2022届新高考化学二轮复习选择题(单选)题型练6　电化学原理及应用

练6电化学原理及应用(A组)1．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是()A．甲：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H＋浓度增加B．乙：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降2．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)()①在Fe表面生成蓝色沉淀②试管内无明显变化③试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼3．将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，电解处理含Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的废水，工作原理如图所示。电解过程中发生反应：Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。下列说法正确的是()A.石墨Ⅱ是电池的负极B．若溶液中减少了0.01molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，则电路中至少通过了0.12mol电子C．Fe(a)棒上发生的电极反应为Fe－3e－=Fe3＋D．在相同条件下，消耗的O2和NO2的体积比为4∶14．2019年诺贝尔化学奖颁给了3位在锂离子电池方面有重要贡献的科学家。一种正极材料为LiCoO2，负极材料为石墨的锂离子电池的总反应为：Li1－xCoO2＋LixCneq\o(,\s\up7(充电),\s\do5(放电))LiCoO2＋nC，其工作原理如图。下列说法不正确的是()A．P为锂离子电池正极，N为电源负极B．放电时负极反应：LixCn－xe－=nC＋xLi＋C．充电时阳极反应：LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)高5．在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。下列说法正确的是()A．铁片发生还原反应而被腐蚀B．铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀C．铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀6．电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制甲酸盐的装置如图所示。下列说法错误的是()A．b是电源负极B．K＋由乙池向甲池迁移C．乙池电极反应式为CO2＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=HCOO－＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))D．两池中KHCO3溶液浓度均降低7．氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F－从乙电极流向甲电极，下列关于该电池的说法正确的是()A．放电时，甲电极的电极反应式为Bi－3e－＋3F－=BiF3B．放电时，乙电极电势比甲电极高C．充电时，导线上每通过1mole－，甲电极质量增加19gD.充电时，外加电源的正极与乙电极相连8．一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如下，电池工作时发生的反应为：RuⅡeq\o(→,\s\up7(hν))RuⅡeq\o(*（激发态）,\s\up6())、RuⅡ*→RuⅢ＋e－、Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－→3I－。2RuⅢ＋3I－→2RuⅡ＋Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))下列关于该电池的叙述错误的是（）A．电池中镀Pt导电玻璃为正极B．电池工作时，I－在镀Pt导电玻璃上放电C．电池工作时，电解质中I－和Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))浓度不会减少D．电池工作时，是将太阳能转化为电能9．四甲基氢氧化铵[（CH3）4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[（CH3）4NCl]为原料，采用电渗析法合成（CH3）4NOH，其工作原理如图所示（a、b为石墨电板，c、d、e为离子交换膜），下列说法正确的是（）A.M为正极B．c、e均为阳离子交换膜C．b极电极反应式：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋D．制备1mol（CH3）4NOH，a、b两极共产生0.5mol气体（B组）1．研究海水中金属桥墩的腐蚀及防护是桥梁建设的重要课题。下列有关说法错误的是（）A．桥墩的腐蚀主要是析氢腐蚀B．钢铁桥墩在海水中比在河水中腐蚀更快C．图1辅助电极的材料可以为石墨D．图2钢铁桥墩上发生的反应是O2＋2H2O＋4e－=4OH－2．受新冠病毒疫情的影响，某市使用了大量漂白粉进行消毒，产生了大量污水（含Cl－），利用ECT电解水处理器处理上述污水的简化模型图如下，通电后让水垢在阴极表面析出，并采用智能清扫系统去除阴极表面的水垢；让阳极区在线产生游离氯、臭氧等继续杀灭病毒，并防止包括军团菌在内的微生物污染。下列有关说法正确的是（）A．b极为正极B．处理污水时，Cl－移向a极，b极附近溶液的pH减小C．阳极上产生臭氧的电极反应式为O2＋2OH－－2e－=O3＋H2OD．为了降低原材料成本，可将多孔铂电极a换成Fe电极3．科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了新途径。下列说法错误的是（）A.放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－=Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))B．放电时，1molCO2转化为HCOOH，转移的电子数为2molC．充电时电池总反应为2Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充电时，正极溶液中OH－浓度升高4．利用双极膜制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。已知双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，双极膜中间界面内水解离为H＋和OH－，并实现其定向通过。下列说法正确的是（）A．M膜为阴离子交换膜B．阴极区溶液的pH减小C．双极膜中a为H＋，b为OH－D．若用铅蓄电池为电源，则X极与Pb电极相连5．某科研小组将含硫化氢的工业废气进行了资源化利用，将获得的电能用于制取“84”消毒液。已知：2H2S（g）＋O2（g）=S2（s）＋2H2O（l）ΔH＝－632kJ·mol－1。下图为该小组设计的原理图。下列说法正确的是（）A．电极a为燃料电池正极B．电极b上发生的电极反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．电路中每流过4mol电子，电池质子固体电解质膜饱和NaCl溶液内部释放热能小于632kJD．a极每增重32g，导气管e将收集到气体22.4L6．我国科学家设计了一种太阳能驱动从海水中提取金属锂的装置，示意图如下所示。该装置工作时，下列说法正确的是（）A．图中箭头表示Li＋移动方向B．提取锂时化学能转化为电能C．铜箔上的电极反应式：Cu－2e－=Cu2＋D．有机电解质可以用NaCl溶液代替7．如图所示，A、B、C、D均为石墨电极，E、F分别为短周期相邻的两种元素对应的活泼金属元素中的一种单质，且E能与NaOH溶液反应。KI和CuSO4均足量。按图示接通电路，反应一段时间，电路中通过1.0×10－3mol电子。下列叙述错误的是（）A．U形管中的D电极端的溶液变红，b烧杯中的溶液会变蓝B．a烧杯最多有0.127gI2生成，甲烧杯中溶液质量减少0.04gC．甲烧杯溶液的pH为2，A电极产生气体的体积为5.6mL（标准状况下）D．F电极上有气泡产生8．臭氧是常见的强氧化剂，广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示，下列有关说法不正确的是（）A．高压放电法，反应的原理为3O2eq\o(=,\s\up7(放电))2O3B．高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物C．电解时，H＋由电极a经聚合固体电解质膜流向电极bD．电解时，电极b周围发生的电极反应有3H2O－6e－=O3↑＋6H＋和2H2O－4e－=O2↑＋4H＋9．近日，我国学者在Science报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列叙述错误的是（）A．电解过程中Cl－透过交换膜向左侧移动B．工作过程中Ni电极附近的电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．每生成1mol环氧乙烷，理论上电路中转移电子数为2NAD．电解结束溶液混合后KCl的浓度比电解前的小练6电化学原理及应用（A组）1．答案：A解析：铜锌原电池（电解质溶液为硫酸）中铜作正极，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，故铜电极附近H＋浓度降低，A项错误。2．答案：D解析：②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化，但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以向取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。3．答案：B解析：解答该题的前提是确定两个装置中，哪个是原电池，哪个是电解池，然后根据物质的氧化性或还原性确定原电池的正、负极，根据题意知，左侧装置为原电池装置，右侧装置为电解池装置。燃料电池中，通入O2的极为正极，即石墨Ⅱ为正极，A项错误；由题干信息可知，0.01molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))参加反应，消耗0.06molFe2＋，而电解池装置的阳极eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe（a）棒))反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故电路中通过电子0.06mol×2＝0.12mol，B项正确、C项错误；NO2－O2原电池装置中，NO2被氧化为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，N的化合价升高1，O2被还原，O的化合价降低2，根据各电极上转移电子数相等知，存在关系式4NO2～O2，则相同条件下，消耗的O2和NO2的体积比为1∶4，D项错误。4．答案：A解析：由放电时Li＋的移动方向可知P为锂离子电池的负极，而充电时锂离子电池的负极应接外接电源的负极，故M为电源负极，N为电源正极，A项错误；由电池总反应可知，放电时，LixCn失电子生成C，故负极反应为LixCn－xe－=nC＋xLi＋，B项正确；结合题图和电池总反应知，充电时，阳极上LiCoO2失电子生成Li1－xCoO2，电极反应式为LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋，C项正确；由于Li的摩尔质量小，故锂离子电池的比能量较高，D项正确。5．答案：D解析：结合题图知Fe失电子，化合价升高，被氧化，A项错误；铁锈结构疏松，不能保护内层金属，B项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应：Fe－2e－=Fe2＋，C项错误；铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液，D项正确。6．答案：B解析：本题的题眼是“电解CO2制甲酸盐”，据此分析各电极反应如下：电极电极名称电极反应Pt阳极2H2O－4e－=4H＋＋O2↑Sn阴极CO2＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=HCOO－＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))由上述分析知，电极Sn是阴极，与其相连的b为电源的负极，A正确。电解池中，阳离子由阳极移向阴极，即K＋向阴极区（乙池）移动，B错误。在电极Sn表面发生反应：CO2＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=HCOO－＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，C正确。在Pt电极（阳极）发生反应：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，生成的H＋与溶液中HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))发生反应：H＋＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=CO2↑＋H2O，所以两池中的KHCO3溶液浓度均降低，D正确。7．答案：C解析：充电时F－从乙电极流向甲电极，说明乙为阴极，甲为阳极。放电时，甲电极的电极反应式为BiF3＋3e－=Bi＋3F－，故A错误；放电时，乙电极电势比甲电极低，故B错误；充电时，甲电极发生反应Bi－3e－＋3F－=BiF3，导线上每通过1mole－，则有1molF－变为BiF3，其质量增加19g，故C正确；充电时，外加电源的负极与乙电极相连，故D错误。8．答案：B解析：根据电池工作时电子从透明导电玻璃流入镀Pt导电玻璃，则透明导电玻璃为负极，镀Pt导电玻璃为正极，A项正确；电池工作时，镀Pt导电玻璃为正极，电极反应为Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=3I－，正极上为Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))放电，B项错误；根据电池工作时发生的反应可知，Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))在正极上得电子被还原为I－，后I－又被RuⅢ氧化为Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和I－相互转化，电解质中I－和Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))浓度不会减少，C项正确；电池工作时，是将太阳能转化为电能，D项正确。9．答案：B解析：以四甲基氯化铵[（CH3）4NCl]为原料，采用电渗析法合成（CH3）4NOH的过程中，根据氯离子的移动方向可知，a为阴极，b为阳极，又据图分析，生成氯化钠浓溶液，说明阳极上不是氯离子放电，则e不是阴离子交换膜，是阳离子交换膜，阳极电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，据左池产物分析，c也是阳离子交换膜，a电极为氢离子放电生成氢气。a为阴极，b为阳极，所以M为负极，A错误；根据以上分析可知c、e均为阳离子交换膜，B正确；根据以上分析可知阳极电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，C错误；a电极为氢离子放电生成氢气，b电极氢氧根放电生成氧气。制备1mol（CH3）4NOH，转移1mol电子，根据电子得失守恒可知a、b两极共产生0.5mol＋0.25mol＝0.75mol气体，D错误。（B组）1．答案：A解析：分析如下：电极电极材料或电极反应牺牲阳极的阴极保护（原电池）负极（辅助电极）比Fe活泼的金属正极（钢铁桥墩）O2＋2H2O＋4e－=4OH－桥墩的腐蚀主要是吸氧腐蚀，A项错误；河水中电解质含量少，海水中含有大量的氯化钠，所以钢铁桥墩在海水中比在河水中更易腐蚀，B项正确；外加电流的阴极保护法常用惰性电极作为辅助阳极，C项正确；由图2分析知，D项正确。2．答案：C解析：根据题干信息，让水垢在阴极表面析出，再结合题图可知，b极为阴极，A错误；b极为阴极，电极反应式为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，处理污水时，b极附近溶液的pH增大，产生的OH－与Ca2＋形成氢氧化钙（水垢）析出，B错误；阳极上产生臭氧的电极反应式为O2＋2OH－－2e－=O3＋H2O，C正确；a极为阳极，用Fe作阳极，Fe会参与电极反应，被氧化，故D错误。3．答案：D解析：由题给装置图可知，放电时负极锌失去电子后结合OH－生成Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，负极反应为Zn－2e－＋4OH－=Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，A项正确；放电时，正极上CO2得电子生成HCOOH，CO2中C的化合价为＋4,HCOOH中C的化合价为＋2，1molCO2转化为1molHCOOH，转移2mol电子，B项正确；充电时阴极上Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))参与反应得到锌，阳极上H2O参与反应得到氧气，电池总反应为2Zn（OH）eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O,C项正确；充电时阳极上发生失电子的氧化反应：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，氢氧根离子浓度降低，D项错误。4．答案：A解析：该装置的目的是制备磷酸和氢氧化钠，原料室中的钠离子向阴极移动，即右侧移动，所以产品室2的产物为NaOH，H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))向阳极移动，所以产品室1的产物为磷酸，M膜为能够通过H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的阴离子交换膜，A正确；阴极电极上水电离出的氢离子被还原，同时双极膜产生的氢离子又进入阴极区，所以阴极区中减少的实际上为水，但由于电解质溶液酸碱性未知，所以无法判断pH变化，B错误；据图可知b向阴极移动，a向阳极移动，所以a为OH－，b为H＋，C错误；X极与电源正极相连，而铅蓄电池放电时，Pb被氧化，为负极，D错误；综上所述答案为A。5．答案：C解析：根据2H2S（g）＋O2（g）=S2（s）＋2H2O（l）反应，得出负极H2S失电子发生氧化反应，则a为电池的负极，正极O2得电子发生还原反应，则b为电池的正极，则c为阴极，发生还原反应生成氢气，d为阳极，发生氧化反应生成氯气，以此解答该题。由2H2S（g）＋O2（g）=S2（s）＋2H2O（l）反应，得出负极H2S失电子发生氧化反应，则a为电池的负极，故A错误；正极O2得电子发生还原反应，所以电极b上发生的电极反应为：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，故B错误；电路中每流过4mol电子，则消耗1mol氧气，但该装置将化学能转化为电能，所以电池内部释放热能小于632kJ，几乎不放出能量，故C正确；a极发生2H2S－4e－=S2＋4H＋，每增重32g，则转移2mol电子，导气管e将收集到气体1mol，但气体存在的条件未知，体积不一定为22.4L，故D错误。6．答案：A解析：根据海水提取金属锂的装置图知，催化电极上放出气体，为氯离子放电生成氯气，因此催化电极为阳极，则铜箔为阴极，阴极上得电子发生还原反应析出金属锂，据此分析解答。由分析可知，催化电极是阳极，铜电极是阴极，故图中箭头表示Li＋移动方向，A正确；提取锂时是电解池反应，故是电能转化为化学能，B错误；由分析可知，铜箔为阴极，故其电极反应式为：Li＋＋e－=Li，C错误；由于Li单质性质活泼，能与水反应，故有机电解质不可以用NaCl溶液代替，D错误。7．答案：A解析：根据“E、F分别为短周期相邻的两种元素对应的活泼金属元素中的一种单质，且E能与NaOH溶液反应”可推知E电极是铝电极，F电极是镁电极，则E电极是原电池的负极，F电极是原电池的正极。D电极与E电极相连，则D电极是电解池的阴极，其电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，D极端的溶液变红，b烧杯中的溶液不变蓝，A项错误；C极的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，当电路中通过1.0×10－3mol电子时，生成0.0005molCl2，a烧杯中发生反应为Cl2＋2I－=2Cl－＋I2，则生成0.0005molI2（0.127g）；甲烧杯中发生反应为2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，