專題8 化學(xué)反應(yīng)與電能 10年高考化學(xué)真題專題分類匯編

專題八化學(xué)反應(yīng)與電能考點(diǎn)1原電池原理及其應(yīng)用1.(2024湖南,1,3分)近年來(lái),我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃發(fā)展,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.理想的新能源應(yīng)具有資源豐富、可再生、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等特點(diǎn)B.氫氧燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、清潔等優(yōu)點(diǎn)C.鋰離子電池放電時(shí)鋰離子從負(fù)極脫嵌,充電時(shí)鋰離子從正極脫嵌D.太陽(yáng)能電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置答案D2.(2024北京,3,3分)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖如下。關(guān)于該電池及其工作原理,下列說(shuō)法正確的是()A.石墨作電池的負(fù)極材料B.電池工作時(shí),NH4C.MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)D.鋅筒發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+答案D3.(2024江蘇,8,3分)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnOOH,電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.電池工作時(shí),MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作時(shí),OH-通過(guò)隔膜向正極移動(dòng)C.環(huán)境溫度過(guò)低,不利于電池放電D.反應(yīng)中每生成1molMnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×1023答案C4.(2024安徽,11,3分)我國(guó)學(xué)者研發(fā)出一種新型水系鋅電池,其示意圖如下。該電池分別以Zn-TCPP(局部結(jié)構(gòu)如標(biāo)注框內(nèi)所示)形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極,以ZnSO4和KI混合液為電解質(zhì)溶液。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價(jià)鍵和配位鍵B.電池總反應(yīng)為I3-+ZnZn2++3IC.充電時(shí),陰極被還原的Zn2+主要來(lái)自Zn-TCPPD.放電時(shí),消耗0.65gZn,理論上轉(zhuǎn)移0.02mol電子答案C5.(2024全國(guó)甲,12,6分)科學(xué)家使用δ-MnO2研制了一種MnO2-Zn可充電電池(如圖所示)。電池工作一段時(shí)間后,MnO2電極上檢測(cè)到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列敘述正確的是()A.充電時(shí),Zn2+向陽(yáng)極方向遷移B.充電時(shí),會(huì)發(fā)生反應(yīng)Zn+2MnO2ZnMn2O4C.放電時(shí),正極反應(yīng)有MnO2+H2O+e-MnOOH+OH-D.放電時(shí),Zn電極質(zhì)量減少0.65g,MnO2電極生成了0.020molMnOOH答案C6.(2024新課標(biāo),12,6分)一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示,通過(guò)CuO催化消耗血糖發(fā)電,從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測(cè)到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn),電池啟動(dòng)。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn),電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計(jì))電池工作時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是()A.電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O22C6H12O7B.b電極上CuO通過(guò)Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用C.消耗18mg葡萄糖,理論上a電極有0.4mmol電子流入D.兩電極間血液中的Na+在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的遷移方向?yàn)閎→a答案C(2024河北)閱讀以下材料,完成7~8題。我國(guó)科技工作者設(shè)計(jì)了如圖所示的可充電Mg-CO2電池,以Mg(TFSI)2為電解質(zhì),電解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕獲CO2,使放電時(shí)CO2還原產(chǎn)物為MgC2O4。該設(shè)計(jì)克服了MgCO3導(dǎo)電性差和釋放CO2能力差的障礙,同時(shí)改善了Mg2+的溶劑化環(huán)境,提高了電池充放電循環(huán)性能。7.(2024河北,13,3分)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí),電池總反應(yīng)為2CO2+MgMgC2O4B.充電時(shí),多孔碳納米管電極與電源正極連接C.充電時(shí),電子由Mg電極流向陽(yáng)極,Mg2+向陰極遷移D.放電時(shí),每轉(zhuǎn)移1mol電子,理論上可轉(zhuǎn)化1molCO2答案C8.(2024河北,14,3分)對(duì)上述電池放電時(shí)CO2的捕獲和轉(zhuǎn)化過(guò)程開(kāi)展了進(jìn)一步研究,電極上CO2轉(zhuǎn)化的三種可能反應(yīng)路徑及相對(duì)能量變化如圖(*表示吸附態(tài))。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.PDA捕獲CO2的反應(yīng)為+CO2B.路徑2是優(yōu)先路徑,速控步驟反應(yīng)式為*CO2*-++e-*C2O42C.路徑1、3經(jīng)歷不同的反應(yīng)步驟但產(chǎn)物相同;路徑2、3起始物相同但產(chǎn)物不同D.三個(gè)路徑速控步驟均涉及*CO2*-轉(zhuǎn)化,路徑2、3的速控步驟均伴有答案D9.(2023全國(guó)乙,12,6分)室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí),在硫電極發(fā)生反應(yīng):12S8+e-12S82-,12S82-+e-S42-,2Na+下列敘述錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bC.放電時(shí)正極反應(yīng)為:2Na++x8S8+2e-Na2SxD.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能答案A10.(2023新課標(biāo),10,6分)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池,其示意圖如下所示。放電時(shí),Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí)V2O5為正極B.放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移C.充電總反應(yīng):xZn+V2O5+nH2OZnxV2O5·nH2OD.充電陽(yáng)極反應(yīng):ZnxV2O5·nH2O-2xe-xZn2++V2O5+nH2O答案C11.(2023山東,11,4分)(雙選)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液,向甲室加入足量氨水后電池開(kāi)始工作。下列說(shuō)法正確的是()A.甲室Cu電極為正極B.隔膜為陽(yáng)離子膜C.電池總反應(yīng)為Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+D.NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響答案CD12.(2023遼寧,11,3分)某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B.儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.放電時(shí)右側(cè)H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.充電總反應(yīng):Pb+SO42-+2Fe3+PbSO4答案B13.(2022廣東,16,4分)科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì),發(fā)展了一種無(wú)需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為:NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3下列說(shuō)法正確的是()A.充電時(shí)電極b是陰極B.放電時(shí)NaCl溶液的pH減小C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大D.每生成1molCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23g答案C14.(2022湖南,8,3分)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注,一種鋰—海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.海水起電解質(zhì)溶液作用B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng):2H2O+2e-2OH-+H2↑C.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D.該鋰—海水電池屬于一次電池答案B15.(2022全國(guó)甲,10,6分)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)42-存在]。電池放電時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是(A.Ⅱ區(qū)的K+通過(guò)隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B.Ⅰ區(qū)的SO42-通過(guò)隔膜向C.MnO2電極反應(yīng):MnO2+4H++2e-Mn2++2H2OD.電池總反應(yīng):Zn+4OH-+MnO2+4H+Zn(OH)42-+Mn2++2H2答案A16.(2022全國(guó)乙,12,6分)Li-O2電池比能量高,在汽車(chē)、航天等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。近年來(lái),科學(xué)家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時(shí),光催化電極產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-Li)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí),電池的總反應(yīng)Li2O22Li+O2B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C.放電時(shí),Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移D.放電時(shí),正極發(fā)生反應(yīng)O2+2Li++2e-Li2O2答案C17.(2022浙江1月選考,21,2分)pH計(jì)是一種采用原電池原理測(cè)量溶液pH的儀器。如圖所示,以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl電極)和另一Ag-AgCl電極插入待測(cè)溶液中組成電池,pH與電池的電動(dòng)勢(shì)E存在關(guān)系:pH=(E-常數(shù))/0.059。下列說(shuō)法正確的是()A.如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢(shì)低,則該電極反應(yīng)式為AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)B.玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的變化C.分別測(cè)定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢(shì),可得出未知溶液的pHD.pH計(jì)工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能答案C18.(2019海南單科,8,4分)(雙選)微型銀—鋅電池可用作電子儀器的電源,其電極分別是Ag/Ag2O和Zn,電解質(zhì)為KOH溶液,電池總反應(yīng)為Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2,下列說(shuō)法正確的是()A.電池工作過(guò)程中,KOH溶液濃度降低B.電池工作過(guò)程中,電解液中OH-向負(fù)極遷移C.負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn+2OH--2e-Zn(OH)2D.正極發(fā)生反應(yīng)Ag2O+2H++2e-Ag+H2O答案BC19.(2018課標(biāo)Ⅲ,7,6分)化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.泡沫滅火器可用于一般的起火,也適用于電器起火B(yǎng).疫苗一般應(yīng)冷藏存放,以避免蛋白質(zhì)變性C.家庭裝修時(shí)用水性漆替代傳統(tǒng)的油性漆,有利于健康及環(huán)境D.電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕,原理是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法答案A20.(2017浙江11月選考,17,2分)金屬(M)-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.金屬M(fèi)作電池負(fù)極B.電解質(zhì)是熔融的MOC.正極的電極反應(yīng)O2+4e-+2H2O4OH-D.電池反應(yīng)2M+O2+2H2O2M(OH)2答案B21.(2016課標(biāo)Ⅱ,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+B.正極反應(yīng)式為Ag++e-AgC.電池放電時(shí)Cl-由正極向負(fù)極遷移D.負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑答案B22.(2016浙江理綜,11,6分)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn),有望成為新能源汽車(chē)和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說(shuō)法不正確的是()A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過(guò)程的正極反應(yīng)式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及陽(yáng)離子交換膜答案C23.(2015課標(biāo)Ⅰ,11,6分)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤··的是(A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O26CO2+6H2O答案A24.(2015江蘇單科,10,2分)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A.反應(yīng)CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH--2e-2H2OC.電池工作時(shí),CO32-D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-2CO3答案D25.(2015天津理綜,4,6分)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)。下列有關(guān)敘述正確的是()A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時(shí)間后,甲池的c(SO42C.電池工作一段時(shí)間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng),保持溶液中電荷平衡答案C26.(2014福建理綜,11,6分)某原電池裝置如圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl22AgCl。下列說(shuō)法正確的是()A.正極反應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl-B.放電時(shí),交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應(yīng)隨之改變D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-時(shí),交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子答案D27.(2014北京理綜,8,6分)下列電池工作時(shí),O2在正極放電的是()A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池答案B28.(2018天津理綜,10,14分)CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義。回答下列問(wèn)題:(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13,CO2主要轉(zhuǎn)化為(寫(xiě)離子符號(hào));若所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,溶液pH=。(室溫下,H2CO3的K1=4×10-7(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵C—HCOH—H鍵能/kJ·mol-14137454361075則該反應(yīng)的ΔH=。分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是(填“A”或“B”)。

②按一定體積比加入CH4和CO2,在恒壓下發(fā)生反應(yīng),溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的原因是。

圖1(3)O2輔助的Al-CO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。圖2電池的負(fù)極反應(yīng)式:。

電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e-6O26CO2+6O2-3C2O4反應(yīng)過(guò)程中O2的作用是。

該電池的總反應(yīng)式:。

答案(14分)(1)CO32(2)①+120kJ·mol-1B②900℃時(shí),合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟(jì)效益降低(3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)催化劑2Al+6CO2Al2(C2O4)3考點(diǎn)2電解原理及其應(yīng)用1.(2024黑、吉、遼,12,3分)“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統(tǒng)電解水制“綠氫”陽(yáng)極電勢(shì)高、反應(yīng)速率緩慢的問(wèn)題,科技工作者設(shè)計(jì)耦合HCHO高效制H2的方法,裝置如圖所示。部分反應(yīng)機(jī)理為+12H2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.相同電量下H2理論產(chǎn)量是傳統(tǒng)電解水的1.5倍B.陰極反應(yīng):2H2O+2e-2OH-+H2↑C.電解時(shí)OH-通過(guò)陰離子交換膜向b極方向移動(dòng)D.陽(yáng)極反應(yīng):2HCHO-2e-+4OH-2HCOO-+2H2O+H2↑答案A2.(2024山東,13,4分)以不同材料修飾的Pt為電極,一定濃度的NaBr溶液為電解液,采用電解和催化相結(jié)合的循環(huán)方式,可實(shí)現(xiàn)高效制H2和O2,裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.電極a連接電源負(fù)極B.加入Y的目的是補(bǔ)充N(xiāo)aBrC.電解總反應(yīng)式為Br-+3H2OBrO3-+3H2D.催化階段反應(yīng)產(chǎn)物物質(zhì)的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2答案B3.(2024貴州,11,3分)一種太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)環(huán)境處理的自循環(huán)光催化芬頓系統(tǒng)工作原理如圖。光陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng):HCO3-+H2OHCO4-+2H++2e-,HCO4-+H2OHCO3-+H2O2。體系中H2O2與下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該芬頓系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化形式為太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能B.陰極反應(yīng)式為O2+2H++2e-H2O2C.光陽(yáng)極每消耗1molH2O,體系中生成2molH2O2D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循環(huán)反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性和還原性答案C4.(2024湖南,10,3分)在KOH水溶液中,電化學(xué)方法合成高能物質(zhì)K4C6N16時(shí),伴隨少量O2生成,電解原理如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.電解時(shí),OH-向Ni電極移動(dòng)B.生成C6N164-的電極反應(yīng):2C3N8H4+8OH--4e-C6N16C.電解一段時(shí)間后,溶液pH升高D.每生成1molH2的同時(shí),生成0.5molK4C6N16答案B5.(2024廣東,16,4分)一種基于氯堿工藝的新型電解池如下圖,可用于濕法冶鐵的研究。電解過(guò)程中,下列說(shuō)法不正確的是()A.陽(yáng)極反應(yīng):2Cl--2e-Cl2↑B.陰極區(qū)溶液中OH-濃度逐漸升高C.理論上每消耗1molFe2O3,陽(yáng)極室溶液減少213gD.理論上每消耗1molFe2O3,陰極室物質(zhì)最多增加138g答案C6.(2023全國(guó)甲,12,6分)用可再生能源電還原CO2時(shí),采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)能提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率,裝置如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx-Ti電極上B.Cl-從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有:2CO2+12H++12e-C2H4+4H2OD.每轉(zhuǎn)移1mol電子,陽(yáng)極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案C7.(2023遼寧,7,3分)某無(wú)隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示,其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是()A.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)B.理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成4gH2C.電解后海水pH下降D.陽(yáng)極發(fā)生:Cl-+H2O-2e-HClO+H+答案D8.(2023浙江1月選考,11,3分)在熔融鹽體系中,通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi),電解裝置如圖,下列說(shuō)法正確的是()A.石墨電極為陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極A的電極反應(yīng):8H++TiO2+SiO2+8e-TiSi+4H2OC.該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)D.電解時(shí),陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)答案C9.(2022北京,13,3分)利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。裝置序號(hào)電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①0.1mol·L-1CuSO4+少量H2SO4溶液陰極表面產(chǎn)生無(wú)色氣體,一段時(shí)間后陰極表面有紅色固體,氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn),電解液中有Fe2+②0.1mol·L-1CuSO4+過(guò)量氨水陰極表面未觀察到氣體,一段時(shí)間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn),電解液中無(wú)Fe元素下列分析不正確的是()A.①中氣體減少,推測(cè)是由于溶液中c(H+)減小,且Cu覆蓋鐵電極,阻礙H+與鐵接觸B.①中檢測(cè)到Fe2+,推測(cè)可能發(fā)生反應(yīng):Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe+Cu2+Fe2++CuC.隨陰極析出銅,推測(cè)②中溶液c(Cu2+)減小,Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆向移動(dòng)D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu緩慢析出,鍍層更致密答案C10.(2022廣東,10,2分)以熔融鹽為電解液,以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)行電解,實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過(guò)程中()A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg-2e-Mg2+B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽(yáng)極泥D.陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等答案C11.(2022海南,9,4分)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備N(xiāo)H3(g)的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.在b電極上,N2被還原B.金屬Ag可作為a電極的材料C.改變工作電源電壓,反應(yīng)速率不變D.電解過(guò)程中,固體氧化物電解質(zhì)中O2-不斷減少答案A12.(2022河北,12,4分)(雙選)科學(xué)家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學(xué)裝置,工作原理示意圖如下。下列說(shuō)法正確的是()A.電極b為陽(yáng)極B.隔膜為陰離子交換膜C.生成氣體M與N的物質(zhì)的量之比為2∶1D.反應(yīng)器Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式為4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O答案BD13.(2022湖北,14,3分)含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2],過(guò)程如圖所示(Me為甲基)。下列說(shuō)法正確的是()A.生成1molLi[P(CN)2],理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子B.陰極上的電極反應(yīng)為P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-C.在電解過(guò)程中CN-向鉑電極移動(dòng)D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來(lái)自LiOH答案D14.(2022山東,13,4分)(雙選)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,工作時(shí)保持厭氧環(huán)境,并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì),右側(cè)裝置為原電池。下列說(shuō)法正確的是()A.裝置工作時(shí),甲室溶液pH逐漸增大B.裝置工作一段時(shí)間后,乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C.乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-Li++Co2++4OH-D.若甲室Co2+減少200mg,乙室Co2+增加300mg,則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移答案BD15.(2022浙江1月選考,9,2分)下列說(shuō)法正確的是()A.鐵與碘反應(yīng)易生成碘化鐵B.電解ZnSO4溶液可以得到ZnC.用石灰沉淀富鎂海水中的Mg2+,生成碳酸鎂D.SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀答案B16.(2022浙江6月選考,21,2分)通過(guò)電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2,電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒,但離子可自由通過(guò)。電解過(guò)程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說(shuō)法不正確的是()A.電極A為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng):2H2O+Mn2+-2e-MnO2+4H+C.電解一段時(shí)間后溶液中Mn2+濃度保持不變D.電解結(jié)束,可通過(guò)調(diào)節(jié)pH除去Mn2+,再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3答案C17.(2017課標(biāo)Ⅱ,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C.陰極的電極反應(yīng)式為:Al3++3e-AlD.硫酸根離子在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)答案C18.(2015福建理綜,11,6分)某模擬“人工樹(shù)葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說(shuō)法正確的是()A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能B.該裝置工作時(shí),H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.每生成1molO2,有44gCO2被還原D.a電極的反應(yīng)為:3CO2+18H+-18e-C3H8O+5H2O答案B19.(2015四川理綜,4,6分)用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時(shí),控制溶液pH為9~10,陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無(wú)污染的氣體。下列說(shuō)法不正確的是()A.用石墨作陽(yáng)極,鐵作陰極B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:Cl-+2OH--2e-ClO-+H2OC.陰極的電極反應(yīng)式:2H2O+2e-H2↑+2OH-D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O答案D20.(2018課標(biāo)Ⅱ,12,6分)我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液,鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí),ClO4B.充電時(shí)釋放CO2,放電時(shí)吸收CO2C.放電時(shí),正極反應(yīng)為:3CO2+4e-2CO32D.充電時(shí),正極反應(yīng)為:Na++e-Na答案D21.(2016課標(biāo)Ⅲ,11,6分)鋅—空氣燃料電池可用作電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH)42-。下列說(shuō)法正確的是(A.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中K+向陽(yáng)極移動(dòng)B.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小C.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Zn+4OH--2e-Zn(OH)4D.放電時(shí),電路中通過(guò)2mol電子,消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案C充電時(shí)為電解池,溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),發(fā)生的反應(yīng)為2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,電解質(zhì)溶液中c(OH-)增大,故A項(xiàng)、B項(xiàng)均錯(cuò)誤;放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn+4OH--2e-Zn(OH)42-,故C項(xiàng)正確;每消耗1molO2電路中通過(guò)4mol電子22.(2016四川理綜,5,6分)某電動(dòng)汽車(chē)配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時(shí)電池總反應(yīng)為:Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是()A.放電時(shí),Li+在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6-xe-xLi++C6C.充電時(shí),若轉(zhuǎn)移1mole-,石墨(C6)電極將增重7xgD.充電時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+答案C23.(2014課標(biāo)Ⅱ,12,6分)2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.a為電池的正極B.電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放電時(shí),a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D.放電時(shí),溶液中Li+從b向a遷移答案C24.(2014大綱全國(guó),9,6分)下圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確···的是(A.放電時(shí)正極反應(yīng)為:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-B.電池的電解液可為KOH溶液C.充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:MH+OH-H2O+M+e-D.MH是一類儲(chǔ)氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高答案C25.(2014上海單科,12,3分)如圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是()A.K1閉合,鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2eH2↑B.K1閉合,石墨棒周?chē)芤簆H逐漸升高C.K2閉合,鐵棒不會(huì)被腐蝕,屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D.K2閉合,電路中通過(guò)0.002NA個(gè)電子時(shí),兩極共產(chǎn)生0.001mol氣體答案B26.(2014廣東理綜,11,4分)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置,電極Ⅰ為Al,其他均為Cu,則()A.電流方向:電極Ⅳ→A→電極ⅠB.電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C.電極Ⅱ逐漸溶解D.電極Ⅲ的電極反應(yīng):Cu2++2e-Cu答案A27.(2014天津理綜,6,6分)已知:鋰離子電池的總反應(yīng)為:LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2鋰硫電池的總反應(yīng)為:2Li+SLi2S有關(guān)上述兩種電池說(shuō)法正確的是()A.鋰離子電池放電時(shí),Li+向負(fù)極遷移B.鋰硫電池充電時(shí),鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C.理論上兩種電池的比能量相同D.如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電答案B28.(2016天津理綜,10,14分)氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是(至少答出兩點(diǎn))。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池,寫(xiě)出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:。

(2)氫氣可用于制備H2O2。已知:H2(g)+A(l)B(l)ΔH1O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l)ΔH2其中A、B為有機(jī)物,兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng),則H2(g)+O2(g)H2O2(l)的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。

(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲(chǔ)氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是。

a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變b.吸收ymolH2只需1molMHxc.若降溫,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)(4)利用太陽(yáng)能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉(zhuǎn)化形式為。

(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時(shí)獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH-FeO42-+3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色FeO42-,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定圖1圖2①電解一段時(shí)間后,c(OH-)降低的區(qū)域在(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)。

②電解過(guò)程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,其原因?yàn)椤?/p>

③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn),分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:

。

答案(共14分)(1)污染小可再生來(lái)源廣資源豐富燃燒熱值高(任寫(xiě)其中2個(gè))H2+2OH--2e-2H2O(2)<(3)ac(4)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(5)①陽(yáng)極室②防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低③M點(diǎn):c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢N點(diǎn):c(OH-)過(guò)高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低29.(2015山東理綜,29,15分)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過(guò)處理鈷渣獲得。(1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為溶液(填化學(xué)式),陽(yáng)極電極反應(yīng)式為,電解過(guò)程中Li+向電極遷移(填“A”或“B”)。

(2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下:Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為。鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測(cè)得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41g,CO2體積為1.344L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則鈷氧化物的化學(xué)式為。

答案(1)LiOH2Cl--2e-Cl2↑B(2)2Co(OH)3+SO32-+4H+2Co2++SO4[或Co(OH)3+3H+Co3++3H2O,2Co3++SO32-+H2O2Co2++SO42-+2H+]+330.(2014山東理