2024江苏化学高考复习十 化学反应与电能

专题十化学反应与电能

1.某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景,其工作原理如图所示。下列

说法正确的是()

生物膜电极a电极h

1......—、/-------r,——

质子交换膜

A.该燃料电池不宜在高温下使用

B.电极b为阳极,发生氧化反应

C.HS在硫氧化菌作用下发生反应:HS-8e+9011^SO本+5H2

D.若该电池外电路有0.4mol电子转移,则电极b消耗标准状况下氧气1.12L

答案A

2.某液流电池工作原理如图。充电过程中，阳极会发生如下副反应:2卜盾'+2比0—Mf+MnOzI+4H\加

入少量Br-可将MnO?还原为庙匕提高电池的能量密度和稳定性。下列说法正确的是()

石

墨

cd产

cd电

电

极

极

质子交换膜

A.放电时,Cd电极为负极,发生还原反应

B.放电时,Cd*通过质子交换膜，向石墨电极移动

C.加入少量Br后,经多次充放电,正极可能会发生3个以上不同的还原反应

D.加入少量Br后，充电时，阳极生成Mn"和阴极生成Cd的物质的量之比为2：1

答案C

3.新能源的开发和利用是解决气候问题的重要途径,科研人员开发一种新型可充电钾离子电池的正极

材料(FeCzOF),如图所示,可使电池效能更佳，已知放电时正极会生成KFeCQF。下列有关说法正确的是

()

充电

A.总反应为FeCOF+KC,赢Q+KFeGOiF

B.放电时，正极反应为FeCAF-e+K*==:KFeCQF

C.该电池可用KfO,溶液作为电解质溶液

D.用该电池电解CuSO,溶液，阴极增重24g时,通过交换膜的K,为0.75mol

答案D

4.一种以Fe[Fe(CN)J为代表的新型可充电钠离子电池,其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的

是()

A.放电和充电时,Mo箔的电势均高于Mg箔

B.外电路通过0.2mole时，负极质量变化为1.2g

C.充电时,Na'通过离子交换膜从左室移向右室

D.放电时，正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na-+2e-=Na2Fe[Fe(CN)B]

答案B

5.工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理(煤中含硫物质主要是FeSj,以减少硫排放。模拟装置如图

所示。下列说法错误的是()

1直流电源卜

煤浆-MnSO「

HfO,混合液

A.电子流向：b极一石墨2-电解质溶液f石墨1-a极

B.石墨1为阳极,发生氧化反应,Mn”被氧化

3+342+

C.脱硫反应为FeS2+15Mn+8H20^Fe+15Mn+2SOf+16H*

D.电路中转移1.5mol电子,理论上处理12.0gFeS2

答案A

6.Adv.Mater报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电极产生电子(e)

和空穴(h')。下列有关说法正确的是()

离子

交换膜

HI溶液'

光催化装置.电催化装置

A.光催化装置中溶液的pH减小

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.电催化装置阳极电极反应式:40H+4h'===2乩O+Ozt

D.整套装置转移0.01mole,光催化装置生成3.81g13

答案C

7.某有色金属工业的高盐废水中主要含有H'、Cu'Zn'SO歹、F和Cl,利用如图电解装置可回收

ZnSO,、CuSO,并尽可能除去F和C1,其中双极膜（BP）中间层的H20解离为H'和0H,并在直流电场作用

下分别向两极迁移,M膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选择。下列说法错误的是

（）

A.BP膜中*均向右侧溶液迁移,M膜为一价阴离子交换膜

B.溶液a的溶质主要为HF和HC1,溶液b的溶质主要为ZnSO,和CuSO,

C.当阳极产生22.4L气体（标准状况）时,有4mol离子通过N膜

D.电解过程中，应控制高盐废水的pH不能过高

答案B

8.下图装置利用燃料电池与电解池组合制备KMnOi,电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极。下列说法中错

误的是（）

(■%KOH溶液/>%KOH溶液

A.气体X为H，

B.KOH溶液的质量分数:a%（b%〈c%

C.T电极发生的电极反应为MnOj-eMn04

D.甲电极上每消耗22.4L气体时，阳极质量减轻78g

答案D

9.点蚀又称为孔蚀,是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化

膜破损后的孔蚀如图所示，下列说法错误的是（）

A.孔隙中有可能发生析氢腐蚀

B.孔蚀中Fe2+水解导致电解质溶液酸性增强

C.为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连

D.蚀孔外每吸收2.24L02,可氧化0.2molFe

答案D

10.某实验小组要定量探究铁锈蚀的因素,设计如图所示实验装置（夹持装置略），检查气密性,将5g铁

粉和2g炭粉加入三颈烧瓶,匕时刻，加入2mL饱和氯化钠溶液后,再将一只装有5ml稀盐酸的注射

器插到烧瓶上，采集数据。下列说法错误的是（）

A.铁锈蚀的反应是放热反应

B.t「t3温度降低是因为反应速率减慢了

C.BC段压强减小是因为铁和氧气直接反应生成了氧化铁

D.t3工，压强变大是因为发生了铁的析氢腐蚀

答案C

11.我国科学工作者进行了如下模拟实验:将甲、乙两片相同的低合金钢片用导线连接插入海水中，钢

片甲附近通入氧气,钢片乙附近通入氮气。研究表明钢片乙的腐蚀速率明显高于钢片甲，下列说法错误

的是（）

A.钢片甲作正极

B.氮气在钢片乙上得电子

C.在海水中阳离子向钢片甲移动

D.能产生电流的主要原因是两极上氧气浓度不同

答案B

12.随着我国“双碳”决策部署的有序推进，绿电发电规模逐年提升，为适应未来绿电长时储能需求，我

国企业开始于2022年利用“全钢液流电池”布局大型储能基地。电池的充放电总反应式为

充电

VOW+HeO彘VO1+V2.+2H,下图为全钢液流电池工作原理示意图。下列说法错误的是（）

A.放电时电极A的电势比B的高

2

B.放电时正极的电极反应式为VOj+e+2H'-V0'+H20

C.在220V电压下，用恒定的1A电流充电1小时，电池中增加的化学能为7.92X105J

D.充电时H'由A极室通过质子交换膜向B极室迁移

答案C

13.研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处

理含硫废水并电解制备KIOs的原理如图所示,下列说法正确的是（）

钳

电

极

极

pQ

K()l)H+

质子交换膜阳离子交换膜

A.光照强度大小不影响KI。、的制备速率

B.右侧电池中K'通过阳离子交换膜从P极移向Q极

C.电极N处的电极反应:S-6e+4H4?==S0f+8I「

D.不考虑损耗，电路中每消耗1molCh,理论上Q极可制得342.4gKIO3

答案C

14.生活污水中的氮和磷主要以镂盐和磷酸盐形式存在,可用铁、石墨作电极，用电解法去除。电解时,

如图1原理所示可进行除氮;翻转电源正负极,可进行除磷,原理是利用Fe*将P0『转化为FeKPOj沉

淀。下列说法正确的是（）

石

墨

电

极4•翻转正负极翻转正负极

3-iitiiiiiiiiiiiii

01020304050607080

电解时间/min

图1图2

A.图2中0~20min脱除的元素是氮元素,此时石墨作阴极

B.溶液pH越小、有效氟浓度越大,氮的去除率越高

C.图2中20~40min脱除的元素是磷元素，此时阳极的电极反应式为2c1-2e—Cl2t

D.电解法除氮,CIO氧化NHa的离子方程式为3C10+2NH3^3C1+N2t+3H20

答案D

15.应用电化学方法，对水体消毒并去除余氯，装置如下图所示。下列说法正确的是（）

A.闭合K后，可对池中的水杀菌消毒

B.断开K,闭合K?时，电子由M极流出

C.断开Ki,闭合Kz后,N极金属Na不断累积

D.钠离子交换膜可用质子交换膜代替

答案A

16.某科研机构研发一种用于可充电Zn-空气电池（ZABs）的低成本非碱性醋酸锌［简写为Zn（0Ac）2］电解

质，与传统的碱性ZABs相比,具有优异的循环性能和在空气中的稳定性,放电时最终产物是

Zn5（0H）s（CH；1C00）2•2HQ（ZHA）,工作原理如图。下列说法正确的是（）

A.放电时电子通过导线移向甲电极

B.若使用碱性电解质，会造成负极锌的不可逆转化,影响充电效果

C.放电时，每转移1mole,理论上会产生0.2molZHA

D.充电时,OAc向电极甲移动

答案B

17.水溶液锌电池（图1）的电极材料是研究热点之一。一种在晶体MnO中嵌入Zr?的电极材料充放电过

程的原理如图2所示。下列叙述中正确的是（）

图1图2

A.①为MnO活化过程,其中Mn的价态不变

B.该材料在锌电池中作为负极材料

C.②代表电池放电过程

D.③中1mol晶体转移的电子数为0.61mol

答案C

18.2021年我国科研人员以二硫化铝3。&）作为电极催化剂,研发出一种Zn-NO电池系统,该电池同时

具备合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示（双极膜可将水解离为H'和0H,并实现其定向通

过）。下列说法错误的是（）

A.使用Mo&电极能加快合成氨的速率

B.Zn/ZnO电极反应式为Zn+20H-2e.^ZnO+H2O

C.电池工作一段时间后，正极区溶液的pH不变

D.当电路通过10mole时,理论上可以转化N0的质量为30g

答案D

19.我国科学家研究出一种新型水系Zn-C此电池（结构如图），既能实现乙焕加氢又能发电，其开路电

位、峰值功率密度和能量密度均远高于Zn-CU电池，同时这种电池设计可广泛适用于其他焕烧。已知

放电时Zn转化为ZnO,电池工作时下列说法正确的是（）

A.电流由b极经外电路流向a极

B.右侧极室中c（KOH）增大

C.a极的电极反应式为C2Hz+2e+2H20===CM+20H

D.每有0.2molOH通过阴离子交换膜,a极消耗2.24LC2H2

答案C

20.采用电化学方法使Fe"与H。反应,会生成非常活泼的•0H（羟基自由基）中间体,可用于降解废水中

的有机污染物，原理如图所示。

质

子

交

换

膜

下列说法不正确的是（）

A.起始时,在Y电极附近加入适量Fe"或Fe”,均能让装置正常工作

B.可将X电极上产生的0?收集起来,输送到Y电极继续使用

C.根据装置推测,Y电极是阳极，•0H在该电极侧产生

+

D.X电极发生的电极反应为2H20-4e—021+4H

。答案C

21.科学家研发了一种以A1和Pd@石墨烯为电极的A1-N?电池，电池以AICI4-ALC5离子液体作电解质,

放电时在提供能量的同时实现了人工固氮，示意图如下。下列说法不正确的是（）

N.

A.充电时Al电极是阴极

B.放电时AlCl：离子浓度增大,ALCR离子浓度减少

:

C.放电时正极反应为N2+8Al2Cl7+6e==2A1N+14A1C14

D.放电时电路中每通过6mole,电池总质量理论上增加28g

答案B

22.一款低成本高能效的新型无隔膜锦铅单液流电池装置如图所示,该电池用石墨毡作电极,可溶性锦

放电

盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为Pb+2Ce"蠹Pb'+2Ce”。下列相关说法正确的是

()

A.放电时,Pb*在b电极发生还原反应

B.该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液

C.充电过程中,a电极发生的反应为Ce"-e——Ce"

D.放电过程中，电解质溶液中的CH3SO3向a电极移动

答案D

23.双极膜在电化学中应用广泛,它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层,

工作时水层中的解离成H和0H,并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。三碘甲烷(CHL)又名碘

仿,在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示,反应原理为

&HQH+5IOCHA+CO打+21+0H+2HQ。下列说法不正确的是()

A.电极N连接直流电源的负极

B.电解一段时间后，硫酸溶液浓度降低

C.电极M上的主要反应为r-2e+20H===IO+H2O

D.每制备1mol三碘甲烷,理论上双极膜内解离180gHQ

答案B

24.一种全氢电池的工作原理如图所示.下列说法正确的是()

—!负载—

H-=n一也

NaOsH(aq)IHCElO/aq)

|NaCIO«(aq)[NaClO.q)|

阳离子交换膜

A.X电极为全氢电池的正极

B.该电池将化学能转化成电能

C.电极Y的电极反应式为2HC10-2e===H?t+2C1O4

D.反应一段时间后左室c(NaC10D增大

答案B

25.我国科学家设计了一种新型的澳基液流可充电电池用于大规模储能，其放电时的工作原理如图所

示。下列有关说法不正确的是()

A.放电时,M为正极

B.放电时,N极发生的电极反应为Br+2Cl-2e==BrCl2

C.充电时，每生成1molTiO:有2molH穿过质子交换膜进入N极室

:,42+

D.充电时，总反应为2Ti+BrCl2+2H20==2TiO+Br+2C1+4H

答案C

26.钠碱脱硫液(NaOH+Na2s0：,)吸收一定量SO,气体后，可通过如图装置实现再生，下列说法正确的是

()

工a再生液出液1出液21统

力[m阳，膜|.

进液进液

NaHSO,+Na,SO,H,S04

A.电极a应接电源的正极

B.m膜应为阳离子交换膜

C.出液2的pH大于进液H2sol的pH

D.电路中每通过2mol电子，阳极区域会产生11.2L的气体

答案B

27.我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂,通过电解法将CO?转化为乙烯,装置如下图。

阴离子交换膜Q

\T

KOH溶液

n（生成B所用的电子）

已知：电解效率n（B）=X100%o

n（通过电极的电子）

下列说法错误的是（）

A.电极a电势比电极b电势低

B.通电后阴极区溶液pH不变

C.电极b上发生反应:40H-4e-2H2O+O21

D.若乙烯的电解效率为60%,电路中通过1mol电子时,产生0.05mol乙烯

答案B

28.某科研团队