广东省2020届高三化学二轮复习 专题 电化学限时训练

电化学1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Z71所示，下列说法正确的是()图Z71A电子从b流出，经外电路流向aBHS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是HS4H2O8e=SO9HC如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化D若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H通过质子交换膜2燃料电池具有能量转化率高、无污染等特点，图Z72为MgNaClO燃料电池结构示意图。下列说法正确的是()图Z72A镁作Y电极B电池工作时Na向负极移动C废液的pH大于NaClO溶液的pHDX电极上发生的反应为ClO2H2O4e=ClO4H3我国对可呼吸的钠二氧化碳电池的研究取得突破性进展，该电池的总反应式为4Na3CO22Na2CO3C，其工作原理如图Z73所示(放电时产生的碳酸钠固体储存于碳纳米管中)。下列说法中错误的是()图Z73A充电时，Na从阳极向阴极移动B可以用乙醇代替TEGDME作有机溶剂C放电时，当转移1 mol电子时负极质量减轻23 gD放电时，正极反应为3CO24Na4e=2Na2CO3C4直接氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下工作，装置如图Z74，该电池的总反应为NH3BH33H2O2=NH4BO24H2O。下列说法正确的是()图Z74A左侧电极发生还原反应B电池工作时，H通过质子交换膜向负极移动C正极的电极反应式为2H2e=H2D消耗3.1 g氨硼烷，理论上转移0.6 mol电子5一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图Z75所示。下列说法正确的是()图Z75Aa为直流电源的正极B阴极反应式为2H2e=H2C工作时，乙池中溶液的pH不变D若有1 mol离子通过A膜，理论上阳极生成0.25 mol气体6LiOH和钴氧化物可用于制备锂离子电池的正极材料。利用如图Z76装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法不正确的是()图Z76AB极区电解液为LiOH溶液B每产生标准状况下2.24 L氢气，就有0.1 mol阳离子通过交换膜进入阴极区C电解过程中Li向B电极迁移D阳极电极反应式为2Cl2e=Cl27. 已知反应AsO2I2HAsOI2H2O是可逆反应。设计如图Z77所示装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸；.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液。结果发现电流表指针均发生偏转。据此，下列判断正确的是()图Z77A操作过程中，C1为正极B操作过程中，盐桥中的K移向B烧杯溶液C操作过程中，C2棒上发生的反应为AsO2H2e=AsOH2OD操作过程中，C1棒上发生的反应为2I2e=I28研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列有关判断中正确的是() 图Z78A用装置模拟研究时未见a上有气泡，说明铁没有被腐蚀B中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀C中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩D中海水均是实现化学能与电能相互转化的电解质9LiCuO二次电池的比能量高、工作温度宽，性能优异，广泛应用于军事和空间领域。(1)LiCuO电池中，金属锂作_极。(2)比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，用来衡量电池的优劣。比较Li、Na、Al分别作为电极时比能量的大小：_。(3)通过如下过程制备CuOCuCuSO4溶液Cu2(OH)2CO3沉淀CuO过程，H2O2的作用是_。过程产生Cu2(OH)2CO3的离子方程式是_。过程中，将CuSO4溶液加到Na2CO3溶液中，研究二者不同物质的量之比与产品纯度的关系(用测定铜元素的百分含量来表征产品的纯度)，结果如图Z79(a)：已知：Cu2(OH)2CO3中铜元素的百分含量为57.7%。图Z79二者比值为10.8时，产品中可能含有的杂质是_，产生该杂质的原因是_。过程反应的化学方程式是_。(4)LiCuO二次电池以含Li的有机溶液为电解质溶液，其工作原理如图(b)，放电时，正极的电极反应式是_。10将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、提高利用率已成为当务之急。(1)根据部分键能数据和CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)的反应热H为1940 kJmol1，计算HF键的键能为_。化学键CHCFHFFF键能/(kJmol1)414489？155 (2)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，二者均可利用CO和H2反应合成。某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应如下：CH3OCH36CO12e=8CO23H2O。写出该燃料电池的正极反应式：_。废水中含甲醇，对水质会造成污染，Co3可将甲醇氧化为CO2。某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4 混合液模拟工业除污原理，其阳极反应式：_。(3)某企业采用如图Z710所示原理处理化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气。图Z710电解池中电极A、B均为惰性电极，其中A为电解池的_极；电极B所得到的物质X的分子式为_。反应池中发生的离子反应方程式为_。答案 1B解析 从图看，左侧HS在硫氧化菌的作用下生成SO，即a极发生氧化反应，为负极：HS4H2O8e=SO9H，b极氧气得电子：O24e4H=2H2O，电子由a极经外电路流向b极，A项错误、B项正确；若将反应物直接燃烧，能量的利用率会大大降低，C项错误；该闭合回路中通过电量应该相等，故该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.4 mol H通过质子交换膜，D项错误。2A解析 由图中OH向负极移动，那么Y为负极，故镁作Y电极，A项正确；电池工作时Na向正极移动，B项错误；正极X电极发生得电子的反应，Y电极上Mg失电子生成的Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，OH被消耗，反应后废液的主要成分为NaCl，故废液的pH小于NaClO溶液的pH，C、D项错误。3B解析 已知4Na3CO22Na2CO3C，放电时Na为负极，充电时Na金属片连接电源的负极为阴极。充电时是电解池，Na从阳极向阴极移动，A项正确；Na能与乙醇反应，不能用乙醇代替TEGDME作有机溶剂，B项错误；放电时，当转移1 mol电子时，负极被氧化的钠为1 mol，即质量减轻23 g，C项正确；放电时，正极上CO2发生还原反应生成C，发生的电极反应为3CO24Na4e=2Na2CO3C，D项正确。4D解析 根据电池反应可知，正、负极的电极反应式分别是3H2O26H6e=6H2O、NH3BH32H2O6e=NHBO6H，左侧电极发生氧化反应，A、C项错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，B项错误；根据负极电极反应计算可知，3.1 g氨硼烷参加反应时转移0.6 mol电子，D项正确。5D解析 制备铬，则Cr棒为阴极，即a为电源的负极，A项错误；阴极反应式为Cr33e=Cr，B项错误；工作时，甲池中的SO移向乙池，丙池中的H移向乙池，乙池中硫酸浓度增大，溶液pH减小，C项错误；若有1 mol离子通过A膜，即丙池产生1 mol H，则理论上阳极生成0.25 mol氧气，D项正确。6B解析 根据图知，B电极上有氢气生成，则B为电解池阴极，A为阳极，阴极电极反应式为2H2O2e=2OHH2，阳极反应式为2Cl2e=Cl2。A极区是阳极区、B极区是阴极区，B电极反应式为2H2O2e=2OHH2，有氢氧根离子生成，所以B极区电解液为LiOH溶液，A极区电解质溶液为LiCl溶液，A项正确；每产生标准状况下2.24 L氢气，就有0.2 mol 电子转移，根据电荷守恒知，就有0.2 mol阳离子通过交换膜进入阴极区，B项错误；电解池工作时，电解质溶液中的阳离子向阴极移动，即电解过程中Li向B电极迁移，C项正确；A电极为阳极，电极上氯离子放电，电极反应式为2Cl2e=Cl2，D项正确。7C解析 操作过程中，在烧杯B中发生反应AsO2e2H=AsOH2O，C2为正极，C1为负极，A错误；操作过程中，由于加入NaOH溶液，反应消耗H，平衡逆向移动，AsO失去电子变为AsO，所以C2为负极，C1为正极，在原电池中，阳离子移向正极，即盐桥中的K移向A烧杯溶液，B错误；操作过程中，C2棒上发生还原反应，电极反应为AsO2H2e=AsOH2O，C正确；操作过程中，C1棒上发生的反应为I22e=2I，D错误。8C解析 图是吸氧腐蚀，a极是氧气得电子生成氢氧根离子，而铁是负极发生氧化反应生成亚铁离子，铁被腐蚀，A项错误；金属作电解池的阴极被保护，而桥墩与电源正极相连作阳极发生氧化反应，B项错误；锌比铁活泼，所以锌失电子，所以中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩，C项正确；海水是混合物，不是化合物，既不是电解质，也不是非电解质，D项错误。9(1)负(2)LiAlNa(3)氧化剂2Cu22COH2O=Cu2(OH)2CO3CO2Cu(OH)2当Na2CO3含量减少时，c(CO)变小，CO水解程度变大，增加，c(OH)对产物的影响增大Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2O(4)CuO2e2Li=CuLi2O解析 (1)LiCuO电池中，Li失去电子，金属锂作负极。(2)比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，设质量均为m，则3，则Li、Na、Al分别作为电极时比能量的大小为LiAlNa。(3)Cu的化合价升高，O的化合价降低，则H2O2的作用是氧化剂。过程产生Cu2(OH)2CO3的离子方程式是2Cu22COH2O=Cu2(OH)2CO3CO2。Cu2(OH)2CO3 中铜元素的百分含量为57.7%，二者比值为10.8时，铜元素的百分含量大于57.7%，可能不含C，则产品中可能含有的杂质是Cu(OH)2，因当Na2CO3含量减少时，c(CO)变小，CO水解程度变大，增加，c(OH)对产物的影响增大。10(1)565 kJmol1(2)O24e2CO2=2COCo2e=Co3(3)阳H2H2S2Fe3=2Fe2S2H解析 (1)根据键能数据，焓变等于反应物的总键能生成物的总键能，设HF键的键能为x kJmol1，CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)的反应热H414 kJmol14155 kJmol14489 kJmol14x kJmol141940 kJmol1，解得x565。(2)原电池正极发生还原反应，某燃料电池以二甲