2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)培優(yōu)訓(xùn)練8 (含解析)

培優(yōu)訓(xùn)練8：新型電源及電解應(yīng)用1.（2019·湖南省郴州市高三一檢，10）優(yōu)質(zhì)的鋰碘電池可用于心臟起搏器延續(xù)患者的生命，它的正極材料是聚2-乙烯吡啶（簡寫P2VP）和I2的復(fù)合物，電解質(zhì)是固態(tài)薄膜狀的碘化鋰，電池的總反應(yīng)為2Li＋P2VP·nI2=P2VP·（n－1）I2＋2LiI，則下列說法正確的是（）A.正極的反應(yīng)為P2VP·nI2＋2e－=P2VP·（n－1）I2＋2I－B.電池工作時(shí)，碘離子移向P2VP極C.聚2-乙烯吡啶的復(fù)合物與有機(jī)物性質(zhì)相似，因此聚2-乙烯吡啶的復(fù)合物不會導(dǎo)電D.該電池所產(chǎn)生的電壓低，使用壽命比較短解析A.正極的反應(yīng)為P2VP·nI2＋2e－=P2VP·（n－1）I2＋2I－，故A正確；B.P2VP極為正極，電池工作時(shí)，碘離子移向負(fù)極Li，故B錯誤；C.聚2-乙烯吡啶的復(fù)合物作正極，因此聚2-乙烯吡啶的復(fù)合物可以導(dǎo)電，故C錯誤；D.鋰的比能量高，該電池使用壽命比較長，故D錯誤。故選A。答案A2.（2018·南昌NCS2018060項(xiàng)目一模，12）氨硼烷（NH3·BH3）電池可在常溫下工作，裝置如圖所示。該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為：NH3·BH3＋3H2O2=NH4BO2＋4H2O。下列說法正確的是（）A.正極附近溶液的pH減小B.電池工作時(shí)，H＋通過質(zhì)子交換膜向負(fù)極移動C.消耗3.1g氨硼烷，理論上通過內(nèi)電路的電子為0.6molD.負(fù)極電極反應(yīng)為：NH3·BH3＋2H2O－6e－=NHeq\o\al(＋,4)＋BOeq\o\al(－,2)＋6H＋解析根據(jù)電池總反應(yīng)，正極上H2O2發(fā)生還原反應(yīng)：H2O2＋2e－＋2H＋=2H2O，正極附近c(diǎn)（H＋）減小，溶液pH增大，A項(xiàng)錯誤；原電池工作時(shí)，陽離子向正極移動，故H＋通過質(zhì)子交換膜向正極移動，B項(xiàng)錯誤；NH3·BH3轉(zhuǎn)化為NH4BO2，N的化合價(jià)不變，B的化合價(jià)升高，根據(jù)NH3·BH3eq\o(→,\s\up7(失6e－))NH4BO2，消耗3.1g氨硼烷（0.1mol），反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.6mol電子，但電子不通過內(nèi)電路，C項(xiàng)錯誤；根據(jù)電池總反應(yīng)，負(fù)極上氨硼烷發(fā)生氧化反應(yīng)：NH3·BH3＋2H2O－6e－=NHeq\o\al(＋,4)＋BOeq\o\al(－,2)＋6H＋，D項(xiàng)正確。答案D3.[2018·石家莊畢業(yè)班質(zhì)檢（二），12]鋰空氣充電電池有望成為電池行業(yè)的“明日之星”，其工作原理如圖所示。下列敘述正確的是（）A.有機(jī)電解質(zhì)可用Li2SO4溶液代替B.電池工作時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為2Li＋＋O2＋2e－=Li2O2C.充電時(shí)，多孔電極應(yīng)與電源負(fù)極相連D.電池充電時(shí)間越長，電池中Li2O2含量越多解析因?yàn)長i與水反應(yīng)，故不能用Li2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，A項(xiàng)錯誤；由題圖可知，正極的電極反應(yīng)為2Li＋＋O2＋2e－=Li2O2，B項(xiàng)正確；充電時(shí)，多孔電極應(yīng)與電源正極相連，C項(xiàng)錯誤；電池充電時(shí)間越長，Li2O2轉(zhuǎn)化為Li的量越多，則Li2O2的含量越少，D項(xiàng)錯誤。答案B4.（2018·西安八校聯(lián)考，12）微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）A.HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的反應(yīng)為HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋B.電子從電極b流出，經(jīng)外電路流向電極aC.如果將反應(yīng)物直接燃燒，能量的利用率不會變化D.若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.5molH＋通過質(zhì)子交換膜解析根據(jù)題圖知，在硫氧化菌作用下HS－轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，發(fā)生氧化反應(yīng)：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋，A項(xiàng)正確；電子從電極a流出，經(jīng)外電路流向電極b，B項(xiàng)錯誤；如果將反應(yīng)物直接燃燒，有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，能量的利用率降低，C項(xiàng)錯誤；若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.4molH＋通過質(zhì)子交換膜，D項(xiàng)錯誤。答案A5.（2019·洛陽第一次統(tǒng)考，18）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。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，下列有關(guān)說法正確的是（）A.a電極的電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－=H2↑B.產(chǎn)物丙為硫酸C.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的氣體乙解析根據(jù)題圖并結(jié)合題意，同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，知甲為O2，乙為H2，則a電極上OH－放電，產(chǎn)生氧氣，電極反應(yīng)式為：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，A項(xiàng)錯誤；a電極為陽極，陽極上OH－放電，SOeq\o\al(2－,4)向陽極移動，因此產(chǎn)物丙為硫酸，B項(xiàng)正確；b電極為陰極，陰極上H＋放電，Na＋向陰極移動，則d為陽離子交換膜，C項(xiàng)錯誤；根據(jù)b電極的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，知每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L氣體乙（H2），D項(xiàng)錯誤。答案B6.利用普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用如圖所示的雙膜（陰離子交換膜和過濾膜，其中過濾膜可阻止陽極泥及漂浮物進(jìn)入陰極區(qū)）電解裝置可制備高純度的銅。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.電極a為粗銅，電極b為精銅B.陽極質(zhì)量減少64g，則穿過交換膜進(jìn)入陽極區(qū)的陰離子的物質(zhì)的量為2molC.乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)D.當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí)，可生成32g銅解析電解精煉銅裝置中，粗銅作陽極，接電源正極，A項(xiàng)錯誤；粗銅中含有在通電條件下可溶解的金屬雜質(zhì)，故陽極溶解64g金屬時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不一定是2mol，則穿過交換膜進(jìn)入陽極區(qū)的陰離子的物質(zhì)的量無法確定，B項(xiàng)錯誤；乙膜為過濾膜，對陽極區(qū)的陽極泥及漂浮物進(jìn)行過濾，甲膜為陰離子交換膜，防止陽極溶解的雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)，同時(shí)NOeq\o\al(－,3)可穿過該膜，以平衡陽極區(qū)電荷，C項(xiàng)錯誤；陰極只有Cu2＋放電，故當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí)，生成0.5molCu，D項(xiàng)正確。答案D7.（2019·綿陽第一次診斷，13）利用微生物可將廢水中苯酚的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，裝置如圖所示。電池工作時(shí)，下列說法正確的是（）A.a極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.b極的電極反應(yīng)式為：2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋－10e－=N2↑＋6H2OC.中間室的Cl－向左室移動D.左室消耗苯酚（C6H5OH）9.4g時(shí)，用電器流過2.4mol電子解析由題圖可知，在b極上NOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為N2，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故b極為正極，a極為負(fù)極，A項(xiàng)錯誤；b極的電極反應(yīng)式為2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，B項(xiàng)錯誤；原電池中陰離子向負(fù)極移動，故C項(xiàng)正確；左室消耗苯酚的電極反應(yīng)式為C6H5OH－28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，9.4g苯酚的物質(zhì)的量為0.1mol，故用電器應(yīng)流過2.8mol電子，D項(xiàng)錯誤。答案C8.（2018·鄭州畢業(yè)班第二次質(zhì)量預(yù)測，12）利用光伏電池與膜電解法制備Ce（SO4）2溶液的裝置如圖所示，下列說法不正確的是（）A.該離子交換膜為陰離子交換膜，SOeq\o\al(2－,4)由右池向左池遷移B.電解池中發(fā)生的總反應(yīng)為Cu2＋＋2Ce3＋=Cu＋2Ce4＋C.該裝置工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式只有兩種D.由P電極向N電極轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，陽極室生成33.2gCe（SO4）2解析電解池左池中Ce2（SO4）3轉(zhuǎn)化為Ce（SO4）2，溶液中SOeq\o\al(2－,4)的量增多，因此該離子交換膜允許SOeq\o\al(2－,4)通過，為陰離子交換膜，SOeq\o\al(2－,4)由右池向左池遷移，A項(xiàng)正確；電解池中左池發(fā)生氧化反應(yīng)：Ce3＋－e－===Ce4＋，則右池發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，電解池總反應(yīng)為2Ce3＋＋Cu2＋===2Ce4＋＋Cu，B項(xiàng)正確；該裝置工作時(shí)光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電解池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，但電能同時(shí)還會轉(zhuǎn)化為熱能，C項(xiàng)錯誤；根據(jù)陽極反應(yīng)：Ce3＋－e－===Ce4＋，轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，生成0.1molCe（SO4）2，其質(zhì)量為0.1mol×332g·mol－1＝33.2g，D項(xiàng)正確。答案C9.2018年我國新能源電動汽車使用三元電池已經(jīng)成為趨勢，鎳、鈷、錳三元材料通?？梢员硎緸長iNixCoyMnzO2，其中鎳、鈷、錳3種元素的主要化合價(jià)分別是＋2、＋3和＋4，且x＋y＋z＝1。充電時(shí)電池總反應(yīng)為LiNixCoyMnzO2＋6C===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其電池工作原理如圖所示，兩極之間有一個(gè)允許特定的離子X通過的隔膜。下列說法不正確的是（）A.允許離子X通過的隔膜屬于陽離子交換膜B.充電時(shí)，A為陰極，Li＋被還原C.放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2D.無法充電的廢舊電池可從石墨電極中回收金屬鋰解析根據(jù)充電時(shí)電池總反應(yīng)知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為LiaC6－ae－===6C＋aLi＋，正極反應(yīng)式為Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2，放電時(shí)負(fù)極、正極反應(yīng)式左右顛倒，即為充電時(shí)陰極、陽極反應(yīng)式。放電時(shí)，A是負(fù)極，B是正極，Li＋向正極移動，則X是Li＋，允許陽離子通過的隔膜為陽離子交換膜，A項(xiàng)正確；充電時(shí)，A是陰極，Li＋得到電子被還原，B項(xiàng)正確；由上述分析可知，C項(xiàng)正確；根據(jù)充電時(shí)電池總反應(yīng)知，充電時(shí)鋰離子得電子生成LiaC6，此時(shí)才能從石墨電極中回收金屬鋰，D項(xiàng)錯誤。答案D10.[ZK(]某鎳冶煉車間排放的廢水中含有一定濃度的Ni2＋和Cl－，圖1是雙膜三室電沉積法回收廢水中Ni2＋的示意圖，圖2所示的是實(shí)驗(yàn)中陰極液pH與鎳回收率間的關(guān)系。下列說法不正確的是（Ni的相對原子質(zhì)量為59）（）A.X為直流電源正極，b為陰離子交換膜B.陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋C.當(dāng)濃縮室中得到1L0.5mol/L鹽酸時(shí)，陰極回收11.8g鎳單質(zhì)（濃縮室中溶液體積變化忽略不計(jì)）D.pH小于2時(shí)，鎳的回收率低的主要原因是有較多H2生成解析該題的突破口為濃縮室進(jìn)入的是0.1mol/L鹽酸，排出的是0.5mol/