2023屆高考化學(xué)專項小練電化學(xué)

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(dāng)鋰釩氧化物二次電池中有7gLi參與放電時，一定能得到29.35g鎳D．鋰釩氧化物二次電池一般用非水溶液作為電解液【答案】C【解析】用該電池電解含鎳酸性廢水可得到單質(zhì)鎳，則鍍鎳鐵棒作陰極，鐵棒作陽極，則A為正極、B為負(fù)極。電解過程中，碳棒上氯離子放電生成氯氣，則a中鈉離子進(jìn)入b區(qū)，鍍鎳鐵棒上氫離子放電生成氫氣，則氯離子進(jìn)入b區(qū)。A項，該電池充電時，A電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電解反應(yīng)式為LixV2O5-xe－═V2O5+xLi＋，故A正確；B項，電解過程中，碳棒上氯離子放電生成氯氣，則a中鈉離子進(jìn)入b區(qū)，鍍鎳鐵棒上氫離子放電生成氫氣，則氯離子進(jìn)入b區(qū)，所以導(dǎo)致b區(qū)域NaCl濃度增大，故B正確；C項，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，如果鋰釩氧化物二次電池中有7gLi參與放電時，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=×1=1mol，當(dāng)隨著電解的進(jìn)行，c(Ni2＋)減小，H＋的放電大于Ni2＋，則得到Ni的物質(zhì)的量小于×1mol=0.5mol，m(Ni)小于0.5mol×58.7g·mol－1=29.35g，故C錯誤；D項，Li能和水反應(yīng)生成LiOH，所以鋰釩氧化物二次電池不能用LiCl水溶液作為電解液，故D正確；故選C。9．以碘為原料，通過電解制備KIO3的實驗裝置如右圖所示。電解前，先將一定量的精制碘溶于過量KOH溶液，溶解時發(fā)生反應(yīng)：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，將該溶液加入某電極區(qū)。將KOH溶液加入另一電極區(qū)，電解槽用水冷卻。下列說法不正確的是()A．產(chǎn)品KIO3在陽極區(qū)得到B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時，須不斷補充KOHD．陰極區(qū)加入的是KOH溶液，發(fā)生還原反應(yīng)生成H2【答案】C【解析】左側(cè)與電源正極相連，為陽極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，本裝置是制備KIO3，所以陽極區(qū)加入的溶液是I2和KOH反應(yīng)后的溶液，電解過程中Iˉ被氧化成KIO3；右側(cè)與電源負(fù)極相連為陰極，充入的是KOH溶液，水電離出的氫離子被還原生成氫氣。A項，產(chǎn)品KIO3為氧化產(chǎn)物，電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以產(chǎn)品KIO3在陽極區(qū)得到，故A正確；B項，電解過程中陽極的電極反應(yīng)式為Iˉ+6OHˉ-6eˉ=IO3-+3H2O，需要陰極的OHˉ移動到陽極，同時要防止陽極區(qū)的鉀離子進(jìn)入陰極，所以交換膜為陰離子交換膜，故B正確；C項，電解時陰極水電離出的氫離子放電產(chǎn)生氫氣，同時產(chǎn)生氫氧根，所以不用補充KOH，故C錯誤；D項，根據(jù)分析可知陰極區(qū)加入的是KOH溶液，水電離出的氫離子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故D正確。故選C。10．儲氫可借助有機物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實現(xiàn)脫氫和加氫：C6H12(g)C6H6(g)＋3H2(g)。一定條件下，下圖裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫：下列說法不正確的是()A．多孔惰性電極D為陰極B．從多孔惰性電極E產(chǎn)生的氣體是氧氣C．高分子電解質(zhì)膜為陰離子交換膜D．上述裝置中生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-=C6H12【答案】C【解析】根據(jù)圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是負(fù)極、B是正極；該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子在酸性條件下反應(yīng)生成環(huán)己烷。A項，根據(jù)分析，可知D為陰極，A正確；B項，陰極上苯和氫離子生成環(huán)己烷，氫離子由水產(chǎn)生，同時還生成氧氣，所以電極E產(chǎn)生的氣體是氧氣，B正確；C項，陰極上苯和氫離子生成環(huán)己烷，氫離子由水產(chǎn)生，即氫離子通過高分子電解質(zhì)膜，所以為陽離子交換膜，C錯誤；D項，該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，所以電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-=C6H12，D正確；故選C。11．“三室法”制備燒堿和硫酸示意圖如下，下列說法正確的是()A．電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．離子交換膜A為陰離子交換膜C．稀硫酸從c處進(jìn)，濃溶液從b處出，濃Na2SO4溶液從e處進(jìn)D．Na+和SO42-遷移的數(shù)量和等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量【答案】C【解析】根據(jù)題意和裝置圖，利用“三室法”制備燒堿和硫酸，則兩個電極一邊產(chǎn)生硫酸，一邊產(chǎn)生燒堿，e處加入的應(yīng)為硫酸鈉溶液，鈉離子與硫酸根離子通過離子交換膜A、B向兩極移動，根據(jù)B電極上生成氧氣，即電解質(zhì)溶液中的氧元素，由-2價變?yōu)?價，化合價升高失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則電極B為陽極，硫酸根離子通過離子交換膜B向電極B移動，陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+，則c處加入的為稀硫酸，d處流出的為濃硫酸；電極A為陰極，Na+透過離子交換膜A向電極A移動，a加入的為稀氫氧化鈉溶液，b流出的為濃氫氧化鈉溶液，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A項，根據(jù)分析，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯誤；B項，Na+透過離子交換膜A向電極A移動，則離子交換膜A為陽離子交換膜，故B錯誤；C項，稀硫酸從c處進(jìn)，濃NaOH溶液從b處出，濃Na2SO4溶液從e處進(jìn)，故C正確；D項，一個電子帶一個單位的負(fù)電荷，Na+帶一個單位的正電荷，硫酸根離子帶兩個單位的負(fù)電荷，Na+遷移的數(shù)量等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量，導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量等于硫酸根離子遷移數(shù)量的兩倍，故D錯誤；故選C。12．硼酸(H3BO3)為一元弱酸，已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為：H3BO3+OH-＝B(OH)4一，H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如下圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法正確的是()A．當(dāng)電路中通過1mol電子時，可得到lmolH3BO3B．將電源的正負(fù)極反接，工作原理不變C．陰極室的電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-＝O2+4H+D．B(OH)4一穿過陰膜進(jìn)入陰極室，Na+穿過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室【答案】A【解析】陽極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-＝O2↑+4H+、陰極電極反應(yīng)式為4H2O+4e-＝2H2↑+4OH-，陽極室中的氫離子通入陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室，B(OH)4一穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，發(fā)生反應(yīng)：B(OH)4一+H+＝H2O+H3BO3。A項，陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-＝O2↑+4H+，電路中通過1mol電子時有1molH+生成，硼酸(H3BO3)為一元弱酸，生成1mol硼酸需要1molH+，所以電路中通過1mol電子時，可得到1molH3BO3，A正確；B項，根據(jù)以上分析可知如果將電源的正負(fù)極反接，工作原理發(fā)生變化，B錯誤；C項，電解時陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4H2O+4e-＝2H2↑+4OH-，C錯誤；D項，陽極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-＝O2↑+4H+、陰極電極反應(yīng)式為4H2O+4e-＝2H2↑+4OH-，陽極室中的氫離子通入陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室，B(OH)4一穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，發(fā)生反應(yīng)：B(OH)4一+H+＝H2O+H3BO3，Na+穿過陽膜進(jìn)入陰極室，D錯誤；故選A。13．2019年諾貝爾化學(xué)獎頒給了對鋰離子電池研發(fā)作出卓越貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。南開大學(xué)李福軍研究團(tuán)隊以C3N4作為Li-O2可充電電池的光電極，提升了電池的能量效率，其充電工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．離子交換膜為陽離子交換膜B．放電時，Li+移向Li電極C．放電時，Li電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)D．充電時，光電極的電極反應(yīng)式為∶Li2O2-2e-=2Li++O2↑【答案】B【解析】A項，電解時，Li2O2得到電子生成Li+和O2，Li+在左側(cè)陰極得到電子變?yōu)長i，要穿過離子交換膜，因此離子交換膜為陽離子交換膜，故A正確；B項，放電時，左側(cè)為負(fù)極，右側(cè)為正極，根據(jù)“同性相吸”，Li+移向右側(cè)移動，故B錯誤；C項，放電時，Li電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C正確；D項，充電時，光電極的電極反應(yīng)式為：Li2O2－2e－=2Li++O2↑，故D正確。故選B。14．某電化學(xué)裝置如圖所示，、分別接直流電源兩極。下列說法正確的是()A．溶液中電子從B極移向A極B．若為粗銅，A為精銅，則溶液中c()保持不變，C．若A、B均為石墨電極，則通電一段時間后，溶液增大D．若B為粗銅，A為精銅，則A、B兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等【答案】D【解析】A項，電解質(zhì)溶液通過離子移動導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液中沒有電子移動，故A錯誤；B項，若B為粗銅，A為精銅，電解質(zhì)溶液是硫酸銅，該裝置為電解法精煉銅，溶液中c()略減小，故B錯誤；C項，若A、B均為石墨電極，電解方程式是，則通電一段時間后，溶液減小，故C錯誤；D項，根據(jù)電子守恒，陰極、陽極轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定相等，若B為粗銅，A為精銅，則A、B兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，故D正確；選D。15．設(shè)計如下裝置探究HCl溶液中陰、陽離子在電場中的相對遷移速率(已知：Cd的金屬活動性大于Cu)。恒溫下，在垂直的玻璃細(xì)管內(nèi)，先放CdCl2溶液及顯色劑，然后小心放入HCl溶液，在aa’處形成清晰的界面。通電后，可觀察到清晰界面緩緩向上移動。下列說法不正確的是()A．通電時，H+、Cd2+向Pt電極遷移，Cl-向Cd電極遷移B．裝置中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cd+2HClCdCl2+H2↑C．一定時間內(nèi)，如果通過HCl溶液某一界面的總電量為5.0C，測得H+所遷移的電量為4.1C，說明該HCl溶液中H+的遷移速率約是Cl-的4.6倍D．如果電源正負(fù)極反接，則下端產(chǎn)生大量Cl2，使界面不再清晰，實驗失敗【答案】D【解析】裝置中上邊的Pt電極與外電源負(fù)極相連，作為陰極；下端的Cd電極與外電源的正極相連，作為陽極；題中指出Cd的金屬活動性大于Cu，所以陽極發(fā)生Cd的氧化反應(yīng)，陰極則發(fā)生H+的還原反應(yīng)；如果把電源的正負(fù)極反接，則Pt電極為陽極，Cl-的在Pt電極處被氧化生成Cl2，Cd電極為陰極發(fā)生的是還原反應(yīng)。A項，通電后，Pt為陰極，Cd為陽極，所以H+和Cd2+向Pt電極遷移，Cl-向Cd電極遷移，A項正確；B項，通電后Pt為陰極，Cd為陽極，分別發(fā)生發(fā)生H+的還原反應(yīng)和Cd的氧化反應(yīng)，所以總反應(yīng)方程式為：Cd+2HClCdCl2+H2↑，B項正確；C項，由于通過該界面的總電量為5.0C，其中H+遷移的電量為4.1C，所以Cl-遷移的電量為0.9C，所以HCl溶液中H+遷移速率約為Cl-的4.6倍，C項正確；D項，正負(fù)極若反接，則上端的Pt電極為陽極，Cl-在Pt電極處發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2，D項錯誤；故選D。16．支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整【答案】C【解析】A項，外加強大的電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，從而保護(hù)鋼管柱，A正確；B項，通電后，被保護(hù)的鋼管柱作陰極，高硅鑄鐵作陽極，因此電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁，B正確；C項，高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，所以高硅鑄鐵不損耗，C錯誤；D項，通過外加電流抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，因此通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整，D正確。故選C。17．某手機電池采用了石墨烯電池，可充電5分鐘，通話2小時。一種石墨烯鋰硫電池(2Li＋S8=Li2S8)工作原理示意圖如圖。下列有關(guān)該電池說法不正確的是()A．A電極為該電源的負(fù)極，電極材料主要是金屬鋰和石墨烯B．B電極的反應(yīng)：2Li+＋S8＋2e￣=Li2S8C．充電時，電極A與電源負(fù)極連接，作為陰極D．為提高電池效率，該電池可選用稀硫酸作為電解質(zhì)【答案】D【解析】A項，陽離子向正極移動，故A電極為該電源的負(fù)極，電極材料主要是金屬鋰和石墨烯，A正確；B項，B電極為電源的正極，S8在正極得電子，結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可得電極反應(yīng)為：2Li+＋S8＋2e￣=Li2S8，B正確；C項，A是電源的負(fù)極，充電時，電池負(fù)極與電源負(fù)極連接，作為陰極，C正確；D項，Li和硫酸反應(yīng)消耗負(fù)極材料，故電解質(zhì)不可以是稀硫酸，D錯誤。故選D。18．NO2是大氣污染的主要污染物之一，硝酸鹽是水體污染的污染物之一，電化學(xué)降解酸性NO3-的原理如圖所示，下列說法正確的是()A．電源正極為bB．陰極電極反應(yīng)式為2NO3－+6H2O+10e－=N2↑+12OH-C．兩電極上產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比n(O2)：n(N2)=5:2D．將陽極換成銅電極，反應(yīng)不發(fā)生變化【答案】C【解析】A項，右邊是NO3－變?yōu)镹2，化合價降低得到電子，在陰極反應(yīng)，因此電源負(fù)極為b，故A錯誤；B項，陰極電極反應(yīng)式為2NO3－+12H++10e－=N2↑+6H2O，故B錯誤；C項，根據(jù)得失電子守恒，5molO2—20mole－—2molN2，因此兩電極上產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比n(O2)：n(N2)=5:2，故C正確；D項，將陽極換成銅電極，陽極是銅失去電子，故D錯誤。故選B。19．工業(yè)上聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。實驗過程中取樣測丙溶液的pH值，pH試紙顯紅色。下列有關(guān)說法正確的是()A．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e-=H2↑B．聯(lián)合生產(chǎn)過程中需添加補充Na2SO4C．離子交換膜d為陰離子交換膜D．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，產(chǎn)生1.12L的氣體乙【答案】B【解析】根據(jù)題干信息，實驗過程中取樣測丙溶液的pH值，pH試紙顯紅色，說明并溶液呈酸性，電解過程中，OH-離子在a極放電，失去電子，所以a極為陽極，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑，即氣體甲為氧氣，SO42-向陽極移動，則c為陰離子交換膜，產(chǎn)物丙為硫酸，則b為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，即氣體乙為氫氣，Na+向陰極移動，則d為陽離子交換膜，產(chǎn)物丁為NaOH。A項，a極為陽極，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑，A錯誤；B項，電解過程中Na2SO4不斷減少，所以聯(lián)合生產(chǎn)過程中需添加補充Na2SO4，B正確；C項，由上述分析，d為陽離子交換膜，C錯誤；D項，未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況下，不能準(zhǔn)確計算產(chǎn)生的氫氣的體積，D錯誤；故選B。20．NaClO2(亞氯酸鈉)是常用的消毒劑和漂白劑，工業(yè)上可采用電解法制備，工作原理如圖所示。下列敘述正確的是()A．若直流電源為鉛蓄電池，則b極為PbB．交換膜左側(cè)NaOH的物質(zhì)的量不變，氣體X為Cl2C．陽極反應(yīng)式為ClO2+e-=ClO2-D．制備18.1gNaClO2時理論上有0.2molNa＋由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移【答案】B【解析】A項，二氧化氯轉(zhuǎn)化為NaClO2(亞氯酸鈉)的過程是發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該發(fā)生在陰極，所以a是負(fù)極，b是正極，若直流電源為鉛蓄電池，則電池的負(fù)極和電源的負(fù)極相連，b極為正極，應(yīng)該是PbO2，A錯誤；B項，陽離子交換膜只允許陽離子通過，所以交換膜左邊NaOH的物質(zhì)的量不變，在陽極上是Cl-失電子的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的是Cl2，氣體X為Cl2，B正確；C項，在陽極上是Cl-失電子的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的是氯氣，C錯誤；D項，Na+由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，D錯誤；故選B。21．四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]為原料，采用電滲析法合成[(CH3)4NOH]，其工作原理如圖所示(a、b為石墨電極，c、d、e為離子交換膜)，下列說法不正確的是()A．N為電源正極B．b極電極反應(yīng)式：4OHˉ－4eˉ=O2↑＋2H2OC．c為陽離子交換膜，d、e均為陰離子交換膜D．a(chǎn)、b兩極均有氣體生成，同溫同壓下體積比為2∶1【答案】C【解析】以四丁基溴化銨[(CH3)4NCl]為原料，采用電滲析法合成[(CH3)4NOH]的過程中，根據(jù)第三個池中濃度變化得出：鈉離子從第四池通過e膜，氯離子從第二池通過d膜，得到c、e均為陽離子交換膜，a為陰極b為陽極，陽極電極反應(yīng)式為4OH－-4e－=O2↑+2H2O。A項，a為陰極b為陽極，N為電源正極，故A正確；B項，b為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b極電極反應(yīng)式：4OHˉ－4eˉ=O2↑＋2H2O，故B正確；C項，鈉離子從第四池通過e膜，氯離子從第二池通過d膜，得到c、e均為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜，故C錯誤；D項，a電極為氫離子放電生成氫氣，故電極反應(yīng)方程式為2H＋+2e－=H2↑，b電極為氫氧根離子放電生成氧氣4OH－-4e－=O2↑+2H2O，標(biāo)況下制備1mol(CH3)4NOH，轉(zhuǎn)移電子是1mol，a、b兩極產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量分別為0.5mol和0.25mol，a、b兩極均有氣體生成，同溫同壓下體積比為2∶1，故D正確；故選C。22．關(guān)于下列裝置，敘述不正確的是()A．石墨電極反應(yīng)式：O2+4H++4e-=2H2OB．溫度計的示數(shù)會上升C．加入少量NaCl，會加快Fe生銹D．加入HCl，石墨電極反應(yīng)式：2H++2e-=H2↑【答案】A【解析】A項，電解質(zhì)溶液不是酸性的，所以石墨電極反應(yīng)式為O2+4e/r/