高考化学三轮冲刺分层专题特训卷基础知识练6 (含解析)

练6电化学(A组)1．一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCleq\o\al(－,4)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3Cn(Cn表示石墨)。下列说法正确的是()A．放电时负极反应为2Al－6e－＋7Cl－=Al2Cleq\o\al(－,7)B．放电时AlCleq\o\al(－,4)移向正极C．充电时阳极反应为AlCleq\o\al(－,4)－e－＋Cn=Cn(AlCl4)D．电路中每转移3mol电子，最多有1molCn(AlCl4)被还原答案：C解析：A项由放电时总反应Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCleq\o\al(－,4)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3Cn可知负极反应式为Al－3e－＋7AlCleq\o\al(－,4)=4Al2Cleq\o\al(－,7)，错误；B项，放电时AlCleq\o\al(－,4)移向负极，错误；C项充电时阳极反应为AlCleq\o\al(－,4)－e－＋Cn=Cn(AlCl4)正确；D项电路中转移3mol电子时，被还原的Cn(AlCl4)的物质的量为3mol，错误。2．下图是发表于《科学进展》的一种能够捕捉CO2的电化学装置。下列说法正确的是()A．该装置将电能转化为化学能B．正极的电极反应为2CO2＋2e－=C2Oeq\o\al(2－,4)C．每生成1mol的草酸铝，外电路中转移3mol电子D．随着反应的进行，草酸盐的浓度减小答案：B解析：A项由电池结构分析知该装置为原电池，能量变化为化学能转化为电能，错误；B项右侧为正极，CO2放电，产物为C2Oeq\o\al(2－,4)，故电极反应式为2CO2＋2e－=C2Oeq\o\al(2－,4)，正确；C项每生成1mol草酸铝外电路中转移6mole－，错误；D项草酸盐放电过程中浓度不变，错误。3．某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是()A．乙烧杯中发生还原反应B．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小C．电池工作时，盐桥中的SOeq\o\al(2－,4)移向甲烧杯D．外电路的电流方向是从a到b答案：D解析：A项由原理方程式可知乙烧杯中发生Fe2＋→Fe3＋的转化，为氧化反应，错误；B项甲烧杯中电极反应式为2MnOeq\o\al(－,4)＋10e－＋16H＋=2Mn2＋＋8H2O，消耗H＋，c(H＋)减小，pH逐渐增大，错误；C项SOeq\o\al(2－,4)由正极移向负极，即移向乙烧杯，错误；D项该装置中，a为正极，b为负极，故外电路中电流方向为a→b，正确。4．在实验室中，以一定浓度的乙醛­Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程(如图所示)，乙醛在两电极分别转化为乙醇和乙酸。下列对电解过程的分析正确的是()A．以铅蓄电池为电源，则a极为Pb电极B．石墨Ⅱ电极附近的pH逐渐减小C．阳极反应为CH3CHO＋H2O－2e－=CH3COOH＋2H＋D．每处理含8.8g乙醛的废水，转移电子的数目为0.4NA答案：C解析：根据图示可知，Na＋、H＋向石墨Ⅱ极移动，石墨Ⅱ为电解池的阴极，b极为电源的负极，a极为电源的正极，以铅蓄电池为电源，铅为负极，二氧化铅为正极，因此a极为PbO2电极，A项错误；在阴极，乙醛得电子生成乙醇，电极反应式为CH3CHO＋2H＋＋2e－=CH3CH2OH，电极附近的pH逐渐变大，B项错误；阳极发生氧化反应，CH3CHO失电子被氧化为乙酸，阳极反应为CH3CHO＋H2O－2e－=CH3COOH＋2H＋，C项正确；8.8g乙醛的物质的量为0.2mol，有0.1mol乙醛在阳极被氧化，阳极反应为CH3CHO＋H2O－2e－=CH3COOH＋2H＋，有0.1mol乙醛在阴极被还原，阴极反应为CH3CHO＋2H＋＋2e－=CH3CH2OH，所以0.1mol乙醛发生氧化或还原反应，均转移电子0.2NA，D项错误。5．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动答案：B解析：本题涉及原电池的工作原理及应用，以生物燃料电池为载体考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。借助不同形式的能量转化过程，体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养和关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。A项，现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂，则题述方法合成氨条件更为温和，同时可将化学能转化为电能，正确；B项，阴(正)极区，在固氮酶催化作用下发生反应N2＋6H＋＋6MV＋=2NH3＋6MV2＋，错误；C项，由B项分析可知正极区N2被还原为NH3，正确；D项，原电池工作时，质子(H＋)通过交换膜由负极区向正极区移动，正确。6．锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂[Li2Sx(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li＋)为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是()A．该电池比钠—液态多硫电池的比能量高B．放电时，内电路中Li＋的移动方向为从a到bC．Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物D．充电时，外电路中通过0.2mol电子，阳极区单质硫的质量增加3.2g答案：D解析：A项，电池提供2mole－电量时，该电池对应Li2Sx质量为(14＋32x)g，而钠—液态多硫电池对应质量为(46＋32x)g，故该电池比能量高，正确；B项由图分析知a为负极，b为正极，Li＋从a极移向b极，正确；C项Al2O3为固体电解质，故能导电，同时将两极反应物隔开，正确；D项当外电路中通过0.2mole－时，阳极区生成0.1xmol硫，故阳极区生成硫的质量为3.2xg，错误。7．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是()A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B．阳极区pH增大C．图中的b>aD．该过程中的产品主要为H2SO4和H2答案：B解析：A项，由图示可知Pt(Ⅰ)极上H＋→H2，发生还原反应，故Pt(Ⅰ)为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；B项，Pt(Ⅱ)为阳极，在阳极，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)被氧化为H2SO4，SOeq\o\al(2－,3)＋H2O－2e－=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，HSOeq\o\al(－,3)＋H2O－2e－=3H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，溶液的酸性增强，pH减小，错误；C项，由上面的分析可知，阳极有H2SO4生成，故b>a，正确；D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。8．某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)催化还原，其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是()A．电池工作过程中电子由a极流向b极B．b极反应式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2OC．电池工作过程中a极区附近溶液的pH增大D．每处理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)，可生成33.6L(标况下)CO2答案：C解析：由图分析知a极发生CH3COOH→CO2＋H＋，氧化反应，为负极，b极发生Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H＋→Cr3＋，还原反应，为正极。A项电子由负极流向正极，正确；B项b极反应式为Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2O，正确；C项由a极反应式知生成H＋，故c(H＋)增大，pH减小，错误；D项1molCr2Oeq\o\al(2－,7)转化为Cr3＋得6mole－CH3COOH→CO2每生成1molCO2失4mole－，故每处理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)生成CO2的物质的量为eq\f(6,4)mol(标况下33.6L)，正确。(B组)1．科研人员设计了一种电化学反应器以Na2SO4溶液为电解质，负载纳米MnO2的导电微孔钛膜和不锈钢为电极材料。这种电催化膜反应器可用于正丙醇合成丙酸，装置示意图如图所示，以下叙述错误的是()A．微孔钛膜作阴极B．使用Na2SO4溶液是为了在电解开始时增强溶液导电性C．正丙醇转化为丙酸的电极反应式为CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－=CH3CH2COOH＋4H＋D．反应器工作时料槽中正丙醇分子向电催化膜移动答案：A解析：电催化膜反应器可用于正丙醇合成丙酸，正丙醇合成丙酸属于氧化反应，所以微孔钛膜作阳极，A项错误；Na2SO4溶液可增强溶液导电性，B项正确；正丙醇失电子发生氧化反应生成丙酸，电极反应式为CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－=CH3CH2COOH＋4H＋，C项正确；微孔钛膜作阳极，所以反应器工作时料槽中正丙醇分子向电催化膜移动，D项正确。2．硼酸(H3BO3)可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，工作原理如图所示。下列有关表述错误的是()A．M室的电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B．N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%<b%C．b膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为H＋＋[B(OH)4]－=H3BO3＋H2OD．理论上每生成1molH3BO3，阴极室可生成5.6L(标准状况)气体答案：D解析：由题意知，通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备硼酸(H3BO3)，左边为阳极室，右边为阴极室。阳极上OH－放电产生H＋，所以a膜为阳离子交换膜、b膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为H＋＋[B(OH)4]－=H3BO3＋H2O；阴极上H＋放电产生OH－，c膜为阳离子交换膜，所以电解后氢氧化钠溶液的浓度变大。M室发生的电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，A项正确。N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%<b%，B项正确。b膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为H＋＋[B(OH)4]－=H3BO3＋H2O，C项正确。理论上每生成1mol产品，电路中转移1mol电子，阴极室可生成0.5molH2，在标准状况下体积为11.2L，D项错误。3．连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，还原性比NaHSO3更强，工业上广泛用于纺织品漂白及作脱氧剂等。工业上可用惰性电极电解NaHSO3溶液得到连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，如下图所示。下列说法不正确的是()A．得到连二亚硫酸钠产品电极反应式为2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2OH－B．a为阳极C．连二亚硫酸钠产品在阴极得到D．若不加隔膜，则得不到连二亚硫酸钠答案：B解析：由电解目的(电解NaHSO3溶液制Na2S2O4)分析可知a极为阴极，b极为阳极，故B项错误；C项正确；阴极反应式为2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2OH－，A项正确；阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，如不加隔膜，阳极上产生的O2会氧化连二亚硫酸钠，故D项正确。4．全钒液流储能电池一次性充电后，续航能力可达1000km，而充电时间只需3～5min，被誉为“完美电池”，其原理如图所示(已知V2＋呈紫色，V3＋呈绿色)。电池放电时，左槽溶液质量增加。下列说法正确的是()A．充电时的阴极反应为VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2OB．放电时的正极反应为V3＋＋e－=V2＋C．放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色D．若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，生成4gNaOH时该电池中消耗0.1molH＋答案：C解析：A项充电时阴极反应式为V3＋＋e－=V2＋，错误；B项放电时左槽溶液质量增加可推知H＋移向左槽，则正极反应式为VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O，错误；C项放电过程中右槽V2＋转变为V3＋，故溶液颜色由紫色变为绿色，正确；D项电解食盐水生成4gNaOH时，电路中转移0.1mole－，由VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O可知消耗0.2molH＋，错误。5．中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐(pH＝2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是()A．a极为正极B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大C．b极的电极反应为MnO2＋2H2O＋2e－=Mn2＋＋4OH－D．若消耗0.01mol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子答案：D解析：由已知结合图示，葡萄糖(C6H12O6)→葡萄糖内酯(C6H10O6)，氢原子减少两个，发生氧化反应，所以a极为负极，A项错误；电解质溶液显酸性，所以负极反应为C6H12O6－2e－=C6H10O6＋2H＋，随着反应不断进行，负极区的pH不断减小，B项错误；b极为正极，电极反应为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，C项错误；由负极反应C6H12O6－2e－=C6H10O6＋2H＋可得，1mol葡萄糖失去2mol电子，所以若消耗0.01mol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子，D项正确。6．某锂碘电池结构如图所示，该电池的总反应为2Li＋P2VP·nI2=P2VP·(n－1)I2＋2LiI。下列说法正确的是()A．该电池工作时，锂离子移向a极B．该电池放电时，锂电极发生还原反应C．锂电极质量减少0.7g时，b极转移的电子数为6.02×1021D．正极的电极反应式为P2VP·nI2＋2Li＋＋2e－=P2VP·(n－1)I2＋2LiI答案：D解析：原电池工作时，锂离子移向正极(b极)，故A错误；该电池放电时，锂电极失电子发生氧化反应，故B错误；a极与b极转移电子数目是相等的，锂电极质量减少0.7g时，即锂失0.1mol电子，b极转移的电子数为6.02×1022，故C错误；根据电池总反应，可推出锂碘电池正极的电极反应式为P2VP·nI2＋2Li＋＋2e－=P2VP·(n－1)I2＋2LiI，故D正确。7．某科研小组模拟“人工树叶”的电化学装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为糖类(C6H12O6)和O2，X、Y是特殊催化剂型电极，已知：装置的电流效率等于生成产品所需的电子数与电路中通过总电子数之比。下列说法错误的是()A．该装置中Y电极发生氧化反应B．X电极的电极反应式为6CO2＋24H＋＋24e－=C6H12O6＋6H2OC．理论上，每生成22.4L(标准状况下)O2，必有4molH＋由X极区向Y极区迁移D．当电路中通过3mole－时，生成18gC6H12O6，则该装置的电流效率为80%答案：C解析：根据装置图可知，X与电源的负极相连，为阴极，Y与电源的正极相连，为阳极，阳极上失去电