选择题突破9 化学反应与电能(Word练习)-【优化指导】2025年高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（单选版）

选择题突破九　化学反应与电能 题组一　原电池的工作原理及应用 1．(2024·湖南益阳三模)为探究AgNO3与KI溶液能否发生氧化还原反应，设计了如下装置：闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出。下列说法正确的是(　　) A.Y电极为阴极 B．右侧烧杯中NO经盐桥移向左侧烧杯 C．闭合K后右侧烧杯中溶液pH不断升高 D．若将X电极换成Ag，实验现象不变 C　解析：该装置为原电池，闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出，则Y电极是正极，生成的银白色物质为银单质，A错误；原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，盐桥中的硝酸根离子向左侧烧杯移动，钾离子向右侧烧杯中移动，右侧烧杯中NO浓度基本不变，B错误；闭合K后右侧烧杯中银离子得电子生成银单质，Ag＋浓度下降，溶液pH会升高，C正确；之前X电极发生反应2I－－2e－===I2，左侧烧杯会显蓝色，若将X电极换成Ag，X电极是负极，电极反应为Ag－e－＋I－===AgI↓，左侧烧杯中会产生黄色沉淀，溶液不变蓝，实验现象改变，D错误。 2．(2024·湖南衡阳二模)含氮废水中氮元素有铵态氮和硝态氮两种形式，利用铁碳微电池法在弱酸性条件下进行电化学处理，可同时除去铵态氮和硝态氮，该电化学装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该装置工作时，碳电极附近pH增大 B．该装置工作时，Fe2＋移向碳电极附近 C．Fe电极为负极，电极反应为2NH－6e－===N2↑＋8H＋ D．理论上消耗的NO与NH的物质的量之比为5∶3 A　解析：该装置工作时，碳电极为正极，电极反应为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，则根据电荷守恒可知，每消耗12 mol H＋电解质溶液中只有10 mol H＋由负极区进入正极区，故碳电极附近pH增大，A正确；该装置工作时，H＋经质子交换膜由负极区进入正极区，Fe2＋不能经过质子交换膜移向碳电极附近，B错误；Fe电极为负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，然后再与NH反应生成Fe和N2：3Fe2＋＋2NHN2↑＋3Fe＋8H＋，C错误；根据得失电子守恒可知，NO与NH均转化为N2，故理论上消耗的NO与NH的物质的量之比为3∶5，D错误。 题组二　新型化学电源及分析 3．(2024·湖北省六校联盟联考)将NH3、NO2设计成熔融固态氧化物燃料电池，总反应方程式为6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，该装置如图所示。下列关于该装置工作时的叙述正确的是(　　) A．电极Y为正极，发生还原反应 B．电池工作时，氧离子从Y极向X极移动 C．X极的电极反应式：2NO2＋8e－===N2↑＋4O2－ D．若22.4 L NO2参与反应，则通过外电路电子的物质的量为4 mol C　解析：由总反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，电极X上二氧化氮转化为氮气，N化合价降低，则X为正极，电极反应为2NO2＋8e－===N2＋4O2－；电极Y上氨气转化为氮气，N化合价升高，Y为负极，电极反应为2NH3＋3O2－－6e－===3H2O＋N2。由以上分析知，Y为负极，发生氧化反应，A错误；X为正极，Y为负极，氧离子从X极向Y极移动，B错误；X为正极，电极反应为2NO2＋8e－===N2＋4O2－，C正确；未指明气体所处状态，无法计算气体的物质的量，因而无法计算通过外电路电子的物质的量，D错误。 4．(2024·广东广州一模)一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．放电时，H＋从N极区向M极区移动 B．充电时，电极M是阳极 C．每消耗1 mol VO，有2 mol H＋通过质子交换膜 D．充电时的总反应：VO2＋＋H2O＋V3＋===VO＋2H＋＋V2＋ C　解析：放电时，M为正极，电极反应为VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O，正极反应消耗H＋，H＋从N极区向M极区移动，A正确；充电时，VO2＋转化为VO，失电子，M为阳极，B正确；根据正极反应式可知，每消耗1 mol VO得到1 mol e－，虽然消耗2 mol H＋，但内外电路通过的电量相等，故只有1 mol H＋通过质子交换膜，C错误；充电时，M极VO2＋转化为VO，总反应为VO2＋＋H2O＋V3＋===VO＋2H＋＋V2＋，D正确。 题组三　电解原理和金属的电化学防护 5．(2024·四川泸州一模)铅(Ⅳ)/铅( Ⅱ )­铁( Ⅱ )/铁( Ⅲ )储能电池原理如图所示，储能时PbSO4被氧化，下列说法正确的是(　　) A．a膜为阳离子交换膜 B．放电时正极质量减小 C．放电时正极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋ D．充电总反应为PbSO4＋2Fe3＋＋2H2O2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SO D　解析：交换膜a为阴离子交换膜，A错误；放电时，左侧电极为正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极的质量增大，B错误；放电时正极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，C错误；充电总反应为PbSO4＋2Fe3＋＋2H2O2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SO，D正确。 6．(2024·贵州贵阳一模)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．电极A是电源的负极 B．OH－穿过b膜进入右室溶液 C．催化电极的电极反应：CO2－6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O D．当催化电极生成64 g甲醇时，左侧电极室质量增加108 g D　解析：由图可知，左侧电极上OH－失去电子生成O2，发生氧化反应，为电解池的阳极，右侧电极上二氧化碳得到电子发生还原反应，为电解池的阴极，则A为正极，A错误；右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，在电解池中阴离子向阳极移动，则OH－穿过a膜进入左室溶液，B错误；催化电极为阴极，电极反应为CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O，C错误；64 g甲醇的物质的量为2 mol，转移12 mol电子，左侧电极有对应关系O2～4e－～4OH－～Δm(36 g)，则当转移12 mol电子时，左侧电极室质量增加×36 g＝108 g，D正确。 7．(2024·广东湛江一模)如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹起、流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法正确的是(　　) A．电子由氧气通入的Pt电极流出 B．质子(H＋)通过质子交换膜从负极流向正极 C．每消耗22.4 L O2，会产生1 mol醋酸 D．左侧Pt电极表面发生的反应：CH3CH2OH＋2e－===CH3COOH＋2H＋ B　解析：氧气通入的Pt电极作电池正极，电子流入正极，A错误；电池工作时，质子(H＋)通过质子交换膜从负极流向正极，B正确；没有指明是否在标准状况下，O2的物质的量无法判断，C错误；左侧Pt电极表面发生的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===4H＋＋CH3COOH，D错误。 8．(2024·河南省创新发展联盟联考)钠基­海水可充电电池总反应为4Na＋O2＋2H2O4NaOH，其工作原理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．充电时，钠基材料连接电源的负极 B．充放电时，固体电解质都只允许Na＋通过 C．充电时，空气电极能促进海水中的Cl－放电 D．放电时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C　解析：放电时，钠基材料为负极，则充电时，钠基材料为阴极，连接电源的负极，A正确；固体电解质都只允许Na＋通过，B正确；充电时，海水中的Cl－不参与放电，C错误；放电时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。 9．(2024·河北省名校联盟联考)某锂离子电池其原理如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，A极发生的反应为I＋2e－===3I－ C．充放电过程中，只有一种元素化合价发生变化 D．用此电池电解(惰性电极)足量AgNO3溶液，当有1 mol离子穿过隔膜时，产生气体分子数目为0.25NA C　解析：放电时B极S→T，S失去电子，发生氧化反应，释放出的阳离子锂离子移向正极，故隔膜为阳离子交换膜，A正确；放电时，A极为正极，发生还原反应，电极反应为I＋2e－===3I－，B正确；充放电过程中，C元素和I元素的化合价发生变化，O元素化合价不发生变化，C错误；用此电池电解(惰性电极)足量AgNO3溶液，阳极发生反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极发生反应4Ag＋＋4e－===4Ag，当有1 mol离子穿过隔膜时(转移电子1 mol)，产生氧气0.25 mol，故分子数目为0.25NA，D正确。 10．(2024·广东韶关一模)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。协同转化装置如图所示。在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为OH－和H＋，并向两极迁移。下列分析正确的是(　　) A．双极膜的a侧应为阳离子交换膜，b侧为阴离子交换膜 B．每脱除标准状况下11.2 L的SO2，双极膜处有2 mol的H2O解离 C．反应过程中不需补加稀硫酸 D．协同转化的总反应为SO2＋O2＋2H2O===H2O2＋H2SO4 C　解析：该装置为原电池，根据图中元素化合价变化可知，左侧电极为负极，右侧电极为正极。原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，双极膜的a侧应为阴离子交换膜，b侧为阳离子交换膜，A错误；每脱除标准状况下11.2 L的SO2，即0.5 mol SO2，转移1 mol电子，双极膜处有1 mol的H2O解离，B错误；右侧消耗H＋的量等于迁移过来H＋的量，硫酸的总量不变，故反应过程中不需补加稀硫酸，C正确；负极反应为SO2－2e－＋4OH－===SO＋2H2O，正极反应为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，则协同转化总反应为SO2＋O2＋2NaOH===H2O2＋Na2SO4，D错误。 11．(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极电极反应为B2H6＋14OH－－12e－===2BO＋10H2O C．工作一段时间后，装置中需要定期补充H2SO4和NaOH D．制取0.2 mol邻苯二酚类物质时，理论上有0.8 mol OH－透过膜a C　解析：该装置为原电池装置，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，故电势：M电极<N电极，故A正确；N电极为正极，产生的氢离子经双极膜的膜b移向N电极，产生的氢氧根离子经膜a移向M电极，根据电极反应和经过膜的电荷数(与电路中转移电子数相等)，可知需要定期补充H2O和NaOH，C错误；根据N极电极反应可知，制取0.2 mol邻苯二酚类物质转移0.8 mol电子，则透过膜a的氢氧根离子为0.8 mol，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$