2022届高考一轮复习专题练习10化学能与电能（二）

2021_2022届高考一轮复习专题练习10化学能与电能（二）

未命名

一、单选题

1．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是

A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性

B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应

C．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂

D．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到有白色沉淀产生

2．如图是一种锂钒氧化物热电池装置，电池总反应为

xLi+LiV3O8=Li

l+xV3O8

。下列说法正确的是

A．放电时Cl-移向LiV3O8电极

B．放电时正极反应为：Lil+xV3O8–xe-=LiV3O8+xLi+

C．充电时，Li-Si合金接电源的正极

D．放电时每消耗7gLi，就会有1mol电子通过电路

3．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6CoO2

+LiC6，下列说法正确的是

A．充电时，电池的负极反应为

LiC6-e-=Li+C6

B．放电时，电池的正极反应为

CoO2+Li++e-=LiCoO2

C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质

D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低

4．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法中错误的是

A．电池总反应为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3

B．放电过程中草酸根离子()移向Al电极

C．该装置工作时，正极上的电极反应式为2CO2-2e-=

D．该装置工作时，理论上每生成1

mol草酸铝，电路中通过6

mol电子

5．下列关于物质的性质和该性质的应用正确的是（）

A．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥NH3

B．Si是半导体材料，可用于制光导纤维

C．锌的金属活泼性比铁的强，可在铁闸上装若干锌块以减缓其腐蚀

D．福尔马林可防腐，可用它保存海鲜产品

6．科学家研究利用如图装置对天然气进行脱硫，将硫由化合态转化成游离态，减少对环境的污染。已知甲、乙池中发生的反应如图所示。下列说法正确的是（）

A．全氟磺酸膜为阳离子交换膜，H+从甲池移向乙池，乙池溶液的pH变小

B．电路中每转移2mol电子，甲池溶液质量增加32g

C．N型半导体为负极，发生的电极反应式为H2S+I3-=3I-+S↓+2H+

D．甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H++2e-=H2AQ

7．下列实验装置图合理的是

A．装置①可实现：Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑

B．装置②能构成锌铜原电池

C．装置③可用于粗铜的电解精炼

D．装置④可用于浓硫酸干燥氯气

8．下列过程中都涉及到饱和食盐水，其中氯离子被氧化的是

A．氯碱工业

B．侯氏制碱

C．制取乙炔

D．除去Cl2中的HCl

9．下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是

A．该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大

B．工作时处电路电子流向为X→Y

C．检测结束后，X极区的pH增大

D．电池总反应为2CH3CH2OH+O2＝2CH3CHO+2H2O

二、多选题

10．下列叙述中正确的是

A．钢铁发生电化学腐蚀时，正极上发生的反应为

Fe-2e-=Fe2+

B．用惰性电极分别电解熔融的NaCl和饱和食盐水时，阳极的电极反应式均为：2Cl-

-2e-=Cl2↑

C．铜锌原电池工作时，若有13

克锌被溶解，外电路就有0.2

mol电子通过

D．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液

三、填空题

11．利用下述反应　2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2设计一个原电池装置。

试回答：

（1）该原电池的正极材料是____，负极材料是____，电解质溶液是_____。

（2）该原电池的负极反应式为_____，正极反应式为_____。

12．将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。

（1）下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___(填选项)；

A．2v生(NH3)=v耗(CO2)

B．密闭容器中氨气的物质的量不变

C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变

D．密闭容器中总压强保持不变

E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂

（2）能使该反应的反应速率增大的是___(填选项);

A．及时分离出CO2气体

B．适当升高温度

C．加入少量NH2COONH4(s)

D．选择高效催化剂

（3）如图所示，上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。

13．水是宝贵的自然资源，水的净化与污水处理是化学工作者需要研究的重要课题。

（1）在净水过程中用到混凝剂，其中不可以作为混凝剂使用的是__________。

A．硫酸铝

B．氧化铝

C．碱式氯化铝

D．氯化铁

（2）海水淡化是人类获得饮用水的一个重要方法，下列有关海水淡化处理的方法正确的是_____。

A．蒸馏法能耗最小，设备最简单；冷冻法要消耗大量能源

B．利用电渗析法淡化海水时，在阴极附近放阴离子交换膜,在阳极附近放阳离子交换膜

C．利用电渗析法淡化海水时，得到淡水的部分在中间区

D．利用反渗透技术可以大量、快速地生产淡水

（3）除了水资源，能源、信息、材料一起构成了现代文明的三大支柱。甲醇是一种重要的化工原料，以甲醇、氧气为基本反应物的新型燃料电池已经问世，其结构如图所示（甲醇解离产生的H＋可以通过质子交换膜进入另一极）。请写出通入甲醇的电极上的电极反应式：____________。

某同学以甲醇燃料电池为电源，以石墨为电极电解500mL

0.2mol·L-1

CuSO4溶液，则与电源正极相连的电解池电极上的电极反应式为：_______________________________；电解一段时间后，在电解池两极上共产生7.84

L气体（标准状况下），此时甲醇燃料电池中共消耗甲醇_________g。

14．如图两个实验装置是实现化学能和电能相互转化的装置。

(1)电极②、④的名称分别是___、___。

(2)把电能转化为化学能的装置是___

(填“甲”或“乙”)

(3)铁电极腐蚀更严重的装置是___

(填“甲”或“乙”)

(4)甲、乙两装置电极附近的溶液首先变红的电极是___。

A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

15．通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下:

Pt电极为___________极，写出NiO电极的电极反应式:_______________

参考答案

1．C

【详解】

X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，则X是硫酸，D和水反应生成硫酸，则D是三氧化硫，B和氧气反应生成三氧化硫，则B是二氧化硫。

A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性，A错误；

B．若A是铁，常温下，铁与浓硫酸发生钝化现象，所以足量铁与浓硫酸在室温下不能完全溶解，B错误；

C．工业上，二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为450℃、常压、使用催化剂，C正确；

D．若A是碳，浓硫酸和碳在加热时反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，二氧化碳和少量氢氧化钙反应生成可溶性的碳酸氢钙，不能产生白色沉淀，D错误；

故合理选项是C。

2．D

【分析】

根据电池总反应可知，放电时，Li化合价升高失去电子，则Li-Si合金为负极，电极反应式为xLi-xe﹣=xLi+，LiV3O8作正极，正极反应式为xLi++LiV3O8+xe﹣=Li1+xV3O8，充电时，阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反，据此分析解答。

【详解】

A．放电时为原电池，原电池中阴离子向负极移动，因此Cl-移向Li-Si电极，A错误；

B．根据上述分析可知，放电时正极反应式为xLi++LiV3O8+xe﹣=Li1+xV3O8，B错误；

C．充电时，Li-Si合金接电源的负极，C错误；

D．根据负极的电极反应式xLi-xe﹣=xLi+可知，每消耗7gLi(即1molLi)，转移1mol电子，即有1mol电子通过电路，D正确；

答案选D。

3．B

【详解】

A、充电时，电池的负极和阴极相连，发生得电子的还原反应，故A错误；

B、放电时，电池的正极发生得电子的还原反应，CoO2+Li++e﹣=LiCoO2，故B正确；

C、由于单质锂较活泼，易与醇以及羧酸类物质反应而变质，电解质不能含有醇和羧酸，故C错误；

D、锂离子电池的比能量高，故D错误；

故选B。

4．C

【详解】

A．在该电池中，Al为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Al-3e-=Al3+，惰性电极为正极，正极上CO2得到电子变为，正极的电极反应式为：2CO2+2e-=，则总反应方程式为2Al+6CO2=Al2(C2O4)3，A正确；

B．放电过程中草酸根离子()向正电荷较多的负极Al电极方向移动，B正确；

C．根据工作原理图，“呼出”CO2在正极上得电子生成草酸根，电极反应为：2CO2+2e-=，C错误；

D．根据工作原理图，金属铝作负极，失电子变为Al3+，发生氧化反应，与正极上产生的草酸根离子结合生成草酸铝，所以每得到1

mol草酸铝，电路中转移3×2

mol=6

mol电子，D正确；

故合理选项是C。

5．C

【详解】

A．氨气为碱性气体，不能用浓硫酸干燥，故A错误；

B．Si是半导体材料，可以用于制作太阳能电池，SiO2用于制作光导纤维，故B错误；

C．锌的金属活泼性比铁的强，所以形成原电池时Zn为负极被氧化，Fe为正极被保护起来，故C正确；

D．福尔马林有毒，不能用其保鲜食品，故D错误；

综上所述答案为C。

6．D

【分析】

甲池中，发生两步反应，H2AQ+O2=

H2O2+AQ，AQ+2H++2e-=H2AQ，H2AQ是催化剂，总反应为2H++O2+2e-=H2O2，O元素化合价由0价升高到−1价，碳棒作正极，正极上的电极反应为AQ+2H++2e-=H2AQ，乙池中，N型半导体为负极，负极的电极反应式为3I--2e-=

I3-，乙池的总反应为H2S-2e-=2H++S↓。

【详解】

A．全氟磺酸膜为阳离子交换膜，由图可知，H+从乙池移向甲池，乙池虽然产生了H+，但是其向甲池迁移，电子转移的数目与H+的数目相同，故乙池的pH不变，故A错误；

B．H+从乙池移向甲池，甲池的总反应为2H++O2+2e-=H2O2，电路中每转移2mol电子，溶液增加的是1mol氧气的质量和由乙池转移2mol

H+的质量，2mol氢离子的质量m=nM=2mol×1g/mol=2g，所以甲池溶液质量增加32g+2g=34g，故B错误；

C．N型半导体为负极，负极的电极反应式为3I--2e-=

I3-，乙池的总反应为H2S-2e-=2H++S↓，故C错误；

D．根据分析可知，甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H++2e-=H2AQ，故D正确；

答案选D。

【点睛】

本题的难点是电池中的两极在两个池中，判断出H2AQ是催化剂，可能学生在判断正负极时会遇到困难，可以从电子的流向判断出正负极，能根据氧化还原反应原理写出电极反应式是解本题的关键。

7．A

【解析】

A、铜连接电源的正极，因此铜作阳极，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，石墨连接电源的负极，石墨作阴极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，电解反应方程式为Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑，故A正确；B、不能构成原电池，在左端烧杯中发生Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，构成原电池：应是左端烧杯盛放ZnSO4，右端烧杯盛放CuSO4，故BC错误；C、精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故C错误；D、洗气时，应是长管进气，短管出气，故D错误。

8．A

【解析】A.氯碱工业中氯离子在阳极发生失去电子的氧化反应，转化为氯气，A正确；B.侯氏制碱

利用的是氨气、CO2和饱和食盐水，发生的是非氧化还原反应，B错误；C.制取乙炔利用的是饱和食盐水与碳化钙反应，氯化钠实际不参与，C错误；D.除去Cl2中的HCl利用的氯化氢极易溶于水，通过饱和食盐水除去，氯离子没有被氧化，D错误，答案选A。

9．C

【详解】

A、该图为酒精燃料电池，该仪器工作时酒精浓度越大，则单位时间内转移电子数越多，电流强度越大，正确；

B、燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极，所以X是负极，Y是正极，电子从外电路的负极流向正极，正确；

C、酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子，所以X极区的氢离子浓度增大，pH减小，错误；

D、燃料电池的反应的实质就是乙醇与氧气反应生成乙醛和水，所以电池总反应为2CH3CH2OH+O2＝2CH3CHO+2H2O，正确；

答案选C。

10．BD

【详解】

A.钢铁发生电化学腐蚀时，负极上Fe失去电子，发生氧化反应，电极反应式为为Fe-2e-=Fe2+，A错误；

B.用惰性电极电解熔融NaCl时，阴极上发生反应：2Cl-

-2e-=Cl2↑；用惰性电极电解饱和食盐水时，由于阴离子放电能力Cl->OH-，所以阴极上发生反应：2Cl-

-2e-=Cl2↑，B正确；

C.13

g

Zn的物质的量为n(Zn)==0.2

mol，由于Zn是+2价金属，所铜锌原电池工作时，若有13

g锌被溶解，外电路就会有0.2

mol×2=0.4

mol电子通过，C错误；

D.电解精炼铜时，要以粗铜作阳极，纯铜作阴极，含有Cu离子的溶液如硫酸铜溶液作电解质溶液，D正确；

故合理选项是BD。

11．石墨

铜

FeCl3溶液

Cu－2e－＝Cu2＋

2Fe3＋+2e－＝2Fe2＋

【解析】

【分析】

2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2中，Cu失去电子，FeCl3得到电子，则Cu为负极，结合原电池原理分析解答。

【详解】

2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2中，Cu失去电子为负极，FeCl3得到电子。

①正极材料可选石墨，负极材料一定为Cu，电解质溶液为FeCl3溶液，故答案为石墨；Cu；FeCl3溶液；

②负极的反应式为Cu-2e-=Cu2+，正极的反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+，故答案为Cu-2e-=Cu2+；2Fe3++2e-=2Fe2+。

12．AC

BD

大于

【分析】

(1)根据化学平衡状态的特征解答；

(2)增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答；

(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，结合化学键分析解答。

【详解】

(1)A．平衡时应有v生(NH3)=2v耗(CO2)，所以2v生(NH3)=v耗(CO2)时，反应没有达到平衡状态，故A错误；

B．密闭容器中氨气的物质的量不变，说明正、逆反应速率相等，可以判定反应达到平衡状态，故B正确；

C．只要反应发生，容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2：1，始终保持不变，不能判定反应是否达平衡状态，故C错误；

D．密闭容器中总压强保持不变，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，故D正确；

E．形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂，正、逆反应速率相等，达平衡状态，故E正确；

故答案为AC；

(2)A．及时分离出CO2气体，生成物浓度减小，反应速率减小，故A错误；

B．适当升高温度，反应速率加快，故B正确；

C．加入少量NH2COONH4(s)，固体物质量变但浓度不变，故C错误；

D．选择高效催化剂，反应速率加快，故D正确；

故答案为：BD；

(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，即反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。

【点睛】

考查化学平衡状态的判断。注意反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，必须是同一物质的正逆反应速率相等；反应达到平衡状态时，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，此类试题中容易发生错误的情况往往有：平衡时浓度不变，不是表示浓度之间有特定的大小关系；正逆反应速率相等，不表示是数值大小相等；对于密度、相对分子质量等是否不变，要具体情况具体分析等。

13．B

C、D

CH3OH＋H2O－6e―＝CO2＋6H＋

4OH－－4e―＝2H2O＋O2

3.2

【详解】

本题考查净化水的原因以及电极反应式的书写，（1）净水过程是水解产生胶体，氧化铝是难溶于水的物质，氧化铝不水解，故B正确；（2）A、蒸馏法可以利用太阳能使水蒸发，耗能小，设备简单，冷冻法能耗相对较小，故A错误；B、电解时，阴离子在阳极上放电，阳离子在阴极上放电，故B错误；C、利用电渗析法得到淡水，淡水的部分在中间区，故C正确；D、利用反渗透法淡化海水，可以大量快速地生产淡水，故D正确；（3）根据此电池的结构，通甲醇的一极为负极，失去电子，电极反应式为

CH3OH＋H2O－6e―＝CO2＋6H＋

；与电源的正极相连的一极为阳极，因此电极反应式4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；两极共得到7.84L的气体，阴极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu、2H＋＋2e－=H2↑，阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O、4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，设生成氢气的物质的量为xmol，因此有：x＋0.2/4＋2x/4=7.84/22.4，解得x=0.2mol，电解过程中共转移0.6mol电子，依据甲醇的电极反应式，消耗甲醇的质量为0.6×32/6g=3.2g。

点睛：本题的难点是最后一个空，因为两极上产生气体，因此电解完Cu2＋后，水中的H＋也要放电，分步写出两个电极上的反应式，利用Cu2＋的物质的量，以及得失电子数目守恒，求电解Cu2＋时，阳极上产生氧气的物质的量，令产生H2的物质的量为x，求出同时产生O2的物质的量，最后利用两极共产生7.84L气体，求出x.。

14．阴极

负极

甲

乙

B

【分析】

甲装置有外接电源，为电解池，①C棒为阳极，②Fe棒为阴极；乙装置为原电池，④活泼金属Fe作负极，③C棒作正极，据此分析解答。

【详解】

(1)电极②与外接电源的负极相连，为阴极；电极④为负极；

(2)电解池是能把电能转化为化学能的装置，原电池是把化学能转化为电能的装置，故把电能转化为化学能的装置是甲；

(3)甲装置中，Fe作阴极，被保护，乙装置中，Fe作负极，失电子被氧化，故铁电极腐蚀更严重的装置是乙；

(4)甲装置中，阴极②发生反应，故甲装置中②极附近的溶液首先变红；乙装置中，③电极发生反应，故乙装置中③电极附近的溶液首先变红，故选B。

15．正

NO+O2--2e-＝NO2

【详解】

Pt电极上O2转化为O2-，化合价降低，发生还原反应，Pt电极为正极；NiO电极上NO和O2-反应生成NO2，电极反应式为NO+O2--2e-＝NO2。