2022届高考化学二轮专题复习学案练习专题六 选择题突破(六)　“日新月异”的电池、电解技术

1．我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：

下列说法不正确的是(　　)

A．b为电源的正极

B．①②中，捕获CO2时碳元素的化合价发生了变化

C．a极的电极反应式为2C2O－4e－===4CO2＋O2

D．上述装置存在反应：CO2C＋O2

答案　B

解析　A项，a电极反应是2C2O－4e－===4CO2＋O2，发生氧化反应，是电解池的阳极，则b为正极，正确；B项，①捕获CO2时生成的C2O中碳元素的化合价仍为＋4价，②捕获CO2时生成CO时碳元素的化合价仍为＋4价，碳元素的化合价均未发生变化，错误；C项，由电解装置示意图可知，a电极反应是2C2O－4e－===4CO2＋O2，正确；D项，由电解装置示意图可知a电极生成O2，d电极生成C，电解池总反应式为CO2C＋O2，正确。

2．在第十三届阿布扎比国际防务展上，采用先进的氢燃料电池系统的无人机，创造了该级别270分钟续航的新世界记录。下列有关氢燃料电池的说法不正确的是(　　)

A．通入氢气的电极发生氧化反应

B．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动

D．放电过程中碱性电解液的pH不变

答案　C

解析　通入氢气的电极失电子发生氧化反应，故A正确；正极是氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B正确；阳离子向通入氧气的方向移动，故C错误；放电过程中负极生成的水及时排出，所以碱性电解液的pH不变，故D正确。

3．我国最近在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．该制氢工艺中光能最终转化为化学能

B．该装置工作时，H＋由b极区流向a极区

C．a极上发生的电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋

D．a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液

答案　A

解析　A项，该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，正确；B项，该装置工作时，H＋在b极区放电生成氢气，由a极区流向b极区，错误；C项，a极上发生氧化反应，失电子，所以a极上发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，错误。

4．国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li＋电池体系，该体系正极采用含有I－、Li＋的水溶液，负极采用固体有机聚合物，电解质溶液为LiNO3溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(原理示意图如下)。已知：I－＋I2===I，则下列有关判断正确的是(　　)

A．图甲是原电池工作原理图，图乙是电池充电原理图

B．放电时，正极液态电解质溶液的颜色变浅

C．充电时，Li＋从右向左通过聚合物离子交换膜

D．放电时，负极的电极反应式为：

答案　B

解析　A项，甲图是电子传向固体有机聚合物，电子传向负极材料，则图甲是电池充电原理图，图乙是原电池工作原理图，错误；B项，放电时，正极液态电解质溶液的I2也会得电子生成I－，故电解质溶液的颜色变浅，正确；C项，充电时，Li＋向阴极移动，Li＋从左向右通过聚合物离子交换膜，错误；D项，放电时，负极是失电子的，故负极的电极反应式为：

，错误。

5．2019年6月6日，工信部正式向四大运营商颁发了5G商用牌照，揭示了我国5G元年的起点。通信用磷酸铁锂电池具有体积小、重量轻、高温性能突出、可高倍率充放电、绿色环保等众多优点。磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，放电时，正极反应式为M1－xFexPO4＋e－＋Li＋===LiM1－xFexPO4，其原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．放电时，电流由石墨电极流向磷酸铁锂电极

B．电池总反应为：M1－xFexPO4＋LiC6Li M1－xFexPO4＋6C

C．放电时，负极反应式为LiC6－e－===Li＋＋6C

D．充电时，Li＋移向磷酸铁锂电极

答案　C

解析　放电时，电子由石墨电极流向磷酸铁锂电极，则电流由磷酸铁锂电极流向石墨电极，A错误；根据电池结构可知，该电池的总反应方程式为：M1－xFexPO4＋LiC6LiM1－xFexPO4＋6C，B错误；放电时，石墨电极为负极，负极反应式为LiC6－e－===Li＋＋6C，C正确；放电时，Li＋移向磷酸铁锂电极，充电时Li＋移向石墨电极，D错误。

6．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图1所示，用Cu-Si合金作硅源，在950 ℃下利用三层液熔盐进行电解精炼，并利用某CH4燃料电池(如图2所示)作为电源。下列有关说法不正确的是(　　)

A．电极c与b相连，d与a相连

B．电解槽中，Si优先于Cu被氧化

C．a极的电极反应为CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O

D．相同时间下，通入CH4、O2的体积不同，会影响硅的提纯速率

答案　A

解析　A项，甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极a为负极，通入氧气的电极b为正极，根据电解池中电子的移动方向可知，c为阴极，与a相连，d为阳极，与b相连，错误；B项，由图可知，d为阳极，Si在阳极上失去电子被氧化生成Si4＋，而铜没被氧化，说明硅优先于铜被氧化，正确；C项，甲烷燃料电池中，通入甲烷的a电极为负极，甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，正确；D项，相同时间下，通入CH4、O2的体积不同，反应转移电子的物质的量不同，会造成电流强度不同，影响硅的提纯速率，正确。

7．电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是(　　)

A．离子交换膜b为阳离子交换膜

B．各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水

C．通电时，电极1附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显

D．淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值

答案　B

解析　图中分析可知，电极1为电解池阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，电极2为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应2H＋＋2e－===H2↑，实线对应的半透膜是阳离子交换膜，虚线对应阴离子交换膜，错误；B项，结合阴阳离子移向可知，各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水，正确；C项，通电时，阳极电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，电极2附近溶液的pH比电极1附近溶液的pH变化明显，错误；D项，淡化过程中，得到的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、溴等，有使用价值，错误。