【备考2024年】高考化学广东卷真题变式分层精准练（第16题）

试卷更新日期：2024-02-26 类型：二轮复习

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一、真题重现

1. 用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解 $K N O_{3}$ 溶液制氨。工作时， $H_{2} O$ 在双极膜界面处被催化解离成 $H^{+}$ 和 $O H^{-}$ ，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是（）

A、电解总反应： $K N O_{3} + 3 H_{2} O = N H_{3} · H_{2} O + 2 O_{2} ↑ + K O H$ B、每生成 $1 m o l N H_{3} \cdot H_{2} O$ ，双极膜处有 $9 m o l$ 的 $H_{2} O$ 解离 C、电解过程中，阳极室中 $K O H$ 的物质的量不因反应而改变 D、相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率

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二、基础巩固

2. 近期科技工作者开发了一套CO和甘油(C₃H₈O₃)的共电解装置，如下图所示。下列说法正确的是（）

A、催化电极b连接电源的负极 B、电解过程中K⁺从阳极区移向阴极区 C、阴极区的电极反应为2CO+8e^- +6H₂O=C₂H₄+ 8OH^- D、电解前后溶液的pH不变

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3. 钠基海水电池是一种能量密度高、环境友好的储能电池(示意图如下)，电极材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中 $C l^{-}$ 的吸附和氧化)，固体电解质只允许 $N a^{+}$ 透过。下列说法正确的是（）

A、放电时，a电极发生还原反应 B、放电时， $b$ 电极的电势低于 $a$ 电极 C、充电时， $b$ 电极的电极反应式为： $2 C l^{-} - 2 e^{-} = C l_{2} ↑$ D、充电时，每转移 $2 m o l$ 电子，理论上有 $2 m o l N a^{+}$ 由 $b$ 电极迁移到 $a$ 电极

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4. 某学习小组按下图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是（）

A、若b为正极，K连接A时，铁棒防腐的方式称为牺牲阳极的阴极保护法 B、相同条件下，若X为食盐水，K分别连接B、C时前者铁棒的腐蚀速度更慢 C、若X为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多，腐蚀最严重的位置则是F D、若在X溶液中预先加入适量的K₄[Fe(CN)₆]溶液，可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果

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三、能力提升

5. 中国科学院研究团队在碱性锌铁液流二次电池电池研究方面取得新进展。下列叙述不正确的是（）

A、充电时，电极M与电源正极相连 B、充电时，阳极的电极反应式为Fe(CN)₆⁴^－－e^－＝Fe(CN)₆³^－ C、放电时，电极N发生氧化反应 D、放电时，电路中转移2 mol电子时，负极区电解质溶液增重65g

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6. 科学家研发了一种以Al和Pd@石墨烯为电极的Al- $N_{2}$ 电池，电池以 $A l C l_{4}^{-}$ - $A l_{2} C l_{7}^{-}$ 离子液体作电解质，放电时在提供能量的同时实现了人工固氮，示意图如下。下列说法不正确的是（）

A、放电时 $A l C l_{4}^{-}$ 离子浓度增大， $A l_{2} C l_{7}^{-}$ 离子浓度减少 B、充电时Al电极是阴极 C、放电时正极反应为 $N_{2} + 8 A l_{2} C l_{7}^{-} + 6 e^{-} = 2 A l N + 14 A l C l_{4}^{-}$ D、放电时电路中每通过6mol $e^{-}$ ，电池总质量理论上增加28g

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7. 某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是（）

A、放电时，正极电极反应为：+H₂O-2e^-=+2H⁺ B、放电时， $C o_{0.2} N i_{0.8} (O H)_{2}$ 转化为 $C o_{0.2} N i_{0.8} O O H$ C、充电时， $K^{+}$ 通过交换膜从左室向右室迁移 D、充电时，阴极电极反应为：+2H₂O+2e^-=+2OH^-

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8. 一种基于固体电解质 $N A S I C O N$ 的可充电熔融钠电池，具有安全、电流密度高、使用条件宽泛等优点，其工作示意图如下所示，已知电池放电时不断有 $N a I$ 生成。下列说法错误的是（）

A、放电时 $a$ 电极为负极 B、固体电解质 $N A S I C O N$ 含钠离子 C、充电时阳极反应式： $3 I^{-} - 2 e^{-} = I_{3}^{-}$ D、转移 $1 m o l e^{-}$ 时， $c$ 区和 $d$ 区的质量差改变 $23 g$

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9. 沉积型锌镍单液流电池是介于双液流电池和传统二次电池之间的一种储能装置，放电时的电池结构见如图。下列说法正确的是（）

A、充电时电极电势：电极 $b >$ 电极 $a$ B、放电时 $O H^{-}$ 向 $b$ 电极移动 C、放电时储液罐中 $K_{2} [Z n (O H)_{4}]$ 溶液浓度减小 D、充电时 $b$ 电极发生反应： $N i (O H)_{2} + e^{-} + O H^{-} = N i O O H + H_{2} O$

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10. 钛合金耐高温，被称之为“航天金属”。工业上可以在 $800 - 1000 ℃$ 时电解 $T i O_{2}$ 制得钛，装置如图所示，下列叙述不正确的是（）

A、石墨电极是阳极 B、 $T i C l_{4}$ 常温下为液体，可直接电解液体 $T i C l_{4}$ 制钛 C、阴极电极反应方程式为： $T i O_{2} + 4 e^{-} = T i + 2 O^{2 -}$ D、阳极可能会产生有毒的气，石墨电极需要定期更换

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11. 一种三室微生物燃料电池的工作原理如图所示，该电池能同时去除有机物、脱氮形成无害气体和水。下列说法不正确的是（）

A、X、Y交换膜均为质子交换膜 B、电极室C中溶液经灭菌后通入电极室A C、b电极反应式： $C_{6} H_{12} O_{6} + 6 H_{2} O - 24 e^{-} = 6 C O_{2} ↑ + 24 H^{+}$ D、电极室C中仅发生还原反应

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四、模拟演练

12. 科学家研制了以 $C O_{2}$ 为活性材料的水系液流电池，充电时其工作原理如图所示。已知Nafion膜是一种特殊的质子交换膜，具有较高的质子传导率。下列说法不正确的是（）

A、放电时，电极N是负极 B、放电时，总反应为 $2 M n^{3 +} + H C O_{2}^{-} \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} 2 M n^{2 +} + C O_{3}^{2 -} + H^{+}$ C、充电时，阴极室中溶液 $p H$ 逐渐增大 D、充电时，若电极N上产物分别为 $H C O_{2}^{-}$ 和 $H C_{2} O_{4}^{-}$ ，则电路中转移相同数目的电子消耗 $C O_{2}$ 的物质的量之比为1：2

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13. 我国研发的“无淡化海水原位直接电解制氢技术”装置如图所示，阴、阳极材料均为附着有 $C r_{2} O_{3}$ 的 $C o O_{x}$ 催化电极网，表面的 $C r^{3 +}$ 可选择性地紧密结合水电离出的 $O H^{-}$ 。下列说法不正确的是（）。

A、气体b为 $H_{2}$ B、 $O H^{-}$ 负电层可减少副产物 $C l_{2}$ 的生成 C、 $M g {(O H)}_{2}$ 等电极垢在阳极产生，应定期更换 D、与海水淡化间接制氢相比，原位直接制氢成本低

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14. “双极膜组”电渗析法可以实现含盐废水资源的循环利用。工业上也利用该方法实现海水的淡化，同时获得两种气体和副产品A、B．其工作原理如图所示，工作时， $H_{2} O$ 在双极BP膜界面处被催化解离成 $H^{+}$ 和 $O H^{-}$ 。下列说法错误的是（）

A、Y电极为阴极，电极反应式为 $2 H_{2} O + 2 e^{-} = 2 O H^{-} + H_{2} ↑$ B、M膜为阳离子交换膜， $N a^{+}$ 可通过M膜、BP膜和N膜进入右室 C、每消耗58.5g NaCl，理论上获得副产品A和B各1mol D、“双极膜组”电渗析法也可应用于从 $K N O_{3}$ 溶液中制备KOH和 $H N O_{3}$

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15. 水系 $Z n - C O_{2}$ 电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如下，其中双极膜在工作时催化 $H_{2} O$ 解离为 $H^{+}$ 和 $O H^{-}$ ，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（）

A、放电时， $Z n$ 电极为负极，发生还原反应 B、充电时， $O H^{-}$ 从 $Z n$ 电极通过双极膜到达催化电极发生反应 C、放电时，催化电极上的反应为 $C O_{2} + 2 H^{+} + 2 e^{-} = C O + H_{2} O$ D、充电时， $Z n$ 电极上的反应为 $Z n^{2 +} + 2 e^{-} = Z n$

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16. 我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，其示意图如下。放电时， $Z n$ 转化为 $2 Z n C O_{3} \cdot 3 Z n (O H)_{2}$ 。下列说法错误的是（）

A、放电时，正极反应为： $N i (O H)_{2} + 2 e^{-} = N i + 2 O H^{-}$ B、放电时，若外电路有 $0.2 m o l$ 电子转移，则有 $0.1 m o l Z n^{2 +}$ 向正极迁移 C、充电时， $a$ 为外接电源负极 D、充电时，阴极反应为： $2 Z n C O_{3} \cdot 3 Z n (O H)_{2} + 10 e^{-} = 5 Z n + 2 C O_{3}^{2 -} + 6 O H^{-}$

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17. 水系钠离子电池有成本低、寿命长、环保等诸多优势，未来有望代替锂离子电池和铅酸电池。一种水系钠离子电池放电和充电的工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是（）

A、放电时，光可以促进电子转移 B、放电时，工作一段时间，M电极区Na⁺浓度减小 C、充电时，M极发生还原反应 D、充电时，阳极的电极反应式为3I^--2e^-= $I_{3}^{-}$

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18. 现在广泛使用的锂离子电池有多种类型，某可充电钴酸锂电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是（）

A、该电池放电时，其中正极的电极反应式是 $L i_{x} C_{6} - x e^{-} = 6 C + x L i^{+}$ B、充电时A极与电源的正极相连 C、放电时， $L i^{+}$ 移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应 D、拆解废电池前先进行充电处理既可以保证安全又有利于回收锂

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19. 双极膜（BP）是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的 $H_{2} O$ 解离成 $H^{+}$ 和 $O H^{-}$ 。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是（）

A、M膜为阳离子交换膜 B、出口2的产物是盐酸 C、若去掉双极膜（BP），阳极室会有 $C l_{2}$ 生成 D、电路中每转移1mol电子，两极共得到0.5mol气体

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