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1、选择题精准练(六)电化学原理及应用(建议用时:25分钟)1(2019高考江苏卷)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Fe3e=Fe3B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2某新型水系钠离子电池工作原理如图所示。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I2e=3IDM可以使用阴离
2、子交换膜3近年来,尿素电氧化法处理富含尿素的工业废水和生活污水得到了广泛关注,该法具有操作简易、处理量大、运行周期长等优点,且该过程在碱性条件下产生无毒的CO2、N2。电池工作时,下列说法错误的是()A负极发生的反应为CO(NH2)26OH6e=N2CO25H2OB正极附近溶液的pH增大C隔膜只允许阳离子通过D处理掉废水中尿素1.0 g时消耗O2 0.56 L(标准状况)4(新题预测)最近,科学家研发出了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A右边吸附层中发生了氧化反应B负极的电极反应是H22e2OH=2H2OC该电池总反应是HOH=H2OD电解质溶液中Na向右移动、ClO向左
3、移动5LiFePO4电池具有稳定性高、安全、环境友好等优点,可用于电动汽车。电池反应为FePO4LiLiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨和锂,含Li导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池的说法正确的是()A放电时电池正极反应为FePO4Lie=LiFePO4B放电时电池内部Li向负极移动C充电过程中,电池正极材料的质量增加D可加入硫酸以提高电解质的导电性6(2019试题调研)我国科学家研制出的新型铝锂石墨烯电池具有耐热、抗冻等优良特性,有广泛的应用前景。电池反应原理为AlLiC6(PF6)AlC6LiPF。下列说法正确的是()A放电时外电路中电子向铝锂电极移动B
4、放电时正极反应为C6(PF6)e=C6PFC充电时,应将石墨烯电极与电源负极相连D充电时,若电路中转移1 mol电子,则阴极质量增加9 g7近日,中国科学院深圳先进技术研究院研发出一种高性能的钙离子电池:以溶有六氟磷酸钙Ca(PF6)2的碳酸酯类溶剂为电解液,放电时合金Ca7Sn6发生去合金化反应,阴离子(PF)从石墨烯中脱嵌,进入电解质溶液。放电时其工作原理如图,下列说法错误的是(已知:比能量为单位质量的电极放出电能的大小)()A电池放电时,化学能转化为电能和热能B放电时,a电极的电极反应式为Ca7Sn614e=7Ca26SnC充电时,b电极接电源的正极D与锂离子电池相比较钙离子电池具有材料
5、储量丰富、比能量高的优点8一种利用生物电化学方法脱除水体中NH的原理如图所示。下列说法正确的是()AM为电源的负极,N为电源的正极B装置工作时,电极a周围溶液的pH降低C装置内工作温度越高,NH的脱除率一定越大D电极b上发生的反应之一为2NO8H8e=N24H2O9锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池,某种锂离子电池的结构示意图如下,它在放电时有关离子转化关系如图所示,下列说法正确的是()ALi透过膜除允许Li通过外,还允许H2O分子通过B充电时,电池内部发生的总反应为LiFe2LiFe3C充电时,钛电极与外电源的负极相连D放电时,进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为S2OFe2=Fe32
6、SO10手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量,如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a L(标准状况),某电极增重了b g。下列说法正确的是()APt上发生氧化反应BPb上发生的电极反应式为Pb2OH2e=Pb(OH)2C反应过程中转移OH的物质的量为0.25b molD待测气体中氧气的体积分数为11碳酸二甲酯(DMC)结构简式为(CH3O)2CO,化学性质非常活泼,极易水解。用电解法制备碳酸二甲酯的模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A图中左侧电极为阴极,右侧电极为阳极B阳极反应:CO2e2CH3
7、OH=(CH3O)2CO2HC质子通过质子交换膜从阴极区移向阳极区D离子液体必须是水溶液,目的是传递电荷参考答案与解析选择题精准练(六)电化学原理及应用1解析:选C。A项,铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池,铁做负极,铁失去电子生成Fe2,电极反应式为Fe2e=Fe2,错误;B项,铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外,还可转化为热能等,错误;C项,构成原电池后,铁腐蚀的速率变快,正确;D项,用水代替NaCl溶液,Fe和炭也可以构成原电池,Fe失去电子,空气中的O2得到电子,铁发生吸氧腐蚀,错误。2解析:选B。充电时,太阳能转化为电能,电能又转化为化学能贮存起来,A错误;放电时,a极为负
8、极,Na2S失电子被氧化为Na2S4,B正确;充电时,阳极失电子被氧化,电极反应式为3I2e=I,C错误;M是阳离子交换膜,防止阴离子相互反应,D错误。3解析:选C。由题图可知,通尿素的一极为负极,发生氧化反应,电极反应为CO(NH2)26OH6e=N2CO25H2O;通氧气的一极为正极,发生还原反应,电极反应为O24e2H2O=4OH,以此解答该题。A.负极发生的反应为CO(NH2)26OH6e=N2CO25H2O,A正确;B.正极附近发生电极反应O24e2H2O=4OH,产生OH,使溶液的pH增大,B正确;C.为维持溶液的电中性,正极附近产生的OH通过隔膜进入负极被消耗,隔膜允许阴离子通过
9、,C错误;D.根据电极反应可知负极每消耗尿素1.0 g时转移的电子为0.1 mol,根据正极反应可得消耗的O2为0.1 mol22.4 L/mol0.56 L,D正确。4解析:选A。由电子的流动方向可知左边吸附层为负极,发生氧化反应,右边吸附层为正极,发生还原反应,A错误;负极的电极反应为H22e2OH=2H2O,B正确;正极的电极反应为2H2e=H2,根据正、负极的反应可知总反应为OHH=H2O,C正确;在原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,D正确。5解析:选A。当其为原电池时,负极材料为石墨和锂,锂失去电子,正极得到电子,电极反应为FePO4Lie=LiFePO4,故A正确;放电
10、时阳离子向正极移动,故B错误;充电过程为电解池,阳极反应为LiFePO4e=FePO4Li,电池的正极材料质量减少,故C错误;因为锂可以和硫酸反应,则电解质中不能加入硫酸,故D错误。6解析:选B。放电时,铝锂电极为负极,石墨电极为正极,放电时外电路中电子向石墨电极移动,A项错误;充电时,应将石墨烯电极与电源正极相连,C项错误;充电时,阴极反应为AlLie=AlLi,若电路中转移1 mol电子,则阴极质量增加7 g,D项错误。7解析:选D。电池放电时为原电池,化学能转化为电能和热能,A正确;根据图示可知,Ca2向b电极移动,因此a电极为负极,发生氧化反应:Ca7Sn614e=7Ca26Sn,B正
11、确;充电时为电解池,b电极为原电池的正极,应该接电源的正极,C正确;由于提供1 mol e时,钙的质量大于锂的质量,所以单位质量的电极放出电能,钙离子电池比能量比锂离子电池要低,D错误。8解析:选B。电极a上NH失电子,反应生成NO或NO,电极a为阳极,所以M为电源的正极,N为电源的负极,故A错误;电极a上发生的反应为NH2H2O6e=NO8H或NH3H2O8e=NO10H,电极a周围溶液的pH降低,故B正确;细菌需要在正常温度范围内才能有效工作,温度太高会使细菌死亡,故C错误;电极b上发生的反应之一应该是2NO8H6e=N24H2O,故D错误。9解析:选B。该电池的负极是金属锂,Li透过膜只
12、允许Li通过,不允许H2O分子通过,故A错误;电池反应为LiFe3=LiFe2,则充电时发生的反应为LiFe2LiFe3,故B正确;钛电极是电池的正极,充电时,应该与外电源的正极相连,故C错误;放电时,正极上发生得电子的还原反应,即Fe3e=Fe2,Fe2与S2O发生氧化还原反应:S2O2Fe2=2Fe32SO,故D错误。10解析:选D。由题图可知,O2在Pt电极上发生还原反应,电极反应式为O22H2O4e=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Pb2OH2e=PbOH2O,电池总反应为2PbO2=2PbO。根据以上分析,Pt上发生还原反应,A错误;Pb上发生的电极反应式为Pb2OH2e=PbOH2O,B错误;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O22H2O4e=4OH,转移OH的物质的量为 mol40.125b mol,C错误;电极增加的质量为O的质量,待测气体为a L,含有的氧气体积为 mol22.4 L/mol0.7b L,则待测气体中氧气的体积分数为,D正确。11解析:选B。左侧放电物质CO是还原剂,发生氧化反应为阳极,右侧O2放电为阴极,A错误;质子(H)在阳极区生成,通过质子交换膜从阳极区移向阴极区,C错误;依据题干信息“碳酸二甲酯(DMC)极易水解”可知,离子液体必须是非水体系,D错误。