题型03 新型化学电池 电化学综合-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期末真题分类汇编（人教版2019）

题型03 新型化学电池 电化学综合 一、单选题：本题共25个小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．（2023-2024高二上·福建·期末）近期，科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．电极a是负极 B．电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变小 C．该装置可将酸碱中和反应的化学能转化为电能 D．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性 2．（2023-2024高二上·甘肃兰州·期末）一种以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池的放电工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，Na+通过离子交换膜从左室移向右室 B．充电时，电源的负极应与Mo箔连接 C．充电时，溶液中通过0.2mol电子时，阳极质量变化2.3g D．放电时，正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6] 3．（2023-2024高二上·云南·期末）一种微生物脱盐电池的装置如图所示，下列关于该装置的描述错误的是 A．该电池不宜在高温条件下使用 B．负极反应为 C．转移电子，海水脱去氯化钠的质量是 D．膜为阴离子交换膜、膜为阳离子交换膜 4．（2023-2024高二上·山西朔州·期末）最近《化学学报》报道了用聚环氧乙烷电解质基的高压固态锂离子电池，锂离子在该电解质基中有较好的传递效率，同时具有较好的安全性，正极材料为Li1-aMnxFeyPO4/LiMnxFeyPO4，Li1-aMnxFeyPO4中Mn，Fe元素均为+2价，电池结构示意图如图。下列说法错误的是 A．正极材料Li1-aMnxFeyPO4中，若x+y=1.2，则a=0.4 B．放电时，当外电路转移0.2mol电子，理论上负极质量减少1.4g C．放电时总反应：Li1-aMnxFeyPO4+LiaCn= LiMnxFeyPO4+Cn D．充电时，阴极反应为：Li1-aMnxFeyPO4+aLi++ae-=LiMnxFeyPO4 5．（2023-2024高二上·山东淄博·期末）新型原电池工作原理如图所示，双极膜中间层中的解离为和并可通过阴、阳膜定向移动。下列说法错误的是 A．是原电池的正极 B．Zn极的电极反应为： C．双极膜中向Ⅰ室迁移 D．理论上当负极质量减轻32.5g时，则正极增重32g 6．（2023-2024高二上·河北沧州·期末）电动公交车作为一种新型交通工具，具有零排放、低噪音、低能耗等优点，对改善城市环境、提高交通效率具有重要作用。有关该公交车专用车载电池的说法正确的是 A．放电时，极是负极 B．放电时，负极电极反应式为 C．充电时，阳极电极反应式为 D．左侧电解质可以是的醇溶液 7．（2023-2024高二上·浙江杭州·期末）CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，原理如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法正确的是 A．电池总反应为Li2CO3=Li2O+CO2↑ B．电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1 C．电极b为正极，发生的电极反应为：2-4e-=O2↑+2CO2↑ D．若电极a上通入的为18O2，电池工作时，电池质量会增加 8．（2023-2024高二上·广东广州·期末）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(如图)，可作储能设备。充电时电极a的反应为：。 下列说法错误的是 A．充电时电极b是阳极 B．放电时电极a是负极 C．放电时NaCl溶液的pH减小 D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加46g 9．（2023-2024高二上·四川眉山·期末）锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为，下列说法正确的是 A．放电时在电解质中由极向极迁移 B．充电时极接外电源的正极 C．放电时，极电极反应式： D．充电时若转移电子，石墨电极将减重 10．（2023-2024高二上·四川宜宾·期末）某装置利用制取甲酸盐，同时释放电能，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电极被还原 B．放电时，正极的电极反应式为： C．充电时，向电极移动 D．充电时，碱性电解液的减小 11．（2023-2024高二上·浙江宁波·期末）一种钠离子电池的工作原理如图所示，放电时电池反应可表示为：。下列说法正确的是 A．放电时，X电极为负极 B．放电时，Na+向极迁移 C．充电时，X极电极反应式为 D．充电时，每转移极质量增加 12．（2023-2024高二上·广东茂名·期末）2019年的诺贝尔化学奖授予锂离子电池研究的三位科学家。下图是一种锂离子电池的工作原理示意图，其负极材料为嵌锂石墨，正极材料为LiCoO2，其放电时总反应可表示为：LixCy + Li1－xCoO2 = LiCoO2 + Cy ，下列说法正确的是 A．放电时锂离子由b极脱嵌，移向a极 B．放电时，若转移0.3 mol电子，理论上石墨电极将减重2.1g C．充电时，a极接正极，发生还原反应 D．充电时b极的反应式为：LiCoO2 + xe－ = Li1－xCoO2 + xLi+ 13．（2023-2024高二上·河北邢台·期末）电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。下列说法错误的是 A．根据金属锂具有导热性、导电性。可推测锂晶体中有自由移动的电子 B．充电时的移动方向是从电极B移向电极A C．充电时，电极B上发生的反应是 D．该电池可实现的捕捉与释放 14．（2023-2024高二上·辽宁锦州·期末）一种染料敏化太阳能电池如图，其成本便宜且对环境无污染。敏化染料（S）吸附在纳米空心球表面。光照时：，。下列说法正确的是 A．需要释放能量 B．N极的电极反应式为 C．敏化染料还原过程为 D．该电池工作一段时间后需要补充电解质 15．（2023-2024高二上·重庆九龙坡·期末）2019年诺贝尔化学奖授予古迪纳夫、惠廷汉姆和吉野彰三人，以表彰他们在锂电池研究方面的开创性工作和卓越贡献。一种钴酸锂电池的工作原理如图所示，已知总反应为：LixC6+Li1-xCoO2=LiCoO2+6C，下列说法错误的是 A．a电极为电池的负极 B．电池工作时，转移1mol电子，a电极质量减少7xg C．电池工作时，正极的电极反应式为： Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2 D．对废旧的该电池进行“放电处理”，让Li+从石墨烯中脱出有利于回收 16．（2023-2024高二上·湖南衡阳·期末）微生物燃料电池可以净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中Cr2O浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是 A．N为电池正极，Cr2O被还原 B．该电池工作时，M极的电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2+8H+ C．Cr2O浓度较大时，可能会造成还原菌失去活性 D．当M极产生22.4LCO2气体(标准状况)时，有4molH+从质子交换膜右侧移向左侧 17．（2023-2024高二上·湖北十堰·期末）某可充电锂离子电池的工作原理如图，用钴酸锂和嵌锂石墨作电极，放电时总反应为。 下列说法正确的是 A．过程2表示该电池放电过程 B．电池充电时，A与电源的正极相连 C．放电时钴酸锂电极发生氧化反应 D．充电时阴极的电极反应式为 18．（2023-2024高二上·江西南昌·期末）一种以为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，负极反应式为： B．充电时，电源的正极应与Mg箔连接 C．充电时，外电路中通过0.2mol电子时，阳极质量变化2.3g D．放电时，通过离子交换膜从左室移向右室 19．（2023-2024高二上·浙江宁波·期末）一种光辅助可充电钠离子电池利用水系的电解液和NaI电解液分别作为电池的活性物质，并且将光电极嵌入到新型钠离子电池的正极，作为太阳能转化及存储基元。下列关于该电池的说法错误的是 A．放电时，a电极的电极反应式为： B．充电时，光电极的电极反应式为： C．放电时，钠离子从右向左迁移 D．充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能 20．（2023-2024高二上·广西·期末）一种用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池原理示意如图所示。下列有关该电池说法错误的是 A．电池工作时，电极A电势高于电极B电势 B．电流由电极B经外电路流向电极A C．电池工作时，每消耗转移电子 D．电极A上发生的电极反应为 21．（2023-2024高二上·四川遂宁·期末）钾—氧气电池的工作原理如图。关于该电池，下列说法正确的是 A．电解质可能是的水溶液 B．放电时电流由电极沿导线流向多孔碳纸 C．放电时多孔碳纸上发生反应： D．为铅酸蓄电池充电时，电极应与其正极相连 22．（2023-2024高二上·浙江舟山·期末）锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是各种便携式电子设备的常用电池。一种可充电钴酸锂电池的工作原理如图所示。下列叙述不正确的是 A．该电池放电过程中经过隔膜向电极移动 B．放电过程中电极反应： C．该电池负极为石墨，正极为钴酸锂，组装后即可放电使用 D．拆解废电池前先进行放电处理可保证安全且利于回收锂 23．（2023-2024高二上·陕西咸阳·期末）我国科学家研发了一种水系可逆电池，工作原理如图所示，电极材料为金属锌和选择性催化材料，图中的双极膜层间的解离成和，并在直流电场作用下分别向两极迁移，下列说法正确的是 A．放电时，每转移电子，生成 B．电解质溶液2一定是碱性溶液 C．充电时，每生成标准状况下在阳极可生成 D．放电时，电池总反应为 24．（2023-2024高二上·安徽黄山·期末）据2022年1月统计，我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵［］常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵［］为原料，采用电渗析法合成［］，工作原理如图。下列说法正确的是 A．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 B．光伏并网发电装置中N型半导体为正极 C．a极的电极反应为2(CH3)4N++2H2O−2e−=H2↑+2(CH3)4NOH D．比较NaOH溶液的浓度：m%>n% 25．（2023-2024高二上·湖南益阳·期末）西北工业大学推出一种新型电池。该电池能有效地捕获NO2，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是 A．电极为电解池的阳极 B．电池总反应式为： C．极区溶液的升高 D．电路中转移时，理论上能得到 二、填空题 26．（2023-2024高二上·广西河池·期末）电化学及其产品与能源、材料、环境等领域紧密联系，被广泛地应用于生产、生活的许多方面。根据要求，回答下列问题： I．我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。 (1)生成锂单质的电极是 极(填“阳”或“阴”)，该电极的电极反应式是 。 (2)理论分析，另一电解产物可能有、。 ①生成的电极反应式是 。 ②实验室模拟上述过程，气体中未检测到，推测可能是溶于水。取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极放电。实验所用的试剂是 (填标号)，加入试剂后观察到溶液变蓝。 A．溶液        B．KI溶液        C．淀粉溶液        D．品红溶液 (3)工业上采用惰性电极隔膜法电解溶液制得，电解装置如图所示。 左侧电极与直流电源的 (填“负极”或“正极”)相连，左侧电极的电极反应式为 。 Ⅱ．实验室用如图所示装置探究氯碱工业原理和粗铜的电解精炼原理。 (4)反应一段时间后，乙装置中氢氧化钠主要在铁电极区生成，则X为 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 (5)已知N为阿伏加德罗常数的值。若在标准状况下，有氢气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为 (用含的式子表示)，丙装置中阴极析出铜的质量为 。 27．（2023-2024高二上·河南洛阳·期末）己二腈是制造“尼龙-66”(聚己二酰己二胺)的原料，工业需求量大，其制备工艺很多，发展前景较好的是利用丙烯腈电合成己二腈。如图是用甲醇燃料电池作为电源电合成己二腈的示意图，所有电极均为惰性电极。 回答下列问题： (1)电极b为 极(填“正”或“负”)；A口通入的是 ，a电极的电极反应式为 。 (2)乙池中离子交换膜为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，随着反应的进行，电极c附近溶液pH (填“变大”、“变小”或“不变”)，电路中每转移阳极室溶液质量减少 g(不考虑气体溶解)。 (3)当B口通入11.2L气体时(标准状况下)，甲池中有 mol通过质子交换膜，理论上乙池能合成己二腈 mol。 28．（2023-2024高二上·河南漯河·期末）高铁酸钾固体呈紫色，可溶于水，微溶于浓溶液，在碱性溶液中性质稳定。 (1)研究人员用作电极电解浓溶液制备，装置示意图如下： ①Ni电极作 (填“阴”或“阳”)极。 ②Fe电极上的电极反应式为 。 ③制备过程中 (填“需要”或“不需要”)补充KOH，结合化学用语解释原因 。 (2)偂化物有剧毒，若废水中含量超标，可用将其氧化。测定处理后水(含少量)的废水(废水中不含干扰测定的物质)中的含量的操作如下：取处理后的废水于锥形瓶中，滴加几滴溶液作指示剂，再用的溶液滴定，消耗溶液的体积为。 已知：(黄色)，优先于与反应。 ①溶液应装在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中，且最好是棕色的，目的是 。 ②滴定终点时的现象是 。经处理后的废水中的含量为 。 29．（2023-2024高二上·陕西渭南·期末）新能源汽车所用蓄电池主要为二次锂电池。请回答下列问题： (1)如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是 (填“a”或“b”)，溶液中从 (填“a向b”或“b向a”)迁移。 (2)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池，电池总反应为，用它做电源按如图装置进行电解。通电后，d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)。 ①放电时，负极反应式为 。 ②该电池充电时，n极为电源的 极，试写出装置II中d电极附近产生白色沉淀的反应式 。 ③电极a上的现象是 。 ④若装置I为铜上镀银，则装置I中U形管内的溶液为 (填化学式，下同)，电解一段时间后，若铜棒上无气体产生，要使溶液恢复原状态，需加入 。 30．（2023-2024高二上·山西太原·期末）某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题： 查阅资料：高铁酸根()在溶液中呈紫红色。 (1)上述装置中，发生还原反应的电极有_______(填字母)。 A． B． C． D． (2)丙池中的 (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动。 (3)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除外，还可能有 。 (4)乙池是电解制备金属钴的装置图，相比电解前，电解完成后理论上I室中 (填“变大”“变小”或“不变”)，该电解池总反应的化学方程式是 。 (5)反应过程中，极处发生的电极反应为和 。 (6)一段时间后，若极质量减小，极收集到气体，则在极收集到的气体体积为 (均已折算为标准状况时的气体体积)。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型03 新型化学电池 电化学综合 一、单选题：本题共25个小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．（2023-2024高二上·福建·期末）近期，科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．电极a是负极 B．电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变小 C．该装置可将酸碱中和反应的化学能转化为电能 D．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性 【答案】B 【分析】该电池a的电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，a为负极，b的电极反应为：O2+4e−+4H+=2H2O，为原电池的正极。 【详解】A．据分析，a为负极，A正确； B．电池工作时，KOH溶液中的K+通过阳离子交换膜进入K2SO4溶液，H2SO4溶液中的通过阴离子交换膜进入K2SO4溶液，则电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变大，B错误； C．该反应的总反应式为：H++OH−=H2O，可将酸和碱的化学能转化为电能，C正确； D．酸性条件下发生反应O2+4e−+4H+=2H2O，碱性条件下发生反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，所以酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性，D正确； 故选B。 2．（2023-2024高二上·甘肃兰州·期末）一种以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池的放电工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，Na+通过离子交换膜从左室移向右室 B．充电时，电源的负极应与Mo箔连接 C．充电时，溶液中通过0.2mol电子时，阳极质量变化2.3g D．放电时，正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6] 【答案】D 【分析】由原理图示可知放电时，Mg箔作负极，Mo箔作正极；所以充电时Mg箔作阴极，Mo箔作阳极，据此回答。 【详解】A．放电时，Mg箔作负极，Mo箔作正极，则Na+通过离子交换膜从右室移向左室，A错误； B．由分析知充电时Mg箔作阴极，故电源负极与Mg箔相连，B错误； C．充电时，阳极反应为Na2Fe[Fe(CN)6]-2e-=+2Na+，则外电路中通过0.2mol电子时，阳极质量变化4.6g，C错误； D．根据分析Mo箔作正极，正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，D正确； 故选D。 3．（2023-2024高二上·云南·期末）一种微生物脱盐电池的装置如图所示，下列关于该装置的描述错误的是 A．该电池不宜在高温条件下使用 B．负极反应为 C．转移电子，海水脱去氯化钠的质量是 D．膜为阴离子交换膜、膜为阳离子交换膜 【答案】C 【分析】根据装置图，在负极发生反应：，反应后负极正电荷增加，因此海水中的通过阴离子交换膜进入负极区；氧气在正极发生反应：，反应后正极区负电荷增加，海水中的通过阳离子交换膜进入正极区。据此答题。 【详解】A．装置内有硫还原菌，高温环境下硫还原菌会被杀灭，故该电池不宜在高温条件下使用，A正确； B．根据分析知，负极反应为，B正确； C．根据电荷守恒，转移电子时，海水脱去NaCl，其质量为117g，C错误； D．根据分析知，膜为阴离子交换膜、膜为阳离子交换膜，D正确； 故选C。 4．（2023-2024高二上·山西朔州·期末）最近《化学学报》报道了用聚环氧乙烷电解质基的高压固态锂离子电池，锂离子在该电解质基中有较好的传递效率，同时具有较好的安全性，正极材料为Li1-aMnxFeyPO4/LiMnxFeyPO4，Li1-aMnxFeyPO4中Mn，Fe元素均为+2价，电池结构示意图如图。下列说法错误的是 A．正极材料Li1-aMnxFeyPO4中，若x+y=1.2，则a=0.4 B．放电时，当外电路转移0.2mol电子，理论上负极质量减少1.4g C．放电时总反应：Li1-aMnxFeyPO4+LiaCn= LiMnxFeyPO4+Cn D．充电时，阴极反应为：Li1-aMnxFeyPO4+aLi++ae-=LiMnxFeyPO4 【答案】D 【分析】结合题干描述和电池结构示意图，正极得到电子发生还原反应，电极反应为，负极为LiaCn失去电子发生氧化反应，电极反应式为；放电时的正、负极反应在充电时分别作为阳极、阴极； 【详解】A．由化合物中元素化合价代数和为0可得，当x+y=1.2，(1-a)+1.2×2=3，解得a=0.4，A正确； B．放电时，负极的电极反应式为；因此当外电路转移0.2mole-时，理论上负极减少的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g，B正确； C．由分析可知，放电时总反应：Li1-aMnxFeyPO4+LiaCn= LiMnxFeyPO4+Cn，C正确； D．充电时，阴极得到电子发生还原反应，电极反应式为：，D错误； 故选D。 5．（2023-2024高二上·山东淄博·期末）新型原电池工作原理如图所示，双极膜中间层中的解离为和并可通过阴、阳膜定向移动。下列说法错误的是 A．是原电池的正极 B．Zn极的电极反应为： C．双极膜中向Ⅰ室迁移 D．理论上当负极质量减轻32.5g时，则正极增重32g 【答案】C 【分析】原电池中，右侧电极发生氧化反应：，右侧电极为负极，左侧电极发生还原反应：PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O，左侧电极为正极。 【详解】A．由上述分析可知是原电池的正极，A正确； B．锌电极锌失去电子，电极反应为，B正确； C．原电池中阴离子向负极移动，向Ⅱ室迁移，C错误； D．负极上发生，1molZn失去2mol电子，质量减少65g，若负极减轻32.5g电子转移1mol，正极发生PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O反应，2mol电子转移正极由1molPbO2生成1molPbSO4增重64g，1mol电子转移增重32g，D正确； 故选：C。 6．（2023-2024高二上·河北沧州·期末）电动公交车作为一种新型交通工具，具有零排放、低噪音、低能耗等优点，对改善城市环境、提高交通效率具有重要作用。有关该公交车专用车载电池的说法正确的是 A．放电时，极是负极 B．放电时，负极电极反应式为 C．充电时，阳极电极反应式为 D．左侧电解质可以是的醇溶液 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，Li/Al合金电极为电子的流出极，故Li/Al合金电极为负极，Fe/FeS极为正极，充电时，Li/Al合金电极为阴极，Fe/FeS极为阳极，据此作答。 【详解】A．由移动方向可知，合金为负极，A错误； B．放电时，合金中比活泼，在负极失电子，电极反应式为，B错误； C．充电时，阳极失电子发生氧化反应，阳极反应式为，C正确； D．金属锂能与醇反应，所以左侧溶液不能用醇溶液，D错误； 故答案为：C。 7．（2023-2024高二上·浙江杭州·期末）CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，原理如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法正确的是 A．电池总反应为Li2CO3=Li2O+CO2↑ B．电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1 C．电极b为正极，发生的电极反应为：2-4e-=O2↑+2CO2↑ D．若电极a上通入的为18O2，电池工作时，电池质量会增加 【答案】A 【详解】由图可知，a极为正极，电极反应式为O2+4e-=2O2-，b极为负极，电极反应式为2-4e-=O2↑+2CO2↑，据此作答。 A． a极生成氧离子，b极碳酸根离子放电，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O，故总反应为Li2CO3═Li2O+CO2↑，故A正确； B．当电路中转移4mol电子时，a极消耗1mol氧气，b极生成2mol二氧化碳，电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1：2，故B错误； C．b极氧元素价态升高失电子为负极，电极反应式为2-4e-=O2↑+2CO2↑，故C错误； D．根据电池的总反应，Li2CO3=Li2O+CO2↑，电池工作时，电池质量会减少，故D错误。 答案选A。 8．（2023-2024高二上·广东广州·期末）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(如图)，可作储能设备。充电时电极a的反应为：。 下列说法错误的是 A．充电时电极b是阳极 B．放电时电极a是负极 C．放电时NaCl溶液的pH减小 D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加46g 【答案】C 【分析】由充电时电极a的反应可知，充电时电极 a发生还原反应，所以电极 a是阴极，则电极 b是阳极；放电和充电是刚好相反有的过程，据此分析解答。 【详解】A．由充电时电极 a的反应可知，充电时电极 a发生还原反应，所以电极 a是阴极，则电极 b是阳极，A正确； B．充电时电极a是阴极，充电时a为负极，B正确； C．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极 a的反应为Na3Ti2（PO4）3-2e-=NaTi2（PO4）3+2Na+，电极b上的电极反应式为Cl2↑+2e-=2Cl-可知，NaCl 溶液的 pH不变，C错误； D．阴极反应为NaTi2（PO4）3+2Na++2e-═Na3Ti2（PO4）3，由得失电子守恒可知，每生成1mol Cl2转移2mole-，电极a质量理论上增加23 g•mol×2 mol=46 g，D正确； 故答案为：C。 9．（2023-2024高二上·四川眉山·期末）锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为，下列说法正确的是 A．放电时在电解质中由极向极迁移 B．充电时极接外电源的正极 C．放电时，极电极反应式： D．充电时若转移电子，石墨电极将减重 【答案】C 【分析】根据电池反应式为LixC6+Li1−xCoO2C6+LiCoO2(x<1)，放电时LixC6失去电子，故a作负极，b极为正极。 【详解】A．放电时负极Li变为Li+，正极Li1−xCoO2发生Li+嵌入变为LiCoO2，因此放电时Li+在电解质中由b极向a极迁移，A错误； B．放电时b极为负极，充电时b极接外电源的负极，B错误； C．电池反应式为LixC6+Li1−xCoO2C6+LiCoO2(x<1)，放电时LixC6失去电子，故a作负极，发生的电极反应式为Li1−xCoO2+xLi++xe−=LiCoO2，C正确； D．充电时，Li+嵌回石墨电极，石墨电极增重而不是减重，D错误； 故选C。 10．（2023-2024高二上·四川宜宾·期末）某装置利用制取甲酸盐，同时释放电能，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电极被还原 B．放电时，正极的电极反应式为： C．充电时，向电极移动 D．充电时，碱性电解液的减小 【答案】B 【分析】放电池为原电池原理，左侧Zn电极为负极，电极反应为：右侧电极为正极，电极反应式为：；充电时为电解池原理，Zn电极为阴极，电极反应为：，右侧电极为阳极，电极反应式为：。总反应为：。 【详解】A．根据分析，放电时Zn电极为负极，发生氧化反应，A错误； B．根据分析，放电时，正极的电极反应式为：，B正确； C．充电时，阴离子移向阳极，故向右侧电极移动，C错误； D．充电时的总反应为：，氢氧根浓度增大，故碱性电解液的增大，D错误； 故选B。 11．（2023-2024高二上·浙江宁波·期末）一种钠离子电池的工作原理如图所示，放电时电池反应可表示为：。下列说法正确的是 A．放电时，X电极为负极 B．放电时，Na+向极迁移 C．充电时，X极电极反应式为 D．充电时，每转移极质量增加 【答案】D 【分析】放电时电池反应为：，则NaxC失电子，Y电极为负极，Na1-xFePO4得电子，X电极为正极。 【详解】A．由分析可知，放电时，X电极为正极，A不正确； B．放电时，阳离子向正极移动，则Na+向X极迁移，B不正确； C．充电时，X电极为阳极，反应式为NaFePO4-xe-=Na1-xFePO4+xNa+，C不正确； D．充电时，Y极发生反应xNa++C+xe-=NaxC，则每转移1mole-，有1molNa+附着在Y极表面，Y极质量增加23g，D正确； 故选D。 12．（2023-2024高二上·广东茂名·期末）2019年的诺贝尔化学奖授予锂离子电池研究的三位科学家。下图是一种锂离子电池的工作原理示意图，其负极材料为嵌锂石墨，正极材料为LiCoO2，其放电时总反应可表示为：LixCy + Li1－xCoO2 = LiCoO2 + Cy ，下列说法正确的是 A．放电时锂离子由b极脱嵌，移向a极 B．放电时，若转移0.3 mol电子，理论上石墨电极将减重2.1g C．充电时，a极接正极，发生还原反应 D．充电时b极的反应式为：LiCoO2 + xe－ = Li1－xCoO2 + xLi+ 【答案】B 【分析】根据电池总反应式LixCy+Li1-xCoO2═LiCoO2+Cy可知，C的化合价升高、发生失去电子的氧化反应，则a电极为负极，负极反应式为LixCy-xe-=Cy+xLi+，Co的化合价降低、发生得电子的还原反应，b电极为正极，正极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时，阴极、阳极分别与外电源的负极、正极相接，电极反应式正好相反。 【详解】A．放电时，负极材料为嵌锂石墨，a为负极，b为正极，原电池中阳离子移向正极，则放电时锂离子由a极脱嵌，移向b极，故A错误； B．放电时，a电极为负极，负极反应式为LixCy-xe-=Cy+xLi+，若转移0.3 mol电子，有0.3mol Li+从石墨电极脱嵌，理论上石墨电极将减重0.3mol×7g/mol=2.1g，故B正确； C．充电时，a极为阴极接负极，发生还原反应，故C错误； D．放电时b电极为正极，充电时b为阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2- xe-= Li1-xCoO2+xLi+，故D错误； 故选：B。 13．（2023-2024高二上·河北邢台·期末）电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。下列说法错误的是 A．根据金属锂具有导热性、导电性。可推测锂晶体中有自由移动的电子 B．充电时的移动方向是从电极B移向电极A C．充电时，电极B上发生的反应是 D．该电池可实现的捕捉与释放 【答案】C 【分析】放电时，A为负极，电极反应为，B为正极，电极反应为，充电时，A为阴极，电极反应式为，B为阳极，电极反应为，据此分析。 【详解】A．根据金属锂具有导热性、导电性。可推测锂晶体中有自由移动的电子，A正确； B．充电时，阳离子移向阴极，则的移动方向是从电极B移向电极A，B正确； C．充电时，B为阳极，电极反应为，C错误； D．该电池放电时二氧化碳参加反应，冲电时生成二氧化碳，因此可实现CO2的捕捉与释放，D正确； 故选C。 14．（2023-2024高二上·辽宁锦州·期末）一种染料敏化太阳能电池如图，其成本便宜且对环境无污染。敏化染料（S）吸附在纳米空心球表面。光照时：，。下列说法正确的是 A．需要释放能量 B．N极的电极反应式为 C．敏化染料还原过程为 D．该电池工作一段时间后需要补充电解质 【答案】B 【分析】根据图示装置可以知道：敏化染料（S）吸附在TiO2纳米空心球表面，光照时：S(基态)(激发态)，，M电极为电池负极，发生氧化反应，N电极为电源正极，正极电极发生还原反应，电极反应式是：I3-+2e-═3I-。 【详解】A．需要吸收能量，故A错误； B．N极电极发生还原反应，正极的电极反应式为，故B正确； C．敏化染料还原过程为2S++3I-═2S+I，故C错误； D．由图可知，I-与I可互相转化，循环往复，不需要补充，故D错误； 故选B。 15．（2023-2024高二上·重庆九龙坡·期末）2019年诺贝尔化学奖授予古迪纳夫、惠廷汉姆和吉野彰三人，以表彰他们在锂电池研究方面的开创性工作和卓越贡献。一种钴酸锂电池的工作原理如图所示，已知总反应为：LixC6+Li1-xCoO2=LiCoO2+6C，下列说法错误的是 A．a电极为电池的负极 B．电池工作时，转移1mol电子，a电极质量减少7xg C．电池工作时，正极的电极反应式为： Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2 D．对废旧的该电池进行“放电处理”，让Li+从石墨烯中脱出有利于回收 【答案】B 【分析】由总反应式可知，放电时，石墨烯电极为原电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成Li+和C，电极反应式为：LixC6-xe-=6C+xLi+，钴酸锂电极为正极，在锂离子作用下，Li1-xCoO2在正极得到电子发生还原反应生成LiCoO2，电极反应式为：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2；充电时，石墨烯电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，钴酸锂电极与正极相连，做阳极。 【详解】A．原电池放电时，阳离子向正极移动，结合图给信息，可知a极为负极，b极为正极，A项正确； B．电池工作时，转移1mol电子，通过膜转移了1mol Li+，则a电极质量减少7g，B项错误； C．电池工作时为原电池反应原理，正极发生还原反应，电极反应式为：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，C项正确； D．当对废旧电池进行“放电处理”时，通过放电过程，锂离子从石墨烯中脱出，这有助于回收过程，因为脱出的锂离子更容易从废旧电池中分离和回收利用‌，D项正确； 答案选B。 16．（2023-2024高二上·湖南衡阳·期末）微生物燃料电池可以净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中Cr2O浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是 A．N为电池正极，Cr2O被还原 B．该电池工作时，M极的电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2+8H+ C．Cr2O浓度较大时，可能会造成还原菌失去活性 D．当M极产生22.4LCO2气体(标准状况)时，有4molH+从质子交换膜右侧移向左侧 【答案】D 【分析】从图1中可知，M电极为负极，负极上乙酸失电子生成CO2和氢离子，N电极为正极，正极上O2得电子结合氢离子生成水，同时得电子生成Cr(OH)3。 【详解】A．N为电池正极，得电子被还原，A正确； B．M电极上乙酸失电子生成CO2和氢离子，电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2+8H+，B正确； C．从图2中可知，浓度较大时，其去除率明显下降，可能原因为为重金属离子，浓度较大时，造成还原菌失去活性，C正确； D．M电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2+8H+，生成1mol二氧化碳，转移4mol电子，同时生成4mol氢离子，但是氢离子是从质子交换膜左侧移向右侧，D错误； 故答案选D。 17．（2023-2024高二上·湖北十堰·期末）某可充电锂离子电池的工作原理如图，用钴酸锂和嵌锂石墨作电极，放电时总反应为。 下列说法正确的是 A．过程2表示该电池放电过程 B．电池充电时，A与电源的正极相连 C．放电时钴酸锂电极发生氧化反应 D．充电时阴极的电极反应式为 【答案】D 【分析】由图可知，该锂离子电池放电时，锂离子会从嵌锂石墨中脱离出来，因此过程1是放电，过程2是充电过程，由此作答： 【详解】A．过程2表示的充电过程，A错误； B．电池充电时，石墨化合价降低，得到电子，发生还原反应，为电解池的阴极，应该与电源的负极相连，B错误； C．放电时钴酸锂电极得到电子，发生还原反应，C错误； D．充电时阴极是石墨化合价降低，得到电子，电极反应式为，D正确； 故选D。 18．（2023-2024高二上·江西南昌·期末）一种以为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，负极反应式为： B．充电时，电源的正极应与Mg箔连接 C．充电时，外电路中通过0.2mol电子时，阳极质量变化2.3g D．放电时，通过离子交换膜从左室移向右室 【答案】A 【分析】由图可知，放电时，镁箔为原电池的负极，氯离子作用下镁失去电子发生氧化反应生成二氯化二镁离子，电极反应式为，钼箔为正极，钠离子作用下Fe[Fe(CN)6]在正极得到电子生成Na2Fe[Fe(CN)6]，电极反应式为Fe[Fe(CN)6]—2e—+2Na+=Na2Fe[Fe(CN)6]，充电时，与直流电源负极相连的镁箔为电解池的阴极，钼箔为阳极。 【详解】A．由分析可知，放电时，镁箔为原电池的负极，氯离子作用下镁失去电子发生氧化反应生成二氯化二镁离子，电极反应式为，故A正确； B．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的镁箔为电解池的阴极，故B错误； C．由分析可知，充电时，钼箔为阳极，Na2Fe[Fe(CN)6]在阳极失去电子发生氧化反应生成Fe[Fe(CN)6]，电极反应式为Na2Fe[Fe(CN)6]—2e—=Fe[Fe(CN)6]+2Na+，则外电路中通过0.2mol电子时，阳极质量减少0.2mol×23g/mol=4.6g，故C错误； D．由分析可知，放电时，镁箔为原电池的负极，钼箔为正极，则钠离子通过离子交换膜从右室移向左室，故D错误； 故选A。 19．（2023-2024高二上·浙江宁波·期末）一种光辅助可充电钠离子电池利用水系的电解液和NaI电解液分别作为电池的活性物质，并且将光电极嵌入到新型钠离子电池的正极，作为太阳能转化及存储基元。下列关于该电池的说法错误的是 A．放电时，a电极的电极反应式为： B．充电时，光电极的电极反应式为： C．放电时，钠离子从右向左迁移 D．充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能 【答案】C 【分析】根据题意：TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，充电时Na2S4还原为Na2S，放电和充电互为逆过程，所以a是负极，b是电池的正极，在充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：，据此回答； 【详解】A．A．充电时Na2S4还原为Na2S，放电和充电互为逆过程，所以a是负极，电极反应式为：4S2--6e-=，A正确；     B．在充电时，阳极b上发生失电子的氧化反应，根据图示知道电极反应为，B正确； C．放电时，a是负极，b是正极，钠离子是阳离子，应该从右向左，移向正极，C错误； D．TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又能转化为化学能，D正确； 故选C。 20．（2023-2024高二上·广西·期末）一种用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池原理示意如图所示。下列有关该电池说法错误的是 A．电池工作时，电极A电势高于电极B电势 B．电流由电极B经外电路流向电极A C．电池工作时，每消耗转移电子 D．电极A上发生的电极反应为 【答案】A 【详解】A．电极A发生氧化反应，为负极，电极B为正极。原电池中，正极电势高于负极电势，故电极B电势高于电极A，A错误； B．电流从正极流向负极，即从电极B流向电极A，B正确； C．燃料电池的总反应为，该电池工作时，每消耗即转移电子，C正确； D．碱性条件下，氨气在负极失电子生成，其电极反应为，D正确； 故选A。 21．（2023-2024高二上·四川遂宁·期末）钾—氧气电池的工作原理如图。关于该电池，下列说法正确的是 A．电解质可能是的水溶液 B．放电时电流由电极沿导线流向多孔碳纸 C．放电时多孔碳纸上发生反应： D．为铅酸蓄电池充电时，电极应与其正极相连 【答案】C 【详解】A．电极易与溶液中的反应，所以不能选用溶液，故A错误； B．放电时，K电极为负极，多孔碳纸为正极，所以电流从多孔碳纸沿导线流向电极，故B错误； C．放电时，多孔碳纸为正极，发生还原反应，根据图中信息，发生反应：  O2 + e− + K+ = KO2，故C正确； D．电极为负极，为铅酸蓄电池充电时，应与铅酸蓄电池负极相连，故D错误； 故选C。 22．（2023-2024高二上·浙江舟山·期末）锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是各种便携式电子设备的常用电池。一种可充电钴酸锂电池的工作原理如图所示。下列叙述不正确的是 A．该电池放电过程中经过隔膜向电极移动 B．放电过程中电极反应： C．该电池负极为石墨，正极为钴酸锂，组装后即可放电使用 D．拆解废电池前先进行放电处理可保证安全且利于回收锂 【答案】C 【分析】放电时， LixCy做负极，失去电子，负极反应为，钴酸根离子得到电子发生还原反应。 【详解】A．放电时，移向电势较高的正电极，B为正极， A项正确； B．由分析可知，放电时LixCy做负极，A为负极，LixCy失去电子，负极反应为，B项正确； C．由分析可知，该电池正极为石墨，负极为钴酸锂，C项错误； D．放电处理废旧钴酸锂电池，让Li＋进入石墨中有利于锂的回收，D项正确； 故选C。 23．（2023-2024高二上·陕西咸阳·期末）我国科学家研发了一种水系可逆电池，工作原理如图所示，电极材料为金属锌和选择性催化材料，图中的双极膜层间的解离成和，并在直流电场作用下分别向两极迁移，下列说法正确的是 A．放电时，每转移电子，生成 B．电解质溶液2一定是碱性溶液 C．充电时，每生成标准状况下在阳极可生成 D．放电时，电池总反应为 【答案】A 【分析】由图可知，放电时，锌为原电池负极，碱性条件下失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为Zn—2e—+4OH—=Zn(OH)，双极膜中水解离出的氢氧根离子移向左侧，右侧电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2e—+2H+=HCOOH，双极膜中水解离出的氢离子移向右侧，电池总反应为Zn+CO2+2OH—+2H2O=Zn(OH)+HCOOH；充电时，与直流电源的负极相连的锌做电解池的阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，双极膜中水解离出的氢离子移向左侧，右侧电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，双极膜中水解离出的氢氧根离子移向右侧，则电解质溶液1是碱性溶液、电解质溶液2是酸性溶液。 【详解】A．由分析可知，放电时，右侧电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2e—+2H+=HCOOH，则转移2mol电子时，生成甲酸的物质的量为1mol，故A正确； B．由分析可知，电解质溶液1是碱性溶液、电解质溶液2是酸性溶液，故B错误； C．由分析可知，充电时，与直流电源的负极相连的锌做电解池的阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，故C错误； D．由分析可知，放电时，电池总反应为Zn+CO2+2OH—+2H2O=Zn(OH)+HCOOH，故D错误； 故选A。 24．（2023-2024高二上·安徽黄山·期末）据2022年1月统计，我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵［］常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵［］为原料，采用电渗析法合成［］，工作原理如图。下列说法正确的是 A．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 B．光伏并网发电装置中N型半导体为正极 C．a极的电极反应为2(CH3)4N++2H2O−2e−=H2↑+2(CH3)4NOH D．比较NaOH溶液的浓度：m%>n% 【答案】D 【分析】从图中可以看出，光伏并网发电装置中，a电极连接N型半导体，则其为负极，b电极连接P型半导体，则其为正极；电解装置中，a极为阴极，b极为阳极。从电解池a极区溶液中四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]浓度增大，也可推出(CH3)4N+透过c膜向a电极移动，则a电极为阴极，c膜为阳膜；Cl-透过d膜向右侧移动，则d膜为阴膜；Na+透过e膜向左侧移动，则e膜为阳膜。 【详解】A．由分析可知，c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，A不正确； B．由分析可知，光伏并网发电装置中，N型半导体为负极，B不正确； C．a为阴极，(CH3)4N+得电子产物与电解质作用，生成(CH3)4NOH和H2，电极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑，C不正确； D．b为阳极，溶液中的氢氧根离子失去电子生成氧气，电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，氢氧根被消耗，氢氧化钠溶液浓度减小，故m%>n%，D正确； 本题选D。 25．（2023-2024高二上·湖南益阳·期末）西北工业大学推出一种新型电池。该电池能有效地捕获NO2，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是 A．电极为电解池的阳极 B．电池总反应式为： C．极区溶液的升高 D．电路中转移时，理论上能得到 【答案】D 【详解】A．新型电池中，Zn为负极，b为正极，所以d电极为电解池的阳极，故A正确； B．电池总反应式为：，故B正确； C．c极为电解池的阴极，电极反应式为，所以c极区溶液的pH升高，故C正确； D．N元素化合价由反应前+3价到NH3中-3价，电路中转移时，理论上能得到，故D错误； 故答案为：D。 二、填空题 26．（2023-2024高二上·广西河池·期末）电化学及其产品与能源、材料、环境等领域紧密联系，被广泛地应用于生产、生活的许多方面。根据要求，回答下列问题： I．我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。 (1)生成锂单质的电极是 极(填“阳”或“阴”)，该电极的电极反应式是 。 (2)理论分析，另一电解产物可能有、。 ①生成的电极反应式是 。 ②实验室模拟上述过程，气体中未检测到，推测可能是溶于水。取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极放电。实验所用的试剂是 (填标号)，加入试剂后观察到溶液变蓝。 A．溶液        B．KI溶液        C．淀粉溶液        D．品红溶液 (3)工业上采用惰性电极隔膜法电解溶液制得，电解装置如图所示。 左侧电极与直流电源的 (填“负极”或“正极”)相连，左侧电极的电极反应式为 。 Ⅱ．实验室用如图所示装置探究氯碱工业原理和粗铜的电解精炼原理。 (4)反应一段时间后，乙装置中氢氧化钠主要在铁电极区生成，则X为 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 (5)已知N为阿伏加德罗常数的值。若在标准状况下，有氢气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为 (用含的式子表示)，丙装置中阴极析出铜的质量为 。 【答案】(1) 阴 Li++e-=Li (2) 2H2O-4e-=O2↑+4H+ BC (3) 正极 (4)阳离子交换膜 (5) 0.1NA 6.4g 【详解】（1）该装置是利用太阳能从海水中提取到锂单质，则上面电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应析出金属锂，故下面电极为阳极，为氯离子放电生成氯气。故生成锂单质的一极为阴极，生成锂单质的电极反应式是Li++e-=Li； （2）①生成O2的电极反应式是2H2O-4e-=O2↑+4H+； ②阳极Cl-放电生成Cl2，检验有Cl2生成即可，利用Cl2与KI溶液反应生成I2，I2 遇淀粉变蓝来检验，故实验所用的试剂及现象是KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝； （3）该装置中的电极为惰性电极，图上显示阳离子通过阳离子交换膜向右侧移动，则右侧电极为阴极，发生的反应为，左侧电极为阳极，与直流电源的正极相连，转化为时Mn元素化合价升高，发生氧化反应，电极反应式为； （4）该装置中甲为氢氧燃料原电池装置，乙和丙为电解池装置。甲池中通入氧气的一极为正极，通入氢气的一极为正极，乙装置中Fe为阴极，C为阳极，丙池中电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极。乙装置中Fe为阴极，水中氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，C为阳极，氯离子放电生成氯气，反应一段时间后，乙装置中氢氧化钠主要在铁电极区生成，钠离子要移向Fe极，则X为阳离子交换膜； （5）铁电极上生成的气体电极反应式为，丙装置中阴极析出铜的电极反应式为，甲装置负极电极反应式为，根据电荷守恒：，故有2.24L（0.1mol）氢气参加反应时，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为0.1NA，丙装置中阴极析出铜的质量为：0.1mol×64g/mol=6.4g。 27．（2023-2024高二上·河南洛阳·期末）己二腈是制造“尼龙-66”(聚己二酰己二胺)的原料，工业需求量大，其制备工艺很多，发展前景较好的是利用丙烯腈电合成己二腈。如图是用甲醇燃料电池作为电源电合成己二腈的示意图，所有电极均为惰性电极。 回答下列问题： (1)电极b为 极(填“正”或“负”)；A口通入的是 ，a电极的电极反应式为 。 (2)乙池中离子交换膜为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，随着反应的进行，电极c附近溶液pH (填“变大”、“变小”或“不变”)，电路中每转移阳极室溶液质量减少 g(不考虑气体溶解)。 (3)当B口通入11.2L气体时(标准状况下)，甲池中有 mol通过质子交换膜，理论上乙池能合成己二腈 mol。 【答案】(1) 正 (2) 阳 变小 9 (3) 2 1 【分析】由图可知甲装置为原电池乙装置为电解池，由甲装置中有H+的移动方向可知b电极为正极，通入氧气，a电极为负极，通入CH3OH，电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；乙池中电极c为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电极d为阴极，电极反应式为：2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，据此分析解题。 【详解】（1）由分析可知电极b为正极；A口通入的是CH3OH，a电极的电极反应式为 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+； （2）由分析可知电极c为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电极d为阴极，电极反应式为：2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，阳极生成H+，阴极消耗H+，故乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，目的让H+穿过，由c电极反应式可知电极c附近溶液pH变小，阳极室质量减少的原因是氧气的逸出和H+的转移，即减少的相当于是H2O的质量，根据关系H2O～2e-，电路中每转移1mole-阳极室溶液质量减少的质量为g=9g； （3）由分析可知，B口通入的是氧气，当体积为11.2L气体时(标准状况下)，其物质的量为0.5mol，电路中转移的电子为0.5×4mol=2mol，穿过膜的电荷量为2mol，即有2molH+通过质子交换膜，根据电极反应式2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，理论上乙池能合成己二腈的物质的量为1mol。 28．（2023-2024高二上·河南漯河·期末）高铁酸钾固体呈紫色，可溶于水，微溶于浓溶液，在碱性溶液中性质稳定。 (1)研究人员用作电极电解浓溶液制备，装置示意图如下： ①Ni电极作 (填“阴”或“阳”)极。 ②Fe电极上的电极反应式为 。 ③制备过程中 (填“需要”或“不需要”)补充KOH，结合化学用语解释原因 。 (2)偂化物有剧毒，若废水中含量超标，可用将其氧化。测定处理后水(含少量)的废水(废水中不含干扰测定的物质)中的含量的操作如下：取处理后的废水于锥形瓶中，滴加几滴溶液作指示剂，再用的溶液滴定，消耗溶液的体积为。 已知：(黄色)，优先于与反应。 ①溶液应装在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中，且最好是棕色的，目的是 。 ②滴定终点时的现象是 。经处理后的废水中的含量为 。 【答案】(1) 阴极 Fe-6e-+8OH-=+4H2O 需要 总反应为Fe+2H2O+2KOH=K2FeO4+3H2↑，消耗KOH (2) 酸式 防止硝酸银见光分解 滴入最后半滴硝酸银溶液，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，且半分钟内不消失 【分析】(1)根据图示，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，铁元素化合价升高，被氧化转化为Na2FeO4，则Fe作阳极，Ni作阴极；根据电解的总反应式分析氢氧化钠需要添加的原因； (2)Ag+与CN-反应生成[Ag(CN)2]-，当CN-反应结束时，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，说明反应到达滴定终点；计算消耗硝酸银物质的量，再根据方程式Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-计算出氰化钠的含量。 【详解】（1）①根据分析，Ni电极作电解池的阴极； ②根据分析，Fe作阳极，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，则Fe电极的电极反应式：Fe-6e-+8OH-=+4H2O； ③根据题意写出反应的总方程式Fe+2H2O+2KOH=K2FeO4+3H2↑，由方程式可知反应过程中要消耗KOH，故在整个过程中需要添加KOH； （2）①溶液中银离子水解使溶液显酸性，应装在酸式滴定管中，由于硝酸银易见光分解，故应装在棕色酸式滴定管中； ②Ag+与CN-反应生成[Ag(CN)2]-，当CN-反应结束时，滴入最后一滴硝酸银溶液，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，且半分钟内不消失，说明反应到达滴定终点，消耗AgNO3的物质的量为V×10-3L×cmol/L=cV×10-3mol，根据方程式Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-，处理的废水中氰化钠的质量为cV×10-3mol×2×49g/mol=98cV×10-3g，废水中氰化钠的含量为=。 29．（2023-2024高二上·陕西渭南·期末）新能源汽车所用蓄电池主要为二次锂电池。请回答下列问题： (1)如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是 (填“a”或“b”)，溶液中从 (填“a向b”或“b向a”)迁移。 (2)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池，电池总反应为，用它做电源按如图装置进行电解。通电后，d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)。 ①放电时，负极反应式为 。 ②该电池充电时，n极为电源的 极，试写出装置II中d电极附近产生白色沉淀的反应式 。 ③电极a上的现象是 。 ④若装置I为铜上镀银，则装置I中U形管内的溶液为 (填化学式，下同)，电解一段时间后，若铜棒上无气体产生，要使溶液恢复原状态，需加入 。 【答案】(1) b b向a (2) LixC6—xe﹣=xLi++C6 正极 Cu—e﹣+Cl﹣=CuCl 电极上有无色气泡逸出 AgNO3溶液 Ag2O 【分析】（1）由题给装置图可知，锂电极为原电池的负极，放电时，溶液中阳离子由负极向正极迁移； 【详解】（1）由题给装置图可知，b电极为原电池的负极，a电极为原电池的正极，放电时，溶液中Li＋由负极向正极迁移，即从b向a迁移； （2）由题意可知，与钴酸锂电池的正极n相连的d电极为电解池的阳极，c为阴极，则m为钴酸锂电池的负极、a为电解池的阴极、b为阳极； ①由方程式可知，放电时，LixC6为酸锂电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和C6，电极反应式为LixC6—xe﹣=xLi++C6； ②由分析可知，m为钴酸锂电池的负极、n为正极，则该电池充电时，n极接电源的正极；装置Ⅱ中d电极为电解池的阳极，氯离子作用下铜在阳极失去电子发生氧化反应生成氯化亚铜白色沉淀，电极反应式为Cu—e﹣+Cl﹣=CuCl； ③由分析可知，电极a为电解池的阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，观察到的实验现象为电极上有无色气泡逸出； ④若装置I为铜上镀银，则装置I中U形管内的溶液为硝酸银溶液，电解时，银离子在铜电极上得到电子发生还原反应生成银，水分子在石墨电极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，则电解一段时间后，若铜棒上无气体产生，电解的总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑，所以要使溶液恢复原状态，需加入氧化银； 30．（2023-2024高二上·山西太原·期末）某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题： 查阅资料：高铁酸根()在溶液中呈紫红色。 (1)上述装置中，发生还原反应的电极有_______(填字母)。 A． B． C． D． (2)丙池中的 (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动。 (3)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除外，还可能有 。 (4)乙池是电解制备金属钴的装置图，相比电解前，电解完成后理论上I室中 (填“变大”“变小”或“不变”)，该电解池总反应的化学方程式是 。 (5)反应过程中，极处发生的电极反应为和 。 (6)一段时间后，若极质量减小，极收集到气体，则在极收集到的气体体积为 (均已折算为标准状况时的气体体积)。 【答案】(1)BC (2)从右向左 (3) (4) 不变 (5) (6)448 【分析】从图中可知，丙装置构成原电池结构，Zn电极为负极，失电子生成Zn2+，Cu电极为正极，Cu2+得电子生成Cu，则甲中X电极为阳极，Fe失电子结合氢氧根离子生成高铁酸根离子，此外氢氧根离子也会失电子生成氧气，Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，乙中石墨电极为阳极，Co电极为阴极，Co2+得电子生成Co。 【详解】（1）上述装置中，Y电极为阴极、Co电极为阴极，均得电子发生还原反应，而X电极为阳极，Zn电极为负极，均失电子发生氧化反应，因此答案选BC。 （2）丙池为原电池，原电池电解质溶液中的阴离子向负极移动，则硫酸根离子从右向左移动。 （3）乙中石墨电极为阳极，若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，则氯离子可在石墨电极上失电子生成氯气，且氯离子失电子能力强于水，因此石墨电极上产生的气体除氧气外还有氯气。 （4）I室中水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，但是生成的氢离子通过阳离子交换膜均进入II室内，因此n(H+)不变。阴极上Co2+得电子生成Co，则电解池总反应为。 （5）X电极为阳极，阳极上除了氢氧根离子失电子生成氧气外，Fe也会失电子结合氢氧根离子生成高铁酸根离子，电极反应为。 （6）X电极质量减小1.12g，减小的质量为铁的质量，根据电极反应式可知，消耗Fe0.02mol，转移电子0.12mol，Y电极收集到2.24L气体，该气体为氢气，根据电极反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，生成0.1mol氢气，转移0.2mol电子，根据得失电子守恒，则X电极上生成氧气转移0.08mol电子，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，转移0.08mol电子生成0.02mol氧气，标况下体积为448mL。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 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