2024江蘇化學高考復習十 化學反應與電能

專題十化學反應與電能

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

C.HS在硫氧化菌作用下發(fā)生反應: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: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

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

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.總反應為FeCOF+KC,贏Q+KFeGOiF

B.放電時，正極反應為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,Mn”被氧化

3+342+

C.脫硫反應為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.鐵銹蝕的反應是放熱反應

B.t「t3溫度降低是因為反應速率減慢了

C.BC段壓強減小是因為鐵和氧氣直接反應生成了氧化鐵

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: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,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

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的電極反應式為2HC10-2e===H?t+2C1O4

D.反應一段時間后左室c(NaC10D增大

答案B

25.我國科學家設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應接電源的正極

B.m膜應為陽離子交換膜

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: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