2021屆高考化學(xué)二輪專題訓(xùn)練：電化學(xué)基礎(chǔ)

電化學(xué)專題1、（2020.I.12）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn?CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問(wèn)題提供了一種新途徑。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為B.放電時(shí)，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為D.充電時(shí)，正極溶液中OH?濃度升高2、（2020.III.12）一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.負(fù)載通過(guò)0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B.正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應(yīng)為D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極3、(2019.I.12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)4、（2019.III.13）為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)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(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3D?Zn—NiOOH二次電池，結(jié)構(gòu)如下圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。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(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)+OH?(aq)?e?NiOOH(s)+H2O(l)C.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn(s)+2OH?(aq)?2e?ZnO(s)+H2O(l)D.放電過(guò)程中OH?通過(guò)隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)5、(2018.I.13)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如右所示，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(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA﹣Fe2+﹣e﹣=EDTA﹣Fe3+②2EDTA﹣Fe3++H2S=2H++S+2EDTA﹣Fe2+該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．陰極的電極反應(yīng)：CO2+2H++2e﹣═CO+H2O B．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S═CO+H2O+S C．石墨烯上的電勢(shì)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 6、（2018.II.12）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na﹣CO2二次電池，將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液。鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2+4Na?2Na2CO3+C，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．放電時(shí)，ClO4﹣向負(fù)極移動(dòng) B．充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2 C．放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO2+4e﹣═2CO32﹣+C D．充電時(shí)，正極反應(yīng)為：Na++e﹣═Na 7、（2018.III.11）一種可充電鋰﹣空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2﹣x（x=0或1）。下列說(shuō)法正確的是（）A．放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極 B．放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移 D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2﹣x═2Li+（1﹣）O2 8、(2017.I.11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù)，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是（）A．通入保護(hù)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(qiáng)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(yáng)極材料和傳遞電流 D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 9、（2017.III.11）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4 B．電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14g C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性 D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中的Li2S2量越多 10、(2016.I.11)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(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na+和SO42﹣可通過(guò)離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室．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，正極區(qū)溶液pH增大 B．該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O﹣4e﹣=O2+4H+，負(fù)極區(qū)溶液pH降低 D．當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成 11、（2016.II.11）Mg﹣AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg﹣2e﹣=Mg2+ B．正極反應(yīng)式為Ag++e﹣=Ag C．電池放電時(shí)Cl﹣由正極向負(fù)極遷移 D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑ 12、（2016.III.11）鋅﹣空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn（OH）42﹣．下列說(shuō)法正確的是（）A．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K+向陽(yáng)極移動(dòng) B．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c（OH﹣）逐漸減小 C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣ D．放電時(shí)，電路中通過(guò)2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）13、(2015.I.11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．正極反應(yīng)中有CO2生成 B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2═6CO2+6H2O14、（2014大綱）如圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種金屬氫化物鎳電池（MH﹣Ni電池），下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是（）A．放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOH+H2O+e﹣→Ni（OH）2+OH﹣ B．電池的電解液可為KOH溶液 C．充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MH+OH﹣→H2O+M+e﹣ D．MH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高15、（2014.II.12）2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．a(chǎn)為電池的正極 B．電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLi C．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化 D．放電時(shí)，溶液中Li+從b向a遷移 16、（2013.課標(biāo).11）“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是（）A．電池反應(yīng)中有NaCl生成 B．電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子 C．正極反應(yīng)為：NiCl2+2e﹣═Ni+2Cl﹣ D．鈉離子通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng) 17、（2020.I.26節(jié)選）化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料，又是高效、廣譜的滅菌消毒劑?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)氯氣是制備系列含氯化合物的主要原料，可采用如圖(a)所示的裝置來(lái)制取。裝置中的離子膜只允許______離子通過(guò)，氯氣的逸出口是_______(填標(biāo)號(hào))。（2020.I.28節(jié)選）(3)CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如下圖所示：①陰極上的反應(yīng)式為_(kāi)________。②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2∶1，則消耗的CH4和CO2體積比為_(kāi)________。18、(2014.新課標(biāo).27節(jié)選（4）)H3PO2也可用電滲析法制備?！八氖译姖B析法”工作原理如圖所示（陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò)）：①寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式；②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因；③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2，將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜，從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室，其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是。19、（2015.II.26節(jié)選）酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是有碳粉，二氧化錳，氯化鋅和氯化銨等組成的填充物，該電池在放電過(guò)程產(chǎn)生MnOOH，回收處理該廢電池可以得到多種化工原料，回答下列問(wèn)題：（1）該電池的正極反應(yīng)式為，電池反應(yīng)的離子方程式為：。（2）持續(xù)電流強(qiáng)度為0.5A，電池工作五分鐘，理論消耗鋅g．（已經(jīng)F=96500C/mol）20、（2013.新課標(biāo)節(jié)選）（15分）鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用．某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等．充電時(shí)，該鋰離子電池陰極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe﹣═LixC6．現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）．（5）充放電過(guò)程中，發(fā)生LiCoO2與Li1﹣xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫(xiě)出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式．（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是．21、（2019.II.27節(jié)選）（4）環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵（Fe(C5H5)2，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為），后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉（電解質(zhì)）和環(huán)戊二烯的DMF溶液（DMF為惰性有機(jī)溶劑）。該電解池的陽(yáng)極為_(kāi)___________，總反應(yīng)為_(kāi)_________________。電解制備需要在無(wú)水條件下進(jìn)行，原因?yàn)開(kāi)________________________。22、（2021乙卷12）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問(wèn)題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是A．陽(yáng)極發(fā)生將海水中的氧化生成的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的C．陰極生成的應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽(yáng)極表面形成的等積垢需要定期清理23、（2021甲卷13）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的解離為和，并在直流電場(chǎng)作用下分別問(wèn)兩極遷移。下列說(shuō)法正確的是A．在上述電化學(xué)合成過(guò)程中只起電解質(zhì)的作用B．陽(yáng)極上的反應(yīng)式為：+2H++2e-=+H2OC．制得乙醛酸，理論上外電路中遷移了電子D．雙極膜中間層中的在外電場(chǎng)作用下向鉛電極方向遷移D2、B3、B4、D5、C6、D7、D8、C9、D10、B11、B12、C13、A14、C15、C16、B17、【答案】(1).Na+(2).a(3)①由圖可知，CO2在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為CO2+2e-=CO+O2-；②令生成乙烯和乙烷分別為2體積和1體積，根據(jù)阿伏加德羅定律，同溫同壓下，氣體體積比等于物質(zhì)的量之比，再根據(jù)得失電子守恒，得到發(fā)生的總反應(yīng)為：6CH4+5CO2=2C2H4+C2H6+5H2O+5CO，即消耗CH4和CO2的體積比為6:5。故答案為：6:5。18、①由于陽(yáng)極中陰離子為硫酸根離子、氫氧根離子和H2PO2﹣，其中放電能力最強(qiáng)的是氫氧根離子，則陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+，故答案為：2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+；②產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因是因?yàn)椋宏?yáng)極室的H+穿過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H2PO2﹣穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2，故答案為：陽(yáng)極室的H+穿過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H2PO2﹣穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2；③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2，將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜，從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室，其缺點(diǎn)是陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣會(huì)把H2PO2﹣或H3PO2氧化成PO43﹣，產(chǎn)品中混有PO43﹣（或HPO42﹣、H2PO4﹣、H3PO4），故答案為：PO43﹣（或HPO42﹣、H2PO4﹣、H3PO4）；H2PO2﹣或H3PO2被氧化。19、答案為：（1）MnO2+H++e﹣=MnOOH；2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+；（2）持續(xù)電流強(qiáng)度為0.5A，電池工作五分鐘，則電量為0.5A×300s=150C，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為，則消耗Zn的質(zhì)量為××65g/mol=0.05g，20、（5）充放