2023届新高考化学选考一轮总复习检测-专题十一化学反应与电能专题检测

专题十一化学反应与电能1.2021年6月17日,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭成功发射,并顺利完成与天和核心舱对接。火箭采用偏二甲肼/四氧化二氮发动机,核心舱电源系统由锂离子蓄电池组及太阳电池翼组成。锂离子蓄电池放电时的反应如下:Li1-xCoO2+LixC6+C6(x<1)。下列说法正确的是()A.Co3+的3d能级上有2个未成对电子B.该电池比能量高,污染小,是理想的一次电池C.充电时,阴极电极反应式为:xLi++C6+xe-C6D.放电时,Li+在电解质中由正极向负极迁移答案CA项,Co为27号元素,价电子排布式为3d74s2,则Co3+的价电子排布式为3d6,轨道表达式为↑↓↑↑↑↑3d,共有4个未成对电子,错误;B项,锂离子蓄电池可以充电循环使用,属于二次电池,错误;C项,放电时为原电池,负极反应式为LixC6-xe-xLi++C6,将其颠倒过来,即为充电时阴极反应式,正确;D项,放电时,阳离子移向正极,错误。

2.一种在微生物细菌作用下净化高浓度有机废水的原理如下图所示。下列说法正确的是()A.工作时,H+从b极区向a极区迁移B.该装置在高温下仍可正常工作C.为使此装置持续工作,需不断补充硫酸溶液D.理论上,每处理含162.0g该有机物的废水,需消耗5molMnO答案C该电池工作时,a极发生氧化反应为负极,则b极为正极。A项,工作时,阳离子(H+)移向正极(b极),错误;B项,高温时微生物细菌会失去活性,错误;C项,总反应方程式为5(C6H10O5)n+72nH++24nMnO4-30nCO2↑+24nMn2++61nH2O,反应消耗H+,则此电池工作时需要不断补充硫酸溶液,正确;D项,由关系式5(C6H10O5)n~24nMnO43.碱性锌铁液流电池采用资源丰富的铁和锌作为电池正、负极电解液活性物质,具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为Zn+2Fe(CN)63-+4OH-2Fe(CN)64-+Zn(OH)4A.充电时,M极电极反应式为Fe(CN)64-+e-Fe(CN)B.放电时,N极电势高于M极C.1molFe(CN)63-中含有σD.放电时,电路中转移2mol电子时,负极区电解质溶液增重65g答案CA项,根据图示和总反应知,充电时M为阳极,Fe(CN)64-失去电子,发生氧化反应,错误;B项,放电时,N为负极,M为正极,则N极电势低于M极,错误;C项,在配合物Fe(CN)63-中,CN-与Fe3+之间有6个配位键,C与N之间以三键相连,所以1mol该配合物中含有σ键的数目为12NA,正确;D项,放电时,Zn-2e-+4OH-Zn(OH)42-,电路中转移2mol电子,则有2molOH-通过离子交换膜进入N极区,溶液增加的质量为1molZn和2molOH4.科学家对新型Li-CO2电化学系统研究发现,用碳化钼(Mo2C)作Li极催化剂时,CO2的放电产物为Li2C2O4,装置如图所示,下列说法不正确的是()A.该电化学储能系统Li极作为负极B.该电池最好选用Li2C2O4水溶液作为电解质溶液C.CO2放电的电极反应式为2CO2+4e-+2Li+Li2C2O4D.电池“吸入”CO2时将化学能转化为电能答案B用碳化钼(Mo2C)作Li极催化剂时产物为Li2C2O4,Li化合价升高为负极,通入CO2极为正极,A正确;Li能与水反应,不能选用水溶液作电解质溶液,B错误;CO2作正极,得电子发生还原反应,C正确;电池“吸入”CO2时,装置为原电池,将化学能转化为电能,D正确。5.Cu2O可通过电解法制得,电解法制备Cu2O的实验及反应过程示意图如图所示,下列说法正确的是()A.制备Cu2O时,化学能转化为电能B.铜电极上的②③④步中铜元素的化合价没有变化C.反应一段时间后,电解质溶液中OH-浓度减小D.阳极上总反应式为:2Cu-2e-+2OH-Cu2O+H2O答案DA项,该装置是电解池,电能转化为化学能,错误;B项,在第②步反应中,CuCl--e-+Cl-CuCl2-,铜元素的化合价升高,错误;C项,该反应的总反应方程式为2Cu+H2OCu2O+H2↑,反应一段时间后,溶液中n(OH-)不变,水减少,因此电解质溶液中OH-浓度增大,C错误。6.电解制备钴(Co)的工作原理如图所示。下列关于该装置工作时的说法不正确的是()A.a为电源的正极B.钴电极上的电极反应为Co2++2e-CoC.Ⅱ室中HCl的浓度减小D.若不使用离子交换膜,石墨电极上会析出Cl2答案C该装置为电解法制备Co,则钴为阴极,电极反应式为Co2++2e-Co,石墨为阳极,与石墨连接的a极为电源的正极,A、B项正确;Ⅰ室中发生的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,电解池中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,则Ⅰ室溶液中的H+、Ⅲ室中的Cl-均移到Ⅱ室,则Ⅱ室HCl的浓度增大,C错误;若不使用离子交换膜,Ⅱ室中Cl-移到阳极(石墨电极)先失电子,析出Cl2,D正确。7.资源化利用CO2的一种原理如图所示。下列说法正确的是()A.M为电源的负极B.O2-从电极P移向电极QC.电极Q上的反应为CO2+2e-CO+O2-D.理论上参与反应的n(CH4)∶n(CO2)=4∶3答案CA项,电极Q上CO2得电子生成CO,发生还原反应,为电解池的阴极,则N为电源的负极,错误;B项,阴离子O2-移向阳极P,错误;C项,电极Q上CO2得电子生成CO,并且固体电解质可传输O2-,正确;D项,题中未提到C2H4、C2H6物质的量之比,故无法计算CH4与CO2物质的量之比,错误。8.最近一个科研小组创建了一种通过连续电解将能量储存为化学能的装置,其结构如图所示。在氧化钇基质的阳极和二氧化钛涂覆的钛阴极之间是可通过H+的固体聚合物电解质。则下列说法错误的是()A.OX中碳原子的杂化方式为sp2,Ti4+的电子排布式为1s22s22p63s23p6B.在能量转换过程中,固体电解质中H+由阳极向阴极移动C.阴极电极反应式为:OX+4H++4e-GC+H2OD.为增强阳极电解液导电性,可在水中添加适量NaCl答案DA项,OX中含有碳氧双键,碳的杂化方式为sp2,Ti失去4s、3d上的4个电子形成Ti4+,Ti4+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,正确;B项,该装置为电解池,H+向阴极移动,正确;C项,根据装置图,由电荷守恒、原子守恒可写出阴极电极反应式,正确;D项,若在水中添加适量NaCl,则阳极氯离子失电子生成氯气,错误。9.利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是()A.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移B.电极b上反应为CO2+8HCO3--8e-CH4+8CO32C.电解过程中化学能转化为电能D.电解时Na2SO4溶液浓度保持不变答案AA项,电极b处CO2被还原为CH4,为阴极,所以溶液中的H+向b极移动,正确;B项,CO2在阴极发生还原反应,电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2O,错误;C项,电解过程为电能转化为化学能,错误;D项,该电解总反应式为CO2+2H2OCH4+2O2,消耗水,Na2SO4溶液的浓度增大,错误。10.采用惰性电极,以氮气和水为原料通过电解法制备氨气的装置如图所示。下列说法不正确的是()A.电解时,溶液中K+向a极移动B.电解时,电子由电源负极经导线流向a极C.电解时,a极上发生反应:N2+6e-+6H+2NH3D.电解一段时间后,b极附近溶液的pH减小答案Ca电极上N2转化为NH3,发生还原反应,为阴极,则b电极为阳极。A项,电解时,溶液中K+向阴极(a极)移动,正确;B项,电解时,电流经导线由a极移向电源负极,电子与电流流向相反,正确;C项,电解质溶液为KOH溶液,电极反应式为N2+6e-+6H2O2NH3+6OH-,错误;D项,b极的电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O,电解过程中消耗OH-,pH减小,正确。11.以NaClO2溶液和NaCl溶液为原料,采用电解法制备ClO2气体具有效率高和产品纯度高的优点,其原理如图所示。下列有关说法正确的是()A.电解时,化学能转化为电能B.电解时,NaCl溶液浓度保持不变C.电解时,Na+由b极区向a极区迁移D.电解时,阳极的电极反应式为ClO2--e-ClO2答案DA项,电解池工作时将电能转化为化学能,错误;B项,电极a上NaClO2转化为ClO2,发生氧化反应,所以电极a为阳极,电极b为阴极,阴极水电离出的H+放电生成氢气,水被消耗,NaCl浓度变大,错误;C项,电解池中阳离子向阴极移动,所以Na+由a极区向b极区迁移,错误;D项,电解池中阳极ClO2-失电子生成ClO212.甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时,在含氧离子(O2-)的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法,实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如图所示。下列说法正确的是(A.CO2转化为CO32B.该条件下,每产生22.4LH2,电路中转移2mol电子C.电解一段时间后,熔融盐中O2D.Ni电极上发生的电极反应方程式为CO32-+4e-答案DA项,CO2中C原子的价层电子对数为2,为sp杂化,CO32-中C原子的价层电子对数=3+1/2(4+2-3×2)=3,为sp2杂化,错误;B项,未指明温度、压强,无法计算,错误;C项,电解总反应为CH4C+2H2,因此电解一段时间后熔融盐中O2-的物质的量不变,错误;D项,熔融碳酸盐中Ni电极上CO32-13.下图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图,稀H2SO4为电解质溶液。下列有关说法正确的是()A.a极为阳极,电子由a极经外电路流向b极B.b极的电极反应式:O2+2H2O+4e-4OH-C.电池工作一段时间后,右室中c(H2SO4)减小D.若将H2改为CH4,消耗等质量的CH4时,O2的用量增多答案Ca极通入的H2发生氧化反应,故a极为负极,电子由a极经外电路流向b极,A错误;b极为正极,其电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,B错误;负极H2失电子生成H+向右室迁移,并生成H2O,故右室中c(H2SO4)变小,C正确;根据电池总反应2H2+O22H2O,CH4+2O2CO2+2H2O可知,等质量的CH4比H2消耗O2少,D错误。14.世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池,其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()A.a极发生氧化反应B.正极的电极反应式为FeOx+2xe-Fe+xO2-C.若有22.4L(标准状况)空气参与反应,则电路中有4mol电子转移D.铁表面发生的反应为xH2O(g)+FeFeOx+xH2答案Da极上空气中的氧气得电子生成O2-,发生还原反应,为正极,其电极反应式为O2+4e-2O2-,A、B错误;若有22.4L(标准状况)空气参与反应,则n(O2)≈22.4L22.4L/mol×15=0.2mol,反应转移0.8mol电子,C错误;由题图可知,铁表面H15.13Hg-Hg2SO4标准电极常用于测定其他电极的电势,测知Hg-Hg2SO4电极的电势高于Cu电极的电势。以下说法正确的是()A.K2SO4溶液可用CCl4代替B.Hg-Hg2SO4电极反应为Hg2SO4-2e-2Hg+SO4C.若把Cu-CuSO4体系换作Zn-ZnSO4体系,电压表的示数变大D.微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用答案CA项,CCl4是非电解质,不能产生自由移动的离子,无法构成闭合回路,错误;B项,Hg-Hg2SO4电极的电势高于Cu电极的电势,则Cu为负极,Hg-Hg2SO4为正极,其电极反应式为Hg2SO4+2e-2Hg+SO42-,错误;C项,两极活性相差越大,产生的电势差越大,电压表的示数越大,正确;D项,微孔瓷片相当于离子交换膜,便于离子通过16.“碳呼吸电池”是一种新型能源装置,其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是()A.通入CO2的一极为原电池的正极B.该装置工作时负极的电极反应式为:Al-3e-Al3+C.该装置工作时每转移1mol电子,理论上可捕获标准状况下11.2LCO2D.将该装置作为电源对粗铜进行精炼时,金属铝每减重27g,理论上阴极增重96g答案CA项,CO2转化为C2O42-的过程中,C元素的化合价降低,通入CO2的一极为原电池的正极,正确;C项,每转移1mol电子,可捕获1molCO2,标准状况下为22.4L,错误;D项,金属铝每减重27g时,电路中转移3mol电子,阴极得到1.5molCu,17.(双选)某课外活动小组用如图所示装置进行实验(电解液足量)。下列说法正确的是()A.图二中若开始实验时开关K与a连接,电解液的浓度保持不变B.图一中若开始实验时开关K与b连接,一段时间后向电解液中加适量稀盐酸可使电解液恢复到电解前的浓度C.图一中若开始实验时开关K与a连接,B极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+D.图二中若开始实验时开关K与b连接,A极减少的质量等于B极增加的质量答案CDA项,图二中若开始实验时开关K与a连接,则形成原电池,电池的总反应式为Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag,故电解液的浓度减小,错误;B项,图一中若开始实验时开关K与b连接,则形成电解池,铁棒作阴极,电解的总反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,根据质量守恒可知一段时间后向电解液中通入适量的HCl可使电解液恢复到电解前的浓度,错误;C项,图一中若开始实验时开关K与a连接,形成原电池,B极的电极反应式应为Fe-2e-Fe2+,正确;D项,图二中若开始实验时开关K与b连接,相当于电镀装置,根据电镀原理可知,正确。18.近期,我国科技工作者设计了一种电催化装置(如图所示),实现了低电压电解产氢和硫元素的回收利用。下列说法正确的是()A.通电后负极区溶液的pH减小B.交换膜b为阴离子交换膜C.阳极区的电极反应为xS2--2(x-1)e-SxD.电路中转移2mole-时,中间隔离室离子数增加2NA答案C负极区(阴极区)的电极反应为2H++2e-H2↑,氢离子浓度减小,pH增大,A项错误;阳极区的电极反应为xS2--2(x-1)e-Sx2-,钠离子通过交换膜b进入中间隔离室,故b为阳离子交换膜,B项错误、C项正确;电路中转移2mol电子时,阳极区2molNa+、阴极区1molSO42-均进入中间隔离室,故中间隔离室离子数增加19.(双选)某单液电池如图所示,其反应原理为H2+2AgCl(s)2Ag(s)+2HCl。下列说法错误的是()A.放电时,左边电极为负极B.放电时,溶液中H+向右边电极移动C.充电时,右边电极上发生的电极反应式:Ag-e-Ag+D.充电时,当左边电极生成1molH2时,电解质溶液减轻2g答案CDA项,放电时,左边电极上H2失电子生成H+,发生氧化反应,故左边电极为负极,右边电极为正极,正确;B项,原电池中阳离子向正极移动,正确;C项,充电时,右边为阳极,电极反应式为Ag+Cl--e-AgCl,错误;D项,根据题中总反应方程式知,充电时生成1molH2,溶液中减少2molHCl,减少的质量为73g,错误。20.研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如下图所示。下列说法错误的是()A.加入HNO3降低了正极反应的活化能B.电池工作时正极区溶液的pH降低C.1molCH3CH2OH被完全氧化时有3molO2被还原D.负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2+12H+答案BA项,根据题目信息可知加入硝酸降低了正极反应的活化能,正确;B项,正极区不断有水生成,溶液体积增大,溶液pH增大,错误;C项,根据得失电子守恒可知1mol乙醇完全被氧化时有3molO2被还原,正确;D项,根据题图可知负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2+12H+,正确。21.(双选)2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展做出突出贡献的三位科学家,他们创造了一个可充电的世界。Garnet型固态电解质被认为是性能最佳的锂电池的固态电解质。某Garnet型可充电锂电池放电时工作原理如图所示,下列说法正确的是()(电池总反应为:LixC6+Li1-xLaZrTaOLiLaZrTaO+6C)A.放电时,b极为负极B.充电时,固态电解质中Li+移向a极C.放电时,a极反应LaZrTaO-xe-xLi++Li1-xLaZrTaOD.充电时,若转移0.01mol电子,b极质量减少0.07g答案BDA项,电池放电时,阳离子向正极移动,根据放电时Li+的移动方向可知,b极为正极,错误;B项,电池充电时,阳离子(Li+)向阴极(a极)移动,正确;C项,放电时,a极上发生反应LixC6-xe-xLi++6C,错误;D项,充电时,b极反应为LiLaZrTaO-xe-xLi++Li1-xLaZrTaO,若转移0.01mole-,则有0.01molLi+从电极中脱去,电极质量减少0.01mol×7g/mol=0.07g,正确。22.一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池说法正确的是()A.a电极是该电池的正极B.电池工作时,电流由a电极沿导线流向b电极C.b电极发生还原反应D.H+由右室通过质子交换膜进入左室答案CA项,a电极上,苯酚转化为CO2,C元素化合价升高,发生氧化反应,故为负极,错误;B项,工作时,电流由b电极(正极)沿导线流向a电极(负极),错误;C项,b电极上,NO3-转化为N2,N元素化合价降低,发生还原反应,正确;D项,阳离子向电池正极移动,则H+由左室通过质子交换膜进入右室23.一种以液态肼(N2H4)为燃料、氧气为氧化剂、某固体氧化物为电解质的新型燃料电池的工作原理如图所示。在700~900℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动。生成物为无毒无害的物质。下列说法正确的是()A.该装置将电能转化为化学能B.甲电极上N2H4失去电子C.电池内的O2-由电极甲移向电极乙D.电池总反应为N2H4+2O22NO+2H2O答案B该燃料电池中,负极(电极甲)上燃料失电子发生氧化反应,电极反应式为N2H4+2O2--4e-N2↑+2H2O,正极(电极乙)上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-2O2-,电池总反应为N2H4+O2N2+2H2O,B正确、D错误;该装置为燃料电池,将化学能转化为电能,A错误;电池内的O2-由电极乙移向电极甲,C错误。24.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5B.溶液中OH-向电极a移动C.O2在电极b上发生还原反应D.负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O答案AA项,电极a上NH3转化为N2,N元素化合价升高,碱性电解质中O2转化为OH-,O元素化合价降低,根据得失电子守恒,消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶3,错误;B项,原电池中阴离子(OH-)向负极(电极a)移动,正确;C项,O2在正极(电极b)上得电子发生还原反应,正确;D项,负极(电极a)上,碱性环境中NH3失电子被氧化为氮气,正确。25.锂—氟化碳电池是理论上质量能量密度最高的一次电池,电池反应为CFn+nLinLiF+nC。下列说法正确的是()A.锂电极是电源正极B.CFnC.电子由锂电极通过电解液流向CFnD.电池负极反应:(CF)n+ne-+nC答案B锂电极发生反应:nLi-ne-nLi+,失去电子发生氧化反应,为电源负极,CFn发生反应:CFn+ne-nF-+nC,得到电子发生还原反应,为电源正极,A、D错误,B正确;电子由锂电极通过外电路流向CFn电极,C26.2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。用太阳能电池给磷酸铁锂锂离子电池充电示意图如图所示,阳极反应式为LiFePO4-xe-xLi++Li1-xFePO4。下列叙述错误的是(A.晶体硅能将太阳能转化为电能,但硅太阳能电池不属于原电池B.该锂电池放电时负极反应为:LiC6-xe-xLi++Li1-xC.该锂电池放电时,电子通过外电路由铝箔流向钢箔D.磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li+迁移实现,Fe、C、P元素化合价均不发生变化答案DA项,硅太阳能电池中的晶体硅将太阳能转化为电能,但原电池将化学能转化为电能,正确;B项,阳极反应式为LiFePO4-xe-xLi++Li1-xFePO4,故放电时正极反应式为xLi++Li1-xFePO4+xe-LiFePO4,因此放电时负极为铝箔,发生氧化反应:LiC6-xe-xLi++Li1-xC6,正确;C项,放电时电子由负极(铝箔)沿导线流向正极(钢箔),正确;D项27.我国科学家设计了一种将电解饱和食盐水与电催化还原CO2相耦合的电解装置(如图)。下列说法错误的是()A.生成CO的一极为阴极B.阴极上的电极反应式为CO2+2e-+2H+CO+H2OC.当电路中转移2mol电子时,阴极区增重16gD.阴阳两极区的电解质溶液均可用稀硫酸酸化答案C由题图可知,通入CO2的一极发生还原反应:CO2+2e-+2H+CO+H2O,为阴极,A、B正确;当电路中转移2mol电子时,有2molH+通过离子交换膜进入阴极区,即生成1molH2O,阴极区增重18g,C错误;阴阳两极的电解质溶液均呈酸性,因此均可用稀硫酸酸化,D正确。28.我国科学家报道了机理如下图所示的电化学过程。下列相关说法错误的是()A.Ni电极为阴极B.Ni-YSZ电极上发生的反应为CH4+2O2--4e-CO2+2H2C.该电化学过程的总反应为CH4C+2H2D.理论上,每有1molCO2与1molO2-结合,电路中转移2mole-答案D该装置为电解池,Ni-YSZ电极为阳极,Ni电极为阴极,在O2-作用下,甲烷在阳极发生氧化反应:CH4+2O2--4e-CO2+2H2,放电生成的CO2在熔融盐中与O2-结合生成CO32-,CO32-在阴极发生还原反应:CO32-+4e-C+3O2-,电解的总反应方程式为CH4C+2H2,故A、B、C项正确;每有1molCO2与1molO2-结合成1molCO3229.游泳池水质普遍存在尿素超标现象,一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如下图所示(样品溶液成分见图示),其中钌钛常用作析氯电极,不参与电解。已知:3NaClO+CO(NH2)23NaCl+2H2O+N2↑+CO2↑,下列说法正确的是()A.电解过程中不锈钢电极会缓慢发生腐蚀B.电解过程中钌钛电极上发生反应为2Cl--2e-↑C.电解过程中不锈钢电极附近溶液pH降低D.电解过程中每逸出22.4LN2,电路中至少通过6mol电子答案BA项,根据反应物及电极的性能可知,a为电源负极,b为电源正极,不锈钢电极作电解池阴极,相当于外加电流法,不发生腐蚀,错误;B项,钌钛电极上氯离子失电子生成氯气,正确;C项,电解过程中不锈钢电极上水得电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,其附近溶液pH升高,错误;D项,未说明是否在标准状况下,无法计算,错误。30.2017年4月26日,中国第一艘国产001A型航母顺利建成下水,有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀,因此船体的防腐处理非常重要。下列关于金属腐蚀和防腐的说法错误的是()A.可以在船舶外壳装上锌块,用牺牲阳极法防止金属腐蚀B.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀D.外加电流法将需要保护的金属作阴极,可以起到保护金属的作用答案BA项,锌比铁活泼,构成原电池时,锌作负极,铁作正极被保护,为牺牲阳极法,正确;B项,海上舰艇的腐蚀主要为电化学腐蚀,错误;C项,防锈漆隔绝空气、水,防止金属被腐蚀,正确;D项,根据电解原理,金属作阴极,金属本身不参与反应,可以防止被腐蚀,,这称为外加电流法,正确。31.下列有关叙述错误的是()A.手机采用的超大容量高密度电池属于二次电池B.港珠澳大桥桥底镶嵌锌块,锌作负极,以防大桥被腐蚀C.精炼铜工业中,通过2mol电子时,阳极溶解63.5g铜D.铅蓄电池充电时,标示“+”的接线柱连电源的正极,电极反应式为PbSO4-2e-+2H2OPbO2+4H++SO4答案CC项,精炼铜工业中,粗铜作阳极,由于粗铜中含有杂质Fe、Ni等,比铜活泼的金属先溶解,即通过2mol电子时,阳极溶解的铜小于63.5g,错误。32.20世纪80年代Townley首次提出利用电化学膜脱除烟气中SO2。将烟气预氧化使SO2转化为SO3,再将预氧化后的烟气利用如图所示原理进行净化。下列说法正确的是()A.预氧化时,可以用酸性KMnO4溶液来氧化SO2B.净化气可能为纯净物C.阳极的电极反应式:2SO42--4e-2SO3↑+OD.工业上一般用蒸馏水吸收“扫出气”,得到的产物保存在棕色广口瓶中答案CA项,酸性KMnO4溶液可将SO2直接氧化成SO42-,错误;B项,烟气中主要含有N2、O2和SO2,O2和SO2生成SO3的反应为可逆反应,净化气不可能为纯净物,错误;C项,根据扫出气中有N2、O2和SO3,可知阳极上有SO3生成,正确;D项,工业上用浓硫酸来吸收SO3,33.将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案,原理如图所示。下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应式为Fe3++e-Fe2+B.工作时,溶液中H+向b极移动C.若消耗8g氧气,电路中转移1mol电子D.总反应为4HCl+O22Cl2+2H2O答案BA项,a极的电极反应式为Fe3++e-Fe2+,正确;B项,H+为阳离子,在电解池工作时应向阴极移动,即移向a极,错误;C项,消耗1mol氧气转移4mol电子,8g氧气为0.25mol,故转移1mol电子,正确;D项,根据电解池的工作原理图知反应物为O2和HCl,生成物为Cl2和H2O,总反应为4HCl+O22Cl2+2H2O,正确。34.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生反应Cu-2e-Cu2+B.电池工作一段时间后,乙池的c(SO42C.电子从锌极经过导线移向铜极D.电池工作一段时间后,甲池中的c(Zn2+)增加答案CCu为正极,电极反应为Cu2++2e-Cu,A错误;阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故两池中c(SO42-)不变,B错误;电子从负极流向正极,C正确;甲池中Zn失电子生成Zn2+,Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,以保持溶液呈电中性,所以甲池中的c(Zn2+)不变35.一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性B.放电时,正极反应包括:Mg2++MgS2+2e-2MgSC.隔膜是阳离子交换膜,充电时Mg2+从b极移向a极D.充电时,若发生2mol电子转移,则阳极增加的质量为24g答案DD项,充电时,阴极反应为Mg2++2e-Mg,若发生2mol电子转移,则阴极增加的质量为24g,错误。36.用惰性电极电解某溶液时,发现两极只有H2和O2生成。则电解一段时间后,下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中,正确的有()①该溶液的pH可能增大;②该溶液的pH可能减小;③该溶液的pH可能不变;④该溶液的浓度可能增大;⑤该溶液的浓度可能不变;⑥该溶液的浓度可能减小A.3种B.4种C.5种D.6种答案C两极只有H2和O2生成,说明实质是电解水。若电解的是强碱(NaOH)的不饱和溶液,则电解后溶液的pH增大,浓度增大;若电解的是非还原性的含氧酸(如H2SO4)的不饱和溶液,则电解后溶液的pH减小,浓度增大;若电解的是活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)的饱和溶液,则溶液pH保持不变,浓度保持不变;电解后溶液的浓度不可能减小。37.某电化学装置如图所示,a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是()A.溶液中电子从B极移向A极B.若B为粗铜,A为精铜,则溶液中c(Cu2+)保持不变C.若A、B均为石墨电极,则通电一段时间后,溶液的pH增大D.若B为粗铜,A为精铜,则A、B两极转移的电子数相等答案D电解质溶液通过离子移动导电,电解质溶液中没有电子移动,A错误;若B为粗铜,A为精铜,电解质溶液是硫酸铜溶液,则该装置为电解法精炼铜的装置,溶液中c(Cu2+)略减小,B错误;若A、B均为石墨电极,电解方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,则通电一段时间后,溶液pH减小,C错误;若B为粗铜,A为精铜,根据得失电子守恒可知,A、B两极转移的电子数一定相等,D正确。38.图甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素CO(NH2)2转化为环境友好物质,实现化学能转化为电能的装置,并利用甲、乙两装置实现在铁上镀铜。下列说法中不正确的是()甲乙A.电解完成后,乙装置中溶液颜色不变B.铜电极应与Y相连接C.M电极反应式:CO(NH2)2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+D.当N电极消耗0.25mol气体时,铜电极质量减少16g答案DD项,由得失电子守恒有0.25mol×4=2n(Cu),则n(Cu)=0.5mol,故铜电极质量减少0.5mol×64g·mol-1=32g,故D错误。39.如图所示装置中,小试管内为红墨水,U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察,装置中有如下现象:开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液面回升,略高于U形管中的液面。以下有关解释不正确的是()A.生铁片中的铁是原电池的负极,发生氧化反应生成Fe2+B.开始时雨水酸性较强,生铁片发生析氢腐蚀C.红墨水液面回升时,正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-D.如果将铁片换成铜片,也会出现“开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液面回升”的现象答案D开始时雨水酸性较强,生铁片发生析氢腐蚀,产生H2导致压强增大,使插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后因雨水酸性减弱,发生吸氧腐蚀,正极发生反应O2+2H2O+4e-4OH-,消耗O2导致压强减小,使导管内的液面回升,故A、B、C正确。若将铁片换成铜片,因Cu与H+不反应,故不会发生析氢腐蚀,只可能发生吸氧腐蚀,故只会出现导管内的液面上升的现象,D错误。40.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是()A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极B.②中Mg作正极,电极反应式:6H2O+6e-6OH-+3H2↑C.③中Fe作负极,电极反应式:Fe-2e-Fe2+D.④中Cu作正极,电极反应式:2H++2e-H2↑答案B②中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能与NaOH溶液反应,故Al是负极,③中Fe在浓硝酸中发生钝化,Cu和浓HNO3反应失去电子作负极,A、C项错误;②中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,负极反应式为2Al+8OH--6e-2AlO2-+4H2O,两反应式相减得到正极反应式为6H2O+6e-6OH-+3H2↑,B项正确;④中Cu是正极,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,D项错误。41.用石墨电极完成下列电解实验:实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生……下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A.a、d处:2H2O+2e-H2↑+2OH-B.b处:2Cl--2e-Cl2↑C.c处:Fe-2e-Fe2+D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜答案Ba、d处试纸变蓝,说明该处有OH-生成,a、d作阴极,电极反应为2H2O+2e-H2↑+OH-,A正确;b处变红,局部褪色,说明是溶液中的Cl-失去电子生成Cl2,Cl2溶于水生成盐酸和HClO,B错误;c处为阳极,铁失去电子,C正确;实验一中ac形成电解池,db形成电解池,实验二中形成电解池,铜珠左侧为阳极,m、n在铜珠的右侧,为阴极,左侧铜放电生成Cu2+,Cu2+移动到m处,在m处Cu2+得到电子生成Cu,D正确。42.将H2S转化为S和H2的工作原理如图所示,下列说法不正确的是()A.该电池能实现光能转化为化学能B.a电极的电极反应:2H++2e-H2↑C.光照后,b电极的电极反应:Fe2+-e-Fe3+D.b电极区溶液的pH减小答案DD项,电池工作时,a电极区消耗的H+的物质的量与通过质子交换膜从b电极区进入a电极区的H+的物质的量相等,因此b电极区溶液的pH不变,故D错误。43.用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A.可用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH--2e-ClO-+H2OC.阴极的电极反应式:2H2O+2e-H2↑+2OH-D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O答案D依题意,阳极上Cl-转化为ClO-,溶液pH为9~10,故阳极的电极反应式为Cl-+2OH--2e-ClO-+H2O,B正确;阴极上H+放电生成H2,电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,C正确;溶液pH为9~10,除去CN-的反应为2CN-+5ClO-+2OH-N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O,D错误。44.高铁酸钾是一种强氧化剂,也是一种绿色净水剂。已知:(1)5FeO42-+3Mn2++16H+5Fe3++3MnO4(2)MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2下列有关推断正确的是()A.明矾、高铁酸钾处理饮用水的原理完全相同B.氧化性:FeO42->MnC.反应(1)中氧化剂、还原剂的物质的量之比为3∶5D.若将反应(2)设计成原电池,Fe2+在正极放电答案B明矾的净水原理是Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,而K2FeO4净水的原理是其具有强氧化性能杀菌消毒,A项错误;氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,B项正确;反应(1)中FeO42-是氧化剂,Mn2+是还原剂,其物质的量之比为5∶3,C项错误;将反应(2)设计成原电池,则负极上发生氧化反应,电极反应式为Fe2+-e-Fe3+45.(双选)研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,同时还可对污水、餐厅废弃物等进行科学处理。利用微生物燃料电池原理处理酸性废水的示意图如图。下列说法正确是()A.工作时,H+由b极区移向a极区B.负极反应为[Fe(CN)6]3-+e-[Fe(CN)6]4-C.消耗0.1molCH3COOH,a极区质量减少9.6gD.放电过程中,b极附近溶液的pH变小答案CD由题图知,工作时在a极上CH3COOH被氧化为CO2,则a为负极,b为正极,H+应从a极区移向b极区,A项错误;正极反应为[Fe(CN)6]3-+e-[Fe(CN)6]4-,B项错误;a极电极反应为CH3COOH-8e-+2H2O2CO2↑+8H+,每消耗1molCH3COOH,a极区释放2molCO2气体,8molH+从a极区移向b极区,质量减少2mol×44g/mol+8mol×1g/mol=96g,则消耗0.1molCH3COOH,a极区质量减少9.6g,C项正确;由C项知,放电过程中,b极附近溶液的氢离子浓度增大,pH变小,D项正确。46.(双选)用质子导体固体氧化物燃料电池(P—SOFC)脱氢可得丙烯,可实现“烯烃—电力”联产。下列说法正确的是()A.催化剂促进电能转变为化学能B.O2-由负极迁移至正极C.负极上发生的电极反应为C3H8-2e-C3H6+2H+D.电池总反应为2C3H8+O22C3H6+2H2O答案CD该装置为原电池,化学能转变为电能,A项错误;O2通入的电极为正极,O2得电子后形成O2-,会与从负极迁移过来的H+结合形成H2O,B项错误;负极电极反应式为C3H8-2e-C3H6+2H+,C项正确;正极的电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,两电极转移电子数目相等,将正极、负极反应相加,得总反应方程式:2C3H8+O22C3H6+2H2O,D项正确。47.某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置,如图所示。在a极将生活污水中的有机物(以C6H12O6为例)转化为CO2,在b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为N2。下列说法不正确的是()A.a电极的电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O6CO2↑+24H+B.若b极产生了4.48L(已换算为标准状况)的气体,则穿过质子交换膜进入左室的H+数目为2NAC.电池工作时,电流由b极经负载流向a极,再经两电解质溶液回到b极D.若用该电池对铅蓄电池进行充电,b极接PbO2极答案Ba电极上C6H12O6被氧化为CO2,为原电池负极,电解质溶液显酸性,故电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O6CO2↑+24H+,A项正确;H+应穿过质子交换膜向右室(正极)移动,B项错误;电池工作时,电流由正极(b极)经负载流向负极(a极),再经两电解质溶液回到b极,C项正确;铅蓄电池放电时PbO2极为正极,充电时PbO2极为阳极,需连接外接电源正极,即b极接PbO2极,D项正确。48.(双选)我国科学家研制出一种可充电Na-Zn双离子电池体系,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.充电时,阴极区溶液的pH增大B.因部分电能转化为热能,充电时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.放电时,每转移0.2mol电子,负极区电解质溶液质量减少4.6gD.放电时,正极的电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+Na0.6MnO2答案BC充电时,阴极区[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn和OH-,故溶液的pH增大,A项正确;充电时,每通过2mol的电子,就会析出1mol的锌,通过的电量与锌的析出量关系确定,B项错误;放电时,每转移0.2mol电子,负极区生成0.1molZn2+,有0.2molNa+通过阳离子交换膜到正极,故负极区电解质溶液质量增加0.1mol×65g/mol-0.2mol×23g/mol=1.9g,C项错误;放电时,正极得电子,Mn元素的化合价降低,电极反应式为Na0.6-xMnO2+xNa++xe-Na0.6MnO2,D项正确。49.关于下列各装置图的叙述中,不正确的是()A.用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液B.用装置①进行电镀,镀件接在b极上C.装置②的总反应为Cu+2Fe3+Cu2D.装置③中的铁钉几乎没被腐蚀答案C装置①中,b极是阴极,发生还原反应,生成铜,A、B项正确;装置②中,由于铁比铜活泼,铁作负极与氯化铁溶液反应,C项错误;浓硫酸有强氧化性,常温下可以使铁钝化,D项正确。50.纳米Fe2O3在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融NaOH—KOH为电解液,Fe2O3在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是()A.惰性电极是电解池的阴极,发生还原反应B.产生2.24LO2时,转移的电子数为0.4NAC.惰性电极Ⅰ的电极反应:Fe2O3+3H2O-6e-2Fe+6OH-D.生成氨气的反应:2Fe+N2+3H2OFe2O3+2NH3答案D该装置为电解池,根据题图,OH-向惰性电极移动,则惰性电极为阳极,A项错误;2.24LO2未标明为标准状况下测定,无法计算,B项错误;惰性电极Ⅰ为阴极,电极反应式为Fe2O3+3H2O+6e-2Fe+6OH-,C项错误;由题图及阴极电极反应式可知,生成氨气的反应为2Fe+N2+3H2OFe2O3+2NH3,D项正确。51.将电化学法和生物还原法有机结合,利用微生物电化学方法生产甲烷,装置如图所示。下列说法错误的是()A.离子交换膜可允许H+通过B.通电时,电流方向为:a→电子导体→离子导体→电子导体→bC.阳极的电极反应式为CH3COO-+2H2O-6e-2CO2↑+7H+D.生成0.1molCH4时阳极室中理论上生成CO2的体积是4.48L(标准状况)答案C由题图知,左池中CH3COO-在电极上被氧化为CO2,左边电极为阳极,阳极反应产生H+,阴极反应消耗H+,故H+通过离子交换膜由阳极移向阴极,A项正确;电流从电源正极流向负极,a为正极,b为负极,B项正确;阳极CH3COO-→2CO2失去8个电子,即电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O2CO2↑+7H+,C项错误;根据得失电子守恒得右池中:CO2CH4~8e-,左池中:CH3COO-2CO2~8e-,故V(CO2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L,D项正确。52.(双选)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是()A.a电极的电极反应式为4H2O+4e-2H2↑+4OH-B.电池放电过程中,Cu(1)电极上的电极反应式为Cu2++2e-C.c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜D.电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得320gNaOH答案CD浓差电池中,左侧溶液中Cu2+浓度大,发生还原反应,所以Cu(1)电极为正极,发生反应Cu2++2e-Cu,则电解槽中a电极为阴极,电极反应式为4H2O+4e-2H2↑+4OH-,A、B项正确;a电极为阴极,b电极为阳极,电解过程中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,故c为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,C项错误;电池从开始工作到停止放电,溶液中Cu2+浓度变为1.5mol/L,正极上析出Cu的物质的量n(Cu)=(2.5-1.5)mol/L×2L=2mol,根据得失电子守恒有Cu~2e-~2NaOH,电解池理论上生成NaOH的物质的量n(NaOH)=2n(Cu)=4mol,则m(NaOH)=nM=4mol×40g/mol=160g,D项错误。53.2019年12月17日,中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,山东舰所用特种钢材全部国产,研发过程中重点提高了材料的耐腐蚀性。在一定条件下,某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所示,下列说法正确的是()pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeOA.当pH<6.5时,碳钢主要发生化学腐蚀B.当pH<4和pH>13.5时,碳钢主要发生析氢腐蚀C.pH越大,碳钢的腐蚀速率越慢D.pH=14时,负极反应为4OH-+Fe-3e-FeO2-+2H2答案DpH<6.5时,碳钢主要发生电化学腐蚀,A项错误;当pH>13.5,碳钢主要发生吸氧腐蚀,B项错误;从表中信息可以得出,pH在6~8之间时,碳钢的腐蚀速率慢,但pH>8时,碳钢的腐蚀速率加快,C项错误;pH=14时,负极区Fe在碱性条件下发生吸氧腐蚀,D项正确。54.(双选)SiH4广泛用于微电子、光电子行业,用粗硅作原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如图。下列叙述正确的是()A.通入H2的一极为电解池的阳极,反应式为H2-2e-2H+B.电解过程中,Li+由粗硅一极向通入H2的一极迁移C.熔融的LiCl—KCl—LiH中H-参与阳极反应D.粗硅上的反应式:Si+4H++4e-SiH4↑答案BC由题意及原理图知,左边通入H2,在电极上H2应转化为H-,该电极为阴极,电极反应式为H2+2e-2H-,A项错误;熔融盐LiH中含有Li+和H-,电解过程中,阳离子向阴极(通入H2的一极)移动,B项正确;根据A项分析,粗硅为电解池的阳极,电极反应式为Si+4H--4e-SiH4↑,C项正确,D项错误。55.利用K2Cr2O7处理含苯酚废水的装置如图所示,其中a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜。处理后的废水毒性降低且不引入其他杂质。工作一段时间后,下列说法错误的是()A.正极区溶液的pH变大B.每转移3mol电子,N极室溶液质量减少51gC.中间室NaCl的物质的量保持不变D.M极的电极反应式:C6H5OH+11H2O-28e-6CO2↑+28H+答案B该装置为原电池,在M极上C6H5OH转化为CO2,发生氧化反应,则M极为负极,N极为正极,正极电极反应式为Cr2O72-+6e-+7H2O2Cr(OH)3↓+8OH-,溶液的pH变大,A项正确;根据A项分析,当转移3mol电子时,生成1molCr(OH)3固体,同时有3molOH-离开N极室,则N极室溶液质量减少1mol×103g/mol+3mol×17g/mol=154g,B项错误;N极室中的OH-和M极室的H+进入中间室中和生成水,不影响NaCl的物质的量,C项正确;M极为负极,C6H5OH失去电子生成CO256.(双选)新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图。当闭合K2时,发生反应为xMg+xLi2SO4+2Li1-xFePO4xMgSO4+2LiFePO4。下列关于该电池说法错误的是()A.当闭合K2时,出现图示中Li+移动情况B.放电时正极的电极反应式为xLi++Li1-xFePO4+xe-LiFePO4C.可以通过提高Li2SO4、MgSO4溶液的酸度来提高该电池的工作效率D.若x=14,则Li1-xFePO4中Fe2+与Fe3+的个数比为答案AC当闭合K2时,该装置为原电池,Li1-xFePO4得电子,Li1-xFePO4/LiFePO4为正极,Li+向正极移动,A项错误;放电时正极为Li1-xFePO4生成LiFePO4,电极反应式为xLi++Li1-xFePO4+xe-LiFePO4,B项正确;若提高溶液酸度,断路时Mg仍会自发的与电解质溶液反应从而造成损失,电池的工作效率会降低,C项错误;若x=14,则该物质为Li34FePO4,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0可知,该物质中Fe的平均化合价为+2.25,则Fe2+与Fe3+的个数比为57.双极膜(CM/AM)在电场作用下能将水解离为H+和OH-,用双极膜电解槽电解糠醛()溶液制备糠醇()和糠酸盐()时,MnO2/MnOOH在电极与糠醛之间传递电子,电解过程如图所示。下列说法错误的是()A.双极膜将水解离为H+和OH-的过程是物理变化B.X极的电极反应为+2H++2e-C.生成糠酸盐的反应为+MnO2+OH-+MnOOHD.电解过程中,双极膜右侧溶液的pH降低答案C双极膜将水解离为H+和OH-的过程中,只有化学键的断裂,没有化学键的形成,属于物理变化,A项正确;该装置为电解池,X极糠醛被还原为糠醇,X极为阴极,B项正确;由题图知,二氧化锰与糠醛在碱