高考化學(xué)三輪沖刺分層專(zhuān)題特訓(xùn)卷基礎(chǔ)知識(shí)練6 (含解析)

練6電化學(xué)(A組)1．一種新型可逆電池的工作原理如圖所示。放電時(shí)總反應(yīng)為Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCleq\o\al(－,4)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3Cn(Cn表示石墨)。下列說(shuō)法正確的是()A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為2Al－6e－＋7Cl－=Al2Cleq\o\al(－,7)B．放電時(shí)AlCleq\o\al(－,4)移向正極C．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為AlCleq\o\al(－,4)－e－＋Cn=Cn(AlCl4)D．電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子，最多有1molCn(AlCl4)被還原答案：C解析：A項(xiàng)由放電時(shí)總反應(yīng)Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCleq\o\al(－,4)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3Cn可知負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋7AlCleq\o\al(－,4)=4Al2Cleq\o\al(－,7)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)AlCleq\o\al(－,4)移向負(fù)極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為AlCleq\o\al(－,4)－e－＋Cn=Cn(AlCl4)正確；D項(xiàng)電路中轉(zhuǎn)移3mol電子時(shí)，被還原的Cn(AlCl4)的物質(zhì)的量為3mol，錯(cuò)誤。2．下圖是發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》的一種能夠捕捉CO2的電化學(xué)裝置。下列說(shuō)法正確的是()A．該裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．正極的電極反應(yīng)為2CO2＋2e－=C2Oeq\o\al(2－,4)C．每生成1mol的草酸鋁，外電路中轉(zhuǎn)移3mol電子D．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，草酸鹽的濃度減小答案：B解析：A項(xiàng)由電池結(jié)構(gòu)分析知該裝置為原電池，能量變化為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；B項(xiàng)右側(cè)為正極，CO2放電，產(chǎn)物為C2Oeq\o\al(2－,4)，故電極反應(yīng)式為2CO2＋2e－=C2Oeq\o\al(2－,4)，正確；C項(xiàng)每生成1mol草酸鋁外電路中轉(zhuǎn)移6mole－，錯(cuò)誤；D項(xiàng)草酸鹽放電過(guò)程中濃度不變，錯(cuò)誤。3．某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是()A．乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)B．甲燒杯中溶液的pH逐漸減小C．電池工作時(shí)，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向甲燒杯D．外電路的電流方向是從a到b答案：D解析：A項(xiàng)由原理方程式可知乙燒杯中發(fā)生Fe2＋→Fe3＋的轉(zhuǎn)化，為氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)甲燒杯中電極反應(yīng)式為2MnOeq\o\al(－,4)＋10e－＋16H＋=2Mn2＋＋8H2O，消耗H＋，c(H＋)減小，pH逐漸增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)SOeq\o\al(2－,4)由正極移向負(fù)極，即移向乙燒杯，錯(cuò)誤；D項(xiàng)該裝置中，a為正極，b為負(fù)極，故外電路中電流方向?yàn)閍→b，正確。4．在實(shí)驗(yàn)室中，以一定濃度的乙醛-Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液，模擬乙醛廢水的處理過(guò)程(如圖所示)，乙醛在兩電極分別轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸。下列對(duì)電解過(guò)程的分析正確的是()A．以鉛蓄電池為電源，則a極為Pb電極B．石墨Ⅱ電極附近的pH逐漸減小C．陽(yáng)極反應(yīng)為CH3CHO＋H2O－2e－=CH3COOH＋2H＋D．每處理含8.8g乙醛的廢水，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA答案：C解析：根據(jù)圖示可知，Na＋、H＋向石墨Ⅱ極移動(dòng)，石墨Ⅱ?yàn)殡娊獬氐年帢O，b極為電源的負(fù)極，a極為電源的正極，以鉛蓄電池為電源，鉛為負(fù)極，二氧化鉛為正極，因此a極為PbO2電極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在陰極，乙醛得電子生成乙醇，電極反應(yīng)式為CH3CHO＋2H＋＋2e－=CH3CH2OH，電極附近的pH逐漸變大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，CH3CHO失電子被氧化為乙酸，陽(yáng)極反應(yīng)為CH3CHO＋H2O－2e－=CH3COOH＋2H＋，C項(xiàng)正確；8.8g乙醛的物質(zhì)的量為0.2mol，有0.1mol乙醛在陽(yáng)極被氧化，陽(yáng)極反應(yīng)為CH3CHO＋H2O－2e－=CH3COOH＋2H＋，有0.1mol乙醛在陰極被還原，陰極反應(yīng)為CH3CHO＋2H＋＋2e－=CH3CH2OH，所以0.1mol乙醛發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，均轉(zhuǎn)移電子0.2NA，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)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(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)答案：B解析：本題涉及原電池的工作原理及應(yīng)用，以生物燃料電池為載體考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力。借助不同形式的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，體現(xiàn)了宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)和關(guān)注社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步、生產(chǎn)生活的價(jià)值觀念。A項(xiàng)，現(xiàn)有工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件是高溫、高壓、催化劑，則題述方法合成氨條件更為溫和，同時(shí)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，正確；B項(xiàng)，陰(正)極區(qū)，在固氮酶催化作用下發(fā)生反應(yīng)N2＋6H＋＋6MV＋=2NH3＋6MV2＋，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由B項(xiàng)分析可知正極區(qū)N2被還原為NH3，正確；D項(xiàng)，原電池工作時(shí)，質(zhì)子(H＋)通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)，正確。6．鋰—液態(tài)多硫電池具有能量密度高、儲(chǔ)能成本低等優(yōu)點(diǎn)，以熔融金屬鋰、熔融硫和多硫化鋰[Li2Sx(2≤x≤8)]分別作兩個(gè)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(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該電池比鈉—液態(tài)多硫電池的比能量高B．放電時(shí)，內(nèi)電路中Li＋的移動(dòng)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(shí)，外電路中通過(guò)0.2mol電子，陽(yáng)極區(qū)單質(zhì)硫的質(zhì)量增加3.2g答案：D解析：A項(xiàng)，電池提供2mole－電量時(shí)，該電池對(duì)應(yīng)Li2Sx質(zhì)量為(14＋32x)g，而鈉—液態(tài)多硫電池對(duì)應(yīng)質(zhì)量為(46＋32x)g，故該電池比能量高，正確；B項(xiàng)由圖分析知a為負(fù)極，b為正極，Li＋從a極移向b極，正確；C項(xiàng)Al2O3為固體電解質(zhì)，故能導(dǎo)電，同時(shí)將兩極反應(yīng)物隔開(kāi)，正確；D項(xiàng)當(dāng)外電路中通過(guò)0.2mole－時(shí)，陽(yáng)極區(qū)生成0.1xmol硫，故陽(yáng)極區(qū)生成硫的質(zhì)量為3.2xg，錯(cuò)誤。7．用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫，將所得的混合液進(jìn)行電解循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽(yáng)離子交換膜組合循環(huán)再生機(jī)理如圖所示，則下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()A．X為直流電源的負(fù)極，Y為直流電源的正極B．陽(yáng)極區(qū)pH增大C．圖中的b>aD．該過(guò)程中的產(chǎn)品主要為H2SO4和H2答案：B解析：A項(xiàng)，由圖示可知Pt(Ⅰ)極上H＋→H2，發(fā)生還原反應(yīng)，故Pt(Ⅰ)為陰極，X為直流電源的負(fù)極，Y為直流電源的正極，正確；B項(xiàng)，Pt(Ⅱ)為陽(yáng)極，在陽(yáng)極，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)被氧化為H2SO4，SOeq\o\al(2－,3)＋H2O－2e－=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，HSOeq\o\al(－,3)＋H2O－2e－=3H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，溶液的酸性增強(qiáng)，pH減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由上面的分析可知，陽(yáng)極有H2SO4生成，故b>a，正確；D項(xiàng)，陽(yáng)極產(chǎn)物為H2SO4，陰極產(chǎn)物為H2，正確。8．某污水處理廠利用微生物電池將鍍鉻廢水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)催化還原，其工作原理如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．電池工作過(guò)程中電子由a極流向b極B．b極反應(yīng)式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2OC．電池工作過(guò)程中a極區(qū)附近溶液的pH增大D．每處理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)，可生成33.6L(標(biāo)況下)CO2答案：C解析：由圖分析知a極發(fā)生CH3COOH→CO2＋H＋，氧化反應(yīng)，為負(fù)極，b極發(fā)生Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H＋→Cr3＋，還原反應(yīng)，為正極。A項(xiàng)電子由負(fù)極流向正極，正確；B項(xiàng)b極反應(yīng)式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2O，正確；C項(xiàng)由a極反應(yīng)式知生成H＋，故c(H＋)增大，pH減小，錯(cuò)誤；D項(xiàng)1molCr2Oeq\o\al(2－,7)轉(zhuǎn)化為Cr3＋得6mole－CH3COOH→CO2每生成1molCO2失4mole－，故每處理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)生成CO2的物質(zhì)的量為eq\f(6,4)mol(標(biāo)況下33.6L)，正確。(B組)1．科研人員設(shè)計(jì)了一種電化學(xué)反應(yīng)器以Na2SO4溶液為電解質(zhì)，負(fù)載納米MnO2的導(dǎo)電微孔鈦膜和不銹鋼為電極材料。這種電催化膜反應(yīng)器可用于正丙醇合成丙酸，裝置示意圖如圖所示，以下敘述錯(cuò)誤的是()A．微孔鈦膜作陰極B．使用Na2SO4溶液是為了在電解開(kāi)始時(shí)增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性C．正丙醇轉(zhuǎn)化為丙酸的電極反應(yīng)式為CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－=CH3CH2COOH＋4H＋D．反應(yīng)器工作時(shí)料槽中正丙醇分子向電催化膜移動(dòng)答案：A解析：電催化膜反應(yīng)器可用于正丙醇合成丙酸，正丙醇合成丙酸屬于氧化反應(yīng)，所以微孔鈦膜作陽(yáng)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Na2SO4溶液可增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，B項(xiàng)正確；正丙醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成丙酸，電極反應(yīng)式為CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－=CH3CH2COOH＋4H＋，C項(xiàng)正確；微孔鈦膜作陽(yáng)極，所以反應(yīng)器工作時(shí)料槽中正丙醇分子向電催化膜移動(dòng)，D項(xiàng)正確。2．硼酸(H3BO3)可以通過(guò)電解NaB(OH)4溶液的方法制備，工作原理如圖所示。下列有關(guān)表述錯(cuò)誤的是()A．M室的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B．N室中，進(jìn)口和出口的溶液濃度大小關(guān)系為a%<b%C．b膜為陰離子交換膜，產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)為H＋＋[B(OH)4]－=H3BO3＋H2OD．理論上每生成1molH3BO3，陰極室可生成5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體答案：D解析：由題意知，通過(guò)電解NaB(OH)4溶液的方法制備硼酸(H3BO3)，左邊為陽(yáng)極室，右邊為陰極室。陽(yáng)極上OH－放電產(chǎn)生H＋，所以a膜為陽(yáng)離子交換膜、b膜為陰離子交換膜，產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)為H＋＋[B(OH)4]－=H3BO3＋H2O；陰極上H＋放電產(chǎn)生OH－，c膜為陽(yáng)離子交換膜，所以電解后氫氧化鈉溶液的濃度變大。M室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，A項(xiàng)正確。N室中，進(jìn)口和出口的溶液濃度大小關(guān)系為a%<b%，B項(xiàng)正確。b膜為陰離子交換膜，產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)為H＋＋[B(OH)4]－=H3BO3＋H2O，C項(xiàng)正確。理論上每生成1mol產(chǎn)品，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，陰極室可生成0.5molH2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2L，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱(chēng)保險(xiǎn)粉，還原性比NaHSO3更強(qiáng)，工業(yè)上廣泛用于紡織品漂白及作脫氧劑等。工業(yè)上可用惰性電極電解NaHSO3溶液得到連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)，如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．得到連二亞硫酸鈉產(chǎn)品電極反應(yīng)式為2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2OH－B．a(chǎn)為陽(yáng)極C．連二亞硫酸鈉產(chǎn)品在陰極得到D．若不加隔膜，則得不到連二亞硫酸鈉答案：B解析：由電解目的(電解NaHSO3溶液制Na2S2O4)分析可知a極為陰極，b極為陽(yáng)極，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)式為2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2OH－，A項(xiàng)正確；陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，如不加隔膜，陽(yáng)極上產(chǎn)生的O2會(huì)氧化連二亞硫酸鈉，故D項(xiàng)正確。4．全釩液流儲(chǔ)能電池一次性充電后，續(xù)航能力可達(dá)1000km，而充電時(shí)間只需3～5min，被譽(yù)為“完美電池”，其原理如圖所示(已知V2＋呈紫色，V3＋呈綠色)。電池放電時(shí)，左槽溶液質(zhì)量增加。下列說(shuō)法正確的是()A．充電時(shí)的陰極反應(yīng)為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2OB．放電時(shí)的正極反應(yīng)為V3＋＋e－=V2＋C．放電過(guò)程中，右槽溶液由紫色變?yōu)榫G色D．若負(fù)載為用石墨電極電解食鹽水的裝置，生成4gNaOH時(shí)該電池中消耗0.1molH＋答案：C解析：A項(xiàng)充電時(shí)陰極反應(yīng)式為V3＋＋e－=V2＋，錯(cuò)誤；B項(xiàng)放電時(shí)左槽溶液質(zhì)量增加可推知H＋移向左槽，則正極反應(yīng)式為VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)放電過(guò)程中右槽V2＋轉(zhuǎn)變?yōu)閂3＋，故溶液顏色由紫色變?yōu)榫G色，正確；D項(xiàng)電解食鹽水生成4gNaOH時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移0.1mole－，由VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O可知消耗0.2molH＋，錯(cuò)誤。5．中科院董紹俊課題組將二氧化錳和生物質(zhì)置于一個(gè)由濾紙制成的折紙通道內(nèi)形成電池(如圖所示)，該電池可將可樂(lè)(pH＝2.5)中的葡萄糖作為燃料獲得能量。下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)極為正極B．隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，負(fù)極區(qū)的pH不斷增大C．b極的電極反應(yīng)為MnO2＋2H2O＋2e－=Mn2＋＋4OH－D．若消耗0.01mol葡萄糖，電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子答案：D解析：由已知結(jié)合圖示，葡萄糖(C6H12O6)→葡萄糖內(nèi)酯(C6H10O6)，氫原子減少兩個(gè)，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以a極為負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液顯酸性，所以負(fù)極反應(yīng)為C6H12O6－2e－=C6H10O6＋2H＋，隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，負(fù)極區(qū)的pH不斷減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；b極為正極，電極反應(yīng)為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由負(fù)極反應(yīng)C6H12O6－2e－=C6H10O6＋2H＋可得，1mol葡萄糖失去2mol電子，所以若消耗0.01mol葡萄糖，電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子，D項(xiàng)正確。6．某鋰碘電池結(jié)構(gòu)如圖所示，該電池的總反應(yīng)為2Li＋P2VP·nI2=P2VP·(n－1)I2＋2LiI。下列說(shuō)法正確的是()A．該電池工作時(shí)，鋰離子移向a極B．該電池放電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C．鋰電極質(zhì)量減少0.7g時(shí)，b極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1021D．正極的電極反應(yīng)式為P2VP·nI2＋2Li＋＋2e－=P2VP·(n－1)I2＋2LiI答案：D解析：原電池工作時(shí)，鋰離子移向正極(b極)，故A錯(cuò)誤；該電池放電時(shí)，鋰電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；a極與b極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目是相等的，鋰電極質(zhì)量減少0.7g時(shí)，即鋰失0.1mol電子，b極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1022，故C錯(cuò)誤；根據(jù)電池總反應(yīng)，可推出鋰碘電池正極的電極反應(yīng)式為P2VP·nI2＋2Li＋＋2e－=P2VP·(n－1)I2＋2LiI，故D正確。7．某科研小組模擬“人工樹(shù)葉”的電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)(C6H12O6)和O2，X、Y是特殊催化劑型電極，已知：裝置的電流效率等于生成產(chǎn)品所需的電子數(shù)與電路中通過(guò)總電子數(shù)之比。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該裝置中Y電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．X電極的電極反應(yīng)式為6CO2＋24H＋＋24e－=C6H12O6＋6H2OC．理論上，每生成22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2，必有4molH＋由X極區(qū)向Y極區(qū)遷移D．當(dāng)電路中通過(guò)3mole－時(shí)，生成18gC6H12O6，則該裝置的電流效率為80%答案：C解析：根據(jù)裝置圖可知，X與電源的負(fù)極相連，為陰極，Y與電源的正極相連，為陽(yáng)極，陽(yáng)極上失去電