2022屆新高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)題型分組訓(xùn)練9　電化學(xué)原理應(yīng)用-化學(xué)電源與電解技術(shù)

題型分組訓(xùn)練9電化學(xué)原理應(yīng)用——化學(xué)電源與電解技術(shù)（A組）1.用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生……下列對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是（）A．a(chǎn)、d處：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．b處：2Cl－－2e－=Cl2↑C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理，實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅2.（雙選）根據(jù)光合作用原理，設(shè)計(jì)如圖原電池裝置。下列說法正確的是（）A.a電極為原電池的正極B．外電路電流方向是b→aC．b電極的電極反應(yīng)式為：O2＋2e－＋2H＋=H2O2D．a(chǎn)電極上每生成1molO2，通過質(zhì)子交換膜的H＋為2mol3.甲醇燃料電池是目前應(yīng)用比較廣泛的一種燃料電池，其工作原理如圖所示：下列說法正確的是（）A．N為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．a(chǎn)氣體為氧氣，b氣體為甲醇C.甲池溶液pH增大，乙池溶液pH減小D．若有1molCO2生成，則有6molH＋從甲池透過交換膜進(jìn)入乙池4.（雙選）利用微生物可將廢水中苯酚的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，裝置如圖所示。電池工作時(shí)，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．b極的電極反應(yīng)式為：2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋12H＋－10e－=N2↑＋6H2OC．中間室的Cl－向左室移動D．左室消耗苯酚（C6H5OH）9.4g時(shí)，用電器流過2.8mol電子5.工業(yè)上聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，下列有關(guān)說法正確的是（）A.a電極的電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－=H2↑B．產(chǎn)物丙為硫酸C．離子交換膜d為陰離子交換膜D．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，產(chǎn)生1.12L的氣體乙6.微生物燃料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。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）A.HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的反應(yīng)為HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋9H＋B．電子從電極b流出，經(jīng)外電路流向電極aC．如果將反應(yīng)物直接燃燒，能量的利用率不會變化D．若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.5molH＋通過質(zhì)子交換膜7.驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液）。①在Fe表面生成藍(lán)色沉淀②試管內(nèi)無明顯變化③試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是（）A．對比②③，可以判定Zn保護(hù)了FeB．對比①②，K3[Fe（CN）6]可能將Fe氧化C．驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑8.我國科研團(tuán)隊(duì)將電解食鹽水的陽極反應(yīng)與電催化CO2的陰極反應(yīng)相耦合，制備CO和次氯酸鹽，陰極區(qū)與陽極區(qū)用質(zhì)子交換膜隔開，裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．a(chǎn)極為電源負(fù)極B．工作時(shí)，陽極附近溶液的pH減小C．工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，陽極室和陰極室質(zhì)量變化相差18gD．不考慮其他副反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)過程的原子利用率為100% （B組）1.（雙選）CO2是重要的溫室氣體，對地球溫室效應(yīng)的“貢獻(xiàn)”最大，如何利用CO2是擺在科技工作者面前的重要課題。下圖所示電解裝置可將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯，該裝置的電解質(zhì)溶液為強(qiáng)酸性水溶液，電極材料為惰性電極。下列有關(guān)說法正確的是（）A．a(chǎn)為電池的正極B．電解過程中H＋移向陰極C．反應(yīng)前后溶液的pH保持不變D．陰極反應(yīng)式：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O2.如圖是電化學(xué)還原CO2制備草酸銅（CuC2O4）的反應(yīng)原理，電解液不參加反應(yīng)，通電一段時(shí)間后，下列說法不正確的是（）A．Cu電極反應(yīng)式為：Cu－2e－=Cu2＋B．草酸銅在陽離子交換膜右側(cè)生成C．該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．每生成1molCuC2O4需要標(biāo)況下44.8LCO23.我國科學(xué)家設(shè)計(jì)出的一種裝置（如圖所示），實(shí)現(xiàn)了“太陽能→電能→化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)為2CO2=2CO＋O2。下列有關(guān)說法正確的是（）A.該裝置屬于原電池B．人體呼出的水蒸氣參與Y極反應(yīng)：CO2＋H2O＋2e－=CO＋2OH－C．反應(yīng)完畢，該太陽能裝置中的電解質(zhì)溶液堿性增強(qiáng)D．X極電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－4.我國對“可呼吸”的鈉—二氧化碳電池的研究取得突破性進(jìn)展。該電池的總反應(yīng)式為：4Na＋3CO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Na2CO3＋C，其工作原理如圖所示（放電時(shí)產(chǎn)生的Na2CO3固體儲存于碳納米管中）。下列說法不正確的是（）A.放電時(shí)，鈉金屬片作負(fù)極，碳納米管作正極B．充電時(shí)，陽極反應(yīng)為：2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋C．放電時(shí)，Na＋從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動D．該電池的電解質(zhì)溶液也可使用NaClO4的水溶液5.法國格勒諾布爾（Grenoble）約瑟夫·傅立葉大學(xué)的研究小組發(fā)明了第一塊可植入人體為人造器官提供電能的葡萄糖生物燃料電池，其基本原理是葡萄糖和氧氣在人體中酶的作用下發(fā)生反應(yīng)：C6H12O6＋6O2eq\o(=,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O（酸性環(huán)境）。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是（）A．該生物燃料電池不可以在高溫下工作B．電池的負(fù)極反應(yīng)為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋C．消耗1mol氧氣時(shí)轉(zhuǎn)移4mole－，H＋向負(fù)極移動D．今后的研究方向是設(shè)法提高葡萄糖生物燃料電池的效率，從而使其在將來可以為任何可植入醫(yī)療設(shè)備提供電能6.電解合成1，2-二氯乙烷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法中正確的是（）A．該裝置工作時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．CuCl2能將C2H4還原為1，2-二氯乙烷C．X、Y依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜D．該裝置總反應(yīng)為CH2=CH2＋2H2O＋2NaCleq\o(=,\s\up7(電解))H2＋2NaOH＋ClCH2CH2Cl7.（雙選）一種釕（Ru）配合物光敏太陽能電池的工作原理及電池中發(fā)生的反應(yīng)如下圖所示：下列說法正確的是（）A．電極X為電池的負(fù)極B．電池工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽蹸．電池工作時(shí)，電極Y上發(fā)生還原反應(yīng)D．電池的電解質(zhì)溶液中I－和Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的濃度不斷減小[HT]8.2019年2月27日至3月1日，第十屆日本國際二次電池展在日本東京舉行，各種新型二次電池在東京有明展覽中心展出，其中以Fe［Fe（CN）6］為代表的新型可充電鈉離子電池，格外引人注意，其放電工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）[XC22老二輪化書19.tif；BP]A．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Fe［Fe(CN)6］＋2Na＋＋2e－===Na2Fe［Fe(CN)6］B．充電時(shí)，Mo箔接電源的負(fù)極C．充電時(shí)，Na＋通過離子交換膜從左室移向右室D.外電路中通過0.2mol電子時(shí)，負(fù)極質(zhì)量變化為2.4g題型分組訓(xùn)練9電化學(xué)原理應(yīng)用——化學(xué)電源與電解技術(shù)（A組）1．解析：根據(jù)a、d處試紙變藍(lán)，可判斷a、d兩點(diǎn)都為電解池的陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，A選項(xiàng)正確；b處變紅說明有H＋生成，即水中的OH－放電生成O2和H2O，局部褪色，說明Cl－放電生成Cl2，氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸：Cl2＋H2O?HCl＋HClO，HCl溶液顯酸性，HClO具有漂白性，B選項(xiàng)不正確；c處為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，C選項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)一中ac形成電解池，db形成電解池，所以實(shí)驗(yàn)二中也形成電解池，銅珠的左端為電解池的陽極，銅失電子生成銅離子，m、n是銅珠的右端，為電解池的陰極，開始時(shí)產(chǎn)生氣體，后來銅離子得到電子生成單質(zhì)銅，故D選項(xiàng)正確。答案：B2．解析：根據(jù)圖示可知，a電極上H2O轉(zhuǎn)化為H＋和O2，發(fā)生氧化反應(yīng)，則a電極為原電池的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極為負(fù)極，b電極為正極，外電路電流方向應(yīng)從正極到負(fù)極，即b→a，B項(xiàng)正確；根據(jù)圖示可知，b電極上O2得電子轉(zhuǎn)化為H2O2，電極反應(yīng)式為：O2＋2e－＋2H＋=H2O2，C項(xiàng)正確；a電極上每生成1molO2，轉(zhuǎn)移4mol電子，則通過質(zhì)子交換膜的H＋為4mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BC3．解析：燃料電池工作時(shí)，燃料發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，故M電極為負(fù)極，a氣體為甲醇，電極反應(yīng)式為：CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋，甲醇在負(fù)極被氧化生成CO2。有1molCO2生成，則有6molH＋生成，甲池溶液pH減小。N電極為正極，在其表面發(fā)生還原反應(yīng)；電池中，陽離子從負(fù)極移向正極，H＋從甲池通過交換膜進(jìn)入乙池。故D選項(xiàng)正確，A、B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D4．解析：由題圖可知，在b極上NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))轉(zhuǎn)化為N2，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故b極為正極，a極為負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；b極的電極反應(yīng)式為2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陰離子向負(fù)極移動，故C項(xiàng)正確；左室消耗苯酚的電極反應(yīng)式為C6H5OH－28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，9.4g苯酚的物質(zhì)的量為0.1mol，故用電器應(yīng)流過2.8mol電子，D項(xiàng)正確。答案：CD5．解析：根據(jù)題圖并結(jié)合題意，同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，知甲為O2，乙為H2，則a電極上OH－放電，產(chǎn)生氧氣，電極反應(yīng)式為：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極為陽極，陽極上OH－放電，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向陽極移動，因此產(chǎn)物丙為硫酸，B項(xiàng)正確；b電極為陰極，陰極上H＋放電，Na＋向陰極移動，則d為陽離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)b電極的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，知每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L氣體乙（H2），未注明狀態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B6．解析：根據(jù)題圖知，在硫氧化菌作用下HS－轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，發(fā)生氧化反應(yīng)：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋9H＋，A項(xiàng)正確；電子從電極a流出，經(jīng)外電路流向電極b，B項(xiàng)錯(cuò)誤；如果將反應(yīng)物直接燃燒，有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，能量的利用率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.4molH＋通過質(zhì)子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A7．解析：②中Zn作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn2＋，F(xiàn)e作正極被保護(hù)，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液，試管內(nèi)無明顯變化。但③中沒有Zn保護(hù)Fe，F(xiàn)e在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，F(xiàn)e作負(fù)極被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液，生成藍(lán)色沉淀，對比②③可知Zn保護(hù)了Fe，A項(xiàng)正確；①與②的區(qū)別在于：前者是將鐵氰化鉀溶液直接滴入燒杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加鐵氰化鉀溶液，①中出現(xiàn)了藍(lán)色沉淀，說明有Fe2＋生成。對比分析可知，可能是鐵氰化鉀氧化Fe生成了Fe2＋，B項(xiàng)正確；通過上述分析可知，驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法，C項(xiàng)正確；若將Zn換成Cu，鐵氰化鉀仍會將Fe氧化為Fe2＋，在鐵的表面同樣會生成藍(lán)色沉淀，所以無法判斷Fe2＋是不是負(fù)極產(chǎn)物，即無法判斷Fe與Cu的活潑性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D8．解析：A項(xiàng)，M極區(qū)CO2→CO，碳元素化合價(jià)降低，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，M極為電解池陰極，與電解池陰極相連的a極為原電池負(fù)極，則N極是電解池的陽極，b極為原電池正極，正確；B項(xiàng)，N極反應(yīng)為Cl－－2e－＋2OH－=ClO－＋H2O，陽極消耗OH－，附近溶液pH減小，正確；C項(xiàng)，陰極（M極）反應(yīng)為CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O，每轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陰極室質(zhì)量增加，Δm（陰極室）＝m（CO2）＋m（H＋）－m（CO）＝44g＋2g－28g＝18g，陽極室質(zhì)量減少，Δm（陽極室）＝m（H＋）＝2g，故陰極室和陽極室的質(zhì)量變化相差20g，錯(cuò)誤。D項(xiàng)，兩極反應(yīng)相加得到的總反應(yīng)為Cl－＋CO2eq\o(=,\s\up7(通電))CO＋ClO－，反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)移到目標(biāo)產(chǎn)物中，原子利用率為100%，正確。答案：C（B組）1．解析：二氧化碳得電子生成乙烯，為陰極反應(yīng)，所以a為電池的負(fù)極，A錯(cuò)誤；電解過程中H＋移向陰極，B正確；陰極二氧化碳得電子生成乙烯，陽極氫氧根失電子放出氧氣，總反應(yīng)為2CO2＋2H2O=C2H4＋3O2，消耗水，H＋濃度增大，pH減小，C錯(cuò)誤；D正確。答案：BD2．解析：Cu2＋在陽極生成，通過陽離子交換膜移向陰極（左側(cè)），草酸銅在陽離子交換膜左側(cè)生成，B錯(cuò)誤。答案：B3．解析：該裝置實(shí)現(xiàn)了太陽能→電能→化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能屬于電解池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知Y極發(fā)生的是得電子的反應(yīng)，人體呼出的氣體中含有CO2和H2O，B項(xiàng)正確；由得失電子守恒原理知，X極消耗的OH－總量等于Y極生成的OH－總量，即電解質(zhì)溶液的堿性沒有改變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；從電子的流向看，X電極失去電子，故X電極是負(fù)極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B4．解析：放電時(shí)為原電池反應(yīng)，鈉金屬片失去電子作負(fù)極，碳納米管上得電子作正極，故A正確；充電時(shí)，陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為C＋2Na2CO3－4e－=3CO2↑＋4Na＋，故B正確；放電時(shí)，陽離子向正極移動，則Na＋從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動，故C正確；鈉與水反應(yīng)，不能用水溶液代替TEGDME作溶劑，故D錯(cuò)誤。答案：D5．解析：酶在高溫下會變性，失去催化活性，所以該生物燃料電池不可以在高溫下工作，A項(xiàng)正確；電池中C6H12O6在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，B項(xiàng)正確；原電池反應(yīng)中，陽離子向正極移動，C項(xiàng)錯(cuò)誤；提高葡萄糖生物燃料電池的效率肯定是今后的研究方向，D項(xiàng)正確。答案：C6．解析：該裝置為電解池，則工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；C2H4中C元素化合價(jià)為－2價(jià)，ClCH2CH2Cl中C元素化合價(jià)為－1價(jià)，則CuCl2能將C2H4氧化為1，2-二氯乙烷，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；該電解池中，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：