（廣東版）新高考化學(xué)三輪沖刺強(qiáng)化練習(xí) 第16題 電解池、新型化學(xué)電源的應(yīng)用（原卷版）

押廣東卷第16題電解池、新型化學(xué)電源的應(yīng)用核心考點(diǎn)考情統(tǒng)計(jì)考向預(yù)測(cè)備考策略電解池的應(yīng)用2023·廣東卷，162021·廣東卷，16考查陌生電解池，主要考查膜的應(yīng)用，體現(xiàn)綜合性和創(chuàng)新性；考查新型化學(xué)電源的應(yīng)用，主要考查電極反應(yīng)方程式的書寫，及根據(jù)電極反應(yīng)判斷物質(zhì)濃度變化等，體現(xiàn)綜合性和應(yīng)用性。1．重點(diǎn)把握電解池中膜的各種功能，同時(shí)關(guān)注新信息的解讀，電極反應(yīng)方程式的書寫。2．重點(diǎn)把握新型化學(xué)電源中電極反應(yīng)的書寫和相關(guān)計(jì)算。新型化學(xué)電源的應(yīng)用2022·廣東卷，161．（2023廣東卷，16）用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解溶液制氨。工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成和，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是

A．電解總反應(yīng)：B．每生成，雙極膜處有的解離C．電解過程中，陽極室中的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率2.（2022廣東卷，16）科學(xué)家基于易溶于的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：。下列說法正確的是A．充電時(shí)電極b是陰極B．放電時(shí)溶液的減小C．放電時(shí)溶液的濃度增大D．每生成，電極a質(zhì)量理論上增加3．（2021廣東卷，16）鈷()的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是A．工作時(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大B．生成，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少C．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：知能點(diǎn)1電極反應(yīng)式的書寫1.原電池電極反應(yīng)式的書寫(1)結(jié)合電池的電解液情境寫出電極反應(yīng)式。①負(fù)極反應(yīng):還原劑失去電子的氧化反應(yīng)(注意負(fù)極失電子產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)生成恰當(dāng)生成物)。②正極反應(yīng):氧化劑得到電子的還原反應(yīng)(注意正極得電子產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)生成恰當(dāng)生成物)。當(dāng)正極上的反應(yīng)物是O2時(shí),若電解質(zhì)溶液為中性或堿性,則水必須寫入正極反應(yīng)式中,與O2反應(yīng)生成OH-,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-;若電解質(zhì)溶液為酸性,則H+必須寫入正極反應(yīng)式中,O2得電子與H+反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-2H2O。(2)燃料電池電極反應(yīng)式的書寫。①燃料電池基本都是燃料(還原劑)與氧氣(或氧化性氣體)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。②負(fù)極反應(yīng)都是燃料物質(zhì)失電子的反應(yīng),一定要結(jié)合電解液情境確定產(chǎn)物:有機(jī)物燃料電池在酸性電解質(zhì)溶液或熔融固體電解質(zhì)中生成CO2;有機(jī)物燃料電池在堿性電解質(zhì)溶液中生成CO3③正極反應(yīng)基本都是氧氣分子得電子的反應(yīng),同樣產(chǎn)物要結(jié)合電解液情境。電池類型電池正極反應(yīng)酸性O(shè)2+4H++4e-2H2O中性或堿性O(shè)2+2H2O+4e-4OH-熔融碳酸鹽O2+2CO2+4e-2CO3熔融氧化物O2+4e-2O2-2.電解池電極反應(yīng)式的書寫(1)陽極反應(yīng):①陽極是活潑電極(金屬活動(dòng)性順序表Ag之前),則應(yīng)是陽極失電子;②陽極是惰性電極(Pt、Au、石墨),則應(yīng)是電解質(zhì)溶液中的還原性離子(分子)放電,結(jié)合題意書寫電極反應(yīng)式。(2)陰極反應(yīng):氧化性離子(分子)得到電子被還原的反應(yīng),注意題中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化要求。(3)電解原理的試題在新高考中主要是物質(zhì)的制備。所以首先要看物質(zhì)的制備原理,要通過電解原理完成物質(zhì)的轉(zhuǎn)化(電子的得失、化合價(jià)的轉(zhuǎn)變),結(jié)合電解的基本原理寫出電極反應(yīng)式。如:以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備H2O2的裝置如圖所示。產(chǎn)品H2O2在b區(qū)由O2轉(zhuǎn)化而來。由b區(qū)O元素化合價(jià)變化可判斷b極是陰極,電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H2OH2O2+2OH-;a電極是陽極,電極上要生成O2,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-4H++O2↑。知能點(diǎn)2電化學(xué)原理綜合運(yùn)用1.原電池、電解池串聯(lián)裝置串聯(lián)電路中陰、陽極或正、負(fù)極總是交替出現(xiàn),只要分析出某個(gè)電極,則與之相鄰的電極名稱相反(比如某電極是陽極,則與之相鄰的電極為陰極)。2.電化學(xué)裝置中離子的移動(dòng)方向(1)陽離子一定向陰極移動(dòng)(原電池的正極從內(nèi)電路看發(fā)生還原反應(yīng),屬于陰極)。(2)陰離子一定向陽極移動(dòng)(原電池的負(fù)極從內(nèi)電路看發(fā)生氧化反應(yīng),屬于陽極)。3.各種膜的用途分析(1)電化學(xué)裝置中常見的離子交換膜。種類允許通過的離子及移動(dòng)方向說明陽離子交換膜陽離子→移向電解池的陰極或原電池的正極陰離子和氣體不能通過陰離子交換膜陰離子→移向電解池的陽極或原電池的負(fù)極陽離子和氣體不能通過質(zhì)子交換膜質(zhì)子→移向電解池的陰極或原電池的正極只允許H+通過(2)離子交換膜的功能。①原電池中一般是“單膜(正、負(fù)極之間)”。主要作用:一是隔離正、負(fù)極區(qū)域的某些微粒,防止其發(fā)生反應(yīng);二是防止某些微粒在電極表面沉淀析出,導(dǎo)致電極活性降低。②電解池中很多時(shí)候是“雙膜”或“多膜”。多膜會(huì)把整個(gè)電解池分割成若干不同的“室”,比如有“陽極室”“陰極室”“產(chǎn)品室”等等。其主要作用是控制離子的移動(dòng)以獲得所需的產(chǎn)品或達(dá)到除雜、提純等目的。4.電化學(xué)的相關(guān)計(jì)算(1)計(jì)算類型:電極產(chǎn)物(析出金屬、生成氣體)、電路中通過的電子數(shù)、溶液中離子濃度(pH)等。(2)計(jì)算的依據(jù):根據(jù)電子守恒計(jì)算,電路中所有電極上通過的電子相等。(3)關(guān)系式的應(yīng)用:通過便于計(jì)算的電極產(chǎn)物,利用關(guān)系式確定復(fù)雜產(chǎn)物的計(jì)算?？筛鶕?jù)得失電子守恒建立已知量與未知量之間的關(guān)系式。如以通過4mole-為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:4e-～2C陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物(式中M為金屬,n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)?？键c(diǎn)一電解池的應(yīng)用1.（2024屆廣東省茂名一模）是農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)和制藥業(yè)重要化學(xué)品，某研究所開發(fā)了一種鈣離子介導(dǎo)氮的還原，從而合成的方法，電解質(zhì)為[四(六氟異丙氧基)硼酸鈣]和乙醇，下列說法不正確的是A.電極為陽極B.乙醇可作為傳輸質(zhì)子的載體C.當(dāng)電極消耗(標(biāo)況下)時(shí)，最多合成D.金屬具有活化的能力，生成的與質(zhì)子結(jié)合釋放出2．（2024屆廣東省湛江一模）我國某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型能量存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)化裝置。閉合、斷開時(shí)，制氫并儲(chǔ)能；斷開、閉合時(shí)，供能。已知與的性質(zhì)相似。下列說法正確的是A．連接時(shí)，X電極發(fā)生還原反應(yīng) B．連接時(shí)，溶液pH不變C．連接時(shí)，Zn電極表面生成沉淀 D．該裝置能直接將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能3．（2024屆廣東省湛江二模）一種應(yīng)用間接電氧化紅曲紅（M）合成新型紅曲黃色素（N）的裝置如圖。下列說法正確的是已知：由M到N的反應(yīng)可表示為（已配平）。A．該合成方法中的能量轉(zhuǎn)換形式是化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能B．b極為陽極，電極反應(yīng)式為C．理論a極上生成的氧氣與b極上消耗的氧氣的質(zhì)量之比為D．反應(yīng)前后保持不變4．（2024屆廣東省大灣區(qū)一模）一種新型電解池如圖所示，可實(shí)現(xiàn)廢水中硝酸根制氨和硫化氫制硫的雙污染物的升級(jí)回收利用。下列說法不正確的是A．a(chǎn)為電源正極，電極I發(fā)生氧化反應(yīng)B．陰極電極反應(yīng)式：C．若處理含廢水，理論上交換膜通過D．電解一段時(shí)間后，陽極附近的溶液的不變5．（2024屆廣東省肇慶二模）雙極膜是一種復(fù)合膜，在直流電作用下，能把中間界面內(nèi)的H2O解離為H+和OH-，并使離子定向通過。以鉛蓄電池為電源(放電時(shí)總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O)，利用雙極膜電解獲得NaOH與H3PO4的原理如圖所示。下列說法正確的是A．N膜為陽離子交換膜B．產(chǎn)品室2中溶液pH逐漸增大C．產(chǎn)品室1中反應(yīng)為+2OH-=+2H2OD．雙極膜共解離4molH2O時(shí)，理論上鉛蓄電池中生成2molPbSO46．（2024屆廣東省省大聯(lián)考）一種金屬鈉電極配合運(yùn)用鈉離子及氯離子交換膜設(shè)計(jì)的氧化還原液流裝置能夠?qū)崿F(xiàn)海水的淡化，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)為電源負(fù)極B．N為氯離子交換膜，M為鈉離子交換膜C．充電時(shí)，總反應(yīng)式為D．放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上Ⅱ池溶液質(zhì)量增加117g7．（2024屆廣東省佛山二模）畜禽廢水中含大量N、P元素，通過電解形成沉淀(鳥糞石)進(jìn)行回收。用如圖裝置模擬該過程，其中含P微粒共有1mol。下列說法錯(cuò)誤的是A．陽極反應(yīng)有：B．若電路中轉(zhuǎn)移1.98mol，則溶液中剩余含P微粒為0.01molC．強(qiáng)酸或強(qiáng)堿環(huán)境更有利于去除氮、磷元素D．鳥糞石可用作緩釋肥，實(shí)現(xiàn)變廢為寶8．（2024屆廣東省佛山一模）如圖裝置可合成重要的化工中間體乙醛酸，雙極膜中的能解離為和，下列說法正確的是A．石墨也可以用Pb代替B．雙極膜解離出來的向石墨電極移動(dòng)C．在Pb電極表面發(fā)生反應(yīng)：D．當(dāng)石墨電極析出1mol，Pb電極附近一定生成2mol乙醛酸9．（2024屆廣東省江門聯(lián)考）一種用3－氯丙烯()電解合成環(huán)氧氯丙烷()的裝置如圖所示。該裝置無需使用隔膜，且綠色高效，圖中X為Cl或Br，工作時(shí)X－和OH－同時(shí)且等量放電。下列說法正確的是A．每轉(zhuǎn)移1mole－，生成1mol環(huán)氧氯丙烷 B．電解一段時(shí)間后，裝置中OH－的物質(zhì)的量不變C．若X為Br，則可電解制備環(huán)氧溴丙烷 D．該裝置工作時(shí)需不斷補(bǔ)充X－10．（2024屆廣東省梅州一模）國內(nèi)首創(chuàng)的電化學(xué)脫嵌法鹽湖提鋰是通過“富鋰態(tài)吸附材料（陽極）|支持電解質(zhì)|陰離子膜|鹵水|欠鋰態(tài)吸附材料（陰極）”實(shí)現(xiàn)鹽湖鹵水中鋰的高效選擇性提取和富集，且高選擇性提取鋰的磷酸鐵（）離子篩價(jià)廉易得可反復(fù)使用。工作原理如圖所示，下列說法不正確的是A．該離子篩高選擇性提取鋰而不提取、的原因是離子半徑小能嵌入離子篩B．陰極室發(fā)生的電極反應(yīng)式：C．鹵水中的通過陰離子膜進(jìn)入陽極室以維持整個(gè)體系的電荷平衡D．以5A的電流電解32分鐘后，陽極板質(zhì)量減輕1.4g（）11．（2024屆廣東省汕頭二模）資源再利用有利于保護(hù)生態(tài)，某實(shí)驗(yàn)小組研究電催化和含氮廢水（）在常溫常壓下合成尿素，即向一定濃度的溶液中通入至飽和，在電極．上反應(yīng)生成，電解原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．離子交換膜為質(zhì)子交換膜B．電極b發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極C．每消耗44g，理論上可在b處得到4molD．電極a的電極反應(yīng)式為12．（2024屆廣東省肇慶調(diào)研）硝酸鹽電解還原生成氨是實(shí)現(xiàn)硝酸鹽廢水資源化利用的有效途徑。一種采用雙室電解法電解硝酸鹽酸性廢水生成的裝置如圖所示，P、Q均連接惰性電極，下列說法不正確的是A．P連接外接電源的負(fù)極B．電解一段時(shí)間后，左室溶液的將增大C．生成的與氣體A可作為硝酸工業(yè)的原料D．理論上每轉(zhuǎn)化時(shí)，有通過質(zhì)子交換膜13．（2024屆廣東省深圳坪山區(qū)調(diào)研）我國科研工作者提出通過電解原理聯(lián)合制備環(huán)氧乙烷(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為)同時(shí)處理酸性含鉻廢水，其工作原理示意圖如圖所示。其中雙極膜由陽離子交換膜和陰離子交換膜組成，工作時(shí)內(nèi)層H2O解離為H+和OH-，并分別向兩極遷移。下列說法正確的是A．膜q為陽離子交換膜B．工作時(shí)，NaOH溶液濃度保持不變C．N極的電極反應(yīng)式為D．處理含的廢水，理論上可制得66g環(huán)氧乙烷14．（2024屆廣東省廣州越秀區(qū)調(diào)研）回收利用工業(yè)廢氣中的CO2和SO2，實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下。下列說法正確的是

A．廢氣中CO2和SO2排放到大氣中均會(huì)形成酸雨B．裝置a中溶液顯堿性的原因是HCO的水解程度小于HCO的電離程度C．電源的正極為ND．裝置b中的總反應(yīng)為SO+CO2+H2OHCOOH+SO15．（2024屆廣東省化州一模）電池在新能源汽車、航空航天、電子電氣、軌道交通等領(lǐng)域應(yīng)用前景非常廣闊。一種電池模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是A．離子交換膜M為陰離子交換膜B．放電時(shí)，極的還原產(chǎn)物為C．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為D．電解質(zhì)溶液中溶劑可以是水、醇、羧酸等考點(diǎn)二新型化學(xué)電源的應(yīng)用16．（2024屆廣東省深圳二模）我國科研工作者研發(fā)了一種光電催化系統(tǒng)，其工作原理如圖所示。工作時(shí)，光催化Fe2O3電極產(chǎn)生電子和空穴；H2O在雙極膜界面處解離成H+和OH-，有利于電極反應(yīng)順利進(jìn)行，下列說法不正確的是A．雙極膜中靠近Fe2O3電極的一側(cè)為陰膜B．左室溶液pH逐漸增大C．GDE電極發(fā)生的反應(yīng)為O2+2H++2e-=H2O2D．空穴和電子的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)了脫硫與H2O2制備反應(yīng)的發(fā)生17．（2024屆廣東省韶關(guān)二模）鋅鐵液流電池由于安全、穩(wěn)定、電解液成本低等優(yōu)點(diǎn)成為電化學(xué)儲(chǔ)能熱點(diǎn)技術(shù)之一，如圖為堿性鋅鐵液流電池放電時(shí)的工作原理示意圖，以和作為電極氧化還原產(chǎn)物。已知：聚苯并咪唑（PBI）膜允許離子通過。下列說法正確的是A．充電時(shí)，惰性電極連接電源的負(fù)極B．放電過程中，當(dāng)有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，負(fù)極區(qū)電解液增重65gC．充電過程中，總反應(yīng)為：D．充電過程中，惰性電極區(qū)的溶液pH逐漸增大18．（2024屆廣東省韶關(guān)一模）我國科研人員將單獨(dú)脫除SO2的反應(yīng)與H2O2的制備反應(yīng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)協(xié)同轉(zhuǎn)化。協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖所示。在電場(chǎng)作用下，雙極膜中間層的H2O解離為OH-和H+，并向兩極遷移。下列分析正確的A．雙極膜的a側(cè)應(yīng)為陽離子交換膜，b側(cè)為陰離子交換膜B．每脫除標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的SO2，雙極膜處有2mol的H2O解離C．反應(yīng)過程中不需補(bǔ)加稀H2SO4D．協(xié)同轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)為：SO2+O2+2H2O=H2O2+H2SO419．（2024屆廣東省廣州市黃埔區(qū)二模）在觸媒作用下，可用電化學(xué)裝置處理酸性廢水中的有機(jī)物，原理如圖所示。下列說法不正確的是A．負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：B．若有機(jī)物是甲酸，總反應(yīng)可表示為C．若有機(jī)物是乙酸，處理乙酸，有由電極區(qū)移向電極區(qū)D．用該裝置處理有機(jī)污水可降低能耗20．（2024屆廣東省省二模）一種雙陰極微生物燃料電池裝置如圖所示。該裝置可以同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化脫氮，下列敘述正確的是A．電池工作時(shí)，H+的遷移方向：左→右B．電池工作時(shí)，“缺氧陰極”電極附近的溶液pH減小C．“好氧陰極”存在反應(yīng)：-6e-+8OH-=+6H2OD．“厭氧陽極”區(qū)質(zhì)量減少28.8g時(shí)，該電極輸出電子2.4mol21．（2024屆廣東省深圳一模）我國科學(xué)家研發(fā)了一種由廢水（含、等）提鈾并同步產(chǎn)電的工藝，其工作原理和相關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列有關(guān)該過程的說法不正確的是A．電子從電極經(jīng)導(dǎo)線流向CCF電極B．CCF電極上發(fā)生的反應(yīng)有：C．生成（的反應(yīng)中，D．利用電解法再次獲得含溶液，需將附著、的電極置于陽極22．（2024屆廣東省省一模）鈉離子電池的充放電過程是鈉離子在電池正極材料和負(fù)極材料之間來回脫嵌的過程，因此鈉離子電池被稱為“搖椅電池”，其工作原理如圖所示，電池總反應(yīng)式為。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，電流從極經(jīng)過用電器流向極B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移電子，極的質(zhì)量減少D．充電時(shí)，極連接電源的負(fù)極23．（2024屆廣東省廣州二模）一種具有雙極膜的酸-堿液流電池如圖所示，工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成和，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：，下列說法不正確的是A．充電時(shí)電極b是陽極B．充電時(shí)KOH溶液中KOH的物質(zhì)的量增大C．放電一段時(shí)間后，負(fù)極區(qū)溶液的pH減小D．每消耗1molDSAQ，雙極膜處有2mol的解離24．（2024屆廣東省廣州一模）一種簡(jiǎn)單釩液流電池的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖所示，下列說法不正確的是A．放電時(shí)，從極區(qū)向極區(qū)移動(dòng)B．充電時(shí)，電極是陽極C．每消耗，有通過質(zhì)子交換膜D．充電時(shí)的總反應(yīng)：25．（2024屆廣東省順德一模）2023年我國首個(gè)兆瓦級(jí)鐵鉻液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目在內(nèi)蒙古成功運(yùn)行。電池利用溶解在鹽酸溶液中的鐵、鉻離子價(jià)態(tài)差異進(jìn)行充放電，工作原理如圖。有關(guān)敘述不正確的是A．陰極在充電過程中可能會(huì)產(chǎn)生B．接輸電網(wǎng)時(shí)，a極的電極電勢(shì)高于bC．充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)為D．放電時(shí)，每移向b極，減少26．（2024屆廣東省汕頭一模）液流電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用．下圖是堿性鋅鐵液流電池，其具有電壓高、成本低的優(yōu)點(diǎn)．已知該電池放電時(shí)正極發(fā)生反應(yīng)：，下列敘述正確的是A．放電時(shí)，M處發(fā)生氧化反應(yīng)，N為負(fù)極B．放電時(shí)，右側(cè)貯液器中溶液濃度減小C．充電時(shí)，N極電極反應(yīng)為：D．該離子交換膜為陰離子交換膜，當(dāng)有65gZn發(fā)生反應(yīng)時(shí)，有1mol通過27．（2024屆廣東省湛江調(diào)研）氫負(fù)離子具有強(qiáng)還原性，是一種頗具潛力的能量載體。2023年4