内容正文:
2025河北高考一轮专练——电化学选择题49道
一、单选题
1.(2023·河北唐山·统考模拟预测)浙江大学高超教授团队研究的水系双离子电池原理如下图所示,下列说法错误的是
A.放电时a极附近溶液pH增大
B.放电时b极的电极反应式为:
C.充电时b极作阴极,发生还原反应
D.充电时1 mol Cu完全转化为Cu3(PO4)2,电池内部有6 mol Na+发生迁移
2.(2023·河北保定·校联考三模)采用情性电极,设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮的装置如图所示。下列说法不正确的是
A.缺氧室和好氧室电极均为燃料电池正极
B.缺氧室中电极发生的反应为2+12H++10e-=N2↑+6H2O
C.若好氧室消耗标准状况下44.8LO2,则至少有1mol 完全转化为
D.理论上,厌氧室消耗1 mol C6H12O6,外电路转移24 mol e-
3.(2023·河北保定·定州一中校考模拟预测)双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的,其内层为水层,装置工作时水层中的H2O解离成H+和OH-,分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。该装置工作时,下列说法正确的是
A.催化电极上发生氧化反应
B.石墨电极区溶液pH不变
C.H+穿过b膜进入右室溶液
D.电解一段时间后,右室HCO的物质的量减少
4.(2023·河北·张家口市宣化第一中学校联考二模)一种“磷酸钒锂/石墨离子电池”的总反应为。下列有关说法正确的是
A.电解质可能是多种溶质的水溶液
B.放电时,外电路中通过0.1mol电子,M极质量减少0.7g
C.充电时,M极发生氧化反应,N极发生还原反应
D.充电时,N极反应为
5.(2023·河北·校联考三模)科学家开发了一种可循环使用的太阳能水电池,该装置绿色环保,有广泛的研究前景,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.光充电时,电极附近溶液的酸性增强
B.放电时,电极为正极
C.光充电时,向电极迁移
D.放电时,Pt电极反应式:
6.(2023·河北沧州·沧州市第二中学校联考三模)锌晶胞如图1所示,锌一二氧化锰电池如图2所示。下列叙述中正确的是
已知:锌晶胞的底边长为apm,高为bpm;NA为阿伏加德罗常数的值;2M表示2mol•L-1。
A.放电过程中,Mn2+向负极区迁移
B.正极质量减少5.22g时,减少的锌晶胞数为0.01NA
C.锌晶体的密度为ρ=g•cm-3
D.Zn的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2
7.(2023·河北沧州·沧州市第二中学校联考三模)出土于陕西的两千多年前的越王剑(主要成分为铁),现藏于广州博物馆,该剑剑格左右侧皆以鸟虫书体铸刻“王戊”二字,剑色为水银古,时至如今,依然锋利。剑脊含铜量较多,韧性好,不易折断;刃部含锡高,硬度强,可见其性能优异,锻造技术优良。下列叙述错误的是
已知:剑在地下因构成原电池发生了腐蚀,导致生锈(Fe2O3)。
A.铁与铜、锡构成原电池时,铁为负极
B.铁发生的电极反应为Fe-3e-=Fe3+
C.酸性环境下剑腐蚀的过程中会产生氢气
D.生成80gFe2O3时理论上转移3mol电子
8.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考三模)纳米硅基锂电池是一种新型二次电池,电池装置如图所示,电池反应式为
下列说法错误的是
A.电解质可选用能导电的有机聚合物
B.电池放电时,由b极移向a极
C.聚合物隔膜将正、负极隔开,可使电子通过
D.充电时,a极反应式为
9.(2023·河北沧州·校考三模)三碘甲烷()又名碘仿,在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示,其中电解液为KI、的碱性溶液。已知反应中生成等物质的量的与。下列说法错误的是
A.电极N连接直流电源的负极
B.电极M上的电极反应式为
C.阳极区发生反应的离子方程式为
D.电解一段时间后,电解液的pH减小
10.(2023·河北张家口·张家口市宣化第一中学校考三模)双极膜(BP)可以在电场作用下,使水分子快速解离为OH-和H+,并透过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的CO2过程如图所示,已知盐室中生成CaCO3实现捕获,下列说法正确的是
A.捕获装置中,阴极反应为2H++2e-=H2↑
B.溶液中的X为H+
C.交换膜A为阳离子交换膜
D.捕获1.12LCO2转化为沉淀,则转移电子0.1mol
11.(2023·河北·校联考模拟预测)利用和废气作原料,通过电化学原理制备光气原料气的装置如图所示。下列说法错误的是
A.a为直流电源的负极
B.有机电解液有利于增大的溶解度
C.若用盐酸代替有机电解液,电极产物可能改变
D.若产生,理论上左室液体增重
12.(2023·湖南郴州·校联考模拟预测)四乙基四氟硼酸铵()是一种电解质,在锂离子电池、电化学实验分析和药物中间体等诸多方面有着广泛应用.以四乙基氯化铵()为原料,利用双极膜(BPM,双极膜是一种复合膜,在直流电场的作用下,复合层间的解离成和,并实现定向移动)电渗析将其转化为四乙基氢氧化铵(),然后加入四氟硼酸()中和即可生成,制备的电化学装置如图所示,下列说法错误的是
A.N接外电源的负极
B.制备的同时可以得到盐酸
C.M极的电极反应式为,该极室中增大
D.制得1mol,理论上外电路中迁移1mol电子
13.(2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测)我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合,实现协同转化。
①单独制备:,不能自发进行;
②单独脱除:,能自发进行。
协同转化装置如图(在电场作用下,双极膜中间层的解离为和,并向两极迁移)。下列分析错误的是
A.左侧电极电势比右侧电极电势低
B.产生的电极反应:
C.反应过程中不需补加稀
D.协同转化总反应:
14.(2023·河北沧州·沧县中学校考模拟预测)苯酚是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物的重要原料,但苯酚也有较强的毒性,一种利用光能处理废水中苯酚的装置如图所示。下列有关说法正确的是
A.a极是负极
B.从左向右穿过质子交换膜移入Ⅱ区
C.b极的电极反应式为
D.若有1mol电子通过导线,I、Ⅱ两区域中溶液质量改变量的和为1g
15.(2023·河北张家口·统考三模)我国学者设计如图所示装置,将氯碱工业和硬水软化协同处理,同时制备工业硫酸和氢氧化钠。图中双极膜中间层的水解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A.膜p适合选择阴离子交换膜
B.溶液Y适合选择稀硫酸
C.硬水中生成、沉淀
D.相同时间内,理论上两极上生成气体的物质的量相等
16.(2023·河北邯郸·统考三模)电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点,利用下图所示装置可合成己二腈[NC(CH2)4CN]。充电时生成己二腈,放电时生成O2,其中a、b是互为反置的双极膜,双极膜中的H2O会解离出H+和OH-向两极移动。下列说法错误的是
A.N极的电势低于M极的电势
B.放电时,双极膜中OH-向N极移动
C.若充电时制得1molNC(CH2)4CN,则放电时需生成1molO2,才能使左室溶液恢复至初始状态
D.充电时,阴极的电极反应式为:2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN
17.(2023·河南郑州·统考模拟预测)一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示(已知在溶液中,以存在)。关于电池放电时,下列叙述错误的是
A.MnO2为电池的正极
B.Ⅱ、Ⅲ区间的隔膜为阳离子交换膜
C.Zn电极反应:
D.当Ⅱ区质量增加17.4g时,电路中转移0.1mol电子
18.(2023·河北秦皇岛·统考三模)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.电极B为阳极,发生氧化反应
B.电极A上的反应式为
C.固体电解质中的O2-由电极A移向电极B
D.若生成的乙烯和乙烷的体积比为2:1,则消耗相同状况下的CH4和CO2的体积比为5:6
19.(2023·河北·校联考三模)单液流锌镍电池以其成本低、效率高、寿命长等优势表现出较高的应用价值,电解液为ZnO溶解于碱性物质的产物Zn(OH),总反应为Zn+2NiOOH+2H2O+2OH-Zn(OH)+2Ni(OH)2,电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.充电时,锌极发生的电极反应为Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-
B.放电时,镍极发生的电极反应为NiOOH+H2O+4e-=Ni(OH)2+OH-
C.充电时,阴离子从镍极区向锌极区移动,在锌极上反应生成Zn(OH)
D.利用循环泵驱动电解液进行循环流动,可有效提高电池能量效率
20.(2023·河北保定·统考二模)、和熔融可制作燃料电池,其原理如图所示,该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的氧化物,下列说法错误的是
A.石墨I为负极,发生氧化反应
B.石墨II电极反应式为
C.若电路中有电子转移,则理论上石墨II处需消耗(标准状况下)
D.放电过程中移向石墨I电极
21.(2023·河北张家口·统考一模)利用同种气体在两极浓度不同而产生电势差可设计成气体浓差电池,利用浓差电池可测定混合气体中某气体含量。实验室通过氧气浓差电池测定空气中氧气含量的工作原理如图所示,其中在参比电极上通入纯氧气,测量电极上通入空气。下列说法错误的是
A.熔融ZrO2、CaO混合物可用于传递O2-
B.工作时,电子由测量电极经外电路流向参比电极
C.工作时,用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确
D.相同压强下,电势差越大,空气中氧气含量越高
22.(2023·河北唐山·统考三模)某研究所为硫酸工厂的尾气处理专门设计了SO2—空气质子交换膜燃料电池,以实现制硫酸、发电、环保的结合,电池示意图如下。下列说法正确的是(空气中氧气体积分数按20%计)
A.该电池放电时质子从电极B移向电极A
B.负极的电极反应为
C.a端的电势高于b端
D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和空气的体积比为2:5
23.(2023·辽宁抚顺·校联考二模)双极膜可用于电渗析生产酸碱、争水、电池等。下列有关描述不合理的是
A.外加电场作用于双极膜,使水的电离度增大
B.电渗析装置实现了由溶液制取和
C.双极膜电池中极上发生的电极反应为
D.双极膜电池中的双极膜的左侧为阳膜,右侧为阴膜
24.(2023·河北·模拟预测)燃料电池近几年发展迅速,如图是科学家利用页岩气设计的一种固态(熔盐)燃料电池工作示意图。下列说法错误的是
A.电极材料采用石墨烯,吸附甲烷的电极为负极,发生氧化反应
B.通入氧气的电极上电极反应式为
C.电池工作时,向通甲烷的电极一侧移动
D.该电池的优点是二氧化碳可循环利用,不会释放温室气体
25.(2023·河北沧州·统考二模)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是
A.a极为负极,可选择导电性高、易于附着微生物的石墨
B.微生物的存在有利于电子的转移
C.在b极涂覆的催化剂有利于氧气的还原
D.该电池在任何温度下均可发电
26.(2023·河北邯郸·统考二模)液流电池储能寿命长、安全性高,是大规模高效储能首选技术之一、全钒液流电池、铁铬液流电池是使用规模较大的两种液流电池,它们的装置如图所示。已知铁铬液流电池中甲池电解质溶液为、乙池电解质溶液为;氧化性:。下列说法错误的是
A.铁铬液流电池充电时,a电极与电源正极相连,b电极与电源负极相连
B.铁铬液流电池放电时,乙池的电极反应式为
C.全钒液流电池中,A、B、C、D分别为、、、
D.放电时,电路中通过电子,理论上,有个由乙池经质子交换膜移向甲池
27.(2023·河北·校联考模拟预测)科学家设计了电催化双边加氢装置,大大提高了工作效率,其装置如图所示。下列叙述错误的是
A.M极附近pH增大
B.AEM为阴离子交换膜
C.转移1mol电子,理论上生成1mol[R—H]
D.N极反应式之一为
28.(2023·河北石家庄·校联考模拟预测)双极膜(BP)可以在电场作用下,使水分子快速解离为和,并透过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的过程如图所示,已知盐室中生成实现捕获,下列说法正确的是
A.捕获装置中,阴极反应为
B.溶液中的X为
C.交换膜A为阳离子交换膜
D.捕获1.12L 转化为沉淀,则转移电子2mol
29.(2023·河北·模拟预测)某化学实验小组用几节碱性锌锰电池串联进行电絮凝净水的模拟实验探究,设计的实验装置如图所示。下列叙述正确的是
A.装置图中的b极为碱性锌锰电池的正极
B.碱性锌锰电池放电时,电路中每通过2mol电子,负极增重34g
C.电解池的阳极仅有Al参与反应
D.用电絮凝净化过的水,pH显著增大
30.(2023·河北·模拟预测)工业上用电解法生产乙醛酸(OHCCOOH)的原理如图所示,装置中阴、阳两极均为惰性电极。其中双极膜由阴离子交换层和阳离子交换层复合而成,在直流电场作用下双极膜复合层内水解离为和并分别向两极移动。下列说法正确的是
A.a为直流电源的负极
B.相同时间内,两极得到乙醛酸的物质的量一定相等
C.X极上生成乙醛酸的电极反应式为
D.M是阴离子交换膜
31.(2023·河北张家口·统考二模)我国新能源汽车上有望推广钠离子电池,一种钠离子电池工作示意图如下,充电时Na+经电解液嵌入石墨(C6),下列说法错误的是
A.放电时,电势:电极a>电极b
B.放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,再经电解液流回电极b
C.放电过程中,导线上每通过1mole-,负极质量减少23g
D.充电时,电极a上发生反应的电极反应式为
32.(2023·河北沧州·统考一模)某团队基于光激发碳纤维上的聚[1,4-二(2-噻吩基)]苯(PDTB)和二氧化钛()半导体构建了一种夹心三明治结构的高性能锌-空气电池,该装置利用充放电过程中与的相互转化,能够提升电池的放电电压,降低电池的充电电压,其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是
A.该装置可实现光能向电能和化学能的转化
B.电极电势:
C.开关K置于M处时,电子由极通过导线流向PDTB极
D.开关K置于N处时,极的电极反应式为
33.(2023·河北唐山·统考二模)利用电化学原理消除污染,还可获得电能,下面是一种处理垃圾渗透液的装置工作原理图。下列说法错误的是
A.X极的电极反应式为
B.Y是正极,发生还原反应
C.当电路中通过5 mol电子,正极区有14 g气体放出
D.盐桥内移向X电极
34.(2023·河北·统考模拟预测)科学家研制了一种全氯无膜液流电池的装置如图所示,该电池因无膜而具有很高的电压效率。下列说法错误的是
A.该电池因选用溶解而无需离子交换膜
B.用该电池电解精炼铜,放电时,阳极溶解64g铜Cu
C.充电时,向电极b迁移,并在b极生成
D.充电时,电极a的反应为
35.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测)近日,某团队分步进行8电子转移的电化学硝酸盐还原反应实现高效合成氨,装置如图所示。原理是:按照电子路径进行还原(先将硝酸盐还原成亚硝酸盐,再将亚硝酸盐还原成氨),可大幅度地降低8电子还原过程的能垒,提高其反应活性。
下列叙述正确的是
A.N极为负极,发生了还原反应
B.、的VSEPR模型名称分别为三角锥形、直线形
C.生成的电极反应式为
D.由生成34g 时至少转移12mol电子
36.(2023·甘肃·统考一模)电化学合成是种环境友好的化学合成方法 ,以对硝基苯甲酸( )为原料,采用电解法合成对氨基苯甲酸( ) 的装置如图所示。下列说法正确的是
A.a极电势低于b极电势
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.每生成0.2mol对氨基苯甲酸,阳极室电解液质量减少10.8 g
D.生成 的 总反应为:
37.(2023·河北·统考模拟预测)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的如图,下列说法中错误的是
A.b为电源的正极
B.利用电化学原理,将CO2电催化为C2H4的反应式为2CO2-12e-+12H+=C2H4+4H2O
C.再生塔中产生CO2的离子方程式为2H2O+CO2↑+
D.某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c():c()=1:2,则该溶液的pH=10(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7;Ka2=5.0×10-11)
38.(2023·广东湛江·统考一模)双极膜在电化学中应用广泛,它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层,工作时水层中的解离成和,并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。三碘甲烷()又名碘仿,在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示,反应原理为,下列说法不正确的是
A.电极N连接直流电源的负极
B.电解一段时间后,硫酸溶液浓度降低
C.电极M上的主要反应为
D.每制备1mol三碘甲烷,理论上双极膜内解离
39.(2023·湖南张家界·统考二模)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
40.(2023·河北唐山·统考一模)水系可逆电池在工作时,复合膜(由a、b膜复合而成,a膜只允许通过,b膜只允许通过)层间的解离成和,在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合时,电池工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.闭合时,右侧电极反应为
B.闭合时,电池工作一段时间,复合膜两侧溶液的pH左侧升高右侧降低
C.闭合时,从复合膜流向Zn电极
D.闭合时,每生成65gZn,同时一定生成气体11.2L
41.(2023·河北衡水·校联考模拟预测)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池,其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的氧化物N2O5,下列说法正确的是
A.石墨I为负极,发生还原反应
B.石墨II电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4NO
C.若电路中有1mol电子转移,则理论上石墨II处需消耗5.6LO2
D.电子流向:石墨I→熔融KNO3→石墨II→负载→石墨I
42.(2023·河北邢台·统考模拟预测)微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌,工作时可将工业废水中的有机污染物转化为,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.工作时,a极发生氧化反应,电流从b极流向a极
B.M为阴离子交换膜,N为阳离子交换膜,脱盐室最终可得到淡盐水
C.若b极上消耗标准状况下气体,通过N膜的离子的物质的量为
D.呼吸细菌的作用为催化有机物分解
43.(2022上·河北邢台·高三校联考期中)四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作光刻显影剂。以四甲基碳酸氢铵[(CH3)4NHCO3]水溶液为原料,电解制备(CH3)4NOH的装置如图所示。直流电源采用乙烷-空气碱燃料电池。下列说法不正确的是
A.电源负极的电极反应式为:C2H6-14e-+18OH-=2CO+12H2O
B.左边的惰性电极为阳极
C.I室中发生的总反应为4HCO-4e-=4CO2↑+2H2O+O2↑
D.在电解过程中(CH3)4NHCO3发生了氧化还原反应
44.(2022上·湖北武汉·高三统考开学考试)我国科研工作者设计了一种光酶催化装置(如图所示),实现了苯甲醛转化为苯甲醇。光照时,光催化电极产生()和空穴(),TEOA在光催化电极表面的反应为。下列说法错误的是
A.该装置实现了光能到电能的转化
B.NADPH起到了传递质子和电子的作用
C.溶液中的从电极a向电极b迁移
D.正极发生的总反应为
45.(2022·全国·高三专题练习)如图,c管为上端封口的量气管,为测定乙酸溶液浓度,量取待测样品加入b容器中,接通电源,进行实验。下列说法正确的是
A.左侧电极反应:
B.实验结束时,b中溶液红色恰好褪去
C.若c中收集气体,则样品中乙酸浓度为
D.把盐桥换为U形铜导线,不影响测定结果
46.(2022·河南·高三校联考阶段练习)利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极),可制得、、和NaOH,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.b电极的电极反应为
B.c、d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
C.浓差电池放电过程中,Cu(2)电极上的电极反应为
D.浓差电池从开始工作到放电结束,电解池理论上可制得160gNaOH
47.(2022·广东汕头·统考二模)研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示,下列说法正确的是
A.光照强度大小不影响KIO3的制备速率
B.右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极
C.电极N处发生电极反应:S-6e-+4H2O=+8H+
D.不考虑损耗,电路中每消耗1 molO2,理论上Q极可制得342.4 g KIO3
48.(2023·河北·校联考一模)利用甲烷燃料电池作电源,可以通过电化学方法将有害气体、分别转化为和,装置如图所示。下列说法不正确的是
A.通过甲进入的气体是甲烷
B.b极的电极反应为:
C.d电极反应式是
D.通过丙出口出去的物质只有硫酸铵的浓溶液
49.(2021·吉林长春·统考三模)以铜作催化剂的一种铝硫电池的示意图如图,电池放电时的反应原理为3CuxS+2Al+14AlCl=3xCu+8Al2Cl+3S2-,下列关于该电池的说法错误的是
A.放电时,正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu
B.充电时,两电极的质量均增加
C.放电时,1molCuxS反应时,转移2mol电子
D.充电时,Al为阴极,电极反应式为4Al2Cl+3e-=Al+7AlCl
二、多选题
试卷第20页,共24页
试卷第21页,共24页
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参考答案:
1.D
【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→,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;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;
【详解】A.由图可知,放电时a极水也会放电生成氢氧根离子,碱性增强,溶液pH增大,故A正确;
B.放电时b极为负极,负极反应式为,故B正确;
C.充电时为电解池,a极为阳极、b极为阴极,阴极发生还原反应,故C正确;
D.充电时Cu→Cu2O→Cu3(PO4)2,1 mol Cu完全转化为Cu3(PO4)2转移电子2mol,有2molNa+发生迁移,故D错误;
故选D。
2.C
【分析】根据左侧缺氧室→N2可得N元素化合价降低,则为正极,左侧缺氧阴极发生的电极反应为2 +12H++10e-=N2↑+6H2O,右侧好氧阴极为正极,发生的反应为O2+4e-+4H+=2H2O,电极附近还发生NH+2O2=NO+2H++H2O,中间厌氧阳极为负极,厌氧阳极上有机污染物发生失电子的氧化反应生成CO2和H+。
【详解】A.该装置为原电池,阳离子移向正极,左侧缺氧室和右侧好氧室均为正极,故A正确;
B.左侧缺氧室→N2中N元素化合价降低,得电子发生还原反应,电极反应式为2+12H++10e-=N2↑+6H2O,故B正确;
C.若好氧室消耗标准状况下44.8LO2其物质的量为: =2mol, +2O2= +H2O +2H+,由于和电极之间存在着对O2的竞争,故可知则最多有1mol完全转化为,故C错误;
D.厌氧阳极上葡萄糖发生失电子的氧化反应生成CO2和H+,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-═6CO2+24H+,消耗1 molC6H12O6,外电路转移24 mol e-,故D正确;
故答案选C。
3.C
【详解】A.催化电极上CO2转化为甲醇,碳元素化合价降低,发生还原反应,A错误;
B.石墨电极上电极反应式为,水层中的H2O解离成H+和OH-,OH-通过a膜向阳极(石墨电极)移动,石墨电极消耗的OH-与迁移过来的OH-数目相等,石墨电极区溶液中OH-物质的量不变,但电解过程中石墨电极区生成了水,溶液的pH减小,B错误;
C.水电离的H+通过b膜向阴极移动,进入右室溶液,C正确;
D.催化电极上的电极反应式为,通过b膜迁移过来的H+与反应生成,故的物质的量不变,D错误;
故选C。
4.B
【分析】根据电池总反应可知,Li3C6中Li元素化合价升高、发生失去电子的氧化反应,M电极为负极,反应式为Li3C6-3e-=6C+3Li+,则N电极为正极,反应式为;充电时,阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反,根据二次电池的工作原理结合原电池和电解池的工作原理来回答。
【详解】A.锂是活泼的金属,能与水反应,所以电解质不能是多种溶质的水溶液,故A错误;
B.放电时,M电极为负极,反应式为Li3C6-3e-=6C+3Li+,即外电路中通过0.1mol电子,M极有0.1molLi生成Li+转移到正极N极,即M减少0.1molLi,质量为7g/mol×0.1mol=0.7g,故B正确;
C.充电时,N电极为阳极,N极发生氧化反应,M电极为阴极,M极发生还原反应,故C错误;
D.放电时N电极为正极,充电时N电极为阳极,电极反应式为,故D错误;
故选:B。
5.B
【分析】光充电时是电解池,电极有电子流出,发生氧化反应,是阳极;放电时是原电池,电极有电子流出,发生氧化反应,故电极为负极,Pt电极为正极,据此作答;
【详解】A.太阳能水电池光充电过程中,电极有电子流出,发生氧化反应,电极反应式为,故电极附近溶液的酸性增强,A正确;
B.放电时,电极有电子流出,发生氧化反应,故电极为负极,Pt电极为正极, B错误;
C.充电时,电极为阴极,向阴极迁移,C正确;
D.放电时,Pt电极为正极,Pt电极附近有光充电产生的大量,故Pt电极反应式为,D正确;
故选B。
6.B
【分析】锌一二氧化锰电池中Zn发生失电子的氧化反应,作负极,MnO2作正极。
【详解】A.根据图2,交换膜为阴离子交换膜,硫酸根离子向负极区迁移,A项错误;
B.正极的电极反应式为,5.22g的物质的量为0.06mol,负极的电极反应式为,根据电子守恒,溶解的锌为0.06mol,而1个锌晶胞含6个锌原子,故减少的锌晶胞数为0.01NA,B项正确;
C.根据六棱柱体积计算方法以及密度公式直接计算锌密度,cm,故密度为ρ=g•cm-3,C项错误;
D.Zn的价电子排布式为,D项错误。
故选B。
7.B
【详解】A.铁与铜、锡构成原电池时,铁的活泼性强于铜和锡,铁作负极,A正确;
B.铁电极反应为Fe-2e-=Fe2+,B错误;
C.酸性环境下剑腐蚀的过程为析氢腐蚀,正极会产生氢气:2H++2e-=H2,C正确;
D.生成Fe2O3时理论上转移电子3mol,D正确;
故选B。
8.C
【分析】结合总反应可知放电时硅基电极发生LixSi-xe-=Si+xLi+,因此b电极为放电时的负极,a电极为正极;充电时a电极为阳极,b电极为阴极。
【详解】A.锂是活泼的金属,不能用水溶液作电解质溶液,因此电解质可选用能导电的有机聚合物,A正确;
B.由分析可知放电时b电极是负极,a电极是正极,阳离子移向正极,Li+由b极移向a极,B正确;
C.电子不能通过电解液,隔膜隔开的是电解质,因此电子不能通过隔膜,C错误;
D.充电时,a极作阳极,电极反应式为,D正确;
故选C。
9.D
【分析】电极N上,放电生成,发生还原反应,该电极为阴极,电极M为阳极。
【详解】A.电极N上,放电生成,发生还原反应,该电极为阴极,应连接直流电源的负极,A正确;
B.电极M为阳极,电极上被氧化成,电极反应式为,B正确;
C.阳极生成的将氧化成和,配平可得反应的离子方程式为,C正确;
D.该电解池工作的总反应为,反应中生成,则电解一段时间后,电解液的pH增大,D错误;
故选D。
10.A
【分析】由图可知,左边电极连接电源负极,为阴极,左侧双极膜上H+向左移动进入阴极室得电子生成H2,OH-进入碱室与CO2反应生成,透过离子交换膜A进入盐室生成CaCO3;右侧电极为阳极,右侧双极膜上OH-进入阳极室,H+进入酸室,Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸,以此分析解答。
【详解】A.阴极发生还原反应,溶液中放电,为,A正确;
B.碱室是转化为,应由双极膜产生不断补充,保持碱的浓度,X应为,B错误;
C.盐室生成,就需要穿过交换膜A,所以交换膜A为阴离子交换膜,C错误;
D.捕获1.12L ,未指明标准状况,无法计算转移电子数,D错误;
故选A。
11.D
【分析】含HCl的废气在通直流电的条件下失电子产生氯气,故连接的b极为正极,a极为负极,阴极上含有CO2的废气得电子产生CO;
【详解】A.还原生成,该电极是阴极,故为直流电源的负极,选项A正确;
B.为非极性分子,在有机溶剂中的溶解度较大,有利于在阴极放电,选项B正确;
C.左室中的电极反应式为,若用盐酸代替有机电解液,溶液中的易在阴极放电产生,选项C正确;
D.若产生,电路中转移电子,阴极产生,同时有通过质子交换膜进入左室,因此,左室增重:,选项D错误;
答案选D。
12.C
【分析】由产品的出口位置可知,Et4NCl中的通过阳膜向右迁移至产品室,右侧双极膜产生的OH-向左迁移,与结合为Et4NOH,则M为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,N为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑,左侧双极膜产生的H+向右迁移,Cl-通过阴膜向左迁移,据此分析解答。
【详解】A.由产品的出口位置可知,M为阳极,N为阴极,N接外电源的负极,A项正确;
B.左侧双极膜产生的向右迁移,通过阴膜向左迁移,两极室间得到盐酸,B项正确;
C.M极为阳极,电极反应式为,通过的中和,该极室中不变,C项错误;
D.为一价离子,因此制得1mol,理论上外电路中迁移1mol电子,D项正确;
故选C。
13.D
【详解】A.左侧为电池的阴极,右侧为电池的阳极,阳极的电极电势比阴极的电极电势高,故左侧电极电势比右侧电极电势低,A正确;
B.由图可知产生的电极反应为,B正确;
C.H+与电子所带的电荷数相等,当反应进行时,右侧消耗H+的量等于迁移的氢离子的量,硫酸的总量不发生变化,所以不需要补加硫酸,C正确;
D.根据反应图可得,负极的反应式为,正极的反应式为,故协同转化的总反应为,D错误;
故选D。
14.D
【详解】A.a极上得电子转化为,a极是正极,A错误;
B. H+由负极区(Ⅱ区)穿过质子交换膜移入正极区(I区) ,B错误;
C.b极的电极反应式为,C错误;
D.若有1mol电子通过导线,负极区(Ⅱ区)生成1mol的H+,同时有1mol的H+由负极区(Ⅱ区)迁移进入正极区(I区),故Ⅱ区溶液质量不变,I区溶液质量增加1g,两区域中溶液质量改变量的和为1g,D正确;
故选D。
15.B
【分析】由装置功能和信息知,左端电极为阴极,水电离出的在该电极上得电子生成和,与生成沉淀、与反应生成后生成沉淀,同时硬水中通过膜进入溶液,双极膜中水解离出的进入溶液,达到制备工业硫酸的目的;右端电极为阳极,饱和食盐水中在该电极上失电子生成,同时通过膜进入溶液,双极膜中水解离出的也进入溶液而达到制备的目的。
【详解】A.膜适合选择阴离子交换膜,正确;
B.溶液适合选择稀溶液,B错误;
C.硬水中生成、沉淀,C正确;
D.由电子守恒,相同时间内,理论上两极生成和的物质的量相等,D正确;
故选B。
16.C
【分析】放电时生成O2,结合图可知,N极的水失去电子发生氧化反应生成氧气,N为负极,M为正极;充电时N为阴极、M为阳极;
【详解】A.由分析可知,放电时N为负极、M为正极,充电时N为阴极、M为阳极,N极的电势低于M极的电势,A正确;
B.原电池中阴离子向负极迁移,故放电时,双极膜中OH-向N极移动,B正确;
C.充电时生成己二腈,则阴极反应为CH2=CHCN得到电子发生还原反应生成己二腈:2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN,放电时水失去电子发生氧化反应生成氧气,;根据电子守恒可知,,若充电时制得1molNC(CH2)4CN,则放电时需生成0.5molO2,才能使左室溶液恢复至初始状态,C错误;
D.由C分析可知,D正确;
故选C。
17.D
【详解】A.此装置为原电池,电极做正极,发生得到电子的还原反应,电极反应为,A正确;
B.负极区(III区)剩余,通过隔膜迁移到II区,因此它们之间的隔膜为阳离子交换膜,B正确;
C.为负极,发生氧化反应,电极反应为,C正确;
D.正极区过量,通过隔膜迁移到II区,故II区中溶液的浓度增大,当II区增加时,电路中转移电子,现增加,则转移电子,D错误。
答案选D。
18.D
【详解】A.由图可知,B连接电源的正极,为阳极,发生氧化反应,A正确;
B.A连接电源的负极,为阴极,在阴极得电子发生还原反应,电极反应为,B正确;
C.在电解池中,阴离子移向阳极,因此由电极移向电极B,C正确;
D.令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体的体积比等于物质的量之比,再根据得失电子守恒,得到发生的总反应为,即消耗和的体积比为6:5,D错误;
故选:D。
19.C
【分析】由总反应可知,放电时锌极上锌失去电子发生氧化反应为负极,镍极的NiOOH得到电子发生还原反应为正极;
【详解】A.充电时,锌极为阴极,电极反应为,A正确;
B.放电时,镍极为正极,电极反应为,B正确;
C.充电时,镍极为阳极,阴离子从锌极区向镍极区移动,在锌极上得电子生成金属锌,C错误;
D.利用循环泵驱动电解液使其通过输送管道在电池反应槽与储液罐之间循环流动,可有效抑制电池内部电解液的浓度差造成的影响,从而提高电池能量效率,D正确。
故选C。
20.D
【分析】、和熔融可制作燃料电池,NO2作燃料、O2作氧化剂,所以石墨I为负极、石墨II为正极,石墨I电极上失去电子生成N2O5,电极反应式为NO2+NO- e-= N2O5,石墨II电极反应式为,以此解答。
【详解】A.由分析可知,石墨I为负极,发生氧化反应,故A正确;
B.由分析可知,石墨II电极反应式为,故B正确;
C.石墨II为正极,电极方程式为:,若电路中有电子转移,则理论上石墨II处需消耗0.25mol,标准状况下得体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L,故C正确;
D.放电过程中阳离子移向正极,石墨I电极为负极,故D错误;
故选D。
21.D
【分析】氧气在反应中得到电子发生还原反应,则参比电极作正极;
【详解】A.由分析可知,参比电极作正极,氧气得电子转化为,负极失电子生成氧气,电子由负极经外电路流向正极,熔融金属氧化物电离出的氧离子向负极定向移动可用于传递,A正确;
B.电子由负极经外电路流向正极,故工作时,电子由测量电极经外电路流向参比电极,B正确;
C.由工作原理知,负极氧离子失去电子发生氧化反应会不断生成氧气,混合气体氧气浓度增大,故用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确,C正确;
D.两极氧气浓度差越大,两极电势差越大,则相同压强下,电势差越大,空气中氧气含量越低,D错误;
故选D。
22.D
【分析】由题干SO2—空气质子交换膜燃料电池装置示意图可知,惰性多孔电极A通入SO2,反应中SO2发生氧化反应,故电极A为负极,电极反应为:,惰性多孔电极B为正极,发生还原反应,电极反应为:O2+4H++4e-=2H2O,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,电极A为负极,B为正极,故该电池放电时质子从电极A移向电极B,A错误;
B.由分析可知,负极的电极反应为,B错误;
C.由分析可知,电极A为负极,B为正极,故a端的电势低于于b端,C错误;
D.由题干信息空气中氧气体积分数按20%计,相同条件下,根据电子守恒可知,n(SO2)=2n(O2),则n(SO2)=2n(空气)×20%,同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比,故放电过程中消耗的SO2和空气的体积比为2:5,D正确;
故答案为:D。
23.D
【详解】A.外加电场作用于双极膜时,水分别在电极两端产生氢离子及氢氧根离子,故而水的电离度增大,A正确;
B.双极膜的作用是选择性的让阴阳离子通过,如图,电渗析装置中氢离子及氢氧根离子分别向阴极及阳极移动,其他离子不能通过,故可抽取和MOH,B正确;
C.依题意,双极膜电池中极可由CO2转化为HCOOH:,C正确;
D.由C知,右侧电极发生还原反应,Y极是正极,根据阳离子流向正极可知双极膜中右侧为阳膜,D错误。
故答案为:D。
24.D
【详解】A.依题意,甲烷发生氧化反应生成二氧化碳,吸附甲烷的电极为负极,A项正确;
B.、共同参与反应,电极反应式为,B项正确;
C.根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,C项正确;
D.电池总反应为,会释放出二氧化碳,D项错误;
故选D。
25.D
【分析】由图可知,微生物所在的a极失去电子,作负极,得到电子的b极为正极。
【详解】A.由分析可知,a极为负极,不参与反应,可选择导电性高、易于附着微生物的石墨,A正确;
B.微生物的作用促进了有机物转变为CO2,即促进了电子的转移,B正确;
C.催化剂可以加快氧气的还原,C正确;
D.该电池利用微生物促进电子转移从而发电,温度过高可能导致微生物失活,D错误;
故选D。
26.C
【分析】在铁铬液流电池中,因为氧化性:,放电时,甲池为正极反应为:,乙池为负极,发生反应为:,所以充电时,甲池接电源的正极,为阳极,乙接电源的负极,为阴极;若换成全钒液流电池,放电时,甲池为正极,,为,乙池负极,反应为:,为。
【详解】A.在铁铬液流电池中,因为氧化性:,放电时,甲池为正极反应为:,乙池为负极,发生反应为:,所以充电时,甲池中a接电源的正极,为阳极,乙池中b接电源的负极,为阴极,A正确;
B.根据以上分析,放电时乙池为负极,发生反应为:,B正确;
C.若换成全钒液流电池,放电时,甲池为正极,,为,乙池负极,反应为:,为,所以A、B、C、D分别为、、、,C错误;
D.放电时,a为正极,b为负极,阳离子向正极移动,所以向甲池移动,若电路中通过电子,理论上,有个由乙池经质子交换膜移向甲池,D正确;
故选C。
27.C
【分析】该装置为电解池,M为阴极,电极反应式为[R]+H2O+e-=[R-H]+OH-,N为阳极,电极反应式为,另一反应为[R]+H=[R-H];
【详解】A.M极生成OH-,碱性增强,附近pH增大,A正确;
B.由图可知OH-从M极透过AEM膜进入N极,则AEM为阴离子交换膜,B正确;
C.M极和N极都生成[R-H],由M极的[R]+H2O+e-=[R-H]+OH-,N极[R]+H=[R-H],可知转移1mol电子,理论上生成2mol[R—H],C错误;
D.N为阳极,电极反应式为,D正确;
故选:C。
28.A
【详解】A.阴极发生还原反应,溶液中放电,为,A正确;
B.碱室是转化为,应由双极膜产生不断补充,保持碱的浓度,X应为,B错误;
C.盐室生成,就需要穿过交换膜A,所以交换膜A为阴离子交换膜,C错误;
D.捕获1.12L ,未指明标准状况,无法计算转移电子数,D错误;
故选A。
29.B
【详解】A.b极为碱性锌锰电池的负极,故A错误;
B.碱性锌锰电池放电时,负极的电极反应式为,则电路中每通过2mol电子,负极增重的质量为,故B正确;
C.由原理分析可知,铝电极为电解池的阳极,阳极上铝失去电子发生氧化反应生成铝离子,同时水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气,故C错误;
D.电解池内部发生的反应是,,净化过的水,pH基本保持不变,故D错误。
故选B。
30.D
【分析】图解剖析
该装置为电解池,电极X上的电极反应有、,X为阳极;电极Y上电极反应有、,Y为阴极;阳极室溶液中发生反应。
【详解】A.X为阳极,则a为电源的正极,选项A错误;
B.由于阴极上发生2个电极反应,阳极上也同时发生2个电极反应,故无法确定两极生成OHCCOOH的物质的量是否相等,选项B错误;
C.阳极室生成乙醛酸的反应在电解质溶液中,不是在电极上,选项C错误;
D.电解时,阴离子向阳极移动,故M为阴离子交换膜,选项D正确;
答案选D。
31.B
【分析】放电时,电极b为负极,电极反应式为Na- e-= Na+,电极a为正极,电极反应式为;
【详解】A.根据电池工作示意图分析可知,放电时,电极a为正极,电极b为负极,正极的电势高于负极,则电势:电极a>电极b,A项正确;
B.放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,电子不能通过电解液,B项错误;
C.放电过程中,导线上每通过1mole-,负极上Na+转移至正极,减小1mol钠离子,质量减少23g,C项正确;
D.充电时,电极a为阳极,发生反应的电极反应式为,D项正确;
故选:B。
32.B
【详解】A.由图可知,开关K置于M处时,该装置为原电池,需要利用光能,开关K置于N处时,该装置为电解池,也需要光能,则该装置可实现光能向电能和化学能的转化,选项A正确;
B.原电池中正极的电势大于负极,则电极电势:,电解池中阳极的电势大于阴极,则电极电势:,选项B错误;
C.原电池工作时,电子由负极通过导线流向正极,则开关K置于M处时,电子由极通过导线流向极,选项C正确;
D.开关K置于N处时,该装置为电解池,极为阴极,其电极反应式为,选项D正确;
答案选B。
33.A
【分析】X电极为转变为N2发生了氧化反应为负极,而Y极转变为N2发生了还原反应为正极。
【详解】A.溶液介质为中性,电极反应为,A项错误;
B.Y极转变为N2化合价降低发生了还原反应为正极,B项正确;
C.正极的关系式为N2~10e-即每产生1molN2会转移10mol电子,当电路中通过5mol电子时正极区产生0.5mol电子质量为m=M×n=14g,C项正确;
D.离子的移动方向:带正电的离子移向正极,带负电的离子移向负极,即Cl-移向X极,D项正确;
故选A。
34.B
【分析】根据装置图可知,放电时为原电池,氯气得电子生成氯离子,则b电极为正极,a电极为负极,充电时,为电解池,b为阳极,a为阴极,据此分析。
【详解】A.Cl2易溶于CCl4,但Na+不溶于CCl4,所以用CCl4溶解Cl2就无需离子交换膜,故A正确;
B.电解精炼铜时,粗铜作阳极,阳极可能有、等活泼金属放电,所以1molCl2放电时,转移2mol电子,阳极不一定溶解1mol即64gCu,故B错误;
C.充电时,b为阳极,Cl-向电极b迁移,并在b极生成Cl2,故C正确;
D.充电时,电极a为阴极,电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3,故D正确;
答案为B。
35.C
【详解】A.该装置为原电池,N极上Zn转化为Zn(OH)失电子发生了氧化反应,为负极,A错误;
B.含有一对孤电子对,价层电子对数为4,VSEPR模型名称为正四面体、价层电子对数为3,VSEPR模型名称分别平面三角形,B错误;
C.生成的电极反应式为,C正确;
D.N的化合价由+5→+3→-3,由生成34g (2mol)时至少转移16mol电子,D错误;
故选C。
36.C
【详解】A.根据装置示意图可知,碘单质在N极得电子生成碘离子,故N极为阴极,b极为负极,则a极电势高于b极电势,A错误;
B.对硝基苯甲酸转化成对氨基苯甲酸需要氢离子,故离子交换膜为阳离子交换膜,B错误;
C.每生成0.2mol对氨基苯甲酸需要1.2molI-和1.2molH+,根据电极反应式I2+2e-=2I-可知电路中要转移1.2mol电子,阳极发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+,阳极要产生0.3molO2,迁移向N极1.2molH+,阳极室电解质液质量减少10.8g, C正确;
D.生成对氨基苯甲酸的总反应为:+6I-+6H+=+3I2+2H2O,D错误;
答案选C。
37.B
【分析】从图中可以看出,在玻碳电极,H2O得电子生成O2和H+,则玻碳电极为阳极,铂电极为阴极,CO2在阴极得电子产物与电解质反应生成C2H4等。左侧吸收塔和再生塔吸收水煤气,并实现碳酸钠的循环利用。
【详解】A.由分析可知,玻碳电极为阳极,则b为电源的正极,A正确;
B.铂电极为阴极,CO2发生电催化反应,得电子生成C2H4等,发生还原反应,反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O,B错误;
C.再生塔中碳酸氢钾分解生成碳酸钾,并产生CO2,离子方程式为2H2O+CO2↑+,C正确;
D.由+H+可得,Ka2===5.0×10-11,c(H+)=1×10-10mol∙L-1,溶液的pH=10,D正确;
故选B。
38.B
【分析】由图可知,该装置为电解池,与直流电源的负极相连的电极N为电解池的阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,双极膜中氢离子向阴极移动,电极为阳极,碱性条件下碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次碘酸根离子,次碘酸根离子与乙醇反应生成三碘甲烷、碳酸根离子、碘离子、氢氧根离子和水,双极膜中氢氧根离子向阳极移动。
【详解】A.由分析可知,与直流电源的负极相连的电极N为电解池的阴极,故A正确;
B.由分析可知,与直流电源的负极相连的电极N为电解池的阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,双极膜中氢离子向阴极移动,则电解一段时间后,电解一段时间后,阴极区硫酸浓度不变,故B错误;
C.由分析可知,电极为阳极,碱性条件下碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次碘酸根离子,电极反应式为,故C正确;
D.由得失电子数目守恒可知,每制备三碘甲烷,需要消耗5mol次碘酸根离子,外电路转移10mol电子,则理论上双极膜内解离180g水,故D正确;
故选B。
39.C
【分析】在原电池反应中负极失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应,根据电极微粒变化及元素化合价判断电极正负极、离子移动方向,并书写相应的电极反应式。
【详解】A.由图可知电池工作时,碳电极是正极,H+会由负极移向正极,即H+由乙室通过质子交换膜向甲室移动,A正确;
B.碳电极为正极,在甲室中转化为N2,所以电极反应式为,B正确;
C.当转移10 mol e-时甲室溶液中消耗12 mol H+,但通过质子交换膜的H+只有10 mol,因此,甲室溶液中c(H+)减小,溶液的pH不断增大,C错误;
D.处理含的废水时,根据电子守恒可知关系式为:,透过质子交换膜的H+与转移的电子物质的量相等,所以处理6.2 g(其物质的量是0.1 mol)时,电池中有0.5 mol H+透过质子交换膜,D正确;
故合理选项是C。
40.A
【详解】A.由图可知,闭合时,右侧的物质转化为,则右侧电极反应为,故A正确;
B.由A分析知,闭合时,右侧电极反应为,左侧电极反应为,复合膜层间的解离成和,移动向两极的和的物质的量相等,两电极转移电子数相等,则右侧消耗的氢离子少但生成的甲酸使酸性增强,左侧消耗的氢氧根离子多,故复合膜两侧溶液的pH左侧降低,右侧降低,故B错误;
C.闭合时,该装置为电解池,左侧为阴极,右侧为阳极,从Zn电极流向复合膜,故C错误;
D.没有标明为标准状况,无法计算的体积,故D错误;
故选A。
41.B
【分析】在石墨I电极上,,N元素化合价升高,失电子发生氧化反应,则石墨I作负极,电极反应式为;石墨II作正极,氧气得电子与结合生成,电极反应式为;据此分析解答。
【详解】A.根据分析,石墨Ⅰ为负极,发生氧化反应,A项错误;
B.根据分析,石墨Ⅱ是正极,正极氧气得电子与结合生成,电极反应式为,B项正确;
C.未指明气体所处状况,C项错误;
D.电子不能进入熔融,D项错误;
故选B。
42.C
【分析】a极上加入了呼吸细菌,工作时可将工业废水中的有机污染物转化为,则a极为负极,发生氧化反应,则M为阴离子交换膜, 经过M膜的离子为和b极为正极,发生还原反应,N为阳离子交换膜,经过N膜的离子为和;
【详解】A.根据电极转化关系可知,a极为负极、b极为正极,因此工作时,a极发生氧化反应,电流从b极流向a极,A项正确;
B.阴离子向a极迁移,阳离子向b极迁移,因此N为阳离子交换膜,M为阴离子交换膜,B项正确;
C.若b极上消耗标准状况下,则外电路中通过,此时通过阳离子交换膜的电荷数为,经过N膜的离子为和,其所带电荷数不同,故此离子数目无法确定,C项错误;
D.呼吸细菌的作用为催化有机物分解,D项正确;
答案选C。
43.D
【分析】图中装置为电解装置,以(CH3)4NHCO3为原料电解制备(CH3)4NOH,I室为阳极室,水电离出的氢氧根离子放电发生氧化反应生成氧气,2H2O-4e-=4H++ O2↑,HCO向I室迁移与生成的氢离子结合生成水和二氧化碳气体;II室为阴极室,水电离出的氢离子放电发生还原反应生成氢气,2H2O+2e-=2OH-+ H2↑,溶液中的氢氧根离子浓度变大,原料室中的(CH3)4N+向II室迁移生成(CH3)4NOH。
【详解】A.乙烷-空气碱燃料电池,负极上燃料乙烷失电子发生氧化反应,碱性条件下生成CO,电极反应式为:C2H6-14e-+18OH-=2CO+12H2O,故A正确;
B.由分析可知,左边的惰性电极为阳极,故B正确;
C.I室为阳极室,水电离出的氢氧根离子放电发生氧化反应生成氧气,2H2O-4e-=4H++ O2↑,HCO向I室迁移与生成的氢离子结合生成水和二氧化碳气体,发生的总反应为4HCO-4e-=4CO2↑+2H2O+O2↑,故C正确;
D.由分析可知,在电解过程中(CH3)4NHCO3的元素化合价未发生改变,所以未发生氧化还原反应,故D错误;
答案选D。
44.C
【分析】由题意可知,光照时,电极b电子流出沿着导线进入电极a,则电极b为负极、电极a为正极。
【详解】A. 据分析,该装置实现了光能到电能的转化,A正确;
B. 由图知,电极a上NADPH提供质子、质子得电子后转变为氢原子或氢气、与苯甲醛反应得到苯甲醇,则NADPH起到了传递质子和电子的作用,B正确;
C. 原电池中阳离子向正极迁移,则溶液中的从电极b向电极a迁移,C错误;
D.结合选项B可知, 正极的总反应正确,D正确;
答案选C。
45.A
【分析】本装置为电解池,左侧阳极析出氧气,右侧阴极析出氢气,据此分析解题。
【详解】A.左侧阳极析出氧气,左侧电极反应:,A正确;
B.右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-,反应结束时溶液中存在CH3COO-,水解后溶液显碱性,故溶液为红色,B错误;
C.若c中收集气体,若在标况下,c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol,转移电子量为0.5×10-3mol×4=2×10-3mol,故产生氢气:1×10-3mol,则样品中乙酸浓度为:2×10-3mol ÷10÷10-3=,并且题中未给定气体状态不能准确计算,C错误;
D.盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果,影响反应进行,D错误;
答案选A。
46.D
【分析】根据电子流动方向可知,a为电解池的阴极,电离出的得到电子发生还原反应生成,电极反应为,c为阳离子交换膜,穿过阳离子交换膜进入阴极室,阴极区NaOH溶液浓度不断增大。
【详解】A.b为电解池的阳极,电离出的失去电子发生氧化反应生成,电极反应为,A错误;
B.d为阴离子交换膜,穿过阴离子交换膜进入阳极室,阳极区溶液浓度不断增大,B错误;
C.Cu(1)为原电池的正极,电极反应为,Cu(2)为原电池的负极,电极反应为,C错误;
D.浓差电池从开始工作到放电结束,正极区硫酸铜溶液浓度由降低到,负极区硫酸铜溶液浓度由上升到,即正极区被还原的的物质的量为,负极区被氧化的Cu的物质的量为,电路中转移4mol电子,电解池阴极区生成,即阴极区可得4molNaOH,其质量为160g,D正确;
故选D。
47.C
【分析】石墨电极M处,CO2在光合菌、光照条件下转化为O2,O2在M极放电生成H2O,发生还原反应,M为正极,正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,N极为负极,硫氧化菌将FeSx氧化为S,硫再放电生成,负极电极反应式为S-6e-+4H2O=+8H+,H+通过质子交换膜由右室移向左室;铂电极P为阴极,铂电极Q为阳极,阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极反应式为I2+12OH--10e-=2IO+6H2O,阴极生成氢氧根离子,而阳极生成的IO比消耗的OH-少,溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极。
【详解】A.光照强度大小影响单位时间内生成氧气的量,即影响电流强度,会影响KIO3的制备速率,故A错误;
B.铂电极P为阴极,铂电极Q为阳极,阴极生成氢氧根离子,而阳极生成的IO比消耗的OH-少,溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极,故B错误;
C.N极为负极,硫氧化菌将FeSx氧化为S,硫再放电生成,负极电极反应式为S-6e-+4H2O=+8H+,故C正确;
D.不考虑损耗,电路中每消耗1molO2,转移电子为4mol,阳极反应式为I2+12OH--10e-=2IO+6H2O,可知生成KIO3为4mol×=0.8mol,理论上Q极可制得KIO3的质量为0.8mol×214g/mol=171.2g,故D错误;
故选:C。
48.D
【分析】根据已知条件和装置图可以得出:左边是甲烷燃料电池,右边是电解池,有害气体、分别转化为和,则通入NO的一极为阴极,通入SO2的为阳极,a为负极,b为正极;
【详解】A.根据c电极通入的气体转化为,所以该电极是失去电子,发生氧化反应,是电解池的阳极,则b是燃料电池的正极,通入的是氧气,甲通入的是甲烷,选项A正确;
B.由于电解液是氢氧化钾溶液,通入氧气的b极的电极反应为:,选项B正确;
C.d电极转化为,是电解池阴极得电子,可知电极反应式为:,选项C正确;
D.c电极是转化为,电解池阳极失电子,电极反应式为:,所以在电解池中总反应方程式为,电解过程中消耗水,生成硫酸铵和硫酸,则通过丙出口出去的物质有硫酸铵的浓溶液和,选项D错误;
答案选D。
49.A
【详解】A.放电时为原电池,正极得电子发生还原,根据总反应可知正极反应为CuxS+2e-=xCu+S2-,A错误;
B.充电时为电解池,根据总反应可知Al为阴极,电极反应式为4Al2Cl+3e-=Al+7AlCl,电极上生成Al,电极质量增加;Cu/CuxS为阳极,电极反应式为xCu+S2--2e-=CuxS,电极上增加S元素,电极质量增加,B正确;
C.放电时Cu/CuxS为正极,电极反应式为CuxS+2e-=xCu+S2-,所以1molCuxS反应时,转移2mol电子,C正确;
D.充电时为电解池,阴极得电子发生还原反应,根据总反应可知Al为阴极,电极反应式为4Al2Cl+3e-=Al+7AlCl,D正确;
综上所述答案为A。
答案第20页,共21页
答案第21页,共21页
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