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高考真题演练
1.(2022·全国甲卷)一种水性电解液ZnMnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时,下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应:MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O
D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH)+Mn2++2H2O
答案 A
解析 根据图示的电池结构和题目所给信息可知,Zn为电池的负极,MnO2为电池的正极,阳离子向正极移动,A错误。
2.(2022·海南高考)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是( )
A.在b电极上,N2被还原
B.金属Ag可作为a电极的材料
C.改变工作电源电压,反应速率不变
D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少
答案 A
解析 由装置图可知,N2在b电极转化为NH3,N元素的化合价降低,得电子发生还原反应,因此b电极为阴极,电极反应式为N2+3H2O+6e-===2NH3+3O2-,a电极为阳极,电极反应式为2O2--4e-===O2;由分析可知A正确;a电极为阳极,若金属Ag作a电极的材料,则金属Ag优先失去电子,B错误;改变工作电源的电压,反应速率会发生改变,C错误;电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不会改变,D错误。
3.(2022·浙江6月选考)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质(g)
O
H
HO
HOO
能量/kJ·mol-1
249
218
39
10
物质(g)
H2
O2
H2O2
H2O
能量/kJ·mol-1
0
0
-136
-242
可根据HO(g)+HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1。下列说法不正确的是( )
A.H2的键能为436 kJ·mol-1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2
D.H2O(g)+O(g)===H2O2(g) ΔH=-143 kJ·mol-1
答案 C
解析 根据表格中的数据可知,H2的键能为218 kJ·mol-1×2=436 kJ·mol-1,A正确;由表格中的数据可知O2的键能为249 kJ·mol-1×2=498 kJ·mol-1,由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;因为HOO===HO+O,由表格中的数据可知解离其中氧氧单键需要的能量为(249+39-10) kJ·mol-1=278 kJ·mol-1,C错误;由表格中的数据可知H2O(g)+O(g)===H2O2(g)的ΔH=-136 kJ·mol-1-249 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1)=-143 kJ·mol-1,D正确。
4.(2022·广东高考)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:NaTi2(PO4)3+2Na++2e-===Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A.充电时电极b是阴极
B.放电时NaCl溶液的pH减小
C.放电时NaCl溶液的浓度增大
D.每生成1 mol Cl2,电极a质量理论上增加23 g
答案 C
解析 充电时电极a发生还原反应,所以电极a是阴极,则电极b是阳极,故A错误;放电时电极反应和充电时相反,则放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-===NaTi2(PO4)3+2Na+,电极b反应为Cl2+2e-===2Cl-,可知反应后Na+和Cl-浓度都增大,NaCl溶液的pH不变,但NaCl溶液的浓度增大,故B错误,C正确;充电时阳极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,阴极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-===Na3Ti2(PO4)3,由得失电子守恒可知,每生成1 mol Cl2,电极a质量理论上增加23 g/mol×2 mol=46 g,故D错误。
5.(2021·全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可用如下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
答案 D
解析 该装置通电时,乙二酸被还原为