天津专用2020高考化学二轮复习专题能力训练8化学反应与电能含解析

天津专用2020高考化学二轮复习专题能力训练8化学反应与电能含解析

专题能力训练八　化学反应与电能 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(共7小题,每小题8分,共56分。每小题只有1个选项符合题目要求)‎ ‎1.(2019全国Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是(　　)‎ A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高 B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)‎ C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)‎ D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区 答案:D 解析:本题考查了二次电池的工作原理及电极反应式的书写与判断。三维多孔海绵状Zn类似于活性炭,故表面积较大,可高效沉积ZnO,所沉积的ZnO分散度也高,A项正确;根据总反应式Zn(s)+2NiOOH(s)+H2OZnO(s)+2Ni(OH)2(s)可知,充电时Ni(OH)2(s)在阳极上发生氧化反应Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l),B项正确;放电时Zn在负极上发生氧化反应Zn(s)+2OH--2e-ZnO(s)+H2O(l),C项正确;在放电过程中,阴离子应向负极移动,D项错误。‎ ‎2.某科研小组模拟“人工树叶”电化学装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为糖类(C6H12O6)和O2,X、Y是特殊催化剂型电极。已知装置的电流效率等于生成产品所需的电子数与电路中通过总电子数之比。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.该装置中Y电极发生氧化反应 B.X电极的电极反应式为6CO2+24H++24e-C6H12O6+6H2O C.理论上,每生成22.4 L O2必有4 mol H+由Y极区向X极区迁移 D.当电路中通过3 mol电子时生成18 g C6H12O6,则该装置的电流效率为80%‎ 答案:C 解析:根据装置图可知,Y电极与电源正极相连,Y电极为阳极,发生氧化反应,A项正确;X电极为阴极,发生还原反应,根据X电极上的反应物及产物可写出阴极的电极反应式,B项正确;22.4LO2没有指明是在标准状况下,C项不正确;n(C6H12O6)=‎18g‎180g·mol‎-1‎=0.1mol,生成0.1mol葡萄糖消耗2.4mol电子,故该装置的电流效率为‎2.4mol‎3mol×100%=80%,D项正确。‎ - 6 -‎ ‎3.某公司日前宣布,他们已经开发并计划大量生产一种颠覆性的阳极和阴极,两个电极都是碳材料的双碳性电池(放电原理如图所示),充电速度比普通的锂离子电池快20倍。放电时,正极反应:Cn(PF6)+e-PF‎6‎‎-‎+nC,负极反应:LiCn-e-Li++nC。下列有关说法中正确的是(　　)‎ ‎(A-表示阴离子)‎ A.a极为电池的负极 B.A-为OH-‎ C.电池充电时的阴极反应为LiCn+e-Li++nC D.充电时,溶液中A-从b极向a极迁移 答案:D 解析:根据题给装置图判断,a电极有A-生成,b电极有Li+生成,结合放电时,正极反应:Cn(PF6)+e-PF‎6‎‎-‎+nC,负极反应:LiCn-e-Li++nC,可知a电极为正极,b电极为负极,故A项错误;A-为PF‎6‎‎-‎,故B项错误;充电时,阴极反应为Li++nC+e-LiCn,故C项错误;充电时,溶液中A-从b(阴)极向a(阳)极迁移,故D项正确。‎ ‎4.PbO2-微生物燃料电池(MFC)是利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置(如图),若利用微生物分解香蕉皮(生成的葡萄糖作反应物)使该电池工作,下列说法不正确的是(　　)‎ A.a电极为正极,b电极为负极 B.b电极附近有PbO2,发生的电极反应为PbO2+4H++2e-Pb2++2H2O C.电池的总反应式为12PbO2+C6H12O6+24H+6CO2↑+12Pb2++18H2O D.该电池一般是在常温环境中工作,使得电池维护成本低,安全性强 答案:A 解析:根据图中H+的流向和电子的流向可推知a电极为负极,b电极为正极,所以A项错误;PbO2在b极得到电子,发生还原反应,电极反应式为PbO2+4H++2e-Pb2++2H2O,B项正确;香蕉皮经微生物分解后生成葡萄糖,负极反应为葡萄糖失电子生成二氧化碳,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+,所以总反应式为12PbO2+C6H12O6+24H+6CO2↑+12Pb2++18H2O,C项正确;温度过高,微生物会发生变性死亡,所以D项正确。‎ ‎5.工业上常用电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱,生产装置如图所示,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,以下说法中正确的是(　　)‎ - 6 -‎ A.a极与电源的负极相连 B.产物丙为硫酸 C.离子交换膜d为阴离子交换膜 D.b电极反应式:4OH--4e-O2↑+2H2O 答案:B 解析:通过装置图分析可知该装置是电解装置,电解硫酸钠溶液实质是电解水,气体甲与气体乙的体积比约为1∶2,气体甲为氧气,气体乙为氢气,阳极生成氧气,电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,阴极生成氢气,电极反应式为2H++2e-H2↑,气体体积比为1∶2,所以判断a电极是阳极,b电极是阴极,在阳极室得到硫酸,在阴极室得到氢氧化钠,则c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜。进一步分析可知a电极为阳极,与电源正极相连,A项错误;阳极a生成氧气,电极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑,阳极室水的电离平衡被破坏生成大量氢离子,生成产物丙为硫酸,阴极生成氢气,2H++2e-H2↑,生成产物丁为氢氧化钠,B项正确;c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜,C项错误;b电极是阴极,该电极上应该发生得电子的还原反应,D项错误。‎ ‎6.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是(　　)‎ A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀速率 B.若X为锌棒,开关K置于M处,铁的保护属于牺牲阳极的阴极保护法 C.若X为碳棒,开关K置于N处,铁的保护属于外接电流的阴极保护法 D.若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生还原反应 答案:D 解析:若X为碳棒,开关K置于N处时X极为阳极,发生氧化反应。‎ ‎7.(2019河北隆化存瑞中学高三期中考试)电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如图所示,下列叙述错误的是(　　)‎ A.M室发生的电极反应式:2H2O-4e-O2↑+4H+‎ B.a、c为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜 C.N室中:m%

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