題型九　電化學(xué)原理及應(yīng)用(建議用時(shí)：25分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1．(2019·江蘇七市高三三調(diào))某新型鋰-空氣二次電池放電情況如圖所示，關(guān)于該電池的敘述正確的是(　　)A．電解液應(yīng)選擇可傳遞Li＋的水溶液B．充電時(shí)，應(yīng)將鋰電極與電源正極相連C．放電時(shí)，空氣電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2D．充電時(shí)，若電路中轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，空氣電極的質(zhì)量將減少3.5 g2．某新型水系鈉離子電池工作原理如圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽(yáng)光照下充電，充電時(shí)Na2S4轉(zhuǎn)化為Na2S。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．充電時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能B．放電時(shí)，a極為負(fù)極C．充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為I－2e－===3I－D．M可以使用陰離子交換膜3．近年來(lái)，尿素電氧化法處理富含尿素的工業(yè)廢水和生活污水得到了廣泛關(guān)注，該法具有操作簡(jiǎn)易、處理量大、運(yùn)行周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，且該過(guò)程在堿性條件下產(chǎn)生無(wú)毒的CO2、N2。電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為CO(NH2)2＋6OH－－6e－===N2↑＋CO2↑＋5H2OB．正極附近溶液的pH增大C．隔膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)D．處理掉廢水中尿素1.0 g時(shí)消耗O2 0.56 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)4．最近，科學(xué)家研發(fā)出了“全氫電池”，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．右邊吸附層中發(fā)生了氧化反應(yīng)B．負(fù)極的電極反應(yīng)是H2－2e－＋2OH－===2H2OC．該電池總反應(yīng)是H＋＋OH－===H2OD．電解質(zhì)溶液中Na＋向右移動(dòng)、ClO向左移動(dòng)5．(2019·淮安高三模擬)LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動(dòng)汽車。電池反應(yīng)為FePO4＋LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨和鋰，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池的說(shuō)法正確的是(　　)A．放電時(shí)電池正極反應(yīng)為FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4B．放電時(shí)電池內(nèi)部Li＋向負(fù)極移動(dòng)C．充電過(guò)程中，電池正極材料的質(zhì)量增加D．可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性6．我國(guó)科學(xué)家研制出的新型鋁鋰-石墨烯電池具有耐熱、抗凍等優(yōu)良特性，有廣泛的應(yīng)用前景。電池反應(yīng)原理為AlLi＋C6(PF6)Al＋C6＋Li＋＋PF。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．放電時(shí)外電路中電子向鋁鋰電極移動(dòng)B．放電時(shí)正極反應(yīng)為C6(PF6)＋e－===C6＋PFC．充電時(shí)，應(yīng)將石墨烯電極與電源負(fù)極相連D．充電時(shí)，若電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子，則陰極質(zhì)量增加9 g7．近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研發(fā)出一種高性能的鈣離子電池：以溶有六氟磷酸鈣Ca(PF6)2的碳酸酯類溶劑為電解液，放電時(shí)合金Ca7Sn6發(fā)生去合金化反應(yīng)，陰離子(PF)從石墨烯中脫嵌，進(jìn)入電解質(zhì)溶液。放電時(shí)其工作原理如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(已知：比能量為單位質(zhì)量的電極放出電能的大小)(　　)A．電池放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能B．放電時(shí)，a電極的電極反應(yīng)式為Ca7Sn6－14e－===7Ca2＋＋6SnC．充電時(shí)，b電極接電源的正極D．與鋰離子電池相比較鈣離子電池具有材料儲(chǔ)量豐富、比能量高的優(yōu)點(diǎn)8．一種利用生物電化學(xué)方法脫除水體中NH的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．M為電源的負(fù)極，N為電源的正極B．裝置工作時(shí)，電極a周圍溶液的pH降低C．裝置內(nèi)工作溫度越高，NH的脫除率一定越大D．電極b上發(fā)生的反應(yīng)之一為2NO＋8H＋＋8e－===N2↑＋4H2O二、不定項(xiàng)選擇題9．鋰離子電池已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的可充電電池，某種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下，它在放電時(shí)有關(guān)離子轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．Li＋透過(guò)膜除允許Li＋通過(guò)外，還允許H2O分子通過(guò)B．充電時(shí)，電池內(nèi)部發(fā)生的總反應(yīng)為L(zhǎng)i＋＋Fe2＋Li＋Fe3＋C．充電時(shí)，鈦電極與外電源的負(fù)極相連D．放電時(shí)，進(jìn)入貯罐的液體發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為S2O＋Fe2＋===Fe3＋＋2SO10．手持技術(shù)的氧電化學(xué)傳感器可用于測(cè)定O2含量，如圖為某種氧電化學(xué)傳感器的原理示意圖。已知在測(cè)定O2含量過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量保持不變。一定時(shí)間內(nèi)，若通過(guò)傳感器的待測(cè)氣體為a L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，某電極增重了b g。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．Pt上發(fā)生氧化反應(yīng)B．Pb上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Pb＋2OH－－2e－===Pb(OH)2C．反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移OH－的物質(zhì)的量為0.125b molD．待測(cè)氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為11．碳酸二甲酯(DMC)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3O)2CO，化學(xué)性質(zhì)非?；顫?/span>，極易水解。用電解法制備碳酸二甲酯的模擬裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．圖中左側(cè)電極為陽(yáng)極，右側(cè)電極為陰極B．陽(yáng)極反應(yīng)：CO－2e－＋2CH3OH===(CH3O)2CO＋2H＋C．質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜從陰極區(qū)移向陽(yáng)極區(qū)D．離子液體必須是水溶液，目的是傳遞電荷12．(2019·江蘇七市高三調(diào)研)某微生物電解池(MEC)制氫工作原理如圖所示。用該電解池電解0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．Y為電源的正極B．該電解裝置中，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為CH3COOH＋2H2O－8e－===2CO2↑＋8H＋C．當(dāng)2 mol H＋通過(guò)質(zhì)子交換膜時(shí)，產(chǎn)生22.4 L H2D．電解一段時(shí)間后，溶液中的值變小參考答案與解析1．解析：選C。A項(xiàng)，根據(jù)金屬活動(dòng)順序可知，金屬Li能和水發(fā)生反應(yīng)，故電解液不能選擇水溶液，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)題給圖示可知，Li電極為電池負(fù)極，充電時(shí)作為電解池的陰極，與電源負(fù)極相連，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)工作原理圖可知，空氣電極為電池的正極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，生成Li2O2，電極反應(yīng)為2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，正確；D項(xiàng)，充電時(shí)空氣電極作為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，根據(jù)得失電子守恒，每轉(zhuǎn)移0.5 mol e－，則有0.25 mol Li2O2參與反應(yīng)，故電極質(zhì)量減少11.5 g，錯(cuò)誤。2．解析：選B。充電時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來(lái)，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，a極為負(fù)極，Na2S失電子被氧化為Na2S4，B正確；充電時(shí)，陽(yáng)極失電子被氧化，電極反應(yīng)式為3I－－2e－===I，C錯(cuò)誤；M是陽(yáng)離子交換膜，防止陰離子相互反應(yīng)，D錯(cuò)誤。3．解析：選C。由題圖可知，通尿素的一極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為CO(NH2)2＋6OH－－6e－===N2↑＋CO2↑＋5H2O；通氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，以此解答該題。A.負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為CO(NH2)2＋6OH－－6e－===N2↑＋CO2↑＋5H2O，A正確；B.正極附近發(fā)生電極反應(yīng)O2＋4e－＋2H2O===4OH－，產(chǎn)生OH－，使溶液的pH增大，B正確；C.為維持溶液的電中性，正極附近產(chǎn)生的OH－通過(guò)隔膜進(jìn)入負(fù)極被消耗，隔膜允許陰離子通過(guò)，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)電極反應(yīng)可知負(fù)極每消耗尿素1.0 g時(shí)轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol，根據(jù)正極反應(yīng)可得消耗的O2為0.1 mol××22.4 L/mol＝0.56 L，D正確。4．解析：選A。由電子的流動(dòng)方向可知左邊吸附層為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，右邊吸附層為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；負(fù)極的電極反應(yīng)為H2－2e－＋2OH－===2H2O，B正確；正極的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，根據(jù)正、負(fù)極的反應(yīng)可知總反應(yīng)為OH－＋H＋===H2O，C正確；在原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，D正確。5．解析：選A。當(dāng)其為原電池時(shí)，負(fù)極材料為石墨和鋰，鋰失去電子，正極得到電子，電極反應(yīng)為FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，故A正確；放電時(shí)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；充電過(guò)程為電解池，陽(yáng)極反應(yīng)為LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，電池的正極材料質(zhì)量減少，故C錯(cuò)誤；因?yàn)殇嚳梢院土蛩岱磻?yīng)，則電解質(zhì)中不能加入硫酸，故D錯(cuò)誤。6．解析：選B。放電時(shí)，鋁鋰電極為負(fù)極，石墨電極為正極，放電時(shí)外電路中電子向石墨電極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，應(yīng)將石墨烯電極與電源正極相連，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為Al＋Li＋＋e－===AlLi，若電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子，則陰極質(zhì)量增加7 g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．解析：選D。電池放電時(shí)為原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能，A正確；根據(jù)圖示可知，Ca2＋向b電極移動(dòng)，因此a電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Ca7Sn6－14e－===7Ca2＋＋6Sn，B正確；充電時(shí)為電解池，b電極為原電池的正極，應(yīng)該接電源的正極，C正確；由于提供1 mol e－時(shí)，鈣的質(zhì)量大于鋰的質(zhì)量，所以單位質(zhì)量的電極放出電能，鈣離子電池比能量比鋰離子電池要低，D錯(cuò)誤。8．解析：選B。電極a上NH失電子，反應(yīng)生成NO或NO，電極a為陽(yáng)極，所以M為電源的正極，N為電源的負(fù)極，故A錯(cuò)誤；電極a上發(fā)生的反應(yīng)為NH＋2H2O－6e－===NO＋8H＋或NH＋3H2O－8e－===NO＋10H＋，電極a周圍溶液的pH降低，故B正確；細(xì)菌需要在正常溫度范圍內(nèi)才能有效工作，溫度太高會(huì)使細(xì)菌死亡，故C錯(cuò)誤；電極b上發(fā)生的反應(yīng)之一應(yīng)該是2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O，故D錯(cuò)誤。9．解析：選B。該電池的負(fù)極是金屬鋰，Li＋透過(guò)膜只允許Li＋通過(guò)，不允許H2O分子通過(guò)，故A錯(cuò)誤；電池反應(yīng)為L(zhǎng)i＋Fe3＋===Li＋＋Fe2＋，則充電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為L(zhǎng)i＋＋Fe2＋Li＋Fe3＋，故B正確；鈦電極是電池的正極，充電時(shí)，應(yīng)該與外電源的正極相連，故C錯(cuò)誤；放電時(shí)，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Fe3＋＋e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋與S2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)：S2O＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2SO，故D錯(cuò)誤。10．解析：選CD。由題圖可知，O2在Pt電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以Pt電極為正極，Pb電極則為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Pb＋2OH－－2e－===PbO＋H2O，電池總反應(yīng)為2Pb＋O2===2PbO。根據(jù)以上分析，Pt上發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；Pb上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Pb＋2OH－－2e－===PbO＋H2O，B錯(cuò)誤；反應(yīng)過(guò)程中，負(fù)極增加的質(zhì)量為O的質(zhì)量，正極消耗氧氣 mol，根據(jù)O2＋2H2O＋4e－===4OH－，轉(zhuǎn)移OH－的物質(zhì)的量為 mol×4＝0.125b mol，C正確；電極增加的質(zhì)量為O的質(zhì)量，待測(cè)氣體為a L，含有的氧氣體積為 mol×22.4 L/mol＝0.7b L，則待測(cè)氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為，D正確。11．解析：選AB。左側(cè)放電物質(zhì)CO是還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)為陽(yáng)極，右側(cè)O2放電為陰極，A正確；質(zhì)子(H＋)在陽(yáng)極區(qū)生成，通過(guò)質(zhì)子交換膜從陽(yáng)極區(qū)移向陰極區(qū)，C錯(cuò)誤；依據(jù)題干信息“碳酸二甲酯(DMC)極易水解”可知，離子液體必須是非水體系，D錯(cuò)誤。12．解析：選B。A項(xiàng)，由題圖可知，右邊電極上H＋得電子生成H2，該電極為陰極，所以Y為電源的負(fù)極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由題圖可知左邊電極上CH3COOH失電子生成CO2，正確；C項(xiàng)，未標(biāo)明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無(wú)法計(jì)算H2的體積，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解反應(yīng)總方程式為CH3COOH＋2H2O2CO2↑＋4H2↑，溶液中＝＝，Ka不變，電解一段時(shí)間后c(H＋)減小，故的值變大，錯(cuò)誤。    

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