专题突破练-07-专题七电化学-2024高考化学一轮复习

专题突破练

1.［2022福建三中质检六］流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电

解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶

液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为

Cu+PbO,+2H?SOA=CuSO4+PbS04+20下列说法不正确的是(D)

A.a为负极，b为正极

B.该电池工作时PbOz电极附近溶液的PH增大

C.a极的电极反应为Cu-2e-=Cu24

D.调节电解质溶液的方法是补充CuSO《

［解析］电池总反应为Cu+PbO,+2H,S04=CuS04+PbS04+2H?C,则铜失电

子发生氧化反应为负极FbO,得电子发生还原反应为正极，所以a为负极,b为

正极，故A正确；PbO,得电子发生还原反应为正极，电极反应式为

PbO2+4H*+S0：+2e・=PbSO4+2H述，所以PbO,电极附近溶液的pH增

大，故B正确;铜失电子发生氧化反应为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+

故C正确;由电池总反应知调节电解质溶液的方法是补充H2s,故D错误。

2.[2022河北衡水中学二调]我国关于石墨烯的专总数世界排名第一。我国研

发的某种石墨烯电池有关原理示意如图，图中a、c工作时的电极反应分别为

+xtr+xe'=Liq,Li[GS/SilO2-xe'=Li.JGS/Si]。？+xLi^。

下列说法错误的是(C)

离子交换膜

~W---------

cnnd

1]ii

/―>Ii+

石眼"希ii~~»Li+ii

-Li+

IIII

iiii

.一Li+-Li：

।।ii

离子交换膜

A.a与d电极上发生的反应类型相同

B.两个装置中的离子交换膜均为阳离子交换膜

C.若装置工作前C与d电极质量相等则转移0.1mol电子后两个电极质量相差

0.7g

+

D.电池放电时，正极反应为Lh.JGS/SilO:+xLi+xe-=LifGS/Si]O2

I解析]第一个装置为电解池，a极为阴极，匕极为阳极，第二个装置为原电池，

根据Li，移动方向可知，d电极为正极、c电极为负极。a极为电解池的明极，

d电极为原电池的正极，二者均发生还原反应，A正确；两个装置中的离子交换

膜均允许阳离子通过，则两个装置中的离子交换膜均为阳离子交换膜，B正确；

原电池工作时阳离子移向正极，即电路中转移01mol电子时，负极有0.1molLi*

移向正极，所以两个电极质量相差0.2mo)X7g/mol=1.4a,C错误；原电池

的正极发生得电子的还原反应，即正极反应为

U1.JGS/SQ02+xLi++nF=Li[GS/Sf]02,D正确。

3.[2022湖北武昌质检一]化学电池HCOONa-02/H20工作原理如图所示。下列

B.电子由电极M经电解质溶液流向电极N

C.M电极反应式为H«XT+3OH--25=靖+2%。

D.N电极每生成1molNaOH，理论上电路中有4mol电子转移

［解析］左边是HCOO-变为COT,C化合价升高，失去电子，因此电极M为负

极，发生氧化反应，故A错误；电子不穿过电解质溶液，故B错误；题图中左

边是HCOO-变为CO*,则M电极反应式为

HCOO-+3OH--2e-=CO^+2H20，故c正确；N电极反应式为

O,+4e-+2%O=4OH-，因此每生成1molNaOH，理论上电路中有1mol电

子转移，故D错误。

4.［2022湖南长沙一中一模］以铜作催化剂的一种铝硫电池的示意图如图所示，

2

电池放电时的反应原理为3Cun+2Al+14AlCl；==3xCu+8Al,Cl7+3S-e

K+

s2-

A1C1;

ALC1;

交换膜

A.充电时，Cu/Cu.S电极为阳极

B.充电时，阳极的电极反应式为Su-2xe-+S*=Cu.S

C.放电时，IT通过阳离子交换膜向Cu/Cu/S电极移动

D.放电时,每转移1mol电子,负极区电解质溶液质量减轻302

［解析］从总反应分析，放电时AI电极发生了氧化反应,为负极(充电时，该电极

为阴极与电源的负极相连)，电极反应为用+7AlCI；-3e-=4AUCI；jCu/C^S

为正极，电极反应为Cu^+2e-=x€u+S2-,充电时该电极为阳极，与电源

的正极相连。放电时CU/CAS为正极,则充电时为阳极，A项正确；充电时阳

：

极的反应为放电时正极反应的逆过程，则为tCu+S--2e-=CUrS,B项错

误；放电时，通过阳离子交换膜移向CU/CAS极，C项正确；由分析得到关

系取】、、3K4,贝严（川）加01X27g/mol=9g

mK)=1molx39g/mol=39g,负极区减少了移出的不增加了生成的

Al3＞，所以负极区减少的质量为39又一9月=301，口项正确。

5.［2022云南昆明一中调研］平板电脑使用的某种聚合物锂离子电池工作原理如

以电

Li.*Co02+LijC^二LiCoO?+C$

图所示，该电池的总反应为克WLi,以表示锂原

子嵌入石墨形成的复合材料)。下列说法错误的是(B)

A.放电时，A极为电池的正极

B.K与N相连接时，Li*通过隔膜向B极区迁移

C.放电时，负极反应式为LL5-xe-=xLr+5

D.K与M相连接时，阳极反应式为UCOOLre'=xLi*+Lii..CoO,

［解析］由图示可知，充电时A极与电源正极相连，则放电时A极为正极，A正确；

K与N相连接时，该装置为原电池，A极为正极，Lr通过隔膜向A极区迁移，

B错误；放电时，该装置为原电池，放电时的负极反应式为

LLQ-re*=xLC+J,C正确；K与M相连接时，该装置为电解池，依据

总反应可知,充电时的阳极反应式为UCoO?-xe——+Lii.rCoO?,D正

确。

6.［2021山西晋中模拟］Na,CO?溶液(足量)的电解装置图如图所示，下列说法

错误的是(B)

K

NaHCO?溶液注Hbj|iB

21NaOH溶液

二二二二二二二.7一二二二二二二

-二二二二二二_?一二二二二二二

三三三三三

Na<()3溶液:二二二二三■二二三三1NaOH溶液

「———d

离子交换膜

A.K闭合后，A电极上发生的电极反应为

4C0j-+2H,O-4e-=4HCO；+021

B.a处产生的气体和b处产生的气体的质量比为16:1

c.K未闭合时，左侧电极室溶液中：

c(Na*)>c(CO；-)>cfOH')>c(HCO；)>“H4)

D.当A极室生成1molNaHCO?时，B极室NaOH增加1mol

［解析］装置中钠离子向阳极移动,可知B为阴极，A为阳极,电极反应为

4CO5-+2H2O-4e-=4HCO；+021，故A正确；a出口为氧气，b处产生

氢气，两者的物质的量之比应为1:2,则质量比为8：1，故B错误；K未闭合

时，左侧电极室溶液为碳酸钠溶液，溶液中离子的浓度大小为

c(Na*)>c(CO；-)>c(OH-)>c(HCOJ>c(H］,故C正确；阳极反应为

4C0i-+2H2O-4e-=4HCO；+。？1,阴极反应为

2H2。+2e—-H2T+2OH-，根据得失电子守恒可知，A室产生1molNaHCO3

时，B室产生ImolNaOH,故D正确。

7.［2022东北育才高中模拟］某钠一空气水电池的放电过程原理如图所示，下列

说法正确的是(C)

钠箔/-

非水系溶/液F向导体::湍若液甲碳”纸催化剂

A.放电时，电子由钠箔经非水系溶液流向碳纸

B.充电时,Na-向阳极移动

C.放电时，当有0」mole-通过导线时，则钠箔质量减小2.3只

D.充电时,碳纸与电源负极相连,电极反应式为4OH--4e-=2H,0+0.1

［解析］放电时，该装置为原电池，钠箔为负极，碳纸为正极，电子由钠箔经外电

路流向碳纸，不经过非水系溶液，A错误；充电时，该装置为电解池，充电过程

中，阳离子(Na1向阴极移动,B错误；放电时，负极钠箔反应消耗金属钠，导

致电极质量减轻，当有0」mole-通过导线时，钠箔减少的质量为

0.1molX23R/mol=2.35,c正确；充电时，碳纸与电源正极相连，作阳极，

电极反应式为40H'4e-=2出O+CM,D错误。

8.［2021黑龙江牡丹江一模］微生物电解池是一种新型的且能兼顾氢气或甲烷回

收的废水处理技术，将电化学法和生物还原法有机结合，具有很好的应用前景。

微生物电化学产甲烷法的装置如图所示。下列有关说法正确的是（B）

离子交换膜

A.“产电菌”极的电势比“产甲烷菌”极的低

B.“产甲烷菌”能有效抑制的放电

C.阴极的电极反应式是CO,-8e-+8H-=Ca+2H?0

D.若产生1molCH.,理论上阳极室生成CO,的体积为44.8L

I解析］由题图可知，右侧CO2得电子转化为CH”，则右侧电极为阴极，阴极的电

极反应式为CO?+8e-+8次=CH4+2出0，左侧为阳极，阳极上门式00一失

电子生成CO）,电极反应为CMCOO--8e~+2H?0=2C0?T+7fT。左侧“产

电菌”极为阳极，右侧“产甲烷菌”极为阴极，所以“产电菌极的电势比“产甲烷菌”

极的高，故A错误；右侧为阴极，阴极上氢离子不放电，而二氧化碳放电，说

明“产甲烷菌''能有效抑制的放电，故B正确；阴极上二氧化碳得电子生成甲

烷，故C错误；没有说明是否为标准状况，所以无法计算二氧化碳的体积，故D

错误。

9.［2021山东，10,2分］以KOH溶液为离子导体，分别组成CHaOH-0?、

N#,-02、(CEbNNH,-03清洁燃料电池，下列说法正确的是(C)

A.放电过程中，K*均向负极移动

B.放电过程中,KOH物质的量均减小

C.消耗等质量燃料JCHD,NNH,-0,燃料电池的理论放电量最大

D.消耗1mol0,时，理论上％儿-0,燃料电池气体产物的体积在标准状况下

为1L2L

［解析I原电池放电时,阳离子向正极移动，故不均向正极移动，A项错误；

CH3OH-02^(CH3)2NNH2-02放电时产生的二氧化碳与KOH反应,KOH的

物质的量减小，N2H4-03放电时电池总反应式为N2H4+。2=电+2比。,

放电过程中溶液中KOH的物质的量不变，B项错误；三种燃料转移电子数关系

为CH?OH~6e-,N2H4-4e-,(CH3)2NNH2-16e-，计算可知转移

12mol，消耗2moicH°OH，即64g，消耗3molN,凡，即96g，消耗

0.75moMCH,),NNH,,即45a，故消耗等质量燃料，(CHJ,NNH、-0、燃料

电池理论放电量最大，C项正确；根据*儿-03放电时电池总反应式：

N2H<+O2=2+2也0,可知消耗1mol02时,理论上气体产物的体积在标

准状况下为224L,D项错误;故选C。

10.［2022浙江杭州西湖质检］2019年的诺贝尔化学奖授予研究锂离子电池的三

位科学家。一种锂离子电池的工作原理如图所示，其负极材料为嵌锂石墨，正极

材料为LiC。。，，放电时的总反应可表示为LL金+Lii.«CoO?—LiCoO?+C&。

下列说法正确的是(D)

酯溶液(无水)

A.放电时锂离子由匕极脱嵌，移向a极

B.放电时b极的电极反应式为UCo02-xe-=U^Co02+xLf

C.充电时，a极接电源正极，发生还原反应

D.使用LiPF,的碳酸酯溶液作电解液,是为了避免使用水作溶剂时水与金属锂

反应

I解析I负极材料为嵌锂石墨，说明》极为负极，则放电时锂离子由3极脱嵌，移

向b极，故A错误；放电时，b极为正极，得电子,故B错误;放电时，a极

为负极，充电时，a极接电源负极，发生还原反应，故C错误；金属锂和水易

反应，故D正确。

11.[2022河南周口郸城一中调研]某大学科研团队,在光电催化体系中，利用双

极膜处理烟气中的S02,工作原理如图所示，02在电极上生成一种具有强氧化

性的羟基自由基(H0•),下列说法错误的是(D)

直流电源

H2O|

A.该装置可把电能和光能转化成化学能

-

B.阳极反应式为S6-2e~+40H-=SOj+2H20

C.该装置处理标准状况下5.6LS02时，有0.25mol通过膜闩

c力后至口而亡+12so2+O2+2H2O*2H2s0$

D.该装置中总反应方程式为

I解析I根据图示知，该装置为电解池，可将电能和光能转化为化学能，A正确；

由图示知，阳极反应为SO?-2e-+4OH-=SO1+2H.0,B正确；当阳极

处理1molSO,时，电路中转移2mol电子，阴极上0?得电子，根据电极反应

。2+2+2H-=2H0.知，可形成2mo)HO.,2molH0.可氧化1molS02,

故实际阳极和阴极处理SO?的量相等，则当有5.6LS02被处理时，实际阳极处

理的"SO?)=4A=0125m3,则电路中转移电子的物质的量为

0.125molX2=0.25mol,根据电荷守恒知有0.25molH4通过膜a进入阴极

室，C正确；由图示知，阴极室发生反应：02+2院+2H-=2H0.、

2HO+SO2=2H++SO1-，阳极反应为

SO,-25+4OH-=SO；+2电。，故该装置总反应方程式为

2SO+0+40H*=2SOJ"+2H0

222,D错误。

12.［2021甘肃天水七模］全钢液流电池的放电原理为

vo：+V?++2H-=VO2*+V3-+H,0,该电池续航能力强，充电时间短。用

太阳能电池给全钿液流电池充电的装置如图所示。下列说法错误的是(A)

太阳能电池

A.太阳能电池放电时，化学能转化为电能

B.电极M上的电势彳氐于电极N上的电势

C.交换膜可选用质子交换膜

D.全钢液流电池放电时，正极的电极反应式为VO：+2H++e-=VO2*+H.O

23

I解析］全钢液流电池的放电原理为VO：+武+2H+=VO*+V*+H2O，放

电时V"在负极上失去电子，VO*在正极上得到电子，原电池中阳离子向正极

移动，据此回答。太阳能电池放电时太阳能转化为电能，故A错误；M为阴极，

N为阳极，则电极M上的电势低于电极N上的电势，故B止确；电解质溶液中，

氢离子向正极移动，在正极上发生反应VO：+2H++e-=VO"+H?0,所以

交换膜可选择质子交换膜，故C、D正确。

13.［2022福建漳州联考］十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战）某种利用垃圾

渗透液实现发电、环保二位一体的装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法

正确的是（D）

微生物硝化

垃圾渗透液

A.盐桥中C厂向Y极移动

B.电路中通过7.5mol电子时，共产生标准状况下舟的体积为16.8L

C.电流由X极沿导线流向Y极

D.Y极电极反应式为2NO；+105+6H?O=N?U12OH-,Y极附近溶液

PH增大

［解析］由图示可知K极上氨气失电子发生氧化反应生成氮气K极是负极;Y电

极上NO；得电子发生还原反应生成氮气，Y极是正极。处理垃圾渗透液的装置

属于原电池装置，阴离子移向负极，所以氯离子向X极移动，故A错误；目池

总反应为5NHa+3NOI=4N2+6比0+30M，电路中通过7.5mol电子时，

产生2mol氮气,在标准状况下N2的体积为44.8L,故B错误;电流由正极流

向负极,即电流由丫极沿导线流向X极，故C错误；Y极是正极，电极反应式

为2NO；+105+6H2O=N2T+12OH-,Y极附近溶液pH增大,故D正确。

14.［2022山东济宁二模"，5—戊二胺（比N是生产新型聚酰胺

产品的重要原料。利用双极膜（BPM,在直流电场的作用下，双极膜复合层间

的H，0解离成H，和OFT