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1、第6题化学反应原理综合判断题组一电化学原理及应用 1.某手机电池采用了石墨烯电池,可充电5分钟,通话2小时。一种石墨烯锂硫电池(2Li+S8 Li2S8)工作原理示意图如图。下列有关该电池说法不正确的是()A.金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料B.充电时A电极为阴极,发生还原反应C.充电时B电极的反应:Li2S8-2e- 2Li+S8D.手机使用时电子从A电极经过手机电路板流向B电极,再经过电池电解质流回A电极2.锂空气电池的工作原理如图所示。其中多孔电极材料选用纳米多孔金时,该电池表现出良好的循环性能。电池反应为2Li+O2 Li2O2。下列说法错误的是()A.该电池的电解液常用锂盐的有
2、机溶液B.电池工作时,外电路中流过0.01 mol电子,负极材料减重0.07 gC.电池工作时,正极反应可能经过两个过程:Li+O2+e- LiO2、Li+LiO2+e- Li2O2D.电池充电时间越长,电池中Li2O2越多3.如图所示是一种利用锂电池“固定CO2”的电化学装置,在催化剂的作用下,该电化学装置放电时可将CO2转化为C和Li2CO3,充电时选用合适催化剂,只有Li2CO3发生氧化反应,释放出CO2和O2。下列说法中正确的是()A.该电池放电时,Li+向电极X方向移动B.该电池充电时,每转移0.4 mol电子,理论上阳极产生4.48 L CO2C.该电池放电时,每转移4 mol电子
3、,理论上生成1 mol CD.该电池充电时,阳极反应式为C+2Li2CO3-4e-3CO2+4Li+4.NaClO2(亚氯酸钠)是常用的消毒剂和漂白剂,工业上可采用电解法制备,工作原理如图所示。下列叙述正确的是()A.若直流电源为铅蓄电池,则b极为PbB.阳极反应式为ClO2+e- ClO2-C.交换膜左侧NaOH的物质的量不变,气体X为Cl2D.制备18.1 g NaClO2时理论上有0.2 mol Na+由交换膜左侧向右侧迁移5.三室式电渗析法处理废液(HCl和FeCl2混合溶液)的原理如图所示,其中X、Y均为离子交换膜。在直流电场的作用下,中间室得到盐酸,阴极区可回收铁。下列说法正确的是
4、()A.X、Y依次是阴离子透过膜和阳离子透过膜B.通电后,阴极区溶液的pH不断减小C.阳极反应式为2H2O-4e- 4H+O2D.中间室得到1 L 2 mol/L盐酸时,电路中通过1 mol电子6.铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺,装置如图所示。若上端开口关闭,可得到强还原性的H(氢原子);若上端开口打开,并鼓入空气,可得到强氧化性的OH(羟基自由基)。下列说法错误的是()A.无论是否鼓入空气,负极的电极反应式均为Fe-2e- Fe2+B.不鼓入空气时,正极的电极反应式为H+e- HC.鼓入空气时,每生成1 mol OH有2 mol电子发生转移D.处理含有草酸(H2C2O4
5、)的污水时,上端开口应打开并鼓入空气7.锌铈液流电池体系作为氧化还原液流电池中的新生一代,有着诸多的优势,如开路电位高、污染小等。锌铈液流电池放电时的工作原理如图所示,其中,电极为惰性材料,不参与电极反应。下列有关说法正确的是()A.放电时,电池的总反应式为2Ce4+Zn Zn2+2Ce3+B.充电时,a极发生氧化反应,b极发生还原反应C.充电时,当电路中通过0.1 mol电子时,b极增加14 gD.选择性离子膜为阴离子交换膜,能阻止阳离子通过8.通电条件下,用如图所示装置由乙二醛(OHCCHO)制备乙二酸(HOOCCOOH),其反应为OHCCHO+2Cl2+2H2OHOOCCOOH+4HCl
6、。下列说法正确的是()A.Pt1的电极反应为2H2O+2e- 2OH-+H2B.盐酸起提供Cl-和增强导电性的作用C.每消耗0.1 mol乙二醛,在Pt1极放出2.24 L气体(标准状况)D.每得到1 mol乙二酸将有2 mol H+从右室迁移到左室题组二溶液中的离子平衡 1.下列有关电解质溶液的说法正确的是()A.向K2S溶液中加水稀释,c(HS-)c(S2-)会减小B.向醋酸溶液中加NaOH至恰好完全反应,水的电离程度先增大后减小C.向含有MgCO3固体的溶液中加入少量盐酸,c(CO32-)会增大D.向CuS和FeS的饱和溶液中加入少量Na2S,c(Cu2+)c(Fe2+)保持不变2.25
7、 时,用0.100 0 mol/L BOH溶液滴定20 mL 0.100 0 mol/L一元酸HA溶液,其滴定曲线如图所示。下列说法正确的是()A.HA的电离平衡常数Ka为110-14B.滴定时应选择甲基橙作指示剂C.当滴入BOH溶液20 mL时,溶液中:c(B+)=c(A-)c(OH-)=c(H+)D.当滴入BOH溶液10 mL时,溶液中:c(A-)c(B+)c(H+)c(OH-)3.常温下,向20 mL 0.1 molL-1氨水中滴加一定浓度的稀盐酸,溶液中由水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法正确的是()A.常温下,0.1 molL-1氨水中NH3H2O的电离常数K
8、约为110-5B.a、b之间的点一定满足:c(NH4+)c(Cl-)c(OH-)c(H+)C.c点溶液中c(NH4+)=c(Cl-)D.d点代表两溶液恰好完全反应4.常温下,CH3COOH和NH3H2O的电离常数均为1.810-5。向20 mL浓度均为0.1 mol/L NaOH和NH3H2O的混合液中滴加等物质的量浓度的CH3COOH溶液,所得混合液的导电率与加入CH3COOH溶液的体积(V)的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.a=20,b=40,且溶液呈中性处于A、B两点之间B.B点溶液中:c(CH3COO-)c(Na+)c(NH4+)C.已知lg30.5,则C点的pH5D.A、B、
9、C三点中,B点溶液中水的电离程度最大5.电解质溶液导电能力越强,电导率越大。常温下用0.100 0 mol/L盐酸分别滴定10.00 mL浓度均为0.100 0 mol/L的NaOH溶液和二甲胺(CH3)2NH溶液二甲胺在水中电离与氨相似,已知在常温下Kb(CH3)2NHH2O=1.610-4,利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是()A.盐酸滴定二甲胺实验中选择酚酞作指示剂比选甲基橙误差更小B.d点溶液中:c(H+)c(OH-)+c(CH3)2NH2+C.a点溶液与d点的溶液混合后的溶液中:c(CH3)2NH2+c(CH3)2NHH2OD.b、c、e三点的溶液中,水的
10、电离程度最大的是e点6.25 时,往HA溶液中滴加NaOH溶液,溶液中HA和A-二者中各自所占的物质的量分数()随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是()A.在pH=5.0的溶液中,c(A-)=c(HA),c(OH-)=c(H+)B.pH=7的溶液中,(HA)=0,(A-)=1.0C.25 时,Ka(HA)=110-5D.pH=5.0时,溶液中水电离产生的c(H+)=110-5 molL-1答案全解全析题组一电化学原理及应用1.D单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多,则得到的电能越多,能量越高,Li是所有金属元素中相对原子质量最小的金属,所以金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料,
11、故A项正确。原电池中阳离子向正极移动,由图可知,做电源时,B为正极,A为负极,负极发生失电子的氧化反应;反过来,充电时负极为阴极,发生还原反应,故B项正确。充电时B电极为阳极,Li2S8失去电子生成S8,电极反应式为Li2S8-2e- 2Li+S8,故C项正确。电子只能在电极和导线中移动,电子不能在电解质溶液中移动,故D项错误。2.D该电池的负极是Li,所以电解质溶液不能是水溶液,根据图示,锂离子定向移动,故电解液常用锂盐的有机溶液,故A项正确;负极的电极反应为Li-e- Li+,外电路中流过0.01 mol电子,即有0.01 mol Li反应,负极材料减重0.07 g,故B项正确;根据总反应
12、Li最终转化成了Li2O2,所以正极可能先生成LiO2,再生成Li2O2,故正极反应可能经过两个过程:Li+O2+e- LiO2、Li+LiO2+e- Li2O2,故C项正确;充电时的反应为Li2O2 2Li+O2,电池充电时间越长,电池中Li2O2越少,故D项错误。3.C电池放电时,Y极上CO2转化为C和Li2CO3,为正极,Li+向电极正极Y方向移动,故A项错误;电池充电时,只有Li2CO3发生氧化反应,所以反应式为2Li2CO3-4e- 2CO2+4Li+O2,每转移0.4 mol电子,理论上阳极产生0.2 mol CO2,未知状态,无法计算体积,故B项错误;该电池放电时发生的反应为3C
13、O2+4e-+4Li+ C+2Li2CO3,所以每转移4 mol电子,理论上生成1 mol C,故C项正确;根据信息知,充电时选用合适催化剂,只有Li2CO3发生氧化反应,释放出CO2和O2,该电池充电时,阳极反应式为2Li2CO3-4e- 2CO2+4Li+O2,故D项错误。4.C左边通入ClO2,ClO2得电子产生ClO2-,故左边电极为阴极,连接电源的负极,铅蓄电池Pb极为负极,则a极为Pb,A项错误;阳极氯离子失电子产生氯气,电极反应式为2Cl-e- Cl2,B项错误;交换膜左侧NaOH不参与电极反应,物质的量不变,根据选项B分析气体X为Cl2,C项正确;电解池中阳离子向阴极移动,则制
14、备18.1 g NaClO2(0.2 mol)时理论上有0.2 mol Na+由交换膜右侧向左侧迁移,D项错误。5.C通电后,阳极区电极反应式为2H2O-4e- 4H+O2,产生的H+通过X离子交换膜进入中间室,氢离子在阴极得电子生成氢气,考虑电荷守恒,Cl-通过Y离子交换膜进入中间室,得到盐酸,所以X是阳离子透过膜,Y是阴离子透过膜,A项错误;通电后,氢离子在阴极得电子生成氢气,氢离子浓度减小,阴极区溶液的pH不断增大,B项错误;通电后,阳极发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e- 4H+O2,C项正确;根据阳极电极反应式可知,中间室得到1 L 2 mol/L盐酸时,电路中通过2 mol电
15、子,D项错误。6.C若上端开口打开,鼓入空气时,正极反应式为O2+2e-+2H+ 2OH,每生成1 mol OH有1 mol e-发生转移,故C错误。7.A放电时,负极反应式为Zn-2e- Zn2+,正极反应式为2Ce4+2e- 2Ce3+,故电池的总反应式为2Ce4+Zn Zn2+2Ce3+,故A项正确;充电时,a极为阴极,发生还原反应,b极为阳极,发生氧化反应,故B项错误;充电时,当电路中通过0.1 mol电子时,b极生成了0.1 mol Ce4+,Ce4+不在b极上析出,故C项错误;充电和放电过程中,正极电解液与负极电解液不能混合,加入的H+起平衡电荷的作用,故选择性离子膜为质子交换膜,故D项错误。8.BPt1电极为阴极,H+得到电子生成氢气:2H+2e- H2,A项中生成的OH-不能与酸共存,A项错误;阳极上Cl-失去电子生成Cl2,将乙二醛氧化为乙二酸,同时盐酸增强溶液的导电性,B项正确;消耗0.1
