专题六 化学反应与能量-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮课时训练（浙江专用）

热点6　电化学原理的综合应用 课时训练 1.研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示: 下列说法错误的是(　B　) A.加入HNO3降低了正极反应的活化能 B.电池工作时正极区溶液的pH减小 C.1 mol CH3CH2OH被完全氧化时,有3 mol O2被还原 D.正极附近的溶液中会发生反应4NO+3O2+2H2O4HNO3 解析:乙醇燃料电池中,通入乙醇的一极为负极,电极反应式为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+,通入氧气的一极为正极,由工作原理图可知,正极发生反应HNO3+3e-+3H+NO↑+2H2O,4NO+3O2+2H2O4HNO3,两者加合可得O2+4e-+4H+2H2O,则HNO3在正极起催化作用。 A.由分析知,HNO3在正极起催化作用,则加入HNO3降低了正极反应的活化能,正确;B.电池工作时正极区的总反应为O2+4e-+4H+2H2O,则溶液中氢离子浓度减小,pH增大,错误;C.根据得失电子守恒可知, 1 mol CH3CH2OH被完全氧化时,转移12 mol 电子,则有3 mol O2被还原,正确;D.由分析知,正极附近的溶液中会发生反应HNO3+3e-+3H+NO↑+2H2O,4NO+3O2+2H2O4HNO3,正确。 2.(2022·精诚联盟适应性联考)利用微生物电池去除废水中的N,装置如图。下列说法正确的是(　C　) A.A为质子交换膜,H+从膜的右边向左边移动 B.该系统为由化学能转化为电能,再从电能转化为化学能 C.两极产生的CO2与N2的物质的量之比为5∶1 D.好氧微生物反应器发生反应时,内部溶液的pH升高 解析:结合装置分析工作原理,该微生物电池左边电极上HCOO-失电子生成CO2,电极反应式为HCOO--2e-CO2↑+H+,左边电极为负极;右边电极上N得电子生成N2,电极反应式为2N+10e-+12H+N2↑+6H2O,右边电极为正极。根据分析可知,左边电极反应产生H+,右边电极反应消耗H+,所以A为质子交换膜,H+从膜的左边向右边移动,即H+由负极移向正极,故A错误;该系统处理废水的同时将化学能转化为电能,没有电能转化为化学能的过程,故B错误;根据两电极反应,相同条件下,两极得失电子数相等,产生的CO2与N2的物质的量之比为5∶1,故C正确;好氧微生物反应器中发生反应N+2O2N+2H++H2O,溶液的pH下降,故D错误。 3.我国科研团队将电解食盐水的阳极反应与电催化还原CO2的阴极反应相耦合,制备CO与次氯酸盐,阴极区与阳极区用质子交换膜隔开。装置如图所示,下列说法正确的是(　D　) A.b极为电源的负极 B.电池工作时,阴极附近溶液pH减小 C.电池工作时,阳极上发生的反应式为Cl-+H2O-2e-ClO-+2H+ D.电池工作时,每转移1 mol电子,阴极室和阳极室质量变化相差10 g 解析:左侧通入二氧化碳生成一氧化碳,说明M电极为阴极,则a为电源的负极,A项错误;电池工作时,阴极的电极反应式为CO2+2H++2e-CO+H2O,消耗氢离子,溶液的pH增大,B项错误;电池工作时,阳极的电极反应式为Cl-+2OH--2e-ClO-+H2O,C项错误;每转移1 mol电子,有1 mol氢离子从阳极室移动到阴极室,故阳极室质量减少1 g,根据阴极的电极反应式可知,阴极室增加CO2和H+的质量,减少CO的质量,每转移1 mol 电子,阴极室增加×(44 g+2 g-28 g)=9 g,故阴极室和阳极室质量变化相差10 g,D项正确。 4.某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置(如图),使浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液,并回收利用。下列说法不正确的是(　C　) A.用惰性电极电解时,Cr能从浆液中分离出来的原因是电解时Cr通过阴离子交换膜向阳极移动,从而在浆液中分离出来 B.通电后,阴极室溶液pH增大 C.分离后,含铬元素的粒子是Cr D.通电后,相同条件下阴、阳两极产生气体体积之比为 2∶1 解析:A.电解时,阴离子向阳极移动,即在直流电场作用下,Cr通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液,正确;B.通电后,阴极上水中的H+放电,即2H2O+2e-H2↑+2OH-,OH-浓度增大,pH增大,正确;C.电解时,阳极上水中的OH-放电,即2H2O-4e-O2↑+4H+,H+在阳极区增多,Cr向阳极移动,由于存在2Cr+2H+Cr2+H2O,H+浓度增大,平衡向右移动,所以分离后含铬元素的粒子是Cr、Cr2,错误; D.通电后,阴极产生H2,阳极产生O2,由得失电子守恒可知,相同条件下阴、阳两极产生气体体