2024版化學(xué)大二輪（新高考）選擇題型強(qiáng)化練十三新型化學(xué)電源、電解技術(shù)的分析應(yīng)用

題型強(qiáng)化練十三新型化學(xué)電源、電解技術(shù)的分析應(yīng)用1．(2023·廣東珠海第一中學(xué)學(xué)年高三2月模擬)我國(guó)科學(xué)家研究出一種新型水系Zn-C2H2電池(裝置如圖甲所示)，既能實(shí)現(xiàn)乙炔加氫又能發(fā)電；同時(shí)開(kāi)發(fā)新型催化劑，實(shí)現(xiàn)CO2電催化加氫制備C3H6(裝置如圖乙所示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．甲、乙兩裝置相互連接時(shí)，a口應(yīng)接c口B．離子交換膜M與N不能選擇相同的交換膜C．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為C2H2＋2e－＋2H2O=C2H4＋2OH－D．甲、乙兩裝置相互連接時(shí)，理論上每消耗1molCO2，b極質(zhì)量增大48g答案A解析甲裝置中，Zn被氧化，所以b電極為負(fù)極，a電極為正極；乙池中d電極上H2O被氧化為O2，所以d電極為陽(yáng)極，c電極為陰極。c為陰極，與電源負(fù)極相連，即與b口相連，A錯(cuò)誤；裝置甲中通過(guò)氫氧根遷移來(lái)平衡電荷，離子交換膜為陰離子交換膜，裝置乙中通過(guò)氫離子遷移平衡電荷，為質(zhì)子交換膜，B正確；a電極上C2H2被還原為C2H4，根據(jù)電子守恒、元素守恒可得電極反應(yīng)為C2H2＋2e－＋2H2O=C2H4＋2OH－，C正確；c電極上的反應(yīng)為3CO2＋18e－＋18H＋=C3H6＋6H2O，b電極的反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－=ZnO＋H2O，增大的質(zhì)量為O原子的質(zhì)量，消耗1molCO2轉(zhuǎn)移6mol電子，b電極上增加3molO原子的質(zhì)量，即為48g，D正確。2．(2023·江蘇無(wú)錫高三調(diào)研)如圖為某微生物燃料電池凈化水的原理。下列說(shuō)法正確的是()A．N極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作時(shí)，N極附近溶液pH減小C．M極發(fā)生的電極反應(yīng)為(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O=6nCO2↑＋24nH＋D．處理0.1molCr2Oeq\o\al(2－,7)時(shí)，有1.4molH＋從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移答案C解析由圖可知，有機(jī)物失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，則M極為負(fù)極；重鉻酸根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則N極為正極；電池工作時(shí)，重鉻酸根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cr3＋，其反應(yīng)式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2O，N極附近消耗氫離子，溶液pH變大，B錯(cuò)誤；有機(jī)物失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，M極發(fā)生的電極反應(yīng)為(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O=6nCO2↑＋24nH＋，C正確；根據(jù)電子守恒可知，Cr2Oeq\o\al(2－,7)～6H＋，則處理0.1molCr2Oeq\o\al(2－,7)時(shí)，有0.6molH＋從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移，D錯(cuò)誤。3．(2023·杭州第二中學(xué)高三下學(xué)期3月模擬)由我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的Mg-Li雙鹽具有較高的電池效率，其工作原理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，正極電極反應(yīng)式為FeS＋2e－＋2Li＋=Fe＋Li2SB．充電時(shí)，Mg電極發(fā)生了還原反應(yīng)C．充電時(shí)，每生成1molMg，電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少24gD．電解液含離子遷移速率更快的Li＋，提高了電流效率答案C解析放電時(shí)Mg轉(zhuǎn)化為Mg2＋，所以右側(cè)電極為負(fù)極，左側(cè)電極為正極，F(xiàn)eS得電子生成Fe和Li2S，電極反應(yīng)式為FeS＋2e－＋2Li＋=Fe＋Li2S，A正確；充電時(shí)Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg，被還原，Mg電極發(fā)生了還原反應(yīng)，B正確；充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe＋Li2S－2e－=FeS＋2Li＋，每生成1molMg，消耗1molMg2＋，轉(zhuǎn)移2mol電子，同時(shí)生成2molLi＋，所以電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少24g－2×7g＝10g，C錯(cuò)誤；電解液中含離子遷移速率更快的Li＋，增強(qiáng)了導(dǎo)電性，提高了電流效率，D正確。4．利用微生物燃料電池可處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，用如圖裝置處理有機(jī)廢水(以含CH3COO－的溶液為例)。下列說(shuō)法正確的是()A．正極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2OB．隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．工作一段時(shí)間后A室pH下降，C室pH升高D．處理1molCH3COO－理論上B室中有7molCl－發(fā)生遷移答案C解析a極上CH3COO－失電子生成CO2，a極為負(fù)極，b極氧氣得電子，b極為正極，據(jù)此分析解答。b極氧氣得電子，電解質(zhì)環(huán)境為堿性，電極反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，故A錯(cuò)誤；該裝置可實(shí)現(xiàn)海水淡化，則B室中鈉離子應(yīng)透過(guò)隔膜2進(jìn)入正極區(qū)，B室中氯離子透過(guò)隔膜1進(jìn)入A室，隔膜1為陰離子交換膜，隔膜2為陽(yáng)離子交換膜，故B錯(cuò)誤；A室電極反應(yīng)：CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2＋7H＋，反應(yīng)生成氫離子pH下降，C室電極反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，反應(yīng)生成氫氧根離子pH升高，故C正確；由以上電極反應(yīng)可知1molCH3COO－失去8mol電子，為使電荷平衡，則B室中有8molCl－發(fā)生遷移，故D錯(cuò)誤。5．(2023·山東淄博高三三模)“熱再生電化學(xué)循環(huán)”電池用于收集廢熱，提高能源利用率。工作原理：K2Ni[Fe(CN)6]＋AgCleq\o(,\s\up7(55℃充電),\s\do5(15℃放電))KNi[Fe(CN)6]＋K＋＋Ag＋Cl－。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．低溫工作時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔崮蹷．低溫工作時(shí)，K＋通過(guò)多孔隔膜移向Ag電極C．收集廢熱時(shí)，陰極上附著的AgCl減少D．收集廢熱時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為K2Ni[Fe(CN)6]－e－=KNi[Fe(CN)6]＋K＋答案B解析收集廢熱時(shí)，KNi[Fe(CN)6]電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為K2Ni[Fe(CN)6]－e－=KNi[Fe(CN)6]＋K＋，Ag電極為陰極，電極反應(yīng)為AgCl＋e－=Ag＋Cl－，低溫工作時(shí)，Ag電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為Ag－e－＋Cl－=AgCl，KNi[Fe(CN)6]電極為正極，電極反應(yīng)為KNi[Fe(CN)6]＋e－＋K＋=K2Ni[Fe(CN)6]。由方程式K2Ni[Fe(CN)6]＋AgCleq\o(,\s\up7(55℃充電),\s\do5(15℃放電))KNi[Fe(CN)6]＋K＋＋Ag＋Cl－可知，低溫工作時(shí)，該裝置放電，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔崮埽蔄正確；低溫工作時(shí)，該裝置放電，為原電池，由分析可知，Ag電極為負(fù)極，KNi[Fe(CN)6]電極為正極，K＋向=Ag＋Cl－，AgCl轉(zhuǎn)化為Ag和Cl－，陰極上附著的AgCl減少，故C正確。6．(2023·天津市新華中學(xué)高三下學(xué)期第一次模擬)熱激活電池是一種需要達(dá)到啟動(dòng)溫度才開(kāi)始工作的電池。一種熱激活電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其放電后的產(chǎn)物為L(zhǎng)i7Si3和LiMn2O4。已知：LiCl和KCl混合物的熔點(diǎn)與KCl的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖2所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．放電時(shí)，Li＋向b極區(qū)移動(dòng)B．放電時(shí)，a極的電極反應(yīng)是3Li13Si4－11e－=4Li7Si3＋11Li＋C．該電池中火藥燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能D．調(diào)節(jié)混合物中KCl的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可以改變電池的啟動(dòng)溫度答案C解析放電時(shí)，Li＋向正極移動(dòng)，即向b極區(qū)移動(dòng)，故A正確；放電時(shí)，a極的Li13Si4失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)是3Li13Si4－11e－=4Li7Si3＋11Li＋，故B正確；該電池中火藥反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤。7．(2023·杭州高三下學(xué)期期中考試)有研究表明，以CO2與辛胺[CH3(CH2)7NH2]為原料高選擇性的合成甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN]，工作原理如圖，下列說(shuō)法不正確的是()A．Ni2P電極與電源正極相連B．In/In2O3－x電極上可能有副產(chǎn)物H2生成C．在In/In2O3－x電極上發(fā)生的反應(yīng)為CO2＋H2O＋2e－=HCOO－＋OH－D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LCO2參與反應(yīng)時(shí)Ni2P電極有1.5mol辛腈生成答案D解析由圖示知，該裝置為電解池，In/In2O3－x電極CO2轉(zhuǎn)化為HCOO－，C元素化合價(jià)由＋4價(jià)降到＋2價(jià)，得電子被還原，故In/In2O3－x電極為陰極，則Ni2P電極為陽(yáng)極，與電源正極相連，故A正確；In/In2O3－x電極為陰極，H2O可能在陰極放電產(chǎn)生副產(chǎn)物H2，故B正確；=HCOO－＋OH－，得到3mol電子；Ni2P電極電極反應(yīng)式為CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－=CH3(CH2)6CN＋4H2O，失去3mol電子時(shí)，生成0.75molCH3(CH2)6CN，故D錯(cuò)誤。8．(2023·山東濰坊高三下學(xué)期5月高考模擬)我國(guó)科學(xué)家采用單原子Ni和納米Cu作串聯(lián)催化劑，通過(guò)電解法將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯，裝置示意圖如圖。已知：電解效率η(B)＝eq\f(n生成B所用的電子,n通過(guò)電極的電子)×100%。下列說(shuō)法正確的是()A．電極a連接電源的正極B．電極b上發(fā)生反應(yīng)：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．通電后右室溶液質(zhì)量減少D．若電解效率為60%，電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，標(biāo)況下產(chǎn)生1.12L乙烯答案D解析CO2在電極a發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯，電極a是陰極，連接電源的負(fù)極，故A錯(cuò)誤；電極b是陽(yáng)極，電極b上發(fā)生反應(yīng)：4OH－－