023全国乙,12,6分)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:
12S8+e- 12S82-,12S82-+e- S42-,2Na++x4S42-+2(1-x4)e- Na2Sx
下列叙述错误的是( )
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为2Na++x8S8+2e- Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
答案 A
考点2 电解原理及其应用
6.(2022天津,11,3分)实验装置如图所示。接通电源后,用碳棒(a'、b')作笔,在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字,a'端的字迹呈白色。下列结论正确的是( )
A.a为负极 B.b'端的字迹呈蓝色
C.电子流向为b→b'→a'→a D.如果将a'、b'换成铜棒,与碳棒作电极时的现象相同
答案 B
7.(2023浙江6月选考,13,3分)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是( )
A.电极A接电源正极,发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-
C.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗
答案 B
8.(2022海南,9,4分)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。下列有关说法正确的是( )
A.在b电极上,N2被还原 B.金属Ag可作为a电极的材料
C.改变工作电源电压,反应速率不变 D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少
答案 A
9.(2023重庆,12,3分)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。下图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是( )
A.电极a为阴极
B.H+从电极b移向电极a
C.电极b发生的反应为+2H2O-6e- +6H+
D.生成3 ml半胱氨酸的同时生成1 ml烟酸
答案 D
10.(2023北京,5,3分)回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为SO32-+CO2+H2O HCOOH+SO42-
答案 C
11.(2023广东,13,4分)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后( )
A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2
B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性
C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I-
D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转
答案 D
12.(2021海南,9,4分)液氨中存在平衡:2NH3 NH4++NH2-。如图所示为电解池装置,以KNH2的液氨溶液为电解液,电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是( )
A.b电极连接的是电源的负极
B.a电极的反应为2NH3+2e- H2↑+2NH2-
C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小
D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1∶1
答案 B
13.(2022湖北,14,3分)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A.生成1 ml Li[P(CN)2],理论上外电路需要转移2 ml电子
B.阴极上的电极反应为P4+8CN--4e- 4[P(CN)2]-
C.在电解过程中CN-向铂电极移动
D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH
答案 D
考点3 金属的腐蚀与防护
14.(2020江苏,11,4分)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在下图所示的情境中,下列有关说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为Fe-2e- Fe2+
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
答案 C
考法强化练
考法1 电极反应式的书写
1.(2020天津,11,3分)熔融钠—硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xS Na2Sx(x=5～3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是( )
A.Na2S4的电子式为
B.放电时正极反应为xS+2Na++2e- Na2Sx
C.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D.该电池是以Na-β-Al2O3为隔膜的二次电池
答案 C
2.(2023浙江1月选考,11,3分)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是( )
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e- TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
答案 C
3.(2023新课标,10,6分)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( )
A.放电时V2O5为正极
B.放电时Zn2+由负极向正极迁移
C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O ZnxV2O5·nH2O
D.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe- xZn2++V2O5+nH2O
答案 C
4.(2023河北,13,3分)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池,其内部结构如图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时,电极材料转化为。下列说法错误的是( )
A.充电时,b电极上发生还原反应
B.充电时,外电源的正极连接b电极
C.放电时,①区溶液中的SO42-向②区迁移
D.放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e- Mn2++2H2O
答案 B
5.(2021重庆,13,3分)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置,工作原理如图所示,其中YSZ是固体电解质,当传感器在一定温度下工作时,在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是( )
A.CO32-迁移方向为界面X→电极b
B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1
C.电极b为负极,发生的电极反应为2CO32--4e- O2↑+2CO2↑
D.电池总反应为Li2CO3 Li2O+CO2↑
答案 B
6.(2022全国乙,12,6分)Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2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
答案 C
7.(2022辽宁,14,3分)某储能电池原理如图。下列说法正确的是( )
A.放电时负极反应:Na3Ti2(PO4)3-2e- NaTi2(PO4)3+2Na+
B.放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C.放电时每转移1 ml电子,理论上CCl4吸收0.5 ml Cl2
D.充电过程中,NaCl溶液浓度增大
答案 A
8.(2023北京,16,节选)(3)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(NO3-等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液中通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。
①电极b是电解池的 极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。
答案 ①阳 ②2NO3-+16e-+CO2+18H+ CO(NH2)2+7H2O
考法2 新型电化学装置分析 电化学相关计算
9.(2023福建,9,4分)一种可在较高温下安全快充的铝—硫电池的工作原理如图,电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93 ℃的共熔物),其中氯铝酸根[AlnCl3n+1-(n≥1)]起到结合或释放Al3+的作用。电池总反应:2Al+3xS Al2(Sx)3。
下列说法错误的是( )
A.AlnCl3n+1-含4n个Al—Cl键
B.AlnCl3n+1-中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n-1)个
C.充电时,再生1 ml Al单质至少转移3 ml电子
D.放电时间越长,负极附近熔融盐中n值小的AlnCl3n+1-浓度越高
答案 D
10.(2023辽宁,7,3分)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是( )
A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移2 ml e-生成4 g H2
C.电解后海水pH下降 D.阳极发生:Cl-+H2O-2e- HClO+H+
答案 D
11.(2023全国甲,12,6分)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应能提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上
B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极
C.阴极发生的反应有:2CO2+12H++12e- C2H4+4H2O
D.每转移1 ml电子,阳极生成11.2 L气体(标准状况)
答案 C
12.(2022辽宁,9,3分)如图,c管为上端封口的量气管,为测定乙酸溶液浓度,量取10.00 mL待测样品加入b容器中,接通电源,进行实验。下列说法正确的是( )
A.左侧电极反应:2H2O-4e- O2↑+4H+
B.实验结束时,b中溶液红色恰好褪去
C.若c中收集气体11.20 mL,则样品中乙酸浓度为0.1 ml·L-1
D.把盐桥换为U形铜导线,不影响测定结果
答案 A
13.(2022福建,9,3分)一种化学“自充电”的锌—有机物电池,电解质为KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。将电池暴露于空气中,某电极无需外接电源即能实现化学自充电,该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.化学自充电时,c(OH-)增大
B.化学自充电时,电能转化为化学能
C.化学自充电时,锌电极反应式:Zn2++2e- Zn
D.放电时,外电路通过0.02 ml电子,正极材料损耗0.78 g
答案 A
14.(2022重庆,12,3分)硝酮是重要的有机合成中间体,可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.惰性电极2为阳极
B.反应前后WO42-/WO52-数量不变
C.消耗1 ml氧气,可得到1 ml硝酮
D.外电路通过1 ml电子,可得到1 ml水
答案 C
考法3 隔膜在电化学中的应用
15.(2021湖北,15,3分)Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.电解时只允许H+通过离子交换膜
B.生成O2和H2的质量比为8∶1
C.电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D.CrO3的生成反应为Cr2O72-+2H+ 2CrO3+H2O
答案 A
16.(2021河北,9,3分)K-O2电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误的是( )
A.隔膜允许K+通过,不允许O2通过
B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阳极
C.产生1 Ah电量时,生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9 g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9 g水
答案 D
17.(2023湖北,10,3分)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为x ml·h-1。下列说法错误的是( )
A.b电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D.海水为电解池补水的速率为2x ml·h-1
答案 D
18.(2023广东,16,4分)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图),可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时,H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是( )
A.电解总反应:KNO3+3H2O NH3·H2O+2O2↑+KOH
B.每生成1 ml NH3·H2O,双极膜处有9 ml的H2O解离
C.电解过程中,阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变
D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率
答案 B
19.(双选)(2023山东,11,4分)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是( )
A.甲室Cu电极为正极
B.隔膜为阳离子膜
C.电池总反应为Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+
D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
答案 CD
20.(双选)(2022河北,12,4分)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置,工作原理示意图如下。
下列说法正确的是( )
A.电极b为阳极
B.隔膜为阴离子交换膜
C.生成气体M与N的物质的量之比为2∶1
D.反应器Ⅰ中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O
答案 BD
考点强化练
考点1 原电池原理及其应用
1.(2023河北唐山二模,8)利用电化学原理消除污染,还可获得电能。下面是一种处理垃圾渗透液的装置工作原理图。下列说法错误的是( )
A.X极的电极反应式为2NH4+-6e-+6OH- N2↑+6H2O
B.Y是正极,NO3-发生还原反应
C.当电路中通过5 ml电子时,正极区有14 g气体放出
D.盐桥内Cl-移向X极
答案 A
2.(2023辽宁第二次统考,7,改编)为消除天然气泄漏引起的危害,居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时,传感控制器随之产生电信号并联动报警。下图是其工作原理,其中O2-可以在固体电解质ZrO2-Na2O中移动。当报警器触发工作时,下列说法正确的是( )
A.图中多孔电极b上发生氧化反应
B.O2-经电解质向电极a移动,电流方向由电极a经导线流向电极b
C.当电路中有0.008 ml电子转移时,电极a上有22.4 mL甲烷参与反应
D.多孔电极a上的电极反应为CH4-8e-+4O2- CO2+2H2O
答案 D
3.(2024届山东潍坊期中,12,改编)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质与NH4Cl类似。工业上主要采用电化学法制备,装置如图1所示;含Fe的催化电极反应机理如图2所示;不考虑溶液体积的变化。下列说法错误的是( )
A.电池工作时,Pt电极为负极
B.图2中,M为H+,N为NH3OH+
C.电池工作时,每消耗2.24 L NO(标准状况)左室溶液质量增加3.3 g
D.电池工作一段时间后,正极区溶液的pH减小
答案 D
考点2 电解原理及其应用
4.(2023天津和平三模,11)图1所示为铅酸蓄电池。图2所示为用铅酸蓄电池作电源,石墨作电极,电解CuCl2溶液,Z为盐桥。下列说法正确的是( )
A.X连B极,Y连A极
B.铅酸蓄电池放电时,负极得电子被氧化,电极上析出PbSO4,质量越来越大
C.将Z换成阴离子交换膜,电解一小段时间后,X极区和Y极区溶液浓度均变小
D.将Z换成铜片,电解一小段时间,Z的质量几乎不变
答案 D
5.(2023吉林长春质量监测四,13,改编)2,6-二氨基庚二酸(RH2)是1949年由科学家沃克(E.Wrk)从白喉棒杆菌的水解物中发现的一种氨基酸,对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用,其结构简式为。其中一种三槽电渗析法制备2,6-二氨基庚二酸的装置工作原理如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法正确的是( )
A.交换膜A为阴离子交换膜,交换膜B为阳离子交换膜
B.装置工作一段时间后,原料室内溶液pH升高
C.阴极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,可获得副产品氢氧化钠
D.若用氢氧燃料电池作电源,通入O2的一极连接左侧电极
答案 C
考点3 金属的腐蚀与防护
6.(2024届广东惠州调研一,8)下列现象与电化学腐蚀无关的是( )
A.铜锌合金(黄铜)不易被腐蚀 B.银质物品久置表面变黑
C.附有银制配件的铁制品其接触处易生锈 D.铁锅炒菜后未洗净擦干容易生锈
答案 B
7.(2023北京海淀二模,11)甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理,相同时间后继续进行实验。
实验①:甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ中产生蓝色沉淀,Ⅱ中无沉淀。
实验②:乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。
下列说法正确的是( )
A.Ⅰ是牺牲阳极法,正极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-
B.Ⅱ为外加电流法,Fe电极与外接电源的正极相连
C.由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异,可推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ
D.由实验可知,两种保护法均能保护Fe,且Ⅱ保护得更好
答案 D
考法综合练
考法1 电极反应式的书写
1.(2023上海金山二模,10)将铜片与石墨连接浸入稀硫酸中(如图),过了较长时间后,发现溶液出现蓝色。下列说法正确的是( )
A.铜发生了析氢腐蚀
B.石墨电极发生反应O2+4e-+2H2O 4OH-
C.电池总反应:2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O
D.石墨电极附近Cu2+浓度增加,H+浓度增加
答案 C
2.(2024届辽宁本溪适应一,13,改编)某科研团队研制出一种可充电Na-Zn双离子电池体系,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,正极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+ Na0.6MnO2
B.因部分电能转化为热能,充电时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.放电时,每转移0.4 ml电子,负极区电解质溶液质量增加13 g
D.充电时,阴极区溶液的pH减小
答案 A
3.(2023河北保定二模,6)NO2、O2和熔融KNO3可构成燃料电池,其原理如图所示,该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成可循环使用的氧化物N2O5。下列说法错误的是( )
A.石墨Ⅰ为负极,发生氧化反应
B.石墨Ⅱ电极反应式为O2+2N2O5+4e- 4NO3-
C.若电路中有1 ml电子转移,则理论上石墨Ⅱ处需消耗5.6 L O2(标准状况下)
D.放电过程中K+移向石墨Ⅰ电极
答案 D
4.(2024届湖北武汉硚口区起点考,7)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的电极反应: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
答案 C
考法2 新型电化学装置分析 电化学相关计算
5.(2023安徽马鞍山一模,12)微生物燃料电池(MFC)可用于光电催化处理污染物(苯酚)的电源,工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电极a为阳极
B.电极c上的反应式为CH3OH-6e-+H2O 6H++CO2↑
C.右池中的H+向电极d方向迁移
D.处理污染物苯酚1 ml,理论上外电路中迁移了20 ml电子
答案 D
6.(2023江西鹰潭二模,12)为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中,充分搅拌使溶液均匀,忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是( )
A.0～t1时,4AgNO3+2H2O 4Ag↓+O2↑+4HNO3;t1～t2时,2H2O 2H2↑+O2↑
B.若进行到t2时刻共有0.224 L气体(标准状况下)产生,则外电路有0.04 ml电子通过
C.若使用氢氧燃料电池为电源,t1时,理论上负极消耗的气体物质的量为0.005 ml
D.电解到t1时刻,理论上加入1.16 g Ag2O可使溶液复原
答案 B
考法3 隔膜在电化学中的应用
7.(2023陕西咸阳三模,12)科学家研发了“全氢电池”,工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.吸附层a发生的电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O
B.NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应
C.电解质溶液中Na+通过阳离子交换膜移向左侧
D.全氢电池的总反应为2H2+O2 2H2O
答案 A
8.(2023福建龙岩三模,5)我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂的太阳能驱动装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.催化电极反应式:2Cl--2e- Cl2↑
B.固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜
C.导线中通过1 ml电子时,海水减重约42.5 g
D.在有机电解质中加入少量乙酸,以增强导电性
答案 D
9.(2024届四川成都七中零诊,18)ClO2是高效、安全的消毒用品。某电解法制备ClO2的装置如图,下列有关说法错误的是( )
A.离子交换膜为阳离子交换膜 B.生成NCl3和H2的物质的量比为1∶3
C.发生器中生成的X溶液的主要溶质为NaCl和NaOH D.a电极为直流电源正极
答案 A
10.(2024届北京四中期中,9)近期,科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.电极a是负极
B.电极b的反应式:O2+4e-+2H2O 4OH-
C.该装置可将酸和碱的化学能转化为电能
D.酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性
答案 B
11.(2023重庆二诊,13)双极膜是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-,作为H+和OH-离子源。利用双极膜制取NaOH和H3PO4,产品室1的产品是NaOH,其装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a为铅酸蓄电池的正极,电子由b极流出经装置流入a极
B.膜1为阴离子交换膜,膜2为阳离子交换膜
C.电极Ⅱ的电极反应式为2H2O+4e- O2↑+4H+
D.若要制60 g NaOH,理论上铅酸蓄电池的负极增重72 g
答案 D
12.(2023山西大同三模,12)一种双膜全碱性多硫化物—空气氧化还原液流电池如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中电子流动方向说明图中电池处于放电状态
B.充电过程中,Ⅰ室中的Na+数目减少
C.膜a为阴离子交换膜,膜b为阳离子交换膜
D.放电时,电势低的电极发生的电极反应为2S22--2e- S42-
答案 D
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