2024届高考二轮专题复习题型分组训练7电化学原理应用-化学电源与电解技术 作业

题型分组训练7电化学原理应用——化学电源与电解技术（A组）1．用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生……下列对实验现象的解释或推测不合理的是（）A．a、d处：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．b处：2Cl－－2e－=Cl2↑C．c处发生了反应：Fe－2e－=Fe2＋D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜2．根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是（）A.a电极为原电池的正极B．外电路电流方向是a→bC．b电极的电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋=H2O2D．a电极上每生成1molO2，通过质子交换膜的H＋为2mol3．甲醇燃料电池是目前应用比较广泛的一种燃料电池，其工作原理如图所示：下列说法正确的是（）A．N为正极，发生氧化反应B．a气体为氧气，b气体为甲醇C.甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小D．若有1molCO2生成，则有6molH＋从甲池透过交换膜进入乙池4．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：2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋12H＋－10e－=N2↑＋6H2OC．中间室的Cl－向左室移动D．左室消耗苯酚（C6H5OH）9.4g时，用电器流过2.4mol电子5．工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，下列有关说法正确的是（）A．a电极的电极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑B．产物丙为硫酸C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．每转移0.1mol电子，产生1.12L的气体乙6．为了强化安全管理，某油库引进一台空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示（用强酸性溶液作电解质溶液）。下列说法不正确的是（）A．石墨电极作正极，发生还原反应B．铂电极的电极反应式：C8H18＋16H2O－50e－=8CO2↑＋50H＋C．H＋由质子交换膜左侧向右侧迁移D．每消耗5.6LO2，电路中通过1mol电子7．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。①在Fe表面生成蓝色沉淀②试管内无明显变化③试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是（）A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼（B组）1．CO2是重要的温室气体，对地球温室效应的“贡献”最大，如何利用CO2是摆在科技工作者面前的重要课题。下图所示电解装置可将CO2转化为乙烯，该装置的电解质溶液为强酸性水溶液，电极材料为惰性电极。下列有关说法正确的是（）A.a为电池的正极B．电解过程中H＋移向阳极C．反应前后溶液的pH保持不变D．阴极反应式：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O2．如图是电化学还原CO2制备草酸铜（CuC2O4）的反应原理，电解液不参加反应，通电一段时间后，下列说法不正确的是（）A．Cu电极反应式为：Cu－2e－=Cu2＋B．草酸铜在阳离子交换膜右侧生成C．该过程是电能转化为化学能D．每生成1molCuC2O4需要标况下44.8LCO23．我国科学家设计出的一种装置（如图所示），实现了“太阳能→电能→化学能”的转化，总反应为2CO2=2CO＋O2。下列有关说法正确的是（）A.该装置属于原电池B．人体呼出的水蒸气参与Y极反应：CO2＋H2O＋2e－=CO＋2OH－C．反应完毕，该太阳能装置中的电解质溶液碱性增强D．X极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－4．熔融钠—硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。如图中的电池反应为2Na＋xSeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Na2Sx（x＝5～3，难溶于熔融硫）。下列说法错误的是（）A．Na2S4的电子式为Na＋[:eq\o(S,\s\up4(··),\s\do4(··)):eq\o(S,\s\up4(··),\s\do4(··)):eq\o(S,\s\up4(··),\s\do4(··)):eq\o(S,\s\up4(··),\s\do4(··)):]2－Na＋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Na­β­Al2O3为隔膜的二次电池5．我国对“可呼吸”的钠—二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为：4Na＋3CO2eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2Na2CO3＋C，其工作原理如图所示（放电时产生的Na2CO3固体储存于碳纳米管中）。下列说法不正确的是（）A.放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极B．充电时，阳极反应为：2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋C．放电时，Na＋从负极区向正极区移动D．该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液6．电解合成1，2­二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中正确的是（）A．该装置工作时，化学能转变为电能B．CuCl2能将C2H4还原为1，2­二氯乙烷C．X、Y依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜D．该装置总反应为CH2=CH2＋2H2O＋2NaCleq\o(=,\s\up7(电解))H2＋2NaOH＋ClCH2CH2Cl7．一种钌（Ru）配合物光敏太阳能电池的工作原理及电池中发生的反应如下图所示：下列说法正确的是（）A．电极X为电池的正极B．电池工作时，电能转变为光能C．电池工作时，电极Y上发生还原反应D．电池的电解质溶液中I－和Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的浓度不断减小8．2019年2月27日至3月1日，第十届日本国际二次电池展在日本东京举行，各种新型二次电池在东京有明展览中心展出，其中以Fe[Fe（CN）6]为代表的新型可充电钠离子电池，格外引人注意，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A．放电时，正极反应式为Fe[Fe（CN）6]＋2Na＋＋2e－=Na2Fe[Fe（CN）6]B．充电时，Mo箔接电源的负极C．充电时，Na＋通过离子交换膜从左室移向右室D．外电路中通过0.2mol电子时，负极质量变化为2.4g题型分组训练7电化学原理应用——化学电源与电解技术（A组）1．解析：根据a、d处试纸变蓝，可判断a、d两点都为电解池的阴极，发生的电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，A选项正确；b处变红说明有H＋生成，即水中的OH－放电生成O2和H2O，局部褪色，说明Cl－放电生成Cl2，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO，HCl溶液显酸性，HClO具有漂白性，B选项不正确；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，发生的电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，C选项正确；实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端为电解池的阳极，铜失电子生成铜离子，m、n是铜珠的右端，为电解池的阴极，开始时产生气体，后来铜离子得到电子生成单质铜，故D选项正确。答案：B2．解析：根据图示可知，a电极上H2O转化为H＋和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋=H2O2，C项正确；a电极上每生成1molO2，转移4mol电子，则通过质子交换膜的H＋为4mol，D项错误。答案：C3．解析：燃料电池工作时，燃料发生氧化反应，失去电子，故M电极为负极，a气体为甲醇，电极反应式为：CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋，甲醇在负极被氧化生成CO2。有1molCO2生成，则有6molH＋生成，甲池溶液pH减小。N电极为正极，在其表面发生还原反应；电池中，阳离子从负极移向正极，H＋从甲池通过交换膜进入乙池。故D选项正确，A、B、C选项错误。答案：D4．解析：由题图可知，在b极上NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))转化为N2，发生得电子的还原反应，故b极为正极，a极为负极，A项错误；b极的电极反应式为2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，B项错误；原电池中阴离子向负极移动，故C项正确；左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，9.4g苯酚的物质的量为0.1mol，故用电器应流过2.8mol电子，D项错误。答案：C5．解析：根据题图并结合题意，同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，知甲为O2，乙为H2，则a电极上OH－放电，产生氧气，电极反应式为：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，A项错误；a电极为阳极，阳极上OH－放电，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向阳极移动，因此产物丙为硫酸，B项正确；b电极为阴极，阴极上H＋放电，Na＋向阴极移动，则d为阳离子交换膜，C项错误；根据b电极的电极反应：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，知每转移0.1mol电子，产生标准状况下1.12L气体乙（H2），未注明状态，D项错误。答案：B6．解析：由图像知，石墨电极通入O2，发生还原反应O2＋4e－＋4H＋=2H2O，A项不符合题意。铂电极上发生氧化反应，电极反应式为C8H18＋16H2O－50e－=8CO2↑＋50H＋，B项不符合题意。在原电池中，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，C项不符合题意。由于没有指明反应温度和压强，不能通过体积计算O2的物质的量，也就无法确定转移电子的物质的量，D项符合题意。答案：D7．解析：②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。答案：D（B组）1．解析：二氧化碳得电子生成乙烯，为阴极反应，所以a为电池的负极，A错误；电解过程中H＋移向阴极，B错误；阴极二氧化碳得电子生成乙烯，阳极氢氧根失电子放出氧气，总反应为2CO2＋2H2O=C2H4＋3O2，消耗水，H＋浓度增大，pH减小，C错误；D正确。答案：D2．解析：Cu2＋在阳极生成，通过阳离子交换膜移向阴极（左侧），草酸铜在阳离子交换膜左侧生成，B错误。答案：B3．解析：该装置实现了太阳能→电能→化学能的转化，而将电能转化为化学能属于电解池，A项错误；由图可知Y极发生的是得电子的反应，人体呼出的气体中含有CO2和H2O，B项正确；由得失电子守恒原理知，X极消耗的OH－总量等于Y极生成的OH－总量，即电解质溶液的碱性没有改变，C项错误；从电子的流向看，X电极失去电子，故X电极是负极，电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，D项错误。答案：B4．解析：本题考查电化学知识，考查的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。Na2S4中Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))中硫原子间以非极性键结合，每个硫原子最外层均达到8电子稳定结构，A项正确；放电时正极上S发生还原反应，正极反应为xS＋2Na＋＋2e－=Na2Sx，B项正确；熔融钠为负极，熔融硫（含碳粉）为正极，C项错误；由图可知，D项正确。答案：C5．解析：放电时为原电池反应，钠金属片失去电子作负极，碳纳米管上得电子作正极，故A正确；充电时，阳极失去电子发生氧化反应，反应为C＋2Na2CO3－4e－=3CO2↑＋4Na＋，故B正确；放电时，阳离子向正极移动，则Na＋从负极区向正极区移动，故C正确；钠与水反应，不能用水溶液代替TEGDME作溶剂，故D错误。答案：D6．解析：该装置为电解池，则工作时，电能转变为化学能，故A项错误；C2H4中C元素化合价为－2价，ClCH2CH2Cl中C元素化合价为－1价，则CuCl2能将C2H4氧化为1，2­二氯乙烷，故B项错误；该电解池中，阳极发生的电极反应式为：CuCl－e－＋Cl－=CuCl2，阳极区需要氯离子参与，则X为阴离子交换膜，而阴极区发生的电极反应式为：2H2O＋2e－=H