2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)試題-專題十一化學(xué)反應(yīng)與電能

專題十一化學(xué)反應(yīng)與電能基礎(chǔ)篇固本夯基考點一原電池1.(2021福建,9,4分)催化劑TAPP-Mn(Ⅱ)的應(yīng)用,使Li-CO2電池的研究取得了新的進展。Li-CO2電池結(jié)構(gòu)和該催化劑作用下正極反應(yīng)可能的歷程如下圖所示。下列說法錯誤的是()A.Li-CO2電池可使用有機電解液B.充電時,Li+由正極向負極遷移C.放電時,正極反應(yīng)為3CO2+4Li++4e-2Li2CO3+CD.*LiCO2、*CO、*LiC2O3和C都是正極反應(yīng)的中間產(chǎn)物答案D2.(2019浙江4月選考,12,2分)化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法不正確的是()A.甲:Zn2+向Cu電極方向移動,Cu電極附近溶液中H+濃度增加B.乙:正極的電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-C.丙:鋅筒作負極,發(fā)生氧化反應(yīng),鋅筒會變薄D.丁:使用一段時間后,電解質(zhì)溶液的酸性減弱,導(dǎo)電能力下降答案A3.(2021廣東,9,2分)火星大氣中含有大量CO2,一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極,碳納米管為正極,放電時()A.負極上發(fā)生還原反應(yīng)B.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.陽離子由正極移向負極D.CO2在正極上得電子答案D4.(2018海南單科,8,4分)(雙選)一種鎂氧電池如圖所示,電極材料為金屬鎂和吸附氧氣的活性炭,電解液為KOH濃溶液。下列說法錯誤的是()A.電池總反應(yīng)式為2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2B.正極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+C.活性炭可以加快O2在負極上的反應(yīng)速率D.電子的移動方向由a經(jīng)外電路到b答案BC5.(2019課標(biāo)Ⅰ,12,6分)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時還可提供電能B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動答案B考點二電解池1.(2021海南,9,4分)液氨中存在平衡:2NH3NH4++NH2-。如圖所示為電解池裝置,以KNH2的液氨溶液為電解液,電解過程中a、b兩個惰性電極上都有氣泡產(chǎn)生。下列有關(guān)說法正確的是A.b電極連接的是電源的負極B.a電極的反應(yīng)為2NH3+2e-H2↑+2NH2C.電解過程中,陰極附近K+濃度減小D.理論上兩極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為1∶1答案B2.(2022屆遼寧六校聯(lián)考,12)關(guān)于下列各裝置圖的敘述錯誤的是()①②③A.圖①裝置可實現(xiàn)鐵上鍍銅,則a極為銅,b極為鐵B.圖②裝置可實現(xiàn)粗銅的精煉,則X極為正極C.圖①裝置可用于氯堿工業(yè),則電極總反應(yīng)式為2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-D.圖③裝置中鋼閘門應(yīng)與外接電源的負極相連,為犧牲陽極法答案D3.(2017課標(biāo)Ⅱ,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C.陰極的電極反應(yīng)式為:Al3++3e-AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動答案C4.(2017海南單科,10,4分)一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。下列敘述錯誤的是()A.Pd電極b為陰極B.陰極的反應(yīng)式為:N2+6H++6e-2NH3C.H+由陽極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H2答案A5.(2020課標(biāo)Ⅱ,12,6分)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率,從而實現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時,Ag+注入到無色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈現(xiàn)藍色,對于該變化過程,下列敘述錯誤的是()A.Ag為陽極B.Ag+由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價升高D.總反應(yīng)為:WO3+xAgAgxWO3答案C6.(2022屆安徽師大附中月考,11)下圖屬于日本產(chǎn)業(yè)研究所和日本學(xué)術(shù)振興會共同開發(fā)研究的大容量鋰—空氣電池。下列說法不正確的是()A.充電時,a為陰極B.放電時,b極附近溶液pH增大C.放電時,在有機電解液中加入少量NaCl溶液,可提高導(dǎo)電性D.用此裝置電解CuSO4溶液,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時,陰極析出銅單質(zhì)6.4g答案C7.(2021全國乙,12,6分)沿海電廠采用海水為冷卻水,但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題,通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示),通入一定的電流。下列敘述錯誤的是()A.陽極發(fā)生將海水中的Cl-氧化生成Cl2的反應(yīng)B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC.陰極生成的H2應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D.陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理答案D8.(2022屆湖北重點中學(xué)起點考,10)電解熔融氯化鈉和氯化鈣混合物制備金屬鈉的裝置如圖所示。陽極A為石墨,陰極K為鐵環(huán),兩極用隔膜D隔開。氯氣從陽極上方的抽氣罩H抽出,液態(tài)金屬鈉經(jīng)鐵管F流入收集器G。下列敘述正確的是()A.氯化鈣的作用是作助熔劑,降低氯化鈉的熔點B.金屬鈉的密度大于熔融混合鹽的密度,電解得到的鈉在下層C.隔膜D為陽離子交換膜,防止生成的氯氣和鈉重新生成氯化鈉D.電解時陰極的電極反應(yīng)為Na++e-Na,發(fā)生氧化反應(yīng),陰極上可能有少量的鈣單質(zhì)生成答案A9.(2022屆湖北武漢武昌段考,14)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),將電解池與燃料電池串聯(lián)組合的新工藝可節(jié)能,裝置如圖。下列敘述錯誤的是(注:假定空氣中氧氣的體積分數(shù)為20%)()A.X為Cl2,Y為H2B.c>a>bC.若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LX,則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣56LD.兩池中陽離子交換膜均可以換為陰離子交換膜答案D10.(2021天津,11,3分)如下所示電解裝置中,通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成,Fe2O3逐漸溶解,下列判斷錯誤的是()A.a是電源的負極B.通電一段時間后,向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出現(xiàn)紅色C.隨著電解的進行,CuCl2溶液濃度變大D.當(dāng)0.01molFe2O3完全溶解時,至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)答案C11.(2021湖北,15,3分)Na2Cr2O7的酸性水溶液隨著H+濃度的增大會轉(zhuǎn)化為CrO3。電解法制備CrO3的原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.電解時只允許H+通過離子交換膜B.生成O2和H2的質(zhì)量比為8∶1C.電解一段時間后陰極區(qū)溶液OH-的濃度增大D.CrO3的生成反應(yīng)為:Cr2O72-+2H+2CrOH2O答案A12.(2019課標(biāo)Ⅲ,13,6分)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點,設(shè)計了采用強堿性電解質(zhì)的3D-Zn—NiOOH二次電池,結(jié)構(gòu)如下圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是()A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高B.充電時陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)C.放電時負極反應(yīng)為Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)D.放電過程中OH-通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)答案D考點三金屬的腐蝕與防護1.(2020山西臨汾一模,6)下列關(guān)于金屬腐蝕和保護的說法正確的是()A.犧牲陽極法利用電解原理B.金屬的化學(xué)腐蝕的實質(zhì):M-ne-Mn+,電子直接轉(zhuǎn)移給還原劑C.外加電源法在通電時被保護的金屬表面腐蝕電流降至零或接近于零D.銅碳合金鑄成的銅像在酸雨中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,正極的電極反應(yīng)為2H++2e-H2↑答案C2.(2021北京通州期末,14)將一塊鍍層破損的鐵片置于海邊潮濕環(huán)境中,一段時間后鐵片如圖所示。下列說法正確的是()A.電子由鍍層流向鐵B.鐵片凹陷深處產(chǎn)生了較多OH-C.鍍層的金屬性比鐵弱D.對鐵進行了犧牲陽極的保護答案C3.(2017課標(biāo)Ⅰ,11,6分)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整答案C4.(2019江蘇單科,10,2分)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是()A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e-Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕答案C5.(2020江蘇單科,11,4分)將金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面,可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在下圖所示的情境中,下列有關(guān)說法正確的是()A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+B.金屬M的活動性比Fe的活動性弱C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快答案C6.(2021河北保定一模,11)石墨烯是具有單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,其厚度僅有一個原子直徑大小,可覆蓋于金屬表面,用于金屬防腐。下列說法錯誤的是()A.所有金屬腐蝕都是金屬失去電子B.一般環(huán)境中,金屬腐蝕的正極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-4OH-C.石墨烯防腐的原理是形成了性質(zhì)穩(wěn)定的合金D.石墨烯防腐的缺點是一旦破損就會加速金屬的腐蝕答案C綜合篇知能轉(zhuǎn)換綜合電極反應(yīng)式的書寫1.(2021江蘇,12,3分)通過下列方法可分別獲得H2和O2:①通過電解獲得NiOOH和H2(裝置示意圖如圖所示);②在90℃將NiOOH與H2O反應(yīng)生成Ni(OH)2并獲得O2。下列說法正確的是()A.電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度減小B.電解時陽極電極反應(yīng)式:Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2OC.電解的總反應(yīng)方程式:2H2O2H2↑+O2↑D.電解過程中轉(zhuǎn)移4mol電子,理論上可獲得22.4LO2答案B2.(2020天津,11,3分)熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良,是具有應(yīng)用前景的儲能電池。下圖中的電池反應(yīng)為2Na+xSNa2Sx(x=5~3,難溶于熔融硫)。下列說法錯誤的是()A.Na2S4的電子式為Na+[··S······S······S······B.放電時正極反應(yīng)為xS+2Na++2e-Na2SxC.Na和Na2Sx分別為電池的負極和正極D.該電池是以Na-β-Al2O3為隔膜的二次電池答案C3.(2022屆吉林長春期中,13)有一種紙質(zhì)軟電池,采用薄層紙片作為載體和傳導(dǎo)體,一面附著鋅,另一面附著二氧化錳。電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH),關(guān)于此電池,下列說法中正確的是()A.該電池Zn為負極,發(fā)生還原反應(yīng)B.該電池的正極反應(yīng)為MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-C.放電時外電路電子由Zn流向MnO2,內(nèi)電路電子由MnO2流向ZnD.電池工作時OH-通過薄層紙片向附著二氧化錳的電極移動答案B4.(2021遼寧名校聯(lián)盟開學(xué)考,8)我國科研工作者研制出基于PANa(聚丙烯酸鈉)電解質(zhì)的Zn-空氣可充電電池,該電池具有高容量和超長循環(huán)穩(wěn)定性。PANa是一種超強吸水聚合物,可吸收大量Zn(CH3COO)2和KOH溶液作為水和離子含量調(diào)節(jié)劑形成水凝膠電解質(zhì)(如圖)。已知:Zn2++4OH-[Zn(OH)4]2-。下列說法錯誤的是()A.PANa是一種有機高分子聚合物,在水溶液中不會發(fā)生電離B.放電時,負極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-C.充電時,陰極附近溶液pH增大,陽極附近溶液pH減小D.充電時,電路中通過0.4mol電子時,有2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2生成答案A5.(2022屆云南師大附中月考,6)我國科學(xué)家利用碳酸鈉和碳納米管為復(fù)合電極,以熔融的鈉鹽為電解質(zhì),制備出無鈉預(yù)填裝的Na-CO2電池,反應(yīng)原理為4Na+3CO22Na2CO3+C。下列敘述錯誤的是()A.放電時電解質(zhì)中Na+向電池的正極聚集B.放電時,正極反應(yīng)為3CO2+4e-2CO32C.充電時陰極的電極反應(yīng)為C+2Na2CO3-4e-4Na++3CO2D.火星大氣中含有二氧化碳,該電池有望成為火星探測供電化學(xué)能源系統(tǒng)答案C6.(2021遼寧,10,3分)如圖,某液態(tài)金屬儲能電池放電時產(chǎn)生金屬間化合物L(fēng)i3Bi。下列說法正確的是()A.放電時,M電極反應(yīng)為Ni-2e-Ni2+B.放電時,Li+由M電極向N電極移動C.充電時,M電極的質(zhì)量減小D.充電時,N電極反應(yīng)為Li3Bi+3e-3Li++Bi答案B7.(2022屆重慶質(zhì)檢,10)天然氣報警器的核心是氣體傳感器,當(dāng)空間內(nèi)甲烷達到一定濃度時,傳感器隨之產(chǎn)生電信號并聯(lián)動報警,工作原理如圖所示,其中O2-可以在固體電解質(zhì)ZrO2-Na2O中移動。當(dāng)報警器觸發(fā)工作時,下列說法正確的是()A.多孔電極a發(fā)生氧化反應(yīng)B.O2-向多孔電極b移動C.多孔電極b上的電極反應(yīng)式為4OH--4e-O2↑+2H2OD.當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)狀況下56mL的甲烷在多孔電極a上完全反應(yīng)時,流入傳感控制器電路中的電子有0.04mol答案A8.(2020課標(biāo)Ⅰ,12,6分)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下,電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時,溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等,為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是()A.放電時,負極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-Zn(OH)4B.放電時,1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC.充電時,電池總反應(yīng)為2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH-+2HD.充電時,正極溶液中OH-濃度升高答案D9.(2021河北張家口期末,11)(雙選)2019年諾貝爾化學(xué)獎頒給了為鋰離子電池發(fā)展作出重要貢獻的科學(xué)家。高能LiFePO4電池結(jié)構(gòu)如圖所示,電池中間為聚合物的隔膜,其主要作用是反應(yīng)過程中只讓Li+通過。已知電池的反應(yīng)原理:(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列說法正確的是()A.充電時,Li+向左移動B.放電時,電子由負極經(jīng)導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到正極C.充電時,陰極電極反應(yīng)式:xLi++xe-+nCLixCnD.放電時,正極電極反應(yīng)式:xLiFePO4-xe-xFePO4+xLi+答案BC10.(2018課標(biāo)Ⅰ,13,6分)最近我國科學(xué)家設(shè)計了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:①EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S2H++S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時,下列敘述錯誤的是()A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H++2e-CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2SCO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性答案C11.(2020浙江7月選考,21,2分)電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液,在陽極RCOO-放電可得到R—R(烷烴)。下列說法不正確的是()A.電解總反應(yīng)方程式:2RCOONa+2H2OR—R+2CO2↑+H2↑+2NaOHB.RCOO-在陽極放電,發(fā)生氧化反應(yīng)C.陰極的電極反應(yīng):2H2O+2e-2OH-+H2↑D.電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷答案A12.(2022屆全國一檢,6)鄰二溴(氯)化物常用作火焰阻滯劑、殺蟲劑等。近日,科研團隊從價格低廉且安全友好的雙鹵代物出發(fā),發(fā)展了電化學(xué)輔助的“穿梭”反應(yīng)(即某基團能在兩種分子間進行可逆“穿梭”),實現(xiàn)了烯烴的雙鹵化反應(yīng)。反應(yīng)原理如下圖所示(圖中X代表鹵素原子,本題中為Br)。下列說法錯誤的是()A.a電極為陰極B.1,2-二溴乙烷生成Br-的同時,會釋放乙烯氣體,從而為“穿梭”反應(yīng)提供驅(qū)動力,推動新的鄰二鹵代物生成C.b極反應(yīng)為R—CHCH2+2Br-+2e-R—CHBrCH2BrD.該方法可用于修復(fù)被有機氯農(nóng)藥殘留污染的土壤,同時還能生產(chǎn)有價值的化學(xué)藥品答案C13.(2022屆山西運城期中,16)我國科研團隊成功研究出高比能量、低成本的鈉離子二次電池,其工作原理如圖所示。已知電池反應(yīng):Na1-xMnO2+NaxCnNaMnO2+nC。下列說法錯誤的是()A.電池放電過程中,NaMnO2/Al上的電勢高于石墨烯/Al上的電勢B.電池放電時,正極發(fā)生反應(yīng):Na1-xMnO2+xNa++xe-NaMnO2C.電池充電時,Na+由NaMnO2/Al電極移向石墨烯/Al電極D.電池充電時,外接電源的負極連接NaMnO2/Al電極答案D14.(2022屆黑龍江齊齊哈爾期中,11)硫含量是生鐵質(zhì)量的重要指標(biāo),精確測定鐵水中的硫含量是高爐煉鐵過程中的重要任務(wù),利用硫化物固體電解質(zhì)濃差電池定硫工作原理如圖所示,電池兩邊產(chǎn)生一定硫分壓差時,兩極會產(chǎn)生相應(yīng)的電勢,若已知某硫分壓(p's2),測定其電池電勢,則可通過公式計算得出另一硫分壓(p″s2),從而確定鐵水中的硫含量,N電極反應(yīng)為S2(p″s2)+2Mg2++4e-2MgS。下列有關(guān)該濃差電池的說法正確的是()A.M極電勢比N極電勢高B.該電池為電解池C.M極上的電極反應(yīng)式:2MgS-4e-2Mg2++S2(p″s2)D.Mg2+從左向右移動答案D15.(2020江蘇單科,20,14分)CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。圖1(1)CO2催化加氫。在密閉容器中,向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO-,其離子方程式為;其他條件不變,HCO3-轉(zhuǎn)化為HCOO-的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示。反應(yīng)溫度在40~80℃范圍內(nèi),HCO3-催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升,(2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖2所示,兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。圖2①電池負極電極反應(yīng)式為;放電過程中需補充的物質(zhì)A為。(填化學(xué)式)

②圖2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,其反應(yīng)的離子方程式為。

(3)HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機理如圖3所示。圖3①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外,還生成(填化學(xué)式)。

②研究發(fā)現(xiàn):其他條件不變時,以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更佳,其具體優(yōu)點是。

答案(1)HCO3-+H2HCOO-+H2溫度升高反應(yīng)速率增大,溫度升高催化劑的活性增強(2)①HCOO-+2OH--2e-HCO3-+H2OH2SO②2HCOOH+2OH-+O22HCO3-+2H2O或2HCOO-+O22HCO(3)①HD②提高釋放氫氣的速率,提高釋放出氫氣的純度應(yīng)用篇知行合一應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理在電化學(xué)中的應(yīng)用1.(2018課標(biāo)Ⅲ,11,6分|學(xué)術(shù)探索情境)一種可充電鋰—空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時,O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是()A.放電時,多孔碳材料電極為負極B.放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C.充電時,電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D.充電時,電池總反應(yīng)為Li2O2-x2Li+(1-x2)O2↑答案D2.(2017課標(biāo)Ⅲ,11,6分|生產(chǎn)環(huán)保情境)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS88Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是()A.電池工作時,正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4B.電池工作時,外電路中流過0.02mol電子,負極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多答案D3.(2021遼寧,13,3分)利用(Q)與(QH2)電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極,溶液不能通過。下列說法錯誤的是()A.a為電源負極B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C.CO2在M極被還原D.分離出的CO2從出口2排出答案C4.(2022屆重慶育才適應(yīng)考,11|學(xué)術(shù)探索情境)如圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。下列說法正確的是()A.外電路電流方向是a→bB.電池工作時正極區(qū)溶液的pH升高C.電極b上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2e-+2H+HCOOHD.1molH2O被完全氧化時有22.4LCO2被還原答案C5.(2021福建名校聯(lián)盟開學(xué)考,8|生產(chǎn)環(huán)保情境)采用(NH4)2SO4和NH3·H2O混合溶液作為電解液,平行放置的兩塊不銹鋼板分別作為陰極和陽極,將廢鉛膏(主要成分為PbO2)平鋪在陰極板上,可得到鉛單質(zhì)。這是一種成本較低的鉛回收工藝,示意圖如下。下列說法錯誤的是()A.陰極板的電極反應(yīng)為PbO2+4e-+2H2O+4NH4+Pb+4NH3·H2B.電子由陽極板沿陽極導(dǎo)桿移向外接電源正極C.電解過程中,OH-向陰極板遷移D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,外電路中每轉(zhuǎn)移4mol電子,陽極板產(chǎn)生22.4LO2答案C6.(2021浙江1月選考,22,2分|學(xué)術(shù)探索情境)鎳鎘電池是二次電池,其工作原理示意圖如下(L為小燈泡,K1、K2為開關(guān),a、b為直流電源的兩極)。下列說法不正確的是()A.斷開K2、合上K1,鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式:化學(xué)能→電能B.斷開K1、合上K2,電極A為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中,溶液中KOH濃度不變D.鎳鎘二次電池的總反應(yīng)式:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2答案C7.(2022屆河北石家莊月考,10|學(xué)術(shù)探索情境)氨硼烷(NH3·BH3)電池可在常溫下工作,裝置如圖所示。該電池工作時的總反應(yīng)為NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。下列說法正確的是()A.正極區(qū)溶液的pH減小B.電池工作時,H+通過質(zhì)子交換膜向負極移動C.消耗3.1g氨硼烷,理論上有0.3molH2O2被氧化D.電池負極反應(yīng)式為NH3·BH3+2H2O-6e-NH4++BO2答案D8.(2019天津理綜,6,6分|學(xué)術(shù)探索情境)我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池,其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液,提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A.放電時,a電極反應(yīng)為I2Br-+2e-2I-+Br-B.放電時,溶液中離子的數(shù)目增大C.充電時,b電極每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充電時,a電極接外電源負極答案D9.(2022屆福建龍巖月考,8|學(xué)術(shù)探索情境)以甲烷為燃料的電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.甲池中通入CH4的一極上發(fā)生的反應(yīng)為CH4+3H2O-8e-CO32-B.電池工作時,乙池中的SO4C.甲池中每消耗2.24L氧氣,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4NAD.乙池Pt電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2O-4e-4H++O2↑答案B10.(2022屆重慶西南大學(xué)附中月考,10|生產(chǎn)環(huán)保情境)2-萘酚()為一種環(huán)境污染物,可采用催化劑(Ag@AgBr/mp-TiO2)光降解法除去該污染物,工作原理如圖所示。下列判斷正確的是()A.該除去方法中的能量轉(zhuǎn)化只有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.O2在正極失電子,mp-TiO2可提高O2的失電子速率C.用該法降解1mol2-萘酚時,需要吸收O211.5molD.負極反應(yīng):-46e-+46OH-10CO2↑+27H2O答案C11.(2022屆北京師大附中期中,10|學(xué)術(shù)探索情境)某工廠采用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極,原理示意圖如下。經(jīng)過一段時間后,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀隨廢水排出,從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)。下列說法不正確的是()A.陰極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)包括:2H++2e-H2↑B.還原Cr2O72-的主要方式是Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3+C.廢水的pH過高或過低均會降低鉻的去除率D.電解工作時,Cr2O7答案D12.(2022屆河北石家莊期中,10|學(xué)術(shù)探索情境)如圖所示,某同學(xué)設(shè)計用NO-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池探究將霧霾中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO4的原理。下列說法正確的是()A.甲、乙裝置中NO均被氧化,物質(zhì)A為HNO3B.燃料電池放電過程中負極的電極反應(yīng)式為NO-3e-+2H2ONO3-+4HC.若甲裝置中消耗22.4LO2,則乙裝置中SO2和NO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量共有2.8molD.該裝置中,電子的轉(zhuǎn)移方向為Pt(Ⅰ)→石墨(Ⅱ)→電解質(zhì)溶液→石墨(Ⅰ)→Pt(Ⅱ)答案B13.(2022屆安徽六校素質(zhì)測試,15|學(xué)術(shù)探索情境)利用膜技術(shù)原理和電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5,裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.電極b的反應(yīng)式是O2+4e-+2H2O4OH-B.甲中每消耗64gSO2,乙中有1molH+通過隔膜C.c電極上的電極反應(yīng)式為N2O4-2e-+H2ON2O5+2H+D.每轉(zhuǎn)移2mole-生成2molN2O5和1molH2SO4答案D14.(2021全國甲,13,6分|生產(chǎn)環(huán)保情境)乙醛酸是一種重要的化工中間體,可采用如圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-,并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是()A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B.陽極上的反應(yīng)式為+2H++2e-+H2OC.制得2mol乙醛酸,理論上外電路中遷移了1mol電子D.雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向鉛電極方向遷移答案D15.(2021北京,15,9分|生產(chǎn)環(huán)保情境)環(huán)氧乙烷(,簡稱EO)是一種重要的工業(yè)原料和消毒劑。由乙烯經(jīng)電解制備EO的原理示意圖如下。(1)①陽極室產(chǎn)生Cl2后發(fā)生的反應(yīng)有:、CH2CH2+HClOHOCH2CH2Cl。

②結(jié)合電極反應(yīng)式說明生成溶液a的原理

。

(2)一定條件下,反應(yīng)物按一定流速通過該裝置。電解效率η和選擇性S的定義:η(B)=n(S(B)=n(①若η(EO)=100%,則溶液b的溶質(zhì)為。

②當(dāng)乙烯完全消耗時,測得η(EO)≈70%,S(EO)≈97%。推測η(EO)≈70%的原因:Ⅰ.陽極有H2O放電Ⅱ.陽極有乙烯放電Ⅲ.陽極室流出液中含有Cl2和HClO……ⅰ.檢驗電解產(chǎn)物,推測Ⅰ不成立。需要檢驗的物質(zhì)是。

ⅱ.假設(shè)沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2,則η(CO2)≈%。經(jīng)檢驗陽極放電產(chǎn)物沒有CO2。

ⅲ.實驗證實推測Ⅲ成立,所用試劑及現(xiàn)象是。

可選試劑:AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品紅溶液。答案(1)①Cl2+H2OHCl+HClO②陰極發(fā)生反應(yīng):2H2O+2e-H2↑+2OH-,生成OH-,K+通過陽離子交換膜從陽極遷移到陰極,形成KOH和KCl的混合溶液(2)①KCl②ⅰ.O2ⅱ.13ⅲ.KI溶液和淀粉溶液,溶液變藍創(chuàng)新篇守正出奇創(chuàng)新“隔膜”在化工生產(chǎn)中的創(chuàng)新應(yīng)用1.(2020浙江1月選考,18,2分)在氯堿工業(yè)中,離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖如下,下列說法不正確的是()A.電極A為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣B.離子交換膜為陽離子交換膜C.飽和NaCl溶液從a處進,NaOH溶液從d處出D.OH-遷移的數(shù)量等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量答案D2.(2020山東,10,2分|素材創(chuàng)新)微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置,利用微生物處理有機廢水獲得電能,同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水,采用惰性電極,用下圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是()A.負極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+B.隔膜1為陽離子交換膜,隔膜2為陰離子交換膜C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時,模擬海水理論上除鹽58.5gD.電池工作一段時間后,正、負極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1答案B3.(2020課標(biāo)Ⅲ,12,6分|設(shè)問創(chuàng)新)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如圖所示,其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng):VB2+16OH--11e-VO43-+2B(OH)4-+4H2O。該電池工作時,A.負載通過0.04mol電子時,有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B.正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O8B(OH)4-+4VD.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極答案B4.(2020山東,13,4分|設(shè)問創(chuàng)新)采用惰性電極,以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響,下列說法錯誤的是()A.陽極反應(yīng)為2H2O-4e-4H++O2↑B.電解一段時間后,陽極室的pH未變C.電解過程中,H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D.電解一段時間后,a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量答案D5.(2021廣東,16,4分)鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機械制造等領(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,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo,Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC.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):2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+答案D6.(2022屆河北石家莊月考,15|素材創(chuàng)新)(雙選)用電解法制備高純金屬鉻和硫酸的原理如圖所示。下列說法正確的是()A.b為直流電源的正極B.A膜是陽離子交換膜,B膜是陰離子交換膜C.陰極電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑D.若有1mol離子通過A膜,理論上陽極生成0.5mol氣體答案AD7.(2022屆福建南平月考,9|素材創(chuàng)新)2020年11月,國內(nèi)首個由新型水系鋅基電池(工作