2023版高考化学 微专题小练习 专练33 原电池 电解池原理的综合应用二.docx

1、专练33原电池电解池原理的综合应用二12022广东卷科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： NaTi2(PO4)32Na2e=Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是()A充电时电极b是阴极B放电时NaCl溶液的pH减小C放电时NaCl溶液的浓度增大D每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g22021湖北卷Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 ()A电解时只允许H通过离子交换膜B生成O2和H2的质量比为81C电解一段时间

2、后阴极区溶液OH的浓度增大DCrO3的生成反应为：Cr2O2H=2CrO3H2O32021湖南卷锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：下列说法错误的是()A放电时，N极为正极B放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C充电时，M极的电极反应式为Zn22e=ZnD.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过4情境创新一种新型锰氢二次电池原理如图如示。该电池以MnSO4溶液为电解液，碳纤维与Pt/C分别为电极材料，电池的总反应为Mn22H2OMnO22HH2。下列说法错误的是()A充电时，碳纤维电极作阳极B

3、放电时，电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极C.充电时，碳纤维电极附近溶液的pH增大D放电时，正极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O52021江西南康中学月考美国一个海军航空站曾安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600 700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为：2H2O2=2H2O，负极反应为：2H22CO4e=2H2O2CO2，则下列推断中正确的是()A.正极反应为4OH4e=O22H2OB该电池的电极没有参加反应C电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 molD.O2从正极通入，发生氧化反应6一种

4、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Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A.放电时，多孔碳材料电极为负极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Li2O2x=2LiO27我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为：3CO24e=2CO

5、CD.充电时，正极反应为：Nae=Na82022黑龙江省实验中学月考我国科学家报道了机理如图所示的电化学过程。下列相关说法错误的是 ()ANi电极为阴极BNiYSZ电极上发生的反应为CH42O24e=CO22H2C.理论上，每有1 mol CO2与1 mol O2结合，电路中转移4 mol电子D该电化学过程的总反应为CH4C2H292022云南师范大学附中月考2020年，天津大学张兵教授团队实现了两电极体系中将温室气体CO2转化为甲酸的高选择性合成，装置工作原理如图(隔膜a只允许OH通过)。下列说法错误的是 ()ANi2P为阳极，发生氧化反应B在外电场作用下，OH由左向右迁移CIn/In2O3

6、x电极上发生的反应：CO22eH2O=HCOOOHD.若Ni2P电极上生成1 mol CH3(CH2)6CN，理论上通过隔膜a的OH的物质的量为2 mol102022湖南衡阳八中第五次月考目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品A和B。其模拟工作原理如图所示。M、N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的H2O解离成H和OH，作为H和OH的离子源。下列说法正确的是()AY电极为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2BM为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，BP膜作用是选择性通过Cl和NaC电路中每生成0.25 mol气体a，理论上获得副产品A和B各1 molD“双极膜

7、组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)专练33原电池电解池原理的综合应用二1C由充电时电极a的反应式可知，电极a发生还原反应，则充电时电极a为阴极，电极b为阳极，故A错误；放电时，负极Na3Ti2(PO4)3转化为Na，正极Cl2发生还原反应生成Cl，NaCl溶液的浓度增大，但溶液一直为中性，故放电时NaCl溶液的pH不变，B项错误、C项正确；充电时，每生成1 mol Cl2，则转移2 mol电子，由题干电极a反应式可知，有2 mol Na参与反应，则电极a质量理论上增加46 g，D项错误。2A由图可知左侧电极为阳极，发生反应2H2O4e=4HO2，右侧电极为

8、阴极，发生反应2H2O2e=2OHH2；由题意知，左室中Na2Cr2O7可随着H浓度增大转化为CrO3，因此电解时只允许Na通过离子交换膜，A项错误。根据各电极上转移电子数相同，由阳极反应和阴极反应可知，生成O2和H2的物质的量之比为12，则质量比为81，B项正确。根据阴极反应可知。电解一段时间后阴极区溶液OH的浓度增大，C项正确；电解过程中阳极区H的浓度增大，Na2Cr2O7转化为CrO3：Cr2O2H=2CrO3H2O，D项正确。3B在该原电池中，活泼金属锌做负极，则N极为正极，A说法正确；放电时，左侧锌放电产生Zn2，贮液器中ZnBr2浓度不断增大，B说法错误；充电时，M极为阴极，电极反

9、应式为Zn22e=Zn，C说法正确；放电时Br通过隔膜进入溶液中与Zn2结合，充电时Zn2通过隔膜在双极性碳和塑料电极上沉积，D说法正确。4C由题图知，充电时，碳纤维电极表面Mn2发生氧化反应生成MnO2，则碳纤维电极作阳极，A项正确；放电时，碳纤维电极为正极，Pt/C电极为负极，则电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极，B项正确；结合电池总反应知，充电时，碳纤维电极发生的反应为Mn22H2O2e=MnO24H，附近溶液的pH减小，C项错误；放电时，碳纤维电极表面MnO2发生还原反应生成Mn2，电极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O，D项正确。5B该原电池的电解质为熔融的K2CO3，没有

10、水作为溶剂，故不含有OH，正极反应为2CO2O24e=2CO，A错误；该原电池为燃料电池，燃料电池的电极一般不会参与反应，B正确；由总反应式2H2O2=2H2O可知转移4 mol电子可产生2 mol水，因此供应1 mol水蒸气只需要转移2 mol电子，故C错误；由正极反应可知氧的化合价从0价变为2价，化合价降低，发生的是还原反应，D错误。6D放电时，多孔碳材料的电极上的氧气得电子，发生还原反应，所以多孔碳材料为正极，A错误；放电时，锂作为负极，多孔碳材料一极为正极，由于外电路电子由负极流向正极，即由锂电极流向多孔碳材料电极， B错误；充电时，锂连电源负极作阴极，由于阳离子向阴极移动，所以Li向

11、锂电极移动，C错误；充电是放电的逆反应，得到Li和O2，所以电极反应式书写正确， D正确。7D放电时是原电池，阴离子ClO向负极移动，A正确；根据电池总反应知B正确；放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO24e=2COC，C正确；充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2COC4e=3CO2，D错误。8B由图示可知，该装置为电解池，NiYSZ电极为电解池的阳极，Ni电极为阴极，A项正确；在氧离子作用下，甲烷在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢气，电极反应式为CH42O24e=CO22H2，B项错误；放电生成的二氧化碳在熔融盐中与氧

12、离子结合生成碳酸根离子，碳酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成碳和氧离子，电极反应式为CO4e=C3O2，每有1 mol CO2与1 mol O2结合成1 mol CO，电路中转移4 mol e，C项正确；电解的总反应化学方程式为CH4C2H2，D项正确。9D由图示可知，Ni2P电极上CH3(CH2)7NH2CH3(CH2)6CN，发生氧化反应，故Ni2P电极为阳极，A项正确；电解过程中，阴离子向阳极移动，则OH由In/In2O3x电极区向Ni2P电极区迁移，B项正确；In/In2O3x电极为阴极，电极反应为CO22eH2O=HCOOOH，C项正确；Ni2P电极为阳极，阳极反应为CH3(CH

13、2)6CH2NH24OH4e=CH3(CH2)6CN4H2O，故每生成1 mol CH3(CH2)6CN，转移4 mol电子，根据得失电子守恒，通过隔膜a的OH物质的量为4 mol，D项错误。10D在“双极膜组”的左边区域，精制食盐水中的Na透过M膜(阳离子交换膜)进入膜右侧，从而获得产品A(NaOH)，精制食盐水中的Cl继续向左边迁移，在X电极失电子生成Cl2，X电极为阳极；在“双极膜组”的右边区域，精制食盐水中的Cl透过N膜(阴离子交换膜)进入膜左侧，从而获得产品B(HCl)，精制食盐水中的Na继续向右边迁移，在Y电极上，水电离出的H得电子生成H2，Y电极为阴极。由以上分析知，Y电极为阴极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，A错误；M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，BP膜作用是选择性通过H和OH，B错误；电路中每生成0.25 mol气体a(Cl2)，理论上获得副产品A(NaOH)和B(HCl)各0.5 mol，C错误；“双极膜组”电渗析法从NaCl溶液获得酸(HCl)和碱(NaOH)，由此推知，也可从MX溶液制备相应的酸(HX)和碱(MOH)，D正确。