备战2025年高考二轮复习化学（山东版）大单元选择题突破练9 B组（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习化学（山东版）大单元选择题突破练9 B组（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了65 g Zn,理论上转移0，“绿色零碳”氢能前景广阔等内容，欢迎下载使用。
学生用书P233
(选择题每小题4分)
1.(2024·山东临沂一模)电解法制备Cu2O的装置如图所示,已知生成Cu2O的反应为Cu2Cl2+2OH-Cu2O+H2O+2Cl-,下列说法错误的是( )
A.铂电极连接电源的负极
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.铜电极反应为2Cu-2e-+2Cl-Cu2Cl2
D.制备7.2 g Cu2O,阴极区溶液质量减少0.1 g
答案:D
解析:由题意可知,铜电极为电解池的阳极,氯离子作用下,铜在阳极失去电子发生氧化反应生成Cu2Cl2,铂电极为阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,放电生成的氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区。由分析可知,铂电极为连接电源负极的阴极,A正确;由分析可知,电解池工作时,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区,B正确;由分析可知,铜电极为电解池的阳极,氯离子作用下,铜在阳极失去电子发生氧化反应生成Cu2Cl2,电极反应式为2Cu-2e-+2Cl-Cu2Cl2,C正确;据分析,结合得失电子数目守恒可知,电解制备得到7.2 g氧化亚铜时,阴极区溶液减少水的质量为7.2 g144 g·ml-1×2×18 g·ml-1=1.8 g,故D错误。
2.(2024·陕西渭南一模)用如图1所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定具支锥形瓶中压强(p)随时间变化关系的曲线如图2所示,下列说法错误的是( )
图1
图2
A.pH=2.0时,压强增大是因为生成H2
B.pH=4.0时,不发生析氢腐蚀,只发生吸氧腐蚀
C.pH=6.0时,正极主要发生电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O
D.整个过程中,负极电极反应式为Fe-2e-Fe2+
答案:B
解析:铁的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀和析氢腐蚀,pH=2.0时,压强增大说明气体量增多,是因为发生析氢腐蚀生成H2,A正确;pH=4.0时,压强变化不大,说明既发生析氢腐蚀,又发生吸氧腐蚀,使得气体的量变化不大,B错误;pH=6.0时,压强变小,主要发生吸氧腐蚀,正极主要发生O2的还原反应,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,C正确;整个过程中,铁作负极,发生氧化反应,所以负极电极反应式为Fe-2e-Fe2+,D正确。
3.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是( )
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为I3-+ZnZn2++3I-
C.充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP
D.放电时,消耗0.65 g Zn,理论上转移0.02 ml电子
答案:C
解析:由图中信息可知标注框内所示结构中存在共价键,还有由N提供孤电子对,Zn2+提供空轨道形成的配位键,A正确。由图中信息可知,该新型水系锌电池的负极是锌,正极是超分子材料,放电时负极反应是Zn-2e-Zn2+,正极反应是I3-+e-3I-,则放电时电池总反应为I3-+ZnZn2++3I-;充电时的反应是其逆反应,B正确。充电时,阴极反应为Zn2++2e-Zn,被还原的Zn2+主要来自电解质溶液,C错误。放电时,负极反应为Zn-2e-Zn2+,消耗0.65 g Zn(即0.01 ml Zn)理论上转移0.02 ml电子,D正确。
4.(双选)(2024·山东淄博一模)基于Br-辅助MnO2放电的液流电池装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.充电时,H+向电极B迁移
B.放电时,在该环境下的氧化性:Cd2+Cd2+,B正确;由分析可知,充电时,电极B上还可能发生:2Br--2e-Br2,C错误;MnO2沉积在电极B上,可能会影响充放电的进行,Br-具有一定的还原性,可将MnO2还原为Mn2+,从而提高充放电过程的可逆性,D正确。
5.(双选)某实验小组利用下列装置来降低某硬水中Ca2+、Mg2+和HCO3-的含量,和MnOx为极板催化剂。下列说法不正确的是( )
A.b端电势高于a端电势
可加快H2O失去电子的速率
C.其他条件不变,适当减小两极的极板间距,Ca2+、Mg2+沉淀速率增大
D.阳极区收集的气体中只含有O2
答案:AD
解析:根据图示,钛网上海水中H2O发生失电子的氧化反应生成O2,钛网为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,产生的H+消耗HCO3-,钛箔上生成H2,钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-H2↑,同时生成OH-,沉淀Ca2+、Mg2+,钛箔为阴极。由分析可知,钛网为阳极,a为电源正极,钛箔为阴极,b为电源负极,a端电势高于b端电势,A错误;是催化剂,可加快H2O失去电子的速率,B正确;其他条件不变,适当减小两极的极板间距,会加快电子转移的速率,加快了整个反应的速率,Ca2+、Mg2+沉淀速率增大,C正确;钛网为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,产生的H+消耗HCO3-生成CO2,D错误。
6.(2024·山东潍坊调研)在探究高效吸收CO2试剂的同时,研究人员还致力于吸收剂的再生与循环利用。以乙二胺为例,乙二胺水溶液可高效吸收CO2;吸收所得溶液流入腔室1中,通电电解,可实现CO2的释放与乙二胺的再生。已知:亲核试剂在反应过程中,它倾向于与电正性物种结合。结合下图,下列对该工业的说法错误的是( )
A.该工业有利于实现“碳达峰”和“碳中和”
B.乙二胺可以作为亲核试剂进攻CO2分子实现吸收
C.电解过程中,阳极铜会失去电子形成Cu2+,Cu2+能与乙二胺形成[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+,使乙二胺与CO2结合的平衡正向进行,CO2得以释放
D.腔室2中可以实现乙二胺的再生
答案:C
解析:乙二胺水溶液可高效吸收CO2,吸收所得溶液流入腔室1中,通电电解,可实现CO2的释放与乙二胺的再生。这说明该工业有利于实现“碳达峰”和“碳中和”,A正确;乙二胺的氮原子上有孤电子对,可以作为亲核试剂进攻CO2分子实现吸收,因此选项B正确;在电解过程中,阳极铜会失去电子形成Cu2+,Cu2+能与乙二胺形成[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+,使乙二胺与CO2结合的平衡逆向进行,CO2得以释放,C错误;由C可知,阳极释放出CO2,则腔室1为阳极,腔室2为阴极,[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+在阴极得到电子生成乙二胺,D正确。
7.(2024·贵州贵阳一模)双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的,其内层为水层,装置工作时水层中的H2O解离成H+和OH-,分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。该装置工作时,下列说法正确的是( )
A.电极A是电源的负极
B.OH-穿过b膜进入右室溶液
C.催化电极的电极反应:CO2-6e-+6H+CH3OH+H2O
D.当催化电极生成64 g甲醇时,左侧电极室质量增加108 g
答案:D
解析:由图可知,左侧电极-2价氧失去电子发生氧化反应,为电解池的阳极,右侧电极二氧化碳得到电子发生还原反应,为电解池的阴极。由分析可知,左侧电极为阳极,则A为正极,A错误;由分析可知,右侧电极为阴极,左侧电极为阳极,在电解池中阴离子向阳极移动,则OH-穿过a膜进入左室溶液,B错误;由分析可知,催化电极为阴极,由图可知,电极反应为CO2+6e-+6H+CH3OH+H2O,C错误;64 g甲醇的物质的量为2 ml,根据选项C分析可知,此时转移12 ml电子,左侧电极有如下对应关系O2~4e-~4OH-~Δm(36),则当此时转移12 ml电子时,左侧电极室质量增加124×36 g=108 g,D正确。
8.(2024·黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法,装置如图所示。部分反应机理为+12H2。下列说法错误的是( )
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:2H2O+2e-2OH-+H2↑
C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:2HCHO-2e-+4OH-2HCOO-+2H2O+H2↑
答案:A
解析:由题中反应机理分析可知,HCHO在阳极发生反应,阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-2HCOO-+H2↑+2H2O。而阴极水中的H+放电得H2,电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-。
传统电解水时每转移2 ml电子可生成1 ml H2,而此原理中两电极均生成H2,每转移2 ml电子共可得到2 ml H2,所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍,A错误;由上述分析可知,B正确;根据电解原理可知,阴离子向阳极移动,则OH-通过阴离子交换膜向阳极(b极)移动,C正确;由上述分析可知,D正确。
9.(双选)(2024·山东枣庄二模)一种有效富集锂的电化学系统如图所示,中间区域设置有孔道结构的MnO2,可容纳Li+进出。向MnO2所在腔室通入海水,启动电源1,海水中Li+进入MnO2结构形成LixMn2O4达到饱和;关闭电源1和海水通道,启动电源2,向惰性电极2通空气,使LixMn2O4中的Li+脱出完成富集。下列说法错误的是( )
A.通入448 mL(STP)空气恰好使Li+全部脱出,可得x=0.58
B.室2中阳极发生的反应为LixMn2O4-xe-xLi++2MnO2
C.工作时惰性电极1附近和惰性电极2附近溶液的pH均增大
D.电源1和电源2正、负极都接反也能达到富集锂的目的
答案:CD
解析:由题意知,启动电源1,使海水中Li+进入MnO2结构形成LixMn2O4;可知MnO2电极反应为xLi++2MnO2+xe-LixMn2O4,发生还原反应,则二氧化锰为阴极,惰性电极1为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+(或4OH--4e-O2↑+2H2O);关闭电源1和海水通道,启动电源2,向惰性电极2通空气,使LixMn2O4中的Li+脱出完成富集,可知MnO2电极反应为LixMn2O4-xe-xLi++2MnO2,为氧化反应,MnO2为阳极,则惰性电极2为阴极,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-。通入448 mL (STP)空气,即 0.02 ml空气,其中O2占15,则惰性电极2上0.004 ml氧气转移0.016 ml电子,按两极上得失电子数目守恒可知,恰好使0.016 ml Li+全部脱出,由图可知,原4.8 g即0.055 17 ml MnO2富集了0.016 ml Li+形成LixMn2O4,即x∶2=0.016 ml∶0.055 17 ml,可得x=0.58,A正确。据分析可知,B正确。据分析,工作时惰性电极1附近氢离子浓度增大,溶液的pH减小,C不正确。其余不变,若电源1和电源2正、负极都接反,启动电源1,二氧化锰为阳极,海水中阳离子包括Li+穿过阳离子交换膜进入室1、无法进入MnO2结构不能形成LixMn2O4;关闭电源1和海水通道,启动电源2,二氧化锰为阴极,室2内LiOH溶液中Li+、少量水提供的H+穿过阳离子交换膜,按信息Li+能进入MnO2结构,但Li+来源不是海水,故不能达到富集锂的目的,D不正确。