2025届高三化学二轮热点 - 电化学串联装置分析 练习

这是一份2025届高三化学二轮热点 - 电化学串联装置分析 练习，共9页。试卷主要包含了4 g,则d电极产生6，烧杯A中盛入0等内容，欢迎下载使用。

A.Al为负极,c为阴极
B.装置1中OH-移向电极b
C.电极c的电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-C+N2↑+6H2O
D.通电一段时间后,若Al电极的质量减少5.4 g,则d电极产生6.72 L H2
2.(2023·淮南高三月考)如下装置,X、Y、Q、W 都是惰性电极,将电源接通后,W 极附近颜色逐渐加深。下列说法不正确的是( )
A.电源的M极为正极
B.甲装置中溶液的pH减小
C.甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为1∶1
D.欲用乙装置给铜镀银,U极应该是Ag,电镀液选择AgNO3溶液
3.(2023·黄冈检测)烧杯A中盛入0.1 ml·L-1的H2SO4溶液,烧杯B中盛放0.1 ml·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.A中Fe极质量减少,C极有气体产生
B.A为电解池,B为原电池
C.当A烧杯中产生0.1 ml气体时,B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 ml
D.经过一段时间,B烧杯中溶液的pH增大
4.如下图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是( )
A.反应一段时间后,乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区
B.乙装置中铁电极为阴极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+
C.通入氧气的一极为负极,发生的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-
D.反应一段时间后,丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变
5.(2023·成都三模)协同转化微生物电池(下图左池)可同时实现净化有机废水、含铬(Cr2)废水和淡化盐水三重功能,并且驱动电化学合成装置(下图右池)制备1,2⁃二氯乙烷。
图中离子交换膜仅允许Na+或Cl-通过。下列说法错误的是( )
A.A室中充入有机废水,C室中充入含铬废水
B.a、c膜为Cl-离子交换膜,b、d膜为Na+离子交换膜
C.理论上1 ml Cr2还原为Cr(Ⅲ),两装置共可脱除6 ml NaCl
D.D室电极上发生的反应为CH2CH2-2e-+2Cl-ClCH2CH2Cl
6.(2023·成都二模)某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫,同时将地下水中的硝酸根(N)进行无害化处理,其原理如图。
下列有关说法错误的是( )
A.Mg电极为负极,Pt1为阳极
B.乙池中N在Pt1电极发生还原反应
C.碳纳米管析出硫的电极反应为SO2+4e-S+2O2-
D.Pt2电极可能产生H2,周围pH增大
7.(2023·宁夏育才中学期末)现以CO、O2、熔融盐Z(Na2CO3)组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2,下列说法正确的是( )
A.甲池石墨 Ⅰ 是原电池的正极,发生氧化反应
B.甲池石墨 Ⅱ 发生的电极反应:O2+4e-+2CO22C
C.乙池中左端Pt极电极反应式:N2O4-2e-+H2ON2O5+2H+
D.若甲池消耗氧气 2.24 L(标准状况),则乙池中产生氢气0.1 ml
8.(2023·福建名校三模)浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈(CH2CHCN)合成己二腈[NC(CH2)4CN],装置如图所示(实验前,隔膜两侧溶液均为200 mL,铜电极质量均为100 g)。
下列说法正确的是( )
A.Cu(1)极为负极,其电极反应为Cu-2e-Cu2+
B.隔膜为阴离子交换膜,C(2)极为阴极
C.上述装置理论上可制备0.6 ml己二腈
D.当电解停止时,Cu(1)极与Cu(2)极质量相差51.2 g
9.(2023·沈阳模拟)羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置(如图所示),该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是( )
A.a极为正极,c极为阴极
B.a极区每产生1 ml Cr(OH)3,c极区溶液质量减轻3 g
C.d极的电极反应式为H2O-e-·OH+H+
D.工作时,如果Ⅱ室中Na+、Cl-数目都减小,则N为阴离子交换膜
10.(2023·呼和浩特联考)研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.光照强度大小影响KIO3的制备速率
B.电极N处发生电极反应S-6e-+4H2OS+8H+
C.右池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极
D.不考虑损耗,电路中每消耗1 ml O2,理论上Q极可制得171.2 g KIO3
电化学串联装置分析
1.C [A.Al为负极,c为阳极,故A错误;B.装置1中OH-应移向原电池的负极Al,故B错误;C.电极c为阳极,电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-C+N2↑+6H2O,故C正确;D.若Al电极的质量减少5.4 g即0.2 ml,转移0.6 ml电子,则d电极上产生0.3 ml H2,在标准状况下的体积为6.72 L,故D错误。]
2.C [W极附近颜色逐渐加深,说明通电时氢氧化铁胶粒移向该电极,该极为阴极,即W极连接电源的负极,M极为正极,N极为负极,A正确;通电时,甲装置中X极为阳极,电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,Y极为阴极,电极反应为2Cu2++4e-2Cu,总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,甲装置中溶液的pH减小,B正确;n(O2)∶n(Cu)=1∶2,C错误;电镀时镀层金属为阳极,即U极是Ag,电镀液为AgNO3溶液,D正确。]
3.B [由图可知,A为原电池装置,且A为B的电解提供电能,电极反应式分别为(烧杯A中)C正极:2H++2e-H2↑,Fe负极:Fe-2e-Fe2+。(烧杯B中)阴极:Cu2++2e-Cu,阳极:2Cl--2e-Cl2↑。烧杯B中电解氯化铜,铜离子浓度减小,水解程度减小,pH增大(不考虑Cl2溶于水)。]
4.A [甲装置为甲醚燃料电池,通入氧气的一极发生还原反应,为原电池的正极,投放甲醚的一极为原电池的负极;乙装置为电解饱和氯化钠的装置,根据串联电池中电子的转移,可知Fe电极为阴极,C电极为阳极;丙装置为电解精炼铜的装置,粗铜为阳极,纯铜为阴极。A项,乙装置中铁电极的反应为H2O+2e-H2↑+2OH-,所以反应一段时间后,装置中生成的氢氧化钠在铁极区,正确;B项,乙装置中铁电极的反应为H2O+2e-H2↑+2OH-,错误;C项,通入氧气的一极发生还原反应,为原电池的正极,发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,错误;D项,丙装置中,粗铜极除了铜发生氧化反应外,活动性在铜前面的金属也要反应,但是在纯铜极,除铜离子被还原外,没有其他离子能被还原,根据得失电子守恒,可知硫酸铜溶液浓度减小,错误。]
5.C [由图可知,左图是原电池,电子流出的是负极,则A是负极室,C是正极室,右图是电解池,D为阳极室,F为阴极室。A.根据分析,A为负极,C为正极,发生还原反应将Cr2还原为Cr3+,故C室充入含铬的废水,A是有机废水,A正确;B.原电池中,阳离子移向正极C,阴离子移向负极A,在电解池中,阴离子移向阳极D,阳离子移向阴极F,则a、c膜是阴离子交换膜,b、d膜是阳离子交换膜,B正确;C.C电极室发生的电极反应为Cr2+14H++6e-2Cr3++7H2O,根据电荷守恒,1 ml Cr2反应,会有6 ml Na+转移到C室,脱去6 ml NaCl,D室内发生的反应C2H4+2Cl--2e-C2H4Cl2,转移6 ml e-,消耗6 ml Cl-,会有6 ml Cl-转移到D室,脱去6 ml NaCl,共脱去12 ml NaCl,C错误;D.D为阳极,发生氧化反应,D极发生的反应为CH2CH2-2e-+2Cl-ClCH2—CH2Cl,D正确。]
6.B [由图可知,甲池为原电池,镁为负极,碳纳米管为正极,其电极反应式为SO2+4e-S+2O2-,则乙池为电解池,Pt1为阳极,水中的氢氧根离子失电子生成氧气,Pt2为阴极,硝酸根离子得电子生成氮气和水,以此解题。A.由图可知,甲池为原电池,镁为负极,碳纳米管为正极,则乙池为电解池,Pt1 为阳极,故A正确;B.乙池为电解池,Pt2 为阴极,硝酸根离子得电子生成氮气和水,发生还原反应,故B错误;C.由分析可知,碳纳米管为正极,其电极反应式为SO2+4e-S+2O2-,故C正确;D.Pt2为阴极,硝酸根离子得电子生成氮气和水,后水中的氢离子得电子生成氢气,剩余氢氧根离子,周围pH增大,故D正确。]
7.B [由图可知,甲池是原电池,石墨Ⅰ是原电池的负极,石墨Ⅱ正极,乙池为电解池,与正极相连的左端铂电极为阳极,右端铂电极为阴极。A.由分析可知,甲池是原电池,石墨Ⅰ是原电池的负极,故A错误;B.由分析可知,甲池是原电池,石墨Ⅱ是正极,在二氧化碳作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子,电极反应式为O2+4e-+2CO22C,故B正确;C.由分析可知,乙池为电解池,与正极相连的左端铂电极为阳极,在硝酸作用下四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮和氢离子,电极反应式为N2O4-2e-+2HNO32N2O5+2H+,故C错误;D.由得失电子数目守恒可知,标准状况下甲池消耗2.24 L氧气,乙池中产生氢气的物质的量为×2=0.2 ml,故D错误。]
8.D [浓差电池中,Cu(2)失去电子,故电极为负极,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,Cu(1)电极为正极,电极上发生得电子的还原反应,电极反应为Cu2++2e-Cu,则电解槽中C(1)极为阴极、C(2)极为阳极,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,阴极上丙烯腈合成己二腈得电子,电极反应为2CH2CHCN+2H++2e-NC(CH2)4CN。A.由分析可知,Cu(1)极为正极,其电极反应为Cu2++2e-Cu,A错误;B.由分析可知,此电池为浓差电池,主要因为铜离子浓度不同形成的电势差,所以隔膜是阴离子交换膜,C(2)极为阳极,B错误;C.当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕,此时溶液中转移电子的物质的量是0.8 ml,由反应2CH2CHCN+2H++2e-NC(CH2)4CN可知,可制备0.4 ml己二腈,C错误;D.当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕,此时溶液中转移电子的物质的量是0.8 ml,当电解停止时,则Cu(1)电极上析出0.4 ml Cu,Cu(2)电极上溶解0.4 ml Cu,故Cu(1)极与Cu(2)极质量相差0.8 ml×64 g/ml=51.2 g,D正确。]
9.B [电解水生成的羟基自由基(·OH)氧化苯酚生成二氧化碳和水,因此左侧池为原电池,右侧池为电解池。A.Ⅰ室化合价降低,得电子,发生还原反应,因此a极为正极,b极为负极,c极为阴极,d极为阳极,故A正确;B.a极每产生1 ml Cr(OH)3,转移3 ml电子,c极上的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,生成1.5 ml H2,与此同时,有3 ml H+从阳极室透过质子交换膜进入阴极室,因此c极区溶液质量不变,故B错误;C.根据图中信息可知,d极上发生的电极反应式为H2O-e-·OH+H+,故C正确;D.Ⅱ室中Na+、Cl-数目都减小,说明离子从Ⅱ室向Ⅰ室和Ⅲ室移动,由于阴离子移向负极(b极),阳离子移向正极(a极),因此N和M分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜,故D正确。]
10.C [石墨电极M处,CO2在光合菌、光照条件下转化为O2,O2在M极放电生成H2O,发生还原反应,M为正极,正极电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,N极为负极,硫氧化菌将FeSx氧化为S,硫再放电生成S,负极电极反应式为S-6e-+4H2OS+8H+,H+通过质子交换膜由右室移向左室;铂电极P为阴极,铂电极Q为阳极,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,阳极反应式为I2+12OH--10e-2I+6H2O,阴极生成氢氧根离子,而阳极生成的I比消耗的OH-少,溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极。A项,光照强度大小影响单位时间内生成氧气的量,即影响电流强度,会影响KIO3的制备速率,故A正确;B项,N极为负极,硫氧化菌将FeSx氧化为S,硫再放电生成S,负极电极反应式为S-6e-+4H2OS+8H+,故B正确;C项,铂电极P为阴极,铂电极Q为阳极,阴极生成氢氧根离子,而阳极生成的I比消耗的OH-少,溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极,故C错误;D项,不考虑损耗,电路中每消耗1 ml O2,转移电子为4 ml,阳极反应式为I2+12OH--10e-2I+6H2O,可知生成KIO3为4 ml×=0.8 ml,理论上Q极可制得KIO3的质量为0.8 ml×214 g/ml=171.2 g,故D正确。]