2020届高三理综化学高考12题题型 ——原电池、电解池专题题型特训2
1.根据光合作用原理,设计如图原电池装置。下列说法正确的是( )
A.a电极为原电池的正极 B.外电路电流方向是a→b
C.b电极的电极反应式为:O2+2e-+2H+===H2O2 D.a电极上每生成1 mol O2,通过质子交换膜的H+为2 mol
解析 根据图示可知,a电极上H2O转化为H+和O2,发生氧化反应,则a电极为原电池的负极,A项错误;a电极为负极,b电极为正极,外电路电流方向应从正极到负极,即b→a,B项错误;根据图示可知,b电极上O2得电子转化为H2O2,电极反应式为:O2+2e-+2H+===H2O2,C项正确;a电极上每生成1 mol O2,转移4 mol电子,则通过质子交换膜的H+为4 mol,D项错误。 答案 C
2.微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是( )
---2-
A.HS-在硫氧化菌作用下转化为SO24的反应为HS+4H2O-8e===SO4+9H+
B.电子从电极b流出,经外电路流向电极a C.如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化
D.若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移,则有0.5 mol H+通过质子交换膜
--解析 根据题图知,在硫氧化菌作用下HS-转化为SO24,发生氧化反应:HS-++4H2O-8e-===SO2A项正确;电子从电极a流出,经外电路流向电极4+9H,
b,B项错误;如果将反应物直接燃烧,有部分化学能转化为热能和光能,能量的利用率降低,C项错误;若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移,则有0.4 mol H+通过质子交换膜,D项错误。 答案 A
3.利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能,装置如图所示。电池工作时,下列说法正确的是( )
A.a极为正极,发生氧化反应
+-B.b极的电极反应式为:2NO-3+12H-10e===N2↑+6H2O
C.中间室的Cl-向左室移动
D.左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时,用电器流过2.4 mol电子
解析 由题图可知,在b极上NO-3转化为N2,发生得电子的还原反应,故b极
+-为正极,a极为负极,A项错误;b极的电极反应式为2NO-3+12H+10e===N2↑
+6H2O,B项错误;原电池中阴离子向负极移动,故C项正确;左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O===6CO2↑+28H+,9.4 g苯酚的物质的量为0.1 mol,故用电器应流过2.8 mol电子,D项错误。 答案 C
4.工业上联合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,下列有关说法正确的是( )
A.a电极的电极反应式为:2H++2e-===H2↑ B.产物丙为硫酸
C.离子交换膜d为阴离子交换膜
D.每转移0.1 mol电子,产生1.12 L的气体乙
解析 根据题图并结合题意,同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1∶2,知甲为O2,乙为H2,则a电极上OH-放电,产生氧气,电极反应式为:2H2O
--4e-===4H++O2↑,A项错误;a电极为阳极,阳极上OH-放电,SO24向阳极
移动,因此产物丙为硫酸,B项正确;b电极为阴极,阴极上H+放电,Na+向阴极移动,则d为阳离子交换膜,C项错误;根据b电极的电极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,知每转移0.1 mol电子,产生标准状况下1.12 L气体乙(H2),
D项错误。 答案 B
5.重铬酸钾是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)(黄色)为原料,采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)(橙色)。制备装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色 B.电解过程中阳极附近溶液的pH变小 C.K2CrO4在阳极区被氧化成K2Cr2O7
D.阴极每生成1 mol气体,有2 mol带正电荷的阳离子从阳极室移向阴极室 解析 结合题给装置可判断惰性电极为阳极,不锈钢电极为阴极;阳极室中K2CrO4转化为K2Cr2O7,溶液由黄色逐渐变为橙色,A项正确;阳极室发生氧化反应,OH-失电子放电,电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑,阳极附近溶
2-
液pH逐渐减小,B项正确;阳极室中H+浓度增大,促使发生反应:2CrO4+
2H+-
Cr2O27+H2O,反应前后Cr元素化合价没有发生变化,C项错误;
阴极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,每生成1 mol H2转移2 mol电子,为保持溶液呈电中性,有2 mol K+从阳极室向阴极室移动,D项正确。 答案 C
6.利用如图所示装置,可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是( )
A.若X是锌棒,将K与M连接,此方法是牺牲阳极的阴极保护法,使铁不易受腐蚀
B.若X是碳棒,将K与N连接,可减缓铁的腐蚀
C.若X是碳棒,将K与M连接,碳棒的电极反应式是2H++2e-===H2↑ D.若X是锌棒,将K与N连接,锌棒的电极反应式是Zn-2e-===Zn2+ 解析 若X是锌棒,将K与M相连,则锌棒作负极,铁棒作正极被保护起来,此方法称为牺牲阳极的阴极保护法,A项正确;若X是碳棒,将K与N相连,铁连接电源的负极,则铁作阴极被保护起来,可减缓铁的腐蚀,此方法称为外加电流的阴极保护法,B项正确;若X是碳棒,将K与M相连,则碳棒作正极,铁发生吸氧腐蚀,碳棒的电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,C项错误;若X是锌棒,将K与N相连,则锌棒作阳极,阳极上Zn失电子发生氧化反应,D项正确。 答案 C
7.最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为: ①EDTA-Fe2+-e-===EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H2S===2H++S+2EDTA-Fe2+ 该装置工作时,下列叙述错误的是( )
2020届高三理综化学高考12题题型——原电池、电解池专题题型特训2
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