2021届高考化学二轮复习电化学基础选择题作业

电化学基础1.要“打赢蓝天保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下,当该装置工作时,下列说法正确的是 （）A.盐桥中Cl-向Y极移动B.电路中流过7.5mol电子时,共产生标）隹状况下N2的体积为16.8LC.电流由X极沿导线流向丫极D.Y极发生的反应为2NO3+10e-+6H2Q—N2f+12OH-,周围pH增大【解析】选D。根据处理垃圾渗透液并用其发电的示意图可知,装置属于原电池装置,X是负极,发生失电子的氧化反应,Y是正极,发生得电子的还原反应2NO3+10e-+6H2Q—N2f+12OH-,电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极,电子从负极流向正极。处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置溶液中的阴离子移向负极,即氯离子向X极移动,A错误;电池总反应为5NH+3N0] 4N+6HO+3OH-,3 3 2 2该反应转移了15个电子,即转移15个电子生成4个氮气,故电路中流过7.5mol电子时，产生2mol氮气,即44.8L,B错误;电流由正极流向负极,即由Y极沿导线流向X极,C错误;Y是正极,发生得电子的还原反应,2Nqs+10e-+6H2O—NJ+12OH-,周围pH增大,D正确。2.我国科学家成功研制出铝-石墨烯(C)可充电电池，电解质为阳离子(EMIM+)与n阴离子(A1C，；)组成的离子液体,该电池放电过程如图所示。下列说法错误的是AlCb'tKMlMJClEMirr()Casfiode(graphite)AihmIt付AlCb'tKMlMJClEMirr()Casfiode(graphite)AihmIt付lufniniiini)A.放电时负极的反应式为Cn+AlC/：-e-—Cn(AlCl4)B.放电时石墨烯为正极,发生还原反应C.充电时石墨烯与电源的正极相连D.充电时的总反应为:3C"4A12c0—Al+4AlC[+3Cn(AlCl4)【解析】选A。由示意图可知放电时铝为负机被氧化生成Al2CE：,电极方程式为Al+7AlCf4-3e--4Al2Cf",正极反应为3c(AlCl4)+3e-——3C+3AlC(,电解时阳极发生氧化反应，电极反应为3C+3AlC(-3e--3C(AlCl4),阴极发生还原反应，电极方程式为4A加迅-AWA。；,据此分析解答。放电时铝为负极，被氧化生成Al2c匚发生氧化反应，电极反应式为Al+7AlCl；-3e-4A12cl二,A错误;放电时,石墨烯为正极，发生还原反应，电极反应为3C(AlCl)+3e-3C+3AlC「，B正确；放电时,4石墨烯为正极，充电时,C为阳极，与电源的正极相连,C正确；充电时，阳极电极反应为3C+3AlCl--3e-——3C(A1C14),阴极电极方程式为4A12cl：+3e--Al+7A1%,因此充电时的总反应为3c+4Al2C]"——Al+4AlC]"+3C(AlCl4),D正确。3.我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置,其示意图如下：下列说法不正确的是 ()A.b为电源的正极B.①②中，捕获82时碳元素的化合价发生了变化C.a极的电极反应式为2c2O；--4e—4COJ+OJD.上述装置存在反应:CO，—C+O2TOC\o"1-5"\h\z【解析】选B。a电极反应式是2C。二二41—4COT+OT,发生氧化反应，是电解2 5 2 2池的阳极,则b为正极,A正确；①捕获CO时生成的Co二一中碳元素的化合价仍为2 2-+4价,②捕获CO2生成C0；时碳元素的化合价仍为+4价,碳元素的化合价均未发生变化津错误；由电解装置示意图可知a电极反应式是2C(y-—4e--4COT+O2■5 2 2T,C正确；由电解装置示意图可知2电极生成O2，d电极生成C,电解池总反应式为CO2—C+O2,D正确。4.2019年诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰•古迪纳夫、英国科学家斯坦利•惠廷厄姆和日本科学家吉野彰，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。有化学家描绘出了一种使用DMSO（三甲基亚砜）作为电解液,并用多孔的黄金作为电极的锂一空气电池的实验模型，该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应,形成过氧化锂,其装置图如图所示。下列有关叙述正确的是（）金属悝]>MSD多孔的黄金电解液A.DMSO电解液能传递Li+和电子,不能换成水溶液B.该电池放电时每消耗2molO2,转移4mol电子C.给该锂一空气电池充电时,金属锂接电源的正极D.多孔的黄金为电池正极，电极反应式可能为O2+4e-—2O2-【解析】选B。DMSO电解液能传递Li+,但不能传递电子”不正确；该电池放电时02转化为。：,所以每消耗2mol。2，转移4mol电子，8正确；给该锂一空气电池充电时,金属锂电极应得电子,作阴极,所以应接电源的负极,C不正确；多孔的黄金为电池正极，电极反应式为O+2e- o[d不正确。2 25.锂-硫电池具有高能量密度、续航能力强等特点。使用新型碳材料复合型硫电极的锂-硫电池工作原理示意图如图,下列说法正确的是 （）

A.电池放电时,X电极发生还原反应B.电池充电时,Y电极接电源正极C.电池放电时，电子由锂电极经有机电解液介质流向硫电极D.向电解液中添加Li2sO,水溶液,可增强导电性,改善性能【解析】选B。X电极材料为Li,电池放电时,X电极发生氧化反应，A错误；电池放电时,Y为正极，发生还原反应，充电时,Y发生氧化反应，接电源正极,B正确；电池放电时，电子由锂电极经过导线流向硫电极,C错误;锂单质与水能够发生反应，因此不能向电解液中添加Li2sO,水溶液,D错误。6.利用如图所示装置，以NH3作氢源,可实现电化学氢化反应。下列说法错误的是()-:1-.1.:1::-:1-.1.:1::]:-]:-]七.-:1写.-]-:1--1<1「暇社理ZHHB.b电极反应为2NH-6e—N+6H+3 2C.电解一段时间后,装置内H+数目增多D.理论上每消耗1molNH,可生成1.5mol【解析】选C。根据题图可知,b极氨气中的N原子化合价由-3变为0价，失电子,为电解池的阳极,则b极为阳极,化合价升高失电子；电解质溶液中的氢离子向阴极移动。分析可知,a为阴极得电子”正确；b电极氮气中的N原子化合价由-3变为0价,生成氮气和氢离子，其电极反应为2NHj6e-——N/6H+,B正确；a电极发。 OH生了还原反应：%r+2e-+2H+、•\ir,消耗H+,b电极发生氧化反应：2NH3-6e-——N2+6H+,生成H+,理论上电路中转移的电子数目相等，装置内H+数目不o变，C错误;理论上每消耗1molNH/溶液中增加3mol氢离子，aJr发生加成反应，可生成1.5mol.\ir,D正确。充电7.Mg-LiFePO4电池的电池反应为xMg2++2LiFePO4前xMg+2Li1FePO4+2xLi+,其装置示意图如下：（锂离子导体膜只允许Li+通过）。下列说法正确的是 （）A.放电时,Li+被还原B.放电时，电路中每流过2mol电子，有1molMg2+迁移至正极区C.充电时，阳极上发生的电极反应为LiFePOjxe-—Li“FePO4+xLi+D.充电时,导线上通过1mol电子,左室溶液质量减轻12g【解析】选C。由总反应式可知,放电时为原电池反应，Mg化合价升高，被氧化/g作负极，电极反应式为Mg-2e-—Mg2+,则Li1FePO4被还原，作原电池正极，电极反应式为Li1FePO/xLi++e-——LiFePO/阳极反应和原电池正极相反，发生氧化反

应。放电时，锂离子化合价未发生变化”错误；电池中间是锂离子导体膜,所以镁离子不能通过,B错误;放电时，正极反应式为Li1FePO4+xLi++e-—LiFePO/则充电时，阳极上电极反应为：LiFePO「xe--Li1FePO4+xLi+,C正确；充电时，左室阴极发生反应Mg2++2e——1^,右室阳极发生反应LiFePO-xe—LiFePO+xLi+,当4 1-x 4导线上通过1mol电子时，左室0.5molMg2+析出生成镁单质，同时会有1molLi+移动向左室，则左室溶液质量减轻12-7=5g,D错误。8.我国科研人员发现,在钙钛矿活性层中引入稀土EU3+/EU2+离子对,通过循环反应可消除零价铅和零价碘缺陷,大幅提高钙钛矿电池的使用寿命,其原理如图。下列说法正确的是 （）A.EU3+/EU2+离子对在反应过程中不断损耗,需定时补充.消除零价碘的过程中,EU3+/EU2+离子对发生还原反应C.消除零价铅的反应为2Eu3++Pb0—2Eu2++Pb2+D.整个过程实质上将电子从I。转移给Pb。【解析】选C。根据上述分析可知,Eu3+/Eu2+离子对在反应过程中循环使用，不会损耗，故A错误；消除零价碘的过程中，发生反应Io+Eu2+——Eu3++I-,反应中Eu2+失去电子发生氧化反应生成Eu3+,故B错误；由上述分析可知，消除零价铅的反应为2Eu3++Pb0—2Eu2++Pb2+,故C正确；整个过程中，Pb0失去电子，|0得到电子，即电子从Pb0转移给Io,故D错误。.用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯和AsQ；,其原理如图所示（导电壳内部为纳米铁）。下列说法正确的是()壳内部为纳米铁）。下列说法正确的是()A.纳米铁发生还原反应B.正极电极反应式:CHCl+5H++8e--CH+3C1-2 3 26C.导电壳上电极反应式:AsC「+So・+14Fe2++14H+—FeAsSl+13Fe3++7HO2D.当电路中有0.4mol电子转移时,就会有11.2L乙烷生成【解析】选B。据图可知纳米铁生成1^2+,化合价升高，发生氧化反应，故A错误;原电池正极得电子发生还原反应，据图可知在酸性条件下，正极上C『Cl3被还原为乙烷，则电极反应式为C2HCl3+5H++8e-—C2H6+3Cl-,故B正确；据示意图可判断亚铁离子还原As。：，但该反应并不是发生在导电壳上，而是发生在含SO二一的酸3 4性溶液中，导电壳上的反应为铁被氧化成亚铁离子，故C错误;根据电极反应式为C2HCl3+5H++8e-—C2H6+3Cl-,当电路中有0.4mol电子转移时,就会有0.05mol乙烷生成，但未指明温度和压强，不能确定气体的体积,故D错误。10.在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的％可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO；)以消除对环境的污染。其工作原理的示意图如图。下列说法不正确的是()导电基体7vy1田正确的是()导电基体7vy1田\N，口气体中 [液体中 '-8-A.Ir的表面既有非极性键断裂也有非极性键生成B.Pt、Cu和Ir表面都有还原反应发生C.Pt的表面发生反应:2NO+2H++2e—N2O+H2OD.若无Ir,导电基体上Pt和Cu也能消除含氮污染物【解析】选D。由原理的示意图可知，什的表面氢气和N2O发生反应生成N2和也0,方程式为H2+N2O—N2+H2O,则Ir的表面既有非极性键氢氢键断裂也有非极性键氮氮键的生成，故A正确；导电基体上，部分Pt、Cu为正极，发生还原反应，Ir的表面氢气和N2O发生反应生成4和H2O,所以Pt、Cu和Ir表面都有还原反应发生，故B正确；导电基体上,Pt的表面NO得电子发生还原反应生成N2O,反应为2NO+2H++2e-——N2O+H2O,故C正确；由原理的示意图可知，若无Ir,则生成N?无法生成N2,则导电基体上Pt和Cu不能消除含氮污染物,故D错误。11.2019年5月，香港理工大学宣布研发出超柔软高效能织物［柔性S/HPCNF（分级多孔碳纳米纤维）］锂空气二次电池,在S/HPCNF织物上均匀地沉积铜和镍,取代一般锂电池表面的金属箔，以提高柔软度，电池的工作原理如图,下列有关说法错误的是 （）A.放电时,O在阳极区发生氧化反应2B.沉积铜和镍是为了增强织物的导电性C.充电时,Li+移向金属锂一极D.充电时，阳极的电极反应为Li2O2-2e-—02t+2Li+【解析】选A。放电时，氧原子得电子,化合价降低,02发生还原反应，故A错误；铜和镍是金属，属于导体,沉积铜和镍是为了增强织物的导电性,故B正确；充电时，阳离子移向阴极,Li+移向金属锂一极,故C正确；充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为Li202-2e-——02T+2Li+,故D正确。11.双极膜电渗析一步法盐制酸碱的技术进入了工业化阶段,某科研小组研究采用BMED膜堆（如图所示），模拟以精制浓海水为原料直接制备酸和碱。BMED膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜（a、d）,已知:在直流电源的作用下,双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H+和OH-。下列说法正确的是（）A.电极Y连接电源的正极,发生还原反应口排出的是混合碱，II口排出的是淡水C.电解质溶液采用Na2sO4溶液可避免有害气体的产生D.a左侧膜为阳离子交换膜,c为阴离子交换膜【解析】选C。氢氧根离子向左侧移动，这说明电极Y为阴极，所以电极Y连接电源的负极，发生还原反应，故A错误；浓海水中的氯离子向左侧移动，钠离子向右侧移动；双极膜中，氢离子向右侧迁移、氢氧根离子向左侧迁移,因此II口排出的是淡水，I口排出的是盐酸、III口排出的是碱溉故B错误；由于氯离子放电会产生有毒的气体氯气,加入Na2s04溶液，目的是增加溶液的导电性，氯离子移向1室,氢离子通过a移向1室，在1室得到也，可避免有害气体的产生，故C正确;钠离-10-子移向川室，。为阳离子交换膜，氢氧根离子向左侧移动，所以a左侧膜为阴离子交换膜,故D错误。12.荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家,他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为LixCn+Li(1-x)CoO2—LiCoOjnC。*表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ()A.该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染B.充电时，阳极反应为LiCoOjxe-—Li(1)CoO2+xLi+C.放电时,Li+由A极移向B极D.若初始两电极质量相等,当转移2Na个电子时,两电极质量差为14g【解析】选D。汽车燃烧汽油等化石燃料,排放的汽车尾气为含氮的氧化物，大量氮氧化物排放到空气中，在日光照射下二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后产生了一种有毒的烟雾,就是光化学烟雾，电动汽车可有效减少光化学烟雾污染,A正确；可充电电池的放电反应为LiC+Li(1)CoO2—LiCoO2+nC,则放电时正极反应为Li(1)CoO2+xLi++xe--LiCoO2,充电时,原电池的正极即为电解池的阳极,反应逆转,则反应为LiCoO2-xe-—Li(1)CoO2+xLi+,B正确；由图知,A电极为原电池的负极,B电极为原电池的正极,放电时,Li+由A极移向B极,C正确；若初始两电极质量相等，当转移11-2,个电子时，负极减少2molLi,其质量为14g,正极有2molLi+迁入,其质量为14g,两电极质量差为28g,D错误。13.现代社会环境问题越来越引起人们的关注,可通过膜电池除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚（『「：3），同时利用此装置产生的电能进行粗铜的精炼，装置如下图所示。下列说法正确的是 （）A.X电极为粗铜,Y电极为纯铜B.电解过程中，乙中电解质溶液（即CuSO4溶液）的浓度保持不变C.A极的电极反应式为。一Ooh+e-—Ooh+Cl-D.当电路中有0.4mole-转移时,B极区产生的HCO；的数目为0.1N（不考虑水解A等因素）【解析】选D。原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为ni+H++2e-:：川+Cl-,电流从正极经导线流向负极，据此分析。粗铜精炼的过程中，粗铜作阳极，与电源的正极相连，纯铜作阴极,与电源的负极相连,故X电极为纯铜,Y电极为粗铜,A错误;粗铜精炼的过程中，阳极Zn、Fe、Cu依次放电，阴极始终是Cu2+放电，故电解后乙中CuSO4溶液的浓度会降低^错误;A极的电极反应式应为C-；。1：+小+26-:'|JH+ci-,c错误。-12-14.杂志Joule中题为“Li-CO2Electrochemistry:ANewStrategyforCO2FixationandEnergyStorage”的文章，阐述关于电化学技术固定为2新的反应途径。下图是采用新能源储能器件将co2转化为固体产物,实现CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用的Li-CO2电池组成为钉电极/COj饱和LiClO-DMSO电解液/锂片。下列说法错误的是 （）4缙里瓦彼《可速过程> 2电固罡策略।不可建过刘》A.钌电极为负极,其电极反应式为2Li2cO3+C-4e-—3COj+4Li+B.Li-CO2电池电解液由LiClO4-DMSO溶于水得到c.这种电化学转化方式不仅能减少co2的排放,还可将co2作为可再生能源载体D.C02的固定中,每生成1.5mol气体,可转移2mole-【解析】选B。由图可知，钉电极上的电极反应式为2Li2cO3+C-4e-——4Li++3CO2T,故A正确；由题意可知,Li-CO2电池有活泼金属Li,所以电解液为非水溶液饱和LiClOjDMSO有机溶剂，故B错误;由图可知,CO2通过储能系统和CO2固定策略转化为固体产物C,这种电化学转化方式不仅能减少co2的排放,还可将叫作为可再生能源载体，故C正确；由图可知,CO2的固定中的电极反应式为2Li2cOj4e-——4Li++2COJ+O2T，转移4mole-生成3mol气体,CO2的固定中，每生成1.5mol气体，可转移2mole-,故D正确。15.我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置进行脱硫，可将硫化氢气体转化成硫沉淀,全氟磺酸膜只允许氢离子通过。下列说法正确的是 （）-13-酸溶漉甲池N型芈导体rvr酸溶漉甲池N型芈导体rvr溶液A.电路中每转移0.2mol电子，甲池溶液质量变化3.4g,乙池溶液质量保持不变B.甲池中得到H2O2的反应,H2O2既是氧化产物也是还原产物C.光照时乙池电极上发生的反应为H2s+1；—3I-+SJ+2H+D.甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H+-2e-—HAQ2【解析】选A。电路中每转移0.2印。1电子，由乙池转移0.2molH+到甲池，甲池总反应为H2AQ+O2—H2O2+AQ,乙池总反应为H2S+I"—3I-+SJ+2H+,所以甲池溶液质量变化为3.2g+0.2g=3.4g,乙池溶液质量保持不变，故A正确；甲池中反应为H2AQ+O2——H2O2+AQ,O元素化合价由OT-l,Hq是还原产物“。是氧化产物，故B错误；乙池中发生的总反应为HS+r—3I-+SJ+2H+,但电极上I-失去电子生成厂,2电极反应为3I--2e- 「，故C错误；甲池中碳棒是正极,该电极上发生得电子的3还原反应，即AQ+2H++2e-—H2AQ,故D错误。16.在2019年第十届国际二次电池展中,一种以Fe[Fe(CN)J为代表的新型可充电钠离子电池,格外引人注意,其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是()-14-含的有机电解质A.充电时，阴极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e Na2Fe[Fe(CN)6]B.充电时,Mg箔接电源的正极C.放电时,Na+通过离子交换膜从右室移向左室D.放电时,外电路中通过0.4mol电子时,负极质量变化为9.2g【解析】选屋放电时为原电池,Mg箔为负极、发生氧化反应,电极反应式为2Mg+2Cl--4e—[Mg2clj+,则充电时Mg箔为阴极,发生得电子的还原反应，阴极反应式为[MgCl]2++4e—2Mg+2Cl-,故A错误;充电时为电解池,Mg箔为电解池阴2 2极,与电源的负极相连，故B错误;放电时为原电池,Mg箔为负极,Mo箔为正极,电解