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2021届高考化学二轮复习 题型检测电化学

2021届高考化学二轮复习 题型检测电化学

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题型检测（六） 电化学
1.(2019·江苏高考)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(　　)
A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
解析：选C　A、D错误，铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－；B错误，铁的电化学腐蚀过程中，化学能除转化为电能外还有部分转化为热能。
2．垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极
B．放电过程中，正极附近pH 变小
C．若1 mol O2 参与电极反应，有4 mol H＋穿过质子交换膜进入右室
D．负极电极反应为H2PCA＋2e－===PCA＋2H＋
解析：选C　A项，右侧电极上O2被还原生成H2O，为正极，故电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极，错误；B项，放电过程中，正极O2得电子与质子结合产生水，c(H＋)减小，pH变大，错误；C项，若1 mol O2 参与电极反应，有4 mol H＋穿过质子交换膜进入右室，生成2 mol水，正确；D项，原电池负极发生氧化反应失去电子，错误。
3．(2019·绵阳模拟)我国科学家在液流电池研究方面取得新进展。一种硫/碘体系(K2S2/KI)的液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．放电时电池右侧电极为负极，发生氧化反应
B．放电时，电池左侧的电极反应为S＋2e－===2S2－
C．充电时，电池的总反应为3I－＋S===I＋2S2－
D．充电时，电解质溶液中K＋经交换膜向右侧移动
解析：选C　A项，根据题图可知，放电时右侧电极上I得到电子，发生还原反应：I＋2e－===3I－，则右侧电极为正极，错误；B项，放电时左侧电极上S2－失去电子，发生氧化反应：2S2－－2e－===S，错误；C项，放电时电池总反应为：I＋2S2－===3I－＋S，则充电时电池总反应为：3I－＋S===I＋2S2－，正确；D项，充电时，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极，电解质溶液中K＋经交换膜向阴极(左侧)移动，错误。
4.(2019·湖南六校联考)一种新型可充电电池的工作原理如图所示。总反应为Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCl4Al2Cl＋3Cn(Cn表示石墨)。下列说法正确的是(　　)
A．放电时负极反应为2Al－6e－＋7Cl－===Al2Cl
B．放电时AlCl移向正极
C．充电时阳极反应为AlCl－e－＋Cn===Cn(AlCl4)
D．电路中每转移3 mol电子，最多有1 mol Cn(AlCl4)被还原
解析：选C　A项，放电时，铝为负极，失去电子被氧化为Al2Cl，电极反应式为：Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，错误；B项，放电时，AlCl移向负极，错误；C项，充电时，阳极失去电子，发生氧化反应，石墨中碳元素的化合价没有发生变化，失去电子的是AlCl，电极反应式为：Cn＋AlCl－e－===Cn(AlCl4)，正确；D项，1 mol Cn(AlCl4)被还原仅转移1 mol电子，错误。
5．(2019·昆明调研)一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为：Li1－xNiO2＋xLiC6LiNiO2＋xC6。下列说法错误的是(　　)

A．该锂离子电池为二次电池
B．该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源正极
C．该锂离子电池放电时，Li＋从a极移向b极
D．该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2
解析：选B　A项，题图所示锂离子电池能实现充电和放电，为二次电池，正确；B项，充电时a极为阴极，则n型半导体为电源负极，错误；C项，电池放电时，Li＋从负极向正极移动，即Li＋从a极向b极移动，正确；D项，电池放电时，b极为正极，发生还原反应，其电极反应式为Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2，正确。
6．锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂[Li2Sx(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3 陶瓷(可传导Li＋)为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．该电池比钠—液态多硫电池的比能量高
B．放电时，内电路中Li＋的移动方向为从a 到b
C．Al2O3 的作用是导电、隔离电极反应物
D．充电时，外电路中通过0.2 mol 电子，阳极区单质硫的质量增加3.2 g
解析：选D　A项，锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，所以该电池比钠—液态多硫电池的比能量高，正确；B项，放电时，Li发生氧化反应，所以a作负极，b作正极，电解质中阳离子Li＋向正极b移动，正确；C项，Al2O3为离子化合物，在该电池中作用是导电、隔离电极反应物，正确；D项，充电时，阳极反应为S－2e－===xS↓，外电路中通过0.2 mol电子，阳极生成单质硫的质量为0.1x×32 g，由于2≤x≤8，质量为6.4～25.6 g之间，错误。

7．某化肥厂排放含大量磷酸二氢铵(NH4H2PO4)的废水，某小组拟采用电化学渗析法处理废水并提取化工产品氨水和磷酸。装置如图所示。

下列说法错误的是(　　)
A．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜
B．左侧电极上的电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C．相同条件下，X、Y体积比为2∶1
D．每转移1 mol电子理论上生成98 g H3PO4
解析：选B　A项，观察图示知，左侧制备氨水，X为H2，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，NH＋OH－===NH3·H2O；右侧制备磷酸，Y为O2，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，H2PO＋H＋===H3PO4，NH向左侧迁移，H2PO向右侧迁移，故膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜，正确；B项，左侧阴极上的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，错误，符合题意；C项，X为H2，Y为O2，物质的量之比为2∶1，正确；D项，根据方程式2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，H2PO＋H＋===H3PO4，转移1 mol电子时生成1 mol H3PO4，正确。
8．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
①
②
③

Fe表面生成蓝色沉淀
试管内无明显变化
试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是(　　)
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
解析：选D　实验①中K3[Fe(CN)6]可将Fe氧化为Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]生成蓝
色沉淀，附着在Fe表面；实验②中加入K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2＋；实验③中加入K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2＋。A项，对比②③可知，②中Zn保护了Fe，正确；B项，对比①②可知，K3[Fe(CN)6]可将Fe氧化成Fe2＋，正确；C项，由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可用②③做对比实验，不能用①的方法，正确；D项，因K3[Fe(CN)6]能氧化Fe，将Zn换成Cu，用①的方法不能判断Fe比Cu活泼，不正确。
9．(2019·福州模拟)因存在浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用如图装置进行实验，甲、乙两池均为1 mol·L－1的AgNO3溶液。实验开始时先闭合K1，断开K2。一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池，灵敏电流计指针发生偏转(已知Ag＋浓度越大，其氧化性越强)。下列说法不正确的是(　　)

A．闭合K1，断开K2后，A电极质量增加
B．断开K1，闭合K2后，B电极发生氧化反应
C．断开K1，闭合K2后，NO向A电极移动
D．闭合K1，断开K2后，乙池溶液中Ag＋浓度增大
解析：选B　闭合K1，断开K2后，该装置为电解池，A电极为阴极，B电极为阳极，Ag＋在阴极被还原为Ag，A电极增重，作为阳极的Ag溶解，乙池溶液中Ag＋浓度增大，A、D正确；断开K1，闭合K2后，该装置为原电池，乙池溶液中Ag＋浓度大，氧化性强，在B电极上发生还原反应生成Ag，B电极为正极，A电极为负极，NO向A电极移动，B错误，C正确。
10．工业上常采用吸收—电解联合法除去天然气中的H2S气体，并转化为可回收利用的单质硫，其装置如下图所示。通电前，先通入一段时间含H2S的甲烷气，使部分NaOH吸收H2S转化为Na2S，再接通电源，继续通入含杂质的甲烷气，并控制好通气速率即可保证装置中反应的连续性。下列说法正确的是(　　)

A．与电源a端相连的碳棒为阳极，气体A为O2
B．与电源b端相连的碳棒上电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．通电过程中，右池溶液中的OH－通过阴离子膜进入左池
D．在通电前后，右池中的c(NaOH)与c(Na2S)之比基本不变
解析：选D　根据图中信息可知，右侧通入含有H2S杂质的甲烷气，得到除杂后的甲烷气，结合题意，则右端碳棒为电解池的阳极，左端碳棒为阴极，阴极上水被还原，生成OH－和H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑；右池中S2－发生氧化反应而被除去，S2－－2e－===S↓。A项，与电源a端相连的碳棒为阴极，气体A为H2，错误；B项，与电源b端相连的碳棒为阳极，电极上S2－放电产生硫单质，电极反应为S2－－2e－===S↓，错误；C项，通电过程中，左池溶液中的OH－通过阴离子膜进入右池，错误；D项，通电后，左池中发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产生的OH－进入右池，与通入的H2S反应H2S＋2OH－===S2－＋2H2O，生成的S2－又发生反应S2－－2e－===S↓，由电子守恒可知，OH－、S2－数目基本不变，即右池中的c(NaOH)与c(Na2S) 之比基本不变，正确。
11．(2019·天津高考)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌­碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是(　　)

A．放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－
B．放电时，溶液中离子的数目增大
C．充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I－被氧化
D．充电时，a电极接外电源负极
解析：选D　根据题图，左侧a极发生反应I2Br－＋2e－===2I－＋Br－，是还原反应，右侧b极发生反应Zn－2e－===Zn2＋，可以得出放电时总反应为I2Br－＋Zn===Zn2＋＋Br－＋2I－，故b为原电池负极，a为原电池正极。A正确，放电时，a极反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－；B正确，放电时，由总反应可知离子数目增大；C正确，充电时，b极每增重0.65 g，被还原的Zn2＋的物质的量为0.01 mol，则消耗0.02 mol I－；D错误，充电时，a极是电池正极，应接外电源正极。
12．(2019·河北九校联考)某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响：
装置

现象
电流计指针不发生偏转
电流计指针发生偏转
下列有关说法正确的是(　　)
A．装置Ⅰ中的铁片均不会发生任何腐蚀
B．铁片d上可能发生的电极反应为Fe－3e－===Fe3＋
C．利用K3[Fe(CN)6]溶液可确定装置Ⅱ中的正、负极
D．铁片a、c所处的NaCl溶液的浓度相等，二者腐蚀速率相等
解析：选C　A项，装置Ⅰ中因为两烧杯中NaCl溶液的浓度相等，两边电势相等，所以电流计指针不发生偏转，但铁片a、b仍可发生普通的化学腐蚀，错误；B项，铁片d上Fe发生反应生成Fe2＋，错误；C项，装置Ⅱ中负极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，故可利用K3[Fe(CN)6]溶液确定装置Ⅱ中的正、负极，正确；D项，装置Ⅱ中明显产生了电流，电化学腐蚀比化学腐蚀要快得多，故铁片a、c的腐蚀速率不同，错误。
13．(2019·吉安联考)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的反应为HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋
B．电子从b流出，经外电路流向a
C．如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化
D．若该电池中有0.4 mol电子发生转移，则有0.45 mol H＋通过质子交换膜
解析：选A　A项，根据图示，HS－在硫氧化菌作用下转化为SO，发生氧化反应：HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋，正确；B项，电极a上发生氧化反应，电极a为负极，电子从电极a流出，经外电路流向电极b，错误；C项，如果将反应物直接燃烧，有化学能转化为热能或光能，能量的利用率降低，错误；D项，若该电池中有0.4 mol电子发生转移，则有0.4 mol H＋通过质子交换膜，错误。
14．(2019·重庆联考)O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得，原理如图。下列说法错误的是(　　)

A．电极a为阴极
B．a极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．电解一段时间后b极周围溶液的pH下降
D．标准状况下，当有5.6 L O2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48 L，O3的体积分数为80%
解析：选D　A项，电极b上生成O2和O3，则电极b上发生失电子的氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，正确；B项，电极a的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，正确；C项，电极b上H2O失去电子，发生氧化反应生成O2、O3和H＋，故电解一段时间后b极周围溶液的pH下降，正确；D项，标准状况下，当有5.6 L氧气参加反应时，转移电子1 mol，设收集到氧气x mol，臭氧y mol，则有x＋y＝0.2，4x＋6y＝1，解得x＝y＝0.1，故O3的体积分数为50%，错误。
15．科学家研发出一种新型水溶液锂电池，采用复合膜包裹的金属锂作负极，锰酸锂(LiMn2O4)作正极，以0.5 mol·L－1 Li2SO4水溶液作电解质溶液。电池充、放电时，LiMn2O4与Li2Mn2O4可以相互转化。下列有关该电池的说法正确的是(　　)

A．该电池放电时，溶液中的SO向电极b移动
B．该电池负极的电极反应式为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
C．电池充电时，外加直流电源的正极与电极a相连
D．电池充电时，阳极的电极反应式为Li2Mn2O4－e－===LiMn2O4＋Li＋
解析：选D　A项，据图可知，电极a为金属Li作负极，电极b为正极，电池放电时，溶液中的SO向负极电极a移动，错误；B项，该电池负极的电极反应式为Li－e－===Li＋，错误；C项，在给电池充电时，遵循正接正、负接负的原则，外加直流电源的正极与该电池的正极b相连，错误；D项，充电时的阳极反应式为放电时正极反应的逆反应，即Li2Mn2O4－e－===LiMn2O4＋Li＋，正确。
16．已知反应：2CrO(黄)＋2H＋===Cr2O(橙)＋H2O，设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，下列有关叙述正确的是(　　)

A．CrO生成Cr2O的反应为非氧化还原反应，不能通过电解方法获得
B．电源左侧是正极
C．右侧电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2＋2OH－
D．Na＋从右侧通过膜进入左侧
解析：选D　A项，由反应：2CrO(黄)＋2H＋===Cr2O(橙)＋H2O知，电解时，阳极发生反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，c(H＋)增大，上述化学平衡向右移动，CrO转化成Cr2O，所以能通过电解方法由CrO获得Cr2O，错误；B项，根据图示可知，左侧发生还原反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，左侧是阴极，所以电源左侧是负极，错误；C项，右侧电极的电极反应式是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，错误；D项，阳离子向阴极移动，左侧为阴极，所以Na＋从右侧通过Na＋交换膜进入左侧，正确。
17．用电解法可提纯粗KOH溶液(含硫酸钾、碳酸钾等)，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．电极f为阳极，电极e上H＋发生还原反应
B．电极e的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑
C．d处流进粗KOH溶液，g处流出纯KOH溶液
D．b处每产生11.2 L气体，必有1 mol K＋穿过阳离子交换膜
解析：选B　A项，根据图示，K＋移向电极f，所以f是阴极，e是阳极，阳极上OH－发生氧化反应生成O2，错误；B项，电极e的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，正确；C项，c处流进粗KOH溶液，h处流出纯KOH溶液，错误；D项，f是阴极，发生还原反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成H2，非标准状况下11.2 L H2的物质的量不一定是0.5 mol，错误。
18．用电渗析法由NaH2PO2制备H3PO2的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．氢氧化钠溶液所在的极室中pH减小
C．H＋由左向右穿过阳膜1，H2PO由右向左穿过阴膜
D．当导线中转移0.4 mol电子时，两石墨电极上产生气体体积之和为标准状况下4.48 L
解析：选C　由工作原理图可知，四室中左端电极室的H＋通过阳膜1进入产品室，H2PO由右向左穿过阴膜进入产品室，因此左端电极为阳极，和电源正极相连，a为正极，b为负极，右端石墨电极为阴极。A项，电源a极为正极，所连石墨电极上的反应为氧化反应2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，错误；B项，氢氧化钠溶液所在的极室中发生的电极反应为还原反应2H2O＋2e－===4OH－＋H2↑，有OH－生成，pH增大，错误；C项，H＋由左向右穿过阳膜1，H2PO由右向左穿过阴膜，从而形成H3PO2浓溶液，正确；D项，根据电极反应，当导线中转移0.4 mol电子时，阳极产生0.1 mol O2，阴极产生0.2 mol H2，产生气体体积之和为标准状况下6.72 L，错误。