专练08电化学（20题）-2023高考化学考点必杀300题（全国卷）

2023高考化学考点必杀300题（全国卷）选择题提升必杀80题专练08电化学（20题）【基础题】1．我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合，实现协同转化。①单独制备：，不能自发进行②单独脱除：，能自发进行协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列分析不正确的是A．反应②释放的能量可以用于反应①B．产生H2O2的电极反应：C．反应过程中不需补加稀D．协同转化总反应：【答案】D【解析】该装置为原电池，根据图中电子移动方向可知，左侧电极为负极，负极上SO2发生失电子的反应生成，右侧电极为正极，正极上O2发生得电子的反应生成H2O2，负极反应式为，正极反应式为，所以协同转化总反应为SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4，原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；A．反应①不能自发进行，则反应①是吸热反应，反应②能自发进行，则反应②是放热反应，反应②释放的能量可以用于反应①，A项正确；B．由图可知，生成H2O2的电极反应为，B项正确；C．根据总反应可知，右侧消耗H+的量等于迁移过来H+的量，硫酸的总量不变，所以反应过程中不需补加稀H2SO4，C项正确；D．负极反应式为，正极反应式为，则协同转化总反应为SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4，D项错误；故选D。2．某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料)，通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功地实现了对磁性的可逆调控(见右图)，下列说法不正确的是A．充电时，Fe2O3对应电极连接充电电源的负极B．该电池的正极的电极反应式：Fe2O3+6Li++6e−=3Li2O+2FeC．该电池不能使用氢氧化钠溶液作为电解液D．该电池工作的原理：放电时，Fe2O3作为电池正极被还原为Fe，电池被磁铁吸引【答案】A【解析】据图可知放电时，Li被氧化Li+，所以金属锂和石墨的复合材料为负极，纳米Fe2O3为正极。A．放电时Fe2O3对应电极为正极，则充电时为阳极，与电源正极相连，A错误；B．放电时Fe2O3对应电极为正极，Fe2O3被还原为Fe，O元素转化为Li2O，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应式为Fe2O3+6Li++6e−=3Li2O+2Fe，B正确；C．Li为活泼金属，会与氢氧化钠溶液中的水反应，C正确；D．据图可知，该电池工作时，Fe2O3为正极，被还原为Fe，使电池被磁铁吸引，D正确；综上所述答案为A。3．按如图装置所示，将镁条和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中。下列说法正确的是A．镁电极发生反应为Mg2e=Mg2+B．Al片做负极C．电子由镁电极经导线流入铝电极D．将NaOH溶液换成稀H2SO4，灵敏电流计指针偏转方向不变【答案】B【解析】Mg、Al以氢氧化钠溶液为电解质溶液构成原电池，Mg不能与氢氧化钠反应，Al能和氢氧化钠反应，因此Al做负极，Mg做正极。A．由分析可知Mg做正极，正极反应为2H++2e=H2↑，A错误；B．由分析可知，Al为负极，B正确；C．原电池外电路电子由负极经导线流入正极，即电子由铝经导线流入镁电极，C错误；D．将氢氧化钠换成稀硫酸，二者都能与稀硫酸反应，镁的活泼性高于铝，则镁做负极，原电池电极发生转换，电流计指针偏转方向随之发生变化，D错误；故选B。4．海泥细菌通过消耗海底沉积层中的有机物获得营养，同时产生电子。科学家利用这一原理设计了海泥细菌电池，该技术可在海底加速石油污染物降解速率，其中海泥代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是A．负极的电极反应式为：CH2O4e+H2O=CO2+4H+B．工作时B电极附近溶液pH减小C．海水和海泥含有电解质，导电性高，有利于输出电能D．A电极消耗标况下O25.6L，有1mol质子通过海底沉积层和海水层交接面【答案】A【解析】由图可知，A极氧气得到电子发生还原生成水，为正极，；B电极HS失去电子发生氧化反应生成硫单质，为负极，；A．由分析可知，负极反应为，A错误；B．工作时B电极附近生成氢离子，酸性增强，溶液pH减小，B正确；C．海水和海泥含有电解质，导电性高，有利于形成闭合电路输出电能，C正确；D．A电极反应为，消耗标况下O25.6L，为0.25mol氧气，根据电子守恒可知，有1mol质子通过海底沉积层和海水层交接面，D正确；故选A。5．FeCl3溶液吸收工业废气H2S后可通过电解装置实现再生，同时将酸性污水中的硝酸盐降解为无污染物质，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．惰性电极b为电解池的阳极B．H+从b极区向a极区迁移C．降解1mol，理论上吸收5molH2SD．随着电解进行，阴极区的pH增大【答案】D【解析】A．惰性电极b是将硝酸盐在酸性条件下降解为无污染物质即氮气，化合价降低，因此b电极为电解池的阴极，故A错误；B．电解质“异性相吸”即H+从a极区向b极区迁移，故B错误；C．降解1mol，转移5mol电子，则生成5mol铁离子，根据2Fe3+＋H2S＝S↓＋2H＋＋2Fe2+，因此理论上吸收2.5molH2S，故C错误；D．随着电解进行，阴极区不断消耗氢离子，因此溶液的pH增大，故D正确；综上所述，答案为D。6．利用电化学原理，可将、转化为，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．电极1的电势低于电极2B．由左侧通过质子膜移向右侧C．该装置工作时电能转化为化学能D．电极1上电极反应式为【答案】D【解析】A．原电池负极发生氧化反应，右侧氢气失电子为负极，则电极2为负极，负极电势低于正极电势，则电极2电势低于电极1电势，A错误；B．由图可知，左侧二氧化碳得电子为正极，右侧氢气失电子为负极，原电池工作时，阳离子移向为负极→正极，即通过质子膜移向左侧，B错误；C．由图可知，该装置为原电池，工作中是化学能转化为电能，C错误；D．由图知CO2在电极1上得到电子转化为乙醇，2CO2+12e−+12H+=C2H5OH+3H2O，D正确；故答案为：D。7．观察下列几个装置示意图，有关叙述不正确的是（

）A．装置①中阴极上析出红色固体B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连C．装置③中外电路电子由a极流向b极D．装置④的离子交换膜允许阳离子自由通过【答案】B【解析】A.该装置为电解池，与电源正极相连的是正极，电极反应为：2Cl2e=Cl2↑，与电源负极相连的是阴极，电极反应为：Cu2++2e=Cu；B.该装置为电镀池，待镀金属位于阴极，镀层金属位于阳极；C.该装置为燃料电池，通入氢气的a极为负极，通入氧气的b极为正极，电池中电子由负极流向正极；D.该装置为电解池，电解饱和食盐水，生成H2和NaOH的一极为阴极，生成Cl2的一极为阳极，阳极的阳离子穿过交换膜进入阴极。A.该装置为电解池，与电源正极相连的是正极，电极反应为：2Cl2e=Cl2↑，与电源负极相连的是阴极，电极反应为：Cu2++2e=Cu，因此阴极上析出红色固体，A项正确，不符合题意；B.该装置为电镀池，待镀金属位于阴极，与电源的负极相连，B项错误，符合题意；C.该装置为燃料电池，通入氢气的a极为负极，通入氧气的b极为正极，电池中电子由负极流向正极，即外电路电子由a极流向b极，C项正确，不符合题意；D.该装置为电解池，电解饱和食盐水，生成H2和NaOH的一极为阴极，生成Cl2的一极为阳极，阳极的阳离子穿过交换膜进入阴极，为阳离子交换膜，D项正确，不符合题意；答案选B。8．用氯化钠溶液润湿的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是A．a极上发生氧化反应B．b极上发生的反应为：C．d极上发生的反应为：D．铁片腐蚀速率：甲＞乙【答案】C【解析】A甲发生吸氧腐蚀，铁是活泼金属，则a极为负极，发生氧化反应，故A正确；B．b极是正极，正极是氧气得到电子变为氢氧根，发生的反应为：，故B正确；C．d极为阴极，电极发生的反应为：，故C错误；D．原电池的腐蚀速率大于电解质阴极的腐蚀速率即铁片腐蚀速率：甲＞乙，故D正确。综上所述，答案为C。9．电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是A．a极反应式为N2+12OH10e=2NO+6H2OB．电解一段时间，a、b两电极区的pH均减小C．电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极D．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5∶3【答案】C【解析】A．由图示可知，a极氮气失电子变为硝酸根离子，电解质溶液呈酸性，电极反应式为：N2+6H2O10e=2NO+12H+，A错误；B．由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为：N2+6H2O10e=2NO+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为：N2+6e+8H+=2NH，则阳极区酸性增强、pH减小，阴极区酸性减弱、pH增大，B错误；C．a极为阳极、b极为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，C正确；D．a极电极反应式为：N2+6H2O10e=2NO+12H+，b极电极反应式为：N2+6e+8H+=2NH，依据得失电子守恒，转移30mol电子时阴极、阳极消耗氮气的物质的量分别为5mol、3mol，即a、b两极消耗N2的物质的量之比为3:5，D错误；答案选C。10．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是图I水果电池图II干电池图III铅蓄电池图IV氢氧燃料电池A．图所示电池中，电子从锌片流出B．图所示干电池中石墨作负极C．图所示电池为二次电池D．图所示电池中正极反应为：【答案】B【解析】A．图I水果电池中，锌的活动性比铜强，锌作负极，铜作正极，电子由负极流向正极，A正确；B．图II为酸性锌锰干电池，锌为金属，锌作负极，石墨作正极，B错误；C．图III为铅蓄电池，铅作负极，二氧化铅作正极，是二次电池，即可充电的电池，C正确；D．图IV为氢氧燃料电池，氢气作负极失电子，氧气作正极得电子，氧气得电子生成氧离子，氧离子在水溶液中不能稳定存在，要找氢结合，而电解质溶液呈酸性，因此正极电极反应式为：，D正确；答案选B。11．人工肾脏可用间接电化学法除去代谢产物中的尿素。下列有关说法正确的是A．a为电源的负极B．通过质子交换膜向左室移动C．若两极共收集到气体，则除去了尿素(忽略气体溶解，假设氯气全部参与反应)D．除去尿素的反应为【答案】C【解析】A．左边电解产生氯气，在左边为阳极，因此a为电源的正极，故A错误；B．电解池“异性相吸”，则通过质子交换膜向右室移动，故B错误；C．根据电子转移相同，左边电解得到氯气，氯气再和尿素反应，右边电解得到氢气，根据，根据关系式得到5mol气体消耗1mol尿素，则若两极共收集到气体，则除去了尿素，故C正确；D．方程式配平错误，除去尿素的反应应为，故D错误。综上所述，答案为C。12．偏钨酸铵是制备金属钨、合金钢以及陶瓷工业的重要原料。采用如下电化学装置可制备偏钨酸铵，双极膜中间层中的水解离为H+和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移，下列说法正确的是A．a膜为阴离子交换膜B．阳极电极反应为C．双极膜中间层中的OH向右侧迁移进入产品室D．当电路中通过时，双极膜中解离水的质量为2.0g【答案】B【解析】由图可知，左侧石墨电极为电解池的阳极，一水合氨在阳极失去电子发生氧化反应生成铵根离子、氧气和水，碱室中碳酸氢根离子通过阴膜加入阳极室，双极膜中间层中的氢氧根离子进入碱室、氢离子加入产品室，产品室中氢离子与溶液中铵根离子、钨酸根离子反应生成偏钨酸铵，过量的铵根离子通过阳膜进入阴极室，右侧电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，铵根离子与氢氧根离子反应生成一水合氨。A．由分析可知，a膜为阳离子交换膜，故A错误；B．由分析可知，左侧石墨电极为电解池的阳极，一水合氨在阳极失去电子发生氧化反应生成铵根离子、氧气和水，电极反应式为，故B正确；C．由分析可知，双极膜中间层中的氢氧根离子进入碱室、氢离子加入产品室，故C错误；D．当电路中通过0.1mol电子时，双极膜中有0.1mol氢氧根离子进入碱室，则双极膜中解离水的质量为0.1mol×18g/mol=1.8g，故D错误；故选B。【提升题】13．目前研究较多的Zn－H2O2电池，其电池总反应为Zn+OH+HO=ZnO+H2O。现以Zn－H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]碱性溶液制备氢气，同时获得N2及极少量O2(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是A．装置1中OH移向Zn电极B．反应过程中，d极附近的pH增大C．电极c的主要反应式为CO(NH2)26e+8OH=CO+N2+6H2OD．通电一段时间后，若Zn电极的质量减轻19.5g，则c电极产生N22.24L(标准状况)【答案】D【解析】由电池总反应可知，Zn电极为电池的负极，b极为电池的正极；与b极相连的c为电解池的阳极，与Zn电极相连的d为电解池的阴极，H2O2Zn燃料电池工作时，Zn为负极被氧化，H2O2为正极被还原，电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，CO(NH2)2在阳极被氧化，水电离出的氢离子在阴极被还原。A．装置I是原电池，在原电池中阴离子向负极移动，Zn为负极，OH移向Zn电极，A正确；B．由分析可知，d为阴极，水电离出的氢离子在阴极被还原为氢气，则氢离子浓度降低，氢氧根离子浓度增大，故d极附近的pH增大，B正确；C．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)26e+8OH=CO+N2+6H2O，C正确；D．19.5gZn的物质的量为0.3mol，转移电子0.6mol，根据选项C的分析可知，此时生成氮气0.1mol，体积为2.24L，但是根据题意可知此时还有氧气生成，故生成氮气的体积会小于2.24L，D错误；故选D。14．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()，可使电池效能更佳，已知放电时正极会生成。下列有关说法正确的是A．总反应为B．放电时，正极反应为C．该电池可用溶液作为电解质溶液D．用该电池电解溶液，阴极增重24克时，通过交换膜的为【答案】D【解析】A．由图可知，放电时，正极得到电子发生还原生成、负极失去电子发生氧化反应生成钾离子，总反应为，A错误；B．放电时，正极得到电子发生还原生成，反应为，B错误；C．负极会和溶液中水反应，故该电池不可用溶液作为电解质溶液，C错误；D．用该电池电解溶液，阴极反应为，增重24克时生成铜0.375mol，更加电子守恒可知，转移电子0.75mol，则通过交换膜的为，D正确；故选D。15．2，5呋喃二甲酸(FDCA)是一种重要的化工原料，可用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是A．a为电源正极B．双极膜中间层中的OH在外电场的作用下移向铅电极C．制得1molFDCA，理论上消耗2molD．负极区的电极反应为：6e+2H2O=+6H+【答案】C【解析】A．铅电极附近醛基被还原为羟基，发生还原反应，为阴极，因此a为电源的负极，A项错误；B．双极膜中间层中的OH在外电场的作用下移向阳极(催化电极)，B项错误；C．制得1molFDCA，阳极消耗，转移6mole，阴极转移6mole时，消耗1mol，共消耗2mol，C项正确；D．电解池中负极区即为阴极，阴极发生还原反应，D项错误。故答案选C。16．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(NO)进行无害化处理，其原理如图。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NO在Pt1，电极发生还原反应C．碳纳米管析出硫的电极反应为：SO2+4e=S+2O2D．Pt2电极可能产生H2，周围pH增大【答案】B【解析】由图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，其电极反应式为：SO2+4e=S+2O2，则乙池为电解池，Pt1为阳极，水中的氢氧根离子失电子生成氧气，Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水。A．由图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，则乙池为电解池，Pt1为阳极，故A正确；B．乙池为电解池，Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，发生还原反应，故B错误；C．由分析可知，碳纳米管为正极，其电极反应式为：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水，后水中的氢离子得电子生成氢气，剩余氢氧根离子，周围pH增大，故D正确；故选B。17．空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图。下列说法不正确的是A．b膜为阴离子交换膜B．乙池中总反应的离子方程式为C．当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时，M室溶液的质量变化为36g(溶液体积变化忽䅂不计)D．在标准状况下，若甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为15.68L【答案】C【解析】由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池；甲中通入NO的一极作负极，通入氧气的一极作正极；乙池中通入SO2的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子；丙池中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸；A．丙中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸，故b膜为阴离子交换膜，A正确；B．乙池中通入的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子，电池总反应的离子方程式为，B正确；C．当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时，迁移过来的氢离子的物质的量为，，则反应掉1mol水，M室溶液的质量减小，C错误；D．乙池中转化为硫酸根离子，转化为铵根离子，在标准状况下，若甲池有参加反应，根据电子守恒可知，、，则乙池中处理废气(和)共0.7mol，总体积为15.68L，D正确；故选C。18．南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池，该电池(如图)在充电过程中，聚对苯二酚被氧化，能通过半透膜，而有机聚合物不能通过半透膜，下列说法错误的是A．放电时，b为负极，发生氧化反应B．放电时，a极上的电极反应：C．充电时，由a极区向b极区迁移D．充电时，在阴极被还原【答案】D【解析】充电过程中，聚对苯二酚被氧化，a为阳极，放电时为正极，b电极充电时的阴极，放电时的负极；A．充电过程中，聚对苯二酚被氧化，a为阳极，b为阴极，所以放电时b为负极，发生氧化反应，A正确；B．放电时，a极为正极，发生还原反应，电极反应为：，B正确；C．充电时，阳离子向阴极移动，a为阳极，b为阴极，所以由a极区向b极区迁移，C正确；D．充电时，阴极发生还原反应生成，D错误；故选D。【挑战题】19．（双选）双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极I为掺杂Na2S2的电极，电极II为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜B．放