2024届新高考二轮复习 电化学原理 作业（全国通用）

电化学原理1.雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项形成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗，若选择酸性乙醇燃料电池将转化为硫酸铵，可实现废气的回收再利用，其回收利用装置如图所示。下列有关说法正确的是()A.b电极的电极反应式为B.通入NO的电极为阴极，发生氧化反应C.该装置实际工作过程中不通入也能达到相同的效果D.当消耗46g乙醇时（不计算电解过程中的能量损耗），则通入的的物质的量为9.6mol2.利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是()A.该电池能在高温下工作B.该电池工作时，电流由A电极经用电器流入B电极C.A电极是负极，电极反应式为D.电池工作过程中，从右室透过质子交换膜移动到左室3.国际社会高度赞扬中国在应对新冠肺炎疫情时所采取的措施。疫情防控中要对环境进行彻底消毒，二氧化氯（，易溶于水的黄绿色气体）是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂，工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备的原理如图所示。下列说法错误的是()A.c为电源的正极，Y溶液是稀盐酸B.电解池a极区发生的电极反应为C.电解装置中离子交换膜为阴离子交换膜D.当b极区产生标准状况下6.72L时，二氧化氯发生器中得到0.3mol4.中科院研发的一种双离子电池的工作原理如图所示，涂炭铝箔作为负极和集流体，石墨为正极，电解液为的溶液[溶剂为碳酸甲乙酯（EMC）]，下列说法正确的是()A.放电时溶液中阴离子浓度减小B.放电时，正极电极式为C.充电时，与金属Al发生化学反应D.充电时，转移1mol电子时，两极质量变化差为152g5.用一种新型锂电池电解处理含的工业废水的装置如图，处理过程中转化为可参与大气循环的气体。下列说法不正确的是()A.电极Z为负极，Z极区电解质不可以换成溶液B.W电极的电极反应式为C.X电极处理废水，1mol发生转化时有4mol通过质子交换膜D.装置工作过程中稀硫酸浓度不变6.电化学氧化法处理兰炭废水中含氮粒子（以表示）的装置如图所示。下列说法错误的是()A.可以用石墨作阳极，钛合金作阴极B.该装置工作过程中，不需要补充NaClC.当处理1mol时，电路中转移3mol电子D.该装置也可处理含苯酚的废水7.一种锌钒（）水性混合离子电池的结构示意图如图，放电时正极发生的反应为。下列说法错误的是()A.放电时，在正极被还原B.充电时，溶液中浓度不断增大C.充电时，电极B上的电势比电极A的高D.放电时，电极A每减少6.5g，有0.2mol嵌入电极B8.2021年10月下列有关说法正确的是()A.电解水时加入一定量硫酸钠的作用是增强溶液的导电性，向阳极移动B.燃料电池放电时Pt电极反应为C.以燃料电池为电源电解水时，电极连接水电解系统的阴极D.萨巴蒂尔反应器中每生成1mol，转移电子8mol9.科学家最近发明了一种电池，电解质为，通过x和y两种离子交换膜将电解池隔开，形成M、R、N三个区域，分别加入不同的电解质，结构如图所示，已知。下列说法错误的是()A.通过x膜移向M区B.R区域的电解质浓度逐渐增大C.消耗3.6gAl时N区域电解质溶液质量减少32.0gD.放电时，Al电极反应为10.海洋中富含资源，利用如图装置（电极为惰性电极），可淡化海水，同时得到氯气和烧碱。下列有关说法不正确的是()A.A接电源的正极，a室中被氧化生成B.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜C.随着反应的进行c室溶液的碱性增强D.阴极电极反应为11.利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的原理可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品的缝隙处氧浓度比海水中低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是()A.金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极B.缝隙内溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率C.海水中大量进入缝隙D.可以在外自由表面看到红褐色固体12.Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理如图，刻蚀溶液由具有一定浓度的氢氯酸和过氧化氢溶液混合而成，刻蚀时间为2~16min，由Ag薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉，剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法不正确的是()A.该刻蚀过程的是由微小的Si、Ag、HF和的原电池组成B.Si极发生的反应为C.该刻蚀过程的总反应可表示为D.Ag薄膜附近随着反应的进行，pH逐渐减小13.PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含的电解液，电解溶液生成Pb的装置如图，下列说法不正确的是()A.电解时阴极的电极反应式为B.电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为C.电解过程中，电解液浓度不断减小D.为了恢复溶液浓度，可以向阳极室加入PbO14.由于钠与锂具有相似的物理和化学性质，因此钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似。有机钠离子电池一般采用对苯二甲酸钠（结构简式如图）作为电极材料。有机钠离子电池的工作原理图如图（SEI代表钠离子交换膜）。下列说法中正确的是()A.充电时，a连接电源的负极B.放电时，电解质溶液中向右移动C.有机钠离子电池工作时，正极反应式为D.用铅蓄电池对该有机钠离子电池充电，每消耗20.7g铅，有机钠离子电池正极区域质量增加4.6g15.天津大学研究团队以KOH溶液为电解质溶液，CoP和纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮苯（）的装置如图所示（R代表烃基）。下列说法正确的是()A.若用铅蓄电池作电源，CoP极连接铅蓄电池的正极B.电极反应式为C.合成1mol偶氮苯，需转移4mol电子D.离子交换膜是阳离子交换膜

答案以及解析1.答案：D解析：本题考查电解池的工作原理分析等。根据装置图中信息判断，在左侧电极被氧化为，NO在右侧电极被还原为，则左侧电极为阳极，右侧电极为阴极。b电极与右侧电极相连，为原电池负极，电极反应式为，A项错误；由分析可知，通入NO的电极为阴极，发生还原反应，B项错误；电池的总反应为，则实际工作时，需要补充中和反应生成的，C项错误；根据化学方程式关系判断：每转移10mol电子，需要通入8mol，当消耗46g乙醇时，转移12mol电子，则需要通入的，D项正确。2.答案：C解析：本题考查原电池的工作原理。该电池工作时有菌株参与，不能在高温下工作，A错误；由图可知，A电极上转化为，发生氧化反应，A电极为负极，B电极上发生得电子的还原反应，B电极为正极，原电池工作时电流由正极（B电极）经用电器流入负极（A电极），B错误；A电极的电极反应式为，C正确；由原电池工作原理可知，从左室透过质子交换膜移动到右室，D错误。3.答案：D解析：本题考查电解原理。装置右侧为电解池，由b极区生成可知b为阴极，因此c为直流电源的正极，电解池工作时，b极发生得电子生成的还原反应，同时移向a极区，HCl浓度降低，故在b极区流出的Y溶液是稀盐酸，A正确；b极为阴极，则a极为阳极，a极区发生失去电子生成的氧化反应，电极反应式为，B正确；由B项分析可知，a极附近需要消耗的置多于，因此b极区溶液中通过阴离子交换膜移动到a极区参与电极反应，C正确；由得失电子守恒得，当b极区产生标准状况下6.72L（即0.3mol）时，a极区产生0.1mol，二氧化氯发生器中与反应生成和，由可知，二氧化氯发生器中可得到0.6mol，D错误。4.答案：B解析：本题考查二次电池的工作原理。题目给出的示意图上有电源，为充电示意图。充电时溶液中阴离子浓度减小，则放电时，溶液中阴离子浓度增大，A错误；充电时移向石墨电极，放电时，正极（石墨电极）反应式为，B正确；充电时，发生的电极反应为，不与金属Al发生化学反应，C错误；充电时，转移1mol电子时，两极质量变化差为（31+19×6-7）g=138g，D错误。5.答案：C解析：本题考查串联的电化学装置，涉及电极判断、电解质溶液选择、电极反应式书写、电解质溶液变化分析。锂失电子发生氧化反应，Z电极为负极，Li能与发生反应，所以Z极区的电解质不可以换成溶液，A正确；Z电极为负极，则W为正极，在正极被还原，溶液为中性，电极反应式为，B正确；X与锂电池的正极相连，为电解池阳极，发生氧化反应，电极反应式为，Y为阴极，电极反应式为，发生转化时有3mol通过质子交换膜，C错误；当电极上有2mol发生反应时，转移2mol，有2mol由阳极室迁入阴极室，因此稀硫酸中保持不变，稀硫酸浓度不变，D正确。6.答案：C解析：本题考查电解原理的综合应用。根据题图，该电解池的阴、阳电极均未参与反应，仅起导电作用，所以阴极可以使用钛合金电极，阳极可以使用石墨电极，A正确；由题图可知，阳极的电极反应式为和，电解池中除去的反应为，被消耗后，又重新生成，可重复利用，所以电解过程中不需要补充NaCl，B正确；处理1mol需要1.5mol，则需要1.5mol，此时转移3mol电子，但由于阳极还有同时放电，所以转移电子的物质的量应大于3mol，C错误；苯酚具有还原性，能被氧化，也可利用该装置处理含苯酚的废水，D正确。7.答案：A解析：本题以新型电池工作过程为情境，考查电化学相关知识。电池充放电过程中，从中脱嵌或嵌入电极，没有发生还原反应，A错误；由放电时的电极反应式可知，放电时嵌入电极，则充电时从电极脱嵌，溶液中浓度不断增大，B正确；放电时，电极得电子，为正极，则充电时，电极为阳极，电极B连接电源正极，电极A连接电源负极，电源正极的电势比负极高，即电极B的电势比电极A的高，C正确；放电时，电极A每减少6.5g，有0.1molZn转化为，转移电子0.2mol，有0.2mol嵌入电极B，D正确。8.答案：D解析：本题考查电解池和燃料电池的工作原理。水是弱电解质，导电性较弱，电解水时加入一定量硫酸钠，可以增强溶液的导电性，但在电解池中向阴极移动，A项错误；根据燃料电池的生成物可返回至萨巴蒂尔反应器中重复利用，可知燃料电池工作时产生电极上氧气转化为，发生得电子的还原反应，电极为正极，Pt电极为负极，电极反应式为，B项错误；电极为燃料电池的正极，作电源时应连接电解池的阳极，C项错误；萨巴蒂尔反应器中发生反应的化学方程式为，由反应可知反应器中每生成1mol转移8mol电子，D项正确。9.答案：A解析：本题考查电化学知识。由图可知，原电池工作时，Al为负极，被氧化生成，为正极，发生还原反应，M区电解质为KOH，R区电解质为，N区电解质为。原电池工作时，负极反应为，消耗，钾离子向正极（由M区向R区）移动，x为阳离子交换膜，A错误，D正确；正极电极反应式为，消耗氢离子，向负极（由N区向R区）移动，则y是阴离子交换膜，且R区域的电解质浓度逐渐增大，B正确；消耗3.6gAl时转移电子0.4mol，根据，转移0.4mol电子时，消耗0.2mol，0.8mol，同时流出0.2mol，相当于N区消耗了0.4mol，同时生成了0.4mol，故N区域电解质溶液质量减少了，C正确。10.答案：D解析：本题考查电解原理的应用，涉及阴、阳极和离子交换膜类型的判断，电极反应式的书写等。由图可知，a室通入精制食盐水，C室通入稀氢氧化钠溶液，b室发生的是海水淡化，由题干可知，该装置不仅可淡化海水，同时得到氯气和烧碱，则A为阳极，B为阴极，阳极区溶液中失电子生成，阴极区得电子生成和。由上述分析可知，A为阳极，接电源的正极，a室中被氧化为，A正确；a室氯离子放电生成，b室中的氯离子经过阴离子交换膜向阳极移动，c室放电生成和，b室中的Na经过阳离子交换膜向阴极移动，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，B正确；c室放电生成和，故随着反应进行溶液碱性增强，C正确；碱性环境中不能大量存在，阴极的电极反应式为，D错误。11.答案：B解析：本题考查原电池的相关知识。氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，所以金属缝隙外自由表面为正极，金属缝隙内表面为负极，A正确；金属缝隙外自由表面为正极，生成氢氧根离子，缝隙外溶液pH增大，加快了缝隙外腐蚀速率，B错误；阴离子由正极向负极移动，所以大量进入缝隙，C正确；正极电极反应为，生成的和生成氢氧化亚铁，后又被氧化为红褐色氢氧化铁，D正确。12.答案：D解析：本题考查电化学原理。根据图示可知，氧在Ag电极上得电子，Si失电子，电解质溶液为HF和，它们形成闭合回路，实现了化学能向电能的转化，即构成了原电池，A正确；根据图示可知：在Si电极上，Si失去电子，与HF结合形成和，反应的化学方程式为，B正确；在Ag电极上发生的反应为，结合B项分析可知总反应化学方程式为，C正确；根据图示可知，在Ag薄膜附近被消耗，所以随着反应的进行，溶液中减小，故溶液的pH逐渐增大，D错误。13.答案：D解析：本题考查电解池工作原理、电极反应式的书写、离子移动方向等。电解时阴极；得电子生成Pb，其电极反应式为，A正确；电解过程中，阳极上失电子发生氧化反应，其电极反应式为，为平衡电荷，多余的会通过阳离子交换膜移向阴极，B正确；电解过程中，阴极不断得电子生成Pb，电解液浓度不断减小，C正确；由于PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，可得到含的电解液，因此在阴极室补充PbO生成，可使电解液浓度恢复，D错误。14.答案：C解析：本题考查二次电池的工作原理分析。由思路分析可知，充电时，a连接电源的正极，A错误；由思路分析可知，放电时，a作正极，则电解质溶液中应向正极移动，即向左移动，而不是向右移动，B错误；有机钠离子电池工作时，即电池为放电过程，根据思路分析中物质变化可得出正极反应式为，C正确；铅蓄电池工