2025届高考化学二轮复习第一部分专题六专题强化练六含解析

PAGE10-专题强化练(六)1．(2024·西安八校联考)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A．HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq\o\al(2－,4)的反应为HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋B．电子从电极b流出，经外电路流向电极aC．假如将反应物干脆燃烧，能量的利用率不会改变D．若该电池电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.5molH＋通过质子交换膜解析：依据题图知，在硫氧化菌作用下HS－转化为SOeq\o\al(2－,4)，发生氧化反应：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋，A项正确；电子从电极a流出，经外电路流向电极b，B项错误；假如将反应物干脆燃烧，有部分化学能转化为热能和光能，能量的利用率降低，C项错误；若该电池电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.4molH＋通过质子交换膜，D项错误。答案：A2．(2024·揭阳一模)目前探讨比较热门的Al­H2O2电池，其电池总反应为2Al＋3HOeq\o\al(－,2)=2AlOeq\o\al(－,2)＋OH－＋H2O。现以Al­H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(装置2中隔膜仅阻挡气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是()装置1装置2A．装置1中Na＋移向电极bB．电极c的电极反应式：CO(NH2)2－6e－＋6OH－=CO2↑＋N2↑＋5H2OC．电解时，电子流淌路径：Al极→导线→d极，c极→导线→b极D．通电2min后，Al电极的质量减轻2.7g，则产生H2的体积为3.36L(标准状况)解析：A项，原电池中阳离子向正极移动，则装置1中Na＋移向电极b，正确；B项，与b极相连的c为电解池的阳极，CO(NH2)2在阳极被氧化，电极反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2O，错误；C项，电解时，电子流淌路径为Al极→导线→d极，c极→导线→b极，正确；D项，每消耗2.7gAl，则转移0.3mol电子，电解池阴极中水电离出的氢离子在阴极被还原生成0.15mol氢气，标准状况下氢气体积为3.36L，正确。答案：B3．(2024·洛阳统考)工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，下列有关说法正确的是()A．a电极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑B．产物丙为硫酸C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．每转移0.1mol电子，产生1.12L的气体乙解析：依据题图并结合题意，同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，知甲为O2，乙为H2，则a电极上OH－放电，产生氧气，电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，A项错误；a电极为阳极，阳极上OH－放电，SOeq\o\al(2－,4)向阳极移动，因此产物丙为硫酸，B项正确；b电极为阴极，阴极上H＋放电，Na＋向阴极移动，则d为阳离子交换膜，C项错误；依据b电极的电极反应：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，知每转移0.1mol电子，产生标准状况下1.12L气体乙(H2)，D项错误。答案：B4．(2024·全国卷Ⅱ)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na­CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是()A．放电时，ClOeq\o\al(－,4)向负极移动B．充电时释放CO2，放电时汲取CO2C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋CD．充电时，正极反应为Na＋＋e－=Na解析：依据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e－=4Na＋；正极反应：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋C。充电时，阴(负)极：4Na＋＋4e－=4Na；阳(正)极：2COeq\o\al(2－,3)＋C－4e－=3CO2↑。放电时，ClOeq\o\al(－,4)向负极移动。依据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时汲取CO2。答案：D5．(2024·全国卷)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是()A．放电时，多孔碳材料电极为负极B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移D．充电时，电池总反应为Li2O2－x=2Li＋(1－eq\f(x,2))O2解析：由题意知，放电时负极反应为Li－e－=Li＋，正极反应为(2－x)O2＋4Li＋＋4e－=2Li2O2－x(x＝0或1)，电池总反应为(1－eq\f(x,2))O2＋2Li=Li2O2－x。A错：该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极。B错：该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极。C错：该电池放电时，电解质溶液中的Li＋向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li＋向锂材料区迁移。D对：充电时的电池总反应与放电时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为Li2O2－x=2Li＋(1－eq\f(x,2))O2。答案：D6．CO2是重要的温室气体，对地球温室效应的“贡献”最大，如何利用CO2是摆在科技工作者面前的重要课题。下图所示电解装置可将CO2转化为乙烯，该装置的电解质溶液为强酸性水溶液，电极材料为惰性电极。下列有关说法正确的是()A．a为电池的正极B．电解过程中H＋移向阳极C．反应前后溶液的pH保持不变D．阴极反应式：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O解析：二氧化碳得电子生成乙烯，为阴极反应，所以a为电池的负极，A错误；电解过程中H＋移向阴极，B错误；阴极二氧化碳得电子生成乙烯，阳极氢氧根失电子放出氧气，总反应为2CO2＋2H2O=C2H4＋3O2，消耗水，H＋浓度增大，pH减小，C错误；D正确。答案：D7．(高考经典题)用石墨电极完成下列电解试验。项目试验一试验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显改变两个石墨电极旁边有气泡产生；n处有气泡产生……下列对试验现象的说明或推想不合理的是()A．a、d处：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．b处：2Cl－－2e－=Cl2↑C．c处发生了反应：Fe－2e－=Fe2＋D．依据试验一的原理，试验二中m处能析出铜解析：A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大造成的，正确；B项，b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，分别产生氧气和氯气，氢离子浓度增大，酸性增加，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，试验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以试验二中也相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极)，m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极(n的背面)，故相当于电镀，即m上有铜析出，正确。答案选B。答案：B8．(2024·罗源月考)LiFePO4电池稳定性高、平安、对环境友好，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．a极是电池的负极B．电池工作时，正极可发生反应：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4C．电池充电时间越长，x值越小D．电池工作时，外电路中流过0.1mol电子，负极材料减重0.7g解析：在原电池中，阳离子向正极移动，依据图示Li＋向右移动，说明电极b为正极，电极a为负极，A项正确；电池工作时，正极Li1－xFePO4得电子发生还原反应，电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4，B项正确；电池充电时间越长，转移电子数越多，x值也越大，C项错误；电池工作时，负极反应式为LixC6－xe－=C6＋xLi＋，外电路中流过0.1mol电子，负极消耗0.1molLi，减轻的重量为0.1mol×7g·mol－1＝0.7g，D项正确。答案：C9．(2024·全国卷Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极爱护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性协助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入爱护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的爱护电流应当依据环境条件改变进行调整解析：A对：外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流。B对：被爱护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩。C错：高硅铸铁为惰性协助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极。D对：爱护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应依据环境条件改变进行调整。答案：C10．(2024·定州月考)用电解法可制取有广泛用途的Na2FeO4：Fe＋2H2O＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5())Na2FeO4＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极旁边生成紫红色的FeOeq\o\al(2－,4)，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。下列说法不正确的是()图1图2A．a是电源的正极B．电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在阴极室C．电解过程中，阳极发生的电极方程式为Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OD．如图2，N点c(Na2FeO4)低于最高值的缘由是氢氧化钠溶液浓度过高解析：电解法制取Na2FeO4，反应方程式为Fe＋2H2O＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5())Na2FeO4＋3H2↑。在反应中铁失电子转化为Na2FeO4，故铁与电源正极相连，铁作阳极，Ni与电源负极相连，Ni作阴极，可知a为电源的正极，A项正确；电解时镍电极有气泡产生，阴极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，铁电极发生氧化反应，阳极反应式为Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，电解过程中阳极室消耗OH－，c(OH－)降低，B项错误；由上述分析知C项正确；由题知若NaOH溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质，由图2知N点，c(Na2FeO4)低于最高值，可知是由于NaOH溶液浓度过高，D项正确。答案：B11．(2024·北京市海淀区模拟)太阳能、风能发电渐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下：(1)下列说法正确的是________(填序号)。a．太阳能、风能都是清洁能源b．太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化c．限制系统能够限制储能系统是充电还是放电d．阳光或风力足够时，储能系统实现由化学能到电能的转化(2)全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2＋发生氧化反应，则放电时电极A的电极反应式为_____________________________________________________；充电时电极B作________极。(3)含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除VOeq\o\al(＋,2)外，还含有Al3＋，Fe3＋等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下：已知溶液pH范围不同时，钒的存在形式如下表所示：钒的化合价pH<2pH>11＋4价VO2＋，VO(OH)＋VO(OH)eq\o\al(－,3)＋5价VOeq\o\al(＋,2)VOeq\o\al(3－,4)①加入NaOH调整溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH后生成沉淀1的反应过程为___________________________________________、___________；所得滤液1中，铝元素的存在形式为__________。②向碱性的滤液1(V的化合价为＋4)中加入H2O2的作用是__________________(用离子方程式表示)。解析：(1)a.太阳能、风能对环境无影响，属于清洁能源，正确；b.太阳能电池是太阳能转化成电能的装置，正确；依据构造简化图，限制系统能够限制储能系统是充电还是放电，正确；d.阳光或风力足够时，实现了由太阳能或风能到电能的转化，错误。(2)放电时，V2＋发生氧化反应，依据原电池工作原理，电极B为负极，电极A为正极，正极上得到电子，化合价降低，即电极反应式为VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O；充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，即电极B为阴极。(3)①加入NaOH溶液调整pH至13，出现的现象是出现沉淀，由灰白色转变成红褐色。反应ⅰ中发生2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，反应ⅱ中加入氢氧化钠发生的离子反应是Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，氢氧化铝表现两性，又因为调整pH到13，此时Al元素以AlOeq\o\al(－,2)形式存在。②依据流程图，目的是得到＋5价钒，即H2O2作氧化剂，本身被还原成H2O。依据表格数据，碱性条件下，＋4价钒以VO(OH)eq\o\al(－,3)形式存在，＋5价钒在碱性条件下，以VOeq\o\al(3－,4)形式存在，因此有VO(OH)eq\o\al(－,3)＋H2O2→VOeq\o\al(3－,4)＋H2O，依据化合价升降法进行配平：2VO(OH)eq\o\al(－,3)＋H2O2→2VOeq\o\al(3－,4)＋H2O，电荷不守恒，因为环境是碱性，因此反应物中缺少OH－，最终配平，即反应方程式为2VO(OH)eq\o\al(－,3)＋H2O2＋4OH－=2VOeq\o\al(3－,4)＋6H2O。答案：(1)abc(2)VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O阴(3)①Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3AlOeq\o\al(－,2)②2VO(OH)eq\o\al(－,3)＋H2O2＋4OH－=2VOeq\o\al(3－,4)＋6H2O12．人工肾脏可采纳间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如图。(1)电源的负极为________(填“A”或“B”)。(2)阳极室中发生的反应依次为_____________、___________。(3)电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体13.44L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽视气体的溶解)。解析：依据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律和本题图中的电极产物H2和Cl2可以推断出A为电源的正极，B为电源的负极，故阳极室中发生的反应依次为：2Cl－－2e－=Cl2↑，CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl。(3)阴极反应为：6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑(或6H＋＋6e－=3H2↑)；阳极反应为：6Cl－－6e－=3Cl2↑；CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl。依据上述反应可以看出在阴、阳极上产生的OH－、H＋的数目相等，阳极室中反应产生的H＋通过质子交换膜进入阴极室与OH－恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变；由上述反应可以看出，转移6mole－时，阴极产生3molH2，阳极产生1molN2和1molCO2，故电解收集到的13.44L气体中V(N2)＝V(CO2)＝2.688L，即n(N2)＝n(CO2)＝0.12mol。依据方程式CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl可知生成0.12molN2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12mol，其质量为m[CO(NH2)2]＝0.12mol×60g·mol－1＝7.2g。答案：(1)B(2)2Cl－－2e－=Cl2↑CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl[或CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6H＋＋6Cl－](3)不变7.213．(1)含乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示：①B是电池的__