專題六化學能與電能【考情探究】課標解讀考點原電池原理化學電源電解原理及其應用金屬的腐蝕與防護解讀1.理解原電池的構成、工作原理及應用,能寫出電極反應和電池反應方程式2.了解常見化學電源的種類及其工作原理理解電解池的構成、工作原理及應用,能寫出電極反應和電解反應方程式了解金屬發生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害和防止金屬腐蝕的措施考情分析電化學是氧化還原反應知識的應用和延伸,是歷年高考的考查熱點,通常會以新型二次電池為載體,考查原電池原理與電解原理。借助不同形式的能量轉化過程,體現了宏觀辨識與微觀探析的學科核心素養和關注社會發展、科技進步、生產生活的價值觀備考策略備考時要側重原電池與電解池工作原理中基礎考點的復習,掌握電極反應式的書寫技巧,關注溶液中的離子遷移及濃度變化,掌握二次電池充、放電過程的分析技巧及其他有關問題【真題探秘】基礎篇固本夯基【基礎集訓】考點一原電池原理化學電源1.金屬—硫電池價格低廉,使用壽命長,能量密度高,因而在電池研究領域得到廣泛關注。常溫下新型Mg-S電池放電時的總反應為Mg+nSMgSn。下列關于該電池的說法中正確的是()A.負極材料為金屬鎂,正極材料為固體硫B.電解質溶液可選用硫酸銅溶液C.放電時,溶液中的陽離子向負極移動D.將金屬鎂換成金屬鈉或鋰也可以形成原電池答案D2.我國預計在2020年前后建成自己的載人空間站。為了實現空間站的零排放,循環利用人體呼出的CO2并提供O2,我國科學家設計了一種裝置(如圖),實現了“太陽能→電能→化學能”轉化,總反應方程式為2CO22CO+O2。關于該裝置的下列說法正確的是()A.圖中N型半導體為正極,P型半導體為負極B.圖中離子交換膜為陽離子交換膜C.反應完畢,該裝置中電解質溶液的堿性增強D.人體呼出的氣體參與X電極的反應:CO2+2e-+H2OCO+2OH-答案D考點二電解原理及其應用3.人工腎臟可用間接電化學方法除去代謝產物中的尿素[CO(NH2)2],原理如圖。下列有關說法正確的是()A.A為電源的負極B.電解結束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將升高C.陽極室中發生的電極反應為2H++2e-H2↑D.若兩極共收集到氣體13.44L(標準狀況),則除去的尿素為7.2g(忽略氣體的溶解)答案D4.三室式電滲析法處理含NH4NO3廢水的原理如圖所示,在直流電場的作用下,兩膜中間的NH4+和NO3-可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。工作一段時間后,在兩極區均得到副產品NH4NO3A.a極為電源負極,b極為電源正極B.c膜是陰離子交換膜,d膜是陽離子交換膜C.陰極電極反應式為2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2D.當電路中通過1mole-時,會有5.6LO2生成答案A5.如圖是一個用鉑絲作電極,電解MgSO4溶液的裝置,電解液中加有中性紅指示劑,此時溶液呈紅色[指示劑的pH變色范圍:6.8~8.0,酸色—紅色,堿色—黃色,Mg(OH)2沉淀的pH=9]。下列敘述不正確的是()A.電解過程中電極附近溶液顏色變化是A側溶液由紅變黃,B側溶液不變色B.A側總反應:2H2O+2e-+Mg2+H2↑+Mg(OH)2↓C.取出a試管,將帶有火星的木條伸入試管內,看到木條復燃D.電解一段時間后,A側產生白色沉淀,切斷電源,將電解液倒入燒杯內,白色沉淀全部溶解或仍有部分固體答案C考點三金屬的腐蝕與防護6.如圖所示,在水槽中裝入蒸餾水后,鐵塊腐蝕速率的大小順序正確的是()A.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ B.Ⅰ>Ⅲ>ⅡC.Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ D.Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ答案B7.某校活動小組為探究金屬腐蝕的相關原理,設計了如下裝置(圖a)。圖a的鐵棒末段分別連上一塊Zn片和Cu片,并靜置于含有K3[Fe(CN)6]及酚酞的混合凝膠上,一段時間后發現凝膠的某些區域發生了變化(圖b)。下列說法錯誤的是()A.甲區發生的電極反應式:Fe-2e-Fe2+B.乙區產生Zn2+C.丙區呈現紅色D.丁區呈現藍色答案A8.2018年國家文物局對北洋海軍軍艦“經遠艦”進行海上考古,考古隊為艦體焊接鋅塊以實施保護。下列判斷不合理的是()A.焊接鋅塊后的負極反應:Fe-2e-Fe2+B.上述保護方法中可用鎂合金塊代替鋅塊C.腐蝕的正極反應:O2+2H2O+4e-4OH-D.考古隊采用的是犧牲陽極的陰極保護法答案A綜合篇知能轉換【綜合集訓】1.(2019濟南一模,13)如圖為利用電化學方法處理有機廢水的原理示意圖。下列說法正確的是()A.a、b極不能使用同種電極材料B.工作時,a極的電勢低于b極的電勢C.工作一段時間之后,a極區溶液的pH增大D.b極的電極反應式為CH3COO-+4H2O-8e-2HCO3-+9H答案D2.(2019淄博、濱州一模,12)我國成功研制的新型可充電AGDIB電池(鋁—石墨雙離子電池)采用石墨、鋁鋰合金作為電極材料,以常規鋰鹽和碳酸酯溶劑為電解液。電池反應為CxPF6+LiyAlCx+LiPF6+Liy-1Al。放電過程如圖,下列說法正確的是()A.B為負極,放電時鋁失電子B.充電時,與外加電源負極相連一端的電極反應為LiyAl-e-Li++Liy-1AlC.充電時,A電極反應式為Cx+PF6--e-CxPFD.廢舊AGDIB電池進行“放電處理”時,若轉移1mol電子,石墨電極上可回收7gLi答案C3.(2018濱州一模,12)熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源,一種熱激活電池的基本結構如圖所示,其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關說法正確的是()A.正極反應式:Ca+2Cl--2e-CaCl2B.放電過程中,Li+向負極移動C.每轉移0.1mol電子,理論上生成10.35gPbD.常溫時,在正、負極間接上電流表或檢流計,指針發生偏轉答案C4.(2019濰坊期中,14)O3是一種常見的綠色氧化劑,可由臭氧發生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。下列說法錯誤的是()A.a電極為陰極B.a電極的電極反應為O2+4H++4e-2H2OC.電解一段時間后b電極周圍的pH下降D.標準狀況下,當有5.6LO2參加反應時,收集到O2和O3混合氣體4.48L,O3的體積分數為80%答案D應用篇知行合一【應用集訓】1.(2019濰坊一模,12)石墨烯電池是利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間快速、大量穿梭的特性而研發的新型可充電電池,其電池反應為LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,其工作原理如圖所示。下列關于該電池的說法正確的是()A.充電時,Li+嵌入LiCoO2中B.放電時,LiCoO2極發生的電極反應為LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+C.放電時負極反應為Li-e-Li+D.充電時,若轉移1mole-,石墨烯電極增重7g答案D(2019菏澤一模,5)如圖是一種利用鋰電池“固定CO2”的電化學裝置,在催化劑的作用下,該電化學裝置放電時可將CO2轉化為C和Li2CO3,充電時選用合適催化劑,僅使Li2CO3發生氧化反應釋放出CO2和O2。下列說法中正確的是()A.該電池放電時,Li+向電極X方向移動B.該電池充電時,電極Y與外接直流電源的負極相連C.該電池放電時,每轉移4mol電子,理論上生成1molCD.該電池充電時,陽極反應式為C+2Li2CO3-4e-3CO2↑+4Li答案C3.(2019德州期末,14)某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,充電時,在a電極Na2S4轉化為Na2S。下列說法正確的是()A.充電時,太陽能轉化為化學能,化學能又轉化為電能B.放電時,a極為正極C.充電時,陽極的電極反應式為3I--2e-I3D.M可以是陰離子交換膜答案C創新篇守正出奇【創新集訓】1.(2019陜西商洛中學五檢,11)微生物電解池(MEC)是一項潛在的有吸引力的綠色電解池,其制取氫氣的原理如圖所示:下列說法正確的是()A.MEC可在高溫下工作B.電解池工作時,化學能轉變為電能C.活性微生物抑制反應中電子的轉移D.陽極的電極反應式為CH3COO-+4H2O-8e-2HCO3-+9H答案D2.(2019河南中原名校聯考,11)一種電催化合成氨的裝置如圖所示。該裝置工作時,下列說法正確的是()A.圖中涉及的能量轉化方式共有3種B.兩極產生的氣體的物質的量之比是1∶1C.電路中每通過1mol電子,有1molH+遷移至a極D.b極上發生的主要反應為N2+6H++6e-2NH3答案D3.(2019云南保山市級統一檢測,12)中國科學家用墨汁書寫后的紙張作為空氣電極,設計并組裝了輕型、柔性、能折疊的可充電鋰—空氣電池如圖甲,電池的工作原理如圖乙。下列有關說法正確的是()A.放電時,紙張中的纖維素作為鋰電池的負極B.充電時,若陽極放出1molO2,則有4mole-回到電源正極C.閉合開關K給鋰電池充電,X對應充電電極上的反應為Li++e-LiD.放電時,Li+由正極經過有機電解質溶液移向負極答案C【五年高考】考點一原電池原理化學電源1.(2019浙江4月選考,12,2分)化學電源在日常生活和高科技領域中都有廣泛應用。下列說法不正確的是()A.甲:Zn2+向Cu電極方向移動,Cu電極附近溶液中H+濃度增加B.乙:正極的電極反應式為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-C.丙:鋅筒作負極,發生氧化反應,鋅筒會變薄D.丁:使用一段時間后,電解質溶液的酸性減弱,導電能力下降答案A2.(2018課標Ⅲ,11,6分)一種可充電鋰—空氣電池如圖所示。當電池放電時,O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是()A.放電時,多孔碳材料電極為負極B.放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C.充電時,電解質溶液中Li+向多孔碳材料區遷移D.充電時,電池總反應為Li2O2-x2Li+(1-x2)O2↑答案D3.(2018浙江11月選考,17,2分)最近,科學家研發了“全氫電池”,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.右邊吸附層中發生了還原反應B.負極的電極反應是H2-2e-+2OH-2H2OC.電池的總反應是2H2+O22H2OD.電解質溶液中Na+向右移動,ClO4答案C4.(2016課標Ⅱ,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤··的是(A.負極反應式為Mg-2e-Mg2+B.正極反應式為Ag++e-AgC.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.負極會發生副反應Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑答案B考點二電解原理及其應用5.(2019課標Ⅲ,13,6分)為提升電池循環效率和穩定性,科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點,設計了采用強堿性電解質的3D-Zn—NiOOH二次電池,結構如下圖所示。電池反應為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是()A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高B.充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)C.放電時負極反應為Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)D.放電過程中OH-通過隔膜從負極區移向正極區答案D6.(2019天津理綜,6,6分)我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池,其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質溶液,提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A.放電時,a電極反應為I2Br-+2e-2I-+Br-B.放電時,溶液中離子的數目增大C.充電時,b電極每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充電時,a電極接外電源負極答案D7.(2018課標Ⅰ,13,6分)最近我國科學家設計了一種CO2+H2S協同轉化裝置,實現對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區發生反應為:①EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S2H++S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時,下列敘述錯誤的是()A.陰極的電極反應:CO2+2H++2e-CO+H2OB.協同轉化總反應:CO2+H2SCO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性答案C8.(2017課標Ⅱ,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()A.待加工鋁質工件為陽極B.可選用不銹鋼網作為陰極C.陰極的電極反應式為:Al3++3e-AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動答案C9.(2016課標Ⅰ,11,6分)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和SO42-下列敘述正確的是()A.通電后中間隔室的SO42-離子向正極遷移,B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產品C.負極反應為2H2O-4e-O2+4H+,負極區溶液pH降低D.當電路中通過1mol電子的電量時,會有0.5mol的O2生成答案B考點三金屬的腐蝕與防護10.(2019江蘇單科,10,2分)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進行鐵的電化學腐蝕實驗。下列有關該實驗的說法正確的是()A.鐵被氧化的電極反應式為Fe-3e-Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學能全部轉化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發生吸氧腐蝕答案C11.(2019上海選考,17,2分)關于下列裝置,敘述錯誤的是()A.石墨電極反應O2+4H++4e-2H2OB.鼓入少量空氣,會加快Fe的腐蝕C.加入少量NaCl,會加快Fe的腐蝕D.加入HCl,石墨電極反應式:2H++2e-H2↑答案A12.(2017課標Ⅰ,11,6分)支撐海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是()A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護電流應該根據環境條件變化進行調整答案C教師專用題組考點一原電池原理化學電源1.(2016浙江理綜,11,6分)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優點,有望成為新能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應方程式為:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n已知:電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負極區沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質及陽離子交換膜答案C2.(2015課標Ⅰ,11,6分)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()A.正極反應中有CO2生成B.微生物促進了反應中電子的轉移C.質子通過交換膜從負極區移向正極區D.電池總反應為C6H12O6+6O26CO2+6H2O答案A3.(2015天津理綜,4,6分)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關敘述正確的是()A.銅電極上發生氧化反應B.電池工作一段時間后,甲池的c(SO42C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡答案C4.(2014課標Ⅱ,12,6分)2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤··的是(A.a為電池的正極B.電池充電反應為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放電時,a極鋰的化合價發生變化D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移答案C5.(2014福建理綜,11,6分)某原電池裝置如圖所示,電池總反應為2Ag+Cl22AgCl。下列說法正確的是()A.正極反應為AgCl+e-Ag+Cl-B.放電時,交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應隨之改變D.當電路中轉移0.01mole-時,交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子答案D6.(2013課標Ⅱ,11,6分)“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤··的是()A.電池反應中有NaCl生成B.電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C.正極反應為:NiCl2+2e-Ni+2Cl-D.鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動答案B考點二電解原理及其應用7.(2015福建理綜,11,6分)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()A.該裝置將化學能轉化為光能和電能B.該裝置工作時,H+從b極區向a極區遷移C.每生成1molO2,有44gCO2被還原D.a電極的反應為:3CO2+18H+-18e-C3H8O+5H2O答案B8.(2013浙江理綜,11,6分)電解裝置如圖所示,電解槽內裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發現左側溶液變藍色,一段時間后,藍色逐漸變淺。已知:3I2+6OH-IO3-+5I-+3H2下列說法不正確···的是(A.右側發生的電極反應式:2H2O+2e-H2↑+2OH-B.電解結束時,右側溶液中含有IOC.電解槽內發生反應的總化學方程式:KI+3H2OKIO3+3H2↑D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜,電解槽內發生的總化學反應不變答案D9.(2013山東理綜,28,12分)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應。(1)由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是。

a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3(2)輝銅礦(Cu2S)可發生反應:2Cu2S+2H2SO4+5O24CuSO4+2H2O,該反應的還原劑是。當1molO2發生反應時,還原劑所失電子的物質的量為mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成,該氣體是。

(3)如圖為電解精煉銀的示意圖,(填“a”或“b”)極為含有雜質的粗銀,若b極有少量紅棕色氣體產生,則生成該氣體的電極反應式為。

(4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S),將銀器浸于鋁質容器里的食鹽水中并與鋁接觸,Ag2S轉化為Ag,食鹽水的作用是。

答案(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)a2H++NO3-+e-NO2↑+H2(4)做電解質溶液(或導電)考點三金屬的腐蝕與防護10.(2012山東理綜,13,4分)下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是()A.圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重B.圖b中,開關由M改置于N時,Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C.圖c中,接通開關時Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大D.圖d中,Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的答案B【三年模擬】時間:40分鐘分值:65分一、選擇題(每小題2分,共24分。每小題只有一個選項符合題意)1.(2020屆省實驗中學高三二診,14)某充電寶鋰離子電池的總反應為xLi+Li1-xMn2O4LiMn2O4(0<x<1),某手機鎳氫電池總反應為NiOOH+MHM+Ni(OH)2(M為儲氫金屬或合金),有關上述兩種電池的說法錯誤的是()A.鋰離子電池放電時,Li+移向正極B.如圖表示用鋰離子電池給鎳氫電池充電C.鋰離子電池充電時,陰極的電極反應式為LiMn2O4-xe-Li1-xMn2O4+xLi+D.鎳氫電池放電時,正極的電極反應式:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-答案C2.(2020屆山東等級考模擬,11)工業上電解NaHSO4溶液制備Na2S2O8。電解時,陰極材料為Pb;陽極(鉑電極)電極反應式為2HSO4--2e-S2O82-+2H+A.陰極電極反應式為Pb+HSO4--2e-PbSO4+HB.陽極反應中S的化合價升高C.S2O8D.可以用銅電極作陽極答案C3.(2020屆山東等級考模擬,13)利用小粒徑零價鐵(ZVI)的電化學腐蝕處理三氯乙烯,進行水體修復的過程如圖所示。H+、O2、NO3-等共存物的存在會影響水體修復效果,定義單位時間內ZVI釋放電子的物質的量為nt,其中用于有效腐蝕的電子的物質的量ne。下列說法錯誤的是(A.反應①②③④均在正極發生B.單位時間內,三氯乙烯脫去amolCl時ne=amolC.④的電極反應式為NO3-+10H++8e-NH4+D.增大單位體積水體中小粒徑ZVI的投入量,可使nt增大答案B4.(2020屆濟南外國語學校九月測試,9)我國科研人員研制出一種室溫“可呼吸”Na-CO2電池。放電時該電池“吸入”CO2,充電時“呼出”CO2。吸入CO2時,其工作原理如圖所示。吸收的全部CO2中,有2/3轉化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面。下列說法正確的是()A.“吸入”CO2時,鈉箔為負極B.“吸入”CO2時的正極反應:4Na++3CO2-4e-2Na2CO3+CC.“呼出”CO2時,Na+向多壁碳納米管電極移動D.每“呼出”22.4LCO2,轉移電子數為0.75mol答案A5.(2020屆濟南外國語學校九月測試,14)氨硼烷(NH3·BH3)電池可在常溫下工作,裝置如圖所示。未加入氨硼烷之前,兩極室質量相等,電池反應為NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。已知H2O2足量,下列說法正確的是()A.正極的電極反應式為2H++2e-H2↑B.電池工作時,H+通過質子交換膜向負極移動C.電池工作時,正、負極分別放出H2和NH3D.工作足夠長時間后,若左、右兩極室質量差為1.9g,則電路中轉移0.6mol電子答案D6.(2019煙臺診斷測試,12)二氧化硫—空氣質子交換膜燃料電池將化學能轉變成電能的同時,實現了制硫酸、發電、環保三位一體的結合,其原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.負極的電極反應式為SO2+2H2O-2e-SO42-B.總反應式為2SO2+O2+2H2O2H2SO4C.質子的移動方向為從電極B到電極AD.SO2氣流速度的大小可能影響電池的電動勢答案C7.(2019濟南萊蕪期末,3)常用的電池是用液體電解質將兩個固體電極隔開。而鈉—硫(Na/S8)電池正相反,它是由固體電解質將兩個液體電極隔開(如圖),一個由Na-β-氧化鋁固體電解質做成的中心管,將內室的熔融鈉(熔點98℃)和外室的熔融硫(熔點119℃)隔開,并允許Na+通過。下列有關說法不正確的是()A.a為電池的正極B.充電時b接電源的正極C.正極反應為nS8+16ne-8nS2-D.Na+可以穿過固體電解質傳遞電流答案B8.(2019淄博五月高三聯考,11)我國研制出非貴金屬鎳鉬基高效電催化劑,實現電解富尿素廢水低能耗制H2(裝置如圖)。總反應為CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑。下列說法中正確的是()A.a電極反應為CO(NH2)2+H2O+6e-N2↑+CO2↑+6H+B.b為陽極,發生氧化反應C.電解一段時間b極區溶液pH升高D.廢水中每通過6mol電子,a電極產生1molN2答案C9.(2019臨沂期末,11)一種將CO2和H2O轉換為燃料H2、CO及CH4的裝置如圖所示(電解質溶液為稀硫酸)。下列關于該裝置的敘述錯誤的是()A.該裝置可將電能轉化為化學能B.工作時,電極a周圍溶液的pH增大C.電極b上生成CH4的電極反應式為CO2+8H++8e-CH4+2H2OD.若電極b上只產生1molCO,則通過質子膜的H+數為2NA答案B10.(2019德州二模,6)以CH4、O2、熔融Na2CO3組成的燃料電池電解制備N2O5,裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.石墨1為電池負極,Pt2為電解池陽極B.石墨2上的電極反應為O2+2CO2-4e-2CO3C.陽極的電極反應為N2O4+H2O-2e-N2O5+2H+D.每制得1molN2O5,理論上消耗標準狀況下2.8L的CH4答案D11.(2019菏澤一模,11)用石墨烯鋰硫電池電解制備Fe(OH)2的裝置如圖所示。電池放電時的反應為16Li+xS88Li2Sx(2≤x≤8),電解池兩極材料分別為Fe和石墨,工作一段時間后,右側玻璃管中產生大量的白色沉淀。下列說法不正確的是()A.X是鐵電極,發生氧化反應B.電子流動的方向:B→Y,X→AC.正極可發生反應:2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4D.鋰電極減重0.14g時,電解池中溶液減重0.18g答案D12.(2019德州一模,12)高氯酸在化工生產中有廣泛應用,工業上以NaClO4為原料制備高氯酸的原理如圖所示。下列說法正確的是()A.上述裝置中,f極為光伏電池的正極B.陰極的電極反應為2H2O-4e-4H++O2↑C.d處得到較濃的NaOH溶液,c處得到HClO4D.若轉移2mol電子,理論上生成100.5gHClO4答案C二、選擇題(每小題4分,共12分。每小題有一個或兩個選項符合題意)13.(2020屆淄博高三摸底,15)科學家發現對冶金硅進行電解精煉提純可降低高純硅制備成本。相關電解槽裝置如圖所示,用Cu-Si合金作硅源,在950℃利用三層液熔鹽進行電解精煉,下列說法正確的是()A.電子由液態Cu-Si合金流出,流入液態鋁電極B.三層液熔鹽的作用是使電子能夠在三層間自由流動C.在該液相熔體中Cu優先于Si被氧化,Si4+優先于Cu2+被還原D.液態鋁電極與負極相連,作為電解池的陰極答案AD14.(2019山東青島一模,5改編)水系鋅離子電池是一種新型二次電池,工作原理如圖。該電池以粉末多孔鋅電極(鋅粉、活性炭及黏結劑等)為負極,V2O5為正極,三氟甲磺酸鋅[Zn(CF3SO3)2]為電解液。下列敘述錯誤的是()A.放電時,Zn2+向V2O5電極移動B.充電時,陽極區電解液的濃度變大C.充電時,粉末多孔鋅電極發生氧化反應D.放電時,V2O5電極上的電極反應式為V2O5+xZn2++2xe-ZnxV2O5答案BC15.(2020屆青島高三期中,14)由NO2、O2和熔融NaNO3組成的燃料電池如圖所示,在該電池工作過程中石墨Ⅰ電極產生一種氣態氧化物Y。下列說法正確的是()A.Y可能為NOB.電流由石墨Ⅰ流向負載C.石墨Ⅰ上發生還原反應D.石墨Ⅱ上的電極反應:O2+2N2O5+4e-4NO3答案D三、非選擇題(共29分)16.(2020屆淄博高三摸底,19)(15分)Ⅰ.某研究性學習小組根據反應:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O。設計如下原電池,其中甲、乙兩燒杯中各物質的物質的量濃度均為1mol·L-1,溶液的體積均為200mL,鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。回答下列問題:(1)此原電池的正極是石墨(填“a”或“b”),發生反應。

(2)電池工作時,鹽橋中的SO42-移向(填“甲”或“乙(3)兩燒杯中的電極反應式分別為:甲;乙。

(4)若不考慮溶液的體積變化,MnSO4濃度變為1.5mol·L-1時,反應中轉移的電子為mol。

Ⅱ.次