高考化學一輪專題訓練：化學能與電能

高考化學一輪專題訓練：化學能與電能

一、選擇題（本大題共15小題）

1.（2022?山東?濟南市章丘區(qū)第四中學高三階段練習）微生物電解池是一種能兼顧氫氣或甲烷回收的廢水

處理裝置，原理如圖所示。下列有關說法正確的是

ab

電源

離子

頸膜

產電菌

電解液

A.該技術能助力“碳中和"（CO?"零排放”）的戰(zhàn)略目標

+

B.陽極的電極反應式為CH3COO+2H2O-8e-=2CO2+7H

C.溫度越高，產甲烷菌催化CO?生成CH,的反應速率越快

D.外電路每通過Imolel與a極相連的電極將產生5.6LCO2

2.（202）遼寧?撫順一中模擬預測）利用微生物除去廢水中的乙酸鈉和氯苯其原理如圖所

示，下列說法正確的是

Cl

A.A極上的電極反應式為

B.每除去Imol氯苯，同時產生11.2L（標準狀況）CO?

C.電子流向：B極一導線一A極一溶液TB極

D.該裝置在高溫環(huán)境中工作效率更高

3.（2022.廣東廣州.模擬預測）廣東南華寺還存有北齊孝昭帝皇建元年（公元560年）的銅佛造像，下列關

于銅的電化學腐蝕與保護的說法正確的是

A.銅在潮濕空氣中易發(fā)生析氫腐蝕

B.銅在潮濕空氣發(fā)生化學腐蝕比發(fā)生電化學腐蝕更普遍

C.銅表面的銅綠的主要成分是C%（OH）2co3

D.用稀硝酸可以清洗銅佛造像表面的銅綠

4.（2022?浙江紹興?二模）如圖所示電解裝置中，通電后H室溶液底部Fe’Os逐漸溶解，下列判斷正確的

是

-oabo-

石墨石墨

電極I直流電源電極u

I室HI室

足量足量

CuCb溶液Na2so4溶液

陰離子交換膜質子交換膜

A.a是電源的正極

B.通電一段時間后，向石墨電極II附近滴加酚猷溶液，出現(xiàn)紅色

C.隨著電解的進行，【室溶液的pH變大

D.當O.OlmolFezOs全溶解時，至少產生氣體672mL（標準狀況下測得）

5.（2022?河北石家莊?高三專題練習）鉀氧電池是一種新型金屬-空氣可充電電池，其使用雙酰亞胺鉀

（KTFSI）與乙醛（DME）組成的電解液，石墨和液態(tài)Na-K合金作為電極，其工作原理如下：

下列說法錯誤的是

A.放電時，a為負極，發(fā)生氧化反應

B.放電時，正極的電極反應式為K++e-+C）2=KO2

C.充電時，b極生成2.24L（標準狀況下）。2時，a極質量增重7.8g

D.使用液態(tài)合金作電極可避免充電時陰極枝晶生長問題

6.（2022.福建漳州.三模）羥基自由基（QH）具有強氧化性。我國科學家設計了一種能將苯酚氧化為CO?、

凡0的原電池一電解池組合裝置（如圖所示），該裝置能實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法正確的是

a

cH

"

MN6^H

Cr20f微

生

^物

NaCl溶液c”

Cr(OH)

3高濃度含

ONa2SO4

2溶液苯酚廢水

A.a極每1molCrq；參與反應，通過質子交換膜的H+數(shù)目理論上為8NA

B.b極為原電池的負極，工作一段時間后溶液的pH變大

C.相同條件下，c、d兩極產生氣體的體積比為7：1

D.d極區(qū)苯酚被氧化的化學方程式為C6H50H+28OH=6CO2T+17H2O

7.（2022?四川成都.高三專題練習）某實驗小組設計了如圖所示裝置，可觀察到與銅導線連接的靈敏電流

計指針明顯偏轉，燒杯a中裸露線頭周邊溶液藍色逐漸加深，下列說法錯誤的是

硫酸銅硫酸銅

稀溶液濃溶液

A.b中導線與硫酸銅濃溶液構成正極區(qū)，發(fā)生還原反應

B.若a中滴加幾滴稀NaOH溶液，降低溶液中C/+濃度，則有利于電極反應進行

C.當兩側溶液中Ci?+濃度相等時，靈敏電流計指針停止偏轉

D.鹽橋中的陰離子向燒杯b移動

8.（2022?廣東茂名?模擬預測）當斯法是經典的制鈉方法，電解熔鹽（氯化鈉和氯化鈣）裝置如圖所示。陽

極為碳棒，陰極為圓柱形鋼，兩極間有交換膜隔開。下列敘述正確的是

氯化鈉C*as氯氣

NaClMoltenNaCl

andCaCl2

熔融的氯化鈉

MoltenY與氯化鈣

Na-MoltenNa熔融的鈉

熔融的鈉

〃圓柱形鋼一一陰極

碳陽極

A.氯化鈣作助熔劑，流程中存在反應：Ca+2NaCl=2Na+CaCb

B.金屬鈉的密度大于熔融混合鹽的密度，電解得到的鈉在下層

C.每生成Imol氯氣，會有2moiNa+穿過交換膜

D.電解槽中應通入CO2作保護氣，產品氯氣可用鋼瓶存放

9.（2022?重慶巴蜀中學高三階段練習）我?；瘜W小組開發(fā)了一套以乙醇為原料制備

DDE(八、）的電解裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

O

A.催化電極的電勢：a>b

B.陽極電極反應式為Cz&OH+Crie=C2H5OCI+H+

C.電解后溶液的pH不變（忽略溶液體積和溫度變化）

D.整個裝置中，每產生ImolH。一共需要消耗ImolC2H50H

10.（2022?福建莆田?三模）一種電化學技術中固定CO2的反應途徑如圖所示，它實現(xiàn)了CO2的固定和儲

能靈活應用。儲能器件使用的Li-CO?電池的組成為釘基正極、飽和LiClO”和DMSO電解液以及鋰片負

極，CO?固定策略中總反應為CC）2=C+O2T。下列說法錯誤的是

2固定策略（不可逆過程）\

儲能系統(tǒng)（可逆過程）

A.CO2的固定中，負極每生成1.5mol氣體，可轉移3moi白

B.CO2通過儲能系統(tǒng)和CO2固定策略可轉化為固體產物

C.該裝置不僅減少了CO2的排放，還可將CO?作為可再生能源載體

D.儲能系統(tǒng)中，Li-COz電池放電時總反應為4Li+3co2=2Li2cO3+C

11.（2022?江西鷹潭.二模）2022年的北京冬奧會使用了液流電池做備用電源。液流電池具有儲能時間

長，安全穩(wěn)定的優(yōu)勢，電池中的電解液在正負極附近各自循環(huán)。電池的總反應為

2NaBr+(x-l)Na2Sx、蠹、Br?+xNa2sxi,其中x=2-4

下列說法正確的是

A.電池可用鐵做負極

B.放電時正極反應為xS3)-2e-=(x-l)S：x=2~4

C.電池充電時，轉移1mol電子，陰極附近增加2moi離子

D.電池的離子選擇膜可以用陽離子交換膜，也可用陰離子交換膜

12.(2022?湖南?湘鄉(xiāng)市東山學校高三期末)據(jù)2022年1月統(tǒng)計，我國光伏發(fā)電并網裝機容量突破3億千

瓦,連續(xù)七年穩(wěn)居全球首位。已知四甲基氫氧化錢KCH3)4NOH］常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化錢

［(CH3)4NC1］為原料，采用電滲析法合成［(CH3)4NOH］,工作原理如圖。下列說法正確的是

太陽光子、'

(CH3)4NC1NaCl

濃溶液稀溶液匚

itlIIIIII.ll

N型半導體

acde|b

(CH3)4NOH

濃溶液一P型半導體

電極

(CH3)4NOHNaOH

溶液工?,溶液光伏并網發(fā)電裝置

(CH3)4NC1稀溶液NaCl濃溶液

A.光伏并網發(fā)電裝置中N型半導體為正極

B.c為陽離子交換膜，d、e均為陰離子交換膜

C.保持電流恒定，升高溫度可加快合成四甲基氫氧化鏤的速率

D.制備182g四甲基氫氧化鏤，兩極共產生33.6L氣體(標準狀況)

13.(2022?遼寧?撫順市第二中學模擬預測)熱激活電池主要用于導彈、火箭以及應急電子儀器供電，是

一種電解質受熱熔融即可開始工作的電池。一種熱激活電池的結構如圖1所示。

KC1的物質的量分數(shù)

圖2

已知：①放電后的兩極產物分別為Li7Si3和LiMn2O4

②LiCl和KC1混合物的熔點與KC1物質的量分數(shù)的關系如圖2所示。

下列說法錯誤的是

A.放電時，Li+的移動方向：a極區(qū)—b極區(qū)

+

B.放電時，a極的電極反應：3Lii3Si4-lle-=4Li7Si3+llLi

C.調節(jié)混合物中KC1的物質的量分數(shù)可改變電池的啟動溫度

D.若放電前兩電極質量相等，轉移O.lmol電子后兩電極質量相差0.7g

14.（2022?山東濟南?模擬預測）氨是農業(yè)上“氮的固定”的必需原料，隨著世界人口的增長，氨的需求量在

不斷增大?？蒲腥藛T新發(fā)現(xiàn)以磷鹽作質子（H+）傳導體，以四氫吠喃（無色易揮發(fā)的液體）為電解劑，利用電

化學法將氮氣還原成氨的原理如圖所示。下列說法錯誤的是

M電極

A.M電極為陽極，電極反應式為H2-2e=2H+

B.（I）T（H）的變化中，磷原子的成鍵數(shù)目發(fā)生變化

C.圖示中最后一步反應為3Li+N2+3H+=3Li++2NH3

D.該方法制備氨氣所需的溫度低于傳統(tǒng)工業(yè)合成氨的溫度

15.（2022.湖南.洞口縣第一中學高三階段練習）我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘濱液流二次

電池，該電池在使用前要先進行充電，如圖為充電原理示意圖，澳離子與碘分子結合成為碘溟離子

bBr,可以增加電池容量。下列敘述不走頌的是

電源

務

人

貯

貯

Znl

液

姿

2液

BrZnBr

2器

器

一溶液

cd

ge

一陽離子通過膜4—

泵泵

A.充電時，a接外電源的正極，作陽極

B.充電時，b電極每增重0.65g,溶液中有0.02moir被氧化

C.充電時，a電極反應為LBr-+2e-=21+Br-

D.放電時，貯液器d內c(Zn?+)持續(xù)增大

二、非選擇題(本大題共7小題)

16.(2022?廣西?崇左高中高三階段練習)回答下列問題

(1)向某體積固定的密閉容器中加入0.3molA、O.lmolC和一定量(未知)的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反

應，各物質濃度隨時間變化如圖所示。已知在反應過程中混合氣體的平均相對分子質量沒有變化。請回

答：

①若ti=15,則to-h內反應速率u(C)=,A的轉化率為；

②寫出反應的化學方程式：

③B的起始的物質的量是mol；

(2)汽車尾氣中氮氧化合物、碳氧化合物的處理與利用是各國研究的熱點。

①NO生成過程的能量變化如圖所示。該條件下，ImolNz和ImolCh完全反應生成NO會(填

“吸收”或“釋放”)kJ的能量。

+放出能量

2x632kJ/mol

吸收能量吸收能量

946kJ/mol498kJ/mol

N,（g）+O,（g尸2N0（g）的能量變化示意圖

②用電化學氣敏傳感器測定汽車尾氣中CO含量，原理如圖，根據(jù)燃料電池的原理，推測B電極是該電

池的（填“正極”或"負極），A電極上的電極反應式為，

A電極

H2s。4溶液

B電極

17.（2022.吉林?撫松縣第六中學高三階段練習）下圖為化學能與電能相互轉化的裝置示意圖。

⑴在甲圖中，鋅極為極（填“正”或"負”），該極的電極反應式是;溶液中SO：向

極（填“鋅”或“石墨”）移動o

（2）在乙圖中，a和b均為惰性石墨電極，NaCl溶液中滴有酚酸。接通電源一段時間后，發(fā)現(xiàn)a極先變

紅。則電源的M極為極（填“正”或"負，'），乙裝置中反應的化學方程式是-假如電

路中有4mol電子通過，a電極理論上析出氣體的體積是L（標準狀況）。

18.（2022?浙江紹興?高三專題練習）電解法測定銅的相對原子質量的裝置如圖所示，調節(jié)電阻使電流穩(wěn)

定在0.15A,通電電解60min。取下銅片，水洗、醇洗后晾干，精確稱量如下：

電解前:銅a與銅b的質量分別15.6850g和15.1100g：

電解后：銅a與銅b的質量分別15.4950g和15.2885g。

已知：Imol電子的電量為96500C,電路中通過的總電量Q=It（t單位為秒）。

則測得的銅元素的相對原子質量為（計算結果保留3位有效數(shù)字），寫出簡要計算過程

19.（2022?四川成都?高三課時練習）鐵、鋁及其化合物在生產和生活中有著廣泛的應用。

（1）某研究性學習小組設計了如圖所示裝置探究鋼鐵的腐蝕與防護。

ri

Fe石墨

食鹽水食鹽水食鹽水

①②③

在相同條件下，三組裝置中鐵電極腐蝕最快的是（填裝置序號），該裝置中正極反應式為:

為防止金屬Fe被腐蝕，可以采用上述（填裝置序號）裝置原理進行防護；裝置③中的石墨電極為

極，F(xiàn)e電極的電極反應式為o

充電

（2）新型固體LiFePC\隔膜電池廣泛應用于電動汽車。電池反應為FePC^+Li就LiFePO*電解質為含Li+

的導電固體，且充、放電時電池內兩極間的隔膜只允許Li+自由通過而導電。該電池放電時Li+向

極移動（填“正”或"負”），負極反應為Li-e-=Li+,則正極反應式為

（3）鋼鐵生銹現(xiàn)象隨處可見，鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖所示：

：＜/NaCl溶液

①寫出該腐蝕過程中的電池反應方程式:

②將該裝置作簡單修改即可成為鋼鐵電化學防護的裝置，請在圖中虛線框內所示位置作出修改，并用箭

頭標出導線中電子流動方向=該防護方法名稱為o

③寫出修改后石墨電極的電極反應式：。

20.（2022.福建省將樂縣第一中學高三階段練習）回答下列問題：

（1）圖中X為電源，Y為浸透滴有酚髓試液的飽和食鹽水的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnCU溶液，通電

后Y中央的紫紅色斑向d端擴散。

X

-kah04-

AgNO、溶液

①Y中總反應的化學方程式為—,濾紙上c點附近會變—色。

②電解一段時間后，Z產生280mL的氣體（標準狀況下），止匕時Z中溶液的體積為500mL,假設溶液中還

有AgNCh存在，則溶液中氫離子的物質的量是一，需加入—g的_（填化學式）可使溶液復原。

（2）用惰性電極電解200mL一定濃度的硫酸銅溶液，實驗裝置如圖甲所示，電解過程中的實驗數(shù)據(jù)如圖乙

所示，橫坐標表示電解過程中轉移電子的物質的量，縱坐標表示電解過程中產生氣體的總體積（標準狀

況）。

①OQ段電解過程中生成。2的物質的量是一o

②下列說法不正確的是―（填字母）。

A.電解過程中，a電極表面先有紅色物質析出，后有氣泡產生

B.b電極上發(fā)生的電極反應式為40HMe0H2O+O2T

C.OP段表示H2和02混合氣體的體積變化

D.從P點到Q點時收集到的氣體為H2和02

21.(2022?福建省將樂縣第一中學高三階段練習)某公司開發(fā)了一種以甲醇為原料，以KOH為電解質的

用于手機的可充電的高效燃料電池，充一次電可連續(xù)使用一個月。其中B電極的電極材料為碳，如圖是

一個電化學過程的示意圖。請?zhí)羁眨?/p>

(1)充電時，原電池的負極與電源一極相連，B極的電極反應式為A極的電極反應式為

(2)放電時，負極的電極反應式為一。

⑶在此過程中若完全反應，乙池中A極的質量增加648g,則甲池中理論上消耗02—L(標準狀況下)。

(4)若在常溫常壓下，IgCH30H⑴燃燒生成CCh和液態(tài)H2O時放熱22.68kJ,表示甲醇燃燒熱的熱化學方

程式為一。

22.(2022?河南鄭州?高三階段練習)工業(yè)上常用電化學法處理含CrQ：的酸性廢水，裝置如圖所示。

*百欣山薪+

4????????????J

鐵

稀硫酸質子交換膜廢水

請回答下列問題：

⑴石墨為(填“陰極”或“陽極”)。

(2)處理Crz。：的離子方程式為o

(3)寫出陰極反應式：。

(4)一段時間后，石墨極電解質溶液的pH會(填字母)。

A.升高B.降低C.基本不變

(5)石墨極和鐵極能否互換？(填“能”或“否”)。