2023屆高考化學(xué)專項(xiàng)小練電化學(xué)2

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固氮酶催化作用下發(fā)生反應(yīng)N2＋6MV＋＋6H2O＝2NH3＋6MV2＋＋6OH－D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動【答案】C【解析】A項(xiàng)，利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，根據(jù)圖示，左室氫氣失電子，右室氮?dú)獾秒娮?，?gòu)成原電池，故A正確；B項(xiàng)，左室氫氣失電子，為陽極區(qū)，氫氣在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋＝2H＋＋2MV＋，故B正確；C項(xiàng)，右室氮?dú)獾秒娮?，為正極區(qū)，氮?dú)庠诠痰复呋饔孟掳l(fā)生反應(yīng)N2＋6MV＋＋6H+＝2NH3＋6MV2＋，故C錯誤；D項(xiàng)，陽離子由負(fù)極移向正極，所以電池工作時氫離子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動，故D正確；故選C。9．利用光伏電池與膜電解法制備Ce(SO4)2溶液的裝置如下圖所示，下列說法正確的是(

)A．該裝置工作時的能量形式只有兩種B．石墨電極發(fā)生反應(yīng)：Ce4++e-=Ce3+C．該離子交換膜為陰離子交換膜，SO42-由左池向右池遷移D．由P電極向N電極轉(zhuǎn)移電子時，陽極室生成33.2gCe(SO4)2【答案】D【解析】A項(xiàng)，該裝置工作時的能量轉(zhuǎn)化形式：熱能、電能、化學(xué)能和光能，故A錯誤；B項(xiàng)，石墨是陽極，電極反應(yīng)式Ce3+-e-=Ce4+，故B錯誤；C項(xiàng)，溶液在左側(cè)石墨電極附近電極發(fā)生反應(yīng)：Ce3+-e-=Ce4+，石墨是陽極，所以硫酸根離子移向石墨電極，離子交換膜為陰離子交換膜，SO42-由右池向左池遷移，故C錯誤；D項(xiàng)，由P電極向N電極轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，根據(jù)電極反應(yīng)：Ce3+-e-=Ce4+，陽極室生成0.1molCe(SO4)2，即33.2gCe(SO4)2，故D正確；故選D。10．復(fù)旦大學(xué)王永剛的研究團(tuán)隊(duì)制得一種柔性水系鋅電池，該可充電電池以鋅鹽溶液作為電解液，其原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．放電時，N極發(fā)生還原反應(yīng)B．充電時，Zn2+向M極移動C．放電時，每生成1molPTO—Zn2+，M極溶解Zn的質(zhì)量為260gD．充電時，N極的電極反應(yīng)式為2PTO+8e－+4Zn2+=PTO—Zn2+【答案】D【解析】A項(xiàng)，放電時，左邊為負(fù)極，右邊為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B項(xiàng)，充電時，左邊為陰極，右邊為陽極，充電時陽離子移向陰極，即Zn2+向陰極即M極移動，故B正確；C項(xiàng)，放電時，每生成1molPTO—Zn2+，有4mol鋅離子移動到N極即消耗4mol鋅，M極溶解Zn的質(zhì)量為65g?mol-1×4mol=260g，故C正確；D項(xiàng)，充電時，N極為陽極，失去電子，其電極反應(yīng)式為2PTO－8e－+4Zn2+=PTO—Zn2+，故D錯誤。故選D。11．某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如下裝置進(jìn)行原電池原理的探究。一段時間后取出銅棒洗凈，發(fā)現(xiàn)浸泡在稀硝酸銅溶液中銅棒變細(xì)，濃硝酸銅溶液中銅棒變粗。對該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是()A．處于稀硝酸中的銅棒為電池的正極，電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=CuB．裝置可以實(shí)現(xiàn)“零能耗”鍍銅C．配置上述試驗(yàn)所用硝酸銅溶液應(yīng)加入適量的硝酸溶液使銅棒溶解D．銅棒上部電勢高，下部電勢低【答案】B【解析】原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極電勢比負(fù)極電勢高。題意中，說明稀硝酸銅中銅作負(fù)極，銅變成銅離子進(jìn)入溶液，下層濃硝酸銅中發(fā)生還原反應(yīng)，銅離子得電子變成銅析出。A項(xiàng)，題意中稀硝酸銅溶液中銅棒變細(xì)，濃硝酸銅溶液中銅棒變粗，說明稀硝酸銅中銅作負(fù)極，銅變成銅離子進(jìn)入溶液，電極反應(yīng)為：Cu-2e-=Cu2+；A項(xiàng)錯誤；B項(xiàng)，稀硝酸銅溶液中銅棒變細(xì)，濃硝酸銅溶液中銅棒變粗，這樣該裝置可以實(shí)現(xiàn)“零能耗”鍍銅，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，配置上述試驗(yàn)所用硝酸銅溶液若加如硝酸，硝酸會與銅電極反應(yīng)，不發(fā)生題目中的電化學(xué)，C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)，銅棒上部為負(fù)極，電勢低，下部為正極，電勢高，D項(xiàng)錯誤。故選B。12．全釩液流儲能電池是一種新型的綠色環(huán)保儲能系統(tǒng)(工作原理如圖，電解液含硫酸)。該電池負(fù)載工作時，左罐顏色由黃色變?yōu)樗{(lán)色。4下列說法錯誤的是()A．該電池工作原理為VO2++VO2++2H+VO2++V3++H2OB．a(chǎn)和b接用電器時，左罐電動勢小于右罐，電解液中的H+通過離子交換膜向左罐移動C．電池儲能時，電池負(fù)極溶液顏色變?yōu)樽仙獶．電池?zé)o論是負(fù)載還是儲能，每轉(zhuǎn)移1mol電子，均消耗1mol氧化劑【答案】B【解析】電池負(fù)載工作時，左罐顔色由黃色變?yōu)樗{(lán)色，說明ⅤO2+變?yōu)棰鮋2＋，V化合價(jià)降低，則左罐所連電極a為正極；右罐發(fā)生V2+變?yōu)閂3+，化合價(jià)升高的反應(yīng)，所以右罐所連電極b為負(fù)極，因此電池反應(yīng)為VO2++V2＋+2H+=VO2＋+V3＋+H2O，所以，該儲能電池工作原理為VO2++VO2++2H+VO2++V3++H2O，故A正確；B項(xiàng)，a和b接用電器時，該裝置為原電池，左罐所連電極為正極，所以電動勢大于右罐，電解液中的H+通過離子交換膜向正極移動，即向左罐方向移動，故B錯誤；C項(xiàng)，電池儲能時為電解池，故電池a極接電源正極，電池b極接電源負(fù)極，電池負(fù)極所處溶液即右罐V3+變?yōu)閂2+，因此溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙?，故C正確；D項(xiàng)，負(fù)載時為原電池，儲能時為電解池，根據(jù)反應(yīng)式VO2++VO2++2H+VO2++V3++H2O可知，原電池時氧化劑為VO2+，電解池時氧化劑為V3+，它們與電子轉(zhuǎn)移比例為n(VO2+)：n(V3+)：n(e－)=1：1：1，故D正確。故選B。13．含氯苯的廢水可通過加入適量乙酸鈉，設(shè)計(jì)成微生物電池將氯苯轉(zhuǎn)化為苯而除去，其原理如圖所示。下列敘述正確的是()A．電子流向：N極→導(dǎo)線→M極→溶液→N極B．M極的電極反應(yīng)式為C．每生成lmlCO2，有3mole-發(fā)生轉(zhuǎn)移D．處理后的廢水酸性增強(qiáng)【答案】D【解析】A項(xiàng)，原電池中陽離子向正極移動，所以由圖示知M極為正極，則電子流向：N極→導(dǎo)線→M極，電子無法在電解質(zhì)溶液中移動，故A錯誤；B項(xiàng)，M為正極，電極反應(yīng)式為+2e-+H+═+Cl?，氯苯被還原生成苯，故B錯誤；C項(xiàng)，N極為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH3COO?+2H2O?8e?═2CO2↑+7H+，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒，則每生成1molCO2，有4mole-發(fā)生轉(zhuǎn)移，故C錯誤；D項(xiàng)，根據(jù)電極反應(yīng)式計(jì)算得，轉(zhuǎn)移4mole-時，負(fù)極生成3.5molH+，正極消耗2molH+，則處理后的廢水酸性增強(qiáng)，故D正確。故選D。14．碳呼吸電池被譽(yù)為改變世界的創(chuàng)新技術(shù)，設(shè)想用碳呼吸電池為鈉硫電池充電的裝置如下圖所示：下列說法不正確的是

A．b極是多孔碳電極B．充電時，Na+通過固體氧化鋁陶瓷向M極移動C．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，碳呼吸電池中C2O42-濃度不斷減小D．充電過程中碳呼吸電池每消耗1mol，N極上可生成單質(zhì)【答案】C【解析】A項(xiàng)，M電極是陰極，則a極為外接電源的負(fù)極，應(yīng)是鋁電極，多孔碳電極為正極，故A正確；

B項(xiàng)，充電時，M電極是陰極，Na+通過固體氧化鋁陶瓷向M極移動，故B正確；

C項(xiàng)，多孔碳電極的電極反應(yīng)式為，鋁極反應(yīng)為，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，碳呼吸電池中C2O42-濃度不變，故C錯誤；

D項(xiàng)，充電過程中消耗1mol時，轉(zhuǎn)移3mol電子，N極的電極反應(yīng)式是：，N極上可生成單質(zhì)，故D正確。15．CO2的固定和轉(zhuǎn)化是世界性課題。某大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)巧妙設(shè)計(jì)構(gòu)建了系列新型光電催化人工合成體系一光電催化池，p-n半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)催化CO2在水中直接制備長碳鏈有機(jī)物石蠟(Paraffin)并放出氧氣，原理如圖：下列說法不正確的是()A．電極I的電勢比電極II的電勢高B．該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)光能、電能同時向化學(xué)能轉(zhuǎn)化C．電子從負(fù)極流到電極I，從電極II流到正極D．陰極區(qū)，p-n為催化劑，CO2發(fā)生還原反應(yīng)生成長碳鏈有機(jī)物【答案】A【解析】A項(xiàng)，電極II連接的電源正極，電極Ⅰ連接的電源負(fù)極，正極電勢高于負(fù)極，所以電極Ⅰ的電勢比電極Ⅱ的電勢低，故A錯誤；B項(xiàng)，根據(jù)圖示，該裝置為的電解池，電解池的原理是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，根據(jù)反應(yīng)原理可知，該反應(yīng)需要在光照條件下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)光能向化學(xué)能轉(zhuǎn)化，故該裝置能實(shí)現(xiàn)光能、電能同時向化學(xué)能轉(zhuǎn)化，故B正確；C項(xiàng)，電子從電源的負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，即從負(fù)極流到電極Ⅰ，從電極Ⅱ流到正極，故C正確；D項(xiàng)，根據(jù)圖示，電極I和負(fù)極相連，相當(dāng)于陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成長碳鏈有機(jī)物，故D正確；故選A。16．下圖是通過Li-CO2電化學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)和CO2固定策略的示意團(tuán)。儲能系統(tǒng)使用的電池組成為釕電極/CO2飽和LiClO4-(CH3)2SO(二甲基亞砜)電解液/鋰片，下列說法不正確的是()A．Li-CO2電池電解液為非水溶液B．CO2的固定中，轉(zhuǎn)秱4mole－生成1mol氣體C．釕電極上的電極反應(yīng)式為2Li2CO3+C-4e－＝4Li++3CO2↑D．通過儲能系統(tǒng)和CO2固定策略可將CO2轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物C【答案】B【解析】A項(xiàng)，由題目可知，Li—CO2電池有活潑金屬Li，故電解液為非水溶液飽和LiClO4—(CH3)2SO(二甲基亞砜)有機(jī)溶劑，故A正確；B項(xiàng)，由題目可知，CO2的固定中的電極方秳式為：2Li2CO3＝4Li++2CO2↑+O2+4e－，轉(zhuǎn)移4mole－生成3mol氣體，故B錯誤；C項(xiàng)，由題目可知，釕電極上的電極反應(yīng)式為2Li2CO3+C-4e－＝4Li++3CO2↑，故C正確；D項(xiàng)，由題目可知，CO2通過儲能系統(tǒng)和CO2固定策略轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物C，故D正確。故選B。17．某高能電池以稀硫酸作為電解質(zhì)溶液,其總反應(yīng)式為CH2=CH2+O2=CH3COOH。下列說法正確的是()A．在電池工作過程中,溶液中的SO42-向正極移動B．隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正極區(qū)域附近溶液的pH變小C．當(dāng)轉(zhuǎn)移4

mol電子時,溶液中的CH3COOH分子數(shù)為NA(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)D．負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH2=CH2-4e-+2H2O=CH3COOH+4H+【答案】D【解析】A項(xiàng)，根據(jù)原電池的工作原理，陰離子向負(fù)極移動，即SO42－向負(fù)極移動，A錯誤；B項(xiàng)，電解質(zhì)是硫酸，正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，正極區(qū)域pH增大，B錯誤；C項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)式為CH2=CH2＋2H2O－4e－=CH3COOH＋4H＋，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時，生成1molCH3COOH，但CH3COOH屬于弱電解質(zhì)，部分電離，因此溶液CH3COOH分子的物質(zhì)的量小于1mol，C錯誤；D項(xiàng)，根據(jù)電池總反應(yīng)，電解質(zhì)是硫酸，因此負(fù)極反應(yīng)式為CH2=CH2＋2H2O－4e－=CH3COOH＋4H＋，D正確。18．鎳氫電池具有性能好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，其反應(yīng)原理是NiO(OH)+MHNiO+M+H2O，MH可理解為儲氫合金M中吸收結(jié)合氫原子，下列說法正確的是()A．放電時正極材料質(zhì)量增大B．電池的電解液可為硫酸溶液C．放電時電子從MH電極流向NiO(OH)電極，經(jīng)KOH溶液流回MH極D．充電時陰極反應(yīng)為：M＋H2O＋e－=MH＋OH－【答案】D【解析】A項(xiàng)，放電時正極材料NiO(OH)轉(zhuǎn)化為NiO，質(zhì)量減小，A不正確；B項(xiàng)，因?yàn)殡姌O材料NiO(OH)、M都能與酸反應(yīng)，所以電池的電解液不能用硫酸溶液，B不正確；C項(xiàng)，放電時電子從MH電極沿導(dǎo)線流向NiO(OH)電極，但不能經(jīng)過KOH溶液，C不正確；D項(xiàng)，充電時，M為陰極，H2O失電子生成OH-，生成的H附著在M上，陰極反應(yīng)為：M＋H2O＋e－=MH＋OH－，D正確；故選D。19．利用如圖裝置電解四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]的水溶液制備四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]。下列說法正確的是()A．電極A上發(fā)生還原反應(yīng)B．產(chǎn)物c是Cl2C．a(chǎn)處可收集到[(CH3)4NOH]D．陽離子交換膜可提高[(CH3)4NOH]的純度【答案】D【解析】該電解池中，陽極上發(fā)生反應(yīng)2Cl-－2e－=Cl2↑，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e－=H2↑+2OH－，中間為陽離子交換膜，則四甲基銨根離子通過交換膜進(jìn)入陰極區(qū)生成(CH3)4NOH，所以B為陰極，生成的c是氫氣，A為陽極，生成的b為氯氣。A項(xiàng)，電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯誤；B項(xiàng)，由分析可知，產(chǎn)物c是H2，故B錯誤；C項(xiàng)，由分析可知，[(CH3)4NOH]在陰極區(qū)e處收集到，故C錯誤；D項(xiàng)，陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子通過，可提高[(CH3)4NOH]的純度，故D正確；故選D。20．利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。可用電解LiCl溶液制備LiOH，裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．惰性電極B是陽極B．電流流向?yàn)閍→A→B→bC．該電解池用的交換膜是陰離子交換膜D．陽極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式：4OH--4e-=O2↑+2H2O【答案】B【解析】電解LiCl溶液制備LiOH，由圖可知，右側(cè)生成氫氣，則右側(cè)溶液中應(yīng)為水電離出的氫離子放電，同時生成氫氣和氫氧根離子，B為陰極，陽極為Cl-放電生成氯氣，為防止生成的LiOH與氯氣反應(yīng)，應(yīng)用陽離子交換膜，Li+由A經(jīng)過陽離子交換膜向B移動，在B中得到LiOH，陰陽兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液，據(jù)此根據(jù)電解池的工作原理來解答。A項(xiàng)，由以上分析知，惰性電極B是陰極，故A錯誤；B項(xiàng)，B為陰極，A為陽極，則a為電源的正極，b為電源的負(fù)極，則電流流向?yàn)閍→A→B→b，故B正確；C項(xiàng)，由以上分析知，該電解池用的交換膜是陽離子交換膜，故C錯誤；D項(xiàng)，陽極為Cl-放電生成氯氣，電極反應(yīng)方程式為：2Cl--2e-=Cl2↑，故D錯誤；故選B。21．榮獲2019年諾貝爾化學(xué)獎的吉野彰是最早開發(fā)具有商業(yè)價(jià)值的鋰離子電池的日本科學(xué)家，他設(shè)計(jì)的可充電電池的工作原理示意圖如圖所示。該可充電電池的放電反應(yīng)為LixCn+Li(1-x)CoO2=LiCoO2＋nC。NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是()A．該電池用于電動汽車可有效減少光化學(xué)煙霧污染B．充電時，陽極反應(yīng)為LiCoO2?xe?＝Li(1-x)CoO2＋xLi＋C．充電時，Li+由B極移向A極D．若初始兩電極質(zhì)量相等，當(dāng)轉(zhuǎn)移2NA個電子時，兩電極質(zhì)量差為14g【答案】D【解析】A項(xiàng)，汽車燃燒汽油等化石燃料，排放的汽車尾氣含氮的氧化物，大量氮氧化物排放到空氣中，在日光照射下二氧化氮能使氧氣經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)生成臭氧，臭氧與空氣中的一些碳?xì)浠衔锇l(fā)生作用后產(chǎn)生了一種有毒的煙霧，就是光化學(xué)煙霧，電動汽車可有效減少光化學(xué)煙霧污染，故A正確；B項(xiàng)，可充電電池的放電反應(yīng)為LixCn+Li(1-x)CoO2=LiCoO2＋nC，則放電時正極反應(yīng)為Li(1-x)CoO2＋xLi＋＋xe?＝LiCoO2，充電時，原電池的正極即為電解池的陽極，反應(yīng)逆轉(zhuǎn)，則反應(yīng)為LiCoO2?xe?＝Li(1-x)CoO2＋xLi＋，故B正確；C項(xiàng)，由圖知，A電極為電解池的陰極，B電極為電解池的陽極，充電時，Li＋由B極移向A極，故C正確；D項(xiàng)，若初始兩電極質(zhì)量相等，當(dāng)轉(zhuǎn)移2NA個電子時，負(fù)極減少2molLi其質(zhì)量為14g，正極有2molLi＋遷入，其質(zhì)量為14g，兩電極質(zhì)量差為28g，故D錯誤；故選D。22．酒石酸(RH2)分子的結(jié)構(gòu)簡式為：。它可以通過電滲析法制備?！叭译娢龉ぷ髟砣鐖D所示(電極均為惰性電極)。下列說法不正確的是()A．交換膜A為陽離子交換膜，B為陰離子交換膜B．陰極反應(yīng)式為2H2O+2e—=H2↑+2OH-C．通過該制備方法還可以獲得氫氧化鈉D．若用氫氧燃料電池作電源，當(dāng)生成1molRH2時，電源的正極消耗氣體11.2L【答案】D【解析】A項(xiàng)，電解過程中Na+向陰極移動，R2-向陽極移動。故交換膜A為陽離子交換膜，B為陰離子交換膜，A正確；B項(xiàng)，陰極是水中氫離子放電，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e—=H2↑+2OH-，B正確；C項(xiàng)，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，同時電解過程中Na+向陰極移動，故可通過該制備方法獲得氫氧化鈉，C正確；D項(xiàng)，題中未說明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，故當(dāng)生成1molRH2時，電源的正極消耗氣體不一定為11.2L，D不正確；故選D。23．電解法對煤進(jìn)行脫硫處理的基本原理如圖所示，利用電極反應(yīng)將Mn2+轉(zhuǎn)化成Mn3+，Mn3+再將煤中的含硫物質(zhì)(主要是FeS2)氧化為Fe3+和。下列說法不正確的是()A．混合液中發(fā)生反應(yīng)：FeS2+15Mn3++8H2O==Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+B．Mn2+在陽極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)C．陰極的電極反應(yīng)：2H++2e-=H2↑D．電解過程中，混合液中H+的物質(zhì)的量濃度將變小【答案】D【解析】根據(jù)原理裝置圖可知，Mn2+在陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極的電極反應(yīng)式為Mn2+-e-=Mn3+，H+在陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，陰極的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，混合液中發(fā)生反應(yīng)FeS2+15Mn3++8H2O==Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+。A項(xiàng)，根據(jù)分析可知，混合液中發(fā)生反應(yīng)FeS2+15Mn3++8H2O==Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+，A正確；B項(xiàng)，Mn2+在陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；C項(xiàng)，H+在陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，陰極的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，C正確；D項(xiàng)