2025版高三化学二轮专项复习 专题四 选择题专攻　1

1．(2024·浙江台州高三统考期中)质子交换膜氢氧燃料电池具有能量密度高等优点，质子交换膜主要成分为全氟磺酸聚合物，吸水后，强疏水性主链和亲水性侧链形成尺寸为3－5纳米的离子通道。质子通过水、－SOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))等载体之间氢键的伸缩振动，定向连续传递。电池及膜的工作原理如下图所示，下列说法不正确的是()图1质子交换膜氢氧燃料电池图2质子选择性透过交换膜示意图A．通O2电极的电势比通H2电极的电势高B．质子交换膜燃料电池的电解质为全氟磺酸聚合物C．给出质子能力：H2O>质子交换膜的－SO3HD．质子交换膜吸水后形成离子通道答案C解析A．该燃料电池中，氢气失去电子被氧化为负极、氧气得到电子被还原为正极，则通O2电极的电势比通H2电极的电势高，A正确；B.氟原子电负性大，是吸电子基团，导致－SO3H中羟基极性增强，易电离出氢离子，故质子交换膜燃料电池的电解质为全氟磺酸聚合物，B正确；C.结合选项B可知，给出质子能力：H2O＜质子交换膜的－SO3H，C错误；D.由图及题干信息可知，主链疏水，内侧－SOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))亲水，形成了质子传导的水通道，D正确；答案选C。2．NO－空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化。某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图所示，下列说法正确的是()A．a膜为阴离子交换膜B．乙池中阴极的电极反应式为NO＋5e－＋5H2O=NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋6OH－C．当浓缩室得到4L0.6mol·L－1的盐酸时，M室溶液的质量变化为18g(溶液体积变化忽略不计)D．标况下，若甲池有11.2LO2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为15.68L分析由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池；甲中通入一氧化氮的电极为负极，通入氧气的电极为正极；乙池中通入二氧化硫的电极连接电解池的阳极，二氧化硫在阳极上失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，通入一氧化氮的电极为阴极，酸性条件下一氧化氮在阴极上得到电子发生还原反应生成铵根离子和水；丙池中，左侧电极为电解池的阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过阳离子交换膜a膜进入浓缩室，右侧电极为阴极，镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍，N室中氯离子通过阴离子交换膜b膜进入浓缩室，最终在浓缩室得到较浓的盐酸。答案C解析A．由分析可知，a膜为阳离子交换膜，故A错误；B.由分析可知，乙池中通入一氧化氮的电极为阴极，酸性条件下一氧化氮在阴极上得到电子发生还原反应生成铵根离子和水，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋=NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋H2O，故B错误；C.当浓缩室得到4L0.6mol/L盐酸时，从M室通过阳离子交换膜a膜进入浓缩室的氢离子物质的量为(0.6mol/L－0.1mol/L)×4L＝2mol，则M室消耗水的质量为2mol×eq\f(1,2)×18g/mol＝18g，故C正确；D.由得失电子数目守恒可知，标况下，O2～4e－～2SO2，O2～4e－～eq\f(4,5)NO，若甲池有11.2L氧气参加反应时，乙池中处理废气的体积为(eq\f(11.2L,22.4L/mol)×2＋eq\f(11.2L,22.4L/mol)×eq\f(4,5))×22.4L/mol＝31.36L，故D错误；故选C。3．一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，其中硝化过程中NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))被O2氧化。下列叙述正确的是()A．电池工作时，“厌氧阳极”为正极，“缺氧阴极”和“好氧阴极”为负极B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近溶液的pH减小C．“好氧阴极”存在反应：NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))－6e－＋8OH－=NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋6H2OD．“厌氧阳极”区质量减少28.8g时，该电极输出电子2.4mol答案D解析该装置为原电池，“厌氧阳极”上C6H12O6转化为CO2，C由0价变为＋4价，则“厌氧阳极”为负极；“缺氧阴极”上NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))转化为NO2，再转化为N2，N由＋5价变为＋4价，最后变为0价，则“缺氧阴极”为正极；“好氧阴极”上O2转化为H2O，O由0价变为－2价，则“好氧阴极”为正极，A项错误；“缺氧阴极”上电极反应式分别为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O，2NO2＋8e－＋8H＋=N2＋4H2O，电池工作时，“缺氧阴极”上消耗H＋，其附近溶液的pH增大，B错误；“好氧阴极”上的反应有O2＋4H＋＋4e－=2H2O，2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋3O2=2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O＋4H＋，2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋O2=2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，C错误；“厌氧阳极”的电极反应式为C6