高考化學(xué)第二輪專項(xiàng)復(fù)習(xí)專題四　選擇題專攻4　電化學(xué)裝置圖的綜合分析含答案或解析

電化學(xué)裝置圖的綜合分析(選擇題1~5題，每小題3分，6~12題，每小題5分，共50分)1.某鋰離子電池其原理如圖所示，下列說法不正確的是()A.隔膜為陽離子交換膜B.放電時(shí)，A極發(fā)生反應(yīng)為I3?+2e-=C.充放電過程中，只有一種元素化合價(jià)發(fā)生變化D.用此電池電解(惰性電極)足量AgNO3溶液，當(dāng)有1mol離子穿過隔膜時(shí)，產(chǎn)生氣體分子數(shù)目為0.25NA2.(2024·河南省創(chuàng)新聯(lián)盟模擬)科學(xué)家開發(fā)的一種寬溫域的鋰離子電池，其工作原理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.X極電勢高于Y極電勢B.放電時(shí)，X極電極反應(yīng)式為Li3V2(PO4)3-2e-+2Li+=Li5V2C.充電時(shí)，電極Y與電源負(fù)極連接D.充電時(shí)，每生成1.4gLi時(shí)理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為1.204×10233.(2024·長沙高三新高考適應(yīng)性考試)氧化鉍(Bi2O3)作為鎳/鉍電池的負(fù)極材料，因其理論容量高、易制備而受到廣泛關(guān)注。如圖為該電池的示意圖，下列說法正確的是()A.放電時(shí)，OH-從電極a移向電極bB.充電時(shí)，電子從電源負(fù)極→電極a→電極b→電源正極C.放電時(shí)，總反應(yīng)為Bi2O3+3H2O+6NiO=6NiOOH+2BiD.充電時(shí)，電路轉(zhuǎn)移9.03×1024個(gè)電子，陽極質(zhì)量增加255g4.(2024·湖南婁底高三模擬)普魯士白(立方晶胞)可作為鈉離子電池的正極材料，其機(jī)理示意圖如圖(其中Ⅱ、Ⅲ代表元素化合價(jià))。下列有關(guān)說法不正確的是()A.若普魯士黃的晶胞棱長為apm，則其晶體的密度為8×134a3NAB.普魯士黃變成普魯士白的電極反應(yīng)式：4FeⅢFeⅢ(CN)6+8e-+8Na+=4Na2FeⅡFeⅡ(CN)6C.普魯士藍(lán)晶胞中Fe3+與Fe2+的個(gè)數(shù)之比為1∶2D.失電子的過程即為脫去Na+的過程5.羥基自由基(·OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑，在直流電源的作用下，利用如圖所示裝置處理含苯酚廢水和含甲醛廢水(已知：H2O在膜a、b間解離為H+和OH-)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.直流電源的電極電勢：右端高于左端B.陽極的電極反應(yīng)式為OH--e-=·OHC.電解質(zhì)Na2SO4的作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力D.每處理9.4g苯酚，理論上有2.8molOH-透過膜b6.(2024·江西九江市高三模擬)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了CO2與氯堿耦合電解池裝置如圖。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以得到氯氣和氫氧化鈉，實(shí)現(xiàn)與氯堿工業(yè)的聯(lián)合。下列說法正確的是()A.離子交換膜為陰離子交換膜B.工作一段時(shí)間陰極附近溶液的pH減小C.電解總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+2NaCl+H2OHCOONa+Cl2+NaOHD.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每生成2.24LCl2，溶液中通過的電子為0.2mol7.(2024·江西省部分高中學(xué)校高三聯(lián)考)利用庫侖測硫儀測定氣體中SO2的含量的電解原理如圖，檢測前(此時(shí)電解池不工作)電解質(zhì)溶液中c(I3?)c(I?A.X極應(yīng)該和電源的負(fù)極相連B.電解時(shí)消耗的電量越多，待測氣體中SO2的含量越低C.當(dāng)通入SO2時(shí)溶液中K+向X極移動(dòng)D.若有0.25molSO2被處理，則電解質(zhì)溶液中約增加0.5molH+8.電滲析法淡化海水裝置示意圖如圖，電解槽中陰離子交換膜和陽離子交換膜相間排列，將電解槽分隔成多個(gè)獨(dú)立的間隔室，海水充滿在各個(gè)間隔室中。通電后，一個(gè)間隔室的海水被淡化，而其相鄰間隔室的海水被濃縮，從而實(shí)現(xiàn)了淡水和濃縮海水分離。下列說法正確的是()A.離子交換膜b為陽離子交換膜B.各間隔室的排出液中，①③⑤⑦為淡水C.通電時(shí)，電極1附近溶液的pH比電極2附近溶液的pH變化明顯D.淡化過程中，得到的濃縮海水沒有任何使用價(jià)值9.用鋰硫電池處理含有氯化銨的廢水裝置如圖，鋰硫電池工作原理：16Li+S88Li2S。下列說法正確的是()A.a電極與鋰硫電池的正極相連B.c、e為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜C.當(dāng)鋰硫電池中消耗32g硫時(shí)，N室增加的離子總物質(zhì)的量為4molD.出口一和出口二物質(zhì)分別為H3PO4濃溶液、Na2SO4濃溶液10.電化學(xué)原理在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。Na2FeO4是制造高鐵電池的重要原料，同時(shí)也是一種新型的高效凈水劑。在工業(yè)上通常利用如圖裝置生產(chǎn)Na2FeO4，下列說法正確的是()A.陽極的電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeO42?+4HB.右側(cè)的離子交換膜為陽離子交換膜C.陰極區(qū)a%>b%D.陰極產(chǎn)生的氣體是氧氣11.(2023·山東濰坊高三下學(xué)期模擬)我國科學(xué)家采用單原子Ni和納米Cu作串聯(lián)催化劑，通過電解法將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯，裝置示意圖如圖。已知：電解效率η(B)=n(生成B所用的電子)A.電極a連接電源的正極B.電極b上發(fā)生反應(yīng)：2H2O+2e-=H2↑+2OH-C.通電后右室溶液質(zhì)量減少D.若電解效率為60%，電路中通過1mol電子時(shí)，標(biāo)況下產(chǎn)生1.12L乙烯12.鈉離子電池以其低成本、高安全性及其優(yōu)異電化學(xué)屬性等成為鋰離子電池的首選“備胎”，其充放電過程是Na+在正、負(fù)極間的鑲嵌與脫嵌。下列說法不正確的是()A.放電時(shí)負(fù)極區(qū)鈉單質(zhì)失去電子B.充電時(shí)Na+由B極向A極移動(dòng)C.由于未使用稀缺的鋰鈷元素，量產(chǎn)后該電池生產(chǎn)成本比鋰離子電池低D.該電池一種正極材料為NaFeFe(CN)6，充電時(shí)的電極反應(yīng)為Na1+xFeFe(CN)6-xe-=NaFeFe(CN)6+xNa+

答案精析1.C[放電時(shí)B極為負(fù)極，S失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放出的鋰離子移向正極，所以隔膜為陽離子交換膜，A正確；放電時(shí)，A極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為I3?+2e-=3I-，B正確；充放電過程中，C元素和I元素的化合價(jià)均發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；用此電池電解(惰性電極)足量AgNO3溶液，陽極發(fā)生2H2O-4e-=O2↑+4H+，陰極發(fā)生4Ag++4e-=4Ag，當(dāng)有1mol離子穿過隔膜時(shí)(轉(zhuǎn)移電子1mol)，產(chǎn)生氧氣0.25mol，分子數(shù)目為0.25NA，2.B[放電時(shí)，電極X為正極，電極Y為負(fù)極，電池中正極電勢高于負(fù)極電勢，電勢：電極X高于電極Y，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，X極是正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Li3V2(PO4)3+2e-+2Li+=Li5V2(PO4)3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，電極Y為陰極，陰極與電源負(fù)極連接，C項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)式為Li++e-=Li，n(Li)=1.4g7g·mol?1=0.2mol，轉(zhuǎn)移n(e-)=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目約為1.204×103.D[放電時(shí)，OH-從電極b移向電極a，故A錯(cuò)誤；充電時(shí)，電子從電源負(fù)極→電極a，電極b→電源正極，電子不經(jīng)過電解質(zhì)溶液，故B錯(cuò)誤；放電時(shí)，電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2Bi-6e-+6OH-=Bi2O3+3H2O，電極b為正極，電極反應(yīng)式為NiOOH+e-=NiO+OH-，總反應(yīng)式為6NiOOH+2Bi=Bi2O3+3H2O+6NiO，故C錯(cuò)誤；充電時(shí)，電極b為陽極，電極反應(yīng)式為NiO+OH--e-=NiOOH，電路轉(zhuǎn)移9.03×1024個(gè)電子，即15mol電子，根據(jù)原子守恒可知，陽極增加的質(zhì)量為15molOH-的質(zhì)量，即15mol×17g·mol-1=255g，故D正確。]4.C[普魯士黃晶胞中含有4個(gè)FeⅢFeⅢ(CN)6，故該晶體的密度為4×56×2+26×24(a×10?10)3×NAg·cm-3=8×134a3NA×1030g·cm-3，故A正確；由圖可知，1個(gè)普魯士黃晶胞變成普魯士白晶胞遷移鈉離子個(gè)數(shù)為8，故電極反應(yīng)式為4FeⅢFeⅢ(CN)6+8e-+8Na+=4Na2FeⅡFeⅡ(CN)6，故B正確；普魯士黃晶胞中Fe3+個(gè)數(shù)為8，普魯士藍(lán)晶胞中含有4個(gè)Na+，說明發(fā)生反應(yīng)Fe3++e-=Fe2+，故普魯士藍(lán)晶胞中Fe3+與Fe5.D[M電極通入O2，發(fā)生反應(yīng)生成·OH，反應(yīng)式為O2+2e-+2H+=2·OH，M作陰極，N為陽極，反應(yīng)式為OH--e-=·OH，據(jù)此作答。M作陰極，連接的直流電源左端為負(fù)極，N為陽極，連接的直流電源右端為正極，正極電勢高于負(fù)極，即右端高于左端，故A正確；加入電解質(zhì)Na2SO4，溶解后自由移動(dòng)的離子增多，但不影響電極反應(yīng)，可以增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力，故C正確；苯酚與·OH反應(yīng)生成CO2的化學(xué)方程式為+28·OH6CO2↑+17H2O，則每處理9.4g即0.1mol苯酚，理論上有2.8molOH-透過膜a，故D錯(cuò)誤。]6.C[由圖示可知，陰極的電極反應(yīng)式為CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑，由此分析回答。陰極區(qū)生成OH-，Na+從陽極區(qū)通過離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，所以該離子交換膜為陽離子交換膜，A錯(cuò)誤；工作一段時(shí)間陰極產(chǎn)生OH-，陰極附近溶液pH變大，B錯(cuò)誤；電子不能通過溶液，D錯(cuò)誤。]7.D[由圖可知，測硫儀工作時(shí)，左側(cè)鉑電極為電解池的陽極，I-在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成I3?，電極反應(yīng)式：3I--2e-=I3?，反應(yīng)生成的I3?與SO2反應(yīng)生成I-、SO42?和H+，反應(yīng)的離子方程式為SO2+I3?+2H2O=3I-+SO42?+4H+，右側(cè)鉑電極為陰極，溶液中的氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣。根據(jù)分析，左側(cè)鉑電極為電解池的陽極，應(yīng)與電源正極相連，A錯(cuò)誤；由題干知電解時(shí)消耗的電量越多，被還原的I3?越多，待測氣體中SO2的含量越高，B錯(cuò)誤；電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，即溶液中K+向Y極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；SO2溶解并將I3?還原，測硫儀便立即自動(dòng)進(jìn)行電解至c(8.B[A項(xiàng)，由圖分析可知，電極1為電解池的陽極，氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑，電極2為陰極，溶液中H2O放電生成氫氣，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，離子交換膜a是陽離子交換膜，離子交換膜b是陰離子交換膜，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，結(jié)合陰、陽離子的移向可知，各間隔室的排出液中，①③⑤⑦為淡水，正確；C項(xiàng)，由上述電極反應(yīng)式知電極2附近溶液的pH比電極1附近溶液的pH變化明顯，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，淡化過程中，得到的濃縮海水可以提取氯化鈉、鎂、溴等，有使用價(jià)值，錯(cuò)誤。]9.C[電池放電時(shí)，Li電極失去電子變?yōu)長i+，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Li為負(fù)極，硫?yàn)檎龢O，電極反應(yīng)為S8+16e-=8S2-，N室氯化鈉濃度變大，故b極區(qū)鈉離子向N室移動(dòng)，M室氯離子向N室移動(dòng)，e為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜，b為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，故出口二物質(zhì)為硫酸。a為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，銨根離子從M室向左側(cè)遷移，c為陽離子交換膜，據(jù)此分析。由分析可知，a為陰極，與鋰硫電池的負(fù)極相連，A錯(cuò)誤；根據(jù)正極電極反應(yīng)式可知，消耗32g硫轉(zhuǎn)移2mol電子，有2mol鈉離子和2mol氯離子向N室移動(dòng)，N室增加的離子總物質(zhì)的量為4mol，C正確；出口一和出口二物質(zhì)分別為磷酸銨、硫酸，D錯(cuò)誤。]10.A[由圖所示，F(xiàn)e為陽極，故發(fā)生氧化反應(yīng)生成FeO42?，電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeO42?+4H2O，A正確；陽極反應(yīng)消耗陰離子，中間室中的氫氧根離子向右側(cè)陽極移動(dòng)，故右側(cè)離子交換膜為陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；陰極區(qū)水被電解產(chǎn)生H2和OH-，中間室中的Na+向左側(cè)陰極移動(dòng)，NaOH濃度變大，a%<b%，C11.D[CO2在電極a發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯，電極a是陰極，連接電源的負(fù)極，故A錯(cuò)誤；電極b是陽極，電極b上發(fā)生反應(yīng)：4OH--4e-=O2↑+2H2O，故B錯(cuò)誤；根據(jù)4OH--4e-=O2↑+2H2O，若電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，陽極放出1mol氧氣，4molOH-通過陰離子交換膜由左室移入右室，右室溶液質(zhì)量增加36g，故C錯(cuò)誤；陰極總反應(yīng)式為2CO2+8H2O+12e-=C2H4+12