选择题突破六　电化学 专项特训（含解析）2024年高考化学二轮复习

选择题突破六　电化学
A卷
1.(2023·广州三模)文物的腐蚀是指出土前由于自然的侵蚀、损坏而破坏文物的原貌，电化学腐蚀也是重要因素之一。三星堆是中华文明的重要组成部分，下列出土文物可能涉及电化学腐蚀的是(　　)
A B C D
青铜神树 玉璋 陶瓷马头 黄金面罩
2.(2023·汕头质监)下图是某宝上销售的家用消毒液发生器，可产生消毒液来清除冰箱异味、对厨具消毒等。操作时只需往瓶内加入少许氯化钠和水，按下开关即可。下列有关说法错误的是(　　)
A.该装置可实现随制随用，且理论上不会有氯气逸出
B.通电时，Cl－发生还原反应
C.通电时，瓶内会产生氢气，使用时应避开火源
D.瓶内可能发生反应：Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
3.(2023·茂名二模)将裹有锌片的铁钉放入含有酚酞－饱和NaCl琼脂溶液中，滴加少量酚酞溶液，下列说法不正确的是(　　)
A.a处溶液会变红
B.b处c(Zn2＋)增大
C.c处产生较多无色气泡
D.该实验说明Fe受到保护
4.(2023·深圳二调)直接NaBH4－H2O2燃料电池具有比能量高等优点，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H2SO4溶液、NaOH溶液，并采用阳离子交换膜，放电时(　　)
A.负极上BH被还原
B. 正极发生的反应为H2O2＋2e－===2OH－
C.Na＋由负极移向正极
D. 正极区溶液中c(SO)保持不变
5.工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐，电解过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.电解时，阴极反应为＋2e－＋2H＋===
B.理论上外电路中迁移2 mol电子，消耗1 mol糠醛
C.电解时，MnO2和MnOOH在电极与糠醛之间传递电子
D.生成糠酸盐的离子反应方程式为＋2MnO2＋OH－―→＋2MnOOH
6.(2023·湛江模拟)如图是我国发明的超大容量锂硫电池。下列说法不正确的是(　　)
A.放电时该电池中电子通过外电路，Li＋通过内电路均移向正极
B.正极的电极反应式为S8＋16e－＋16Li＋===8Li2S
C.该电池的电解质为非水体系，通过传递Li＋形成电流
D.充电时，金属锂片上发生氧化反应
7.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的消毒剂，以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.Fe电极的电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O
B.离子交换膜b为阴离子交换膜
C.通入Ⅰ室的水中加入少量NaOH，可以加快高铁酸钠的生成
D.每生成0.1 mol Na2FeO4，Ⅱ室中溶液减少的质量为32.0 g
8.应用电化学方法，对水体消毒并去除余氯，装置如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A.闭合K1后，可对池中的水杀菌消毒
B.断开K1，闭合K2时，e－由M极流出
C.断开K1，闭合K2后，N极金属Na不断累积
D.钠离子交换膜可用质子交换膜代替
B卷
9.(2023·深圳光明区期末)用金属Pt和Ti为电极电解0.1 mol/L KOH溶液与0.1 mol/L甘油(用C3H8O3表示)的混合液可制备甲酸钾(HCOOK)。下列说法正确的是(　　)
A.HCOOK的水溶液呈中性
B.基态钛原子的价电子排布式为3d34s1
C.阳极反应为C3H8O3－8e－＋11OH－===3HCOO－＋8H2O
D.一段时间后，电解质溶液的碱性增强
10.(2023·广东大湾区联考)利用[Fe(CN)6]4－/[Fe(CN)6]3－介质耦合微生物电化学系统与电催化还原CO2系统，既能净化废水，又能使CO2向高附加值产物转化，其工作原理示意图如图a和图b所示，下列说法错误的是(　　)
A.图a装置和图b装置中的H＋都是从左向右移动
B.图a装置中甲电极的反应式为CH3COO－－8e－＋7OH－===2CO2↑＋5H2O
C.图b装置中丙电极的电势比丁电极高
D.图b装置中丁电极中每消耗22.4 L CO2(标准状况)，转移电子数约为3.612×1024
11.(2023·广州天河区二模)Zn－CO2电池实现了对CO2的高效利用，其原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.多孔Pd纳米片为正极，电极上发生还原反应
B.Zn电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
C.a为H＋，b为OH－
D.当外电路通过1 mol e－时，双极膜中离解水的物质的量为1 mol
12.(2023·深圳二调)我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber－Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn－NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3·H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。
下列说法正确的是(　　)
A.b电极为Zn电极
B.放电过程中，负极发生的反应为NO2＋e－===NO
C.电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小
D.理论上，每得到1 mol NH3·H2O，至少需要消耗195 g Zn
13.(2023·梅州二模)一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
　　　　
A.与传统氯碱工艺相比，该方法可避免使用离子交换膜
B.第一步中的阳极反应为Na0.44MnO2－xe－===Na0.44－xMnO2＋xNa＋
C.第二步放电结束后，电解质溶液中NaCl的含量增大
D.第三步，Cl2在阳极产生
14.(2023·汕头二模)间接电解法可对大气污染物NO进行无害化处理。其工作原理如图所示(质子膜只允许H＋通过)。下列有关说法错误的是(　　)
A.电极b接电源正极，电解过程中附近溶液的pH增大
B.电极a的电极反应式为2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O
C.电解过程中右侧Na2SO4的浓度增大
D.电解过程中有4 mol H＋通过质子膜时，可处理60 g NO
15.(2023·广东省实验中学模拟)科研小组设计用电化学原理进行废水脱硫，放电时工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.放电时，负极电极的反应S2－＋4H2O－8e－===SO＋8H＋
B.放电时，H2SO4溶液的浓度不断减小
C.充电时，阳极区需补充适量水以保持溶液浓度不变
D.充电时，导线中流过8 mol e－同时有6 mol H＋通过交换膜
16.(2023·茂名一中模拟)某科研团队设计的酶—光电化学电池可同时在电池两室分别实现两种酶催化转化，原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.该电池工作过程中实现了光能转化为化学能
B.氢离子从ITO电极向Mo∶BiVO4电极方向迁移
C.Mo∶BiVO4电极上的反应式为2H2O－2e－===H2O2＋2H＋
D.消耗1 mol 同时生成1 mol
选择题突破六　电化学
1.A　[A.青铜神树中含有Sn和Cu，可能涉及电化学腐蚀，故A符合题意；B.玉璋属于玉器，主要成分为无机物，不涉及电化学腐蚀，故B不符合题意；C.陶瓷马头以粘土为主要原料制成，不涉及电化学腐蚀，故C不符合题意；D.黄金面罩由黄金制成，只含有金，不涉及电化学腐蚀，故D不符合题意。]
2.B　[瓶中为氯化钠溶液，通电时为电解氯化钠溶液，阳极氯离子失去电子生成氯气，阴极水得电子生成氢气和氢氧化钠，氯气与生成的氢氧化钠反应生成次氯酸钠和水。A.该装置点击开关，电解反应可进行，关闭开关，反应停止，该瓶子为密闭装置，理论上氯气不会逸出，A正确；B.通电时，氯离子失去电子生成氯气，发生氧化反应，B错误；C.根据分析，通电时阴极水得电子生成氢气和氢氧化钠，氢气易燃，故使用时应避开火源，C正确；D.根据分析，氯气与生成的氢氧化钠反应生成次氯酸钠和水，D正确。]
3.C　[裹有锌片的铁钉放入含有酚酞－饱和NaCl琼脂溶液中，发生电化学腐蚀，锌片为负极，发生反应：Zn－2e－===Zn2＋，铁钉为正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，在铁钉附近酚酞溶液变红。A.a为铁钉，为原电池正极，发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，产生OH－，酚酞溶液变红，A正确；B.b处为锌片，锌片为负极，发生反应：Zn－2e－===Zn2＋，所以b处c（Zn2＋）增大，B正确；C.c处为铁钉，发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，不会产生气泡，C错误；D.铁为正极，不发生反应，被保护起来，D正确。]
4.C　[由题干信息可知，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H2SO4溶液、NaOH溶液，放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，正极发生还原反应，电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，据此分析解题。A.负极发生氧化反应，电极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，即负极上BH被氧化，A错误；B.由分析可知，电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，B错误；C.原电池内部电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na＋由负极移向正极，C正确；D.由分析可知，电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，反应生成H2O，则正极区溶液中c（SO）减小，D错误。]
5.B　[根据图示，阳极室中，MnOOH失电子变为MnO2；阴极室中，糠醛得电子生成糠醇。双极膜将水解离为H＋和OH－，并实现其定向通过。据图可知电解时，阴极反应为＋2e－＋2H＋===，A正确；理论上外电路中迁移2 mol电子，阳极室和阴极室各需要消耗1 mol糠醛，共需要消耗2 mol糠醛，B错误；电解时，MnO2和MnOOH在电极与糠醛之间传递电子，C正确；据图可知在阳极室糠醛生成糠酸盐的离子反应方程式为＋2MnO2＋OH－―→＋2MnOOH，D正确。]
6.D　[A.放电时该电池中电子通过外电路，Li＋通过内电路均移向正极，A正确；B.由图中信息可知，正极S8放电生成Li2S，正极的电极反应式为S8＋16e－＋16Li＋===8Li2S，B正确；C.锂和水能反应，锂硫电池中电解质不能为水溶液，该电池的电解质为非水体系，通过传递Li＋形成电流，C正确；D.金属锂片为负极，充电时，金属锂片连接外加电源的负极，金属锂片上发生Li＋得电子的过程，属于还原反应，D错误。]
7.D　[该装置以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4，为电解池装置，Fe电极为阳极，Ni电极为阴极，阳极电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，OH－移动向Ⅲ室，阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Na＋应移动向Ⅰ室。A项，Fe电极为阳极，Fe失电子生成FeO，电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，故A正确；B项，Fe电极为阳极，Ni电极为阴极，Ⅱ室中的Na＋移动向Ⅰ室，OH－移动向Ⅲ室，故离子交换膜a、b分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，故B正确；C项，通入Ⅰ室的水中加入少量NaOH，可以增强溶液的导电性，可以加快高铁酸钠的生成，故C正确；D项，每生成0.1 mol Na2FeO4，外电路中通过0.6 mol电子，则Ⅱ室溶液中减少的NaOH的物质的量为0.6 mol，质量为24.0 g，故D错误；故选D。]
8.A　[A.闭合K1后，构成电解池装置，M极为阳极，电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑，氯气进入水池消毒，A正确；B.断开K1，闭合K2时，构成原电池装置，M极为正极，N极为负极，e－由N极流出，B错误；C.断开K1，闭合K2后，构成原电池装置，N极为负极，电极反应式：Na－e－===Na＋，N极金属Na不断减少，C错误；D.钠离子交换膜换成质子交换膜后H＋会穿过膜与N极的Na反应，故不可换为质子交换膜，D错误。]
9.C　[A.HCOOK为强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，A项错误；B.钛为22号元素，基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，B项错误；C.阳极上发生氧化反应：C3H8O3－8e－＋11OH－===3HCOO－＋8H2O，C项正确；D.阴极发生反应8H2O＋8e－===4H2↑＋8OH－，由两电极反应可知总反应消耗OH－，一段时间后，电解质溶液的碱性减弱，D项错误。]
10.B　[A.a中氢离子向正极右侧迁移，b中氢离子向阴极右侧迁移，故A说法正确；B.a装置中甲电极上乙酸根离子失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，故B说法错误； C.图b装置中丙电极为阳极、丁电极为阴极，则丙的电势比丁电极高，故C说法正确；D.图b装置中丁电极二氧化碳转化为甲醇，电子转移情况为CO2～6e－，则每消耗22.4 L CO2（标准状况下为1 mol），转移电子数约为6×6.02×1023＝3.612×1024，故D说法正确。]
11.C　[由图可知，锌发生氧化反应为负极，则多孔Pd纳米片为正极；A.由分析可知，多孔Pd纳米片为正极，电极上发生还原反应，A正确；B.Zn电极锌失去电子生成Zn（OH），反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH），B正确；C.原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故b为H＋，a为OH－，C错误；D.当外电路通过1 mol e－时，由电荷守恒可知，双极膜中离解水的物质的量为1 mol，产生1 mol氢离子、1 mol氢氧根离子，D正确。]
12.D　[由题干图示信息可知，TiO2电极将NO转化为NH3·H2O可知TiO2电极为阴极，电极反应式为NO＋7H＋＋6e－===NH3·H2O＋H2O，石墨电极为阳极，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，故a电极为负极，发生氧化反应，即Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，b电极为正极，发生还原反应，电极反应式为NO2＋e－===NO，据此分析解题。A.由分析可知，a电极为Zn电极是负极，A错误；B.放电过程中，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，B错误；C.由分析可知，电解过程中，TiO2电极为阴极，电极反应式为NO＋7H＋＋6e－===NH3·H2O＋H2O，则阴极区溶液的pH逐渐增大，C错误；D.由分析可知，理论上，每得到1 mol NH3·H2O，需得到6 mol电子，故至少需要消耗Zn的质量为×65 g·mol－1＝195 g，D正确。]
13.C　[传统氯碱工艺使用阳离子交换膜，防止阳极生成的Cl2与阴极生成的NaOH反应，而该工艺的各步装置中均不需要使用离子交换膜，A项正确；第一步生产NaOH的装置为电解池，阳极反应为Na0.44MnO2－xe－===Na0.44－xMnO2＋xNa＋，B项正确；第二步提取Na＋和Cl－的装置为原电池，负极反应为Ag－e－＋Cl－===AgCl，正极反应为Na0.44－xMnO2＋xNa＋＋xe－===Na0.44MnO2，则溶液中NaCl的含量减小，C项错误；第三步生成Cl2的阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，D项正确。]
14.A　[A.由装置可知电极b上水放电生成氧气，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电极b附近溶液的pH值减小，故A错误；B.电极a上发生反应HSO转化为S2O，电极反应式为2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O，故B正确；C.由电解反应可知电极b上水放电生成氧气，反应生成的氢离子通过质子膜进入左侧，电解过程中损失水，则右侧Na2SO4的浓度增大，故C正确；D.由电极反应可知电解过程中有4 mol H＋通过质子膜时，电路中转移4 mol电子，则生成2 mol S2O，S2O与NO反应生成氮气和HSO，反应方程式为2S2O＋2NO＋2H2O===4HSO＋N2，2 mol S2O可处理2 mol NO，质量为60 g，故D正确。]
15.C　[A.放电时，由题图得，Mn2＋离子被氧化，故A错误；B.放电时，正极区中的氢离子被还原生成氢气，负极区中的氢离子会透过质子交换膜流向正极区，硫酸浓度不变，故B错误；C.充电时，阳极区中的水被氧化，2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，需补充适量水来维持浓度，故C正确；D.充电时，根据C中方程式，导线中流过8 mol电子时，应有8 mol氢离子穿过质子穿透膜，故D错误。]
16.B　[该结构是酶－光电化学电池，由电子移动的方向可知ITO电极为正极，Mo∶BiVO4电极为负极，FMN(H2)在正极转化为FMN，H2O在负极失去电子生成H2O2和H＋，以此解答。A.该电池是光电化学电池，工作过程中实现了光能转化为化学能，故A正确；B.原电池结构中，阳离子向正极移动，则氢离子从Mo∶BiVO4电极向ITO电极移动，故B错误；C.由分析可知，Mo∶BiVO4电极为负极，H2O在负极失去电子生成H2O2和H＋，电极方程式为：2H2O－2e－===H2O2＋2H＋，故C正确；D.由图可知，正极和H2反应生成，负极和H2O2反应生成，而生成1 mol H2和1 mol H2O2转移的电子数相等，则消耗1 mol 同时生成1 mol ，故D正确。]