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专题05 化学能与电能的转化
（本卷共19小题，满分100分，考试用时75分钟）
可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5
第I卷 （选择题共50分）
一、选择题：本题共10个小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符
合题目要求的。
1．氢燃料电池汽车由于具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，而备受关
注。某氢燃料电池汽车的结构如图所示：
下列说法错误的是
A．电极A、B采用多孔电极材料的优点是能增大反应物接触面积
B．“电池”能将燃料电池产生的多余电能暂时储存起来
C．电极B的电极反应式为O+4e−=2O2−
2
D．质子通过电解质溶液向电极B迁移
2．己二腈 是工业制造尼龙 的原料，利用丙烯腈( ，不溶于水)为原料、四
甲基溴化铵 为盐溶液制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是A． 在电化学合成中作电解质，并有利于丙烯腈的溶解
B．阴极区的电极反应为
C．当电路中转移 时，阳极室溶液质量减少
D．交换膜为阳离子交换膜
3．一种酸性可充电有机电池可通过TMBQ( )和TMHQ( )之间的转化实现H+的储存与释放，该电
池放电时正极的电极反应式为 。下列说法不正确的是
A．放电时，H+向正极移动 B．放电时，TMHQ转化为TMBQ
C．充电时，H+储存在阳极 D．充电时，溶液的pH减小
4．如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是
A．稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变
B．b是阳极，发生氧化反应
C．a是正极，发生还原反应
D．往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红
5．苯酚( )是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料，但苯酚也有较强的
毒性。如图是处理废水中苯酚的装置。下列有关说法正确的是A． 电极电势低
B． 由B区移向A区，B区溶液 减小
C．b电极反应式为
D．若有 电子通过导线，A、B两区域中溶液质量改变量的和为
6．科学家设计了一种电化学装置如图所示(X、Y为离子交换膜)，该装置在处理有机废水的同时可以对海
水进行淡化。下列叙述不正确的是
A．Y为阳离子交换膜
B．正极发生的反应为O+4e-+2H O=4OH-
2 2
C．该装置工作过程中负极区溶液的质量将减少
D．该装置不能在高温下工作
7．一款新型－空气电池装置如图所示、该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道，放电时生成的
填充在“空位”中，当“空位”填满后，放电终止。下列说法正确的是
A． 极为电池正极
B． 极发生电极反应：
C．该装置的电解液可用乙醇作溶剂D．理论上 极每减重 ，则 极消耗 (标准状况下)
8．利用 吸收污染气体 的原理制作原电池，供电的同时也可制备硫酸(容积充足，运行时不考虑
将产物分离出)，其工作原理如下图。已知电极A、B均为惰性电极，K膜为阻隔膜(限制某些离子或分子通
过)，“＋”表示用电器正极，电流由用电器正极流至其负极， 表示两处差值，下列说法不正确的是
A．K膜为阴离子阻隔膜，污染气体SO 从X通入
2
B．持续为用电器供电过程中，无需向原电池内补充HO
2
C．理论上，标况下每吸收22.4LSO 气体，K膜将通过4mol离子
2
D．反应开始后，一段时间内电极A、B两端的 |ΔpH | 将变大
AB
9．用 设计成对环境无害的燃料电池并以之为电源电解 溶液制备 ，电解的
工作原理如图所示，下列叙述错误的是
A．燃料电池通入 的电极接电解池的Y电极
B．该电解装置实现了反应：
C．该装置工作一段时间之后，N室pH将增大
D．理论上每生成4mol产品，需消耗 的质量为92g
10．一款高压无阳极配置可充电钠电池，其充电过程的原理如图所示。下列说法正确的是A．b为正极，电极c上发生氧化反应
B．用此电池做电解水实验，当消耗水0.9g时，理论上c极消耗钠2.3g
C．放电时， 由3A沸石分子筛膜的右侧向左侧迁移
D．通电时，电路中每迁移2mol电子，理论上两极质量差46g
二、选择题：本题共5个小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项或两项是
符合题目要求的。若正确答案只包括一个选项，多选时，该小题得0分；若正确答案包括两个选项，只选一个
且正确的得2分，选两个且都正确的得4分，但只要选错一个，该小题得0分。
11．CN-会造成水体污染，某研究小组按图所示装置模拟电化学法除去CN- (实验数据如表)。实验(1)中一
段时间后，在装置甲X极(Fe)附近滴入K[Fe(CN) ]溶液，Fe表面有蓝色沉淀生成；装置乙石墨(Ⅰ)表面有无毒
3 6
气体生成。已知：K[Fe(CN) ]溶液具有氧化性
3 6
实验序号 电极(X) NaCl溶液浓度(mol/L) 甲中石墨表面通入气体 电流计读数(A)
(1) Fe 0.1 空气 I
(2) Al 0.1 空气 1.5I
(3) Fe 0.1 O 2I
2
(4) Al 0.5 空气 1.6I
依据上述实验现象和数据，下列说法不正确的是A．仅依据实验(1)装置甲中的现象，不能确定X极(Fe)为负极
B．若实验(1)中X极换成Zn，则电流计读数的范围为1.5I~2I
C．石墨(Ⅰ)的电极反应式：2CN-+12OH--10e-=2CO +N ↑+6H O
2 2
D．相同条件下，X电极活性、O 浓度、电解质溶液浓度均会影响CN-处理效果
2
12．双极膜是一种离子交换复合膜，在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成 和 ，并分别向
两极迁移。用双极膜电解制备金属钴，工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．电极a接电源的正极
B．电解过程中溶液中的 透过阴离子交换膜向左移动
C．当电路中转移2mol电子时，阳极产生22.4L (标准状况)
D．电解池工作时，阴离子交换膜与双极膜之间的溶液的pH减小
13．小组同学用如下方法制作简单的燃料电池。
步
装置 操作 现象
骤
① 打开 ，闭合 两极均产生气体……
② 打开 ，闭合 电流计指针发生偏转
下列说法不正确的是
A．①中Cl-比OH-容易失去电子容易失去电子，在石墨(Ⅰ)发生氧化反应
B．①中还可观察到石墨(Ⅱ)电极附近的溶液变红C．②导线中电子流动方向：从石墨(Ⅱ)电极流向石墨(Ⅰ)电极
D．②中石墨(Ⅱ)发生的电极反应式为：
14．二氧化氯( )是一种黄绿色、易溶于水的气体，常用于污染物的处理。工业上通过惰性电极电解氯
化铵和盐酸的方法制备 的原理如图所示。下列说法正确的是
A．a极与电源的负极连接，Y溶液是稀盐酸
B．a极上发生的反应为
C．二氧化氯发生器内发生的氧化还原反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
D．当0.6mol阴离子通过离子交换膜时，理论上二氧化氯发生器中产生标准状况下
15．我国科学家最近开发出锌硒电池，工作原理如图所示。放电时，电池总反应为
Se+2CuSO+2Zn=Cu Se+2ZnSO 。下列说法错误的是
4 2 4
A．放电时化学能转化成电能
B．b极的电极反应式为
C．放电时，溶液中 向a极迁移
D．79gSe完全反应时外电路中转移2mol电子第II卷 （非选择题共50分）
三、非选择题：本题共4个小题，共50分。
16．（10分）某实验小组同学利用下图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。回答下列问题：
(1)甲池为___________(填“原电池”或“电解池”)装置。
(2)甲池反应前，两电极质量相等，一段时间后，若Ag极的质量增加21.6 g，则两电极质量相差
___________g。
(3)实验过程中，甲池左侧烧杯中 的浓度___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若乙池中的某盐溶液是足量CuSO 溶液，则乙池中左侧Pt电极的电极反应式为___________，工作一段
4
时间后，若要使乙池溶液恢复至原来浓度，可向溶液中加入___________(填化学式)。
17．（10分） 正戊烷异构化为异戊烷是油品升级的一项重要技术.正戊烷和异戊烷的部分性质如表：
名称 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃ 燃烧热/
正戊烷 CHCHCHCHCH -130 36 3506.1
3 2 2 2 3
异戊烷 (CH)CHCH CH -159.4 27.8 3504.1
3 2 2 3
回答下列问题：
(1)稳定性：正戊烷_______异戊烷(填“>”或“=”或“<”)。
(2)25℃，101kPa时，正戊烷异构化成异戊烷的热化学反应方程式为______________________。
(3)在正戊烷中混入一定比例的H 有利于异构化反应的进行，一种“分步法电解制氢气”的装置如图.该方
2
法制氢气分两步，第一步在惰性电极产生H，NiOOH/Ni(OH) 电极发生氧化反应；第二步在另一个惰性电极
2 2
产生O。
2①第一步反应时，开关K应该连接_______(选填“K”或“K”)。
1 2
②第二步反应时，NiOOH/Ni(OH) 发生的电极反应方程式_______
2
③当电路中转移6.25mol电子时，产生67.2L H (标准状况)，则电能的利用率为_______(保留三位有效数
2
字)。
18．（14分）(1)某课外活动小组同学用如图装置(M、N为外电源的两个电极)进行实验，试回答下列问
题：
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的_____腐蚀。请写出正极反应式：____。
②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则铁电极为______极(填“阴”或“阳”)，该电极上
发生的电极反应式为_______，总反应的离子方程式为_______。
③当电路中转移0.2mol电子时，100ml溶液中，NaOH溶液的浓度是_______mol/L
(2)该小组同学设想，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。B出口导出的气体是_______，制得的氢氧化钠溶液从出口_______(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。
通过阴离子交换膜的离子数_______(填“>”、“<”或“=”)通过阳离子交换膜的离子数。
=====19．（16分）I.装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度
都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。氢
氧化铁胶体的胶粒带正电荷。请回答：
(1)B极是电源的_________极，C极的电极反应式为_________，甲中溶液的pH_________(填“变大“变
小”或“不变”)。一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐_________(填“变深”或“变浅”)。
(2)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是_________(填“铜”或“银”)。常温下，当乙中溶液的OH-浓度
为0.1mol/L(此时乙溶液体积为500mL)，丙中镀件上析出银的质量为_________g。
(3)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_________。
(4)若工作一段时间后停止通电，此时，甲中C、D两极上都产生2.24L气体(标准状况)，欲使溶液恢复到
起始状态，可向溶液中加入_________(填序号)。
A．CuO B．Cu (OH) CO C．Cu(OH) D．CuCO
2 2 3 2 3
(5)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为_________。
II.以Fe、Ni为电极制取NaFeO 的原理如图所示。通电后，在铁电极附近生成紫红色的FeO ，若pH过
2 4
高，铁电极区会产生红褐色物质。(6)电解时阳极的电极反应式为_________，离子交换膜(b)为_________，(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
