新高考化学三轮复习选择题精准练六电化学原理及应用(含解析)

PAGE6-选择题精准练(六)电化学原理及应用(建议用时：25分钟)1．(2019·高考江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－=Fe3＋B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀2．某新型水系钠离子电池工作原理如图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4转化为Na2S。下列说法正确的是()A．充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能B．放电时，a极为负极C．充电时，阳极的电极反应式为Ieq\o\al(－,3)－2e－=3I－D．M可以使用阴离子交换膜3．近年来，尿素电氧化法处理富含尿素的工业废水和生活污水得到了广泛关注，该法具有操作简易、处理量大、运行周期长等优点，且该过程在碱性条件下产生无毒的CO2、N2。电池工作时，下列说法错误的是()A．负极发生的反应为CO(NH2)2＋6OH－－6e－=N2↑＋CO2↑＋5H2OB．正极附近溶液的pH增大C．隔膜只允许阳离子通过D．处理掉废水中尿素1.0g时消耗O20.56L(标准状况)4．(新题预测)最近，科学家研发出了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．右边吸附层中发生了氧化反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－=2H2OC．该电池总反应是H＋＋OH－=H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动、ClOeq\o\al(－,4)向左移动5．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为FePO4＋Lieq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨和锂，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池的说法正确的是()A．放电时电池正极反应为FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4B．放电时电池内部Li＋向负极移动C．充电过程中，电池正极材料的质量增加D．可加入硫酸以提高电解质的导电性6．(2019·试题调研)我国科学家研制出的新型铝锂­石墨烯电池具有耐热、抗冻等优良特性，有广泛的应用前景。电池反应原理为AlLi＋C6(PF6)eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Al＋C6＋Li＋＋PFeq\o\al(－,6)。下列说法正确的是()A．放电时外电路中电子向铝锂电极移动B．放电时正极反应为C6(PF6)＋e－=C6＋PFeq\o\al(－,6)C．充电时，应将石墨烯电极与电源负极相连D．充电时，若电路中转移1mol电子，则阴极质量增加9g7．近日，中国科学院深圳先进技术研究院研发出一种高性能的钙离子电池：以溶有六氟磷酸钙Ca(PF6)2的碳酸酯类溶剂为电解液，放电时合金Ca7Sn6发生去合金化反应，阴离子(PFeq\o\al(－,6))从石墨烯中脱嵌，进入电解质溶液。放电时其工作原理如图，下列说法错误的是(已知：比能量为单位质量的电极放出电能的大小)()A．电池放电时，化学能转化为电能和热能B．放电时，a电极的电极反应式为Ca7Sn6－14e－=7Ca2＋＋6SnC．充电时，b电极接电源的正极D．与锂离子电池相比较钙离子电池具有材料储量丰富、比能量高的优点8．一种利用生物电化学方法脱除水体中NHeq\o\al(＋,4)的原理如图所示。下列说法正确的是()A．M为电源的负极，N为电源的正极B．装置工作时，电极a周围溶液的pH降低C．装置内工作温度越高，NHeq\o\al(＋,4)的脱除率一定越大D．电极b上发生的反应之一为2NOeq\o\al(－,2)＋8H＋＋8e－=N2↑＋4H2O9．锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池，某种锂离子电池的结构示意图如下，它在放电时有关离子转化关系如图所示，下列说法正确的是()A．Li＋透过膜除允许Li＋通过外，还允许H2O分子通过B．充电时，电池内部发生的总反应为Li＋＋Fe2＋eq\o(=,\s\up7(电解))Li＋Fe3＋C．充电时，钛电极与外电源的负极相连D．放电时，进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为S2Oeq\o\al(2－,8)＋Fe2＋=Fe3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)10．手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量，如图为某种氧电化学传感器的原理示意图。已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为aL(标准状况)，某电极增重了bg。下列说法正确的是()A．Pt上发生氧化反应B．Pb上发生的电极反应式为Pb＋2OH－－2e－=Pb(OH)2C．反应过程中转移OH－的物质的量为0.25bmolD．待测气体中氧气的体积分数为eq\f(0.7b,a)11．碳酸二甲酯(DMC)结构简式为(CH3O)2CO，化学性质非常活泼，极易水解。用电解法制备碳酸二甲酯的模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A．图中左侧电极为阴极，右侧电极为阳极B．阳极反应：CO－2e－＋2CH3OH=(CH3O)2CO＋2H＋C．质子通过质子交换膜从阴极区移向阳极区D．离子液体必须是水溶液，目的是传递电荷选择题精准练(六)电化学原理及应用1．解析：选C。A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁做负极，铁失去电子生成Fe2＋，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。2．解析：选B。充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能贮存起来，A错误；放电时，a极为负极，Na2S失电子被氧化为Na2S4，B正确；充电时，阳极失电子被氧化，电极反应式为3I－－2e－=Ieq\o\al(－,3)，C错误；M是阳离子交换膜，防止阴离子相互反应，D错误。3．解析：选C。由题图可知，通尿素的一极为负极，发生氧化反应，电极反应为CO(NH2)2＋6OH－－6e－=N2↑＋CO2↑＋5H2O；通氧气的一极为正极，发生还原反应，电极反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，以此解答该题。A.负极发生的反应为CO(NH2)2＋6OH－－6e－=N2↑＋CO2↑＋5H2O，A正确；B.正极附近发生电极反应O2＋4e－＋2H2O=4OH－，产生OH－，使溶液的pH增大，B正确；C.为维持溶液的电中性，正极附近产生的OH－通过隔膜进入负极被消耗，隔膜允许阴离子通过，C错误；D.根据电极反应可知负极每消耗尿素1.0g时转移的电子为0.1mol，根据正极反应可得消耗的O2为0.1mol×eq\f(1,4)×22.4L/mol＝0.56L，D正确。4．解析：选A。由电子的流动方向可知左边吸附层为负极，发生氧化反应，右边吸附层为正极，发生还原反应，A错误；负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－=2H2O，B正确；正极的电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，根据正、负极的反应可知总反应为OH－＋H＋=H2O，C正确；在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D正确。5．解析：选A。当其为原电池时，负极材料为石墨和锂，锂失去电子，正极得到电子，电极反应为FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4，故A正确；放电时阳离子向正极移动，故B错误；充电过程为电解池，阳极反应为LiFePO4－e－=FePO4＋Li＋，电池的正极材料质量减少，故C错误；因为锂可以和硫酸反应，则电解质中不能加入硫酸，故D错误。6．解析：选B。放电时，铝锂电极为负极，石墨电极为正极，放电时外电路中电子向石墨电极移动，A项错误；充电时，应将石墨烯电极与电源正极相连，C项错误；充电时，阴极反应为Al＋Li＋＋e－=AlLi，若电路中转移1mol电子，则阴极质量增加7g，D项错误。7．解析：选D。电池放电时为原电池，化学能转化为电能和热能，A正确；根据图示可知，Ca2＋向b电极移动，因此a电极为负极，发生氧化反应：Ca7Sn6－14e－=7Ca2＋＋6Sn，B正确；充电时为电解池，b电极为原电池的正极，应该接电源的正极，C正确；由于提供1mole－时，钙的质量大于锂的质量，所以单位质量的电极放出电能，钙离子电池比能量比锂离子电池要低，D错误。8．解析：选B。电极a上NHeq\o\al(＋,4)失电子，反应生成NOeq\o\al(－,2)或NOeq\o\al(－,3)，电极a为阳极，所以M为电源的正极，N为电源的负极，故A错误；电极a上发生的反应为NHeq\o\al(＋,4)＋2H2O－6e－=NOeq\o\al(－,2)＋8H＋或NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O－8e－=NOeq\o\al(－,3)＋10H＋，电极a周围溶液的pH降低，故B正确；细菌需要在正常温度范围内才能有效工作，温度太高会使细菌死亡，故C错误；电极b上发生的反应之一应该是2NOeq\o\al(－,2)＋8H＋＋6e－=N2↑＋4H2O，故D错误。9．解析：选B。该电池的负极是金属锂，Li＋透过膜只允许Li＋通过，不允许H2O分子通过，故A错误；电池反应为Li＋Fe3＋=Li＋＋Fe2＋，则充电时发生的反应为Li＋＋Fe2＋eq\o(=,\s\up7(电解))Li＋Fe3＋，故B正确；钛电极是电池的正极，充电时，应该与外电源的正极相连，故C错误；放电时，正极上发生得电子的还原反应，即Fe3＋＋e－=Fe2＋，Fe2＋与S2Oeq\o\al(2－,8)发生氧化还原反应：S2Oeq\o\al(2－,8)＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)，故D错误。10．解析：选D。由题图可知，O2在Pt电极上发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，所以Pt电极为正极，Pb电极则为负极，发生氧化反应，电极反应式为Pb＋2OH－－2e－=PbO＋H2O，电池总反应为2Pb＋O2=2PbO。根据以上分析，Pt上发生还原反应，A错误；Pb上发生的电极反应式为Pb＋2OH－－2e－=PbO＋H2O，B错误；反应过程中，负极增加的质量为O的质量，正极消耗氧气eq\f(b,32)mol，根据O2＋2H2O＋4e－=4OH－，转移OH－的物质的量为eq\f(b,32)mol×4＝