2023屆高三化學高考備考一輪復習 第十七專題 電化學原理 測試題

這是一份2023屆高三化學高考備考一輪復習 第十七專題 電化學原理 測試題，共28頁。試卷主要包含了選擇題，填空題等內容，歡迎下載使用。
一、選擇題（每小題只有一個正確選項，每小題3分，共48分）
1． （2022·全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以 Zn(OH) 42- 存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是( )
A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移
B．Ⅰ區(qū)的SO42-通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移
C． MnO2電極反應：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．電池總反應：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) 42-+Mn2++2H2O
2． （2022·全國乙卷）Li-O2電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科學家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產生電子(e-)和空穴(h+)，驅動陰極反應(Li++e-= Li)和陽極反應(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是( )
A．充電時，電池的總反應Li2O2=2Li+O2
B．充電效率與光照產生的電子和空穴量有關
C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移
D．放電時，正極發(fā)生反應O2+2Li+ +2e-= Li2O2
3．（2022·浙江卷）通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說法不正確的是( )
A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應
B．電極B的電極發(fā)應： 2H2O+ Mn2+-2e-= MnO2+4H+
C．電解一段時間后溶液中Mn2+濃度保持不變
D．電解結束，可通過調節(jié)pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3
4．（2022·湖南卷）海水電池在海洋能源領域備受關注，一種鋰-海水電池構造示意圖如下。下列說法錯誤的是( )
A．海水起電解質溶液作用
B．N極僅發(fā)生的電極反應：2H2O+2e-=2OH- +H2↑
C．玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能
D．該鋰-海水電池屬于一次電池
5． （2022·四川南充·三模）某實驗小組設計了如圖所示裝置，可觀察到與銅導線連接的靈敏電流計指針明顯偏轉，燒杯a中裸露線頭周邊溶液藍色逐漸加深，下列說法錯誤的是( )
A．b中導線與硫酸銅濃溶液構成正極區(qū)，發(fā)生還原反應
B．若a中滴加幾滴稀NaOH溶液，降低溶液中Cu2+濃度，則有利于電極反應進行
C．當兩側溶液中Cu2+濃度相等時，靈敏電流計指針停止偏轉
D．鹽橋中的陰離子向燒杯b移動
6．（2022·四川德陽·三模）近年來我國研發(fā)了一種治理污水有機物的技術，通過膜電池除去廢水中的乙酸鈉和對氯苯酚，其原理如圖所示，下列說法正確的是( )
A．B極為電池的正極，發(fā)生還原反應，
B．微生物膜的作用主要是提高電極B的導電性
C．A極的電極反應式為：+H++2e—=Cl—+
D．當去除0.1 ml CH3COO— 時，有0.4 ml H +通過質子交換膜
7． （2022·四川德陽·二模）如圖所示的鋰—二氧化錳電池是以高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰為電解質，其正極反應是一種典型的嵌入式反應，電池總反應為Li+MnO2=LiMnO2。下列說法錯誤的是( )
A．鋰片做負極，發(fā)生氧化反應
B．放電時，正極反應為：MnO2+Li++e-=LiMnO2
C．高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應溶解在非水有機溶劑中
D．放電時，電子移動方向為：電極蓋1→用電器→電極蓋2→內電路→電極蓋1
8． （2022·四川南充·二模）污水資源化利用既可以緩解水的供需矛盾，又可以減少水污染?；瘜W工作者提出采用電解法除去工業(yè)污水中的NaCN，其原理如圖所示，通電前先向污水中加入適量食鹽并調整其pH維持堿性(CN-不參與電極反應)。下列說法正確的是( )
A．b為電源的負極
B．隔膜I為陰離子交換膜
C．x為H2，電極反應為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．當生成2.24LN2時，電路中通過1ml電子
9．（2022·四川成都·二模）鈉離子電池易獲取，正負極材料均采用鋁箔(可減少銅箔用量)，因此鈉離子電池理論成本低于鋰離子電池?，F有一種正極材料為KFe2(CN)6，固體電解質為Na3PS4，負極材料為Na2Ti3O7的鈉離子電池。下列有關敘述錯誤的是( )
A．正極KFe2(CN)6中Fe的化合價為+2、+3
B．放電時，正極可能發(fā)生Fe2(CN)+e-=Fe2(CN)
C．放電時，電子從負極流經固體電解質到達正極
D．充電時，負極區(qū)發(fā)生還原反應，并且Na+增多
10．（2022·四川綿陽·二模）科學家利用質子導體反應器實現了電化學合成NH3，證明了H2O作為氫源的可行性。以H2O替換H2作為氫源，可以免除H2的生產和提純成本，進一步降低氨的生產成本，且可以以最小的成本生產純O2，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A．氨電極為陰極，電極反應為N2+6H++6e-=2NH3
B．在外電場作用下，H+由氫電極經固體電解質移
C．每制得1mlNH3，理論上消耗1.5ml H2同時得到48g氧氣
D．若在氫電極通入水蒸氣和甲烷，電極反應為CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
11．（2022·河南洛陽·三模）我國科研團隊開發(fā)了一種新型鎧甲催化劑Ni/C@石墨烯，可以高效去除合成氣中的H2S雜質并耦合產氫，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A．M電極為陰極，電極上發(fā)生還原反應
B．生成H2和Sx的物質的量之比為1：x
C．陽極的電極反應式為xH2S- 2xe- =Sx +2xH+
D．鎧甲催化劑表面的石墨烯可以保護內部金屬核免受環(huán)境的影響
12．(2022·廣州實驗中學模擬)某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置，下列敘述正確的是( )
A．若X為Fe，Y為Cu，則鐵為正極
B．若X為Fe，Y為Cu，則電子由銅片流向鐵片
C．若X為Fe，Y為C，則碳棒上有紅色固體析出
D．若X為Cu，Y為Zn，則鋅片發(fā)生還原反應
13．(2021·遼寧適應性考試)Hg-Hg2SO4標準電極常用于測定其他電極的電勢，測知Hg-Hg2SO4電極的電勢高于Cu電極的電勢。以下說法正確的是( )
A．K2SO4溶液可用CCl4代替
B．Hg-Hg2SO4電極反應為Hg2SO4－2e－===2Hg＋SOeq \\al(2－,4)
C．若把Cu-CuSO4體系換作Zn-ZnSO4體系，電壓表的示數變大
D．微孔瓷片起到阻隔離子通過的作用
14．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·遼寧卷)在N-羥基鄰苯二甲酰亞胺(NHPI)介質中，可實現醇向醛的轉化，原理如圖。下列說法錯誤的是( )
A．理論上NHPI的總量在反應前后不變
B．海綿Ni電極作陽極
C．總反應為
D．每消耗1 mml苯甲醇，產生22.4 mL氫氣
15．十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對大氣污染防治比過去要求更高。二氧化硫—空氣質子交換膜燃料電池實現了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結合，原理如圖所示。下列說法正確的是( )
A．該電池放電時質子從Pt2電極經過內電路流到Pt1電極
B．Pt1電極附近發(fā)生的反應為SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋
C．Pt2電極附近發(fā)生的反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1
16．(2021·湖北適應性考試)研究發(fā)現，在酸性乙醇燃料電池中加入硝酸，可使電池持續(xù)大電流放電，其工作原理如圖所示。
下列說法錯誤的是( )
A．加入HNO3降低了正極反應的活化能
B．電池工作時正極區(qū)溶液的pH降低
C．1 ml CH3CH2OH被完全氧化時有3 ml O2被還原
D．負極反應為CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
二、填空題（本題包括4個小題，共52分）
17．（12分）如圖所示，通電5 min后，電極5的質量增加2.16 g，請回答下列問題。
(1)a為電源的______(填“正”或“負”)極，C池是______池。A池陽極的電極反應為__________________，C池陰極的電極反應為__________________。
(2)如果B池中共收集到224 mL氣體(標準狀況)且溶液體積為200 mL(設電解過程中溶液體積不變)，則通電前溶液中Cu2＋的物質的量濃度為________。
(3)如果A池溶液是200 mL足量的食鹽水(電解過程溶液體積不變)，則通電5 min后，溶液的pH為________。
18．（12分）Ⅰ.Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
(1)電池正極發(fā)生的電極反應為_______________________________。
(2)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現象是________________________________________，反應的化學方程式為_____________________________________________________。
Ⅱ.熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視。某燃料電池以熔融的K2CO3為電解質，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極。
(3)該燃料電池負極電極反應式為____________________________________________。
(4)該燃料電池正極電極反應式為____________________________________________。
19．（14分）如圖甲所示，A為新型高效的甲烷燃料電池，采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質溶液為KOH溶液。B為浸透飽和硫酸鈉溶液和酚酞溶液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D為電解槽。
(1)甲烷燃料電池中負極反應式為___________________________________________。
(2)關閉K1，打開K2，通電后，B中的紫紅色液滴向d端移動，則電源a端為________極，通電一段時間后，觀察到濾紙c端出現的現象是________________________________________________。
(3)D裝置中有200 mL一定濃度的NaCl與CuSO4的混合溶液，閉合K2、打開K1后理論上兩極所得氣體的體積隨時間變化的關系如圖乙所示(氣體體積已換算成標準狀況下的體積，電解前后溶液的體積變化忽略不計)，則原混合溶液中NaCl的物質的量濃度為________ml·L－1，t2 s時所得溶液的pH＝________。
(4)若C裝置中溶液為AgNO3溶液且足量，電池總反應的離子方程式為__________________________。
電解結束后，為了使溶液恢復原樣，則可以在反應后的溶液中加入________(填化學式)。
20．（14分）(2021·河北適應性考試·節(jié)選)我國科學家最近發(fā)明了一種Zn-PbO2電池，電解質為K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b兩種離子交換膜隔開，形成A、B、C三個電解質溶液區(qū)域，結構示意圖如下：
回答下列問題：
(1)電池中，Zn為________極，B區(qū)域的電解質為________(填“K2SO4”“H2SO4”或“KOH”)。
(2)電池反應的離子方程式為________________________________________________。
(3)陽離子交換膜為圖中的________(填“a”或“b”)膜。
(4)此電池中，消耗6.5 g Zn，理論上可產生的容量(電量)為________毫安時(mAh)(1 ml電子的電量為 1F，F＝96 500 C·ml－1，結果保留整數)。
(5)已知E為電池電動勢[電池電動勢即電池的理論電壓，是兩個電極電位之差，E＝E(＋)－E(－)]，ΔG為電池反應的自由能變，則該電池與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池相比較，Eeq \a\vs4\al(Zn-PbO2)________Eeq \a\vs4\al(Pb-PbO2)；ΔGeq \a\vs4\al(Zn-PbO2)________ΔGeq \a\vs4\al(Pb-PbO2)(填“>”或“