專題06-化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化-(測(cè))-解析版

專題06化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化1．（2021·吉林省高三模擬）科學(xué)家研制出一種高性能水系酸堿雙液鋅—溴二次電池，其總反應(yīng)為：Zn+2OH?+ZnO+H2O+3Br?，中間的雙極性膜(BPM)能隔開(kāi)酸堿雙液且能允許K+通過(guò)，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，K+向鋅極電極遷移B．放電時(shí)，鋅電極的電勢(shì)高于石墨電極C．充電時(shí)，陰極室的pH增大D．充電時(shí)，石墨電極發(fā)生反應(yīng)：-2e?=3Br-【答案】C【解析】根據(jù)圖像信息，放電時(shí)，石墨電極上，+2e?=3Br-，石墨為正極，鋅電極上，Zn-2e?+2OH?=ZnO+H2O，鋅為負(fù)極，故充電時(shí)，石墨連接外接電源正極，石墨為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為3Br--2e?=，鋅與外接電源負(fù)極相連，鋅為陰極，電極反應(yīng)為ZnO+2e?+H2O=Zn+2OH?，由此分析各選項(xiàng)。放電時(shí)，石墨為正極，陽(yáng)離子向正極遷移，故A不正確；放電時(shí)，為原電池，正極電勢(shì)高于負(fù)極，故石墨電勢(shì)高于鋅電極，故B不正確；充電時(shí)，陰極為鋅，電極反應(yīng)為：ZnO+2e?+H2O=Zn+2OH?，陰極區(qū)堿性增強(qiáng)，pH增大，故C正確；充電時(shí)，石墨為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為3Br--2e?=，故D不正確；故答案為C。2．（2021·河北邯鄲高三模擬）某同學(xué)模擬交警檢測(cè)醉駕司機(jī)酒精含量的原理設(shè)計(jì)了如下酸性燃料電池裝置。下列說(shuō)法正確的是()A．正極上發(fā)生反應(yīng)是B．由電極右側(cè)區(qū)遷移至左側(cè)區(qū)C．理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下時(shí)，生成醋酸D．電池的總反應(yīng)為【答案】D【解析】由題給示意圖可知，左側(cè)鉑電極為酸性燃料電池裝置的負(fù)極，酸性條件下，乙醇在負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙酸，電極反應(yīng)式為，右側(cè)鉑電極是正極，酸性條件下，氧氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為，電池的總反應(yīng)為。由分析可知，正極上是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為，故A錯(cuò)誤；燃料電池工作時(shí)，由負(fù)極區(qū)(左側(cè)區(qū))遷移至正極區(qū)(右側(cè)區(qū))，故B錯(cuò)誤；燃料電池工作時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗氧氣，由得失電子數(shù)目守恒可得醋酸的質(zhì)量為=0.6g，故C錯(cuò)誤；由分析可知，電池的總反應(yīng)為，故D正確；故選D。3．（2021·上海浦東新區(qū)高三模擬）用如圖裝置探究金屬的腐蝕原理。有關(guān)說(shuō)法正確的是A．K打開(kāi)時(shí)，生鐵越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B．K打開(kāi)時(shí)，生鐵的腐蝕速率比K閉合時(shí)慢C．K閉合時(shí)，鋅作陰極保護(hù)生鐵D．K閉合時(shí)，生鐵上的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-【答案】D【解析】K打開(kāi)時(shí)，生鐵發(fā)生吸氧腐蝕；K閉合時(shí)，由于鋅比鐵活潑，鋅為負(fù)極，生鐵被保護(hù)，據(jù)此分析判斷。K打開(kāi)時(shí)，生鐵發(fā)生吸氧腐蝕，接觸空氣又接觸水的部位腐蝕最嚴(yán)重，越靠近底端，氧氣的含量越少，越不易被腐蝕，故A錯(cuò)誤；K打開(kāi)時(shí)，生鐵發(fā)生吸氧腐蝕；K閉合時(shí)，由于鋅比鐵活潑，鋅為負(fù)極，生鐵被保護(hù)，即K打開(kāi)時(shí)，生鐵的腐蝕速率比K閉合時(shí)快，故B錯(cuò)誤；K閉合時(shí)，由于鋅比鐵活潑，鋅為負(fù)極，生鐵為正極，被保護(hù)，該方法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，故C錯(cuò)誤；K閉合時(shí)，生鐵為正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-→4OH-，故D正確；故選D。4．（2021·重慶高三模擬）合成氨是催化界的經(jīng)典反應(yīng)，數(shù)次諾貝爾獎(jiǎng)的獲得，說(shuō)明其從工業(yè)應(yīng)用到機(jī)理認(rèn)識(shí)都有著重要意義。當(dāng)前，利用電化學(xué)手段進(jìn)行氨的合成是人類化學(xué)控制合成的新目標(biāo)，一種電化學(xué)合成氨的裝置(惰性電極)示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．電極連接電源的負(fù)極B．電極的電極反應(yīng)式為：C．當(dāng)有生成時(shí)，理論上產(chǎn)生D．電流從極經(jīng)共熔物到極，再經(jīng)電源流回極【答案】B【解析】由圖可知，該裝置為電解池裝置，a電極為電解池的陽(yáng)極，在共熔物作用下水蒸氣在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，b電極為陰極，氮?dú)庠陉帢O上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣。由分析可知，a電極為電解池的陽(yáng)極，與電源的正極相連，故A錯(cuò)誤；由分析可知，b電極為陰極，氮?dú)庠陉帢O上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣，電極反應(yīng)式為，故B正確；未注明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無(wú)法計(jì)算1mol氨氣生成時(shí)生成氧氣的體積，故C錯(cuò)誤；由電解原理可知，電流從b極流向電源，再經(jīng)電源流回a極，故D錯(cuò)誤；故選B。5．（2021·山東德州高三模擬）我國(guó)科研工作者研制出基于(聚丙烯酸鈉)電解質(zhì)的空氣可充電電池，該電池具有高容量和超長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性。是一種超強(qiáng)吸水聚合物，可吸收大量和溶液作為水和離子含量調(diào)節(jié)劑形成水凝膠電解質(zhì)，示意圖如圖。已知：。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．是一種有機(jī)高分子聚合物，在水溶液中不會(huì)發(fā)生電離B．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為C．充電時(shí)，陰極附近pH增大，陽(yáng)極附近pH減小D．充電時(shí)，電路中通過(guò)0.4mol電子時(shí)，有2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)生成【答案】A【解析】PANa為有機(jī)物鈉鹽，在水溶液中電離出聚丙烯酸根離子和Na＋，A錯(cuò)誤；放電時(shí)負(fù)極鋅失去電子后結(jié)合OH－生成，負(fù)極反應(yīng)式為，B正確；充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為＋2e－=Zn＋4OH－，陰極附近OH－濃度增大，pH增大，陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，陽(yáng)極附近OH－濃度減小，pH減小，C正確；充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，電路中通過(guò)0.4mol電子時(shí)，有0.1molO2生成，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L，D正確；故答案為A。6．（2021·山西臨汾高三模擬）電池可作為無(wú)人水下航行器動(dòng)力電池，已知是一種弱酸，在強(qiáng)堿性溶液中以形式存在。現(xiàn)以為電源(如甲池所示)，電池總反應(yīng)為，處理有機(jī)質(zhì)廢水(如乙池所示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A．電池工作時(shí)，電子流動(dòng)路徑：電極→導(dǎo)線→電極，電極→導(dǎo)線→電極B．電極的電極反應(yīng)式為C．乙池工作時(shí)，質(zhì)子將從電極室移向電極室D．若電極上轉(zhuǎn)化，則甲池中溶解【答案】A【解析】根據(jù)題干信息結(jié)合原電池與電解池的原理可知，甲池是原電池，Al電極為負(fù)極，b電極為正極，乙池是電解池，B電極二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷，C元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，則為電解池的陰極，與電源的負(fù)極相連，A電極為陽(yáng)極，與電源的正極相連，其電解反應(yīng)或物質(zhì)轉(zhuǎn)化如下：甲池(原電池)乙池(電解池)電極電極反應(yīng)電極電極反應(yīng)(或物質(zhì)轉(zhuǎn)化)正極陽(yáng)極有機(jī)質(zhì)發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成二氧化碳負(fù)極陰極電子流動(dòng)的路徑為：電源負(fù)極→導(dǎo)線→電解池的陰極，電解池的陽(yáng)極→導(dǎo)線→電源正極，即電極→導(dǎo)線→電極，A電極→導(dǎo)線→b電極，A錯(cuò)誤；由上述分析可知，電極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為，B正確；在電解池里，通常情況下，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即質(zhì)子將從A電極室移向B電極室，C正確；若電極上轉(zhuǎn)化，說(shuō)明電路中有e-轉(zhuǎn)移，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒可知，甲池中溶解Al，D正確；答案選A。7．（2021·黑龍江哈爾濱市六中高三模擬）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆Zn—CO2電池，電池工作時(shí)，復(fù)合膜(由a、b膜復(fù)合而成)層間的H2O解離成H＋和OH-，在外加電場(chǎng)中可透過(guò)相應(yīng)的離子膜定向移動(dòng)。當(dāng)閉合K1時(shí)，Zn—CO2電池工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．閉合K1時(shí)，H＋通過(guò)a膜向Pd電極方向移動(dòng)B．閉合K1時(shí)，Zn表面的電極反應(yīng)式為Zn＋4OH--2e-=Zn(OH)C．閉合K2時(shí)，Zn電極與直流電源正極相連D．閉合K2時(shí)，在Pd電極上有CO2生成【答案】C【解析】閉合K1時(shí)，形成原電池，鋅為負(fù)極，Pd電極是正極，氫離子是陽(yáng)離子，向正極移動(dòng)，故A不選；閉合K1時(shí)，形成原電池，鋅為負(fù)極，Zn表面的電極反應(yīng)式為Zn＋4OH--2e-=Zn(OH)，符合原電池原理，電荷守恒，原子守恒，故B不選；閉合K2時(shí)，形成電解池，Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)做陰極，應(yīng)與直流電源負(fù)極相連，C選；閉合K2時(shí)，Pd電極是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化生成CO2，故D不選；故選C。8．（2021·湖南株洲市高三模擬）一種由聚偏氟乙烯–六氟丙烯共聚物為主的準(zhǔn)固態(tài)聚合物電解質(zhì)(QPE)制備的Na-O2電池結(jié)構(gòu)如圖所示，QPE中的F-C鏈有利于Na+的轉(zhuǎn)移。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A．該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為：O2+e–+Na+=NaO2B．負(fù)極質(zhì)量每減少23g，需要消耗O2的體積為22.4LC．偏氟乙烯與六氟丙烯互為同系物D．該電池充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)物為O2【答案】A【解析】由電池的總反應(yīng)式可知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為：Na-e–=Na+，正極反應(yīng)式為：O2+e–+Na+=NaO2，充電時(shí)陰極反應(yīng)式為Na++e–=Na，陽(yáng)極反應(yīng)式為NaO2-e–=O2↑+Na+。該原電池中的電解質(zhì)是由聚偏氟乙烯–六氟丙烯共聚物為主的準(zhǔn)固態(tài)聚合物電解質(zhì)，由總反應(yīng)式可知，該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為：O2+e–+Na+=NaO2，故A正確；未說(shuō)明氧氣所處的狀態(tài)，無(wú)法計(jì)算消耗O2的體積，故B錯(cuò)誤；偏氟乙烯與六氟丙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為CH2=CF2、CF3-CF=CF2，二者的分子組成上不是相差“CH2”原子團(tuán)，二者不互為同系物，故C錯(cuò)誤；該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為：O2+e–+Na+=NaO2，則該電池充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為：NaO2-e–=O2↑+Na+，陽(yáng)極反應(yīng)物為NaO2，故D錯(cuò)誤；答案選A。9．（2021·福建漳州市高三模擬）我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)成功研究出高比能量、低成本的鈉離子二次電池，其工作原理如圖所示。已知電池反應(yīng)：Na1-xMnO2+NaxCnNaMnO2+nC。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電池放電過(guò)程中，NaMnO2/Al上的電勢(shì)高于石墨烯/Al上的電勢(shì)B．電池放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2C．電池充電時(shí)，外接電源的負(fù)極連接NaMnO2/Al電極D．電池充電時(shí)，Na+由NaMnO2/Al電極移向石墨烯/Al電極【答案】C【解析】放電過(guò)程總反應(yīng)式為：Na1-xMnO2+NaxCn=nC+NaMnO2，由圖示信息知，負(fù)極反應(yīng)為NaxCn--xe-=nC+xNa+、正極反應(yīng)為Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2，則負(fù)極是石墨烯/Al，正極為NaMnO2/Al，則充電時(shí)石墨烯/Al發(fā)生還原反應(yīng)為陰極，NaMnO2/Al發(fā)生氧化反應(yīng)為陽(yáng)極。電池放電過(guò)程中，負(fù)極是石墨烯/Al，正極為NaMnO2/Al，則NaMnO2/Al上的電勢(shì)高于石墨烯/Al上的電勢(shì)，A正確；電池放電時(shí)，正極上鈉離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為：Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2，B正確；電池充電時(shí)，外接電源的負(fù)極連接陰極即石墨烯/Al電解，而外接電源的正極連接陽(yáng)極即NaMnO2/Al電極，C錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，Na+由陽(yáng)極移向陰極，即由NaMnO2/Al電極移向石墨烯/Al電極，D正確；答案選C。10．（2021·福建漳州市高三模擬）含氰化物的廢液亂倒或與酸混合，均易生成有劇毒且易揮發(fā)的氰化氫。工業(yè)上常采用堿性氯化法來(lái)處理高濃度氰化物污水，發(fā)生的主要反應(yīng)為：CN-+OH-+Cl2—CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)。NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說(shuō)法正確的是A．Cl2是氧化劑，CO2和N2是氧化產(chǎn)物B．上述離子方程式配平后，氧化劑、還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2∶5C．若有5NA個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，生成CO2的體積為22.4LD．若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則CN-在正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)【答案】A【解析】在反應(yīng)CN-+OH-+Cl2→CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)中，Cl元素化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，C元素化合價(jià)由+2價(jià)升高為+4價(jià)，N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高為0價(jià)，可知Cl2是氧化劑，CO2和N2是氧化產(chǎn)物，A正確；由A分析可知，反應(yīng)方程式為2CN-+8OH-+5Cl2=2CO2+N2+10Cl-+4H2O，反應(yīng)中是CN-是還原劑，Cl2是氧化劑，氧化劑與還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為5∶2，B錯(cuò)誤；由化學(xué)方程式知：若有1mol

CN-發(fā)生反應(yīng)，則有[(4-2)+(3-0)]NA=5NA電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，但不知道氣體是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，故不能求算生成CO2的體積，C錯(cuò)誤；C元素化合價(jià)由+2價(jià)升高為+4價(jià)，N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高為0價(jià)，則若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則CN-在負(fù)極區(qū)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，D錯(cuò)誤；答案選A。11．（2021·四川達(dá)州市高三模擬）二氧化氯是一種新型消毒劑，以氯酸鈉為原料采用電解法制備二氧化氯裝置如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．電極B的材料是石墨B．陰極區(qū)部分C1O2循環(huán)反應(yīng)C．產(chǎn)生C1O2的反應(yīng)式為C1O+C1O+2H+=2C1O2↑+H2OD．電解后陽(yáng)極區(qū)溶液pH增大【答案】D【解析】由電解法制備二氧化氯的示意圖可知，A電極為電解池的陰極，C1O2在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成C1O，酸性條件下，生成的C1O與溶液中C1O發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成C1O2，B電極為陽(yáng)極，溶液中的水在陽(yáng)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣。B電極為陽(yáng)極，由陽(yáng)極上水失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)可知，該電極為石墨惰性電極，故A正確；C1O2在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成C1O，C1O又與溶液中C1O發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成C1O2，則陰極區(qū)部分C1O2循環(huán)反應(yīng)，故B正確；酸性條件下，生成的C1O與溶液中C1O發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成C1O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C1O+C1O+2H+=2C1O2↑+H2O，故C正確；溶液中的水在陽(yáng)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)式為2H2O—4e—=O2↑+4H+，放電時(shí)由氫離子生成，則陽(yáng)極區(qū)溶液pH減小，故D錯(cuò)誤；故選D。12．（2021·四川樂(lè)山市高三模擬）海水中鋰資源非常豐富，但是海水中的鋰濃度低，很難被提取出來(lái)。我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)下，利用選擇性固體陶瓷膜電解海水提取金屬鋰的裝置(示意圖如圖)，該裝置工作時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是A．工作時(shí)，銅箔作陰極B．催化電極上的電極反應(yīng)式：2Cl--2e-=Cl2↑C．選擇性固體陶瓷膜允許H2O通過(guò)D．該裝置主要涉及的能量變化：太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能【答案】C【解析】根據(jù)圖示可知電子流入銅電極，Li+在Cu電極上得到電子被還原為L(zhǎng)i單質(zhì)。在電解池中，電子流入的電極為陰極，故銅電極為陰極，A正確；在催化電極上，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)圖示可知是海水中的Cl-失去電子被氧化為Cl2，故該電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑，B正確；在固體陶瓷膜上部區(qū)域是有機(jī)電解質(zhì)，下部區(qū)域?yàn)楹Ｋ?，有機(jī)物與海水互不相溶，因此該選擇性固體陶瓷膜不允許H2O通過(guò)，只允許Li+通過(guò)，C錯(cuò)誤；根據(jù)圖示可知：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后利用太陽(yáng)能電解海水提取金屬鋰，實(shí)現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，因此該裝置主要涉及的能量變化：太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能，D正確；故合理選項(xiàng)是C。13．（2021·四川成都市高三模擬）聚乙烯具有廣泛用途，可由乙烯為基本原料制備?？茖W(xué)家構(gòu)想用太陽(yáng)能電池作電源電解CH4和CO2制得乙烯，原理如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該裝置實(shí)現(xiàn)了光能→電能→化學(xué)能的轉(zhuǎn)化B．電極A的反應(yīng)為：2CH4-4e-+2O2-=C2H4+2H2OC．催化活性電極B可防止產(chǎn)生炭堵塞電極D．固體電解質(zhì)將A極產(chǎn)生的O2-傳導(dǎo)到B極【答案】D【解析】太陽(yáng)能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，電解池又將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A正確；圖中電子由右側(cè)流出，左側(cè)流入，則左側(cè)為電源的負(fù)極，右側(cè)為電源的正極，電極A為陽(yáng)極，CH4失去電子變成C2H4，其電極反應(yīng)式為，故B正確；催化活性電極B可防止產(chǎn)生炭堵塞電極，因?yàn)殡姌OB上CO2得到電子，發(fā)生，還有有副反應(yīng)：，有炭產(chǎn)生，故C正確；O2-屬于陰離子，向陽(yáng)極移動(dòng)，即B極產(chǎn)生的O2-傳導(dǎo)到A極，故D錯(cuò)誤；故選D。14．（2021·四川石室中學(xué)高三模擬）電化學(xué)溶解—沉淀法是一種回收利用H2S的新方法，其工藝原理如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是已知：Zn與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都能反應(yīng)生成H2；Zn2+在過(guò)量的強(qiáng)堿溶液中以[Zn(OH)4]2-形式存在。A．鋅棒連接直流電源的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)器中反應(yīng)的離子方程式為H2S+[Zn(OH)4]2-=ZnS↓+2H2O+2OH-C．電解槽中，沒(méi)接通電源時(shí)已經(jīng)有H2產(chǎn)生D．理論上氣液分離器每分離出22.4LH2可處理含1molH2S的廢氣【答案】D【解析】由圖可知，若想通過(guò)Zn吸收H2S，需將Zn變成Zn2+，通過(guò)反應(yīng)生成ZnS沉淀。此時(shí)在電解池中Zn電極一定為陽(yáng)極，與電源正極相連，電極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，陰極為水中氫離子得電子反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-。反應(yīng)器中電解生成的[Zn(OH)4]2-與H2S反應(yīng)生成ZnS，反應(yīng)的離子方程式為H2S+[Zn(OH)4]2-=ZnS↓+2H2O+2OH-。根據(jù)已知信息，Zn可以在強(qiáng)堿中發(fā)生反應(yīng)生成H2，離子方程式為Zn+2OH-+2H2O=[Zn(OH)4]2-+H2↑，據(jù)此分析解答。根據(jù)以上分析，在電解池中鋅棒為陽(yáng)極，連接直流電源的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；反應(yīng)器中電解生成的[Zn(OH)4]2-與H2S反應(yīng)生成ZnS，離子方程式為H2S+[Zn(OH)4]2-=ZnS↓+2H2O+2OH-，故B正確；電解槽中，沒(méi)接通電源時(shí)，Zn就可以在強(qiáng)堿中發(fā)生反應(yīng)生成H2，故C正確；根據(jù)得失電子守恒，每生成1molH2，便生成1mol[Zn(OH)4]2-，可與1molH2S反應(yīng)，但沒(méi)指明是在標(biāo)況下，所以理論上氣液分離器每分離出22.4LH2可處理H2S不一定是1mol，故D錯(cuò)誤；答案選D。15．（2021·浙江衢州市高三模擬）在通電條件下，用如圖所示裝置由乙二醛制備乙二酸，其制備反應(yīng)原理為：OHC—CHO+2Cl2+2H2O→HOOC—COOH+4HCl。下列說(shuō)法正確的是()A．鹽酸起提供Cl-和增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性的作用B．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．a(chǎn)極為負(fù)極，Pt1電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，理論上每得到1mol乙二酸，將有2molH+從右室遷移到左室【答案】A【解析】根據(jù)電解池原理，乙二醛發(fā)生氧化反應(yīng)，Pt2電極為陽(yáng)極，則a端為負(fù)極，Pt1電極發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極。鹽酸起提供Cl-和增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性的作用，A正確；該裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B錯(cuò)誤；根據(jù)電解池原理，a極為負(fù)極，Pt1電極反應(yīng)為：Cl2+2e-=2Cl-，C錯(cuò)誤；該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，根據(jù)反應(yīng)方程式OHC—CHO+2Cl2+2H2O→HOOC—COOH+4HCl，陽(yáng)離子與電子移動(dòng)方向相同，理論上每得到1mol乙二酸，將有4molH+從右室遷移到左室，D錯(cuò)誤。答案為A。16．（2021·北京順義區(qū)高三模擬）氮氧化物()的任意排放會(huì)造成酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染問(wèn)題，有效處理氮氧化物目前已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的研究課題。(1)請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)解釋汽車尾氣中產(chǎn)生的主要原因：_______。(2)在工業(yè)上有多種方法處理氮氧化物()：Ⅰ.堿液吸收法：利用石灰乳吸收氮氧化物()，既能改善大氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的，其部分工藝流程如下：①上述工藝中采用氣~液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底進(jìn)入，石灰乳從吸收塔頂噴淋)，其目的是_______。②生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中，會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是，其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。Ⅱ.還原劑還原法：新型催化劑M能催化氨氣與反應(yīng)生成。已知：③寫(xiě)出還原的熱化學(xué)方程式：____________________________。④將一定比例的、和的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)。相同時(shí)間內(nèi)，的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如下圖所示：在50~150℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，的去除率上升的原因可能是(至少寫(xiě)兩點(diǎn))：_____________________。Ⅲ.電化學(xué)法：⑤利用反應(yīng)構(gòu)成電池，能實(shí)現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，裝置如下圖所示：寫(xiě)出電極B的電極反應(yīng)式：____________________________。【答案】(1)(2)使尾氣中NO、NO2與石灰乳充分接觸，NO、NO2被充分吸收在該溫度范圍內(nèi)，催化劑的活性大，故反應(yīng)速率大，則相同時(shí)間內(nèi)，的去除率增大【解析】(1)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃油燃燒產(chǎn)生高溫，高溫下氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成，化學(xué)方程式為：。(2)Ⅰ.①上述工藝中采用氣~液逆流接觸吸收的目的是：使尾氣中NO、NO2與石灰乳充分接觸，NO、NO2被充分吸收。②生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中，會(huì)發(fā)生分解，則反應(yīng)物為亞硝酸根離子和氫離子，產(chǎn)物是、硝酸根離子和水，根據(jù)氧化還原方程式書(shū)寫(xiě)規(guī)則，還生成硝酸根和水，反應(yīng)的離子方程式為。Ⅱ.③已知：反應(yīng)A:，反應(yīng)B：，按蓋斯定律，反應(yīng)A-3×反應(yīng)B得到還原熱化學(xué)方程式：。④將一定比例的、和的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)。反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，脫氮率決定于速率，溫度越高速率越快，所以脫氮率增大，在50~150℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，的去除率上升的原因可能是：溫度升高，反應(yīng)速率增大，故相同時(shí)間內(nèi)，的去除率增大；在該溫度范圍內(nèi)，催化劑的活性大，故反應(yīng)速率增大。Ⅲ.⑤由圖知：B極通入的是NO2，由方程式可知NO2在B極得電子被還原生成氮?dú)?，在氫氧化鈉溶液作電解質(zhì)溶液的條件下，發(fā)生的電極反應(yīng)為。17．（2021·四川成都市高三模擬）氮氧化物和硫氧化物污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問(wèn)題，但只要合理利用也是重要的資源。(1)NH3還原法可將NO還原為N2進(jìn)行脫除。已知：①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)ΔH1=-1530kJ·mol-1；②N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH2=+180kJ·mol-1.寫(xiě)出NH3還原NO的熱化學(xué)方程式：_______________________。(2)亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中的重要試劑。它可由Cl2和NO在通常條件下反應(yīng)制得，反應(yīng)方程式為2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)ΔH<0.在一個(gè)2L的恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在溫度分別為T1、T2時(shí)測(cè)得NO的物質(zhì)的量(單位：mol)與時(shí)間的關(guān)系如下表所示：t/min溫度/℃05813T121.51.31.0T221.151.01.0①T1_______T2(填“>”、“<”或“=”)。②溫度為T1°C時(shí)，0~5minNOCl的平均反應(yīng)速率為_(kāi)__________mol·L-1·min-1.③溫度為T2°C時(shí)，在相同容器中，充入4molNO(g)和2molCl2(g)，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率_______50%(填“>”、“<”或“=”)。④溫度為T2°C時(shí)，起始時(shí)容器內(nèi)的總壓強(qiáng)為P0，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp_______________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(3)用石灰乳與NaClO3的混合物吸收SO2和NO可得到CaSO4和Ca(NO3)2，NaClO3濃度變化對(duì)SO2和NO吸收率影響如圖所示，NaClO3濃度變化對(duì)SO2吸收率影響比NO吸收率影響小的原因是_________________。(4)利用電化學(xué)原理，將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池，模擬工業(yè)電解法來(lái)精煉銀，裝置如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：①甲池工作時(shí)，NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y，Y是N2O5，可循環(huán)使用，則正極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為：______________________________________。②若石墨I(xiàn)消耗4.6gNO2，已知該電解池的電解效率為80%，則乙中陰極得到Ag的質(zhì)量為_(kāi)______________(通過(guò)一定電量時(shí)陰極上實(shí)際沉積的金屬質(zhì)量與通過(guò)相同電量時(shí)理論上應(yīng)沉積的金屬質(zhì)量之比叫電解效率