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2023高考二轮复习 物质循环转化型电池
【真题研析】
1.(2021·全国甲卷,13)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为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( )
A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B.阳极上的反应式为:+2H++2e-―→+H2O
C.制得2 mol乙醛酸,理论上外电路中迁移了1 mol电子
D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移
2.(2022·湖北,14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A.生成1 mol Li[P(CN)2],理论上外电路需要转移2 mol电子
B.阴极上的电极反应为:P4+8CN--4e-===4[P(CN)2]-
C.在电解过程中CN-向铂电极移动
D.电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
3.(2019·全国卷Ⅰ,12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。下列说法错误的是( )
A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能
B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应:H2+2MV2+===2H++2MV+
C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3
D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
【模拟演练】
1.(2023·山东济宁一模)芳香羧酸是一种重要的有机分子骨架,利用电化学方法,芳香烃与CO2选择性的C-H键羧基化反应如图所示,下列说法错误的是( )
A.生成1 mol芳香羧酸,电路中转移的电子数为2NA
B.电池工作过程中需要不断补充
C.不同的取代基-R影响路径Ⅰ或Ⅱ的选择路径
D.该反应的原子利用率为100%
2.(2023湖南张家界市高三模拟)铁碳微电池法在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究获得突破性进展,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.工作时H+透过质子交换膜由乙室向甲室移动
B.碳电极上的电极反应式为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O
C.处理废水过程中两侧溶液的pH基本不变
D.处理含NO的废水,若处理6.2 gNO,则有0.5 mol H+透过质子交换膜
3.我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2===H2O2+S↓,已知甲池中发生的反应为
下列说法不正确的是( )
A.甲池中碳棒上发生的电极反应式为AQ+2H++2e-===H2AQ
B.乙池溶液中发生的反应为H2S+I===3I-+S↓+2H+
C.该装置将电能转化为光能
D.H+从甲池移向乙池
4.某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2O催化还原,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电池工作过程中电子由a极流向b极
B.b极反应式:Cr2O+6e-+14H+===2Cr3++7H2O
C.电池工作过程中a极区附近溶液的pH增大
D.每处理1 mol Cr2O,可生成33.6 L(标况下)CO2
5.(2022·江苏如皋中学期中)利用 (Q)与电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是( )
A.a为电源负极 B.溶液中Q的物质的量保持不变
C.CO2在M极被还原 D.分离出的CO2从出口1排出
6.直接煤—空气燃料电池原理如图所示,下列说法错误的是( )
A.随着反应的进行,氧化物电解质的量不断减少
B.负极的电极反应式为C+2CO-4e-===3CO2↑
C.电极Y为负极,O2-向Y极迁移
D.直接煤—空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
7.图中是利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理图。下列说法正确的是( )
A.电子流向:B电极→用电器→A电极,该过程将化学能转化为电能
B.A电极上发生氧化反应,电极反应式为X-4e-===Y+4H+
C.若有机物为麦芽糖,处理0.25 mol有机物,12 mol H+透过质子交换膜移动到右室
D.若B电极上消耗标准状况下氧气56 mL,则A电极上生成1.64 g Y
8.(2022·唐山三模)2019年我国自主研发的首个31.25 kW铁-铬液流电池“容和一号”成功下线,该电堆是目前全球最大功率的铁-铬液流电池电堆。该电池总反应为:Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+。某种K1、K2开关情况下,工作原理如图所示,其中a电极上涂有固体氢化铋(BiHx)。下列说法错误的是( )
A.电解质中除包含上述离子外,可选用盐