高三专题电化学专题.docx

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高三专题电化学专题

高三专题——电化学专题

一、选择题

1．已知锂离子电池的总反应：

LixC＋Li1－xCoO2

C＋LiCoO2，锂硫电池的总反应：

2Li＋S

Li2S，有关上述两种电池说法正确的是（　　）

A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移

B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应

C．理论上两种电池的比能量相同

D．上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

【答案】B

2．下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“

=

”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。

甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。

下列叙述中正确的是（）

A．甲组操作时，电流表（A）指针发生偏转

B．甲组操作时，溶液颜色变浅

C．乙组操作时，C2作正极

D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－

【答案】D

3．瑞典

公司设计的用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池如图所示，下列有关说法正确的是（）

A．电池工作时，电极2上发生氧化反应

B．电池工作一段时间后停止，溶液pH比开始时明显增大

C．电极1发生的电极反应为2NH3+6OH－－6e－＝N2↑+6H2O

D．用该电池做电源电解精炼铜，理论上每消0.2molNH3的同时阳极会得到19.2g纯铜

【答案】C

4．如图装置，放电时可将Li、CO2转化为Li2CO3和C，充电时选用合适催化剂仅使Li2CO3转化为Li、CO2和O2。

下列有关表述正确的是

A．放电时，Li+向电极X方向移动

B．充电时，电极Y应与外接直流电源的负极相连

C．充电时阳极的电极反应式为C+2Li2CO3-4e-==3CO2↑+4Li+

D．放电时，每转移4mol电子，生成1molC

【答案】D

5．全钒液流电池工作原理如图所示。

在电解质溶液中发生的电池总反应为：

VO2＋（蓝色）＋H2O＋V3＋（紫色）

VO2＋（黄色）＋V2＋（绿色）＋2H＋。

下列说法正确的是（）

A．当电池无法放电时，只要更换电解质溶液，不用外接电源进行充电就可正常工作

B．放电时，负极反应为VO2++2H＋＋e－＝VO2＋＋H2O

C．放电时，正极附近溶液由紫色变绿色

D．放电过程中，正极附近溶液的pH变小

【答案】A

6．甲图为一种新型污水处理装置，该装冒可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能，乙图是种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。

关于甲、乙的说法不正确的是

A．装置甲的X极要与装置乙中的a极连接

B．装置乙中b极的电极反应式为:

2C1--2e-=Cl2↑

C．当N极消耗lmol气体时，有2molH+通过离子交换膜

D．若有机废水中主要含有淀粉，则装置甲中M极反应为:

（C6H10O5）n+7nH2O-24ne-=6nCO2↑+24nH+

【答案】C

7．锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。

某种锂离子电池的结构示意图如下图所示，其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。

电池放电时的总反应方程式为:

Li1-xCoO2+xLi==LiCoO2。

关于该电池的推论错误的是

A．放电时, Li+主要从负极区通过隔膜移向正板区

B．放电时,负极反应为：

xLi-xe-=xLi+

C．电解貭溶液不能是水溶液

D．充电时,负极（C）上锂元素被氧化

【答案】D

8．连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，是一种强还原剂。

工业常用惰性电极电解亚硫酸氢钠的方法制备连二亚硫酸钠，原理装置如图所示，下列说法正确的是

A．N电极应该接电源的负极B．装置中所用离子交换膜为阴离子交换膜

C．H2SO4溶液浓度a%等于b%D．M电极的电极反应式为:

2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O

【答案】D

9．磷酸铁锂电池广泛应用于电动自行车电源，其工作原理如图所示，LixC6和Li1-xFePO4为电极材料，电池反应式为:

LixC6+Li1-xFePO4=LiFePO4+6C （x<1）。

下列说法错误的是

A．放电时，电极b是负极

B．放电时，电路中通过0.2mol电子，正极会增重1.4g

C．充电时，电极a的电极反应式为:

6C+xLi++xe-=LixC6

D．若Li1-xFePO4电极中混有铁单质，会造成电池短路

【答案】C

10．我国成功研制的一种新型可充放电AGDIB电池（铝-石墨双离子电池）采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。

电池反应为CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1+Al。

放电过程如图，下列说法正确的是（）

A．B为负极，放电时铝失电子

B．电解液可以用常规锂盐和水代替

C．放电时A电极反应式为CxPF6+e-=Cx+PF6-

D．放电时，若转移1mol电子，石墨电极上可增重7g

【答案】C

11．工业上，常用Fe2（SO4）3溶液作腐蚀液，腐蚀铜质电路板得到废液主要成分是FeSO4和CuSO4，含少量Fe2（SO4）3。

某学习小组设计装置从废液中提取铜，如图所示。

已知:

Fe2+失电子能力比OH-强。

下列说法正确的是

A．电解初期阴极没有铜析出，原因是2H++2e-=H2↑

B．石墨极的电极反应式为2H2O+4e-=4H++O2↑

C．若电路中转移2mol电子，理论上有2molM从交换膜左侧向右侧迁移

D．若将废液2充入阳极室时可再生腐蚀液（硫酸铁溶液）

【答案】D

12．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。

该电池总反应为：

PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb，下列说法不正确的是（　　）

A．工作时，电池的正极质量逐渐减轻

B．放电过程中，Li＋向正极移动

C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPb

D．常温时，在正负极间接上电流表，指针不偏转

【答案】C

13．甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：

2CH3OH（l）+3O2（g）→2CO2（g）+4H2O（l），其工作原理示意图如图，下列说法正确的是（　　）

A．甲为电池的负极，发生还原反应

B．负极的电极反应式为：

CH3OH＋H2O－6e－＝CO2＋6H＋

C．b口通入的气体为O2

D．用该电池进行电解水，当电路中转移0.2NA个电子时，生成2.24L氢气

【答案】B

14．如图是一种利用锂电池“固定CO2”的电化学装置，在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将CO2转化为C和Li2CO3，充电时选用合适催化剂，仅使Li2CO3发生氧化反应释放出CO2和02。

下列说法中正确的是

A．该电池充电时，阳极反应式为:

C+2Li2CO3-4e-=3CO2↑+4Li

B．该电池放电时,Li+向电极X方向移动

C．该电池充电时，电极Y与外接直流电源的负极相连

D．该电池放电时，每转移4mol电子，理论上生成1molC

【答案】D

15．在通电条件下，用如图所示装置由乙二醛（OHC-CHO）制备乙二酸（H00C-COOH）。

其制备反应为：

OHC-CHO+2Cl2+2H2O→HOOC-COOH+4HCl。

下列说法正确的是

A．每消耗0.1mol乙二醛在Pt1极放出2.24L气体（标准状况）

B．Pt1的电极反应为：

4OH--4e-=2H2O+O2↑

C．盐酸是起提供Cl-和增强导电性的作用

D．每得到lmol乙二酸将有2molH+从右室迁移到左室

【答案】C

16．环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．对电极是负极B．工作电极上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+═NO+H2O

C．对电极的材料可能为锌D．传感器工作时H+由工作电极移向对电极

【答案】D

17．氮氧化物具有不同程度的毒性，会破坏人体的中枢神经，长期吸入会引起脑性麻痹，手脚萎缩等，大量吸入时会引发中枢神经麻痹，记忆丧失，四肢瘫痪，甚至死亡等后果。

构成电池方法既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，发生反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O，装置如图所示。

下列关于该电池的说法正确的是（）

A．电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极

B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜

C．电极A极反应式为2NH3-6e-=N2+6H+

D．当有4.48LNO2被处理时，转移电子物质的量为0.8mol

【答案】B

18．锂电池因具有安全、环保和价格低廉等优点而成为当前电池研究领域的热点。

以钒酸钠（NaV3O8）为正极材料的电极反应式为NaV3O8+xLi++xe−

NaLixV3O8，则下列说法中不正确的是

A．放电时，负极的电极反应式为Li−e−

Li+

B．充电过程中Li+从阳极向阴极迁移

C．充电过程中阳极的电极反应式为NaLixV3O8−xe−

NaV3O8+xLi+，NaLixV3O8中钒的化合价发生了变化

D．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质溶液

【答案】D

19．含乙酸钠和氯苯（

）的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示，下列说法错误的是

A．该装置能将化学能转化为电能

B．B极上发生氧化反应

C．每有1molCH3COO－被氧化，质子交换膜中通过8mol电子

D．A极电极反应式为：

+2e－+H＋=Cl－+

【答案】C

20．磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池之一，其基本组成及反应原理如图所示。

下列说法不正确的是

A．该系统中只存在化学能和电能的相互转化

B．在移位反应器中，发生反应CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）（ΔH>0），若温度越高，则v（CO）越大

C．改质器和移位反应器的作用是将CxHy转化为H2和CO2

D．该电池正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e−===2H2O

【答案】A

21．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3胶体，Fe（OH）3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。

下列说法正确的是

A．石墨电极上发生氧化反应B．通甲烷的电极反应式：

CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O

C．通空气的电极反应式为O2+4e-=2O2-D．甲烷燃料电池中CO32-向空气一极移动

【答案】B

22．某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。

TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为Na2S。

下列说法错误的是

A．充电时，太阳能转化为电能，又转化为化学能

B．放电时，a极的电极反应式为：

4S2--6e-=S42-

C．充电时，阳极的电极反应式为：

3I--2e-=I3-

D．M是阴离子交换膜

【答案】D

23．下图为光伏发电电解甲基肼[CH3－NH－NH2]制氢的装置示意图（电解池中交换膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极）。

下列叙述中正确的是

A．N型半导体为正极，P型半导体为负极

B．制氢装置溶液中电子从a极流向b极

C．工作时，产生的N2、H2体积比为1：

3（同温同压）

D．工作时，a极的电极反应式为CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O

【答案】D

24．有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是

A．图Ⅰ所示电池中，MnO2是催化剂

B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大

C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变

D．图Ⅳ所示电池工作过程中，电子由Zn极流向Ag2O极

【答案】D

25．全钒液流电池装置如图，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。

下列说法错误的是

A．充电时，氢离子通过交换膜移向右侧

B．充电时，电源负极连接a电极

C．放电时装置发生的总反应为：

VO2+＋V2+＋2H+＝VO2+＋V3+＋H2O

D．质子交换膜可阻止VO2+与V2+直接发生反应

【答案】B

26．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。

将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：

3CO2+4Na

2Na2CO3+C。

下列说法错误的是

A．放电时，ClO4－向负极移动

B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2

C．放电时，正极反应为：

3CO2+4e−＝2CO32－+C

D．充电时，正极反应为：

Na++e−＝Na

【答案】D

27．最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。

示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+

②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+

该装置工作时，下列叙述错误的是

A．阴极的电极反应：

CO2+2H++2e-＝CO+H2O

B．协同转化总反应：

CO2+H2S＝CO+H2O+S

C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性

【答案】C

28．LiFePO4是锂离子电池一种电极材料，其结构稳定、资源丰富、安全性能好、无毒．该电极材料在充放电时的变化如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A．放电时该电极为负极

B．充电是Li+向阳极移动

C．充电时该电极发生氧化反应，反应式为LiFePO4﹣e﹣=FePO4+Li+

D．该电池可以用磷酸溶液作电解质

【答案】C

29．臭氧是常见的强氧化剂,广泛用于水处理系统。

制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示，下列有关说法不正确的是　（　　）

A．高压放电法,反应的原理为3O2

2O3

B．高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物

C．电解纯水时，电极b周围发生的电极反应有6OH--6e-=O3↑+3H2O和4OH--4e-=O2↑+2H2O

D．电解水时，H+由电极a经聚合电解质薄膜流向电极b

【答案】D

30．混合动力汽车（HEV）中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示其中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，KOH溶液作电解液。

关于镍氢电池，下列说法不正确的是

A．充电时，阴极附近pH降低

B．电动机工作时溶液中OH－向甲移动

C．放电时正极反应式为：

NiOOH＋H2O＋e－=Ni（OH）2＋OH－

D．电极总反应式为：

M＋Ni（OH）2=MH＋NiOOH

【答案】A

31．电解NaB（OH）4溶液制备H3BO3的原理如下图所示，下列叙述错误的是

A．M室发生的电极反应式：

2H2O-4e-=O2↑+4H+

B．a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜

C．N室中：

a％

D．理论上每生成1molH3BO3，两极室共产生标准状况下16.8L气体

【答案】B

32．微型直接甲醇燃料电池能量密度高，可应用于各类便携式电子产品，其工作原理如图所示。

下列说法不正确的是

A．多孔扩散层可起到传导电子的作用

B．负极上直接通入无水甲醇可提高电池的比能量

C．当电路中通过3mole-时，内电路中有3molH+透过质子交换膜

D．电池工作时，H+向阴极催化层迁移

【答案】B

33．如图为一种固体离子导体电池与湿润KI试纸AB连接，Ag+可以在RbAg4I5晶体中迁移，空气中的氧气透过聚四氯乙烯膜与AlI3反应生成I2，Ag与I2作用形成电池。

下列说法中正确的是（）

A．试纸B端发生氧化反应B．Ag+从石墨电极移向银电极

C．试纸A端发生反应：

 2I--2e-=I2D．若该电池转移1mol电子，则滤纸上生成8gO2

【答案】C

34．粗铜中一般含有锌、铁、银、金等杂质。

在下图所示的装置中，甲池的总反应方程式为2CH3OH＋3O2＋4KOH＝2K2CO3＋6H2O。

接通电路一段时间后，纯Cu电极质量增加了3.2g。

在此过程中，下列说法正确的是

A．乙池中CuSO4溶液的浓度不变

B．甲池中理论上消耗标准状况下空气的体积是2.8L（空气中O2体积分数以20%计算）

C．甲池是电能转化为化学能的装置，乙池是化学能转化为电能的装置

D．甲池通入CH3OH一极的电极反应为：

CH3OH－6e－＋2H2O＝CO32－＋8H＋

【答案】B

35．近日，中国科学院深圳先进技术研究院研发出一种高性能的钙离子电池：

以溶有六氟磷酸钙Ca（PF6）2的碳酸酯类溶剂为电解液，放电时合金Ca7Sn6发生去合金化反应，阴离子（PF6−）从石墨烯中脱嵌，进入电解质溶液。

放电时其工作原理如下图，下列说法错误的是（已知：

比能量为单位质量的电极放出电能的大小）

A．电池放电时，化学能转化为电能和热能

B．放电时，a电极的电极反应方程式为：

Ca7Sn6—14e-=7Ca2++6Sn

C．充电时，b电极接电源的正极

D．与锂离子电池相比较钙离子电池具有材料储量丰富、比能量高的优点

【答案】D