内容正文:
2025年山东高考一轮专项练习——电化学选择题74道
一、单选题
1.(2024·山东日照·二模)乙烯的产量可用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平,通过电解可实现乙烯的高效利用,电解装置如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法正确的是
A.N是电源负极
B.离子交换膜是阴离子交换膜
C.a电极反应式为
D.消耗(标准状况下),阴极区溶液质量减少
2.(2024·山东日照·二模)我国科研团队研发出一种高安全熔融盐铝电池,成本是锂离子电池的六分之一。该电池电极分别为铝和硫/碳复合材料,电池放电时转化为,放电时总反应为,装置如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,硫/碳复合材料电极电势低于铝电极
B.充电时,熔融盐中的向硫/碳复合材料电极移动
C.充电时,阴极电极反应式为
D.放电时,电子通过熔融盐进入硫/碳复合材料电极使其质量增加
3.(2024·山东·模拟预测)复旦大学科研人员近日研发出一种新型钙-氧气电池,其能够在室温条件下充放电、稳定循环700次,为可穿戴电池织物的发展提供了新思路。科研人员表示,最新研发出的钙-氧气电池主要由金属钙负极、碳纳米管空气正极和有机电解质三个部分组成,工作原理如图所示。已知:金属电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法正确的是
A.该电池的电解质可以是乙醇
B.放电时,正极反应式:
C.与锂-氧气电池相比较,钙-氧气电池的比能量高
D.充电时消耗时生成氧气
4.(2024·山东日照·二模)以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备和HClO的装置如图所示(工作时,在双极膜界面处被催化解离成和)。下列说法错误的是
A.“全氢电池”的总反应为
B.“全氢电池”的双极膜中产生的向右移动,向左移动
C.阳极区发生的电极反应为
D.理论上负极消耗1mol ,电解池阳极区减少1mol阳离子(忽略HClO的电离)
5.(2024·河北唐山·二模)一种新型富含氧空位的双功能催化剂,可对空气电池的充放电过程双向催化。电池的工作原理及催化路径如图所示。表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是
A.充电时,b极与直流电源的正极相连
B.放电时(标准状况)参与反应,有由a极区移向b极区
C.充电过程中a极的电极反应为
D.充电时决速步反应为,氧空位提供更多反应位点,降低了反应的活化能
6.(2024·山东潍坊·二模)天津大学张兵团队合成了高曲率的纳米针尖电极催化剂,实现了溴自由基介导的环氧氯丙烷无膜电合成。其工作原理如图所示。已知:。具有较低的和生成能垒、较高的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。
下列说法错误的是
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
D.当合成1mol环氧氯丙烷时,至少有22.4L (标准状况)生成
7.(2024·山东威海·二模)一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性。该电池工作示意图如下,下列说法错误的是
A.放电时,a极周围溶液pH增大
B.c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
C.充电时,中间室K2SO4溶液浓度增大(假设溶液体积保持不变)
充电时b极电极反应式为+2H2O+2K++4e-=+2OH-
8.(2024·山东济宁·三模)采用有机电极材料制备的水系锂离子电池,工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,电极电势:M<N
B.充电时,M极电极反应式为
C.放电时,若起始两电极的质量相等,转移电子,两电极质量相差
D.结构如图所示,
9.(2024·山东德州·三模)光电催化还原为含C化合物,不仅实现了的高效转化和利用,并且为合成碳氢化合物提供了一条新的途径,其工作原理如下。下列分析错误的是
A.装置中隔膜为质子交换膜
B.该装置的能量来源是光能和电能
C.阴极产生乙烯的电极反应为:
D.每产生32g氧气,电路中转移电子数为4
10.(2024·山东德州·三模)一种以NaBr作为电解液,在恒压电解池中光催化烯烃转化为环氧化物的方法如下图所示。下列说法正确的是
A.为光电解池的阴极
B.若Pt电极生成11.2L(标准状况),理论上生成0.5mol
C.上述过程中只有极性键的断裂与生成
D.上述过程中涉及到的有机反应类型均为取代反应
11.(2024·山东泰安·模拟预测)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池,其内部结构如下图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时,电极材料学转化为下列说法错误的是
A.放电时,电子从b电极经过导线传导到a电极
B.放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e⁻=Mn2++2H2O
C.充电时,③区溶液碱性增强
D.充电一段时间后,②区K2SO4浓度增大。
12.(2024·山东临沂·二模)山梨醇(C6H14O6)和葡萄糖酸(C6H12O7)均是重要的化工产品,其制备原理如图所示。图中双极膜中的H2O解离为H+和OH-,并在电场作用下分别向两极迁移。
下列说法正确的是
A.石墨电极电势低于镍电极电势
B.Na2SO4在上述过程中只起电解质的作用
C.阴极电极反应式为C6H12O6+2e-+2H+=C6H14O6
D.制备1mol葡萄糖酸,理论上双极膜中有1molH2O被解离
13.(2024·山东泰安·模拟预测)我国科学家首次设计了一种可充电的铋-空气电池,具有较强稳定性,该电池使用了非碱性的三氟甲磺酸铋水系电解质溶液,简写为 Bi(OTf)₃(Mr=656g·mol⁻¹),该电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,Y极电极反应式:2H2O+O₂+4e⁻=4OH⁻
B.充电时,Y电极发生还原反应
C.电解质溶液的作用是让电子在电池内通过,形成闭合回路
D.若标准状况下消耗1.68L O₂,理论上负极区电解质溶液增重65.6g
14.(2024·山东潍坊·二模)铝二次电池(RABs)具有更安全、更便宜和更高容量的特性。复合硒()材料电极由于的嵌入脱出,引起和、和之间发生可逆变化,其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A.放电时嵌入电极
B.隔膜为阳离子交换膜
C.当有1mol 参与反应时,外电路转移电子数目为4NA
D.充电时发生的反应为
15.(2024·山东潍坊·二模)某化学小组探究浓硝酸原电池中硝酸浓度对“电极反转”的影响,将规格完全相同的Cu片和Fe片插入9.4、13.3、13.4、13.7、15.0的硝酸溶液中,组成原电池测试电流变化如图所示。已知:氧化层比更致密。
根据上述实验,下列说法错误的是
A.初始阶段,铁做负极
B.15的硝酸溶液中,一段时间后,发生“电极反转”
C.硝酸浓度小于13.3时,硝酸浓度越小,电流强度越大
D.将Fe换为Al后,测得“硝酸”原电池电极反转的硝酸溶液浓度的临界值为9.1,工业上用铝罐储存硝酸更合适
16.(2024·山东聊城·三模)一种双阴极微生物燃料电池的装置如图所示(燃料为)。下列说法正确的是
A.电池工作时,从左向右迁移
B.电池工作时,好氧阴极每消耗就有被还原
C.“出水”与“进水”相比,“缺氧阴极”区域溶液pH增大
D.“厌氧阳极”若流出1.2mol电子,该区域“出水”比“进水”减轻了8.8g(假设气体全部逸出)
17.(2024·河南郑州·三模)光电合成、HClO绿色消毒剂具有巨大的潜力。下图中的电解池以含S型异质结双功能催化剂为电极材料电解NaCl溶液,实现了同时生成和HClO。下列说法错误的是
A.b电极的电势高于a电极
B.电解过程中Ⅱ池pH变小
C.离子交换膜为阳离子交换膜时,Ⅱ池溶液质量增大
D.Ⅰ池电极反应为
18.(2024·山东聊城·二模)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。
下列说法正确的是
A.AB段越大,析氢速率越大
B.其他条件不变,增大空气中氧气浓度,析出质量减少
C.BC段正极反应式主要为
D.DE段溶液基本不变,可能的原因:相同时间内,消耗的量与产生的量基本相同
19.(2024·山东·模拟预测)电解能处理酸性工业废水中的乙醛,过程中电极反应存在如下物质间的转化:
①;②;③;④;⑤。
下列说法错误的是
A.发生反应②⑤的电极电势较另一电极更高
B.乙醛既体现氧化性又体现还原性
C.当生成乙醇时,电路中转移电子
D.电解过程中,电极附近溶液的:阴极阳极
20.(2024·山东泰安·二模)在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法错误的是
A.石墨电极为阳极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:
C.该体系中,石墨优先于参与反应
D.电解时,阳离子向A电极移动
21.(2024·山东德州·二模)电化学循环氧化法将酸性废水中的苯酚降解为,加入可加快苯酚的降解,原理如图。已知:,有强氧化性。下列说法错误的是
A.铂连接电源负极,发生还原反应
B.石墨上的电极反应:
C.苯酚降解时发生反应:
D.处理1mol苯酚,有从左向右通过离子交换膜
22.(2024·山东·二模)我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料-Cu3(PO4)2的水系双离子电池,该电池以Na0.44MnO2和Cu3(PO4)2为电极,其工作原理如图所示。下列有关叙述错误的是
A.放电时,电流从Na0.44MnO2电极经电解质溶液流向Cu3(PO4)2电极
B.放电时,若电极a得到6.4gCu和1.44gCu2O,则电路中转移0.22mole-
C.充电时,电极b的电极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO2
D.为消除第一次放电的不可逆,可将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O后再充电
23.(2024·浙江杭州·二模)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值为该氨基酸的pI值,谷氨酸的;丙氨酸的;赖氨酸的。已知:
可以利用如图装置分离这三种氨基酸,a、b为离子交换膜,下列说法不正确的是
A.阳极的电极反应为
B.a应采用阳离子膜,b应采用阴离子膜
C.原料室的应控制在6.02
D.在产品室1中,可以收集到赖氨酸
24.(2024·山东潍坊·二模)在探究高效吸收试剂的同时,研究人员还致力于吸收剂的再生与循环利用。以乙二胺为例,乙二胺水溶液可高效吸收;吸收所得溶液流入腔室1中,通电电解,可实现的释放与乙二胺的再生。已知:亲核试剂在反应过程中,它倾向于与电正性物种结合。结合下图,下列对该工业的说法错误的是
A.该工业有利于实现“碳达峰”和“碳中和”
B.乙二胺的氨可以作为亲核试剂进攻分子实现吸收
C.电解过程中、阳极铜会失去电子形成,能与乙二胺形成,使乙二胺与的结合平衡正向进行,得以释放
D.腔室2中可以实现乙二胺的再生
25.(2024·山东潍坊·二模)Adv·Mater报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图,光照时,光催化电极产生电子()和空穴(),下列有关说法正确的是
A.光催化装置中溶液的增大
B.整套装置转移0.01mol ,光催化装置生成1.905g
C.电催化装置阳极电极反应式:
D.离子交换膜为阴离子交换膜
26.(2024·湖北·一模)为了保护环境、充分利用铅资源,科学家设计了如下的-铅化合物燃料电池实现铅单质的回收。
下列有关说法错误的是
A.正极区溶液pH升高,负极区溶液pH降低
B.电子流向:电极b→负载→电极a
C.阴极区电极反应式为
D.为了提高的回收率,离子交换膜为阴离子交换膜
27.(2024·山东济南·一模)我国科学家发现,利用如下装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质,已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H+和OH-。下列说法错误的是
A.电极电势:M<N
B.M极电极反应式为
C.工作一段时间后,装置中需要定期补充H2SO4和NaOH
D.制取0.2mol邻苯二酚类物质时,理论上有0.8molOH-透过膜a
28.(2024·山东烟台·一模)水系锌锰二次电池放电时存在电极剥落现象,造成电池容量衰减。研究发现,加入少量KI固体能很大程度恢复“损失”的容量,原理如图。已知PBS膜只允许通过。下列说法错误的是
A.放电时,0.6mol 参加反应,理论上负极减少13g
B.充电时,电路中每通过2mol ,阳极区溶液减少87g
C.放电时的总反应:
D.PBS膜的优点是能有效抑制电池的自放电
29.(2024·山东泰安·一模)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,用如右图所示的装置处理有机废水(以含有机酸溶液为例),在直流电场作用下,双极膜间的水解离成和。下列说法正确的是
A.阳极反应式为:
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.当阴极产生气体时,理论上可除去模拟海水中
30.(2024·山东济宁·一模)科学家利用氧化还原贮库电极实现模块化电化学合成,该方法可以在不同反应池中可逆地进行氧化还原,其反应装置如图所示。下列说法错误的是
A.室1阴极反应为O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-
B.电解一段时间后,室1电解质溶液pH不变
C.电极3为室1的阳极,室2的阴极
D.转移相同量的电子,若室1产生1molH2O2,则室2的产物含有2mol过氧键
31.(2024·山东淄博·一模)基于辅助放电的液流电池装置如图所示。下列说法错误的是
A.充电时,向电极迁移
B.放电时,在该环境下的氧化性:
C.放电时,电极B上还可能发生:
D.可利用及时清除电极B上的“死锰”(),提高充放电过程的可逆性
32.(2024·山东潍坊·一模)复旦大学设计了一种可充电的铋-空气电池,有较强稳定性。该电池使用了三氟甲磺酸铋非碱性水系电解质溶液,简写为,工作原理如图所示,已知:水解方程式为,下列说法错误的是
A.充电时,X为阴极
B.放电时,正极附近pH升高
C.充电时,阳极电极反应式为
D.放电时,电路中每转移电子,负极区电解质溶液增重
33.(2024·山东·一模)已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)3NCl]为原料,采用电渗析法合成[(CH3)4NOH,M=91g/mol],工作原理如图。下列说法错误的是
A.光伏并网发电装置中N型半导体为负极,P型半导体为正极
B.a电极反应式为
C.若合成的同时得到较大浓度的溶液,则c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
D.制备182g四甲基氢氧化铵,两极共产生气体(标准状况下)
34.(23-24高三上·山东·阶段练习)一种原位电化学沉淀技术制备纳米碳酸钙的方法是:向Ca(OH)2过饱和溶液中通入CO2,实验室模拟该方法制备纳米碳酸钙的装置如图所示。下列说法错误的是
A.电流方向为电极a→外电路→电极b→电解质溶液→电极a
B.X、Y、Z对应的物质依次是块状大理石、H2、NaOH
C.离子交换膜为阳离子交换膜
D.理论上外电路每通过2mol电子,则内电路有1mol离子通过交换膜
35.(2024·山东菏泽·模拟预测)一种高盐高氨氮难降解有机废水的处理方法如图所示,下列说法正确的是
A.A区电极反应式为
B.电池工作时,由B区移向A区
C.C区a电极接电源负极
D.若B区1mol参加反应,同时可生成
36.(2024·山东潍坊·三模)钠离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点,其电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.连接时,透过隔膜进入电极室
B.连接时,电源极的电势比极低
C.连接时,每转移,两电极质量变化相差
D.连接时,的电极反应为:
37.(2024·山东济南·模拟预测)下列实验描述正确的是
A.用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度
B.利用上图该装置验证牺牲阳极保护法
C.用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸,所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒
D.将镀锌铁皮放入稀硫酸中,待产生氢气的速率突然减小,可以判断锌镀层已反应完全
38.(2024·山东·二模)钙(锂)介导电化学合成氨低能耗,效率高,是合成氨研究的热点领域,以下为该装置示意图,下列有关说法正确的是
A.阴极区反应:
B.此装置降低合成氨能耗的主要原因是钙或锂等金属能高效解离氮气形成相应的氮化物
C.含少量乙醇的水溶液会使该装置生产效率提高
D.整个装置每生成1mol氨消耗1.5mol
39.(2024·山东·模拟预测)利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化。下列说法错误的是
A.乙室的Ag电极电势高于甲室
B.Cl电极的反应为
C.膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜
D.当乙室Ag电极的质量增加时,理论上NaCl溶液减少
40.(2024·山东淄博·三模)一种新型双功能催化剂电池的工作原理及催化路径如图所示。*R表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是
A.放电时,b极电势高于a极
B.放电时,与起始相比右室n(OH-)减少
C.充电时,决速步反应为
D.充电时,a极电极反应式
41.(2024·山东烟台·三模)一种“氯介导电化学pH变化”系统可通过调节海水的pH去除海水中的,工作原理:。该装置由甲、乙两系统串联而成,可实现充放电的交替运行。甲系统放电时的原理如图所示,下列说法错误的是
A.甲系统充电时,电路中每通过2mol电子,m电极质量增加71g
B.甲系统放电时,a电极的电极反应式为
C.乙系统放电时,海水中的从n电极移向m电极
D.乙系统充电时,若电路中通过3mol电子,理论上可产生标准状况下44.8L
42.(2024·山东淄博·三模)一种自生酸和碱的电化学回收体系如图所示。表示等含磷微粒,为。下列说法错误的是
A.a、c为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
B.X为,将其泵入吸收室用于吸收
C.当电路中通过电子,阴极增重
D.Ⅲ室可发生反应:
43.(2024·山东济南·模拟预测)可用于“接触法”制,因在催化剂表面与接触得名,部分反应过程如图1。也可以利用电化学原理来制备硫酸,如下图2(质子交换膜仅允许通过)。
下列说法正确的是
A.和都属于酸性氧化物,通入溶液中都会产生白色沉淀
B.“接触法”中增大的浓度可明显提高的生成速率和的平衡转化率
C.图2中正极区溶液pH可能不变
D.若的通入速率(标准状况),为维持浓度不变,理论上左侧水流入速率为
二、多选题
44.(2024·山东菏泽·模拟预测)某过渡金属(M)-锂离子电池的结构如图所示,总反应式为LixCn+LiyMO2Lix-1Cn+Liy+1MO2,下列说法错误的是
A.放电时,Li+从电极A流向电极B
B.充电时,若转移1mol电子,电极B将增重7g
C.充电时,电极A与电源的负极相连
D.充电时,电极B的反应式为Liy+1MO2+e-=Li++LiyMO2
45.(2024·山东潍坊·二模)我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber—Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时,将Zn—水溶液体系电池反应中的产物,通过自供电转换为,从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。
下列说法正确的是
A.b电极为Zn电极
B.放电过程中,负极发生的反应为
C.电解过程中,阴极区溶液的pH逐渐增大
D.理论上,每得到1mol ,至少需要消耗390g Zn
46.(2024·山东青岛·二模)一种非金属-有机物液流电池放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,负极电极反应为
B.充电时,通过质子交换膜向电极甲移动
C.可将储液罐做大以增大液流电池的储能容量
D.以此电源电解硫酸铜溶液,若加98g使溶液复原,理论上消耗160g
47.(2024·山东泰安·二模)利用下图所示装置可合成己二腈,充电时生成己二腈,放电时生成,其中a、b是互为反置的双极膜,双极膜中的会解离出和向两极移动,下列说法错误的是
A.M极的电势低于N极的电势
B.放电时双极膜中向N极移动,充电时双极膜中向N极移动
C.放电时,N极的电极反应式为:
D.若充电时制得1 mol ,则放电时需生成1 mol ,才能使左室溶液恢复至初始状态
48.(2024·山东泰安·三模)某科研团队开发出一种高能量和转化效率的二次电池,其放电原理如图所示,其中电极 M的材料为多孔石墨,充放电过程中,电极N上完成和 之间的转化。下列说法错误的是
A.放电时,电极 N作正极
B.放电时,Cl⁻从电极 M向电极 N迁移
C.充电时,导线中流过1mol e⁻,NaCl溶液的质量减小35.5g
D.充、放电时,电极 N 上均为 Ti元素的化合价发生变化
49.(2024·山东济宁·二模)科学家在利用双极膜反应器电化学合成氨领域取得重要成果,装置如图所示,下列说法错误的是
A.d为阴离子交换膜
B.若转移4mol电子,在a电极生成1molKOH
C.双极膜中消耗8mol水时,b电极生成2mol气体
D.电解一段时间后,KOH溶液的浓度保持不变
50.(2024·山东日照·模拟预测)利用钒电池电解制备ClO2的装置如图所示。下列说法中错误的是
A.工作时,b极区溶液由绿色变成紫色
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.生成的H2和NH3的物质的量之比为3∶1
D.当钒电池有2 mol 通过质子交换膜时,理论上生成2 mol ClO2
51.(2024·山东菏泽·一模)某化学实验小组以铅蓄电池为电源模拟对含二甲胺的工业废水进行处理,工作原理如图1所示(a池发生反应的微观过程如图2所示,工作过程中b池溶质的物质的量不变)。下列说法正确的是
A.离子交换膜为阴离子交换膜
B.工作时铅蓄电池的铅电极连接阳极
C.转移6 mol 时,阳极区生成0.2 mol
D.阴极电极反应式:
52.(2024·山东·二模)以Zn-Ni(OH)2原电池为电源电解处理工业废气CO2和SO2,工作原理如下:
已知:①放电时,Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2;
②NaHCO3吸收废气后的混合液pH约为8。
下列说法错误的是
A.a电极的反应式为(x+y)Zn-2(z+y)e-+xCO+2yOH-=xZnCO3·yZn(OH)2
B.当转移2mole-,有1molZn2+向Ni(OH)2电极迁移
C.NaHCO3溶液的作用吸收废气CO2和SO2
D.乙装置中总反应为SO+2CO2+H2O+H2C2O4
53.(2024·山东菏泽·一模)以浓差电池(电解质溶液浓度不同造成电势差)为电源,用石墨作电极将转化为高纯的装置如图。下列说法错误的是
A.的电极反应式为
B.离子交换膜II为阳离子交换膜
C.工作时,电极附近溶液的降低
D.电解停止时,理论上和电极的质量差为
54.(2024·山东枣庄·二模)一种有效富集锂的电化学系统如图所示,中间区域设置有孔道结构的,可容纳进出。向所在腔室通入海水,启动电源1,海水中进入结构形成达到饱和;关闭电源1和海水通道,启动电源2,向电极2通空气,使中的脱出完成富集。下列说法错误的是
A.通入448mL(STP)空气恰好使全部脱出,可得
B.室2中阳极发生的反应为
C.工作时电极1附近和电极2附近溶液的pH均增大
D.电源1和电源2正负极都接反也能达到富集锂的目的
55.(2024·山东济南·一模)利用如图所示装置探究铁上电镀铜的实验。
序号
电解液
实验结果
i
50mL0.1mol·L-1CuSO4溶液和50mL蒸馏水
阴极表面有红色固体析出,还有少量气体产生,经测定阴极区的电解液中有Fe2+
ii
50mL0.1mol·L-1CuSO4溶液和50mL稀硫酸
阴极表面刚开始产生无色气体,一段时间后有红色固体析出,气体量减少,经测定阴极区域的电解液中有Fe2+,当覆盖一层红色固体后,电极表面仍然有气体生成
iii
50mL0.1mol·L-1CuSO4溶液和50mL过量的浓氨水
阴极表面有致密红色固体,未观察到气体产生,经测定阴极区域的电解液中无Fe元素
已知:,忽略NH3的挥发。下列说法正确的是
A.根据实验i、ii可知,在一定条件下,H+优先于Cu2+放电
B.实验ii中,Cu覆盖在铁电极表而或溶液中减小均可能是气体量减少的原因
C.实验iii中工作一段时间后,需要定期更换铜电极和补充浓氨水
D.结合上述实验可知,当电解液pH增大时,有利于得到致密、细腻的镀层
56.(2024·山东青岛·一模)我国科学家研发了一种在废水处理中实现碳中和的绿色化学装置,同时获得乙酰胺,其原理如图。下列说法错误的是
A.石墨电极b为阳极,Na+由Ⅱ室移向Ⅰ室
B.电解一段时间后,Ⅰ、Ⅱ室溶液的pH均逐渐增大
C.发生还原反应:
D.理论上,每产生0.1mol乙酰胺的同时电极b有15.68L(STP)O2生成
57.(2024·山东济南·一模)中科大科研团队打通了从CO2和N2电合成氨基酸的关键路径,以硫酸和硫酸钾的混合液为电解液,阴极采用Pb-Cu复合电极,其反应机理如图甲所示,N2和CO2反应历程如图乙所示。
下列说法正确的是
A.乙二酸转化的电极反应式为
B.为了提高该装置的工作效率,原料中CO2与N2的物质的量之比为4:1
C.反应过程中,阴极溶液pH始终增大
D.若用惰性电极作阳极,当装置的工作效率最佳时,阳极生成的气体与阴极消耗的气体物质的量之比为3:10
58.(2024·山东淄博·一模)利用工业废水发电制备氮的原理如图(纳米)作催化剂),其中M、N、a、b均为惰性电极。b极区反应分两步进行,其中第二步为(未配平).下列说法正确的是
A.b极区的第一步反应为
B.M极的电极反应为
C.理论上废水发电产生的与合成消耗的的物质的量之比为1:1
D.上述废水发电在高温下进行优于在常温下进行
59.(2024·山东聊城·一模)光电化学装置可以将还原为有机物,实现碳资源的再生利用。图1是光电化学法实现转化的电解装置示意图。在不同电压条件下进行光照电解实验,不同有机产物的法拉第效率(PE)如图2所示。
资料:Ⅰ.法拉第效率(PE);
Ⅱ.选择性(S):
以下说法不正确的是
A.使用光电极可以节约电能,为阴极的转化提供H+
B.电解电压为0.75V时,Cu电极只有被还原
C.电解电压为0.9V时,
D.电解电压为1.0V时,每生成1mol 就有10mol 移向甲室
60.(2024·山东潍坊·一模)某化学兴趣小组在三颈烧瓶中模拟雷雨条件下氮气和氧气反应,利用伽伐尼式氧气传感器测量反应过程中含量,实验装置、氧气含量及氧气传感器结构如图所示。已知三颈烧瓶高压放电过程中有大量等活性氧产生。下列说法错误的是
A.该传感器工作时电极电势低于电极
B.工作时电极反应为
C.高压放电时,与均参与电极反应,导致氧气传感器数值异常增大
D.当空气中存在较多时,氧气传感器测量数值偏小
61.(2024·山东烟台·一模)在铜基配合物的催化作用下,利用电化学原理将转化为含碳化合物X,装置如图1所示.相同条件下,恒定通过电解池的电量,测得生成不同含碳化合物X的法拉第效率(FE)随电压的变化如图2所示.下列说法正确的是
A.装置工作时,阴极室溶液pH逐渐减小
B.时,M电极上的还原产物为
C.时,阴极室消耗气体与阳极室产生气体的物质的量之比为2∶1
D.时,测得生成的,则
62.(2024·山东日照·一模)实验室可用苯乙酮间接电氧化法合成苯甲酸,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.膜m为阴离子交换膜
B.每生成1mol苯甲酸盐,转移4mol电子
C.电路中转移2mol电子,阴极区溶液质量减少18g
D.若用铅蓄电池作电源,a电极应与极相连
63.(2023·山东泰安·三模)空气污染物NO通常用含的溶液吸收,生成、,再利用电解法将上述吸收液中的转化为无毒物质,同时生成,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.由右室进入左室
B.从电解槽的a口流出,且可循环使用
C.阴极的电极反应式:
D.若用甲烷燃料电池作为电源,当消耗33.6 L甲烷时,理论上可转化2 mol
64.(2023·山东临沂·二模)己二腈是合成尼龙-66的中间体。利用丙烯腈()电解制备己二腈的原理如图1所示;己二腈、丙腈()的生成速率与季铵盐浓度的关系如图2所示。
下列说法错误的是
A.季铵盐作电解质,并有利于丙烯腈的溶解
B.电解过程中稀硫酸的浓度逐渐减小
C.生成己二腈的电极反应式为
D.季铵盐的浓度为时,电解1h通过质子交换膜的为
65.(2023·山东聊城·二模)利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li[P(CN)2],并能实现H2的循环利用,其工作原理如图所示。(已知:Me为甲基;电极均为石墨电极)
下列说法正确的是
A.电池工作时电极a连接电极d
B.当生成9gLi[P(CN)2]时,电极a消耗H2的体积(标准状况)为2.24L
C.通电一段时间后,若隔膜e为阴离子交换膜,则c(KOH)减小
D.电极c的电极方程式为
66.(2022·山东东营·模拟预测)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,用Na2SO3作为吸收液可吸收SO2,且吸收液可通过电解再生。室温条件下,吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO):n(HSO)变化关系如表;当吸收液pH降至约为6时,需送至电解槽再生,再生示意图如图,下列说法不正确的是
n(SO):n(HSO)
91:9
1:1
9:91
pH
8.2
7.2
6.2
A.由表中信息可推测,Na2SO3溶液显碱性,NaHSO3溶液显酸性
B.吸收过程中离子浓度关系总有c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)+2c(SO)
C.电解槽右侧电极发生的反应主要是SO-2e-+H2O=SO+2H+
D.电解槽左侧电极发生的反应有2HSO+2e-=H2↑+2SO,实现再生
67.(2024·山东泰安·模拟预测)双盐Mg-CoS2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
A.放电时,Mg电极的电势低于CoS2电极
B.放电时,每转移2mole-,正极质量减少14g
C.充电时,充电电压为2.75V时,负极区的反应为:Co+2Li2S-4e-=CoS2+4Li+
D.充电时,若充电电压为2.0V,可能造成电池性能衰减
68.(2024·山东青岛·三模)甲酸钠又称蚁酸钠,是一种重要的化工原料。以甘油和NaOH溶液为原料通过电解的方法可以制得甲酸钠,工作原理如图。下列说法错误的是
A.X含甘油,Y含NaOH
B.当收集到4mol Z气体时可制得产品102g
C.石墨电极反应为
D.以廉价的NaCl代替NaOH可以达到相同的电解效果
69.(2024·山东潍坊·三模)是生产化肥、含氮有机化学品、药物和聚合物的重要化合物,以乙醇为质子导体在电解池中利用连续介导()合成的装置如图所示。下列说法错误的是
A.的作用是活化
B.每产生需补充
C.阴极反应包含如下过程:
D.电解质溶液可换为含有少量乙醇的水溶液
70.(2024·山东日照·三模)以惰性电极电解丙烯腈()合成己二腈[],原理如图,电解过程会产生丙腈()等副产物。下列说法正确的是
A.电极Y的电势高于电极X的电势
B.电解池中的移动方向:右室→质子交换膜→左室
C.电极Y上反应ⅰ的电极反应式为
D.生成2.24L (标况下)时,X极区溶液的质量减少3.6g
71.(2024·山东菏泽·模拟预测)近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员汪国雄和研究员高敦峰团队,通过构建金属—有机界面调控反应微环境,实现高选择性一氧化碳电解制乙酸(装置如图)的新策略。下列说法正确的是
A.A极连接光伏电池的负极,发生还原反应
B.工作时,氢离子从A极向B极移动
C.A极的电极反应式为2CO+4e-+4H+=CH3COOH
D.相同条件下,吸收CO和产生气体X的体积相同
72.(2024·山东·模拟预测)一种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极,电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时,b极区溶液能捕获通入的。
下列说法错误的是
A.K连接时,b极发生反应:
B.K连接时,a连接电源的负极
C.K连接时,a极区的值增大
D.该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH,捕获和释放
73.(2024·山东·模拟预测)锂离子电池的能量密度高,在生产生活中具有广泛的应用。科学家研发的一种锂离子电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.该电池充电或放电时,高电势端均发生氧化反应
B.该电池充电时,石墨端与外电源的正极相连,电能转化为化学能
C.该电池放电时,正极反应为
D.该电池放电时,电路中每通过电子,负极质量减少
三、新添加的题型
74.(2024·山东临沂·一模)电解法制备Cu2O的装置如图所示,已知生成Cu2O的反应为Cu2Cl2+2OH—=Cu2O+H2O+2Cl—,下列说法错误的是
A.铂电极连接电源的负极
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.铜电极反应为2Cu—2e—+2Cl—=Cu2Cl2
D.制备7.2gCu2O,阴极区溶液质量减少0.1g
试卷第10页,共39页
试卷第1页,共39页
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参考答案:
1.AC
【详解】A.根据电解装置图可知,电极a上C2H2生成CH3COOC2H5发生氧化反应,故电极a为阳极,M是电源的正极,则N是电源的负极,A正确;
B.b极为阴极,反应式为2H++2e−=H2,则a极生成的H+向b极移动,故离子交换膜应是阳离子交换膜,B错误;
C.a电极为阳极,发生氧化反应,反应式为2C2H4+2H2O−4e−=CH3COOC2H5+4H+,C正确;
D.标准状况下消耗2.24LC2H4即1molC2H4发生反应,则a极生成2molH+,同时向b极移动2molH+,阴极区溶液质量不变,D错误;
故选AC。
2.C
【分析】结合总反应为,Al失去电子为负极,反应式为,S得到电子,则硫/碳复合材料为正极,正极反应式为:4+3S+6e-═Al2S3+10,据此分析判断。
【详解】A.放电时,Al电极为负极,硫/碳复合材料为正极,硫/碳复合材料电极电势高于铝电极,A错误;
B.充电时,为电解池,阳离子向阴极移动,故熔融盐中的向Al电极移动,B错误;
C.充电时,Al电极接电源的负极,得到电子为阴极,阴极电极反应式为,C正确;
D.放电时,电子通过外电路进入硫/碳复合材料电极,S在电极上得到电子,D错误;
故选C。
3.B
【分析】由图知,放电时,金属钙负极的电极反应式为,碳纳米管空气正极的电极反应式为,据此回答。
【详解】A.乙醇不是电解质,不能导电,A错误;
B.由图分析,正极反应式为,B正确;
C.单位质量的金属锂失去电子比等质量的金属钙失去电子多,C错误;
D.没指明气体是标准状况,无法计算,D错误;
故选B。
4.C
【分析】由图知,左图为原电池,其中左边吸附层为负极,发生氧化反应,,右边吸附层为正极,发生还原反应,;右图为电解池,因为电解氯化钠溶液制备和HClO,则阳极反应式,阴极反应式为。
【详解】A.根据分析知,“全氢电池”的总反应为,A正确;
B.原电池中阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移,所以“全氢电池”的双极膜中产生的向右移动,向左移动,B正确;
C.因为电解氯化钠溶液制备和HClO,则阳极反应式,C错误;
D.理论上负极消耗1mol,即转移2mol电子,则有2mol阳离子(钠离子或者氢离子)通过阳离子交换膜进入阴极区,转移2mol电子根据,可以知道又得到1mol氢离子,则阳极区减少1mol阳离子(忽略HClO的电离),D正确;
故选C。
5.B
【详解】A.根据空气电池分析,放电时,锌失去电子,作负极即a为负极,b为正极,则充电时,b极与直流电源的正极相连,故A正确;
B.根据,则放电时(标准状况物质的量为0.5mol)参与反应,有2mol电子转移,则有由b极区移向a极区,故B错误;
C.放电过程中a极的电极反应为,则充电过程中a极的电极反应为,故C正确;
D.决速步反应是指活化能最高的一步,由图可以看出充电过程中活化能最大的是,催化剂从O上吸附到OH上的反应为,氧空位提供更多反应位点,降低了反应的活化能,故D正确。
综上所述,答案为A。
6.B
【分析】由图可知,右电极上H2O被还原生成H2,即右电极作阴极,则左电极作阳极,阳极上X-和OH-同时且等量放电:X- -e-=X·、OH- -e-=OH·。据此作答。
【详解】A.根据分析,左边电极a为阳极,所以电极a接电源的正极,A正确;
B.根据图示,I与·OH结合生成II,所以II只能是,B错误;
C.根据图示,由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为,C正确;
D.当合成1mol环氧氯丙烷时,阳极上X-和OH-各失去1mol电子,共转移2mol电子,根据2H2O+2e-=2OH-+H2↑,转移2mol电子时,生成1molH2,即22.4L (标准状况),D正确;
答案选B。
7.C
【分析】
由题干图示信息可知,放电时a电极,MnO2转化为Mn2+,发生还原反应,则a为正极,电极反应为:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,b电极为负极,发生氧化反应,电极反应为:+2OH--4e-=+2K++2H2O,此时阳离子移向正极,阴离子移向负极,则c交换膜为阴离子交换膜即进入中间K2SO4室,d为阳离子交换膜, K+进入b中间K2SO4室,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,放电时,a为正极,电极反应为:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,则a极周围溶液pH增大,A正确;
B.由分析可知,c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜,B正确;
C.由分析可知,充电时,a为阳极,b为阴极,c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜,则中间室中经c膜进入a电极室,K+经d膜进入b电极室,导致中间室K2SO4溶液浓度减小,C错误;
D.由分析可知,放电时b电极为负极,电极反应为:+2OH--4e-=+2K++2H2O,充电时b极为阴极,电极反应式为+2H2O+2K++4e-=+2OH-,D正确;
故答案为:C。
8.BD
【分析】
由图可知,放电时M极物质失去电子发生氧化反应,为负极,电极反应为:-2ne-=+2nLi+;则N极为正极;
【详解】A.由分析可知,放电时,M极为负极、N极为正极,则电极电势:M<N,A正确;
B.充电时,M极为阴极,得到电子发生还原反应,反应为+2nLi++ ne-= ,B错误;
C.放电时,若起始两电极的质量相等,转移电子,则M极减少1molLi+、而N极增加1molLi,故两电极质量相差1mol×7g/mol+1mol×7g/mol =,C正确;
D.的结构中Li、Co处于晶胞中位置如图:,根据“均摊法”,晶胞中含个Li,结合化学式可知,也含有3个Co且Co化合价为+3,当转化为时,结构中含有个Li,减少1.25个Li,则中会有1.25个三价钴转化为四价钴,故,D错误;
故选BD。
9.D
【分析】阳极发生氧化反应,,阴极发生还原反应,还原为含C化合物。
【详解】A.根据图示知,氢离子参与反应,故为质子交换膜,A正确;
B.根据图示知,该装置的能量来源是光能和电能,B正确;
C.根据电荷、原子守恒,阴极产生乙烯的电极反应为:,C正确;
D.氧气如果只来源于阳极反应,根据,每产生32g氧气,电路中转移电子数为4,但是根据图知,阴极也生成氧气,D错误;
故选D。
10.B
【分析】电极发生氧化反应,,是阳极,则Pt电极为阴极,发生还原反应,。
【详解】A.电极发生氧化反应,,是阳极,A错误;
B.根据图示可知,转移2mol电子,得到1molH2和1molBr2,1molBr2与水得到1molHBrO,又与烯烃得到1mol环氧化物,因此若Pt电极生成11.2L(标准状况),即0.5molH2,理论上生成0.5mol ,B正确;
C.Br2与水反应发生非极性键的断裂,C错误;
D.HBrO与烯烃发生加成反应,D错误;
故选B。
11.D
【分析】
放电时,电极材料转化为,电极反应-2ne-=+2nK+,是原电池的负极,阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区;二氧化锰得到电子变成锰离子,是原电池的正极,电极反应:MnO2+4H⁺+2e⁻=Mn2++2H2O,阳离子减少,多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区,故③为碱性溶液是电极,b为负极,①为酸性溶液是二氧化锰电极,a为正极,据此回答。
【详解】A.放电时,电子从负极到正极,所以b电极经过导线传导到a电极,A正确;
B.放电时,a电极为正极,电极反应式为MnO2+4H⁺+2e⁻=Mn2++2H2O,B正确;
C.充电时,b电极方程式为:+2nK++2ne-=,③区溶液碱性在增强,C正确;
D.充电时,②区溶液中向①区迁移,②区K2SO4浓度减小,D错误;
故选D。
12.B
【分析】由题干信息可知,镍电极上为葡萄糖转化为山梨醇,电极反应为:C6H12O6+2e-+2H2O=C6H14O6+2OH-,则镍电极为阴极,石墨电极为阳极,电极反应为:2Br--2e-=Br2,然后葡萄糖被Br2氧化为葡萄糖酸,即反应为:C6H12O6+H2O+Br2= C6H12O7+2H++2Br-,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,镍电极为阴极,石墨电极为阳极,故石墨电极电势高于镍电极电势,A错误;
B.由分析可知,Na2SO4在上述过程中为未参与电极反应,只起电解质的作用即增强导电性的作用,B正确;
C.由分析可知,镍电极为阴极,阴极电极反应式为C6H12O6+2e-+2H2O=C6H14O6+2OH-,C错误;
D.由分析可知,制备1mol葡萄糖酸,转移2mol电子,则理论上双极膜中有2molH2O被解离,2molH+进入阴极区,2molOH-进入阳极区,D错误;
故答案为:B。
13.D
【分析】由图可知,放电时,X电极为原电池的负极,铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子,Y电极为正极,铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋;充电时,与直流电源负极相连的X电极为电解池的阴极,铋离子在阴极得到电子发生还原反应生成铋,Y电极为阳极,三氧化二铋在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子。
【详解】A.放电时,Y电极为正极,铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋,电极方程式为:3O₂+12e⁻+4Bi3+=2Bi2O3,A错误;
B.由分析可知,充电时,Y电极为阳极,发生氧化反应,B错误;
C.电子不能在电解质溶液中通过,C错误;
D.放电时,X电极为原电池的负极,铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子,电极反应式为Bi-3e-=Bi3+,若标准状况下消耗1.68L O₂,物质的量为=0.075mol,转移0.3mol,负极区溶液中增加铋离子的质量为0.1mol×209g/mol=20.9g,同时有0.1mol 通过阴离子交换膜由正极区进入负极区,所以负极区电解质溶液增重20.9g+0.1mol×447g/mol=65.6g,D正确;
故选D。
14.D
【分析】由图示可知,该电池放电时,Al为负极,电极反应式为Al+7-3e-═4,为正极,发生的反应式为,发生的反应式为;充电时,Al为阴极,电极反应式为4+3e-═Al+7,为阳极,发生的反应为,发生的反应式为。据此分析答题。
【详解】A.电池放电时,为正极,发生的反应式为,嵌出电极,A错误;
B.、通过离子交换膜嵌入和嵌出,隔膜为阴离子交换膜,B错误;
C.当有1mol 参与反应时,也在同时发生的反应,外电路转移电子数目不止4NA,C错误;
D.根据分析,充电时发生的反应为,D正确;
故选D。
15.C
【详解】A.根据图像可知初始阶段电流的方向均是一致的,这说明铁均做负极,铜是正极,A正确;
B.15的硝酸溶液中,一段时间后,电流反向,说明铁被钝化,铁电极是正极,铜电极是负极,即发生了“电极反转”,B正确;
C.根据图像可知硝酸浓度小于13.3时,在开始阶段,硝酸浓度越大,电流强度越大,C错误;
D.将Fe换为Al后,测得“硝酸”原电池电极反转的硝酸溶液浓度的临界值为9.1,且氧化层比更致密,所以工业上用铝罐储存硝酸更合适,D正确;
答案选C。
16.C
【分析】该装置为双阴极微生物燃料电池,中间“厌氧阳极”为原电池的负极,草酸失电子发生氧化反应,生成二氧化碳,电极反应式为,左侧“缺氧阴极”电极发生硝酸根转化为氮气的反应,该反应过程氮元素化合价由+5价降低为0价态,为得电子,还原反应,电极反应式为,该电极为原电池正极,右侧“好氧阴极”电极发生氧气得电子生成水,化合价降低,还原反应电极反应式为,该电极也为正极,原电池中电子由负极沿导线移向正极,溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,据此回答。
【详解】A.电池工作时,左侧通过质子交换膜1从右向左迁移,右通过质子交换膜2从左向右迁移,A错误;
B.电池工作时,好氧阴极每消耗中O由0价降低为-2价,转移的电子为4NA,中中N由+5价降低到0价,转移的电子数为4NA,但是由于两级都是正极,失去的电子数并不一定相等,B错误;
C.由分析知,“缺氧阴极”的电极反应式为,由电荷守恒,生成1mol氮气时,由10molH+从右侧移向左侧,但是却要消耗12molH+,“出水”与“进水”相比,“缺氧阴极”区域溶液pH增大,C正确;
D.由分析知,“厌氧阳极”的电极反应式为,若流出1.2mol电子,则生成的二氧化碳为0.2mol,同时有1.2molH+移向负极,故该区域“出水”比“进水”减轻了8.8+1.2g=10g(假设气体全部逸出),D错误;
故选C。
17.C
【分析】该装置为电解池,Ⅰ池为阴极发生反应:,a极为负极;Ⅱ池为阳极发生反应:,b极为正极,据此分析;
催化电极M发生反应CO2→HCOO-,碳元素化合价降低,发生还原反应,则M是阴极、N是阳极。
【详解】A.b(正极)电极的电势高于a(负极)电极,A正确;
B.电解过程中Ⅱ池消耗氢氧根,pH变小,B正确;
C.离子交换膜为阳离子交换膜时,阳离子向Ⅰ池移动,Ⅱ池溶液质量减小,C错误;
D.Ⅰ池为阴极发生反应:,D正确;
故选C。
18.D
【分析】图1中构成原电池,铁作负极,开始时pH较小,AB段溶液pH值增大,体系压强增大,铁主要发生析氢腐蚀;BD段溶液的pH值增加,体系压强减小,正极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O;DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe + O2 + 4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同。
【详解】A.铁主要发生析氢腐蚀:负极,正极,越大,析氢速率越小,A错误;
B.铁主要发生析氢腐蚀:负极,正极,析出质量与氧气浓度无关,B错误;
C.由图可知BC段的pH为3-5,正极不能产生氢氧根,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,C错误;
D.pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe + O2 + 4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同。
,D正确;
故选D。
19.C
【详解】A.②,⑤,涉及化合价升高,电解时为阳极,电势高,A正确;
B.③;④,两种转化,乙醛既体现氧化性又体现还原性,B正确;
C.当生成乙醇时,同时又有其它复反应发生,④;⑤,所以电路中转移电子数目不一定为,C错误;
D.电解液为酸性,电解过程中氢离子在阴极得电子,pH值增大,溶液的pH:阴极>阳极,D正确;
故选C。
20.B
【分析】由图可知,在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,和获得电子产生电池材料TiSi,电极反应为。
【详解】A.在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,A正确;
B.电极A的电极反应为,B错误;
C.根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于Cl-参与反应,C正确;
D.电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极电极A移动,D正确;
故选:B。
21.D
【分析】由图可知石墨电极,转化为,化合价升高,发生氧化反应,所以是电解池的阳极区,铂电极为阴极,连接电源负极,发生还原反应,据此作答。
【详解】A.根据分析可知,铂连接电源负极,发生还原反应,故A正确;
B.根据分析可知,石墨电极,转化为,化合价升高,发生氧化反应,,故B正确;
C.有强氧化性,氧化苯酚时自身被还原为硫酸根离子,苯酚转化为二氧化碳,离子方程式是,故C正确;
D.根据反应 可知,处理1mol苯酚,消耗28mol,同时产生28mol,而28mol是由28mol反应生成,根据石墨电极的反应:可知,转移的电子为56mol,铂电极为阴极,连接电源负极,发生还原反应,,为保持溶液电中性,处理1mol苯酚,有从左向右通过离子交换膜,故D错误;
故答案选D。
22.B
【分析】由图可知,放电时为原电池,a极上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu,发生得电子的还原反应,b极上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2,发生失电子的氧化反应,则a极为正极,b极为负极,负极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+,充电时为电解池,原电池的正负极分别与电源的正负极相接,即a极为阳极,b极为阴极,阴阳极反应与负正极反应相反,据此分析解答。
【详解】A.放电时,电流从正极沿导线流向负极,再经电解质溶液到正极,A正确;
B.放电时,电子转移情况为:、,若电极a得到6.4g Cu(为0.1mol)和1.44g Cu2O(为0.01mol),则电路中转移0.1mol×2+0.01mol×2=0.22mol电子,观察原电池的a极,发现a极还发生,因此无法判断转移多少电子,B错误;
C.根据分析知,充电时,电极b的电极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO2,C正确;
D.若将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O,再充电时Cu2O可单向转化生成Cu3(PO4)2,D正确;
故选B。
23.D
【分析】由题干电解池装置图可知,阳极室为电解H2SO4溶液,故阳极反应为:2H2O-4e-=O2+4H+,阴极室为电解NaOH溶液,电极反应为:2H2O+2e-=H2+2OH-,H+经a膜进入产品室1,OH-经b膜进入产品室2,故a膜为阳离子交换膜,b膜为阴离子交换膜,根据三种氨基酸的pI值可知,产品室1显酸性,则为谷氨酸,产品室2显碱性,则为赖氨酸,丙氨酸留在原料室,据此分析解题。
【详解】A.由题干图示装置可知,阳极室为稀硫酸,故阳极的电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+,A正确;
B.由分析可知,a应采用阳离子膜,b应采用阴离子膜,B正确;
C.由分析可知,原料室留下了丙氨酸,根据丙氨酸的pI值可知,原料室的应控制在6.02,C正确;
D.由分析可知,产品室1显酸性,则可以收集到谷氨酸,产品室2显碱性,则可以收集到赖氨酸,D错误;
故答案为:D。
24.C
【详解】A.乙二胺水溶液可高效吸收,吸收所得溶液流入腔室1中,通电电解,可实现CO2的释放与乙二胺的再生。这说明该工业有利于实现“碳达峰”和“碳中和”,A正确;
B.乙二胺的氮原子上有孤对电子,可以作为亲核试剂进攻分子实现吸收,因此选项B正确;
C.在电解过程中,阳极铜会失去电子形成,能与乙二胺形成,使乙二胺与的结合平衡逆向进行,得以释放,C错误;
D.由C可知,阳极释放出CO2,则腔室1为阳极,腔室2为阴极,[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+在阴极得到电子生成乙二胺,D错误;
故选C。
25.B
【分析】由图可知,电催化装置中,与直流电源负极相连的左侧电极为电解池的阴极,碘三离子在阴极得到电子发生还原反应生成碘离子,右侧电极为阳极,水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水,破坏水的电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极;光催化装置中,氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,碘离子得到空穴发生氧化反应生成碘三离子。
【详解】A.由分析可知,光催化装置中,氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,溶液中的氢离子浓度减小,故A错误;
B.由分析可知,光催化装置中,碘离子得到空穴发生氧化反应生成碘三离子,电极反应式为3I-+2h+=I,由得失电子数目守恒可知,整套装置转移0.01mol电子时,碘三离子的质量为0.01mol××381g/mol=1.905g,故B正确;
C.由分析可知,电催化装置中,右侧电极为阳极,氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水,电极反应式为,故C错误;
D.由分析可知,电催化装置中,右侧电极为阳极,水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水,破坏水的电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极,故D错误;
故选B。
26.D
【分析】该装置为-铅化合物燃料电池,通入燃料氢气的电极b为负极,发生失电子的氧化反应,则电极a为正极,发生得电子的还原反应。
【详解】A.根据分析,负极氢气失电子、产生氢离子消耗氢氧根,pH降低,正极产生氢氧根离子,pH升高,A正确;
B.根据分析电极b为负极,电极a为正极,电子流向:电极b→负载→电极a,B正确;
C.根据题干信息,通过电化学装置实现铅单质的回收,阴极区电极反应式为,C正确;
D.离子交换膜应使用阳离子交换膜,防止移动至电极b,D错误;
答案选D。
27.C
【分析】该装置为原电池装置。M电极作负极,B2H6在该极失电子发生氧化反应,电极反应式为;N电极作正极,该极上邻苯二醌类物质得电子转化为邻苯二酚类物质。双极膜中间层中的 H2O解离为H+和 OH−,氢离子通过膜b移向正极N,膜b为阳离子交换膜;氢氧根离子通过膜a移向负极M,膜a为阴离子交换膜;据此分析解答。
【详解】A.根据分析,M电极为负极,N电极为正极,电流从正极流向负极,从高电势流向低电势,因此电势:M电极<N电极,故A正确;
B.根据分析,M极电极反应式,故B正确;
C.N电极为正极,双极膜的b膜产生氢离子移向N电极,a膜产生氢氧根离子移向M电极,根据电极反应式和膜变化电荷(与电路中转移电子数相等),可知需要定期补充H2O和NaOH,故C错误;
D.根据N极电极反应式可知:邻苯二醌类物质+4H++4e-=邻苯二酚类物质,制取0.2mol邻苯二酚类物质转移0.8mol电子,则a膜产生氢氧根离子为0.8mol,故D正确;
故选:C。
28.B
【分析】Zn电极为负极,发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+,MnO2为正极,发生还原反应MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O,产生的锰离子和剥落的正极材料发生反应,加入KI后,发生反应MnO2+3I-+4H+=Mn2++I+2H2O,I+2e-=3I-,碘离子为催化剂。
【详解】A.加入KI后,I-与剥落的MnO2反应生成的I,发生反应为MnO2+3I-+4H+=Mn2++ I+2H2O、I+2e-=3I-,如有0.6molI-参加反应,需得到电子0.4mol,理论上负极Zn减少0.2mol,质量为13g,A正确;
B.则充电时阳极电极反应式为3I--2e-= I、Mn2++2H2O-2e-= MnO2+4H+,电路中每通过2mol ,阳极区溶液减少的质量小于1molMnO2的质量,小于87g,B错误;
C.Zn电极为负极,发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+,MnO2为正极,发生还原反应MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O,放电时的总反应为MnO2+Zn+4H+= Zn2++ Mn2++2H2O,C正确;
D.PBS膜能够防止脱落的二氧化锰与锌接触构成微电池,减少锌的损耗,能有效抑制电池的自放电,D正确;
故选B。
29.A
【分析】
由图知,阳极上失去电子生成CO2,阴极上氢离子得电子生成氢气,该电解池是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,则氢离子通过双极膜进入产品室,氯离子通过膜b进入产品室,则膜b为阴离子交换膜,产品室生成的物质为盐酸;膜a为阳离子交换膜,钠离子从此进入阴极,得到产品氢氧化钠,据此分析作答。
【详解】A.由图知,阳极上失去电子生成CO2,电极反应式为:,故A正确;
B.由分析可知,膜a为阳离子交换膜,膜b为阴离子交换膜,故B错误;
C.氢离子通过双极膜进入产品室,氯离子通过膜b进入产品室,产品室生成的物质为盐酸,故C错误;
D.未说明气体所处的温度和压强,无法计算其物质的量,故D错误;
故选A。
30.D
【分析】室1的电极1上O2得电子化合价降低生成H2O2,故电极1为阴极,电极方程式为O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-,故开关接K1时,电极3为阳极,失电子,Ni(OH)2转化为NiOOH,电极方程式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O;故开关接K2时,电极3上NiOOH转化为Ni(OH)2,得电子,为阴极,故电极2为阳极,失电子,转化为;
【详解】A.由分析知,室1阴极反应式正确,故A正确;
B.由分析,转移相同电子时,电极室阴极消耗的H+数目和阳极生成的H+数目相同,故电解一段时间后,室1电解质溶液pH不变,B正确;
C.由分析,电极3为室1的阳极,室2的阴极,C正确;
D.转移相同量的电子,若室1产生1molH2O2,转移2mol电子,可以使-2价的氧生成2mol-1价的氧,则室2的产物含有1mol过氧键,D错误;
本题选D。
31.C
【分析】由题干图示信息可知,充电时,电极A为Cd2+转化为Cr,发生还原反应,电极反应为:Cd2++2e-=Cd,B电极上为Mn2+转化为Mn3+,电极反应为:Mn2+-2e-=Mn3+,B为阳极,还可能为溴离子失去电子发生氧化反应,发生电极反应2Br- -2e-=Br2;放电时,A电极为Cd转化为Cd2+,电极反应为:Cd-2e-=Cd2+,发生氧化反应,A为负极,B电极为Mn3+转化为Mn2+,发生还原反应,电极反应为:Mn3++e-=Mn2+;
【详解】A.充电时,阳离子向阴极迁移,故向电极A迁移,A正确;
B.由放电时的总反应:2Mn3++Cd=Cd2++2Mn2+可知,氧化性Mn3+>Cr2+,B正确;
C.由分析可知,充电时,电极B上可能发生:;放电时,电极B正极,应该发生还原反应,C错误;
D.MnO2沉积在电极B上,可能会影响充放电的进行,Br-具有一定的还原性,可将MnO2还原为Mn2+,从而提高充放电过程的可逆性,D正确;
故选C。
32.D
【分析】由图可知,放电时,X电极为原电池的负极,铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子,Y电极为正极,铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋;充电时,与直流电源负极相连的X电极为电解池的阴极,铋离子在阴极得到电子发生还原反应生成铋,Y电极为阳极,三氧化二铋在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子。
【详解】A.由分析可知,充电时,与直流电源负极相连的X电极为电解池的阴极,故A正确;
B.由分析可知,放电时,Y电极为正极,铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋,溶液中铋离子浓度减小,水解平衡向逆反应方向移动,溶液中氢离子浓度减小,溶液pH增大,故B正确;
C.由分析可知,充电时,Y电极为阳极,三氧化二铋在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子,电极反应式为,故C正确;
D.放电时,X电极为原电池的负极,铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子,电极反应式为Bi—3e—=Bi3+,则电路中转移0.3mol电子时,负极区溶液中增加铋离子的质量为0.1mol×209g/mol=20.9g,由于阴离子通过阴离子交换膜由正极区进入负极区,所以负极区电解质溶液增重大于20.9g,故D错误;
故选D。
33.C
【分析】由图可知,左侧装置为电解池,NaCl溶液浓度增大,则电渗析法合成[(CH3)4NOH]的装置中,Cl-通过d膜从左向右移动,Na+通过e膜从右向左移动,则b电极为阳极、与电源正极相接,a电极为阴极、与电源负极相接,即P型半导体为正极,N型半导体为负极,d膜为阴离子交换膜,(CH3)4N+通过c膜移向阴极生成,所以c、e均为阳离子交换膜,阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,图中N型半导体为负极,P型半导体为正极,故A正确;
B.a电极为阴极,阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑,故B正确;
C.由上述分析可知,图中c、e膜均为阳离子交换膜,d膜为阴离子交换膜,故C错误;
D.182g(CH3)4NOH的物质的量为=2mol,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑,则2mol(CH3)4NOH参与反应时生成0.5molO2、1molH2,标准状况下总体积为(1mol+0.5mol)×22.4L/mol=33.6L,故D正确。
答案选C。
34.B
【分析】该技术是采用电解原理实现制备纳米碳酸钙,结合图示可知左侧圆底烧瓶中制取二氧化碳,二氧化碳通入电解池左侧,用于生成碳酸钙,则电解池中右侧的钙离子应通过离子交换膜进入左侧,由此可知离子交换膜为阳离子交换膜,且电极a为阴极,电极b为阳极,电极a 上反应为,电极b上氯离子放电生成氯气,氯气进入溶液Z中被吸收,Z可以为NaOH,据此分析解答。
【详解】A.据分析,电极a为阴极,电极b为阳极,则电流方向为电极a→外电路→电极b→电解质溶液→电极a ,A正确;
B.X如果是块状大理石,则会生成,不利于CO2的生成,B错误;
C.根据题意,离子交换膜应为阳离子交换膜,C正确;
D.电路中每通过2mol电子,则溶液中有2mol电荷通过交换膜,由以上分析可知钙离子通过离子交换膜,则钙离子的物质的量为1mol,D正确;
故选B。
35.A
【分析】通过图示可知连接正极的A区失去电子,为阳极区,发生氧化反应,B区得到电子,为阴极区,发生还原反应。
【详解】A.A区发生氧化反应,电极反应式为,故A正确;
B.电池工作时,由A区移向B区,B错误;
C.C区a电极发生氧化反应,应接电源正极,故C错误;
D.未指明标准状况,所以无法计算的体积,故D错误;
答案选A。
36.D
【分析】c连接e时,装置为原电池,电极B为负极,嵌在石墨中的Na失电子变为Na+,进入右侧电极室后,通过隔膜迁移至左侧电极室形成磺酸盐;c连接d时,连接外电源给电池充电,是电解池,电极B接外电源负极作阴极,Na+得电子变为Na重新嵌入石墨得NaxCy,则电极A为阳极失电子,Na+通过隔膜迁移至右侧电极室;
【详解】A.由分析,c连接d时为电解池,Na+通过隔膜迁移至右侧电极室B,A错误;
B.由分析,c连接d时为电解池,电极A为阳极连接外电源正极,a为外电源正极电势高于b,B错误;
C.由分析,c连接e时为原电池,每转移1mole−,电极B有1mol Na失电子变为Na+并迁移至电极A,电极B失重23g,电极A增重23g,两电极质量变化相差46g,C错误;
D.由分析,c连接e时为原电池,A为正极得电子,同时结合右侧电极室迁移过来的Na+,电极反应为,D正确;
本题选D。
37.D
【详解】A.酸碱中和滴定法是测定未知酸或碱溶液的浓度的,不能测定中和反应的反应热,故A错误;
B.利用上图该装置验证牺牲阳极保护法,为了验证Fe未被腐蚀,不应该用KSCN溶液,而应该用铁氰化钾溶液,用于验证Fe2+,故B错误;
C.用98%浓硫酸配制10%的稀硫酸,需要的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,故C错误;
D.锌、铁和稀硫酸构成原电池,锌作负极,铁作正极,原电池能加快锌被腐蚀的速率,铁的活泼性小于锌,且只有铁时,不能构成原电池,所以生成氢气的速率减小,所以当产生氢气的速率速率突然减小,可以判断锌镀层已反应完全,故D正确;
故选D。
38.B
【分析】由图可知,通入氢气的电极为阳极,氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子,氢离子与C2H5O-离子反应生成C2H5OH,C2H5OH解离出氢离子和C2H5O-离子,通入氮气的电极为阴极,钙离子在阴极得到电子生成钙,钙与氮气反应生成Ca3N2,Ca3N2与氢离子反应生成Ca2+和氨气,则阴极的电极反应式为Ca2++2e-=Ca,N2+3Ca= Ca3N2,Ca3N2+6H+=3Ca2++2NH3,电解的总反应方程式为N2+3H22NH3,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,H2在阳极上失去电子,故阳极区反应式为:,A错误;
B.由分析可知,此装置降低合成氨能耗的主要原因是钙或锂等金属能高效解离氮气形成相应的氮化物,B正确;
C.由于水能与Ca直接反应,故含少量乙醇的水溶液不会使该装置生产效率提高反而降低,C错误;
D.由分析可知,电解的总反应方程式为N2+3H22NH3,故整个装置每生成1mol氨,不消耗Ca2+,Ca2+只是电解质导电,D错误;
故答案为:B。
39.C
【分析】该装置左侧为浓差原电池,右侧为电解池,实现海水淡化装置,甲室电极发生,该电极为负极,乙室的电极发生,该电极为正极,故Cl电极为阳极,C2电极为阴极,溶液中阳离子移向阴极室,膜2为阳离子交换膜,阴离子移向阳极室,膜1为阴离子交换膜,从而模拟实现海水淡化。
【详解】A.由上述分析可知,乙室的电极为正极,故电势高于甲室,A正确;
B.Cl电极为阳极,电极反应为,B正确;
C.溶液中阳离子移向阴极室,膜2为阳离子交换膜,阴离子移向阳极室,膜1为阴离子交换膜,C错误;
D.乙室的电极发生,增加为生成的的质量,物质的量为,转移电子0.2mol,理论上NaCl溶液移向阳极室的为0.2mol,移向阴极室的为0.2mol,故质量减少,D正确;
答案选C。
40.B
【分析】由题干装置图可知,放电时,锌失去电子,作负极即a为负极,负极反应式为:Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,b为正极,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,放电时,a极为负极,b极为正极,则b极电势高于a极,A正确;
B.由分析可知,放电时,b为正极,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,根据电荷守恒可知,每生成4molOH-电路上转移4mol电子,则有4molOH-移向负极,故与起始相比右室n(OH-)不变,B错误;
C.由反应活化能越大反应速率越慢,多步反应中速率最慢的一步为决速步骤并结合题干图示信息可知,充电时,决速步反应为,C正确;
D.由分析可知,放电时,a为负极,负极反应式为:Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,则充电时,a极为阴极,其电极反应式为,D正确;
故答案为:B。
41.D
【分析】由图知,甲系统放电时,a为负极,电极反应式为,b极为正极,电极反应式为,乙系统放电时,m极为正极,电极反应式为,n为负极,电极反应式为,据此回答。
【详解】A.甲系统充电时,m极的电极反应式为,电路中每通过2mol电子,m电极质量增加71g,A正确;
B.由分析知,甲系统放电时,a电极的电极反应式为,B正确;
C.乙系统放电时,海水中的从负移向正极移动,故由从n电极移向m电极,C正确;
D.乙系统充电时,若电路中通过3mol电子,由电极反应式,,,,理论上可产生标准状况下小于44.8L,D错误;
故选D。
42.AC
【分析】由I室电极产生O2,III室电极产生H2可知,左侧为阳极,右侧为阴极,I室产生H+进入II室溶液,为了保证II室溶液电中性,脱盐室中硫酸根离子进入II室,II室物质X为硫酸,故a膜为阳离子交换膜,b膜为阴离子交换膜,II室硫酸泵入吸收室用于吸收NH3,脱盐室中硫酸根经过b膜进入II室,则Na+通过c膜进入III室,c膜为阳离子交换膜。
【详解】A.根据分析,a、c为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,A错误;
B.根据分析可知,II室物质X为硫酸,硫酸泵入吸收室用于吸收NH3,B正确;
C.III室电极为阴极,电极反应式,转移0.14mol电子,共生成0.14mol,除了生成羟基磷灰石,还要与铵根反应,根据,当参与反应的OH-少于0.14mol,生成的羟基磷灰石少于0.01mol,0.01mol羟基磷灰石为10.04g,故阴极增重小于10.04g,C错误;
D.III室要生成羟基磷灰石,根据得失电子守恒及电荷守恒:,D正确;
答案选AC。
43.CD
【详解】A.和都属于酸性氧化物,通入溶液中不会产生白色沉淀,A错误;
B.增大的浓度可明显提高的生成速率,但平衡不移动,的平衡转化率不变,B错误;
C.通入O2一极是原电池的正极,电极反应式为:O2-4e-+4H+=2H2O,负极室中的H+通过质子交换膜移动到正极,提供H+,同时左侧有水流流入,pH可能不变,C正确;
D.电池的总反应式为:2SO2+2H2O+O2=2H2SO4,1min内2.24L,n(SO2)=0.1mol,消耗水0.1mol,生成硫酸的质量为:0.1molx98g/mol=9.8g,消耗水的质量为:0.1mol×18g/mol=1.8g,根据原H2SO4的浓度(50%)知需要稀释用水9.8g因此共需水9.8g+3.6g =13.4g,D正确;
故选CD。
44.BD
【分析】放电时转化为,即发生电极反应,电子从集流器流入集流器Al,充电时转化为,所以电极反应式为。
【详解】A.由题给总反应式可知,放电时转化为,即发生电极反应,电极A为负极,电极B为正极,阳离子意向正极,即Li+从电极A流向电极B,A正确;
B.由分析可知充电时B电极的反应式为:,若转移1mol电子,电极B将减轻7g,B错误;
C.放电时,A为负极,则充电时,电极A为阴极,与电源的负极相连,C正确;
D.根据分析,充电时B电极的反应式为:,D错误;
故选BD。
45.CD
【分析】由题干图示信息可知,TiO2电极将转化为NH3•H2O可知TiO2电极为阴极,电极反应式为:,石墨电极为阳极,电极反应为:,故a电极为负极,发生氧化反应,即Zn为负极,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+,b电极为正极,发生还原反应,电极反应式为:,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,a电极为Zn电极是负极,故A错误;
B.放电过程中,负极发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+,故B错误;
C.电解过程中,TiO2电极为阴极,电极反应式为:,则阴极区溶液的pH逐渐增大,故C正确;
D.由于两个a电极串联,理论上,每得到1mol ,需要转移12mol电子,即至少需要消耗6molZn,质量为6mol×65g/mol=390g,故D正确;
故选CD。
46.AC
【分析】
由图可知,放电时溴元素化合价降低,发生还原反应,即电极甲为正极,正极电极反应式为Br2+2e-=2Br-,则电极乙为负极,负极电极反应式为。
【详解】
A.据以上分析可知,放电时,电极乙为负极,发生氧化反应,M中醛基氧化为羧基,所以负极电极反应式为,故A正确;
B.放电时,电极乙为负极,则充电时电极乙为阴极,通过质子交换膜向阴极移动,即向电极乙移动,故B错误;
C.储液罐做大,可增加储存的反应物的量,增大液流电池的储能容量,故C正确;
D.以此电源电解硫酸铜溶液,若加98g使溶液复原,由Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O可知,电解时除了发生,还有反应,且电解时消耗98g即1molCuSO4时转移2mol电子,接着电解消耗1molH2O又转移2mol电子,由电子得失守恒可知,理论上转移4mol电子消耗2molBr2,即320g,故D错误;
故答案为:AC。
47.AD
【分析】由图可知,放电时,M电极为原电池的正极,双极膜中氢离子移向正极,酸性条件下过二硫酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成硫酸根离子和水,N电极为负极,水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,双极膜中的氢氧根离子移向负极中和放电生成的氢离子;充电时,与直流电源正极相连的M电极为电解池的阳极,双极膜中的氢氧根离子移向阳极,碱性条件下硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成过二硫酸根离子和水,电极N为阴极,双极膜中氢离子移向阴极,酸性条件下丙烯腈在阴极得到电子发生还原反应生成己二腈。
【详解】A.由分析可知,放电时M电极为原电池的正极,N电极为负极,充电时M电极为电解池的阳极,电极N为阴极,则N极的电势低于M极的电势,故A错误;
B.由分析可知,放电时双极膜中的氢氧根离子移向N极中和放电生成的氢离子,充电时双极膜中氢离子移向阴极,故B正确;
C.由分析可知,放电时,N电极为负极,水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为,故C正确;
D.由分析可知,电极N为阴极,双极膜中氢离子移向阴极,酸性条件下丙烯腈在阴极得到电子发生还原反应生成己二腈,电极反应式为2CH2=CHCN+2e—+2H+=NC(CH2)4CN,放电时,N电极为负极,水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为,则由得失电子数目守恒可知,制得1mol NC(CH2)4CN时,放电使左室溶液恢复至初始状态生成氧气的物质的量为1mol×=0.5mol,故D错误;
故选AD。
48.AC
【分析】放电时,电极上得电子作正极,电极反应式为,电极N上完成和 之间的转化,电极为负极,发生反应:;
【详解】A.放电时,电极上得电子作正极,电极反应式为,电极上发生反应:,A项错误;
B.放电时,阴离子向负极移动,B项正确;
C.充电时,导线中流过,有嵌入电极,同时有在电极上放电生成,故溶液的质量减小,C项错误;
D.充电时,电极上嵌入,的化合价降低,放电时,电极上脱嵌,的化合价升高,D项正确;
答案选AC。
49.BD
【分析】由图可知,与直流电源负极相连的a电极为电解池的阴极,水分子作用下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氨气和氢氧根离子,电极反应式为NO+8e—+6H2O=NH3↑+9OH—,水电离出的氢离子通过阳离子交换膜c进入阴极室,b电极为阳极,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O,水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室。
【详解】A.由分析可知,水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室,故A正确;
B.由分析可知,与直流电源负极相连的a电极为电解池的阴极,水分子作用下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氨气和氢氧根离子,电极反应式为NO+8e—+6H2O=NH3↑+9OH—,由得失电子数目守恒可知,转移8mol电子时,双极膜中消耗8mol水,8mol氢离子通过阳离子交换膜c进入阴极室,在阴极室得到1mol氢氧化钾,则转移4mol电子时,在a电极生成0.5mol氢氧化钾,故B错误;
C.由分析可知,b电极为阳极,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O,由得失电子数目守恒可知,转移4mol电子时,双极膜中消耗4mol水,b电极生成2mol氧气,故C正确;
D.由分析可知,b电极为阳极,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O,水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室,则电解一段时间后,阳极室中的氢氧化钾的物质的量不变,水的质量增大,则氢氧化钾的浓度减小,故D错误;
故选BD。
50.AB
【分析】由题干装置图可知,右侧的电解池中左侧产生H2,电极反应为:2H++2e-=H2↑,该电极为阴极,故与左侧钒电池中b电极为负极,电极反应为:V2+-e-=V3+,a电极为正极,电极反应为:+2H++e-=VO2++H2O,右侧电解池中右侧产生NCl3,电极反应为:+3Cl--6e-=NCl3+4H+,NCl3在ClO2发生器中和NaClO2反应生成ClO2和NH3,方程式为:3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2+NH3+3NaOH+3NaCl,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,工作时,b极区电极反应为:V2+-e-=V3+,故溶液由紫色变成绿色,A错误;
B.由分析可知,电解池中阴极电极反应为:2H++2e-=H2↑,阳极的电极反应为:+3Cl--6e-=NCl3+4H+,则Cl-由阴极区经离子交换膜进入阳极区,极离子交换膜为阴离子交换膜,B错误;
C.由分析可知,生成1molH2转移2mol电子,而生成1molNH3转移6mol电子,根据电子守恒可知,生成的H2和NH3的物质的量之比为3∶1,C正确;
D.由分析可知,生成1molClO2转移电子为1mol,根据电子守恒可知,当钒电池有2 mol通过质子交换膜时,理论上生成2 mol ClO2,D正确;
故答案为:AB。
51.AC
【分析】图1是电解池,根据图2可只a池的电极反应2Cl--2e-=Cl2↑,b池上水中氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑;
【详解】A.阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,工作过程中b池溶质的物质的量不变,则阴极区产生的OH-移向阳极,离子交换膜为阴离子交换膜,A正确;
B.在电解池中,阳极与电源的正极相连,铅蓄电池的铅电极为负极,二氧化铅为正极,则铅蓄电池的铅电极连接阴极,B错误;
C.根据电极反应2Cl--2e-=Cl2↑,转移6 mol 时生成3mol Cl2,图2中发生反应:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O、15ClO-+2+8OH-= 15Cl-+N2↑+4+11H2O,可得关系式15 Cl2~15ClO-~ N2,可知阳极区生成=0.2 mol ,C正确;
D.阴极是水中氢离子得电子生成氢气,含少量NaOH说明溶液为碱性,则电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,D错误;
故选AC。
52.BC
【分析】锌为活泼金属,失去电子发生氧化反应,a为负极,则b为正极、c为阳极、d为阴极;
【详解】A.已知,放电时,Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2,锌极为负极,在碱性条件下失去电子发生氧化反应生成xZnCO3·yZn(OH)2,则反应为(x+y)Zn-2(z+y)e-+xCO+2yOH-=xZnCO3·yZn(OH)2,A正确;
B.放电时,Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2,故不会有锌离子向正极Ni(OH)2电极迁移,B错误;
C.碳酸氢钠和二氧化硫反应,但是不和二氧化碳反应,不能吸收二氧化碳,C错误;
D.乙装置为电解池,二氧化硫在c极阳极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子,二氧化碳在d极阴极得到电子发生还原反应生成H2C2O4,总反应为SO+2CO2+H2O+H2C2O4,D正确;
故选BC。
53.AB
【分析】以浓差电池为电源,以石墨为电极将NH3转化为高纯H2,M电极上,NH3转化为N2,N元素化合价升高,发生氧化反应,M电极为阳极,则N电极为阴极,Cu(1)为正极,Cu(2)为负极。
【详解】A.Cu(1)为正极,正极发生反应:Cu2++2e-=Cu,故A错误;
B.M电极为阳极,发生电极反应:2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O,消耗了OH-,则丙室内阴离子浓度降低,N电极为阴极,发生电极反应:2H2O+2e- =H2↑+2OH-,丁室内阴离子浓度增大,为保持两侧电荷守恒,可以是丙室中钾离子进入乙室,则离子交换膜为阳离子交换膜,也可以是乙中氢氧根离子进入丙室,则离子交换膜可以为阴离子交换膜,故B错误;
C.电极M为阳极,发生电极反应:2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O,消耗了OH-,碱性减弱,pH减小,故C正确;
D.电池从开始工作到停止放电,正极区硫酸铜溶液的浓度同时由2.5mol·L-1降低到1.5mol·L-1,负极区硫酸铜溶液同时由0.5mol·L-1升到1.5mol·L-1,正极反应可还原Cu2+的物质的量为2L×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol,正极质量增加128g,电路中转移4mol电子,负极反应:Cu-2e-=Cu2+,转移4mol电子时,负极消耗2molCu单质,质量减少128g,理论上和电极的质量差为,故D正确;
故选:AB。
54.CD
【分析】由题意知,启动电源1,使海水中Li+进入MnO2结构形成;可知电极反应式为,发生还原反应,则二氧化锰为阴极,电极1为阳极,电极反应式为 或;关闭电源1和海水通道,启动电源2,向电极2上通入空气,使中的脱出完成富集,进入室2,可知电极反应为,为氧化反应,为阳极,则电极2为阴极,电极反应式为:,据此回答。
【详解】A. 通入448mL(STP)空气,则电极2上0.004mol氧气转移0.016mol电子,按两极上得失电子数目守恒可知,恰好使0.016mol 全部脱出,由图可知,原4.8g即0.05517mol MnO2富集了0.016mol 形成,即x:2=0.016mol :0.05517mol,可得,A正确;
B.据分析,室2中阳极发生的反应为,B正确;
C.据分析,工作时电极1附近氢离子浓度增大,溶液的pH减小,C不正确;
D.其余不变,若电源1和电源2正负极都接反,启动电源1,二氧化锰为阳极,海水中阳离子包括穿过阳离子交换膜进入室1、无法进入结构不能形成;关闭电源1和海水通道,启动电源2,二氧化锰为阴极,室2内LiOH溶液中、少量水提供的H+穿过阳离子交换膜,按信息能进入结构,但不从海水来,故不能达到富集锂的目的,D不正确;
答案选CD。
55.AB
【详解】A.实验i中电解质中为硫酸铜和蒸馏水时,阴极先看到红色固体,说明铜离子放电;实验ii中电解质为硫酸铜和稀硫酸,阴极先看到无色气体,可知为氢离子得电子生成的氢气,一段时间后观察到Cu生成,由此可知,在一定条件下,H+优先于Cu2+放电,且酸性越强,氢离子放电能力越强,故A正确;
B.由实验ii现象可知,阴极表面刚开始产生无色气体,一段时间后有红色固体析出,气体量减少,可能是因为氢离子浓度下降,或者生成的铜将电极覆盖,对反应有阻碍作用,故B正确;
C.实验iii中,发生电极反应:,过程中氨气的量不变,不需要更换,故C错误;
D.致密镀层与铜氨配合物有关,与溶液pH关系不大,故D错误;
故选:AB。
56.BD
【分析】
石墨电极a上CO2得电子生成CH3CHO,则石墨电极a为阴极,石墨电极b为阳极;
【详解】A.石墨电极b为阳极,电解池中阳离子定向移动到阴极,则Na+由Ⅱ室移向Ⅰ室,选项A正确;
B.电解一段时间后,Ⅰ室发生电极反应,溶液的pH逐渐增大;Ⅱ室发生电极反应4OH--4e-=2H2O+O2,溶液的pH逐渐减小,选项B错误;
C.石墨电极a上发生还原反应:,选项C正确;
D.产生乙酰胺的转化为+2CO2→CH3CONH2,转移电子数为14,理论上,每产生0.1mol乙酰胺的同时电极b有=7.84L(STP)O2生成,选项D错误;
答案选BD。
57.AC
【详解】A.由图可知乙二酸在Pb催化作用下转化为,电极反应为:,故A正确;
B.由图可知氮气在Pb表面转化为NH2OH,1mol氮气生成2molNH2OH,2mol二氧化碳转化为1mol,继而得到1mol,与NH2OH1:1反应生成,1mol在Cu催化作用下生成1mol,则原料中CO2与N2的物质的量之比为4:1时恰好完全转化,但结合能量关系图可知,生成NH2OH的活化能较高,反应速率较慢,因此为提高工作效率,应适当增大氮气的浓度,从而提高生成NH2OH的速率,则原料中CO2与N2的物质的量之比应小于4:1,故B错误;
C.反应过程中,阴极电极总反应可表示为:,反应中消耗氢离子,氢离子浓度减小,溶液pH始终增大,故C正确;
D.阳极电极反应为:;当装置的工作效率最佳时,阴极应按照选项C中反应进行,结合电子守恒可得阳极生成9mol氧气时,阴极消耗10mol气体,阳极生成的气体与阴极消耗的气体物质的量之比为9:10,故D错误;
故选:AC。
58.AB
【分析】由图可知,左边为原电池,右边是电解池,含NO的废水中NO转化为N2,N元素化合价降低,得出N极为原电池的正极,所以M极为原电池的负极,从而判断a极为阳极, b极为阴极,在共熔物作用下水蒸气在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气,b电极为阴极,Fe2O3在阴极上得到电子发生还原反应生成Fe,然后N2转化为NH3,据此回答。
【详解】A.由分析可知,b电极为阴极,Fe2O3在阴极上得到电子发生还原反应生成Fe,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:,A正确;
B.由分析可知,M极为原电池的负极,在负极失去电子生成CO2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:,B正确;
C.的废水中转化为N2,N元素化合价由+5价下降到0价,N2合成NH3过程中,N元素由0价下降到-3价,根据得失电子守恒可知,理论上废水发电产生的N2与合成NH3消耗的N2的物质的量之比为3:5,C错误;
D.上述废水发电过程中有微生物参与,高温不利于微生物生存,则上述废水发电在常温下进行优于在高温下进行,故D错误;
故选AB。
59.BC
【分析】由图可知,BiVO4电极为阳极,阳极电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,Cu电极为阴极,阴极生成CH2O的电极方程式为CO2+4H++4e-=CH2O+H2O,阴极生成HCOOH的电极方程式为CO2+2H++2e-=HCOOH,阴极生成CH3OH的电极方程式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O,阴极生成C2H5OH的电极方程式为2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O,由图2可知,通过改变电压可以选择性地获得不同还原产物,据此分析。
【详解】A.使用BiVO4光电极进行光照电解实验,可以将光能转化为化学能,可以节约电能,为阴极CO2的转化提供H+,故A正确;
B.由图2可知电解电压为0.75V时,生成CH2O、HCOOH,Cu电极不是只有被还原,故B错误;
C.阴极生成CH2O的电极方程式为CO2+4H++4e-=CH2O+H2O,阴极生成HCOOH的电极方程式为CO2+2H++2e-=HCOOH,右方程式可知,生成等物质的量的CH2O或HCOOH等产物时转移的电子不同,由于法拉第效率(FE)的定义:×100%=85%,选择性(S)的定义:,故由图2可知:电解电压为0.9V时,FE(CH2O)≈85%,则S(CH2O)≠85%,故C错误;
D.电解电压为1.0V时,,根据电极方程式为CO2+4H++4e-=CH2O+H2O,每生成1mol 转移4mol电子,则通过电极的电子有10mol,就有10mol 移向甲室,故D正确;
故选:BC。
60.AD
【详解】A.该传感器工作时电极是正极,电极是负极,因此电极电势高于电极,A错误;
B.工作时电极是负极,失去电子转化为PbO,则电极反应为,B正确;
C.三颈烧瓶高压放电过程中有大量等活性氧产生,从而导致高压放电时,与均参与电极反应,因此氧气传感器数值异常增大,C正确;
D.当空气中存在较多时,氯气会得到电子,参与反应,因此氧气传感器测量数值偏大,D错误;
答案选AD。
61.BD
【分析】由图1可知,装置工作时,N电极上H2O被氧化生成O2,则N电极为阳极,M为阴极,CO2在阴极室得到电子生成有机物X,当电解电压为U1时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,说明二氧化碳没有在阴极得到电子发生还原反应,而是水在阴极得到电子发生还原反应生成H2,以此分析。
【详解】A.装置工作时,CO2在阴极室得到电子生成有机物X,由电荷守恒可知,该过程中会有OH-生成,则阴极室溶液pH逐渐增大,故A错误;
B.由图2可知,当电解电压为U1时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,说明二氧化碳没有在阴极得到电子发生还原反应,而是水在阴极得到电子发生还原反应生成H2,故B正确;
C.图2中显示U2时含碳化合物为HCOO-,且FE%较低,即并不是所有CO2都转化为HCOO-,同时水在阴极放电生成H2,无法计算,故C错误;
D.当电解电压为U3V时,CO2→转移8e-,2CO2→转移12e-,当电解生成的时,可建立等式,则x=42,故D正确;
故选BD。
62.BC
【分析】根据图象可知,a极碘离子失电子生成碘单质,作阳极,则电极材料为惰性电极;b极为阴极,水得电子生成氢气和氢氧根离子。
【详解】A.a极区碘单质与氢氧根离子反应生成次碘酸根离子,为保持电荷守恒,则需b极产生的氢氧根离子移动到a极区,则膜m为阴离子交换膜,A正确;
B.a极碘离子失电子生成碘单质,碘单质与氢氧根离子反应生成次碘酸根离子,次碘酸根将苯乙酮氧化生成苯甲酸盐:+ 3IO- = + CHI3 + 2OH-,可得3I2~3IO-~~6e-,每生成1mol苯甲酸盐,转移6mol电子,B错误;
C.阴极反应式:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,电路中转移2mol电子,阴极区产生1mol H2,移向阳极区2mol OH-,阴极区溶液质量减少36g,C错误;
D.a电极为阳极,若用铅蓄电池作电源,a电极应与铅蓄电池正极极相连,D正确;
故选BC。
63.BC
【分析】电解池中与电源正极相连的电极是阳极,发生失去电子的氧化反应,与电源负极相连的电极是阴极,发生得到电子的还原反应;
【详解】A.左侧电极是阳极、右侧为阴极,电解池中阳离子向阴极移动,根据电解原理,H+由左室向右室移动,A错误;
B.空气污染物NO通常用含Ce4+溶液吸收,生成HNO2、NO3-,N的化合价升高,Ce4+的化合价降低,然后对此溶液进行电解,Ce发生氧化反应又产生Ce4+,根据电解原理,应在阳极上产生,即Ce4+从a口流出,可循环使用,B正确;
C.根据电解原理,阴极上得电子,化合价降低,HNO2转化为无毒物质,即转化为N2,阴极电极反应式为2HNO2+6H++6e-=N2↑+4H2O,C正确;
D.没有标况,不能计算甲烷的物质的量,故也不能计算转化的亚硝酸的物质的量,D错误。
答案选BC。
64.BD
【详解】A.季铵盐属于盐类,能电离,作电解质,根据装置图可判断丙烯腈可溶于季铵盐溶液中,所以还有利于丙烯腈的溶解,A正确;
B.阳极是水电离出的氢氧根放电,反应是为4OH――4e-=2H2O+O2↑,生成氢离子通过质子交换膜进入阴极室,电解过程中阳极室溶剂减少,硫酸的物质的量不变,因此电解过程中稀硫酸的浓度逐渐增大,B错误;
C.丙烯晴在阴极得到电子生成己二腈,生成己二腈的电极反应式为,C正确;
D.生成丙腈的电极反应式为,季铵盐的浓度为时,己二腈和丙腈的生成速率分别为3.4×10-3 mol/h和0.8×10-3 mol/h,则每小时通过质子交换膜的氢离子的物质的量最少为3.4×10-3 mol/h×1h×2+0.8×10-3 mol/h×1h×2=8.4×10-3mol,D错误;
答案选BD。
65.AD
【分析】由图可知,左侧装置为氢氧燃料电池装置,通入氢气的电极a为负极,氢气在负极失去电子生成氢离子,通入氧气的电极b为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入负极区;右侧装置为电解池,与电极a连接的电极d为阴极,氢氰酸在阴极得到电子发生还原反应生成氰酸根离子和氢气,与电极b连接的电极c为阳极,氰化锂作用下白磷在阳极失去电子发生氧化反应生成Li[P(CN)2]和锂离子。
【详解】A.由分析可知,电池工作时,右侧装置为电解池,与电极a连接的电极d为阴极,故A正确;
B.由分析可知,左侧装置为氢氧燃料电池装置,通入氢气的电极a为负极,氢气在负极失去电子生成氢离子,右侧装置为电解池,电极c为阳极,氰化锂作用下白磷在阳极失去电子发生氧化反应生成Li[P(CN)2]和锂离子,由得失电子数目守恒可知,标准状况下,生成9gLi[P(CN)2]时,电极a消耗氢气的体积为××22.4L/mol=1.12L,故B错误;
C.由分析可知,左侧装置为氢氧燃料电池装置,通入氧气的电极b为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入负极区,则通电一段时间后,正极区中消耗水导致溶液体积偏小,氢氧化钾的浓度增大,故C错误;
D.由分析可知,右侧装置为电解池,通入氧气的电极b为正极,与电极b连接的电极c为阳极,氰化锂作用下白磷在阳极失去电子发生氧化反应生成Li[P(CN)2]和锂离子,电极反应式为,故D正确;
故选AD。
66.BC
【详解】A.当n(SO):n(HSO)=91:9时,溶液中阴离子主要存在为SO,SO水解程度大于HSO的电离程度,此时溶液pH=8.2,则亚硫酸钠溶液呈碱性;当n(SO):n(HSO)=9:91时,溶液中阴离子主要存在为HSO,HSO的电离程度大于SO水解程度,此时溶液pH=6.2,则亚硫酸氢钠溶液呈酸性。故A选项正确;
B.根据室温条件下,吸收液吸收SO2的过程中溶液中阴阳离子所带电荷相等,且发生的过程为:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3,得c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),此过程中并没有产生SO,故B选项错误;
C.当吸收液的pH降至约为6时,吸收液中阴离子主要是亚硫酸氢根离子,此时送至电解槽再生,根据图可知亚硫酸氢根离子透过阴离子交换膜,阴离子向阳极移动,故电解池右侧为阳极区域,发生氧化反应。故亚硫酸氢根离子在阳极上失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子,电极反应式为:HSO3-+ H2O -2e-SO42-+3H+,故C选项错误;
D.电解时,溶液中阳离子向阴极移动,钠离子进入阴极室,吸收液中阴离子主要是亚硫酸氢根离子,亚硫酸氢根离子在阴极得电子生成氢气,阴极室溶液中亚硫酸根离子浓度增大钠离子与亚硫酸根离子结合生成Na2SO3,实现吸收液再生。因此电解槽左侧电极发生的反应有2HSO+2e-H2↑+2SO,故D选项正确;
故答案选BC。
67.AD
【分析】由图可知,放电时,Mg作负极,电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,右侧电极为正极,电极反应式为CoS2+4Li++4e-=Co+2Li2S,充电时,Mg作阴极,右侧电极为阳极,据此分析作答。
【详解】A.放电时,Mg作负极,CoS2电极为正极,正极的电势高于负极,Mg电极的电势低于CoS2电极,A正确;
B.放电时,右侧电极为正极,电极反应式为CoS2+4Li++4e-=Co+2Li2S,每转移2mole-,正极质量增加2mol×7g/mol=14g,B错误;
C.硫化锂易溶于水,由图可知,若充电电压为2.75V,负极区电极反应式为Co+2S2--4e-=CoS2,C错误;
D.由图可知,若充电电压为2.0V,充电过程中Co会转化为Co3S4,放电时Co3S4不能参与反应,故会造成电池性能衰减,D正确;
故选AD。
68.BD
【分析】C3H8O3失去电子变为HCOO-,电极反应式为,阴极电极反应式为,铜电极上有Z生成,即Z为H2,铜电极为阴极。
【详解】A.石墨电极为阳极, C3H8O3失去电子变为HCOO-,即X含甘油,那么Y含NaOH,故A正确;
B.当收集到4mol Z气体时,转移电子数为8mol,生成产品3mol,质量为:3mol×68g/mol=204g,故B错误;
C.石墨电极为阳极,C3H8O3失去电子变为HCOO-,电极反应式为,故C正确;
D.NaCl代替NaOH,Cl-通过阴离子交换膜,可能在石墨电极上放电,无法达到相同的电解效果,故D错误;
故选BD。
69.BD
【分析】由图可知,与直流电源正极相连的左侧电极为电解池的阳极,氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子,氢离子与C2H5O-结合生成乙醇,乙醇又离解生成氢离子和C2H5O-,右侧电极为阴极,钙离子在阴极得到电子发生还原反应生成钙,钙与氮气反应生成CaxNyHz,CaxNyHz与氢离子反应生成钙离子和氨气,则电解的总反应为钙离子和乙醇催化作用下氮气和氢气电解生成氨气。
【详解】A.,氮气与钙反应生成CaxNyHz,CaxNyHz与氢离子反应生成钙离子和氨气,的作用是活化,A正确;
B.由分析可知,电解的总反应为钙离子和乙醇催化作用下氮气和氢气电解生成氨气,则阴极区生成氨气时,催化剂乙醇的量没有变化,B错误;
C.钙离子在阴极得到电子发生还原反应生成钙,钙与氮气反应生成CaxNyHz,CaxNyHz与氢离子反应生成钙离子和氨气,阴极反应包含如下过程:,C正确;
D.钙能与水反应生成氢氧化钙和氢气,所以电解质溶液不能换为含有少量乙醇的水溶液,D错误;
故选BD。
70.CD
【分析】由图可知,CH2=CHCN在Y极生成NC(CH2)4CN,该过程中C的化合价降低,发生还原反应,Y极是电解池阴极,X为阳极,以此解答。
【详解】A.由分析可知,Y极是电解池阴极,X为阳极,电势:X极>Y极,A错误;
B.电解池中H+向阴极移动,H+移动方向:左室→质子交换膜→右室,B错误;
C.电极Y上反应ⅰ生成己二腈,电极反应式为,C正确;
D.X为阳极,H2O在阳极失去电子得到O2,电极方程式为:,若X极产生2.24L(标准状况) O2,物质的量为,生成的O2导致质量减少,通过质子交换膜,转移到阴极的质子的物质的量为0.4 mol,质量为0.4g,故X极区溶液的质量减少3.2g+0.4g=3.6g,D正确;
故选CD。
71.AC
【分析】该装置为电解池,A极上一氧化碳转化为乙酸,碳元素的化合价降低,则A极为阴极,电极反应式为2CO+4e-+4H+=CH3COOH,B极为阳极,水在B极放电产生氧气。
【详解】A.A极为阴极,连接电池的负极,发生还原反应,A项正确;
B.电解池中阳离子向阴级移动,故氢离子从B极向A极移动,B项错误;
C.根据分析,A极的电极反应式为2CO+4e-+4H+=CH3COOH,C项正确;
D.根据得失电子守恒,一氧化碳与氧气(气体X)的物质的量比为2∶1,则相同条件下,吸收CO和产生气体X的体积比为2∶1,D项错误;
故答案选AC。
72.BC
【分析】
当K连接时,b极区溶液能捕获通入的,右侧为b极,充电时b为阴极,得电子发生还原反应,电极反应式为,a为阳极失电子发生氧化反应;放电时a为正极发生还原反应,得电子,b为负极发生氧化反应,失电子,据此分析解题。
【详解】
A.K连接时,为电解池,阴极得电子,发生还原反应, b极发生反应,A正确;
B.K连接时,a为阳极,与连接电源正极相连,B错误;
C.K连接时,为原电池,a极为正极,发生还原反应,得电子,,a极区的值减小,C错误;
D.该装置通过“充电”和“放电”浓度调控b极区溶液pH,捕获和释放,D正确;
故选BC。
73.CD
【分析】锂离子电池属于二次电池,石墨端为负极,端为正极,充电时,石墨端为阴极,为阳极,据此分析解答。
【详解】A.该电池充电时,高电势端为阳极,发生氧化反应,该电池放电时,高电势端为正极,发生还原反应,A项错误;
B.该电池充电时,石墨端为阴极,石墨端与外电源的阴极相连,电能转化为化学能,B项错误;
C.该电池放电时,端为正极,Li+向正极定向移动结合生成,正极反应为,C项正确;
D.该电池放电时,,电路中每通过电子,负极减少1molLi+,即质量减少,D项正确;
故选CD。
74.D
【分析】由题意可知,铜电极为电解池的阳极,氯离子作用下,铜在阳极失去电子发生氧化反应生成Cu2Cl2,铂电极为阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,放电生成的氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区。
【详解】A.由分析可知,铂电极为连接电源负极的阴极,故A正确;
B.由分析可知,电解池工作时,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区,故B正确;
C.由分析可知,铜电极为电解池的阳极,氯离子作用下,铜在阳极失去电子发生氧化反应生成Cu2Cl2,电极反应式为2Cu—2e—+2Cl—=Cu2Cl2,故C正确;
D.据分析,结合得失电子数目守恒可知,电解制备得到7.2g氧化亚铜时,阴极区溶液减少水的质量为×18g/mol=1.8g,故D错误;
故选D。
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答案第1页,共38页
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