高考化学二轮复习题型突破 选择题专项突破分级训练(十四) 含解析

这是一份高考化学二轮复习题型突破 选择题专项突破分级训练(十四) 含解析，共9页。
1. (2024·湖北高中名校联盟二模)一种将废水中的硝酸盐转化为羟胺(NH2OH)的绿色电化学原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A．b为电源的正极
B．每转移1 ml e－，阳极区溶液的质量减少8 g
C．工作时阴极区溶液的pH减小
D．当阳极生成1.5 ml气体，生成33 g羟胺
【答案】 D
【解析】 由题干图示信息可知，铜电极上反应为NOeq \\al(－,3)＋7H＋＋6e－===NH2OH＋2H2O，发生还原反应，则Cu电极为阴极，b电极为电源负极，a为电源的正极，IrO2-Ti电极为阳极，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，据此分析解题。由分析可知，b为电源的负极，A错误；由分析可知，阳极区电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，则每转移1 ml e－，阳极区溶液释放0.25 ml O2，向阴极区转移1 ml H＋，质量共减少9 g，B错误；由分析可知，工作时，每转移6 ml e－，阳极区通过交换膜向阴极区转移6 ml H＋，但阴极区消耗7 ml H＋，因此pH增大，C错误；由分析可知，当阳极生成1.5 ml气体，外电路转移6 ml e－，生成1 ml羟胺即质量为1 ml×33 g/ml＝33 g，D正确。
2.(2024·江西新余市二模)以和N，N-二蒽醌-花酰二亚胺(PTCDI-DAQ)作电极的新型有机钾离子电池的综合性能达到了世界领先水平，该电池的工作原理如图。下列说法正确的是( )
A．放电时，b极为负极
B．放电时，a极电极反应式为式为－，B正确；根据分析，
C．充电时，K＋由a极移向b极
D．充电时，a极与电源正极相连
【答案】 B
【解析】 根据该电池的工作原理图可得，放电时，a电极为原电池负极，发生氧化反应，b电极为原电池正极，发生还原反应；充电时，a电极为阴极，发生还原反应，b电极为阳极，发生氧化反应。根据分析，放电时，b电极为原电池正极，A错误；根据分析，放电时，a电极为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为－，B正确；根据分析，充电时，a电极为阴极，b电极为阳极，阳离子(K＋)由阳极(b电极)移向阴极(a电极)，C错误；根据分析，充电时，a电极为阴极，连接电源负极，D错误。
3.(2024·江西萍乡二模)锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca-LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：xCa2＋＋2LiFePO4eq \(,\s\up7(充电),\s\d7(放电))xCa＋2Li1－xFePO4＋2xLi＋，下列说法正确的是( )
A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应
B．充电时，Li1－xFePO4/LiFePO4电极的电极反应式为LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋
C．锂离子导体膜的作用是允许Li＋和水分子通过，同时保证Li＋定向移动以形成电流
D．充电时，当转移0.2 ml电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0 g
【答案】 B
【解析】 放电时，Ca失电子转化为Ca2＋，则钙电极为负极，Li1－xFePO4/LiFePO4电极为正极；充电时，钙电极为阴极，Li1－xFePO4/LiFePO4电极为阳极。由分析可知，放电时，钙电极为负极，失电子发生氧化反应，A不正确；充电时，Li1－xFePO4/LiFePO4电极为阳极，LiFePO4失电子转化为Li1－xFePO4和Li＋，电极反应式为LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋，B正确；Ca的金属性强，能与水发生剧烈反应，所以LiPF6-LiAsF6为非水电解质，锂离子导体膜不允许水分子通过，锂离子导体膜允许Li＋通过，其主要作用是允许Li＋定向移动，构成闭合回路，从而形成电流，C不正确；充电时，当转移0.2 ml电子时，理论上阴极室电解质中0.1 ml Ca2＋得电子生成0.1 ml Ca，同时迁移入Li＋ 0.2 ml，质量减轻0.1 ml×40 g/ml－0.2 ml×7 g/ml＝2.6 g，D不正确。
4.(2024·天津河东二模)钠基海水电池，如图所示，电极材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中Cl－的吸附和氧化)，固体电解质只允许Na＋透过。下列说法正确的是( )
A．放电时，a电极为负极
B．放电时，b电极的电势低于a电极
C．充电时，b电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
D．充电时，阳极区碱性增强
【答案】 A
【解析】 由题意和示意图可知，钠为活泼金属，故a极为负极，负极反应为Na－e－===Na＋，b极为正极，选择性催化材料能抑制海水中Cl－的吸附和氧化，故正极反应为2H2O＋4e－＋O2===4OH－；充电时，阳极上OH－失电子生成O2，阴极发生还原反应，Na＋得电子生成Na，以此分析解答。钠为活泼金属，故a极为负极，故A正确；放电时，a为负极，b为正极，b电极的电势高于a电极，故B错误；由于选择性催化材料能抑制海水中Cl－的吸附和氧化，故电极上不是氯离子放电，故C错误；充电时，b为阳极，阳极发生氧化反应，阳极上OH－失电子生成O2，阳极区碱性减弱，故D错误。
5.(2024·广东广州二模)航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是( )
A．舰艇腐蚀是因为形成了电解池
B．图甲是海水环境下的腐蚀情况
C．腐蚀时负极反应为：Fe－3e－===Fe3＋
D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀
【答案】 D
【解析】 由图可知，该腐蚀过程是因为形成了原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e―→Fe2＋，Sn作正极被保护，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，据此作答。舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，故A错误；海水中含有电解质浓度大，腐蚀速度快，故乙为海水环境下的腐蚀情况，甲为淡水环境下的腐蚀情况，故B错误；Sn作正极被保护，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故C错误；焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，故D正确。
6.(2024·广东汕头二模)资源再利用有利于保护生态，某实验小组研究电催化CO2和含氮废水(NOeq \\al(－,3))在常温常压下合成尿素，即向一定浓度的KNO3溶液中通入CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．离子交换膜为质子交换膜
B．电极b发生氧化反应，为电解池的阳极
C．每消耗44 g CO2，理论上可在b处得到4 ml O2
D．电极a的电极反应式为2NOeq \\al(－,3)＋CO2－16e－＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O
【答案】 D
【解析】 从电池结构中有电源可知，该电池是电解池，从该电池的H＋的移动方向可知，H＋从b电极向a电极移动，电解池中阳离子从阳极移向阴极，所以a电极是阴极，b电极是阳极，所以b电极连接电源的正极，a电极连接电源的负极；根据装置可知，该离子交换膜只允许氢离子通过，为质子交换膜，A正确；根据分析可知，b电极是电解池的阳极，阳极上发生氧化反应，B正确；44 g CO2物质的量为1 ml，当电极a区消耗1 ml CO2时，由电极方程式2NOeq \\al(－,3)＋CO2＋16e－＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O，转移电子16 ml，电极b生成O2是H2O中的O失电子，化合价从－2变为0，故得4 ml O2，C正确；a电极是阴极，得电子，从图中可知，a电极上端通入CO2，H＋移动到a电极参与反应，硝酸根离子转化为CO(NH2)2，其电极反应式为2NOeq \\al(－,3)＋CO2＋16e－＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O，D错误。
【培优练】
7.(2024·福建莆田二模)某双离子电池如下图所示。该电池以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极，以室温离子液体[Pyr14]＋[TFSI]－为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时，PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是( )
A．放电时，PCT电极是负极
B．[Pyr14]＋脱离PCT电极时，电池处于充电过程
C．0.5 ml PCT完全反应，理论上嵌入石墨电极2 ml [TFSI]－
D．放电时，石墨电极发生反应Cx[TFSI]y＋ye－===xC＋y[TFSI]－
【答案】 B
【解析】 充电时，PCT电极发生还原反应，放电时，PCT电极发生氧化反应，是负极，A正确；充电时，PCT电极为阴极，阳离子向阴极移动，[Pyr14]＋向PCT电极移动，B错误；由反应可知，PCT完全反应时，PCT中有4个—CO—可以得到4个电子，C22H10O4＋4e－===C22H10Oeq \\al(4－,4)，0.5 ml PCT完全反应，转移2 ml电子，理论上嵌入石墨电极2 ml [TFSI]－，C正确；放电时，石墨电极发生还原反应，[TFSI]－从电极中脱出，反应式为Cx[TFSI]y＋ye－===xC＋y[TFSI]－，D正确。
8. (2024·河北省重点高中三模)中国科学院将分子I2引入电解质中调整充电和放电反应途径，研制出了高功率可充电LiSOCl2电池，工作原理如图所示，已知SOCl2可与水发生反应。下列有关说法正确的是( )
A．该电池既可选用含水电解液，也可选无水电解液
B．放电时，SOCl2最终被氧化为S
C．充电时，阴极反应式：2LiCl＋I2＋2e－===2ICl＋2Li＋
D．放电时，每产生11.2 L(标准状况下)SO2时，电路中转移2 ml电子
【答案】 D
【解析】 Li能与氧气、水反应，SOCl2易与水反应，故电池工作环境必须在无水无氧的条件下进行，A错误；由工作原理图可知，放电时，正极上SOCl2转化为SOICl，SOICl再转化为S、SO2，SOCl2最终被还原，B错误；充电时，I2失电子转化为ICl，I2发生氧化反应，阳极反应式为2LiCl＋I2－2e－===2ICl＋2Li＋，阴极反应式为Li＋＋e－===Li，C错误；放电时，正极反应式为2SOCl2＋4e－===S＋SO2↑＋4Cl－，每产生11.2 L(标准状况下)SO2时，电路中转移2 ml电子，D正确。
9.(2024·河北部分示范性学校二模)我国某研究团队构建“电化学合成苯胺耦合甲醇电氧化转化”的绿色有机电催化体系，实现阴极和阳极同时生成高价值化学品并最大限度地提高能源效率，其合成苯胺耦合甲醇电氧化转化示意图如下：
下列说法错误的是( )
A．可以用太阳能电池给上述电解池提供电能
B．工作时，电极A的电势比电极B的高
C．工作时，电极A上发生的电极反应为＋6H＋＋6e－=== ＋2H2O
D．当电极A上转移2 ml电子时，B极上生成的HCOOH为0.5 ml
【答案】 B
【解析】 氢离子左移，说明电极A为阴极，电极B为阳极，电极A上的电极反应为＋6H＋＋6e－=== ＋2H2O，电极B上的电极反应为CH3OH＋H2O－4e－===HCOOH＋4H＋，据此作答。电解池是将电能转化为化学能的装置，太阳能电池可作电解池的直流电源，A项正确；氢离子左移，说明电极A为阴极，电极B为阳极，沿电流方向，电势降低，电极A的电势比电极B的低，B项错误；电极A上的电极反应为＋6H＋＋6e－=== ＋2H2O，C项正确；电极B上的电极反应为CH3OH＋H2O－4e－===HCOOH＋4H＋，转移2 ml电子时，B极上生成0.5 ml HCOOH，D项正确。
10.(2024·广东佛山二模)畜禽废水中含大量N、P元素，通过电解形成MgNH4PO4·6H2O沉淀(鸟粪石)进行回收。用如图装置模拟该过程，其中含P微粒共有1 ml。下列说法错误的是( )
A．阳极反应有：Mg－2e－＋NHeq \\al(＋,4)＋POeq \\al(3－,4)＋6H2O===MgNH4PO4·6H2O↓
B．若电路中转移1.98 ml e－，则溶液中剩余含P微粒为0.01 ml
C．强酸或强碱环境更有利于去除氮、磷元素
D．鸟粪石可用作缓释肥，实现变废为宝
【答案】 C
【解析】 结合图和题意分析，Mg电极为阳极，电极反应式为Mg－2e－＋NHeq \\al(＋,4)＋POeq \\al(3－,4)＋6H2O===MgNH4PO4·6H2O↓，惰性电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，据此回答。由分析知，阳极反应有：Mg－2e－＋NHeq \\al(＋,4)＋POeq \\al(3－,4)＋6H2O===MgNH4PO4·6H2O↓，A正确；由Mg－2e－＋NHeq \\al(＋,4)＋POeq \\al(3－,4)＋6H2O===MgNH4PO4·6H2O↓可知，若电路中转移1.98 ml e－，则消耗的n(POeq \\al(3－,4))＝0.99 ml，则溶液中剩余含P微粒为1 ml－0.99 ml＝0.01 ml，B正确；强酸性环境下，POeq \\al(3－,4)会生成H3PO4，强碱性环境下，NHeq \\al(＋,4)会生成氨水，不利于去除氮、磷元素，C错误；鸟粪石是含N、P元素的不溶性物质，通过沉淀溶解平衡可逐渐提供可溶性的铵根离子和磷酸根离子，提供N和P，故可用作缓释肥，实现变废为宝，D正确。