备战2025年高考二轮复习化学（湖南版）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（湖南版）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5 ml CH4即11，6 L O2等内容，欢迎下载使用。
学生用书P231
(选择题每小题3分)
题组一 新型化学电源
1.“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应式为Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnOOH。下列说法不正确的是( )
A.该电池中Zn为负极,MnO2为正极
B.该电池的正极反应式为MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-
C.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片
D.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn
答案:D
解析:反应中Zn被氧化,应为原电池的负极,MnO2被还原,应为原电池的正极,A正确;MnO2被还原,应为原电池的正极,电极反应式为MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-,B正确;电池工作时OH-向负极移动,C正确;放电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路由离子的定向移动形成闭合电路,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·湖南长郡中学一模)利用原电池原理,光催化CO2可制备甲烷,其原理如图所示。
下列说法错误的是( )
A.H+由b区向a区移动
B.该原理总过程涉及了极性键的断裂和形成
C.a区的电极反应式为8H++CO2+8e-CH4+2H2O
D.标准状况下,每转移4 ml电子,生成11.2 L气体
答案:D
解析:根据图中可知,在a区中CO2得到电子生成CH4,C元素化合价降低,发生还原反应,因此a为正极,在b区H2O失去电子生成O2,生成的H+移动到a区,O元素化合价升高,发生氧化反应,因此b为负极,据此作答。根据分析可知,图中b区H2O失电子生成O2,生成的H+移动到a区,故A正确;该过程中H2O失电子生成O2,为极性键的断裂,生成CH4,为极性键的形成,故B正确;a为正极,CO2得到电子生成CH4,b区生成的H+移动到a区,反应为8H++CO2+8e-CH4+2H2O,故C正确;标准状况下,每转移4 ml电子,a区反应为8H++CO2+8e-CH4+2H2O,计算可得生成0.5 ml CH4即11.2 L CH4,b区反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,计算可得生成1 ml O2即22.4 L O2,共生成33.6 L气体,故D错误。
4.(2024·湖南师大附中三模)锌-空气电池具有能量密度高、成本低、易组装等优势。某锌-空气碱性电池示意图如下,下列说法错误的是( )
A.放电时,甲极的电势比乙极高
B.放电时,负极反应:Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-
C.充电时当有1 ml OH-通过中间隔膜时,理论上甲极释放出5.6 L O2
D.该电池是一种对环境友好的二次电池
答案:C
解析:锌失去电子,乙电极是负极,甲电极是正极,氧气得到电子,结合原电池工作原理分析解答。从题图示外电路电子转移方向可以判断,甲为正极、乙为负极,故放电时甲的电势比乙高,A正确;从图示中可以看出负极的反应是Zn和从正极室过来的OH-反应生成[Zn(OH)4]2-:Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-,B正确;没有指明温度和压强,不能计算生成气体的体积,C错误;从图示中离子移动方向可知,该电池是二次电池,可以充电放电,使用过程中不产生污染和废弃物,同时可以通过更换锌和空气电极来实现重复利用,D正确。
题组二 金属腐蚀与防护
5.(2023·湖南长郡九校联考二模)某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护,下列说法不正确的是( )
A.③区电极电势Cu高于Fe
B.①区Fe电极和③区Fe电极的电极反应均为Fe-2e-Fe2+
C.②区Zn电极和④区Cu电极的电极反应均为2H2O+2e-H2↑+2OH-
D.②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,均会出现蓝色沉淀
答案:B
解析:由图可知,①区和③区为原电池,②区和④区构成电解池,①区中锌为负极、铁为正极,③区中铁为负极、铜为正极,②区中与直流电源正极相连的铁为电解池的阳极、锌为阴极,④区中与直流电源正极相连的铁为电解池的阳极、铜为阴极。由分析可知,③区中铁为负极、铜为正极,则③区电极电势正极铜高于负极铁,故A正确;由分析可知,①区中铁为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,故B错误;由分析可知,②区锌电极和④区铜电极均为电解池的阴极,电极反应式均为2H2O+2e-H2↑+2OH-,故C正确;由分析可知,②区铁电极和④区铁电极均为电解池的阳极,电极反应式均为Fe-2e-Fe2+,放电生成的亚铁离子均能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,故D正确。
6.钢铁工业是我国国民经济的基础产业,研究钢铁的防腐有着重要的意义。某课题组进行如下实验:
下列说法正确的是( )
A.实验Ⅱ中正极的电极反应式为4H++O2+4e-2H2O
B.实验Ⅱ中5 min时出现红色区域,说明铁钉腐蚀速率比Ⅰ快
C.由K3[Fe(CN)6]的阴离子配位数可推出其空间结构为正六边形
D.若将Ⅱ中Zn片换成Cu片,推测Cu片周边会出现红色,铁钉周边会出现蓝色
答案:D
解析:实验Ⅰ中铁钉周边出现少量红色和蓝色区域,有少量红棕色铁锈生成说明铁作原电池的负极,铁钉发生吸氧腐蚀被损耗,实验Ⅱ中铁钉周边红色加深,区域变大,未见蓝色出现,锌片周边未见明显变化说明锌作原电池的负极被损耗,铁作正极被保护,使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢。由分析可知,实验Ⅱ中铁为原电池的正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-,A错误;由分析可知,实验Ⅱ中锌作原电池的负极被损耗,铁作正极被保护,使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢,B错误;由铁氰化钾的阴离子配位数为6可知,配离子的空间结构为正八边形,C错误;若将Ⅱ中锌片换成铜片,金属性强于铜的铁为原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成的亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,铜为正极,在水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子使溶液变为红色,D正确。
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·湖南考前演练二)KIO3是碘盐的添加剂,常采用电解KI制备KIO3,装置如图所示。下列叙述错误的是( )
A.铜极为阴极,产生还原性气体
B.原料室中OH-向石墨极迁移,K+向铜极迁移
C.石墨极反应式为I-+6OH--6e-IO3-+3H2O
D.若电路上转移0.6 ml电子,理论上原料室溶液减少10.2 g
答案:D
解析:电解KI制备KIO3,则I的化合价从-1价升高到+5价,发生氧化反应,则石墨电极为阳极,铜电极为阴极,发生还原反应。根据以上分析得知,铜极为阴极,发生还原反应,电极反应式为6H2O+6e-3H2↑+6OH-,故A项正确;原料室中OH-向阳极(石墨电极)迁移,K+向阴极(铜极)迁移,故B项正确;石墨极发生氧化反应,电极反应式为I-+6OH--6e-IO3-+3H2O,故C项正确;若电路上转移0.6 ml电子时,理论上原料室溶液减少的质量为0.6 ml×39 g·ml-1+0.6 ml×17 g·ml-1=33.6 g,故D项错误。
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·湖南邵阳三模)退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用,是解决新能源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法,也是该产业可持续发展的关键。回收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是Na2SO4,可根据电化学原理采用双极膜(BP)与离子交换膜(A、C)组合技术处理沉锂后的母液,实现废水的净化和资源回收(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.双极膜(BP)可有效阻隔Na+和SO42-的通过,膜C为阳离子交换膜
B.阳极的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,阴极的电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-
C.阳极与直流电源的正极相连,阳极上的电势比阴极上的高
D.当阳极上放出22.4 L(标准状况)气体时,该装置有2 ml H2SO4和4 ml NaOH生成
答案:D
解析:右侧为电解池的阴极,电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,左侧为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,硫酸钠溶液中Na+经过C离子交换膜右移,与BP双极膜中转移过来的OH-结合生成NaOH,所以C膜为阳离子交换膜,盐室中SO42-经过A离子交换膜移动,与BP双极膜中转移过来的H+结合生成硫酸,所以A膜为阴离子交换膜,据此分析解答。根据图中Na+、SO42-移动方向可知,膜A为阴离子交换膜,膜C为阳离子交换膜,故A正确;阳极的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,阴极的电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,故B正确;阳极与直流电源的正极相连,阳极上的电势比阴极上的高,故C正确;当阳极上放出22.4 L(标准状况)气体时,外电路中转移4 ml电子,该装置中有2个阴离子交换膜和2个阳离子交换膜,每个阴离子交换膜有2 ml SO42-通过,每个阳离子交换膜有4 ml Na+通过,即该装置有4 ml H2SO4和8 ml NaOH生成,故D错误。实验
装置
5 min时现象
25 min时现象
Ⅰ
铁钉表面及周边未见明显变化
铁钉周边出现少量红色和蓝色区域,有少量红棕色铁锈生成
Ⅱ
铁钉周边出现红色区域,未见蓝色出现,锌片周边未见明显变化
铁钉周边红色加深,区域变大,未见蓝色出现,锌片周边未见明显变化