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文檔簡介
2021屆新高考108所名校化學押題考點
押題精選06電化學及其應(yīng)用
1.榮獲2019年諾貝爾化學獎的吉野彰是最早開發(fā)具有商業(yè)價值鋰離子電池的日本科學家,他設(shè)計的可充
電電池的工作原理示意圖如圖所示。該可充電電池的放電反應(yīng)為LixCn+Li(i-x)CoO2=LiCoO2+nC(x<1),NA
表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是
A.該電池用于電動汽車可有效減少光化學煙霧污染
B.充電時,Li+由A極移向B極
C.充電時,陽極反應(yīng)為LiCoO2—xe=Liu、)CoO2+xLi+
D.若初始兩電極質(zhì)量相等,當轉(zhuǎn)移2必個電子時,兩電極質(zhì)量差為28g
【答案】B
【詳解】
A.汽車燃燒汽油等化石燃料,排放的汽車尾氣含氮的氧化物,大量氮氧化物排放到空氣中,產(chǎn)生光化學
煙霧,電動汽車可的效減少汽車尾氣,從而減少光化學煙霧污染,故A正確;
B.放電時為原電池,據(jù)圖可知A為負極,B為正極,充電時為電解池,則A為陰極,B為陽極,電解池
中陽離子流向陰極,所以Li+由B極移向A極,故B錯誤;
C.可充電電池的放電反應(yīng)為LixCn+Li(i-x)CoO2=LiCoO2+nC,則放電時正極反應(yīng)為
+
Li(l-x)CoO2+xLi+xe=LiCoO2,充電時,原電池的正極即為電解池的陽極,反應(yīng)逆轉(zhuǎn),則反應(yīng)為
LiCoO2-xe=Li(i-x)CoO2+xLi+,故C正確:
D.若初始兩電極質(zhì)量相等,當轉(zhuǎn)移2NA個電子時,負極減少2moiLi,其質(zhì)量為14g,正極有2moiLi+遷入,
其質(zhì)量為14g,兩電極質(zhì)量差為28g,故D正確:
綜上所述答案為B。
2.采用曝氣一電解生物浮床法,可將河道水體中的NH:、HzPO;等離子轉(zhuǎn)化為MgHPO?、Mg3(PC>4)2等
沉淀,以實現(xiàn)水體高營養(yǎng)化治理,原理如圖。通電一段時間后,生物質(zhì)碳中發(fā)現(xiàn)大量塊狀白色沉淀。下列
說法錯誤的是()
A.電解過程中,NH:向石墨電極區(qū)遷移
B.陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為Mg-2e=Mg2+
C.電解過程中,水體的pH將會降低
D.當電路中通過1mole時,理論上陰極產(chǎn)生11.2L(標準狀況)氣體
【答案】C
【解析】
【分析】
鎂鋁合金是陽極,電極反應(yīng)為Mg-2e=M『+,石墨是陰極,陰極反應(yīng)為2H2O+2e=2OH+H2T,由此分析。
【詳解】
A.電解過程中,鎂鋁合金是陽極,石墨是陰極,陽離子向陰極移動,NH;向石墨電極區(qū)遷移,故A正確:
B.陽極發(fā)生氧化反應(yīng),主要電極反應(yīng)為Mg-2c=Mg2,故B正確;
C.電解過程中,陰極反應(yīng)為2H2O+2e—=2014一+a3水體的pH將會升高,故C錯誤;
D.當電路中通過Imole時,根據(jù)2H2O+2e-=2OK+H2f生成0.5mol氣體,理論上陰極產(chǎn)生11.2L(標準
狀況汽體,故D正確;故選C。
3.研究發(fā)現(xiàn),1100。(2時,加入合適的熔鹽電解質(zhì)可直接電解SiCh,電解原理為SiCh曾Si+ChJ利用下
圖裝置電解SiS(加熱裝置略去),得到的Si直接進入鋅鎂合金形成硅鋅鎂合金,再通過真空蒸儲除去鋅鎂
得到高純硅。下列說法不正確的是()
出氣口xY通氣氣
:寸才日
A.X極接正極
B.通入氮氣的目的是防止高溫時氧氣氧化石墨電極
C.陽極反應(yīng)為2O"4e-=O2f
D.當電路中通過0.4mol電子時,合金質(zhì)量增加2.8g
【答案】A
【解析】
A.電解SiCh得到的Si直接進入鋅鎂合金形成硅鋅鎂合金,同時為防止與石墨生煙作陽極使與之接觸的合
金放電,X極應(yīng)接電源的負極,Y極應(yīng)接電源的正極,故A錯誤;
B.在陽極2O"4e-=O2T,產(chǎn)生氧氣,防止高溫時氧氣氧化石墨電極,在陽極通入鼠氣,故B正確;
C.陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),陽極電極反應(yīng)為2O"4e-=O23故C正確;
D.由陰極的電極反應(yīng)Si,++4e-=Si可知,當電路中通過0.4mol電子時,產(chǎn)生O.lmolSi,即合金質(zhì)量增加
2.8g,故D正確:答案為A。
4.重銘酸鉀是工業(yè)合成的常用氧化劑和催化劑,如圖所示的微生物電池,能利用KaCnCh實現(xiàn)對含苯酚(或
醛類)廢水的有效處理,該電池工作一段時間后,中間室內(nèi)的NaCl溶液濃度減小,則下列敘述正確的是
A.a電極為負極,電子從a電極經(jīng)過中間室到達b電極
B.M為陽離子交換膜,電解過程中中閭室內(nèi)的n(NaCl)減小
+
C.史理含苯甲醛廢水時a電極反應(yīng)式為:C6H5cHO—32e+13H2O=7CO2+32H
D.當b電極消耗等物質(zhì)的量的KzCnCh時,a電極消耗的C6HsOH或C6HseHO的物質(zhì)的量之比為8:7
【答案】CD
【解析】
A.根據(jù)電池裝置圖可知,a極上苯酚或苯甲醛反應(yīng)生成CO2,碳元素化合價升高發(fā)生氧化反應(yīng),故a極為
負極,電子從a電極經(jīng)過導線到達b電極,A錯誤;
B.因陰離子向負極移動,陽離子向正極移動,為保證電解質(zhì)溶液導電的穩(wěn)定性,M應(yīng)為陰離子交換膜,中
間室內(nèi)的n(NaCl)減小,B錯誤;
c.處理含苯甲醛廢水時,苯甲醛中碳元素失電子化合價升高生成CO2,根據(jù)元素和電荷守恒,電極反應(yīng)式
+
為C6H5CHO-32e+13H2O=7CO2+32H,C正確;
D.b極上,CnCM-中鋁元素化合價降低生成Cr(OH)3,每消耗ImolKzSCh轉(zhuǎn)移6mol電子,當轉(zhuǎn)移6mol
電子E寸,根據(jù)電極反應(yīng)式C6H5OH-28e>lIH2O=6CO2+28H\C6H5cH0—32屋+13H2O7CS+32H+可知,
AA
消耗的的C6H50H或CHCHO的物質(zhì)的量之比為一:―=8:7,D正確;
652832
答案選CDo
5.用下圖所示裝置及試劑進行鐵的電化學腐蝕實驗探究,測定具支錐形瓶中壓強隨時間變化關(guān)系以及溶
解氧隨時間變化關(guān)系的曲線如下。
5
4.
4.0pH=2.0
3.
3.
Z5pH>4.0
pH=6.0
0
5
2.0......................................—'
0100200300400500
〃S
海解稅隨時間變化的曲線
下列說法不巧聊的是()
A.壓強增大主要是因為產(chǎn)生了H?
B.整個過程中,負極電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe"
C.pH=4.0時,不發(fā)生析氫腐蝕,只發(fā)生吸氧腐蝕
D.pH=2.0時,正極電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2T和。2+4。一+4H+=2凡0
【答案】C
【分析】
Fe在酸性環(huán)境下會發(fā)生析氫腐蝕,產(chǎn)生氫氣;若介質(zhì)的酸性很弱或呈中性,并且有氯氣參與,此時Fe就
會發(fā)生吸氧腐蝕,吸收氧氣,以此解答。
【詳解】
A.pH=2的溶液酸性較強,因此錐形瓶中的Fe粉能發(fā)生析氫腐蝕;析氫腐蝕產(chǎn)生氫氣,因此錐形瓶內(nèi)壓
強增大,A項正確;
B.錐形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液構(gòu)成了原電池,F(xiàn)e粉作為原電池的負極,電極方程式為:
Fe-2e=Fe2+?故B項正確:
C.若pH=4時只發(fā)生吸氧腐蝕,那么錐形瓶中壓強會下降;而圖中pH=4時,錐形瓶中的壓強幾乎不變,
說明除了吸氧腐蝕,F(xiàn)e粉還發(fā)生了析氫腐蝕;消耗氧氣的同時產(chǎn)生氫氣,因此錐形瓶中的壓強幾乎不變,
故C項錯誤;
D.由圖可知,pH=2.0時,錐形瓶內(nèi)的溶解氧減少,說明有消耗氧氣的吸氧腐蝕發(fā)生;同時錐形瓶中的氣
壓增大,說明有產(chǎn)生氫氣的析氫腐蝕發(fā)生;因此正極反應(yīng)有:2H'+2仁=H2T和02+4e-+4H,=2H2O,
故D項正確;故選C。
6.雙離子電池是全新的高效、低成本儲能電池,如圖是新型鎂一鋰雙離子二次電池,該電池的工作原理
為xMg+xLi2so4+2LijFeP()4、然、xMgS0.1+2LiFeP0,1。下列關(guān)于該電池的說法正確的是
A.放電時,電子從Y電極經(jīng)過導線流向X電極
+
B.放電時,正極的電極反應(yīng)式:Li,_xFePO4+xLi+xe~=LiFePO4
C.充電時,外加電源的正極與X相連
D.充電時,導線上每通過1mole,左室溶液增加2moiLi+
【答案】B
【分析】
放電時,左邊鎂為負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+,右邊為正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),
+
反應(yīng)式為Lii-xFePO4+xLi+xe=LiFePO4,電解質(zhì)溶液中鋰離子透過鋰離子交換膜移向正極;
充電時,外加電源的正極與正極相連,陽極上LiFePCU失電子發(fā)生氧化反應(yīng),負極與負極相連,結(jié)合電子
轉(zhuǎn)移進行計算解答。
【詳解】
A.放電時左邊鎂為負極,電子由負極經(jīng)導線流向正極,即由X經(jīng)導線流向Y,故A錯誤;
B.右邊為正極、得電子、發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為LiiFePOq+xLi++xeJLiFePO-故B正確;
C.左邊鎂失電子、為負極,右邊電極上得電子、為正極,即X為負極接線柱、Y為正極接線柱,充電時,
外加電源的正極與電池正極相連,負極與電池負極相連,即外加電源的負極與X相連,故c錯誤:
D.充電時,導線上每通過1mole,左室得電子發(fā)生還原反應(yīng),為維持溶液中電荷守恒,右側(cè)將有ImolLi
一移向左室,故D錯誤;
故選:B。
7.區(qū)中為一種可以循環(huán)利用人體呼出的COz并提供6的裝置,總反應(yīng)方程式為2co2=2CO+O2。下列說
法正詢的是
太陽光離子交換膜
N型結(jié)
P-N結(jié)f?
帕極I
A.所用離子交換膜為陰離子交換膜,OH?通過離子交換膜遷向左室
B.陰極生成28gCO時,陽極有22.4L02(標準狀況)生成
C.反應(yīng)完畢,該裝置中電解質(zhì)溶液的堿性增強
D.陰極的電極反應(yīng)為CO2+H2O+2e-=CO+2OH-
【答案】D
【分析】
裝置實現(xiàn)“太陽能一電能一化學能”轉(zhuǎn)化,電能轉(zhuǎn)化為化學能,該裝置為電解裝置,總反應(yīng)為:2co2=2CO+O2,
陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成CO,陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2,由電子的定向移動可知X為陰極,Y為陽極,以
此解答該題。
【詳解】
A.圖中離子交換膜允許0H-通過,則該離子交換膜為陰離子交換膜,在離子交換膜右側(cè)的Y電極上0H-
失去電子變?yōu)?2,因此OH-通過離子交換膜遷向右室,A錯誤;
B.若陰極生成28gCO時,則產(chǎn)生CO的物質(zhì)的量是ImoL反應(yīng)轉(zhuǎn)移2moi電子,由于每反應(yīng)產(chǎn)生1mol
O2轉(zhuǎn)移4moi電子,根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,可知反應(yīng)產(chǎn)生02的物質(zhì)的量是0.5mol,其
在標準狀況下的體積是11.2L,B錯誤;
C.根據(jù)總反應(yīng)方程式:2co2=2CO+O2可知:反應(yīng)前后溶液的pH不變,溶液的堿性不會發(fā)生變化,C錯
誤;
D.在陰極上C02得到電子,與H2O結(jié)合產(chǎn)生CO和0H,故陰極的電極反應(yīng)為:CO2+H2O+2e=CO+2OH,
在陽極上OH?失去電子變?yōu)镺2,4OH-4e=2H2O+O2t,D正確;
故合理選項是D?
8.美國研究人員成功實現(xiàn)在常溫常壓下用氮氣和水生產(chǎn)氨,原理如下圖所示:下列說正確的是()
R極I1b極
電解^
溶液<
A.圖中能量轉(zhuǎn)化方式只有2種
B.H+向a極區(qū)移動
+
C.b極發(fā)生的電極反應(yīng)為:N2+6H+6e=2NH3
D.a極上每產(chǎn)生22.4LO2流過電極的電子數(shù)一定為4x6.02x1023
【答案】C
【分析】
從圖中可以看出,生成氧氣的一極為陽極,即a極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),其電極反應(yīng)為
+
2H2O-4e=4H+O2T:b極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式為N#6e+6H+=2NH3。
【詳解】
A.圖中裝置為電解池裝置,其能量轉(zhuǎn)化方式為電能轉(zhuǎn)化為化學能;該電源由太陽能和風能轉(zhuǎn)化而來,故
有3種能量轉(zhuǎn)化方式,故A錯誤;
B.電解池中陽離子向陰極移動,故H+向b極移動,故B錯誤;
C.b極為陰極,氮氣得電子,與H+生成氨氣,其電極反應(yīng)式為N2+6e+6H+=2NH3,故C正確;
D.氧氣為氣體,非標況下不能確定Vm數(shù)值,故D錯誤;
故選Co
【點睛】
非標況下Vm不一定等于22.4L/molo
9.2021年1月20日中國科學院和中國工程院評選出2020年世界十大科技進展,排在第四位的是一種可
借助光將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的新型催化轉(zhuǎn)化方法:CO2+4H2=CH4+2H2O,這是迄今最接近人造光合作用
的方法。某光電催化反應(yīng)器如圖所示,A電極是Pt/CNT,B電極是TiCh。通過光解水,可由CO2制得異
丙醇,下列說法不無哪的是()
A.A極是電池的正極
B.B極的電極反應(yīng)為2H2O-4e=O2T+4H+
C.A極選用高活性和高選擇性的電化學催化劑能有效抑制析氫反應(yīng)
D.每生成30g異丙醇轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為9moi
【答案】D
【分析】
根據(jù)圖像可知,H+移向A極,A極作正極;B極水失電子生成氫離子和氯氣,作負極。
【詳解】
A.分析可知,A極是電池的正極,A說法正確;
B.B極水失電子生成氫離子和氧氣,電吸反應(yīng)為2H2O-4e=O2T+4H+,B說法正確;
C.A極上H?得電子被還原成H2、CO2得電子被還原成異丙醇,A極選用高活性和高選擇性的電化學催化
劑能芍效抑制析氫反應(yīng),C說法正確;
D.二氧化碳中的C為+4價,而異丙醇中C為-2價,生成Imol異丙醉轉(zhuǎn)移18moi電子,反應(yīng)中除生成異
丙醇外,還生成氫氣,則每生成30g異詼醉至少轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為9m01,D說法錯誤;
答案為D。
10.氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池,其能量密度是目前鋰電池的十倍以上且不會因為過熱而造成
安全風險。如圖是氟離子電池工作示意圖,其中充電時F從乙電極移向甲電極,下列關(guān)于該電池的說法正
確的是
A.放電時,甲電極的電極反應(yīng)式為Bi-3e+3F=BiF3
B.充電時,外加電源的正極與乙電極相連
C.放電時,乙電極電勢比甲電極電勢高
D.充電時,導線上每通過0.1mole-,甲電極質(zhì)量增加1.9g
【答案】D
【分析】
充電時F從乙電極流向甲電極,則充電時,甲電極為電解池的陽極,電極反應(yīng)式為Bi+3F-3e=BiF3,乙電
極為陰極,反應(yīng)式為MgF2+2c=Mg+2P,又充電時,電解池的陽極、陰極與原電池的正極、負極對應(yīng),所
以放電時,乙電極為負極,Mg失去電子結(jié)合F生成MgFz,電極反應(yīng)式為Mg+2F-2e=MgF2,甲為正極,
正極上BiF3+3e=Bi+3F,據(jù)此解答。
【詳解】
A.放電時,甲為正極,正極上BiF3+3e=Bi+3F\A錯誤;
B.充電時,外加電源的正極與正極甲電極相連,B錯誤;
C.放電時,乙電極為負極,甲為正極,所以乙電極電勢比甲電極低,C錯誤;
D.充電時,甲電極為陽極,電極反應(yīng)式為Bi+3F-3e=BiF3,所以導線上每通過0.1mole,增加O.lmolF,
則中電極質(zhì)量增加0.1molxl9g/mol=1.9g,D正確;
故答案為:Do
11.羥基自由基(,OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學家設(shè)計了一種能將苯酚氧化為CO2、
比0的原電池-電解池組合裝置(如圖),該裝置能實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯誤的是
i?OH+H<一石墨烯復合導
電凝膠顆粒
itr^
高濃度含
苯酚廢水
A.a極為正極,c極為陰極
B.b極的電極反應(yīng)式為C6H5OH-28e-+llH2O=6CO2T+28H+
C.d極區(qū)苯酚被氧化的化學方程式為C6HsOH+28-OH=6CO2T+17H2O
D.右側(cè)裝置中,每轉(zhuǎn)移0.7mole,c、d兩極共產(chǎn)生氣體3.36L(標準狀況)
【答案】D
【詳解】
A.根據(jù)電池裝置圖可知,左側(cè)為原電池裝置,a電極上重格酸根離子得到電子,化合價降低,生成氫氧化
絡(luò),b電極上苯酚生成二氧化碳,碳元素的化合價升高,被氧化,b電極是負極,a電極是正極,c電極是
陰極,d是陽極,A正確:
B.b電極上苯酚轉(zhuǎn)化成二氧化碳,根據(jù)元素和電荷守恒,電極反應(yīng)式為為C6H50H.28e+llH2O=6CO2T+
28H+,B正確;
C.右側(cè)裝置為電解裝置,d是陽極,結(jié)合圖示,電極反應(yīng)中產(chǎn)生羥基自由基(,OH)和H+,沒有生成氧氣,
正確的電極反應(yīng)式為H20-e=?0H+H+,羥基自由基氧化能力極強,能氧化苯酚為二氧化碳和水,故苯酚被
氧化的化學方程式為QH5OH+28OH=6CO2t+17H2O,C正確;
D.c極上氫離子放電,電極反應(yīng)為2H,+2e-=H2t,d極的電極反應(yīng)式為HzO-e-:-OH+H,結(jié)合率酚的氧化
過程可知,當轉(zhuǎn)移0.7mol電子時,d極生成0.7mol的.OH,它氧化苯酚時生成巴Wmol=0.15molCO2,
28
標準狀況下的體積為0.15molX22.4L/mol=3.36L,c極上生成0.35mol的氫氣,標準狀況下的體積為
0.35molX22.4L/mol=7.84L,兩極共產(chǎn)生氣體的體積為3.36L+7.84L=11.2L(標況下),D錯誤;
故選D。
12.一種新型鎂硫電池的工作原理如下圖所示。下列說法正確的是()
用電器
A.使用堿性電解質(zhì)水溶液
B.放電時,正極反應(yīng)包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2
C.使用的隔膜是陽離子交換膜
D.充電時,電子從Mg電極流出
【答案】C
【分析】
Mg為活潑金屬,所以放電時Mg被氧化,Mg電極為負極,聚合物電極為正吸。
【詳解】
A.堿性電解質(zhì)水溶液中負極生成的Mg?會生成Mg(OH)2沉淀,降低電池效率,A錯誤;
B.放電時為原電池,原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng),包括3Mg2++MgSg+6e-=4MgS2,B錯誤;
C.據(jù)圖可知Mg2+要通過隔膜移向正極參與電極反應(yīng),所以使用的隔膜是陽離子交換膜,C正確:
D.放電時Mg電極發(fā)生氧化反應(yīng),充電時Mg電極得電子發(fā)生還原反應(yīng),即電子流入Mg電極,D錯誤;
綜上所述答案為C。
13.我國科學家發(fā)明了制取H2O2的綠色方法,原理如圖所示(已知:H2O2嚕?H++HO;,Y膜為H0:選
擇性交換膜)。下列說法錯誤的是()
―負載,~~
去離子水
電極aIII電極b
X多
留
膜Y:
幡
體
…
電H
暮
>5一
&極室產(chǎn)品室b極室
(純凈H:。:溶液)
A.X膜為選擇性陽離子交換膜
B.電池工作時,a極室的pH不變
C.b極上的電極反應(yīng)為O2+H2O+2”HO;+OH-
D.理論上,每生成Imol+Ch,電路中轉(zhuǎn)移4moi電子
【答案】D
【分析】
由示意圖可知左邊a電極氫氣為負極,被氧化生成H+,電極方程式為H2-2e=2H+,H+經(jīng)過X膜進入多孔
固體電解質(zhì)中,則X膜為選擇性陽離子交換膜,右邊b電極氧氣為正極,被還原生成HO%反應(yīng)為02
+2e+H2O=HO2+OH,HO2和OH?經(jīng)過Y膜進入多孔固體電解質(zhì)中,則Y膜為選擇性陰離子交換膜,總反
應(yīng)為H2+O2=H2O2,以此解答該題。
【詳解】
A.由示意圖可知X膜為選擇性陽離子交換膜,故A正確:
B.由分析可知,a電極氫氣為負極,被氧化生成H+,電極方程式為Hz-2e=2H+,但產(chǎn)生的氫離子全部進
入中間的產(chǎn)品室,pH不變,故B正確;
C.右邊h電極氧氣為正極,被還原生成HO,反應(yīng)為。2+2e+H2O=HO2-+OH-,故C正確:
D.氧元素由0價變?yōu)?1價,每生成ImolHzCh,電路中轉(zhuǎn)移2moi電子,故D錯誤;故選D。
14.下圖是電化學膜法脫硫過程示意圖,電化學膜的主要材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯誤的是
()
凈化氣
?A
IH2S
電化學膜IS2-
cb-
N2
is2
A.b電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.陰極反應(yīng)式為H2s+2e=S2-+H2t
C.凈化氣中CO2含量明顯增加,是電化學膜中的碳被氧化
D.工作一段時間后,生成H2和S2的物質(zhì)的量之比為2:1
【答案】C
【分析】
由題給示意圖可知,該裝置為電解池,H2s在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成S2?和H2,電極反應(yīng)式為
2
H2S+2e=S+H2t,則a極為陰極,b極為陽極,S??在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2,電極反應(yīng)式為
2
2S—4e-=S2o
【詳解】
A.由分析可知,b極為陽極,S?-在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2,故A正確;
B.由分析可知,a極為陰極,H2s在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成S2和H2,電極反應(yīng)式為H2s+2e-
2
=S-+H2?,故B正確;
C.硫化氫是酸性氣體,凈化氣中C02含量明顯增加的原因是硫化氫氣體與熔融碳酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳,
故c錯誤;
D.由得失電子數(shù)目守恒可知,工作一段時間后,生成H2和S2的物質(zhì)的量之比為2:1,故D正確:故選C。
15.海泥細菌電池作為一種新型電池是一種新型海洋可再生能源技術(shù)。海泥細菌電池可以作為電源在海底
原位長期驅(qū)動檢測儀器進行,在海底儀器電源自供給技術(shù)及其長期運行方面具有良好的應(yīng)用前景,將來可
望服務(wù)于“透明海洋”研究等海洋開發(fā)的諸多方面。下列有關(guān)海泥細菌電池的原理不正確的是()
電
V
M#1%南俏電博I力酷再小急圖
A.電子在外電路中由B極流向A極
B.正極發(fā)生的反應(yīng)O2+4H++4e=2H2O
C.每當有Imol質(zhì)子穿過海底沉積層/海水交界面時,A極消耗5.6LO2
D.海水和海泥作為電極電解質(zhì)一部分富含鹽分,導電性高,內(nèi)阻小,有利于電池電能輸出
【答案】C
【分析】
由圖可知,A極氧氣得電子生成水,為正極;B極失電子為負極;以此解答c
【詳解】
A.由分析可知,A極是正極,B極是負吸,電子由負極B經(jīng)過用電器流向正極A,故A正確;
B.A極是原電池正極,正極上02得電子生成HzO,電極反應(yīng)式為O2+4H++4e=2也0,故A正確;
C.當有Imol質(zhì)子穿過海底沉積層/海水交界面時,電路中轉(zhuǎn)移Imol電子,正極反應(yīng)式為02+4田+41=2比0,
貝JA極消耗0.25molC>2,標準狀況下的體積為0.25molx22.4L/mol=5.6L,但選項中沒有已知氣體的存在狀
態(tài),所以A極消耗02的體積不一定是5.6L,故C錯誤;
D.海水和海泥作為電極電解質(zhì)一部分富含鹽分,可增強水的導電性,減小導電阻力,有利于電池電能及
時輸出,故D正確:故選:Co
16.一種鉀離子電池的工作原理如圖所示,下列說法正確的是
A.放電時,K+通過陽離子交換膜向石墨電極移動
B.放電時,負極的電極反應(yīng)式:KC6—b=K++6c
+-
C.充電時,陽極的電極反應(yīng)式:Ko.5-xMn02+xK+xe=Ko.5Mn02
D.若僅把鉀離子換成鋰離子,當負極減少的質(zhì)量相同時,鉀離子電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)比鋰離子電池的多
【答案】B
【詳解】
A.根據(jù)放電,KG>中K失去電子,因此左邊為原電池負極,右邊為原電池正極,放電時,根據(jù)“同性相
吸”原理,因此K+通過陽離子交換膜向正極即KosMnCh電極移動,故A錯誤;
B.放電時,KJ中K失去電子,變?yōu)镵+,其負極的電極反應(yīng)式:KC6-e-=K++6C,故B正確;
C.Ko.5-xMn02+xK++xe-=Ko.5Mn02是放電時正極的電極反應(yīng)式,故C錯誤;
D.若僅把鉀離子換成鋰離子,當負極減少的質(zhì)量相同時,由于鉀的摩爾質(zhì)量大于鋰的摩爾質(zhì)量,因此鉀
離子電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)比鋰離子電池的少,故D錯誤。
綜上所述,答案為B。
17.納米Fez。?在常壓電化學法合成氨過程中起催化作用。該電解裝置如圖所示。已知熔融NaOH—KOH
為電解液,F(xiàn)ezCh在發(fā)生反應(yīng)時生成中間體Fe。下列說法氐崩的是
N2
B.產(chǎn)生2.24LO2時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4NA
惰性電極的電極反應(yīng):
C.IFe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH
生成氨氣的反應(yīng):
D.2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3
【答案】D
【分析】
根據(jù)圖示可知,惰性電極產(chǎn)生氧氣,氧元素化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng),為電解池的陽極,惰性電極I為
陰極,由此解答。
【詳解】
A.惰性電極產(chǎn)生氧氣,氧元素化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng),故情性電極為電解池的陽極,A錯誤;
B.產(chǎn)生2.24LCh,未標注狀態(tài),故不能計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù),B錯誤;
根據(jù)圖示可知,惰性電極為陰極,反應(yīng)得電子,電極反應(yīng)式為:錯誤;
C.IFe2O3+3H2O+6e=2Fe+6OH,C
結(jié)合圖示及陰極電極反應(yīng)式可知,生成氨氣的反應(yīng):正確;答案選。
D.2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3,DD
18.光電池在光照條件下可產(chǎn)生電壓,如圖所示裝置可實現(xiàn)光能的充分利用。雙極膜復合層間的H2O能解
離為H+和OH,且雙極膜能實現(xiàn)H+和OFT的定向通過。下列說法正確的是。
A.該裝置將光能最終轉(zhuǎn)化為電能
B.再生池中的反應(yīng)為2V2++2H2O=2V3++2OH+H2T
C.當陽極生成33.6LO2時,電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA
D.光照過程中陽極區(qū)溶液中的n(OH)基本不變
【答案】D
【詳解】
A.在光照條件下光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能,電解池中電能又轉(zhuǎn)化為化學能,由題圖可知,電解過程中的
總反應(yīng)為2H20通電2H2T+O2T,故A錯誤;
B.放電后的溶液中含有V2+和H+,在催化劑作用下H+將W+氧化為V3+,從而實現(xiàn)V3+的再生,即發(fā)生反
應(yīng)2V2++2H+催化齊I」2V3++比3故B錯誤;
C.陽極的電極反應(yīng)40H-4e=O2t+2H2O,標況下每生成33.6L氧氣,電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA,題目
中未指明條件,無法計算,故C錯誤;
D.雙極膜復合層間的H2O能解離為H+和0H,且雙極膜能實現(xiàn)H+和0K的定向通過,右側(cè)陽極電極反
應(yīng)式為40H一一生一二02廿2H20,根據(jù)溶液呈電中性可知陽極放電消耗的0H一與從雙極膜中進入右側(cè)的0H
一數(shù)目相等,故D正確;故選D。
19.下列是幾種常見的電化學示意圖。)
怦粉和KOH
的混合物
-MnO2
一金屬外殼
A.圖甲中,鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液,鹽橋中可以選擇CaCL作為電解質(zhì)
B.圖乙中,K分別與M、N連接,均可保護Fe電極,連接N時稱為“犧牲陽極的陰極保護法”
C.圖丙裝置,可判斷具支錐形瓶中不同pH條件下鐵發(fā)生的是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕
D.圖丁裝置中,Zn—Mn5干電池放電時,負極電極反應(yīng)為Zn—2e+2OH=Zn(OH)2
【答案】A
【詳解】
A.原電池裝置中,鹽橋中的陰陽離子向電解質(zhì)溶液定向移動維持電解質(zhì)溶液的電中性,但是不能與溶液
中的物質(zhì)反應(yīng),裝置圖甲中Ca?+與S0:反應(yīng),所以A項符合題意;
B.K與M連接時構(gòu)成電解池,Zn為陰極材料,不會參與反應(yīng),受到保護,為“陰極電保護法”,K與N相
連時構(gòu)成原電池,F(xiàn)e的活潑性弱于Zn,Fe作原電池的正極被保護屬于犧牲陽極的陰極保護法,B項不符
合題意;
C.如果是吸氧腐蝕,體系中的02會減少,壓強減小,如果是析氫腐蝕,體系中H2會增多,壓強會增大,
在溶解氧傳感器和壓強傳感器上都會有數(shù)據(jù)的體現(xiàn),C項不符合題意;
D.根據(jù)的是電子守恒、電荷守恒、元素守恒可知,堿性鋅鎰干電池負極反應(yīng)為Zn-2e-+2OH=Zn(OH)2,D
項不符合題意;故正確選項為A。
20.我國新能源電動汽車使用三元電池已經(jīng)成為趨勢,鍥、鉆、鎰三元材料通常可以表示為LiNixCoyMnzCh,
其中保、鉆、鎰3種元素的主要化合價分別是+2、+3和+4,且x+y+z=L充電時電池總反應(yīng)為:
LiNixCoyMnzO2+6C=LiiaNixCoyMnzO2+LiaC6,其電池工作原理如圖所示,兩極之間有一個允許特定離子
X通過的隔膜。下列說法不正確的是
0
A.允許離子X通過的隔膜屬于陽離子交換膜
B.充電時,A為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)
C.放電時,正極反應(yīng)式為LijNixCoyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCoyMnzO2
D.充電時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2mol,則B極質(zhì)量增加1.4g
【答案】D
【分析】
根據(jù)充電時電池的總反應(yīng)LiNi£oyMnzO2+6C=Lii—aNixCoyMmO2+LiaC6可知,放電時負極的反應(yīng)式為:
+
LiaC6-ae=6C+aLi,正極反應(yīng)式為Lii—aNi£oyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCo、,MnzO2,將放電時負極、正極反應(yīng)
式左右顛倒,即分別得到允電時陰、陽極反應(yīng)式。
【詳解】
A.放電時,A為負極、B為正極,Li+向正極移動,則X為Li+,則允許離子X通過的隔膜屬于陽離子交
換膜,A說法正確;
B.分析可知,充電時,A為陰極,得電子,化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),B說法正確;
C.分析可知,放電時,正極得電子,反應(yīng)式為Li—NixCOyMrizCh+aLi'+ae-=LiNixCoyMnzO2,C說法正
確;
D.充電時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2mol,B極的鋰離子向A極移動,所以B極質(zhì)量減小,A極質(zhì)量增加,且
轉(zhuǎn)移0.2mol鋰離子,A極的質(zhì)量增加1.4g,D說法錯誤;
答案為D。
21.含氯苯的廢水可通過加入適量乙酸鈉,設(shè)計成微生物電池將氯苯轉(zhuǎn)化為苯而除去,其原理如圖所示
(-C?H5表示苯基,C6H6為苯)。下列敘述錯誤的是()
A.N極為電池的負極
B.隨溫度升高,電池的效率可能降低
C.每生成ImolCCh,有.4molH+遷入M極區(qū)
D.M極的電極反應(yīng)式為Cl-C6H5+e?二C6H6+CT
【答案】D
【分析】
該裝置為原電池裝置,根據(jù)H+移動的方向,M極為正極,根據(jù)裝置圖,正極反應(yīng)式為
Cl-C6H5+H++2e=C6H6+C1-,N極為負極,其電極反應(yīng)式為CH3coO+2H2O-8e=2CO2+7H+,據(jù)此分析;
【詳解】
A.根據(jù)H?移動的方向以及原電池的工作原理,陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,即M極為正極,
N極為負極,故A說法正確;
B.高溫使蛋白質(zhì)變性失去活性,殺死微生物,使電池的效率降低,故B說法正確;
C.負極反應(yīng)式為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+,生成ImolCCh,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為4mol,整個電路中
通過的電量相同,因此生成ImolCCh,有4moiH+遷入M極區(qū),故C說法正確:
D.根據(jù)上述分析,M極的電極反應(yīng)式為Cl-C6H5+H,+2e-=C6H6+C「,故D說法錯誤;
答案選D:
【點睛】
電極反應(yīng)式的書寫是本題的難點,一般根據(jù)裝置圖,書寫出:氧化劑+ne--還原產(chǎn)物,還原劑-ng—氧化
產(chǎn)物,然后判斷酸堿性,如果是酸性,負極產(chǎn)生H+,正極消耗H+,如果是堿性,負極消耗0H,正極則
產(chǎn)生0H-,最后根據(jù)電荷守恒和原子守恒配平其他。
22.以熔融Li2c03和K2c03為電解質(zhì),天然氣經(jīng)重整催化作用提供反應(yīng)氣的燃料電池如圖。下列說法正
確的是
內(nèi)禾搐碳酸鹽燃料電池的原理圖
A.以此電池為電源電解飽和食鹽水,當有0.2mole」轉(zhuǎn)移時,陽極產(chǎn)生標準狀況下2.24L氫氣
B.若以甲烷在燃料極反應(yīng)時,負極電極反應(yīng)式為:CH4+4CO:—8e―5CO2+2H2O
C.該電池使用過程中需補充Li2c03和K2c03
D.空氣極發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2—4e+2CO2=2CO;
【答案】B
【分析】
根據(jù)圖示信息知道,天然氣中的甲烷在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為H2,H2在負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),負極
電極反應(yīng)式為:H2-2e+CO^-=CO2+H2O,通入空氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極,發(fā)生還原反
應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=2CO3依此解答。
【詳解】
A.電解飽和食鹽水的化學方程式為2NaCl+2H2。=2NaOH+CbT+H2T,轉(zhuǎn)移2moi電子,陽極產(chǎn)生
電解
ImolCh,A錯誤:
B.若以甲烷在燃料極反應(yīng)時,通入甲烷的電極是負極,在負極上,發(fā)生氧化反應(yīng),負極電極反應(yīng)式為CH4
+4CO;-8e=5CO2+2H2。,B正確;
c.空氣中的co?會不斷轉(zhuǎn)化為co:,不需要補充U2CO3和K2co3,C錯誤;
D.空氣極為正極,正極上的電極反應(yīng)式為:O2+4e+2CO2=2CO^,D錯誤;
答案選B。
23.南開大學研發(fā)了一種開放式(電極材料可隨時更換)的酸性水系鋅離子電池,該電池具有化學自充電/恒流
充電雙充電模式,電極材料分別是鋅和CaV6Ol6,放電時的電池反應(yīng)是3.6Zn+CaV6O16=CaZn36V6O16,
該電池化學自充電的原理是正極產(chǎn)物CaZi^VeO^可被空氣中的氧氣氧化復原并釋放出Zn2+。下列相關(guān)
說法錯誤的是
A.恒流充電時正極反應(yīng)為:CaZ/fVeC^-7.2e-=3.6Zn2++CaV6Om
B.電池放電時,負極質(zhì)量減少6.5g的同時有0.2NA個電子通過外電路流向正極
C.電池自充電時電解質(zhì)溶液的酸性會逐漸增強
D.電池若長時間采用化學自充電模式需要及時更換負極材料
【答案】C
【詳解】
A.放電時正極反應(yīng)為3.6Zn2?+CaV6O16+7.2e-=CaZn3.6V6Os,恒流充電時正極反應(yīng)為
-2+
CaZn36V6O16-7.2e=3.6Zn+CaVfiO16,A正確;
B.放電時負極質(zhì)量減少6.5g即消耗O.lmol鋅,轉(zhuǎn)移電子數(shù)是0.2川』,電子通過外電路流向正極,B正確:
C.電池自充電時發(fā)生的反應(yīng)為CaZn36V6Oi6+L80,+7.2H+=CaV6Om+3.6Zn2++3.6H,O,溶液酸性
會逐漸減弱,c錯誤;
D.電池在化學自充電時正極材料可復原,但負極材料鋅不會復原,因此若長時間采用化學自充電模式需
要及時更換負極材料鋅,D正確;
答案選C。
24.一種高性能水系鐵-氫氣二次電池工作原理如圖所示,下列說法中正確的是
離子交換膜
A.放電時,碳網(wǎng)電極為負極
B.離子交換膜為陽離子交換膜,充電時,K+通過離子交換膜從左極室移向右極室
C.放電時,負極區(qū)pH變大
D.充電時,電池總反應(yīng)為2[Fe(CN)6「+2H2O=2[Fe(CN)6r+2OH—+H2T
【答案】D
【詳解】
A.放電時,PUC電極失電子作負極,發(fā)生氧化反應(yīng),碳網(wǎng)電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),A項錯誤;
B.充電時,碳網(wǎng)作陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),Pt/C電極作陰極,發(fā)生還原反應(yīng),離子交換膜為陽離子交換膜,
充電時,K+通過離子交換膜從陽極室移向陰極室,即從右極室移向左極室,B項錯誤;
C.放電時,負極發(fā)生H2-2e-+2OH-=2H2。,負極區(qū)pH減小,C項錯誤;
D.充電時,電池總反應(yīng)為2[Fe(CN)6,"+2H2O=2[Fe(CN)6『+2OH-+H2T,D項正確;
故答案為:Do
25.最近我國科學家設(shè)計了一種C2H5OH+CO2協(xié)同電解轉(zhuǎn)化裝置,通過回收工業(yè)尾氣中的CO2實現(xiàn)了聯(lián)合
生產(chǎn)合成氣(CO+H?和CHIHO的新工藝,其工作原理如圖所示,下列說法正確的是
A.電極a上的電勢比電極b上的高
B.電解池工作時,電極a附近的CO:濃度升高
C.電極b上的電極反應(yīng)式為C2H5OH+2e+2CO3=CH3CHO+2HCO3
D.電解池工作時,CO;透過交換膜向電極a移動
【答案】B
【分析】
由圖可知C2H50H在電極b轉(zhuǎn)化為CH3cHO,發(fā)生氧化反應(yīng),則電極b為陽極,電極反應(yīng)式為
C2H50H+2CO3--2e=CH3CHO+2HCO3:電極a為陰極,電極反應(yīng)式為3cO2-H2O+4e=CO+H2+2CO;。
【詳解】
A.電極b為陽極,電極a為陰極,則電極b與電源正極連接,電極a與電源負極連接,電極a上的電勢
比電極b上的低,A錯誤;
B.電極a為陰極,電極反應(yīng)式為3cO2+H2O+4e=CO+H2+2CO;,因此電解池工作時,電極a附近的CO;
濃度升高,B正確;
C.電極b為陽極,電極反應(yīng)式為C2H50H+2cO;-2e-=CH3cHO+2HCO;,C錯誤;
D.對比陰陽極反應(yīng)可知電極a產(chǎn)生的CO:向電極b遷移補充左室的COf,D錯誤;
答案選B。
◎
26.環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(CsH5)2
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