2021年高考化学模拟题---电化学原理及其应用(原版与解析版).pdf

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1、专题0 7电化学原理及其应用1.（福建省福州市三中2 0 2 1届高三质量检测）“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为TQ电极，b为P t电极，c为WO3电极，电解质溶液为p H=3的L i 2 s O H 2 s o 4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是A.若用导线连接a、c,则a为负极，该电极附近pH减小B.若用导线连接a、c,则c电极的电极反应式为H x W Ch-x e-=W O 3+x H+C.若用导线连接b、c,b电极的电极反应式为O2+4H+4e =2 H2OD.利用该装置，可实现

2、太阳能向电能转化2.（广东省2 0 2 1届高三“六校联盟”联考）近日，上海交通大学周保学教授等人提出了一种如下图所示的光电催化体系，该体系既能将SO 2转化为S O：所释放的化学能用于驱动阴极H z。？的高效生成，也可以实现烟气脱SO 2。则下列说法错误的是（）B.随着反应的进行，阳极区pH降低C.每生成I m o l SO；,伴随着I m o l H?。？的生成D.电解液中有.2个离子交换膜，靠近阳极的为阳离子交换膜，靠近阴极的为阴离子交换膜3.（广东省汕头市金山中学2 0 2 1届高三期中）回收并利用CO 2一直是科研人员研究的热点，科研人员以CO 2为原料在酸性介质中设计出如图装置的原

3、电池。下列说法正确的是A.该过程中仅涉及光能与化学能的转化B.转移4 m o i电子时，可能有32 g o 2生成C.b 电极反应方程式为 2 c o 2+12 e +9H 2 O=C2 H 5O H+12 O H-D.工作一段时间，电极a附近溶液的p H会增大4.（广东省深圳市高级中学2 0 2 1届高三阶段性测试）在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌可促使S0：与H?反应生成S%加速钢管的腐蚀，其A.厌氧腐蚀属于化学腐蚀B.钢管腐蚀的产物中含有F e S、F e （O H）2C.正极的电极反应式为4 H2+S O 4 =S2+4 H2O

4、D.在钢管表面镀锌或铜均可减缓钢管的腐蚀5.（广东省深圳市高级中学2 0 2 1届高三阶段性测试）钾（K）资源丰富，成本低廉，用其制作的钾离子电池有着超越锂离子电池的发展前景。我国科研人员在钾离子电池的研发上做出了巨大的贡献。如图是我国某科研团队研制的一种钾离子电池充电时的示意图，下列说法不正确的是（）电极”电解液A.放电时，外电路电子由电极a 流向电极bB.钾离子电池电解液一般选择有机溶剂，但会有一定的安全隐患C.充电时，每当外电路中转移Imole：正极材料会“释放39gK+D.充电时，电极b 上的电极反应式为：WS2+xK+xe-KxWS26.（广东实验中学2021届高三阶段测试）研究金属

5、桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列有关判断中正确的是（）A.用装置模拟研究时未见a 上有气泡，说明铁没有被腐蚀B.中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀C.中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩D.中锌板换成性质稳定的银或铜板也能保护桥墩不被腐蚀7.（广东实验中学2021届高三阶段测试）利用微生物燃料电池进行废水处理，可实现碳氮联合转化。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，其中M、N 为厌氧微生物电极。下列有关叙述错误的是A.负极反应式为CH3coeT-8 e-+2H2O=2CO2 T+7H+B.电池工作时，H*由 M 极区移向N 极区C.相同条件下，M 极区生成的CO?与 N 极区生

6、成的N 2的体积之比为3:2D.好氧微生物反应器中发生的反应的离子方程式为NH：+2O2=NO；+2H+H2O8.（河北省衡水中学2021届高三联考）高氯酸钾是一种强氧化剂和分析试剂，易溶于水。以氯化钠为原料制备高氯酸钾的一种流程如图所示。下列说法错误的是-KG溶液饱和食盐水溶液-fNaCIOrl高温分解卜N a CIO 嗝小|系列操作卜K C IO gA.“电解”过程中阴极生成气体的主要成分为H2B.“高温分解”反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1C.本实验条件下，KC1O4在水中的溶解度比NaCK）4小D.“转化”过程所得副产物也可在上述流程中循环利用9.（河北省衡水中学2021届高

7、三联考）以 Ag/AgCl作参比电极的原电池装置可用于测定空气中氯气的含量，其工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是Ag/AgCl多孔用电极阳离子交换膜KCI溶液KCl溶液2一含疑气的空气A.采用多孔钻电极可增大电极与电解质溶液和气体的接触面积B.正极的电极反应式为CL+2e-=2CC.外电路中通过0.02 mol，时，负极区溶液质量减少0.71 gD.空气中氯气含量可通过一定时间内电流表读数变化和空气流速计算1 0.（河北省唐山一中2021届高三期中）氧化铅-铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池（如图所示）,电池总反应为PbO2+Cu+2H2SO4=PbSO4+CuSO4+2H2Oo下列

8、有关该电池的说法正确的是（）A.电池工作时，电子由C u电极经电解质溶液流向PbC）2电极B.电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐减小C.正极反应式：P b O2+2 e+4H+S O 4-=P b S O4+2 H2OD.电池工作过程中，两个电极的质量均减小11.(江苏扬州市2 0 2 1 届高三调研)资源化利用C O 2 的一种原理如图所示。下列说法正确的是()W 6 P固M 零单重F传嗡A.M为电源的负极B.C P-从电极p移向电极QC.电极Q上的反应为C O 2+2 e-=C O+O 2-D.理论上参与反应的n(C H4):n(C O2)=4：312.(辽宁省丹东市五校2 0 2 1

9、届高三联考)十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢一空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知：2 H2S(g)+O2(g)=S2(S)+2 H2O(1)/=-6 3 2 k J/m o L 下列说法正确的是()A.电极a发生反应为还原反应B.标准状况下，每 1 1.2 L H2S参与反应，有 1 m o l H+经固体电解质膜进入正极区C.当电极a 的质量增加6 4 g时，电池内部释放6 3 2 k J 的热能D.电极b上发生的电极反应为O2+2 H 2 O+4 e =4 OH-13.(辽宁省辽阳市2 0 2 1 届高三期末)某科研团队设

10、计了负载有R u 纳米颗粒且具有三维多孔结构的石墨烯基电极，负极为N a 箔，电解质溶液为添加了乙二胺的有机溶剂，构成了 N a-S C)2 电池，其简单示意图如图。下列有关说法中不正确的是NaSOaA.放电时，正极上的电极反应式为2 N a +2 s o?+2 e-=N a 2 s 2 O4B.充电时，每转移O.l m o l 电子，在阳极可生成标准状况下的气体2.2 4 LC.组装电池时，可将乙二胺的有机溶剂电解液改为乙二胺的水溶液D.该电池使用多孔石墨烯电极有利于气体、电极和电解液的充分接触1 4 .（重庆市第八中学校2 0 2 1 届高三月考卷）图中是利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化

11、学原理图。下列说法不正确的是（）A.电子流向：A 电极-用电器-B电极电极B.C.D.A 电极上发生氧化反应，电极反应式为：X-2 e-=Y+2 H+若有机物为葡萄糖（C 6 H n O6），处 理 I m o l 有机物，1 2 m o l H*透过质子交换膜移动到右室1 5 .（重庆市西南大学附属中学校2 0 2 1 届月考）我国某科研机构研究表明，利用K z C m C h可实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如下图所示。若水分子不能通过阴、阳离子交换膜，则下列说法正确的是（）阴离子-交换膜二至三一三Nac三一三一小三一阳离子交换膜微生物X2mA.N为该电池的负极B.该电池可以在高温下使

12、用C.一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度减小D.M 的电极反应式为：C6H5OH-28e+28OH=6CO2+17H2O专题0 7电化学原理及其应用1.（福建省福州市三中2021届高三质量检测）“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a 为 T Q 电极，b 为 P t 电极，c 为 W O3电极，电解质溶液为pH=3的 Li2sOH2so4 溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B 两个区，A 区与大气相通，B 区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是A.若用导线连接a、c,则 a 为负极，该电极附近p H 减小B.若用导线连接a、c,则 c 电极的电极反应式为Hx

13、WCh-xe-=WO3+xH+C.若用导线连接b、c,b 电极的电极反应式为O2+4H+4e=2H2OD.利用该装置，可实现太阳能向电能转化【答案】B【解析】根据示意图可知，a 与 c 相连后，a 电极发生失电子的氧化反应所以作负极，考虑到电解质溶液为pH=3的 Li2s（M l2s。4溶液，所以a 极的电极反应式为：2H2O-4 e-=O2+4H+；由于生成H+,所以a极附近的pH 下降；A 项正确；根据示意图可知，a 与 c 相连后，c 为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式应写作：W O3+xH+xe=HxW O3：B 项错误；根据示意图，b 与 c 若相连，b 极为正极发生氧气的还原

14、反应,考虑到电解质溶液为pH=3的U2SO4-H2sCU溶液,所以电极反应式为：02+4H+4e=2H2O；C 项正确；连接a 与 c 后，将太阳能转变成B 中的化学能，再连接b,c 后，就可将化学能再转变成电能，最终实现了太阳能向电能的转化，D 项正确；答案选B。2.（广东省2021届高三“六校联盟”联考）近日，上海交通大学周保学教授等人提出了一种如下图所示的光电催化体系，该体系既能将SO?转化为SO：所释放的化学能用于驱动阴极H?。？的高效生成，也可以实现烟气脱S。?。则下列说法错误的是（）直流电源B.随着反应的进行，阳极区pH降低C.每生成ImolSO：-,伴随着ImolH?。？的生成D

15、.电解液中有2个离子交换膜，靠近阳极的为阳离子交换膜，靠近阴极的为阴离子交换膜【答案】D【解析】由装置可知，左侧电极为二氧化硫转化为硫酸根，硫元素的价态升高，失电子，作阳极，则直流电源的左侧为正极，所以右侧为阴极，氧气得电子转化为过氧化氢，据此解答。由分析可知，阴极反应为氧气得电子转化为过氧化氢，电极方程式为：2H+O2+2e-=H2O2故A正确；由装置图可看出，阳极（左侧）氢氧根被消耗，碱性减弱，阳极区pH降低，故B正确；每生成ImolSO；-,要转移2moi电子,根据电子得失守恒，需要生成ImolH?。？，故C正确；由装置图可看出，氢氧根通过靠近阳极的交换膜进入阳极参与反应，应为阴离子交换

16、膜；氢离子通过靠近阴极的交换膜进入阴极参与反应，应为阳离子交换膜，故D错误；故选D。3.（广东省汕头市金山中学2021届高三期中）回收并利用C02 一直是科研人员研究的热点，科研人员以下列说法正确的是A.该过程中仅涉及光能与化学能的转化B.转移4 moi电子时，可能有32 go2生成C.b 电极反应方程式为 2 C O2+1 2 e +9 H2O=C2H5O H+1 2 0 HD.工作一段时间，电极a 附近溶液的p H 会增大【答案】B【解析】从装置图看，电极a 中 H 2 0 T o 2,则此电极为负极，电极反应式为6 H 2 O-1 2 e=3 O 2 T+1 2 H+；电极b中，C0?T

17、CH3 c H zO H,则此电极为正极，电极反应式为2 c o 2+1 2 e+l 2H+=C 2H5 O H+3 H20。该过程中，太阳能转化为化学能，化学能转化为电能，甚至还存在化学能转化为热能，A不正确；由电极反应式6 H2O-12e=3 O2t+12H+2 电极上，其质量增加,故 D 项错误；故选C。11.(江苏扬州市2 0 2 1 届高三调研)资源化利用CO 2 的一种原理如图所示。下列说法正确的是()A.M为电源的负极B.CP-从电极P移向电极QC.电极Q上的反应为CO 2+2 e=CO+O 2-D.理论上参与反应的n(CH4):n(CO2)=4 :3【答案】C【解析】由图知：电

18、极Q上 CCh 生成C O,碳元素化合价降低，发生还原反应，该装置连接电源为电解池,电极Q为电解池的阴极，N为电源的负极，A 错误；电极P为电解池的阳极，根据电解池的“阴阳阳阴规律，阴 离 子-应 移 向 阳 极 P,B 错误；电极Q上 CO:得电子生成C O,已知固体电解质可传输O 故 Q电极反应式为CO2+2e =C O+O C 正确；当电极P上生成的C2H八 C2H6 物质的量之比为1:1 时，参与反应的n(CH4):n(CO2 4 :3,但题中未提到C2HhC2H6 物质的量之比，故无法计算甲烷与二氧化碳物质的量之比,D 错误；故选C。12.(辽宁省丹东市五校2021 届高三联考)十九

19、大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢一空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知：2H2S(g)+O2(g)=S2(S)+2H2O(1)，=-6 32k J/m o l,下列说法正确的是()A.电极a发生反应为还原反应B.标准状况下，每 1 1.2L H2s 参与反应，有 1 m o l H+经固体电解质膜进入正极区C.当电极a 的质量增加6 4 g 时，电池内部释放6 32k J的热能D.电极b上发生的电极反应为O2+2H2O+4e =4 O H【答案】B【解析】由2H2s（g）+O2（g）=S2（s）+2H2O可知,02在正极b发生还原反

20、应，电极反应式为O2+4H+4e-=2H2O,H2s 在负极a 发生氧化反应，电极反应式为2H2s-4e =4H+S2。电极a为负极，发生氧化反应，A 错误。由电极反应式2H2s-4e=4H+S2可知，标准状况下，每 1 1.2L H2s 即 0.5 m o l H2s 参与反应，有 1 m o l F T 经固体电解质膜进入正极区，B 正确。反应由化学能转化为电能，电池内部释放的热能小于6 32 k J,C 错误。该电池是质子固体做电解质，所以电极反应式为O2+4H+4e =2H2O,D 错误。13.（辽宁省辽阳市2021 届高三期末）某科研团队设计了负载有R u 纳米颗粒且具有三维多孔结构

21、的石墨烯基电极，负极为N a 箔，电解质溶液为添加了乙二胺的有机溶剂，构成了 N a-S O 2 电池，其简单示意图如图。下列有关说法中不正确的是 1 墨 烯 钠米 Ru s o：9 N a B。,A.放电时，正极上的电极反应式为2N a+2s o?+2e-=N a 2s 2O 4B.充电时，每转移O.l m o l 电子，在阳极可生成标准状况下的气体2.24 LC.组装电池时，可将乙二胺的有机溶剂电解液改为乙二胺的水溶液D.该电池使用多孔石墨烯电极有利于气体、电极和电解液的充分接触【答案】C【解析】根据题意，负极为Na箔，放电时负极反应式为Na-e=Na+,结合图示放电时SO2在正极发生得电

22、子的还原反应生成Na2s2。4,正极反应式为2so2+2e-+2Na+=Na2s2。4,放电时电池总反应为2Na+2SO2=Na2s2O4；据此分析作答。根据图示，放电时S02在正极发生得电子的还原反应生成Na2s2O4,正极上的反应式为2so2+2e+2Na+=Na2s2O4,A正确；根据图示，充电时阳极的电极反应式为Na2s2Ch-2e-=2Na+2so2,每转移O.lmol电子，阳极生成O.lmolSCh气体，在标准状况下的体积为0.1molx22.4L/mol=2.24L,B正确：该电池的负极为Na箔，由于N a能与水发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2T，故组装电池时不能将乙

23、二胺的有机溶剂电解液改为乙二胺的水溶液，C错误；多孔石墨烯电极具有较大的表面积，故使用多孔石墨烯电极有利于气体、电极和电解液的充分接触，D正确；答案选C。1 4.（重庆市第八中学校2021届高三月考卷）图中是利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理图。下列说法不正确的是（）A.该过程将化学能转化为电能B.电子流向：A电极用电器一B电极C.A电极上发生氧化反应，电极反应式为：X-2e-=Y+2H+D.若有机物为葡萄糖（C6Hl2O6）,处 理Im ol有机物，12moiH+透过质子交换膜移动到右室【答案】D【解析】由图示可知，A电极由X转化为Y,该过程是失去了两氢原子，发生氧化反应，为负极，B电

24、极是02转化为H zO,得到电子发生还原反应，B为正极，据此分析解题：该装置是原电池反应，利用的反应原理为有机物氧化反应，故化学能转化为电能，A正确；由分析可知：A电极为负极，B为正极，故电子由A电极用电器一B电极，B正确；由图知X到Y少了 2个H,有机物升高2价，失去2个电子，电极反应式正确，C正确；由反应C6Hl2O6+6O26CC2T+6H2。可 知Im ol葡糖糖反应，转移24moi电子，电极反应也要转移24moi电子，电解质溶液中转移24moi H+,D 错误；故答案为D。1 5.（重庆市西南大学附属中学校2021届月考）我国某科研机构研究表明，利用KzCnO可实现含苯酚废水的有效处

25、理，其工作原理如下图所示。若水分子不能通过阴、阳离子交换膜，则下列说法正确的是（)X冬Isai-阳离子交换膜阴离孑交换膜一i-二二二二一康-二A.N 为该电池的负极B.该电池可以在高温下使用C.一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度减小D.M 的电极反应式为：C6H5OH-28e+28OH=6CO2+17H2O【答案】C【解析】由图可知C r元素化合价降低，被还原，N 为正极，A 项错误；该电池用微生物进行发酵反应，不耐高温，B 项错误；山于电解质NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离，使 Na+和 C1-不能定向移动，所以电池工作时，负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCl溶液中，正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液中与H+反应生成水，使 NaCl溶液浓度减小。C 项正确；苯酚发生氧化反应、作负极，结合电子守恒和电荷守恒可知电极反应式为C6H5OH-28e+1 lH2O=6CO2t+28H*,D 项错误；答案选C。