2022版高考化学选考山东专用一轮总复习集训：专题十一化学能与电能的转化 —基础集训

专题十一　化学能与电能的转化

基础篇

【基础集训】

考点一　原电池原理　化学电源

1.如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是 (　　)

A.氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应

B.电极Ⅱ上发生还原反应,作原电池的正极

C.该原电池的总反应式为2Fe3++CuCu2++2Fe2+

D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,K+移向负极区

答案　C

2.金属—硫电池价格低廉,使用寿命长,能量密度高,因而在电池研究领域得到广泛关注。常温下新型Mg-S电池放电时的总反应为Mg+nSMgSn。下列关于该电池的说法中正确的是　　              (　　)

A.负极材料为金属镁,正极材料为固体硫

B.电解质溶液可选用硫酸铜溶液

C.放电时,溶液中的阳离子向负极移动

D.将金属镁换成金属钠或锂也可以形成原电池

答案　D

3.我国预计在2022年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放,循环利用人体呼出的CO2并提供O2,我国科学家设计了一种装置(如图),实现了“太阳能→电能→化学能”转化,总反应方程式为2CO22CO+O2。关于该装置的下列说法正确的是              (　　)

A.图中N型半导体为正极,P型半导体为负极

B.图中离子交换膜为阳离子交换膜

C.反应完毕,该装置中电解质溶液的碱性增强

D.人体呼出的气体参与X电极的反应:CO2+2e-+H2OCO+2OH-

答案　D

4.硼化钒(VB2)—空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如图所示,该电池工作时反应为4VB2+11O24B2O3+2V2O5。下列说法正确的是              (　　)

A.电极a为电池负极

B.图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过

C.电子由VB2极经KOH溶液流向a电极

D.VB2极发生的电极反应为2VB2+22OH--22e-V2O5+2B2O3+11H2O

答案　D

5.Mg-AgCl电池是一种用海水激活的一次性电池,在军事上用作电动鱼雷的电源。电池的总反应为Mg+2AgClMgCl2+2Ag。下列说法错误的是              (　　)

A.该电池工作时,正极反应为2AgCl+2e-2Cl-+2Ag

B.该电池的负极材料Mg用金属铝代替后,仍能形成原电池

C.有1molMg被氧化时,可还原得到108gAg

D.装备该电池的鱼雷在海水中行进时,海水作为电解质溶液

答案　C

6.南京工业大学IAM团队将蚕茧炭化形成氮掺杂的高导电炭材料,该材料作为微生物燃料电池的电极具有较好的生物相容性,提升了电子传递效率。利用该材料制备的微生物电池可降解污水中的有机物(CH3CHO为例),其装置原理如下图所示。下列判断错误的是              (　　)

A.该微生物电池在处理废水时还能输出电能

B.该微生物电池工作时,电子由a极经负载流到b极

C.该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜

D.该微生物电池的负极反应为CH3CHO+3H2O-10e-2CO2↑+10H+

答案　C

考点二　电解原理及其应用

7.人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2],原理如图。下列有关说法正确的是              (　　)

A.A为电源的负极

B.电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将升高

C.阳极室中发生的电极反应为2H++2e-H2↑

D.若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为7.2g(忽略气体的溶解)

答案　D

8.三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示,在直流电场的作用下,两膜中间的N和N可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。工作一段时间后,在两极区均得到副产品NH4NO3。下列叙述正确的是              (　　)

A.a极为电源负极,b极为电源正极

B.c膜是阴离子交换膜,d膜是阳离子交换膜

C.阴极电极反应式为2N+12H++10e-N2↑+6H2O

D.当电路中通过1mole- 时,会有5.6LO2生成

答案　A

9.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍。电解时,下列有关叙述中正确的是(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)              (　　)

A.阳极发生还原反应,电极反应式:Ni2++2e-Ni

B.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等

C.电解后,电解槽底部的阳极泥中主要有Cu和Pt

D.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+

答案　C

10.如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能并生成环境友好物质的装置,同时利用此装置的电能在铁上镀铜,下列说法中不正确的是              (　　)

A.铜电极应与Y相连接

B.乙装置中溶液的颜色不会变浅

C.标准状况下,当N电极消耗5.6L气体时,铁电极质量增加64g

D.M电极反应式:H2NCONH2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+

答案　C

11.(双选)实验室可以用苯乙酮间接电氧化法合成苯甲酸,原理如图所示,下列说法正确的是 (　　)

A.这个装置是将化学能转化为电能

B.阴极反应是2H++2e-H2↑

C.阳极I-失去电子后的产物与OH-反应的离子方程式为I2+2OH-I-+IO-+H2O

D.此装置需要定期向电解质溶液中添加KI溶液

答案　BC

考点三　金属的腐蚀与防护

12.如图所示,在水槽中装入蒸馏水后,铁块腐蚀速率的大小顺序正确的是 (　　)

A.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ　　B.Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ

C.Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ　　D.Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ

答案　B

13.NaCl是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一,NaCl颗粒落在金属表面上,具有很强的吸湿性,促进了金属的腐蚀。下图为碳钢基体在NaCl-大气环境中发生电化学腐蚀的原理示意图,下列说法不正确的是              (　　)

A.腐蚀过程中,Fe作负极,发生氧化反应

B.正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-

C.Cl-对腐蚀反应起催化作用

D.随着锈层不断增厚,腐蚀速率加快

答案　D

14.(双选)潮湿环境、Cl-、溶解氧是造成青铜器锈蚀的主要环境因素,腐蚀严重的青铜器表面大多存在起催化作用的多孔催化层。如图为青铜器发生电化学腐蚀的原理示意图,下列说法正确的是　　              (　　)

A.腐蚀过程中,青铜基体是正极

B.若有64gCu被腐蚀,理论上消耗氧气的体积为11.2L(标准状况)

C.多孔催化层的形成加速了青铜器的腐蚀速率,是因为改变了反应的焓变

D.环境中的Cl-、正负极产物作用生成多孔粉状锈,其离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl↓

答案　BD

15.保护海水中钢闸门的一种方法如图所示。

下列说法不正确的是 (　　)

A.锌板作牺牲阳极

B.钢闸门做正极(阴极)

C.锌板发生的电极反应式为Zn-2e-Zn2+

D.电子由钢闸门向锌板移动

答案　D

16.支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,下列有关表述错误的是              (　　)

A.利用了电解原理

B.钢管桩上有刺激性气味气体生成

C.电子由电源负极流向钢管桩

D.高硅铸铁作阳极

答案　B

综合篇

【综合集训】

1.(2020省实验中学模拟,14)(双选)O3是种常见的绿色氧化剂,可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。下列说法错误的是              (　　)

A.电极a为阴极

B.a极的电极反应为O2+4H++4e-2H2O

C.电解一段时间后b极周围溶液的pH上升

D.标准状况下,当有5.6LO2反应时,收集到O2和O3混合气体4.48L,O3的体积分数为80%

答案　CD

2.(2020名校交流高三6月联考,12)医用口罩的外层喷有丙烯的聚合物聚丙烯。某科研机构在酸性条件下,用石墨棒作电极,将CO2转化为丙烯(CH2CH—CH3),原理如图所示。下列有关叙述错误的是              (　　)

A.a 为电源负极

B.左池的电极反应式:3CO2+18e-+18H+CH2CH—CH3+6H2O

C.H+从右侧通过质子交换膜进入左侧

D.若制取过程中转移 3mol 电子,则产生 11.2L 丙烯

答案　D

3.如图是一种新型燃料电池,O2-可在高温条件下在固体氧化物电解质中自由移动,电极上产生的均为无毒无害的物质。下列说法正确的是              (　　)

A.电极甲为正极,发生氧化反应

B.电池内的O2-由电极甲移向电极乙

C.电池总反应为N2H4+O2N2+2H2O

D.当电极甲上有32gN2H4消耗时,电极乙上有22.4LO2参与反应

答案　C

4.在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、S、N、Cl-,该溶液放在用惰性电极材料做电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量比为              (　　)

A.35.5∶108　　B.16∶207　　C.8∶1　　D.108∶35.5

答案　C

5.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示,下列说法正确的是 (　　)

已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解

②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)

A.铁棒上发生的电极反应:2H++2e-H2↑

B.电解过程中,B中NaCl溶液的溶质质量分数将不断增大

C.a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜

D.若将图中a离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解总反应方程式将不发生改变

答案　B