2022届高考新教材化学二轮复习选择题热点考点专练考点六　电化学原理及应用

考点六电化学原理及应用（A组）1．工业酸性废水中的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))可转化为Cr3＋除去，实验室用电解法模拟该过程，结果如表所示（实验开始时溶液体积为50mL，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的起始浓度、电压、电解时间均相同）。实验①②③电解条件阴、阳极均为石墨阴、阳极均为石墨，滴加1mL浓硫酸阴极为石墨，阳极为铁，滴加1mL浓硫酸Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率/%0.92212.757.3下列说法不正确的是（）A.对比实验①②可知，降低pH可以提高Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率B.实验②中，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))在阴极放电的电极反应式是Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2OC.实验③中，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率提高的原因是Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OD.实验③中，理论上电路中每通过6mol电子，则有1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))被还原2．如图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是（）A.该过程是电能转化为化学能的过程B.铜电极的电极反应式为CO2＋8H＋＋8e－=CH4＋2H2OC.一段时间后，①池中n（KHCO3）不变D.一段时间后，②池中溶液的pH一定减小3．科学家发明了一种新型Zn－MnO2水介质可逆的二次电池，原理如图所示。下列说法错误的是（）A.放电时，正极反应为MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2OB.X和Y分别为阴离子膜和阳离子膜，放电时中间室c[K2SO4（aq）]减小C.充电后溶液pH由小到大的顺序为：正极室、中间室、负极室D.充电时，阴极反应为：Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=Zn＋4OH－4．目前，某研究团队对TiO2基催化剂光催化还原CO2转化为燃料甲醇（原理如图所示）进行研究，取得了大成果。下列说法正确的是（）A.CB极的电势低于VB极的电势B.CB极发生的反应是CO2＋6H＋－6e－=CH3OH＋H2OC.光照下TiO2基产生电子D.总反应式为2CO2＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2CH3OH＋3O25．利用间接成对电化学合成间氨基苯甲酸的工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A.阳极的电极反应式为：2Cr3＋＋7H2O－6e－=Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋14H＋B.阳极槽外氧化反应为：＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋8H＋→＋2Cr3＋＋5H2OC.通电时阳极区pH减小D.当电路中转移1mole－时，理论上可得到1mol间氨基苯甲酸6．近年来，处理氮污染水已成为一个世界性课题。在金属Pt、Cu和铱（Ir）的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮（NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))），其工作原理如图所示。下列说法正确的是（）A.气体层中Ir颗粒表面的还原产物属于共价化合物B.液体层中NO在单原子铂表面发生的电极反应为：2NO＋2H＋＋2e－=N2O＋H2OC.若导电基体上的Pt颗粒增多，有利于降低溶液中的含氮量D.液体层中Pt的聚集状态不影响电极反应的选择性（B组）7．Fenton试剂是由H2O2和Fe2＋混合得到的一种强氧化剂，其反应原理如下：Ⅰ.H2O2＋Fe2＋→*OH＋Fe3＋＋OH－Ⅱ.Fe2＋＋*OH→Fe3＋＋OH－其中产生的羟基自由基（*OH）具有强氧化性，可以降解有机物，特别适合用于某些难治理工业废水（如含苯酚的废水）的处理。某种处理含苯酚废水的原理示意图如图所示。下列说法正确的是（）A.b电极外接电源的负极B.a电极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－C.电解过程中*OH会向b电极移动D.电解一段时间后，电解液中可能会出现红褐色沉淀8．我国科学家使用更为稳定且不生长枝晶的KSn合金作负极，结合羟酸根官能化的碳纳米管（MWCNTs­COOH）作正极，实现了高循环稳定性、低过电位的钾­二氧化碳二次电池，装置如图所示，电池的总反应为4KSn＋3CO2eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2K2CO3＋C＋4Sn。下列说法错误的是（）A.放电时吸收CO2，充电时释放CO2B.充电时，K＋向负极移动C.放电时，正极反应为4K＋＋3CO2＋4e－=2K2CO3＋CD.充电时，阳极反应为K＋＋Sn＋e－=KSn9．一种利用碳布上生长的介孔SnO2（mSnO2/CC）和CuO纳米片（CuONS/CF）作催化电极，通电时在两极均检测到甲酸生成的新型电解池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A.“mSnO2/CC”能降低阴极反应的活化能B.阴极室电解质溶液的pH相对较小时，有利于阴极甲酸的生成C.通电时阳极生成的H＋穿过质子交换膜移向左室D.阴极反应为CO2＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=HCOO－＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))10．我国科学家设计了一种智能双模式海水电池，能满足水下航行器对高功能和长续航的需求。负极为Zn，正极放电原理如图所示。下列说法错误的是（）A.电池以低功率模式工作时，NaFe[Fe（CN）6]作催化剂B.电池以低功率模式工作时，Na＋的嵌入与脱嵌同时进行C.电池以高功率模式工作时，正极反应式为NaFe[Fe（CN）6]＋e－＋Na＋=Na2Fe[Fe（CN）6]D.若在无溶解氧的海水中，该电池仍能满足长续航的需求11．一种浓差电池的装置图如图所示，阴、阳离子交换膜交替放置，中间的间隔交替充入河水和海水，选择性透过Cl－和Na＋，在两电极形成电势差，进而在外部产生电流。下列关于该电池的说法错误的是（）A.a电极为正极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B.A为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜C.d室的电中性溶液通过b电极表面的氧化作用维持D.该电池的缺点是离子交换膜价格昂贵，电极产物也没有经济价值12．电絮凝技术（EC）是一种集混凝、气浮、电化学于一体的新兴水处理技术，实验表明电絮凝技术能除去废水中96%以上的磷（主要以POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))形式存在）和油污，某化学兴趣小组用甲烷燃料电池作为电源模拟电絮凝净水，装置如图所示。下列说法正确的是（）A.甲烷燃料电池中X是空气，Y是甲烷B.燃料电池的负极反应为CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋C.电解池阳极溶解9gAl，理论上有2gCH4被氧化D.电絮凝净水存在氧化、水解、吸附、上浮和下沉等过程考点六电化学原理及应用（A组）1．工业酸性废水中的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))可转化为Cr3＋除去，实验室用电解法模拟该过程，结果如表所示（实验开始时溶液体积为50mL，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的起始浓度、电压、电解时间均相同）。实验①②③电解条件阴、阳极均为石墨阴、阳极均为石墨，滴加1mL浓硫酸阴极为石墨，阳极为铁，滴加1mL浓硫酸Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率/%0.92212.757.3下列说法不正确的是（）A.对比实验①②可知，降低pH可以提高Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率B.实验②中，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))在阴极放电的电极反应式是Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2OC.实验③中，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率提高的原因是Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OD.实验③中，理论上电路中每通过6mol电子，则有1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))被还原2．如图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是（）A.该过程是电能转化为化学能的过程B.铜电极的电极反应式为CO2＋8H＋＋8e－=CH4＋2H2OC.一段时间后，①池中n（KHCO3）不变D.一段时间后，②池中溶液的pH一定减小3．科学家发明了一种新型Zn－MnO2水介质可逆的二次电池，原理如图所示。下列说法错误的是（）A.放电时，正极反应为MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2OB.X和Y分别为阴离子膜和阳离子膜，放电时中间室c[K2SO4（aq）]减小C.充电后溶液pH由小到大的顺序为：正极室、中间室、负极室D.充电时，阴极反应为：Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=Zn＋4OH－4．目前，某研究团队对TiO2基催化剂光催化还原CO2转化为燃料甲醇（原理如图所示）进行研究，取得了大成果。下列说法正确的是（）A.CB极的电势低于VB极的电势B.CB极发生的反应是CO2＋6H＋－6e－=CH3OH＋H2OC.光照下TiO2基产生电子D.总反应式为2CO2＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2CH3OH＋3O25．利用间接成对电化学合成间氨基苯甲酸的工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A.阳极的电极反应式为：2Cr3＋＋7H2O－6e－=Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋14H＋B.阳极槽外氧化反应为：＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋8H＋→＋2Cr3＋＋5H2OC.通电时阳极区pH减小D.当电路中转移1mole－时，理论上可得到1mol间氨基苯甲酸6．近年来，处理氮污染水已成为一个世界性课题。在金属Pt、Cu和铱（Ir）的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮（NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))），其工作原理如图所示。下列说法正确的是（）A.气体层中Ir颗粒表面的还原产物属于共价化合物B.液体层中NO在单原子铂表面发生的电极反应为：2NO＋2H＋＋2e－=N2O＋H2OC.若导电基体上的Pt颗粒增多，有利于降低溶液中的含氮量D.液体层中Pt的聚集状态不影响电极反应的选择性（B组）7．Fenton试剂是由H2O2和Fe2＋混合得到的一种强氧化剂，其反应原理如下：Ⅰ.H2O2＋Fe2＋→*OH＋Fe3＋＋OH－Ⅱ.Fe2＋＋*OH→Fe3＋＋OH－其中产生的羟基自由基（*OH）具有强氧化性，可以降解有机物，特别适合用于某些难治理工业废水（如含苯酚的废水）的处理。某种处理含苯酚废水的原理示意图如图所示。下列说法正确的是（）A.b电极外接电源的负极B.a电极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－C.电解过程中*OH会向b电极移动D.电解一段时间后，电解液中可能会出现红褐色沉淀8．我国科学家使用更为稳定且不生长枝晶的KSn合金作负极，结合羟酸根官能化的碳纳米管（MWCNTs­COOH）作正极，实现了高循环稳定性、低过电位的钾­二氧化碳二次电池，装置如图所示，电池的总反应为4KSn＋3CO2eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2K2CO3＋C＋4Sn。下列说法错误的是（）A.放电时吸收CO2，充电时释放CO2B.充电时，K＋向负极移动C.放电时，正极反应为4K＋＋3CO2＋4e－=2K2CO3＋CD.充电时，阳极反应为K＋＋Sn＋e－=KSn9．一种利用碳布上生长的介孔SnO2（mSnO2/CC）和CuO纳米片（CuONS/CF）作催化电极，通电时在两极均检测到甲酸生成的新型电解池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A.“mSnO2/CC”能降低阴极反应的活化能B.阴极室电解质溶液的pH相对较小时，有利于阴极甲酸的生成C.通电时阳极生成的H＋穿过质子交换膜移向左室D.阴极反应为CO2＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=HCOO－＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))10．我国科学家设计了一种智能双模式海水电池，能满足水下航行器对高功能和长续航的需求。负极为Zn，正极放电原理如图所示。下列说法错误的是（）A.电池以低功率模式工作时，NaFe[Fe（CN）6]作催化剂B.电池以低功率模式工作时，Na＋的嵌入与脱嵌同时进行C.电池以高功率模式工作时，正极反应式为NaFe[Fe（CN）6]＋e－＋Na＋=Na2Fe[Fe（CN）6]D.若在无溶解氧的海水中，该电池仍能满足长续航的需求11．一种浓差电池的装置图如图所示，阴、阳离子交换膜交替放置，中间的间隔交替充入河水和海水，选择性透过Cl－和Na＋，在两电极形成电势差，进而在外部产生电流。下列关于该电池的说法错误的是（）A.a电极为正极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B.A为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜C.d室的电中性溶液通过b电极表面的氧化作用维持D.该电池的缺点是离子交换膜价格昂贵，电极产物也没有经济价值12．电絮凝技术（EC）是一种集混凝、气浮、电化学于一体的新兴水处理技术，实验表明电絮凝技术能除去废水中96%以上的磷（主要以POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))形式存在）和油污，某化学兴趣小组用甲烷燃料电池作为电源模拟电絮凝净水，装置如图所示。下列说法正确的是（）A.甲烷燃料电池中X是空气，Y是甲烷B.燃料电池的负极反应为CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋C.电解池阳极溶解9gAl，理论上有2gCH4被氧化D.电絮凝净水存在氧化、水解、吸附、上浮和下沉等过程考点六电化学原理及应用1．解析：对比实验①②可知，实验②中溶液的pH较小，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率较高，所以降低pH可以提高Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率，A项正确；实验②中，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))在阴极上得电子，发生还原反应，电极反应式为Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2O，B项正确；实验③中，Fe作阳极，失去电子生成Fe2＋，Fe2＋能与Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))发生反应Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，从而导致Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的去除率提高，C项正确；实验③中，理论上电路中每通过6mol电子，则有1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))在阴极上被还原，但同时还有0.5molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))被Fe2＋还原，所以共有1.5molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))被还原，D项错误。答案：D2．解析：分析工作原理图可知，此装置为电解池，铜电极上通入的CO2被还原为CH4，所以铜电极为阴极，发生还原反应：CO2＋8H＋＋8e－=CH4＋2H2O；铂电极为阳极，溶液中的OH－放电，被氧化，导致②池中溶液的pH减小，同时盐桥中的K＋向①池中移动，①池中溶有CO2，故n（KHCO3）增大，C项错误。答案：C3．解析：由图示可知，Zn为负极失去电子被氧化为Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，即Zn－2e－＋4OH－=Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；MnO2为正极，酸性溶液中MnO2得到电子被还原为Mn2＋，即MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O，故A不选；放电时，正极室消耗“4molH＋”生成“1molMn2＋”，根据电荷守恒正极室的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))有富余，穿过X膜（阴离子膜）进入中间室；负极室消耗“4molOH－”生成“1molZn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))”，根据电荷守恒负极室K＋有富余，穿过Y膜（阳离子膜）进入中间室，所以中间室c（K2SO4）增大，而不是减小，故选B；充电时，阳极反应为：Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，氢离子浓度增大，pH较小，pH＜7，阴极反应为：Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=Zn＋4OH－，氢氧根离子浓度增大，pH增大，pH＞7，充电或放电前后中间室溶液的pH＝7保持不变，故C不选；由C分析可知D正确，故D不选。答案：B4．解析：在光照下，CB极表面聚集了由二氧化钛基转移过来的电子，因此CB极的电势高于VB极的电势，故A错误；CB极上CO2得到电子生成甲醇，发生还原反应，故B错误；根据图示，反应过程中TiO2在光照下产生电子，故C正确；VB极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，CB极上CO2得到电子生成甲醇，发生还原反应，总反应式为2CO2＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(光照))2CH3OH＋3O2，反应条件不是通电，故D错误，故选C。答案：C5．解析：右侧与电源正极相连为阳极，据图可知反应物为Cr3＋和H2O，产物为Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))和H＋，根据电子守恒和元素守恒可得电极反应为2Cr3＋＋7H2O－6e－=Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋14H＋，A项正确；据图可知阳极槽外被Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋H＋氧化为，反应方程式为＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋8H＋→＋2Cr3＋＋5H2O，B项正确；根据阳极槽内外的反应可知，转移6mol电子时槽内生成1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))和14molH＋，槽外消耗1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))和8molH＋，所以通电后阳极区氢离子浓度增大，pH减小，C项正确；阴极槽外的反应为＋6Ti3＋＋6H＋→＋2H2O＋6Ti4＋，阴极槽内反应为Ti4＋＋e－=Ti3＋，根据方程式可知转移6mol电子时才能生成1mol间氨基苯甲酸，D项错误。答案：D6．解析：根据图示可知，氢气与一氧化二氮在铱（Ir）的催化作用下发生氧化还原反应，生成氮气和水，氮气不是化合物，A项错误；根据图示可知，液体层中NO在单原子铂表面发生反应生成N2O，电极反应为：2NO＋2H＋＋2e－=N2O＋H2O，B项正确；从图示可知，若导电基体上的Pt颗粒增多，硝酸根离子得电子变为铵根离子，不利于降低溶液中的含氮量，C项错误；从图示可知，若导电基体上的Pt颗粒增多，硝酸根离子得电子变为铵根离子，影响电极反应的选择性，D项错误。答案：B7．解析：由图可知a电极发生的转化关系为O2→H2O2，为得电子的还原反应，所以a电极为阴极，电极反应式为O2＋2e－＋2H2O=H2O2＋2OH－，b电极为阳极，外接电源的正极，电极反应式为Fe－2e－=2Fe2＋，A、B项均错误；*OH不带电，在溶液中自由移动，C项错误；由题给信息知，电解过程中生成的Fe2＋和H2O2会继续反应生成Fe3＋、*OH与OH－，所以电解液中出现红褐色Fe（OH）3沉淀，D项正确。答案：D8．解析：由电池总反应知，电池放电时吸收二氧化碳，充电时释放二氧化碳，A正确。充电时，为电解池，钾离子（阳离子）向阴极移动，B正确。放电时，电池总反应中二氧化碳是氧化剂，正极反应为“氧化剂得到电子生成还原产物”：4K＋＋3CO2＋4e－=2K2CO3＋C，C正确。充电时，阳极反应是放电时正极反应的逆过程：2K2CO3＋C－4e－=4K＋＋3CO2↑，D错误。答案：D9．解析：由题图知，“mSnO2/CC”电极上CO2得到电子被还原为HCOO－，该电极为电解池的阴极，结合题干中“mSnO2/CC和CuONS/CF作催化电极”，说明“mSnO2/CC”能降低阴极反应的活化能，A正确；阴极室电解质溶液的pH相对较小时，氢离子浓度相对较大，阴极将发生氢离子得到电子生成氢气的竞争反应，不利于二氧化碳在阴极被还原，B错误；题图中“CuONS/CF”电极上甲醇失去电子被氧化为甲酸，“CuONS/CF”为阳极，电极反应为CH3OH－4e－＋H2O=HCOOH＋4H＋，生成的H＋穿过质子交换膜移向左室，C正确；二氧化碳在阴极得到电子被还原为甲酸根离子，C的化合价由＋4降到＋2，先写为“CO2＋2e－→HCOO－”再根据电荷守恒和质量守恒，在左边补充“HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))”，右边补充“COeq\o\al(\s\up1(