2023届高考化学专项小练电化学2

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)A．该装置工作时的能量形式只有两种B．石墨电极发生反应：Ce4++e-=Ce3+C．该离子交换膜为阴离子交换膜，SO42-由左池向右池迁移D．由P电极向N电极转移电子时，阳极室生成33.2gCe(SO4)2【答案】D【解析】A项，该装置工作时的能量转化形式：热能、电能、化学能和光能，故A错误；B项，石墨是阳极，电极反应式Ce3+-e-=Ce4+，故B错误；C项，溶液在左侧石墨电极附近电极发生反应：Ce3+-e-=Ce4+，石墨是阳极，所以硫酸根离子移向石墨电极，离子交换膜为阴离子交换膜，SO42-由右池向左池迁移，故C错误；D项，由P电极向N电极转移0.1mol电子时，根据电极反应：Ce3+-e-=Ce4+，阳极室生成0.1molCe(SO4)2，即33.2gCe(SO4)2，故D正确；故选D。10．复旦大学王永刚的研究团队制得一种柔性水系锌电池，该可充电电池以锌盐溶液作为电解液，其原理如图所示。下列说法不正确的是()A．放电时，N极发生还原反应B．充电时，Zn2+向M极移动C．放电时，每生成1molPTO—Zn2+，M极溶解Zn的质量为260gD．充电时，N极的电极反应式为2PTO+8e－+4Zn2+=PTO—Zn2+【答案】D【解析】A项，放电时，左边为负极，右边为正极，正极发生还原反应，故A正确；B项，充电时，左边为阴极，右边为阳极，充电时阳离子移向阴极，即Zn2+向阴极即M极移动，故B正确；C项，放电时，每生成1molPTO—Zn2+，有4mol锌离子移动到N极即消耗4mol锌，M极溶解Zn的质量为65g∙mol-1×4mol=260g，故C正确；D项，充电时，N极为阳极，失去电子，其电极反应式为2PTO－8e－+4Zn2+=PTO—Zn2+，故D错误。故选D。11．某学习小组设计如下装置进行原电池原理的探究。一段时间后取出铜棒洗净，发现浸泡在稀硝酸铜溶液中铜棒变细，浓硝酸铜溶液中铜棒变粗。对该实验的说法正确的是()A．处于稀硝酸中的铜棒为电池的正极，电极反应为：Cu2++2e-=CuB．装置可以实现“零能耗”镀铜C．配置上述试验所用硝酸铜溶液应加入适量的硝酸溶液使铜棒溶解D．铜棒上部电势高，下部电势低【答案】B【解析】原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，正极电势比负极电势高。题意中，说明稀硝酸铜中铜作负极，铜变成铜离子进入溶液，下层浓硝酸铜中发生还原反应，铜离子得电子变成铜析出。A项，题意中稀硝酸铜溶液中铜棒变细，浓硝酸铜溶液中铜棒变粗，说明稀硝酸铜中铜作负极，铜变成铜离子进入溶液，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+；A项错误；B项，稀硝酸铜溶液中铜棒变细，浓硝酸铜溶液中铜棒变粗，这样该装置可以实现“零能耗”镀铜，B项正确；C项，配置上述试验所用硝酸铜溶液若加如硝酸，硝酸会与铜电极反应，不发生题目中的电化学，C项错误；D项，铜棒上部为负极，电势低，下部为正极，电势高，D项错误。故选B。12．全钒液流储能电池是一种新型的绿色环保储能系统(工作原理如图，电解液含硫酸)。该电池负载工作时，左罐颜色由黄色变为蓝色。4下列说法错误的是()A．该电池工作原理为VO2++VO2++2H+VO2++V3++H2OB．a和b接用电器时，左罐电动势小于右罐，电解液中的H+通过离子交换膜向左罐移动C．电池储能时，电池负极溶液颜色变为紫色D．电池无论是负载还是储能，每转移1mol电子，均消耗1mol氧化剂【答案】B【解析】电池负载工作时，左罐顔色由黄色变为蓝色，说明ⅤO2+变为ⅤO2＋，V化合价降低，则左罐所连电极a为正极；右罐发生V2+变为V3+，化合价升高的反应，所以右罐所连电极b为负极，因此电池反应为VO2++V2＋+2H+=VO2＋+V3＋+H2O，所以，该储能电池工作原理为VO2++VO2++2H+VO2++V3++H2O，故A正确；B项，a和b接用电器时，该装置为原电池，左罐所连电极为正极，所以电动势大于右罐，电解液中的H+通过离子交换膜向正极移动，即向左罐方向移动，故B错误；C项，电池储能时为电解池，故电池a极接电源正极，电池b极接电源负极，电池负极所处溶液即右罐V3+变为V2+，因此溶液颜色由绿色变为紫色，故C正确；D项，负载时为原电池，储能时为电解池，根据反应式VO2++VO2++2H+VO2++V3++H2O可知，原电池时氧化剂为VO2+，电解池时氧化剂为V3+，它们与电子转移比例为n(VO2+)：n(V3+)：n(e－)=1：1：1，故D正确。故选B。13．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示。下列叙述正确的是()A．电子流向：N极→导线→M极→溶液→N极B．M极的电极反应式为C．每生成lmlCO2，有3mole-发生转移D．处理后的废水酸性增强【答案】D【解析】A项，原电池中阳离子向正极移动，所以由图示知M极为正极，则电子流向：N极→导线→M极，电子无法在电解质溶液中移动，故A错误；B项，M为正极，电极反应式为+2e-+H+═+Cl−，氯苯被还原生成苯，故B错误；C项，N极为负极，电极反应为CH3COO−+2H2O−8e−═2CO2↑+7H+，根据转移电子守恒，则每生成1molCO2，有4mole-发生转移，故C错误；D项，根据电极反应式计算得，转移4mole-时，负极生成3.5molH+，正极消耗2molH+，则处理后的废水酸性增强，故D正确。故选D。14．碳呼吸电池被誉为改变世界的创新技术，设想用碳呼吸电池为钠硫电池充电的装置如下图所示：下列说法不正确的是

A．b极是多孔碳电极B．充电时，Na+通过固体氧化铝陶瓷向M极移动C．随着反应的进行，碳呼吸电池中C2O42-浓度不断减小D．充电过程中碳呼吸电池每消耗1mol，N极上可生成单质【答案】C【解析】A项，M电极是阴极，则a极为外接电源的负极，应是铝电极，多孔碳电极为正极，故A正确；

B项，充电时，M电极是阴极，Na+通过固体氧化铝陶瓷向M极移动，故B正确；

C项，多孔碳电极的电极反应式为，铝极反应为，随着反应的进行，碳呼吸电池中C2O42-浓度不变，故C错误；

D项，充电过程中消耗1mol时，转移3mol电子，N极的电极反应式是：，N极上可生成单质，故D正确。15．CO2的固定和转化是世界性课题。某大学研究团队巧妙设计构建了系列新型光电催化人工合成体系一光电催化池，p-n半导体异质结催化CO2在水中直接制备长碳链有机物石蜡(Paraffin)并放出氧气，原理如图：下列说法不正确的是()A．电极I的电势比电极II的电势高B．该设计能实现光能、电能同时向化学能转化C．电子从负极流到电极I，从电极II流到正极D．阴极区，p-n为催化剂，CO2发生还原反应生成长碳链有机物【答案】A【解析】A项，电极II连接的电源正极，电极Ⅰ连接的电源负极，正极电势高于负极，所以电极Ⅰ的电势比电极Ⅱ的电势低，故A错误；B项，根据图示，该装置为的电解池，电解池的原理是将电能转化为化学能，根据反应原理可知，该反应需要在光照条件下进行，实现光能向化学能转化，故该装置能实现光能、电能同时向化学能转化，故B正确；C项，电子从电源的负极经外电路流向正极，即从负极流到电极Ⅰ，从电极Ⅱ流到正极，故C正确；D项，根据图示，电极I和负极相连，相当于阴极，发生还原反应生成长碳链有机物，故D正确；故选A。16．下图是通过Li-CO2电化学技术实现储能系统和CO2固定策略的示意团。储能系统使用的电池组成为钌电极/CO2饱和LiClO4-(CH3)2SO(二甲基亚砜)电解液/锂片，下列说法不正确的是()A．Li-CO2电池电解液为非水溶液B．CO2的固定中，转秱4mole－生成1mol气体C．钌电极上的电极反应式为2Li2CO3+C-4e－＝4Li++3CO2↑D．通过储能系统和CO2固定策略可将CO2转化为固体产物C【答案】B【解析】A项，由题目可知，Li—CO2电池有活泼金属Li，故电解液为非水溶液饱和LiClO4—(CH3)2SO(二甲基亚砜)有机溶剂，故A正确；B项，由题目可知，CO2的固定中的电极方秳式为：2Li2CO3＝4Li++2CO2↑+O2+4e－，转移4mole－生成3mol气体，故B错误；C项，由题目可知，钌电极上的电极反应式为2Li2CO3+C-4e－＝4Li++3CO2↑，故C正确；D项，由题目可知，CO2通过储能系统和CO2固定策略转化为固体产物C，故D正确。故选B。17．某高能电池以稀硫酸作为电解质溶液,其总反应式为CH2=CH2+O2=CH3COOH。下列说法正确的是()A．在电池工作过程中,溶液中的SO42-向正极移动B．随着反应的进行,正极区域附近溶液的pH变小C．当转移4

mol电子时,溶液中的CH3COOH分子数为NA(NA为阿伏加德罗常数的值)D．负极的电极反应式为CH2=CH2-4e-+2H2O=CH3COOH+4H+【答案】D【解析】A项，根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，即SO42－向负极移动，A错误；B项，电解质是硫酸，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，正极区域pH增大，B错误；C项，负极反应式为CH2=CH2＋2H2O－4e－=CH3COOH＋4H＋，当转移4mol电子时，生成1molCH3COOH，但CH3COOH属于弱电解质，部分电离，因此溶液CH3COOH分子的物质的量小于1mol，C错误；D项，根据电池总反应，电解质是硫酸，因此负极反应式为CH2=CH2＋2H2O－4e－=CH3COOH＋4H＋，D正确。18．镍氢电池具有性能好、寿命长等优点，其反应原理是NiO(OH)+MHNiO+M+H2O，MH可理解为储氢合金M中吸收结合氢原子，下列说法正确的是()A．放电时正极材料质量增大B．电池的电解液可为硫酸溶液C．放电时电子从MH电极流向NiO(OH)电极，经KOH溶液流回MH极D．充电时阴极反应为：M＋H2O＋e－=MH＋OH－【答案】D【解析】A项，放电时正极材料NiO(OH)转化为NiO，质量减小，A不正确；B项，因为电极材料NiO(OH)、M都能与酸反应，所以电池的电解液不能用硫酸溶液，B不正确；C项，放电时电子从MH电极沿导线流向NiO(OH)电极，但不能经过KOH溶液，C不正确；D项，充电时，M为阴极，H2O失电子生成OH-，生成的H附着在M上，阴极反应为：M＋H2O＋e－=MH＋OH－，D正确；故选D。19．利用如图装置电解四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]的水溶液制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]。下列说法正确的是()A．电极A上发生还原反应B．产物c是Cl2C．a处可收集到[(CH3)4NOH]D．阳离子交换膜可提高[(CH3)4NOH]的纯度【答案】D【解析】该电解池中，阳极上发生反应2Cl-－2e－=Cl2↑，阴极反应式为2H2O+2e－=H2↑+2OH－，中间为阳离子交换膜，则四甲基铵根离子通过交换膜进入阴极区生成(CH3)4NOH，所以B为阴极，生成的c是氢气，A为阳极，生成的b为氯气。A项，电极A为阳极，发生氧化反应，故A错误；B项，由分析可知，产物c是H2，故B错误；C项，由分析可知，[(CH3)4NOH]在阴极区e处收集到，故C错误；D项，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子通过，可提高[(CH3)4NOH]的纯度，故D正确；故选D。20．利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl溶液制备LiOH，装置如图所示。下列说法正确的是()A．惰性电极B是阳极B．电流流向为a→A→B→bC．该电解池用的交换膜是阴离子交换膜D．阳极发生的电极反应方程式：4OH--4e-=O2↑+2H2O【答案】B【解析】电解LiCl溶液制备LiOH，由图可知，右侧生成氢气，则右侧溶液中应为水电离出的氢离子放电，同时生成氢气和氢氧根离子，B为阴极，阳极为Cl-放电生成氯气，为防止生成的LiOH与氯气反应，应用阳离子交换膜，Li+由A经过阳离子交换膜向B移动，在B中得到LiOH，阴阳两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，据此根据电解池的工作原理来解答。A项，由以上分析知，惰性电极B是阴极，故A错误；B项，B为阴极，A为阳极，则a为电源的正极，b为电源的负极，则电流流向为a→A→B→b，故B正确；C项，由以上分析知，该电解池用的交换膜是阳离子交换膜，故C错误；D项，阳极为Cl-放电生成氯气，电极反应方程式为：2Cl--2e-=Cl2↑，故D错误；故选B。21．荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家，他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为LixCn+Li(1-x)CoO2=LiCoO2＋nC。NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是()A．该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染B．充电时，阳极反应为LiCoO2−xe−＝Li(1-x)CoO2＋xLi＋C．充电时，Li+由B极移向A极D．若初始两电极质量相等，当转移2NA个电子时，两电极质量差为14g【答案】D【解析】A项，汽车燃烧汽油等化石燃料，排放的汽车尾气含氮的氧化物，大量氮氧化物排放到空气中，在日光照射下二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后产生了一种有毒的烟雾，就是光化学烟雾，电动汽车可有效减少光化学烟雾污染，故A正确；B项，可充电电池的放电反应为LixCn+Li(1-x)CoO2=LiCoO2＋nC，则放电时正极反应为Li(1-x)CoO2＋xLi＋＋xe−＝LiCoO2，充电时，原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，则反应为LiCoO2−xe−＝Li(1-x)CoO2＋xLi＋，故B正确；C项，由图知，A电极为电解池的阴极，B电极为电解池的阳极，充电时，Li＋由B极移向A极，故C正确；D项，若初始两电极质量相等，当转移2NA个电子时，负极减少2molLi其质量为14g，正极有2molLi＋迁入，其质量为14g，两电极质量差为28g，故D错误；故选D。22．酒石酸(RH2)分子的结构简式为：。它可以通过电渗析法制备。“三室电析工作原理如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法不正确的是()A．交换膜A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜B．阴极反应式为2H2O+2e—=H2↑+2OH-C．通过该制备方法还可以获得氢氧化钠D．若用氢氧燃料电池作电源，当生成1molRH2时，电源的正极消耗气体11.2L【答案】D【解析】A项，电解过程中Na+向阴极移动，R2-向阳极移动。故交换膜A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜，A正确；B项，阴极是水中氢离子放电，阴极反应式为2H2O+2e—=H2↑+2OH-，B正确；C项，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，同时电解过程中Na+向阴极移动，故可通过该制备方法获得氢氧化钠，C正确；D项，题中未说明是否为标准状况，故当生成1molRH2时，电源的正极消耗气体不一定为11.2L，D不正确；故选D。23．电解法对煤进行脱硫处理的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化成Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和。下列说法不正确的是()A．混合液中发生反应：FeS2+15Mn3++8H2O==Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+B．Mn2+在阳极放电，发生氧化反应C．阴极的电极反应：2H++2e-=H2↑D．电解过程中，混合液中H+的物质的量浓度将变小【答案】D【解析】根据原理装置图可知，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，H+在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O==Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+。A项，根据分析可知，混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O==Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+，A正确；B项，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，B正确；C项，H+在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，C正确；D项