06 专题过关检测6 电化学（附答案解析）-备战2023年高考化学大二轮专题突破系列（全国通用）

专题过关检测6   电化学

1．某锂碘电池结构如图所示，该电池的总反应为2Li＋P2VP·nI2===P2VP·(n－1)I2＋2LiI。下列说法正确的是(　　)

A．该电池工作时，锂离子移向a极

B．该电池放电时，锂电极发生还原反应

C．锂电极质量减少0.7 g时，b极转移的电子数为6. 02×1021

D．正极的电极反应式为P2VP·nI2＋2Li＋＋2e－===P2VP·(n－1)I2＋2LiI

2．某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．电池可用于乙醛的制备                         B．b电极为正极

C．电池工作时，a电极附近pH降低                D．a电极的反应式为O2＋4e－－4H＋===2H2O

3．下图是发表于《科学进展》的一种能够捕捉CO2的电化学装置。下列说法正确的是(　　)

A．该装置将电能转化为化学能                        B．正极的电极反应为2CO2＋2e－===C2O

C．每生成1 mol的草酸铝，外电路中转移3 mol电子     D．随着反应的进行，草酸盐的浓度减小

4．有机物液流电池因其电化学性能可调控等优点而备受关注。南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池(图1)。该电池在充电过程中，聚对苯二酚(图2)被氧化，下列说法错误的是(　　)

A．放电时，电子由b电极流向a电极

B．充电时，a电极附近的pH增大

C．电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜，目的是阻止正负极物质的交叉污染

D．放电时，b电极的电极反应方程式为　－4ne－===＋4nH＋

5．《科学美国人》曾评出的十大创新科技之一的碳呼吸电池，电池原理如下图所示，已知草酸铝[Al2(C2O4)3]难溶于水，则下列说法正确的是(　　)

A．该装置将电能转变为化学能                          B．正极的电极反应为C2O－2e－===2CO2

C．每生成1 mol Al2(C2O4)3，有6 mol电子流过负载        D．随着反应的进行草酸盐浓度不断减小

6．某测定O2含量的传感器工作原理如图所示。O2 通过聚四氟乙烯膜进入传感器只与AlI3 反应生成Al2O3和I2，RbAg4I5固体只传导Ag＋，E为电位计。下列说法错误的是(　　)

A．电子由b极移动到a极

B．RbAg4I5质量不发生变化

C．b极的电极反应式为：Ag＋I－－e－===AgI

D．该传感器协同总反应方程式为：3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI

7．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是(　　)

A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极          B．阳极区pH增大

C．图中的b>a                                      D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2

8．科研人员设计了一种电化学反应器以Na2SO4溶液为电解质，负载纳米MnO2的导电微孔钛膜和不锈钢为电极材料。这种电催化膜反应器可用于正丙醇合成丙酸，装置示意图如图所示，以下叙述错误的是(　　)

A．微孔钛膜作阴极

B．使用Na2SO4溶液是为了在电解开始时增强溶液导电性

C．正丙醇转化为丙酸的电极反应式为CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－===CH3CH2COOH＋4H＋

D．反应器工作时料槽中正丙醇分子向电催化膜移动

9．一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCl4Al2Cl＋3Cn(Cn表示石墨)。下列说法正确的是(　　)

A．放电时负极反应为2Al－6e－＋7Cl－===Al2Cl

B．放电时AlCl移向正极

C．充电时阳极反应为AlCl－e－＋Cn===Cn(AlCl4)

D．电路中每转移3 mol电子，最多有1 mol Cn(AlCl4)被还原

10．2021年1月30日上午，“清华大学·大同第二届能燃料源转型国际论坛暨碳中和愿景下能源转型路径研讨会”线上火热举行，预计到2050年，光伏发电将占全社会总用电量四成，国家相继出台一系列政策，扶持光伏发电项目建设。图1是太阳能电池工作示意图，与图2装置联合可实现能量的转化和储存。下列有关说法错误的是(　　)

A．太阳能电池可将光能直接转换为电能

B．Y接太阳能电池的P电极

C．工作一段时间后，图2左池pH减小

D．每转移1 mol电子，图2右池溶液中n(H＋)的变化量为2 mol

11．利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。下列说法不正确的是(　　)

A．①中气体减少，推测是由于溶液中c( H+)减少，且Cu2+覆盖铁电极，阻碍 H+与铁接触

B．①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑、Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu

C．随阴极析出Cu，推测②中溶液c( Cu2+)减少，Cu2+＋4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆移

D．②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得c( Cu2+)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密

12．硼酸(H3BO3)可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，工作原理如图所示。下列有关表述错误的是(　　)

A．M室的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

B．N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%<b%

C．b膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为H＋＋[B(OH)4]－===H3BO3＋H2O

D．理论上每生成1 mol H3BO3，阴极室可生成5.6 L(标准状况)气体

13．研究小组将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入醋酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法不正确的是(　　)

A．0－t1时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀

B．铁粉发生反应：Fe－3e－===Fe3＋

C．碳粉上发生了还原反应

D．t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀

14．连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，还原性比NaHSO3更强，工业上广泛用于纺织品漂白及作脱氧剂等。工业上可用惰性电极电解NaHSO3溶液得到连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，如下图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．得到连二亚硫酸钠产品电极反应式为2HSO＋2e－===S2O＋2OH－     

B．a为阳极

C．连二亚硫酸钠产品在阴极得到               

D．若不加隔膜，则得不到连二亚硫酸钠

15．以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确的是(　　)

A．以此电池为电源电解精炼铜，当有0.1 mol e－转移时，有3.2 g铜溶解

B．若以甲烷为燃料气时负极电极反应式：CH4＋5O2－－8e－===CO＋2H2O

C．该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3

D．空气极发生的电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO

16．SO2是主要大气污染物之一，工业上可用如下装置吸收转化SO2(A、B为惰性电极)。下列说法正确的是(　　)

A．电子流动方向为：B→b→a→A        B．a、A极上均发生氧化反应

C．离子交换膜为阳离子交换膜           D．B极上的电极反应式为：SO2＋2e－＋2H2O===SO＋4H＋

【专题过关检测6   电化学】答案

1．D。解析：原电池工作时，锂离子移向正极(b极)，故A错误；该电池放电时，锂电极失电子发生氧化反应，故B错误；a极与b极转移电子数目是相等的，锂电极质量减少0.7 g时，即锂失0.1 mol电子，b极转移的电子数为6.02×1022，故C错误；根据电池总反应，可推出锂碘电池正极的电极反应式为P2VP·nI2＋2Li＋＋2e－===P2VP·(n－1)I2＋2LiI，故D正确。

2．A。解析：该燃料电池中，乙烯和水发生氧化反应，所以通入乙烯和水的电极是负极，氧气易得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极是正极，由图可知负极上乙烯和水生成乙醛和氢离子，氢离子移向正极，正极上氧气和氢离子反应生成水，X为水，由此分析。A.该电池将乙烯和水转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故A符合题意；B.根据分析，a电极为正极，b电极为负极，故B不符合题意；C.电池工作时，氢离子移向正极，a电极的反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，a电极附近pH升高，故C不符合题意。D.根据分析，a电极为正极，正极发生还原反应，a电极的反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故D不符合题意。

3．B。解析：A项由电池结构分析知该装置为原电池，能量变化为化学能转化为电能，错误；B项右侧为正极，CO2放电，产物为C2O，故电极反应式为2CO2＋2e－===C2O，正确；C项每生成1 mol草酸铝外电路中转移6 mol e－，错误；D项草酸盐放电过程中浓度不变，错误。

4．B。解析：A.b电极为原电池的负极，a电极为原电池的正极，则放电时，电子由b电极流向a电极，A正确；B.充电时，聚对苯二酚在a电极被氧化，释放出氢离子，酸性增强，a电极附近的pH减小，B错误；C.结合图可知，a电极附近和b电极附近反应的物质不同，则电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜，目的是阻止正负极物质的交叉污染，C正确；D.放电时，b电极为电池的负极，失电子，发生的电极反应为－4ne－===＋4nH＋，D正确；答案选C。

5．C。解析：A.该装置属于原电池，将化学能变为电能，A错误；B.原电池正极上发生得电子的还原反应，正极的电极反应为2CO2＋2e－===C2O，B错误；C.每生成 1 mol Al2(C2O4)3，负极就有2 mol铝失电子，共失去6 mol 电子，所以有6 mol 电子流过负载，C正确；D.根据原电池正负极反应可知，该反应总反应：2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3，所以随着反应的进行草酸盐浓度保持不变，D错误；综上所述，本题选C。

6．C。解析：A.原电池中电子经导线由负极流向正极，即从b极移动到a极，故A正确；B.放电过程中负极Ag失电子发生氧化反应生成Ag＋进入RbAg4I5固体，根据电荷守恒可知固体中同时有等量的Ag＋流入正极，所以RbAg4I5质量不发生变化，故B正确；C.RbAg4I5固体只传导Ag＋，所以碘离子无法到达b极和Ag＋反应生成AgI，所以b极的电极反应式为Ag－e－===Ag＋，故C错误；D.传感器中发生4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2，正极碘被氧化成碘离子后和银离子结合生成AgI，电极反应式为I2＋2Ag＋＋2e－===2AgI，负极反应式为Ag－e－===Ag＋，所以协同总反应为：3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI，故D正确。

7．B。解析：A项，由图示可知Pt(Ⅰ)极上H＋―→H2，发生还原反应，故Pt(Ⅰ)为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；B项，Pt(Ⅱ)为阳极，在阳极，SO、HSO被氧化为H2SO4，SO＋H2O－2e－===2H＋＋SO，HSO＋H2O－2e－===3H＋＋SO，溶液的酸性增强，pH减小，错误；C项，由上面的分析可知，阳极有H2SO4生成，故b>a，正确；D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。

8．A。解析：电催化膜反应器可用于正丙醇合成丙酸，正丙醇合成丙酸属于氧化反应，所以微孔钛膜作阳极，A项错误；Na2SO4溶液可增强溶液导电性，B项正确；正丙醇失电子发生氧化反应生成丙酸，电极反应式为CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－===CH3CH2COOH＋4H＋，C项正确；微孔钛膜作阳极，所以反应器工作时料槽中正丙醇分子向电催化膜移动，D项正确。

9．C。解析：A项由放电时总反应Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCl4Al2Cl＋3Cn可知负极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，错误；B项，放电时AlCl移向负极，错误；C项充电时阳极反应为AlCl－e－＋Cn===Cn(AlCl4)正确；D项电路中转移3 mol电子时，被还原的Cn(AlCl4)的物质的量为3 mol，错误。

10．C。解析：A.太阳能电池可将光能直接转换为电能，故A正确；B.Y电极反应为VO－e－＋2H＋===VO2＋＋H2O，Y极发生氧化反应，是阳极，与电源正极相连，由图1可知，电池的阳离子向正极移动，所以P电极是太阳能电池的正极，故B正确；C.Y电极反应为VO－e－＋2H＋===VO2＋＋H2O，右池需要氢离子参加反应，所以氢离子通过质子交换膜进入右池，左池pH会变大，故C错误；D.Y电极反应为VO－e－＋2H＋===VO2＋＋H2O，每转移1 mol电子，右池中有2 mol H＋参加反应，故D正确。

11．C。解析：由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极失去电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑、Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu，故B正确；C．由分析可知，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，随阴极析出铜，四氨合铜离子浓度减小，Cu2+＋4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡向正反应方向移动，故C错误；D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；故选C。

12．D。解析：由题意知，通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备硼酸(H3BO3)，左边为阳极室，右边为阴极室。阳极上OH－放电产生H＋，所以a膜为阳离子交换膜、b膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为H＋＋[B(OH)4]－===H3BO3＋H2O；阴极上H＋放电产生OH－，c膜为阳离子交换膜，所以电解后氢氧化钠溶液的浓度变大。M室发生的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A项正确。N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%<b%，B项正确。b膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为H＋＋[B(OH)4]－===H3BO3＋H2O，C项正确。理论上每生成1 mol产品，电路中转移1 mol电子，阴极室可生成0.5 mol H2，在标准状况下体积为11.2 L，D项错误。

13．B。解析：0－t1醋酸与铁直接反应产生了氢气发生化学腐蚀形成Fe—C原电池，Fe发生析氢腐蚀产生氢气和亚铁离子，压强增大；t1以后，亚铁离子被氧气氧化，氧气被消耗，压强减小，之后形成Fe－C原电池，Fe发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，压强明显减小，据此解答。A.0－t1时压强增大的原因可能是醋酸与铁直接反应产生了氢气，也可能是形成铁－C原电池，Fe发生析氢腐蚀，即不一定是铁发生了析氢腐蚀，A正确；B.无论发生化学腐蚀还是析氢腐蚀，铁粉均发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，B错误；C.Fe发生电化学腐蚀，Fe作负极，发生氧化反应，C作正极，C表面发生还原反应，C正确；D.结合分析可知，t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀，D正确；答案选B。

14．B。解析：由电解目的(电解NaHSO3溶液制Na2S2O4)分析可知a极为阴极，b极为阳极，故B项错误；C项正确；阴极反应式为2HSO＋2e－===S2O＋2OH－，A项正确；阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，如不加隔膜，阳极上产生的O2会氧化连二亚硫酸钠，故D项正确。

15．D。解析：电解精炼铜，阳极上铜和比铜活泼的金属失电子变为金属阳离子进入电解质溶液，当有0.1 mol e－转移时，粗铜中有比铜更活泼的金属首先放电，所以溶解的铜小于3.2 g，A项错误；根据图示信息，通入甲烷的电极是负极，在负极上，甲烷变为氢气，氢气发生失电子的氧化反应，即H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，B项错误；该电池的电极反应为负极：H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO，碳酸根离子的浓度不变，该电池使用过程中不需补充Li2CO3和K2CO3，C项错误；通入空气和CO2的混合气体的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO，D项正确。

16．C。解析：根据电解原理结构图示，分析元素化合价变化，A极SO被还原生成S2O，为阴极，发生的电极反应为2SO＋2e－＋4H＋===S2O＋2H2O，B极为阳极，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，则a为负极，b为正极。电子流动方向为：B→b，a→A，电子不能通过电解质，A错误；a极为电源负极，发生还原反应，A极为电解池阴极，发生还原反应，B错误；根据A极电极反应：2SO＋2e－＋4H＋＝S2O＋2H2O，消耗H＋，H＋应由B极通过离子交换膜进入A极，应为阳离子交换膜，C正确；根据以上分析，D错误。