2023届高考化学二轮复习选择题突破电化学作业含答案

这是一份2023届高考化学二轮复习选择题突破电化学作业含答案，共15页。

A卷
1.(2022·湖南卷)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂－海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是( )
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂－海水电池属于一次电池
答案 B
解析 海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；N为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。
2.(2022·重庆抽测)我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示(半透膜只允许K＋、H＋通过)，下列说法错误的是( )
A.物质A可以是硫酸氢钾
B.左侧电极为电池负极，HCOO－发生氧化反应生成HCOeq \\al(－,3)
C.该燃料电池的总反应为2HCOOH＋O2＋2OH－===2HCOeq \\al(－,3)＋2H2O
D.右侧每消耗11.2 L O2(标准状况)，左侧有1 ml K＋通过半透膜移向右侧
答案 D
解析 由图中物质转化知，右侧电解质储罐中发生反应4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，结合电解质储罐中流出K2SO4，知物质A可为KHSO4，A项正确；左侧电极上HCOO－转化为HCOeq \\al(－,3)，碳元素由＋2价升高为＋4价，发生氧化反应，故左侧电极为电池负极，B项正确；根据图示知，该燃料电池总反应为HCOOH和O2在碱性条件下反应，生成KHCO3和H2O，C项正确；右侧每消耗11.2 L O2(标准状况)，电路中通过的电子为eq \f(11.2 L,22.4 L·ml－1)×4＝2 ml，则左侧有2 ml K＋通过半透膜移向右侧，D项错误。
3.(2022·全国甲卷)一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)eq \\al(2－,4)存在]。电池放电时，下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SOeq \\al(2－,4)通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O
D.电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)eq \\al(2－,4)＋Mn2＋＋2H2O
答案 A
解析 根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)eq \\al(2－,4)，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，K＋从Ⅲ区通过隔膜向Ⅱ区迁移，A错误；Ⅰ区的SOeq \\al(2－,4)通过隔膜向Ⅱ区移动，B正确；MnO2电极的电极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，C正确；电池的总反应为Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)eq \\al(2－,4)＋Mn2＋＋2H2O，D正确。
4.科学家利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯，原理如图所示。已知：电解前后电解液浓度几乎不变。下列说法错误的是( )
A.铂电极产生的气体是O2和CO2
B.铜电极的电极反应式为2CO2＋12HCOeq \\al(－,3)＋12e－===C2H4＋12COeq \\al(2－,3)＋4H2O
C.通电过程中，溶液中HCOeq \\al(－,3)通过阴离子交换膜向左槽移动
D.当电路中通过0.6 ml电子时，理论上能产生标况下C2H4 1.12 L
答案 B
解析 CO2制乙烯，碳的化合价降低，得电子，故多晶铜电极作电解池的阴极；阴极生成的HCOeq \\al(－,3)，HCOeq \\al(－,3)经阴离子交换膜进入阳极区，因电解前后电解液浓度几乎不变，可判断HCOeq \\al(－,3)与水一起失去电子生成O2和CO2。A.据分析，铂电极产生的气体是O2和CO2，A正确；B.铜电极的电极反应式为14CO2＋12e－＋8H2O===C2H4＋12HCOeq \\al(－,3)，B错误；C.通电过程中，溶液中HCOeq \\al(－,3)朝阳极移动，即通过阴离子交换膜向左槽移动，C正确；D.根据14CO2＋12e－＋8H2O===C2H4＋12HCOeq \\al(－,3)，电路中通过0.6 ml电子时理论上能产生0.05 ml C2H4，即标况下1.12 L，D正确。
5.我国科学家最近发明了一种 Zn－PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，通过 a和 b两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成 M、R、N三个电解质溶液区域，结构示意图如下。下列说法正确的是( )
A.b为阳离子交换膜
B.R 区域的电解质为H2SO4
C.放电时，Zn 电极反应为：Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)eq \\al(2－,4)
D.消耗 6.5 g Zn，N 区域电解质溶液减少8.0 g
答案 C
解析 该电池为Zn－PbO2电池，从图中可知，Zn转化为Zn(OH)eq \\al(2－,4)，则M区为KOH，R区为K2SO4，N区为H2SO4。A.正极(b) PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4＋2H2O，负极(a) Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)eq \\al(2－,4)，溶液维持电中性，则a为阳离子交换膜，A错误；B.根据分析，R区为K2SO4，B错误；C.根据分析，放电过程中，Zn 电极反应为：Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)eq \\al(2－,4)，C正确；D.消耗6.5 g Zn，电子转移0.2 ml，N区消耗0.4 ml H＋，0.1 ml SOeq \\al(2－,4)，同时有0.1 ml SOeq \\al(2－,4)移向R区，则相当于减少0.2 ml H2SO4，同时生成0.2 ml H2O，则R区实际减少质量为0.2 ml×98 g/ml－0.2 ml×18 g/ml＝16 g，D错误。
6.硫酸工业尾气中的SO2可用Na2SO3溶液吸收，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。如图所示，下列有关说法中正确的是( )
A.阳极发生的反应之一为SOeq \\al(2－,3)＋2OH－－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋2H2O
B.电解一段时间后，阴极室pH升高
C.电解一段时间后，b%D.电解一段时间后，两室生成的Na2SO3与H2SO4的物质的量相等
答案 B
解析 由装置图可知，阳离子移向阴极，Pt(Ⅰ)为阴极，阴离子移向阳极，Pt(Ⅱ)为阳极，电解池中，阳极发生氧化反应，化合价上升，失电子；阴极发生还原反应，化合价下降，得电子；阳极：SOeq \\al(2－,3)＋H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋2H＋；HSOeq \\al(－,3)＋H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋3H＋，阴极：2H＋＋2e－===H2↑；A.酸性介质中不存在氢氧根，A项错误；B.阴极氢离子放电，氢离子浓度减小，pH增大，B项正确；C.阳极可不断产生硫酸根离子和氢离子，b%>a%，C项错误；D.阳极产生1 ml硫酸转移2 ml电子，阴极消耗2 ml电子产生2 ml亚硫酸钠，两者物质的量不相等，D项错误。
7.(2022·保定二模)研究人员利用膜电解技术，以Na2CrO4溶液为主要原料制备Na2Cr2O7的装置如图1所示，下列叙述正确的是( )
已知：Cr2Oeq \\al(2－,7)和CrOeq \\al(2－,4)的物质的量浓度的对数(lg c)与pH的关系如图2所示。
A.a为电源负极，b为正极
B.Na2Cr2O7在阴极室制得
C.交换膜为阳离子交换膜
D.每转移1 ml电子，产生16.8 L气体
答案 C
解析 A.CrOeq \\al(2－,4)转化为Cr2Oeq \\al(2－,7)反应：2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O，电解过程实质是电解水，左室是产品室，电解提供H＋，故左侧是H2O放电生成O2和H＋，左侧为阳极室，右侧为阴极室，故a为电源正极、b为电源负极，故A错误；B.由A项分析可知Na2Cr2O7在阳极室制得，故B错误；C.左室中Na＋经过离子交换膜进入右室，交换膜为阳离子交换膜，故C正确；D.电解过程实质是电解水，外电路中每通过1 ml电子，根据电子转移守恒，生成O2为eq \f(1 ml,4)＝0.25 ml，生成H2为eq \f(1 ml,2)＝0.5 ml，未指明标准状况，不能计算产生气体的体积，故D错误。
8.工业上一种制备ClO2的装置如图所示。阴极生成的ClO2会进一步得电子产生瞬间中间体ClOeq \\al(－,2)，ClOeq \\al(－,2)随即与溶液中的ClOeq \\al(－,3)反应又生成ClO2，下列说法正确的是( )
A.a极的电极材料可以是Fe
B.电解一段时间后，阴极室的pH减小
C.阴极生成中间体ClOeq \\al(－,2)的过程可表示为ClOeq \\al(－,3)＋2H＋＋e－===ClO2↑＋H2O、ClO2＋e－===ClOeq \\al(－,2)
D.当电路中转移1 ml电子时，a极生成2.8 L(标准状况)气体X
答案 C
解析 由题干信息：阴极生成的ClO2会进一步得电子产生瞬间中间体ClOeq \\al(－,2)，ClOeq \\al(－,2)随即与溶液中的ClOeq \\al(－,3)反应又生成ClO2可知a极与电源正极相连，作阳极，电极反应为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；b极与电源负极相连，作阴极，电极反应为：ClOeq \\al(－,3)＋2H＋＋e－===ClO2↑＋H2O、ClO2＋e－===ClOeq \\al(－,2)。A.由分析可知，a为阳极，若a极的电极材料为Fe，则电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，中间是质子交换膜，则电解池工作一段时间后，由于a极区无质子转移到b极区而无法工作，A错误；B.由分析可知，电解一段时间后，阴极室不断消耗H＋，且有水生成，故溶液的pH增大，B错误；C.由分析可知，C正确；D.由分析可知，a极发生的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故当电路中转移1 ml电子时，生成气体X在标准状况下的体积为eq \f(1,4) ml×22.4 ml/L＝5.6 L，D错误。
B卷
9.(2022·湖北十一校联考)二氧化铅－铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池(如图所示)，电池总反应为PbO2＋Cu＋2H2SO4===PbSO4＋CuSO4＋2H2O。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.电池工作时，电子由Cu电极经电解质溶液流向PbO2电极
B.电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐减小
C.正极反应式：PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4＋2H2O
D.放电后，循环液中H2SO4和CuSO4的物质的量之比不变
答案 C
解析 电子不能流经电解质溶液，A项错误；根据电池总反应知，若反应的PbO2为1 ml，电解质溶液中增加2 ml O，1 ml Cu，减少1 ml SOeq \\al(2－,4)，故反应前后电解质溶液的质量不变，B项错误；根据电池总反应知，正极上PbO2得电子生成PbSO4和H2O，C项正确；根据电池总反应知，放电后，循环液中H2SO4减少，CuSO4增多，D项错误。
10.Ca－LiFePO4可充电电池的工作原理示意图如图，其中锂离子交换膜只允许Li＋通过，电池反应为：xCa＋2Li1－xFePO4＋2xLi＋===xCa2＋＋2LiFePO4。下列说法正确的是( )
A.LiPF6/LiAsF6电解质与Li2SO4溶液可互换
B.充电时，当转移0.1 ml电子时，左室中电解质的质量减轻1.3 g
C.充电时，阴极反应为：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
D.放电时，Li1－xFePO4/LiFePO4电极发生Li＋脱嵌，充电时发生Li＋嵌入
答案 B
解析 A.Ca是活泼金属，易与水发生剧烈反应，所以LiPF6/LiAsF6为非水电解质，而Li2SO4溶液中有水，不可互换，A项错误；B.充电时每转移0.1 ml电子，左室中就有0.05 ml Ca2＋转化为Ca，同时有0.1 ml Li＋迁移到左室，所以左室中电解质的质量减轻0.05 ml×40 g/ml－0.1 ml×7 g/ml＝1.3 g，B项正确；C.充电时，钙电极为阴极，电极反应为Ca2＋＋2e－===Ca，C项错误；D.充电时为电解池，电解池中阳离子流向阴极，Li1－xFePO4/LiFePO4为阳极，所以Li1－xFePO4/LiFePO4电极发生Li＋脱嵌然后流向阴极，放电时为原电池，原电池中阳离子流向正极，所以放电时发生Li＋嵌入，D项错误。
11.(2022·山东卷改编)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2(s)转化为C2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是( )
A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小
B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为LiCO2＋2H2O＋e－===Li＋＋C2＋＋4OH－
D.若甲室C2＋减少200 mg，乙室C2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
答案 C
解析 A.电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，C2＋在另一个电极上得到电子，被还原产生C单质，CH3COO－失去电子后，Na＋通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A正确；B.对于乙室，正极上LiCO2得到电子，被还原为C2＋，同时得到Li＋，其中的O与溶液中的H＋结合H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；C.电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH－，乙室电极反应式为：LiCO2＋e－＋4H＋===Li＋＋C2＋＋2H2O，C错误；D.若甲室C2＋减少200 mg，电子转移物质的量为n(e－)＝eq \f(0.2 g,59 g/ml)×2＝0.006 8 ml，乙室C2＋增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e－)＝eq \f(0.3 g,59 g/ml)×1＝0.005 1 ml，说明此时已进行过溶液转移，D正确。
12.(2022·岳阳二模)利用如图的电解装置分离含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4的混合物浆液，使其分离成固体混合物和含铬元素溶液。下列有关分析错误的是( )
A.电解装置工作时，石墨2应该连接铅蓄电池的PbO2电极
B.分离后，含铬元素的粒子有CrOeq \\al(2－,4)和Cr2Oeq \\al(2－,7)，存在于阳极室中
C.每转移1 ml e－时，阴极室电解质溶液的质量增加23 g
D.阴极室生成的物质可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离
答案 C
解析 A.由图可知，左侧电极氢得到电子发生还原反应生成氢气，为阴极，则右侧为阳极；铅蓄电池的PbO2电极为正极，连接阳极区电极石墨2，A正确；B.含铬元素的粒子有CrOeq \\al(2－,4)和Cr2Oeq \\al(2－,7)，阴离子向阳极移动，分离后，存在于阳极室中，B正确；C.阴极发生的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，同时钠离子通过阳离子膜进入阴极室，每转移1 ml e－时，生成H2 0.5 ml质量为1 g，同时进入钠离子1 ml质量为23 g，则阴极室电解质溶液的质量增加23－1＝22 g，C错误；D.阴极室生成的物质为氢氧化钠，氢氧化铝可溶于强碱氢氧化钠而二氧化锰不溶，故可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离，D正确。
13.一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为AlxCly离子液体，CuS在电池反应后转化为Cu2S和Al2S3。下列说法正确的是( )
A.若CuS从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量不变
B.该电池放电时，正极反应为6CuS＋8Al2Cleq \\al(－,7)＋6e－===3Cu2S＋Al2S3＋14AlCleq \\al(－,4)
C.为提高电池效率，可以向CuS@C电极附近加入适量Al2S3水溶液
D.充电时电池负极的反应为Al＋7AlCleq \\al(－,4)－3e－===4Al2Cleq \\al(－,7)
答案 B
解析 放电时，铝为负极，被氧化生成Al2Cleq \\al(－,7)，电极方程式为2Al＋14AlCleq \\al(－,4)－6e－===8Al2Cleq \\al(－,7)，正极反应为：6CuS＋8Al2Cleq \\al(－,7)＋6e－===3Cu2S＋Al2S3＋14AlCleq \\al(－,4)；充电时，是电解池：阳极方程式为14AlCleq \\al(－,4)＋3Cu2S＋Al2S3－6e－===6CuS＋8Al2Cleq \\al(－,7)；阴极反应为8Al2Cleq \\al(－,7)＋6e－===2Al＋14AlCleq \\al(－,4)。A.硫化铜反应后转化为硫化亚铜以及Al2S3，且Al2Cleq \\al(－,7)，AlCleq \\al(－,4)，化合价改变的只有Cu，故硫化铜从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少，A项错误；B.根据以上分析，B项正确；C.如图所示，应加入Al2Cleq \\al(－,7)，C项错误；D.充电时，阴极电极方程式为8Al2Cleq \\al(－,7)＋6e－===2Al＋14AlCleq \\al(－,4)，D项错误。
14.微生物电池在运行时，可同时实现无污染净化高浓度苯酚污水、高浓度酸性NOeq \\al(－,3)废水和海水淡化，其装置如图所示。图中M和N为阳离子交换膜或阴离子交换膜，Z以食盐水模拟海水。下列说法错误的是( )
A.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜
B.X为高浓度酸性NOeq \\al(－,3)废水，Y为高浓度苯酚污水
C.每消耗苯酚9.4 g，模拟海水理论上除盐163.8 g
D.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为7∶15
答案 B
解析 根据装置中电子的流向可知，该原电池中生物膜为负极，而碳布为正极，负极区发生氧化反应，则苯酚失电子被氧化为CO2气体，原电池工作时阳离子向正极移动，则N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜。A.分析知生物膜为负极，阴离子向负极移动，则M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故A正确；B.负极区发生氧化反应，则X为高浓度苯酚污水，发生氧化反应生成CO2气体，而正极区发生还原反应，Y为高浓度酸性NOeq \\al(－,3)废水，发生还原反应生成N2，故B错误；C.9.4 g苯酚的物质的量为eq \f(9.4 g,94 g/ml)＝0.1 ml，苯酚中碳元素平均化合价为－eq \f(2,3)价，完全氧化共转移电子的物质的量为0.1 ml×6×(4＋eq \f(2,3))＝2.8 ml，根据电荷守恒，理论除NaCl 2.8 ml，质量为2.8 ml×58.5 g/ml＝163.8 g，故C正确；D.负极生成CO2，正极生成N2，1 ml苯酚完全被氧化共生成6 ml CO2，转移28 ml电子，根据电子守恒，正极生成N2的物质的量为eq \f(28,2×（5－0）)ml＝2.8 ml，则正、负极产生气体的物质的量之比为2.8 ml∶6 ml＝7∶15，故D正确。
15.(2022·唐山三模)2019年我国自主研发的首个31.25 kW铁－铬液流电池“容和一号”成功下线，该电堆是目前全球最大功率的铁－铬液流电池电堆。该电池总反应为：Fe3＋＋Cr2＋eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))Fe2＋＋Cr3＋。某种K1、K2开关情况下，工作原理如图所示，其中a电极上涂有固体氢化铋(BiHx)。下列说法错误的是( )
A.电解质中除包含上述离子外，可选用盐酸环境
B.闭合K2时，与b电极连接的是电源的正极
C.放电时，负极反应式为BiHx－xe－===Bi+xH＋
D.充电时，BiHx只起导电作用
答案 D
解析 由图可知，闭合K1时，该装置为原电池，电极a为负极，氢化铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋和氢离子，铋和氢离子与溶液中的亚铬离子反应生成铬离子和氢化铋，电极b为正极，铁离子得到电子发生还原反应生成亚铁离子；闭合K2时，该装置为电解池，与直流电源负极相连的电极a为阴极，铋和氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢化铋，氢化铋与溶液中的铬离子反应生成亚铬离子、铋和氢离子，与正极相连的电极b为阳极，亚铁离子失去电子发生氧化反应生成铁离子。A.由题意可知，铁－铬液流电池的电解质溶液可以为氯化铁、氯化亚铬和盐酸，其中盐酸起提供氢离子的作用，故A正确；B.由分析可知，闭合K2时，该装置为电解池，与正极相连的电极b为阳极，故B正确；C.由分析可知，放电时，电极a为负极，氢化铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋和氢离子，电极反应式为BiHx－xe－===Bi＋xH＋，故C正确；D.由分析可知，充电时，电极a为阴极，铋和氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢化铋，氢化铋与溶液中的铬离子反应生成亚铬离子、铋和氢离子，所以氢化铋起导电和还原剂的作用，故D错误。
16.双极膜能够在直流电场作用下将H2O解离为H＋和OH－。以维生素C的钠盐(C6H7O6Na)为原料制备维生素C(C6H8O6，具有弱酸性和还原性)的装置示意图如图。
下列说法正确的是( )
A.X极右侧的离子交换膜能有效阻止H＋、Na＋通过
B.将X极区的Na2SO4替换为C6H7O6Na，可以提高维生素C的产率
C.a离子是OH－，b离子是H＋
D.阴极区附近pH减小
答案 C
解析 在X电极，水失电子生成氧气，同时生成氢离子，钠离子通过阳离子交换膜进入碱室，与a离子即氢氧根离子构成NaOH，则b离子为氢离子，与C6H7Oeq \\al(－,6)结合为C6H8O6，Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，据此分析。A.由以上分析可知X极生成的H＋以及溶液中的Na＋通过阳离子交换膜进入碱室，与a离子即氢氧根离子构成NaOH，因此离子交换膜应允许H＋、Na＋通过，故A错误；B.若将X极区的Na2SO4替换为C6H7O6Na，一方面生成的C6H8O6导电能力弱，另一方面维生素C易被生成的氧气氧化，不能提高维生素C的产率，故B错误；C.由以上分析可知，a离子是OH－，b离子是H＋，故C正确；D.阴极区的反应为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH值增大，故D错误。