内容正文:
2025年重庆高考一轮专练——电化学选择题 25 道
(
3
)1.(2024·重庆·统考模拟预测)有一种新型电池既可以实现海水淡化,又可以进行废水处理,还能获得电能。下列装置处理含CH COO 的废水。下列说法正确的是
A.a 极为负极,发生还原反应
B. Cl 通过隔膜 II 进入右室
(
3
2
2
)C.负极反应为CH COO 8e 2H O 2CO 7H
(
3
)D.若处理含有 29.5g CH COO 的废水,模拟海水理论上可除 NaCl 234g
2.(2024·重庆·模拟预测)我国科研人员将单独脱除SO2 的反应与H2O2 的制备反应相结合,实现协同转化。
①单独制备H2O2 : 2H2O O2 2H2O2 ,不能自发进行
②单独脱除SO : 4OH 2SO O 2SO 2 2H O ,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H2O 解离为O H 和H ,并向两极迁移)。下列分析不正确的是
A.反应②释放的能量可以用于反应①
(
2
2
2
)B.产生 H2O2 的电极反应: O +2e- +2H+ =H O
C.反应过程中不需补加稀H2SO4
D.协同转化总反应: SO2 O2 2H2O H2O2 H2SO4
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)
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3.(2024·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考二模)工业上常采用电渗析法从含葡萄糖酸钠(用 GCOONa 表示)的废水中提取化工产品葡萄糖酸(GCOOH)和烧碱,模拟装置如图所示(电极均为石墨)。
下列说法错误的是
A.交换膜 2 为阴离子交换膜
B.b 电极上发生氧化反应
C.一段时间后,a、b 电极产生气体的质量之比为 1∶8 D.电路中通过 lmol 电子时,理论上回收 2molGCOOH
4.(2024·重庆沙坪坝·重庆八中校考模拟预测)硼化钒-空气电池的放电反应为 4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5,以该电池为电源电解制备钛的装置如图所示。下列说法不正确的是
A.石墨电极可能发生 2Cl--2e-=Cl2↑、2O2--4e-=O2↑ B.电解槽中的阳极材料石墨电极需定期更换 C.Pt 电极反应式为
2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O
D.若制备 4.8gTi,理论上正极应通入标准状况下 2.24L 空气
5.(2024·重庆沙坪坝·重庆一中校考模拟预测)汞曾被用于氯碱工业,如图所示。水银电解室中石墨与底部循环流动的水银分别为两极,电解过程中形成钠汞齐( Na nHg ,即钠汞合金)。下列说法错误的是
水银电解室中石墨为阴极
解汞室产生的气体 b 为H2 、C 为 NaOH
Na 可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞
电解
(
2
)电解室总反应为2Na+ +2Cl- +2nHg 2Na nHg+Cl
6.(2024·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测)水系锌离子电池具有成本低、污染小、高能量、高功率、安全性能高等优点。被认为是锂离子电池的替代发展方向。一种锌离子电池的结构如图所示,其工作原理为
放电
Zn+2MnO2 ZnMn2O4。关于该电池的说法错误的是
充电
闭合 K1 时,MnO2 电极的电势高于 Zn 电极的电势
闭合 K1 时,电路中转移 0.2 mol 电子,Zn 电极质量减少 6.5g
闭合 K2 时,MnO2 电极发生氧化反应
闭合 K2 时,Zn2+通过阳离子交换膜从右极室移向左极室
7.(2022·重庆·统考模拟预测)某可折叠的柔性电池的结构如下图,其放电
有关该电池的说法正确
给该电池充电时,将锌膜这一极接电源的正极
放电时,电子从 Zn 膜出发经有机高聚物到MnO2 膜
(
2
2
)充电时,阴极电极反应式: MnOOH e +OH =MnO +H O
放电时,外电路中每通过 2mol 电子, MnO2 膜质量就会增加 2g
8.(2024·重庆·重庆南开中学校考模拟预测)制造尼龙66 的原料己二腈 NCCH2 4 CN 在工业上用量很大。传统上以乙炔和甲醛为原料需经过很长路线才能合成己二腈;采用电有机合成法,先以丙烯为原料制备丙烯腈
( CH2 CHCN ),再用丙烯腈电解合成己二腈,原理如图所示。下列说法不正确的是
石墨电极 b 的电势比石墨电极 a 的电势高
B.c 应选用阳离子交换膜
一段时间后,与工作前相比,阴极室的pH 增大
和传统有机合成相比,电有机合成具有条件温和、生产效率高等优点
9.(2024·重庆·模拟预测)如图,甲、乙是两个完全相同的光伏并网发电模拟装置,利用它们对煤浆进行脱硫处理。下列叙述中错误的是
光伏并网发电装置中 b 为正极
石墨 1 电极上消耗 1molMn2+,甲、乙中各转移 0.5mol 电子
(
4
)脱硫反应原理为:15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SO 2 +16H+
处理 60gFeS2,石墨 2 电极上消耗 7.5molH+
10.(2024·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测)Karl Fischer 法可用于样品中微量水的测定,其电化学装置如图所示,把样品加入阳极液中,利用电解产生的I2 对水进行定量分析,其原理为(RN 代表咪唑,是碱性):
SO2 I2 H2O 3RN CH3OH (RNH)SO4CH3 +2(RNH)I
。若产生b mL(标准状况)氢气,下列说法错.误.的是
电极 X 为阴极
电解
(
2
2
)电解池的总反应为2I- +2H+ I +H
多孔陶瓷提供离子通道,不作为电子导体
a mL阳极液中水的浓度为 18b g / mL
22.4a
11.(2022·重庆·西南大学附中统考三模)我国科研人员发明电解脱硫废水制备硫酸铵技术,如图为制备装置示意图。下列说法正确的是
A.电极 b 连接外电源正极
该装置工作时,阴极区溶液 pH 值不变
C.a 极有 NH3 生成
12.(2022·重庆·统考二模)某新型可充电钠离子电池放电时的工作原理如下图所示,下列说法正确的是
放电时,Mo 箔为电池的负极
充电时,电源的正极应与 Mg 箔连接
放电时,Na+通过交换膜从左室移向右室
D.充电时,阳极反应为:Na2Fe[Fe(CN)6]-2e- =Fe[Fe(CN)6]+2Na+
13.(2022·重庆·统考模拟预测)《自然—可持续发展》杂志报道了通过原位电化学方式,在锰基普鲁士蓝表面构建了理想的梯度铁锰界面,实现了水系钾离子电池的超 13 万次循环。该水系钾离子电池放电总反应为 2KC14H10+xMnFe(CN)6=2K1-xC14H10+xK2MnFe(CN)6,放电工作原理如图
所示,下列说法正确的是
放电时,电流从电极 B 经导线流向电极 A B.充电时,CF3SO3K 溶液浓度变小
放电时,电极 A 质量减小,电极 B 质量增加
充电时,阳极反应式为 K2MnFe(CN)6-2e-=2K++MnFe(CN)6
14.(2022·重庆·校联考三模)新型 NaBH4/H2O2 燃料电池(DBFC)的结构如图,该电池总反应方程式为
NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O。下列有关说法中正确的是
电极 B 为负极,纳米 MnO2 层的作用是提高原电池的工作效率
燃料电池每消耗 3 mol H2O2,理论上通过电路中的电子数为 6NA D.燃料电池在放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移
15.(2022·重庆·统考模拟预测)某科研团队发明的制取 H2O2 的绿色方法,原理如图所示,下列说法正确的是
A.Y 膜为阳离子交换膜
催化剂可加快单位时间内反应中电子的转移数目
C.b 极上发生氧化反应
D.生成 H2O2 的总反应为 2H2O+O2=2H2O2
16.(2022·重庆·统考二模)利用电化学原理在厌氧条件下分解有机物的装置如图所示。下列说法正确的是
A.电流流向:A 电极→用电器→B 电极
B.A 电极发生的电极反应为Y 2e X 2H
C.若左池有100gX 转化为 Y,理论上右池溶液增加的质量为18g
D.若有机物为葡萄糖,处理0.5mol 葡萄糖,理论上消耗O2 的体积为67.2L
17.(2022·重庆北碚·西南大学附中校考模拟预测)某科研团队首次发展了一种电化学驱动的环胺类化合物的去
(
2
2
)饱和β -酰基化反应。其反应原理为+ 通电 +2H ↑+CO ↑,电源为氢氧燃料电池,装置图如下。下列有关说法不正确的是
A.电解过程中 H+通过质子交换膜从左室进入右室
B.阳极的电极反应式为
+ -4e-= +4
H++CO2↑
C.若氢氧燃料电池中消耗 16gO2,则阴极区溶液质量减少 2g D.整个过程中主要能量转化形式依次为化学能→电能→化学能
18.(2022·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考二模)我国科学家设计了一种阴阳极协同苯酚转化装置,实现对酸
性废水中苯酚( )的高效除去。原理如图所示,其中电极分别为 ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的 ZnO)
和石墨烯。该装置工作时,下列叙述错误的是
A.石墨烯上的电势比 ZnO@石墨烯上的低
B.阳极的电极反应: +11H2O-28e-=6CO2+28H+
C.该装置在去除苯酚的同时,能提高废水的 pH 值(假设过程中废水体积不变) D.装置工作时,理论上两极苯酚除去的物质的量相等
19.(2022·重庆·校联考模拟预测)含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去,其原理如图所示。下列
叙述不.正.确.的的是
A.N 极为电池的负极
B.M 极的电极反应式为+e-=+Cl-; C.随温度升高,电池的效率可能降低
D.每生成1molCO2 ,有4molH 迁入 M 极区
20.(2022·重庆·西南大学附中校联考一模)羟基自由基(·OH )是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为 CO2、H2O 的原电池—电解池组合装置(如图),该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
电池工作时,b 电极附近 pH 减小
(
2
7
)B.a 极 1 mol Cr O2 参与反应,理论上通过质子交换膜的 H+数目为 6NA
C.d 极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH 28 OH 6CO2 17H2O
D.右侧装置中,c、d 两极产生气体的体积比(相同条件下)为 7:1
21.(2022·重庆·校联考一模)苯酚( )是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料,但苯酚也有较强的毒性。如图是处理废水中苯酚的装置。下列有关说法正确的是
· 电极电势低,电极附近pH 增大
H 由 B 区移向 A 区,B 区溶液的pH 增大
(
3
x
3
)C.b 电极反应式为WO +xH+ +xe- =H WO
D.若有 2mol 电子通过导线,A、B 两区域中溶液质量改变量的和为 2g
22.(2022·重庆·统考一模)我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如下图所示(半透膜只允许 K+、H+通过),下列说法错误的是
A.物质 A 可以是硫酸氢钾
(
3
)B.左侧为电池负极,HCOO-发生氧化反应生成HCO
C.该燃料电池的总反应为:
(
2
3
2
)2HCOOH O 2OH 2HCO 2H O
D.右侧每消耗 11.2 LO2(标况),左侧有 1 mol K+通过半透膜移向右侧
23.(2022·重庆沙坪坝·重庆市天星桥中学校考一模)一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示,下列说法正确的是
A.电极 P 为电池的负极,发生还原反应
(
3
)B.电极 R 上的电极反应式为 2CO 2- _4e-=2CO2↑+O2↑ C.电池工作时,K+、Na+往电极 P 移动
D.电池工作时,外电路电流的流动方向为电极 R→用电器→电极 P
24.(2022·重庆沙坪坝·重庆市天星桥中学校考一模)如图是利用微生物将废水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质而制作的化学电源,可给二次电池充电。下列说法正确的是
(
2
2
2
2
2
2
2
)A.M 极电极反应式: H N(CH ) NH +4H O-16e- =2CO +N +16H+
B.需要充电的二次电池的正极应与 M 极相连
C.H+通过质子交换膜由 N 极向 M 极移动
D.若 N 极消耗了标准状况下 2.24LO2,则有 0.4mol 电子从 N 极流向 M 极
二、多选题
25.(2022·重庆·模拟预测)二氧化氯( ClO2 )是一种黄绿色、易溶于水的气体,常用于污染物的处理。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2 的原理如图所示。下列说法正确的是
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A.a 极与电源的负极连接,Y 溶液是稀盐酸
(
4
3
)B.a 极上发生的反应为NH 6e 3Cl NCl
4H
C.二氧化氯发生器内发生的氧化还原反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶6
D.当 0.6mol 阴离子通过离子交换膜时,理论上二氧化氯发生器中产生标准状况下2.24LNH 3
试卷第 9页,共 9页
参考答案:
1.D
(
3
)【详解】A.由图中物质变化可知, CH COO 在 a 极发生氧化反应,生成 CO2,因此 a 极为负极,A 错误;
B.a 极为负极, Cl 应该透过隔膜 I 进入左室,B 错误;
(
3
2
2
)C.负极反应为CH COO 8e 2H O 2CO 7H ,C 错误;
(
3
3
)D.每消耗 1mol CH COO 时,转移电子物质的量为 8mol,消耗 8mol NaCl;若处理含有 29.5g 即 0.5mol CH COO
的废水时,模拟海水理论上可除 4mol NaCl,即 234g,D 正确。因此,本题选 D。
2.D
(
4
) (
2
4
2
) (
2
2
2
)【分析】该装置为原电池,根据图中电子移动方向可知,左侧电极为负极,负极上 SO2 发生失电子的反应生成SO2- ,右侧电极为正极,正极上 O2 发生得电子的反应生成 H2O2,负极反应式为SO -2e- +4OH- =SO2- +2H O ,正极反应式为O +2e- +2H+ =H O ,所以协同转化总反应为 SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4,原电池工作时,阴离子移向负
极,阳离子移向正极;
【详解】A.反应①不能自发进行,则反应①是吸热反应,反应②能自发进行,则反应②是放热反应,反应②释放的能量可以用于反应①,A 项正确;
(
2
2
2
)B.由图可知,生成 H2O2 的电极反应为O +2e- +2H+ =H O ,B 项正确;
C.根据总反应可知,右侧消耗 H+的量等于迁移过来H+的量,硫酸的总量不变,所以反应过程中不需补加稀 H2SO4, C 项正确;
D.负极反应式为SO -2e- +4OH- =SO2- +2H O ,正极反应式为O +2e- +2H+ =H O ,则协同转化总反应为
2 4 2 2 2 2
SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4,D 项错误;
故选 D。 3.D
【分析】在电解池的左侧,稀 NaOH 溶液转化为浓 NaOH 溶液,则表明 Na+透过交换膜 1 进入左侧,在 a 电极上 H2O 得电子生成 H2 和 OH-,此电极为阴极;在右侧,稀 GCOOH 转化为浓 GCOOH,表明 GCOO-透过交换膜 2进入右侧,在 b 电极上 H2O 失电子生成 O2 和 H+,b 电极为阳极。
【详解】A.由分析可知,交换膜 2 为阴离子交换膜,A 正确;
B.由分析可知,b 电极上为阳极,失电子发生氧化反应,B 正确;
C.电解发生后,a 电极生成 H2,b 电极生成 O2,依据得失电子守恒,H2 与 O2 的物质的量之比为 2∶1,所以一段时间后,a、b 电极产生气体的质量之比为 1∶8,C 正确;
答案第 1页,共 10页
D.电路中通过 1mol 电子时,有 1molGCOO-透过交换膜 2 进入右侧,则理论上回收 1molGCOOH,D 错误;故选 D。
4.D
【分析】硼化钒-空气电池的放电反应为 4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5,通入空气的为电池的正极,铂电极为电池负极,石墨连接正极为电解池的阳极,氧化钛电极为电解池的阴极。
【详解】A.石墨为阳极,Cl-和 O2 均有可能在石墨电极放电,发生电极反应 2Cl--2e-=Cl2↑、2O2--4e-=O2↑,选项 A 正确;
B.熔融态(高温)电解产生 O2,会损耗石墨,需定期更换,选项 B 正确;
C.Pt 电极上 VB2 失电子生成 V2O5、B2O3,电极反应式为 2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O,选项 C 正确;
D.制备 4.8g Ti,需要标准状况下 2.24LO2,理论上正极应通入标准状况下空气 11.2L,选项 D 不正确;答案选 D。
5.A
【分析】水银电解室中间为石墨电极,底部循环流动的水银为阴极,从新鲜盐水进入生成淡盐水知该水银电解室消耗 NaCl,失电子生成氯气,则解汞室上面进水被消耗,得电子生成 b 气体 H2;水银电解室中发生总反应的离
子方程式为:
电解
(
2
)2Na+ +2Cl- +2nHg == 2Na nHg+Cl ;
【详解】A.由分析可知,水银电解室消耗 NaCl,失电子生成氯气,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,则水银电解室中石墨为阳极,故 A 错误;
B.解汞室上面进水被消耗,得电子生成 b 气体 H2,水银法阴极的电极反应式为:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,C 为
NaOH,故 B 正确;
C.电解过程中, Na 可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞形成钠汞齐( Na nHg ),故 C 正确;
D.由分析可知,水银电解室中发生总反应的离子方程式为:
电解
(
2
)2Na+ +2Cl- +2nHg == 2Na nHg+Cl ,故 D 正确;
故选:A。
6.D
【详解】A.闭合 K1 时,形成原电池,MnO2 电极为正极,Zn 为负极,所以 MnO2 电极的电势高于 Zn 电极的电势,A 正确;
B.闭合 K1 时,Zn 作负极,Zn-2e-=Zn2+,则电路中转移 0.2 mol 电子,参加反应 Zn 的物质的量为 0.1mol,Zn 电极质量减少 6.5g,B 正确;
C.闭合 K2 时,MnO2 电极作阳极,失电子发生氧化反应,C 正确;
D.闭合 K2 时,Zn 电极为阴极,阳离子向阴极移动,所以 Zn2+通过阳离子交换膜从左极室移向右极室,D 错误;故选 D。
【详解】A.Zn 为负极,给该电池充电时,将锌膜这一极接电源的负极而作阴极,故 A 错误;
B.放电时,电子从 Zn 膜出发经外电路,再到MnO2 膜,不是经过有机高聚物,故 B 错误;
(
2
2
)C.充电时, MnOOH e +OH =MnO +H O 是阳极电极反应式,不是阴极电极反应式,故 C 错误;
(
2
2
2
)D.放电时,根据MnO +H O e =MnOOH+OH ,外电路中每通过 2mol 电子, MnO 膜多了 2mol 氢,其质量就会增加 2g,故 D 正确。
综上所述,答案为 D。 8.C
【分析】该装置为电解池,通过所给物质转化的关系,可知石墨电极 a 上发生还原反应,为电解池的阴极,石墨电极 b 为阳极。
【详解】A.石墨电极 a 为阴极,石墨电极 b 为阳极,所以 b 电极电势高,A 正确;
C.工作一段时间后,阴极室消耗的氢离子与从阳极室通过交换膜转移的氢离子数目相同,所以阴极室的 pH 不变,C 错误;
D.和传统有机合成相比,电有机合成具有条件温和、生产效率高等优点,D 正确;故选 B。
9.B
【分析】由图可知,石墨 1 电极上 Mn 元素价态升高失电子,故石墨 1 为阳极,电极反应式为 Mn2+-e-=Mn3+,
(
4
)Mn3+与 FeS2 反应实现脱硫,石墨 2 为阴极,
【详解】A.石墨 1 为阳极极,则 b 极为电源的正极,A 正确;
B.石墨 1 为阳极,电极反应式为 Mn2+-e-=Mn3+,消耗 1molMn2+,电路中转移 1mol 电子,B 错误;
(
4
)C.阳极生成的 Mn3+与 FeS2 反应实现脱硫,反应为 15Mn3++FeS2+8H2O═15Mn2++Fe3++2 SO2- +16H+,C 正确;
60g
D.处理 60gFeS2,消耗阳极生成的 Mn3+的物质的量为120g•mol-1 ×15=7.5mol,转移电子 7.5mol,石墨 2 为阴极,
D 正确;故答案为:B。
10.D
【详解】A.由分析可知,电极 X 为电解池的阴极,故 A 正确;
电解
B.由分析可知,电解的总反应为2I- +2H+
I2 +H2 ,故 B 正确;
C.多孔陶瓷能允许离子通过起到提供离子通道的作用,但不能传递电子,不能作为电子导体,故 C 正确;
D.由电解的总反应方程式和题给反应方程式可得:H2—I2—H2O,由标准状况下氢气的体积为 bmL 可知,amL
b10-3L 3
阳极液中水的浓度为 22.4L/mol = 1810 bg / mL ,故 D 错误;
故选 D。 11.C
aml
22.4a
【分析】据图可知电极 a 上(NH4)2SO3 转化为(NH4)2SO4,发生氧化反应,所以电极 a 为阳极,则电极 b 为阴极,氢离子被还原生成氢气。
【详解】A.a 上(NH4)2SO3 转化为(NH4)2SO4,电解质溶液显酸性,电极反应为 SO 2+H2O−2e−=SO 2 +2H+,A 错
3 4
误;
B.根据分析,电极 b 为阴极,应连接外电源的负极,B 错误;
C.阴极反应为 2H++2e−=H2↑,同时阳极产生的氢离子会通过质子交换膜迁移到阴极,所以阴极区溶液中氢离子浓度保持不变,即 pH 值不变,C 正确;
D.该电解池中为酸性电解质,不会有氨气生成,D 错误;综上所述答案为 C。
12.D
【分析】由图可知该装置为原电池,Mo 箔上 Fe[Fe(CN)6]→Na2Fe[Fe(CN)6],发生得电子的还原反应,则 Mo 箔作正极;Mg 箔上Mg 失电子生成Mg2+,Mg 箔电极作负极。正极反应式为 Fe[Fe(CN) 6]+2Na++2e- =Na2Fe[Fe(CN)6],负极反应式为 2Mg+2Cl--4e- =[Mg2Cl2]2+,充电时为电解池,原电池的正负极连接电源的正负极,阴阳极反应和原电池负正极的相反,据此分析解答。
【详解】A.放电时,Mo 箔上 Fe[Fe(CN)6]→Na2Fe[Fe(CN)6],发生得电子的还原反应,Mo 箔作正极,A 错误;
B.放电时 Mo 箔为正极,Mg 箔电极为负极,充电时电源正极与该电池的正极 Mo 箔连接,B 错误;
C.放电时,Na+通过交换膜向正极移动,即从右室移向左室,C 错误;
D.充电时,Mo 箔电极连接电源的正极做阳极,阳极失去电子发生氧化反应,则阳极的电极反应为:
答案第 4页,共 10页
Na2Fe[Fe(CN)6]-2e- =Fe[Fe(CN)6]+2Na+,D 正确;
故合理选项是 D。 13.D
充电时,电池正极接电源的正极,电池负极接电源的负极,据此分析;
【详解】A.放电时,根据上述分析,电极 A 为正极,电极 B 为负极,电流从正极经外电路流向正极,即电流从电极 A 经导线流向电极 B,故 A 错误;
B.充电时,CF3SO3K 不参与电极反应,因此 CF3SO3K 溶液浓度不变,故 B 错误;
D.充电时电池正极接电源的正极,电池负极接电源的负极,阳极反应式为 K2MnFe(CN)6-2e-=2K++MnFe(CN)6,故 D 正确;
答案为 D。 14.C
【详解】A.根据分析,电极 B 为正极,正极区的电极反应为 H2O2+2e-=2OH-,A 项错误;
B.根据分析,电极 B 为正极,B 项错误;
C.电池总反应方程式为 NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O,反应中 H2O2 中 O 元素的化合价由-1 价降至-2 价,每消耗 3 mol H2O2,理论上通过电路中的电子物质的量为 6mol,通过电路的电子数为 6NA,C 项正确;
D.燃料电池在放电过程中,阳离子 Na+从负极区向正极区迁移,D 项错误;答案选 C。
15.B
【分析】由图可知,通入氢气的 a 极为原电池的负极,氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子,电极反应式为 H2—2e—=2H+,氢离子通过阳离子交换膜进入产品室,通入氧气的 b 极为正极,氧气在正极得到电子发生
还原反应生成 HO - 离子和氢氧根离子,电极反应式为 O2+2e—+H2O=HO - +OH—,HO - 离子、OH—离子通过阴离
2 2 2
子交换膜进入产品室与氢离子反应生成过氧化氢和水,电池的总反应为 H2+O2=H2O2。
【详解】A.由分析可知,Y 膜为阴离子交换膜,故 A 错误;
B.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,所以单位时间内反应中电子的转移数目增多,故 B 正确;
答案第 5页,共 10页
(
2
)C.由分析可知,b 极为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成 HO - 离子和氢氧根离子,故 C 错误;
D.由分析可知,电池的总反应为 H2+O2=H2O2,故 D 错误;故选 B。
16.C
【分析】由图可知,B 电极上氧元素价态降低得电子,B 电极为正极,电极反应式为 O2+4e-+4H+=2H2O,A 电极为负极,电极反应式为 X-2e-═Y+2H+;
【详解】A.该装置中,A 电极为负极,B 电极为正极,电流从正极流向负极,则电流流向:B 电极→用电器→A电极,故 A 错误;
B.由图知X 到Y 少了2 个H,发生失电子的氧化反应,有机物升高2 价,失去2 个电子,电极反应式为X-2e-═Y+2H+,
故 B 错误;
C.100gX 物质的量为n= m =
100g
=1mol ,由电极反应式为 X-2e-═Y+2H+,转移 2mol 电子,左侧质子穿过
M 100g/mol
质子交换膜到达右室参与反应
故选 C。 17.C
【分析】从电解反应方程式可以看出,左侧与 反应的中间产物失电子生成
和 CO2 气体,则 C1 电极为阳极,C2 为阴极。
【详解】A.由分析知,C1 电极为阳极,C2 为阴极,H+为阳离子,应由阳极区向阴极区移动,所以电解过程中
H+通过质子交换膜从左室进入右室,A 正确;
B.在阳极, 与 反应的中间产物失电子生成和
CO2 气体,则电极反应式为 + -4e-=+4H++CO2↑,B 正确;
16g
C.若氢氧燃料电池中消耗 16gO ,则线路中转移的电子的物质的量为
4 2mol ,在阴极区发生反应
2
答案第 6页,共 10页
32g/mol
由阳极通过质子交换膜迁移而来,所以阴极区溶液质量不变,C 不正确;
D.整个过程中主要能量从氢氧燃料电池产生,在氢氧燃料电池中,化学能→电能,在电解池中,电能→化学能, D 正确;
故选 C。 18.C
(
2
2
) (
2
2
2
)【分析】由图示可知,苯酚在 ZnO@石墨烯上失电子生成二氧化碳,因此阳极的电极反应为 +11H O-28e- 6CO +28H+,氧气在石墨烯上得电子生成过氧化氢,因此阴极的电极反应为
【详解】A.由分析可知,石墨烯为阴极、得电子,ZnO@石墨烯为阳极、失电子,因此石墨烯上的电势比 ZnO@
石墨烯上的低,A 正确;
B.由图示可知,苯酚在 ZnO@石墨烯上失电子生成二氧化碳,因此阳极的电极反应为
(
2
2
)+11H O-28e- 6CO +28H+,B 正确;
C.由分析可知,电解池阳极反应式为:
+11H O-28e- 6CO +28H + ,阴极反应式为
(
2
2
) (
2
2
2
)O +2e- +2H+ H O ,总反应为: +11H2O+14O2=6CO2↑+14H2O2,由总反应可知,该装置在去除苯酚的同时,溶液的 pH 基本不变,C 错误;
(
2
2
2
)D.阴极反应式为O +2e- +2H+ H O ,生成的过氧化氢又与苯酚反应生成二氧化碳和水,反应方程式为:
+14H2O2=6CO2↑+17H2O,而电解的总反应式为::+11H2O+14O2=6CO2↑+14H2O2,由两
个反应方程式可知,装置工作时,理论上两极苯酚除去的物质的量相等,D 正确;答案选 C。
19.B
【详解】A.根据 H+移动的方向以及原电池的工作原理,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,即 M 极为正极,N 极为负极,故 A 说法正确;
B.M 极的电极反应式为+H++2e-= +Cl-,故 B 说法错误;
C.高温使蛋白质变性失去活性,杀死微生物,电池的效率可能降低,故 C 说法正确;
的电量相同,因此生成 1molCO2,有 4molH+迁入 M 极区,故 D 说法正确;答案选 B。
20.D
(
2
7
)【分析】根据图示可知 a 极发生还原反应,电极反应式为: Cr O2 +6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-,a 电极为原电池正极;b 极苯酚失电子被氧化为 CO2,电极反应式为:C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,b 电极为原电池负极;
c 极连接电源负极为电解池阴极,电极反应
【详解】A.b 极苯酚失电子被氧化为 CO2,电极反应式为 ,则 b 电极附近 c(H+)
增大,溶液 pH 减小,A 正确;
· (
2
7
) (
2
7
)极得到电子发生还原反应,电极反应式为: 根据电极反应式可知:每有 1 mol Cr O2 参与反应,转移 6 mol 电子,则通过质子交换膜的 H+数理论上有 6NA,B 正确;
C.羟基自由基对有机物有极强的氧化能力,则苯酚被氧化的化学方程式为:C6H5OH+28·OH =6CO2↑+17H2O,C
正确;
D.c 极为电解池阴极,电极反应为,c 极生成 H2 气体的物质的量是 0.35 mol; d 极为电解池的阳极,电极反应式为:C6H5OH-28·OH =6CO2↑+17H2O 生成 CO2 气体的物质的量量的比,则 c、d 两极产生气体的体积比为:0.35 mol:0.15 mol=7:3,D 错误;故合理选项是 D。
21.D
【分析】由图可知,a 电极为原电池的正极,酸性条件下,苯酚在正极得到电子发生还原反应生成苯,电极反应式为 C6H5OH+2e-+2H+=C6H6+H2O,b 电极为负极,HxWO3 在负极失去电子发生氧化反应生成 WO3 和氢离子,电极反应式为 HxWO3-xe-=WO3+xH+,电池工作时,氢离子由 B 区移向 A 区。
【详解】A.由分析可知,a 电极为原电池的正极,酸性条件下,苯酚在正极得到电子发生还原反应生成苯,电极反应式为 C6H5OH+2e-+2H+=C6H6+H2O,则 a 电极电势高,电极附近溶液 pH 增大,故 A 正确;
B.由分析可知,b 电极为负极,HxWO3 在负极失去电子发生氧化反应生成 WO3 和氢离子,电极反应式为 HxWO3
-xe-=WO3+xH+,电池工作时,氢离子由 B 区移向 A 区,则 b 电极附近溶液 pH 减小,B 区溶液 pH 不变,故
B 错误;
C.由分析可知,b 电极为负极,HxWO3 在负极失去电子发生氧化反应生成 WO3 和氢离子,电极反应式为 HxWO3
-xe-=WO3+xH+,故 C 错误;
答案第 8页,共 10页
D.由分析可知,a 电极为原电池的正极,b 电极为负极,氢离子由 B 区移向 A 区,若有 2mol 电子通过导线, 就有 2mol H+从 B 迁移到 A,A 区溶液质量增加 2g,B 区溶液的质量不变,则溶液改变量的和为 2g,故 D 正确;故选 D。
22.D
【详解】A.由图可知,原电池工作时 K+通过半透膜移向正极(右侧),右侧电极反应为:Fe3++e-=Fe2+,从装置中
分离出的物质为 K2SO4。放电过程中需补充的物质 A 是 H2SO4 或硫酸氢钾,A 正确;
(
3
) (
3
)B.HCOOH 在碱性燃料电池中,左侧电极发生 HCOO-失去电子的反应生成HCO ,所在电极为负极,电极反应式为 HCOO-+2OH--2e-= HCO +H2O,B 正确;
(
3
)根据上述分析可知该燃料电池的总反应为:2HCOOH+2OH-+O2=2 HCO +2H2O,C 正确;
右侧每消耗 11.2 LO2(标况),反应的 O2 的物质的量是 0.5 mol,转移 2 mol 电子,则左侧有 2 mol K+通过半透膜移向右侧,D 错误;
故合理选项是 D。 23.D
【分析】由图可知,催化重整装置中甲烷和水反应生成一氧化碳和氢气,电极 P 为燃料电池的负极,一氧化碳和氢气分别在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极 R 为正极,在二氧化碳作用下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子。
【详解】A.由分析可知,电极 P 为燃料电池的负极,一氧化碳和氢气分别在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,故 A 错误;
(
3
)B.由分析可知,电极 R 为正极,在 CO2 存在下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子,电极反应式为 2CO2+O2+4e—= 2CO 2- ,故 B 错误;
C.由分析可知,电极 P 为燃料电池的负极,电极 R 为正极,则钾离子、钠离子往正极电极 R 移动,故 C 错误;
D.由分析可知,电极 P 为燃料电池的负极,电极 R 为正极,电池工作时,外电路电流的流动方向为正极电极
R→用电器→负极电极 P,故 D 正确;
故选 D。
答案第 9页,共 10页
24.A
B.需要充电的二次电池的正极应与外接电源正极相连,M 极为负极应与需要充电的二次电池的负极相连,B 错误;
C.N 是正极﹐电解质溶液为酸性溶液﹐负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,质子透过离
子交换膜由 M 极移向 N 极,C 错误;
D.当 N 电极消耗 2.24L O2 时,则转移 2.24L
22.4L/mol
× 4=0.4 mol 电子,所以则有 0.4mol 电子从 M 极流向极 N,D
错误;
答案选 A。 25.CD
【详解】A.由分析可知,a 为阳极,与直流电源的正极相连,Y 溶液是稀盐酸,A 错误;
C.二氧化氯发生器中,发生反应 3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH,其中 NCl3 作氧化剂,NaClO2作还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为 1:6,C 正确;
D.有 0.6mol 阴离子通过交换膜,电路中就有 0.6mol 电子转移,由反应
3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH 可知,转移 0.6mol 电子,生成 0.1molNH3,标况下其体积为
2.24L,D 正确;故选 CD。
答案第 10页,共 10页
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