2020年高考化学考前选择题热点专题提升训练（九） 电化学及其应用

2020 年高考化学考前选择题热点专题提升训练（九） 电化学及 其应用 1.一种水基二次电池原理如下式，电解液为含 的水溶液，该电池可用于电网贮能。 下列说法正确的是（ ） A. 放电时， 脱离插层 B. 放电时，溶液中 浓度一直减小 C. 充电时，电子由 层 经电解质溶液流向 层 D. 充电时，阳极反应为： 2.可利用如图装置电解水制高纯氢，电极 1、电极 2 均为惰性电极，通过控制开关连接 或 ，交替得到 和 。下列说法不正确的是( ) 2+Zn 0.25 2 5 2 0.25 x 2 5 2 2xZn+Zn V O yH O n V O zH O+(y-z)H OZ +⋅ ⋅ 放电 充电 2+Zn 2+Zn 0.25 2 5 2Zn V O yH O⋅ 0.25+x 2 5 2Zn V O zH O⋅ 1K 2K 2H 2O A.气体 1、气体 2 分别为 、 B.制取 时，电极 3 的电极反应为： C.电解质溶液 X 可选择硫酸钠溶液或硫酸 D.通过控制开关连接 和 ，可使电极 3 循环使用 3.用惰性电极电解法制备硼酸 的工 作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允 许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是（ ） A. 阴极与阳极产生的气体体积比为 1：2 B. b 极的电极反应式为 2H 2O 2H 2 2Ni(OH) OH e NiOOH + H O− −+ − = 1K 2K ( )3 3 3[ O ]H B B OH或 + 2 22H O 2e =O +4H↑－ ˉ C. 每增加 1 mol H3BO3 产品，NaOH 溶液增重 22g D. 产品室中发生的反应是 4.用微生物燃料电池作电源进行模拟消除酸性工业废水中的重铬酸根离子（ ）的示意 如下所示，反应一段时间后，在装置②中得到 和 两种沉淀。下列说法错误 的是( ) A.装置①中， 极的电极反应为 B.向装置②中加入适量 ，其主要作用是增强溶液的导电性 C.装置①中， 极上消耗的 与装置②中惰性电极上生成的 （生成物）相等 D.当装置①中有 通过质子交换膜时，装置②中产生 沉淀 5.某小组利用电化学法协同处理 ,包括电化学过程和化学过程,模拟装置如图所示。下列 说法错误的是( ) A.该装置主要能量转化形式是光能→电能→化学能 B.阴极区的反应为 ( ) ( )- 43B OH +OH =B OHˉ 2 2 7Cr O − 3Fe(OH) 3Cr(OH) a 2 2 4HS 4H O 8e SO 9H− − − ++ − = + 2 4Na SO b ( )2On n 0.6 mol H+ 0.4 mol 3NH 2 3 2 2O Fe 4H Fe 2H O+ + ++ + = + C.总反应式为 D.处理 (标准状况),理论上迁移 6.最近复旦大学的研究人员设计出一种以有机负极(PTO/HQ)和无机正极(MnO2 石墨毡)的水 合氢离子电池，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 充电时，电能转化为化学能 B. 放电时，H3O＋向 MnO2 石墨毡极迁移 C. 放电时，正极上发生： D. 充电时，阴极上发生： 7.SBP 电解法能大幅度提高电解槽的生产能力，如图为 SBP 电解法制备 MoO3 的示意图，下 列说法错误的是( ) 3 2 2 24NH 3O 2N 6H O+ = + 32.24 L NH 0.3 mol H+ 2 2 3 2MnO 2e 4H O =Mn 6H O－ ＋ ＋＋ ＋ ＋ 2PTO 4e 2H O=HQ 4OH－ －＋ ＋ ＋ A．a 极为电源的负极，发生氧化反应 B．电路中转移 4mol 电子，则石墨电极上产生标准状况下 22．4LO2 C．钛基钛锰合金电极发生的电极反应为： D．电路中电子流向为：a 极 石墨，钛基钛锰电极 b 极 8.以 为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。 下列说法不正确的是( ) A．放电时，正极反应式： B．充电时，Mg 箔接电源的负极 C．充电时，Na＋通过离子交换膜从左室移向右室 D．放电时，Mo 箔增加 4.6g 时，Mg 箔减少 5.95g 9.受新冠病毒疫情的影响，某市使用了大量漂白粉进行消毒，产生了大量污水（含 ）， 利用 ECT 电解水处理器处理上述污水的简化模型图如下，通电后让水垢在阴极表面析出， 并采用智能清扫系统去除阴极表面的水垢；让阳极区在线产生游离氯、臭氧等继续杀灭病毒， 并防止包括军团菌在内的微生物污染。下列有关说法正确的是( ) 4+ - + 2 33H O+Mo -2e =MoO +6H →导线 →导线 ( )6Fe Fe CN   ( ) ( )26 6Fe Fe CN 2Na 2e ==Na Fe Fe CN      ＋ －＋ ＋ Cl− A.b 极为正极 B.处理污水时， 移向 a 极，b 极附近溶液的 pH 减小 C.阳极上产生臭氧的电极反应式为 D.为了降低原材料成本，可将多孔铂电极 a 换成 Fe 电极 10.中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作为空气电极,设计并组装了轻型、柔性、能折叠的可 充电锂空气电池如下左图，电池的工作原理如下图。下列有关说法正确的是( ) A．放电时，纸张中的纤维素作为锂电池的负极 B．充电时，若阳极放出 1mol O2，则有 4mol e-回到电源正极 C．开关 K 闭合给锂电池充电，X 为直流电源负极 D．放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极 11.图甲是一种利用微生物将废水中的尿素[CO(NH2)2]转化为环境友好物质的原电池装置示 意图，利用该电池在图乙装置中的铁上镀铜。下列说法正确的是( ) Cl− 2 3 2O 2OH 2e O H O− −+ − = + A. 图乙中 Fe 电极应与图甲中 Y 相连接 B. 图甲中 H+透过质子交护膜由右向左移动 C. 图甲中 M 电极反应式：CO(NH2)2+5H2O-14e=CO2+2NO2+14H+ D. 当图甲中 M 电极消耗 0.5mol 尿素时，图乙中铁电极增重 96g 12.2019 年诺贝尔化学奖花落锂离子电池，美英日三名科学家获奖，他们创造了一个可充电 的世界。像高能 LiFePO4 电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是 在反应过程中只让 Li+通过。结构如图所示。 原理如下：(1− x)LiFePO4+xFePO4+LixCn LiFePO4+nC。 下列说法不正确的是( ) A．放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe− =xLiFePO4 B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极 C．充电时，阴极电极反应式：xLi++xe− +nC=LixCn D．充电时，Li+向左移动 答案以及解析 1.答案：D 解析：A.放电时，利用原电池原理，Zn 作负极，失去电子， 得到电子，放 电时是溶液中的 与插层结合，故 A 错误； B.根据反应方程式，放电时，负极的锌板失去电子变成锌离子进入溶液中，然后与正极结合， 溶液中的锌离子浓度不变，故 B 错误； C.充电时是电解池原理，电子通过导线转移，不能通过电解质溶液，故 C 错误； D.充电时，阳极失电子，电极反应式为： ，故 D 正确； 2.答案：C 解析： A 项，阴极上发生还原反应可产生 ，阳极上发生氧化反应可产生 ，结合题给 装置图可推知气体 1、气体 2 分别为 、 ，正确；B 项，制取氢气时，电极 3 作阳极， 发生氧化反应，即 ，正确；C 项，电极 3 的材料上存在 、NiOOH，能溶于酸，所以电解质溶液 X 不可能是硫酸，错误；D 项，当连接 2H 2O 2H 2O 2 2Ni(OH) OH e NiOOH H O− −+ − = + 2Ni(OH) 1K 时， 失去电子变为 NiOOH，当连接 时，NiOOH 得到电子变为 ，使电 极 3 得以循环使用，正确。 3.答案：C 解析：A、阴极产生氢气与阳极产生的氧气气体体积比为 2:1，故 A 错误； B、b 极是阳极，电极反应式为 ，故 B 错误； C、产品室中发生的反应是 ，增加 1mol 产品，消耗氢离子 1mol，阴极上是氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为： ↑，减少质量是 1g，NaOH 溶液增重的钠离子 1mol 即 23g，故 NaOH 溶液增重 22g，故 C 正确。 D、产品室中发生的反应是 和生成的氢离子反应生成 ，故 D 错误； 4.答案：C 解析：由图示可知，装置①为原电池装置，装置②为电解池装置，在装置①中，a 极为负极， 由图示可知 失电子转化为 ，故电极反应为 ,A 正确； 与 均不参与反应，故向装置②中加入适量 ，其主要作用是增强溶液的导电 性，B 正确；装置①中，b 极上消耗 ，则转移 电子，装置②中，惰性电极为 阴极， 得电子，生成 ，C 错误；当装置①中有 通过质子交换膜时， 则说明有 电子转移，在装置②中 ，生成 ，在溶液中发生 反应 ，得到 和 ，最终 生成 和 ，沉淀共 ,D 正确。 5.答案：B 解析：光伏电池可以将光能转化成电能;电解池中电能转化成化学能,A 项正确。阴极区发生 的反应为 ,然后 氧化 ,发生反应 ,实现 和 的循环转化,保持 的总物质的量不变,B 项错误。阳极区发生的反应为 2Ni(OH) 2K 2Ni(OH) - + 2 22H O-4e =O 4H↑ + ( ) + 3 3 - 4B OH +H =H BO 3 3H BO + - 22H +2e =H ( )- 4B OH 3 3H BO HS− 2 4SO − 2 2 4HS 4H O 8e SO 9H− − − ++ − = + Na+ 2 4SO − 2 4Na SO 21 mol O 4 mol H+ 22 mol H 0.6 mol H+ 0.6 mol 2Fe 2e Fe− +− = 20.3 mol Fe + 2 2 3 3 2 7 2Cr O 6Fe 14H 2Cr 6Fe 7H O− + + + ++ + = + + 30.1 mol Cr + 30.3 mol Fe + 30.3 mol Fe(OH) 30.1 mol Cr(OH) 0.4 mol 3 2Fe e Fe+ − ++ = 2O 2Fe + 2 3 2 24Fe O 4H 4Fe 2H O+ + ++ + = + 3Fe + 2Fe + 3Fe + ,根据得失电子守恒,两极区反应相加得总反应式为 ,C 项正确。 ,由电极反应式知, 被氧 化,理论上由质子交换膜右侧向左侧迁移 ,D 项正确。 6.答案：D 解析： 7.答案：B 解析：A. 根据图中电流方向可知，a 为负极，失电子发生氧化反应，故 A 正确； B. 石墨电极为阴极,氢离子得到电子发生还原反应放出氢气,电极反应： ，无氧气生成，故 B 错误； C. 钛基钛锰合金电极为电解池的阳极,Mo4+失电子发生氧化反应生成 MoO3,电极反应 ，故 C 正确； D. 电子流向为负极→阴极，阳极→正极，即 a 极 石墨，钛基钛锰电极 b 极， 故 D 正确； 故选：B。 8.答案：D 解析：A．放电时，正极得到电子，由 被还原为 ，故正确。 B．放电时 Mg 箔为负极则充电时，Mg 箔接电源的负极作为阴极，故正确。 C．充电时，Mo 为阳极，Mg 为阴极，Na＋通过离子交换膜移向阴极室，故正确。 D．放电时，由 ]被还原为 ，Mo 箔增加 4.6g 时，但 Mg 箔 减少 2.4g，故错误。 故本题答案为 D 9.答案：C 3 22NH 6e N 6H− +− = + 3 2 2 24NH 3O 2N 6H O+ = + ( )3NH 0.1 moln = 30.1 mol NH 0.3 mol H+ - - 2 22H O+2e =H +2OH↑ 4+ - + 2 33H O+Mo -2e =MoO +6H →导线 →导线 ( )6Fe Fe CN   ( )2 6Na Fe Fe CN   ( )6Fe Fe CN   ( )2 6Na Fe Fe CN   解析：根据题干信息，让水垢在阴极表面析出，再结合题图可知，b 极为阴极，A 错误；b 极为阴极，电极反应式为： ，处理污水时，b 极附近溶液的 pH 增 大，产生的 与 形成氢氧化钙（水垢）析出，B 错误；阳极上产生臭氧的电极反应 式为 ，C 正确；a 极为阳极，用 Fe 作阳极，Fe 会参与电极反应， 被氧化，故 D 错误。 10.答案：C 解析：A．纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨作电池正 极，故 A 错误； B．充电时为电解池，若阳极放出 1mol ，则失去 4mol ，阴极得 4mol ，故 B 错误； C．充电时，直流电源阴极与电池负极（金属锂）相连，故 X 为直流电源负极，故 C 正确； D．原电池或电解池工作时，电解质中阴、阳离子的移动方向一般遵循“阴阳相吸”原则，即 原池放电时，电解质中的 Li+离子移向阴极，故 D 错误； 11.答案：D 解析：A. 在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，则 Fe 与 X 相 连，故 A 错误； B. 由甲图可知,氢离子向正极移动,即 H+透过质子交护膜由左向右移动，故 B 错误； C. 在负极 M 上失电子发生氧化反应,生成氮气、二氧化碳和水,电极反应式为 ，故 C 正确； D. M 极反应为电极反应式为 ,当 M 电极消耗 0.5mol 时,则转移 0.5×6=3.0mol 电子,所以铁电极增重 ×64g/mol=96g，故 D 正确。 故选：D。 12.答案：D 解析：充电时，阳离子向阴极移动, 所以 Li+向阴极移动，向右移动，故 D 错误。 2 22H O+2e H 2OH− −= ↑ + OH− 2+Ca 2 3 2O 2OH 2e O H O− −+ − = + 2O e− e− 2 2H NCONH - + 2 2 2 2 2H NCONH +H O-6e =CO +N +6H↑ ↑ - + 2 2 2 2 2H NCONH +H O-6e =CO +N +6H↑ ↑ 2 2H NCONH 3.0 2 mol mol