高考二轮复习知识点：电极反应和电池反应方程式3

日期: 2025-03-30 二轮复习来源：出卷网

选择题

全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S₈材料，电池反应为：16Li+xS₈=8Li₂S_x（2≤x≤8）．下列说法错误的是（　　）

A、电池工作时，正极可发生反应：2Li₂S₆+2Li⁺+2e^﹣=3Li₂S₄

B、电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g

C、石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D、电池充电时间越长，电池中的Li₂S₂量越多

用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H₂SO₄﹣H₂C₂O₄混合溶液．下列叙述错误的是（　　）

A、待加工铝质工件为阳极

B、可选用不锈钢网作为阴极

C、阴极的电极反应式为：Al³⁺+3e^﹣═Al

D、硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

以石墨为电极，电解KI溶液（其中含有少量酚酞和淀粉）．下列说法错误的是（）

A、阴极附近溶液呈红色

B、阴极逸出气体

C、阳极附近溶液呈蓝色

D、溶液的pH变小

卤族元素单质及其化合物应用广泛。氟在自然界主要存在于萤石( $\text{[math]}$ )中， $\text{[math]}$ 与浓 $\text{[math]}$ 反应可制取HF；氯、溴主要存在于海水中，工业常通过电解NaCl饱和溶液制备 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 可用于制取漂白粉。卤水中 $\text{[math]}$ 可通过 $\text{[math]}$ 氧化、 $\text{[math]}$ 溶液吸收；BrCl能发生水解反应。 $\text{[math]}$ 易升华，一种 $\text{[math]}$ 二次电池正极界面反应机理如图所示。

下列化学反应表示正确的是

A、 $\text{[math]}$ 电池正极放电时的电极反应有： $\text{[math]}$

B、电解饱和NaCl溶液： $\text{[math]}$

C、 BrCl与 $\text{[math]}$ 反应： $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$ 用 $\text{[math]}$ 溶液吸收： $\text{[math]}$

用石墨作电极电解a浊液，记录如表。

实验装置	实验现象
	I.a为AgCl	II.a为AgI
	两电极均产生气泡，有黑色固体在阴极附近生成，并沉降在烧杯底部，烧杯中的液体逐渐变澄清透明	两电极均产生气泡，阴极表面附着少量银白色固体，烧杯中的液体逐渐变为棕黄色

下列说法错误的是

A、 I中阳极气体可能为Cl₂和O₂ ， II中阳极气体为O₂

B、 I和II中阴极生成气体的方程式均为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-

C、 II中液体变为棕黄色，说明阳极上发生了反应2AgI-2e^-=I₂+2Ag⁺

D、两实验阴极现象有差异的原因可能是II中c(Ag⁺)比I中的小

我国科学家近期开发了一种高性能的水系锰基锌电池。其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，K₂SO₄溶液的浓度增大。下列说法正确的是

A、电子流向：Zn电极→b膜→a膜→MnO₂电极→负载→Zn电极

B、负极的电极反应式为MnO₂+2e^-+4H⁺=Mn²⁺+2H₂O

C、 a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜

D、装置工作一段时间后，正极区溶液的pH降低

新能源的开发和利用是解决气候问题的重要途径，科研人员开发一种新型可充电钾离子电池的正极材料( $\text{[math]}$ )，可使电池效能更佳，已知放电时正极会生成 $\text{[math]}$ 。下列有关说法正确的是

A、总反应为 $\text{[math]}$

B、放电时，正极反应为 $\text{[math]}$

C、该电池可用 $\text{[math]}$ 溶液作为电解质溶液

D、用该电池电解 $\text{[math]}$ 溶液，阴极增重24克时，通过交换膜的 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$

目前科学家发明了一种利用微生物进行脱硫、脱氮的原电池装置，其基本原理如图所示(图中隔膜为质子交换膜)。下列有关说法正确的是

A、 a极的电极反应式为 $\text{[math]}$

B、 H⁺从B室向A室迁移

C、电池工作时，线路中通过1mol电子，则在b极析出2.24LN₂

D、若用该电池给铅蓄电池充电，应将b极连在正极上

用如图装置进行实验，产生电流。下列说法错误的是

A、 b为电池的负极

B、工作一段时间后，a极附近溶液pH减小

C、 K⁺从a极经阳离子交换膜移动到b极

D、该装置的总反应为：H₂+Cl₂+2OH^-=2Cl^-+2H₂O

一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO₄溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为： $\text{[math]}$ 。下列说法错误的是

A、放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极

B、充电时，阴极反应： $\text{[math]}$

C、有机高聚物中含有极性键、非极性键和氢键

D、合成有机高聚物的单体：

我国科学家设计可同时实现H₂制备和海水淡化的新型电池，装置示意图如图。

下列说法错误的是

A、电极a是正极

B、电极b的反应式：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂↑+4H₂O

C、每生成1molN₂ ，有2molNaCl发生迁移

D、离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜

科学家研发了一种绿色环保“全氢电池”，某化学兴趣小组将其用于铜片上镀银作为奖牌奖给优秀学生，工作原理如图所示。下列说法错误的是

A、负极的电极反应式： $\text{[math]}$

B、当吸附层a通入2.24L(标况)氢气时，溶液中有0.2mol离子透过交换膜

C、离子交换膜既可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜

D、电池工作时，m电极质量逐渐增重

我国科技工作者设计了一种电解装置，能将甘油(C₃H₈O₃)和二氧化碳转化为甘油醛(C₃H₆O₃)和合成气(CO和H₂)，原理如图所示，下列说法错误的是

A、催化电极b与电源负极相连

B、电解时催化电极a附近的pH增大

C、电解时阴离子透过交换膜向a极迁移

D、生成合成气时电极上发生还原反应

多选题

我国科学家在利用电解法合成高纯度有机产品的研究上有重大突破。其中在酸性环境中电解糠醛(

)制备有机产品的原理示意图如下所示。下列说法正确的是（）

CO难溶于水和碱液，在优化催化剂的基础上，调节电极的孔道和疏水性增加CO的扩散速率，可实现高选择性将CO电解还原制备C₂H₄ ，装置如下图所示。下列说法错误的是（）

新型 $\text{[math]}$ 双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图。当闭合 $\text{[math]}$ 时，发生反应为 $\text{[math]}$ ，下列关于该电池说法错误的是（）

微生物电池可以处理含醋酸铵和对氯苯酚的工业废水，工作原理如图，下列说法错误的是（）

我国科学家利用电解法在常温常压下实现了氨的合成，该装置工作时阴极区的微观示意图如下，其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。

下列说法正确的是（）

可充电水系Zn—CO₂电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的H₂O电离出的H⁺和OH^-可以分别通过膜移向两极。下列说法错误的是（）

有一种清洁、无膜的氯碱工艺，它利用含有保护层的电极( $\text{[math]}$ )中的Na⁺的嵌入和脱掉机理，分两步电解生产H₂、NaOH和Cl_2.其原理如图所示，下列说法错误的是（）

十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢—空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知：2H₂S(g)+O₂(g) = S₂(s)+2H₂O(l) △H= -632 kJ/mol，下列说法错误的是（）

电Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术，反应原理如图所示。电解产生的H₂O₂与Fe²⁺发生反应生成的羟基自由基（•OH）能氧化降解有机污染物。下列说法错误的是（）

一种新型 $\text{[math]}$ 水介质电池示意图如下，电极材料为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体 $\text{[math]}$ 被转化为储氢物质甲酸等，为解决“碳中和”和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是（）

一种以锌-石墨烯纤维无纺布为负极、石墨烯气凝胶(嵌有 $\text{[math]}$ ，可表示为 $\text{[math]}$ )为正极、盐-水“齐聚物”为电解质溶液的双离子电池如图所示。下列有关该电池的说法正确的是（）

非选择题

锰锂电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池．该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO₄溶于混合有机溶剂中，Li⁺通过电解质迁移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂ ．回答下列问题：

在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温会使空气中的氮气和氧气反应，生成氮氧化物，某些硝酸盐分解，也会产生氮氧化物，已知如下反应：

①2AgNO₃(s)=2Ag(s)+2NO₂(g)+O₂(g) △H₁>0

②2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂O₄(g) △H₂<0

氢气是重要的清洁能源，低成本制氢是今后科研攻关的重点课题。

苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料纳米氧化铜的重要前驱体之一、下面是它的一种实验室合成路线：

+H₂O+H₂SO₄ $\text{[math]}$ +NH₄HSO₄

+Cu(OH)₂ $\text{[math]}$ +H₂O

制备苯乙酸的装置示意图(加热和夹持装置等略)：

已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇。具体步骤：

i.在250mL三颈烧瓶a中加入70mL70%的硫酸。

ii.将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈( )到过量硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应。反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。

iii.将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)₂搅拌30 min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体。回答下列问题：

全球变暖是人类行为造成地球气候变化的后果，随着石油、煤炭、木材等含“碳”自然资源的过度使用，导致地球暖化的“元凶”二氧化碳也制造得越来越多，减少二氧化碳排放刻不容缓。回答下列问题：

三氧化二砷(As₂O₃)可用于治疗急性早幼粒细胞白血病。利用某酸性含砷废水(含H₃AsO₃、H₂SO₄)可提取As₂O₃ ，提取工艺流程如下：

已知：①As₂O₃为酸性氧化物；②As₂S₃易溶于过量的Na₂S溶液中，故加入FeSO₄ ，的目的是除去过量的S^2-。

回答下列问题：

硫酸镍主要用于电镀、镍电池、催化剂以及制取其他镍盐等，并用于印染媒染剂、金属着色剂等。NiSO₄·nH₂O易溶于水，难溶于乙醇，其水溶液显酸性。从电镀污泥中回收制备NiSO₄·nH₂O和其它金属的工艺流程如下。

已知：Ⅰ．电镀污泥含有Cu(OH)₂、Ni(OH)₂、Fe(OH)₃、Cr(OH)₃和SiO₂等。

Ⅱ．萃取剂(RH)萃取Ni²⁺的原理为Ni²⁺+2RH $\text{[math]}$ NiR₂+2H⁺。

回答下列问题：

合理处理金属垃圾既可以保护环境又可以节约资源。利用废旧镀锡铜线制备胆矾并回收锡的流程如下：

已知Sn²⁺容易水解。

回答下列问题：

综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga₂(Fe₂O₄)₃、铁酸锌ZnFe₂O₄)获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN)，部分工艺流程如下：

已知：①常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见表1。

②金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表2。

表1金属离子浓度及开始沉淀的pH

金属离子	浓度(mol·L^-1)	开始沉淀pH
Fe²⁺	1.0×10^-3	8.0
Fe³⁺	4.0×10^-2	1.7
Zn²⁺	1.5	5.5
Ga³⁺	3.0×10^-3	3.0

表2金属离子的萃取率

金属离子	萃取率(%)
Fe²⁺	0
Fe³⁺	99
Zn²⁺	0
Ga³⁺	97-98.5

综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga₂( Fe₂O₄)₃、铁酸锌ZnFe₂O₄)获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓( GaN) ，部分工艺流程如下：

已知：①常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见表1。

②金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表2。

表1金属离子浓度及开始沉淀的pH

金属离子	浓度( mol· L^-1)	开始沉淀pH
Fe²⁺	1.0×10^-3	8.0
Fe³⁺	4.0×10^-2	1.7
Zn²⁺	1.5	5.5
Ga³⁺	3.0×10^-3	3.0

表2金属离子的萃取率

金属离子	萃取率(%)
Fe²⁺	0
Fe³⁺	99
Zn²⁺	0
Ga³⁺	97-98.5

葡萄糖、葡萄糖酸在医疗和工业上有广泛用途。

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