新高考化学复习专题一0化学反应与电能练习课件

这是一份新高考化学复习专题一0化学反应与电能练习课件，共55页。

考点1　原电池原理及其应用
1. (2021广东,9,2分)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时 (　    )A.负极上发生还原反应　　　    B.将电能转化为化学能C.阳离子由正极移向负极　　　    D.CO2在正极上得电子
2. (2023海南,8,2分)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池,如图所示。下列说法正确的是 (　    )A.b电极为电池正极B.电池工作时,海水中的Na+向a电极移动C.电池工作时,紧邻a电极区域的海水呈强碱性D.每消耗1 kg Al,电池最多向外提供37 ml电子的电量
3. (2021辽宁,10,3分)如图,某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物Li3Bi。下列说法正确的是 (　    )
4. (2023辽宁,11,3分)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是(        )
5. (2023全国乙,12,6分)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电 极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应: S8+e-    ,  +e-   ,2Na++  +2(1- )e-  Na2Sx
下列叙述错误的是 (　    )A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移B.放电时外电路电子流动的方向是a→bC.放电时正极反应为2Na++ S8+2e-  Na2SxD.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
考点2　电解原理及其应用
6. (2022天津,11,3分)实验装置如图所示。接通电源后,用碳棒(a'、b')作笔,在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字,a'端的字迹呈白色。下列结论正确 的是(　    )
A.a为负极B.b'端的字迹呈蓝色C.电子流向为b→b'→a'→aD.如果将a'、b'换成铜棒,与碳棒作电极时的现象相同
7. (2023浙江6月选考,13,3分)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是 (　    )
8. (2022海南,9,4分)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。下列有关说法正确的是 (　    )
A.在b电极上,N2被还原B.金属Ag可作为a电极的材料C.改变工作电源电压,反应速率不变D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少
9.(2023重庆,12,3分)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。下图是在酸性介质中电 解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是 (　    )
10. (2023北京,5,3分)回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是 (　    )A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨B.装置a中溶液显碱性的原因是HC 的水解程度大于HC 的电离程度C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2D.装置b中的总反应为S +CO2+H2O  HCOOH+S 
11. (2023广东,13,4分)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后 (　    )
A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I-D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转
12. (2021海南,9,4分)液氨中存在平衡:2NH3  N +N 。如图所示为电解池装置,以KNH2的液氨溶液为电解液,电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下 列有关说法正确的是 (　    )
A.b电极连接的是电源的负极B.a电极的反应为2NH3+2e-  H2↑+2N C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1∶1
13. (2022湖北,14,3分)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是(　    )
B.阴极上的电极反应为P4+8CN--4e-  4[P(CN)2]-C.在电解过程中CN-向铂电极移动D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH
A.生成1 ml Li[P(CN)2],理论上外电路需要转移2 ml电子
14. (2020江苏,11,4分)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在下图所示的情境中,下列有关说法正确的是(　    )
考点3　金属的腐蚀与防护
考法1　电极反应式的书写
1. (2020天津,11,3分)熔融钠—硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xS  Na2Sx(x=5~3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是(        )
2. (2023浙江1月选考,11,3分)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是 (　    )
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-  TiSi+4H2OC.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应D.电解时,阳离子向石墨电极移动
3. (2023新课标,10,6分)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错 误的是 (　    )
4. (2023河北,13,3分)我国科学家发明了一种以 和MnO2为电极材料的新型电池,其内部结构如图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性 不同。放电时,电极材料 转化为 。下列说法错误的是 (　    )
A.充电时,b电极上发生还原反应B.充电时,外电源的正极连接b电极
C.放电时,①区溶液中的S 向②区迁移D.放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-  Mn2++2H2O
5. (2021重庆,13,3分)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置,工作原理如图所示,其中YSZ是固体电解质,当传感器在一定温度下工作时,在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是 (　    )
6. (2022全国乙,12,6分)Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产 生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-  Li)和阳极反应(Li2O2+2h+  2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(　    )
7. (2022辽宁,14,3分)某储能电池原理如图。下列说法正确的是 (　    )
B.放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C.放电时每转移1 ml电子,理论上CCl4吸收0.5 ml Cl2D.充电过程中,NaCl溶液浓度增大
A.放电时负极反应:Na3Ti2(PO4)3-2e-  NaTi2(PO4)3+2Na+
8. (2023北京,16,节选)(3)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(N 等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液 中通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。
①电极b是电解池的　　　    极。②电解过程中生成尿素的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
考法2　新型电化学装置分析　电化学相关计算
9. (2023福建,9,4分)一种可在较高温下安全快充的铝—硫电池的工作原理如图,电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93 ℃的共熔物),其中氯铝酸根 [AlnC (n≥1)]起到结合或释放Al3+的作用。电池总反应:2Al+3xS  Al2(Sx)3。
下列说法错误的是 (　    )A.AlnC 含4n个Al—Cl键B.AlnC 中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n-1)个C.充电时,再生1 ml Al单质至少转移3 ml电子D.放电时间越长,负极附近熔融盐中n值小的AlnC 浓度越高
10. (2023辽宁,7,3分)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是 (　    )
B.理论上转移2 ml e-生成4 g H2C.电解后海水pH下降D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-  HClO+H+
A.b端电势高于a端电势
11. (2023全国甲,12,6分)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应能提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列 说法正确的是 (　    )
A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极C.阴极发生的反应有:2CO2+12H++12e-  C2H4+4H2OD.每转移1 ml电子,阳极生成11.2 L气体(标准状况)
12. (2022辽宁,9,3分)如图,c管为上端封口的量气管,为测定乙酸溶液浓度,量取10.00 mL待测样品加入b容器中,接通电源,进行实验。下列说法正确的是 (　    )
B.实验结束时,b中溶液红色恰好褪去C.若c中收集气体11.20 mL,则样品中乙酸浓度为0.1 ml·L-1D.把盐桥换为U形铜导线,不影响测定结果
A.左侧电极反应:2H2O-4e-  O2↑+4H+
13. (2022福建,9,3分)一种化学“自充电”的锌—有机物电池,电解质为KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。将电池暴露于空气中,某电极无需外接电源即能实现化学自充电, 该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是 (　    )
14. (2022重庆,12,3分)硝酮是重要的有机合成中间体,可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是 (　    )A.惰性电极2为阳极B.反应前后W /W 数量不变C.消耗1 ml氧气,可得到1 ml硝酮D.外电路通过1 ml电子,可得到1 ml水
考法3　隔膜在电化学中的应用
15. (2021湖北,15,3分)Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 (　    )
A.电解时只允许H+通过离子交换膜B.生成O2和H2的质量比为8∶1C.电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
A.隔膜允许K+通过,不允许O2通过B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阳极C.产生1 Ah电量时,生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9 g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9 g水
16. (2021河北,9,3分)K-O2电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误的是 (　    )
17. (2023湖北,10,3分)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢 气的速率为x ml·h-1。下列说法错误的是 (　    )
A.b电极反应式为2H2O+2e-  H2↑+2OH- B.离子交换膜为阴离子交换膜C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D.海水为电解池补水的速率为2x ml·h-1
18. (2023广东,16,4分)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图),可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时,H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和 OH-,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是 (　    )
A.电解总反应:KNO3+3H2O  NH3·H2O+2O2↑+KOHB.每生成1 ml NH3·H2O,双极膜处有9 ml的H2O解离C.电解过程中,阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率
19. (双选)(2023山东,11,4分)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨 水后电池开始工作。下列说法正确的是 (　    )
A.甲室Cu电极为正极B.隔膜为阳离子膜C.电池总反应为Cu2++4NH3  [Cu(NH3)4]2+D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
20. (双选)(2022河北,12,4分)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置,工作原理示意图如下。
下列说法正确的是 (　    )A.电极b为阳极B.隔膜为阴离子交换膜C.生成气体M与N的物质的量之比为2∶1D.反应器Ⅰ中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH- 4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O
1. (2023河北唐山二模,8)利用电化学原理消除污染,还可获得电能。下面是一种处理垃圾渗透液的装置工作原理图。下列说法错误的是(　    )
B.Y是正极,N 发生还原反应C.当电路中通过5 ml电子时,正极区有14 g气体放出D.盐桥内Cl-移向X极
A.X极的电极反应式为2N -6e-+6OH-  N2↑+6H2O
2. (2023辽宁第二次统考,7,改编)为消除天然气泄漏引起的危害,居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时,传感控制器随之产生电信号并联动报 警。下图是其工作原理,其中O2-可以在固体电解质ZrO2-Na2O中移动。当报警器触发 工作时,下列说法正确的是 (　    )
3. (2024届山东潍坊期中,12,改编)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质与NH4Cl类似。工业上主要采用电化学法制备,装置如图1所示;含Fe的 催化电极反应机理如图2所示;不考虑溶液体积的变化。下列说法错误的是 (　    ) 
A.电池工作时,Pt电极为负极B.图2中,M为H+,N为NH3OH+C.电池工作时,每消耗2.24 L NO(标准状况)左室溶液质量增加3.3 gD.电池工作一段时间后,正极区溶液的pH减小
4. (2023天津和平三模,11)图1所示为铅酸蓄电池。图2所示为用铅酸蓄电池作电源,石墨作电极,电解CuCl2溶液,Z为盐桥。下列说法正确的是 (　    )
A.X连B极,Y连A极B.铅酸蓄电池放电时,负极得电子被氧化,电极上析出PbSO4,质量越来越大C.将Z换成阴离子交换膜,电解一小段时间后,X极区和Y极区溶液浓度均变小D.将Z换成铜片,电解一小段时间,Z的质量几乎不变
5. (2023吉林长春质量监测四,13,改编)2,6-二氨基庚二酸(RH2)是1949年由科学家沃克(E.Wrk)从白喉棒杆菌的水解物中发现的一种氨基酸,对眼睛、呼吸道和皮肤有刺 激作用,其结构简式为 。其中一种三槽电渗析法制备2,6-二氨基庚二酸的装置工作原理如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法正确的 是 (　    )
A.交换膜A为阴离子交换膜,交换膜B为阳离子交换膜B.装置工作一段时间后,原料室内溶液pH升高C.阴极反应式为2H2O+2e-  H2↑+2OH-,可获得副产品氢氧化钠D.若用氢氧燃料电池作电源,通入O2的一极连接左侧电极
6. (2024届广东惠州调研一,8)下列现象与电化学腐蚀无关的是 (　    )A.铜锌合金(黄铜)不易被腐蚀B.银质物品久置表面变黑C.附有银制配件的铁制品其接触处易生锈D.铁锅炒菜后未洗净擦干容易生锈
7. (2023北京海淀二模,11)甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理,相同时间后继续进行实验。
实验①:甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ中产生蓝色沉淀, Ⅱ中无沉淀。实验②:乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ、Ⅱ中均无 沉淀。
下列说法正确的是 (　    )A.Ⅰ是牺牲阳极法,正极反应式为O2+4e-+2H2O  4OH-B.Ⅱ为外加电流法,Fe电极与外接电源的正极相连C.由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异,可推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于ⅡD.由实验可知,两种保护法均能保护Fe,且Ⅱ保护得更好
1. (2023上海金山二模,10)将铜片与石墨连接浸入稀硫酸中(如图),过了较长时间后,发现溶液出现蓝色。下列说法正确的是 (　    )
A.铜发生了析氢腐蚀B.石墨电极发生反应O2+4e-+2H2O  4OH-C.电池总反应:2Cu+2H2SO4+O2  2CuSO4+2H2OD.石墨电极附近Cu2+浓度增加,H+浓度增加
2. (2024届辽宁本溪适应一,13,改编)某科研团队研制出一种可充电Na-Zn双离子电池体系,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　    )
B.因部分电能转化为热能,充电时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.放电时,每转移0.4 ml电子,负极区电解质溶液质量增加13 gD.充电时,阴极区溶液的pH减小
A.放电时,正极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+  Na0.6MnO2
3. (2023河北保定二模,6)NO2、O2和熔融KNO3可构成燃料电池,其原理如图所示,该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成可循环使用的氧化物N2O5。下列说法错误的是 (　    )
4. (2024届湖北武汉硚口区起点考,7)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由 通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 (　    )
A.电极A为阴极,发生还原反应B.电极B的电极反应:2H2O+Mn2+-2e-  MnO2+4H+C.电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变D.电解结束,可通过调节pH除去Mn2+,再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
5. (2023安徽马鞍山一模,12)微生物燃料电池(MFC)可用于光电催化处理污染物(苯酚)的电源,工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　    )
B.电极c上的反应式为CH3OH-6e-+H2O  6H++CO2↑C.右池中的H+向电极d方向迁移D.处理污染物苯酚1 ml,理论上外电路中迁移了20 ml电子
6. (2023江西鹰潭二模,12)为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中,充分搅拌使溶液均匀,忽略溶液体积的变化。下列说法错 误的是 (　    )
A.0~t1时,4AgNO3+2H2O  4Ag↓+O2↑+4HNO3;t1~t2时,2H2O  2H2↑+O2↑B.若进行到t2时刻共有0.224 L气体(标准状况下)产生,则外电路有0.04 ml电子通过C.若使用氢氧燃料电池为电源,t1时,理论上负极消耗的气体物质的量为0.005 mlD.电解到t1时刻,理论上加入1.16 g Ag2O可使溶液复原
7. (2023陕西咸阳三模,12)科学家研发了“全氢电池”,工作原理如图所示。下列说法正确的是(　    )
B.NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应C.电解质溶液中Na+通过阳离子交换膜移向左侧D.全氢电池的总反应为2H2+O2  2H2O
A.吸附层a发生的电极反应为H2-2e-+2OH-  2H2O
8. (2023福建龙岩三模,5)我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂的太阳能驱动装置如图所示。下列说法错误的是 (　    )
A.催化电极反应式:2Cl--2e-  Cl2↑B.固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜C.导线中通过1 ml电子时,海水减重约42.5 gD.在有机电解质中加入少量乙酸,以增强导电性
9. (2024届四川成都七中零诊,18)ClO2是高效、安全的消毒用品。某电解法制备ClO2的装置如图,下列有关说法错误的是 (　    )
A.离子交换膜为阳离子交换膜B.生成NCl3和H2的物质的量比为1∶3C.发生器中生成的X溶液的主要溶质为NaCl和NaOHD.a电极为直流电源正极
10. (2024届北京四中期中,9)近期,科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是 (　    )A.电极a是负极B.电极b的反应式:O2+4e-+2H2O  4OH-C.该装置可将酸和碱的化学能转化为电能D.酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性
11. (2023重庆二诊,13)双极膜是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-,作为H+和OH-离子源。利用双极膜制取NaOH和H3PO4,产品 室1的产品是NaOH,其装置如图所示。
下列说法正确的是 (　    )A.a为铅酸蓄电池的正极,电子由b极流出经装置流入a极B.膜1为阴离子交换膜,膜2为阳离子交换膜C.电极Ⅱ的电极反应式为2H2O+4e-  O2↑+4H+D.若要制60 g NaOH,理论上铅酸蓄电池的负极增重72 g