届高中化学高三电化学部分选择题汇编Word文档下载推荐.docx
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B.放电时,正极的电极反应式为:
Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-
C.放电时,当电路中通过0.1mol电子的电量时,有0.1molLi+透过固体电解质向Cu极移动,有标准状况下1.12L氧气参与反应
D.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O
5.钠离子电池开始成为下一轮电池研究的重点,下图是一种可充电钠离子电池(电解质溶液为Na2SO3溶液)工作时的示意图。
A.电池放电时,Na+从a极区移动到b极区
B.电池充电时,b极区发生的反应是:
NaNiFeIII(CN)6
+e—+Na+=Na2NiFeII(CN)6
C.金属钠可以作为该电池的负极材料
D.若用该电池电解饱和食盐水,理论上每生成1molCl2,电池内有,1molNa+通过间子交换膜
6.H3BO3(一元弱酸)可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错误的是
A.M室发生的电极反应式为:
2H2O-4e-=O2↑+4H+
B.N室中:
a%<
b%
C.理论上每生成1mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6L气体
D.b膜为阴膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸
7.下图是一种正投入生产的大型蓄电系统。
放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3,放电后分别变为Na2S4和NaBr。
下列叙述正确的是
A.放电时,负极反应为3NaBr-2e-==NaBr3+2Na+
B.充电时,阳极反应为2Na2S2-2e-==Na2S4+2Na+
C.放电时,Na+经过离子交换膜,由b池移向a池
D.用该电池电解饱和食盐水,产生2.24LH2时,b池生成17.40gNa2S4
8.质子交换膜燃料电池(简称:
PEMFC),又称固体高分子电解质燃料电池,是一种以含氢燃料与空气作用产生电力与热力的燃料电池,膜极组和集电板串联组合成一个燃料电池堆。
目前,尤以氢燃料电池倍受电源研究开发人员的注目。
它的结构紧凑,工作温度低(只有80℃),启动迅速,功率密度高,工作寿命长。
工作原理如图,下列说法正确的是
A.可用一氧化碳代替图中氢气形成质子交换膜燃料电池
B.B极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
C.用该电池作为精炼铜的电源时,A极与粗铜电极相连
D.当外电路中转移0.1mole-时,通过质子交换膜的H+数目为0.2NA
9.生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀.在密闭容器中,用压强传感器记录该过程的压强变化,如图所示.下列说法中,不正确的是( )
A.两容器中负极反应均为Fe-2e-═Fe2+
B.曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化
C.曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+2H2O═4OH-
D.在弱酸性溶液中,生铁能发生吸氧腐蚀
10.高铁酸盐(如Na2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面,以铁基材料为阳极,在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐,装置如图。
A.a为阳极,电极反应式为Fe—6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
B.为防止高铁酸根扩散被还原,则离子交换膜为阳离子交换膜
C.在电解过程中溶液中的阳离子向a极移动
D.铁电极上有少量气体产生原因可能是4OH--4e-=O2↑+2H2O
11.我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展,相关装置如图所示。
A.该制氢工艺中光能最终转化为化学能
B.该装置工作时,H+由b极区流向a极区
C.a极上发生的电极反应为Fe3++e-=Fe2+
D.a极区需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液
12.用下图所示装置除去含有CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液的pH值为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.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式为:
Cl-+2OH--2e-===ClO-+H2O
C.阴极附近碱性增强,阳极附近碱性减弱
D.除去CN-的反应:
5ClO-+2CN-+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
13.金属(M)-空气电池放电的总反应方程式为:
4M+
nO2+
2nH2O
=
4M(OH)n。
己知:
电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能,下列说法正确的是
A.比较Mg、Al、Zn
三种金属-空气电池,Mg-空气电池的理论比能量最高
B.M-空气电也放电过程的正极反应式:
4Mn++
nO2
+
2nH2O+
4ne-=
4M(OH)n
C.Al
作电极材料时电解质溶液最好选酸性,这样更有利于反应的发生,同时防止负极区沉淀
D.在Mg-空气电也中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
14.利用反应6NO2+8NH3===7N2+12H2O构成电池的装置如图所示。
此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。
下列说法正确的是()
A.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极
B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C.电极A极反应式为2NH3-6e-===N2+6H+
D.当有4.48LNO2被处理时,转移电子数为0.8NA
15.近年来,随着电子设备、电动工具、小功率电动汽车等迅猛发展,钠离子电池有望取代锂离子电池成为未来化学电源的新宠。
新一代钠电池的反应为NaxMnO2+Na3Sb
NayMnO2+Sb(未配平),该电池以含Na+的导电固体为电解质,下列说法合理的是
A.合金Na3Sb,Na显+1价,Sb显-3价
B.放电时每消耗1molNa3Sb,有3molNa+从正极移向负极
C.可用饱和食盐水代替导电固体电解质
D.放电时正极反应式为NaxMnO2+(y-x)e-+(y-x)Na+==NayMnO2
16.碳酸二甲酯(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质)。
A.H+由石墨2极通过质子交换膜向石墨l极移动
B.石墨l极发生的电极反应为:
2CH3OH+CO-e-===(CH3O)2CO+H+
C.石墨2极与直流电源正极相连
D.电解一段时间后,阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为l∶2
17.利用一种微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能,装置如图所示。
电池工作时,下列说法正确的是
A.a
为正极,发生氧化反应
B.b极上的电极反应为:
2NO3-+12H+-10e-=N2↑+6H2O
C.中间室的Cl-向左室移动
D.左室消耗苯酚(C6H5OH)
9.4g时,用电器流过2.4mol电子
18.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。
用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。
下列说法中正确的是
A.b是阴离子交换膜,允许Na+通过
B.从A口出来的是H2SO4溶液
C.阴极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑
D.Na2SO4溶液从G口加入
19.C-NaMO2电池是科学家正在研发的钠离子电池,据悉该电池可以将传统锂电池的续航能力提升7倍,该电池的电池反应式为:
NaMO2+nC
Na(1-x)MO2+NaxCn,下列有关该电池的说法正确的是()
A.电池放电时,溶液中钠离子向负极移动
B.电池充电时的阳极反应式为:
nC+Na+-xe-=NaxCn
C.消耗相同质量金属时,用锂作负极产生电子的物质的量比用钠时少
D.该电池负极的电极反应为:
NaMO2-xe-=Na(1-x)MO2+xNa+
20.特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂电池,其工作原理如下图,A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式LixC6+Li1-xCoO2
C6+LiCoO2。
A.放电时电子从A极通过导线流向B极B.放电时A是负极
C.放电时Li+从右向左定向迁移D.钴酸锂电池为二次电池
21.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:
16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。
A.电池工作时,a是正极
B.电池工作时负极反应为:
Li﹣e﹣=Li+,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.在此电池中加入硫酸可增加导电性
22.22.全钒氧化还原电池是一种新型可充电池,不同价态的含钒离子作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的酸性电解液储罐中。
其结构原理如图所示,该电池放电时,右槽中的电极反应为:
V2+-e-=V3+,下列说法正确的是
A.放电时,右槽发生还原反应
B.放电时,左槽的电极反应式:
VO2++2H++e-=VO2++H2O
C.充电时,每转移1mol电子,n(H+)的变化量为1mol
D.充电时,阴极电解液pH升高
23.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4—SOCl2。
电池的总反应可表示为:
4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。
下列说法中不正确的是
A.该电池的负极反应为2SOCl2+4e—=S+SO2+4Cl—
B.该电池的负极反应为4Li=4Li++4e—
C.反应SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑为非氧化还原反应
D.组装该电池必须在无水的条件下进行
24.某模拟“人工树叶”的电化学实验装置如图所示。
该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。
下列说法错误的是
A.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移
B.a电极的反应为:
3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O
C.每生成1molO2,有44gCO2被还原
D.C3H8O形成燃料电池以氢氧化钠作为电解质溶液的负极反应式:
C3H8O-18e-+24OH-=3CO32-+6H2O
25.锂-空气电池由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望。
其原理模型如图所示,下列说法不正确的是
A.可以用LiOH溶液做电解质溶液
B.锂既是负极材料又是负极反应物
C.正极反应为2Li++O2+2e-
Li2O2
D.正极采用多孔碳材料是为了更好的吸附空气
参考答案
1.D
【解析】A、装置a通过吸收太阳能而产生了阴阳离子,即产生了电能,利用该电能对装置b进行电解处理,所以A正确;
B、由装置a中阴阳离子移动方向可知,上电极板为负极,下电极板为正极,所以X电极为阴极,Y电极为阳极,因此OH-向Y电极周围移动,故B正确;
C、根据总的反应方程式2CO2=2CO+O2可知,CO2中的C元素得到电子生成CO,所以参与阴极的反应,故C正确;
D、阴极X的电极反应为CO2+2e-+H2O=CO+2OH-,而阳极Y的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2,所以装置b中电解质的碱性是不变的,故D错误。
本题正确答案为D。
2.C
【解析】试题分析:
由图可知,该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳,M电极为负极;
氧气和Cr2O72-被还原,N电极为正极。
A.M为电源负极,有机物被氧化,A正确;
B.由图中信息可知,电池工作时,N极上氧气得到电子转化为水,氢离子浓度减小,故N附近溶液pH增大,B正确;
C.处理1
mol
Cr2O72-需要6mol电子,但是同时也会有一定量的氧气得到电子,故从交换膜左侧向右侧迁移的H+的物质的量大于6mol
,C不正确;
D.由图1可知,Cr2O72-离子浓度较大时,其去除率几乎为0,因为其有强氧化性和毒性,可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活,D正确。
本题选C。
点睛:
本题中有很多关键信息都在图片中,只有仔细观察图片,才能找到这些信息,然后才能解答相关问题,切不可闭门造车。
3.C
【解析】左侧电极附近Fe3+→Fe2+,发生了还原反应,该极为电解池的阴极,与之相连电源的X极为负极,A错误;
与电源Y相连电极为电解池的阳极,失电子发生氧化反应,B错误;
双氧水能够把Fe2+氧化为Fe(OH)2+,C正确;
每消耗1molO2,转移4mol电子,根据H2O2+Fe2+=Fe(OH)2++·
OH反应看出转移1mol电子,生成1molOH,所以应当生成4molOH;
D错误;
正确选项C。
4.C
【解析】A,根据题意,该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,放电过程中消耗Cu2O,由此可见通入空气Cu腐蚀生成Cu2O,由放电反应推知Cu极电极反应式为Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-,Cu2O又被还原成Cu,整个过程中Cu相当于催化剂,氧化剂为O2,A项正确;
B,放电时正极的电极反应式为Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-,B项正确;
C,放电时负极电极反应式为Li-e-=Li+,电路中通过0.1mol电子生成0.1molLi+,Li+透过固体电解质向Cu极移动,反应中消耗O2物质的量为
=0.025mol,在标准状况下O2的体积为0.025mol
22.4L/mol=0.56L,C项错误;
D,放电过程中消耗Cu2O,由此可见通入空气Cu腐蚀生成Cu2O,D项正确;
答案选C。
5.B
【解析】A根据题意,Na+电池就是要通过Na+的转移达到放电和充电的目的,结合装置图中四种物质中Ti和Fe的化合价变化,Ti从+4价降低到+3.5价,得到电子,a是电池的正极,Fe从+2价升高到+3价,失去电子,b为负极,所以放电时Na+应从负极b区移动到正极a区,即A错误;
B、充电时,b为阴极,得到电子,化合价降低,所以电极反应为NaNiFeIII(CN)6+e—+Na+=Na2NiFeII(CN)6,故B正确;
C、金属钠太活泼,不能作为电极材料,由装置可知,发生电极反应的是图中的四种物质,所以电极材料应为惰性材料,故C错误;
D、电解饱和食盐水时理论上每生成1molCl2,转移2mole—,根据电荷转移守恒,在电池内有2molNa+通过离子交换膜,故D错误。
本题正确答案为B。
6.C
【解析】A、左边石墨电极为电解池的阳极,M室中的H2O失去电子生成氧气,电极方程式为:
2H2O-4e-
=O2↑+4H+,A正确;
B、右边石墨电极为阴极,水中的H+得到电子生成H2,溶液中的OH-浓度增大,原料室中的Na+通过c膜移向N室,所以N室中NaOH的浓度增大,故N室中:
b%,B正确;
C、M室中生成的H+通过a膜进入产品室,原料室中的B(OH)4-通过b膜进入产品室,发生反应:
H++B(OH)4-=H3BO3+H2O。
生成1molH3BO3,需要从M室中产生1molH+,则电路中转移的电子为1mol,阴极室产生的是H2,根据电子守恒可知阴极室产生的H2的物质的量为0.5mol,其在标准状况下的体积为11.2L,C错误;
D、M室中产生的H+通过a膜进入产品室,a膜为阳膜,原料室中的B(OH)4-通过b膜进入产品室,b膜为阴膜,两者在产品室发生反应:
H++B(OH)4-=H3BO3+H2O,反应的原理为强酸制取弱酸,D正确。
正确答案为C。
7.C
【解析】放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2(右罐)和NaBr3(左罐),则Na2S2在负极失电子,NaBr3在正极得电子;
充电时,阴极为负极的逆反应,阳极为正极的逆反应;
A.放电时,负极Na2S2失电子,则负极的电极反应式为:
2S22--2e-═S42-,故A错误;
B.充电时,阳极上Br-失电子转化为Br3-,则阳极的电极反应式为:
3Br--2e-=Br3-,故B错误;
C.电池放电时,Na2S2和NaBr3反应,则电池的总反应方程式为:
2Na2S2+NaBr3=Na2S4+3NaBr,Na+经过离子交换膜,由b池移向a池,故C正确;
D.用该电池电解饱和食盐水,产生2.24
LH2时,此气体不是标准状况下的体积,无法进行换算,则b池生成Na2S4的质量不一定是17.40g,故D错误.答案选C。
可以从多个角度判断电极性质,如两极中参与反应中元素化合价的变化;
电解质中离子迁移方向等,书写电极反应式要注意介质参与电极反应。
8.B
【解析】A、该原电池为酸性原电池,若用CO代替图中氢气,其电极反应式为CO+H2O-2e—=CO2+2H+,生成的CO2可能导致原电池内部压强过大,装置不安全,所以A错误;
B、原电池内的H+向正极(B极)移动,所以B极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,故B正确;
C、精炼铜时粗铜作阳极,与电源的正极(即B极)相连,所以C错误;
D、由于电子所带电荷与质子所带电荷相等,电性相反,所以当外电路转移0.1mole-时,通过质子交换膜的H+数目为0.1NA个,故D错误。
9.C
【解析】生铁在pH=2和pH=4的盐酸中构成原电池,铁是负极,铁失电子生成Fe2+,故A正确;
根据图像,曲线a压强逐渐增大,气体增多,说明有氢气生成,所以曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化,故B正确;
根据图像,曲线b压强逐渐减小,气体减少,说明氧气在正极得电子,pH=4溶液呈酸性,曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+4H+═2H2O,故C错误;
在强酸性溶液中发生析氢腐蚀,在弱酸性溶液中,正极是氧气得电子,生铁发生吸氧腐蚀,故D正确。
10.C
【解析】铁基材料为阳极,在高浓度强碱溶液中利用电解的方式可以制备高铁酸盐,所以铁是阳极,电极反应式为Fe-6e-+8OH-=
FeO42-+4H2O,故A正确;
阳离子交换膜可以阻止
FeO42-进入阴极区域,故B正确;
在电解过程中溶液中的阳离子向阴极移动,所以阳离子向b极移动,故C错误;
铁电极上发生氧化反应,所以生成的气体可能是氧气,电极反应式是4OH--4e-=O2
↑+2H2O,故D正确。
电解池中,阳极与电源正极相连,阳极失电子发生氧化反应,阴极与电源负极相连,阴极得电子发生还原反应;
溶液中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极。
11.A
【解析】A、该制氢工艺中光能转化为电能,最终转化为化学能,故A正确;
B、该装置工作时,H+由b极区放电生成氢气,a极区流向b极区,故B错误;
C、a极上发生氧化反应,失电子,所以a极上发生的电极反应为Fe2+-e-═Fe3+,故C错误;
D、该过程涉及两个反应步骤,第一步利用Fe3+/Fe2+电对的氧化态高效捕获H2S得到硫和还原态,所以a极区无需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液,故D错误;
故选A。
本题考查太阳能光催化和光电催化,为解决天然气和石油化工过程中产生的大量H2S资源高值化转化(H2+S)提供了一个潜在的新途径,是电化学的应用,有一定的难度。
解题关键:
抓住电子流动的方向,理清发生的氧化还原反应。
12.D
【解析】A.根据题意,阳极上产生ClO-,只能是氯离子失电子发生氧化反应生成,需要用不活泼金属或导电的非金属作阳极,可以用较不活泼金属作阴极,所以可以用石墨作阳极、铁作阴极,故A正确;
B.阳极上氯离子失电子生成次氯酸根离子和水,所以阳极反应式为Cl-+2OH--2e-═ClO-+H2O,故B正确;
C.电解质溶液呈碱性,则阴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-,阴极附近碱性增强,阳极发生Cl-+2OH--2e-═ClO-+H2O,阳极附近碱性减弱,故C正确;
D.阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,两种气体为二氧化碳和氮气,该反应在碱性条件下进行,不应该有氢离子参与反应,反应方程式为2CN-+5ClO-+H2O═N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-,故D错误;
故选D。
本题涉及电解原理,明确各个电极上发生的反应及电解原理是解本题关键。
本题的易错点为BD,注意B中反应生成物,注意D中碱性条件下不能有氢离子参加反应或生成。
13.D
【解析】1gMg失电子
、1gAl失电子
、1gZn失电子
,Al-空气电池的理论比能量最高,故A错误;
M-空气电也,放电过程中正极生成氢氧根离子,正极反应式O2
2H2O+
4e-=4OH-,故B错误;
电池中是阴离子交换膜,不能选用酸性电解质,故C错误;
若用中性电解质及阳离子交换膜,镁离子向正极移动,在正极区生成氢气氧化镁沉淀,故D正确。
原电池中负极失电子发生氧化反应,正极得电子反应还原反应,阳离子移向正极、阴离子移向负极。
14.B
【解析】由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知,反应中NO2为氧化剂,NH3为还原剂,则A为负极,B为正极。
A.B为正极,A为负极,电流由正极B经导线流向负极A,故A错误;
B.正极反应为6NO2+24e-+12H2O=3N2+24OH-,负极反应为2NH3-6e-+60H-=N2+3H2O,为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜,故B正确;
C.电解质溶液呈碱性,则A为负极,电极反应式为2NH3-6e-+60H-=N2+3H2O,故C错误;
D.没有明确4.48LNO2是否是标准状况下,故D错误。
原电池中负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,电子从负极经导线流向正极,阳离子移向正极、阴离子移向负极。
15.D
【解析】A、Na3Sb属于合金,两种金属融合在一起
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- 高中化学 电化学 部分 选择题 汇编
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