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

这是一份备战2025年高考二轮复习化学（广东版）大单元选择题突破练9 A组（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了1 ml电子,a极的质量减少2，某同学进行以下实验等内容，欢迎下载使用。
学生用书P231
(选择题每小题4分)
题组一 新型化学电源
1.(2024·广东2月大联考)钠离子电池的充放电过程是钠离子在电池正极材料和负极材料之间来回脱嵌的过程,因此钠离子电池被称为“摇椅电池”,其工作原理如图所示,电池总反应式为Na1-xMnO2+NaxCnNaMnO2+nC。下列说法错误的是( )
A.放电时,电流从a极经过用电器流向b极
B.放电时,负极的电极反应式为NaxCn-xe-nC+xNa+
C.充电时,每转移0.1 ml电子,a极的质量减少2.3 g
D.充电时,a极连接电源的负极
答案:D
解析:由总反应式中放电时NaxCn到C的变化可知,C元素化合价升高,故b极是负极,电流从a极经过用电器流向b极,A正确;放电时,负极NaxCn失电子生成C,电极反应式为NaxCn-xe-nC+xNa+,B正确;充电时a极的电极反应式为NaMnO2-xe-Na1-xMnO2+xNa+,每转移0.1 ml电子,a极减少0.1 ml Na+,质量减少2.3 g,C正确;充电时,a极作阳极,连接电源正极,D错误。
2.(2024·上海卷)关于下述电化学反应过程,描述正确的是( )
A.该装置实现电能转化为化学能
B.电极b是负极
C.电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a
D.每1 ml (CH2O)n参与反应时,转移4 ml电子
答案:B
解析:本题为自发的氧化还原反应,故为原电池,原电池是一个由化学能转化为电能的装置,A项错误;电极a上NO3-化合价降低,发生还原反应为正极,电极b上碳元素化合价升高发生氧化反应,为原电池的负极,B项正确;电子在外电路中由负极流向正极,电子不进入水体,C项错误;1 ml (CH2O)n被氧化后得到n ml CO2,可知转移4n ml e-,D项错误。
3.(2024·广东江门一模)钇稳定氧化锆浓差电池可用于测定待测环境中氧气的含量,在冶金、能源等领域应用广泛。其原理是利用空气与待测环境中氧气的浓度差对电压的影响,某工作状态如图所示。该电池工作时,下列说法不正确的是( )
A.电极A为正极
B.O2-由电极A向电极B迁移
C.电极B发生的反应为2O2--4e-O2↑
D.理论上,电解质中O2-的总物质的量会增加
答案:D
解析:由题给信息可知,空气侧的铂电极为浓差电池的正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧负离子,A电极为正极,反应式为O2+4e-2O2-,测量侧的铂电极B为负极,氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为2O2--4e-O2↑,相同压强下,测量侧气体中氧气含量越低,浓差电池的电势差越大。由分析可知,空气侧的铂电极为正极,A正确;阴离子向负极移动,O2-由电极A向电极B迁移,B正确;测量侧的铂电极B为负极,氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为2O2--4e-O2↑,C正确;结合得失电子守恒,理论上,电解质中O2-的总物质的量不变,D错误。
4.(2024·广东深圳一模)我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.硫电极为负极
B.Cu2+通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移
C.硫电极上发生的反应为2Cu2++S+4e-Cu2S
D.理论上,每消耗1 ml S,同时消耗2 ml Li
答案:C
解析:该装置为原电池,硫电极为正极,电极反应式为2Cu2++S+4e-Cu2S,锂电极为负极,电极反应式为Li-e-Li+,A错误、C正确;原电池中阳离子向正极(硫电极)移动,B错误;依据电子守恒可知,每消耗1 ml S,同时消耗4 ml Li,D错误。
题组二 金属腐蚀与防护
5.“北溪”天然气管道至少泄漏8万吨天然气,近20年间甲烷的温室效应率是CO2的84倍。已知管道接口处有钢铁材料等,海水的pH约为8.0。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是( )
A.损坏的钢铁材料在海水中主要发生吸氧腐蚀
B.制造管道时表面涂层能起到抗腐蚀作用
C.w g铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为3w56×NA
D.修复管道时在钢管表面镶嵌锌块,这种方法叫牺牲阳极法
答案:C
解析:钢铁在弱碱性环境中主要发生吸氧腐蚀,A正确;表面涂层能防止钢铁管道和水、O2等物质接触,从而起到抗腐蚀作用,B正确;钢铁腐蚀时负极电极反应式为Fe-2e-Fe2+,w g铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数为2w56×NA,后续发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,不属于电化学腐蚀,C错误;锌比铁活泼,在海水中构成原电池,锌为负极,铁为正极,这种保护钢铁的方法叫牺牲阳极法,D正确。
6.(2024·广东揭阳二模)某同学进行以下实验:
下列说法正确的是( )
A.腐蚀过程中有H2生成
B.边缘处红色说明:Fe-3e-Fe3+
C.反应后中心区域溶液的pH>7
D.反应过程中化学能完全转化为电能
答案:C
解析:根据题意分析可知,铁皮发生吸氧腐蚀,没有H2生成,A错误;铁片发生吸氧腐蚀,Fe电极反应式为Fe-2e-Fe2+,边缘处为红色的原因是O2+2H2O+4e-4OH-,B错误;铁片发生吸氧腐蚀,反应后中心区域溶液呈碱性,pH>7,C正确;铁皮发生吸氧腐蚀的原理是发生原电池反应,但化学能不会完全转化为电能,D错误。
题组三 电解原理及应用
7.(2023·北京卷)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HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为SO32-+CO2+H2OHCOOH+SO42-
答案:C
解析:SO2是酸性氧化物,废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨,A正确;装置a中溶液的溶质为NaHCO3,溶液显碱性,说明HCO3-的水解程度大于电离程度,B正确;装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体,CO2与NaHCO3溶液不反应,不能吸收CO2,C错误;由电解池阴极和阳极反应式可知,装置b中总反应为SO32-+CO2+H2OHCOOH+SO42-,D正确。
8.(2024·广东韶关一模)酸性废水中的NH4+可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为NO3-,再用如图所示装置除去NO3-,下列有关说法不正确的是( )
A.b端为铅酸蓄电池的负极
B.该装置电能转化为化学能
C.M为阳离子交换膜
D.电解池阴极的电极反应式为2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH-
答案:D
解析:硝酸根转化为氮气应该是在阴极上发生的,所以b是电源的负极,a是正极,A正确;图示的电化学装置属于电解装置,把电能转化为化学能,B正确;若图中为阴离子交换膜,只允许阴离子通过,则硝酸根离子会由右侧区域向左侧区域移动,影响去除硝酸根离子的效果。若为阳离子交换膜,只允许阳离子通过,阳极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,则产生的氢离子及酸性废水中氢离子会由左侧区域向右侧区域移动,参与阴极反应而除去硝酸根离子和氢离子,达到使用目的,故图中离子交换膜应为阳离子交换膜,C正确;据分析Ag-Pt为阴极,Ag-Pt电极上NO3-得电子被还原为N2、电解质溶液为酸性废水,则阴极的电极反应式为2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O,D错误。
9.(2024·四川成都一模)我国科学家报道了机理如图所示的电化学过程。下列说法正确的是( )
A.Ni-YSZ电极为负极,发生氧化反应
B.Ni电极上的电极反应式为3CO2+4e-C+2CO32-
C.理论上,每有1 ml CO2与O2-结合,电路中转移的电子数为4NA
D.该过程是将甲烷转化成了二氧化碳,比甲烷燃烧更高效地利用了甲烷的化学能
答案:C
解析:由图可知,Ni-YSZ电极上CH4→CO2,C元素化合价升高,电极反应式为CH4+2O2--4e-CO2+2H2,为该电解池的阳极,发生氧化反应,A错误;Ni电极C元素化合价降低得电子,故Ni电极为阴极,电极反应式为CO32-+4e-C+3O2-,B错误;Ni电极上每转移4 ml电子会生成3 ml O2-,其中2 ml O2-用于参加阳极反应生成CO2,另外1 ml O2-与生成的CO2结合成CO32-,故理论上,每有1 ml CO2与O2-结合,电路中转移电子数为4NA,C正确;该过程是利用电解的条件,将甲烷分解成碳和氢气,是电能转化为化学能的过程,不是甲烷氧化提供能量的过程,D错误。
题组四 交换膜在电化学中的应用
10.(2024·广东东莞中学、广州二中等六校联考)钒电池是化学储能领域的一个研究热点,该电池储能大、寿命长,利用该电池电解含NH4NO3的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示,a、b、c、d电极均为惰性电极。下列说法中正确的是( )
A.用钒电池处理废水时,a电极区溶液由蓝色变成黄色
B.电势:a极高于c极
C.膜2为阴离子交换膜,p口流出液为HNO3
D.当钒电池有2 ml H+通过质子交换膜时,可处理含80 g NH4NO3的废水
答案:B
解析:钒电池放电时,a电极上VO2+VO2+,发生得电子的还原反应,a电极为正极,b电极为负极,正极反应式为VO2++2H++e-VO2++H2O,a电极区溶液由黄色变成蓝色,A错误;原电池中a为正极,电解池中c极为阴极,则电势:a极高于c极,B正确;右边为电解池,电解含NH4NO3的废水制备硝酸和氨水,c电极为阴极,d电极为阳极,阴极上H2O得电子生成H2和OH-,废水中NH4+通过隔膜1进入X区,OH-与NH4+反应生成NH3·H2O,阳极上H2O失电子生成O2和H+,废水中NO3-通过隔膜2进入Y区,H+与NO3-结合为HNO3,隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜,故q口流出液为硝酸,C错误;电解池中阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,当左边装置中有2 ml H+通过质子交换膜时,处理NH4NO3的物质的量为2 ml,所以其质量为2 ml×80 g·ml-1=160 g,D错误。操作
现象
取一块打磨过的生铁片,在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水
放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈