2024广东化学高考专题复习-专题十 化学反应与电能

专题十化学反应与电能

1.（2023吉林延边州二模,11）某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景，其工

作原理如图所示。下列说法正确的是（）

生物膜电极H电极1>

质子交换膜

A.该燃料电池不宜在高温下使用

B.电极b为阳极，发生氧化反应

C.HS在硫氧化菌作用下发生反应:HSYK90H----SOt+5比0

D.若该电池外电路有0.4mol电子转移,则电极b消耗标准状况下氧气1.12L

答案A

2.（2023湖北十一校二联,14）某液流电池工作原理如图。充电过程中，阳极会发生如下副反

3+:2+

^Z:2Mn+2H2O=Mn+MnO2\+4H\加入少量可将MnO?还原为MiB,提高电池的能量密度和

稳定性。下列说法正确的是（）

H*

dM石

n

墨

QI充

电

电M

电

极

二

n极

1♦

质子不换膜

A.放电时,Cd电极为负极,发生还原反应

B.放电时,Cd2+通过质子交换膜，向石墨电极移动

C.加入少量后,经多次充放电，正极可能会发生3个以上不同的还原反应

D.加入少量后,充电时，阳极生成M/+和阴极牛成Cd的物质的量之比为2：1

答案C

3.（2023重庆三调,13）新能源的开发和利用是解次气候问题的重要途径，科研人员开发一种新型可充电钾

离子电池的正极材料（FeC2O4F）,如图所示，可使电池效能更佳，已知放电时正极会生成KFeCzOF。下列

有关说法正确的是（）

-1-

充一

A.总反应为FeCzOF+KCb獭Cs+KFeCzChF

+

B.放电时，正极反应为FeC2O4F-e+K-KFeCzO’F

C.该电池可用K2sCh溶液作为电解质溶液

D.用该电池电解CuSCh溶液，阴极增重24g时,通过交换膜的K+为0.75mol

答案D

4.（2022甘肃兰州一诊,6）一种以Fc[Fe（CN）6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所

示。下列说法不正确的是（）

A.放电和充电时,Mo箔的电势均高于Mg箔

B.外电路通过0.2molD时，负极质量变化为1.2g

C.充电时,Na.通过离子交换膜从左室移向右室

+

D.放电时，正极反应式为Fe[Fe（CN）6]+2Na+2e------Na2Fe[Fe（CN）6]

答案B

5.（2023黑龙江大庆一模,13）工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理（煤中含硫物质主要是FeS）以减少

硫排放。模拟装置如图所示。下列说法错误的是（）

A.电子流向:b极一石墨2-电解质溶液一石墨1-a极

B.石墨1为阳极，发生氧化反应,M/+被氧化

3+3+2++

C.脱硫反应为FeS2+15Mn+8H2O-----Fe+15Mn+2SO^+16H

D.电路中转移1.5mol也子，理论上处理12.0gFeS2

答案A

6.（2023福建福州4月检测⑼Adv.Mater报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时,

光催化电极产生电子（e）和空穴（h，）。下列有关说法正确的是（）

-2-

ft

出口

H,0\t|H,0

HI溶液71-IIe-

光催化•装%’电催化装置

A.光催化装置中溶液的pH减小

B.离子交换膜为阴离子交换膜

:

C.电催化装置阳极电极反应式:4OH-+4h+==2H2O+O2t

D.整套装置转移0.01mole,光催化装置生成3.81gI3

答案C

7.（2023河北邢台一模,13）某有色金属工业的高盐废水中主要含有H+、Cu2\Zn2\SO：，F和Cr,利

+

用如图电解装置可回收ZnSOj、C11SO4并尽可能除去F和。一,其中双极膜（BP）中间层的H2O解离为H

和OH；并在直流电场作用下分别向两极迁移,M膜、N膜需在•价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选

择。下列说法错误的是（）

A.BP膜中H+均向右侧溶液迁移M膜为一价阴离子交换膜

B.溶液a的溶质主要为HF和HC1,溶液b的溶质主要为ZnSCh和CuSO4

C.当阳极产生22.4L气体（标准状况）时，有4mol离子通过N膜

D.电解过程中，应控制高盐废水的pH不能过高

答案B

8.（2022辽宁沈阳一模,13）下图装置利用燃料电池与电解池组合制备KMnO*电极甲、乙、丙、丁均为

惰性电极。下列说法中错误的是（）

阳离子阳离子

补充气体x

文中膜交奂膜

5甲|,

乙气体X

a%KOH

「溶液

2nK2MM),溶液

c%K（）H溶液W（KOH溶液

A.气体X为Hz

B.KOH溶液的质量分数:a%<b%〈c%

C.T电极发生的电极反应为Mn01--e----MnO；

-3-

A.钢片甲作正极

B.氮气在钢片乙上得电子

C.在海水中阳离子向钢片甲移动

D.能产生电流的主要原因是两极上氧气浓度不同

答案B

12.Q023河南四市一模,12）随着我国“双碳”决策部署的有序推进，绿电发电规模逐年提升，为适应未来

绿电长时储能需求，我国企业开始于2022年利用“全钿液流电池”何局大型储能基地。电池的充放电

充电

总反应式为VO2++V3++H2O彘VO]+V2++2H+,下图为全锐液流电池工作原理示意图。下列说法错误

的是（）

A.放电时电极A的电势比B的高

+2+

B.放电时正极的电极反应式为V0j+e+2H==VO+H2O

C.在220V电压下，用恒定的1A电流充电1小时，电池中增加的化学能为7.92X10”

D.充电时H+由A极室通过质子交换膜向B极室迁移

答案C

13.（2023河北衡水一调,11）研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。

利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示，下列说法正确的是（）

飞

电

极

出

质子交换膜阳离子交换膜

A.光照强度大小不影响KI。3的制备速率

B.右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极

C.电极N处的电极反应:S-6e+4Hq------SO^+SH4

D.不考虑损耗,电路中每消耗1mol（X理论上Q极可制得342.4gKIO,

答案C

14.（2023山西怀仁二调,11）生活污水中的氮和磷主要以镂盐和磷酸盐形式存在，可用铁、石墨作电极，用

电解法去除。电解时，如图1原理所示可进行除氮;翻转电源正负极，可进行除磷，原理是利用Fe2,将

PO1转化为FeKPChb沉淀。下列说法正确的是（）

-5-

%翻转正负极

4：翻转正负极翻转正负极

3-

01020304050607080

电解时间/min

图1图2

A.图2中0~20min脱除的元素是氮元素，此时石墨作阴极

B.溶液pH越小、有效氯浓度越大，氮的去除率越高

C.图2中20~40min脱除的元素是磷元素，此时阳极的电极反应式为2Cl-2e-------Ci2t

D.电解法除氮,QO-氧化N%的离子方程式为3ClO+2NHs-3Cr+N2t+3H2O

答案D

15.(2023福建七地市一模,9)应用电化学方法，对水体消毒并去除余氯，装置如下图所示。下列说法正确

的是()

M极・'极

NaCI/H,0锦网

有机电解

质溶液

钠离子交换笛

A.闭合Ki后，可对池中的水杀菌消毒

B.断开Ki,闭合K2时,电子由M极流出

C.断开Ki,闭合K,后,N极金属Na不断累积

D.钠离子交换膜可用质子交换膜代替

答案A

16.［2023辽宁沈阳一模,12)某科研机构研发一种用于可充电Zn-空气电池(ZABs)的低成本非碱性醋酸锌

［简写为Zn(0Ac)2］电解质，与传统的碱性ZABs相比，具有优异的循环性能和在空气中的稳定性,放电时

最终产物是Zn5(OH)8(CH3COO)2•2H2(3(ZHA),工作原理如图,下列说法正确的是()

A.放电时电子通过导线移向甲电极

B.若使用碱性电解质，会造成负极锌的不可逆转化,影响充电效果

C.放电时，每转移1mole,理论上会产生0.2molZHA

D.充电时QAC向电极甲移动

-6-

答案B

17.12023云南、吉林、黑龙江、安徽四省联考,13）水溶液锌电池（图1）的电极材料是研究热点之一。

种在晶体MnO中嵌入Z/+的电极材料充放电过程的原理如图2所示。下列叙述中正确的是（）

■

■

1

O(>・Mn0ZnO空位

图2

A.①为MnO活化过程，其中Mn的价态不变

B.该材料在锌电池中作为负极材料

C②代表电池放电过程

D.③中1mol晶体转移的电子数为0.61mol

答案C

18.（2022福建漳州一模,9）2021年我国科研人员以一硫化锢（MoS?）作为电极催化剂，研发出一种Zn-NO

电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示（双极膜可将水解离为H-和

OH,并实现其定向通过）。下列说法错误的是（）

双极膜

A.使用MOS2电极能加快合成氨的速率

B.Zn/ZnO电极反应式为Zn+2OH-2e------ZnO+H2O

C.电池工作一段时间后，正极区溶液的pH不变

D.当电路通过10mole-时，理论上可以转化NO的质量为30g

答案D

19.（2022河北石家庄二模,12,改编）我国科学家研究出一种新型水系Zn-C2H2电池（结构如图），既能实现

乙块加氢又能发电,其开路电位、峰值功率密度和能量密度均远高于Zn-CO2电池,同时这种电池设计可

广泛适用于其他焕嫌。已知放电时Zn转化为ZnO,电池工作时下列说法正确的是（）

KOIKaql

U阴离子交换段外光板

＜：,H.X＜：A

-7-

A.电流由b极经外电路流向a极

B.右侧极室中c（KOH）增大

极的电极反应式为。---

C.aC2H2+28+2H2C2H4+2OH

每有通过阴离子交换膜,极消耗

D.0.2molOHa2.24LC2H2

答案C

20.（2022天津南开一模,9）采用电化学方法使Fe2+与比0?反应、会生成非常活泼的-OH（羟基自由基）中

间体，可用于降解废水中的有机污染物，原理如图所示。

下列说法不正确的是（）

A.起始时，在Y电极附近加入适量Fe?+或Fe,均能让装置正常工作

B.可将X电极上产生的Ch收集远来,输送到Y电极继续使用

C.根据装置推测,Y电极是阳极，・OH在该电极侧产生

电极发生的电极反应为+

D.X2H2O-4e-------O2t+4H

答案C

21.（2023长沙一模⑼钠碱脱硫液（NaOH+Na2so3）吸收一定量SO?气体后，可通过如图装置实现再生，下

列说法止确的是（）

再生液出液1出液2

阳膜

进液进液

NallSO,+Na,S(J,

A.电极a应接电源的正极

B.m膜应为阳离子交换膜

C.出液2的pH大于进液H2s。4的pH

D.电路中每通过2mol电子，阳极区域会产生11.2L的气体

答案B

-8-

22.Q022常德一模,1（））近期,某科研团队发明了一种新型的锌离子热充电电池，可以利用人体产生的低热

量充电。该电池以Zn和VO2-PC为电极材料,实现了低热量发电;放电时,VO2结合Zr+生成

ZmVCh-yHzO,工作原理如图。下列说法正确的是（）

r----输出电压—1

卜温度计T

A.分离器可以为阴离子交换膜

2+

B.充电时，阳极电极反应式为ZmVCh-yH2O+2xe-------VO2+xZn+yH2O

C.放电时，电流从Zn极流向V0”PC极

D.充电时，锌离子从较高温一侧移至低温一侧

答案D

23.（2023岳阳一模,13）科学家最近发明了一种Al-PbO2电池，通过X和Y两种离子交换膜隔成M、R、

N三个区域（a>b）,三个区域的电解质为K2SO4、H2so八KOH中的一种，装置如图所示。下列说法错误

的是（）

硫酸

溶液

a%晚限溶液

A.放电时,R区域的电解质浓度逐渐增大

f2+

B.放电时,PbO2电极反应为PbO2+2e+4H------Pb+2H2O

C.M区电解质为KOH,且放电时《通过X膜移向RIX

D.消耗1.8gA1时,N区域电解质溶液减轻16g

答案B

24.（2021重庆新高考适应卷,10,改编）双极膜在电渗析中应用广泛，它由阳离子交换膜和阴离子交换膜复

合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H20解离成H+和0H\并分别通过离子交换膜向两侧发生

迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。

-9-

\情性电极\5

神阳极液川

讦「交换空2^-I

I.

交换

阴高

r循\T%一

交换膜

一阴离7

r-

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出