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专题微练7 电化学
选择题:每小题只有一个选项符合题意
1.催化剂Ag@AgBr/mp-TiO2可以光降解2-萘酚,将其处理成无害物,装置如图。下列说法错误的是 ( )
A.该装置将光能和化学能转化为电能
B.工作时的负极发生反应:-46e-+23O2-10CO2↑+4H2O
C.工作时,O2-从正极迁移到负极
D.b极电势高于a极
解析 该装置为原电池,由题图可知,光能和化学能转化为电能,A项正确;b极为负极,电极反应式为-46e-+23O2-10CO2↑+4H2O,B项正确;原电池工作时,O2-(阴离子)从正极迁移到负极,C项正确;a极为正极,b极为负极,a极电势高于b极,D项错误。
答案 D
2.(2023·石家庄质检)某有色金属工业的高盐废水中主要含有H+、Cu2+、Zn2+、S、F-和Cl-,利用如图电解装置可回收ZnSO4、CuSO4并尽可能除去F-和Cl-,其中双极膜(BP)中间层的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移,M膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选择。下列说法错误的是 ( )
A.BP膜中H+均向右侧溶液迁移,M膜为一价阴离子交换膜
B.溶液a的溶质主要为HF和HCl,溶液b的溶质主要为ZnSO4和CuSO4
C.当阳极产生22.4 L气体(标准状况)时,有4 mol离子通过N膜
D.电解过程中,应控制高盐废水的pH不能过高
解析 电解池中阳离子向阴极移动,BP膜中H+均向右侧溶液迁移;氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁移,故M膜为一价阴离子交换膜,A项正确。溶液a中氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁移,氢离子与右侧双极膜迁移出来的OH-中和,故反应后溶液a的溶质主要为ZnSO4和CuSO4;溶液b的溶质主要为右侧迁移过来的氟离子、氯离子与左侧迁移过来的氢离子生成的HF和HCl,B项错误。阳极反应为2H2O-4e-4H++O2↑,当阳极产生22.4 L气体(标准状况下为1 mol)时,根据电子守恒可知,有4 mol 一价阴离子通过N膜,C项正确。 电解过程中,若pH过高则会导致锌离子、铜离子转化为沉淀,故应控制高盐废水的pH不能过高,D项正确。
答案 B
3.(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应:Pb+S+2Fe3+PbSO4+2Fe2+
解析 左侧电极为负极,电极反应为Pb-2e-+SPbSO4,Pb转化为PbSO4,负极质量增大,A项错误;储能过程为充电过程,电能转化为化学能,B项正确;放电时阳离子向正极移动,左侧H+通过质子交换膜移向右侧,C项错误;放电时总反应为Pb+2Fe3++SPbSO4+2Fe2+,则充电总反应为PbSO4+2Fe2+Pb+2Fe3++S,D项错误。
答案 B
4.(2023·广州模拟)新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为Li1-xFePO4+xLi++xe-LiFePO4。下列说法不正确的是 ( )
A.充电时,Mg电极为阴极
B.放电时,Li+从Ⅰ室向Ⅱ室迁移
C.放电时,Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度增大
D.每消耗1 mol Mg,电极a质量理论上增加14 g
解析 放电时电极a的反应为Li1-xFePO4+xLi++xe-LiFePO4,电极a为正极,Mg电极为负极,所以充电时Mg电极为阴极,A项正确;放电时Ⅰ室为负极区,Ⅱ室为正极区,阳离子向正极移动,所以向Ⅱ室迁移,B项正确;放电时电极a的反应为Li1-xFePO4+xLi++xe-LiFePO4,消耗Li+,同时相同数目的Li+从Ⅰ室移入Ⅱ室,所以Li2SO4溶液的浓度不变,C项错误;放电时Mg电极发生反应:Mg-2e-Mg2+,当有1 mol Mg发生反应时,转移2 mol e-,电极a质量理论上增加2 mol Li+,质量为14 g,D项正确。
答案 C
5.聚苯胺是一种在充、放电过程中具有更优异可逆性的电极材料。Zn-聚苯胺二次电池的结构示意图如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ( )
A.放电时,外电路每通过0.1NA个电子时,锌片的质量减少3.25 g
B.充电时,聚苯胺电极的电势低于锌片的电势
C.放电时,混合液中的Cl-向负极移动
D.充电时,聚苯胺电极接电源的正极,发生氧化反应
解析 由装置可知,Zn片作电池负极,放电时,该电极的电极反应式为Zn-2e-Zn2+,当外电路通过0.1NA个电子时,Zn片质量减少3.25 g,A项正确;充电时,聚苯胺接电源正极作阳极,发生氧化反应,电势更高,B项错误,D项正确;放电时,混合液中的