新高考化学复习专题十化学反应与电能练习含答案

专题十化学反应与电能五年高考考点过关练考点1原电池原理及其应用1.(2021广东,9,2分)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时()A.负极上发生还原反应B.将电能转化为化学能C.阳离子由正极移向负极D.CO2在正极上得电子答案D2.(2023海南,8,2分)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池,如图所示。下列说法正确的是()A.b电极为电池正极B.电池工作时,海水中的Na+向a电极移动C.电池工作时,紧邻a电极区域的海水呈强碱性D.每消耗1kgAl,电池最多向外提供37mol电子的电量答案A3.(2021辽宁,10,3分)如图,某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物Li3Bi。下列说法正确的是()A.放电时,M电极反应为Ni-2e-Ni2+B.放电时,Li+由M电极向N电极移动C.充电时,M电极的质量减小D.充电时,N电极反应为Li3Bi+3e-3Li++Bi答案B4.(2023辽宁,11,3分)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是()A.放电时负极质量减小B.储能过程中电能转变为化学能C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧D.充电总反应:Pb+SO42-+2Fe3+PbSO4答案B5.(2023全国乙,12,6分)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:12S8+e-12S82-,12S82-下列叙述错误的是()A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移B.放电时外电路电子流动的方向是a→bC.放电时正极反应为2Na++x8S8+2e-Na2SxD.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能答案A考点2电解原理及其应用6.(2022天津,11,3分)实验装置如图所示。接通电源后,用碳棒(a'、b')作笔,在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字,a'端的字迹呈白色。下列结论正确的是()A.a为负极B.b'端的字迹呈蓝色C.电子流向为b→b'→a'→aD.如果将a'、b'换成铜棒,与碳棒作电极时的现象相同答案B7.(2023浙江6月选考,13,3分)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是()A.电极A接电源正极,发生氧化反应B.电极B的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-C.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的NaOH溶液D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗答案B8.(2022海南,9,4分)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。下列有关说法正确的是()A.在b电极上,N2被还原B.金属Ag可作为a电极的材料C.改变工作电源电压,反应速率不变D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少答案A9.(2023重庆,12,3分)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。下图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是()A.电极a为阴极B.H+从电极b移向电极aC.电极b发生的反应为+2H2O-6e-+6H+D.生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸答案D10.(2023北京,5,3分)回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。下列说法不正确的是()A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCC.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2D.装置b中的总反应为SO32-+CO2+H2O答案C11.(2023广东,13,4分)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后()A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I-D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转答案D12.(2021海南,9,4分)液氨中存在平衡:2NH3NH4++NH2A.b电极连接的是电源的负极B.a电极的反应为2NH3+2e-H2↑+2NH2C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1∶1答案B13.(2022湖北,14,3分)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是()A.生成1molLi[P(CN)2],理论上外电路需要转移2mol电子B.阴极上的电极反应为P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-C.在电解过程中CN-向铂电极移动D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH答案D考点3金属的腐蚀与防护14.(2020江苏,11,4分)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在下图所示的情境中,下列有关说法正确的是()A.阴极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+B.金属M的活动性比Fe的活动性弱C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快答案C考法强化练考法1电极反应式的书写1.(2020天津,11,3分)熔融钠—硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx(x=5～3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是()A.Na2S4的电子式为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Na-β-Al2O3为隔膜的二次电池答案C2.(2023浙江1月选考,11,3分)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是()A.石墨电极为阴极,发生氧化反应B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-TiSi+4H2OC.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应D.电解时,阳离子向石墨电极移动答案C3.(2023新课标,10,6分)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是()A.放电时V2O5为正极B.放电时Zn2+由负极向正极迁移C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2OZnxV2O5·nH2OD.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe-xZn2++V2O5+nH2O答案C4.(2023河北,13,3分)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池,其内部结构如图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时,电极材料转化为。下列说法错误的是()A.充电时,b电极上发生还原反应B.充电时,外电源的正极连接b电极C.放电时,①区溶液中的SO4D.放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O答案B5.(2021重庆,13,3分)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置,工作原理如图所示,其中YSZ是固体电解质,当传感器在一定温度下工作时,在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是()A.CO32-B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1C.电极b为负极,发生的电极反应为2CO32--4e-O2↑+2COD.电池总反应为Li2CO3Li2O+CO2↑答案B6.(2022全国乙,12,6分)Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-Li)和阳极反应(Li2O2+2h+2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()A.充电时,电池的总反应Li2O22Li+O2B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D.放电时,正极发生反应O2+2Li++2e-Li2O2答案C7.(2022辽宁,14,3分)某储能电池原理如图。下列说法正确的是()A.放电时负极反应:Na3Ti2(PO4)3-2e-NaTi2(PO4)3+2Na+B.放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C.放电时每转移1mol电子,理论上CCl4吸收0.5molCl2D.充电过程中,NaCl溶液浓度增大答案A8.(2023北京,16,节选)(3)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(NO3-等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液中通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2①电极b是电解池的极。

②电解过程中生成尿素的电极反应式是。

答案①阳②2NO3-+16e-+CO2+18H+CO(NH2)2+7H2考法2新型电化学装置分析电化学相关计算9.(2023福建,9,4分)一种可在较高温下安全快充的铝—硫电池的工作原理如图,电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93℃的共熔物),其中氯铝酸根[AlnCl3n+1-(n≥1)]起到结合或释放Al3+的作用。电池总反应:2Al+3xSAl2(Sx)下列说法错误的是()A.AlnCl3B.AlnCl3C.充电时,再生1molAl单质至少转移3mol电子D.放电时间越长,负极附近熔融盐中n值小的AlnCl3答案D10.(2023辽宁,7,3分)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是()A.b端电势高于a端电势B.理论上转移2mole-生成4gH2C.电解后海水pH下降D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-HClO+H+答案D11.(2023全国甲,12,6分)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应能提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确的是()A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极C.阴极发生的反应有:2CO2+12H++12e-C2H4+4H2OD.每转移1mol电子,阳极生成11.2L气体(标准状况)答案C12.(2022辽宁,9,3分)如图,c管为上端封口的量气管,为测定乙酸溶液浓度,量取10.00mL待测样品加入b容器中,接通电源,进行实验。下列说法正确的是()A.左侧电极反应:2H2O-4e-O2↑+4H+B.实验结束时,b中溶液红色恰好褪去C.若c中收集气体11.20mL,则样品中乙酸浓度为0.1mol·L-1D.把盐桥换为U形铜导线,不影响测定结果答案A13.(2022福建,9,3分)一种化学“自充电”的锌—有机物电池,电解质为KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。将电池暴露于空气中,某电极无需外接电源即能实现化学自充电,该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是()A.化学自充电时,c(OH-)增大B.化学自充电时,电能转化为化学能C.化学自充电时,锌电极反应式:Zn2++2e-ZnD.放电时,外电路通过0.02mol电子,正极材料损耗0.78g答案A14.(2022重庆,12,3分)硝酮是重要的有机合成中间体,可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。下列说法错误的是()A.惰性电极2为阳极B.反应前后WO4C.消耗1mol氧气,可得到1mol硝酮D.外电路通过1mol电子,可得到1mol水答案C考法3隔膜在电化学中的应用15.(2021湖北,15,3分)Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是()A.电解时只允许H+通过离子交换膜B.生成O2和H2的质量比为8∶1C.电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大D.CrO3的生成反应为Cr2O72-+2H+2CrO3+H答案A16.(2021河北,9,3分)K-O2电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误的是()A.隔膜允许K+通过,不允许O2通过B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阳极C.产生1Ah电量时,生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9g水答案D17.(2023湖北,10,3分)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为xmol·h-1。下列说法错误的是()A.b电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-B.离子交换膜为阴离子交换膜C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D.海水为电解池补水的速率为2xmol·h-1答案D18.(2023广东,16,4分)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图),可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时,H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是()A.电解总反应:KNO3+3H2ONH3·H2O+2O2↑+KOHB.每生成1molNH3·H2O,双极膜处有9mol的H2O解离C.电解过程中,阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率答案B19.(双选)(2023山东,11,4分)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是()A.甲室Cu电极为正极B.隔膜为阳离子膜C.电池总反应为Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响答案CD20.(双选)(2022河北,12,4分)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置,工作原理示意图如下。下列说法正确的是()A.电极b为阳极B.隔膜为阴离子交换膜C.生成气体M与N的物质的量之比为2∶1D.反应器Ⅰ中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O答案BD三年模拟考点强化练考点1原电池原理及其应用1.(2023河北唐山二模,8)利用电化学原理消除污染,还可获得电能。下面是一种处理垃圾渗透液的装置工作原理图。下列说法错误的是()A.X极的电极反应式为2NH4+-6e-+6OH-N2↑+6H2B.Y是正极,NO3C.当电路中通过5mol电子时,正极区有14g气体放出D.盐桥内Cl-移向X极答案A2.(2023辽宁第二次统考,7,改编)为消除天然气泄漏引起的危害,居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时,传感控制器随之产生电信号并联动报警。下图是其工作原理,其中O2-可以在固体电解质ZrO2-Na2O中移动。当报警器触发工作时,下列说法正确的是()A.图中多孔电极b上发生氧化反应B.O2-经电解质向电极a移动,电流方向由电极a经导线流向电极bC.当电路中有0.008mol电子转移时,电极a上有22.4mL甲烷参与反应D.多孔电极a上的电极反应为CH4-8e-+4O2-CO2+2H2O答案D3.(2024届山东潍坊期中,12,改编)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质与NH4Cl类似。工业上主要采用电化学法制备,装置如图1所示;含Fe的催化电极反应机理如图2所示;不考虑溶液体积的变化。下列说法错误的是()A.电池工作时,Pt电极为负极B.图2中,M为H+,N为NH3OH+C.电池工作时,每消耗2.24LNO(标准状况)左室溶液质量增加3.3gD.电池工作一段时间后,正极区溶液的pH减小答案D考点2电解原理及其应用4.(2023天津和平三模,11)图1所示为铅酸蓄电池。图2所示为用铅酸蓄电池作电源,石墨作电极,电解CuCl2溶液,Z为盐桥。下列说法正确的是()A.X连B极,Y连A极B.铅酸蓄电池放电时,负极得电子被氧化,电极上析出PbSO4,质量越来越大C.将Z换成阴离子交换膜,电解一小段时间后,X极区和Y极区溶液浓度均变小D.将Z换成铜片,电解一小段时间,Z的质量几乎不变答案D5.(2023吉林长春质量监测四,13,改编)2,6-二氨基庚二酸(RH2)是1949年由科学家沃克(E.Work)从白喉棒杆菌的水解物中发现的一种氨基酸,对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用,其结构简式为。其中一种三槽电渗析法制备2,6-二氨基庚二酸的装置工作原理如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法正确的是()A.交换膜A为阴离子交换膜,交换膜B为阳离子交换膜B.装置工作一段时间后,原料室内溶液pH升高C.阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,可获得副产品氢氧化钠D.若用氢氧燃料电池作电源,通入O2的一极连接左侧电极答案C考点3金属的腐蚀与防护6.(2024届广东惠州调研一,8)下列现象与电化学腐蚀无关的是()A.铜锌合金(黄铜)不易被腐蚀B.银质物品久置表面变黑C.附有银制配件的铁制品其接触处易生锈D.铁锅炒菜后未洗净擦干容易生锈答案B7.(2023北京海淀二模,11)甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理,相同时间后继续进行实验。实验①:甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ中产生蓝色沉淀,Ⅱ中无沉淀。实验②:乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。下列说法正确的是()A.Ⅰ是牺牲阳极法,正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-B.Ⅱ为外加电流法,Fe电极与外接电源的正极相连C.由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异,可推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于ⅡD.由实验可知,两种保护法均能保护Fe,且Ⅱ保护得更好答案D考法综合练考法1电极反应式的书写1.(2023上海金山二模,10)将铜片与石墨连接浸入稀硫酸中(如图),过了较长时间后,发现溶液出现蓝色。下列说法正确的是()A.铜发生了析氢腐蚀B.石墨电极发生反应O2+4e-+2H2O4OH-C.电池总反应:2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2OD.石墨电极附近Cu2+浓度增加,H+浓度增加答案C2.(2024届辽宁本溪适应一,13,改编)某科研团队研制出一种可充电Na-Zn双离子电池体系,其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.放电时,正极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+Na0.6MnO2B.因部分电能转化为热能,充电时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.放电时,每转移0.4mol电子,负极区电解质溶液质量增加13gD.充电时,阴极区溶液的pH减小答案A3.(2023河北保定二模,6)NO2、O2和熔融KNO3可构成燃料电池,其原理如图所示,该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成可循环使用的氧化物N2O5。下列说法错误的是()A.石墨Ⅰ为负极,发生氧化反应B.石墨Ⅱ电极反应式为O2+2N2O5+4e-4NO3C.若电路中有1mol电子转移,则理论上石墨Ⅱ处需消耗5.6LO2(标准状况下)D.放电过程中K+移向石墨Ⅰ电极答案D4.(2024届湖北武汉硚口区起点考,7)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是()A.电极A为阴极,发生还原反应B.电极B的电极反应:2H2O+Mn2+-2e-MnO2+4H+C.电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变D.电解结束,可通过调节pH除去Mn2+,再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3答案C考法2新型电化学装置分析电化学相关计算5.(2023安徽马鞍山一模,12)微生物燃料电池(MFC)可用于光电催化处理污染物(苯酚)的电源,工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.电极a为阳极B.电极c上的反应式为CH3OH-6e-+H2O6H++CO2↑C.右池中的H+向电极d方向迁移D.处理污染物苯酚1mol,理论上外电路中迁移了20mol电子答案D6.(2023江西鹰潭二模,12)为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中,充分搅拌使溶液均匀,忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是()A.0～t1时,4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3;t1～t2时,2H2O2H2↑+O2↑B.若进行到t2时刻共有0.224L气体(标准状况下)产生,则外电路有0.04mol电子通过C.若使用氢氧燃料电池为电源,t1时,理论上负极消耗的气体物质的量为0.005molD.电解到t1时刻,理论上加入1.16gAg2O可使溶液复原