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文檔簡介
專題十化學反應(yīng)與電能
1.某微生物燃料電池在廢水處理和新能源開發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,其工作原理如圖所示。下列
說法正確的是()
生物膜電極a電極h
1......—、/-------r,——
質(zhì)子交換膜
A.該燃料電池不宜在高溫下使用
B.電極b為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)
C.HS在硫氧化菌作用下發(fā)生反應(yīng):HS-8e+9011^SO本+5H2
D.若該電池外電路有0.4mol電子轉(zhuǎn)移,則電極b消耗標準狀況下氧氣1.12L
答案A
2.某液流電池工作原理如圖。充電過程中,陽極會發(fā)生如下副反應(yīng):2卜盾'+2比0—Mf+MnOzI+4H\加
入少量Br-可將MnO?還原為廟匕提高電池的能量密度和穩(wěn)定性。下列說法正確的是()
石
墨
cd產(chǎn)
cd電
電
極
極
質(zhì)子交換膜
A.放電時,Cd電極為負極,發(fā)生還原反應(yīng)
B.放電時,Cd*通過質(zhì)子交換膜,向石墨電極移動
C.加入少量Br后,經(jīng)多次充放電,正極可能會發(fā)生3個以上不同的還原反應(yīng)
D.加入少量Br后,充電時,陽極生成Mn"和陰極生成Cd的物質(zhì)的量之比為2:1
答案C
3.新能源的開發(fā)和利用是解決氣候問題的重要途徑,科研人員開發(fā)一種新型可充電鉀離子電池的正極
材料(FeCzOF),如圖所示,可使電池效能更佳,已知放電時正極會生成KFeCQF。下列有關(guān)說法正確的是
()
充電
A.總反應(yīng)為FeCOF+KC,贏Q+KFeGOiF
B.放電時,正極反應(yīng)為FeCAF-e+K*==:KFeCQF
C.該電池可用KfO,溶液作為電解質(zhì)溶液
D.用該電池電解CuSO,溶液,陰極增重24g時,通過交換膜的K,為0.75mol
答案D
4.一種以Fe[Fe(CN)J為代表的新型可充電鈉離子電池,其放電工作原理如圖所示。下列說法不正確的
是()
A.放電和充電時,Mo箔的電勢均高于Mg箔
B.外電路通過0.2mole時,負極質(zhì)量變化為1.2g
C.充電時,Na'通過離子交換膜從左室移向右室
D.放電時,正極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na-+2e-=Na2Fe[Fe(CN)B]
答案B
5.工業(yè)上采用電化學法對煤進行脫硫處理(煤中含硫物質(zhì)主要是FeSj,以減少硫排放。模擬裝置如圖
所示。下列說法錯誤的是()
1直流電源卜
煤漿-MnSO「
HfO,混合液
A.電子流向:b極一石墨2-電解質(zhì)溶液f石墨1-a極
B.石墨1為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),Mn”被氧化
3+342+
C.脫硫反應(yīng)為FeS2+15Mn+8H20^Fe+15Mn+2SOf+16H*
D.電路中轉(zhuǎn)移1.5mol電子,理論上處理12.0gFeS2
答案A
6.Adv.Mater報道我國科學家耦合光催化/電催化分解水的裝置如圖,光照時,光催化電極產(chǎn)生電子(e)
和空穴(h')。下列有關(guān)說法正確的是()
離子
交換膜
HI溶液'
光催化裝置.電催化裝置
A.光催化裝置中溶液的pH減小
B.離子交換膜為陰離子交換膜
C.電催化裝置陽極電極反應(yīng)式:40H+4h'===2乩O+Ozt
D.整套裝置轉(zhuǎn)移0.01mole,光催化裝置生成3.81g13
答案C
7.某有色金屬工業(yè)的高鹽廢水中主要含有H'、Cu'Zn'SO歹、F和Cl,利用如圖電解裝置可回收
ZnSO,、CuSO,并盡可能除去F和C1,其中雙極膜(BP)中間層的H20解離為H'和0H,并在直流電場作用
下分別向兩極遷移,M膜、N膜需在一價陰離子交換膜和陽離子交換膜中選擇。下列說法錯誤的是
()
A.BP膜中*均向右側(cè)溶液遷移,M膜為一價陰離子交換膜
B.溶液a的溶質(zhì)主要為HF和HC1,溶液b的溶質(zhì)主要為ZnSO,和CuSO,
C.當陽極產(chǎn)生22.4L氣體(標準狀況)時,有4mol離子通過N膜
D.電解過程中,應(yīng)控制高鹽廢水的pH不能過高
答案B
8.下圖裝置利用燃料電池與電解池組合制備KMnOi,電極甲、乙、丙、丁均為惰性電極。下列說法中錯
誤的是()
(■%KOH溶液/>%KOH溶液
A.氣體X為H,
B.KOH溶液的質(zhì)量分數(shù):a%(b%〈c%
C.T電極發(fā)生的電極反應(yīng)為MnOj-eMn04
D.甲電極上每消耗22.4L氣體時,陽極質(zhì)量減輕78g
答案D
9.點蝕又稱為孔蝕,是一種集中于金屬表面很小的范圍并深入到金屬內(nèi)部的腐蝕形態(tài)。某鐵合金鈍化
膜破損后的孔蝕如圖所示,下列說法錯誤的是()
A.孔隙中有可能發(fā)生析氫腐蝕
B.孔蝕中Fe2+水解導致電解質(zhì)溶液酸性增強
C.為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源負極與金屬相連
D.蝕孔外每吸收2.24L02,可氧化0.2molFe
答案D
10.某實驗小組要定量探究鐵銹蝕的因素,設(shè)計如圖所示實驗裝置(夾持裝置略),檢查氣密性,將5g鐵
粉和2g炭粉加入三頸燒瓶,匕時刻,加入2mL飽和氯化鈉溶液后,再將一只裝有5ml稀鹽酸的注射
器插到燒瓶上,采集數(shù)據(jù)。下列說法錯誤的是()
A.鐵銹蝕的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.t「t3溫度降低是因為反應(yīng)速率減慢了
C.BC段壓強減小是因為鐵和氧氣直接反應(yīng)生成了氧化鐵
D.t3工,壓強變大是因為發(fā)生了鐵的析氫腐蝕
答案C
11.我國科學工作者進行了如下模擬實驗:將甲、乙兩片相同的低合金鋼片用導線連接插入海水中,鋼
片甲附近通入氧氣,鋼片乙附近通入氮氣。研究表明鋼片乙的腐蝕速率明顯高于鋼片甲,下列說法錯誤
的是()
A.鋼片甲作正極
B.氮氣在鋼片乙上得電子
C.在海水中陽離子向鋼片甲移動
D.能產(chǎn)生電流的主要原因是兩極上氧氣濃度不同
答案B
12.隨著我國“雙碳”決策部署的有序推進,綠電發(fā)電規(guī)模逐年提升,為適應(yīng)未來綠電長時儲能需求,我
國企業(yè)開始于2022年利用“全鋼液流電池”布局大型儲能基地。電池的充放電總反應(yīng)式為
充電
VOW+HeO彘VO1+V2.+2H,下圖為全鋼液流電池工作原理示意圖。下列說法錯誤的是()
A.放電時電極A的電勢比B的高
2
B.放電時正極的電極反應(yīng)式為VOj+e+2H'-V0'+H20
C.在220V電壓下,用恒定的1A電流充電1小時,電池中增加的化學能為7.92X105J
D.充電時H'由A極室通過質(zhì)子交換膜向B極室遷移
答案C
13.研究微生物燃料電池不僅可以獲得高效能源,還能對工業(yè)污水等進行處理。利用微生物燃料電池處
理含硫廢水并電解制備KIOs的原理如圖所示,下列說法正確的是()
鉗
電
極
極
pQ
K()l)H+
質(zhì)子交換膜陽離子交換膜
A.光照強度大小不影響KI。、的制備速率
B.右側(cè)電池中K'通過陽離子交換膜從P極移向Q極
C.電極N處的電極反應(yīng):S-6e+4H4?==S0f+8I「
D.不考慮損耗,電路中每消耗1molCh,理論上Q極可制得342.4gKIO3
答案C
14.生活污水中的氮和磷主要以鏤鹽和磷酸鹽形式存在,可用鐵、石墨作電極,用電解法去除。電解時,
如圖1原理所示可進行除氮;翻轉(zhuǎn)電源正負極,可進行除磷,原理是利用Fe*將P0『轉(zhuǎn)化為FeKPOj沉
淀。下列說法正確的是()
石
墨
電
極4?翻轉(zhuǎn)正負極翻轉(zhuǎn)正負極
3-iitiiiiiiiiiiiii
01020304050607080
電解時間/min
圖1圖2
A.圖2中0~20min脫除的元素是氮元素,此時石墨作陰極
B.溶液pH越小、有效氟濃度越大,氮的去除率越高
C.圖2中20~40min脫除的元素是磷元素,此時陽極的電極反應(yīng)式為2c1-2e—Cl2t
D.電解法除氮,CIO氧化NHa的離子方程式為3C10+2NH3^3C1+N2t+3H20
答案D
15.應(yīng)用電化學方法,對水體消毒并去除余氯,裝置如下圖所示。下列說法正確的是()
A.閉合K后,可對池中的水殺菌消毒
B.斷開K,閉合K?時,電子由M極流出
C.斷開Ki,閉合Kz后,N極金屬Na不斷累積
D.鈉離子交換膜可用質(zhì)子交換膜代替
答案A
16.某科研機構(gòu)研發(fā)一種用于可充電Zn-空氣電池(ZABs)的低成本非堿性醋酸鋅[簡寫為Zn(0Ac)2]電解
質(zhì),與傳統(tǒng)的堿性ZABs相比,具有優(yōu)異的循環(huán)性能和在空氣中的穩(wěn)定性,放電時最終產(chǎn)物是
Zn5(0H)s(CH;1C00)2?2HQ(ZHA),工作原理如圖。下列說法正確的是()
A.放電時電子通過導線移向甲電極
B.若使用堿性電解質(zhì),會造成負極鋅的不可逆轉(zhuǎn)化,影響充電效果
C.放電時,每轉(zhuǎn)移1mole,理論上會產(chǎn)生0.2molZHA
D.充電時,OAc向電極甲移動
答案B
17.水溶液鋅電池(圖1)的電極材料是研究熱點之一。一種在晶體MnO中嵌入Zr?的電極材料充放電過
程的原理如圖2所示。下列敘述中正確的是()
圖1圖2
A.①為MnO活化過程,其中Mn的價態(tài)不變
B.該材料在鋅電池中作為負極材料
C.②代表電池放電過程
D.③中1mol晶體轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.61mol
答案C
18.2021年我國科研人員以二硫化鋁3。&)作為電極催化劑,研發(fā)出一種Zn-NO電池系統(tǒng),該電池同時
具備合成氨和對外供電的功能,其工作原理如圖所示(雙極膜可將水解離為H'和0H,并實現(xiàn)其定向通
過)。下列說法錯誤的是()
A.使用Mo&電極能加快合成氨的速率
B.Zn/ZnO電極反應(yīng)式為Zn+20H-2e.^ZnO+H2O
C.電池工作一段時間后,正極區(qū)溶液的pH不變
D.當電路通過10mole時,理論上可以轉(zhuǎn)化N0的質(zhì)量為30g
答案D
19.我國科學家研究出一種新型水系Zn-C此電池(結(jié)構(gòu)如圖),既能實現(xiàn)乙煥加氫又能發(fā)電,其開路電
位、峰值功率密度和能量密度均遠高于Zn-CU電池,同時這種電池設(shè)計可廣泛適用于其他煥燒。已知
放電時Zn轉(zhuǎn)化為ZnO,電池工作時下列說法正確的是()
A.電流由b極經(jīng)外電路流向a極
B.右側(cè)極室中c(KOH)增大
C.a極的電極反應(yīng)式為C2Hz+2e+2H20===CM+20H
D.每有0.2molOH通過陰離子交換膜,a極消耗2.24LC2H2
答案C
20.采用電化學方法使Fe"與H。反應(yīng),會生成非?;顫姷?0H(羥基自由基)中間體,可用于降解廢水中
的有機污染物,原理如圖所示。
質(zhì)
子
交
換
膜
下列說法不正確的是()
A.起始時,在Y電極附近加入適量Fe"或Fe”,均能讓裝置正常工作
B.可將X電極上產(chǎn)生的0?收集起來,輸送到Y(jié)電極繼續(xù)使用
C.根據(jù)裝置推測,Y電極是陽極,?0H在該電極側(cè)產(chǎn)生
+
D.X電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H20-4e—021+4H
。答案C
21.科學家研發(fā)了一種以A1和Pd@石墨烯為電極的A1-N?電池,電池以AICI4-ALC5離子液體作電解質(zhì),
放電時在提供能量的同時實現(xiàn)了人工固氮,示意圖如下。下列說法不正確的是()
N.
A.充電時Al電極是陰極
B.放電時AlCl:離子濃度增大,ALCR離子濃度減少
:
C.放電時正極反應(yīng)為N2+8Al2Cl7+6e==2A1N+14A1C14
D.放電時電路中每通過6mole,電池總質(zhì)量理論上增加28g
答案B
22.一款低成本高能效的新型無隔膜錦鉛單液流電池裝置如圖所示,該電池用石墨氈作電極,可溶性錦
放電
鹽和鉛鹽的混合酸性溶液作電解液。已知電池反應(yīng)為Pb+2Ce"蠹Pb'+2Ce”。下列相關(guān)說法正確的是
()
A.放電時,Pb*在b電極發(fā)生還原反應(yīng)
B.該電池可用稀硫酸酸化電解質(zhì)溶液
C.充電過程中,a電極發(fā)生的反應(yīng)為Ce"-e——Ce"
D.放電過程中,電解質(zhì)溶液中的CH3SO3向a電極移動
答案D
23.雙極膜在電化學中應(yīng)用廣泛,它是由陽離子交換膜和陰離子交換膜復合而成。雙極膜內(nèi)層為水層,
工作時水層中的解離成H和0H,并分別通過離子交換膜向兩側(cè)發(fā)生遷移。三碘甲烷(CHL)又名碘
仿,在醫(yī)藥和生物化學中用作防腐劑和消毒劑。電解法制取碘仿的工作原理如圖所示,反應(yīng)原理為
&HQH+5IOCHA+CO打+21+0H+2HQ。下列說法不正確的是()
A.電極N連接直流電源的負極
B.電解一段時間后,硫酸溶液濃度降低
C.電極M上的主要反應(yīng)為r-2e+20H===IO+H2O
D.每制備1mol三碘甲烷,理論上雙極膜內(nèi)解離180gHQ
答案B
24.一種全氫電池的工作原理如圖所示.下列說法正確的是()
—!負載—
H-=n一也
NaOsH(aq)IHCElO/aq)
|NaCIO?(aq)[NaClO.q)|
陽離子交換膜
A.X電極為全氫電池的正極
B.該電池將化學能轉(zhuǎn)化成電能
C.電極Y的電極反應(yīng)式為2HC10-2e===H?t+2C1O4
D.反應(yīng)一段時間后左室c(NaC10D增大
答案B
25.我國科學家設(shè)計了一種新型的澳基液流可充電電池用于大規(guī)模儲能,其放電時的工作原理如圖所
示。下列有關(guān)說法不正確的是()
A.放電時,M為正極
B.放電時,N極發(fā)生的電極反應(yīng)為Br+2Cl-2e==BrCl2
C.充電時,每生成1molTiO:有2molH穿過質(zhì)子交換膜進入N極室
:,42+
D.充電時,總反應(yīng)為2Ti+BrCl2+2H20==2TiO+Br+2C1+4H
答案C
26.鈉堿脫硫液(NaOH+Na2s0:,)吸收一定量SO,氣體后,可通過如圖裝置實現(xiàn)再生,下列說法正確的是
()
工a再生液出液1出液21統(tǒng)
力[m陽,膜|.
進液進液
NaHSO,+Na,SO,H,S04
A.電極a應(yīng)接電源的正極
B.m膜應(yīng)為陽離子交換膜
C.出液2的pH大于進液H2sol的pH
D.電路中每通過2mol電子,陽極區(qū)域會產(chǎn)生11.2L的氣體
答案B
27.我國科學家采用單原子Ni和納米Cu作串聯(lián)催化劑,通過電解法將CO?轉(zhuǎn)化為乙烯,裝置如下圖。
陰離子交換膜Q
\T
KOH溶液
n(生成B所用的電子)
已知:電解效率n(B)=X100%o
n(通過電極的電子)
下列說法錯誤的是()
A.電極a電勢比電極b電勢低
B.通電后陰極區(qū)溶液pH不變
C.電極b上發(fā)生反應(yīng):40H-4e-2H2O+O21
D.若乙烯的電解效率為60%,電路中通過1mol電子時,產(chǎn)生0.05mol乙烯
答案B
28.某科研團隊
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