2019年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題型專練07 電化學(xué)（含解析）.doc

專題07 電化學(xué)1. H2S是一種劇毒氣體，如圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖，可對H2S廢氣資源化利用。下列敘述錯誤的是A. a是負(fù)極，電池工作時，電子的流動力向是：電極a-負(fù)載一電極b-質(zhì)子膜一電極aB. 電池工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能C. 電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2+ 4e-+4H+=2H2OD. 當(dāng)電路中通過4mol電子時，有4molH+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)【答案】A【解析】根據(jù)H2S燃料電池的示意圖可知，在a極，H2SS2，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，a是負(fù)極，電池工作時,電子從負(fù)極電極a經(jīng)負(fù)載流向正極電極b，電子不能進(jìn)入溶液中，A錯誤；原電池工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能，B正確；根據(jù)O2H2O，化合價降低，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)， 電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O，C正確；根據(jù)O2+4e-+4H+=2H2O,所以當(dāng)電路中通過電子時,有經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū),D正確。2. 最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中和的高效去除。示意圖如右所示，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： 該裝置工作時，下列敘述錯誤的是（ ）A. 陰極的電極反應(yīng)：B. 協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：C. 石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低D. 若采用取代，溶液需為酸性【答案】C【詳解】A項(xiàng)，石墨烯失電子作陽極，ZnO石墨烯作陰極，發(fā)生反應(yīng)： ，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，陰極CO2得電子，陽極Fe2+失電子生成Fe3+，F(xiàn)e3+繼續(xù)與H2S反應(yīng)生成Fe2+與S，故協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，石墨烯上發(fā)生反應(yīng)：EDTA- Fe2+-e-= EDTA- Fe3+，為陽極，陽極電勢高，故石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的高，故C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)，F(xiàn)e2+、Fe3+易水解，只能在酸性條件下存在，故溶液需為酸性，故D項(xiàng)正確。3. 混合動力車在剎車和下坡時處于充電狀態(tài)；上坡或加速時，電動機(jī)提供輔助推動力，降低了汽油的消耗。該車一般使用的是鎳氫電池采用鎳的化合物和儲氫金屬（以M表示）為兩電極材料，堿液（主要為KOH）電解液。鎳氫電池充放電原理如圖，其總反應(yīng)式為：H2+2NiOOH = 2Ni(OH)2 下列有關(guān)判斷正確的是（ ）A. 在上坡或加速時，溶液中的K+向甲電極遷移B. 在剎車和下坡時，甲電極的電極反應(yīng)式為：2 H2O+2e- H2+2OH-C. 在上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH將減小D. 在剎車和下坡時，乙電極增重【答案】B【解析】在上坡或加速時，電池處于放電過程即原電池，溶液中的K+向正極即乙極移動，A錯誤；在在剎車和下坡時，電池處于充電狀態(tài)即為電解池，甲極是陰極，氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，B正確；在上坡或加速時，屬于原電池，乙電極為正極，電極極反應(yīng)為NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，乙電極周圍因OH-濃度增大，pH將變大，C錯誤；在剎車和下坡時，屬于電解池，乙極為陽極是氫氧化鎳轉(zhuǎn)化為氫氧化氧鎳的過程，電極質(zhì)量減輕，D錯誤。4. 下圖是CO2電催化還原為CH4的工作原理示意圖。下列說法正確的是A. 該過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程B. 一段時間后，池中n(KHCO3)不變C. 一段時間后，池中溶液的pH不變D. 銅電極的電極反應(yīng)式為9CO2+6H2O+8e-=CH4+8HCO3-【答案】D【解析】該裝置是一個電解池，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，A錯誤；在電解池的陰極上發(fā)生二氧化碳得電子的還原反應(yīng)，即，一段時間后，氫離子減小，氫氧根濃度增大，氫氧根會和池中的碳酸氫鉀反應(yīng)，所以會減小，B錯誤；在電解池的陽極上，是氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，所以酸性增強(qiáng)，pH一定下降，C錯誤；電催化還原為的過程是一個還原反應(yīng)過程，所以銅電極是電解池的陰極，銅電極的電極反應(yīng)式為9CO2+6H2O+8e-=CH4+8HCO3-， D正確。5. 甲醇燃料電池由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注，其工作示意圖如下，其總反應(yīng)為 2CH3OH3O2=2CO24H2O。下列說法不正確的是( )A. 電極 A 是負(fù)極，物質(zhì) a 為甲醇B. 電池工作時，電解液中的 H通過質(zhì)子交換膜向 B 電極遷移C. 放電前后電解質(zhì)溶液的 pH 增大D. b 物質(zhì)在電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為： O2+4e+2H2O4OH【答案】D【解析】甲醇的燃料電池，甲醇在負(fù)極被氧化，氧氣在正極被還原；電子由A流出經(jīng)過導(dǎo)線流入B，電極A 是負(fù)極，物質(zhì) a 為甲醇，A正確；H應(yīng)該向正極（B 電極）移動，B正確；負(fù)極反應(yīng)：2CH3OH-12e+2H2O=2CO2+12H,正極反應(yīng) 3O2+12e+12H6H2O，反應(yīng)前后H總量沒變，但是反應(yīng)放電后反應(yīng)生成了水，造成了H的濃度減小，電解質(zhì)溶液的 pH 增大，C正確；酸性環(huán)境下，氧氣在B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為： O2+4e+4H2H2O ，D錯誤。6. 近年來，我國在航空航天事業(yè)上取得了令人矚目的成就，科學(xué)家在能量的轉(zhuǎn)化，航天器的零排放作出了很大的努力，其中為了達(dá)到零排放的要求，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，設(shè)計(jì)了一種裝置（如圖）實(shí)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)方程式為2CO2=2CO+O2。關(guān)于該裝置下列說法正確的是（ ）A. 裝置中離子交換膜為陽離子交換膜B. 反應(yīng)完畢，電解質(zhì)溶液堿性減弱C. N型半導(dǎo)體為陽極，P型半導(dǎo)體為陰極D. CO2參與X電極的反應(yīng)方程式：CO2+2e+H2O=CO+2OH【答案】D【解析】左半部分為原電池，右半部分為電解池；根據(jù)原電池中正電荷的移動方向可知，N型半導(dǎo)體為負(fù)極極，P型半導(dǎo)體為正極，C錯誤；則X電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，CO2+2e+H2O=CO+2OH，D正確；圖中OH-在X電極處產(chǎn)生，但是Y電極附近也存在OH-，說明OH能夠通過離子交換膜，即該膜為陰離子交換膜，A錯誤；根據(jù)總反應(yīng)2CO2=2CO+O2可知反應(yīng)前后電解質(zhì)溶液酸、堿性不變，B錯誤。7. 我國科學(xué)家研制出“可充室溫Na-CO2電池”(Rechargeable Room-Temperature Na-CO2 Batter-ies)現(xiàn)已取得突破性進(jìn)展，其有望取代即將“枯竭”的鋰電池，該電池結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是A. 電池工作時，正極發(fā)生反應(yīng)：4Na+3CO2+4e-=2Na2CO3+CB. 電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.46gC. 多壁碳納米管的作用主要是導(dǎo)電及吸附CO2D. 電池中四甘醇二甲醚可用飽和食鹽水代替實(shí)現(xiàn)Na+傳導(dǎo)【答案】D【解析】根據(jù)圖中電子流向可知，金屬鈉為負(fù)極，多壁納米管為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化碳被還原為碳，A正確；鈉變?yōu)殁c離子，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，減重0.0223=0.46 g，B正確；多壁碳納米管為疏松多孔，主要是導(dǎo)電及吸附CO2，C正確；若用飽和食鹽水，水會與鈉電極反應(yīng)，不能構(gòu)成原電池，D錯誤。8. 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)式為16Li+xS8=8Li2Sx(2x8)。同時利用此裝置的電能在鐵上鍍銅，下列說法不正確的是A. 電池工作時，a是正極，外電路中流過0.02mal電子，負(fù)極材料減重0.14gB. 石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性C. 當(dāng)鉀硫電池電極提供1mol電子時，則理論上鐵電極增重32gD. 放電時，Li+向正極移動，在此電池中加人硫酸可增加導(dǎo)電性【答案】D【解析】根據(jù)鋰離子的移動方向可知，a是正極，b極為負(fù)極，鋰失電子變?yōu)殇囯x子，負(fù)極材料減重為0.027=0.14g，A正確；石墨烯具有導(dǎo)電作用，它的使用提高電極a的導(dǎo)電性，B正確；鐵上鍍銅，銅做陽極，失電子，溶液中的銅離子得電子在陰極（鐵極）析出，Cu2+2e-= Cu，當(dāng)轉(zhuǎn)移1mol電子時，則理論上鐵電極析出銅0.564=32g，C正確；硫酸能夠與金屬鋰電極反應(yīng)，不能構(gòu)成原電池，D錯誤。9. 鋰-碘電池應(yīng)用于心臟起搏器，使用壽命超過10年，負(fù)極是鋰，正極是聚2-乙烯吡(P2VP)和I2復(fù)合物，工作原理2Li+ P2VPnI2=2LiI+P2VP(n-1)I2，下列敘述錯誤的是A. 該電池是電解質(zhì)為非水體系的二次電池B. 工作時Li向正極移動C. 正極反應(yīng)式為P2VPnI2+2Li+2e-=2LiI+P2VP(n-1)I2D. 該電池具有全時間工作、體積小、質(zhì)量小、壽命長等優(yōu)點(diǎn)【答案】A【解析】金屬鋰能夠與水反應(yīng)，所以該電池是電解質(zhì)為非水體系的一次電池，使用壽命超過10年，A錯誤；原電池工作時，陽離子（Li+）向正極移動，B正確；原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，P2VPnI2在正極得電子，C正確；鋰-碘電池應(yīng)用于心臟起搏器，使用壽命超過10年，該電池具有全時間工作、體積小、質(zhì)量小、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，D正確。10. 十九大報(bào)告中提出要“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對大氣污染防治比過去要求更高。二氧化硫空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，原理如圖所示。下列說法正確的是A. 該電池放電時質(zhì)子從Pt 2電極經(jīng)過內(nèi)電路流到Pt 1電極B. Pt 1電極附近發(fā)生的反應(yīng)為：SO22H2O2eH2SO42HC. Pt 2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為O24e2H2O4OHD. 相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為21【答案】D【解析】放電時為原電池，質(zhì)子向正極移動，Pt1電極為負(fù)極，則該電池放電時質(zhì)子從Pt1電極移向Pt2電極，A錯誤；Pt1電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，SO2被氧化為硫酸，極反應(yīng)為SO22H2O2eSO2-44H，硫酸應(yīng)當(dāng)拆為離子形式，B錯誤；酸性條件下，氧氣得電子生成水, C錯誤；相同條件下，放電過程中：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：2SO24H2O4e2SO2-48H，正極發(fā)生還原反應(yīng)：O24e4 H2H2O，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等規(guī)律可知：放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為21，D正確。11. 1894年，F(xiàn)enton發(fā)現(xiàn)采用Fe2+和H2O2混合溶液，能產(chǎn)生具有高反應(yīng)活性和強(qiáng)氧化性的羥基自由基(-OH),從而氧化降解有機(jī)污染物，稱為Fenton反應(yīng)。電Fenton法采用惰性電極電解法，右圖為其中一個電極的反應(yīng)機(jī)理，其中含有Fenton反應(yīng)。下列說法不正確的是A. 羥基自由基(-OH)的電子式為：B. 右圖所在的惰性電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連C. Fenton反應(yīng)：Fe2+H2O2=Fe3+OH-+-OHD. 右圖所在的惰性電極每消耗22.4LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上在外電電路中轉(zhuǎn)移4mole-【答案】D【解析】羥基自由基(-OH)的電子式為：，A正確；右圖所在的惰性電極為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，在充電時，必須與外接電源的負(fù)極相連，B正確；Fe2+被H2O2氧化為鐵離子，同時產(chǎn)生羥基自由基(-OH)，F(xiàn)enton反應(yīng)：Fe2+H2O2=Fe3+OH-+-OH，C正確；根據(jù)圖示可知：22.4LO2即為1molO2，1molO2轉(zhuǎn)化為H2O2時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mole-，理論上在外電電路中轉(zhuǎn)移2mole-，D錯誤。12. 鋰液態(tài)多硫電池具有能量密度高、儲能成本低等優(yōu)點(diǎn)，以熔融金屬鋰、熔融硫和多硫化鋰Li2Sx(2x8)分別作兩個電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Li+)為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是A. 該電池比鈉一液態(tài)多硫電池的比能量高B. 放電時，內(nèi)電路中Li+的移動方向?yàn)閺腶到bC. Al2O3的作用是導(dǎo)電、隔離電極反應(yīng)物D. 充電時，外電路中通過0.2mol電子，陽極區(qū)單質(zhì)硫的質(zhì)量增加3.2g【答案】D【解析】鋰液態(tài)多硫電池具有能量密度高、儲能成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以該電池比鈉一液態(tài)多硫電池的比能量高，A正確；放電時，Na失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以a作負(fù)極、b作正極，電解質(zhì)中陽離子鋰離子向正極b移動，B正確；Al2O3為離子化合物，在該電池中作用是導(dǎo)電、隔離電極反應(yīng)物，C正確；充電時，陽極反應(yīng)為SX2-2e-=xS，外電路中通過0.2mol電子，陽極生成單質(zhì)硫的質(zhì)量為0.1x，由于2x8，質(zhì)量為6.4-25.6 g之間，D錯誤。13. 使用新型電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以溶有M的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，制成新型燃料電池，裝置如圖所示。下列說法正確的是A. 通入H2的一極為正極B. 放電時H+向左移動，生成的物質(zhì)M是NH4ClC. 通入的電極反成為:X2+6H+-6e-=2NH3 D. 放電過程右邊區(qū)域溶液pH逐漸增大 N2+6H+-6e-=2NH3【答案】B【解析】負(fù)極是氫氣失電子生成氫離子，則通入H2的一極為負(fù)極，A錯誤；根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)為:H2-2e-=2H+，正極電極反應(yīng)N2+8H+6e-=2NH4+，總反應(yīng)式為N2+3H2+2H+=2NH4+，則左邊N2為正極，H+向正極即左移動，M為NH4Cl，B正確； 氮?dú)獗贿€原生成NH4+,電極反應(yīng)式為N2+8H+6e-=2NH4+，C錯誤；反應(yīng)過程中右邊區(qū)域溶液氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)式為H2-2e-=2H+，pH逐漸減小，D錯誤。14. 熔融碳酸鹽燃料電池(MolenCathomaleFuel Cell)簡稱MCFC，具有高發(fā)電效率。工作原理示意圖如圖。下列說法正確的是A. 電極M為負(fù)極，K+、Na+移向MB. 電池工作時，熔融鹽中CO32-物質(zhì)的量增大C. A為CO2，正極的電極反應(yīng)為：O2+4e-+2CO2=2CO32-D. 若用MCFC給鉛蓄電池充電，電極N接Pb極【答案】C【解析】氫氧燃料電池，氫氣做負(fù)極，氧氣為正極，電極M為負(fù)極，電解質(zhì)中陽離子向正極移動，移向電極N，A錯誤；電極的負(fù)極反應(yīng)為：2H2-4e-+2CO32-=2H2O+2CO2，電極的正極反應(yīng)為：O2+4e-+2CO2=2CO32-，所以電池工作時，熔融鹽中CO32-物質(zhì)的量不變，B錯誤；正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極得電子，電極反應(yīng)為：O2+4e-+2CO2=2CO32-，所以要通入CO2，C正確；鉛蓄電池鉛為負(fù)極，要與電源的負(fù)極相連接，因此要連接電源的M極；D錯誤。15. 利用電化學(xué)原理還原CO2制取ZnC2O4的裝置如圖所示(電解液不參加反應(yīng))，下列說法正確的是A. 可用H2SO4溶液作電解液B. 陽離子交換膜的主要作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性C. 工作電路中每流過0.02 mol電子，Zn電極質(zhì)量減重0.65gD. Pb電極的電極反應(yīng)式是2CO2-2e-=C2O42-【答案】C【解析】如果用H2SO4溶液作電解液，溶液中氫離子會在正極得電子生成氫氣，影響2CO2+2e-=C2O42-反應(yīng)的發(fā)生，A錯誤；用陽離子交換膜把陽極室和陰極室隔開，它具有選擇透過性，它只允許H+透過，其它離子難以透過，B錯誤；Zn電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn-2e-= Zn2+；當(dāng)電路中每流過0.02 mol電子，消耗鋅的量為0.01 mol，質(zhì)量為0.65g，C正確；Pb電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，2CO2+2e-=C2O42-，D錯誤。16. 鋁-石墨雙離子電池是一種高效電池。原理為：AlLi + Cx(PF6) Al+xC+Li+PF6-,電池結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是A. 放電時外電路中電子向鋁鋰電極移動B. 放電時正極反應(yīng)為Cx(PF6)+e-= xC+ PF6-C. 充電時，鋁石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)D. 以此電池為電源，電解NaCl飽和溶液，當(dāng)生成11.2LH2時，電池負(fù)極質(zhì)量減少7g【答案】B【解析】放電時鋁鋰電極中鋰失電子作為負(fù)極，外電路中電子由負(fù)極鋁鋰電極向正極鋁石墨移動，A錯誤；放電時正極鋁石墨電極Cx(PF6)得電子產(chǎn)生PF6-，正極反應(yīng)為Cx(PF6)+e-= xC+ PF6-，B正確；放電時，鋁石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)，充電時，鋁石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯誤；電解NaCl飽和溶液，產(chǎn)生氯氣和氫氣，由于沒有給出生成氫氣的外界條件，無法計(jì)算出氫氣的量，也就不能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，D錯誤。17. 利用“ NaCO2”電池將CO2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“NaCO2”電池，以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料，放電反應(yīng)方程式為4Na3CO2 2Na2CO3C。放電時該電池“吸入”CO2，其工作原理如圖所示，下列說法中錯誤的是（ ）A. 電流流向?yàn)椋篗WCNT導(dǎo)線鈉箔B. 放電時，正極的電極反應(yīng)式為 3CO24Na4e=2Na2CO3CC. 原兩電極質(zhì)量相等，若生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2 mol e時，兩極的質(zhì)量差為11.2gD. 選用髙氯酸鈉-四甘醇二甲醚做電解液的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性好，與金屬鈉不反應(yīng)，難揮發(fā)【答案】C【解析】金屬鈉失電子，做負(fù)極，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，電流流向相反，由MWCNT導(dǎo)線鈉箔，A正確；放電時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，CO2被還原為碳，電極反應(yīng)式為3CO24Na4e=2Na2CO3C，B正確；正極發(fā)生極反應(yīng)為3CO24Na4e=2Na2CO3C，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系可知，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2 mol e時，生成碳酸鈉的量的為0.1 mol，碳的量為0.05 mol，正極質(zhì)量增重為0.1106+0.0512=11.2 g，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：2Na-2e-=2Na+，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系可知，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2 mol e時，消耗金屬鈉的量0.2mol，質(zhì)量為0.223=4.6 g，所以兩極的質(zhì)量差為11.2g+4.6g=15.8 g，C錯誤；選用髙氯酸鈉-四甘醇二甲醚做電解液的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性好，與金屬鈉不反應(yīng)，難揮發(fā)，D正確。