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1、【配套新教材】（4）新情境下的电化学-高考化学一轮复习化学反应原理能力进阶加时练1.碱性锌铁液流电池采用资源丰富的铁和锌作为电池正、负极电解液活性物质，具有电压高成本低的优点。该电池的总反应为，下列叙述正确的是( )A.充电时，M极电极反应式为B.放电时，N极电势高于M极C.中含有键的数目为D.放电时，电路中转移2mol电子时，负极区电解质溶液增重65g2.一种钌（Ru）基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )A.电池工作时，将太阳能转化为电能B.X电极为电池的负极C.Y电极发生的电极反应为D.电池工作时，电解质溶液中和，的浓度基本不变3.一种突破传统电池设计
2、理念的镁-锑液态金属储能电池的工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法不正确的是( )A.放电时，Mg（液）层的质量减小B.放电时，正极反应式为C.该电池充电时，Mg-Sb（液）层发生还原反应D.该电池充电时，向下移动4.我国科学家研发了一种水系可逆电池，电池工作时，复合膜（由a、b膜复合而成）层间的解离成和，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合时，电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )A.闭合时，Zn表面的电极反应式为B.闭合时，反应一段时间后，NaCl溶液的pH减小C.闭合时，Pd电极与直流电源正极相连D
3、.闭合时，通过a膜向Pd电极方向移动5.天津理工大学刘喜正等人利用的形成和分解，实现了以乙二胺作添加剂的乙醚作为液态电解质的可充电电池，该电池放电时的工作原理如图所示，下列说法错误的是( )A.该装置将化学能转化为电能B.钠极是负极，发生氧化反应C.石墨极发生的电极反应式为D.该电池中转移个电子，消耗标准状况下6.研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )A.加入降低了正极反应的活化能B.电池工作时正极区溶液的pH减小C.1mol被完全氧化时，有3mol被还原D.负极反应式为7.国产航母山东舰已经列装服役，它是采用模块制造然后焊接
4、组装而成的，对焊接有着极高的要求。实验室模拟在海水环境和河水环境下对焊接金属材料使用的影响（如图）。下列相关描述中正确的是( )A.由图示的金属腐蚀情况说明了Sn元素的金属性强于Fe元素B.由图示可以看出甲是海水环境下的腐蚀情况，乙是河水环境下的腐蚀情况C.两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均为 D.为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”煅烧8.对氨基苯甲酸（）是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以对硝基苯甲酸（）为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。下列说法中正确的是( )A.电子由直流电源经导线流入金属阳极DSAB.阴极的主要电极反应式为C.每转移1 mol时，阳
5、极电解质溶液的质量减少8 gD.反应结束后阳极区pH增大9.下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是( )序号实验现象8小时未观察到明显锈蚀8小时未观察到明显锈蚀1小时观察到明显锈蚀A.对比实验，说明苯能隔绝B.实验中，生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少C.实验中，NaCl溶液中溶解的不足以使生铁片明显锈蚀D.实验中，属于铁的吸氧腐蚀，负极反应：10.X溶液中含有四种离子，浓度关系如下表：离子物质的量浓度/111室温下，电解1LX溶液（如图所示），闭合K，当外电路中有通过后断开K，若忽略电解时溶液体积和温度的变化及电解产物可能存在的溶解现象，则下列说法错误的是( )A.B.电解后溶液的pH=1C
6、.石墨电极产生22.4L气体D.铁电极为阴极，质量增加64g11.某种新型热激活电池的结构与工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A.电池加热时，电子由电极a经过导线流向电极bB.电池加热时，电极a的电势比电极b的高C.可加入适量NaOH溶液使电解质溶液的导电性增大D.为了保证电池持久工作，理论上应不断地向电解质中补充12.熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。图中的电池反应为（，难溶于熔融硫）。下列说法错误的是( )A.的电子式为B.放电时正极反应为C.Na和分别为电池的负极和正极D.该电池是以为隔膜的二次电池13.新冠疫情期间某同学尝试在家自制含氯消毒剂。用两根铅笔芯（和）、
7、电源适配器和水瓶组装如图所示的装置。接通电源后观察到：周围产生细小气泡，周围无明显现象；持续通电一段时间后，周围产生细小气泡。此时停止通电，拔出电极，旋紧瓶塞，振荡摇匀，制备成功。关于该实验的说法不正确的是( )A.电极附近产生气泡的原因为B.可以用两根铁钉代替铅笔芯完成实验C.自制消毒剂的总反应为D.实验过程中要注意控制电压、开窗通风、导出氢气，确保安全14.科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨，工作时阴极区的微观示意图如图，其中电解液为溶有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。下列说法不正确的是( )A.三氟甲磺酸锂是离子化合物，其作用是增强导电性B.该装置用Au作催化剂的目的是降低的键能C
8、.选择性透过膜可允许和通过D.阴极区生成的电极反应式为15.某科研团队设计了负载有Ru纳米颗粒且具有三维多孔结构的石墨烯基电极，负极为Na箔，电解质溶液为添加了乙二胺的有机溶剂，构成了电池，其简单示意图如图。下列有关说法中不正确的是( )A.放电时，正极上的电极反应式为B.充电时，每转移0.1mol电子，在阳极可生成标准状况下的气体2.24LC. 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16.有机物液流电池因其电化学性能可调控等优点而备受关注。南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池（图甲）。该电
9、池在充电过程中，聚对苯二酚（图乙）被氧化，下列说法错误的是( )A.放电时，电流由a电极经外电路流向b电极B.充电时，a电极附近的pH减小C.充电时，b电极的电极反应式为 D.电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜，放电时从a极区经过半透膜向b极区迁移17.铬是常见的过渡金属之一，研究铬的性质具有重要意义。（1）在如图装置中，观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体，而装置乙中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是_。（2）工业上使用丙图装置，采用石墨作电极电解溶液，使转化为，其转化原因为_。（3）和，均易溶于水，它们是工业废水造成铬污染的主要原因。将Cr（）转化为Cr（）常
10、见的处理方法是电解法。将含的废水通入电解槽内，用铁作阳极，在酸性环境中，加入适量的NaCl进行电解，使阳极生成的和发生反应，和反应的离子方程式为_。阴极上都可能放电。若放电，则阴极的电极反应式为_；若放电，则阴极区形成和_沉淀。18.回答下列问题：（1）科学家研制了一种新型乙醇电池，该电池采用磺酸类质子溶剂，在200左右时供电，电池示意图如图1所示。_极（填“a”或“b”）为电池的正极，电池工作时电子的流向为_（填“ab”或“ba”）。写出该电池负极的电极反应式：_。（2）图2中X为电源，Y为浸透滴有酚酞试液的饱和食盐水的滤纸，滤纸中央滴有一滴溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。Y中总反应
11、的化学方程式为_，滤纸上c点附近会变为_色。电解一段时间后，Z产生280mL的气体（标准状况下），此时Z中溶液的体积为500mL，假设溶液中还有存在，则溶液中氢离子的物质的量是_，加入_g的_（填化学式）可使溶液复原。（3）氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题：银制器皿久置表面变黑是因为表面生成了，该现象属于_腐蚀。在如图3所示的原电池装置中，负极的电极反应为_，电池总反应为_，当电路中通过时，交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为_。答案以及解析1.答案：C解析：充电时，M为阳极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式：，故A错误；放电时，N为负极，M为正极，则N极电势低于M极，
12、故B错误；在配合物中，与铁离子之间有6个配位键，在每个内部有一个键，所以1mol该配合物中含有键的数目为，故C正确；放电时，Zn失电子后与氢氧根离子生成，转移2mol电子时溶液增加的质量为1 mol Zn和2mol氢氧根离子的质量之和，大于65g，故D错误。2.答案：C解析：本题考查太阳能电池的工作原理。根据题中信息和题图可知，该装置为原电池，外电路中电子由电极X移向电极Y，则电极X为负极，电极Y为正极。电池工作时，经太阳光照射，负极上Ru（）失电子转化为Ru（），将太阳能转化为电能，A正确；由A项分析可知，X电极为电池的负极，发生氧化反应，B正确；Y电极上，得电子转化为，电极反应式为，C错误
13、；电池工作时，得电子转化为，生成的又可与Ru（）反应重新生成，整个过程电解质溶液中和的浓度基本不变，D正确。3.答案：C解析：由题图电流方向可知，放电时，Mg（液）层是负极，发生反应，Mg（液）层的质量减小，故A正确；放电时，Mg-Sb（液）层是正极，正极反应式为，故B正确；该电池充电时，Mg-Sb（液）层是阳极，发生氧化反应，故C错误；该电池充电时，Mg（液）层是阴极、Mg-Sb（液）层是阳极，向阳极Mg-Sb（液）层（下层）方向移动，故D正确。4.答案：D解析：闭合时，Zn作负极被氧化，原电池中阴离子流向负极，复合膜层间的通过b膜移向Zn电极，Zn失去电子结合氢氧根生成，电极反应式为，A正
14、确；闭合时，Pd电极为正极，复合膜层间的氢离子透过a膜移向Pd电极，得电子后结合氢离子生成HCOOH，NaCl溶液pH减小，B正确；闭合时，Pd电极上发生氧化反应，为阳极，与直流电源正极相连，C正确；闭合时，氢离子应移向阴极，即Zn电极，D错误。5.答案：D解析：该装置为可充电电池，题图为其放电时的工作原理图，该电池放电时将化学能转化为电能，A正确；根据电子移动方向，推出金属钠为负极，失去电子，发生氧化反应，B正确；石墨作正极，电极反应式为，C正确；根据正极反应式知，转移2mol电子消耗，当转移3个即3mol电子时，消耗，标准状况下消耗的体积为，D错误。6.答案：B解析：本题考查催化酸性乙醇燃
15、料电池工作原理的分析。本电池为燃料电池，燃料在负极发生氧化反应，在正极发生还原反应，电解质溶液显酸性。电极电极反应负极Pt电极正极C电极反应过程为、，电极总反应总反应在正极反应中作催化剂，降低了反应活化能，A正确；负极区生成后，移向正极区被消耗，形成动态平衡，但正极区生成了，溶液浓度减小，故pH增大，B错误；由电极反应及总反应可知，C、D正确。7.答案：D解析：由题图可知，两种环境下都是铁被腐蚀，铁作负极，电极反应式为，说明Sn元素的金属性弱于Fe元素，故A、C错误；对比甲、乙腐蚀程度，乙被腐蚀的比甲多，说明乙所处环境离子浓度大，所以乙是海水环境下的腐蚀情况，甲是河水环境下的腐蚀情况，故B错误
16、；为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用比铁活泼性强的金属锌块打“补丁”煅烧，故D正确。8.答案：B解析：该装置为电解池，右侧生成氧气，则右侧为阳极，电极反应式为，左侧为阴极。右侧为阳极，失电子发生氧化反应，则电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源，A错误；阴极主要为对硝基苯甲酸得电子发生还原反应生成对氨基苯甲酸，则阴极的主要电极反应式为，B正确；阳极发生反应：，氢离子移向阴极，当转移时，阳极电解质溶液减少2mol水，则每转移时，阳极电解质溶液减少0.5mol水，质量为9g，C错误；电解过程中每转移，阳极产生并通过阳离子交换膜移向阴极，则阳极区的物质的量不变，但由于阳极消耗了水，则反应结束
17、后阳极区浓度增大，pH减小，D错误。9.答案：C解析：对比，说明生铁腐蚀，碳为正极，铁为负极，需足量和电解质溶液，由实验可知，苯不能隔绝，故A错误；原电池的形成条件：有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路，苯属于非电解质，不满足电化学腐蚀条件，不是缺少，故B错误；实验中，铁能发生电化学腐蚀，但氧气难溶于水，饱和食盐水中溶解的不足以使生铁片明显锈蚀，故C正确；实验中，铁是负极，发生氧化反应，生成，负极反应为，正极上得电子发生还原反应，电极反应为，故D错误。10.答案：BC解析：当外电路中有通过时，阳极（石墨）上首先发生反应：，生成，转移1mol电子，然后发生反应：，转移2mol电子，生成；
18、阴极（铁）上首先发生反应：，转移2mol电子，生成1 mol Cu，然后发生反应，生成。X溶液若为碱性，溶液中不会存在，溶液若为酸性与不共存，因此X溶液呈中性。根据溶液呈电中性，求得，即，故A项正确；当外电路中有3mol电子转移时，阳极生成时，同时生成，阴极生成，消耗，则电解后溶液中，室温下溶液的pH=0，故B项错误；石墨电极上生成和，共有1mol气体，但未说明是否处于标准状况下，气体体积无法计算，故C项错误；铁电极与电源负极相连，为阴极，电极上析出1 mol Cu，因此电极质量增加64g，故D项正确。11.答案：B解析：由图示可知，电池加热时，电极b上PANI材料失去电子，发生氧化反应，所以
19、b为负极，a为正极，电子由负极b经过导线流向正极a，A错误；正极的电势比负极的电势高，则电极a的电势比电极b高，B确；若加入NaOH溶液，会与溶液中的反应形成沉淀，使溶液中自由移动的离子浓度降低，导致电解质溶液的导电性减弱，C错误；电极a为正极，发生的电极反应为，电池冷却时在电极b表面与PANIO反应可使电池再生，则冷却时发生反应的方程式为，故电池工作时，不需要补充，D错误。12.答案：C解析：中中硫原子间以非极性键结合，每个硫原子最外层均达到8电子稳定结构，A项正确；放电时正极上S发生还原反应，正极反应为，B项正确；熔融钠为负极，熔融硫（含碳粉）为正极，C项错误；由题图可知，D项正确。13.
20、答案：B解析：本题考查电解原理及其应用。电解饱和食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气，氢气不溶于水且不与溶液中的其他物质反应，会直接逸出，而氯气会与电解过程中生成的氢氧化钠反应转变为次氯酸钠和氯化钠，所以在制备过程中几乎不会逸出，由此判断：极为阴极，极为阳极。电解一段时间后，阳极会有氧气生成，此时可以观察到极附近出现细小气泡。根据上述分析可知，电极上发生的电极反应为，A正确；如果用两个铁钉代替两个石墨电极，阳极铁会优先于氯离子发生氧化反应，无法产生氯气，也就无法获得含氯消毒剂，B错误；由分析可知，电解过程中生成的氯气会继续与溶液中生成的氢氧化钠反应转变为次氯酸钠和氯化钠，涉及的反应为、，因此自制
21、消毒剂的总反应为，C正确；电压控制不当，可能会导致副反应发生，或使反应速率过慢，由于电解过程中产生了氯气和氢气，所以要注意开窗通风，防止中毒和发生爆炸，D正确。14.答案：B解析：本题考查电解池的工作原理与应用。锂是活泼金属，易失去电子，形成锂离子，三氯甲磺酸锂属于盐，则三氟甲磺酸锂是离子化合物，从阴极反应看，三氟甲磺酸锂并未参与反应，其作用是增强导电性，A正确；该装置用Au作催化剂，目的是降低反应的活化能，但不能降低的键能，B错误；从图中可以看出，选择性透过膜可允许和通过，防止水分子进入装置，C正确；由图可知，氮气得电子与乙醇反应生成氨气和，则阴极区生成的电极反应式为，D正确。15.答案：C
22、解析：本题考查Na-电池的工作原理。根据题中信息可以判断，放电时负极发生氧化反应，则应该是Na失电子生成，电极反应式为，由题图可知，正极是得电子生成，电极反应式为，A正确；充电时，阳极电极反应式为，每转移0.1mol电子，生成0.1mol，在标准状况下的体积为，B正确；该电池的负极为Na箔，由于Na能与水发生剧烈反应，故组装电池时不能将乙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。16.答案：D解析：本题考查有机物液流电池的工作原理。该电池在充电过程中，聚对苯二酚被氧化，则可知a为电解池的阳极，
23、b为电解池的阴极。放电时该装置为原电池，原电池的正极对应电解池的阳极，电流由正极流向负极，即由a极流向b极，A正确；充电时，聚对苯二酚在a极被氧化，释放出，酸性增强，pH减小，B正确；充电时，b电极为阴极，发生还原反应，结合图中信息可知该电极反应式正确，C正确；放电时，为原电池，阳离子从负极向正极迁移，即由b极区向a极区迁移，D错误。17.答案：（1）由装置甲知铬的金属活动性比铜强，由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化（2）阳极发生反应，使增大，从而导致反应发生（3）；解析：（1）原电池中，正极上发生得电子的还原反应，装置甲铜电极上产生大量的无色气体，说明金属铜是正极，金属性：CrCu；装置乙中铜
24、电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体，是硝酸得到电子产生的二氧化氮，发生还原反应的电极是正极，则金属铬是正极，结合上述分析知铬在浓硝酸中发生钝化。（2）石墨电极电解溶液，实现了到的转化，电解池中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，溶液酸性增强，发生反应。（3）重铬酸根离子具有强的氧化性，可以将亚铁离子氧化，发生氧化还原反应：；在阴极发生得电子的还原反应，若放电，则阴极的电极反应式为，若放电，则阴极区形成和沉淀。18.答案：（1）b；ab（2）；红0.05mol；5.8；（3）化学；0.2mol解析：（1）在燃料电池中，燃料在负极发生失电子的氧化反应，则a为负极，b为正极；电流在电路中从正极
25、流向负极，而电子则从负极沿导线流向正极，即ab。负极上乙醇失电子，电解质中含有质子，则乙醇失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为。（2）紫红色斑为呈现的颜色，向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，b为正极，a为负极，c为阴极。电解NaCl溶液时，总化学方程式为；阴极上是电离出的放电，溶液中浓度增大，故阴极附近碱性增强，c点附近会变红。电解溶液时，Pt为阳极，溶液中的放电：，当有280mL（标准状况）即0.0125mol的气体生成时，转移0.05mol电子，溶液中产生；Ag为阴极，溶液中的得电子，生成0.05mol Ag，脱离体系的是银元素和氧元素，且，所以可以加入0.025mol即5.8g的使溶液复原。（3）Ag和反应生成，属于化学腐蚀。该原电池中， AgCl/Ag作负极、通入氯气的Pt电极为正极，负极反应式为；电解质溶液中氢离子向正极移动，该原电池反应原理为氯气和Ag反应生成AgCl，电池总反应为；放电时，左侧装置中Ag失电子生成，和氯离子反应生成AgCl沉淀，且溶液中氢离子向正极移动，当电路中转移时，生成lmol银离子，1mol银离子生成AgCl需要，同时从左侧移到右侧溶液中，所以交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为0.2mol。学科网（北京）股份有限公司