专题过关作业(16) 选择题和题空突破 “二池”连接装置（学生用书Word版）-【高考快车道】2026年高考化学大二轮专题复习与策略

专题过关作业(十六) 1．C　[双阴极三室微生物燃料电池中，左边缺氧室N转变为N2，电极反应式为2N＋10e-＋12H+===N2↑＋6H2O；中间厌氧室葡萄糖(C6H12O6)转变为CO2，电极反应式为C6H12O6－24e-＋6H2O===6CO2↑＋24H+；右边好氧室O2转变为H2O，电极反应式为O2＋4e-＋4H+===2H2O，同时在好氧室还发生反应N－8e-＋3H2O===N＋10H+，由题目可知电池为双阴极，即有2个电极要得电子，结合分析得出左边缺氧室和右边好氧室为电池的正极(阴极室)，中间厌氧室为电池的负极。该电池中缺氧室和好氧室为阴极室，A错误；在电池中阳离子由负极向正极移动，根据分析，在厌氧室产生H+，缺氧室、好氧室都消耗H+，所以H+的移动方向为缺氧室厌氧室好氧室，B错误；在好氧室中同时发生反应：O2＋4e-＋4H+===2H2O和N－8e-＋3H2O===N＋10H+，则它们之间发生的总反应为N＋2O2N＋H2O＋2H+，C正确；当厌氧室中处理1 mol葡萄糖时，根据电极反应式C6H12O6－24e-＋6H2O===6CO2↑＋24H+可知共转移了24 mol e-，但转移的电子同时被缺氧室和好氧室得到，因此流向缺氧室的电子的物质的量小于24 mol，则生成标准状况下的N2体积小于53.76 L，D错误。] 2．D　[由题图可知，左侧装置为燃料电池，M电极为燃料电池的负极，氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，N电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子；右侧装置为电解池，与M电极相连的铁电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，与N电极相连的铁电极为阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子：Fe－2e-===Fe2+，放电生成的亚铁离子在酸性条件下与废水中的重铬酸根离子反应生成铬离子、铁离子和水，随着H+的放电和被消耗，溶液的pH增大，溶液中的铁离子、铬离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁、氢氧化铬沉淀达到处理酸性含铬废水的目的。每处理掉0.2 mol重铬酸根离子，需要1.2 mol Fe2+，若电解过程中，电子的有效利用率为60%，由得失电子守恒可知，理论上N电极需要通入标准状况下氧气的体积为×22.4 L·mol-1＝22.4 L，故D错误。] 3．B　[没有标明氢气是否处于标准状况下，无法根据其体积进行计算，A错误；由题图可知，负极区的化学方程式为Br2＋H2O＋―→＋2Br-＋2H+，B正确；Pt电极上H+得电子生成H2，发生还原反应，C错误；分子中(除—R外)不含有手性碳原子，D错误。] 4．B　[由甲装置的工作原理可知甲装置为原电池，则乙装置为电解池，原电池中惰性电极Ⅰ、Ⅱ分别为负极、正极，则电解池中a、b电极分别为阳极、阴极。乙装置的目的是制备Fe(OH)2，需要Fe2+，则阳极即a电极应为Fe，阴极即b电极，可采用石墨，A正确；若用CuCl2溶液代替NaCl溶液，在阴极上Cu2+得电子生成Cu，无法生成OH-，就不能生成Fe(OH)2，B不正确；b电极为阴极，溶液中的H2O得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e-===H2↑＋2OH-，C正确；9.0 g Fe(OH)2的物质的量为n＝＝＝0.1 mol，根据Fe－2e-===Fe2+，Fe2+＋2OH-===Fe(OH)2↓，生成0.1 mol Fe(OH)2，电路中转移0.2 mol电子，甲装置中阳离子向正极(惰性电极Ⅱ)移动，根据电荷守恒，有0.2 mol Na+向惰性电极Ⅱ移动，D正确。] 5．D　[某实验小组利用Zn-Ni(OH)2碱性电池实现电化学合成氨，H2在P电极上失去电子生成H+，P电极为阳极，Q电极为阴极，则M为负极，N为正极。M极为金属Zn，A错误；未说明NH3所处的温度和压强，无法计算生成NH3的体积，B错误；该装置可实现电化学合成氨，右侧电解池的总反应方程式为N2＋3H22NH3，若不考虑其他因素，则该装置反应前后，理论上乙醇的浓度不变，不需要补充乙醇电解液，C错误；Q电极为阴极，锂离子在阴极上与氮气和C2H5OH解离出的氢离子反应生成氨基锂，电极反应式为N2＋2Li+＋4H+＋6e-===2LiNH2，D正确。] 6．AC　[左侧为原电池，泡沫铜为负极，发生氧化反应，电极反应为Cu＋4CH3CN－e-===[Cu(CH3CN)4]+，石墨毡为正极，铜离子得电子发生还原反应，电极反应为Cu2+＋4CH3CN＋e-===[Cu(CH3CN)4]+；右侧为电解装置，右边石墨电极为阴极，电极反应为3CO2＋H2O＋2e-===2HC＋CO，左边石墨电极为阳极，电极反应为4HC－4e-===4CO2↑＋2H2O＋O2↑，电解池总反应为2CO22CO＋O2。气体X是O2和CO2的混合气体，A正确；电解时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，由于阴极反应生成碳酸氢根离子，阳极反应消耗碳酸氢根离子，则离子交换膜为阴离子交换膜，使碳酸氢根离子从右边向左边移动，B错误；泡沫铜为负极，电极反应为Cu＋4CH3CN－e-===[Cu(CH3CN)4]+，C正确；阳极的电极反应为4HC－4e-===4CO2↑＋2H2O＋O2↑，D错误。] 7．C　[题图左侧为原电池，右侧为电解池；Z极上发生氧化反应2H2O－4e-===O2↑＋4H+，Z极是原电池的负极，W极上发生还原反应2CO2＋12H+＋12e-=== C2H4＋4H2O，W极是原电池的正极，电解质溶液中H+由左到右穿过a膜；Y极连接原电池的负极(Z极)，是电解池的阴极，发生还原反应2H2O＋2e-===H2↑＋2OH-，X极连接原电池的正极(W极)，是电解池的阳极，发生氧化反应2H2O－4e-===O2↑＋4H+，原料室中Na+通过d膜进入N室，保证N室中电荷守恒，H2P通过c膜进入产品室，M室中生成的H+通过b膜进入产品室，H+与H2P按个数比1∶1生成H3PO2。标准状况下，11.2 L O2的物质的量是0.5 mol，转移电子的物质的量为2 mol，原电池与电解池之间是串联，所以X极上反应也应失去2 mol电子，生成2 mol H+，故最终生成2 mol H3PO2，其数目为2NA，C不正确。] 8．解析：(2)电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为2H+＋2e-===H2↑。 (3)根据题给信息，设转化的CO的物质的量为x mol，列出“三段式”： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol x x x x 平衡/mol a－x b－x x x 出口Ⅰ处气体为未反应的CO、H2O(g)和生成的CO2，其物质的量为(a＋b－x)mol，进口Ⅰ处的气体物质的量为(a＋b)mol，则a＋b－x＝(a＋b)y，得x＝(1－y)(a＋b)，CO的转化率为×100%。 答案：(1)质子导体　(2)2H+＋2e-===H2↑　(3)×100% 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题过关作业(十六) 选择题和题空突破“二池”连接装置 (分值：45分) (选择题每小题5分，每小题有一个或两个选项符合题目要求) 1．(2025·镇江模拟)双阴极三室微生物燃料电池(如图所示)可实现同步脱氮、除碳和产电功能(COD为葡萄糖)。下列说法正确的是(　　) A．缺氧室和厌氧室为阴极室 B．H+移动方向：缺氧室厌氧室好氧室 C．好氧室存在反应：N＋2O2N＋H2O＋2H+ D．理论上每处理1 mol葡萄糖，缺氧室生成53.76 L N2(标准状况) 2．(2025·湖南教研联盟二模)某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有Cr2)，其装置示意图如图所示，处理过程中存在反应Cr2＋6Fe2+＋14H+===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。下列说法错误的是(　　) A．M电极的电极反应为C2H6－14e-＋7O2-===2CO2＋3H2O B．铬元素最终以Cr(OH)3形式除去 C．电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极，对废水处理影响不大 D．若电解过程中，电子的有效利用率为60%，每处理掉0.2 mol 的Cr2，理论上N电极需要通入11.2 L(已折算为标准状况)O2 3．(2025·河南五市联考)电化学合成在有机合成领域发挥着重要作用。某实验小组利用电化学方法氧化烯烃制备环氧化物(其中—R代表烷基)，装置如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．当Pt电极上产生11.2 L氢气时，理论上转移1 mol电子 B．该装置中负极区的化学方程式为Br2＋H2O＋―→＋2Br-＋2H+ C．Pt电极上发生氧化反应 D．和分子中(除—R外)都含有手性碳原子 4．(2025·梅州一模)某实验小组利用如图所示装置制备Fe(OH)2。已知甲装置的工作原理为2Na2S2＋NaBr3===Na2S4＋3NaBr，电极a、b采用石墨或Fe。下列说法不正确的是(　　) A．乙装置中a电极为Fe，b电极为石墨 B．乙装置中可用CuCl2溶液代替NaCl溶液 C．b电极发生的反应：2H2O＋2e-===H2↑＋2OH- D．理论上每生成9.0 g Fe(OH)2，甲装置中将有0.2 mol Na+向惰性电极Ⅱ移动 5．(2025·汕头一模)Zn-Ni(OH)2碱性电池发展迅猛，某实验小组利用该电池实现电化学合成氨，其装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．N极为金属Zn，发生氧化反应 B．理论上若电解液传导6 mol H+，最多可生成44.8 L NH3 C．不考虑其他因素，电池工作一段时间后需补充乙醇电解液 D．Q极电极反应式为N2＋2Li+＋4H+＋6e-===2LiNH2 6．(2025·青岛一模)热再生电池堆—CO2电化学还原池系统(TRB—CO2RR)可减少工业烟气中的CO2排放并利用余热，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．气体X是O2和CO2的混合气体 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．泡沫铜为负极，电极反应：Cu＋4CH3CN－e-===[Cu(CH3CN)4]+ D．阳极的电极反应：3CO2＋H2O＋2e-===2HC＋CO 7．(2025·成都模拟)利用光能源可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．Y极为阴极 B．a、b、d为阳离子交换膜，c为阴离子交换膜 C．标准状况下，当Z极产生11.2 L O2时，可生成H3PO2的数目为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值) D．W极的电极反应式为2CO2＋12H+＋12e-===C2H4＋4H2O 8．(10分)反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在工业上有重要应用价值，该反应可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。 (1)固体电解质采用________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。(2分) (2)阴极的电极反应式为______________________________________。(2分) (3)同温同压下，相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO)∶n(H2O)＝a∶b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则CO的转化率为________(用a、b、y表示)。(6分)  1/1 学科网（北京）股份有限公司 $