内容正文:
2025年安徽高考一轮专练——电化学选择题45道解析版
一、单选题
1.(2024·安徽六安·模拟预测)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0.2mol,光催化装置生成2.24L气体
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
2.(2024·安徽合肥·三模)环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示:
已知:
下列说法错误的是
A.Pt电极接电源正极
B.制备1mol环氧乙烷,Ni电极区产生2molH2
C.Pt电极区的反应方程式为:CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br
D.电解完成后,将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
3.(2024·安徽安庆·模拟预测)某课题组报道了一种两相无膜Zn/PTZ(吩噻嗪)电池,电解液中的在水层和层之间迁移,工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,正极的电极反应式为
B.放电时,每转移,水层(包括电极)质量减轻145g
C.充电时,由向水层迁移
D.电池在充、放电过程中不能上下颠倒位置
4.(2024·安徽·模拟预测)有机溶剂-水自分层电池,借助液-液界面屏障,可以实现电池在无隔膜下平稳运行。中国科学院大连化学物理研究所提出了一种锌、溴自分层电池,该电池采用的水溶液作为负极电解液,而正极电解液为含的有机溶液。其装置如图所示,下列说法错误的是
A.放电时,电子从负极流出进入正极,再经电解液回到负极
B.放电时,溶于中的被还原为,重新回到水溶液中
C.充电时,阴极电极反应式为
D.该电池可有效防止的交叉混合,因此无需隔膜
5.(2024·安徽合肥·模拟预测)下图是一种以丙酮和异丙醇为氧化/还原电对的热电化学电池的工作原理。下列说法错误的是
A.热电化学电池能将热能转化为电能
B.热端电极电势低于冷端电极电势
C.负极的电极反应:
D.温差使丙酮蒸发和冷凝,引起了丙酮的浓度差,可持续放电
6.(2024·安徽合肥·三模)便携式血糖仪能通过原电池原理迅速而准确地测得患者的血糖水平,其负极材料是附有二茂铁衍生物(Fe)涂层的碳电极,负极室的工作原理如图1所示,的结构如图2所示。下列说法错误的是
A.正极的电极反应式可能为
B.负极涉及的反应有
C.中N的杂化方式与O相同
D.当电路中转移1 mol电子时,消耗180 g葡萄糖
7.(2024·安徽合肥·三模)一种基于固体电解质NASICON的可充电钠碘电池,具有安全、电流密度高、使用条件宽泛等优点,其工作示意图如下所示,已知电池充电时b极发生氧化反应。下列说法错误的是
A.放电时a电极反应式为
B.电池总反应式可表示为
C.充电时,转移0.2mol 时,c区和d区的质量差改变4.6g
D.若将c区换成金属锂,电池的比能量更大
8.(2024·安徽合肥·三模)钇稳定氧化锆浓差电池可用于测定待测环境中的含氧量,在冶金、能源等领域也应用广泛,其原理是利用空气与待测环境中氧气的浓度差对电压的影响,其工作状态如图所示。该电池工作时,下列说法错误的是
A.空气侧的电极电势高于测量侧的电极电势
B.、移向空气侧
C.电极B发生的反应为
D.若测量侧处于富氧环境中时,电池的正负极可能会发生转换
9.(2024·安徽·模拟预测)三维骨架结构的KFeC2O4F材料具有优异的储钾性能,且该材料成本低廉、合成简单、热稳定性良好,可用于钾离子全电池的正极材料。一种钾离子全电池放电时的工作原理如图所示:
已知充放电时KFeC2O4F中氧化还原电对为。下列有关说法正确的是
A.放电时,电流流向:Al(X)→电解液→Al(Y)
B.放电时,Al(X)电极的电极反应式:
C.充电时,Al(X)电极的电势低于Al(Y)电极的电势
D.充电时,外电路中每转移1 mol电子,有39 g从正极材料中脱出
10.(2024·安徽·三模)酸性水系锌锰电池放电时,电极上的易剥落,会降低电池效率,若向体系中加入少量固体则可以提高电池的工作效率,原理如图所示。下列说法错误的是
A.加入降低了正极反应的活化能
B.加入后可降低能量的“损失”,相关方程式为
C.放电时、若消耗,正极区电解质溶液理论上增重
D.从左向右通过质子交换膜的的物质的量与消耗的物质的量之比为
11.(2024·安徽滁州·二模)如图所示装置可由制得异丙醇[]进而达成“双碳目标”。其中M、N均是惰性电极。下列说法错误的是
A.电子由N极流向M极
B.该装置可将光能转化为电能
C.N极上发生的电极反应为
D.M极每产生60g异丙醇,N极生成标况下144g
12.(2024·河北·模拟预测)单液流电池属于沉积型电池,它不带要隔膜或离子交换膜,从而大幅降低了电池成本和电池设计的复杂性,一种单液流电池工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.放电时,储液罐中溶液的不断增大
B.充电时,电极与电源的正极相连
C.放电时,正极反应式为
D.充电时,若电极增重,电解质溶液增加离子数为
13.(2024·安徽合肥·二模)热电化学电池是一种新型的低成本低品位热富集体系,工作原理如下图所示,含羧酸的纳米颗粒在不同温度下溶胀或收缩,从而释放或吸收H+驱动电极反应发生。下列说法错误的是
A.该电池工作时电子由热端经外电路流向冷端
B.冷端的电极反应为
C.含羧酸的纳米颗粒在热端溶胀释放H+
D.温差恒定,该体系会形成连续的反应和持续的电流
14.(2024·安徽·模拟预测)2023年12月我国大连化学物理研究所率先研究出镁锂双盐电池,工作原理如图所示,放电时b极转化关系为:。下列说法正确的是
A.该电池放电时,失去电子转化为并迁移到极
B.放电时正极反应式为
C.该电池电解质溶液需要加入氢氧化钠以提高电解质的导电性,降低电池内阻
D.该电池充电时,若通过电路转移电子的物质的量为,正负极质量变化正好相等
15.(2024·安徽·三模)近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池,其工作原理如下图所示。图中“双极膜”中间层中的解离为和,并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A.催化电极上的电势比锌电极上的高
B.负极区的反应式为
C.“双极膜”中间层中的在电场作用下移向催化电极
D.催化电极表面产生时,锌电极质量会减少
16.(2024·安徽池州·二模)据报道某新型镁-锂双离子二次电池如下图所示。下列说法正确的是
A.放电时,移动方向从右往左
B.充电时,M与外电源正极相连
C.放电时,N极反应为:
D.充电时,若外电路有电子转移,阴极室的溶液的质量减少1.0g
17.(2024·安徽·二模)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。下列说法错误的是
A.放电时,电极a发生氧化反应
B.放电时,电极b反应为:
C.充电时,II室溶液的浓度不变
D.充电时,电极a质量增加24g,电极b质量理论上减少7g
18.(2024·新疆喀什·二模)近日,我国科学家开发一款新型钠离子二次电池,工作原理如图所示。已知:钒常见的化合价有+2、+3、+4、+5.放电时最终还原产物为Na2S和Cu,氧化产物为NaV2(PO4)3。下列叙述错误的是
A.放电时,电池左端为正极
B.放电时,负极反应式为
C.充电时,转移2 mol电子时,阴极增重46 g
D.充电时,总反应可能是
19.(2024·安徽·一模)科学家发明了一种新型可充电电池,电池示意图如图所示,电极为金属锌和双功能催化材料,放电时,NO转化为 NH3·H2O 进行氨电合成等,为解决环境问题提供了一种新途径。
已知:电解质溶液1为弱碱性环境。下列说法错误的是
A.放电时,负极反应为Zn-2e⁻+2OH⁻=ZnO+H2O
B.放电时,1m ol NO₃转化为 NH3·H2O,转移的电子为8 mol
C.充电时,左侧电极的电势低于右侧电极
D.充电时,阳极溶液中 OH⁻浓度升高
20.(2024·安徽·二模)锌电池是一种电压较高的二次电池,放电时凝胶中允许离子存在、生成或迁移,其示意图如图。已知:。下列说法不正确的是
A.充电时,外接电源正极
B.充电时,凝胶中的可再生
C.放电时,正极反应为:
D.放电时,若外电路有电子转移,则有向正极迁移
21.(23-24高三上·河南安阳·阶段练习)复旦大学科研人员采用金属碳酸盐和独特的固-固转换反应,设计出@石墨烯(ZZG)电极的概念电池,表现出91.3%的高锌利用率,且寿命长达2000次,其充电时的工作原理如图所示:
下列说法正确的是
A.放电时的电极电势:ZZG电极>镍基电极
B.充电时阴极附近电解液中增大
C.放电时移向镍基电极
D.放电时当外电路中有2mol电子转移时,ZZG电极就会析出1mol固体
22.(22-23高三上·广东汕尾·期末)中国新能源汽车处于世界领先地位,某品牌电动汽车使用三元锂电池,总反应式为: 。下图是工作原理,隔膜只允许 X 离子通过,汽车加速时,电动机提供推动力,减速时,发电机将多余能量转化为电能储存。下列说法错误的是
A.减速时,电池充电;加速时,电池放电
B.加速时,电子的方向为:甲电极→电动机→乙电极
C.减速时,乙电极的反应为:
D.加速时,X 离子由甲经过隔膜向乙移动
23.(2022·广东·模拟预测)近日“宁德时代”宣布2023年实现钠离子电池产业化,钠离子电池以其低成本、高安全性及其优异电化学属性等成为锂离子电池的首选“备胎”,其充放电过程是在正负极间的镶嵌与脱嵌。下列说法不正确的是
A.放电时负极区钠单质失去电子
B.充电时由“B极”向“A极”移动
C.由于未使用稀缺的锂钴元素,量产后该电池生产成本比锂离子电池低
D.该电池一种正极材料为,充电时的电极反应为:
24.(2024·安徽·三模)复旦大学彭慧胜院士和王兵杰副教授等人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(),工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.电池工作时,X极的电极电势高于Y极的电极电势
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,形成闭合的回路
D.若标准状况下消耗1.68L ,理论上负极区电解质溶液增重65.6g
25.(2024·安徽芜湖·二模)工业生产中,实现碳中和的一种方法是通过电催化反应将CO2转化为液体燃料甲酸盐,同时得到化学品S8,电催化CO2还原偶联硫氧化系统的工作原理如下图所示。下列说法错误的是
A.交换膜为阳离子交换膜
B.阴极电极反应方程式为:
C.向阳极电解液通CO2分离S8,其中CO2和S8均为非极性分子
D.S位于元素周期表的p区
26.(2024·安徽合肥·一模)复旦大学设计了一种新型碱性H2/Na0.44MnO2气体可逆电池,工作原理示意图如下。下列叙述错误的是
A.放电时N为电池正极
B.放电时负极反应:
C.充电时Na+由N极向M极移动
D.充电时阳极反应:
27.(2024·安徽·模拟预测)我国学者研制了一种锌基电极,与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池,其示意图如下。放电时,转化为。下列说法错误的是
A.放电时,正极反应为:
B.放电时,若外电路有电子转移,则有向正极迁移
C.充电时,为外接电源负极
D.充电时,阴极反应为:
28.(2024·安徽·一模)回收利用工业废气中的和,实验原理示意图如下(双极膜可将膜内的水分离成和)。下列说法错误的是
A.装置a中溶液的作用是吸收废气中的
B.m极为电源的正极
C.该装置中双极膜左侧为阴离子交换膜
D.电解过程中阴极区溶液的pH升高
29.(2024·安徽·模拟预测)一种新型的锌—碘溴液流电池工作原理示意图如下。下列说法正确的是
A.充电时a极反应为
B.隔膜只允许阳离子通过
C.放电时,b电极每减重0.65g,溶液中增加0.01molI-
D.I2Br-中I原子为sp3杂化
30.(2024·安徽·一模)乙醛酸(OHC-COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示,通电后,阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。已知乙醛酸的相对分子质量为74,下列说法正确的是
A.离子交换膜为阴离子交换膜
B.b极与外电源的正极相连
C.当外电路通过1mole-时,理论上最多可生成乙醛酸的质量为37g
D.此装置中乙二醛被氧化的化学方程式:2+O2→2
31.(2024·安徽蚌埠·模拟预测)某研究所构建了新型二次电池,该电池以和多孔纳米片为两极材料,分别以和溶液为电解液,工作原理如图所示。双极膜中的解离成和。下列说法正确的是
A.a极电势高于b极
B.当双极膜中离解时,外电路转移电子
C.放电时,总反应为:
D.充电时,双极膜中移向a极,移向b极
32.(2024·安徽·三模)三维电极法:是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料,填充的粒子电极表面能带电,成为新的一极(第三极)。如图为用三维电极法处理氨氮废水的原理图,石墨板作为阴、阳极,自制活性炭为填充材料,电解一定浓度的、与NaCl的酸性混合溶液来进行模拟。下列选项中不正确的是
A.m电极为电解池阳极
B.n电极上的反应为:
C.该装置生成大量氧化性更强的·OH,·OH去除的离子方程式
D.相比于传统的二维电极反应系统,三维电极的提高了电流效率,粒子电极表面会生成许多强氧化性物质,氧化效率高
33.(2024·安徽阜阳·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)。下列分析正确的是
A.该协同转化装置不需要外界能量制备出
B.产生的电极反应:
C.反应过程中需要补加稀
D.协同转化总反应:
34.(2024·安徽马鞍山·三模)有机电化学合成是一种环境友好的合成方法,由对硝基苯甲酸制取对氨基苯甲酸的电解装置如图所示,其中双极膜能将解离成和。
下列说法错误的是
A.b端电势高于a端电势
B.电解后阳极区溶液pH下降
C.每产生就有发生解离
D.Pt的电极反应方程式可表示为:
35.(2024·安徽安庆·三模)设计如图装置回收金属钴。已知电极材料均为石墨材质。右侧装置为原电池,可将废旧锂离子电池的正极材料转化为,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室,保持细菌所在环境稳定,降解乙酸盐生成。下列说法正确的是
A.装置工作时,甲室溶液逐渐增大
B.装置工作时,乙室中阳离子通过阳膜向另一边迁移
C.乙室电极反应式为
D.若甲室减少,乙室增加,则此时已进行溶液转移
36.(2024·安徽亳州·模拟预测)Romanenko利用微生物电池将针催化还原的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.b极电势比a极电势低
B.a极反应式:
C.每处理1mol,至少消耗
D.每生成,左池增加4mol
37.(2024·安徽合肥·三模)工业上在600℃时电解含40% NaCl和60% CaCl2的混合电解液制取金属钠的电解槽如图所示,下列说法错误的是
A.使用混合电解液的目的是为了降低NaCl熔点
B.网状隔膜用于防止生成的Cl2和Na相互反应
C.理论上,每转移,生成1mol Cl2
D.若用串联的铅酸电池组电解NaCl制取Na,则PbO2极接石墨极
38.(2024·四川成都·三模)二氧化碳的排放受到环境和能源领域的关注,其综合利用是研究的重要课题。我国科学家设计了一种以甲醇和二氧化碳为原料,利用活性催化电极电解制备甲酸(甲酸盐)的装置,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.光伏电池利用单质硅把光能转化为电能
B.该装置导线上电子的流动方向是B→b,a→A
C.电解过程中阴极的电极反应式为
D.电解一段时间后,装置内生成的和HCOOH的物质的量之比为1∶2
39.(2024·安徽黄山·二模)一种用氯丙烯()电解合成环氧氯丙烷()的装置如图所示。该装置无需使用隔膜,且绿色高效,图中为或,工作时和同时且等量放电。下列说法错误的是
A.电解一段时间后,装置中物质的量增大
B.每转移,生成环氧氯丙烷
C.若为,也可电解制得环氧氯丙烷
D.该装置工作时不需要补充
40.(2024·安徽安庆·二模)电催化氮还原反应法(NRR)是以水和氮气为原料,在常温常压下通过电化学方法催化合成氨气,其工作电极材料是由六亚甲基四胺(HMTA)与三氯化钒合成的二维钒基复合纳米材料(简称V-HMTA)。其工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.石墨电极与外接电源正极相连
B.工作电极V-HMTA具有较高的表面积,能提高单位时间内氨气的产率
C.电路中通过0.06mol电子时,两极共有0.035mol气体逸出
D.隔膜可以为质子交换膜
41.(2024·安徽淮北·一模)利用废旧锂电池中制备的装置如图所示,下列说法错误的是
A.电极A为阴极 B.电极B发生的反应为:
C.中的元素转移到了中 D.和的迁移方向相同
42.(2024·安徽黄山·一模)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装的电解池可实现大电流催化电解氯化铵废水,同时制得盐酸和氨水.工作时,在双极膜界面处被催化解离成和,有利于电解反应顺利进行,装置如图所示(M、N均为惰性电极)。下列说法正确的是
A.a膜是阳离子交换膜,b膜是阴离子交换膜
B.Ⅰ室生成氨水,Ⅱ室生成盐酸
C.每生成,双极膜处共有解离
D.与平面结构相比,“卯榫”结构双极膜表面积大,更有利于电子通过
43.(23-24高三上·浙江·阶段练习)某科研机构用溶液吸收硫酸工业废气中的,将所得的溶液进行电解,可循环再生,同时得到某种副产物,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.a电极连接电源负极
B.通入稀溶液是为了增强溶液导电性
C.电极上发生的反应为:
D.当电路中转移电子,共有离子通过离子交换膜
44.(2021·江苏·模拟预测)电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料,同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4,下列说法正确的是
A.阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO+4H2O
B.右侧的离子交换膜为阳离子交换膜
C.阴极区a%>b%
D.阴极产生的气体是氧气
45.(21-22高三上·湖南永州·阶段练习)科研工作者利用如图所示装置除去废水中的尿素[CO(NH2)2]。下列说法错误的是
A.b为直流电源的负极
B.工作时,废水中NaCl的浓度保持不变
C.工作时,H+由M极区通过质子交换膜移向N极区
D.若导线中通过6mol电子,理论上生成1mol N2
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
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答案
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题号
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答案
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题号
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答案
C
C
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A
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1.C
【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,A错误;
B.未指明气体是否处于标准状况,不能用气体摩尔体积计算,B错误;
C.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,电极反应:,C正确;
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,D错误;
答案选C。
2.B
【分析】
由题给信息:“ ”可知,在Pt电极,Br-失电子生成Br2,然后与水反应的产物再与CH2=CH2发生反应,所以Pt电极为阳极,Ni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,钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区,电解完成后,将阳极区和阴极区溶液混合,HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。
【详解】A.由分析可知,与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极,故A正确;
B.由题意可知,生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol溴,则由得失电子数目守恒可知,阴极上生成氢气的物质的量为1mol,故B错误;
C.由题给转化关系可知,与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极,溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴,通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br,Pt电极区的反应方程式为:CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br,故C正确;
D.由分析可知,电解完成后,将阳极区和阴极区溶液混合,HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷,故D正确;
故选B。
3.D
【分析】由图可知,Zn比石墨活泼,则Zn电极作原电池的负极,石墨毡所在电极b作正极,负极上Zn失电子生成Zn2+,负极反应为Zn-2e-=Zn2+,正极上PTZ+得电子生成PTZ,正极反应式为PTZ++e-═PTZ,充电时为电解池,原电池的正负极与电源的正负极相接、作阳阴极,阴阳极反应与负正极反应相反,并且阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,据此分析解答。
【详解】A.放电时为原电池,正极上PTZ+得电子生成PTZ,正极的电极反应式为PTZ++e-=PTZ,故A错误;
B.放电时为原电池,阴离子移向负极,即每转移1mol电子,正极区有1mol移向负极区,水层质量增重为65g×+1mol×145g/mol=177.5g,故B错误;
C.充电时为电解池,Zn电极作阴极,石墨毡所在电极作阳极,阴离子移向阳极,即由水层向CH2Cl2层迁移,故C错误;
D.CH2Cl2和水不互溶,密度比水大,可以将正极与负极隔开,倒置会引起电池内部短路,故D正确;
故选:D。
4.A
【分析】根据题意可知,ZnBr2为负极电解液,放电时电极反应式为,Br2的CCl4为正极电解液,电极反应式为。
【详解】A.放电时,电子从负极流出进入正极,但不会经过电解液,电解液中离子定向移动形成闭合回路,A错误。
B.根据题干信息可知,放电时,有机相为正极电解液,溶于中的得电子被还原为,重新回到水溶液中,B正确。
C.放电时,负极电极反应式为,故充电时,阴极电极反应式为,C正确。
D.在水和中溶解度相差较大,该电池可有效防止的交叉混合,因此无需隔膜,D正确。
答案选A。
5.C
【分析】
由图可知,热电化学电池是将热能转化为电能的装置,工作原理是温差使丙酮蒸发和冷凝,引起了丙酮的浓度差,可持续放电,放电时,热端电极是化学电池的负极,异丙醇在负极失去电子发生氧化反应生成丙酮和氢离子,电极反应式为-2e-=+2H+,冷端电极是正极,酸性条件下丙酮在正极得到电子发生还原反应生成异丙醇。
【详解】A.由分析可知,热电化学电池是将热能转化为电能的装置,故A正确;
B.由分析可知,热端电极是化学电池的负极,冷端电极是正极,则热端电极电势低于冷端电极电势,故B正确;
C.由分析可知,热端电极是化学电池的负极,异丙醇在负极失去电子发生氧化反应生成丙酮和氢离子,电极反应式为-2e-=+2H+,故C错误;
D.由分析可知,热电化学电池的工作原理是温差使丙酮蒸发和冷凝,引起了丙酮的浓度差,可持续放电,故D正确;
故选C。
6.D
【详解】A.正极若在有氧条件下,正极的电极反应式可能为,A项正确;
B.由图可知,负极涉及的反应有,B项正确;
C.中N和O都是杂化,C项正确;
D.1 mol葡萄糖有180 g,转化为1 mol葡萄糖内酯转移2 mol电子,D项错误;
故选D。
7.C
【详解】电池充电时b极发生氧化反应,可知b极为阳极,a极为阴极。电池放电时,a为负极,电极反应为:,固体电解质NASICON只允许阳离子通过,固体电解质NASICON含钠离子,通过转移保持两侧电荷守恒,放电时b为正极,电极反应为:。
A.根据分析,放电时a电极为负极,故A项正确;
B.根据分析,电池总反应式可表示为,故B项正确;
C.根据反应式分析,每转移0.2mol电子时,0.2mol 从d区移出,c区移入0.2mol 生成0.2mol Na,两区质量差改变9.2g,故C项错误;
D.失1mol 时,钠和锂的质量分别为23g和7g,锂的比能量(单位质量所能输出电能的多少)更大,故D项正确;
故本题选C。
8.B
【分析】由图可知,钇稳定氧化锆浓差电池工作时,A电极上O2得电子生成O2-,B电极上O2-失电子生成O2,则A电极为正极,B电极为负极,正极反应式为O2+4e-=2O2-,负极反应式为2O2--4e-=O2↑,放电时熔融状态氧化锆、氧化钇电解质中阴离子O2-移向负极B,阳离子移向正极A,据此分析解答。
【详解】A.由题给信息可知,空气侧的铂电极为浓差电池的正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧负离子,A电极为正极,正极电势高于负极电势,A正确;
B.浓差电池工作时,仅移动,、并不发生定向移动,B错误;
C.测量侧的铂电极B为负极,氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为,C正确;
D.若测量侧处于富氧环境中时,电池的正、负极可能会发生转换,D正确;
故答案为:B。
9.D
【分析】由题干装置图中K+的移动方向可知,该装置放电时K+由右往左移动,即Al(X)为正极,电极反应为:K++FeC2O4F+e-= KFeC2O4F,Al(Y)为负极,电极反应为:Al-3e-=Al3+,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,放电时,Al(X)为正极,Al(Y)为负极,故电流流向:Al(X)导线Al(Y) 电解液Al(X),A错误;
B.由分析可知,放电时,Al(X)电极的电极反应式:K++FeC2O4F+e-= KFeC2O4F,B错误;
C.由分析可知,放电时,Al(X)为正极,Al(Y)为负极,则充电时, Al(X)为阳极,Al(Y)为阴极,故Al(X)电极的电势高于Al(Y)电极的电势,C错误;
D.由分析可知,充电时,Al(X)为阳极,电极反应为:KFeC2O4F -e-=K++FeC2O4F,根据电子守恒可知,外电路中每转移1 mol电子,有1mol即39 g K+从正极材料中脱出,D正确;
故答案为:D。
10.D
【分析】Zn电极为负极,发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+,含有MnO2的碳电极为正极,发生还原反应MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,MnO2剥落后,影响了反应的进行;加入KI后,提高了电池的工作效率,对应反应的方程式为MnO2+3I-+4H+=Mn2++I+2H2O,I+2e-=3I-。据此分析解题。
【详解】A.加入降低了正极反应的活化能,可以提高电池的工作效率,A正确;
B. 加入后MnO2+3I-+4H+=Mn2++I+2H2O,I+2e-=3I-,可以让I在正极继续得电子,恢复损失的能量,B正确;
C.放电时、若消耗即转移2mol电子,2mol H+通过质子交换膜进入正极区域,1mol MnO2溶解,正极区电解质溶液理论上增重,C正确;
D.放电时,负极每消耗1mol Zn,转移2mol电子,则会有2mol H+通过质子交换膜进入正极,两者物质的量之比为,D错误;
故选D。
11.D
【分析】N极氧元素价态升高失电子,N极为负极,M极为正极,二氧化碳和氢离子都在正极放电;
【详解】A.M为正极,N极为负极,电子由负极流向正极,电子由N极流向M极,A正确;
B.该装置为原电池,由图可知该装置可将光能转化为电能,B正确;
C.N极上失电子生成氧气,发生的电极反应为,C正确;
D.M极为正极,二氧化碳和氢离子都在正极放电,CO2发生的电极反应为:3CO2+18H++18e-=CH3CH(OH)CH3+5H2O,每产生60g异丙醇物质的量,由于还存在氢离子放电,则电路中转移的电子大于18mol,N极只发生,则生成大于4.5mol氧气,质量大于4.5mol×32g/mol=144g氧气,D错误;
答案选D。
12.D
【详解】A.电池放电时发生的,总反应为,放电过程中不断消耗硫酸,不断增大,故A正确;
B.放电时,电极作正极,则充电时,电极与电源的正极相连,故B正确;
C.放电时,PbO2电极作正极,则电极反应式为,故C正确;
D.充电时,总反应为电极增重时,电解质溶液增加离子数为,故D错误;
故选D。
13.C
【分析】
由图可知,原电池工作时冷端→,发生加氢反应,热端→,发生去氢反应,即冷端发生得电子的还原反应,热端发生失电子的氧化反应,则冷端为正极,热端为负极,正极反应为 ,负极反应为 ,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,冷端为正极,热端为负极,原电池中电子从负极经导线流向正极,故该电池工作时电子由热端经外电路流向冷端,故A正确;
B.冷端为正极,正极上得电子生成,正极反应式为为 ,故B正确;
C.热端为负极,负极反应为 ,则含羧酸的纳米颗粒在热端溶胀吸收H+驱动电极反应发生,故C错误;
D.含羧酸的纳米颗粒在不同温度下溶胀或收缩,从而释放或吸收H+驱动电极反应发生,则温差恒定时该电池能持续工作,形成连续的反应和持续的电流,故D正确;
故选C。
14.B
【分析】镁锂双盐电池的工作原理为:放电时,电池负极材料金属镁失去电子生成,电解液中的得到电子嵌入正极材料,达到电荷平衡;充电时,电池正极材料中失去电子,生成,电解液中的得到电子沉积到金属镁负极上去,再次达到电荷平衡。据此分析作答。
【详解】A.放电时是失去电子而不是失去电子,A错误;
B.放电时负极反应为,正极反应为,B正确;
C.如果加入就会生成沉淀,不能提高导电性,C错误;
D.充电时a极反应:,b极反应:,当通过电子时,a极增加,b极减少,故质量变化不等,D错误。
15.D
【分析】根据图知,锌电极为负极,发生氧化反应,,催化电极为正极,发生还原反应,。
【详解】A.锌电极为负极,催化电极为正极。催化电极的电势比锌电极的高,A正确;
B.负极区反应式为,B正确;
C.在电场作用下移向正极,C正确;
D.产生转移,锌电极质量减少,D错误;
故选D。
16.D
【详解】A.放电时Mg作负极,电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,根据溶液呈电中性,Li+由左向右移动,平衡电荷, A错误;
B.放电时右侧为正极,充电时N与外电源正极相连,B错误;
C.放电时,N是正极发生还原反应,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,故C错误;
D.充电时,导线上每通过0.2mol e-,左室中就有0.1mol Mg2+放电生成Mg,同时又有0.2mol Li+从右室移向左室,故左室溶液质量减少:0.1mol×24g/mol-0.2mol×7g/mol=1.0g,D正确;
故选D。
17.D
【分析】放电时为原电池,Mg电极为负极,负极反应式为Mg-2e-=Mg2+,电极b的反应为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4,发生得电子的还原反应,原电池工作时阳离子移向正极;充电时为电解池,原电池正极与外加电源的正极相连、作阳极,负极与电源负极相连、作阴极。
【详解】A.放电时,电极a是负极,负极反应式为Mg-2e-=Mg2+,发生氧化反应,A项正确;
B.电极b是正极,反应为:,B项正确;
C.充电时,II室生成的和向I室迁移的数目相同,溶液的浓度不变,C项正确;
D.充电时,电极a质量增加24g,生成1mol Mg,转移2mol ,电极b理论上减少2mol ,质量减少14g,D项错误;
故选D。
18.B
【分析】根据图示,放电时钠离子向正极迁移,根据电荷守恒正极反应式为Cu2-xSe+yNa++ye-=NayCu2-xSe;充电时,阴极反应式为NaV2(PO4)3+2e-+2Na+=Na3V2(PO4)3,则1molNaV2(PO4)3生成1molNa3V2(PO4)3转移2mol电子,理论上迁移2molNa+,据此分析解题。
【详解】A.由题干图示信息可知,根据放电时Na+的移动方向可知,放电时,电池左端为正极,A正确;
B.放电时负极发生氧化反应,故负极反应式为,B错误;
C.由分析可知,充电时,每生成1molNa3V2(PO4)3转移2mol电子,理论上迁移2molNa+,阴极增重46 g,C正确;
D.由分析可知,充电时,阴极反应式为NaV2(PO4)3+2e-+2Na+=Na3V2(PO4)3,阳极式为:NayCu2-xSe -ye-= Cu2-xSe+yNa+;故总反应可能是,D正确;
故答案为:B。
19.D
【详解】A.放电时,Zn作负极,失电子转化为氧化锌,电极反应式:Zn-2e⁻+2OH⁻=ZnO+H2O,A正确;
B.由图可知,放电时转化为,N元素化合价由+5价降为-3价,1mol转化为转移8mol电子,B正确;
C.充电时左侧电极为阴极,由此电极为阳极,左侧电极的电势低于右侧电极,C正确;
D.充电时阳极发生电极反应:,消耗氢氧根离子,浓度降低,D错误;
答案选D。
20.D
【分析】活泼金属锌与MnO2的反应具有自发性,故锌做负极,失电子生成,电极反应式为,MnO2在正极得电子,电极反应式为。
【详解】A.根据二次电池“正接正,负接负”的规律,充电时,外接电源正极,A正确;
B.充电时,阴极反应为,从而实现KOH的再生,B正确;
C.根据分析,放电时正极反应为,C正确;
D.负极区呈碱性,Zn主要以的形式存在,不能向正极迁移,D错误;
故答案选D。
21.B
【分析】该装置有外接电源,属于电解装置,根据电解原理进行分析,镍基电极为阳极,另外一极为阴极,据此分析;
【详解】A.由充电时电极连接方式可知ZZG电极在放电时是负极,负极的电势低于正极,故A错误;
B.放电时负极电极反应式为5Zn+2CO+6OH--10e-=2ZnCO3·3Zn(OH)2,充电时阴极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO+6OH-,n(OH-)增大,故B正确;
C.放电时,阴离子移向负极,故C错误;
D.放电时,ZZG电极的电极反应式为5Zn+2CO+6OH--10e-=2ZnCO3·3Zn(OH)2,当电路中有2mol电子转移时,ZZG电极会产生0.2mol[2ZnCO3·3Zn(OH)2],故D错误;
答案为B。
22.C
【分析】放电过程中得电子结合a个Li+生成,电极反应式为+aLi++ae-=,LiaC6失电子生成6C和aLi+,电极反应式为LiaC6-ae-=aLi++6C。充电时失去a个Li生成,电极反应式为-ae-=+aLi+,6C得到ae-生成LiaC6,电极反应式为6C+ae-+aLi+= LiaC6。
【详解】A.减速时发电机将多余的能量转化为电能储存,减速时电池充电,加速时电动机提供推动力,电池放电,A正确;
B.加速时LiaC6放电,电子从甲电极经过电动机到乙电极,B正确;
C.减速时,乙电极的反应为-ae-=+aLi+,C错误;
D.加速时,乙电极为正极,X离子为Li+,Li+由甲经过隔膜向乙移动,D正确;
故答案选C。
23.A
【分析】由电子的流向知,放电时A极为负极,B极为正极;充电时A极为阴极,B极为阳极。
【详解】A.该电池充放电过程是 Na+ 在正负极间的镶嵌与脱嵌,不存在钠单质的失电子,A错误;
B.充电时阳离子从阳极向阴极移动,即Na+ 由B极向A极移动,B正确;
C.稀缺的锂钴元素的价格比锂更高,该电池未使用稀缺的锂钴元素,量产后该电池生产成本比锂离子电池低,C正确;
D.充电时正极得电子,电极反应为: ,D正确;
故选A。
24.D
【分析】放电时,X电极为负极,负极电极反应式为Bi-3e-=Bi3+,Y电极为正极,正极电极反应式为3O2+12e-+4Bi3+=2Bi2O3;充电时,X电极为阴极,Y电极为阳极。
【详解】A.根据分析,电池工作时,X极为电池负极,Y极为电池正极,则X极的电极电势低于Y极,A项错误;
B.根据分析,充电时,Y极为阳极,发生氧化反应,B项错误;
C.电子不能通过电解质溶液,C项错误;
D.根据3O2+12e-+4Bi3+=2Bi2O3可知,若标准状况下消耗1.68LO2,电路中转移×4=0.3mol电子,负极反应为Bi-3e-=Bi3+,负极上有0.1mol Bi转化为Bi3+,质量为0.1mol×209g/mol=20.9g,根据电荷守恒,有0.3mol通过阴离子交换膜转移到负极区,质量为0.3mol×=44.7g,则理论上负极区电解质溶液增重20.9g+44.7g=65.6g,D项正确;
答案选D。
25.B
【分析】由题干电解装置图可知,左侧电极为阴极,电极反应为:CO2+2e-+=HCOO-+,右侧电极为阳极,电极反应为:8S2- -16e-=S8,Na+经过离子交换膜由阳极区进入阴极区,阳极电解液主要成分为NaOH,NaOH与过量的CO2反应生成NaHCO3进入阴极区循环使用,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Na+经过离子交换膜由阳极区进入阴极区,则交换膜为阳离子交换膜,A正确;
B.由分析可知,阴极电极反应方程式为:CO2+2e-+=HCOO-+,B错误;
C.向阳极电解液通CO2分离S8,其中CO2为直线形分子,正负电荷中心重合,S8为非金属单质且分子中均为非极性键,二者均为非极性分子,C正确;
D.S为16号元素,其价电子排布式为:3s23p4,故S位于元素周期表的p区,D正确;
故答案为:B。
26.D
【分析】由图可知,放电时,M极氢元素化合价升高失电子,故M极为负极,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,N极为正极,电极反应式为Na0.44-xMnO2+(x+y)Na++(x+y)e-=Na0.44+yMnO2,充电时,M极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-,N极为阳极,电极反应式为Na0.44+yMnO2-(x+y)e-=Na0.44-xMnO2+(x+y)Na+,据此作答。
【详解】A.放电时,M极氢元素化合价升高失电子,故M极为负极,N极为正极,故A正确;
B.放电时M极为负极,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,故B正确;
C.充电时Na+由N极(阴极)向M极(阳极)移动,故C正确;
D.充电时,N极为阳极,电极反应式为Na0.44+yMnO2-(x+y)e-=Na0.44-xMnO2+(x+y)Na+,故D错误;
答案选D。
27.B
【分析】放电时,锌基电极为负极,Zn转化为,电极反应式为:,镍基电极为正极,电极反应式为:,充电时,a接电源负极,锌基电极为阴极,电极反应式为:,b接电源正极,镍基电极为阳极,电极反应式为:。
【详解】A.放电时,镍基电极为正极,电极反应式为:,A正确;
B.放电时,锌基电极为负极,Zn转化为,电极反应式为:,混合电解液中没有Zn2+,B错误;
C.充电时,a接电源负极,锌基电极为阴极,C正确;
D.充电时,锌基电极为阴极,电极反应式为:,D正确;
故选B。
28.D
【分析】根据图知,含CO2和SO2的废气通入NaHCO3溶液中,得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液和CO2,发生的反应为2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O,电解池中,左侧电极上失电子生成,该电极上失电子发生氧化反应,为阳极,电解质溶液呈碱性,阳极反应式为-2e-+2OH-=+H2O,则通入CO2的电极为阴极,阴极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH,m为电源的正极,n为负极;
【详解】A.装置a中二氧化硫和碳酸氢钠反应的离子方程式为:2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O,目的是吸收SO2,A正确;
B.由上述分析可知,m为电源的正极,B正确;
C.电解池中阴离子向阳极移动,双极膜左侧为阴离子交换膜,C正确;
D.阴极的电极反应式为:,生成HCOOH使溶液的pH降低,D错误;
故选D。
29.A
【分析】根据题目所给图分析,放电时,a电极的得电子,形成溴离子和碘离子,发生还原反应作正极,b电极Zn失去电子形成,发生氧化反应作负极;充电时,a电极的失去电子与溴离子共同形成,发生氧化反应作阳极,b电极的得电子形成Zn,发生还原反应作阴极;
【详解】A.根据分析,充电时,a电极作阳极发生氧化反应,电极反应式为,A正确;
B.根据题目所给示意图分析,放电时,b电极的Zn失去电子形成,b电极区要维持正负电荷守恒,则锌离子通过隔膜向a极区迁移,隔膜能通过阳离子,电极两侧的电解液溶质相同,则阴离子也可以迁移,B错误;
C.放电时,b电极发生反应,b电极每减重0.65g,转移电子0.02mol,则溶液中应增加0.02mol,C错误;
D.根据价层电子对理论,价层电子对数=,则其杂化轨道不是,D错误;
故选A。
30.C
【分析】由题中信息:通电后,阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸,结合题中装置图,可知阳极生成的Cl2通入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧,Cl2与乙二醛发生氧化还原反应,生成Cl-移向与a电极相连的电极,与b电极相连的电极发生还原反应,生成H2,a为电源正极,b为电源负极。根据电解原理,可知阳极发生的电极反应式为,阴极发生还原反应,电极反应方程式为,据此分析解题。
【详解】A.根据题意氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧,则离子交换膜为阳离子交换膜,A错误;
B.a为电源正极,b为电源负极,B错误;
C.根据得失电子守恒有,则当外电路通过1mole-时,理论上最多可生成乙醛酸的质量为,故C正确;
D.氯气将乙二醛氧化为乙醛酸,自身被还原为氯离子,化学方程式为:+H2O+Cl2+2HCl,D错误;
故选C。
31.C
【分析】放电时b极为正极,a极为负极,放电总反应为:。
【详解】A.由图示信息可知,放电时b极为正极,a极为负极,b极电势高于a极,A错误;
B.当双极膜中离解1molH2O时,外电路转移1mol电子,B错误;
C.放电时b极为正极,a极为负极,放电总反应为:,C正确;
D.充电时,双极膜中OH−移向b极(阳极),H+移向a极(阴极),D错误;
故选C。
32.B
【分析】m电极上H2O发生失电子的氧化反应转化成、Cl-发生失电子的氧化反应转化成Cl2,m电极为电解池的阳极,n电极为电解池的阴极,n电极上O2发生得电子的还原反应转化成。
【详解】A.根据分析,m电极为电解池的阳极,A项正确;
B.n电极上O2发生得电子的还原反应转化成,由于混合溶液呈酸性,故n电极的电极反应为O2+2e-+2H+=2,B项错误;
C.由图可知,该装置生成大量氧化性更强的,将氧化成N2,则被还原成H2O,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为6+2=N2↑+6H2O+2H+,C项正确;
D.三维电极法是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料,填充的粒子电极表面能带电,成为新的一极(第三极),结合图示可知,相比于传统的二维电极反应系统,三维电极的电极比表面积增大,粒子间距小,提高了电流效率,粒子电极表面会生成许多强氧化性物质,氧化效率高,D项正确;
答案选B。
33.B
【详解】A.有外加电场使双极膜中间层的解离为和的电能,还有光催化等外界能量,A项错误;
B.由图可知,生成的电极反应为,B项正确;
C.根据总反应可知,右侧消耗的量等于迁移过来的量,硫酸的总量不变,所以反应过程中不需补加稀,C项错误;
D.负极反应式为,正极反应式为,则协同转化总反应为,D项错误;
故选D。
34.B
【分析】
根据装置示意图可知,Ag在b极失去电子,为阳极区,结合NH3转化为,则b极为正极,且正极的反应式为,a为负极,Pt为阴极区,对硝基苯甲酸转化为对氨基苯甲酸需要消耗氢离子,则双极膜可以电解水H2O=H++OH-。
【详解】A.由分析知,b极为正极,a为负极,b端电势高于a端电势,故A正确;
B.由分析知,电解后阳极区OH-的浓度会增大,溶液pH上升,故B错误;
C.由分析知,生成,溶液需要1molOH—维持溶液环境,所以有发生解离,故C正确;
D.由分析知,Pt的电极反应方程式可表示为: ,故D正确;
答案选B。
35.D
【分析】由题意可知,右侧装置为原电池,则左侧装置为电解池,原电池中细菌电极为电解池的负极,水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O =2CO2↑+7H+,钴酸锂电极为正极,酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水,电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O,电池的总反应为CH3COO-+8LiCoO2+25H+=2CO2↑+8Li++8Co2++14H2O;电解池中,与原电池正极相连的细菌电极为阳极,水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O =2CO2↑+7H+,右侧石墨电极为阴极,钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴,电极反应式为Co2++2e-=Co,电解的总反应为CH3COO-+4Co2+++2H2O =2CO2↑+7H++4Co。
【详解】A.电池工作时,甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体,同时生成H+,电极反应式为CH3COO--8e-+2 H2O =2CO2↑+7 H+,H+通过阳膜进入阴极室,甲室的电极反应式为Co2++2e-=Co,因此,甲室溶液pH逐渐减小,A错误;
B.由分析可知,乙室是原电池,乙室中在得到电子生成,电极为正极,阳离子通过阳离子交换膜进入正极即乙室,B错误;
C.电解质溶液为酸性,不可能大量存在OH-,乙室电极反应式为:LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O,C错误;
D.若甲室Co2+减少200 mg,则电子转移物质的量为n(e-)=;若乙室Co2+增加300 mg,则转移电子的物质的量为n(e-)=,由于电子转移的物质的量不等,说明此时已进行过溶液转移,即将乙室部分溶液转移至甲室,D正确;
故选D。
36.C
【分析】根据电极上物质之间的转化可知,a极为负极,电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+,b极为正极,电极反应式为Cr2O+6e-+14H+=2Cr3++7H2O,
【详解】A.b(正极)电势比a(负极)电势高,A错误;
B.a极为负极,电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+,B错误;
C.每处理1mol,转移6mol电子,至少消耗即,C正确;
D.每生成,转移3mol电子,左池增加3mol,错误D;
故选C。
37.C
【分析】电解池中放电顺序:Cl->OH-、H+>金属离子,阳极反应式:,阴极为水放电生成氢气;
【详解】A.CaCl2和NaCl混合,可降低NaCl的熔点,A项正确;
B.网状隔膜用于隔离阳极产物与阴极产物,防止Cl2与Na发生反应,B项正确;
C.阳极反应式:,故转移,理论上生成0.5mol Cl2,C项错误;
D.PbO2作为铅酸电池的正极,应与石墨阳极连接,D项正确;
故选C。
38.D
【详解】A.光伏电池中利用单质硅把光能转化为电能,故A正确;
B.电解池中电子由电解池阳极沿导线流向电源正极,由电源负极沿导线流向电解池阴极,故电子流向为B→b,a→A,故B正确;
C.阴极反应式:,故C正确;
D.阴极反应式:,阳极反应式:,则,则生成的和HCOOH的物质的量之比为2∶1,故D错误;
本题选D。
39.A
【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·;
【详解】A.由装置原理图可知,每生成1个环氧氯丙烷,阳极上消耗1个OH-,阴极上生成1个OH-,即OH-消耗的量与生成的量相等,则电解一段时间后,装置中OH-的物质的量不变,A错误;
B.由装置原理图可知,阳极上X-和OH-各失去1个电子,即转移2个电子,就生成1个环氧氯丙烷,则每转移2mole-,生成1mol环氧氯丙烷,B正确;
C.由装置原理图可知,X为Cl或Br,电解制备产物均为环氧氯丙烷,C正确;
D.由装置原理图可知,每生成1个环氧氯丙烷,阳极上先消耗1个X-,最终生成环氧氯丙烷时又释放1个X-,即X-为可循环离子,则该装置工作时无需补充X-,D正确;
答案选A。
40.D
【分析】由题意可知该原理是用电解法将氮气合成氨气,故左侧工作电极为阴极,电极反应式为N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-,右侧石墨电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。
【详解】A.由分析可知工作电极为阴极,石墨电极为阳极,则石墨电极与外接电源正极相连,A正确;
B.工作电极V-HMTA具有较高的表面积,能吸附氮气,加快反应速率,从而提高单位时间内氨气的产率,B正确;
C.阴极电极反应式为N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-,阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,电路中通过0.06mol电子时,阴极产生0.02mol气体,阳极产生0.015mol气体,两级共产生0.035mol气体,但氨气易溶于水,不能完全逸出,C错误;
D.结合电极反应式可知隔膜可以为阴离子交换膜,只允许阴极产生OH-的移向阳极中和产生的H+;也可以为质子交换膜,只允许阳极产生H+的移向阴极中和产生的OH-,D正确;
答案选C。
41.C
【分析】
由图可知,该装置为电解池,电极A为与直流电源负极相连的阴极,酸性条件下,LiMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成锰离子,电极方程式为:LiMn2O4+3e−+8H+=Li++2Mn2++4H2O,电极B为阳极,水分子作用下,锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子,电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+,则电解的总反应方程式为2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O。
【详解】A.电极A为与直流电源负极相连的阴极,故A正确;
B.电极B为阳极,水分子作用下,锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子,电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+,故B正确;
C.由分析可知,电解的总反应方程式为:2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,中的元素转移到了和Mn2+中,故C错误;
D.电解池中阳离子移向阴极,和的迁移方向相同,都向阴极移动,故D正确;
故选C。
42.C
【分析】处理氯化铵废水,同时制得盐酸和氨水,阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,氯离子透过a膜进入Ⅰ室,铵根离子透过b膜进入Ⅱ室,可知在Ⅰ、Ⅱ两室分别得到盐酸和氨水。
【详解】A.阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,氯离子透过a膜进入Ⅰ室,铵根离子透过b膜进入Ⅱ室,a膜是阴离子交换膜、b膜是阳离子交换膜,故A错误;
B.阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,氯离子透过a膜进入Ⅰ室,铵根离子透过b膜进入Ⅱ室,可知在Ⅰ、Ⅱ两室分别得到盐酸和氨水,故B错误;
C.生成,Ⅰ室处双极膜有0.1molH2O解离、Ⅱ室处双极膜有0.1molH2O解离,所以双极膜处共有0.2molH2O解离,故C正确;
D.与平面结构的双极膜相比,“卯榫”结构增大双极膜面积,可提高产品生成速率,电子不能通过双极膜,故D错误;
故选:C。
43.D
【分析】亚硫酸钠电解,钠离子向左侧移动,说明左侧是阴极,阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子,随着电解进行,氢氧根离子浓度增大,B口出来的是浓NaOH。亚硫酸根离子向右侧移动,右侧为阳极,阳极上亚硫酸失电子生成硫酸根离子,C口出来的是浓度较大的硫酸。
【详解】A.根据分析可知,左侧电极为阴极,a连接电源负极,A正确;
B.通入稀NaOH溶液可增强溶液的导电性,B正确;
C.b电极上亚硫酸失电子结合水生成硫酸根离子和氢离子,电极反应式为,C正确;
D.电路中转移2mol电子时,1mol亚硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右侧电极室,2mol钠离子经过阳离子交换膜进入左侧电极室,共有3mol离子通过离子交换膜,D错误;
故答案选D。
44.A
【详解】A.由图所示,Fe为阳极,故发生氧化反应生成FeO42-,电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO+4H2O,A正确;
B.阳极反应消耗阴离子氢氧根离子,向右侧阳极移动,故右侧交换膜为能使阴离子通过的阴离子交换膜,B错误;
C.阴极区水被电解产生H2和OH-,故产出的NaOH浓度变大,a%<b%,C错误;
D.阴极区为水被电解发生还原反应得到电子,生成氢气,D错误;
故选A。
45.B
【详解】A.由图知,N极区生成H2,N极作阴极,故b为直流电源的负极,A项正确;
B.工作时,阳极区的反应为6Cl--6e-=3Cl2↑、3Cl2+CO(NH2)2+H2O=6Cl-+6H++CO2+N2,因消耗水而使废水中NaCl的浓度增大,B项错误;
C.工作时,H+由M极区通过质子交换膜移向N极区,C项正确;
D.由阳极区发生的反应知,若导线中通过6mol电子,理论上生成1 mol N2,D项正确;
故答案选B。
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