必过17《化学反应与电能》过关检测

必过17《化学反应与电能》过关检测一、选择题1．(2021·黑龙江哈师大附中高一期末)下列有关电化学的说法正确的是()A．原电池的金属负极质量一定减小 B．待充电电池的负极应与电源正极相连C．电解池的电解质溶液质量一定减小 D．原电池工作时在溶液中电流由负极到正极【答案】D【解析】A项，原电池放电时，负极质量可能增大、可能不变也可能减小，如铅蓄电池中负极电极反应式为Pb2e+SO42=PbSO4↓，负极质量增加，燃料电池中负极材料质量不变，故A错误；B项，蓄电池充电时，其负极应与电源的负极相连，正极与电源的正极相连，故B错误；C项，电解池的电解质溶液质量可能不变，如精炼铜，电解质溶液CuSO4的质量不变，故C错误；D项，原电池工作时，外电路中电流是从正极经过导线到负极，电池内部电流从负极经溶液到正极，故D正确；故选D。2．(2021·湖北高二开学考试)下列说法正确的是()A．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法B．用H2S作沉淀剂，可除去废水中的Fe2+和Cu2+C．电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属D．将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量的浓AgNO3溶液，AgCl沉淀少于AgBr【答案】A【解析】A项，海轮外壳连接锌块时，锌和外壳构成了原电池，锌做负极，外壳受到了保护不被腐蚀，采用了牺牲阳极的阴极保护法，A正确；B项，若用H2S作沉淀剂除去废水中的Fe2+和Cu2+后溶液呈酸性，应选择Na2S做沉淀剂，B错误；C项，电解精炼铜时，阳极泥中含有比铜稳定的金属，如Ag、Au等金属，没有Zn、Fe，C错误；D项，因为Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)，所以将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合后，c(Cl)c(Br)，再加入足量的浓AgNO3溶液，AgCl沉淀多于AgBr，D错误；故选A。3．(2021·陕西高一期末)下列有关装置的说法正确的是()A．装置Ⅰ中为原电池的负极B．装置Ⅱ为一次电池C．装置Ⅲ可构成原电池D．装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒【答案】D【解析】A项，镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能够与氢氧化钠溶液反应，装置Ⅰ中铝为负极，镁为正极，故A错误；B项，铅蓄电池是二次电池，可以放电充电，故B错误；C项，装置Ⅲ中的两个材料相同、都是Zn，不能构成原电池，故C错误；D项，装置Ⅳ为干电池，锌为负极，碳棒为正极，工作时，原电池中电子由负极沿导线流向正极，因此电子由锌通过导线流向碳棒，故D正确；故选D。4．(2021·江门市第二中学高一月考)下列四个常用电化学装置的叙述错误的是()图I水果电池图II干电池图III铅蓄电池图IV氢氧燃料电池A．图I所示电池中，电子从锌片流出B．图II所示干电池中石墨作正极C．图III所示电池为二次电池D．图IV所示电池中负极反应为：O2+4e+4H+=2H2O【答案】D【解析】A项，原电池工作时，电子从负极流出，图I所示电池中，锌为负极，则电子从锌片流出，A正确；B项，图II所示干电池中石墨作正极、锌作负极，B正确；C项，铅蓄电池对外供电时，铅作负极、二氧化铅作正极，当充电时，铅作阴极，二氧化铅作阳极，可反复使用，故图III所示电池为二次电池，C正确；D项，图IV所示电池为氢氧燃料电池，其中，氧气在正极得到电子发生还原反应，正极反应为：O2+4e+4H+=2H2O，D错误；故选D。5．(2021·黑龙江鹤岗一中高一期末)关于如图所示装置(盐桥含KCl)的叙述，正确的是()A．铜离子在铜片表面被氧化B．铜作负极，铜片上有气泡产生C．电流从锌片经导线流向铜片D．右侧烧杯中，SO42的物质的量几乎不变，K+的数目增多【答案】D【解析】A项，铜作正极，铜离子在铜片表面发生还原反应，A错误；B项，原电池中Zn作负极，Cu作正极，无气泡产生，B错误；C项，电流从正极向负极流动，所以应是从铜片经导线流向锌片，C错误；D项，反应本质是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，SO42的物质的量几乎不变，原电池中，盐桥中的K+向正极移动，所以右侧烧杯中的K+的数目增多，而硫酸根离子的数目几乎不变，D正确；故选D。6．(2021·云南高二期末)一种水果电池的示意图如图所示，该电池工作时，下列有关说法正确的是()A．锌片作正极，电极反应式为Zn2e=Zn2+B．内外电路中电流均由电子定向移动形成C．柳橙的成分不会发生变化D．若将锌片换为铁片，LED灯仍然发光【答案】D【解析】A项，Zn比Cu活泼，Zn做负极，故A错误；B项，外电路由电子的定向移动形成，内电路由电解质中离子定向移动形成，故B错误；C项，柳橙中的电解质氢离子得电子生成氢气，其成分会改变，故C错误；D项，将锌片换为铁片，Fe与Cu有活泼性差异，能构成原电池，能产生电流，LED灯仍然发光，故D正确；故选D。7．(2021·云南高二期末)锌—空气电池(如图所示)是金属空气电池的一种，电解质溶液为KOH溶液，下列说法正确的是()A．当电路中有0.04mol电子通过时，有0.224LO2参与反应B．正极区溶液的pH减小，负极区溶液的pH增大C．电池的总反应为2Zn+O2+2H2O+4OH=2Zn(OH)42D．电池工作时，外电路电子流动方向：石墨电极→Zn电极【答案】C【解析】A项，正极上是氧气得电子发生还原反应，O2+4e+2H2O=4OH，当电路中有0.04mol电子通过时，有0.01molO2参与反应，没指明气体的标准状况，无法计算气体的体积，故A错误；B项，正极上是氧气得电子发生还原反应，O2+4e+2H2O=4OH，正极附近溶液的pH不断增大，负极的pH减小，故B错误；C项，电池放电时总反应：2Zn+O2+2H2O+4OH=2Zn(OH)42，故C正确；D项，电子从负极产生经导线流向正极，则电子流向为：Zn电极→石墨电极，故D错误。故选C。8．(2021·广东湛江市高三一模)制取高纯硅的EFC剑桥工艺是以C熔盐为电解质，以S和石墨坩埚作电极直接电解，同时产生CO和CO2等气体。下列说法正确的是()A．S作阳极，石墨坩埚作阴极B．电解过程中、向阴极移动C．阴极上发生的电极反应为Se=SD．将生成的O2转化为CO和CO2是为了促进电子的转移【答案】C【解析】A项，由题意可知制取高纯硅，硅元素化合价降低，发生还原反应，所以S作阴极，石墨坩埚作阳极，故A错误；B项，电解过程中、等阴离子向阳极移动，故B错误；C项，阴极发生还原反应，二氧化硅得电子，发生Se=S，故C正确；D项，由题意可知，电解产生CO和CO2，说明阳极先发生反应e=2↑，然后生成的氧气与碳反应生成CO和CO2，与电子转移无关，故D错误；故选C。9．(2021·广东高二期末)电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示(a、b为不同离子交换膜)。下列有关说法错误的是()A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜B．阴极区电极反应式为2H2O+2e=H2↑+2OHC．X为淡盐水，Y为浓盐水D．该方法可得到副产品NaOH【答案】A【解析】A项，根据题意，图中左侧是电解池的阳极，阴离子向左侧迁移，相反阳离子向右侧迁移，则a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，A项错误；B项，阴极区电极反应式为2H2O+2e=H2↑+2OH，B项正确；C项，X为淡盐水，Y为浓盐水，C项正确；D项，根据电解原理可知，该方法可得到副产品NaOH，D项正确。故选A。10．(2021·浙江高二期末)一种新型Na－CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e=2CaFeO2.5+O2B．充电时，M应与电源的正极相连接C．放电时，Na+向M电极移动D．电极材料中，单位质量放出的电能大小：Na＞Li【答案】A【解析】由题干工作原理图可知，Na电极M发生的电极反应为：Nae=Na+，发生氧化反应，故M为负极；则N为电池正极，发生还原反应，电极反应为：2CaFeO3+2e=2CaFeO2.5+O2。A项，放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e=2CaFeO2.5+O2，A正确；B项，M极为原电池的负极，故充电时，M应与电源的负极相连接，B错误；C项，放电时，M电极为负极带正电，Na+向N极移动，C错误；D项，电极材料中，Na的单位质量放出的电能为，Li的单位质量放出的电能为，故Na<Li，D错误；故选A。11．(2021·广东高一期末)风力发电输出功率的波动性导致其直接并网会对电网带来不良影响，需要连接储能电池装置，通过储能电池对电能的存储、汇集，再集中供电来提高并网性能，下图是水系铝离子储能电池工作机理，下列有关其说法不正确的是()A．单位质量的铝放出的电量高，并且价格低廉，储量丰富B．铝储能电池是二次电池C．放电时，Al3+从正极材料的空隙中脱出进入电解液，再以单质铝的形式沉积负极材料表面D．该电池中金属铝电极易形成致密的氧化铝钝化膜，阻断铝离子的传输从而降低电池效能【答案】D【解析】A项，铝在地壳中的含量丰富，且单位质量的铝放出的电量高，可以用于制造水系铝离子储能电池，故A正确；B项，根据题意，储能电池通过对电能的存储、汇集，再集中供电，说明铝储能电池是二次电池，故B正确；C项，放电时，铝失去电子变成Al3+，铝为负极，石墨为正极，Al3+从正极材料的空隙中脱出进入电解液，再以单质铝的形式沉积负极材料表面，故C正确；D项，该电池中没有氧气产生，金属铝电极表面不会形成致密的氧化铝钝化膜，故D错误；故选D。12．(2021·吉林长春市实验中学高一期末)火星大气中含有大量CO2，一种由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，多孔碳纳米管为正极，Na3Zr2Si2PO12(NZSP)为无机固态电解质，下列说法不正确的是()A．放电时，负极上发生氧化反应B．放电时，CO2在正极上得电子C．放电时，电子通过NZSP移向负极D．多孔碳纳米管形成气体通道，促进CO2扩散【答案】C【解析】A项，放电时，负极上Na单质失去电子发生氧化反应生成Na+，故A正确；B项，多孔碳纳米管为正极，正极上CO2得到电子发生还原反应生成C单质和CO32，故B正确；C项，放电时，电子从负极经过导线流向正极，电子不会穿过电解质，故C错误；D项，多孔碳纳米管具有多孔结构，有利于CO2扩散，故D正确；故选C。13．(2021·广东高二期末)氨—空气燃料电池的结构如图所示。关于该电池的工作原理，下列说法正确的是()A．b极发生氧化反应B．O2由b极移向a极C．a极的电极反应：2NH3+3O2+6e＝N2+3H2OD．理论上消耗2molNH3，同时消耗33.6LO2【答案】B【解析】A项，b极通入氧气，为燃料电池的正极，发生还原反应，A项错误；B项，根据原电池原理，阴离子向原电池中的负极移动，即O2由b极移向a极，B项正确；C项，根据原电池原理可知，a极为燃料电池的负极，NH3失去电子发生氧化反应，电极反应式为：2NH3+3O26e＝N2+3H2O，C项错误；D项，根据原电池原理，该燃料电池的总反应为：4NH3+3O2＝2N2+6H2O，可知标准状况下该电池工作时，每消耗4molNH3，同时消耗3molO2。则在标准状况下，理论上消耗2molNH3，同时消耗1.5molO2，即消耗O2，D项中若非标准状况下，则消耗的O2的体积不是33.6L，D项错误；故选B。14．(2021·四川高一期末)第16届海南国际车展上展出了中国研制的新型燃料电池汽车，该汽车由质子交换膜燃料电池提供能量。某种质子交换膜燃料电池结构如图所示。下列说法不正确的是()A．a为电池负极，发生氧化反应B．正极反应为：O2+4e+4H+=2H2OC．质子(H+)通过质子交换膜移动到b电极D．该燃料电池对环境友好无污染【答案】B【解析】A项，该电池的a极是氢气失电子，产生氢离子，发生氧化反应，为负极，A正确；B项，该电解质溶液为酸性，正极反应为O2+4e+4H+=2H2O，B错误；C项，在原电池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，质子(H+)通过质子交换膜移动到b电极，C正确；D项，该燃料电池中最终生成产物式水，D正确。故选B。15．(2021·安徽亳州二中高一期末)锌—空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是()A．氧气在石墨电极上发生氧化反应B．该电池的负极反应为Zn＋H2O2e=ZnO＋2H＋C．该电池放电时OH向石墨电极移动D．若Zn电极消耗6.5g，外电路转移0.2mole【答案】D【解析】由图示分析可知，由于空气中的氧气具有较强的氧化性，所以石墨(通空气)电极得到电子发生还原反应，即石墨电极为正极；Zn具有较强的还原性，所以Zn电极失去电子，发生氧化反应，为电源负极。A项，氧气在石墨电极，得到电子，发生还原反应，为电源正极，故A错；B项，由于该电池的电介质为KOH，则其负极的电极反应为：Zn＋2OH2e=ZnO＋H2O，故B错；C项，放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。所以该电池放电时OH向Zn极移动，故C错；D项，由负极的电极反应Zn＋2OH2e=ZnO＋H2O可得，若Zn电极消耗6.5g，外电路转移0.2mole，故D正确；故选D。16．(2021·福建福州市高三毕业班质量检测)国内某动力电池研究院运用FFC剑桥工艺实现熔盐电解SiO2制备硅材料，装置如图。下列说法中错误的是()A．阳极反应为C4e+2O2=CO2↑B．SiO2电极减重60g时，生成CO2体积为22.4LC．电解过程，熔盐中Ca2+移向SiO2所在电极的方向D．若用其他情性电极代替石墨，可能会生成O2、Cl2【答案】B【解析】A项，石墨电极生成二氧化碳，所以石墨电极为阳极，阳极反应为C4e+2O2=CO2↑，故A正确；B项，SiO2电极减重60g时，消耗1molSiO2，阳极生成1molCO2，非标准状况下，体积不一定为22.4L，故B错误；C项，电解过程，阳离子移向阴极，SiO2所在的电极为阴极，所以熔盐中Ca2+移向SiO2所在电极的方向，故C正确；D项，若用其他情性电极代替石墨作阳极，可能是O2、Cl失电子生成生成O2、Cl2，故D正确；故选B。17．(2021·“超级全能生全国卷地区联考)如图为实验室模拟电解氧化法处理废水中的CN的装置图，产物为无毒、无害物质，下列说法不正确的是()A．b极为电池的负极，铁电极的反应式为2H++2e=H2↑B．溶液中CN向石墨电极移动C．电路中转移6mol电子时可生成标准状况下22.4LN2D．该装置工作时包括了电能与化学能的相互转化【答案】C【解析】A项，CN发生氧化反应生成的无毒、无害物质CO2和N2，故石墨为阳极，铁电极为阴极，b极为电池的负极，铁电极的反应式为2H++2e=H2↑，A正确；B项，电解池工作时，溶液中阴离子向阳极移动，则CN向石墨电极移动，B正确；C项，阳极的电极反应式为2CN+4H2O10e=2CO2↑+H2↑+8H+，电路中转移10mol电子时可生成1molN2、即标准状况下22.4LN2，C错误；D项，铅蓄电池中化学能转化为电能，电解池中电能转化为化学能，故该装置工作时包括了电能与化学能的相互转化，D正确；故选C。18．(2021·吉林长春市实验中学高一期末)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极，通入一定的电流。下列叙述不正确的是()A．管道中可生成灭杀附着生物的NaClOB．电解总反应方程式：2NaClCl2↑+2NaC．阴极附近形成的Mg(OH)2需要定期清理D．阳极发生将海水中的Cl氧化为Cl2的反应【答案】B【解析】A项，在管道口设置一对惰性电极，通入一定的电流，构成了电解池，电解质溶液为海水，电解总反应为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，氯气和氢氧化钠反应生成NaClO，A正确；B项，电解总反应为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，B错误；C项，阴极产生氢氧化钠和海水中的镁离子生成Mg(OH)2，C正确；D项，阳极的电极反应为：2Cl2e=Cl2↑，为氧化反应，D正确；故选B。19．(2021·江苏高二期末)实验室利用原电池原理吸收SO2制备少量硫酸(如图所示)。下列有关说法正确的是()A．放电过程中可实现化学能全部转化为电能B．电子从a电极流出，经电解质流向b电极C．有1molO2参加反应时，通过质子交换膜的H+为4molD．a电极上的电极反应式为SO22e+2H2O=H2SO4+2H+【答案】C【解析】A项，放电过程中有一部分化学能转化为热能，不能全部转化为电能，A错误；B项，电子从a电极流出，经导线负载流向b电极，电子不能在电解质溶液中移动，B错误；C项，a极为负极，电极反应式为：SO22e+2H2O=H2SO4+2H+，b极为正极，电极反应式为：O2+4e+4H+=2H2O，根据反应方程式可知，氢离子从负极透过质子交换膜移动到正极，有1molO2参加反应时转移4mol电子，所以通过质子交换膜的H+为4mol，C正确；D项，a极为负极，电极反应式为：SO22e+2H2O=H2SO4+2H+，硫酸在溶液中完全电离生成氢离子和硫酸根，D错误；故选C。20．(2021·黑龙江哈尔滨三中高三其他模拟)中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如图所示。下列说法正确的是()A．放电时A电极反应式为：Zn2++2e=ZnB．放电时电解质储罐中离子总浓度减小C．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜D．充电时A极增重65g，C区增加离子数为2NA【答案】C【解析】A项，放电时A电极是负极，A极反应式为：Zn2e=Zn2+，故A错误；B项，放电时，A区发生反应Zn2e=Zn2+，C区Cl进入A区，所以电解质储罐中离子总浓度增大，故B错误；C项，放电时，C区Cl进入A区、K+进入B区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C正确；D项，充电时A极增重65g，A区发生反应Zn2++2e=Zn，电路中转移2mol电子，根据电荷守恒，2molCl自A区进入C区，2molK+自B区进入C区，C区增加离子数为4NA，故D错误；故选C。21．(2021·广东佛山市·石门中学高三模拟)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的离子交换膜隔开，下列说法错误的是()A．该燃料电池的总反应方程式为：HCOOH+Fe3+=CO2↑+H2OB．放电过程中，K+向右移动C．放电过程中需要补充的物质A为H2SO4D．电池负极电极反应式为：HCOO+2OH2e=HCO3+H2O【答案】A【解析】A项，该装置是燃料电池，因此总方程式为2HCOOH+O2+2OH=2HCO3+2H2O，A错误；B项，根据图示，该燃料电池加入HCOOH的一端为负极，通入O2的一端为正极，因此放电时K+向正极移动，即向右移动，B正确；C项，在正极一端发生的反应为O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O，需要消耗H+，且排出K2SO4，可推出需要补充的物质A为H2SO4，C正确；D项，根据图示，负极的电极反应式为：HCOO+2OH2e=HCO3+H2O，D正确。故选A。22．(2021•山东省高三百师联盟二轮复习联考)一种高性能水系铁氢气二次电池工作原理如图所示，下列说法中正确的是()A．放电时，碳网电极为负极B．离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从左极室移向右极室C．放电时，负极区pH变大D．充电时，电池总反应为2[Fe(CN)6]4+2H2O=2[Fe(CN)6]3+2OH+H2↑【答案】D【解析】A项，放电时，Pt/C电极失电子作负极，发生氧化反应，碳网电极为正极，发生还原反应，A项错误；B项，充电时，碳网作阳极，发生氧化反应，Pt/C电极作阴极，发生还原反应，离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从阳极室移向阴极室，即从右极室移向左极室，B项错误；C项，放电时，负极发生H2+2OH2e=2H2O，负极区pH减小，C项错误；D项，充电时，电池总反应为2[Fe(CN)6]4+2H2O=2[Fe(CN)6]3+2OH+H2↑，D项正确；故选D。23．(2021年浙江省“超级全能生”选考科目联考)室温铝二次电池采用铝或铝插层化合物为电极，离子液体{[EMIm]}为电解液，能在电解液中移动，电极反应式为，下列说法不正确的是(已知氧气难溶于离子液体)()A．放电时当外电路中有3mol电子通过时，电解液中就有1mol移向B．放电时作负极，发生氧化反应C．充电时阳极的电极反应式为D．型离子液体能够抑制金属铝表面氧化物的生成【答案】A【解析】根据总反应可知，作为原电池时，金属铝做负极，失电子发生氧化反应，做正极，得电子发生还原反应；充电时，电极反应与原电池正好相反；根据题给信息氧气难溶于离子液体可知，型离子液体能够抑制金属铝表面氧化物的生成。A项，放电时，1个铝原子失3e变为Al3+，电极反应式为：Al3e=Al3+，铝电极失电子为负极，所以当外电路有3mol电子通过时，有1mol移向正极，故A错误；B项，放电时作负极，失电子发生氧化反应，故B正确；C项，充电时，阳极失电子发生氧化反应，电极反应为：，故C正确；D项，氧气难溶于离子液体，型离子液体会抑制金属铝表面氧化物的生成，故D正确；故选A。24．(2021·贵州遵义市高三一模)中国科学院研发了一种新型钾电池，有望成为锂电池的替代品。该电池的电解质为CF3SO3K溶液，其简要组成如图所示。电池放电时的总反应为2KC14H10+xMnFe(CN)6=2K1xC14H10+xK2MnFe(CN)6，则下列说法中，正确的是()A．放电时，电子从电极A经过CF3SO3K溶液流向电极BB．充电时，电极A质量增加，电极B质量减少C．放电时，CF3SO3K溶液的浓度变大D．充电时，阳极反应为K2MnFe(CN)6－2e－=2K++MnFe(CN)6【答案】D【解析】A项，放电时，该装置为电池装置，即放电时电子不可能经过电解质溶液，故A错误；B项，放电时，负极(电极B)反应式为KC14H10xe=K1xC14H10+xK+，正极(电极A)反应式为MnFe(CN)6+2e+2K+=K2MnFe(CN)6，充电时应将放电反应倒过来看，显然电极A的质量是减少的，电极B的质量是增加的，故B错误；C项，根据B分析，放电时，CF3SO3K溶液的浓度不发生变化的，故C错误；D项，充电时，电池的正极接电源的正极，充电时的电极反应式应是放电时电极反应逆过程，即阳极反应式为K2MnFe(CN)6－2e－=2K++MnFe(CN)6，故D正确；故选D。25．(2021·湖南常德市一中高三月考)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是()A．a电极的电极反应为4H2O+4e=2H2↑+4OHB．c、d离子交换膜依次为阳子交换膜和阴离子交换膜C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为Cu2++2e=CuD．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320gNaOH【答案】D【解析】浓差电池放电时，两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时，放电停止，电池放电过程中，Cu(1)电极上发生使Cu2+浓度降低的还原反应，作正极，Cu(2)电极上发生使Cu2+浓度升高的氧化反应，作负极，则在右池的电解池中，a为电解池的阴极，H2O中的H+得到电子发生还原反应生成H2，b为电解池的阳极，H2O中的OH失去电子发生氧化反应生成O2。电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液的浓度同时由2.5mol·L1降低到1.5mol·L1，负极区硫酸铜溶液同时由0.5mol·L1升到1.5mol·L1，正极反应可还原Cu2+的物质的量为2L×(2.51.5)mol·L1=2mol，电路中转移4mol电子，电解池的阴极生成4molOH，即阴极区可得4mol氢氧化钠，其质量为160g。A项，a为电解池的阴极，H2O中的H+得到电子发生还原反应生成H2，电极反应为4H2O+4e=2H2↑+4OH，A项正确；B项，因溶液为电中性，a电极附近产生了阴离子，必须让阳离子发生移动，c为阳离子交换膜，b电极附近阴离子减少，必须让阴离子发生移动，d为阴离子交换膜，B项正确；C项，Cu(1)作正极，得到电子，电极反应为Cu2++2e=Cu，C项正确；D项，电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液浓度同时由2.5mol·L1降到1.5mol·L1，负极区硫酸铜溶液同时由0.5mol·L1升到1.5mol·L1，正极反应可还原Cu2+的物质的量为2L×(2.51.5)mol·L1=2mol，电路中转移4mol电子，电解池的阴极生成4molOH，即阴极区可得4mol氢氧化钠，其质量为160g，D选项错误；故选D。二、非选择题26．(2021·黑龙江哈尔滨市第六中学校高一期末)酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据表所示[溶解度/(g/100g水)]：温度/℃化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为___________。(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn___________g．(已知Q=It，F=96500C/mol)(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过___________分离回收。(4)滤渣的主要成分是MnO2、___________和___________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是___________，其原理是___________。【答案】(1)MnO2＋e＋H+=MnOOH(2)0.05g(3)加热浓缩、冷却结晶(4)碳粉MnOOH在空气中加热碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2【解析】(1)该电池的正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH，电极方程式为MnO2+H++e=MnOOH，负极锌被氧化生成Zn2+，电池总反应式为2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+；(2)电池工作5分钟，通过的电量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通过电子的物质的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/mol＝1.554×10－3mol，则理论消耗Zn的质量是m(Zn)＝1.554×103mol/2×65g/mol＝0.05g。(3)由于ZnCl2的溶解度受温度影响较大，而NH4Cl的溶解度受温度影响较小，所以可采用加热浓缩、冷却结晶的方法分离氯化锌和氯化铵混合物；(4)根据废电池糊状填充物中碳粉和MnO2及正极放电产生的MnOOH都不溶于水，可确定滤渣的主要成分；碳粉在足量氧气中燃烧转变为CO2，MnOOH在足量氧气中燃烧转变为MnO2，因此得到较纯的二氧化锰最简便的方法是在足量空气或氧气中燃烧滤渣。27．(2021·乌苏市第一中学高二月考)钢铁工业是国家工业的基础。请回答下列钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题：(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是_______。(2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是_______。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置如图所示。①A电极对应的金属是_______(填元素名称)，B电极的电极反应是_______。②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为_______mol。③镀层破损后，镀铜铁和镀锌铁，_______更易被腐蚀。【答案】(1)2FeCl3+Fe=3FeCl2(2)BD(3)①CuCu2++2e=Cu②0.08③镀铜铁【解析】(1)铁锈的成分是Fe2O3•xH2O，能和盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁具有氧化性，能和铁发生化合反应生成氯化亚铁，反应方程式为2FeCl3+Fe=3FeCl2；(2)A．Fe是金属，比石墨活泼，作为原电池的负极，被腐蚀，A不符合题意；B．Zn比Fe活泼，作为原电池的负极，被腐蚀，可以保护Fe棒，B符合题意；C．Fe棒浸入水中，水中溶解的氧气会使Fe发生吸氧腐蚀，C不符合题意；D．Fe棒作为电解池的阴极，属于外加电源的阴极保护法，可以保护Fe棒，D符合题意；故选BD；(3)①电镀池中，铁上镀铜，待镀金属为铁，做阴极，镀层铜做阳极，故A极的材料为Cu；B极连接电源负极为阴极，所以B极上铜离子得电子生成铜单质：Cu2++2e=Cu。②根据电极反应：阳极Cu2e=Cu2+，阴极Cu2++2e=Cu，可知阳极被氧化的铜和阴极析出的铜相等，两极相差5.12g时，两极的质量变化均为2.56g，转移电子的物质的量为×2=0.08mol；③根据金属活动性：Zn>Fe>Cu，铁比铜活泼，镀铜铁的镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，而镀锌铁的镀层破坏后，Zn为原电池的负极，被腐蚀，正极的Fe不会被腐蚀，综上所述镀铜铁更易被腐蚀。28．(2021·汪清县汪清第四中学高一月考)燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。下图为燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。请回答下列问题：(1)若该燃料电池为氢氧燃料电池。①a极通入的物质为_______(填物质名称)，电解质溶液中的OH移向_______极(填”负”或“正”)。②写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式：_______。(2)若该燃料电池为甲烷燃料电池。已知电池的总反应为CH4+2O2+2OH=CO32+3H2O①下列有关说法正确的是_______(填字母代号)。A.燃料电池将电能转变为化学能B.负极的电极反应式为CH4+10OH8e=CO32+7H2OC.正极的电极反应式为O2+4H++4e=2H2OD.通入甲烷的电极发生氧化反应②当消耗甲烷33.6L(标准状况下)时，假设电池的能量转化效率为80％，则导线中转移的电子的物质的量为___mol。【答案】(1)①氢气负②H22e+2OH＝2H2O(2)①BD②9.6【解析】(1)①氢氧燃料电池中通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，根据电子移动方向知，a为负极、b为正极，所以a通入的物质是氢气，放电时溶液中阴离子向负极移动，所以电解质溶液中的OH移向负极；②该燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H22e+2OH＝2H2O；(2)①A．燃料电池是原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A错误；B．负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH8e=CO32+7H2O，故B正确；C．正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e＝4OH，故B错误；D．通入甲烷的电极失电子发生氧化反应，故D正确；故选BD；②n(CH4)=33.6L÷22.4L/mol=1.5mol，消耗1mol甲烷转移8mol电子，则消耗1.5mol甲烷转移电子物质的量=1.5mol×8=12mol，假设电池的能量转化效率为80%，则转移电子的物质的量=12mol×80%=9.6mol。29．(2021·天水市第一中学高一期中)如图为原电池装置示意图。请回答下列问题：(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，则正极反应为：_______；负极反应为：_______；(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O。写出B电极反应式：________________________；该电池在工作时，A电极的质量将_______(填“增加”“减小”或“不变”)；若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为_______NA。(3)若A、B均为铂片，电解质溶液为30%的KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式：___________________；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将_______(填“增强”“减弱”或“不变”)。(4)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，其中负极反应式为：CH3OH+8OH6e=CO32+6H2O，则正极的电极反应式为：___________________________。【答案】(1)2H++2e=H2↑Zn2e=Zn2+(2)PbO2+SO42+4H++2e=PbSO4+2H2O增加0.1(3)H2+2OH2e=2H2O减弱(4)O2+4e+2H2O=4OH【解析】(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，构成原电池，其中锌的金属性强于铜，锌是负极，发生失去电子的氧化反应，负极反应为Zn2e=Zn2+，铜是正极，溶液中的氢离子放电，正极反应为2H++2e=H2↑；(2)反应中二氧化铅得到电子，作正极，则B电极反应式为PbO2+SO42+4H++2e=PbSO4+2H2O；铅是负极，失去电子转化为硫酸铅，则该电池在工作时，A电极的质量将增加；工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，即消耗2mol硫酸，转移2mol电子，若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为0.1NA；(3)通入氢气的A电极是负极，负极反应式为H2+2OH2e=2H2O；总反应是氢气和氧气反应生成水，因此该电池在工作一段时间后，溶剂水增加，氢氧化钾的浓度减小，则溶液的碱性将减弱。(4)通入空气(氧气)的电极是正极，氧气得到电子，溶液显碱性，则正极的电极反应式为O2+4e+2H2O=4OH。30．(2021·广西高一期末)任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应，化学能可转化为热能、光能、电能等不同形式的能量。(1)用图甲、乙所示装置进行实验，请回答下列问题：①以下叙述中，正确的是___________。a．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极b．两烧杯中铜片表面均有气泡产生c．两烧杯中溶液的pH均增大d．乙中电流由铜片经过导线流向锌片②若反应过程中有0.4mol电子转移，乙装置中生成的氢气在标况下的体积为___________。(2)Mg，Al设计成如由图所示原电池装置：①若溶液为盐酸，Mg为___________极；②若溶液为氢氧化钠溶液，Mg电极发生的电极反应为___________。(3)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则c电极的反应方程式为___________，若线路中转移2mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为___________L。【答案】(1)①cd②4.48L(2)①负②2H++2e=H2↑(3)H2O+CH3OH6e=CO2

↑+6H+11.2【解析】(1)①图甲，没有构成闭合回路，不属于原电池，图乙，存在活泼性不同的两极、电解质溶液、闭合回路，为原电池装置；a．甲装置不属于原电池，不存在正负极；乙装置为原电池，锌比铜活泼，锌为负极，铜做正极，故a错误；b．甲装置不属于原电池，锌与硫酸直接反应，锌片上有气泡冒出，铜片上无有气体冒出；乙装置为原电池，铜为正极，氢离子在此极得电子生成氢气，有气泡冒出，故b错误；c．甲装置不属于原电池，锌与硫酸反应生成氢气，硫酸的浓度减小，溶液的pH增大；乙装置为原电池，铜为正极，氢离子在此极得电子生成氢气，不断消耗氢离子，硫酸的浓度减小，溶液的pH增大；故c正确；d．乙装置为原电池，锌比铜活泼，铜做正极，因此电子由负极锌经过导线流向铜极，而电流由铜片经过导线流向锌片，故d正确；故选cd；②乙装置为原电池，锌比铜活泼，铜做正极，氢离子在此极得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e=H2↑；若反应过程中有0.4mol电子转移，生成的氢气的量为0.2mol，在标况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L；(2)①若溶液为盐酸，Mg的活泼性比Al强，镁做负极，失电子发生氧化反应，铝做正极，氢离子在铝电极得电子，因此，镁为负极，铝为正极；②若溶液为氢氧化钠溶液，金属镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应，因此铝做负极，发生氧化反应，镁做正极，发生还原反应，正极的电极反应为：2H++2e=H2↑；(3)燃料电池中，燃料做负极，发生氧化反应，而氧气在正极发生还原反应；根据示意图电子流向可知，加入的a物质为甲醇，加入的b物质为氧气；所以c电极为负极，甲醇在此极发生氧化反应，电极的反应式为：H2O+CH3OH6e=CO2

↑+6H+；氧气在正极得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e+4H+=2H2O，若线路中转移2mol电子，消耗氧气的物质的量为0.5mol，标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。31．(2021·浙江高二期中)钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程的有关问题。(1)下列装置中的铁棒被腐蚀由慢到快的顺序是___________。A．B．C．D．(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图：①B电极的电极反应式是___________。②镀铜铁和镀锌铁在镀层破损后，___________更容易被腐蚀。(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置：①该电池的能量转化形式为___________。②工作一段时间后，测得溶液的pH减小。请写出该电池的负极的电极反应式___________。(4)电解液氨(NH3)可以获得H2，写出电解KNH2的液氨溶液(在液氨中KNH2=K++NH2)时，生成H2的电极反应式___________。【答案】(1)DBCA(2)①Cu2++2e－=Cu②镀铜铁(3)①化学能转化为电能②CH3OH−6e－+8OH－=CO32+6H2O(4)2NH3+2e－=

2NH2+

H2↑【解析】(1)金属腐蚀快慢顺序为：电解池阳极＞原电池负极＞一般金属腐蚀＞原电池正极的腐蚀＞电解池阴极的腐蚀，因此下列装置中的铁棒被腐蚀由慢到快的顺序是DBCA；故答案为：DBCA。(2)①B电极是连接电源负极，为电解池的阴极，一般是溶液中的阳离子得到电子，其电极反应式是Cu2++2e－=Cu；故答案为：Cu2++2e－=Cu。②镀铜铁在镀层破损后，铁作负极，铜作正极，加速铁的腐蚀，镀锌铁在镀层破损后，锌作负极，铁作正极，铁收到一定的保护，因此镀铜铁更容易被腐蚀；(3)①该电池的能量转化形式为化学能转化为电能；②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，碱性减弱，负极是甲醇失去电子，该电池的负极的电极反应式CH3OH−6e－+8OH－=CO32+6H2O；(4)电解液氨(NH3)可以获得H2，电解KNH2的液氨溶液(在液氨中KNH2=K++NH2)时，生成H2，是化合价降低得到电子，因此是氨气得到电子变为氢气和NH2，电极反应式2NH3+2e－=2NH2+

H2↑。32．(2021·湖南高二期末)电解精炼铜的阳极泥中含有Au、Ag、Cu、Cu2S、Cu2Se、Ag2Se、PbS等，从其中提取Au、Ag、Cu、Se的单质的流程如图所示，回答下列问题：(1)粗铜中含有Fe、Zn两种元素的单质，但在阳极泥中几乎检测不到，原因是___________。(2)已知阳极泥进行“硫酸化(隔绝空气)焙烧”，烟气中含有SO2、SeO2等。①写出“焙烧”过程中Cu与浓硫酸反应的化学方程式：___________。②将SO2、SeO2通入水中即可生成单质硒，该反应的离子方程式为___________。③实验室中将粗硒从溶液中分离出来的操作为___________。(3)用惰性电极电解“浸液”时，溶液中发生的总反应离子方程式为___________。(4)“银电解”时，阳极材料是___________。(5)上述流程中，可以循环利用的物质是___________(填写化学式)。【答案】(1)Fe、Zn的单质均比铜活泼，先于铜失去电子进入电解质溶液中(2分)(2)①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(2分)②2SO2+SeO2+2H2O=2SO42+Se↓+4H+(2分)③过滤(2分)(3)2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+(2分)(4)含金、银、铅的合金(或粗银)(2分)(5)H2SO4(2分)【解析】铜阳极泥含有Au、Ag、Cu、Cu2S、Cu2Se、Ag2Se、PbS等，焙烧，加入稀硫酸得到烟气用水吸收，得到粗硒，窑渣加入水浸铜，电解得到铜，浸渣含有金、银，电解得到银和粗金。(1)已知Fe、Zn比Cu更活泼的金属，故粗铜中含有Fe、Zn两种元素的单质，但由于二者先于铜失去电子进入电解质溶液中，故在阳极泥中几乎检测不到；(2)