第五章化學(xué)反應(yīng)與能量章末綜合檢測一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，共14×3=42分）1.我國科學(xué)家最近發(fā)明了一種Zn-PbO2二次電池,電解質(zhì)分別為K2SO4,、H2SO4,和KOH中的一種,由M和N兩種離子交換膜隔開,形成a、b、c三個(gè)電解質(zhì)溶液區(qū)域,結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，下列說法不正確的是（）

A.電池放電時(shí),電子由Zn電極經(jīng)導(dǎo)線流入PbO2電極

B.充電時(shí),PbO2電極的電極反應(yīng)式為PbSO4+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-

C.電池放電后b區(qū)域的電解質(zhì)溶液濃度增大

D.陽離子交換膜為圖中的N膜,可允許K通過【答案】D【解析】A項(xiàng)：放電時(shí),Zn電極為負(fù)極,PbO2電極為正極,電子由負(fù)極(Zn)經(jīng)導(dǎo)線流入正極PbO2,A項(xiàng)正確;B項(xiàng)：充電時(shí),PbO2電極的電極反應(yīng)式為PbSO4+2H2O-2e═PbO2+4H++SO42-,B項(xiàng)正確;C項(xiàng)：a區(qū)域的電解質(zhì)為KOH,b區(qū)域的電解質(zhì)為K2SO4,c區(qū)域的電解質(zhì)為H2SO4,M膜是陽離子交換膜,放電時(shí)允許K+由a通向b,N膜是陰離子交換膜,放電時(shí)允許SO42-由c通向b,b中的電解質(zhì)K2SO4的濃度增大，C項(xiàng)正確,D項(xiàng)：,M膜是陽離子交換膜,N膜是陰離子交換膜,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．（寧夏中衛(wèi)市2022屆高三下學(xué)期5月聯(lián)考）科學(xué)家對(duì)具有廣泛應(yīng)用前景的新型Li?CO2電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，用碳化鉬（Mo2C）作Li極催化劑時(shí)CO2的放電產(chǎn)物為Li2C2O4，裝置如圖所示。若用Au和多孔碳作Li極催化劑，則產(chǎn)物為Li2CO3和C。下列說法正確的是（）。A．該電池最好選用Li2C2O4水溶液作為電解質(zhì)溶液B．用Mo2C作催化劑時(shí)，負(fù)極每消耗7gLi，正極消耗11.2LCO2C．用Au作催化劑時(shí)CO2放電的電極反應(yīng)式為4Li++4e?+3CO2＝2Li2CO3+CD．生成等物質(zhì)的量Li2C2O4和Li2CO3消耗CO2的量相同，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同【答案】C【解析】A項(xiàng)：由于2Li+2H2O＝2LiOH+H2↑，故該電池不能選用Li2C2O4水溶液作為電解質(zhì)溶液，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：用Mo2C作催化劑時(shí)，發(fā)生的總反應(yīng)為：2Li+2CO2＝Li2C2O4，故負(fù)極每消耗7gLi，消耗1molCO2，故正極消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol×22.4L/mol＝22.4LCO2，且未告知?dú)怏w是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法計(jì)算氣體的體積，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：用Au作催化劑時(shí)，產(chǎn)物為Li2CO3和C，故CO2放電的電極反應(yīng)式為4Li++4e?+3CO2＝2Li2CO3+C，C正確；D項(xiàng)：有反應(yīng)方程式可知，2Li+2CO2＝Li2C2O4，4Li+3CO2＝2Li2CO3+C可知，生成等物質(zhì)的量Li2C2O4和Li2CO3消耗CO2的量不相同，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，D錯(cuò)誤。3．（2021屆高三湖北十一校第二次聯(lián)考）我國某科研機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖裝置，利用K2Cr2O7實(shí)現(xiàn)含苯酚廢水的有效處理，處理后的廢水毒性降低且不引入其它雜質(zhì)。一段時(shí)間后，中間室中NaCl溶液的濃度減小。下列說法中錯(cuò)誤的是（）。A．工作時(shí)，N極附近溶液pH升高B．工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移3mol電子，N極室和M極室質(zhì)量變化相差65gC．a(chǎn)為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜D．N電極反應(yīng)式為Cr2O72－+6e－+7H2O＝2Cr（OH）3↓+8OH－【答案】B【解析】A項(xiàng)：本題考查原電池的反應(yīng)原理、電極反應(yīng)等電化學(xué)知識(shí)。放電過程中，M極電極反應(yīng)為C6H5OH－28e－+11H2O＝6CO2↑+28H+，N極電極反應(yīng)為Cr2O72－+6e－+7H2O＝2Cr（OH）3↓+8OH－，M極PH升高；A正確B項(xiàng)：由于該裝置的目的是對(duì)廢水進(jìn)行有效處理，生成的H+應(yīng)遷移到中間室，a為陽離子交換膜，生成的OH－應(yīng)遷移到中間室，與H+反應(yīng)生成H2O，使NaCl溶液濃度降低，b為陰離子交換膜。每轉(zhuǎn)移3mol電子，M極室減少3molH+和9/14molCO2，共31.3g，N極室減少4molOH－，共68g，因此N極室和M極室質(zhì)量變化相差36.7g，B錯(cuò)誤。C項(xiàng)：a為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜。C正確。D項(xiàng)：N電極反應(yīng)式為Cr2O72－+6e－+7H2O＝2Cr（OH）3↓+8OH－；D正確。4．（2021·全國高考乙卷試題）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是A．陽極發(fā)生將海水中的氧化生成的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的C．陰極生成的應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的等積垢需要定期清理【答案】D【解析】海水中除了水，還含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的Cl-會(huì)優(yōu)先失電子生成Cl2，陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2和OH-，結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析解答。A．根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl-會(huì)優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B．設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH-在管道中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；C．因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；D．陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，會(huì)使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面會(huì)形成Mg(OH)2等積垢需定期清理，D錯(cuò)誤。故選D。5．（山東新高考2021屆高三第二次模擬）蔥醌（AQDS）是一種具有氧化還原活性的廉價(jià)有機(jī)分子，蔥醌/碘化銨液流可充電電池（如圖）以其環(huán)保、價(jià)廉、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)被研究及廣泛應(yīng)用。充電時(shí)，AQDS轉(zhuǎn)化為AQDS（NH4）2。下列說法錯(cuò)誤的是（）。A．放電時(shí)，a極電勢(shì)高于b極B．充電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為3I?－2e?＝I3－C．充電時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移1mole?，膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為36gD．該裝置中的陽膜也可以用陰膜代替【答案】D【解析】A項(xiàng)：充電時(shí)，AQDS轉(zhuǎn)化為AQDS（NH4）2，說明b極為陰極，a極為陽極，則放電時(shí)a極為正極，b極為負(fù)極。根據(jù)分析，放電時(shí)，b極為負(fù)極，因此b極電勢(shì)低于a極，故A正確；B項(xiàng)：充電時(shí)，a極為陽極，電極反應(yīng)式為3I?－2e?＝I3－，故B正確；C項(xiàng)：充電時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移1mole?，左側(cè)1molNH4+移動(dòng)到右側(cè)，膜左側(cè)質(zhì)量減少18g，右側(cè)質(zhì)量增加18g，膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為36g，故C正確；D項(xiàng)：該裝置中的陽膜不能用陰膜代替，如果用陰膜代替，銨根離子不能穿過則不能生成AQDS（NH4）2，故D錯(cuò)誤。6．（四川成都2021年高三3月模擬）氨硼烷（NH3·BH3）電池可在常溫下工作，裝置如圖所示。未加入氨硼烷之前，兩極室質(zhì)量相等，電池反應(yīng)為NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。已知H2O2足量，下列說法正確的是（）。A．正極的電極反應(yīng)式為2H++2e－H2↑B．電池工作時(shí)，H+通過質(zhì)子交換膜向負(fù)極移動(dòng)C．電池工作時(shí)，正、負(fù)極分別放出H2和NH3D．工作足夠長時(shí)間后，若左右兩極室質(zhì)量差為1.9g，則電路中轉(zhuǎn)移0.6mol電子【答案】D【解析】A項(xiàng)：右側(cè)為正極，H2O2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2O2+2H++2e－2H2O，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，所以H+通過質(zhì)子交換膜向正極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：電池工作時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NH3·BH3+2H2O－6e－NH4BO2+6H+，正極電極反應(yīng)式為3H2O2+6H++6e－6H2O，不能放出H2和NH3，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：未加入氨硼烷之前，兩極室質(zhì)量相等，通入氨硼烷后，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NH3·BH3+2H2O－6e－NH4BO2+6H+，正極的電極反應(yīng)式為3H2O2+6H++6e－6H2O，假定轉(zhuǎn)移6mol電子，則左室質(zhì)量增加：31g－6g＝25g，右室質(zhì)量增加6g，兩極室質(zhì)量相差19g，則理論上轉(zhuǎn)移0.6mol電子，工作一段時(shí)間后，左右兩極室質(zhì)量差為1.9g，故D正確。7．（2022·天津高三一模）微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法是將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，裝置如圖所示(左側(cè)CH3COO-轉(zhuǎn)化為CO2和H+，右側(cè)CO2和H+轉(zhuǎn)化為CH4)。有關(guān)說法正確的是A．電源a為負(fù)極B．該技術(shù)能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的戰(zhàn)略愿景C．外電路中每通過lmole-與a相連的電極將產(chǎn)生2.8LCO2D．b電極的反應(yīng)為：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O【答案】D【解析】電解池中，與電源正極相連的電極是陽極，陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)電極上CH3COO-轉(zhuǎn)化為CO2和H+，發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)為陽極，與電源負(fù)極相連的電極是陰極，陰極上氧化劑得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)CO2和H+轉(zhuǎn)化為CH4；為還原反應(yīng)，右側(cè)為陰極；A．據(jù)分析，左側(cè)電極為陽極，則電源a為正極，A錯(cuò)誤；B．電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，電極上電子數(shù)守恒，則有左側(cè)，右側(cè)有，二氧化碳不能零排放，B錯(cuò)誤；C．不知道氣體是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況，則難以計(jì)算與a相連的電極將產(chǎn)生的CO2的體積，C錯(cuò)誤；D．右側(cè)為陰極區(qū)，b電極上發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合圖示信息可知，電極反應(yīng)為：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，D正確；答案選D。8.（貴州省遵義市2021屆高三下學(xué)期3月模擬）中國科學(xué)院研發(fā)了一種新型鉀電池，有望成為鋰電池的替代品。該電池的電解質(zhì)為CF3SO3K溶液，其簡要組成如圖所示。電池放電時(shí)的總反應(yīng)為2KC14H10+xMnFe（CN）6＝2K1－xC14H10+xK2MnFe（CN）6則下列說法中，正確的是（）。A．放電時(shí)，電子從電極A經(jīng)過CF3SO3K溶液流向電極BB．充電時(shí)，電極A質(zhì)量增加，電極B質(zhì)量減少C．放電時(shí)，CF3SO3K溶液的濃度變大D．充電時(shí)，陽極反應(yīng)為K2MnFe（CN）6－2e－＝2K++MnFe（CN）6【答案】D【解析】A項(xiàng)：放電時(shí)電子不可能經(jīng)過電解質(zhì)溶液，故A錯(cuò)；B項(xiàng)：充電時(shí)應(yīng)將放電總反應(yīng)倒過來看，顯然電極A的質(zhì)量是減少的，電極B的質(zhì)量是增加的，故B錯(cuò)。C項(xiàng)：放電時(shí)，很容易看出CF3SO3K溶液的濃度是不發(fā)生變化的，故C也錯(cuò)。D項(xiàng)：充電時(shí)，陽極反應(yīng)為K2MnFe（CN）6－2e－＝2K++MnFe（CN）6D選項(xiàng)是正確的。9．（2022·山東濰坊市·高三三模）將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，利用微生物電化學(xué)方法生產(chǎn)甲烷，裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．離子交換膜可允許H+通過B．通電時(shí)，電流方向?yàn)椋篴→電子導(dǎo)體→離子導(dǎo)體→電子導(dǎo)體→bC．陽極的電極反應(yīng)式為D．生成0.1molCH4時(shí)陽極室中理論上生成CO2的體積是4.48L(STP)【答案】C【解析】由圖示知，左池中CH3COO-在電極上失電子被氧化為CO2，故左池為電解的陽極室，右池為電解的陰極室，電源a為正極，b為負(fù)極。A．由圖示知，陽極反應(yīng)產(chǎn)生H+，陰極反應(yīng)消耗H+，故H+通過交換膜由陽極移向陰極，A正確；B．這個(gè)裝置中電子的移動(dòng)方向?yàn)椋弘娫簇?fù)極(b)→電解陰極，電解陽極→電源正極(a)，故電流方向?yàn)椋弘娫凑龢O(a)→外電路(電子導(dǎo)體)→電解質(zhì)溶液(離子導(dǎo)體，陽極→陰極)→外電路(電子導(dǎo)體)→電源負(fù)極(b)，形成閉合回路，B正確；C．由分析知，左池為陽極，初步確定電極反應(yīng)為：CH3COO--8e-→2CO2↑，根據(jù)圖示知可添加H+配平電荷守恒，添加H2O配平元素守恒，得完整方程式為：CH3COO--8e-+2H2O→2CO2↑+7H+，C錯(cuò)誤；D．由圖示知，右池生成CO2轉(zhuǎn)化為CH4，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子關(guān)系CH4~8e-，0.1molCH4生成轉(zhuǎn)移0.8mol電子，由C選項(xiàng)知：CO2~4e-，故生成CO2的n(CO2)=，故V(CO2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，D正確；故答案選C。10．（山東中學(xué)聯(lián)盟2021屆12月高三大聯(lián)考）南京大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)電化學(xué)“大氣固碳”有效方法，電池工作原理示意圖如圖所示。充電時(shí)，利用催化劑的選擇性，陽極電極反應(yīng)式為：2Li2CO3－e－＝2CO2+O2+4Li+，下列有關(guān)說法正確的是（）。A．放電時(shí)，M電極的電勢(shì)比N電極的高B．放電時(shí)，正極電極反應(yīng)式：3CO2+4e－+4Li+＝C+2Li2CO3C．充電時(shí)，M電極接外電源負(fù)極，電解質(zhì)可選含Li+水溶液D．該電池每放電、充電一次，若均轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上能固定標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LCO2【答案】B【解析】A項(xiàng)：放電時(shí)為原電池，M為負(fù)極，N為正極，正極電勢(shì)比負(fù)極電勢(shì)高，即M高于N，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：原電池的正極上CO2得電子生成C和Li2CO3，反應(yīng)式為3CO2+4Li++4e－＝C+2Li2CO3，故B正確；C項(xiàng)：充電時(shí)若電極A質(zhì)量增加14gLi，則轉(zhuǎn)移電子2mol，即聚合物電解質(zhì)膜上通過Li+2mol，電子不能通過交換膜，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：電池每放電一次轉(zhuǎn)移2mol電子就有0.5mol碳生成，充電一次且每轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)生成0.25molO2，C+O2＝CO2，所以該電池每放、充2mol電子一次，理論上能固定0.25molCO2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下為5.6LCO2，故D錯(cuò)誤。11．（2022·陜西西安市·高三二模）對(duì)氨基苯甲酸()是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品和醫(yī)藥中間體，以對(duì)硝基苯甲酸()為原料，采用電解法合成對(duì)氨基苯甲酸的裝置如圖。下列說法中不正確的是A．鉛合金與電源負(fù)極相連B．陰極的主要電極反應(yīng)式為+6e-+6H+→+2H2OC．每轉(zhuǎn)移1mole-時(shí)，陽極電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減少9gD．反應(yīng)一段時(shí)間后陽極區(qū)pH不變【答案】D【解析】該裝置為電解池，右側(cè)生成氧氣，則右側(cè)為陽極，電極反應(yīng)式為，左側(cè)為陰極，據(jù)此分析解答。A.該電解池右側(cè)為陽極，則左側(cè)為陰極，鉛合金與電源負(fù)極相連，選項(xiàng)A正確；B.陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨基苯甲酸，則陰極的主要電極反應(yīng)式為+6e-+6H+→+2H2O，選項(xiàng)B正確；C.陽極發(fā)生反應(yīng)，氫離子移動(dòng)向陰極，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mole－時(shí)，陽極電解質(zhì)溶液減少2mol水，則每轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)，陽極電解質(zhì)溶液減少0.5mol水，質(zhì)量為9g，選項(xiàng)C正確；D.陽極發(fā)生反應(yīng)，氫離子移動(dòng)向陰極，則反應(yīng)結(jié)束后陽極區(qū)硫酸濃度會(huì)增大，pH減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D。12．（2021屆高考化學(xué)終極押題卷新高考版山東專版）南開大學(xué)陳軍院士團(tuán)隊(duì)研究了一種K－CO2可充電電池，該電池以KSn合金為電極材料，MWCNTs－COOH為電極催化劑，其工作原理示意圖如下。研究表明，該電池的優(yōu)勢(shì)源于K和Sn的合金反應(yīng)：K+SnKSn，原電池的電流效率（電路中通過的電子數(shù)與電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比）為80%。下列說法正確的是（）。A．放電時(shí)，Y極的電極反應(yīng)式為Sn－e－Sn+B．放電時(shí)，K+由X極向Y極方向遷移C．放電時(shí)，外電路中每轉(zhuǎn)移1mole－，消耗16.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO2D．充電時(shí)，X極的電極反應(yīng)式為2K2CO3+C－4e－4K++3CO2↑【答案】D【解析】A項(xiàng)：由信息可知KSn是兩種金屬的混合物，書寫電極反應(yīng)式時(shí)不能拆開寫，故電極反應(yīng)式為KSn－e－K++Sn，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)：放電時(shí)，X為正極，Y為負(fù)極，K+向正極方向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)：放電時(shí)，正極反應(yīng)式為4K++3CO2+4e－2K2CO3+C，電流效率為80%，故外電路中轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)，實(shí)際上消耗（）molCO2，即消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下21LCO2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)：充電時(shí)，X極為陰極，根據(jù)電子得失守恒、原子守恒可得電極反應(yīng)式為2K2CO3+C－4e－4K++3CO2↑，D項(xiàng)正確。13．（重慶市2021年選擇性考試預(yù)測卷一）甲醇不僅作為F1賽車的燃料添加劑，也廣泛應(yīng)用于甲醇燃料電池。某燃料電池裝置如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是（）。A．乙池負(fù)極反應(yīng)為：CH3OH－6e－+3CO32－＝4CO2↑+2H2OB．乙池中電池工作時(shí)，CO32－不斷移向負(fù)極C．理論上32g甲醇被消耗時(shí)，C極上放出氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）為67.2LD．甲池中Cu電極發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－Cl2↑【答案】D【解析】由題給示意圖可知，乙池為燃料電池，甲池為電解池，甲醇流入的一極為燃料電池的負(fù)極，與負(fù)極相連的石墨電極是電解池的陰極，通入氧氣的一極為正極，與正極相連的銅電極為陽極。由分析可知，A項(xiàng)：乙池為燃料電池，甲醇流入的一極為燃料電池的負(fù)極，在熔融碳酸鹽作用下，甲醇在負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－+3CO32－＝4CO2↑+2H2O，故A正確；B項(xiàng)：燃料電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則乙池中電池工作時(shí)，CO32－不斷移向負(fù)極，故B正確；C項(xiàng)：由題給示意圖可知，甲池為電解池，與負(fù)極相連的石墨電極為電解池的陰極，水在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，由得失電子數(shù)目守恒可得CH3OH~3H2，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積為×3×22.4L/mol＝67.2L，故C正確；D項(xiàng)：由題給示意圖可知，甲池為電解池，與正極相連的銅電極為陽極，陽極上銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子，電極反應(yīng)式為Cu－2e－＝Cu2+，故D錯(cuò)誤。14．（山東省德州市2021屆高三上學(xué)期期中考試）雙極膜（BP）是陰、陽復(fù)合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH－，作為H+和OH－離子源。利用雙極膜電滲析法電解食鹽水可獲得淡水、NaOH和HCl，其工作原理如圖所示，M、N為離子交換膜。下列說法錯(cuò)誤的是（）。A．Y電極與電源正極相連，發(fā)生的反應(yīng)為4OH－－4e－＝O2↑+2H2OB．M為陽離子交換膜，N為陰離子交換膜C．“雙極膜組”電滲析法也可應(yīng)用于從鹽溶液（MX）制備相應(yīng)的酸（HX）和堿（MOH）D．若去掉雙極膜（BP），電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，兩極共得到0.5mol氣體鹽【答案】D【解析】室加入NaCl濃溶液，陰離子向Y電極移動(dòng)，則Y電極為陽極，則氯離子向Y電極移動(dòng)，則N為陰離子交換膜；則X電極為陰極。分析可知，A項(xiàng)：Y電極為陽極，與電源正極相連，發(fā)生的反應(yīng)為4OH－－4e－＝O2↑+2H2O，A說法正確；B項(xiàng)：分析可知，M為陽離子交換膜，N為陰離子交換膜，B說法正確；C項(xiàng)：“雙極膜組”電滲析法利用陰陽離子的定向移動(dòng)，可應(yīng)用于從鹽溶液（MX）制備相應(yīng)的酸（HX）和堿（MOH），C說法正確；D項(xiàng)：若去掉雙極膜（BP），電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，兩極可產(chǎn)生0.5mol氯氣和0.5mol的氫氣，共得到1mol氣體，D說法錯(cuò)誤。二．主觀題（共4小題，共58分）15．（2022·四川高三期中）（14分）鉛蓄電池、鎳鎘堿性充電電池都是重要的二次電池。已知：①鉛蓄電池總的化學(xué)方程式為：，使用(放電)段時(shí)間后，其內(nèi)阻明顯增大，電壓卻幾乎不變，此時(shí)只有充電才能繼續(xù)使用；②鎳鎘堿性充電電池在充電時(shí)的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cd(OH)2+2Ni(OH)2＝Cd+2NiOOH+2H2O。使用(放電)到后期，當(dāng)電壓明顯下降時(shí)，其內(nèi)阻卻幾乎不變，此時(shí)充電后也能繼續(xù)使用；回答下列問題：(1)鉛蓄電池負(fù)極板上覆蓋的物質(zhì)是_______(填名稱)，充電時(shí)，PbSO4在________(填“陽極”、“陰極”或“兩個(gè)電極”)上________(填“生成或除去”)。(2)鎳鎘堿性電池放電時(shí)，正極反應(yīng)為：_________________________________負(fù)極反應(yīng)式：_____________________________(3)鉛蓄電池和鎳鎘堿性充電電池使用一段時(shí)間后，一個(gè)內(nèi)阻明顯增大，而另一個(gè)內(nèi)阻卻幾乎不變的主要原因可能是_____________________。（4）目前已開發(fā)出用鎳鎘堿性充電電池電解法制取ClO2的新工藝。上圖示意用石墨做電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。寫出陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式：_________________________?！敬鸢浮浚靠?分）(1)鉛兩個(gè)電極除去(2)(3)放電時(shí)，鉛蓄電池中硫酸溶液濃度減小，故內(nèi)阻明顯增大，而鎳鎘堿性電池的電解質(zhì)溶液濃度幾乎不變，故內(nèi)阻幾乎不變（4）Cl－－5e－+2H2O＝ClO2↑+4H+【解析】(1)反應(yīng)中Pb失去電子，作負(fù)極，因此鉛蓄電池負(fù)極板上覆蓋的物質(zhì)是鉛，由于放電時(shí)兩個(gè)電極上均生成硫酸鉛，所以充電時(shí)，PbSO4在兩個(gè)電極除去。(2)鎳鎘堿性充電電池放電時(shí)，正極反應(yīng)為：，負(fù)極反應(yīng)式：，因此鎳鎘堿性充電電池放電時(shí)的總反應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2O＝Cd(OH)2+2Ni(OH)2，則在充電時(shí)的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cd(OH)2+2Ni(OH)2＝Cd+2NiOOH+2H2O。(3)由于放電時(shí)，鉛蓄電池中硫酸溶液濃度減小，故內(nèi)阻明顯增大，而鎳鎘堿性電池的電解質(zhì)溶液濃度幾乎不變，故內(nèi)阻幾乎不變。（4）由題意可知，氯離子放電生成ClO2，由元素守恒可知，有水參加反應(yīng)，同時(shí)生成氫離子，電極反應(yīng)式為：Cl－－5e－+2H2O＝ClO2↑+4H+。16．(2021·江西南昌高三摸底)（14分）為驗(yàn)證反應(yīng)Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋，利用如圖電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)由Fe2(SO4)3固體配制500mL0.1mol·L－1Fe2(SO4)3溶液，需要的儀器有膠頭滴管、量筒、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、(填寫名稱)；在燒杯中溶解固體時(shí)，先加入一定體積的稀溶液，攪拌后再加入一定體積的水。(2)電流表顯示電流由銀電極流向石墨電極?？芍?，鹽橋中的陽離子進(jìn)入電極溶液中。(3)根據(jù)(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為_____________________，銀電極的電極反應(yīng)式為_______________。因此，F(xiàn)e3＋氧化性小于。(4)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。如果鹽橋中電解質(zhì)為KNO3，反應(yīng)一段時(shí)間后，可以觀察到電流表指針反轉(zhuǎn)，原因是________________________________________?！敬鸢浮浚靠?分）(1)藥匙、托盤天平硫酸(2)銀(3)Fe2＋－e－=Fe3＋Ag＋＋e－=AgAg＋(4)原電池反應(yīng)使c(Fe3＋)增大，同時(shí)NOeq\o\al(－,3)進(jìn)入石墨電極酸性溶液中，氧化亞鐵離子，c(Fe3＋)又增大，致使平衡正向移動(dòng)【解析】(1)由固體配制500mL一定物質(zhì)的量濃度的溶液，整個(gè)過程需要的儀器有托盤天平、藥匙、膠頭滴管、量筒、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶。Fe2(SO4)3為強(qiáng)酸弱堿鹽，在溶解固體時(shí)，應(yīng)在燒杯中先加入一定體積的稀硫酸，以防止Fe3＋水解。(2)電流表顯示電流由銀電極流向石墨電極，則銀電極為正極。由原電池的工作原理可知，陽離子向正極移動(dòng)，即鹽橋中的陽離子進(jìn)入銀電極溶液中。(3)石墨電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2＋－e－=Fe3＋。銀電極為正極，電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag。電池的總反應(yīng)為Ag＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ag，由此可知Ag＋的氧化性大于Fe3＋。(4)隨著原電池反應(yīng)Ag＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ag的進(jìn)行，溶液中c(Fe3＋)增大，當(dāng)鹽橋中電解質(zhì)為KNO3時(shí)，NOeq\o\al(－,3)進(jìn)入石墨電極酸性溶液中，氧化亞鐵離子，c(Fe3＋)又增大，致使Fe3＋＋AgAg＋＋Fe2＋平衡正向移動(dòng)，故一段時(shí)間后，可觀察到電流表指針反轉(zhuǎn)。17．（重慶市2021~2021學(xué)年下期高2021屆七校三診）（16分）電化學(xué)在我們的工業(yè)生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著越來越大的作用。根據(jù)題給信息，回答問題：（1）電化學(xué)降解法治理硝酸鹽污染的工作原理如圖所示。①A為直流電源的______極。②Ag-Pt電極發(fā)生的電極反應(yīng)為______。③當(dāng)陽極室溶液質(zhì)量減少45g，則陰極室溶液質(zhì)量減少__g。（2）某工業(yè)廢水中含有一定濃度的Ni2+和Cl－，現(xiàn)采用雙膜三室電沉積法回收Ni2+。根據(jù)圖甲、圖乙所給信息回答下列問題：①交換膜a是____（填“陰離子”“陽離子”）交換膜。②根據(jù)圖乙分析，pH過高或過低，鎳的回收率都低的原因：_____。③當(dāng)濃縮室得到1L0.6mol/L鹽酸時(shí)，轉(zhuǎn)移電子____mol。(4).電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用，電解CO2制HCOOH的原理示意圖如圖：a、b表示CO2進(jìn)氣管，其中_______（填“a”或“b”）管是不需要的。電解一段時(shí)間后，若兩側(cè)電極液中K+的物質(zhì)的量相差0.04mol，則陽極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的總體積為_______L（假設(shè)產(chǎn)生的氣體全部逸出）。【答案】（每空2分）（1）①正②2NO+10e-+12H+＝N2↑+6H2O③9（2）①陽離子②pH過高，Ni2+可能轉(zhuǎn)變?yōu)镹i（OH）2沉淀，pH過低，溶液中H+濃度較大，氫離子在陰極放電，Ni2+被還原的量減少，所以鎳的回收率都低③0.5(3)a；0.56【解析】（1）①由題給示意圖可知，硝酸根離子中氮元素化合價(jià)降低，說明硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮?dú)猓瑒tAg-Pt電極為電解池的陰極，Pt電極為電解池的陽極，則與Pt電極相連的直流電源的A電極為正極，故答案為：正；②由分析可知，Ag-Pt電極為電解池的陰極，硝酸根離子在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮?dú)?，電極反應(yīng)式為2+10e-+12H+＝N2↑+6H2O，故答案為：2+10e-+12H+＝N2↑+6H2O；③陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2+4H+，若陽極轉(zhuǎn)移2mol電子，陽極消耗1mol水，同時(shí)生成2mol氫離子通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，減少質(zhì)量為18g，陰極室放出0.2mol氮?dú)猓瑫r(shí)有2mol氫離子進(jìn)入，陰極室質(zhì)量減少為0.2mol28g/mol-2mol1g/mol=3.6g，則當(dāng)陽極室溶液質(zhì)量減少45g，則陰極室溶液質(zhì)量減少g=9g，故答案為：9；（2）陽極區(qū)域是稀硫酸，陽極氫氧根離子失電子生成氧氣，氫離子通過交換膜a進(jìn)入濃縮室，所以交換膜a為陽離子交換膜，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，酸性強(qiáng)時(shí)主要?dú)潆x子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，酸性弱時(shí)主要Ni2+發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni。①由分析可知，交換膜a為陽離子交換膜，故答案為：陽離子；②根據(jù)圖乙可知，若溶液pH過高，Ni2+可能轉(zhuǎn)變?yōu)镹i（OH）2沉淀，若pH過低，溶液中H+濃度較大，氫離子在陰極放電，Ni2+被還原的量減少，所以鎳的回收率都低，故答案為：pH過高，Ni2+可能轉(zhuǎn)變?yōu)镹i（OH）2沉淀，pH過低，溶液中H+濃度較大，氫離子在陰極放電，Ni2+被還原的量減少，所以鎳的回收率都低；③當(dāng)濃縮室得到1L0.6mol/L鹽酸時(shí)，溶液中氫離子增大的物質(zhì)的量為0.5mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量0.5mol，故答案為：0.5。(3).CO2發(fā)生還原反應(yīng)，故應(yīng)該在陰極通入。根據(jù)電荷守恒K+~e－，可知每轉(zhuǎn)移1mol電子則有1molK+由陽極進(jìn)入陰極，所以在兩側(cè)電極