内容正文:
高三化学二轮复习选择题强化训练:选择题训练(十)电化学
一、钠电池
1.某钠离子电池结构如图所示,电极为含钠过渡金属氧化物,电极为硬碳,充电时得电子成为嵌入硬碳中。下列说法不正确的是( )
A. 充电时,电极与外接直流电源的负极相连
B. 放电时,外电路通过电子时,电极电解质损失
C. 放电时,电极为正极,反应可表示为
D. 电池总反应可表示为
2.室温钠硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:,,
下列叙述错误的是( )
A. 充电时从钠电极向硫电极迁移
B. 放电时外电路电子流动的方向是
C. 放电时正极反应为:
D. 炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
3.以钠箔和多壁碳纳米管为电极材料的可充电“”电池的工作原理如图所示,放电时的总反应为:。下列说法中,不正确的是
A. 放电时,电子的流向为钠箔导线
B. 放电时,正极反应为
C. 充电时,向极移动
D. 充电时,每转移电子,释放出的体积在标准状况下为
二、膜电池
4.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。下列装置处理含的废水。下列说法正确的是( )
A. 极发生氧化反应
B. 通过隔膜进入右室
C. 负极反应为
D. 若处理含有的废水,模拟海水理论上可除
5.和是主要大气污染物,利用如图装置可同时吸收和。已知电解池的阴极室中溶液的保持在之间。下列说法正确的是
A. 电极为直流电源的正极
B. 电解过程中,阳极区电解液的增大
C. 阴极反应式为
D. 吸收的离子方程式为
6.一种高性能的碱性硼化钒空气电池如图所示,其中在电极发生反应:,该电池工作时,下列说法错误的是( )
A. 负载通过电子时,有标准状况参与反应
B. 正极区溶液的降低、负极区溶液的升高
C. 电池总反应为
D. 电流由复合碳电极经负载、电极、溶液回到复合碳电极
7.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. 正极反应中有生成
B. 微生物促进了反应中电子的转移
C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区
D. 电池总反应为
8.是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室膜电解法制备氢氧化锂,其模拟装置如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 极为电源的负极,极上发生氧化反应
B. 极的电极反应式为
C. 膜为阳离子交换膜,膜为阴离子交换膜
D. 每转移电子,理论上生成
9.年月日晚,杭州亚运会的“数字火炬手”与最后一棒火炬手齐心协力点燃了象征亚洲大团结的亚运主火炬。这座主火炬塔历史性地采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料,实现了零排放的循环使用。一种甲醇燃料电池装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电池工作时,通过交换膜移向极侧
B. 极为负极,电池工作过程中,右侧不变
C. 甲醇反应,理论上消耗
D. 极电极反应式为
三、新型特殊电池
10.新型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。放电时电极的反应为:,下列说法不正确是( )
A. 充电时,电极为阴极
B. 放电时,从Ⅰ室向Ⅱ室迁移
C. 放电时,Ⅱ室溶液的浓度增大
D. 每消耗,电极质量理论上增加
11.某金属--空气电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 金属作电池负极,放电时发生氧化反应
B. 放电时,空气中的氧气得到电子
C. 电池总反应为
D. 放电时,外电路电子由碳材料电极流向金属电极
12.沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率,为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极如图所示,通入一定的电流。
下列叙述错误的是
A. 阳极发生将海水中的氧化生成的反应
B. 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C. 阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气
D. 阳极表面形成的等积垢需要定期清理
13.电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。如图是某电致变色器件的示意图。当通电时,注入到无色薄膜中,生成,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是( )
A. 为阳极 B. 由银电极向变色层迁移
C. 元素的化合价升高 D. 总反应为:
14.荣获年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家,他设计的锂充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为。表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A. 该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染
B. 充电时,阴极反应为
C. 充电时,由极移向极
D. 若初始两电极质量相等,当转移个电子时,两电极质量差为
15.蔥醌是一种具有氧化还原活性的廉价有机分子,蔥醌碘化铵液流可充电电池如图以其环保、价廉、稳定等优点被研究及广泛应用。充电时,转化为。下列说法错误的是( )
A. 放电时,极电势低于极
B. 充电时,极的电极反应式为
C. 充电时,电路中每转移,膜两侧电解液的质量变化差为
D. 该装置中的阳膜也可以用阴膜代替
16.镍镉电池是二次电池,其工作原理示意图如图为小灯泡,、为开关,、为直流电源的两极。下列说法不正确的是( )
A. 断开、合上,镍镉电池能量转化形式:化学能电能
B. 断开、合上,电极为阴极,发生还原反应
C. 电极发生氧化反应过程中,溶液中浓度不变
D. 镍镉二次电池的总反应式:
17.我国电动汽车产业发展迅猛,多种车型采用三元锂电池,该电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 无论充电或放电,极电势均低于极
B. 充电时,外电路中流过电子,极质量减少
C. 放电时,正极反应为
D. 失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生,实现循环利用
18.用电化学方法可以去除循环冷却水含有、、、苯酚等中的有机污染物,同时经处理过的冷却水还能减少结垢,其工作原理如下图所示。
下列说法正确的是( )
A. 为电源的正极
B. 钛基电极上的反应为
C. 碳钢电极底部有、生成
D. 每生成标准状况下 ,需要消耗
19.我国科研人员借助太阳能,将光解水制与脱硫结合起来,既能大幅度提高光解水制的效率,又能脱除,工作原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A. 该装置可将太阳能转化为化学能
B. 催化剂表面发生还原反应,产生
C. 催化剂附近的溶液增大
D. 吸收,理论上能产生
20.卡塔尔世界杯上,来自中国的台纯电动客车组成的“绿色军团”助力全球“双碳”战略目标。现阶段的电动客车大多采用电池,其工作原理如图所示,聚合物隔膜只允许通过。的晶胞结构示意图如图所示。围绕和分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法中正确的是( )
A. 充电时,通过聚合物隔膜向阳极迁移
B. 该电池工作时某一状态如图所示,可以推算
C. 充电时,每有电子通过电路,阴极质量理论上增加
D. 放电时,正极可发生电极反应:
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:由题干图可知,充电时得电子成为嵌入硬碳中,故B极为阴极,电极反应式为,为阳极,电极反应式为,放电时,为负极,电极反应式为,为正极,电极反应式为,据此作答。
A.充电时得电子成为嵌入硬碳中,故B极为阴极,与外接直流电源的负极相连,故A正确;
B.放电时,为正极,电极反应式为,电极电解质有嵌入,故B错误;
C.放电时,为正极,电极反应式为,故C正确;
D.由两极反应可知,放电时,电池反应为,故D正确;
故选:。
本题考查可充电电池,题目难度中等,能依据图象和题目信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键,难点是电极反应式的书写。
2.【答案】
【解析】由题意可知放电时硫电极得电子,硫电极为原电池正极,钠电极为原电池负极。
A.充电时为电解池装置,阳离子移向阴极,即钠电极,故充电时,由硫电极迁移至钠电极,A错误;
B.放电时在电极失去电子,失去的电子经外电路流向电极,硫黄粉在电极上得电子与电极释放出的结合得到,电子在外电路的流向为,B正确;
C.由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为 ,C正确;
D.炭化纤维素纸中含有大量的炭,炭具有良好的导电性,可以增强硫电极的导电性能,D正确;
故选A。
3.【答案】
【解析】【分析】钠是活泼的金属,失去电子,被氧化,作负极,右侧电极是正极,据此解答。
【详解】放电时,钠失去电子,电子流向:钠箔导线,A正确;
B.正极上得电子与反应生成固体沉积物和,电极反应式为 ,B错误;
C.充电时相当于电解池, 向阳极电池的正极极移动,C正确;
D.由总反应可知,充电时,释放,则转移电子,因此转移电子时,释放,在标准状况下的体积为,D正确。
答案选B。
4.【答案】
【解析】由图可知,在极附近转化成,其中碳元素化合价升高,发生氧化反应,所以极为负极,则极为正极。
A.根据分析,极为正极,发生还原反应,项错误;
B.原电池中,阴离子移向负极,所以通过隔膜进入左室,项错误;
C.负极附近失电子被氧化生成和,正确的电极反应式为:,项错误;
D.当电路中转移电子时,根据电荷守恒可知,海水中有移向负极,同时有移向正极,即除去,根据负极反应式可知,每消耗时转移电子,所以若处理含有即的废水时,转移电子,则消除,即模拟海水理论上可除,项正确;
答案选D。
5.【答案】
【解析】【分析】
由图中信息可知,在与相连的电极上, 被还原为,所以电极为电源的负极,为正极,据此解题。
【解答】
A.由分析可知,电极为电源的负极,A错误;
B.在阳极上发生失电子的氧化反应,由题图可知转化为,电极反应式为 ,生成,故阳极区电解液的减小,B错误;
C.已知电解池的阴极室中溶液的保持在之间,溶液显酸性,所以阴极的电极反应为 ,C错误;
D. 有强还原性,能把还原成氮气和 ,离子方程式为 ,D正确;
故选D。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查原电池的工作原理,题目难度中等,本题注意把握电极反应式的书写,利用电子守恒计算。
【解答】
A. 正极氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应式为:,由电极反应式可知,消耗氧气转移电子,则负载通过电子时,有标准状况参与反应,故A正确;
B. 根据负极反应消耗氢氧根离子,正极反应,则正极区溶液的升高、负极区溶液的降低,故B错误;
C. 负极反应式:,正极反应式:,根据得失电子守恒,即得电池总反应式:,故C正确;
D. 原电池中电流由正极经过外电路流向负极,则电流由复合碳电极经负载、电极、溶液回到复合碳电极,故D正确;
故选B。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查化学电源新型电池,为高频考点,正确判断电解质溶液酸碱性是解本题关键,所有原电池中都是负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应,难点是电极反应式的书写。
【解答】
A.根据图知,负极上失电子,正极上得电子和反应生成水,负极的电极反应式为,正极的电极反应式为,因此在负极产生,故A错误;
B.葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能,形成原电池,有电流产生,所以微生物促进了反应中电子的转移,故B正确;
C.通过原电池的电极反应可知,负极区产生了,根据原电池中阳离子向正极移动,可知质子通过交换膜从负极区移向正极区,故C正确;
D.该反应属于燃料电池,燃料电池的电池反应式和燃烧反应式相同,则电池反应式为,故D正确;
故选:。
8.【答案】
【解析】该电解池实质是电解水,根据图知:极导出的是浓硫酸,则极应为水电离出的放电,则极为阳极,阳极反应式为,气体为。极导出的浓,则极是水电离出的氢离子放电生成、生成,则为电解池的阴极,气体为,阴极电极反应式为;据此分析解答。
A.根据分析,极为阳极,所以极为正极,极为负极,则极为阴极,发生还原反应,A错误;
B.根据分析,极上水电离产生的失去电子发生氧化反应产生,电极反应式为:,B正确;
C.根据分析,极为阳极,导出的是硫酸,则向阳极移动,膜为阴离子交换膜,极为阴极,导出的,则向阴极移动,膜为阳离子交换膜,C错误;
D.极为阴极,电极反应式为,每转移电子,理论上有向极迁移形成,其质量是,D错误;
故选B。
9.【答案】
【解析】A.放电时,原电池内部阳离子由负极移向正极,即 从左侧移向右侧,A错误;
B.为正极,放电过程中,右侧氧气得电子生成氢氧根,钾离子移向右侧使氢氧化钾浓度增大,B错误;
C.甲醇生成碳酸氢钾,电路中转移电子,故理论情况下消耗 ,C正确;
D.极甲醇被氧化为 ,其电极反应式为 ,D错误;
故选C。
10.【答案】
【解析】【分析】
本题考查原电池工作原理,把握电极的判断、电极反应及反应式的书写是解题的关键,侧重分析能力和运用能力的考查,题目难度中等。
【解答】
放电时为原电池,电极的反应为,发生得电子的还原反应,则电极为正极,电极为负极,负极反应式为,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,结合电子守恒进行计算解答;
A.电极为原电池的负极,充电时与电源负极相连、作阴极,故A正确;
B.放电时为原电池,电极为正极,电极为负极,阳离子移向正极,即从Ⅰ室向Ⅱ室迁移,故B正确;
C.放电时为原电池,从Ⅰ室向Ⅱ室迁移,并且正极反应为,则Ⅱ室溶液的浓度不变,故C错误;
D.负极反应式为,正极反应为,根据电子守恒可知,,每消耗时电极增加,质量为,故D正确;
故选:。
11.【答案】
【解析】空气电池中,负极金属失去电子生成,正极氧气得到电子生成,则电极为负极,电极为正极,电池总反应为:,电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,据此分析解答。
A.原电池工作时,负极金属失去电子生成,发生氧化反应,故A正确;
B.放电时,正极上空气中的氧气得到电子生成,故B正确;
C.根据分析可知,电池总反应为:,故C正确;
D.电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,即外电路电子由电极流向碳材料电极,故D错误;
故选:。
本题考查原电池工作原理,题目难度不大,明确电极上得失电子及反应是解本题关键,注意掌握原电池两极及总反应式的书写方法,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
12.【答案】
【解析】【分析】
本题考查电解池原理,题目难度中等,能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键,难点是电极反应式的书写。
【解答】
海水通入管道后,形成电解池,阳极发生反应,阴极发生反应,此时海水碱性增大,生成的氯气会与碱性海水反应,生成次氯酸钠进而达到灭杀附着生物的效果。
A.阳极发生反应,故A正确;
B.依据分析可知,管道中可以生成氧化灭杀附着生物的,故B正确;
C.氢气易燃,阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气,故C正确;
D.阴极发生反应,等沉积在阴极表面,故D错误;
故选D。
13.【答案】
【解析】由图可知这是一个电解池,银做阳极,发生的电极反应,当通电时,注入到无色薄膜中生成,电极方程式:是还原反应,总的反应方程式:,据此答题。
A.由图可知这是一个电解池,银做阳极,发生的电极反应,故A正确;
B.当通电时,注入到无色薄膜中生成,故B正确;
C.电极方程式:,由的价降低到中的价,的化合价降低,故C错误;
D.阳极反应:,阴极反应:,二者合并:,故D正确;
故选:。
14.【答案】
【解析】略
15.【答案】
【解析】充电时,转化为,说明极为阴极,极为阳极,则放电时极为正极,极为负极。
根据分析,放电时,极为负极,因此极电势低于极,故A正确;
充电时,极为阳极,电极反应式为,故B正确;
充电时,电路中每转移,左侧转移到右侧,膜左侧质量减少,右侧质量增加,膜两侧电解液的质量变化差为,故C正确;
该装置中的阳膜不能用阴膜代替,如果用阴膜代替,铵根离子不能穿过则不能生成,故D错误。
16.【答案】
【解析】根据图示,电极充电时为阴极,则放电时电极为负极,负极上失电子发生氧化反应生成,负极反应式为,电极充电时为阳极,则放电时电极为正极,正极上得电子发生还原反应生成,正极反应式为,放电时总反应为,据此分析作答。
A.断开、合上,为放电过程,镍镉电池能量转化形式:化学能电能,故A正确;
B.断开、合上,为充电过程,电极与直流电源的负极相连,电极为阴极,发生还原反应,故B正确;
C.电极发生氧化反应的电极反应式为,则电极发生还原反应的电极反应式为,此时为充电过程,总反应为,溶液中浓度减小,故C错误;
D.根据分析,镍镉二次电池总反应式为,故D正确。
故选:。
本题综合考查原电池、电解池知识,为高频考点,根据元素化合价变化确定正负极、阴阳极发生的反应,难点是书写电极反应式,知道正负极与阳极、阴极电极反应式的关系,题目难度中等。
17.【答案】
【解析】【分析】
本题考查化学电源新型电池,为高频考点,难度较大,侧重考查学生的分析能力,明确各个电极上发生的反应是解本题关键,知道正负极与阴阳极电极反应式之间的关系,难点是电极反应式的书写。
【解答】
A.由该电池放电时工作原理可知,放电时,为负极为正极,充电时,为阴极为阳极,故无论充电或放电,极电势均低于极,故A正确;
B.充电时,极电极反应为,外电路中流过电子,极质量增加,故B错误;
C.由该电池放电时工作原理可知,放电时为正极,得电子结合生成,正极反应为,故C正确;
D.锂元素失去活性后,可采用化学方法再生,从而实现的循环利用,故D正确;
故选:。
18.【答案】
【解析】碳钢电极上水得电子生成氢气,发生还原反应,为电解池的阴极,为电源的负极,为正极,钛基电极是阳极,失电子,发生氧化反应,钛基电极上的反应为。
A.碳钢电极上水得电子生成氢气,发生还原反应,为电解池的阴极,为电源的负极,故A错误;
B.阳极失电子,发生氧化反应,钛基电极上的反应为,故B错误;
C.碳钢电极上水得电子生成氢气,,,碳钢电极底部有、生成,故C正确;
D.钛基电极上的反应为,每生成标准状况下 ,需要消耗 ,故D错误;
故选C。
19.【答案】
【解析】【分析】
本题考查原电池的工作原理,为高频考点,把握电子的流向判断正负极为解答的关键,明确原电池工作原理即可解答,题目难度不大。
【解答】
A.由图可知,该装置可将太阳能转化为化学能,故A正确;
B.由电子移动方向可知,催化剂为正极,氢离子得电子生成氢气发生还原反应,故B正确;
C.催化剂为负极,失电子生成硫酸根发生氧化反应,电极反应为,则催化剂附近的溶液减小,故C错误;
D.由正负极得失电子守恒,吸收,理论上能产生,故D正确;
故选:。
20.【答案】
【解析】由图可知,放电时,负极铜箔的电极反应式为,正极铝箔的电极反应式为,充电时,铜箔作阴极,电极反应式为,铝箔作阳极,电极反应式为,据此作答。
A.电解池中阳离子移至阴极,充电时, 通过隔膜向阴极迁移,故A正确;
B.图晶胞中锂原子数 ,数为,则 的化学式为 ,解得 ,故B错误;
C.充电时,铜箔作阴极,电极反应式为,每有电子通过电路,阴极质量理论上增加,故C正确;
D.放电时,正极可发生电极反应: ,故D正确;
故选B。
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