2025屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)第一部分專題六專題強(qiáng)化練六含解析

PAGE10-專題強(qiáng)化練(六)1．(2024·西安八校聯(lián)考)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是()A．HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的反應(yīng)為HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋B．電子從電極b流出，經(jīng)外電路流向電極aC．假如將反應(yīng)物干脆燃燒，能量的利用率不會(huì)改變D．若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.5molH＋通過質(zhì)子交換膜解析：依據(jù)題圖知，在硫氧化菌作用下HS－轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，發(fā)生氧化反應(yīng)：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋，A項(xiàng)正確；電子從電極a流出，經(jīng)外電路流向電極b，B項(xiàng)錯(cuò)誤；假如將反應(yīng)物干脆燃燒，有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，能量的利用率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.4molH＋通過質(zhì)子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A2．(2024·揭陽一模)目前探討比較熱門的Al-H2O2電池，其電池總反應(yīng)為2Al＋3HOeq\o\al(－,2)=2AlOeq\o\al(－,2)＋OH－＋H2O?，F(xiàn)以Al-H2O2電池電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制備氫氣(裝置2中隔膜僅阻擋氣體通過，b、c、d均為惰性電極)。下列說法錯(cuò)誤的是()裝置1裝置2A．裝置1中Na＋移向電極bB．電極c的電極反應(yīng)式：CO(NH2)2－6e－＋6OH－=CO2↑＋N2↑＋5H2OC．電解時(shí)，電子流淌路徑：Al極→導(dǎo)線→d極，c極→導(dǎo)線→b極D．通電2min后，Al電極的質(zhì)量減輕2.7g，則產(chǎn)生H2的體積為3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)解析：A項(xiàng)，原電池中陽離子向正極移動(dòng)，則裝置1中Na＋移向電極b，正確；B項(xiàng)，與b極相連的c為電解池的陽極，CO(NH2)2在陽極被氧化，電極反應(yīng)式為CO(NH2)2－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解時(shí)，電子流淌路徑為Al極→導(dǎo)線→d極，c極→導(dǎo)線→b極，正確；D項(xiàng)，每消耗2.7gAl，則轉(zhuǎn)移0.3mol電子，電解池陰極中水電離出的氫離子在陰極被還原生成0.15mol氫氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣體積為3.36L，正確。答案：B3．(2024·洛陽統(tǒng)考)工業(yè)上聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測(cè)得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，下列有關(guān)說法正確的是()A．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑B．產(chǎn)物丙為硫酸C．離子交換膜d為陰離子交換膜D．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，產(chǎn)生1.12L的氣體乙解析：依據(jù)題圖并結(jié)合題意，同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，知甲為O2，乙為H2，則a電極上OH－放電，產(chǎn)生氧氣，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極為陽極，陽極上OH－放電，SOeq\o\al(2－,4)向陽極移動(dòng)，因此產(chǎn)物丙為硫酸，B項(xiàng)正確；b電極為陰極，陰極上H＋放電，Na＋向陰極移動(dòng)，則d為陽離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)b電極的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，知每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L氣體乙(H2)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B4．(2024·全國卷Ⅱ)我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳鈉米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，ClOeq\o\al(－,4)向負(fù)極移動(dòng)B．充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)汲取CO2C．放電時(shí)，正極反應(yīng)為3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋CD．充電時(shí)，正極反應(yīng)為Na＋＋e－=Na解析：依據(jù)電池的總反應(yīng)知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：4Na－4e－=4Na＋；正極反應(yīng)：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋C。充電時(shí)，陰(負(fù))極：4Na＋＋4e－=4Na；陽(正)極：2COeq\o\al(2－,3)＋C－4e－=3CO2↑。放電時(shí)，ClOeq\o\al(－,4)向負(fù)極移動(dòng)。依據(jù)充電和放電時(shí)的電極反應(yīng)式知，充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)汲取CO2。答案：D5．(2024·全國卷)一種可充電鋰—空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說法正確的是()A．放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極B．放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋(1－eq\f(x,2))O2解析：由題意知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Li－e－=Li＋，正極反應(yīng)為(2－x)O2＋4Li＋＋4e－=2Li2O2－x(x＝0或1)，電池總反應(yīng)為(1－eq\f(x,2))O2＋2Li=Li2O2－x。A錯(cuò)：該電池放電時(shí)，金屬鋰為負(fù)極，多孔碳材料為正極。B錯(cuò)：該電池放電時(shí)，外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極。C錯(cuò)：該電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移，充電時(shí)電解質(zhì)溶液中的Li＋向鋰材料區(qū)遷移。D對(duì)：充電時(shí)的電池總反應(yīng)與放電時(shí)的電池總反應(yīng)互為逆反應(yīng)，故充電時(shí)電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋(1－eq\f(x,2))O2。答案：D6．CO2是重要的溫室氣體，對(duì)地球溫室效應(yīng)的“貢獻(xiàn)”最大，如何利用CO2是擺在科技工作者面前的重要課題。下圖所示電解裝置可將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯，該裝置的電解質(zhì)溶液為強(qiáng)酸性水溶液，電極材料為惰性電極。下列有關(guān)說法正確的是()A．a(chǎn)為電池的正極B．電解過程中H＋移向陽極C．反應(yīng)前后溶液的pH保持不變D．陰極反應(yīng)式：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O解析：二氧化碳得電子生成乙烯，為陰極反應(yīng)，所以a為電池的負(fù)極，A錯(cuò)誤；電解過程中H＋移向陰極，B錯(cuò)誤；陰極二氧化碳得電子生成乙烯，陽極氫氧根失電子放出氧氣，總反應(yīng)為2CO2＋2H2O=C2H4＋3O2，消耗水，H＋濃度增大，pH減小，C錯(cuò)誤；D正確。答案：D7．(高考經(jīng)典題)用石墨電極完成下列電解試驗(yàn)。項(xiàng)目試驗(yàn)一試驗(yàn)二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，局部褪色；c處無明顯改變兩個(gè)石墨電極旁邊有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生……下列對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的說明或推想不合理的是()A．a(chǎn)、d處：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．b處：2Cl－－2e－=Cl2↑C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋D．依據(jù)試驗(yàn)一的原理，試驗(yàn)二中m處能析出銅解析：A項(xiàng)，a、d處試紙變藍(lán)，說明溶液顯堿性，是溶液中的氫離子得到電子生成氫氣，破壞了水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大造成的，正確；B項(xiàng)，b處變紅，局部褪色，說明是溶液中的氫氧根和氯離子同時(shí)放電，分別產(chǎn)生氧氣和氯氣，氫離子濃度增大，酸性增加，氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，c處為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子，正確；D項(xiàng)，試驗(yàn)一中ac形成電解池，db形成電解池，所以試驗(yàn)二中也相當(dāng)于形成三個(gè)電解池(一個(gè)球兩面為不同的兩極)，m為電解池的陰極，另一球朝m的一面為陽極(n的背面)，故相當(dāng)于電鍍，即m上有銅析出，正確。答案選B。答案：B8．(2024·羅源月考)LiFePO4電池穩(wěn)定性高、平安、對(duì)環(huán)境友好，其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)極是電池的負(fù)極B．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4C．電池充電時(shí)間越長，x值越小D．電池工作時(shí)，外電路中流過0.1mol電子，負(fù)極材料減重0.7g解析：在原電池中，陽離子向正極移動(dòng)，依據(jù)圖示Li＋向右移動(dòng)，說明電極b為正極，電極a為負(fù)極，A項(xiàng)正確；電池工作時(shí)，正極Li1－xFePO4得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4，B項(xiàng)正確；電池充電時(shí)間越長，轉(zhuǎn)移電子數(shù)越多，x值也越大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為LixC6－xe－=C6＋xLi＋，外電路中流過0.1mol電子，負(fù)極消耗0.1molLi，減輕的重量為0.1mol×7g·mol－1＝0.7g，D項(xiàng)正確。答案：C9．(2024·全國卷Ⅰ)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極愛護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性協(xié)助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入愛護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的愛護(hù)電流應(yīng)當(dāng)依據(jù)環(huán)境條件改變進(jìn)行調(diào)整解析：A對(duì)：外加強(qiáng)大的電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流。B對(duì)：被愛護(hù)的鋼管樁作陰極，高硅鑄鐵作陽極，電解池中外電路電子由陽極流向陰極，即從高硅鑄鐵流向鋼管樁。C錯(cuò)：高硅鑄鐵為惰性協(xié)助陽極，其主要作用是傳遞電流，而不是作為損耗陽極。D對(duì)：愛護(hù)電流要抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，應(yīng)依據(jù)環(huán)境條件改變進(jìn)行調(diào)整。答案：C10．(2024·定州月考)用電解法可制取有廣泛用途的Na2FeO4：Fe＋2H2O＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())Na2FeO4＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極旁邊生成紫紅色的FeOeq\o\al(2－,4)，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。下列說法不正確的是()圖1圖2A．a(chǎn)是電源的正極B．電解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在陰極室C．電解過程中，陽極發(fā)生的電極方程式為Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OD．如圖2，N點(diǎn)c(Na2FeO4)低于最高值的緣由是氫氧化鈉溶液濃度過高解析：電解法制取Na2FeO4，反應(yīng)方程式為Fe＋2H2O＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())Na2FeO4＋3H2↑。在反應(yīng)中鐵失電子轉(zhuǎn)化為Na2FeO4，故鐵與電源正極相連，鐵作陽極，Ni與電源負(fù)極相連，Ni作陰極，可知a為電源的正極，A項(xiàng)正確；電解時(shí)鎳電極有氣泡產(chǎn)生，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極反應(yīng)式為Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，電解過程中陽極室消耗OH－，c(OH－)降低，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由上述分析知C項(xiàng)正確；由題知若NaOH溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)，由圖2知N點(diǎn)，c(Na2FeO4)低于最高值，可知是由于NaOH溶液濃度過高，D項(xiàng)正確。答案：B11．(2024·北京市海淀區(qū)模擬)太陽能、風(fēng)能發(fā)電漸漸得到廣泛應(yīng)用，在發(fā)電系統(tǒng)中安裝儲(chǔ)能裝置有助于持續(xù)穩(wěn)定供電，其構(gòu)造的簡(jiǎn)化圖如下：(1)下列說法正確的是________(填序號(hào))。a．太陽能、風(fēng)能都是清潔能源b．太陽能電池組實(shí)現(xiàn)了太陽能到電能的轉(zhuǎn)化c．限制系統(tǒng)能夠限制儲(chǔ)能系統(tǒng)是充電還是放電d．陽光或風(fēng)力足夠時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)由化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化(2)全釩液流電池是具有發(fā)展前景的、用作儲(chǔ)能系統(tǒng)的蓄電池。已知放電時(shí)V2＋發(fā)生氧化反應(yīng)，則放電時(shí)電極A的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________；充電時(shí)電極B作________極。(3)含釩廢水會(huì)造成水體污染，對(duì)含釩廢水(除VOeq\o\al(＋,2)外，還含有Al3＋，F(xiàn)e3＋等)進(jìn)行綜合處理可實(shí)現(xiàn)釩資源的回收利用，流程如下：已知溶液pH范圍不同時(shí)，釩的存在形式如下表所示：釩的化合價(jià)pH<2pH>11＋4價(jià)VO2＋，VO(OH)＋VO(OH)eq\o\al(－,3)＋5價(jià)VOeq\o\al(＋,2)VOeq\o\al(3－,4)①加入NaOH調(diào)整溶液pH至13時(shí)，沉淀1達(dá)最大量，并由灰白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色，用化學(xué)用語表示加入NaOH后生成沉淀1的反應(yīng)過程為___________________________________________、___________；所得濾液1中，鋁元素的存在形式為__________。②向堿性的濾液1(V的化合價(jià)為＋4)中加入H2O2的作用是__________________(用離子方程式表示)。解析：(1)a.太陽能、風(fēng)能對(duì)環(huán)境無影響，屬于清潔能源，正確；b.太陽能電池是太陽能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，正確；依據(jù)構(gòu)造簡(jiǎn)化圖，限制系統(tǒng)能夠限制儲(chǔ)能系統(tǒng)是充電還是放電，正確；d.陽光或風(fēng)力足夠時(shí)，實(shí)現(xiàn)了由太陽能或風(fēng)能到電能的轉(zhuǎn)化，錯(cuò)誤。(2)放電時(shí)，V2＋發(fā)生氧化反應(yīng)，依據(jù)原電池工作原理，電極B為負(fù)極，電極A為正極，正極上得到電子，化合價(jià)降低，即電極反應(yīng)式為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O；充電時(shí)，電池的正極接電源的正極，電池的負(fù)極接電源的負(fù)極，即電極B為陰極。(3)①加入NaOH溶液調(diào)整pH至13，出現(xiàn)的現(xiàn)象是出現(xiàn)沉淀，由灰白色轉(zhuǎn)變成紅褐色。反應(yīng)ⅰ中發(fā)生2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，反應(yīng)ⅱ中加入氫氧化鈉發(fā)生的離子反應(yīng)是Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，氫氧化鋁表現(xiàn)兩性，又因?yàn)檎{(diào)整pH到13，此時(shí)Al元素以AlOeq\o\al(－,2)形式存在。②依據(jù)流程圖，目的是得到＋5價(jià)釩，即H2O2作氧化劑，本身被還原成H2O。依據(jù)表格數(shù)據(jù)，堿性條件下，＋4價(jià)釩以VO(OH)eq\o\al(－,3)形式存在，＋5價(jià)釩在堿性條件下，以VOeq\o\al(3－,4)形式存在，因此有VO(OH)eq\o\al(－,3)＋H2O2→VOeq\o\al(3－,4)＋H2O，依據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平：2VO(OH)eq\o\al(－,3)＋H2O2→2VOeq\o\al(3－,4)＋H2O，電荷不守恒，因?yàn)榄h(huán)境是堿性，因此反應(yīng)物中缺少OH－，最終配平，即反應(yīng)方程式為2VO(OH)eq\o\al(－,3)＋H2O2＋4OH－=2VOeq\o\al(3－,4)＋6H2O。答案：(1)abc(2)VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O陰(3)①Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3AlOeq\o\al(－,2)②2VO(OH)eq\o\al(－,3)＋H2O2＋4OH－=2VOeq\o\al(3－,4)＋6H2O12．人工腎臟可采納間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如圖。(1)電源的負(fù)極為________(填“A”或“B”)。(2)陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為_____________、___________。(3)電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將________；若兩極共收集到氣體13.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則除去的尿素為________g(忽視氣體的溶解)。解析：依據(jù)電解池中陰離子在陽極放電和陽離子在陰極放電的規(guī)律和本題圖中的電極產(chǎn)物H2和Cl2可以推斷出A為電源的正極，B為電源的負(fù)極，故陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為：2Cl－－2e－=Cl2↑，CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl。(3)陰極反應(yīng)為：6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑(或6H＋＋6e－=3H2↑)；陽極反應(yīng)為：6Cl－－6e－=3Cl2↑；CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl。依據(jù)上述反應(yīng)可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH－、H＋的數(shù)目相等，陽極室中反應(yīng)產(chǎn)生的H＋通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室與OH－恰好反應(yīng)生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；由上述反應(yīng)可以看出，轉(zhuǎn)移6mole－時(shí)，陰極產(chǎn)生3molH2，陽極產(chǎn)生1molN2和1molCO2，故電解收集到的13.44L氣體中V(N2)＝V(CO2)＝2.688L，即n(N2)＝n(CO2)＝0.12mol。依據(jù)方程式CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl可知生成0.12molN2所消耗的CO(NH2)2的物質(zhì)的量也為0.12mol，其質(zhì)量為m[CO(NH2)2]＝0.12mol×60g·mol－1＝7.2g。答案：(1)B(2)2Cl－－2e－=Cl2↑CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl[或CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6H＋＋6Cl－](3)不變7.213．(1)含乙酸鈉和對(duì)氯苯酚()的廢水可以利用微生物電池除去，其原理如圖所示：①B是電池的__