2024高考化学二轮复习题型分组训练7电化学原理应用-化学电源与电解技术含解析

PAGE1-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试验。试验一试验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变更两个石墨电极旁边有气泡产生；n处有气泡产生……下列对试验现象的说明或推想不合理的是()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．依据试验一的原理，试验二中m处能析出铜2．依据光合作用原理，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，其工作原理如下图所示：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．如图所示装置，开关K闭合时，电流表指针发生偏转，下列有关开关K闭合时的说法正确的是()A．b极是负极B．a极电极反应式为H2－2e－=2H＋C．当装置中有1mol电子通过时，右池产生标准状况下5.6L气体D．电池总反应式为2H2＋O2=2H2O5．利用微生物可将废水中苯酚的化学能干脆转化为电能，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(－,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6．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7．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A．HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq\o\al(2－,4)的反应为HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋B．电子从电极b流出，经外电路流向电极aC．假如将反应物干脆燃烧，能量的利用率不会变更D．若该电池电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.5molH＋通过质子交换膜8．利用如图所示装置，可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是()A．若X是锌棒，将K与M连接，此方法是牺牲阳极的阴极爱护法，使铁不易受腐蚀B．若X是碳棒，将K与N连接，可减缓铁的腐蚀C．若X是碳棒，将K与M连接，碳棒的电极反应式是2H＋＋2e－=H2↑D．若X是锌棒，将K与N连接，锌棒的电极反应式是Zn－2e－=Zn2＋(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，电解液不参与反应，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须要标况下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加D．X极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－4．我国对“可呼吸”的钠­二氧化碳电池的探讨取得突破性进展。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运用NaClO4的水溶液5．法国格勒诺布尔(Grenoble)约瑟夫·傅立叶高校的探讨小组独创了第一块可植入人体为人造器官供应电能的葡萄糖生物燃料电池，其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用下发生反应：C6H12O6＋6O2eq\o(=,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O(酸性环境)。下列有关该电池的说法不正确的是()A．该生物燃料电池不行以在高温下工作B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋C．消耗1mol氧气时转移4mole－，H＋向负极移动D．今后的探讨方向是设法提高葡萄糖生物燃料电池的效率，从而使其在将来可以为任何可植入医疗设备供应电能6．正、负极都是碳材料的双碳性电池，电池充、放电过程为2nC＋LiAeq\o(,\s\up7(充电),\s\do5(放电))CnA＋LiCn，充电时Li＋、A－分别吸附在两极上形成LiCn和CnA(如图所示)，下列说法正确的是()A．a是电池的负极B．放电时，A－向b极移动C．放电时，负极的电极反应式是nC－e－＋A－=CnAD．充电时，电解质中的离子总数保持不变7．已知某种微生物燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．电流的流淌方向：B极eq\o(→,\s\up7(外电路))A极B．溶液中的H＋由B极区移向A极区C．在高温下，该微生物燃料电池的工作效率更高D．A极的电极反应式为CH3COOH－8e－＋8OH－=2CO2＋6H2O8．一种钌(Ru)协作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(－,3)的浓度不断减小题型分组训练7电化学原理应用——化学电源与电解技术(A组)1．解析：依据a、d处试纸变蓝，可推断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＋H2OHCl＋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；试验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以试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，起先时产生气体，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：依据图示可知，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；依据图示可知，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：选项A，通入H2的一极为负极，则a极为负极，b极为正极，错误。选项B，左池的电解质为NaOH，则a极电极反应式为2OH－＋H2－2e－=2H2O，错误。选项C，b极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，当通过1mol电子时，右池消耗标准状况下O25.6L，错误。答案：D5．解析：由题图可知，在b极上NOeq\o\al(－,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(－,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：C6．解析：依据题图并结合题意，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(2－,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；依据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)，D项错误。答案：B7．解析：依据题图知，在硫氧化菌作用下HS－转化为SOeq\o\al(2－,4)，发生氧化反应：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋，A项正确；电子从电极a流出，经外电路流向电极b，B项错误；假如将反应物干脆燃烧，有部分化学能转化为热能和光能，能量的利用率降低，C项错误；若该电池电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.4molH＋通过质子交换膜，D项错误。答案：A8．解析：若X是锌棒，将K与M相连，则锌棒作负极，铁棒作正极被爱护起来，此方法称为牺牲阳极的阴极爱护法，A项正确；若X是碳棒，将K与N相连，铁连接电源的负极，则铁作阴极被爱护起来，可减缓铁的腐蚀，此方法称为外加电流的阴极爱护法，B项正确；若X是碳棒，将K与M相连，则碳棒作正极，铁发生吸氧腐蚀，碳棒的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－=4OH－，C项错误；若X是锌棒，将K与N相连，则锌棒作阳极，阳极上Zn失电子发生氧化反应，D项正确。答案：C(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变更，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：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：D5．解析：酶在高温下会变性，失去催化活性，所以该生物燃料电池不行以在高温下工作，A项正确；电池中C6H12O6在负极发生氧化反应，负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，B项正确；原电池反应中，阳离子向正极移动，C项错误；提高葡萄糖生物燃料电池的效率确定是今后的探讨方向，D项正确。答案：C6．解析：充电时A－吸附在a极形成CnA，则a极为阳极，发生氧化反应，而放电时a极发生还原反应，故a为电池的正极，A项错误；放电时a为正极，b为负极，而放电时阴离子向负极移动，B项正确；放电时负极上发生氧化反应：LiCn－e－=nC＋Li＋，C项错误；充电时Li＋、A－分别吸附在两极上形成LiCn和CnA，故电解质中的离子总数渐渐减小，D项错误。答案：B7．解析：结合工作原理图示，该电池实质是酸