2022年高考化学一轮考点跟踪练习17《电化学》（含答案）

2022年高考化学一轮考点跟踪练习17《电化学》一、单选题最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是（）A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-=CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S=CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性下图用来研究钢铁制品的腐蚀，装置的气密性良好，且开始时U形管两端的红墨水液面相平。一段时间后能观察到铁钉生锈。下列说法不正确的是(　　)A．铁钉表面发生的反应为Fe－3e－===Fe3＋B．若液体a为稀醋酸，则U形管液面右高左低C．若液体a为食盐水，则U形管液面左高右低D．若液体a为食用油，则铁钉生锈速率较慢金属的腐蚀除化学腐蚀和普通的电化学腐蚀外，还有“氧浓差腐蚀”，如在管道或缝隙等处的不同部位氧的浓度不同，在氧浓度低的部位是原电池的负极。下列说法正确的是(　　) A．纯铁的腐蚀属于电化学腐蚀B．钢铁吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋C．海轮在浸水部位镶一些铜锭可起到抗腐蚀作用D．在图示氧浓差腐蚀中，M极处发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－下列关于电化学的叙述正确的是(　　)A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B．图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．上述4个装置中，图①、②中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl22AgCl。下列说法正确的是(　　)A.正极反应为AgCl+e-Ag+Cl-B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D.当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子按如图所示进行实验，下列说法不正确的是(　　)A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B．装置甲、乙中的能量变化均为化学能转化为电能C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋ 将等物质的量浓度的Cu(NO3)2和KCl溶液等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解过程中,溶液pH随时间t变化的曲线如图所示,则下列说法错误的是(　　)A.AB段阳极只产生Cl2,阴极只产生CuB.BC段表示在阴极上是H+放电产生了H2C.CD段相当于电解水D.阳极先析出Cl2,后析出O2,阴极先产生Cu,后析出H2常见的一种锂离子电池的工作原理为：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6，下列说法正确的是（）A．充电时，A极发生氧化反应B．充电时，Li+穿过隔离膜向B极移动C．当B极失去xmol电子时，消耗6molCD．放电时负极反应为LiCoO2－xe-==Li(1-x)CoO2+xLi+纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)A．钛电极发生氧化反应B．阳极附近溶液的pH逐渐增大C．离子交换膜应采用阳离子交换膜D．阳极反应式是2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2OMg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池的总反应方程式如下：2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl−。有关该电池的说法正确的是（）A．该电池可用于海上应急照明供电B．负极反应式为：AgCl+e−===Ag+Cl−C．该电池不能被KCl溶液激活D．电池工作时，每消耗1.2gMg，溶液中的Cl-增多0.2mol 通过NO传感器可监测汽车排放的尾气中NO含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)A．O2－向正极移动B．负极的电极反应式为NO－2e－＋O2－===NO2C．O2的电极反应产物是H2OD．反应消耗的NO与O2的物质的量之比为1∶2电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示,其中NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是(　　)A.溶液中OH-向电极a移动B.电极b上发生还原反应C.负极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-N2+6H2OD.理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3∶4研究人员研发了一种“水电池”，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电。在海水中，电池的总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl==Na2Mn5O10+2AgCl，下列“水电池”在海水中放电时的有关说法正确的是（）A．正极反应式：Ag+Cl－+e－=AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移4mol电子C．Na+不断向“水电池”的负极移动D．AgCl是氧化产物一种检测空气中甲醛(HCHO)含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是（）A．传感器工作时，工作电极电势高 B．工作时，H+通过交换膜向工作电极附近移动C．当导线中通过1.2×l0-6mol电子，进入传感器的甲醛为3×10-3mgD．工作时，对电极区电解质溶液的pH增大“ZEBRA”绿色电池是新型电动汽车的理想电源，结构如图所示：隔开两极的陶瓷管作钠离子导体。下列关于该电池的叙述错误的是（）A．放电时，Na+、Al3+均向负极移动B．放电时，Na元素被氧化C．充电时的阳极反应为：Ni＋2C1－-2e—=NiCl2D．该电池具有可快充、高比功率、放电持久等优点利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。电池工作时，下列说法正确的是（）A．a极为正极，发生氧化反应B．b极的电极反应式为：2NO3-+12H＋+10e－===N2↑+6H2OC．中间室的Cl－向右室移动D．左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4g时，用电器流过2.4mol电子LiOH常用于制备锂离子电池的正极材料。工业上常利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法正确的是(　　)A.a是电源的负极B.B极区电解液为LiOH溶液 C.A电极的电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑D.每产生标准状况下2.24L氢气,就有0.1mol阳离子通过交换膜进入阴极区我国成功研制的新型可充电AGDIB电池(铝-石墨双离子电池)采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池反应为：CxPF6+LiyAl=Cx+LiPE6+Liy－1Al。放电过程如图，下列说法正确的是（）A．B为负极，放电时铝失电子B．充电时，与外加电源负极相连一端电极反应为：LiyAl－e－=Li++Liy－1AlC．充电时A电极反应式为Cx+PF6－﹣e-=CxPF6D．废旧AGDIB电池进行“放电处理”时，若转移lmol电子，石墨电极上可回收7gLi人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统,成功地实现了以CO2和H2O合成CH4,下列说法错误的是(　　)A.GaN表面发生氧化反应,有O2产生B.相同条件下,生成的O2和CH4体积比为2∶1C.产生22.4LO2时,电解液中H+从右向左迁移4gD.Cu表面的电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2O高能锂离子电池总反应式为2Li+FeS=Fe+Li2S，LiPF6·SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法正确的是（）A．LiPF6·SO(CH3)2可用Li2SO4水溶液代替B．当转移1mole－时，b室离子数增加NA个C．该电池充电时阳极反应式为Fe+Li2S－2e－=FeS+2Li+D．若去除图阴离子膜，则电解反应总方程式发生改变 2022年高考化学一轮考点跟踪练习17《电化学》（含答案）答案解析一、单选题答案为：C；解析：A、CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2+H＋+2e－=CO+H2O，A正确；B、根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①+②即得到H2S－2e－=2H＋+S，因此总反应式为CO2+H2S=CO+H2O+S，B正确；C、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需要酸性，D正确。答案选C。点睛：准确判断出阴阳极是解答的关键，注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应，进而得出阴阳极。电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。答案为：A；解析：铁钉发生腐蚀时形成原电池，Fe作负极被氧化，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A错误；若液体a为稀醋酸，则铁钉发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，左侧试管中气体压强增大，则U形管液面右高左低，B正确；若液体a为食盐水，则铁钉发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，左侧试管中气体压强减小，则U形管液面左高右低，C正确；若液体a为食用油，铁钉不易发生电化学腐蚀，则铁钉生锈速率较慢，D正确。答案为：D；解析：纯铁发生腐蚀时，没有正极材料，不能构成原电池，所以发生化学腐蚀，A错误；钢铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B错误；铜不如铁活泼，铜、铁在海水中形成原电池，Fe作负极，加快了海轮的腐蚀，C错误；因氧浓度低的部位是原电池的负极，由图示可知，M处O2浓度高，该处O2得到电子，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。答案为：C；解析：图①阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl2，阴极产生H2，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红，A错误。牺牲阳极的阴极保护法利用的原电池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图②为电解池，可验证外加电源的阴极保护法，B错误。NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确。图③中Fe作负极，腐蚀速率最快；图①和②中Fe作阴极，图④中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。 答案为：D；解析：A项,Pt为正极发生还原反应:Cl2+2e-2Cl-,错误;B项,放电时,左侧的电极反应式Ag+Cl--e-AgCl↓,有大量白色沉淀生成,错误;C项,由于H+、Na+均不参与电极反应,则用NaCl溶液代替盐酸,电池总反应不变,错误;D项,当电路中转移0.01mole-时,左侧产生0.01molAg+与Cl-结合为AgCl沉淀,右侧产生0.01molCl-,为保持溶液的电中性,左侧约有0.01molH+通过阳离子交换膜转移到右侧,故左侧溶液中约减少0.02mol离子,正确。答案为：B；解析：甲中发生的反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，锌片表面产生气泡；乙中铜、锌接触放入稀硫酸中形成原电池，Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，铜片表面产生气泡，A正确。乙中化学能转化为电能，但甲中未形成原电池，无化学能与电能的转化，B错误。乙中锌、铜之间用导线连接电流计，形成原电池，Zn作负极，Cu作正极，导线中有电流产生，电流计指针发生偏转，C正确。乙中Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，D正确。答案为：B；解析：设Cu(NO3)2和KCl的物质的量各为nmol,在AB段,阳极发生反应2Cl--2e-Cl2↑,阴极发生反应Cu2++2e-Cu,阳极nmol氯离子失nmol电子,阴极上nmol铜离子得nmol电子,由于混合后的溶液呈酸性,铜离子浓度逐渐减小,溶液pH逐渐增大,A项正确;在BC段,阳极发生反应2H2O-4e-4H++O2↑,阴极发生反应Cu2++2e-Cu,阴极上nmol铜离子再得nmol电子,溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH迅速减小,B项错误;在CD段,阳极发生反应4OH--4e-2H2O+O2↑,阴极发生反应2H++2e-H2↑,实质是电解水,溶液中氢离子浓度逐渐增大,pH减小,C项正确;由上述分析可知,阳极先析出Cl2,后析出O2,阴极先产生Cu,后析出H2,D项正确。答案为：C；解析：A.充电时该装置为电解池，根据电子流向知，B为电解池阳极，阳极上得电子发生氧化反应，故A错误；B.充电时该装置为电解池，阳离子Li+向阴极A移动，故B错误；C.当B极失去xmol电子时，该装置为电解池，A为电解池阴极，电极反应式为6C+xe-+xLi+=LixC6，所以当B极失去xmol电子时，电池消耗6molC，故C正确；D.放电时该装置为原电池，根据电子流向知，A为原电池负极，负极上电极反应式为：LixC6−xe−=xLi++6C，故D错误；本题选C。答案为：D；解析：钛电极为阴极，发生还原反应，A错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C错误，D正确；由阴极区迁移过来的OH－在阳极全部参与反应，阳极附近溶液的pH不变，B错误。 答案为：A；解析：A.该电池可被海水激活，产生电能，故A项正确；B.负极为Mg失电子，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，故B项错误；C.KCl溶液可代替海水激活原电池，故C错误；D.由Mg-2Cl−知电池工作时，每消耗1.2gMg，溶液中的Cl-增多0.1mol，故D错误；答案：A。答案为：B；解析：根据工作原理图知，Pt电极上氧气得电子发生还原反应，作正极，NiO电极上NO失电子发生氧化反应，则NiO为负极；正极上电极反应式为O2＋4e－===2O2－，负极上电极反应式为NO－2e－＋O2－===NO2。由图可知O2－移向NiO电极，即向负极移动，故A错误；NiO电极上NO失电子和O2－反应生成二氧化氮，所以电极反应式为NO＋O2－－2e－===NO2，故B正确；正极上电极反应式为O2＋4e－===2O2－，故C错误；反应消耗的NO与O2的物质的量之比为2∶1，故D错误。答案为：D；解析：电极a上NH3发生氧化反应生成N2,则电极a为负极,电极b为正极,原电池中,阴离子向负极移动,故A项正确;电极b为正极,正极上发生还原反应,B项正确;负极上NH3失电子生成N2和H2O,电极反应式为2NH3+6OH--6e-N2+6H2O,C项正确;由电池反应4NH3+3O22N2+6H2O可知,理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶3,D项错误。答案为：D；解析：该电池的正极反应：5MnO2+2e-=Mn5O102-，负极反应：Ag+Cl－+e－=AgCl。A项，正极反应式应为5MnO2+2e-=Mn5O102-，故A项错误；B项，由正极反应式可知，1molNa2Mn5O10转移2mol电子，故B项错误；C项，钠离子要与Mn5O102-结合，因此钠离子应该向正极移动，故C项错误；D项，负极反应：Ag+Cl－+e－=AgCl，Ag失电子，被氧化，则AgCl是氧化产物，故D项正确。综上所述，本题正确答案为D。答案为：D；解析：原电池工作时，HCHO转化为CO2，失电子在负极发生氧化反应，其电极反应式为HCHO+H2O-4e-=CO2+4H+，O2在正极得电子发生还原反应，其电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，工作时，阳离子向电源的正极移动，再结合电池总反应判断溶液pH变化，以此解答该题。A.HCHO在工作电极失电子被氧化，做原电池的负极，工作电极电势低，故A项错误；B.根据原电池工作原理易知，工作时，溶液中的阳离子(氢离子)向电源的正极移动，即对电极方向，故B项错误；C.负极反应为HCHO+H2O-4e-=CO2+4H+，当电路中转移1.2×l0-6mol电子时，消耗HCHO的物质的量为×1.2×l0-6mol=3.0×l0-7mol，则HCHO质量为3.0×l0-7mol×30g/mol=9×10-3mg，故C项错误； D.工作时，对电极的电极反应为：4H++O2+4e-=2H2O，反应后生成水，虽然有相同数量的氢离子从负极迁移过来，但是，由于溶液的体积增大，正极区溶液的酸性减弱，其pH值增大（若忽略溶液的体积变化，则pH基本不变），故D项正确；答案选D。答案为：A；解析：A、放电为原电池装置，根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，故A说法错误；B、根据装置图，金属钠为活泼金属，金属钠作负极，Na失电子，被氧化，故B说法正确；C、充电为电解池，根据装置图，阳极反应式为Ni＋2Cl－－2e－=NiCl2，故C说法正确；D、根据题中信息，该电池具有可快充、高比功率、放电持久等特点，故D说法正确。答案为：B；解析：根据图示，在b电极，高浓度的NO3-废水，转化为氨气和低浓度的NO3-废水，说明N元素化合价降低，发生还原反应，因此b电极为正极，则a电极为负极，A、为负极，不是正极，选项A错误；B、极是正极，发生还原反应，选项B错误；C、在原电池中，阴离子向负极移动，中间室的Cl－向左室移动，选项C正确；D、左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4g，物质的量为，反应后生成二氧化碳和水，转移的电子为，选项D错误。答案选C。答案为：B；解析：根据图示可知,B电极上有氢气生成,则B为电解池阴极,A为阳极,a为正极、b为负极,阴极电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑,阳极反应式为2Cl--2e-Cl2↑。根据以上分析知,A项错误;A极是阳极、B极是阴极,B电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑,有氢氧根离子生成,所以B极区电解液为LiOH溶液,A极区电解质溶液为LiCl溶液,B项正确;A电极上氯离子放电,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,C项错误;每产生标准状况下2.24L氢气,就有0.2mol电子转移,根据电荷守恒知,有0.2mol阳离子通过交换膜进入阴极区,D项错误。答案为：C；解析：A、根据装置图可知放电时锂离子定向移动到A极，则A极为正极，B极为负极，放电时Al失电子，选项A错误；B、充电时，与外加电源负极相连一端为阴极，电极反应为：Li++Liy－1Al+e－=LiyAl,选项B错误；C、充电时A电极为阳极，反应式为Cx+PF6－﹣e－=CxPF6,选项C正确;D、废旧AGDIB电池进行放电处理”时,若转移1mol电子,消耗1molLi,即7gLi失电子,铝电极减少7g,选项D错误。答案选C。答案为：C；解析：根据题给装置图中电子的流向可确定GaN电极为负极,发生反应:4H2O-8e-8H++2O2↑,GaN表面发生氧化反应,A项正确;Cu电极的电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2O,根据得失电子守恒知,相同条件下生成O2和CH4的体积比为2∶ 1,B、D项正确;没有给出气体所处的状态,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,且电解液中H+从左向右迁移,C项错误。答案为：C；解析：A.Li是活泼金属可与水反应，故A不正确；B.当转移1mole－时，b室中从a过来1molNa+，从b过来1molCl-，离子数应该增加2NA个，故B不正确；C.该电池充电时阳极反应式是正极反应的逆反应，故C正确；D.若去除图阴离子膜，则电解反应总方程式不会发生改变，依然是阳极氢氧根离子失电子，阴极镍离子得电子，故D不正确；正确答案：C。