2025届高三化学二轮复习 选择题增分练6 各类新型原电池或电解池的应用

选择题增分练6 各类新型原电池或电解池的应用 (分值:每小题3分,共30分　建议用时:30分钟) 1.(2024·广东模拟)“碳呼吸电池”是一种新型能源装置,其工作原理如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.该装置将化学能转变为电能 B.正极的电极反应为2CO2+2e-C2 C.每得到1 mol Al2(C2O4)3,电路中转移3 mol电子 D.利用该技术可捕捉大气中的CO2 2.(2024·湖南模拟)我国科学家发现锂介导的氮还原法可实现电化学高效合成氨。下列说法正确的是(　　) A.Pt电极连接电源负极 B.该电解池可以采用Li2SO4溶液作电解液 C.分层Si基电极附近发生的反应为6Li+N22Li3N D.外电路转移3 mol电子时,理论上生成NH3的体积为22.4 L 3.某团队研究发现三价水系(酸性电解质溶液)铟(Ar=115)金属电池的比容量大,循环寿命长。其工作原理如图,已知MnOOH(羟基氧化锰)难溶于水。下列说法错误的是 (　　) A.充电时,H+移向电极甲 B.放电时,电路中每转移3 mol电子,电极甲质量变化3 g C.放电时,总反应为In+3MnO2+3H+3MnOOH+In3+ D.充电时,阳极反应为MnOOH-e-MnO2+H+ 4.(2024·云南模拟)科学家设计了一种以石墨为正极材料的高容量可充电Li/Cl2电池,原理如图所示。氯化铝(AlCl3)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中,以氟化物(LiFSI)为溶剂。下列叙述正确的是 (　　) A.放电时,石墨电极为负极,Li+向石墨电极移动 B.放电时,石墨电极的电极反应为Cl2+2e-+2Li+2LiCl C.充电时,石墨电极与电源负极连接 D.充电时,转移2NA个电子时锂电极理论上消耗7 g锂 5.(2024·浙江模拟)中国科学技术大学吴长征教授团队开发了一种可充电的氢氧燃料电池,工作原理如图所示。W为可充电电池的电解质介质之一,与氢气作用生成还原态WH。下列有关说法正确的是(　　) A.充电时,A接外电源正极,发生氧化反应 B.根据反应顺序,W充当A极放电反应的催化剂 C.放电结束,A极区域pH减小 D.放电时,B极区的总反应为O2+4e-+4H+H2O 6.(2024·广西模拟)铬酸钠(Na2CrO4)主要用于有机合成氧化剂、印染剂等。现以铅酸蓄电池为电源,用电渗析法分离回收混合物浆液中的Na2CrO4的装置如图所示。下列对分离过程的相关判断错误的是(　　) A.铅酸蓄电池的正极反应为PbO2(s)+4H++2e-+SPbSO4(s)+2H2O B.电解一段时间后,乙池有可能得到含Cr和Cr2的混合液 C.电极b连接铅酸蓄电池负极,甲池中放出的气体为氧气 D.若电路中通过0.2 mol e-,则理论上铅酸蓄电池负极增重9.6 g 7.(2024·四川模拟)一种将人工湿地植物根系的有机物[(CH2O)n]作为燃料的电池如图所示,燃料通过微生物厌氧分解产生电子和质子(H+),将来自废水的某些有害物在另外一极通过微生物作用而净化,如将对氯苯酚()净化为苯酚()。下列说法错误的是 (　　) A.质子从a极移动到b极 B.微生物主要起到催化剂的作用 C.b极的电极反应为+2e-+H++Cl- D.总反应为+(CH2O)n+H2O+2Cl-+CO2↑+2H+ 8.(2024·湖北模拟)为了保护环境、充分利用铅资源,科学家设计了如图所示的H2-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增大,负极区溶液pH减小 B.电子流向:电极b→负载→电极a C.电极a的电极反应为HPb+H2O+2e-Pb+3OH- D.为了提高Pb的回收率,离子交换膜为阴离子交换膜 9.(2024·河北模拟)某锂离子电池的工作原理如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 (　　) A.隔膜为阳离子交换膜 B.放电时,A极发生反应+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0.25 NA 10.(2024·广东模拟)一种用3-氯丙烯()电解合成环氧氯丙烷()的装置如图所示。该装置无须使用隔膜,且绿色高效,图中X为Cl或Br,工作时X-和OH-在左侧电极同时且等量放电。下列说法正确的是(　　) A.每转移1 mol e-,生成1 mol环氧氯丙烷 B.电解一段时间后,装置中OH-的物质的量不变 C.若X为Br,则可电解制备环氧溴丙烷 D.该装置工作时需不断补充X- 参考答案 1.C　解析　由元素的化合价变化可知,每得到1 mol Al2(C2O4)3,电路中转移6 mol电子,C项错误。 2.C　解析　该装置为电解池,Pt电极上H2发生失电子的氧化反应转化成H+,Pt电极为阳极,分层Si基电极为阴极。根据分析可知,Pt电极为阳极,连接电源的正极,A项错误;Li能与水发生反应,故该电解池不能采用Li2SO4溶液作电解液,B项错误;NH3所处状态未知,无法计算生成NH3的体积,D项错误。 3.B　解析　由题干图示信息可知,放电时,电极甲为负极,电极反应为In-3e-In3+,电极乙为正极,电极反应为MnO2+e-+H+MnOOH。充电时,电极甲接电源负极,是阴极;电极乙接电源正极,是阳极。充电时,电极甲是阴极,H+移向电极甲,A项正确;放电时,负极反应为In-3e-In3+,正极反应为MnO2+e-+H+MnOOH,总反应为In+3MnO2+3H+3MnOOH+In3+,电路中转移3 mol电子,负极质量减少1 mol×115 g·mol-1=115 g,正极质量增加3 mol×1 g·mol-1=3 g,B项错误,C项正确。 4.B　解析　放电时锂为负极,锂失电子发生氧化反应,电极反应为Li-e-Li+;石墨电极为正极,氯气得电子发生还原反应,电极反应为Cl2+2e-+2Li+2LiCl。充电时锂电极为阴极,发生还原反应Li++e-Li;石墨电极为阳极,发生氧化反应2LiCl-2e-Cl2↑+2Li+。放电时,石墨电极为正极,Li+向石墨电极移动,A项错误;放电时,石墨电极的电极反应为Cl2+2e-+2Li+2LiCl,B项正确;充电时,石墨电极为阳极,与电源正极连接,C项错误;充电时,根据电极反应式Li++e-Li可知,转移2NA个电子时,锂电极理论上生成14 g锂,D项错误。 5.B　解析　放电时电池左侧通入H2,发生反应H2+2W2WH,然后WH在A极发生反应WH-e-W+H+,总过程为H2-2e-2H+,A为负极。电池右侧通入O2,发生反应3O2+4NO+2H2O4N+4H+,然后N与Br-发生反应2N+8H++6Br-3Br2+NO↑+4H2O,Br2在B极发生反应Br2+2e-2Br-,总过程为O2+4e-+4H+2H2O,B为正极。充电时,A与电源负极相连,B与电源正极相连。充电时,A接外电源负极,发生还原反应,A项错误;由图可知,W充当A极放电反应的催化剂,B项正确;A电极为负极,A极区的总反应为H2-2e-2H+,生成的H+通过质子交换膜向B电极区域移动,放电结束,A极区域pH不变,C项错误;放电时,B极区的总反应为O2+4e-+4H+2H2O,D项错误。 6.C　解析　铅酸蓄电池的正极材料为二氧化铅,发生还原反应生成硫酸铅,电极反应为PbO2(s)+4H++2e-+SPbSO4(s)+2H2O,A项正确。该电解装置中阴离子向惰性电极b移动,阳离子向惰性电极a移动,故电极a为阴极,电极b为阳极。电极b上发生反应4OH--4e-O2↑+2H2O,当乙池中碱性减弱时,反应Cr2+2OH-2Cr+H2O平衡逆向移动,Cr2的含量增加,乙池有可能得到含Cr和Cr2的混合液,B项正确。电极b为阳极,连接铅酸蓄电池正极,电极a为阴极,电极a上发生反应2H2O+2e-H2↑+2OH-,所以甲池中放出的气体为氢气,C项错误。铅酸蓄电池负极反应为Pb-2e-+SPbSO4,若电路中通过0.2 mol e-,则理论上负极增加的质量为0.1 mol S的质量,为9.6 g,D项正确。 7.D　解析　由图示可知,(CH2O)n转化成CO2,C元素化合价由0升高到+4,失电子,故a极为负极,b极为正极。质子由负极移动到正极,即从a极移动到b极,A项正确;微生物主要起到催化作用,B项正确;b极发生的反应为对氯苯酚得电子生成苯酚,C项正确;总反应为2n+(CH2O)n+nH2O2n+2nCl-+nCO2↑+2nH+,D项错误。 8.D　解析　该装置为H2-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。根据分析,负极氢气失电子形成氢离子,消耗氢氧根离子,pH减小,正极产生氢氧根离子,pH增大,A项正确;电极b为负极,电极a为正极,电子流向为电极b→负载→电极a,B项正确;根据题干信息可知,该电化学装置实现铅单质的回收,则电极a的电极反应为HPb+H2O+2e-Pb+3OH-,C项正确;离子交换膜应为阳离子交换膜,防止HPb移动至右侧溶液中,不利于Pb的回收,D项错误。 9.C　解析　由图可知,放电时,B极ST,S失去电子,发生氧化反应,则B极为负极,A极为正极;充电时,B极为阴极,A极为阳极。放电时,锂离子移向正极,所以隔膜为阳离子交换膜,A项正确;放电时,A极为正极,发生还原反应,电极反应为+2e-3I-,B项正确;充、放电过程中,C元素和I元素的化合价发生变化,O元素化合价不变,C项错误;用此电池电解(惰性电极)足量AgNO3溶液,阳极发生4OH--4e-2H2O+O2↑,阴极发生Ag++e-Ag,当有1 mol离子穿过隔膜时(转移电子1 mol),产生0.25 mol氧气,分子数目为0.25NA,D项正确。 10.B　解析　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·。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,生成1个环氧氯丙烷,故每转移1 mol e-,生成0.5 mol环氧氯丙烷,A项错误;由电子得失守恒可知,每生成1个环氧氯丙烷,阳极上消耗1个OH-,阴极上生成2个OH-,而HX消耗1个OH-,即消耗OH-的量与生成OH-的量相等,故电解一段时间后,装置中OH-的物质的量不变,B项正确;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项错误;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,故该装置工作时无须补充X-,D项错误。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$