北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟B版化学
专题八 化学反应与电能
1.利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li[P(CN) ],并能实现H 的循环利用,其工
2 2
作原理如图所示(已知:Me为甲基;电极均为石墨电极),下列说法正确的是(D)
A.电池工作时,电极a连接电极c
B.通电一段时间后,当生成9 g Li[P(CN) ]时,电极a消耗H 的体积(标准状况)为2.24 L
2 2
C.若隔膜e为阳离子交换膜,则燃料电池的放电会使左侧溶液pH增大
D.电解产生的H 中的氢元素来自LiOH
2
2.锌—空气电池被认为是替代锂离子电池、满足电动汽车爆炸性需求的下一代候选电池。
用光照充电的锌—空气电池的工作原理如图所示。光照时,光电极 e-+h+(空穴),驱动
阴极和阳极反应。下列叙述不正确的是(C)
A.放电时,K+向光电极迁移
B.充电时的阳极反应为4OH-+4h+ 2H O+O ↑
2 2
C.放电时,光电子经电解液向Zn极移动
D.[Zn(OH) ]2-是配离子,配位数是4
4
3.我国科学家发现锂介导的氮还原法可实现电化学高效合成氨。下列说法正确的是(C)
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A.Pt电极连接电源负极
B.该电解池可以采用Li SO 溶液作电解质
2 4
C.分层Si基电极附近发生的反应为6Li+N 2Li N
2 3
D.外电路转移3 mol电子时,理论上生成NH 的体积为22.4 L
3
4.双盐Mg-CoS 电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入,解决了Mg2+扩散缓慢、锂
2
离子电池锂枝晶生长等问题,其充、放电过程如图所示。下列说法正确的是(B)
A.放电时,Mg电极的电势高于CoS 电极
2
B.充电时,若充电电压为2.0 V,可能造成电池性能衰减
C.放电时,每转移2 mol e-,正极质量减少14 g
D.充电时,充电电压为2.75 V时,负极的反应为Co+2Li S-4e- CoS +4Li+
2 2
5.间接电解法合成苯甲醛的原理如图所示。
下列说法正确的是 (B)
A.电极a与电源负极相连
B.“氧化池”中发生反应: +4Mn3++H O +4Mn2++4H+
2
C.电解结束后,电解池阴极区溶液pH升高(忽略溶液体积变化)
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D.氧化池中产生的苯甲醛对a极反应没有干扰
6.科学家们正在研制的铝电池未来有望取代锂电池。其中银—铝电池具有能量密度高
等优点,装置如图所示;电池放电时的反应为2Al+3AgO(氧化高银)+2NaOH+3H O
2
2Na[Al(OH) ]+3Ag。下列说法正确的是 (C)
4
A.Al电极发生还原反应
B.阳离子交换膜允许阳离子和电子通过
C.当导线中通过3 mol电子时,负极区溶液质量减小42 g
D.正极电极反应式为AgO+2e-+2H+ Ag+H O
2
7.高电压水系锌—有机混合液流电池的装置及其充放电原理示意图如下。
下列有关说法正确的是 (D)
A.放电时,负极反应式:Zn-2e- Zn2+
B.放电时,1 mol FQ反应需转移4 mol e-
C.充电时,Na+可通过离子交换膜Y
D.充电时,M电极接电源负极
8.双极膜电渗析法制巯基乙酸(HSCH COOH)和高纯度NaOH溶液的原理如图所示,其中a,b
2
为离子交换膜。
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已知:双极膜在直流电压下可解离出H+和OH-,实现H+和OH-的定向通过。下列说法错误的
是 (C)
A.M极连接电源的负极,电极反应式为2H O+2e- H ↑+2OH-
2 2
B.膜a和膜b均为阳离子交换膜,Na+经膜a由盐室移向碱室1
C.电解一段时间后,碱室2中NaOH溶液浓度变大
D.若将盐室中原料换成Na SO 溶液,当外电路中通过2 mol e-时,可生成1 mol H SO
2 4 2 4
9.基于Br-辅助MnO 放电的液流电池装置如图所示。下列说法错误的是(C)
2
A.充电时,H+向电极A迁移
B.放电时,在该环境下的氧化性:Cd2+<Mn3+
C.放电时,电极B上还可能发生:2Br--2e- Br
2
D.可利用Br-及时清除电极B上的“死锰”(MnO ),提高充放电过程的可逆性
2
10.天津大学张兵团队合成了高曲率的NiCo O 纳米针尖电极催化剂,实现了溴自由基介
2 4
导的环氧氯丙烷无膜电合成,其工作原理如图所示。已知:NiCo O 具有较低的·OH
2 4
和·Br生成能垒、较高的·OH氧化的能垒和固定的Br吸附位点,同时抑制析氧和析溴
竞争反应。
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下列说法错误的是(B)
A.电极a接电源的正极
B.Ⅱ可能为
C.由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为 +OH- +X-+H O
2
D.当合成1 mol环氧氯丙烷时,至少有22.4 L H (标准状况)生成
2
11.利用微生物电化学处理有机废水,同时可淡化海水并获得酸碱。现以NaCl溶液模拟
海水、采用惰性电极,用如图所示的装置处理有机废水(以含有机酸CH COOH溶液为例),
3
在直流电场作用下,双极膜间的水解离成H+和OH-。下列说法正确的是(A)
A.阳极反应式为CH COOH+8OH--8e- 2CO ↑+6H O
3 2 2
B.膜a为阴离子交换膜,膜b为阳离子交换膜
C.产品室生成的物质为NaOH
D.当阴极产生11.2 L气体时,理论上可除去模拟海水中5.85 g NaCl
12.调节溶液的pH,当溶液中的氨基酸主要以两性离子存在时,分子整体呈电中性,此时
溶液的pH为该氨基酸的pI值,谷氨酸的pI:3.22;丙氨酸的pI:6.02;赖氨酸的
pI:9.74。用图示装置分离这三种氨基酸。下列说法错误的是(C)
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A.阳极的电极反应为2H O-4e- 4H++O ↑
2 2
B.a用阳离子膜,b用阴离子膜
C.在产品室1中,可以收集到赖氨酸
D.原料室的pH应控制在6.02
13.某研究小组模拟微库仑滴定法测定样品中Cl-的含量,工作原理是电解质溶液中的
c(Ag+)保持标准值时,电解池不工作;样品进入电解池后与Ag+反应,便立即自动进行电解,
当c(Ag+)又回到标准值,测定结束;溶液中存在:Ag Ag++2Y-。部分装置如图所
Y-
¿❑
2
示,下列说法不正确的是(B)
A.阳极反应式:Ag+2Y—-e- Ag
Y-
2
B.Pt电极附近离子放电的能力:Ag+>H+
C.CH COO-和CH COOH溶液可维持电解质溶液的pH在一定范围内基本不变
3 3
3.55b×107
D.经折算电路中转移b mol电子,则样品中Cl-的含量为 mg·L-1
a
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14.已知:锂硫电池的总反应为2Li+xS Li S 。以锂硫电池为电源,通过电解含
2 x
(NH ) SO 的废水制备硫酸和化肥的装置如图(不考虑其他杂质离子的反应)。下列说法
4 2 4
正确的是(D)
A.b为电源的正极
B.每消耗32 g硫,理论上导线中一定通过2 mol e-
C.N室的电极反应式为2H O-4e- O ↑+4H+
2 2
D.S 通过阴膜由原料室移向M室
O2-
4
15.水系双离子电池原理如图所示,下列有关叙述正确的是(D)
A.放电时,电极a作电源的正极,Cu (PO ) 发生氧化反应最终变为Cu
3 4 2
B.充电时,水系电池中,a电极附近溶液的碱性增强
C.充电时,b电极上的电极反应式为Na MnO -xe- Na MnO +xNa+
0.44 2 0.44-x 2
D.当1 mol Cu (PO ) 完全放电时,则b电极质量减轻138 g
3 4 2
16.利用膜技术,可实现电解法制备某些化学物质。如下图装置,利用双极膜(膜c、膜d)和
离子交换膜技术,可以硫酸钠为原料,高效制备H SO 和NaOH。下列有关说法,不正确的
2 4
是(D)
A.电极M为阴极,发生还原反应
B.电解过程中,有钠离子通过的膜是膜a和膜e
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C.双极膜的作用是促进水的电离,产生H+和OH-
D.两极共收集到3 mol气体时,共可制备2 mol H SO 和4 mol NaOH
2 4
17.我国科学家开发出在碱性海水里直接电解制氢的技术,工作原理如图1所示。MnO
x
隔水薄膜可以起到阻挡Cl-与电极催化剂活性中心接触的作用,电极A含有金属催化剂
M,发生的电极反应过程如图2所示,离子交换膜选择性透过参与电极A反应的物质。下
列说法错误的是(C)
图1
图2
A.电极A上发生的反应存在极性键的断裂与生成
B.若去掉隔水薄膜,Cl-会在A电极失去电子生成Cl
2
C.电解结束后,向电极B处所得溶液中加入适量FeCl 、NaCl、KNO 溶液无浑浊现象
3 3
D.每当有标准状况下的0.134 4 L气体生成时,就会有0.008 mol电子从电极A流向电极
B
18.一种新型电解池如图所示,可实现废水中N 制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级
O-
3
回收利用。下列说法不正确的是(D)
A.a为电源正极,电极Ⅰ发生氧化反应
B.阴极电极反应式:N
O-
+8e-+7H
2
O NH
3
·H
2
O+9OH-
3
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C.若处理含4 mol H S的废水,理论上交换膜通过8 mol OH-
2
D.电解一段时间后,阳极附近的溶液的pH不变
19.一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图如下,下列说法不正确的是(C)
A.放电时,H+从N极区向M极区移动
B.充电时,M极是阳极
C.每消耗1 mol V ,有2 mol H+通过质子交换膜
O+
2
D.充电时的总反应:VO2++H O+V3+ V +2H++V2+
2 O+
2
20.我国科研工作者研发了一种光电催化系统,其工作原理如图所示。工作时,光催化
Fe O 电极产生电子和空穴;H O在双极膜界面处解离成H+和OH-,有利于电极反应顺利进
2 3 2
行,下列说法不正确的是(B)
A.双极膜中靠近Fe O 电极的一侧为阴离子交换膜
2 3
B.左室溶液pH逐渐增大
C.GDE电极发生的反应为O +2H++2e- H O
2 2 2
D.空穴和电子的产生驱动了脱硫与H O 制备反应的发生
2 2
21.一种金属钠电极配合运用钠离子及氯离子交换膜设计的氧化还原液流装置能够实现
海水的淡化,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(D)
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A.a为电源负极
B.N为氯离子交换膜,M为钠离子交换膜
C.充电时,总反应式为Na+[Fe(CN) ]3- Na++[Fe(CN) ]4-
6 6
D.放电时,每转移2 mol电子,理论上Ⅱ池溶液质量增加117 g
22.恒温条件下,用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。
图1 图2
下列说法不正确的是(C)
A.AB段主要发生析氢腐蚀
B.AD段负极反应式为Fe-2e- Fe2+
C.BC段正极反应式主要为O +4e-+2H O 4OH-
2 2
D.DE段溶液pH基本不变,可能的原因:相同时间内,2Fe+O +4H+ 2Fe2++2H O消耗
2 2
H+的量与4Fe2++O +10H O 4Fe(OH) +8H+产生H+的量基本相同
2 2 3
23.以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质,反应原理如下图所示。
下列说法正确的是(C)
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A.电解时的阳极反应为2Cr3++6e-+7H O Cr +14H+
2 2O2-
7
B.电解结束后,阴极区溶液pH增大
5
C.1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时,共消耗 mol Cr O2-
6 2 7
D.甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离
24.用如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性废水,同时还可以淡化海水。下列说法
正确的是(D)
A.a极的电极反应式:2CN-+10e-+12OH- 2C +N ↑+6H O
O2- 2 2
3
B.电池工作一段时间后,右室溶液的pH减小
C.交换膜Ⅰ为阳离子交换膜,交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D.若将含有26 g CN-的废水完全处理,理论上可除去NaCl的质量为292.5 g
25.一种电解装置如图所示,电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现
。下列说法正确的是(C)
A.左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ”
B.右室发生的电极反应为Cr +14H++6e- 2Cr3++7H O
2O2- 2
7
C.“转化Ⅱ”发生的反应为 +6Ti3++6H+ +6Ti4++2H O
2
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D.“转化Ⅰ”生成1mol 理论上电路中通过3mole-
26.如图甲、乙两个装置相连,甲池是一种常见的氢氧燃料电池装置,乙池内D中通入
10mol混合气体,其中苯的物质的量分数为20%(其余气体不参与反应),一段时间后,C处
出来的气体中含苯的物质的量分数为10%(不含H ,该条件下苯、环己烷都为气态),下列
2
说法不正确的是(C)
A.导线中共传导6mol电子
B.甲池中H+由G极移向F极,乙池中H+由多孔性惰性电极移向惰性电极
C.甲池中A处通入O ,乙池中E处有O 放出,但体积不同(标准状况下测定)
2 2
D.乙池中左侧惰性电极上发生反应:C H +6H++6e- C H
6 6 6 12
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