2024版 步步高 考前三个月 化学 新高考高考题型研究　主题八　电化学基础知识与应用

A组1．(2023·浙江6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是( )A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．电极B的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗2．(2023·开封二模)pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH。pH与电池的电动势E存在关系：pH＝eq\f(E－K,0.059)(E的单位为V，K为常数)。下列说法错误的是( )A．pH计工作时，化学能转化为电能B．玻璃电极玻璃膜内外c(H＋)的差异会引起电池电动势的变化C．若测得pH＝3的标准溶液电池电动势E为0.377V，可标定常数K＝0.2D．若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极反应为AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－3．(2023·湖南衡阳二模)钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，与锂离子电池相比成本低，充电时间短。一种钠-空气电池的装置如图所示。该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道，放电时生成的NaOx填充在“空位”中，当“空位”填满后，放电终止。下列说法正确的是( )A．放电时，M为正极B．放电时，N电极发生的电极反应为xO2＋2xe－===2Oeq\o\al(－,x)C．充电时，每转移1mole－，N电极减轻23gD．该电池的比能量比锂离子电池低4．(2023·安徽黄山一模)电解废旧锂电池中的LiMn2O4示意图如图(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法正确的是( )A．电极A的电极反应为2LiMn2O4－6e－＋16H＋===2Li＋＋4Mn2＋＋8H2OB．电极B为阳极，发生还原反应C．电解结束，溶液的pH增大D．电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度减小5．(2023·江苏南通一模)一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是( )A．该装置工作过程中化学能转化为电能B．铂电极发生的反应为2CO2＋12H＋－12e－===C2H4＋4H2OC．工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大D．每产生标准状况下11.2LO2时，理论上有2molH＋通过质子交换膜6．(2023·湖南岳阳二模)科学家研发了一种绿色环保“全氢电池”，某化学兴趣小组将其用于铜片上镀银作为奖牌奖给优秀学生，工作原理如图所示。下列说法错误的是( )A．负极的电极反应式：H2－2e－＋2OH－===2H2OB．当吸附层a通入2.24L(标况)氢气时，溶液中有0.2mol离子透过交换膜C．吸附层b发生还原反应D．电池工作时，m电极质量逐渐增重7．(2023·全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：eq\f(1,2)S8＋e－―→eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)，eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)＋e－―→Seq\o\al(2－,4)，2Na＋＋eq\f(x,4)Seq\o\al(2－,4)＋2(1－eq\f(x,4))e－―→Na2Sx下列叙述错误的是( )A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移B．放电时外电路电子流动的方向是a→bC．放电时正极反应为2Na＋＋eq\f(x,8)S8＋2e－―→Na2SxD．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能8．合成氨也可以通过电化学过程实现，其装置如图所示。(1)导线中电子流动方向为________________________________________________________。(2)生成NH3的电极反应式为______________________________________________________。(3)若惰性电极2的电流效率η为75%，则惰性电极2处N2与NH3的物质的量之比为________(η＝eq\f(电极上目标产物的实际质量,电极上目标产物的理论质量)×100%)。9．经测定污水里NaNO2含量为4.6%，科研人员研究发现可用如图所示的装置处理污水中的NaNO2，原理是利用Fe2＋把NOeq\o\al(－,2)还原成N2。(1)阳极附近溶液中发生反应的离子方程式为________________________________________。(2)在实验室恰好完全处理3.0kg该NaNO2污水，则理论上阴极区与阳极区溶液质量变化的差为________g。10．(1)科研人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2的零排放，其基本原理如图1所示；电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应式为2COeq\o\al(2－,3)－4e－===2CO2＋O2，则阴极的电极反应式为___________________。(2)微生物燃料电池是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2所示，其中HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq\o\al(2－,4)的电极反应式是______________。B组1．(2023·北京朝阳二模)间接电解法合成苯甲醛的原理如图所示。下列说法不正确的是( )A．电极a与电源正极相连B．“氧化池”中发生反应：＋4Mn3＋＋H2O―→＋4Mn2＋＋4H＋C．电解一段时间后，电解池阴极区溶液pH升高(忽略溶液体积变化)D．用有机溶剂分离出苯甲醛，避免其在电解池中放电发生副反应2．(2023·福州模拟)我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)。下列有关说法正确的是( )A．光催化装置中溶液的pH减小B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电催化装置阳极电极反应式：4OH－＋4h＋===2H2O＋O2↑D．整套装置转移0.01mole－，光催化装置生成3.81gIeq\o\al(－,3)3．(2023·武汉二中校二模)某液流电池工作原理如图。充电过程中，阳极会发生如下副反应：2Mn3＋＋2H2O===Mn2＋＋MnO2↓＋4H＋，加入少量Br－可将MnO2还原为Mn2＋，提高电池的能量密度和稳定性。下列说法正确的是( )A．放电时，Cd电极为负极，发生还原反应B．放电时，Cd2＋通过质子交换膜，向石墨电极移动C．加入少量Br－后，经多次充放电，正极可能会发生3个以上不同的还原反应D．加入少量Br－后，充电时，阳极生成Mn3＋和阴极生成Cd的物质的量之比为2∶14．(2023·福建三明模拟)处理烟气中的SO2可以采用碱吸-电解法，其流程如图1，模拟过程Ⅱ如图2，下列推断不正确的是( )A．电解Na2SO3溶液时，亚硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右室B．若用锌锰碱性电池为电源，a极与锌极相连C．a极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑D．若收集22.4L的P(标准状况下)，则转移4mol电子5．(2023·四川凉山二模)科学家设计了一种能将苯酚(C6H5OH)氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置如图所示，已知羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。下列说法错误的是( )A．高温下不利于该电池的使用B．电池工作一段时间后，NaCl溶液浓度将降低C．d电极的电极反应为H2O－e－===·OH＋H＋D．相同时间内，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为3∶76．(2023·山东，11改编)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法不正确的是( )A．甲室Cu电极为负极B．隔膜为阳离子膜C．电池总反应：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响7．(2023·重庆二模)双极膜是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－，作为H＋和OH－离子源。利用双极膜制取NaOH和H3PO4，产品室1的产品是NaOH，其装置如图所示。下列说法正确的是( )A．a为铅酸蓄电池的正极，电子由b极流出经装置流入a极B．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜关注微信公众号《全元高考》领取高中精品资料C．电极Ⅱ的电极反应式为2H2O＋4e－===O2↑＋4H＋D．若要制60gNaOH，理论上铅酸蓄电池的负极增重72g8．传统方法制备H2O2会产生大量副产物，研究者通过更环保的电解法，使用空气和水制备H2O2，并用其处理有机废水，过程如图甲。电解制备H2O2装置如图乙所示。(1)a极的电极反应式为___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)通过管道将b极产生的气体送至a极，目的是______________________________________。(3)pH过高时H2O2会分解。但电解一段时间后，a极附近溶液的pH基本不变，原因是________________________________________________________________________________________。(4)用惰性电极电解Na2SO4溶液也能产生H2O2，写出阳极的电极反应式：_________________________________________________________________________________________________。9．电有机合成是用电化学的方法进行有机合成的技术。如图是在KI-CH3OK-CH3OH体系中，以石墨为电极电解2-丁酮制备中间体3-碘-2-丁酮的原理图。请回答：(1)石墨B的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)①反应的离子方程式为________________________________________________________。(3)总反应方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________________________。