高考化学一轮复习课时跟踪练37含答案

课时跟踪练[基础巩固]1．(2024·阳江模拟)某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根离子进行无害化处理，工作原理示意图如下。下列有关说法错误的是()A．Mg电极为负极，Pt1为阳极B．乙池中NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))在Pt1电极上发生还原反应C．碳纳米管析出硫的电极反应为SO2＋4e－=S＋2O2－D．Pt2电极上可能产生H2，周围pH增大解析：选B。A．由题图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，乙池为电解池，Pt1为阳极，故A正确；B．乙池为电解池，Pt2为阴极，硝酸根离子在Pt2电极上得电子生成氮气，发生还原反应，故B错误；C．碳纳米管为正极，电极反应为SO2＋4e－=S＋2O2－，故C正确；D．Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和氢氧根离子，水也可能放电生成氢气和氢氧根离子，周围pH增大，故D正确。2．Al-H2O2电池的总反应为2Al＋3HOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3H2O=2[Al(OH)4]－＋OH－。现以Al-H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法正确的是()A．Al电极为负极，c电极为阴极B．装置1中OH－移向b电极C．c电极的电极反应为CO(NH2)2－6e－＋8OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋N2↑＋6H2OD．通电一段时间后，若Al电极的质量减少5.4g，则d电极产生6.72LH2解析：选C。A．根据题图可知，Al电极为负极，c电极为阳极，故A错误；B．装置1中OH－应移向原电池的负极(Al电极)，故B错误；C．c电极为阳极，电极反应为CO(NH2)2－6e－＋8OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋N2↑＋6H2O，故C正确；D．若Al电极的质量减少5.4g，即消耗0.2molAl，转移0.6mol电子，则d电极上产生0.3molH2，在标准状况下的体积为6.72L，故D错误。3．(2024·河源调研)科学家发明了一种Mg-PbO2电池，电解质为Na2SO4、H2SO4、NaOH，通过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图。下列说法不正确的是()A．Na＋通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜B．B区域的电解质溶液浓度逐渐减小C．放电时，Mg电极反应为Mg＋2OH－－2e－=Mg(OH)2D．消耗2.4gMg时，C区域电解质溶液减少16.0g解析：选B。由题图和题给信息可知，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应为Mg＋2OH－－2e－=Mg(OH)2，A区溶液中氢氧根离子浓度减小，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区；二氧化铅为正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=PbSO4＋2H2O，C区溶液中消耗氢离子的物质的量大于硫酸根离子的物质的量，故C区溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜N进入B区，B区中硫酸钠溶液的浓度增大，A、C正确，B错误。原电池工作时，消耗2.4g镁，转移电子的物质的量为eq\f(2.4g,24g·mol－1)×2＝0.2mol，C区消耗0.4mol氢离子、0.1mol硫酸根离子，同时有0.1mol硫酸根离子移向B区，相当于溶液中减少0.2mol硫酸，同时生成0.2mol水，故C区实际减少的质量为0.2mol×98g·mol－1－0.2mol×18g·mol－1＝16.0g，D正确。4．利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2溶液的装置如下图所示，下列说法不正确的是()A．电解池中阴极的电极反应为Cu2＋＋2e－=CuB．该离子交换膜为阴离子交换膜，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))由左池向右池迁移C．该光伏电池的N电极为负极D．电路中有0.1mol电子通过时，阳极室生成33.2gCe(SO4)2解析：选B。光伏电池内电子向N电极移动，故N电极为负极，P电极为正极，电解池中纯铜为阴极，石墨为阳极。A．由分析可知，纯铜为阴极，阴极发生还原反应，电极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，A正确；B．Ce3＋在石墨电极上失去电子生成Ce4＋，发生了氧化反应，Ce4＋与SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))反应生成Ce(SO4)2消耗了硫酸根离子，因此右池中的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向左池迁移，不断进行补充，B错误；C．由分析可知，该光伏电池的N电极为负极，C正确；D．电路中有0.1mol电子通过时，根据石墨电极反应Ce3＋－e－=Ce4＋可知，阳极室生成0.1mol即33.2gCe(SO4)2，D正确。5．(2024·茂名质检)设计如下图所示的装置处理含甲醇的废水并进行粗铜的精炼。下列说法正确的是()A．甲电极增加的质量等于乙电极减少的质量B．装置工作一段时间后，原电池装置中溶液的pH不变C．理论上每产生标准状况下1.12LCO2，甲电极增重9.6gD．原电池正极的电极反应为Fe3＋＋4H2O－3e－=FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋8H＋解析：选C。由题意可知，该装置中左池为原电池，含细菌的碳棒为负极，另一碳棒为正极，右池为电解池，甲电极为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，乙电极为阳极，先是粗铜中的镁、铁等杂质放电，后是铜放电，故甲电极增加的质量不等于乙电极减少的质量，A项错误；原电池总反应为2FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋10H＋＋CH3OH=2Fe3＋＋7H2O＋CO2↑，c(H＋)减小，溶液的pH增大，B项错误；原电池负极的电极反应为CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋，生成标准状况下1.12LCO2转移电子的物质的量为0.3mol，甲电极为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，故生成铜的物质的量为0.15mol，故甲电极增重0.15mol×64g·mol－1＝9.6g，C项正确；原电池正极的电极反应为FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋8H＋＋3e－=Fe3＋＋4H2O，D项错误。6．钴酸锂电池是一种常见的锂离子电池，用它作为电源按如下图所示的装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是()A．已知钴酸锂电池放电时总反应为LixC6＋Li1－xCoO2=LiCoO2＋6C，则m处Li1－xCoO2为负极，失电子B．当外电路中转移0.2mol电子时，理论上装置Ⅰ中加入100mL2mol/L盐酸可复原C．d电极为阴极，电解过程中发生反应Cu＋Cl－－e－=CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了转化：CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－解析：选D。A．根据钴酸锂电池放电时的总反应可知，LixC6为负极，Li1－xCoO2为正极，A项错误；B．外电路中转移0.2mol电子时，a电极上放出0.1molH2，b电极上放出0.1molCl2，应通入0.2molHCl气体复原，B项错误；C．a电极一直有气泡产生，且a的材料为铜，故a电极为阴极，d电极为阳极，电极反应为Cu＋Cl－－e－=CuCl，C项错误。[素养提升]7．清华大学王保国教授团队设计出了一种双极膜(将H2O解离成H＋和OH－)电解合成NH3的反应器，其简化模型如下图所示。已知：法拉第常数F＝96500C·mol－1(法拉第常数的物理意义：每摩尔电子携带的电荷量)。下列说法错误的是()A．M极电势低于N极电势B．电解合成过程中，N极附近电解质溶液的pH减小C．阴极的电极反应为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋6H2O＋8e－=NH3↑＋9OH－D．理论上产生0.02molO2时，外电路流过的电量为1930C解析：选D。由题图可知，M极上硝酸根离子转变为氨，氮元素的化合价降低，得到电子，是电解池的阴极，与电源负极相连，所以N极是电解池的阳极，与电源正极相连，N极上氢氧根离子失去电子生成氧气和水。A．由分析可知，M极为阴极，与电源负极相连，由于正极电势高于负极电势，因此M极电势低于N极电势，A正确；B．电解合成过程中，N极上氢氧根离子失去电子生成氧气和水，所以N极附近电解质溶液的pH减小，B正确；C．根据分析可知，阴极的电极反应为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋6H2O＋8e－=NH3↑＋9OH－，C正确；D．理论上产生0.02molO2时，氧元素的化合价由－2价升高到0价，转移0.08mole－，因此外电路流过的电量Q＝0.08mol×96500C·mol－1＝7720C，D错误。8．(2024·湛江一中开学考试)我国科学家设计了一种利用废水中的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置(如下图)，实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基(·OH)的氧化性仅次于氟气。下列说法正确的是()A．电子转移方向：c电极→导线→b电极B．d电极的电极反应为H2O＋e－=·OH＋H＋C．右侧装置中，c、d两电极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶3D．若a电极上有1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))参与反应，理论上NaCl溶液中有6molCl－通过阴离子膜进入a电极区溶液解析：选C。该装置是利用废水中的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置，左侧为原电池，右侧为电解池，a电极发生还原反应，为正极，b电极发生氧化反应，为负极，则c电极为阴极，d电极为阳极。A．电子转移方向：b电极→导线→c电极，故A错误；B．根据题图可知，d电极的电极反应为H2O－e－=·OH＋H＋，故B错误；C．c电极的电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，每转移2mol电子，c电极上产生1mol气体，d电极的电极反应为H2O－e－=·OH＋H＋，羟基自由基(·OH)的氧化性仅次于氟气，苯酚被羟基自由基氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2O，每转移2mol电子，d电极上产生eq\f(6,28)×2mol＝eq\f(3,7)mol气体，c、d两电极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶3，故C正确；D．a电极的电极反应为Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6e－＋7H2O=2Cr(OH)3＋8OH－，若a电极上有1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))参与反应，理论上有6molOH－从a电极区溶液通过阴离子膜进入NaCl溶液，故D错误。9．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2，并得到副产物H2、Cl2等，装置如下图所示。下列说法不正确的是()A．a极反应：CH4－8e－＋4O2－=CO2＋2H2OB．L膜为阳离子交换膜，电解时阴极室中NaOH溶液的浓度增大C．可用铁电极替换阴极的石墨电极D．a极上通入标准状况下2.24LCH4，阳极室Ca2＋减少0.4mol解析：选B。甲烷燃料电池中，a极上CH4转化为CO2发生氧化反应，为负极，而b极上O2发生还原反应，为正极；阳极室Cl－失去电子生成Cl2，阴极室H2O放电生成H2和OH－。A．a极上CH4转化为CO2发生氧化反应，电极反应式为CH4－8e－＋4O2－=CO2＋2H2O，A项正确；B．阳极室中的Ca2＋经K膜进入产品室与从L膜进入的磷酸二氢根离子结合为Ca(H2PO4)2，所以L膜为阴离子交换膜，阴极室中H2O放电生成的OH－与从原料室进入的Na＋结合为NaOH，所以NaOH浓度增大，B项错误；C．阴极上电极本身不参与反应，可以换成铁电极，C项正确；D．由电子守恒和电荷守恒得到关系式CH4～8e－～4Ca2＋，即消耗1molCH4时，阳极室Ca2＋减少4mol，标准状况下，2.24LCH4的物质的量为0.1mol，故阳极室Ca2＋减少0.4mol，D项正确。10．(2024·珠海月考)协同转化微生物电池(下图左池)可同时实现净化有机废水、含铬(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))废水和淡化盐水三重功能，并且驱动电化学合成装置(下图右池)制备1，2-二氯乙烷。图中离子交换膜仅允许Na＋或Cl－通过。下列说法错误的是()A．A室中充入有机废水，C室中充入含铬废水B．a、c膜为Cl－离子交换膜，b、d膜为Na＋离子交换膜C．理论上1