从巩固到提高高考化学二轮微专题28 原电池与电极反应

更新时间：2023-02-13 浏览次数：20 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022高三上·淮安期中) 少量 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 的电子式为 B . $\text{[math]}$ 的空间构型为直线形 C . $\text{[math]}$ 中O元素的化合价为-1 D . $\text{[math]}$ 仅含离子键

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2. (2022·辽宁) 下列符号表征或说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 电离： $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 位于元素周期表p区 C . $\text{[math]}$ 空间结构：平面三角形 D . $\text{[math]}$ 电子式：

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3. (2022·湖北) 磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为 $\text{[math]}$ 。下列关于该分子的说法正确的是（）

A . 为非极性分子 B . 立体构型为正四面体形 C . 加热条件下会分解并放出 $\text{[math]}$ D . 分解产物 $\text{[math]}$ 的电子式为 $\text{[math]}$

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4. (2022·北京市) 下列化学用语或图示表达错误的是（）

A . 乙炔的结构简式： $\text{[math]}$ B . 顺 $\text{[math]}$ 丁烯的分子结构模型： C . 基态 $\text{[math]}$ 原子的价层电子的轨道表示式： D . $\text{[math]}$ 的电子式：

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5. (2022·北京市) 下列方程式与所给事实不相符的是（）

A . 加热 $\text{[math]}$ 固体，产生无色气体： $\text{[math]}$ B . 过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体： $\text{[math]}$ C . 苯酚钠溶液中通入 $\text{[math]}$ ，出现白色浑浊： D . 乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热，产生有香味的油状液体： $\text{[math]}$

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6. (2022·山东) $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下： $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . X的中子数为2 B . X、Y互为同位素 C . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 可用作示踪原子研究化学反应历程 D . 自然界不存在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分子是因其化学键不稳定

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7. (2022·浙江6月选考) 下列消毒剂的有效成分属于盐的是（）

A . 高锰酸钾溶液 B . 过氧乙酸溶液 C . 双氧水 D . 医用酒精

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8. (2022高三上·金山模拟) 某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成，利用原电池原理处理弱酸性废水中的NO₃^－时，其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是（）

A . 电池工作时，H⁺向负极移动 B . 正极附近溶液的酸性增强 C . 负极电极式：Fe－3e^－＝Fe³⁺ D . 与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂能加快NO₃^－的除去速率

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9. (2022·光明模拟) 某科研小组利用下图装置完成乙炔转化为乙烯的同时为用电器供电。其中锌板处发生的反应有：① $\text{[math]}$ ；② $\text{[math]}$ ；③ $\text{[math]}$ 。下列说法错误的是（）

A . 电极a的电势高于电极b的电势 B . 放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变 C . 电极a上发生的电极反应式为 $\text{[math]}$ D . 电解足量 $\text{[math]}$ 溶液，理论上消耗2.24L(标准状况) $\text{[math]}$ 时，生成6.4gCu

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10. (2022·四川模拟) 盐酸羟胺(NH₂OH·HCl)是一种易溶盐，可用作还原剂和显像剂，其溶于水后完全电离为NH₃OH⁺与Cl^-。利用原电池原理制备盐酸羟胺的装置如下图所示。下列说法错误的是（）

A . Pt电极作负极，发生氧化反应 B . 含Fe催化电极上的反应为： NO+3e^- +4H⁺=NH₃OH⁺ C . 该装置工作时，负极区溶液和正极区溶液的pH均保持不变 D . 每制取0.1 mol NH₂OH·HCl，有3.36L (标准状况) H₂参与反应

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11. (2022·渭南模拟) 利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法错误的是（）

A . 该过程将化学能转化为电能 B . 电子流向：B电极→用电器→A电极 C . A电极上发生氧化反应，电极反应式为：X-2e^-=Y+2H⁺ D . 当外电路通过4N_A电子时，消耗标准状况下氧气的体积为22.4L

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12. (2022·浙江模拟) 目前固体电解质在制造全固态电池及其它传感器、探测器等方面的应用日益广泛。如 $\text{[math]}$ 晶体，其中迁移的离子全是 $\text{[math]}$ 。利用 $\text{[math]}$ 晶体，可以制成电化学气敏传感器，下图是一种测定 $\text{[math]}$ 含量的气体传感器示意图。被分析的 $\text{[math]}$ 可以透过聚四氟乙烯薄膜，由电池电动势变化可以得知 $\text{[math]}$ 的含量。
在气体传感器工作过程中，下列说法错误的是（）

A . $\text{[math]}$ 含量的变化会引起电位计示数的变化 B . 理论上，每0.1mol $\text{[math]}$ 参与反应，银电极质量就减小43.2g C . 多孔石墨电极上的反应可表示为 $\text{[math]}$ D . 传感器工作时 $\text{[math]}$ 晶体中 $\text{[math]}$ 的量保持不变

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13. (2022·徐汇模拟) 一种铝—空气电池放电过程如图所示，下列关于该电池放电时的说法正确的是（）

A . a极发生还原反应 B . $\text{[math]}$ 往b极迁移 C . 每转移4mol电子，正极消耗1mol空气 D . 负极电极反应式： $\text{[math]}$

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14. (2022·浙江模拟) 利用微生物电池去除废水中的 $\text{[math]}$ ，装置如下。下列说法正确的是（）

A . A为质子交换膜， $\text{[math]}$ 从膜的右边向左边移动 B . 该系统为化学能转化为电能，再电能转化为化学能 C . 两极产生的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量比为5：1 D . 好氧反应器发生反应时，内部溶液的 $\text{[math]}$ 升高

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15. (2022·桂林模拟) 氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池，具有效率高、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点，电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是（）

A . 该电池在常温下也能正常工作 B . H₂通入负极，发生还原反应 C . 正极反应式为O₂+ 2CO₂+4e^- =2 $\text{[math]}$ D . 电池工作时，外电路中流过2 mol电子，消耗22.4L H₂

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16. (2022·朝阳模拟) 我国科研人员将单独脱除 $\text{[math]}$ 的反应与 $\text{[math]}$ 的制备反应相结合，实现协同转化。
①单独制备 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ，不能自发进行。
②单独脱除 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ，能自发进行协同转化装置如下图(在电场作用下，双极膜中间层的 $\text{[math]}$ 解离为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，并向两极迁移)。
下列分析错误的是（）

A . 反应②释放的能量可以用于反应① B . 产生 $\text{[math]}$ 的电极反应： $\text{[math]}$ C . 反应过程中不需补加稀 $\text{[math]}$ D . 协同转化总反应： $\text{[math]}$

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17. (2022·江西模拟) 储量丰富、成本低的新型电池系统引起了科学家的广泛关注。由于K⁺能够可逆地嵌入/脱嵌石墨电极，开发了基于钾离子电解液(KPF₆)的新型双碳电池[碳微球(C)为正极材料，膨胀石墨( $\text{[math]}$ )为负极材料]，充电时总反应为： $\text{[math]}$ +xK⁺+xC+ $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ +xC(PF₆)，如图所示。下列叙述错误的是（）

A . 放电时，K⁺在电解液中由A极向B极迁移但并未嵌入碳微球中 B . 充电时，B极的电极反应式为xC(PF₆)+xe^-=xC+ $\text{[math]}$ C . 放电时，每转移0.2mol电子时，电解液增重36.8g D . 充放电过程中， $\text{[math]}$ 在碳微球电极上可逆地嵌入/脱嵌

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二、综合题

18. (2022·江苏) 氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。
1. （1） “ $\text{[math]}$ 热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。
  ①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性 $\text{[math]}$ 溶液，阴极区为盐酸，电解过程中 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 。电解时阳极发生的主要电极反应为(用电极反应式表示)。
  ②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有(填元素符号)。
2. （2） “ $\text{[math]}$ 热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收 $\text{[math]}$ 制得的 $\text{[math]}$ 溶液反应，生成 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 再经生物柴油副产品转化为Fe。
  ①实验中发现，在 $\text{[math]}$ 时，密闭容器中 $\text{[math]}$ 溶液与铁粉反应，反应初期有 $\text{[math]}$ 生成并放出 $\text{[math]}$ ，该反应的离子方程式为。
  ②随着反应进行， $\text{[math]}$ 迅速转化为活性 $\text{[math]}$ ，活性 $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 的催化剂，其可能反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为。
  ③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、 $\text{[math]}$ 的产率随 $\text{[math]}$ 变化如题图所示。 $\text{[math]}$ 的产率随 $\text{[math]}$ 增加而增大的可能原因是。
3. （3）从物质转化与资源综合利用角度分析，“ $\text{[math]}$ 热循环制氢和甲酸”的优点是。
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19. (2022·山东) 工业上以氟磷灰石[ $\text{[math]}$ ，含 $\text{[math]}$ 等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下：

回答下列问题：
1. （1）酸解时有 $\text{[math]}$ 产生。氢氟酸与 $\text{[math]}$ 反应生成二元强酸 $\text{[math]}$ ，离子方程式为。
2. （2）部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比 $\text{[math]}$ 加入 $\text{[math]}$ 脱氟，充分反应后， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；再分批加入一定量的 $\text{[math]}$ ，首先转化为沉淀的离子是。
  
  $\text{[math]}$
  
  $\text{[math]}$
  
  $\text{[math]}$
  
  $\text{[math]}$
  
  $\text{[math]}$
  
  $\text{[math]}$
  
  $\text{[math]}$
  
  $\text{[math]}$
  
  $\text{[math]}$
3. （3） $\text{[math]}$ 浓度(以 $\text{[math]}$ 计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、 $\text{[math]}$ 浓度(以 $\text{[math]}$ 计)的关系如图甲所示。酸解后，在所得 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为45的混合体系中，石膏存在形式为(填化学式)；洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是，回收利用洗涤液X的操作单元是；一定温度下，石膏存在形式与溶液中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是(填标号)。
  
  A． $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$
  
  C． $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$
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20. (2022·吉林模拟) 废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为Culn_0.5Ga_0.5Se₂。某探究小组回收处理流程如图：
已知：①镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表ⅢA族，镓与铝元素相邻。
②硒(Se)位于元素周期表ⅥA族。
回答下列问题：
1. （1）镓(Ga)原子结构示意图为。
2. （2） “酸浸氧化”时发生的主要氧化还原反应的离子方程式为。
3. （3）滤液Ⅰ中所含金属元素名称为。
4. （4） “滤渣Ⅰ”与SOCl₂混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣Ⅰ中SO $\text{[math]}$ 是否洗净的操作：；SOCl₂与一定量的水反应能产生两种气体，其中一种气体能使品红溶液褪色，写出SOCl₂水解的化学方程式；“加热回流”中SOCl₂的作用：一种是将氢氧化物转化为氯化物，另一种是。
5. （5）浓缩结晶后所得的GaCl₃在“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为。
6. （6）如图表示氮化镓与铜组装成的人工光合系统的电池工作原理。电池工作时H⁺向(填“左”或“右”)池移动；当电路中转移1.6mol电子时，电池中液体质量(填“增重”还是“减轻”)g。
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21. (2022·沧州模拟) 由于油价飙升、能源多样化和能源供应安全需求，以及全球环境问题，使天然气成为一种全球性的能源，也使氢气被视为未来的能源媒介。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下：
反应I：CH₄(g)+ H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g) +3H₂(g) △H₁=+206 kJ·mol^-1
反应II：CH₄(g)+ 2H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+4H₂(g) △H₂=+165 kJ·mol^-1
反应III：CO(g)+ H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g) △H₃
回答下列问题：
1. （1） △H₃=。已知 $\text{[math]}$ (R、C为常数)，反应I、II、III的平衡常数与温度T的变化关系如图甲所示，其中表示反应II的是曲线(填标号)。
2. （2）不同压强下，将甲烷和水蒸气按照物质的量之比为1：3的比例投料，测得平衡状态下某物质随温度的变化如图乙所示。图中纵坐标可以表示(填“CH₄转化率”或“CO₂物质的量分数”)，压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序是。
3. （3）一定条件下，向恒容容器中以物质的量之比为1：3的比例投入甲烷和水蒸气，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则H₂的物质的量分数x(H₂)= $\text{[math]}$ ，反应III以物质的量分数表示的平衡常数K_x=。 (可用分数表示)
4. （4）一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图丙所示，使用特定催化剂只发生反应I，以熔融碳酸盐(MCO₃)为电解质，燃料电池负极的电极反应式为。
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22. (2022·江西模拟) 大气污染物主要有氮的氧化物NO_x和硫的氧化物SO₂等。请回答下列问题：
1. （1） NO₂有较强的氧化性，能将SO₂氧化成SO₃ ，自身被还原为NO。已知下列两反应过程中能量变化如图1、图2所示，则NO₂氧化SO₂生成SO₃(g)的热化学方程式为。若上述反应过程中正反应的活化能E_a=112.2 kJ·mol^-1 ，则逆反应的活化能E_b= kJ·mol^-1。
2. （2）研究发现，NO_x是雾霾的主要成分之一，NH₃催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。已知：4NH₃(g) + 6NO(g) $\text{[math]}$ 5N₂(g)+6H₂O(g) ΔH=﹣1810kJ·mol^-1 ，相同条件下，在2 L恒容密闭容器中，选用不同的催化剂，上述反应产生N₂的物质的量随时间变化如图3所示。
  ①在A、B、C三种催化剂的作用下，清除氮氧化物反应的活化能分别表示为E_a(A)、E_a(B)、E_a(C) ，根据图3曲线，判断三种催化剂条件下，活化能由小到大的顺序为。
  ②在氨气足量时，反应在催化剂A的作用下，经过相同时间，测得脱氮率随反应温度的变化情况如图4所示，据图可知，在相同的时间内，温度对脱氮率的影响是，其可能的原因是(已知A、B催化剂在此温度范围内不失效)。
3. （3） NO和CO均为汽车尾气的成分，在催化转换器中二者可发生反应减少尾气污染。已知：2NO(g) +2CO(g) $\text{[math]}$ N₂(g) +2CO₂(g) ΔH ＜0. 若一定温度下，向恒容容器中通入等物质的量的NO和CO气体，测得容器中压强随时间的变化关系如下表所示：
  t/ min
  0
  1
  2
  3
  4
  5
  p/kPa
  400
  370
  346
  330
  320
  320
  假设反应在恒定温度和标准压强下进行，则 $\text{[math]}$ = (标准平衡常数 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为标准压强(1 ×10⁵ Pa)， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，为各组分的平衡分压，如 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ·p_总， p_总为平衡总压， $\text{[math]}$ 为平衡系统中NO的物质的量分数)。
4. （4）用电化学原理可以减少SO₂排放，其装置如图5所示。H₂O₂从口进入，右侧电极的电极反应式为，若电路中通过2mol电子时，负极区n(H₂SO₄)=。
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