高三专题电化学专题.docx
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高三专题电化学专题
高三专题——电化学专题
一、选择题
1.已知锂离子电池的总反应:
LixC+Li1-xCoO2
C+LiCoO2,锂硫电池的总反应:
2Li+S
Li2S,有关上述两种电池说法正确的是( )
A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移
B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应
C.理论上两种电池的比能量相同
D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
【答案】B
2.下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“
=
”设计成的原电池装置,其中C1、C2均为碳棒。
甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。
下列叙述中正确的是()
A.甲组操作时,电流表(A)指针发生偏转
B.甲组操作时,溶液颜色变浅
C.乙组操作时,C2作正极
D.乙组操作时,C1上发生的电极反应为I2+2e-===2I-
【答案】D
3.瑞典
公司设计的用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池如图所示,下列有关说法正确的是()
A.电池工作时,电极2上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后停止,溶液pH比开始时明显增大
C.电极1发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O
D.用该电池做电源电解精炼铜,理论上每消0.2molNH3的同时阳极会得到19.2g纯铜
【答案】C
4.如图装置,放电时可将Li、CO2转化为Li2CO3和C,充电时选用合适催化剂仅使Li2CO3转化为Li、CO2和O2。
下列有关表述正确的是
A.放电时,Li+向电极X方向移动
B.充电时,电极Y应与外接直流电源的负极相连
C.充电时阳极的电极反应式为C+2Li2CO3-4e-==3CO2↑+4Li+
D.放电时,每转移4mol电子,生成1molC
【答案】D
5.全钒液流电池工作原理如图所示。
在电解质溶液中发生的电池总反应为:
VO2+(蓝色)+H2O+V3+(紫色)
VO2+(黄色)+V2+(绿色)+2H+。
下列说法正确的是()
A.当电池无法放电时,只要更换电解质溶液,不用外接电源进行充电就可正常工作
B.放电时,负极反应为VO2++2H++e-=VO2++H2O
C.放电时,正极附近溶液由紫色变绿色
D.放电过程中,正极附近溶液的pH变小
【答案】A
6.甲图为一种新型污水处理装置,该装冒可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能,乙图是种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。
关于甲、乙的说法不正确的是
A.装置甲的X极要与装置乙中的a极连接
B.装置乙中b极的电极反应式为:
2C1--2e-=Cl2↑
C.当N极消耗lmol气体时,有2molH+通过离子交换膜
D.若有机废水中主要含有淀粉,则装置甲中M极反应为:
(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-=6nCO2↑+24nH+
【答案】C
7.锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。
某种锂离子电池的结构示意图如下图所示,其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。
电池放电时的总反应方程式为:
Li1-xCoO2+xLi==LiCoO2。
关于该电池的推论错误的是
A.放电时, Li+主要从负极区通过隔膜移向正板区
B.放电时,负极反应为:
xLi-xe-=xLi+
C.电解貭溶液不能是水溶液
D.充电时,负极(C)上锂元素被氧化
【答案】D
8.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种强还原剂。
工业常用惰性电极电解亚硫酸氢钠的方法制备连二亚硫酸钠,原理装置如图所示,下列说法正确的是
A.N电极应该接电源的负极B.装置中所用离子交换膜为阴离子交换膜
C.H2SO4溶液浓度a%等于b%D.M电极的电极反应式为:
2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O
【答案】D
9.磷酸铁锂电池广泛应用于电动自行车电源,其工作原理如图所示,LixC6和Li1-xFePO4为电极材料,电池反应式为:
LixC6+Li1-xFePO4=LiFePO4+6C (x<1)。
下列说法错误的是
A.放电时,电极b是负极
B.放电时,电路中通过0.2mol电子,正极会增重1.4g
C.充电时,电极a的电极反应式为:
6C+xLi++xe-=LixC6
D.若Li1-xFePO4电极中混有铁单质,会造成电池短路
【答案】C
10.我国成功研制的一种新型可充放电AGDIB电池(铝-石墨双离子电池)采用石墨、铝锂合金作为电极材料,以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。
电池反应为CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1+Al。
放电过程如图,下列说法正确的是()
A.B为负极,放电时铝失电子
B.电解液可以用常规锂盐和水代替
C.放电时A电极反应式为CxPF6+e-=Cx+PF6-
D.放电时,若转移1mol电子,石墨电极上可增重7g
【答案】C
11.工业上,常用Fe2(SO4)3溶液作腐蚀液,腐蚀铜质电路板得到废液主要成分是FeSO4和CuSO4,含少量Fe2(SO4)3。
某学习小组设计装置从废液中提取铜,如图所示。
已知:
Fe2+失电子能力比OH-强。
下列说法正确的是
A.电解初期阴极没有铜析出,原因是2H++2e-=H2↑
B.石墨极的电极反应式为2H2O+4e-=4H++O2↑
C.若电路中转移2mol电子,理论上有2molM从交换膜左侧向右侧迁移
D.若将废液2充入阳极室时可再生腐蚀液(硫酸铁溶液)
【答案】D
12.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为:
PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb,下列说法不正确的是( )
A.工作时,电池的正极质量逐渐减轻
B.放电过程中,Li+向正极移动
C.每转移0.1mol电子,理论上生成20.7gPb
D.常温时,在正负极间接上电流表,指针不偏转
【答案】C
13.甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,该燃料电池的电池反应式为:
2CH3OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(l),其工作原理示意图如图,下列说法正确的是( )
A.甲为电池的负极,发生还原反应
B.负极的电极反应式为:
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
C.b口通入的气体为O2
D.用该电池进行电解水,当电路中转移0.2NA个电子时,生成2.24L氢气
【答案】B
14.如图是一种利用锂电池“固定CO2”的电化学装置,在催化剂的作用下,该电化学装置放电时可将CO2转化为C和Li2CO3,充电时选用合适催化剂,仅使Li2CO3发生氧化反应释放出CO2和02。
下列说法中正确的是
A.该电池充电时,阳极反应式为:
C+2Li2CO3-4e-=3CO2↑+4Li
B.该电池放电时,Li+向电极X方向移动
C.该电池充电时,电极Y与外接直流电源的负极相连
D.该电池放电时,每转移4mol电子,理论上生成1molC
【答案】D
15.在通电条件下,用如图所示装置由乙二醛(OHC-CHO)制备乙二酸(H00C-COOH)。
其制备反应为:
OHC-CHO+2Cl2+2H2O→HOOC-COOH+4HCl。
下列说法正确的是
A.每消耗0.1mol乙二醛在Pt1极放出2.24L气体(标准状况)
B.Pt1的电极反应为:
4OH--4e-=2H2O+O2↑
C.盐酸是起提供Cl-和增强导电性的作用
D.每得到lmol乙二酸将有2molH+从右室迁移到左室
【答案】C
16.环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准,其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.对电极是负极B.工作电极上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+═NO+H2O
C.对电极的材料可能为锌D.传感器工作时H+由工作电极移向对电极
【答案】D
17.氮氧化物具有不同程度的毒性,会破坏人体的中枢神经,长期吸入会引起脑性麻痹,手脚萎缩等,大量吸入时会引发中枢神经麻痹,记忆丧失,四肢瘫痪,甚至死亡等后果。
构成电池方法既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,发生反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O,装置如图所示。
下列关于该电池的说法正确的是()
A.电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
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,转移电子物质的量为0.8mol
【答案】B
18.锂电池因具有安全、环保和价格低廉等优点而成为当前电池研究领域的热点。
以钒酸钠(NaV3O8)为正极材料的电极反应式为NaV3O8+xLi++xe−
NaLixV3O8,则下列说法中不正确的是
A.放电时,负极的电极反应式为Li−e−
Li+
B.充电过程中Li+从阳极向阴极迁移
C.充电过程中阳极的电极反应式为NaLixV3O8−xe−
NaV3O8+xLi+,NaLixV3O8中钒的化合价发生了变化
D.该电池可以用硫酸钠溶液作电解质溶液
【答案】D
19.含乙酸钠和氯苯(
)的废水可以利用微生物电池除去,其原理如图所示,下列说法错误的是
A.该装置能将化学能转化为电能
B.B极上发生氧化反应
C.每有1molCH3COO-被氧化,质子交换膜中通过8mol电子
D.A极电极反应式为:
+2e-+H+=Cl-+
【答案】C
20.磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池之一,其基本组成及反应原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.该系统中只存在化学能和电能的相互转化
B.在移位反应器中,发生反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)(ΔH>0),若温度越高,则v(CO)越大
C.改质器和移位反应器的作用是将CxHy转化为H2和CO2
D.该电池正极的电极反应为O2+4H++4e−===2H2O
【答案】A
21.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,即保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可吸附水中的污物而使其沉淀下来,起到净水的作用,其原理如图所示。
下列说法正确的是
A.石墨电极上发生氧化反应B.通甲烷的电极反应式:
CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O
C.通空气的电极反应式为O2+4e-=2O2-D.甲烷燃料电池中CO32-向空气一极移动
【答案】B
22.某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。
TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电,充电时Na2S4还原为Na2S。
下列说法错误的是
A.充电时,太阳能转化为电能,又转化为化学能
B.放电时,a极的电极反应式为:
4S2--6e-=S42-
C.充电时,阳极的电极反应式为:
3I--2e-=I3-
D.M是阴离子交换膜
【答案】D
23.下图为光伏发电电解甲基肼[CH3-NH-NH2]制氢的装置示意图(电解池中交换膜仅阻止气体通过,a、b极均为惰性电极)。
下列叙述中正确的是
A.N型半导体为正极,P型半导体为负极
B.制氢装置溶液中电子从a极流向b极
C.工作时,产生的N2、H2体积比为1:
3(同温同压)
D.工作时,a极的电极反应式为CH3-NH-NH2+12OHˉ-10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O
【答案】D
24.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2是催化剂
B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大
C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D.图Ⅳ所示电池工作过程中,电子由Zn极流向Ag2O极
【答案】D
25.全钒液流电池装置如图,电解液在电解质储罐和电池间不断循环。
下列说法错误的是
A.充电时,氢离子通过交换膜移向右侧
B.充电时,电源负极连接a电极
C.放电时装置发生的总反应为:
VO2++V2++2H+=VO2++V3++H2O
D.质子交换膜可阻止VO2+与V2+直接发生反应
【答案】B
26.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:
3CO2+4Na
2Na2CO3+C。
下列说法错误的是
A.放电时,ClO4-向负极移动
B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为:
3CO2+4e−=2CO32-+C
D.充电时,正极反应为:
Na++e−=Na
【答案】D
27.最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。
示意图如图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+
该装置工作时,下列叙述错误的是
A.阴极的电极反应:
CO2+2H++2e-=CO+H2O
B.协同转化总反应:
CO2+H2S=CO+H2O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性
【答案】C
28.LiFePO4是锂离子电池一种电极材料,其结构稳定、资源丰富、安全性能好、无毒.该电极材料在充放电时的变化如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.放电时该电极为负极
B.充电是Li+向阳极移动
C.充电时该电极发生氧化反应,反应式为LiFePO4﹣e﹣=FePO4+Li+
D.该电池可以用磷酸溶液作电解质
【答案】C
29.臭氧是常见的强氧化剂,广泛用于水处理系统。
制取臭氧的方法很多,其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
A.高压放电法,反应的原理为3O2
2O3
B.高压放电出来的空气中,除含臭氧外还含有氮的氧化物
C.电解纯水时,电极b周围发生的电极反应有6OH--6e-=O3↑+3H2O和4OH--4e-=O2↑+2H2O
D.电解水时,H+由电极a经聚合电解质薄膜流向电极b
【答案】D
30.混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池,其工作原理如图所示其中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金,KOH溶液作电解液。
关于镍氢电池,下列说法不正确的是
A.充电时,阴极附近pH降低
B.电动机工作时溶液中OH-向甲移动
C.放电时正极反应式为:
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
D.电极总反应式为:
M+Ni(OH)2=MH+NiOOH
【答案】A
31.电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如下图所示,下列叙述错误的是
A.M室发生的电极反应式:
2H2O-4e-=O2↑+4H+
B.a、c为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
C.N室中:
a%
D.理论上每生成1molH3BO3,两极室共产生标准状况下16.8L气体
【答案】B
32.微型直接甲醇燃料电池能量密度高,可应用于各类便携式电子产品,其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.多孔扩散层可起到传导电子的作用
B.负极上直接通入无水甲醇可提高电池的比能量
C.当电路中通过3mole-时,内电路中有3molH+透过质子交换膜
D.电池工作时,H+向阴极催化层迁移
【答案】B
33.如图为一种固体离子导体电池与湿润KI试纸AB连接,Ag+可以在RbAg4I5晶体中迁移,空气中的氧气透过聚四氯乙烯膜与AlI3反应生成I2,Ag与I2作用形成电池。
下列说法中正确的是()
A.试纸B端发生氧化反应B.Ag+从石墨电极移向银电极
C.试纸A端发生反应:
2I--2e-=I2D.若该电池转移1mol电子,则滤纸上生成8gO2
【答案】C
34.粗铜中一般含有锌、铁、银、金等杂质。
在下图所示的装置中,甲池的总反应方程式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。
接通电路一段时间后,纯Cu电极质量增加了3.2g。
在此过程中,下列说法正确的是
A.乙池中CuSO4溶液的浓度不变
B.甲池中理论上消耗标准状况下空气的体积是2.8L(空气中O2体积分数以20%计算)
C.甲池是电能转化为化学能的装置,乙池是化学能转化为电能的装置
D.甲池通入CH3OH一极的电极反应为:
CH3OH-6e-+2H2O=CO32-+8H+
【答案】B
35.近日,中国科学院深圳先进技术研究院研发出一种高性能的钙离子电池:
以溶有六氟磷酸钙Ca(PF6)2的碳酸酯类溶剂为电解液,放电时合金Ca7Sn6发生去合金化反应,阴离子(PF6−)从石墨烯中脱嵌,进入电解质溶液。
放电时其工作原理如下图,下列说法错误的是(已知:
比能量为单位质量的电极放出电能的大小)
A.电池放电时,化学能转化为电能和热能
B.放电时,a电极的电极反应方程式为:
Ca7Sn6—14e-=7Ca2++6Sn
C.充电时,b电极接电源的正极
D.与锂离子电池相比较钙离子电池具有材料储量丰富、比能量高的优点
【答案】D
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- 关 键 词:
- 专题 电化学