内部文件,版权追溯 对点特训(七) 电化学原理及应用
1.(2024·邢台期末)一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法错误的是( C )
A.氢能属于二次能源
B.图中能量转化的方式至少有6种 C.太阳能电池的供电原理与燃料电池相同 D.太阳能、风能、氢能都属于新能源
解析 氢能是利用太阳能等产生的,故属于二次能源,选项A正确;图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能,电能与化学能的相互转化,电能与光能、热能的转化等,选项B正确;太阳能电池的供电原理实际是热能转化为电能,而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能,所以二者是不相同的,选项C错误;太阳能、风能、氢能都属于新能源,选项D正确。
2.(2024·江南十校)气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图:气体扩散进入传感器,在敏感电极上发生反应,传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是( B )
待测气体 NO2 Cl2 CO H2S 部分电极反应产物 NO HCl CO2 H2SO4 A.上述气体检测时,敏感电极均作电池正极 B.检测Cl2和NO2体积分数相同的两份空气样本时,传感器上产生的电流大小相同 C.检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时,传感器上产生的电流大小相同 D.检测H2S时,对电极充入空气,对电极上的电极反应式为O2+4e=2O
解析 还原剂失电子发生氧化反应的电极是负极、氧化剂得电子发生还原反应的电极是
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2-
1
正极,根据待测气体和反应产物可知,部分气体中元素化合价上升,部分气体中元素的化合价下降,所以敏感电极不一定都做电池正极,选项A错误;1 mol Cl2和NO2得到电子的物质的量都为2 mol,则检测Cl2和NO2体积分数相同的两份空气样本时,传感器上产生的电流大小相同,选项B正确;产生的电流大小与失电子多少有关,检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时,硫化氢失去电子数大于CO,所以产生电流大小不同,选项C错误;检测硫化氢时,硫化氢生成硫酸,硫元素化合价由-2变为+6而发生氧化反应,则其所在电极为负极,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为O2+4H+4e===2H2O,选项D错误。
3.(2024·湖南G10三模)近年来,我国在航空航天事业上取得了令人瞩目的成就,科学家在能量的转化,航天器的零排放作出了很大的努力,其中为了达到零排放的要求,循环利用人体呼出的CO2并提供O2,设计了一种装置(如图)实现了能量的转化,总反应方程式为2CO2=2CO+O2。关于该装置下列说法正确的是( B )
+
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A.装置中离子交换膜为阳离子交换膜
B.CO2参与X电极的反应方程式:CO2+2e+H2O===CO+2OH C.N型半导体为正极,P型半导体为负极
D.外电路每转移2 mol电子,Y极生成气体22.4 L(标准状况)
解析 由图可知左侧为太阳能转化为电能的装置,右侧为电解装置,根据左侧电子移动方向可知:X为阴极,所以OH应该往Y极移动,因此离子交换膜应该为阴离子交换膜,选项A错误;X为阴极,发生还原反应,根据总反应方程式2CO2===2CO+O2可知,X极发生的反应为:CO2+2e+H2O===CO+2OH,选项B正确;由于电子从P移向N,所以N为负极,选项C错误;Y极电极反应式为:4OH-4e===2H2O+O2↑,所以外电路每转移2 mol电子,Y极生成标准状况下气体体积为11.2 L,选项D错误。
4.(2024·全国卷Ⅲ)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是( D )
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A.放电时,多孔碳材料电极为负极
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B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C.充电时,电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移 D.充电时,电池总反应为Li2O2-x===2Li+(1-)O2
2
解析 放电时,O2与Li在多孔碳电极处反应,说明电池内,Li向多孔碳电极移动,因为阳离子移向正极,所以多孔碳电极为正极,选项A错误;因为多孔碳电极为正极,电子在外电路应该由锂电极流出,再流向多孔碳电极(由负极流向正极),选项B错误;充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反,放电时,Li向多孔碳电极移动,充电时向锂电极移动,选项C错误;根据图示和上述分析,电池的正极反应应该是O2与Li得电子转化为Li2O2
-x+
+
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+
+
x,电池的负极反应应该是单质Li失电子转化为Li,所以总反应为:2Li+(1-)O2===Li2O2
2,充电的反应与放电的反应相反,所以为Li2O2-x===2Li+(1-)O2,选项D正确。
25.(2024·辽宁五校联考)下列装置由甲、乙部分组成(如图所示),甲是将废水中乙二
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xx-x胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时,下列说法正确的是( D )
A.电子的流动方向M→Fe→CuSO4溶液→Cu-N
B.M极电极反应式:H2N(CH2)2NH2+16OH-16e===2CO2↑+N2↑+12H2O C.当N极消耗5.6 L O2时,则铁极增重32 g D.一段时间后,乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变
解析 根据题给信息知,甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池,M是负极,N是正极,电解质溶液为酸性溶液;乙部分是在铁上镀铜,则铁为阴极与负极相连,铜为阳极与正极相连,电子不能通过溶液,选项A错误;H2N(CH2)2NH2在负极M上失电子发生氧化反应,生成氮气、二氧化碳和水,电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e===2CO2↑+N2↑+16H,选项B错误;未注明是否为标准状况,无法计算5.6LO2的物质的量,选项C错误;乙部分是在铁上镀铜,电解液浓度基本不变,选项D正确。
6.(2024·盐城一模)一种生物电化学方法脱除水体中NH4的原理如下图所示:
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2024高考化学二轮复习第1部分第7讲电化学原理及应用对点特训



