2021年高考真題和模擬題分類匯編化學(xué)專題10電化學(xué)

2021高考真題和模擬題分類匯編化學(xué)專題10電化學(xué)2021年化學(xué)高考題一、單選題1．（2021·山東高考真題）以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是A．放電過程中，K+均向負(fù)極移動B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L【答案】C【分析】堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4O2清潔燃料電池總反應(yīng)為：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合價(jià)均為2價(jià)，H元素化合價(jià)為+1價(jià)，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可推知其燃料電池的總反應(yīng)為：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，據(jù)此結(jié)合原電池的工作原理分析解答。【解析】A．放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)上述分析可知，N2H4O2清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮?dú)夂退淇偡磻?yīng)中未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量減小，B錯(cuò)誤；C．理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量（物質(zhì)的量表達(dá)式）分別是：、、，通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；D．根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗1molO2生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4L，D錯(cuò)誤；故選C。2．（2021·浙江）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時(shí)得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是A．充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連B．放電時(shí)，外電路通過電子時(shí)，薄膜電解質(zhì)損失C．放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為D．電池總反應(yīng)可表示為【答案】B【分析】由題中信息可知，該電池充電時(shí)得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時(shí)作陰極，故其在放電時(shí)作電池的負(fù)極，而電極B是電池的正極?！窘馕觥緼．由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時(shí)電極A作陰極，故充電時(shí)集流體A與外接電源的負(fù)極相連，A說法正確；B．放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，內(nèi)電路中有amol通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失，B說法不正確；C．放電時(shí)，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為，C說法正確；D．電池放電時(shí)，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成，正極上得到電子和變?yōu)?，故電池總反?yīng)可表示為，D說法正確。綜上所述，相關(guān)說法不正確的是B，本題選B。3．（2021·全國高考真題）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的解離為和，并在直流電場作用下分別問兩極遷移。下列說法正確的是A．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．制得乙醛酸，理論上外電路中遷移了電子D．雙極膜中間層中的在外電場作用下向鉛電極方向遷移【答案】D【分析】該裝置通電時(shí)，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極，陽極上Br被氧化為Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場作用下移向陰極，OH移向陽極?！窘馕觥緼．KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時(shí)還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯(cuò)誤；B．陽極上為Br失去電子生成Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯(cuò)誤；C．電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為1mol，因此制得2mol乙醛酸時(shí)，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯(cuò)誤；D．由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確；綜上所述，說法正確的是D項(xiàng)，故答案為D。4．（2021·廣東高考真題）鈷()的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)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(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大B．生成，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少C．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)：【答案】D【分析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O4e=O2↑+4H+，Ⅰ室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，鈷電極為陰極，鈷離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷，電極反應(yīng)式為Co2++2e=Co，Ⅲ室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+?！窘馕觥緼．由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，陰極生成1mol鈷，陽極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯(cuò)誤；C．若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，故D正確；故選D。5．（2021·廣東高考真題）火星大氣中含有大量，一種有參加反應(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(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng) B．在正極上得電子C．陽離子由正極移向負(fù)極 D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】B【解析】根據(jù)題干信息可知，放電時(shí)總反應(yīng)為4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A．放電時(shí)負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)正極為CO2得到電子生成C，故B正確；C．放電時(shí)陽離子移向還原電極，即陽離子由負(fù)極移向正極，故C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能等，故D錯(cuò)誤；綜上所述，符合題意的為B項(xiàng)，故答案為B。6．（2021·河北高考真題）K—O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說法錯(cuò)誤的是A．隔膜允許K+通過，不允許O2通過B．放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽極C．產(chǎn)生1Ah電量時(shí)，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)量比值約為2.22D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水【答案】D【分析】由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式為K—e=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀；據(jù)以上分析解答。【解析】A．金屬性強(qiáng)的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許通過，不允許通過，故A正確；B．由分析可知，放電時(shí)，a為負(fù)極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時(shí)，b電極應(yīng)與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；C．由分析可知，生成1mol超氧化鉀時(shí)，消耗1mol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正確；D．鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應(yīng)消耗2mol水，轉(zhuǎn)移2mol電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為×18g/mol=1.8g，故D錯(cuò)誤；故選D。7．（2021·湖南高考真題）鋅溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溴液流電池工作原理如圖所：下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，N極為正極B．放電時(shí)，左側(cè)貯液器中的濃度不斷減小C．充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為D．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【答案】B【分析】由圖可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，溴在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成溴離子，電極反應(yīng)式為Br2+2e—=2Br—，M電極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn—2e—=Zn2+，正極放電生成的溴離子通過離子交換膜進(jìn)入左側(cè)，同時(shí)鋅離子通過交換膜進(jìn)入右側(cè)，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變；充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽極?！窘馕觥緼．由分析可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，故A正確；B．由分析可知，放電或充電時(shí)，左側(cè)儲液器和右側(cè)儲液器中溴化鋅的濃度維持不變，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Zn2++2e—=Zn，故C正確；D．由分析可知，放電或充電時(shí)，交換膜允許鋅離子和溴離子通過，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變，故D正確；故選B。8．（2021·全國高考真題）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(cuò)誤的是A．陽極發(fā)生將海水中的氧化生成的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的C．陰極生成的應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的等積垢需要定期清理【答案】D【分析】海水中除了水，還含有大量的Na+、Cl、Mg2+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的Cl會優(yōu)先失電子生成Cl2，陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2和OH，結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析解答?！窘馕觥緼．根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl會優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B．設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH在管道中會發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；C．因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；D．陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2↑+2OH，會使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面會形成Mg(OH)2等積垢需定期清理，D錯(cuò)誤。故選D。9．（2021·浙江高考真題）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．?dāng)嚅_K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能B．?dāng)嚅_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】C【分析】根據(jù)圖示，電極A充電時(shí)為陰極，則放電時(shí)電極A為負(fù)極，負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cd(OH)2，負(fù)極反應(yīng)式為Cd2e+2OH=Cd(OH)2，電極B充電時(shí)為陽極，則放電時(shí)電極B為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2，正極反應(yīng)式為2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，據(jù)此分析作答?！窘馕觥緼．?dāng)嚅_K2、合上K1，為放電過程，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能，A正確；B．?dāng)嚅_K1、合上K2，為充電過程，電極A與直流電源的負(fù)極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH，B正確；C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(OH)22e+2OH=2NiOOH+2H2O，則電極A發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH，此時(shí)為充電過程，總反應(yīng)為Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH濃度減小，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)分析，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，則鎳鎘二次電池總反應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正確；答案選C。二、工業(yè)流程題10．（2021·山東高考真題）工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如圖。回答下列問題：

(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是___。(2)礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶液中可溶組分濃度c≤1.0×105mol?L1時(shí)，可認(rèn)為已除盡。

中和時(shí)pH的理論范圍為___；酸化的目的是___；Fe元素在___(填操作單元的名稱)過程中除去。(3)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致___；冷卻結(jié)晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有____。(4)利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應(yīng)方程式為：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。則Na2Cr2O7在___(填“陰”或“陽”)極室制得，電解時(shí)通過膜的離子主要為___?！敬鸢浮吭龃蠓磻?yīng)物接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率使平衡正向移動，提高Na2Cr2O7的產(chǎn)率浸取所得溶液中含有大量Na2SO4?10H2OH2SO4陽Na＋【分析】以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)過程中，向鉻鐵礦中加入純堿和O2進(jìn)行焙燒，F(xiàn)eCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4，F(xiàn)e(II)被O2氧化成Fe2O3，Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為NaAlO2、Na2SiO3，加入水進(jìn)行“浸取”，F(xiàn)e2O3不溶于水，過濾后向溶液中加入H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH使、轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，再向?yàn)V液中加入H2SO4，將Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7，將溶液蒸發(fā)結(jié)晶將Na2SO4除去，所得溶液冷卻結(jié)晶得到Na2Cr2O7?2H2O晶體，母液中還含有大量H2SO4。據(jù)此解答?！窘馕觥?1)焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是利用熱量使O2向上流動，增大固體與氣體的接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率，故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率。(2)中和時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH目的是將、轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，由圖可知，當(dāng)溶液pH≥4.5時(shí)，Al3+除盡，當(dāng)溶液pH＞9.3時(shí)，H2SiO3會再溶解生成，因此中和時(shí)pH的理論范圍為；將Al元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以和存在，溶液中存在平衡：，降低溶液pH，平衡正向移動，可提高Na2Cr2O7的產(chǎn)率；由上述分析可知，F(xiàn)e元素在“浸取”操作中除去，故答案為：；使平衡正向移動，提高Na2Cr2O7的產(chǎn)率；浸取。(3)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，Na2SO4主要以Na2SO4?10H2O存在，Na2SO4?10H2O的溶解度隨溫度升高先增大后減小，若蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致所得溶液中含有大量Na2SO4?10H2O；由上述分析可知，流程中循環(huán)利用的物質(zhì)除Na2Cr2O7外，還有H2SO4，故答案為：所得溶液中含有大量Na2SO4?10H2O；H2SO4。(4)由4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑可知，電解過程中實(shí)質(zhì)是電解水，陽極上水失去電子生成H＋和O2，陰極上H+得到電子生成H2，由可知，在氫離子濃度較大的電極室中制得，即Na2Cr2O7在陽極室產(chǎn)生；電解過程中，陰極產(chǎn)生氫氧根離子，氫氧化鈉在陰極生成，所以為提高制備Na2Cr2O7的效率，Na＋通過離子交換膜移向陰極，故答案為：陽；Na＋。三、原理綜合題11．（2021·湖南高考真題）氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運(yùn)，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法I：氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵鍵能946436.0390.8一定溫度下，利用催化劑將分解為和。回答下列問題：(1)反應(yīng)_______；(2)已知該反應(yīng)的，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？_______(填標(biāo)號)A．25℃B．125℃C．225℃D．325℃(3)某興趣小組對該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①若保持容器體積不變，時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用的濃度變化表示時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率_______(用含的代數(shù)式表示)②時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后分壓變化趨勢的曲線是_______(用圖中a、b、c、d表示)，理由是_______；③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)_______。(已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于反應(yīng)，，其中，、、、為各組分的平衡分壓)。方法Ⅱ：氨電解法制氫氣利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。(4)電解過程中的移動方向?yàn)開______(填“從左往右”或“從右往左”)；(5)陽極的電極反應(yīng)式為_______。KOH溶液KOH溶液【答案】+90.8CDb

開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小0.48從右往左2NH36e+6OH=N2+6H2O【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，H=390.8kJmol1(946kJmol1+436.0kJmol1)=+90.8kJmol1，故答案為：+90.8；(2)若反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則需HTS<0，T>==456.5K，即溫度應(yīng)高于(456.5273)℃=183.5℃，CD符合，故答案為：CD；(3)①設(shè)t1時(shí)達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為2x，列出三段式：根據(jù)同溫同壓下，混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比，=，解得x=0.02mol，(H2)==molL1min1，故答案為：；②t2時(shí)將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小，故b曲線符合，故答案為：b；開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要??；③由圖可知，平衡時(shí)，NH3、N2、H2的分壓分別為120kPa、40kPa、120kPa，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)==0.48，故答案為：0.48；(4)由圖可知，通NH3的一極氮元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則另一電極為陰極，電解過程中OH移向陽極，則從右往左移動，故答案為：從右往左；(5)陽極NH3失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2，結(jié)合堿性條件，電極反應(yīng)式為：2NH36e+6OH=N2+6H2O，故答案為：2NH36e+6OH=N2+6H2O。2021年化學(xué)高考模擬題1．（2021·九龍坡區(qū)·重慶市育才中學(xué)高三三模）空氣污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、，再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時(shí)生成Ce4＋，其原理如圖所示。下列說法正確的是A．H＋由右室進(jìn)入左室B．Ce4＋從電解槽的c口流出，且可循環(huán)使用C．若用甲烷燃料電池作為電源，當(dāng)消耗33.6L甲烷時(shí)，理論上可轉(zhuǎn)化2molHNO2D．陰極的電極反應(yīng)式：2HNO2＋6H＋＋6e=N2↑＋4H2O【答案】D【分析】空氣污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收，生成HNO2、，再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時(shí)生成Ce4+，電解過程中鈰離子在陽極失電子被氧化生成Ce4+，HNO2在陰極得到電子變化為氮?dú)?，?jù)此分析解答。【解析】A．電解池中陽離子移向陰極，質(zhì)子交換膜是允許氫離子通過，H+由左室進(jìn)入右室，故A錯(cuò)誤；B．電解過程中鈰離子在陽極失電子被氧化生成Ce4+，Ce4+從電解槽的a口流出，且可循環(huán)使用，故B錯(cuò)誤；C．甲烷燃料電池中，在堿性溶液中，甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH48e+10OH═+7H2O，故每有1mol甲烷反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子8mol，陰極的電極反應(yīng)式：2HNO2+6H++6e═N2↑+4H2O，3CH4～8HNO2～24e，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L甲烷時(shí)，其物質(zhì)的量==1.5mol，理論上可轉(zhuǎn)化HNO24mol，故C錯(cuò)誤；D．HNO2在陰極上得到電子還原為氮?dú)猓姌O反應(yīng)式為2HNO2+6H++6e═N2↑+4H2O，故D正確；故選D。2．（2021·南岸區(qū)·重慶第二外國語學(xué)校高三三模）在日常生活中，我們經(jīng)?？吹借F制品生銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象。可以通過下列裝置所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。下列說法正確的是A．按圖Ⅰ裝置實(shí)驗(yàn)，為了更快更清晰地觀察到液柱上升，采用下列方法：用酒精燈加熱左邊的具支試管B．圖Ⅲ裝置的總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑C．圖Ⅱ是圖Ⅰ所示裝置的原理示意圖，圖Ⅱ的正極材料是鐵D．鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過圖Ⅲ裝置進(jìn)行探究，Cl由活性炭區(qū)向鋁箔表面區(qū)遷移，并在鋁箔上發(fā)生電極反應(yīng)：2Cl2e=Cl2↑【答案】B【解析】A．具支試管內(nèi)氣體受熱壓強(qiáng)增大，部分氣體溢出，冷卻后，氣體壓強(qiáng)減小，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，A錯(cuò)誤；B．正極與負(fù)極反應(yīng)式相加得到圖Ⅲ裝置的總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑，B正確；C．負(fù)極材料為鐵，正極為碳棒，C錯(cuò)誤；D．鋁箔為負(fù)極，反應(yīng)式為：4Al12e=4Al3+，碳棒為正極，反應(yīng)式為：3O2+12e+6H2O=12OH，D錯(cuò)誤；答案選B。3．（2021·重慶市第十一中學(xué)校高三二模）我國科學(xué)家研發(fā)了一種KCO2二次電池，電池總反應(yīng)為：4KSn＋3CO22K2CO3＋C＋4Sn。下列說法錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，a電極為陰極B．充電時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移1mole，b電極質(zhì)量減少12gC．放電時(shí)，電子由a極經(jīng)過外電路流向b極D．放電時(shí)，a電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：KSne＝K＋＋Sn【答案】B【分析】根據(jù)電池總反應(yīng)可知放電時(shí)K被氧化，CO2被還原，所以放電時(shí)K為負(fù)極，反應(yīng)式為KSne＝K＋＋Sn，b為正極吸收CO2，反應(yīng)式為3CO2+4e═2CO+C；充電時(shí)a為陰極，b為陽極釋放CO2，據(jù)此分析解答。【解析】A．充電時(shí)，K＋移向a極，則a電極為陰極，故A正確；

B．充電時(shí)，b為陽極，電極反應(yīng)式為：C+2CO4e=3CO2，每轉(zhuǎn)移4mole，b電極消耗12gC，則轉(zhuǎn)移1mole，b電極質(zhì)量減少3g，故B錯(cuò)誤；

C．放電時(shí)，a為負(fù)極，b為正極，電子由負(fù)極流向正極，則電子由a極經(jīng)過外電路流向b極，故C正確；

D．放電時(shí)K被氧化，a為負(fù)極，電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：KSne＝K＋＋Sn，故D正確；

故選：B。4．（2021·青海西寧市·高三二模）一種電池裝置如圖所示，它能溶解輝銅礦石(主要成分是Cu2S)制得硫酸銅。下列說法正確的是A．M極為正極B．X交換膜為陽離子交換膜C．M極上的電極反應(yīng)式為Cu2S10e+4H2O=2Cu2++8H++D．外電路上每通過2mol電子，左室溶液增重32g【答案】C【解析】A．電池工作時(shí)，M極：Cu2SCuSO4，失電子為負(fù)極，則N極為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．M極上的電極反應(yīng)式為Cu2S10e+4H2O=2Cu2++8H++，因?yàn)镸極產(chǎn)生的Cu2+與的物質(zhì)的量比為2：1，故右室中需通過X交換膜進(jìn)人左室，則X交換膜是陰離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．M極上的電極反應(yīng)式為Cu2S10e+4H2O=2Cu2++8H++，C項(xiàng)正確；D．因?yàn)橥怆娐飞厦客ㄟ^2

mol電子，左室溶液中除了有0.2

molCu2S溶解，還有右室中的通過X交換膜進(jìn)入左室，故增重超過32

g，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選C。5．（2021·青海高三三模）生物電化學(xué)系統(tǒng)還原CO2是另一種產(chǎn)生甲烷的方法，裝置如圖所示，下列說法正確的是A．電極A為陰極B．此交換膜為陰離子交換膜C．電極A中消耗1molCH3COO時(shí)，產(chǎn)生8molH＋D．電極B電極反應(yīng)式為：CO2＋8H＋＋8e=CH4＋2H2O【答案】D【分析】電極A為陽極，電極方程式：CH3COO+2H2O8e=2CO2+7H+,電極B為陰極，電極B電極反應(yīng)式為：CO2＋8H＋＋8e=CH4＋2H2O，由此解答?！窘馕觥緼．二氧化碳中碳化合價(jià)降低變?yōu)榧淄?，在電解池陰極上發(fā)生反應(yīng)，電極B為陰極，電極A為陽極，故A錯(cuò)誤；B．電極A上產(chǎn)生的氫離子向電極B移動，此交換膜為陽離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C．由電極方程式：CH3COO+2H2O8e=2CO2+7H+,電極A中消耗1molCH3COO時(shí)，產(chǎn)生7molH＋,故C錯(cuò)誤；D．碳由+4價(jià)降為4價(jià)，電極B電極反應(yīng)式為：CO2＋8H＋＋8e=CH4＋2H2O，故D正確；故選D。6．（2021·安徽高三一模）普通電解水制氫氣和氧氣的缺點(diǎn)是溫度高，能耗大。鈰—釩液流電池在充電狀態(tài)下產(chǎn)生的Ce4+和V2+離子可在低溫催化條件下用于制備氫氣和氧氣，該裝置示意圖如圖。下列說法錯(cuò)誤的是A．在催化劑作用下有利于降低分解水制氫的能耗B．鈰—釩液流電池在充電狀態(tài)下總反應(yīng)為：Ce3++V3+Ce4++V2+C．工作時(shí)，H+通過質(zhì)子交換膜由a往b移動D．制氧氣的離子方程式為：4Ce4++4OH4Ce3++O2↑+2H2O【答案】D【解析】A．催化劑能夠改變反應(yīng)途徑降低反應(yīng)的活化能，因而能夠降低分解水制氫能耗，A正確；B．由題干可知：充電狀態(tài)下可產(chǎn)生Ce4+、V2+，因而根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應(yīng)方程式為：Ce3++V3+Ce4++V2+，B正確；C．由圖可知：在裝置的右側(cè)產(chǎn)生H2，因此H+會通過離子交換膜由a往b移動，C正確；D．裝置中含有質(zhì)子交換膜，因此有H+參加反應(yīng)，制備O2的反應(yīng)方程式中不能有OH，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是D。7．（2021·浙江高三其他模擬）利用如圖所示裝置可以除去尾氣中的H2S，其中電化學(xué)膜的主要材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯(cuò)誤的是A．經(jīng)過處理所得的凈化氣可以直接排放B．a(chǎn)電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．b電極通入N2的目的是將生成的S2從電極表面及時(shí)帶出D．由凈化氣中CO2含量明顯增加可知，尾氣處理過程中電化學(xué)膜有損耗，需定期更換【答案】A【解析】A．根據(jù)圖示可知：在a電極上H2S得到電子變?yōu)镠2，隨凈化后的空氣逸出，由于H2是可燃性氣體，直接排放可能會造成爆炸等事故的發(fā)生，因此要經(jīng)處理后再排放，A錯(cuò)誤；B．在a電極上H2S得到電子被還原為H2，所以a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；C．b電極為陽極，S2失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)變?yōu)镾2，通入N2的目的是將生成的S2從電極表面及時(shí)帶出，防止其在電極上附著，C正確；D．凈化氣中CO2含量明顯增加，不是電化學(xué)膜中的碳被氧化，而是H2S是酸性氣體，與電化學(xué)膜中的碳酸鹽反應(yīng)產(chǎn)生的，因此電化學(xué)膜有損耗，需定期更換，D正確；故合理選項(xiàng)是A。8．（2021·江西撫州市·臨川一中）濃度差電池是指電池內(nèi)物質(zhì)變化僅是由一物質(zhì)由高濃度變成低濃度且過程伴隨著吉布斯自由能轉(zhuǎn)變成電能的一類電池。如圖所示的濃度差電池示意圖，下列有關(guān)說法正確的是A．a(chǎn)極為原電池的負(fù)極B．c為Cu2+交換膜C．電流計(jì)為0時(shí)，兩極的CuSO4濃度相等D．轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，右池增重48g【答案】C【分析】左側(cè)硫酸銅溶液濃度大，所以左側(cè)發(fā)生Cu2++2e=Cu，發(fā)生還原反應(yīng)為正極，右側(cè)硫酸銅溶液濃度小，所以右側(cè)發(fā)生Cu2e=Cu2+，發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極?！窘馕觥緼．根據(jù)分析可知a極為原電池正極，A錯(cuò)誤；B．左側(cè)消耗Cu2+，右側(cè)生成Cu2+，為了平衡電荷，左側(cè)的SO需遷移到右側(cè)，所以c為陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)濃度差電池的定義可知當(dāng)兩室硫酸銅溶液濃度相等時(shí)，將不再產(chǎn)生電流，C正確；D．轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，右池生成0.5molCu2+，左側(cè)遷移到右側(cè)0.5molSO，所以右池增重即0.5molCuSO4的質(zhì)量，為0.5mol×160g/mol=80g，D錯(cuò)誤；綜上所述答案為C。9．（2021·安徽安慶一中高三三模）甲池是一種常見的氫氧燃料電池，如下圖所示。一段時(shí)間乙池內(nèi)，D中進(jìn)入10mol混合氣體其中苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，C出來的氣體中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%的混合氣體(不含H2，該條件下苯、環(huán)己烷都為氣態(tài))，下列說法不正確的是A．甲池中A處通入O2，E處有O2放出，且體積一樣(標(biāo)況下測定)B．甲池中H+由G極移向F極，乙池中H+由多孔惰性電極移向惰性電極C．乙池中惰性電極上發(fā)生：+6H++6e=D．導(dǎo)線中共傳導(dǎo)12mol電子【答案】D【分析】由題意和圖示，甲為氫氧燃料電池，乙為電解質(zhì)，根據(jù)乙池中，惰性電極處苯被還原為環(huán)己烷，故惰性電極發(fā)生還原反應(yīng)為陰極，多孔性惰性電極為陽極，則G電極與陰極相連，為原電池負(fù)極，F(xiàn)為正極，故甲池中F為正極，A處通入氧氣，G為負(fù)極，B處通入氫氣。【解析】A．由分析，A處通入O2，E處為電解池陽極產(chǎn)物，陽極是水放電生成氫氣和H+，由于電子轉(zhuǎn)移守恒，故兩處的氧氣的物質(zhì)的量相同，體積相同，A正確；B．原電池中陽離子向正極移動，F(xiàn)極為正極，故甲池中H+由G極移向F極，電解池中，陽離子向陰極移動，惰性電極為陰極，故乙池中H+由多孔惰性電極移向惰性電極，B正確；C．乙池中，惰性電極處苯得到電子，被還原為環(huán)己烷，電極方程式為：+6H++6e=，C正確；D．10mol含20%苯的混合氣體，經(jīng)過電解生成10mol含苯10%的混合氣體，則被還原分苯的物質(zhì)的量為10mol(20%10%)=1mol，由電極方程式得轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol，D錯(cuò)誤；故選D。10．（2021·河南新鄉(xiāng)市·新鄉(xiāng)縣一中高三其他模擬）某課外小組同學(xué)為探究氨氮廢水的處理方法，以0.005mol/L(NH4)2SO4溶液模擬氨氮廢水，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1.如圖裝置進(jìn)行電解一段時(shí)間后，檢測陽極附近溶液中氨氮濃度并未顯著變化2.在氨氮廢水中加入NaCl溶液，進(jìn)行電解陽極產(chǎn)生使?jié)駶櫽猩紬l褪色的氣體，一段時(shí)間后，氨氮檢測濃度明顯降低有關(guān)敘述正確的是A．實(shí)驗(yàn)1由于氨氮濃度未顯著變化，裝置未發(fā)生電解反應(yīng)B．實(shí)驗(yàn)2中的氨氮濃度降低是由于生成的氯氣氧化了NHC．氨氮濃度降低時(shí)溶液酸性減弱D．濕潤有色布條褪色是由于Cl2的漂白性【答案】B【解析】A．實(shí)驗(yàn)1雖然氨氮濃度未顯著變化，但有電解質(zhì)溶液，所以電解了水，A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)2陽極產(chǎn)生使有色布條褪色的氣體，為氯氣，同時(shí)測得氨氮濃度降低，說明氯氣和NH發(fā)生了反應(yīng)，B正確；C．電解生成氯氣的同時(shí)陰極H+放電，而氯氣與NH反應(yīng)生成H+，2NH+3Cl2=N2+6Cl+8H+，消耗3mol氯氣，生成8mol氫離子，而生成3mol氯氣的同時(shí)有3mol氫氣生成，即同時(shí)消耗了6molH+，最終還能剩余2mol氫離子，溶液酸性增強(qiáng)，C錯(cuò)誤；D．濕潤有色布條褪色是由于Cl2與水生成HClO的漂白性，氯氣并沒有漂白性，D錯(cuò)誤；綜上所述答案為B。11．（2021·安徽高三其他模擬）某科研小組設(shè)計(jì)了一種新型雙微生物燃料電池裝置，如圖所示。在a極將生活污水中的有機(jī)物(以C6H12O6為例)轉(zhuǎn)化為CO2，b極將酸性工業(yè)廢水中的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為N2。下列說法不正確的是A．a(chǎn)電極反應(yīng)式為：C6H12O624e+6H2O=6CO2↑+24H+B．若b極產(chǎn)生了4.48L(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體，則穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室的H+數(shù)目為2NAC．電池工作時(shí)，電流由b極經(jīng)負(fù)載流向a極，再經(jīng)兩電解質(zhì)溶液回到b極D．若用該電池對鉛蓄電池進(jìn)行充電，b極接PbO2極【答案】B【分析】a電極上C6H12O6被氧化為CO2，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以為負(fù)極；b電極上NO被還原為N2，發(fā)生還原反應(yīng)，所以為正極?！窘馕觥緼．a(chǎn)電極上C6H12O6被氧化為CO2，電解質(zhì)溶液顯酸性，所以電極反應(yīng)為C6H12O624e+6H2O=6CO2↑+24H+，A正確；B．標(biāo)況下4.48L氮?dú)鉃?.2mol，b電極反應(yīng)為2NO+10e+12H+=N2↑+6H2O，所以轉(zhuǎn)移2mol電子，有2NA個(gè)H+向正極區(qū)移動，即向右側(cè)移動，B錯(cuò)誤；C．電池工作時(shí)，電流由正極經(jīng)負(fù)載流向負(fù)極，再經(jīng)兩電解質(zhì)溶液回到b極，C正確；D．鉛蓄電池放電時(shí)PbO2被還原為正極，則充電時(shí)為陽極，需與外接電源的正極相連，所以b極接PbO2極，D正確；綜上所述答案為B。12．（2021·吉林長春市·東北師大附中高三其他模擬）近日，上海交通大學(xué)周保學(xué)教授等人提出了一種如下圖所示的光電催化體系，該體系利用雙極膜既能將SO2轉(zhuǎn)化為SO所釋放的化學(xué)能用于驅(qū)動陰極H2O2的高效生成，也可以實(shí)現(xiàn)煙氣脫SO2.則下列說法錯(cuò)誤的是A．陰極反應(yīng)為：2H＋＋O2＋2e=H2O2B．電解液中有2個(gè)離子交換膜，膜b為陽離子交換膜，膜a為陰離子交換膜C．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，陽極區(qū)pH降低D．每生成1molSO，伴隨著1molH2O2的生成【答案】B【分析】根據(jù)裝置知道，左側(cè)電極為二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸根離子的過程，S元素化合價(jià)升高，失電子，做陽極，則直流電源的左側(cè)是正極，右側(cè)是陰極，為氧氣得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為過氧化氫的過程?！窘馕觥緼．右側(cè)是陰極，為氧氣得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為過氧化氫的過程，陰極反應(yīng)為：2H＋＋O2＋2e=H2O2，故A正確；B．根據(jù)裝置知道，氫氧根離子靠近陽極的交換膜進(jìn)入陽極參加反應(yīng)，應(yīng)該為陰離子交換膜；氫離子通過靠近陰極的交換膜進(jìn)入陰極參加反應(yīng)，應(yīng)該為陽離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)裝置知道，左側(cè)電極為二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸根離子的過程，氫氧根離子被消耗，堿性減弱，pH降低，故C正確；D．二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸根離子，每生成1mol硫酸根離子，伴隨2mol電子轉(zhuǎn)移，根據(jù)電子守恒，得到的過氧化氫是1mol，故D正確；故選B。13．（2021·阜新市第二高級中學(xué)高三其他模擬）科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)了CH4和CO2的耦合轉(zhuǎn)化，原理如圖。下列說法錯(cuò)誤的是A．電極A的電極反應(yīng)式為：CO2+2e=CO+O2B．該裝置工作時(shí)，固體電解質(zhì)中O2向電極A移動C．若一定條件下生成的乙烯和乙烷的體積比為3：1，則消耗的CH4和CO2的體積比為8：7D．電催化CO2被還原為CO可以改善溫室效應(yīng)，提供工業(yè)原料【答案】B【解析】A．根據(jù)圖示可知：在陰極(A電極)反應(yīng)式為：CO2+2e=CO+O2，A正確；B．該裝置工作時(shí)，固體電解質(zhì)中陰離子O2向正電荷較多的陽極B電極定向移動，B錯(cuò)誤；C．陽極乙烯和乙烷的體積比為3：1，則B電極反應(yīng)式為：8CH4+7O214e=3C2H4+C2H6+7H2O，結(jié)合陰極電極反應(yīng)式，可得總反應(yīng)為8CH4+7CO2=3C2H4+C2H6+CO+7H2O?？梢姺磻?yīng)時(shí)消耗的相同外界條件下CH4和CO2的體積比為8：7，C正確；D．電催化CO2被還原為CO，能夠降低空氣中CO2的濃度，因此可有效改善溫室效應(yīng)，轉(zhuǎn)化的CO可作為化工原料，D正確；故合理選項(xiàng)是B。14．（2021·黑龍江哈爾濱市·哈爾濱三中高三其他模擬）中國科學(xué)院大連化物所的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出鋅碘單液流電池的概念，實(shí)現(xiàn)鋅碘單液流中電解液的利用率近100%，其原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時(shí)A電極反應(yīng)式為：Zn2++2e=ZnB．放電時(shí)電解質(zhì)儲罐中離子總濃度減小C．M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜D．充電時(shí)A極增重65g，C區(qū)增加離子數(shù)為2NA【答案】C【解析】A．放電時(shí)A電極是負(fù)極，A極反應(yīng)式為：Zn2e=Zn2+，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，A區(qū)發(fā)生反應(yīng)Zn2e=Zn2+，C區(qū)Cl進(jìn)入A區(qū)，所以電解質(zhì)儲罐中離子總濃度增大，故B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)，C區(qū)Cl進(jìn)入A區(qū)、K+進(jìn)入B區(qū)，所以M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜，故C正確；D．充電時(shí)A極增重65g，A區(qū)發(fā)生反應(yīng)Zn2++2e=Zn，電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)電荷守恒，2molCl自A區(qū)進(jìn)入C區(qū)，2molK+自B區(qū)進(jìn)入C區(qū)，C區(qū)增加離子數(shù)為4NA，故D錯(cuò)誤；選C。15．（2021·天津高三一模）微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法是將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，裝置如圖所示(左側(cè)CH3COO轉(zhuǎn)化為CO2和H+，右側(cè)CO2和H+轉(zhuǎn)化為CH4)。有關(guān)說法正確的是A．電源a為負(fù)極B．該技術(shù)能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的戰(zhàn)略愿景C．外電路中每通過lmole與a相連的電極將產(chǎn)生2.8LCO2D．b電極的反應(yīng)為：CO2+8e+8H+=CH4+2H2O【答案】D【分析】電解池中，與電源正極相連的電極是陽極，陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)電極上CH3COO轉(zhuǎn)化為CO2和H+，發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)為陽極，與電源負(fù)極相連的電極是陰極，陰極上氧化劑得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)CO2和H+轉(zhuǎn)化為CH4；為還原反應(yīng)，右側(cè)為陰極；【解析】A．據(jù)分析，左側(cè)電極為陽極，則電源a為正極，A錯(cuò)誤；B．電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，電極上電子數(shù)守恒，則有左側(cè)，右側(cè)有，二氧化碳不能零排放，B錯(cuò)誤；C．不知道氣體是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況，則難以計(jì)算與a相連的電極將產(chǎn)生的CO2的體積，C錯(cuò)誤；D．右側(cè)為陰極區(qū)，b電極上發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合圖示信息可知，電極反應(yīng)為：CO2+8e+8H+=CH4+2H2O，D正確；答案選D。16．（2021·廣西南寧市·南寧三中高三三模）2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給在鋰離子電池發(fā)展方面作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。下面是最近研發(fā)的CaLiFePO4可充電電池的工作示意圖，鋰離子導(dǎo)體膜只允許Li+通過，電池反應(yīng)為：xCa2++2LiFePO4xCa+2Li1xFePO4+2xLi+下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：LiFePO4xe=2Li1xFePO4+xLi+B．充電時(shí)，Li1xFePO/LiFePO4電極發(fā)生Li+脫嵌，放電時(shí)發(fā)生Li+嵌入C．充電時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，理論上左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕2.6gD．LiPF6LiAsF6為非水電解質(zhì)，其與Li2SO4溶液的主要作用都是傳遞離子【答案】A【分析】由總反應(yīng)式可知，放電時(shí)為原電池反應(yīng)，Ca化合價(jià)升高被氧化為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Ca2e=Ca2+，Li1xFePO4被還原，為原電池正極反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Li1xFePO4+xLi++e=LiFePO4，充電是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，陽極反應(yīng)和原電池正極相反，陰極反應(yīng)和原電池負(fù)極相反，以此解答該題?！窘馕觥緼．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Ca2e=Ca2+，使左室中正電荷數(shù)目增多，鋰離子導(dǎo)體膜只允許Li+通過，使LiPF6LiAsF6電解質(zhì)中的Li+通過鋰離子導(dǎo)體膜移入右室，正極反應(yīng)為：Li1xFePO4+xLi++xe==LiFePO4，電極發(fā)生Li+嵌入，A錯(cuò)誤：B．充電時(shí)，陽極發(fā)生：LiFePO4xe=xLi++Li1xFePO4，電極發(fā)生Li+脫嵌，陰極發(fā)生：Ca2++2e=Ca，轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，有0.2molLi+從右室通過鋰高子導(dǎo)體膜移入左室，左室電解質(zhì)中有0.1molCa2+得電子生成Ca沉積在鈣電極上，故左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕40×0.1g7×0.2g=2.6g，B正確：C．由B選項(xiàng)分析，可知當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，理論上左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕2.6g，C正確；D．鈣與水能夠劇烈反應(yīng)，所以，左室中的LiPF6LiAsF電解質(zhì)一定為非水電解質(zhì)，Li2SO4溶液為右室中的電解質(zhì)溶液，它們的主要作用都是傳遞離子，形成電流，構(gòu)成閉合回路，D正確。故選：A。17．（【一飛沖天】8.寶坻一中三模）我國化學(xué)工作者提出一種利用有機(jī)電極(PTO/HQ)和無機(jī)電極(MnO2/石墨氈)，在酸性環(huán)境中可充電的電池其放電時(shí)的工作原理如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，MnO2/石墨氈為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．充電時(shí)，有機(jī)電極和外接電源的負(fù)極相連C．放電時(shí)，MnO2/石墨氈電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2OD．充電時(shí)，有機(jī)電極的電極反應(yīng)式為PTO+4e+4H2O=HQ+4OH【答案】D【解析】A．從工作原理圖可知，MnO2生成Mn2+，得到了電子，則MnO2/石墨氈為電源正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B．充電時(shí)，有機(jī)電極得到電子，PTO得到電子和H+生成HQ結(jié)構(gòu)，則有機(jī)電極和外接電源的負(fù)極相連，故B正確；C．放電時(shí)，MnO2/石墨氈電極為電源正極，MnO2的電子被還原成Mn2+，則其電極反應(yīng)式為MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O，故C正確；D．充電時(shí)，有機(jī)電極的電極反應(yīng)式為PTO+4e+4H+=HQ，故D錯(cuò)誤；本題答案D。18．（2021·廣東佛山市·石門中學(xué)高三其他模擬）全釩液流電池的放電原理為VO+V2++2H+=VO2++V3++H2O，該電池續(xù)航能力強(qiáng)，充電時(shí)間短。用太陽能電池給全釩液流電池充電的裝置示意圖如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．太陽能電池放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．電極M上的電勢低于電極N上的電勢C．交換膜可選用質(zhì)子交換膜D．全釩液流電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為VO+2H++e=VO2++H2O【答案】A【解析】A．太陽能電池放電時(shí)存在光能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；B．由圖知，M為陰極，N為陽極，則電極M上的電勢低于電極N上的電勢，故B正確；C．由放電總反應(yīng)知，陽極反應(yīng)式為VO2＋+H2Oe=+2H+，陰極反應(yīng)式為V3++e=V2+，則交換膜適合選擇質(zhì)子交換膜，故C正確；D．全釩液流電池放電時(shí)，正極得電子，反應(yīng)式為+2H++e=VO2＋+H2O，故D正確；故選A。19．（2021·廣東佛山市·石門中學(xué)高三其他模擬）研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的離子交換膜隔開，下列說法錯(cuò)誤的是A．該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：HCOOH+Fe3+=CO2↑+H2OB．放電過程中，K+向右移動C．放電過程中需要補(bǔ)充的物質(zhì)A為H2SO4D．電池負(fù)極電極反應(yīng)式為：HCOO+2OH2e=+H2O【答案】A【解析】A．該裝置是燃料電池，因此總方程式為2HCOOH+O2+2OH=2+2H2O，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖示，該燃料電池加入HCOOH的一端為負(fù)極，通入O2的一端為正極，因此放電時(shí)K+向正極移動，即向右移動，選項(xiàng)B正確；C．在正極一端發(fā)生的反應(yīng)為O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O，需要消耗H+，且排出K2SO4，可推出需要補(bǔ)充的物質(zhì)A為H2SO4，選項(xiàng)C正確；D．根據(jù)圖示，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：HCOO+2OH2e=+H2O，選項(xiàng)D正確。答案選A。20．（2021·天津高三一模）近日，南開大學(xué)陳軍院士團(tuán)隊(duì)以KSn合金為負(fù)極，以含羧基多壁碳納米管(MWCNTs—COOH)為正極催化劑構(gòu)建了可充電K—CO2電池(如圖所示)，電池反應(yīng)為4KSn+3CO22K2CO3+C+4Sn，其中生成的K2CO3附著在正極上。該成果對改善環(huán)境和緩解能源問題具有巨大潛力。下列說法正確的是A．放電時(shí)，電子由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs—COOHB．電池每吸收22.4LCO2，電路中轉(zhuǎn)移4moleC．充電時(shí)，陽極電極反應(yīng)式為：C4e+2K2CO3=3CO2↑+4K+D．為了更好的吸收溫室氣體CO2，可用適當(dāng)濃度的KOH溶液代替酯基電解質(zhì)【答案】C【解析】A．放電時(shí)，KSn合金作負(fù)極，MWCNTsCOOH作正極，在內(nèi)電路中電流由負(fù)極流向正極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．氣體未指明狀況，無法根據(jù)體積確定其物質(zhì)的量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為C4e+2K2CO3=3CO2↑+4K+，選項(xiàng)C正確；D．若用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，則KOH會與正極上的MWCNTsCOOH發(fā)生反應(yīng)，因此不能使用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選C。21．（2021·天津高三一模）鋅電池具有價(jià)格便宜、比能量大、可充電等優(yōu)點(diǎn)。一種新型鋅電池的工作原理如圖所示(凝膠中允許離子生成或遷移)。下列說法正確的是A．放電過程中，向a極遷移B．充電過程中，b電極反應(yīng)為：Zn2++2e=ZnC．充電時(shí)，a電極與電源正極相連D．放電過程中，轉(zhuǎn)移0.4mole時(shí)，a電極消耗0.4molH+【答案】C【解析】A．放電過程中，a為正極，b極為負(fù)極，溶液中陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，所以放電過程中，向b極遷移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．充電過程中b電極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，由于在堿性環(huán)境中Zn以形式存在，則充電過程中,b電極應(yīng)為:+2e=Zn+4OH，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．由圖示可知，充電時(shí)，a電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即a電極與電源正極相連，C項(xiàng)正確；D．放電過程中b電極為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為Zn+4OH2e=，a極為正極，則其電極反應(yīng)式為,MnO2+4H++2e=Mn2++2H2O，所以放電過程中，轉(zhuǎn)移0.4mole時(shí)，a電極消耗0.8molH+，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選C。22．（2021·遼寧高三其他模擬）某實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了如圖裝置制備。雙極膜是陰、陽復(fù)合膜，層間的解離成和并分別通過陰、陽膜定向移動。下列說法錯(cuò)誤的是A．為負(fù)極B．石墨電極反應(yīng)式為C．雙極膜中產(chǎn)生的移向Pt電極D．每消耗時(shí)雙極膜中消耗【答案】D【解析】A．Pt電極一側(cè)NH3生成N2H4，發(fā)生了失電子的氧化反應(yīng)，所以為負(fù)極，故A正確；B．雙極膜中的移向正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C．陰離子移向負(fù)極，故C正確；D．沒有說明氣體的存在狀況，無法計(jì)算物質(zhì)的量，故D錯(cuò)誤；故選D。23．（2021·四川德陽市·高三二模）鋅鈰液流二次電池，放電工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．充電時(shí)，b極發(fā)生還原反應(yīng)B．放電時(shí)，溶液中離子由b極向a電極方向移動C．放電時(shí)，電池的總離子反應(yīng)方程式為Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+D．充電時(shí)，當(dāng)a極增重3.25g時(shí)，通過交換膜的離子為0.05mol【答案】C【分析】根據(jù)圖示，充電時(shí)a極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，b極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；放電時(shí)，a極為負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，b極為正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；【解析】A．充電時(shí)，b極失電子，為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，a極失電子，b極得電子，為平衡電荷，氫離子由質(zhì)子交換膜從a到b，故溶液中離子由a電極向b電極方向移動，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)分析可知a電極Zn被氧化成Zn2+，為負(fù)極，b電極Ce4+被還原成Ce3+，為正極，故電池的總離子反應(yīng)方程式為Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+，C正確；D．充電時(shí)，a電極發(fā)生反應(yīng)Zn2++2e=Zn，增重3.25g，即生成0.05molZn，轉(zhuǎn)移電子為0.1mol，交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，所以有0.1molH+通過交換膜以平衡電荷，D錯(cuò)誤；答案選C。24．（2021·廣東廣州市·華南師大附中高三三模）中科院研制出了雙碳雙離子電池，以石墨(Cn)和中間相炭微粒球(MCMB)為電極，電解質(zhì)溶液為含有KPF6的有機(jī)溶液，其充電示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是A．固態(tài)KPF6為離子晶體B．放電時(shí)MCMB電極為負(fù)極C．充電時(shí)，若正極增重39g，則負(fù)極增重145gD．充電時(shí)，陽極發(fā)生反應(yīng)為Cn+xPF6－－xe=Cn(PF6)x【答案】C【解析】A．由圖可知，固態(tài)KPF6能電離生成PF和K+，則固態(tài)KPF6為離子晶體，故A正確；B．根據(jù)放電時(shí)離子的移動方向可知充電時(shí)石墨電極為陽極、MCMB電極為陰極，則放電時(shí)石墨電極為正極、MCMB電極為負(fù)極，故B正確；C．充電時(shí)，PF移向陽極、K+移向陰極，二者所帶電荷數(shù)值相等，則移向陽極的PF和移向陰極的K+數(shù)目相等，即n(PF)=n(K+)=39g÷39g/mol=1mol，n(PF)=nM=1mol×145g/mol=145g，即充電時(shí)，若負(fù)極增重39g，則正極增重145g，故C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)，陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，即反應(yīng)為Cn+xPF6－－xe=Cn(PF6)x，故D正確；故選C。25．（2021·四川達(dá)州市·高三二模）磷酸鐵鋰鋰離子電池是目前電動汽車動力電池的主要材料，其特點(diǎn)是放電容量大，價(jià)格低廉，無毒性。放電時(shí)的反應(yīng)為：xFePO4+(1x)LiFePO4+LixC6=C6+LiFePO4。放電時(shí)工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．充電時(shí)，Li+通過隔膜向左移動B．放電時(shí)，銅箔所在電極是負(fù)極C．充電時(shí)，陽極反應(yīng)式為：LiFePO4+xe=xFePO4+(1x)LiFePO4+xLi+D．放電時(shí)電子由正極經(jīng)導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到負(fù)極【答案】A【分析】根據(jù)放電時(shí)原電池的總反應(yīng)方程式和工作原理圖，左側(cè)鋁箔上LixC6發(fā)生氧化反應(yīng)，故鋁箔做負(fù)極，銅箔做正極，充電時(shí)鋁箔做陰極，銅箔做陽極?！窘馕觥緼．充電時(shí)為電解池，陽離子向陰極移動，故Li+向鋁箔移動，向左移動，A正確；B．放電時(shí)為原電池，銅箔做正極，B錯(cuò)誤C．充電時(shí)為電解池，陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，LiFePO4xLi+xe=xFePO4+(1x)LiFePO4，C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)為原電池，電子由負(fù)極經(jīng)過導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到正極，D錯(cuò)誤；故選A。26．（2021·四川廣元市·高三三模）HCOOH燃料電池的裝置如圖所示，M、N表示電極，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。下列說法正確的是A．M電極反應(yīng)式為：HCOO+2OH2e=HCO+H2OB．在電池工作時(shí)，每生成1molHCO，將會有1molK+通過半透膜移向右側(cè)C．圖中所示需要補(bǔ)充的A物質(zhì)為KOHD．電子的流動方向?yàn)椋篘→用電器→M【答案】A【分析】HCOOH燃料電池是原電池裝置，原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)圖示中各電極上物質(zhì)的變化，負(fù)極上HCOO被氧化為HCO，電極反應(yīng)式為HCOO+2OH2e=HCO+H2O。根據(jù)圖示，加入A發(fā)生的離子反應(yīng)為4Fe2++4H++O2=Fe3++2H2O，消耗H+，K2SO4從裝置中流出，故放電過程中加入的物質(zhì)A為H2SO4。該燃料電池的正極Fe2+和Fe3+存在著循環(huán)，正極上本質(zhì)是O2得到電子，故燃料電池的總反應(yīng)本質(zhì)是HCOOH和O2反應(yīng)生成HCO，結(jié)合原子守恒和電荷守恒，配平離子方程式為2HCOOH+2OH+O2=2HCO+2H2O?！窘馕觥緼．由以上分析知，M電極為負(fù)極，反應(yīng)式為：HCOO+2OH2e=HCO+H2O，故A正確；B．負(fù)極反應(yīng)式為HCOO+2OH2e=HCO+H2O，根據(jù)溶液呈電中性知，在電池工作時(shí)，每生成1molHCO，將會有2molK+通過半透膜移向右側(cè)，故B錯(cuò)誤；C．由以上分析知，圖中所示需要補(bǔ)充的A物質(zhì)為H2SO4，故C錯(cuò)誤；D．原電池中電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，故電子的流動方向?yàn)椋篗→用電器→N，故D錯(cuò)誤；故選A。27．（2021·四川高三一模）近年來鉀離子電池的研發(fā)受到廣泛重視。一種“搖椅式”鉀離子電池原理如圖所示。電池反應(yīng)為：K(1x)FePO4+KxC8KFePO4+8C，下列敘述錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，a極是正極B．充電時(shí)，若x=1/3，則a極材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=1：2C．充電時(shí)，b極反應(yīng)式：xK++xe+8C=KxC8D．放、充電時(shí)，圖中箭頭所示為K+的移動方向，形同“搖椅”【答案】B【分析】根據(jù)總反應(yīng)，放電過程為原電池反應(yīng)，總反應(yīng)為：K1xFePO4+KxC8KFePO4+8C，陽離子K+移向正極，則a極為正極，b極為負(fù)極，負(fù)極電極反應(yīng)為：KxC8xe=xK++8C，正極電極反應(yīng)為：K1xFePO4+xK++xe=KFePO4；充電過程為電解池，根據(jù)總反應(yīng)KFePO4+8CK1xFePO4+KxC8，a極為陽極，電極反應(yīng)：KFePO4xe=K1xFePO4+xK+，b極為陰極，電極反應(yīng)：xK++xe+8C=KxC8，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼．放電時(shí)為原電池反應(yīng)，陽離子K+脫離負(fù)極表面進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，移向正極，則a極為正極，A正確；

B．充電時(shí)為電解池，若x=，根據(jù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，設(shè)Fe2+的物質(zhì)的量為a，F(xiàn)e3+的物質(zhì)的量為b個(gè)，則a+b=1，根據(jù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，正化合價(jià)之和為(1)+2a+3a，PO43的負(fù)化合價(jià)為3價(jià)，即(1)+2a+3a+(3)=0，解得a=，b=，所以K1xFePO4中的n(Fe2+)：n(Fe3+)=2：1，B錯(cuò)誤；

C．由分析得出充電時(shí)，b極反應(yīng)式為：xK++xe+8C=KxC8，C正確；

D．放電過程為原電池反應(yīng)，陽離子K+移向正極，充電過程為電解池，陽離子K+移向陰極，則圖中箭頭所示為K+的移動方向，形同“搖椅”，D正確。28．（2021·云南高三三模）某興趣小組利用電化學(xué)原理降解酸性廢水中的NO，裝置如圖所示。下列說法正確的是A．Pt電極可用Cu電極代替B．負(fù)極反應(yīng)式為：2NO+10e+12H+=N2+6H2OC．溶液中電子通過質(zhì)子交換膜由Ag電極向Pt電極移動D．若外電路轉(zhuǎn)移lmol電子，則膜兩側(cè)電解液質(zhì)量共減少38.3g【答案】D【分析】由裝置示意圖中可知Pt電極上NO轉(zhuǎn)化為N2，發(fā)生還原反應(yīng)，故Pt電極為正極，則Ag電極為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cl+Age=AgCl↓，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼.由于Cu比Ag活潑，故Pt電極不可用Cu電極代替，否則Cu直接與酸性條件下的NO反應(yīng)，不構(gòu)成原電池，A錯(cuò)誤；B.根據(jù)原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故負(fù)極反應(yīng)式為：Cl+Age=AgCl↓，而2NO+10e+12H+=N2+6H2O是正極反應(yīng)式，B錯(cuò)誤；C.由分析可知，Pt電極是正極，Ag為負(fù)極，故溶液中H+通過質(zhì)子交換膜由Ag電極向Pt電極移動，電子只能在導(dǎo)線上定向移動而不能通過溶液，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)電池的總反應(yīng)可知，10Ag+10Cl+12H++2NO=10AgCl↓+N2+6H2O，轉(zhuǎn)移10mol電子兩極質(zhì)量減少：（10×35.5+28）g，故若外電路轉(zhuǎn)移lmol電子，則膜兩側(cè)電解液質(zhì)量共減少38.3g，D正確；故答案為：D。二、多選題29．（2021·全國高三零模）科學(xué)家最近發(fā)明了一種電池，電解質(zhì)為、、，通過和兩種離子交換膜將電解質(zhì)溶液隔開，形成、、三個(gè)電解質(zhì)溶液區(qū)域()，結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法不正確的是A．通過膜移向區(qū)B．區(qū)域的電解質(zhì)濃度逐漸減小C．放電時(shí)，電極反應(yīng)為：D．消耗時(shí)，區(qū)域電解質(zhì)溶液減少【答案】AB【分析】該電池為AlPbO2電池，從圖中可知原電池工作時(shí)負(fù)極發(fā)生Al?3e?+4OH?=[Al(OH)4]?，消耗OH，K+向正極移動，正極PbO2+2e+4H++SO=PbSO4+2H2O，正極消耗氫離子和SO，陰離子向負(fù)極移動，則x是陽離子交換膜，y是陰離子交換膜，則M區(qū)為KOH，R區(qū)為K2SO4，N區(qū)為H2SO4?！窘馕觥緼．由以上分析可知，原電池工作時(shí)負(fù)極發(fā)生Al?3e?+4OH?=[Al(OH)4]?，消耗OH，K+向正極移動，向R區(qū)移動，A錯(cuò)誤；B．由以上分析可知，R區(qū)域K+與SO不斷進(jìn)入，所以電解質(zhì)濃度逐漸增大，B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)候，原電池工作時(shí)負(fù)極發(fā)生Al?3e?+4OH?=[Al(OH)4]?，C正確；D．消耗1.8gAl，電子轉(zhuǎn)移0.2mol，N區(qū)消耗0.4molH+，0.1molSO，同時(shí)有0.1molSO移向R區(qū)，則相當(dāng)于減少0.2molH2SO4，同時(shí)生成0.2molH2O，則R區(qū)實(shí)際減少質(zhì)量為0.2mol×98g/mol0.2mol×18g/mol=16g，D正確；故選AB。三、工業(yè)流程題30．（2021·重慶市第十一中學(xué)校高三二模）鍺屬于稀有分散元素，一種以鍺精礦(含GeO2、GeO、SiO2、As2O3)制備高純二氧化鍺的工藝流程如下：下列數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)：物質(zhì)GeO2GeOSiO2As2O3熔點(diǎn)/℃1115710(升華)1723193(升華)(1)第32號元素鍺的原子結(jié)構(gòu)示意圖________，根據(jù)鍺在元素周期表中的位置寫出單質(zhì)鍺的一種用途________。(2)“焙燒”前，粉碎鍺精礦的目的是________。礦渣1的主要成分是________。(3)“還原焙燒”中，含Ge氧化物在不同氣氛中的揮發(fā)情況如圖。800～1100℃之間，含Ge氧化物在CO中的揮發(fā)率明顯高于空氣中的原因是________。(4)“堿浸氧化”后，GeO轉(zhuǎn)化為鍺酸鹽，請寫出反應(yīng)的離子方程式________。(5)“精餾水解”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________。(6)在氯化物熔鹽中，電解SiO2和GeO2的混合物，可制得硅鍺合金。反應(yīng)原理如下：SiO2＋GeO2SiGe(合金)＋2O2↑生成硅鍺合金的電極為________(填“陽極”或“陰極”)，寫出生成O2的電極反應(yīng)式________?！敬鸢浮堪雽?dǎo)體材料增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高鍺精礦的利用率As2O3GeO2在CO中轉(zhuǎn)化為GeO升華GeCl4+(n+2)H2O=GeO2·nH2O+4HCl陰極2O24e－=O2↑【分析】由于As2O3在193℃時(shí)升華，所以鍺精礦(含GeO2、GeO、SiO2、As2O3)首先在300℃焙燒得到含GeO2、GeO、SiO2礦石；然后在1200℃下GeO2被CO還原成710℃下?lián)]發(fā)的GeO以及主要含SiO2的礦渣2；GeO在堿性條件下被雙氧水為Ge4+；然后加鹽酸經(jīng)蒸餾得到GeCl4；GeCl4再精餾水解最后烘干得到高純的GeO2，據(jù)此分析可得：【解析】(1)第32號元素鍺為第四周期第IV族的元素，則其原子結(jié)構(gòu)示意圖為；鍺位于金屬與非金屬分界線的元素，可用作半導(dǎo)體材料，故答案為：；半導(dǎo)體材料；(2)“焙燒”前，粉碎鍺精礦的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高鍺精礦的利用率；由于As2O3在193℃時(shí)升華，所以300℃煅燒鍺精礦(含GeO2、GeO、SiO2、As2O3)后再冷凝得到的礦渣1的主要成分為As2O3，故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高鍺精礦的利用率；As2O3；(3)GeO在710℃時(shí)揮發(fā)，所以800～1100℃之間，含Ge氧化物在CO中的揮發(fā)率明顯高于空氣中的原因是GeO2在CO中轉(zhuǎn)化為GeO升華，故答案為：GeO2在CO中轉(zhuǎn)化為GeO升華；(4)“堿浸氧化”后，GeO轉(zhuǎn)化為鍺酸鹽，則其離子方程式為：，故答案為：；(5)“精餾水解”時(shí)GeCl4中Ge4+水解生成和HCl，則其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，故答案為：；(6)由SiO2＋GeO2SiGe(合金)＋2O2↑可知，Si、Ge化合價(jià)均降低，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極；O元素化合價(jià)升高為，發(fā)生氧化反應(yīng)，則2O24e－=O2↑，故答案為：陰極；2O24e－=O2↑。31．（2021·北京高三其他模擬）金屬鎵(Ga)是合成半導(dǎo)體材料砷化鎵(GaAs)的重要基礎(chǔ)材料，一種由砷化鎵廢料制備鎵的工藝流程如圖。已知：i.Ga(OH)3與Al(OH)3性質(zhì)相似ii.NO2可以溶于濃HNO3中(1)酸浸溶解：①上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有___。②將GaAs與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：___。GaAs+HNO3(濃)=Ga(NO3)3+H3AsO4++H2O③其他條件相同時(shí)，研究鎵的浸出率隨時(shí)間變化情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。推測NO2能夠催化GaAs與濃硝酸的反應(yīng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了推測。實(shí)驗(yàn)方案：用N2不斷將生成的NO2吹出，測鎵的浸出率隨時(shí)間變化情況。預(yù)測該方案對應(yīng)的鎵的浸出率隨時(shí)間變化情況___(在圖中畫出相應(yīng)變化情況曲線)。(2)除雜轉(zhuǎn)化：①上述工藝流程中濃氨水的作用是___。②Ga(OH)3沉淀與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為___。(3)電解制鎵：以Pt為電極材料，電解NaGaO2溶液制金屬鎵，陰極反應(yīng)式為___。【答案】研磨、攪拌、加熱GaAs+11HNO3(濃)=Ga(NO3)3+H3AsO4+8NO2↑+4H2O將Ga3+轉(zhuǎn)化為Ga(OH)3沉淀，實(shí)現(xiàn)分離Ga(OH)3+OH=GaO+2H2OGaO+3e+2H2O=Ga+4OH【分析】砷化鎵廢料通過研磨，然后加入濃硝酸酸溶，過濾得到的濾液中加入濃氨水生成Ga(OH)3沉淀，Ga(OH)3沉淀中加入氫氧化鈉溶解生成NaGaO2溶液，電解NaGaO2溶液生成Ga，以此分析解答?！窘馕觥?1)①根據(jù)外界條件對反應(yīng)速率的影響可知上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有研磨、攪拌、加熱等。②反應(yīng)中As元素化合價(jià)從－3價(jià)升高到+5價(jià)，失去8個(gè)電子，硝酸中氮元素化合價(jià)從+5價(jià)降低到+4價(jià)，得到1個(gè)電子，則根據(jù)電子得失守恒可知方程式為GaAs+11HNO3(濃)＝Ga(NO3)3+H3AsO4+8NO2↑+4H2O。③如果NO2能夠催化GaAs與濃硝酸的反應(yīng)，則用N2不斷將生成的NO2吹出，鎵的浸出率不變，但浸出時(shí)間會增加，因此對應(yīng)的鎵的浸出率隨時(shí)間變化情況為。(2)①由于Ga(OH)3與Al(OH)3性質(zhì)相似，所以不能用強(qiáng)堿沉淀鎵離子，則上述工藝流程中濃氨水的作用是將Ga3+轉(zhuǎn)化為Ga(OH)3沉淀，實(shí)現(xiàn)分離。②依據(jù)氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)的原理可判斷Ga(OH)3沉淀與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Ga(OH)3+OH＝GaO+2H2O。(3)電解制鎵時(shí)以Pt為電極材料，電解NaGaO2溶液制金屬鎵，陰極是GaO得到電子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鎵，反應(yīng)式為GaO+3e+2H2O＝Ga+4OH。32．（2021·四川涼山彝族自治州·高三二模）工業(yè)上以軟錳礦(MnO2)為原料制備高錳酸鉀(KMnO4)的流程如下：回答下列問題：(1)寫出MnO2、KOH與空氣共熔發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(2)反應(yīng)①中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_______。假設(shè)無其他副反應(yīng)發(fā)生，該步反應(yīng)K2MnO4的最大理論轉(zhuǎn)化率為_______%(保留一位小數(shù))。(3)操作I為_______。(4)已知有關(guān)物質(zhì)在不同溫度(單位：℃)下的溶解度(單位：g/100g水中)如下圖：據(jù)圖推斷操作II最好采用____。反應(yīng)①中若CO2通入過量造成的影響是____。(5)上述流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有_______。(6)由于直接歧化制備高錳酸鉀的產(chǎn)率不高，且后續(xù)分離純化步驟較多，目前工業(yè)上較多采用電解K2MnO4水溶液法制備，試寫出該電解過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式_______?！敬鸢浮?MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O2:166.7過濾蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾粗晶體中會有碳酸氫鉀MnO2、KOH2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑【分析】二氧化錳、KOH在空氣中熔融制得錳酸鉀，加水、通入適量二氧化碳，錳酸鉀發(fā)生歧化反應(yīng)得到高錳酸鉀、二氧化錳、碳酸鉀，過濾除去二氧化錳，得到高錳酸鉀、碳酸鉀混合溶液，再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾等得到高錳酸鉀粗品?！窘馕觥?1)由流程可知MnO2、KOH與空氣共熔得到錳酸鉀，結(jié)合原子守恒可知產(chǎn)物還有水和，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；(2)反應(yīng)①中K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)得到KMnO4和MnO2，KMnO4為氧化產(chǎn)物，MnO2為還原產(chǎn)物，根據(jù)得失電子守恒可知氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為(64):(76)=2:1；即每3molK2MnO4參與反應(yīng)，有2mol轉(zhuǎn)化為KMnO4，假設(shè)無其他副反應(yīng)發(fā)生，該步反應(yīng)K2MnO4的最大理論轉(zhuǎn)化率為≈66.7%(保留一位小數(shù))；(3)MnO2難溶于水，KMnO4和K2CO3易溶于水，操作I為固液分離，因此為過濾；(4)操作II為從KMnO4和K2CO3混合溶液中提取KMnO4粗晶體，由溶解度曲線可知相同溫度下高錳酸鉀溶解度最小，且溫度較低時(shí)碳酸鉀、碳酸氫鉀、高錳酸鉀溶解度隨溫度變化不大，溫度較高時(shí)碳酸鉀、碳酸氫鉀溶解度隨溫度變化較大，高錳酸鉀溶解度隨溫度變化不大，因此可采用蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾；若反應(yīng)①中若CO2通入過量，則會得到碳酸氫鉀，由圖可知相同溫度下碳酸氫鉀和高錳酸鉀溶解度差異不大，導(dǎo)致粗晶體中會有碳酸氫鉀；(5)結(jié)合流程可知MnO2和KOH在熔融時(shí)消耗，在反應(yīng)①后得到MnO2，在母液熟石灰苛化后得到KOH，則上述流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有MnO2、KOH；(6)由題意可知，電解K2MnO4水溶液制備KMnO4，Mn元素化合價(jià)升高，則陽極為錳酸根放電，陰極為水電離的氫離子放電產(chǎn)生氫氣和氫氧根，則總反應(yīng)為2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。33．（2021·廣西南寧二中高三三模）氧化鈰(CeO2)是一種應(yīng)用非常廣泛稀土氧化物?，F(xiàn)以氟碳鈰礦(含CeFCO3、BaO、SiO2等)為原料制備氧化鈰，其工藝流程如圖所示：已知：①Ce3+易和SO形成復(fù)鹽