區(qū)間五電化學(xué)

區(qū)間五電化學(xué)NO.4“測(cè)”限時(shí)檢測(cè)——測(cè)速度,測(cè)準(zhǔn)度,查漏補(bǔ)缺!1.(2021·云南昆明模擬)地球上鋰資源匱乏,應(yīng)用受到極大制約,難以持續(xù)發(fā)展。鉀元素儲(chǔ)量大并且與鋰元素具有類似的性質(zhì),賦予了鉀離子電池良好的應(yīng)用前景。某研究中的鉀離子電池工作原理如圖所示(放電時(shí)鉀離子嵌入層狀TiS2中,充電時(shí)鉀離子則脫嵌)。電池總反應(yīng)為T(mén)iS2+xKKxTiS2。下列敘述正確的是(B)A.放電時(shí),電子從Cu電極流出B.放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為T(mén)iS2+xK++xeKxTiS2C.充電時(shí),Cu電極的電勢(shì)低于K電極D.其電解質(zhì)溶液可以用水作溶劑放電時(shí),K電極為負(fù)極,電子從K電極流出,A錯(cuò)誤;放電時(shí),正極發(fā)生還原反應(yīng),K+嵌入TiS2中,電極反應(yīng)式為T(mén)iS2+xK++xeKxTiS2,B正確;充電時(shí),Cu電極為陽(yáng)極,電勢(shì)高于K電極(陰極),C錯(cuò)誤;金屬K與水劇烈反應(yīng),故其電解質(zhì)溶液不能用水作溶劑,D錯(cuò)誤。2.(2021·廣東廣州三模)一種微生物電解池(MEC)既可以處理有機(jī)廢水,又有助于降低碳排放,其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(D)A.a電極為MEC的陽(yáng)極B.MEC工作時(shí),質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移C.b電極的電極反應(yīng)式為CO2+8e+8H+CH4+2H2OD.a電極室產(chǎn)生的CO2與b電極室消耗的CO2相等電極a上有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2,發(fā)生氧化反應(yīng),所以a為陽(yáng)極,電極b上CO2轉(zhuǎn)化為CH4,發(fā)生還原反應(yīng),所以b為陰極。電極a上有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2,發(fā)生氧化反應(yīng),所以a為陽(yáng)極,A正確;工作時(shí)為電解池,電解池中陽(yáng)離子由陽(yáng)極向陰極遷移,所以質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移,B正確;電極b上CO2得電子被還原,結(jié)合遷移過(guò)來(lái)的氫離子生成CH4和H2O,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得電極反應(yīng)式為CO2+8e+8H+CH4+2H2O,C正確;有機(jī)質(zhì)中C元素的化合價(jià)不一定和甲烷中C元素的化合價(jià)相同,所以a電極室產(chǎn)生的CO2與b電極室消耗的CO2不一定相等,D不正確。3.(2021·黑龍江大慶模擬)設(shè)計(jì)如圖所示裝置分離含BaSO4和Na2SO4的漿液,并聯(lián)合制備硫酸和燒堿。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.電極M上的電勢(shì)低于電極N上的電勢(shì)B.膜b適合選擇陰離子交換膜C.工作時(shí)陽(yáng)極區(qū)溶液的pH逐漸減小D.若導(dǎo)線中流過(guò)4mole,理論上有4molSO4由于設(shè)計(jì)裝置的目的是分離硫酸鈉和硫酸鋇,N極區(qū)域?yàn)橄×蛩?所以可制備硫酸,M極區(qū)域?yàn)闅溲趸c溶液,所以可制備氫氧化鈉,鈉離子移向M極,所以可判斷出M為陰極,其電極反應(yīng)式為2H2O+2eH2↑+2OH,陰離子增多,所以鈉離子要遷移到M極,需采用陽(yáng)離子交換膜;N為陽(yáng)極,其電極反應(yīng)式為2H2O4eO2↑+4H+,硫酸根離子需遷移到該極,所以采用陰離子交換膜。根據(jù)上述分析可知,M為陰極,N為陽(yáng)極,則M極上電勢(shì)低于N極上電勢(shì),A正確;根據(jù)上述分析可知,膜b適合選擇陰離子交換膜,B正確;工作時(shí)陽(yáng)極區(qū)電極反應(yīng)式為2H2O4eO2↑+4H+,所以溶液的pH逐漸減小,C正確;若導(dǎo)線中流過(guò)4mole,則產(chǎn)生4mol氫離子需要2molSO42-4.(2021·上海徐匯區(qū)二模)錐形瓶?jī)?nèi)壁用某溶液潤(rùn)洗后,放入混合均勻的新制鐵粉和碳粉,塞緊瓶塞,同時(shí)測(cè)量錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)的變化,如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.0～t1時(shí),鐵可能發(fā)生了析氫腐蝕B.0～t1時(shí),鐵可能發(fā)生了吸氧腐蝕C.t1～t2時(shí),鐵一定發(fā)生了吸氧腐蝕D.用于潤(rùn)洗錐形瓶的溶液一定顯酸性由題圖可知,0～t1時(shí),壓強(qiáng)逐漸增大,說(shuō)明錐形瓶中氣體體積增大,鐵可能發(fā)生了析氫腐蝕,A正確;由題圖可知,0～t1時(shí),壓強(qiáng)逐漸增大,說(shuō)明錐形瓶中氣體體積增大,吸氧腐蝕會(huì)導(dǎo)致錐形瓶中氣體體積減小,與題給信息不符,故0～t1時(shí),鐵不可能發(fā)生吸氧腐蝕,B錯(cuò)誤;t1～t2時(shí),壓強(qiáng)逐漸減小,說(shuō)明錐形瓶中氣體體積減小,說(shuō)明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕,C正確;由題給信息,0～t1時(shí),壓強(qiáng)逐漸增大,說(shuō)明錐形瓶中氣體體積增大,鐵可能發(fā)生了析氫腐蝕,也可能是鐵與酸性溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致,D正確。5.(2021·廣東茂名二模)一種將工廠中含H2S廢氣先用NaOH溶液吸收,然后利用吸收液進(jìn)行發(fā)電的裝置示意圖如圖。裝置工作時(shí),下列說(shuō)法正確的是(D)A.Na+向a極區(qū)移動(dòng)B.a極電勢(shì)比b極的高C.a極和b極周圍溶液的pH均增大D.由HS生成S2O32-的電極反應(yīng)為2HS+8OH8eS2O3如題圖所示,a極上硫元素化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),則a極為負(fù)極,Na+向正極移動(dòng),A錯(cuò)誤;a極為負(fù)極,則電勢(shì)a極比b極的電勢(shì)低,B錯(cuò)誤;a極上發(fā)生的反應(yīng)為2HS+8OH8eS2O32-+5H2O,則a極周圍溶液的pH減小,C錯(cuò)誤;由HS生成S2O32-的過(guò)程為氧化反應(yīng),失去電子,電解質(zhì)溶液中含有OH,則電極反應(yīng)為2HS+8OH8eS2OD正確。6.(2021·廣東汕頭三模)如圖為某二次電池充電時(shí)的工作原理示意圖,該過(guò)程可實(shí)現(xiàn)鹽溶液的淡化。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(A)A.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為Bi3e+H2O+ClBiOCl+2H+B.放電時(shí),每生成1molBi消耗1.5molNa3Ti2(PO4)3C.充電時(shí),a極為電源正極D.充電時(shí),電解質(zhì)溶液的pH變小由題圖可知,充電時(shí),Bi電極上,Bi失電子生成BiOCl,該反應(yīng)式為Bi+Cl+H2O3eBiOCl+2H+,選項(xiàng)所給為充電的陽(yáng)極反應(yīng),A錯(cuò)誤;放電時(shí),Bi為正極,BiOCl得電子發(fā)生還原反應(yīng),每生成1molBi轉(zhuǎn)移3mol電子,而負(fù)極上Na3Ti2(PO4)3轉(zhuǎn)化為NaTi2(PO4)3失去2mol電子,由電子守恒可知每生成1molBi,消耗1.5molNa3Ti2(PO4)3,B正確;由題圖可知,充電時(shí),Bi電極上,Bi失電子生成BiOCl,則Bi為陽(yáng)極,所以a極為電源正極,C正確;由題圖可知,充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為Bi+Cl+H2O3eBiOCl+2H+,電解時(shí)有H+生成,故電解質(zhì)溶液pH減小,D正確。7.(2021·福建福州模擬)如圖是某種石墨烯電池有關(guān)原理示意圖,上面裝置工作時(shí)的電極反應(yīng)為L(zhǎng)i1xC6+xLi++xeLiC6,Li[GS/Si]O2xeLi1x[GS/Si]O2+xLi+。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.a與d電極上發(fā)生的反應(yīng)類型相同B.上、下兩個(gè)裝置中的離子交換膜均為陽(yáng)離子交換膜C.電池放電時(shí),正極反應(yīng)為L(zhǎng)i1x[GS/Si]O2+xLi++xeLi[GS/Si]O2D.若裝置工作前c與d電極質(zhì)量相等,則轉(zhuǎn)移0.1mol電子后兩個(gè)電極質(zhì)量相差0.7g由裝置圖可推出a為陰極,b為陽(yáng)極,c為負(fù)極,d為正極,a與d電極上均發(fā)生還原反應(yīng),A正確;從裝置圖中可以看出,為保持溶液呈電中性,離子交換膜允許Li+通過(guò),應(yīng)該使用陽(yáng)離子交換膜,B正確;d電極為正極,其電極反應(yīng)相當(dāng)于充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)的逆過(guò)程,根據(jù)題干中信息可知,正極(d電極)反應(yīng)為L(zhǎng)i1x[GS/Si]O2+xLi++xeLi[GS/Si]O2,C正確;若裝置工作前c與d電極質(zhì)量相等,則根據(jù)電極反應(yīng),轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí),c極減少0.1molLi+,質(zhì)量減少0.7g,d極增加0.1molLi+,質(zhì)量增大0.7g,兩個(gè)電極質(zhì)量相差1.4g,D錯(cuò)誤。8.(2021·山東濟(jì)南模擬)氮肥廠的廢水中氮元素以NH3·H2O、NH3和NH4+的形式存在,對(duì)氨氮廢水無(wú)害化處理已成為全球科學(xué)研究熱點(diǎn),下面是電化學(xué)氧化法除氨氮的方法。研究表明,以碳材料為陰極,O2可在陰極生成H2O2,并進(jìn)一步生成氧化性更強(qiáng)的·OH,·OH可以將水中氨氮氧化為N2,陰極區(qū)加入FeA.·OH的電子式為·O··B.·OH去除氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為6·OH+2NH3N2+6H2OC.O2在陰極生成H2O2的電極反應(yīng)式為O2+2e+2H+H2O2D.陰極區(qū)加入Fe2+可進(jìn)一步提高氨氮的去除率的原因是生成的Fe3+起催化劑作用·OH的電子式為·O······H,有9個(gè)電子,A正確;·OH可以將水中氨氮氧化為N2,因此·2NH3N2+6H2O,B正確;以碳材料為陰極,O2可在陰極生成H2O2,因此O2在陰極生成H2O2的電極反應(yīng)式為O2+2e+2H+H2O2,C正確;陰極區(qū)加入Fe2+可進(jìn)一步提高氨氮的去除率的原因是生成的Fe2+起催化劑作用,Fe3+是中間產(chǎn)物,故D錯(cuò)誤。9.(2021·上海金山區(qū)二模)深埋在潮濕土壤中的鐵制管道,在硫酸鹽還原菌(最佳生存環(huán)境為pH7～8)作用下,能被SO4A.管道發(fā)生了吸氧腐蝕B.此類腐蝕會(huì)使土壤的pH增大C.酸性條件,管道不易被腐蝕D.刷富銅油漆可以延緩管道腐蝕由題意可知,原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),由題圖示可知發(fā)生的電極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8eHS+9OH,故不是發(fā)生吸氧腐蝕,A錯(cuò)誤;由題圖示可知正極發(fā)生的電極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8eHS+9OH10.(2021·黑龍江哈爾濱二模)一種電化學(xué)“大氣固碳”電池工作原理如圖所示。該電池充電時(shí),通過(guò)催化劑的選擇性控制,只有Li2CO3發(fā)生氧化,釋放出CO2和O2。下列說(shuō)法正確的是(D)A.該電池放電時(shí)的正極反應(yīng)為2Li2e+CO32-Li2B.圖中Li+的移動(dòng)方向是充電時(shí)的移動(dòng)方向C.充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為C+2Li2CO34e3CO2↑+4Li+D.該電池每放、充4mol電子一次,理論上能固定1molCO2據(jù)題圖中信息得到放電時(shí)Li為負(fù)極,電極B為正極,因此該電池放電時(shí)的正極反應(yīng)為3CO2+4e+4Li+2Li2CO3+C,A錯(cuò)誤;Li為負(fù)極,電極B為正極,因此題圖中Li+的移動(dòng)方向是放電時(shí)的移動(dòng)方向,B錯(cuò)誤;根據(jù)信息,電池充電時(shí),通過(guò)催化劑的選擇性控制,只有Li2CO3發(fā)生氧化,釋放出CO2和O2,因此充電時(shí)的陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為2Li2CO34e2CO2↑+4Li++O2↑,C錯(cuò)誤;根據(jù)放電時(shí),正極電極反應(yīng)式為3CO2+4e+4Li+2Li2CO3+C,充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為2Li2CO34e2CO2↑+4Li++O2↑,因此該電池每放、充4mol電子一次,理論上能固定1molCO2,D正確。11.(2021·四川成都三模)科學(xué)家研發(fā)出一種新系統(tǒng),通過(guò)“溶解”水中的二氧化碳,以觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng),該裝置可有效減少碳的排放,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是(B)A.系統(tǒng)工作時(shí),a極為電源負(fù)極,電子從a極流出B.系統(tǒng)工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能C.系統(tǒng)工作時(shí),b極區(qū)可能會(huì)析出固體D.系統(tǒng)工作時(shí),b極區(qū)的電極反應(yīng)式為2CO2+2H2O+2e2HCO3-+H金屬Na為活潑金屬,易失電子,所以a電極為負(fù)極,b電極為正極。該電池工作時(shí),鈉極(a極)為電源負(fù)極,電子從a極流出,流向b極,A正確;由于是原電池,故系統(tǒng)工作時(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,B錯(cuò)誤;Na+移向正極,遇到HCO3-有可能形成溶解度較小的NaHCO3,故可能有固體析出,C正確;由題圖知b極上是CO2和H2O發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成HCO3-和H2,電極反應(yīng)為2CO2+2H2O+2e2HCO312.(2021·四川成都模擬)一種氯離子介導(dǎo)的電化學(xué)合成方法,能將乙烯高效清潔、選擇性地轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷,電化學(xué)反應(yīng)的具體過(guò)程如圖所示。在電解結(jié)束后,將陰、陽(yáng)極電解液輸出混合,便可反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)電解池左側(cè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化:Cl→Cl2→HClOCH2ClCH2OHA.Ni電極與電源負(fù)極相連B.工作過(guò)程中陰極附近pH減小C.該過(guò)程的總反應(yīng)為CH2CH2+H2O+H2D.在電解液混合過(guò)程中會(huì)發(fā)生反應(yīng)HCl+KOHKCl+H2O根據(jù)電解池左側(cè)乙烯轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷可以推斷左側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng),Pt電極為陽(yáng)極,與電源正極相連,則Ni電極與電源負(fù)極相連,A正確;陰極是水電離出的氫離子放電發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和OH,pH增大,B錯(cuò)誤;陽(yáng)極乙烯放電,陰極是水電離出的氫離子放電,總反應(yīng)為CH2CH2+H2O+H2,C正確;根據(jù)電解池左側(cè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷左側(cè)生成HCl,右側(cè)氫離子放電生成氫氧化鉀,在電解液混合過(guò)程中會(huì)發(fā)生酸堿中和反應(yīng),D正確。13.(2021·遼寧沈陽(yáng)模擬)某種利用垃圾滲透液實(shí)現(xiàn)發(fā)電的裝置示意圖如圖所示。當(dāng)該裝置工作時(shí),下列說(shuō)法正確的是(D)A.Y為該電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電路中流過(guò)7.5mol電子時(shí),共產(chǎn)生N2的體積為44.8LC.整套裝置在高溫下發(fā)電效果更佳D.X極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2NH36e+6OHN2+6H2O,周圍pH減小根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化可知,Y為該電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;沒(méi)有注明標(biāo)準(zhǔn)狀況,無(wú)法計(jì)算氮?dú)獾捏w積,B錯(cuò)誤;高溫下微生物發(fā)生變性,不利于原電池反應(yīng),C錯(cuò)誤;X極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2NH36e+6OHN2+6H2O,氫氧根離子濃度降低,周圍pH減小,D正確。14.(2021·江西南昌二模)一種流動(dòng)電池如圖所示,其原理是PbO2+2H2SO4+CuPbSO4+CuSO4+2H2O,該電池的主要特點(diǎn)是可以通過(guò)電解質(zhì)溶液的循環(huán)流動(dòng),在電池外部調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液,以保持電池內(nèi)部電極周圍溶液濃度的穩(wěn)定。下列說(shuō)法不正確的是(D)A.b為該電池的負(fù)極B.a電極的反應(yīng)式為PbO2+4H++SO42-+2ePbSO4+2HC.當(dāng)電池工作時(shí),a、b兩電極的質(zhì)量之和幾乎不變D.調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液,只需補(bǔ)充一定量的H2SO4溶液和CuSO4溶液根據(jù)PbO2+2H2SO4+CuPbSO4+CuSO4+2H2O分析,銅化合價(jià)升高,是原電池的負(fù)極,因此b為該電池的負(fù)極,A正確;根據(jù)總反應(yīng)方程式a極是PbO2得到電子,因此a電極的反應(yīng)式為PbO2+4H++SO42-+2ePb