2023版课标版高考总复习化学版：专题九 化学反应与电能（试题）

1、曲一线 2023版5年高考3年模拟B版第 页专题九化学反应与电能高频考点考点一原电池基础 原电池基本工作原理。重难 原电池原理的应用。综合 原电池正负极的判断与电极方程式的书写。基础1.(2014北京理综,8,6分)下列电池工作时,O2在正极放电的是() A.锌锰电池 B.氢燃料电池 C.铅蓄电池 D.镍镉电池答案B2.(2021广东,9,2分)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时()A.负极上发生还原反应 B.将电能转化为化学能C.阳离子由正极移向负极 D.CO2在正极上得电子答案D3.(2019浙江

2、4月选考,12,2分)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是()A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降答案A4.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜

3、向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡答案C重难5.(2022湖南,8,3分)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是()A.海水起电解质溶液作用B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e- 2OH-+H2C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D.该锂海水电池属于一次电池答案B6.(2018浙江4月选考,17,2分)锂(Li)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.金属锂作负极,发生氧化反应 B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动C.正极的电极反应:O2+4e- 2O2- D.电池总反应:4Li+O2+2H2O 4LiOH答案C7.(2018课标

4、,11,6分)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是()A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x 2Li+(1-x2)O2答案D8.(2017课标,11,6分)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为16Li+xS8 8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e- 3L

5、i2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多答案D9.(2013江苏单科,9,2分)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是()A.Mg电极是该电池的正极 B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大 D.溶液中Cl-向正极移动 答案C10.(2015江苏单科,10,2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A.反应 CH4+H2O 3H2+CO

6、,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH-2e- 2H2OC.电池工作时,CO32-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e- 2CO32-答案D11.2022河南天一大联考(五),12研究发现,在肼(N2H4)酸性燃料电池中添加少量Fe2(SO4)3能持续大电流放电、工作原理如图所示:下列说法错误的是()A.交换膜M为质子交换膜 B.Fe3+能够降低正极区反应的活化能C.放电时正极区溶液的pH下降 D.负极反应式为N2H4-4e-N2+4H+答案C12.(2014天津理综,6,6分)已知:锂离子电池的总反应为LixC+Li

7、1-xCoO2 C+LiCoO2。锂硫电池的总反应为2Li+S Li2S。有关上述两种电池说法正确的是()锂离子电池放电时,Li+向负极迁移 B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应理论上两种电池的比能量相同 D.下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电答案B13.(2020天津,11,3分)熔融钠硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx(x=53,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是()Na2S4的电子式为B.放电时正极反应为xS+2Na+2e-Na2SxC.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极D.该电池是以Na-Al2O3为隔膜的二次电池答案C14.(202

8、1福建,9,4分)催化剂TAPP-Mn()的应用,使Li-CO2电池的研究取得了新的进展。Li-CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。 下列说法错误的是()A.Li-CO2电池可使用有机电解液B.充电时,Li+由正极向负极迁移C.放电时,正极反应为3CO2+4Li+4e-2Li2CO3+CD.*LiCO2、*CO、*LiC2O3和C都是正极反应的中间产物答案D15.(2021浙江1月选考,22,2分)镍镉电池是二次电池,其工作原理示意图如下(L为小灯泡,K1、K2为开关,a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是()A.断开K2、合上K1,镍镉电池能量转化形式:化学能电

9、能B.断开K1、合上K2,电极A为阴极,发生还原反应C.电极B发生氧化反应过程中,溶液中KOH浓度不变D.镍镉二次电池的总反应式:Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2答案C16.(2022云南昆明一中一模,12)太阳能、风能等可再生能源发电具有分散性和间隙性的缺点,需要配套能量密度高、循环寿命长、成本低的电化学储能系统。某种研究中的铝离子储能电池以二硒化钴()/纳米碳石墨烯复合材料为正极,有机阳离子与氯铝酸阴离子组成的离子液体为电解质,电池总反应为CoSe2+mAlAlmConSe2+(1-n)Co(其中m、n均小于1)。正极的工作原理如图所示(硒始终保持-1价)。下

10、列叙述错误的是()A.放电时,AlCl4-向负极迁移B.放电时,正极的电极反应式为CoSe2+4m Al2Cl7-+3me-AlmConSe2+(1-n)Co+7mAlCl4-C.充电时,负极每消耗1 mol Al2Cl7-可转移3 mol e-D.m与n的关系为3m=2(1-n)答案C综合17.(2022全国甲,10,6分)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH ）42-存在。电池放电时,下列叙述错误的是()A.区的K+通过隔膜向区迁移B.区的SO42- 通过隔膜向区迁移C.MnO2电极反应:MnO2+4H+2e- Mn2+2H2OD.电池总

11、反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+ Zn(OH）42-+Mn2+2H2O答案A18.(2022全国乙,12,6分)Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li+e- Li)和阳极反应(Li2O2+2h+ 2Li+O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()A.充电时,电池的总反应Li2O2 2Li+O2B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D.放电时,正极发生反应O2+2Li+2e- Li2O2答案C

12、19.(2022江西重点中学协作体一联,12)如图为2021年新研发的车载双电极镍氢电池。放电时a、c电极的反应物为吸附了氢气的稀土合金,可表示为MH;充电时b、d电极的反应物为吸附的Ni(OH)2。下列叙述正确的是()A.充电时外电路每通过2 mol电子,正极减轻4 gB.电池放电时,c极上的反应可表示为H2O+M+e-MH+OH-C.充电时,a、b接电源负极,c、d接电源正极D.放电时电子的流动路径为a外电路dc铜箔b答案A20.(2018天津理综,10,14分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2

13、主要转化为(写离子符号);若所得溶液c(HCO3-)c(CO32-)=21,溶液pH=。(室温下,H2CO3的K1=410-7,K2=510-11)(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键CHCOHH键能/kJmol075则该反应的H=。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是(填“A”或“B”)。按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H

14、2产率的影响如图所示。此反应优选温度为900 的原因是。(3)O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式:。电池的正极反应式:6O2+6e- 6 O2-6CO2+6 O2- 3C2O42-+6O2反应过程中O2的作用是。该电池的总反应式:。答案 (1)CO32-10(2)+120 kJmol-1B900 时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低(3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)催化剂2Al+6CO2Al2(C2O4)3考点二电解原理及其应用

15、基础 电解池基本工作原理。重难 电解池原理的应用。综合 与电化学相关的综合练习。基础1.(2013北京理综,9,6分)用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是()A.a端是直流电源的负极B.通电使CuCl2发生电离C.阳极上发生的反应:Cu2+2e- CuD.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体答案A2.(2020浙江7月选考,21,2分)电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液,在阳极RCOO-放电可得到RR(烷烃)。下列说法不正确的是()A.电解总反应方程式:2RCOONa+2H2O RR+2CO2+H2+2NaOHB.RCOO-在阳极放电,发生氧化反应C.阴极

16、的电极反应:2H2O+2e- 2OH-+H2D.电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷答案A3.(2021海南,9,3分)液氨中存在平衡:2NH3NH4+NH2- 。如图所示为电解池装置,以KNH2的液氨溶液为电解液,电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是()A.b电极连接的是电源的负极B.a电极的反应为2NH3+2e-H2+2NH2-C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小D.理论上两极产生的气体物质的量之比为11答案B4.(2018浙江11月选考,30节选)(二)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学电解

17、法”探究K2FeO4的合成,其原理如图所示。接通电源,调节电压,将一定量Cl2通入KOH溶液,然后滴入含Fe3+的溶液,控制温度,可制得K2FeO4。(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式。(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-)。答案 (1)2Fe3+3ClO-+10OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O(2)Fe3+8OH-3e- FeO42-+4H2O或Fe(OH)3+5OH-3e- FeO42-+4H2O重难5.(2017课标,11,6分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化

18、膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A.待加工铝质工件为阳极 B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为:Al3+3e-Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案C6.(2013天津理综,6,6分)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下:电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)电解池:2Al+3H2O Al2O3+3H2电解过程中,以下判断正确的是()电池电解池AH+移向Pb电极H+移向Pb电极B每消耗3 mol Pb生成

19、2 mol Al2O3C正极:PbO2+4H+2e- Pb2+2H2O阳极:2Al+3H2O-6e- Al2O3+6H+D答案D7.(2018课标,13,6分)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:EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+ 2EDTA-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

20、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+,溶液需为酸性答案C8.(2020课标,12,6分)电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是()A.Ag为阳极 B.Ag+由银电极向变色层迁移C.W元素的化合价升高 D.总反应为WO3+xAg AgxWO3答案C9.(2022山西省际名校联考,12)利用太阳能将CO2转化为C2H4的工作原理如图所示。下列说法中错误的是()A.b电极为正极,铂片上发生氧化

21、反应B.当生成1 mol C2H4时,右池质量减轻96 gC.铜片上的电极反应式为2CO2+12H+12e-C2H4+4H2OD.图中能量转换过程为太阳能电能化学能答案B综合10.(2016天津理综,10,14分)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:。(2)氢气可用于制备H2O2。已知:H2(g)+A(l) B(l)H1O2(g)+B(l) A(l)+H2O2(l)H2其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)

22、+O2(g) H2O2(l)的H0(填“”“”或“=”)。(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)Hv(吸氢)(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为。(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH- FeO42-+3H2,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色FeO42-,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。 图1 图2电解一段时间后,c(OH-)降

23、低的区域在(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为。c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:。答案 (1)污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高(任写其中2个)H2+2OH-2e- 2H2O(2)0C.加热0.1 molL-1Na2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(H0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大答案C易混易错1.电极反应类型判断(2021辽宁,13,3分)利用(Q)与(QH2)电解转化法从烟气中

24、分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是()A.a为电源负极 B.溶液中Q的物质的量保持不变C.CO2在M极被还原 D.分离出的CO2从出口2排出答案C2.分析交换膜的种类(2021湖北,15,3分)Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是()A.电解时只允许H+通过离子交换膜B.生成O2和H2的质量比为81C.电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大D.CrO3的生成反应为Cr2O72-+2H+ 2CrO3+H2O答案A3.判断离子迁移(2020河南名校联盟3月联合检测,12)如

25、图是用一种新型锂电池电解处理含NH4+ 的工业废水的装置图,处理过程中NH4+ 转化为可参与大气循环的气体。下列说法正确的是()A.废水处理过程中,Y电极上发生氧化反应B.废水处理过程中,X电极附近溶液酸性减弱C.废水处理过程中,W电极反应式为O2+4e-+4H+2H2OD.若消耗7 g Li,则质子交换膜左侧电解质溶液减少173 g答案D4.电子的流向(2022湘豫名校联考,12)锌空气燃料电池的能量密度较高,广泛应用于需要长时间在低电流下运行的设备,如助听器等,其装置示意图如图所示。下列说法正确的是()A.放电时,A极为正极,电极反应式为O2+4e-2O2-B.放电时,电子由B极流出经外电

26、路到达A极,再进入电解质溶液回到B极构成闭合回路C.充电时,B极电极反应式为ZnO+H2O+2e-Zn+2OH-D.电池工作一段时间后,电解质溶液pH降低答案C题型模板模型一守恒思想模型模型认知电极反应式的书写1.列物质,标得失。负极物质失电子,发生氧化反应;正极物质得电子,发生还原反应。2.看环境,配守恒。在电解质溶液(或熔融态)中要生成稳定的电极产物,需注意H+、OH-、H2O等是否参加反应。配平时遵守电荷守恒、质量守恒和得失电子守恒。1.(2018浙江11月选考,17,2分)最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.右边吸附层中发生了还原反应 B.负极

27、的电极反应是H2-2e-+2OH- 2H2OC.电池的总反应是2H2+O2 2H2O D.电解质溶液中Na+向右移动,ClO4- 向左移动答案C2.(2019课标,13,6分)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+

28、H2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区答案D3.(2020课标,12,6分)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如图所示,其中在VB2电极发生反应:VB2+16OH-11e- VO43-+2B(OH）4-+4H2O。该电池工作时,下列说法错误的是()A.负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O2参与反应B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C.电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O 8B(OH）4-+4VO43-D.电流由复合碳电极经负载、VB2

29、电极、KOH溶液回到复合碳电极答案B4.(2021江苏南京、盐城一模,9)对固体电解质体系的研究是电化学研究的重要领域之一。用离子交换膜H+/N H4+型Nafion膜作电解质,在一定条件下实现了常温常压下电化学合成氨,原理如下图所示。下列说法不正确的是()A.电极M接电源的正极B.离子交换膜中H+、N H4+浓度均保持不变C.H+/N H4+型离子交换膜具有较高的传导质子能力D.阴极的电极反应式:N2+6e-+6H+ 2NH3,2H+2e- H2答案B模型实践可充电电池电极反应式的书写可充电电池的思维模型充电时电极的连接可简记为“负接负后作阴极,正接正后作阳极”。放电时的负极反应和充电时的阴

30、极反应互为逆过程,放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆过程。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。5.(2021浙江6月选考,22,2分)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示,电极A为非晶硅薄膜,充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中;电极B为LiCoO2薄膜;集流体起导电作用。下列说法不正确的是()A.充电时,集流体A与外接电源的负极相连B.放电时,外电路通过a mol电子时,LiPON薄膜电解质损失a mol Li+C.放电时,电极B为正极,反应可表示为Li1-xCoO2+xLi+xe- LiCoO2D.电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCoO2

31、Si+LiCoO2答案B6.(2018课标,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是()A.放电时,ClO4-向负极移动 B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为3CO2+4e-2CO32-+C D.充电时,正极反应为Na+e-Na答案D7.(2021江苏南通启东期中,13)一种可充电锂离子电池的示意图如下,已知Li1-xCoO2中x1。下列关于锂离子电池的说法不正确的是()A.放电时电池总反应为Li

32、1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6B.放电时,Li+由负极通过A膜向正极迁移C.充电时,若转移1 mol e-,左侧电极将增重7x gD.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+答案C8.(2021湖南,10,3分)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示:下列说法错误的是()A.放电时,N极为正极B.放电时,左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C.充电时,M极的电极反应式为Zn2+2e- ZnD.隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过答案B9.(2020课标

33、,12,6分)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH-Zn(OH）42-B.放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 molC.充电时,电池总反应为2Zn(OH）42-2Zn+O2+4OH-+2H2OD.充电时,正极溶液中OH-浓度升高答案D10.(2021山东聊城一中开学模拟,10)中国科学院研究团队在碱性锌铁液流电池研究方面取得新进展,该电池的总反应为Zn+2Fe(CN）

34、63-+4OH- 2Fe(CN)64-+Zn(OH）42-。下列叙述正确的是()A.放电时,M极电极反应式为Fe(CN）63-e- Fe(CN)64-B.充电时,N极接电池负极,该电极发生氧化反应C.充电时,右侧贮液器中溶液浓度减小D.放电时,电路中转移2 mol电子时,负极区电解质溶液增重65 g答案C模型应用守恒思想在电化学计算中的应用电化学是建立在氧化还原反应基础上的,各电极上转移电子的物质的量相等,无论是单一电池还是串联电池,均可根据得失电子守恒计算。解题关键:1.电极名称要区分清楚;2.电极产物要判断准确;3.各产物间量的关系遵循得失电子守恒;4.熟记电极反应式,灵活运用关系式快速解

35、答常见的电化学计算问题。11.(2021山东,10,2分)以KOH溶液为离子导体,分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池。下列说法正确的是()A.放电过程中,K+均向负极移动B.放电过程中,KOH物质的量均减小C.消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2-O2燃料电池的理论放电量最大D.消耗1 mol O2时,理论上N2H4-O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L答案C12.(2019天津理综,6,6分)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A

36、.放电时,a电极反应为I2Br-+2e- 2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极答案D模型二学以致用思想模型模型认知原电池原理的应用1.比较金属的活动性强弱。2.加快化学反应速率。3.用于金属的防护。4.设计制作化学电源。1.(2021湖北,2,3分)“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面,艺人用手边捂边揉搓铜器,铜表面逐渐变黑,银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是()A.铜的金属活动性大于银 B.通过揉搓可提供电解质溶液C.银丝可长时间保持光亮 D

37、.用铝丝代替银丝铜也会变黑答案D2.(2022浙江1月选考,21,2分)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是()A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为AgCl(s)+e- Ag(s)+Cl-(0.1 molL-1)B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pHD.pH计工作时,

38、电能转化为化学能答案C模型实践离子交换膜的应用1.隔膜的类型和作用2.考情趋势(1)“膜”数量的变化:单膜双膜 多膜。(2)“膜”种类的变化:阴、阳离子交换膜 质子交换膜 高聚物隔膜双极隔膜。(3)“膜”作用的变化:离子交换物质制备分离提纯等。3.离子交换膜类型的判断方法(1)写出阴、阳(或正、负)两极上的电极反应式。(2)依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。(3)根据电极附近溶液呈电中性,判断离子移动的方向。(4)根据离子移动的方向,确定离子交换膜的类型。3.(2020山东,10,2分)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以N

39、aCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是()A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e- 2CO2+7H+B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 gD.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为21答案B4.(2021河北,9,3分)K-O2电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误的是()A.隔膜允许K+通过,不允许O2通过B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阳极C.产生1 Ah电量时,生成K

40、O2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9 g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9 g水答案D5.(2022 53创新)因存在浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。以浓差电池为电源,以石墨为电极电解氯化锂溶液制备氢氧化锂,其模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A.Ag(1)为浓差电池的正极,Ag(2)为浓差电池的负极B.交换膜是阴离子交换膜C.当电池停止放电时,理论上制备LiOH的质量为24 g(忽略AgNO3溶液体积的变化)D.若放电前Ag(1)、Ag(2)的质量相等(均为500 g),则放电停止时两极质量差为432 g答案D6.(2021天津,11,3分)下

41、图所示电解装置中,通电后石墨电极上有O2生成,Fe2O3逐渐溶解,下列判断错误的是()A.a是电源的负极B.通电一段时间后,向石墨电极附近滴加石蕊溶液,出现红色C.随着电解的进行,CuCl2溶液浓度变大D.当0.01 mol Fe2O3完全溶解时,至少产生气体336 mL(折合成标准状况下)答案C7.(2021重庆新高考适应卷,10)双极膜在电渗析中应用广泛,它由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层,工作时水层中的H2O解离成H+和OH-,并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。下列说法正确的是()A.出口2的产物为HBr溶液 B.出口5的产物

42、为硫酸溶液C.Br-可从盐室最终进入阳极液中 D.阴极电极反应式为2H+2e- H2答案D模型应用电解原理的应用电解原理主要应用于电冶金、粗铜精炼、氯碱工业、电镀等。注意事项:1.氯碱工业中,阳离子交换膜只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过,这样既能防止H2和Cl2混合爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量。2.一般来说,电解或电镀时,电极质量减小的电极为阳极;电极质量增大的电极为阴极。3.电解精炼铜,粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子,变成金属阳离子进入溶液,金属活动性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电

43、解质溶液中的Cu2+浓度会减小。4.电镀时,阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等,电镀液的浓度基本保持不变。8.(2020浙江1月选考,18,2分)在氯碱工业中,离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下。下列说法不正确的是()A.电极A为阳极,发生氧化反应生成氯气B.离子交换膜为阳离子交换膜C.饱和NaCl溶液从a处进,NaOH溶液从d处出D.OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量答案D9.(2021全国乙,12,6分)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入

44、一定的电流。下列叙述错误的是()A.阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理答案D10.(2020山东,13,4分)采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是()A.阳极反应为2H2O-4e- 4H+O2B.电解一段时间后,阳极室的pH未变C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极反应的O2等量答案D11.(2021江苏新高考适应卷,9)利用电解法

45、将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是()A.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移B.电极b上反应为CO2+8HCO3-8e- CH4+8CO32-+2H2OC.电解过程中化学能转化为电能D.电解时Na2SO4溶液浓度保持不变答案A12.(2021辽宁新高考适应卷,9)在N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中,可实现醇向醛的转化,原理如图。下列说法错误的是()A.理论上NHPI的总量在反应前后不变B.海绵Ni电极作阳极C.总反应为 +H2D.每消耗1 mmol苯甲醇,产生22.4 mL氢气答案D情境应用简单情境1.回收氯气工艺(2022河南开封二模,12)科学家采用碳基电极材料

46、设计了一种新的电解氯化氢回收氯气的工艺方案,原理如图所示。下列说法错误的是()A.a是电源的正极B.阴极的电极反应式为Fe2+-e-Fe3+C.电路中每转移1 mol e-,理论上可以回收氯气11.2 L(标准状况)D.该工艺涉及的总反应为4HCl+O22Cl2+2H2O答案B2.钠离子电池(2022四川名校联盟二联,12)宁德时代于2021年7月在钠离子电池研发上迈出了坚实的一步,如图是钠离子电池的简易装置,放电时的总反应方程式为NaxTMO2+Na1-xCNaTMO2+C。下列说法正确的是()A.铝箔是原电池的负极B.电池充电时阳极反应为Na1-xC-(1-x)e-(1-x)Na+CC.电

47、子从铝箔流出,经外电路流向铜箔D.该电池基于Na+在两电极间的可逆嵌入/脱出形成电流答案D3.电化学原理用于净化废水(2022四川顶级名校二模,12)MFC电芬顿技术不需要外加能量即可发生,通过产生羟基自由基(OH)处理有机污染物,可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如下所示。下列说法不正确的是()A.乙池中溶液需呈酸性B.电子移动方向:Xb,aYC.Y电极上得到H2O2的反应为O2+2e-+2H+H2O2D.甲池中每消耗22.4 L O2(标准状况),乙池中理论上可产生4 molOH答案D复杂情境4.大容量电池堆的应用(2022河南洛阳二模,12)2022年北京冬奥会,我国使用了“

48、容和一号”大容量电池堆(铁铬液流电池)来保障冬奥地区持续稳定存储并提供清洁电能。铁铬液流电池与其他电化学电池相比,寿命大大提高。铁铬液流电池的电解质溶液是含铁盐和铬盐的稀盐酸。下列说法错误的是()A.该电池可将太阳能发的电稳定存储B.充电时电池的反应为Cr3+Fe2+Cr2+Fe3+C.放电时,电路中每流过0.1 mol 电子,Fe3+浓度降低0.1 mol/LD.1 mol Cr2+被氧化,电池中有1 mol H+通过交换膜向正极转移答案C5.能垒图在生成物分析中的应用(2022河南五市一联,12)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率,同时

49、释放电能,实验原理如图所示。下列说法不正确的是() A.充电时,Zn电极周围pH升高B.放电时,每生成1 mol HCOO-,转移NA个电子C.使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成D.使用s-SnLi催化剂,中间产物更不稳定答案B6.双极膜原理的应用(2021全国甲,13,6分)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是()A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B.阳极上的反应式为+2H+2e-+H2OC.制得2 mol 乙醛酸,理论上外电路中迁移了1 mol 电子D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移答案D审题解题审题方法1.(2021江苏,12,3分)通过下列方法可分别获得H2和O2:通过电解获得NiOOH和H2(装置示意图如图所示);在90 将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是()A.电解后KOH溶液的物质的量浓度减小B.电解时阳极电极反应式:Ni(OH)2+OH-e-NiOOH+H2OC.电解的总反应方程式:2H2O2H2+O2D.电解过程中转移4 mol电子,理论上可获得22.4 L O2补充设问设问 写出通过该方法获得H2和O2过程中,发生反应的化学方程式?