电化学中电极质量、溶液质量变化的计算（原卷版）_05高考化学_新高考复习资料_2024年新高考资料_一轮复习资料_2024届高三化学一轮复习—专项训练

专项训练 电化学中电极质量、溶液质量变化的计算 1．（2023·全国·高三统考专题练习）科学家设计了一种能产生羟基自由基(·OH)的原电 池—电解池组合装置，·OH能将苯酚氧化为CO 和H O，实现发电、环保二位一体，如 2 2 图所示。下列说法错误的是 A．a极为正极，N为阴离子交换膜 B．d极的电极反应式为 H O−e−=· OH+H+ 2 C．a极区每产生1molCr(OH) ，c极区溶液质量减轻3g 3 D．b极区消耗1molC H OH，理论上电路中转移电子28mol 6 5 2．（2023·湖北·校联考模拟预测）我国科学家正在研究一种可充电Na－Zn双离子电 池体系(如图)。下列说法不正确的是 A．闭合K 时，锌电极为电池负极 1 B．闭合K 时，装置中的电能转化为化学能 2 C．放电时，每转移0.2 mol电子，负极区电解质溶液质量增加6.5 g D．充电时，阳极反应式为Na MnO -xe-=Na MnO +xNa+ 0.6 2 0.6-x 2 3．（2023·福建三明·统考模拟预测）一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺工作原理的 1 学科网（北京）股份有限公司示意图如下，下列说法错误的是 A．第一步中阳极的电极反应式为 Na MnO -xe-=Na MnO +xNa+ 0.4 2 0.44-x 2 B．第二步中正极质量每增加4.6g，负极质量减少21.6g C．第三步的总反应为2AgCl=2Ag+Cl ↑ 2 D．与传统氯碱工艺相比，该方法不需要使用离子交换膜 4．（2023春·辽宁·高一校联考期中）科学家研发一种“全氢电池”，其工作时原理如 图所示： 下列说法错误的是 A．电子移动方向 B．M极电极反应： H −2e−+2OH−=2H O 2 2 C．保证稳定通入H 一段时间后，电流表示数可能归零 2 D．标准状况下，右侧电池产生22.4LH 时，两侧电解质溶液质量差46g 2 5．（2023春·河南·高二洛宁县第一高级中学校联考期中）基于硫化学的金属硫电池是 有望替代当前锂离子电池技术，满足人类社会快速增长的能源需要，该电池的结构及 原理如图所示。下列有关叙述正确的是 试卷第2页，共13页A．该电池可采用含K⁺的水溶液或有机物为电解质溶液 B．放电时，电子的移动方向：电极a→电极b →隔膜→电极a C．充电时，电路中转移2mole⁻时，负极质量减重78 g D．充电时，正极区可能发生的反应有 xKS-6e⁻=3 +2xK⁺ 2 3 S2− x 6．（2023·山东烟台·校联考模拟预测）盐酸羟胺(NH OH⋅HCl)可用作合成抗癌药，其 2 化学性质类似NH Cl。工业上制备盐酸羟胺的装置及含Fe的催化电极反应机理如图。 4 下列说法正确的是 A．电子从含Fe的催化电极流出沿导线流入Pt电极 B．电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小 C．电池工作时，当有标准状况下3.36 L H 参与反应，左室溶液质量增加3.3 g 2 D．X为H+和e﹣，Y为NH OH+ 3 7．（2023·全国·模拟预测）某课题组设计了一种新型的A位K/Na掺杂 Ni−Co−Zn−Mn钙钛矿氟化物(K/Na-NCZMF)电极材料，并构建了先进的水系锌基电 池，如图所示。下列叙述正确的是 3 学科网（北京）股份有限公司A．放电时，N极电势高于M极电势 B．放电时，Mn O 转化成MnOOH 3 4 C．充电时，OH−向K/Na-NCZMF极迁移 D．充电时，转移2mol电子理论上N极净增16g 8．（2023·新疆阿勒泰·统考二模）钾氧电池是一种新型金属-空气可充电电池，其使用 双酰亚胺钾( KTFSI)与乙醚(DME)组成的电解液，石墨和液态Na-K合金作为电极，相 关装置如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，a为负极，发生氧化反应 B．放电时，正极的电极反应式为K++e- +O =KO 2 2 C．充电时，电流由b电极经电解液流向a电极 D．充电时，b极生成2.24 L(标准状况下)O 时，a极质量增重15.6g 2 9．（2023·湖北·高三统考专题练习）双极膜是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、 阳膜复合层间的H O解离成H+和OH−，作为H+和OH−离子源。利用双极膜制取NaOH和 2 H PO ，产品室1的产品是NaOH，其装置如图所示。 3 4 已知：产品室1的产品是NaOH，则下列说法正确的是 A．a为铅蓄电池的正极，电子由b极流出经装置流入a极 B．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜 试卷第4页，共13页C．电极Ⅱ的电极反应式为 2H O+4e−=O ↑+4H+ 2 2 D．若要制60g NaOH，理论上铅蓄电池的负极增重72g 10．（2023·辽宁·高三统考专题练习）某研究团队发现向锂空气电池 ( 放电 )的有机电解液中添加 ，充电时可发生如图转化(图中所示不 2Li+O 2 ⇌ Li 2 O 2 LiNO 3 充电 完全)而使充电过程更稳定。下列说法错误的是 A．电极Li与 反应生成 和 NO− NO− Li O 3 2 2 B．充电时，阳极区域涉及反应： Li O +2NO =2Li++O +2NO− 2 2 2 2 2 C．充电时，每转移1mol电子，阳极质量增加23g D．放电时，Li+由a极移至b极 11．（2023·全国·模拟预测）液流电池是一种新型的蓄电池，如图是一种多硫化物/碘 化物氧化还原液流电池(PSIB)，其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电极a的电极反应式为 2S2−+2e−=S2− 2 B．放电时，当电路中转移1mole−时，负极区质量增加39g C．充电时，溶液中离子的数目减少 D．充电时，电极b接外接电源负极 5 学科网（北京）股份有限公司12．（2023·辽宁·高三统考专题练习）化学性质类似NH Cl的盐酸羟胺(NH OHCl)是一 4 3 种常见的还原剂和显像剂。工业上主要采用图1所示的方法制备，其电池装置中含Fe 的催化电极反应机理如图2所示。图3是用图1的电池电解处理含有( 、 的酸性 Cl− NO− 3 废水的装置。下列说法正确的是 A．图1电池工作时，Pt电极是正极 B．图2中，A为 和 ，B为 H+ e− NH OH+ 3 C．电极b接电源负极，处理1 mol ，电路中转移5 mol NO− e− 3 D．电池工作时，每消耗2.24 L NO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3 g 13．（2023春·四川·高二遂宁中学校考期中）科学家基于Cl 易溶于CCl 的性质，发展 2 4 了一种新型储能氯流电池(如图)，其中电极a为NaTi (PO )/Na Ti (PO ) 通过风力发电 2 4 3 3 2 4 3 进行充电时，电极a的反应为NaTi (PO )+2Na++2e-=Na Ti (PO )；下列说法错误的是 2 4 3 3 2 4 3 A．放电时，电子的流向：电极a→输电网→电极b B．充电时，电极b为阳极，发生氧化反应 放电 C．放电时总反应：NaTi (PO )+2NaCl NaTi (PO )+Cl↑ 2 4 3 3 2 4 3 2 ¿ ¿ D．充电时，每转移0.2mol电子，NaCl溶液质量减少11.7g 14．（2023·重庆·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）微信山城学术圈刊登了一种Zn﹣ PbO 电池，电解质为KSO 、HSO 和KOH，通过a和b两种离子交换膜将电解质溶 2 2 4 2 4 液隔开(减少参加电极反应的离子的迁移更有利于放电)，形成M、R、N三个电解质溶 试卷第6页，共13页液区域，结构示意图如图所示。下列说法正确的是 A．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜 B．电池放电后R区域的电解质溶液浓度增大 C．充电时，Zn电极反应为Zn﹣2e﹣+4OH﹣=Zn(OH) 2− ❑ 4 D．放电时，消耗13gZn，N区域电解质溶液减少39.2g 15．（2023·全国·高三专题练习）电化学合成是种环境友好的化学合成方法 ，以对硝 基苯甲酸( )为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸 ( ) 的装置如图所示。下列说法正确的是 A．a极电势低于b极电势 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．每生成0.2mol对氨基苯甲酸，阳极室电解液质量减少10.8 g D．生成 的 总反应为： 7 学科网（北京）股份有限公司16．（2023·高二课时练习）内重整碳酸盐燃料电池(熔融Li CO 和K CO 为电解质)的 2 3 2 3 原理如图所示，下列说法不正确的是 A．常温下，1mol甲烷参加反应正极需要通入2molO 2 B．以甲烷为燃料气时，负极反应式为 CH −8e−+4CO2−=5CO +2H O 4 3 2 2 C．该电池使用过程中需补充 CO2− 3 D．以此电池为电源精炼铜，当有0.2mole−转移时，阴极增重6.4g 17．（2023·河北石家庄·高三专题练习）我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO 电池， 2 电池工作原理如图所示，电极材料为金属锌和选择性催化材料，图中的双极膜层间的 HO解离成H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是 2 A．电解质溶液2一定是碱性溶液 B．充电时，每生成标况下11.2 L O 在阳极可生成65 g Zn 2 C．放电时，1 mol CO 转化为HCOOH，转移的电子数为2N 2 A D．放电时，电池总反应为2Zn+ O+ 4OH-+ 2H O= 2 2 2 Zn(OH) 2- 4 18．（2023春·宁夏石嘴山·高二平罗中学校考阶段练习）利用电化学原理可将CO 电催 2 化还原为C H ，装置如图所示。下列说法正确的是 2 4 试卷第8页，共13页A．玻碳电极连接电源的负极 B．若有2mol电子通过外电路，玻碳电极上生成11.2LO 2 C．若有1mol电子通过外电路，理论上右侧溶液质量减少9g D．阴极电极反应只有 2CO +12H++12e−=C H +4H O 2 2 4 2 19．（2023·天津和平·耀华中学校考一模）近期，科学家研发出了一种新型铝电池。该 电池电极分别为铝和硒，熔盐电解质由氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)和氯化铝(AlCl )组 3 成(如图所示)。其中，电池放电过程中会形成 ，放电总反应的离子方程式为 Al Cl− n 3n+1 2Al+3Se=Al Se ．下列说法错误的是 2 3 A．充电时，电极Al为阴极 B．放电时，Al电极附近的阴离子浓度降低 C．放电时，电路中每转移1 mol电子，理论上正极质量增加9 g D．充电时，阳极的电极反应式为 (n-1)Al-3(n-1)e-+(3n+1)AlCl-=4Al Cl- 4 n 3n+1 20．（2023·全国·模拟预测）有机双盐锂镁是为解决现代智能电网对储能电池应用的需 求而被研发出来的，具有较高的电池效率，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 9 学科网（北京）股份有限公司A．放电时，Mg电极为负极 B．往电解液中加入硫酸能提高电流效率 C．充电时，阳极电极反应式为 Fe+Li S−2e−=FeS+2Li+ 2 D．充电时，每转移1mol电子，电解质溶液质量减少5g 21．（2023·全国·高三专题练习）镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计 的新型二次离子电池。其工作原理如图所示，已知放电时，b极转化关系为： VS →Li VS 。下列说法正确的是 2 x 2 A．充电或放电时，a极电势均高于b极 B．放电过程中正极质量减少，负极质量增加 C．充电时阳极的电极反应式为 Li VS −xe−=VS +xLi+ x 2 2 D．该电池工作时，若通过电路转移电子的物质的量为0.1mol，则负极质量变化2.4g 22．（2023秋·山东日照·高三统考期末）工业上利用电解含有NaHPbO 的废液回收 2 Pb，装置如图。下列说法错误的是 试卷第10页，共13页A．M的电极电势高于N B．若转移2mol电子，阴极室溶液质量减少207g C．阴极电极式为HPbO +2e-+H O=Pb+3OH- ❑ − 2 2 D．将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，对Pb的产率无影响 23．（2023·全国·高三专题练习）我国某科研机构设计如图所示的电池，利用K Cr O 2 2 7 实现含苯酚废水的有效处理，处理后的废水毒性降低且不引入其他杂质。一段时间后， 中间室中NaCl溶液的浓度减小。下列说法错误的是 A．工作时，N极附近溶液的pH增大 B．工作时，每转移3mol电子，N极室和M极室质量变化相差65g C．a为质子交换膜，b为OH−交换膜 D．N极的电极反应式为 Cr O2−+6e−+7H O=2Cr(OH) +8OH− 2 7 2 3 24．（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）天津大学化学团队以CO 和辛胺为原料实现了 2 甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图(隔膜a只允许OH−通过，右池反应无 气体生成)。下列说法错误的是 11 学科网（北京）股份有限公司A．Ni P电极的电势比In/In O 电极的高 2 2 3-x B．阴极发生的电极反应为 CO +2e−+H O=HCOO−+OH− 2 2 C．电解过程中，OH−由In/In O 电极区向Ni P电极区迁移 2 3-x 2 D．当电路中有2mol电子转移时，阳极区液体质量增加10g(不考虑气体的溶解) 25．（2023·上海·高三专题练习）电解K MnO 水溶液制备KMnO 的装置如图所示。电 2 4 4 解后测得b极区溶液中溶质的总物质的量增大。下列说法错误的是 A．K MnO 水溶液盛放在a极区 2 4 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．当外电路转移2 mol电子时，两极室溶液质量变化相差76 g D．“电解法”所得副产品可用作“酸性歧化法”制备KMnO 的原料 4 26．（2022秋·辽宁沈阳·高二东北育才学校校考期末）全固态锂硫电池能量密度高、 成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S 材料，电池反应为 8 。下列说法正确的是 16Li+xS =8Li S (2≤x≤8) 8 2 x 试卷第12页，共13页A．电池工作时，正极可发生反应： Li S +2Li++2e−=2Li S 2 4 2 2 B．电池充电时间越长，电池中的Li S 量越多 2 2 C．电解质中加入硫酸能增强导电性 D．电池工作时，外电路中流过0.2mol电子，负极材料减重0.7g 27．（2023·江苏·高三专题练习）用惰性电极电解法制备硼酸[H BO]的工作原理如图 3 3 所示。下列有关说法正确的是 A．1膜为阴离子交换膜 B．电解过程中，b极室溶液的pH会变小，原料室溶液的浓度会降低(忽略溶液体积变 化) C．产品室中发生的反应是B(OH) +H+=H BO+H O，硼酸为三元酸 ❑ − 3 3 2 4 D．每转移电子1mol，a极室溶液质量变化与b极室溶液质量变化之差为13g 28．（2022秋·江苏·高三校联考阶段练习）利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学 原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子流向：电极B→负载→电极A 13 学科网（北京）股份有限公司B．电极A上的反应式为：X−4e−=Y+4H+ C．若有机物为葡萄糖，处理0.25mol有机物，电路中转移电子6mol D．若B电极上消耗标准状况下氧气22.4L，B电极区域溶液增重32g 29．（2022秋·福建泉州·高二石狮市第一中学校考阶段练习）一种新型镁硫二次电池 放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．当石墨烯中的S均转化为MgS 时，电路中转移的电子数达到最大值 8 B．离子交换膜应为阴离子交换膜 C．充电时，阴极反应可能发生： Mg2++MgS +2e−=2MgS 2 D．放电时，若电路中转移1mol电子，则正极质量增加12g 30．（2022秋·江西·高三江西省安义中学校联考阶段练习）羟基(·OH)表现出极强的氧 化性。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO 和HO的原电池-电解池组合装置 2 2 (如下图所示)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是 A．该装置不宜在高温条件下运行，且b极为负极，d极为阳极 B．b电极区每产生3molCO ，c电极区溶液质量减轻14g 2 C．d电极的电极反应式：HO-e-=·OH+H+ 2 D．工作时，如果II室中NaCl浓度减小，则M为阳离子交换膜 试卷第14页，共13页