2022年高考化学优秀模拟题分类汇编 专题10 电化学及应用

2022年高考化学优秀模拟题分类汇编 专题10 电化学及应用1【2018年成都七中高考模拟考试】新型电池的开发与使用在现代社会中已很普遍，一种水煤气燃料电池的能量转化率可达90%以上。下列说法正确的是A 总反应为2CO+O2=2CO2B 负极反应为H2-2e=2H+、CO-2e+H2O=CO2+2H+C 电路中通过4 mol电子，正极消耗22.4 L(标准状况)空气D 有机固体中的H+在放电时向正极移动，造成正极pH减小【答案】B【解析】2【红河州2018届高三复习统一检测】某电池以Na2FeO4和Zn为电极材料，NaOH溶液为电解溶质溶液，下列说法正确的是A 该电池放电过程中电解质溶液浓度减小B 正极反应式为2FeO42+10H+6e=Fe2O3+5H2OC 电池工作时OH向负极迁移D Zn为电池的正极【答案】C【解析】【点睛】本题考查原电池的知识，应抓住原电池的工作原理来分析，书写原电池的电极反应时应注意电解质溶液的影响。3【西安市长安区2018届高三教学质量检测】有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是A 图所示电池中，MnO2是催化剂B 图所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C 图所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D 图所示电池工作过程中，电子由Zn极流向Ag2O极【答案】D【解析】分析：A项，碱性锌锰电池中，MnO2为正极；B项，铅-硫酸蓄电池放电过程中的反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，硫酸浓度不断减小；C项，电解精炼铜的过程中，电解质溶液中Cu2+浓度开始一段时间减小；D项，银锌纽扣电池中，Zn为负极，Ag2O为正极，电池工作过程中电子由Zn极流向Ag2O极。详解：A项，碱性锌锰电池中，MnO2为正极，正极电极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO（OH）+OH-，A项错误；B项，铅-硫酸蓄电池放电过程中的反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，硫酸被消耗同时生成H2O，硫酸浓度不断减小，B项错误；C项，电解精炼铜时粗铜为阳极，纯铜为阴极，电解精炼铜的过程中，阳极先是粗铜中比Cu活泼的金属放电，后是Cu放电，阴极始终是Cu2+2e-=Cu，电解质溶液中Cu2+浓度开始一段时间减小，C项错误；D项，银锌纽扣电池中，Zn为负极，Ag2O为正极，电池工作过程中电子由Zn极流向Ag2O极，D项正确；答案选D。4【淄博市2018届高三第二次模拟考试】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点睛：本题考查了原电池的原理，明确正负极上得失电子及反应类型是解题的关键，难点是电极反应式的书写，明确哪种离子能够自由通过交换膜，可以确定交换膜的类型。题目难度中等。5【宿州市2018届高三第三次教学质量检测】下图为光伏发电电解甲基肼CH3NHNH2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CH3NHNH2+12OH10e=CO32-+N2+9H2O【答案】D点睛：电解池中阳极失电子发生氧化反应，阴极得电子发生还原反应；电解质溶液中没有电子移动，溶液中通过阴阳离子定向移动导电。6【吉大附中2018届高三第四次模拟】如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700 -900时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是A 电池内的O2-由电极乙移向电极甲B 电池总反应为N2H4+2O2= 2NO+2H2OC 当甲电极上有lmol N2H4消耗时，乙电极上有22.4LO2参与反应D 电池外电路的电子由电极乙移向电极甲【答案】A7【莆田市2018届高三下学期第二次（5月）质量测试】硼化钒（VB2）-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如下。该电池工作时的反应为4VB211O2=4B2O32V2O5。下列说法正确的是A 电极a为电池负极B 反应过程中溶液的pH升高C 电池连续反应过程中，选择性透过膜采用阳离子选择性膜D VB2极的电极反应式为：2VB2+ 22OH-22e=V2O5+ 2B2O3+ 11H2O【答案】D【解析】分析：硼化钒-空气燃料电池中，VB2在负极失电子，电极反应为：2VB2+22OH-22e-=V2O5+2B2O3+11H2O，氧气在正极上得电子，生成OH-，OH-通过选择性透过膜向负极移动，电池总反应为：4VB2+11O24B2O3+2V2O5，由此分析解答。8【福州市2018届高三下学期5月模拟】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是A 电池工作时OH-向负极迁移B 正极反应式为2Fe+ =Fe2O3+5H2OC 该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D 电子由Zn电极流出，经KOH溶液流向正极【答案】A【解析】分析：某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液，原电池工作时，Zn被氧化，为原电池的负极， K2FeO4具有氧化性，为正极，碱性条件下被还原生成Fe(OH)3，总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH；结合电极方程式以及离子的定向移动解答该题。详解：A.电池工作时阴离子OH-向负极迁移, A正确；B.KOH溶液为电解质溶液,则正极电极方程式为2FeO42-+6e-+8H2O= Fe(OH)3+10 OH-,B错误；根据总反应3Zn+2K2FeO4+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH可以知道该电池放电过程中电解质溶液浓度增大,C错误；D.根据化合价升降判断,Zn化合价只能上升,故为负极材料,电子从负极流出经导线流向正极,电子不能流入电解质溶液, D错误；正确选项A。 9【保山市2018届高三毕业复习统一检测（一）】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3O22O3B 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+2H2OD 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【解析】分析：本题给出高压放电法和电解纯水法制取臭氧原理图，以此进行分析解答。点睛：解答本题关键，氧气在放电的条件下生成臭氧，空气中含有氮气与氧气，在高压放电条件下可以反应生成NO； b电极发生氧化反应，生成氧气、臭氧，同时有氢离子生成，a电极生成氢气，H+由电极b经聚合固体电解质膜流向电极a。10【宜宾市高2018届高三第三次诊断】用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图。下列叙述正确的是A 电源的B极为负极B 可选用石英代替粗硅C 电解时，熔融盐中Li+向粗硅移动D 阳极反应：Si4H4e= SiH4【答案】D点睛：该题的关键是，看清楚图示内容，明确这是电解池装置，用电解池的规律进行解答，如氢气得电子生成氢负离子，在根据总反应：Si2H2= SiH4。H2生成H，发生还原反应，Si发生氧化反应，即可判断电极类型。11【日照市2018届高三5月校际联考】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转化为Na2S。下列说法正确的是A 充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能B 放电时，a极为负极C 充电时，阳极的电极反应式为I3-2e-=3I-D M可以使用阴离子交换膜【答案】B12【鄂州市2018届高三下学期第三次模拟】世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。下列说法正确的是A X为电源负极B 若该装置在高温下进行，则净化效率将降低C 若有1molNO3-被还原，则有6molH+通过质子膜迁移至阴极区D 若BOD为葡萄糖(C6H12O6)，则1mol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极流出20 mol e-【答案】B【解析】分析：从装置图中可知，X端连接的电极上发生反应是微生物作用下BOD、H2O反应生成CO2，Y端连接的电极上，微生物作用下，硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还原反应，为电解池的阴极，则Y为负极，X为正极，结合电极反应和电子守恒计算，质子膜允许氢离子通过。详解：根据上述分析可知，Y为负极，X为正极。AY端连接的电极上，微生物作用下，硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还原反应，为电解池的阴极，则Y为负极，X为正极，故A错误；B若该装置在高温下进行，催化剂微生物被灭活，则净化效率将降低，故B正确；C若有1molNO3-被还原，根据阴极电极反应式：2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O，可知转移电子5mol，则有5molH+通过质子膜迁移至阴板区，故C错误；D若BOD为葡萄糖(C6H12O6)，则1mol葡萄糖被完全氧化时，碳元素化合价由0价变化为+4价，理论上电极上流出=4e-6=24mole-，故D错误；故选B。点睛：本题考查了电解池原理和应用、依据电极上物质变化的元素化合价变化判断方式的反应来确定电解池电极名称和原电池电极名称是解题的关键。本题中外电路和质子交换膜中通过的电量相同，不能依据实际消耗的氢离子计算，这是本题的易错点。13【南昌市2018届高三第二次模拟】下列装置由甲、乙两部分组成（如图所示），甲是将废水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化为环境友好物质形成的化学电源；乙是利用装置甲模拟工业电解法来处理含Cr2O72-废水，电解过程中溶液发生反应：Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O。当电池工作时，下列说法错误的是A 甲中H+透过质子交换膜由左向右移动B 乙池中Fe棒应与甲池中的M极相连C M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2+N2+16H+D 若溶液中减少了0.OlmolCr2O72-，则电路中至少转移了0.06 mol电子【答案】B详解：A根据图知，N电极上氧气得电子生成水，该电极上得电子发生还原反应，为正极，M为负极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即甲中H+透过质子交换膜由左向右移动，A正确；B根据方程式知，乙中Fe失电子生成亚铁离子，则Fe作阳极、C作阴极，阴极连接原电池负极、阳极连接原电池正极，则Fe与N极相连，B错误；C根据图知，M电极上生成氢离子，甲是将废水中乙二胺氧化为环境友好物质形成的化学电源，生成含有N元素的物质是氮气、生成含有C元素的物质是二氧化碳，因此电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2+N2+16H+，C正确；DCr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O中以Fe元素计算转移电子数=6（3-2）=6，即消耗 1mol Cr2O72-，电路中至少转移了6mol电子，所以溶液中减少了0.0lmolCr2O72-，则电路中至少转移了0.06mol电子，D正确；答案选B。点睛：本题考查原电池和电解池原理，侧重考查学生分析判断能力，正确判断正负极、阴阳极及各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写和电解的有关计算，注意电子守恒的应用。14【绵阳中学2018届高三考前适应性考试（三）】我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”NaCO2电池。放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。吸入CO2时，其工作原理如右图所示。吸收的全部CO2中，有转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管（MWCNT）电极表面。下列说法正确的是（ ）A “吸入”CO2时，钠箔为正极B “吸入”CO2时的正极反应：4Na+ 3CO2+ 4e= 2Na2CO3+ CC “呼出”CO2时，Na+向多壁碳纳米管电极移动D 标准状况下，每“呼出”22.4 L CO2，转移电子数为0.75 mol【答案】B15【临沂市2018届高三第三次高考模拟】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：abD 理论上每生成1 mol H3BO3，两极室共产生标准状况下16.8 L气体【答案】B点睛：电解池中与电源正极相连的一极是阳极，阳极失电子发生氧化反应；与电源负极相连的一极是阴极，阴极得电子发生还原反应；阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。16【华中师范大学第一附属中学2018届高三5月押题考试】现有阳离子交换膜，阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是A 阴极反应式为4OH-4e-=2H2O+O2 B 从A口出来的是NaOH溶液C b是阳离子交换膜，允许Na+通过 D Na2SO4溶液从G口加入【答案】C点睛：本题考查电解池知识，本题设置新情景，即离子交换膜，注意根据两极上的反应判断生成物，题目难度中等据题意，电解饱和Na2SO4溶液时，阳极附近是OH放电，生成氧气，阴极附近时H+放电生成氢气，由于装置中放置了离子交换膜，在两极分别生成NaOH和H2SO4，需在阳极室一侧放置阴离子交换膜，只允许通过阴离子，在阴极一侧放置阳离子交换膜，只允许通过阳离子；接电源正极的是阳极，即A极放出氧气。17【湖北省2018届高考仿真模拟适应性考试】手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量，下图为某种氧电化学传感器的原理示意图。已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为aL(标准状况)，某电极增重了bg。下列说法正确的是A Pt上发生氧化反应B Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=Pb(OH)2C 反应过程中转移OH-的物质的量为0.25bmolD 待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a【答案】D【解析】由图可知O2在Pt电极上发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，所以Pt电极为正极， Pb电极则为负极，发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，电池总反应为2Pb+ O2=2PbO。根据以上分析，A选项 Pt上发生还原反应，故A错误；B选项 Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，B错误；C项反应过程中，负极增加的质量为O的质量，正极消耗氧气mol,根据O2+2H2O+4e-=4OH-，转移OH-的物质的量为0.125bmol，故C错误；D. 电极增加的质量为O的质量，待测气体为aL含有的氧气体积为L/mol=0.7bL，则待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a，D正确；本题答案为D。点睛：已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变，提示负极电极增加的质量就是参加反应的O2的质量，在此基础上弄清电极反应和电池反应是解题的关键。18【齐齐哈尔市2018届高三第三次模拟】用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示，质子膜允许H+和H2O通过。下列说法正确的是A 电极I为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2B 电解时H+由电极I向电极II迁移C 吸收塔中的反应为2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-D 每处理1molNO，可同时得到32gO2【答案】C19【海南省海南中学2018届高三第五次月考】一种高能纳米级Fe3S4和镁的二次电池，其工作原理为：Fe3S4+4Mg3Fe+4MgS，装置如图所示。下列说法不正确的是A 放电时，电路中转移0.5mol电子则阴离子交换膜上移动0.5molS2B 放电时，正极的电极反应式为Fe3S4+8e3Fe+4S2C 充电时，阴极的电极反应式为MgS+2eMg+S2D 充电时，S2从阴离子交换膜左侧向右侧迁移【答案】AD【解析】【分析】根据电池反应式知，放电时为原电池反应，Mg失电子发生氧化反应，则Mg是负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，Fe3S4为正极，正极反应式为Fe3S4+8 e-=3Fe+4S2-。【点睛】根据电池反应式知,放电时为原电池反应，Mg失电子发生氧化反应，则Mg是负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+， Fe3S4为正极，正极反应式为Fe3S4+8 e-=3Fe+4S2-；充电时，原电池的负极与电源的负极连接，发生还原反应，原电池的正极与电源的正极相连，发生氧化反应，结合电极方程式解答该题。20【江苏省海安高级中学2018年第一次模拟】江苏正在建设世界最大的海上风电场，防腐蚀是海上风电的突出问题，下列说法正确的是A 海水的pH一般在8.08.5，对风电钢铁支架的腐蚀主要是析氢腐蚀B 腐蚀总反应为4Fe+3O2 +2xH2O2Fe2O3xH2O（铁锈）的H 0，S0C 钢部件镀锌前，可用碱液洗去表面的铁锈D 热喷涂锌铝合金，可以减缓管道的腐蚀【答案】BD详解：A项，海水的pH一般在8.08.5，海水呈弱碱性，对钢铁支架的腐蚀主要是吸氧腐蚀，A项错误；B项，钢铁发生吸氧腐蚀的电极反应式为：负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+、正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，接着发生的反应有4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3、2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O，腐蚀的总反应为4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3xH2O，该反应为放热反应，S0，B项正确；C项，铁锈的主要成分为Fe2O3xH2O，碱液与铁锈不反应，不能洗去钢部件表面的铁锈，C项错误；D项，锌铝合金比Fe活泼，锌铝合金为负极，钢铁为正极被保护，减缓管道的腐蚀，此保护法称为牺牲阳极的阴极保护法，D项正确；答案选BD。