2017高考化学冲刺――新型化学电源

12017高考化学冲刺新型化学电源1．用如图所示装置除去含有CN﹣、Cl﹣废水中的CN﹣时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（）A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2OC．阴极的电极反应式：2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣D．除去CN﹣的反应：2CN﹣+5ClO﹣+2H+═N2↑+2CO2↑+5Cl﹣+H2O1．D【解析】A．该电解质溶液呈碱性，电解时，用不活泼金属或导电非金属作负极，可以用较不活泼金属作正极，所以可以用石墨作氧化剂、铁作阴极，故A正确；B．阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水，所以阳极反应式为Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O，故B正确；C．电解质溶液呈碱性，则阴极上水失电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣，故C正确；D．阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，该反应在碱性条件下进行，所以应该有氢氧根离子生成，反应方程式为2CN﹣+5ClO﹣+H2O═N2↑+2CO2↑+5Cl﹣+2OH﹣，故D错误；故选D．【点评】本题为2015年四川省高考化学试题，涉及电解原理，明确各个电极上发生的反应及电解原理是解本题关键，易错选项是BD，注意B中反应生成物，注意D中碱性条件下不能有氢离子参加反应或生成．2．利用右图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说法不正确的是（）A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁电极的反应：Fe﹣2e﹣→Fe2+C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀D．若X为碳棒，开关K置于N处，铁电极的反应：2H++2e﹣→H2↑2．B【解析】A、若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，此时金属锌为负极，金属铁为正极，金属铁被保护，可减缓铁的腐蚀，故A正确；2B、若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，此时金属锌为负极，金属铁为正极，氧气在该极发生还原反应，故B错误；C、若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，此时金属铁为阴极，铁被保护，可减缓铁的腐蚀，故C正确；D、若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，X极为阳极，发生氧化反应，铁电极为阴极，发生还原反应，故D正确．故选B．【点评】本题考查学生原电池和电解池的工作原理以及金属的腐蚀和防护知识，注意知识的梳理和归纳是解题的关键，难度不大．3．高温钠硫电池是一种新型可充电电池，其工作原理如图所示，图中固体电解质是Na+导体．下列叙述正确的是（）A．放电时，石墨电极a为正极B．放电时，Na+从石墨b向石墨a方向迁移C．充电时，b极反应为Na2Sx﹣2e﹣=xS+2Na+D．可将装置中的固体电解质改成NaCl溶液3．C【解析】A、根据图示信息知道：金属钠富集在石墨电极附近，据此确定石墨a是高温钠硫电池的负极材料，故A错误；B、放电时属于原电池装置，电解质中的阳离子移向正极，即Na+从石墨a向石墨b方向迁移，故B错误；C、充电时，在阳极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为：Na2Sx﹣2e﹣=xS+2Na+，故C正确；D、固体电解质不能改成NaCl溶液，因为钠单质会与水反应，故D错误．故选C．【点评】本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意知识的归纳和梳理是关键，难度中等．4．近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂-铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，下列说法不正确的是()3A．放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移动B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD．整个反应过程中，铜相当于催化剂4．B【解析】试题分析：A、放电时，阳离子向正极移动，则Li+透过固体电解质向Cu极移动，故A正确；B、放电时，负极的电极反应式为Li-e-═Li+，故B错误；C、放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，故C正确；D、通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，故D正确；故选B。考点：考查了化学电源新型电池、原电池原理的相关知识。5．锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环．下列说法不正确的是()A．充电时电极a连接电源的负极B．放电时负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+C．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大D．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应5．A【解析】试题分析：根据图示的信息，结合原电池等工作原理，原电池的负极是金属锌失电子的过程，所以b是负极，a是正极；A．充电时，电池的正极和电源的正极相接，即电极a连接电源的正极，故A错误；B．原电池的两极反应中，负极上4发生失电子的氧化反应，即Zn-2e-=Zn2+，故B正确；C．放电时，右侧生成的锌离子移向左侧，左侧溴单质发生得电子的还原反应生成溴离子，所以左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，故C正确；D．阳离子交换膜只允许阳离子通过，还起到隔膜的作用，可阻止Br2与Zn直接发生反应，故D正确；故选A。【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理【名师点晴】可充电池，放电是原电池工作原理，发生氧化反应的极为负极，负极是电子流出的极，电解质溶液里阳离子向正极移动，充电时是电解池，发生还原反应的极为阴极，溶液里阳离子向阴极区移动，本题从化合价的变化进行判断是做题的关键，据此分析可作答。6．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，成功地实现了以CO2和H2O合成CH4，下列说法不正确的是A．该过程实质上是将太阳能转化为化学能的过程B．GaN表面发生氧化反应，有O2产生C．电解液中的H+从质子交换膜右侧向左侧迁移D．Cu表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O6．C【解析】试题分析：A．过程中是光合作用，有电流产生，太阳能转化为电能，故A正确；B.GaN表面发生的反应为2H2O-4e-====4H++O2↑，发生氧化反应，有O2产生，B正确；C.电子从GaN流向Cu，GaN为负极，Cu为正极，电解液中的H+从质子交换膜左侧向右侧迁移，C错误；D.Cu表面的电极反应为CO2的还原反应，反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，D正确。考点：电化学7．电解硫酸钠溶液生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法正确的是（）5A．a极与电源的负极相连B．a电极反应式：2H2O+2e－=H2↑+2OH－C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．产物丙为硫酸溶液7．D【解析】试题分析：电解硫酸钠溶液，阴极为氢离子放电，产生氢气，阳极为氢氧根离子在放电，产生氧气，因气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，故气体甲为氧气，气体乙为氢气，产物丙为硫酸溶液，产物丁为氢氧化钠溶液。A、a极为电解池的阳极，与电源的正极相连，错误；B、a电极为电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+，错误；C、b为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e－=H2↑+2OH－，离子交换膜d为阳离子交换膜，允许钠离子通过，错误；D、产物丙为硫酸溶液，正确。考点：考查电解原理的应用。8．用熔融K2CO3和Li2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如下图。下列说法正确的是()A．以此电池为电源电解精炼铜，当有0.1mole－转移时，有3.2g铜溶解B．若以甲烷为燃料气时负极反应式：CH4＋5O2－－8e－=CO32－＋2H2OC．该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3D．空气极发生的电极反应式为O2＋4e－＋2CO2=2CO32－8．D【解析】试题分析：A、电解精炼铜，阳极上铜和比铜活泼的金属失电子变为金属阳离子进入电解质溶液，当有0.1mole－转移时，若只有铜放电，则有3.2g铜溶解，粗铜有比铜更活泼的金属首先放电，所以溶解的铜小于3.2g，错误；B、根据6图示信息，通入甲烷的电极是负极，在负极上，甲烷变为氢气，氢气发生失电子的氧化反应，即H2-2e-+CO32-==CO2+H2O，错误；C、该电池的电极反应为负极：H2-2e-+CO32-==CO2+H2O，正极：O2＋4e－＋2CO2==2CO32－，所以碳酸根离子的浓度不变，该电池使用过程中不需补充Li2CO3和K2CO3，错误；D、通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2CO2==2CO32－，正确。考点：考查原电池原理的应用，化学电源。9．现代工业生产中常用电解氯化亚铁的方法制得氯化铁溶液，吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如下图所示。下列说法中正确的是A．电解池中OH—从右槽迁移到左槽B．H+在右槽发生氧化反应C．左槽中发生的反应是：4OH—－4e—＝O2↑+2H2OD．常温常压下，反应中每转移1mol电子生成1g氢气9．【答案】D【解析】试题分析：通过图示可知Fe2+在电解池的左槽中转化为Fe3+，H+在右槽中转化为H2，因此左槽为阳极，右槽为阴极。A．由于是阳离子交换膜，所以氢氧根不能从右槽迁移到左槽，A错误；B．右槽为阴极，发生还原反应，即电极反应式为2H++2e-=H2↑，B错误；C．左槽亚铁离子失去电子转化为铁离子，C错误；D．根据电极反应式可知常温常压下，反应中每转移1mol电子生成1g氢气，D正确，答案为D。【考点定位】本题主要是考查电解原理的应用【名师点晴】解答时判断电解池的阴、阳极是解题关键；通过图示可知Fe2+在电解池的左槽中转化为Fe3+，H+在右槽中转化为H2，因此左槽为阳极，右槽为阴极。再结合电解理论，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，电解池中阳离子向阴极移动，阳极上是还原性强的先被氧化，阴极是氧化性强的先被还原。易错选项是A，注意装置图中的阳离子交换膜。10．装置(Ⅰ)为铁镍（Fe-Ni）可充电电池：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2；装置(Ⅱ)为电解示意图。当闭合开关K时，Y附近溶液先变红。下列说法正确的是（）7A．闭合K时，X的电极反应式为：2H++2e-=H2↑B．闭合K时，A电极反应式为：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2C．给装置(Ⅰ)充电时，B极参与反应的物质被氧化D．给装置(Ⅰ)充电时，OH-通过阴离子交换膜，移向A电极10．【答案】D【解析】试题分析：A、闭合开关K时，Y附近溶液变红，说明此电极产生OH－，电极反应式：2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，因此Y电极为阴极，则X为阳极，其电极反应式为2Cl－－2e－＝Cl2↑，A错误；B、根据A选项分析，电极A应是电源的正极，根据原电池的总电极反应式，推出正极上的反应式为：NiO2＋2H2O＋2e－＝Ni(OH)2＋2OH－，B错误；C、对装置（I）充电时，电极B应接电源负极，其电极反应式为：Fe(OH)2＋2e－＝Fe＋2OH－，化合价降低被还原，C错误；D、充电时为电解池，根据电解池的工作原理，OH－通过阴离子交换膜，移向A电极，D正确，答案爱信D。考点：考查原电池、电解池工作原理、电极反应式的书写等知识。11．最近报道了一种新型可充电式铝电池。电解质为阳离子(EMl+)与阴离子(AlCl4－)组成的离子液体。右图为该电池放电过程示意图，Cn为石墨烯，下列说法正确的是A．充电时，每生成1molAl，电解质溶液中会增加7molAlCl4－B．充电时，Cn为阳极，电极方程式为Cn+AlCl4－-e－＝Cn[AlCl4]C．放电时，正极反应方程式为Al+7AlCl4－-3e－=4Al2Cl