2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題突破練05電化學(xué)試題附參考答案

1、PAGE PAGE 6專題突破練五電化學(xué)一、選擇題1.(雙選)(2021河北唐山二模)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究小組探究MnO2與某些鹽溶液的反應(yīng),設(shè)計如圖裝置。左燒杯中加入50 mL 6 molL-1硫酸,右燒杯中加入50 mL 6 molL-1 CaCl2溶液,鹽橋選擇氯化鉀瓊脂。當(dāng)閉合開關(guān)K時,電流表中出現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn),下列說法正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)裝置屬于電解池B.左側(cè)燒杯中的電極反應(yīng)為MnO2+4H+2e-Mn2+2H2OC.C電極上發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)D.若將鹽橋中氯化鉀瓊脂換成KNO3瓊脂,則C電極上產(chǎn)生的氣體的總量減少2.(2021江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研一)Al-

2、N2二次電池以離子液體為電解質(zhì),其工作原理如圖所示。石墨烯/Pd作為電極催化劑,可吸附N2。下列說法正確的是()A.充電時,可實(shí)現(xiàn)氮的固定B.充電時,陰極上反應(yīng)為Al3+3e-AlC.放電時,正極上反應(yīng)為8Al2C+N2+6e-2AlN+14AlCD.放電時,石墨烯/Pd用于提高N2反應(yīng)的活化能3.(雙選)(2021山東日照一模)納米硅基鋰電池是一種新型二次電池,電池裝置如圖所示,工作時硅基電極上的反應(yīng)為LinSi-ne-Si+nLi+。下列說法正確的是()A.電池工作時,硅基電極的電勢高于三元鋰電極的電勢B.電池充電時,三元鋰電極反應(yīng)式可能為LiMxOy-ne-Li1-nMxOy+nLi+C

3、.將有機(jī)聚合物電解質(zhì)換為鋰鹽水溶液,可提高電池工作效率并能延長電池使用壽命D.若工作前電池兩極的質(zhì)量相等,電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時,兩極的質(zhì)量相差2.8 g4.(雙選)(2021湖南常德一模)氨硼烷(NH3BH3)電池裝置如圖所示(起始未加入氨硼烷之前,兩極室內(nèi)液體質(zhì)量相等),該電池工作時的總反應(yīng)為NH3BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。下列說法錯誤的是()A.b極為正極B.電池工作時,H+通過質(zhì)子交換膜向右移動C.a極的電極反應(yīng)式為NH3BH3-6e-+6OH-N+B+4H2OD.當(dāng)加入6.2 g NH3BH3(假設(shè)全部消耗)時,左右兩極室內(nèi)液體質(zhì)量差為5 g5.(雙選)(20

4、21河北張家口一模)電化學(xué)脫硫在金屬冶煉和廢水處理中均有應(yīng)用。一種電化學(xué)脫硫工作原理示意圖如圖所示。該裝置工作時,下列說法正確的是()A.a為直流電源的負(fù)極B.陰極區(qū)溶液pH減小C.Mn2+、Mn3+之間轉(zhuǎn)化可加快電子轉(zhuǎn)移D.導(dǎo)線中流過4.5 mol e-同時陽極區(qū)溶液質(zhì)量增加44 g6.(2021廣東選擇考模擬)一種利用納米V2O5纖維為電極的Li-Mg二次電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.放電時,電池的負(fù)極反應(yīng)為Mg2+2e-MgB.充電時,陽極反應(yīng)式可以表示為LiV2O5-e-Li+V2O5C.該電池的電解質(zhì)溶液可以為1 molL-1的LiCl-MgCl2混合水溶液D.電池

5、中所用離子交換膜為陰離子交換膜7.(2021福建泉州質(zhì)量監(jiān)測三)雙極膜(BP)是一種能將水分子解離成H+和OH-的特殊離子交換膜。應(yīng)用雙極膜制取聚合硫酸鐵凈水劑Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m(PFS)的電化學(xué)裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.M為陰離子交換膜,乙為OH-B.電極a的電極反應(yīng)式為2H+2e-H2C.電流過大,會使PFS產(chǎn)品含量降低D.若制得1 mol Fe(OH)SO43,理論上轉(zhuǎn)移的電子為2 mol8.(2021湖南卷)鋅-溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池,廣泛應(yīng)用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅-溴液流電池工作原理如圖所示:下列說法錯誤的是

6、()A.放電時,N極為正極B.放電時,左側(cè)貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小C.充電時,M極的電極反應(yīng)式為Zn2+2e-ZnD.隔膜允許陽離子通過,也允許陰離子通過二、非選擇題9.(2021北京海淀一模)鋰電池有廣闊的應(yīng)用前景。用“循環(huán)電沉積”法處理某種鋰電池,可使其中的Li電極表面生成只允許Li+通過的Li2CO3和C保護(hù)層,工作原理如圖1,具體操作如下。.將表面潔凈的Li電極和MoS2電極浸在溶有CO2的有機(jī)電解質(zhì)溶液中。.05 min,a端連接電源正極,b端連接電源負(fù)極,電解,MoS2電極上生成Li2CO3和C。.510 min,a端連接電源負(fù)極,b端連接電源正極,電解,MoS2電極上消耗

7、Li2CO3和C,Li電極上生成Li2CO3和C。步驟和步驟為1個電沉積循環(huán)。.重復(fù)步驟和步驟的操作,繼續(xù)完成9個電沉積循環(huán)。圖1圖2(1)步驟內(nèi)電路中的Li+由向遷移。(填“Li電極”或“MoS2電極”)(2)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2Li(s)+2CO2(g)Li2CO3(s)+CO(g)H1=-539 kJmol-1CO2(g)+C(s)2CO(g)H2=+172 kJmol-1步驟電解總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。(3)步驟中,Li電極的電極反應(yīng)式為。(4)Li2CO3和C只有在MoS2的催化作用下才能發(fā)生步驟的電極反應(yīng),反應(yīng)歷程中的能量變化如下圖。下列說法正確的是(填字母)。a.反應(yīng)歷

8、程中存在碳氧鍵的斷裂和形成b.反應(yīng)歷程中涉及電子轉(zhuǎn)移的變化均釋放能量c.MoS2催化劑通過降低電極反應(yīng)的活化能使反應(yīng)速率增大(5)受上述“循環(huán)電沉積”法的啟示,科學(xué)家研發(fā)了適用于火星大氣(主要成分是CO2)的“Li-CO2”可充電電池,工作原理如圖2?！癓i-CO2”電池充電時,Li電極表面生成Li而不會形成Li2CO3和C沉積,原因是。PAGE PAGE 9專題突破練五電化學(xué)1.BD解析 該實(shí)驗(yàn)裝置沒有外接電源,故不屬于電解池,屬于帶鹽橋的原電池,A項(xiàng)錯誤。左側(cè)燒杯中電極為正極,發(fā)生的電極反應(yīng)為MnO2+4H+2e-Mn2+2H2O,B項(xiàng)正確。C電極為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl-2e-Cl

9、2,產(chǎn)生的氣體Cl2可使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán),C項(xiàng)錯誤。由于鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū),故若將鹽橋中KCl瓊脂換成KNO3瓊脂,則負(fù)極區(qū)的Cl-的物質(zhì)的量減少,故C電極上產(chǎn)生的氣體的總量減少,D項(xiàng)正確。2.C解析 氮元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)的過程稱為氮的固定,該電池放電時,氮?dú)庠谡龢O上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮化鋁,實(shí)現(xiàn)了氮的固定,A項(xiàng)錯誤。放電時負(fù)極反應(yīng)為Al-3e-+7AlC4Al2C;充電時,陰極反應(yīng)為4Al2C+3e-Al+7AlC,B項(xiàng)錯誤。放電時,氮?dú)庠谡龢O上發(fā)生還原反應(yīng)生成氮化鋁,鋁元素來自Al2C,正極反應(yīng)為8Al2C+N2+6e-2AlN+14AlC,C項(xiàng)正確。放電時,石墨

10、烯/Pd作為正極的催化劑,可降低N2反應(yīng)的活化能,增大反應(yīng)速率,D項(xiàng)錯誤。3.BD解析 電池工作時,硅基電極上的反應(yīng)為LinSi-ne-Si+nLi+,故硅基電極為負(fù)極,其電勢低于三元鋰電極的電勢,A項(xiàng)錯誤。電池充電時,三元鋰電極連接正極,為陽極,陽極上LiMxOy失電子產(chǎn)生Li+,電極反應(yīng)式可能為LiMxOy-ne-Li1-nMxOy+nLi+,B項(xiàng)正確。鋰為活潑金屬,能與鋰鹽水溶液中的水反應(yīng),故不能將有機(jī)聚合物電解質(zhì)換為鋰鹽水溶液,C項(xiàng)錯誤。原電池工作時,Li+移向正極,使負(fù)極質(zhì)量減少、正極質(zhì)量增加,轉(zhuǎn)移1 mol電子時,有1 mol Li+移動,兩極質(zhì)量相差2 mol7 gmol-1=1

11、4 g,則電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時,兩極的質(zhì)量相差14 g0.2=2.8 g,D項(xiàng)正確。4.CD解析 電池工作時的總反應(yīng)為NH3BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O;負(fù)極:NH3BH3+2H2O-6e-N+B+6H+;正極:H2O2+2H+2e-2H2O?？膳袛喑鯽極為負(fù)極,b極為正極,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯誤。a極上生成氫離子,b極上消耗氫離子,故電池工作時,H+通過質(zhì)子交換膜向右移動,B項(xiàng)正確。6.2 g NH3BH3的物質(zhì)的量為=0.2 mol,生成的H+的物質(zhì)的量為1.2 mol,b極區(qū)增加1.2 mol H+,故當(dāng)加入6.2 g NH3BH3時,左、右兩極室內(nèi)液體質(zhì)量差為6.2

12、g-1.2 mol21 gmol-1=3.8 g,D項(xiàng)錯誤。5.AC解析 由圖及Mn元素的化合價變化可知,Mn2+失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Mn2+-e-Mn3+,Mn3+再與FeS(s)發(fā)生反應(yīng)FeS+9Mn3+4H2O9Mn2+8H+Fe3+S,所以右側(cè)電極為陽極,則b為直流電源的正極、a為直流電源的負(fù)極,A項(xiàng)正確。在陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)2H+2e-H2,轉(zhuǎn)移2 mol電子時,陰極區(qū)消耗2 mol H+,同時有2 mol H+由陽極區(qū)經(jīng)質(zhì)子交換膜移入陰極區(qū),故溶液pH不變,B項(xiàng)錯誤。Mn2+、Mn3+之間轉(zhuǎn)化,起到在FeS和電極之間傳遞電子的作用,可加快電子轉(zhuǎn)移,C項(xiàng)正確

13、。由電極反應(yīng)式知,導(dǎo)線中流過4.5 mol e-時,根據(jù)FeS9Mn3+9e-9H+88 g9 mol9 gm(增加)4.5 molm(減少)m(增加)=44 g,m(減少)=4.5 g,所以有44 g FeS參加反應(yīng),同時有4.5 g氫離子移入陰極區(qū),故陽極區(qū)溶液質(zhì)量增加44 g-4.5 g=39.5 g,D項(xiàng)錯誤。6.B解析 放電時負(fù)極反應(yīng)為Mg-2e-Mg2+,A項(xiàng)錯誤。充電時,陽極LiV2O5失去電子生成V2O5,B項(xiàng)正確。若電解質(zhì)溶液為1 molL-1的LiCl-MgCl2溶液,充電時,陰極不再是Mg2+得電子,C項(xiàng)錯誤。由圖可知,通過離子交換膜的離子為Mg2+和Li+,則離子交換膜

14、是陽離子交換膜,D項(xiàng)錯誤。7.D解析 由圖可知交換膜M右側(cè)的產(chǎn)物為硫酸,可知S從硫酸鐵溶液進(jìn)入硫酸室中,M為陰離子交換膜;根據(jù)BP膜兩側(cè)電荷的分布,可判斷出甲為H+,乙為OH-,A項(xiàng)正確。由H+向a極移動,可判斷a極為陰極,a極的電極反應(yīng)式為2H+2e-H2,B項(xiàng)正確。電流過大會使大量OH-進(jìn)入硫酸鐵溶液室中,生成氫氧化鐵沉淀,使PFS含量降低,C項(xiàng)正確。若制得1 mol Fe(OH)SO43,則有3 mol OH-進(jìn)入硫酸鐵溶液室中,理論上轉(zhuǎn)移的電子為3 mol,D項(xiàng)錯誤。8.B解析 該電池放電反應(yīng)總方程式:Zn+Br2ZnBr2,放電時,Br2在正極反應(yīng),ZnBr2被循環(huán)回路“回收”至左側(cè)

15、貯液器中,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯誤;充電時,鋅極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng):Zn2+2e-Zn,C項(xiàng)正確;放電時,Br2得電子產(chǎn)生Br-,通過隔膜遷移至負(fù)極區(qū),形成ZnBr2回流至左側(cè)貯液器,Zn失電子產(chǎn)生Zn2+,通過隔膜遷移至正極區(qū),形成ZnBr2回流至右側(cè)貯液器;充電時,Zn2+得電子生成Zn在M極放電,部分Zn2+在隔膜上生成沉積鋅,而Br-在貯液器處轉(zhuǎn)化為Br2復(fù)合物貯存,該過程中Zn2+、Br-都可以通過隔膜,D項(xiàng)正確。9.答案 (1)Li電極MoS2電極(2)4Li(s)+3CO2(g)2Li2CO3(s)+C(s)H=-1 250 kJmol-1(3)4Li+3CO2+4e-2Li2CO3+C(4)ac(5)電解質(zhì)中未溶解CO2,內(nèi)電路中的膜只允許Li+通過,不允許CO2通過,陰極生成的CO2無法遷移到陽極轉(zhuǎn)化為C和C解析 (1)從圖1可以看出,步驟中a端連電源正極,Li電極作陽極,陽離子向陰極移動,Li+從Li電極向MoS2電極遷移。(2)步驟的總反應(yīng)為4Li(s)+3CO2(g)2Li2CO3(s)+C(s),根據(jù)蓋斯