2024湖南化学高考复习十 化学反应与电能

专题十化学反应与电能

1.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a电极h

，------------4--------------------------------------------、//

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:HS-8e+9011—SOf+5H2

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+

2.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应:2Mn*+240—Mn+Mn02I+411\加

入少量Br可将MnOz还原为Mn2;提高电池的能量密度和稳定性。下列说法正确的是（)

质子交换膜

A.放电时,Cd电极为负极,发生还原反应

B.放电时,Cd"通过质子交换膜，向石墨电极移动

C.加入少量Br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Br后，充电时，阳极生成Mrf和阴极生成Cd的物质的量之比为2：1

答案C

3.新能源的开发和利用是解决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(FeCzOF),如图所示,可使电池效能更佳，已知放电时正极会生成KFeCAFo下列有关说法正确的是

()

充电

A.总反应为FeCzOF+KG,放电G+KFeCOF

B.放电时，正极反应为FeCOF-e+K'—KFeCOF

C.该电池可用rSO,溶液作为电解质溶液

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

答案D

4.一种以Fe[Fe(CN)J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()

[Mg2cl2K

含N十的有机电解质

A.放电和充电时,Mo箔的电势均高于Mg箔

B.外电路通过0.2mole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)

答案B

5.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Fe&）,以减少硫排放。模拟装置如图

所示。下列说法错误的是（）

煤浆-MnSQ-

H,SOq混合液

A.电子流向：b极一石墨2f电解质溶液一石墨1-a极

B.石墨1为阳极,发生氧化反应,被氧化

C.脱硫反应为FeSz+15Mn"+8HQ—=Fe"+15M『+2S0f+16H'

D.电路中转移1.5mol电子,理论上处理12.0gFeS2

答案A

6.Adv.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

（6）和空穴（技）。下列有关说法正确的是（）

光催化装置电催化装置

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:40H+4h+一2压O+O2t

D.整套装置转移0.01mole,光催化装置生成3.81gI3

答案C

7.某有色金属工业的高盐废水中主要含有H'、Cu'Zn"、SOf、F「和Cl,利用如图电解装置可回收

ZnSO,、CuSO,并尽可能除去F和Cl,其中双极膜（BP）中间层的H20解离为H'和0H一,并在直流电场作用

下分别向两极迁移,M膜、N膜需在一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ZnSO,和CuSO,

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.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（）

阳离子补充气体X阳离子

交换膜交换膜

甲乙气体C

«%KOH

if溶液III

」-----------1HMnO,溶液

c%KOH溶液b%KOH溶液

A.气体X为H2

B.KOH溶液的质量分数:a%<b%<c%

C.丁电极发生的电极反应为MnO：-e=='Mn04

D.甲电极上每消耗22.4L气体时，阳极质量减轻78g

答案D

9.点蚀又称为孔蚀,是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化

膜破损后的孔蚀如图所示,下列说法错误的是（）

A.孔隙中有可能发生析氢腐蚀

B.孔蚀中Fe’水解导致电解质溶液酸性增强

C.为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连

D.蚀孔外每吸收2.24L02）可氧化0.2molFe

答案D

10.某实验小组要定量探究铁锈蚀的因素,设计如图所示实验装置（夹持装置略），检查气密性,将5g铁

粉和2g炭粉加入三颈烧瓶,匕时刻，加入2mL饱和氯化钠溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸的注射

器插到烧瓶上，采集数据。下列说法错误的是（）

A.铁锈蚀的反应是放热反应

B.t2-3温度降低是因为反应速率减慢了

C.BC段压强减小是因为铁和氧气直接反应生成了氧化铁

D.tjt,压强变大是因为发生了铁的析氢腐蚀

答案C

11.我国科学工作者进行了如下模拟实验:将甲、乙两片相同的低合金钢片用导线连接插入海水中，钢

片甲附近通入氧气,钢片乙附近通入氮气。研究表明钢片乙的腐蚀速率明显高于钢片甲，下列说法错误

的是（）

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.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“全锐液流电池”布局大型储能基地。电池的充放电总反应式为

充电.

VOW+HQ竭VOl+e+2H,下图为全钢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V0尹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7.92X105J

D.充电时由A极室通过质子交换膜向B极室迁移

答案C

13.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KI。；的原理如图所示，下列说法正确的是（）

r1

「

厂

-

一

伯

钳

一

一

石sV

光

硫

电

电

墨

合

氧

极

电

极

菌s

化

极Q

p冷

M菌S

H2却

Fe卜@KO

水

A.光照强度大小不影响KI03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+41M）^S01+8H'

D.不考虑损耗，电路中每消耗1mol02,理论上Q极可制得342.4gKI0,

答案C

14.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Fe?,将P0,转化为FeKPOj沉

淀。下列说法正确的是（）

石

墨

电

极

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—CLt

D.电解法除氮CIO氧化NL的离子方程式为3cle）+2NH3^=3C1+N2t+3HQ

答案D

15.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（）

电源

硒

A.闭合K后,可对池中的水杀菌消毒

B.断开及，闭合K?时:电子由M极流出

C.断开络，闭合L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.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（0H）8（CH£00）2・2H20（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,OAc向电极甲移动

答案B

17.水溶液锌电池（图1）的电极材料是研究热点之一。一种在晶体MnO中嵌入Zn"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（）

MM).小限。Zn.Mn«uina.»°

0（）•MnOZri口中位