2024届高三新高考化学大一轮专题练习—电解池(含答案)

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习—电解池(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习—电解池
一、单选题
1．（2023春·安徽池州·高三池州市第一中学校联考阶段练习）中国古代文化博大精深，下列对有关古文献内容的解读正确的是
选项
古文献内容
解读
A
野火烧不尽，春风吹又生
枯草秸秆的燃烧需要点燃，是吸热反应
B
投泥泼水愈光明
向泥煤上加一点水，能够使泥煤产热更多
C
石胆化铁为铜
铁锅和硫酸铜溶液形成原电池，铁为正极
D
盖此矾色绿味酸，烧之则赤
硫酸亚铁在溶液中水解显酸性，灼烧发生氧化还原反应
A．A B．B C．C D．D
2．（2023春·四川成都·高三成都七中校考期中）下列实验装置使用正确，且能达到实验目的的是

A．用装置甲测定中和反应的反应热
B．装置乙可以判断盐酸与碳酸钠反应属于放热反应
C．用装置丙测定锌和硫酸的反应速率
D．用装置丁不能比较锌和铜的金属性强弱
3．（2023春·安徽·高三校联考期中）氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法错误的是
A．氢能有可能成为人类未来的主要能源
B．反应的
C．氢氧燃料电池放电过程中消耗，则转移电子的数目约为
D．反应的反应中断裂旧共价键的键能之和一反应中形成新共价键的键能之和
4．（2023春·湖南岳阳·高三校联考阶段练习）氨可用于燃料电池，氨易液化，运输和储存方便，安全性能更高。新型NH3－O2燃料电池的装置如图所示，电池工作时的总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，下列说法正确的是

A．电极a作负极 B．NH3发生还原反应
C．OH-向电极b方向迁移 D．当消耗2.24LO2时，电路中转移电子0.4mol
5．（2023·辽宁沈阳·统考二模）上海交通大学利用光电催化脱除与制备相耦合，高效协同转化过程如图。(BPM原可将水解离为和，向两极移动)

已知：①
②
下列分析中正确的是
A．是负极，电势更高
B．正极区每消耗22.4L氧气，转移
C．当生成时，负极区溶液增加6.4g
D．总反应，该过程为自发过程
6．（2023春·重庆江津·高三校考期中）组成原电池的装置如图所示，下列叙述不正确的是

A．电子Zn沿导线流向Cu
B．锌是负极，发生氧化反应
C．电池工作时，铜片质量减小
D．电流由铜片经导线流向锌片
7．（2023·湖北·武汉二中校联考二模）生产生活中蕴藏着丰富的化学知识。下列项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
项目
化学知识
A
废旧铅酸蓄电池回收时加入少量
可作该反应的催化剂
B
冰在室温下自动熔化成水
冰熔化成水时熵值增大
C
合成氨原料气进入合成塔前需经过铜氨溶液
铜氨溶液可除去
D
作“钡餐”
是强电解质

A．A B．B C．C D．D
8．（2023春·四川成都·高三树德中学校考阶段练习）实验发现，298K时，在氯化铁酸性溶液中加少量锌粒后，立即被还原成。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是

A．盐桥中的阴离子往左侧烧杯移动
B．左侧烧杯中电极上发生还原反应，溶液的红色逐渐褪去
C．电子由Zn极流出到Pt电极，再经过溶液回到Zn极，形成闭合回路
D．该电池总反应为
9．（2023·江苏·模拟预测）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．石墨能导电，可用作电极材料
B．溶液能腐蚀Cu，可制作印刷电路板
C．硬铝密度小强度高，可用作飞机外壳材料
D．氨气极易溶于水，可用作制冷剂
10．（2023·河南开封·统考二模）pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH。pH与电池的电动势E存在关系：pH= (E的单位为V，K为常数)。

下列说法错误的是
A．pH计工作时，化学能转化为电能
B．玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化
C．若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V ，可标定常数K=0.2
D．若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极反应为AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-
11．（2023·北京·高三专题练习）某小组研究SCN-分别与Cu2+和Fe3+的反应：
编号
1
2
3
实验



现象
溶液变为黄绿色，产生白色沉淀(白色沉淀为CuSCN)
溶液变红，向反应后的溶液中加⼊K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多
接通电路后，电压表指针不偏转。⼀段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，没有观察到蓝色沉淀
下列说法不正确的是
A．实验1中发生了氧化还原反应，KSCN为还原剂
B．实验2中“溶液变红”是Fe3+与SCN-结合形成了配合物
C．若将实验3中Fe2(SO4)3溶液替换为0.25 mol/LCuSO4溶液，接通电路后，可推测出电压表指针会发生偏转
D．综合实验1～3，微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关
12．（2023秋·安徽亳州·高三统考期末）下列说法正确的是
A．化学反应均伴随着能量变化 B．的溶液一定显酸性
C．的反应一定能自发进行 D．锌锰干电池是二次电池
13．（2023春·江苏宿迁·高三校考阶段练习）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列说法正确的是

A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：
14．（2021春·陕西汉中·高三统考期中）下列生活中的常见电池，属于一次电池的是
A．锌锰电池 B．镍镉电池 C．锂离子电池 D．铅蓄电池

二、原理综合题
15．（2023秋·江苏扬州·高三江苏省高邮中学校联考期末）“绿水青山就是金山银山”是重要的科学理念，研究、、等大气污染物的处理具有重要意义。
(1)钙基固硫技术可减少排放，但煤炭燃烧过程中产生的又会与发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
反应①：  
反应②：  
反应 _______。(填与与、的关系)
(2)对于烟气中采用活性炭脱除机理，其过程首先要经物理吸附 (*代表吸附态) ， ， ，然后是化学吸附(见图)：
  
写出化学吸附过程生成的化学方程式_______。
(3)的排放主要来自于汽车尾气。
①有人利用尿素水溶液热解产生的可去除尾气中的，流程如图：
  
a.尿素中氮元素的化合价为_______。
b.若氧化处理后的尾气中混有，此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒，降低的去除率。试分析硫酸盐的产生过程_______。
②某脱硝反应机理如图所示，参与I的反应方程式为_______。

(4)脱硫反应中每生成，生成_______，脱硫剂的脱硫过程可描述为_______。
(5)利用多孔石墨做电极，溶液做电解液构成的燃料电池可以很好的除去和，生成无毒的物质。两个电极分别通入气体与物质的量之比为的和气体，在电极上发生_______反应，写出正极的电极反应_______。
16．（2021春·湖北恩施·高三巴东一中校考阶段练习）将CO2与H2反应转化为甲醇(CH3OH)是变废为宝的好方法，其原理为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。一定温度下，在2L的密闭容器中CO2转化为甲醇过程中浓度随时间的变化曲线如图所示(已知反应物和生成物在此条件下均为气体)。

(1)在0～3min内用CO2表示该反应的速率是_____。(保留2位有效数字)。该反应达到最大限度时H2的转化率_____，此时CH3OH在平衡混合物中的体积分数为_____(均用百分数表示，且保留3位有效数字)。
(2)10min后，反应处于化学平衡状态，下列说法中能作为该反应处于平衡状态的依据的是_____。
a.3v正(H2)=v逆(CO2)
b.混合气体的密度不再发生变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
d.体系的温度不再发生改变
e.混合气体的颜色不再发生改变
f.CO2与H2的物质的量之比不再发生改变
g.甲醇的质量分数不再发生改变
h.体系压强不再发生改变
(3)若上述反应在甲、乙、丙三个相同容器内同时进行，测得甲中v(CO2)=0.1mol•L-1•min-1，乙中v(H2)=0.2mol•L-1•min-1，丙中v(CH3OH)=0.3mol•L-1•s-1，则反应速率最快的是_____。
(4)甲醇(CH3OH)是一种有毒物质，常温下检测甲醇含量的测试仪工作原理示意图如图：

a电极发生的电极反应式为_____。
17．（2023秋·浙江杭州·高三浙江省桐庐中学校联考期末）合成气在煤化工和天然气化工中有着十分重要的地位，由合成气可合成多种有机基础原料和产品。
(1)煤化工中生产合成气的反应为：
①该反应的平衡常数表达式为_______，该反应在_______(填高温或低温)自发进行。
②在恒温恒容下，同时放入四种物质，下列事实能够说明反应已达到平衡的是_______。
A．反应体系中，混合气体的密度不再改变
B．反应体系中，和的体积分数相等
C．反应体系中，当有键断裂的同时有键形成
D．混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)天然气化工中生产合成气的主要反应为：,在恒容容器中按物质的量之比加入一定量的和，在压强为、不同温度下测得的平衡转化率如下图所示：
  
①请在图中画出压强为时的平衡转化率随温度的变化曲线______。
②现有实验测得反应：在下，以不同碳氧比投料时反应，达平衡后的转化率及的选择性，所测数据如表所示。(已知：选择性=)
碳氧比




转化率
0.40
0.88
0.98
0.99
选择性
0.98
0.93
0.67
0.40
选择性
0.99
0.94
0.65
0.32
最佳碳氧比为_______。假设按碳氧比=1∶1投料，反应容器的体积为，通入和各，请列式表示平衡时容器内的浓度______ (用a、V的代数式表示)
(3)煤化工可以制取甲醇，甲醇-空气燃料电池，以溶液为电解质溶液，(电极材料为惰性电极)，当全部转化为，停止放电，写出负极的电极反应式_______
18．（2023春·内蒙古呼伦贝尔·高三校考阶段练习）某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，完成下列问题：

(1)反应过程中，___________棒质量减少。
(2)正极的电极反应为___________。
(3)反应过程中，当一电极质量增加2g，另一电极减轻的质量___________(填“大于”“小于”或“等于”)2g。
(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供和Cl-，使两烧杯溶液中保持电中性。
①反应过程中Cl-将进入___________(填“甲”或“乙”)烧杯。
②当外电路中转移0.2mol电子时，正极溶液中离子浓度最大的离子是___________。

参考答案：
1．D
【详解】A．燃烧是放热反应，和反应条件无关，A错误；
B．碳和水蒸气反应是吸热，产生的CO和燃烧火焰明亮，但是总热量不变，B错误；
C．铁失电子发生氧化反应，为负极，C错误；
D．绿色的属于强酸弱碱盐，水解显酸性，火烧之后会转化为红色的氧化铁，发生氧化还原反应，D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．测定中和反应的反应热用铜制搅拌器造成热量损失测量不准确，应选用环形玻璃搅拌棒，且隔热层应充满，A错误；
B．该过程涉及碳酸钠的溶解，且产生，无法确定反应吸放热，B错误；
C．用装置丙通过测定气体体积来测定锌和硫酸的反应速率，C正确；
D．锌棒变细，铜棒变粗即可比较金属性强弱，D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．氢能热值高、无污染，有可能成为人类未来的主要能源，A正确；
B．反应后气体分子数减少，△S乙；
则反应速率最快的是丙。
（4）该燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，a电极上甲醇失去电子被氧化，则发生的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
17．(1) 高温 AD
(2)    1∶0.5 mol/L
(3)

【详解】（1）①反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为K=；该反应的∆H＞0、∆S＞0，该反应在高温下∆G＜0，反应能自发进行；答案为：K=；高温。
②A．由于C呈固态，建立平衡的过程中混合气体的质量是变量，在恒温恒容容器中，混合气体的密度是变量，则反应体系中混合气体的密度不再改变能说明反应已达到平衡，A项选；
B．若开始放入的CO(g)、H2(g)的物质的量相等，建立平衡的过程中CO和H2的体积分数始终相等，则反应体系中CO和H2的体积分数相等不能说明反应达到平衡，B项不选；
C．反应体系中，当有2molH—O键断裂一定有1molH—H键形成，只表示正反应方向，不能说明反应达到平衡，C项不选；
D．由于C呈固态，结合方程式知，建立平衡的过程中混合气体的平均相对分子质量是变量，则混合气体的平均相对分子质量保持不变说明反应达到平衡，D项选；
答案选AD。
（2）①2CH4(g)+O2(g)⇌2CO(g)+4H2(g)的正反应为气体分子数增大的反应，在相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，故压强为5.05×105Pa时CH4的平衡转化率随温度的变化曲线在原曲线（1.01×105Pa）下，即为  ；答案为：  。
②根据表中数据知，随着碳氧比的增大CH4的平衡转化率减小，CO和H2的选择性增大，结合选择性=可得下表：
碳氧比[n(CH4)/n(O2)]
1∶0.25
1∶0.5
1∶1
1∶1,25
CH4转化率
0.40
0.88
0.98
0.99
H2选择性
0.98
0.93
0.67
0.40
CO选择性
0.99
0.94
0.65
0.32
H2的产率
0.392
0.8184
0.6566
0.396
CO的产率
0.396
0.8272
0.637
0.3168
由表中数据知，最佳碳氧比为1∶0.5，CO和H2的产率最大；通入CH4和O2各amol，根据反应2CH4(g)+O2(g)⇌2CO(g)+4H2(g)，理论上生成H2物质的量为2amol，由表中数据知当碳氧比为1∶1时，CH4的平衡转化率为0.98，H2的选择性为0.67，H2的选择性=，则H2的产率为0.98×0.67，平衡时H2的物质的量为2amol×0.98×0.67，容器的体积为VL，则平衡时容器内H2的浓度为mol/L；答案为1∶0.5；mol/L，
（3）甲醇—空气燃料电池中，通入空气的电极为正极，通入甲醇的电极为负极，碱性条件下，负极上甲醇发生失电子的氧化反应生成，负极电极反应式为CH3OH-6e-+7OH-=+5H2O；答案为：CH3OH-6e-+7OH-=+5H2O。
18．(1)锌
(2)Cu2++2e-=Cu
(3)大于
(4) 甲 Cl-

【分析】由装置图可知该装置为原电池，总反应为Zn与CuCl2的置换反应，Zn做负极，Cu做正极，盐桥中的阴阳离子分向两池移动维持电荷守恒，构建完整的闭合电路。
【详解】（1）由上分析可知，Zn做负极失电子，发生氧化反应，变为Zn2+，锌棒质量减小。
（2）由上分析可知，铜电极为正极，Cu2+在正极得电子发生还原反应生成铜单质，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
（3）由转移电子守恒可知，当电路中转移一定量的电子时，正负两极参与反应的Zn、Cu的物质的量相同，因为Zn的摩尔质量大于Cu，故相同物质的量的两种物质Zn的质量大，即当Cu电极的质量增加2g时，Zn电极减少的质量大于2g。
（4）①原电池装置中，阳离子往正极移动，阴离子往负极移动，因此Cl-应往甲池移动；②由电荷守恒和转移电子守恒可知，当电路中转移0.2mol电子时，乙池中有0.1mol的铜参与反应变为铜单质，同时有0.2mol的铵根由盐桥进入乙池，此时乙池中的离子浓度分别为、、，因此浓度最大的离子为Cl-。