难点突破专题04 电化学-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 （人教版2019选择性必修1）

难点突破专题04 电化学 难点突破 难点01原电池 1．（24-25高三上·广东·阶段练习）一种电化学法制备甲醇的原理如图所示。下列说法正确的是 A．通入的一端是电池的负极 B．通入的一端发生的电极反应为 C．生产甲醇过程中左侧溶液的变大 D．电池工作过程中每生成，理论上有透过质子交换膜向右移动 2．（24-25高二上·四川泸州·期中）是一种剧毒气体，如下图为质子膜燃料电池的示意图，可对废气资源化利用。下列说法错误的是 A．a是负极，电池工作时，电子的流动方向是：电极负载电极质子膜电极 B．电池工作时，若有生成，会消耗标况下的 C．电极上发生的电极反应式为 D．电路中通过电子时，有经质子膜进入正极区 3．（24-25高三上·广西河池·阶段练习）燃料电池的工作原理如图所示(电解质为稀硝酸)。下列说法正确的是 A．a电极的电势小于b电极的电势 B．电池工作时，从右向左移动透过质子交换膜 C．当外电路中通过时，理论上a电极处消耗 D．b电极的电极反应式： 4．（24-25高二上·安徽阜阳·期中）一种潜航器的镁—过氧化氢燃料电池系统工作原理如图所示。以下说法错误的是 A．电池的负极反应式为 B．电池工作时，向负极移动 C．电池工作一段时间后，溶液的浓度减小 D．电池总反应式是 5．（24-25高三上·江苏南通·期中）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化血糖反应，从而控制血糖浓度。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，化学能全部转化为电能 B．电池工作时，电子由a电极沿导线流向b电极 C．a电极反应式为 D．反应中每生成1 molC6H12O7，转移电子数为 6．（24-25高二上·北京·期中）用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是        A．整个过程中，负极电极反应式均为 B．和，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀 C．若将铁换为铜进行实验，时，压强随时间变化曲线与铁相似 D．时，正极主要发生反应： 7．（24-25高二上·北京·期中）碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品。图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为：、。下列关于两种电池的说法中，不正确的是 A．两种电池中都是MnO2被还原 B．反应中每生成，转移电子数为 C．电池工作时，向正极移动 D．环境温度过低，不利于电池放电 8．（24-25高三上·河南安阳·期中）西安交通大学胡小飞教授课题组使用酞菁钴(RM)作为均相催化剂构建了一个结构为的电池体系，电池的电动势被提高到2.98V的同时还可以在-30~80℃下正常工作。如图所示。 下列叙述正确的是 A．在“常温”和“非常温”电池中电极的电势均为b>a B．酞菁钴与参与反应的形成化合物，提高了a极电势 C．在电池中，3mol 被还原时向a极迁移4mol D．“非常温”电池中，a电极反应式为 9．（24-25高二上·河北邯郸·期中）我国科学家设计的“海泥细菌电池”是一种新型海洋可再生能源技术，既可用于海底仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置在高温区域的火山口仍可以工作 B．负极的电极反应式为 C．B电极附近酸性增强 D．每生成32g硫单质，参与反应的甲醛的物质的量为0.5mol 10．（24-25高二上·贵州·期中）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．电池工作时电极发生氧化反应，向负极方向迁移 B．放电时，外电路中电流从电极流向电极 C．放电时，正极主要反应有 D．若电极质量减少，电极一定生成了 11．（24-25高二上·福建漳州·期中）某电源装置如图所示，电池总反应为。下列说法正确的是 A．正极反应为 B．电极为负极，发生氧化反应 C．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 D．当电路中转移时，交换膜左侧溶液中约减少的共 12．（24-25高二上·江西·期中）燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。电池总反应为。下列说法错误的是 A．电子的流向为a→外电路→b B．负极反应式为 C．由b极区通过离子交换膜进入a极区 D．若电路中转移，则消耗 13．（24-25高三上·湖北·期中）我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电解质溶液中电流的方向是由Zn电极流向另一电极 B．放电时，每生成1molHCOO-，转移2NA个电子 C．充电时，Zn电极周围pH降低 D．使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成 14．（24-25高二上·福建·期中）盐酸羟胺是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法不正确的是 A．含Fe的催化电极为正极 B．图2中，A为和，B为 C．电池工作一段时间后，右室盐酸浓度不变 D．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3g 15．（24-25高二上·山东泰安·期中）铝是一种应用于环境修复的极有潜力的金属，构建微观腐蚀原电池体系如图，实现了铝在近中性溶液中处理硝酸盐。下列叙述正确的是 A．反应过程中，电子由AC材料流向铝 B．生成N2的电极反应式：2+10e-+6H2O=N2↑＋12OH- C．若Al表面生成了致密的Al2O3，能提高去除率 D．生成H2的电极反应式为：2H2O-2e-=H2↑+2OH- 16．（24-25高三上·贵州·期中）铁碳微电池在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究取得突破性进展，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．碳电极的电势低于铁电极 B．处理废水过程中两侧溶液的基本不变 C．碳电极上的电极反应式： D．若处理12.4g的废水，则有2mol的通过质子交换膜 17．（24-25高二上·吉林·期中）某锂锰一次电池的结构如图所示，电池工作时转化为。下列说法错误的是 A．b极为电池的正极 B．b极上的电极反应式为 C．电池中的有机溶剂不能用乙酸水溶液代替 D．电子移动方向为a极→电流表→b极→混合有机溶剂→a极 18．（24-25高二上·吉林·期中）燃料电池有望成为能在低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．负极上的电极反应式为 B．电池工作时b极区电解质溶液的增大 C．电池工作时透过钠离子交换膜从左往右移动 D．温度越高该电池的工作效率越高 19．（24-25高二上·河南南阳·期中）碳排放是影响气候变化的重要因素之一，最近科学家研发出一种有利于“碳中和”的新型电池系统，通过二氧化碳溶于水触发电化学反应产生电能和氢气，其工作原理如下图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法正确的是 A．a极为电源负极。此过程中被还原，以实现“碳中和” B．b极区每消耗转移电子 C．b极区可能会析出固体 D．用硫酸溶液替代有机电解液可增大电池工作效率 20．（2024·陕西·一模）我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和，相应的产物为和。下列说法错误的是 A．M电极的电势低于N电极 B．N电极的反应式为 C．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH变小 D．若电路中通过2mol，则稀硫酸溶液质量增加87g 21．（24-25高三上·广西·阶段练习）我国最近在太阳能光电催化—化学耦合处理硫化氢研究中获得新进展，相关装置如下图所示。下列说法错误的是 A．该装置中能量转化形式有化学能转化为电能 B．电路中每通过，可处理 C．a极的电极反应式为 D．该装置工作时，b极为正极 22．（24-25高三上·四川德阳·期中）党的二十大报告指出：持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。二氧化硫作为空气的一种主要污染物，消除其污染势在必行。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是 A．该电池放电时电流从电极经过外电路流向电极 B．为正极，为负极 C．电极附近发生的反应为 D．相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为1：2 23．（24-25高三上·山东烟台·期中）一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是 A．电极a为正极，其电极反应式为 B．多孔电极有利于增大接触面积、加快气体吸附速度 C．电子的流动方向：负极→电解质溶液→正极 D．若产生0.1mol ，则通入体积为1.68L(标准状况) 24．（24-25高三上·安徽·阶段练习）一种在酸性条件下具有高能量密度、低电解液消耗并可长期保存的硅锰电池的原理如下图所示： 下列有关说法正确的是 A．M为电池的正极 B．H⁺从N电极向M极运动 C．N电极的反应式为 D．生成6g时，正极消耗0.4mol 难点02电解池 1．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）2022年我国十大科技突破——海水直接电解制，其工作原理如图，防水透气膜只能水分子通过。下列说法不正确的是 A．a电极与电源正极相连 B．b的电极反应方程式： C．去除透气膜，a极发生的电极反应发生变化 D．电解池工作时，海水侧的离子浓度理论上逐渐减小 2．（24-25高二上·内蒙古兴安盟·期中）已知某高能锂电池的电池反应为2Li+FeS=Fe+Li2S [LiPF6·SO(CH3)2为电解质]。以该电池为电源进行如图电解实验，电解一段时间后测得甲池产生4.48L(标准状况下)H2。下列有关叙述正确的是 A．a电极为阳极 B．从交换膜中通过0.2molK+ C．若忽略溶液体积变化，则电解后甲池中溶液浓度为4mol/L D．放电时，正极反应式为FeS+2Li+-2e-=Fe+Li2S 3．（24-25高二上·山东青岛·阶段练习）利用燃料电池电解制备，装置如下图所示。下列说法正确的是 A．a极上发生反应： B．A、B膜均是阴离子交换膜，C膜为阳离子交换膜 C．该装置可得到副产物、 D．标准状况下，a极上通入甲烷，阳极室减少 4．（24-25高三上·四川绵阳·阶段练习）天津大学研究团队以溶液为电解质，和纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物()的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法正确的是 A．若用铅蓄电池作电源，极应与电极相连 B．通过离子交换膜从电极移动至极 C．合成偶氮化合物，需转移电子 D．电极反应式为 5．（24-25高二上·山东青岛·期中）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．加入Y的目的是补充，维持NaBr溶液的浓度 C．电解总反应式为 D．催化阶段反应产物物质的量之比 6．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）用如图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的将尿素[]氧化成排出，则下列说法不正确的是 A．b为电源的正极 B．忽略阳极室溶液体积变化，不变 C．电解结束后，阴极室溶液与电解前相比pH增大 D．阳极收集到4.48L(标准状况)时，被氧化的尿素为4.0g 7．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）为实现“碳中和”目标，实现循环利用，现利用双极膜电解含有的溶液，使转化成碳燃料，实现了的还原流动。电解池如图所示，双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法正确的是 A．银网电极与电源正极相连 B．工作一段时间后，阳极区溶液pH不变 C．阴极电极反应式为： D．双极膜中有0.1mol电离，则阳极附近理论上产生0.05mol 8．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确的是 A．通电时，电子由b→电解池阴极→电解液→电解池阳极→a B．X为阴离子交换膜 C．生成0.1mol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳 D．阳极反应式为： 9．（24-25高三上·浙江·阶段练习）电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产量。现采用双极膜(解离出、分别移至两级室溶液)，通过电解溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极b接电源的负极 B．电解一段时间后I室的值增大 C．双极膜中解离出的向电极b极移动 D．理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为 10．（24-25高三上·广东·阶段练习）废水中镍和钴的分离回收有着重要意义，工业上可通过如图所示的装置将废水中的和分离。已知和乙酰丙酮不反应，下列说法不正确的是 A．电源极为正极，膜为阳离子交换膜 B．电解过程中室内硫酸的物质的量不因反应而改变 C．室中参与的反应为 D．通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体，双极膜处有解离 11．（24-25高三上·江苏南京·期中）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．m极为电源正极 B．电解过程中，双极膜中产生的移向右侧，产生的移向左侧 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置b中，每当有标准状况下参与反应时，得电子数为2mol 12．（24-25高三上·重庆·阶段练习）某锂离子电池结构如图所示，电极A为含锂过渡金属氧化物（），电极B为（嵌锂硬碳）。下列说法正确的是 A．放电时，B极电势高 B．放电时，负极的电极反应式为 C．充电时，A极连电源正极 D．充电时，若转移，B电极质量增加7xg 13．（24-25高三上·河北·期中）科学家利用磷钼酸溶液(PMA)作为阳极液，与废旧磷酸铁锂(sLFP)粉末进行快速的固液氧化还原反应。高氧化性的PMA从sLFP中选择性提锂后，被还原的钼蓝分子(用Mo表示)通过蠕动泵泵入再生装置中再生，用于后续锂的持续提取。下列叙述错误的是 A．电子从b极流向Q极，再由P极流入a极 B．Q极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑ C．离子交换膜为阴离子交换膜 D．PMA促进锂离子脱离sLFP进入阳极室溶液中 14．（24-25高三上·江苏徐州·期中）利用电解法可使 Fe2(SO4)3转化成FeSO4， 加入甲醇能提高FeSO4产率， 装置如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电解时 Fe3+在阴极放电 B．可用 KMnO4溶液检验有 Fe2+生成 C．反应中每生成 1mol HCHO，转移电子数约为1.204×1024 D．生成的 HCHO 具有还原性，能防止 Fe2+被氧化 15．（24-25高三上·山西长治·阶段练习）自由基电解法可将有机物自由基和反应转化为羧酸，已知芳香烃可断裂成和两个自由基，其电解装置如下图所示。下列说法正确的是 A．电源b端为负极 B．当电路中通过2mol电子时，右侧电极室溶液的质量减少18g C．该装置在使用过程中，稀硫酸的浓度变小 D．左侧电极室的电极反应方程式之一为 16．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中）我国科学家开发出碱性海水里直接电解制氢的技术，工作原理如图1所示。电板A含有M金属，发生的电极反应过程如图2所示。下列说法错误的是 A．电极A放电过程中M为催化剂 B．电极A放电过程中电极反应有： C．MnOx隔水薄膜可以阻挡Cl-与电极接触生成Cl2 D．标准状况下每生成67.2mL气体，电路中转移0.004mol电子 17．（24-25高三上·甘肃白银·期中）NO是许多尾气中的一种常见污染物，科学家们设计了一种间接电解法除尾气中的NO，其装置如图所示，该装置可将NO转化为N2，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．全氟磺酸膜属于阳离子交换膜 B．装置工作一段时间后需向乙池中补充一定量的硫酸 C．Pt电极I的电极反应为 D．当处理的NO的体积为11.2L(标准状况)时，电路中转移的电子数为 18．（2024·河北·模拟预测）合成氨是一种重要的工业生产，现有一种利用电解池低碳合成氨的工艺流程，装置如图所示，下列说法正确的是 A．左右电极上产生气体的物质的量之比是 B．右侧电极上的电极反应为 C．反应一段时间后，右侧电极附近pH升高 D．电路中每转移电子，左侧电极产生气体 19．（24-25高三上·北京·期中）采用惰性电极电解制备乙醛酸的原理如下所示。E室电解液为盐酸和乙二醛的混合溶液，室电解液为乙二酸溶液。下列说法不正确的是 A．a为电源正极 B．从室迁移至室 C．外电路中每通过电子，理论上就有1mol乙醛酸生成 D．室中乙二醛被氧化的化学方程式： 20．（24-25高三上·辽宁·期中）电解法常用于分离提纯物质，某混合物浆液含、和少量。考虑到胶体的吸附作用使不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液进行回收利用(已知：)，下列说法不正确的是 A．电解一段时间后，阳极室pH下降，阴极室pH升高 B．当外电路中转移电子时，阳极室可生成 C．b离子交换膜为阴离子交换膜 D．阴极室生成的物质可用于和的分离 21．（24-25高三上·湖南·阶段练习）二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一，在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极上的电极反应式为 B．一段时间后，阴极区溶液质量会减少 C．阳极每转移电子，阳极区溶液质量减少 D．若阴极只生成和，则电路中转移电子的物质的量为 难点03原电池与电解池综合应用 1．（24-25高三上·北京·期中）液流电池是储能领域的研究热点，能将剩余的电能存储起来，需要时再释放。一种钒液流电池的结构和工作原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．放电时，电极室为正极室 B．放电时，由电极室移向电极室 C．充电时，电极室的电极与电源的负极连接 D．充电时，总反应为 2．（24-25高三上·河南·期中）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、较浓的和NaOH溶液。下列说法错误的是 A．电极电势高低： B．M和N溶液分别为和NaOH溶液 C．工作时，Cu(1)电极上的电极反应为 D．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得98g 3．（24-25高三上·河南·期中）某研究性学习小组利用以下装置探究氯碱工业和铜的精炼的工作原理(X是离子交换膜)，下列说法正确的是 A．甲装置Fe电极和C电极位置可以互换 B．X可以是阳离子交换膜，也可以是阴离子交换膜 C．若电解后乙装置精铜质量增加6.4g，则Fe电极处能收集到2.24L气体 D．电解一段时间后去掉X并将C电极换成 Mg电极继续通电，则Mg电极的电极反应式为 4．（24-25高三上·北京·期中）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是 A．b电极为正极，d电极为阴极 B．d电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH增大 D．每吸收，理论上可以得到 5．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨()和中间相炭微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液为含有的有机溶液，其充电示意图如图。下列说法错误的是 A．放电时，向左迁移 B．为离子化合物 C．充电时，若阴极增重39g，则阳极增重145g D．放电时，负极反应为 6．（24-25高三上·北京·阶段练习）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可节能，流程示意图如下，下列叙述不正确的是 A．X为，Y为 B．c>a>b C．若生成标准状况下，则消耗标准状况下空气约为 D．B池中阳离子的移动方向是从右侧移向左侧 难点04新型电池 1．（24-25高二上·北京·阶段练习）2021年10月，我国神舟十三号载人飞船成功进入太空，其电力系统主要由太阳能电池和储能电池构成。据悉，储能电池采用“镍镉蓄电池组”，电池总反应：。下列说法不正确的是 A．当飞船进入光照区时，太阳能电池可为镍镉电池充电 B．镍镉电池放电时负极反应式： C．镍镉电池充电时阳极反应式： D．镍镉电池充电时电解质溶液中的变大 2．（24-25高三上·云南昆明·期末）铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，放电时的总反应为，电池构造示意图如图所示。铅酸蓄电池在充电过程中还会产生氢气和氧气。下列有关说法错误的是 A．铅酸电池应采取安全措施防止电池气压增大而鼓胀 B．电池放电时，Pb、电极的质量均增大 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．若用直流电源充电时，电池的正极与电源的正极相连 3．（23-24高二上·河南郑州·期末）2023年我国首个兆瓦级铁铬液流电池储能项目在内蒙古成功运行。电池利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态变化进行充放电，工作原理如下图。下列叙述正确的是 A．充电过程中阴极可能会产生 B．接输电网时，b电极的电势高于a C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1 D．充电时电池反应为： 4．（23-24高二下·河南·期末）我国科学家设计了一种新型电化学装置，其原理如图所示。当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态；当打开和、闭合时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列说法正确的是 A．蓄电时，左、右两池溶液的均减小 B．蓄电时，左侧电解池发生的总反应为 C．放电时，碳锰电极的电势比锌电极的电势低 D．放电时，每消耗，双极膜内有移向锌电极 5．（23-24高二下·云南保山·期末）2023年星恒电源发布“超钠F1”开启钠电在电动车上产业化元年。如图“超钠F1”二次电池的工作原理是，在充、放电过程中，在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法错误的是 A．放电时，a极电势高于b极电势 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，从阴极脱嵌，嵌入阳极 D．钠离子电池能量密度（单位质量电池所放出的能量）小于锂离子电池 6．（23-24高二上·内蒙古·期末）一种锂离子电池的结构如图，该电池总反应为，下列说法正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜 B．放电时，往石墨层移动 C．充电时，极与外接电源的正极相连 D．充电时，b极质量会减少 7．（24-25高三上·山东菏泽·期中）某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时多孔碳电极附近逐渐增大 B．电池充电时多孔碳电极反应为： C．放电时每转移电子，负极质量减少 D．放电总反应： 8．（24-25高三上·河南·阶段练习）我国学者设计出一种新型的胶体液流电池，其工作原理如图所示，其中两种胶体分散在稀硫酸中。下列说法正确的是 A．充电时，储罐甲所在电极接直流电源负极 B．充电时，质子穿过质子交换膜进入阴极区参与阴极反应 C．放电时，负极反应式：[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3- D．放电时，转移1mol电子时，理论上储罐乙质量增加1g 9．（2024·山东威海·一模）全固态LiPON薄膜锂离子电池工作示意图如下，LiPON薄膜只允许Li+通过，电池反应为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2。下列说法正确的是 A．放电时，a极为正极 B．导电介质c可为Li2SO4溶液 C．充电时，b极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ D．放电时，当电路通过0.5mol电子时，b极薄膜质量减少3.5g 10．（24-25高二上·北京·期中）我国某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，向电极移动 B．放电一段时间，再断开开关一段时间后，溶液的浓度增大 C．放电时，电极的电极反应为 D．电池放电时的总反应为 11．（24-25高三上·江苏南通·阶段练习）一种O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图所示，电池使用AlCl3溶液作电解质溶液，反应后有Al2(C2O4)3沉淀生成。下列说法正确的是 A．电池工作将电能转化为化学能 B．正极区的总反应为6CO2+6e−+2Al3+=Al2(C2O4)3↓ C．放电时电子经导线移向铝电极 D．常温时，铝电极质量减少2.7 g，理论上消耗6.72 L CO2 12．（24-25高三上·安徽·期中）锂离子电池具有容量高、比能量高、寿命较长等优点，被广泛应用。某种锂离子电池放电时的工作原理如图所示。 已知两电极反应式如下表： a电极反应式 LixC6-xe-=6C+xLi+ b电极反应式 Li1-xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2 下列说法错误的是 A．a电极为电池正极 B．外电路中的箭头表示电子的流向 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．电池总反应；Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C 13．（24-25高二上·湖南·期中）海洋电池大规模应用于灯塔等难以跨海供电的小规模用电场景，其结构可简化如下。下列关于海洋电池的说法错误的是 A．Al板是该电池的负极 B．絮状沉淀X是 C．电池的正极发生的反应为 D．该电池是一种二次电池 14．（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。钴酸锂(LiCoO2)电池的工作原理如图所示，电解质为只能传导 Li+的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池的反应式为：LixC6+Li1-xCoO22C6+LiCoO2。下列说法中正确的是 A．充电时Li+由A极区域移向B极区域 B．放电时，B为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe -=LiCoO2 C．充电时，A为阴极，发生氧化反应C6+xLi++xe-=LixC6 D．废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理"使锂进入石墨中而有利于回收 15．（24-25高二上·陕西宝鸡·期中）氢负离子具有强还原性，是一种颇具潜力的能量载体。2023年4月5日，我国科学家开发了首例室温全固态氢负离子二次电池，该电池通过固态氢负离子导体实现对H的快速传导，其工作原理如图所示，其中放电时乙电极的电极反应式为M+xH--xe-=MHx (M为Li、Na、K、Mg、Ti等金属)，下列说法正确的是 A．放电时，电子在内电路由甲电极流向乙电极 B．放电时，氢负离子移向甲电极 C．充电时，甲电极发生的反应可表示为MHn-x-xe-+xH-=MHn D．可将固态离子导体替换成水溶液电解质，对氢负离子进行传导 16．（24-25高三上·辽宁·期中）我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a膜是阴离子膜 B．放电时负极的电极反应式为 C．电池工作时，复合膜层间的解离生成的向多孔Pd纳米片方向移动 D．外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol解离 17．（24-25高二上·河南郑州·期中）某新型电池装置如图所示。下列说法错误的是 已知：还原性，隔膜只允许通过。 A．右侧溶液中的通过隔膜移向左侧 B．多孔电极区电极反应式为 C．外电路中电子流向：→用电器→多孔碳电极 D．电路中转移0.1mol电子时，电极质量增加4.8g 18．（24-25高三上·江西赣州·期中）低品位热()是一种丰富且广泛存在的可持续能源，一种新型的37℃热富集铂极电池如图所示。利用从热区至冷区的pH梯度驱动对醌和对苯二酚的氧化/还原转换：。下列有关说法正确的是 A．：冷端>热端 B．工作中热端电极做正极 C．工作中无需补充对醌或对苯二酚 D．该电池为二次电池 19．（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度(以葡萄糖浓度计)下降至标准，电池停止工作。电池工作时，下列叙述不正确的是 A．电池总反应为2C6H12O6+O2 =2C6H12O7 B．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a C．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 D．消耗18mg葡萄糖理论上a电极有0.4mmol电子流入 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 难点突破专题04 电化学 难点突破 难点01原电池 1．（24-25高三上·广东·阶段练习）一种电化学法制备甲醇的原理如图所示。下列说法正确的是 A．通入的一端是电池的负极 B．通入的一端发生的电极反应为 C．生产甲醇过程中左侧溶液的变大 D．电池工作过程中每生成，理论上有透过质子交换膜向右移动 【答案】B 【分析】由图可知原电池工作时，总反应的化学方程式为。 【详解】A．根据总反应判断通入的一端为负极，通入的一端为正极，A错误； B．CO得到电子，通入一端发生的电极反应为，B正确； C．电池工作时，失电子转化为，结合生成甲醇，根据守恒原则，体系中基本保持不变，C错误； D．结合总反应，当生成时，需要结合，故理论上有透过质子交换膜向右移动，D错误； 故选B。 2．（24-25高二上·四川泸州·期中）是一种剧毒气体，如下图为质子膜燃料电池的示意图，可对废气资源化利用。下列说法错误的是 A．a是负极，电池工作时，电子的流动方向是：电极负载电极质子膜电极 B．电池工作时，若有生成，会消耗标况下的 C．电极上发生的电极反应式为 D．电路中通过电子时，有经质子膜进入正极区 【答案】A 【分析】由图可知H2S燃料电池的总反应为2H2S+O2=S2+2H2O，电极a上H2S发生失电子的氧化反应生成S2，则电极a为负极，电极b为正极，正极上O2发生得电子的还原反应生成水，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，负极反应式为2H2S-4e-=S2+4H+，电池工作时，电子由负极经过导线流向正极，阴离子移向负极、阳离子移向正极。 【详解】A．该燃料电池中，电极a为负极，电极b为正极，电子由负极a经过导线流向正极b，但不能进入溶液中，即电子不经过质子膜，故A错误； B．由图可知H2S燃料电池的总反应为2H2S+O2=S2+2H2O，若有32g S2生成即物质的量为，会消耗0.5mol O2，标况下O2的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故B正确； C．电极b为正极，正极上O2发生得电子的还原反应生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故C正确； D．正极反应为O2+4H++4e-=2H2O，所以当电路中通过4mol电子时，有4mol H+经质子膜进入正极区，故D正确； 故选：A。 3．（24-25高三上·广西河池·阶段练习）燃料电池的工作原理如图所示(电解质为稀硝酸)。下列说法正确的是 A．a电极的电势小于b电极的电势 B．电池工作时，从右向左移动透过质子交换膜 C．当外电路中通过时，理论上a电极处消耗 D．b电极的电极反应式： 【答案】C 【分析】该燃料电池，燃料通入电池负极发生氧化反应，则b为负极；氧气在正极发生还原反应，则a为正极； 【详解】A．a电极为正极，b电极为负极，故a电极的电势高于b电极的电势，A错误； B．原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时透过质子交换膜从左向右移动，B错误； C．一个氧气得到四个电子，根据得失电子守恒，外电路中通过时，理论上a电极处消耗，C正确； D．b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应，D错误； 故选C。 4．（24-25高二上·安徽阜阳·期中）一种潜航器的镁—过氧化氢燃料电池系统工作原理如图所示。以下说法错误的是 A．电池的负极反应式为 B．电池工作时，向负极移动 C．电池工作一段时间后，溶液的浓度减小 D．电池总反应式是 【答案】B 【分析】根据图示装置结合原电池工作原理可知，镁作负极，发生失电子的氧化反应，过氧化氢在正极得电子生成水，其电极反应方程式为：H2O2+2e-+2H+=2H2O； 【详解】A．镁作负极，发生失电子的氧化反应生成镁离子：Mg-2e-=Mg2＋，A正确； B．原电池工作时，阳离子移向正极，则H＋向正极移动，B错误； C．电池工作一段时间后，正极会消耗氢离子，溶液的浓度减小，C正确； D．由分析可知，电池总反应为镁和过氧化氢在酸性条件下生成镁离子和水，D正确； 故选B。 5．（24-25高三上·江苏南通·期中）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化血糖反应，从而控制血糖浓度。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，化学能全部转化为电能 B．电池工作时，电子由a电极沿导线流向b电极 C．a电极反应式为 D．反应中每生成1 molC6H12O7，转移电子数为 【答案】D 【详解】A．电池工作时，会有一部分化学能转化为热能，因此化学能不能全部转化为电能，A错误； B．在上述原电池反应中，在右边b电极上，葡萄糖失去电子被氧化为葡萄糖酸，所以b电极为原电池的负极，a电极为原电池的正极，电池工作时，电子由负极b电极沿导线流向正极a电极，B错误； C．根据图示可知：在a电极上O2得到电子被还原为OH-，故a电极的反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，C错误； D．在发生原电池反应时，葡萄糖C6H12O6被氧化变为葡萄糖酸C6H12O7，每有1 mol C6H12O7生成，转移2 mol电子，则转移的电子数近似值为，D正确； 故合理选项是D。 6．（24-25高二上·北京·期中）用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是        A．整个过程中，负极电极反应式均为 B．和，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀 C．若将铁换为铜进行实验，时，压强随时间变化曲线与铁相似 D．时，正极主要发生反应： 【答案】C 【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答； 【详解】A．整个过程中，锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，A正确； B．若pH=2.0时只发生析氢腐蚀，那么锥形瓶内溶解氧不变，而图中pH=2.0时，锥形瓶内溶解氧有所下降，说明图中反应除了析氢腐蚀，Fe粉还发生了吸氧腐蚀，所以氧气减少了，若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的气体压强会有下降，而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明图中反应除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，B正确； C．若将铁换为铜进行实验，由于铜的金属活动性较弱，则时，无法发生析氢腐蚀，压强随时间变化曲线基本不变，C错误； D．由图可知，pH=6.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压减小，也说明有吸氧腐蚀；因此正极电极反应式为：，D正确； 故答案为：C。 7．（24-25高二上·北京·期中）碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品。图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为：、。下列关于两种电池的说法中，不正确的是 A．两种电池中都是MnO2被还原 B．反应中每生成，转移电子数为 C．电池工作时，向正极移动 D．环境温度过低，不利于电池放电 【答案】B 【详解】A．两种电池中，MnO2都转化为MnO(OH)，Mn元素都由+4价降低到+3价，所以都是MnO2作氧化剂，被还原，A正确； B．反应中，MnO2都转化为MnO(OH)，Mn元素都由+4价降低到+3价，则每生成，转移电子数为，B不正确； C．原电池工作时，阳离子向正极移动，则向正极移动，C正确； D．环境温度过低，反应速率过慢，不利于电池放电，D正确； 故选B。 8．（24-25高三上·河南安阳·期中）西安交通大学胡小飞教授课题组使用酞菁钴(RM)作为均相催化剂构建了一个结构为的电池体系，电池的电动势被提高到2.98V的同时还可以在-30~80℃下正常工作。如图所示。 下列叙述正确的是 A．在“常温”和“非常温”电池中电极的电势均为b>a B．酞菁钴与参与反应的形成化合物，提高了a极电势 C．在电池中，3mol 被还原时向a极迁移4mol D．“非常温”电池中，a电极反应式为 【答案】D 【分析】根据在“常温”与“非常温”电池中，的移动方向，可以确定b极为负极，a极为正极。据此分析作答。 【详解】A．观察图示，在“常温”与“非常温”电池中，b极为负极，a极为正极，正极(a)的电势高于负极(b)，A项错误； B．的发生还原反应，的化合价没有变化，而酞菁钴只与发生还原反应的形成化合物，降低还原反应的活化能，从题示信息看，电池电势提高了，电池电势等于正、负极电势之差，提高了正极电势，B项错误； C．根据“常温”电池图可知，的没有被还原，3mol 被还原成3mol 时，向a极迁移12mol ，C项错误； D．根据“非常温”电池图可知，a电极上发生还原反应，脱去RM，RM参与循环，D项正确； 答案选D。 9．（24-25高二上·河北邯郸·期中）我国科学家设计的“海泥细菌电池”是一种新型海洋可再生能源技术，既可用于海底仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置在高温区域的火山口仍可以工作 B．负极的电极反应式为 C．B电极附近酸性增强 D．每生成32g硫单质，参与反应的甲醛的物质的量为0.5mol 【答案】C 【详解】A．高温条件下微生物蛋白质会失活，反应不能发生，A错误； B．负极上失去电子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为，B错误； C．根据B分析，B电极附近生成氢离子，酸性增强，C正确； D．每生成32g硫单质，参与反应的硫酸根为1mol，硫酸根中S从+6价到-2价，得到8个电子，甲醛中C从0价到+4价，失去4个电子，故消耗的甲醛的物质的量为2mol，D错误； 答案选C。 10．（24-25高二上·贵州·期中）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．电池工作时电极发生氧化反应，向负极方向迁移 B．放电时，外电路中电流从电极流向电极 C．放电时，正极主要反应有 D．若电极质量减少，电极一定生成了 【答案】C 【分析】因为电极上检测到和少量，即锰元素化合价降低，所以是正极，则锌为负极。 【详解】A．锌为负极，失电子，发生氧化反应，向正极方向迁移，A错误； B．放电时，外电路中电流从正极流向负极，即从电极流向电极，B错误； C．根据电荷、原子守恒守恒，放电时，正极主要反应有，C正确； D．若电极质量减少，即减小了，转移了，如果正极只发生，则电极一定生成了，但是正极还生成少量，因此电极生成的一定小于，D错误； 故选C。 11．（24-25高二上·福建漳州·期中）某电源装置如图所示，电池总反应为。下列说法正确的是 A．正极反应为 B．电极为负极，发生氧化反应 C．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 D．当电路中转移时，交换膜左侧溶液中约减少的共 【答案】D 【分析】根据电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl可知，Ag失电子作负极失电子，氯气在正极上得电子生成氯离子，负极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl，正极反应式为Cl2+2e-=2Cl-，以此解答该题。 【详解】A．正极上氯气得电子生成氯离子，其电极反应为：Cl2+2e-=2Cl-，故A错误； B．由分析可知，Ag电极为负极，Ag失去电子发生氧化反应，故B错误； C．由分析可知，放电时，交换膜左侧溶液中生成银离子，银离子与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成，故C错误； D．放电时，当电路中转移0.01mole−时，交换膜左则会有0.01molH+通过阳离子交换膜向正极移动，同时会有0.01molAg失去0.01mol电子生成Ag+，Ag+会与Cl-反应生成氯化银沉淀，所以Cl-会减少0.01mol，则交换膜左侧溶液中约减少的共，故D正确； 故选D。 12．（24-25高二上·江西·期中）燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。电池总反应为。下列说法错误的是 A．电子的流向为a→外电路→b B．负极反应式为 C．由b极区通过离子交换膜进入a极区 D．若电路中转移，则消耗 【答案】C 【分析】NaBH4中H为-1价，有强还原性，H2O2有强氧化性，在电池中，NaBH4在负极失去电子，所以电极a是负极；H2O2在正极得到电子，电极b为正极。 【详解】A．由分析可知，a为负极，b为正极，电子的流向为a→外电路→b，故A项正确； B．由分析可知a电极上失去电子发生氧化反应，其电极反应为：+8OH−−8e−=+6H2O，故B项正确； C．在原电池中，b电极由稀NaOH变为浓NaOH，阳离子向正极移动，所以电池放电时 Na+从a极区移向b极区，故C项错误； D．由分析可知，H2O2在正极得到电子，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，若电路中转移0.6mole−，则消耗H2O20.3mol，即10.2g，故D项正确； 故答案选C。 13．（24-25高三上·湖北·期中）我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电解质溶液中电流的方向是由Zn电极流向另一电极 B．放电时，每生成1molHCOO-，转移2NA个电子 C．充电时，Zn电极周围pH降低 D．使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成 【答案】C 【分析】由题干图示信息可知，充电时，阳极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极反应式为：+2e-=Zn+4OH-，则充电时，电池总反应为：22Zn+4OH-+O2↑+2H2O，放电时，Zn作负极，电极反应为：Zn-2e-+4OH-=，另一极为正极，电极反应为：CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时，Zn为负极，故电解质溶液中电流的方向是由负极即Zn电极流向另一电极即正极，A正确； B．由分析可知，放电时，正极的电极反应为：CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，则每生成1molHCOO-，转移2NA个电子，B正确； C．由分析可知，充电时，该电极反应式为：，故Zn电极周围的pH增大，C错误； D．由图示可知，使用催化剂Sn或者s-SnLi均能使生成CO的活化能增大，且CO具有的能量比HCOOH具有的能量高，则HCOOH更稳定，因此使用催化剂Sn或者s-SnLi可以有效减少副产物CO的生成，D正确； 故答案为：C。 14．（24-25高二上·福建·期中）盐酸羟胺是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法不正确的是 A．含Fe的催化电极为正极 B．图2中，A为和，B为 C．电池工作一段时间后，右室盐酸浓度不变 D．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3g 【答案】B 【分析】由图可知，氢元素化合价降低失电子，Pt电极为负极，电极反应式为，含铁的催化电极为正极，电极反应式为，由此作答。 【详解】A．Fe电极NO→NH3OHCl，N元素化合价降低，故含铁的催化电极作正极，A正确； B．由题意可知，NH2OH具有和氨气类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步反应为，图2中M为H+，N为NH3OH+，B错误； C．右侧为负极，电极反应，当转移2mol电子时，生成的2mol H+通过阳离子交换膜向正极移动，故右室盐酸浓度不变，C正确； D．含Fe的催化电极为正极，电极反应式为，2.24LNO标况下是0.1mol，左室增加的质量为0.1molNO和0.3mol氢离子的质量，即0.1mol×30g/mol+0.3mol×1g/mol=3.3g，D正确； 故答案选B。 15．（24-25高二上·山东泰安·期中）铝是一种应用于环境修复的极有潜力的金属，构建微观腐蚀原电池体系如图，实现了铝在近中性溶液中处理硝酸盐。下列叙述正确的是 A．反应过程中，电子由AC材料流向铝 B．生成N2的电极反应式：2+10e-+6H2O=N2↑＋12OH- C．若Al表面生成了致密的Al2O3，能提高去除率 D．生成H2的电极反应式为：2H2O-2e-=H2↑+2OH- 【答案】B 【分析】由图可知：原电池工作时，Al作负极，失去电子发生氧化反应；AC材料作正极，正极上发生得到电子的还原反应，正极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2+10e-+6 H2O=N2↑＋12OH-，据此分析解答。 【详解】A．反应过程中，电子由负极铝流向正极AC材料，A错误； B．AC材料作正极，生成N2的电极反应式为：2+10e-+6H2O=N2↑＋12OH-，B正确； C．若Al表面生成了致密的Al2O3，不利于Al失电子发生反应，导致去除率降低，C错误； D．生成H2的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，D错误； 故合理选项是B。 16．（24-25高三上·贵州·期中）铁碳微电池在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究取得突破性进展，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．碳电极的电势低于铁电极 B．处理废水过程中两侧溶液的基本不变 C．碳电极上的电极反应式： D．若处理12.4g的废水，则有2mol的通过质子交换膜 【答案】C 【分析】据图，该原电池反应中，甲室转化为N2，得电子发生还原反应，故甲室碳电极作正极，则乙室铁电极作负极，发生铁失电子生成Fe2+反应，据此分析做题。 【详解】A．根据分析，碳电极作正极，铁电极作负极，故电势碳电极高于铁电极，A错误； B．正极反应式为，转移10mole-，则有10mol H+通过质子交换膜进入甲室，但反应消耗12molH+，故甲室pH增大，乙室中铁失电子生成Fe2+，Fe2+再与生成Fe和N2，反应式为，转移6mole-，则有6mol H+通过质子交换膜进入甲室，但反应生成8molH+，故乙室pH减小，B错误； C．碳电极为正极，在甲室中转化为，所以电极反应式为，C正确； D．处理含的废水时，根据电子守恒可知关系式为，透过质子交换膜的与转移的电子物质的量相等，所以处理12.4g(其物质的量是0.2mol)时，有1mol透过质子交换膜，D错误； 答案选C。 17．（24-25高二上·吉林·期中）某锂锰一次电池的结构如图所示，电池工作时转化为。下列说法错误的是 A．b极为电池的正极 B．b极上的电极反应式为 C．电池中的有机溶剂不能用乙酸水溶液代替 D．电子移动方向为a极→电流表→b极→混合有机溶剂→a极 【答案】D 【分析】电池工作时转化为，锰元素价态降低，则电极b为正极，电极a为负极，据此解答。 【详解】A．由分析可知，电极a为电池的负极，b为电池的正极，A正确； B．电极b上被还原为，电极反应式为：，B正确； C．乙酸水溶液中乙酸和水均能与锂单质反应，因此锂电池中的有机溶剂不能使用乙酸水溶液，C正确； D．原电池中电子不能经过电解质溶液，该装置电子流向：a极→电流表→b极，D错误； 故选：D。 18．（24-25高二上·吉林·期中）燃料电池有望成为能在低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．负极上的电极反应式为 B．电池工作时b极区电解质溶液的增大 C．电池工作时透过钠离子交换膜从左往右移动 D．温度越高该电池的工作效率越高 【答案】D 【分析】根据题干知识，该装置为燃料电池，根据装置图，b极H2O2得电子发生还原反应，b极为正极，则a极为负极，再根据原电池原理解题。 【详解】A．根据分析，a极为负极，发生氧化反应生成，电极反应式为，A正确； B．b极为正极，H2O2发生还原反应，电极反应式为，增大，b极区电解质溶液的增大，B正确； C．电池工作时透过钠离子交换膜向正极移动，即向右移动，C正确； D．温度升高，H2O2会分解，导致电池的工作效率降低，D错误； 答案选D。 19．（24-25高二上·河南南阳·期中）碳排放是影响气候变化的重要因素之一，最近科学家研发出一种有利于“碳中和”的新型电池系统，通过二氧化碳溶于水触发电化学反应产生电能和氢气，其工作原理如下图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法正确的是 A．a极为电源负极。此过程中被还原，以实现“碳中和” B．b极区每消耗转移电子 C．b极区可能会析出固体 D．用硫酸溶液替代有机电解液可增大电池工作效率 【答案】C 【分析】钠为活泼金属，发生氧化反应为负极，则b极为正极； 【详解】A．a为电源负极，正极水得到电子生成氢气和氢氧根，氢氧根与二氧化碳反应，以实现“碳中和”，A错误； B．b极为正极，二氧化碳、水得到电子生成氢气和碳酸氢根离子，电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2+H2，每消耗1mol二氧化碳转移1mol电子，B错误； C． 碳酸氢钠溶解度较小，浓度大到一定程度，析出碳酸氢钠固体，C正确； D．钠为活泼金属，会和稀硫酸反应，故不能用硫酸溶液替代有机电解液，D错误； 答案选C。 20．（2024·陕西·一模）我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和，相应的产物为和。下列说法错误的是 A．M电极的电势低于N电极 B．N电极的反应式为 C．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH变小 D．若电路中通过2mol，则稀硫酸溶液质量增加87g 【答案】D 【分析】由题干信息可知，Zn生成，MnO2生成Mn2+，则M极为Zn电极，为负极，负极反应式为：Zn+4OH--2e-=，N电极材料为MnO2，为正极，正极反应式为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，中间层H2O电离出的H+通过b膜移向正极N极区，OH-通过a膜移向负极M极区，据此分析解题。 【详解】A．由题干信息可知，Zn生成，MnO2生成Mn2+，则M极为Zn电极，为负极，N电极材料为MnO2，为正极，所以M极的电势低于N极， A正确； B．N电极为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极方程式为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，B正确； C．负极反应式为Zn+4OH--2e-=，每转移2mole-，有2molOH-移向NaOH溶液，而消耗4molOH-，NaOH溶液的pH变小， C正确； D．若电路中通过2 mole-，双极膜中有2 mol H+移向硫酸溶液，同时溶解1molMnO2，稀硫酸溶液质量增加2mol×1g/mol+1mol×87g/mol=89g，D错误； 故答案为：D。 21．（24-25高三上·广西·阶段练习）我国最近在太阳能光电催化—化学耦合处理硫化氢研究中获得新进展，相关装置如下图所示。下列说法错误的是 A．该装置中能量转化形式有化学能转化为电能 B．电路中每通过，可处理 C．a极的电极反应式为 D．该装置工作时，b极为正极 【答案】B 【分析】b极得电子，为正极，电极反应：，a极为负极，失电子； 【详解】A．根据图示可知，该装置中存在的能量转化形式有光能转化为化学能，化学能转化为电能，A正确； B．失去2个电子变为S和2个，故电路中通过，可处理，则电路中每通过，可处理，B错误； C．根据图示可知，在b电极上得到电子被还原产生，故b电极为原电池的正极，在a极上失去电子变为，故a电极的电极反应式为，C正确； D．根据图示可知，b极得电子，为正极，D正确； 故选B。 22．（24-25高三上·四川德阳·期中）党的二十大报告指出：持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。二氧化硫作为空气的一种主要污染物，消除其污染势在必行。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是 A．该电池放电时电流从电极经过外电路流向电极 B．为正极，为负极 C．电极附近发生的反应为 D．相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为1：2 【答案】C 【分析】Pt1电极二氧化硫失电子生成硫酸，Pt1是负极；Pt2电极氧气得电子生成水，Pt2是正极。 【详解】A．Pt1是负极、Pt2是正极，该电池放电时电流从Pt2电极经过外电路流向Pt1电极，故A错误； B．根据分析，Pt1是负极、Pt2是正极，故B错误； C．Pt2是正极，Pt2电极氧气得电子生成水，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，故C正确； D．总反应为二氧化硫和氧气、水反应生成硫酸，反应方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1，故D错误； 答案选C。 23．（24-25高三上·山东烟台·期中）一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是 A．电极a为正极，其电极反应式为 B．多孔电极有利于增大接触面积、加快气体吸附速度 C．电子的流动方向：负极→电解质溶液→正极 D．若产生0.1mol ，则通入体积为1.68L(标准状况) 【答案】B 【分析】燃料电池中，通燃料一极为负极，通入氧气或空气一极为正极，则电极a为负极，电极b为正极，以此解答。 【详解】A．燃料电池中，通入氧气或空气一极为正极，电极b为正极，电极a为负极，NO在负极失去电子生成HNO3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，A错误； B．反应物接触面积越大，反应速率越快，多孔电极有利于增大接触面积和加快气体吸附速度，加快反应速率，B正确； C．原电池中电子从负极经导线流向正极，电子不能进入溶液，C错误； D．NO在负极失去电子生成HNO3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，O2在正极得到电子生成H2O，电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O，若产生0.1mol ，转移0.3mol电子，消耗0.075molO2，标准状况下的体积为0.075mol×22.4L/mol=1.68L，由图可知O2不能完全反应，则通入体积大于1.68L(标准状况)，D错误； 故选B。 24．（24-25高三上·安徽·阶段练习）一种在酸性条件下具有高能量密度、低电解液消耗并可长期保存的硅锰电池的原理如下图所示： 下列有关说法正确的是 A．M为电池的正极 B．H⁺从N电极向M极运动 C．N电极的反应式为 D．生成6g时，正极消耗0.4mol 【答案】C 【分析】由图可知，Si转化为SiO2，Si元素化合价升高，失去电子为负极，电极反应为Si－4e-+2H2O=SiO2+4H+；MnO2转化为Mn2+，Mn元素化合价降低，得到电子，为正极，电极反应为。 【详解】A．M电极Si为0价，通过电极反应生成，Si为+4价，化合价升高，被氧化，为原电池的负极，A不正确； B．由分析的负极反应可知，负极产生的透过离子交换膜从M向N运动，B不正确； C．N电极中Mn为+4价，生成，化合价降低，被还原，得电子，为电池的正极，电极反应式为：，C正确； D．生成6g即为0.1mol，转移0.4mol电子，由正极的电极反应式知，正极消耗0.8mol，D不正确； 故选C。 难点02电解池 1．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）2022年我国十大科技突破——海水直接电解制，其工作原理如图，防水透气膜只能水分子通过。下列说法不正确的是 A．a电极与电源正极相连 B．b的电极反应方程式： C．去除透气膜，a极发生的电极反应发生变化 D．电解池工作时，海水侧的离子浓度理论上逐渐减小 【答案】D 【分析】由图示可知，该装置为电解池，阴离子氢氧根向a极移动，故a为电解池的阳极发生氧化反应生成氧气，b作电解池阴极发生还原反应生成氢气。 【详解】A．阴离子氢氧根向a极移动，故a为电解池的阳极与电源的正极相连，A正确； B．b是电解池的阴极，发生还原反应生成氢气，电极反应方程式：，B正确； C．去除透气膜，海水中氯离子在阳极发生氧化反应生成氯气，故a极发生的电极反应发生变化，C正确； D．电解池工作时，溶剂水不断通过透气膜进入a、b两极发生反应，海水侧的离子浓度理论上逐渐增大，D错误； 故选D。 2．（24-25高二上·内蒙古兴安盟·期中）已知某高能锂电池的电池反应为2Li+FeS=Fe+Li2S [LiPF6·SO(CH3)2为电解质]。以该电池为电源进行如图电解实验，电解一段时间后测得甲池产生4.48L(标准状况下)H2。下列有关叙述正确的是 A．a电极为阳极 B．从交换膜中通过0.2molK+ C．若忽略溶液体积变化，则电解后甲池中溶液浓度为4mol/L D．放电时，正极反应式为FeS+2Li+-2e-=Fe+Li2S 【答案】C 【分析】由反应FeS+2Li=Fe+Li2S可知，Li被氧化，应为原电池的负极，负极反应式为：Li-e-=Li+，FeS被还原生成Fe，为正极反应，正极反应式为：FeS+2e-=Fe+S2-，电解一段时间后测得甲池产生4.48L(标准状况下)H2，甲连接原电池负极，A为阴极，生成氢气，电极方程式为2H++2e-=H2↑，结合电极方程式计算。 【详解】A．由分析可知，甲连接原电池负极，a电极为阴极，A错误； B．由电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，可知产生标准状况下4.48LH2转移的电子的物质的量为：=0.4mol，故从交换膜中通过0.4molK+，B错误； C．由B项分析可知，反应过程中甲池生成的KOH的物质的量为0.4mol，则若忽略溶液体积变化，则电解后甲池中溶液浓度为=4mol/L，C正确； D．由分析可知，放电时，正极反应式为FeS+2e-=Fe+S2-，D错误； 故答案为：C。 3．（24-25高二上·山东青岛·阶段练习）利用燃料电池电解制备，装置如下图所示。下列说法正确的是 A．a极上发生反应： B．A、B膜均是阴离子交换膜，C膜为阳离子交换膜 C．该装置可得到副产物、 D．标准状况下，a极上通入甲烷，阳极室减少 【答案】D 【分析】左侧为原电池，右侧为电解池，a极为负极，CH4在a极上失电子发生氧化反应，电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，与a极相连的石墨Ⅱ为电解池的阴极，与b极相连的石墨Ⅰ为电解池的阳极，A膜允许钙离子自由通过进入产品室，原料室中阴离子通过B膜进入产品室得到Ca(H2PO4)2，C膜允许Na+自由通过进入阴极室，据此分析。 【详解】A．由分析可知，a极为原电池的负极，该电极反应为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，A错误； B．由分析可知，A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，B错误； C．由分析可知，与a极相连的石墨Ⅱ为电解池的阴极，发生2H2O-2e-=H2↑+2OH-，石墨Ⅱ电极为阳极，发生2Cl--2e-=Cl2↑，副产物、和NaOH，C错误； D．由分析可知，a极上通入标况下2.24L即=0.1mol甲烷，根据电极反应可知，此时电路上通过的电子为0.8mol，则有0.4molCa2+通过A膜进入产品室，阳极室减少，D正确； 答案为D。 4．（24-25高三上·四川绵阳·阶段练习）天津大学研究团队以溶液为电解质，和纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物()的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法正确的是 A．若用铅蓄电池作电源，极应与电极相连 B．通过离子交换膜从电极移动至极 C．合成偶氮化合物，需转移电子 D．电极反应式为 【答案】C 【分析】 该装置为电解池，Ni2P电极上RCH2NH2失电子生成RCN，发生氧化反应，Ni2P为阳极，与电源正极相连，电极反应为：RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O，消耗OH-，CoP电极上硝基苯变化为偶氮化合物：2，发生还原反应，为电解池的阴极，与电源负极相连。OH-向阳极移动，离子交换膜为阴离子交换膜。 【详解】A．若用铅蓄电池作电源，工作时负极材料是Pb，CoP电极为电解池的阴极，与电源负极相连，故与Pb相连，A错误； B．根据分析，离子交换膜为阴离子交换膜，OH-向阳极移动，从电极移动至极，B错误； C．根据分析，阴极的电极式为：2，合成偶氮化合物，需转移电子，C正确； D．根据分析，电极反应式为：RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O，D错误； 故选C。 5．（24-25高二上·山东青岛·期中）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．加入Y的目的是补充，维持NaBr溶液的浓度 C．电解总反应式为 D．催化阶段反应产物物质的量之比 【答案】D 【分析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑；催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。 【详解】A．根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A正确； B．根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B正确； C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑，C正确； D．催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D错误； 答案选D。 6．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）用如图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的将尿素[]氧化成排出，则下列说法不正确的是 A．b为电源的正极 B．忽略阳极室溶液体积变化，不变 C．电解结束后，阴极室溶液与电解前相比pH增大 D．阳极收集到4.48L(标准状况)时，被氧化的尿素为4.0g 【答案】C 【分析】阴极反应为：，阳极反应为：，氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳，同时会生成HCl，反应方程式为，据此分析作答。 【详解】A．由图可知，右室电极产物为和，需要氯气氧化尿素，右室需要制取氯气，发生反应：，故为电源的正极，A正确； B．由图可知，阳极室首先是氯离子放电生成氯气，氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳，同时会生成，不变，B正确； C．阴极区电极反应式为：，每转移的电子，就会产生和，这时就有通过质子交换膜从阳极区到阴极区，因此溶液的不会发生变化，C错误； D．阳极收集到，标准状况下物质的量为，氯气氧化尿素的方程式为：，氧化尿素的质量为：，D正确； 故选C。 7．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）为实现“碳中和”目标，实现循环利用，现利用双极膜电解含有的溶液，使转化成碳燃料，实现了的还原流动。电解池如图所示，双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法正确的是 A．银网电极与电源正极相连 B．工作一段时间后，阳极区溶液pH不变 C．阴极电极反应式为： D．双极膜中有0.1mol电离，则阳极附近理论上产生0.05mol 【答案】C 【分析】根据图示，右侧还原生成CO，为阴极区，则银电极为阴极，发生反应：，与电源负极相连；多孔石墨电极为阳极，发生反应，双极膜中向右侧阴极移动，向左侧阳极移动。 【详解】A．根据分析，银网电极与电源负极相连，A错误； B．根据阳极反应，工作一段时间后，氢氧化钠浓度减小，阳极区溶液pH减小，B错误； C．阴极还原生成CO，电极反应：，C正确； D．双极膜中有0.1mol电离，生成0.1molOH-，结合反应可知，阳极附近理论上产生0.025mol，D错误； 故选C。 8．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确的是 A．通电时，电子由b→电解池阴极→电解液→电解池阳极→a B．X为阴离子交换膜 C．生成0.1mol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳 D．阳极反应式为： 【答案】D 【详解】A．电子只能在外电路移动，不能进入内电路溶液，A错误； B．由图示知，阳极反应产生H+，阴极反应消耗H+，则H+通过交换膜由阳极移向阴极，X为阳离子交换膜，B错误； C．没有说标准状况，无法进行计算气体的体积，C错误； D．由分析可知，左池为阳极，CH3COO-在电极上失电子被氧化为 CO2，根据图示知可添加 H+ 配平电荷守恒，添加 H2O 配平元素守恒，得完整的电极反应方程式为： ，D正确； 故选D。 9．（24-25高三上·浙江·阶段练习）电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产量。现采用双极膜(解离出、分别移至两级室溶液)，通过电解溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极b接电源的负极 B．电解一段时间后I室的值增大 C．双极膜中解离出的向电极b极移动 D．理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为 【答案】B 【分析】该装置为电解池装置，I室中a电极发生电极反应：，为电解池阴极，则II室中b电极为电解池阳极，发生电极反应：。 【详解】A．根据分析可知，电极b为阳极，应与电源正极相连，A错误； B．根据分析，I室中a电极发生电极反应：，溶液中氢离子浓度减少，则电解一段时间后I室的值增大，B正确； C．电解池中阳离子向阴极移动，即双极膜中解离出的向电极a极移动，C错误； D．结合a电极发生电极反应：，b电极发生电极反应：，根据得失电子守恒可知，电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为1：2，D错误； 答案选B。 10．（24-25高三上·广东·阶段练习）废水中镍和钴的分离回收有着重要意义，工业上可通过如图所示的装置将废水中的和分离。已知和乙酰丙酮不反应，下列说法不正确的是 A．电源极为正极，膜为阳离子交换膜 B．电解过程中室内硫酸的物质的量不因反应而改变 C．室中参与的反应为 D．通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体，双极膜处有解离 【答案】D 【分析】氢离子移向Ⅳ室，根据溶液中离子移动方向，左侧石墨为阳极，右侧石墨为阴极，II室为原料室，膜b为阳离子交换膜，、进入III室，和乙酰丙酮不反应，和乙酰丙酮反应。 【详解】A．为阳极，右侧石墨为阴极，则电源极为正极，、进入III室，膜b为阳离子交换膜，故A正确； B．石墨为阴极，电极反应式为，IV室内消耗的与转移过来的数量相等，所以硫酸的物质的量不因反应而改变，故B正确； C．由题中信息可知，III室中参与的反应为，故C正确； D．通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体，即，则有1mol氢离子移向阴极，理论上双极膜处有解离，故D错误； 选D。 11．（24-25高三上·江苏南京·期中）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．m极为电源正极 B．电解过程中，双极膜中产生的移向右侧，产生的移向左侧 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置b中，每当有标准状况下参与反应时，得电子数为2mol 【答案】C 【分析】根据图知，含CO2和SO2的废气通入NaHCO3溶液中，得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液和CO2，发生的反应为2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，电解池中，左侧电极上失电子生成，该电极上失电子发生氧化反应，为阳极，电解质溶液呈碱性，阳极反应式为；则通入CO2的电极为阴极，阴极反应式为，据此分析解题。 【详解】A．根据分析可知，电解池中，左侧电极上失电子生成，为阳极，则m为电源正极，A正确； B．电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，双极膜中产生的移向右侧，产生的移向左侧，B正确； C．NaHCO3溶液能和SO2反应但不能和CO2反应，所以NaHCO3溶液不能吸收CO2，C错误； D．阴极反应式为，每当有标准状况下参与反应时，即有1mol参与反应，则得电子数为2mol，D正确； 故选C。 12．（24-25高三上·重庆·阶段练习）某锂离子电池结构如图所示，电极A为含锂过渡金属氧化物（），电极B为（嵌锂硬碳）。下列说法正确的是 A．放电时，B极电势高 B．放电时，负极的电极反应式为 C．充电时，A极连电源正极 D．充电时，若转移，B电极质量增加7xg 【答案】C 【分析】对于锂离子电池，放电过程是原电池原理，充电过程是电解池原理。如图，电极B为嵌锂硬碳，含，做原电池的负极，同时是电解池的阴极；电极A为含锂过渡金属氧化物（）做原电池的正极，同时是电解池的阳极。 【详解】A．放电时，B极是负极，电势低，A项错误； B．放电时，负极失电子，电极反应式为， B项错误； C．充电时，A极是阳极，连电源正极，C项正确； D．充电时，若转移，B电极质量增加为1mol Li的质量，为，D项错误。 故答案选C。 13．（24-25高三上·河北·期中）科学家利用磷钼酸溶液(PMA)作为阳极液，与废旧磷酸铁锂(sLFP)粉末进行快速的固液氧化还原反应。高氧化性的PMA从sLFP中选择性提锂后，被还原的钼蓝分子(用Mo表示)通过蠕动泵泵入再生装置中再生，用于后续锂的持续提取。下列叙述错误的是 A．电子从b极流向Q极，再由P极流入a极 B．Q极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑ C．离子交换膜为阴离子交换膜 D．PMA促进锂离子脱离sLFP进入阳极室溶液中 【答案】C 【分析】由题干装置图可知，a为电源正极，则P为电解池的阳极，发生氧化反应，b为电源负极，则Q为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，Li+经离子交换膜进入阴极室，形成LiOH，LiOH经泵抽入LiOH收集罐中，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，a为电源正极，b为电源负极，P为电解池阳极，Q为电解池阴极，故电子从b极流向Q极，再由P极流入a极，A正确； B．由分析可知，Q为电解池阴极，发生还原反应，故Q极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，B正确； C．由分析可知，Li+经离子交换膜进行阴极室，形成LiOH，则离子交换膜为阳离子交换膜，C错误； D．磷钼酸溶液(PMA)作为阳极液，与废旧磷酸铁锂(sLFP)粉末进行快速的固液氧化还原反应，高氧化性的PMA从sLFP中选择性提锂后，被还原的钼蓝分子(用Mo表示)通过蠕动泵泵入再生装置中再生，用于后续锂的持续提取，PMA促进锂离子脱离sLFP进入阳极室溶液中，然后Li+通过离子交换膜进入阴极室，D正确； 故答案为：C。 14．（24-25高三上·江苏徐州·期中）利用电解法可使 Fe2(SO4)3转化成FeSO4， 加入甲醇能提高FeSO4产率， 装置如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电解时 Fe3+在阴极放电 B．可用 KMnO4溶液检验有 Fe2+生成 C．反应中每生成 1mol HCHO，转移电子数约为1.204×1024 D．生成的 HCHO 具有还原性，能防止 Fe2+被氧化 【答案】B 【分析】根据电解装置示意图可知：失电子变成，因此生成这一极为电解池的阳极，电极反应式为；得电子变成，因此生成这一极为电解池的阴极，电极反应式为：，据此分析回答问题； 【详解】A．电解时得电子变成，因此Fe3+在阴极放电，A正确； B．电解液中有甲醇，甲醇也会使KMnO4溶液褪色，因此不能用KMnO4溶液检验有 Fe2+生成，B错误； C．生成这一极的电极反应式为，根据电极反应式可知每生成 1mol HCHO，转移电子数为，约为，C正确； D．易被氧化，生成的 HCHO 具有还原性，能防止 Fe2+被氧化，D正确； 故答案为：B。 15．（24-25高三上·山西长治·阶段练习）自由基电解法可将有机物自由基和反应转化为羧酸，已知芳香烃可断裂成和两个自由基，其电解装置如下图所示。下列说法正确的是 A．电源b端为负极 B．当电路中通过2mol电子时，右侧电极室溶液的质量减少18g C．该装置在使用过程中，稀硫酸的浓度变小 D．左侧电极室的电极反应方程式之一为 【答案】B 【分析】 左侧电极反应方程式为，，发生还原反应，所以左侧电极为阴极，右侧为阳极； 【详解】A．根据分析可知，对应的电源a端为负极，b端为正极，A错误； B．当电路中通过电子时，右侧电极室溶液放出，质量减少16g，同时有通过阳离子交换膜进入左室，质量又减少2g，所以右侧电极室溶液的质量减少18g，B正确； C．该装置在使用过程中，阴极反应消耗与阳极电极反应生成的个数相等，溶液中总数不变，反应消耗了水，使溶液体积减小，则硫酸浓度变大，C错误； D．根据分析可知，对应的电源a端为负极，左侧电极反应方程式为，，D错误； 故选B。 16．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中）我国科学家开发出碱性海水里直接电解制氢的技术，工作原理如图1所示。电板A含有M金属，发生的电极反应过程如图2所示。下列说法错误的是 A．电极A放电过程中M为催化剂 B．电极A放电过程中电极反应有： C．MnOx隔水薄膜可以阻挡Cl-与电极接触生成Cl2 D．标准状况下每生成67.2mL气体，电路中转移0.004mol电子 【答案】B 【分析】从图2可知，M金属是催化剂，催化OH-在电极A发生失电子的氧化反应，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，所以电极A为阳极，电极B为阴极。 【详解】A．根据图示，M参与了电极反应，前后转化生成M—OH、M—O、M—OOH又回到了M；M的质量和性质都没有发生变化，M为催化剂，正确，A不符合题意； B．根据图示，电极A放电过程中电极反应有：，错误，B符合题意； C．若去掉隔水薄膜，氯离子会在阳极A电极失去电子发生氧化反应生成氯气；因此MnOx隔水薄膜可以阻挡Cl-与电极接触生成Cl2，正确，C不符合题意； D．电解总反应为，根据电解方程式可知，每生成3mol气体，电路中会转移4mol电子。则标准状况下每生成67.2mL气体，即，电路中转移的电子的物质的量为0.004mol，正确，D不符合题意； 答案选B。 17．（24-25高三上·甘肃白银·期中）NO是许多尾气中的一种常见污染物，科学家们设计了一种间接电解法除尾气中的NO，其装置如图所示，该装置可将NO转化为N2，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．全氟磺酸膜属于阳离子交换膜 B．装置工作一段时间后需向乙池中补充一定量的硫酸 C．Pt电极I的电极反应为 D．当处理的NO的体积为11.2L(标准状况)时，电路中转移的电子数为 【答案】B 【分析】由图可知，Pt电极I的电极反应为，为阴极，Pt电极II的电极反应为，为阳极。 【详解】A．Pt电极I反应需消耗，Pt电极II反应生成，故会从Pt电极II通过全氟磺酸膜移向Pt电极I，即全氟磺酸膜属于阳离子交换膜，A正确； B．乙池中消耗的是水，无须补充硫酸，B错误； C．根据分析，Pt电极I的电极反应为，C正确； D．处理11.2L(标准状况)NO气体时，发生反应，转移1mol电子，电子数为，D正确； 答案选B。 18．（2024·河北·模拟预测）合成氨是一种重要的工业生产，现有一种利用电解池低碳合成氨的工艺流程，装置如图所示，下列说法正确的是 A．左右电极上产生气体的物质的量之比是 B．右侧电极上的电极反应为 C．反应一段时间后，右侧电极附近pH升高 D．电路中每转移电子，左侧电极产生气体 【答案】B 【分析】从电解装置可以看出，左侧铂电极与电源负极相连，为电解池的阴极，N2得电子发生还原反应生成NH3，电极反应式为N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-；右侧铂电极与电源正极相连，为电解池的阳极，OH-失电子生成O2等，电极反应式为；总反应式：。 【详解】A．从电极反应式看，若电路中通过的电子为12mol，左侧电极上产生4molNH3，右侧电极上产生3molO2，则左右电极上产生气体的物质的量之比为，A错误， B．由分析可知，右侧电极反应式为，B正确； C．根据右侧电极的电极反应式可得出，反应一段时间后，右侧电极附近因消耗OH-而使pH降低，C错误； D．电路中每转移电子，左侧电极产生2molNH3，但题中未标明温度、压强，不能使用22.4L/mol计算生成气体的体积，D错误； 故选B。 19．（24-25高三上·北京·期中）采用惰性电极电解制备乙醛酸的原理如下所示。E室电解液为盐酸和乙二醛的混合溶液，室电解液为乙二酸溶液。下列说法不正确的是 A．a为电源正极 B．从室迁移至室 C．外电路中每通过电子，理论上就有1mol乙醛酸生成 D．室中乙二醛被氧化的化学方程式： 【答案】C 【分析】左侧电极上氯离子失电子生成氯气，为阳极，则a为电源的正极；b为负极，右侧电极为阴极，据此分析解答； 【详解】A．由以上分析可知a为电源正极，A正确； B．电解池中向阴极移动，则从E室迁移至F室，B正确； C．由装置可知阴阳极区均有乙醛酸生成，根据元素化合价的变化可知，1mol乙二醛转化为乙醛酸时对应转移1mol电子，1mol乙二酸转化为乙醛酸时也对应转移1mol电子，则外电路中每通过2mol电子，理论上有2mol乙醛酸生成，C错误； D．阳极生成的氯气与反应生成乙醛酸，1mol氯气得2mol电子，1mol反应时失2mol电子，根据得失电子守恒及元素守恒得反应方程式：，D正确； 故选C。 20．（24-25高三上·辽宁·期中）电解法常用于分离提纯物质，某混合物浆液含、和少量。考虑到胶体的吸附作用使不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液进行回收利用(已知：)，下列说法不正确的是 A．电解一段时间后，阳极室pH下降，阴极室pH升高 B．当外电路中转移电子时，阳极室可生成 C．b离子交换膜为阴离子交换膜 D．阴极室生成的物质可用于和的分离 【答案】B 【分析】上述装置为电解池的工作原理，电解时，右侧阳极上水中的氢氧根放电：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故CrO通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，因存在，则分离后含铬元素的粒子是CrO、Cr2O；阴极上水中的氢离子放电：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，混合物浆液中的钠离子通过阳离子交换膜进入左侧阴极，故阴极反应生成氢气和NaOH，据此分离成固体混合物和含铬元素溶液； 【详解】A．根据分析可知，阳极产生氢离子阳极室pH下降，阴极产生氢氧根，阴极室pH升高，A正确； B．电解时，阳极上水中的氢氧根放电，即2H2O-4e-=O2↑+4H+，转移2mol电子时，有2molH+在阳极区增大，向阳极移动，由于存在可逆反应，阳极室可生成小于1molCr2O，B错误； C．CrO通过阴离子交换膜向阳极移动，故b离子交换膜为阴离子交换膜，C正确； D．阴极室生成的物质为氢氧化钠，氢氧化铝可溶于强碱氢氧化钠而二氧化锰不溶，故可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离，D正确； 故选B。 21．（24-25高三上·湖南·阶段练习）二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一，在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极上的电极反应式为 B．一段时间后，阴极区溶液质量会减少 C．阳极每转移电子，阳极区溶液质量减少 D．若阴极只生成和，则电路中转移电子的物质的量为 【答案】C 【分析】该装置为电解池装置，Pt与电源正极相连，为电解池阳极，发生氧化反应，H2O在阳极失电子，发生的电极反应为，Cu与电源负极相连，为电解池阴极，发生还原反应转化为多种燃料。 【详解】A．Cu电极为阴极，电极反应式有：2H++CO2+2e-=CO+H2O、2H++CO2+2e-=HCOOH、12 H++2CO2+12e-=C2H4+4H2O、8H++CO2+8e-=CH4+2H2O，故A错误； B．氢离子迁移进入阴极区，发生的电极反应式为：2H++CO2+2e-=CO+H2O、2H++CO2+2e-=HCOOH、12H++2CO2+12e-=C2H4+4H2O、8H++CO2+8e-=CH4+2H2O，根据电极反应式，二氧化碳和氢离子的质量大于生成的气体CO、CH4、C2H4的总质量，一段时间后，阴极区溶液质量会增加，故B错误； C．根据阴极电极反应式：，每转移电子，阳极区消耗0.05mol H2O，阳极区溶液质量减少，故C正确； D．二氧化碳生成CO和HCOOH时，碳元素化合价均由+4价降低为+2价，阴极只生成0.15molCO和0.35 mol HCOOH，则电路中转移电子的物质的量为，故D错误； 答案选C。 难点03原电池与电解池综合应用 1．（24-25高三上·北京·期中）液流电池是储能领域的研究热点，能将剩余的电能存储起来，需要时再释放。一种钒液流电池的结构和工作原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．放电时，电极室为正极室 B．放电时，由电极室移向电极室 C．充电时，电极室的电极与电源的负极连接 D．充电时，总反应为 【答案】C 【详解】A．放电时，电极室中得到电子被还原成为，发生还原反应，所以电极室为正极室，故A正确； B．是阳离子，在电池工作时，向电池的正极移动，则应由电极室透过质子交换膜移向电极室，故B正确； C．放电时，电极室为电池的正极室，则充电时，电极室的电极应与电源的正极连接，故C错误； D．充电时，阳极失去电子被氧化为，阴极得到电子被还原为，则电极总反应式为，故D正确； 答案C。 2．（24-25高三上·河南·期中）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、较浓的和NaOH溶液。下列说法错误的是 A．电极电势高低： B．M和N溶液分别为和NaOH溶液 C．工作时，Cu(1)电极上的电极反应为 D．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得98g 【答案】D 【分析】浓差电池中，左侧溶液中Cu2+浓度大，Cu2+的氧化性强，则Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极，正极上Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e-═Cu，负极反应式为Cu-2e-═Cu2+；电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上水得电子生成H2，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以Na+通过离子交换膜c生成NaOH，通过离子交换膜d生成硫酸，即c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，据此分析解答。 【详解】A．由上述分析可知，电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极的电势高于阴极，即电势高低：，故A正确； B．由分析可知，a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上水得电子生成H2，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以Na+通过离子交换膜生成N溶液为NaOH，通过离子交换膜生成M溶液为H2SO4，故B正确； C．左侧溶液中Cu2+浓度大，Cu2+的氧化性强，则Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极，正极上Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e-═Cu，故C正确； D．原电池中铜离子浓度相同时，原电池停止工作，此时两侧溶液中铜离子浓度均为1.5mol/L，则原电池负极生成铜离子的物质的量为(1.5-0.5)mol/L×2L=2mol，转移电子4mol，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电解池阳极区理论上可生成4mol H+，故H2SO4为2mol，质量为2mol×98g/mol=196g，故D错误； 答案选D。 3．（24-25高三上·河南·期中）某研究性学习小组利用以下装置探究氯碱工业和铜的精炼的工作原理(X是离子交换膜)，下列说法正确的是 A．甲装置Fe电极和C电极位置可以互换 B．X可以是阳离子交换膜，也可以是阴离子交换膜 C．若电解后乙装置精铜质量增加6.4g，则Fe电极处能收集到2.24L气体 D．电解一段时间后去掉X并将C电极换成 Mg电极继续通电，则Mg电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，C电极为阳极。 【详解】A．由分析可知，甲装置的Fe电极为阴极，C电极为阳极，若将Fe电极和C电极位置可以互换，则Fe电极作阳极，通电后，阳极Fe失电子生成Fe2+进入溶液，溶液中的Cl-就不可能在阳极失电子生成Cl2，同样，阴极区可能会生成Fe(OH)2沉淀，也难以得到NaOH，达不到进行氯碱工业生产的目的，A不正确； B．电池工作时，C电极上Cl-失电子生成Cl2，Fe电极水中的氢离子得电子生成氢气和氢氧根，则阳极区的Na+沿离子交换膜进入右侧Fe电极附近，所以此离子交换膜只可以是阳离子交换膜，B不正确； C．由得失电子守恒，可建立如下关系式：，若电解后乙装置精铜质量增加6.4g(物质的量为=0.1mol)，则Fe电极处能收集到0.1molH2，题中未指明是否为标准状况，所以收集到气体的体积不一定为2.24L，C不正确； D．电解一段时间后去掉X并将C电极换成 Mg电极继续通电，则Mg电极失电子生成Mg2+，与溶液中的OH-反应生成Mg(OH)2沉淀，电极反应式为↓，D正确； 故选D。 4．（24-25高三上·北京·期中）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是 A．b电极为正极，d电极为阴极 B．d电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH增大 D．每吸收，理论上可以得到 【答案】C 【分析】由图知，锌电极a为原电池为负极，电极反应式为，惰性电极b为原电池正极，电极反应式为，惰性电极c与电源正极相连，为电解池阳极，电极反应式为，氢离子经过质子交换膜移向惰性电极d，惰性电极d与电源负极相连，为阴极，电极反应式，据此回答； 【详解】A．根据分析，b为原电池正极，d电极为阴极，A正确； B．d电极的电极反应式为：，B正确； C．c极的电极反应式为，即每转移4mol电子，有4molH+通过质子交换膜进入d极区，但c极区溶液中的水被消耗，因此pH减小，C错误； D．根据电极反应式为，每吸收6molNO2生成6mol，转移6mol电子，电极上电子数目守恒，结合电极反应式：，转移6mol电子得到1mol，D正确； 故答案：C。 5．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨()和中间相炭微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液为含有的有机溶液，其充电示意图如图。下列说法错误的是 A．放电时，向左迁移 B．为离子化合物 C．充电时，若阴极增重39g，则阳极增重145g D．放电时，负极反应为 【答案】D 【分析】充电过程中为电解池装置，阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，根据图示，石墨电极为阳极、MCMB电极为阴极； 【详解】A．放电时，阳离子向正极移动，则向左侧的正极迁移，A正确；   B．由图，是由钾离子和离子构成的，则为离子化合物，B正确； C．充电时，阴极钾离子得到电子发生还原反应生成金属钾：，若阴极增重39 g（为生成1molK），则外电路转移1 mol电子，阳极发生反应，根据电子守恒，阳极有1 mol参加反应，增重1 mol×145 g/mol=145 g，C正确；   D．放电时，右侧MCMB为负极，K失去电子发生氧化反应，负极反应为，D错误； 故选D。 6．（24-25高三上·北京·阶段练习）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可节能，流程示意图如下，下列叙述不正确的是 A．X为，Y为 B．c>a>b C．若生成标准状况下，则消耗标准状况下空气约为 D．B池中阳离子的移动方向是从右侧移向左侧 【答案】D 【分析】由图可知，B池为燃料电池、A池为电解池，通入除去二氧化碳的空气的一极是燃料电池的正极，水分子作用下空气中氧气在正极得到电子生成氢氧根离子，则Y为氢气，氢气在负极失去电子被氧化、在氢氧根参与下转化为水，燃料电池工作时，阳离子向正极移动，则钠离子通过阳离子交换膜向正极(从左侧向右侧)移动，所以氢氧化钠溶液的浓度c%大于a%，在A池中，逸出气体Y即氢气的电极为阴极、逸出气体X的电极为电解池的阳极、氯离子在阳极氧化生成氯气，则X为氯气，A池中水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电解时，阳离子向阴极移动，则钠离子通过阳离子交换膜向阴极(从左侧向右侧)移动，所以氢氧化钠溶液的浓度a%大于b%。 【详解】A．由分析可知，A池为电解池，X为氯气、Y为氢气，故A正确； B．由分析可知，B池中氢氧化钠溶液的浓度c%大于a%，A池中氢氧化钠溶液的浓度a%大于b%，所以c>a>b，故B正确； C．由得失电子数目守恒可知，根据，标准状况下，若生成22.4L氯气，转移电子2mol，则正极消耗氧气为0.5mol，则消耗空气的体积为=56L，故C正确； D．由分析可知，B池为燃料电池，通入除去二氧化碳的空气的一极是燃料电池的正极，所以燃料电池中阳离子的移动方向是从左侧移向右侧，故D错误； 故选D。 难点04新型电池 1．（24-25高二上·北京·阶段练习）2021年10月，我国神舟十三号载人飞船成功进入太空，其电力系统主要由太阳能电池和储能电池构成。据悉，储能电池采用“镍镉蓄电池组”，电池总反应：。下列说法不正确的是 A．当飞船进入光照区时，太阳能电池可为镍镉电池充电 B．镍镉电池放电时负极反应式： C．镍镉电池充电时阳极反应式： D．镍镉电池充电时电解质溶液中的变大 【答案】D 【分析】电池总反应：，放电时Cd化合价升高失电子，故Cd为负极，电极反应式为Cd-2e-+2OH-═Cd(OH)2，NiOOH为正极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，充电时，Cd(OH)2为阴极反应物，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd-2e-+2OH-，Ni(OH)2为阳极反应物，电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-═NiOOH+H2O； 【详解】A． 当飞船进入光照区时，太阳能电池可为镍镉电池充电，故A正确； B． 放电时Cd化合价升高失电子，故Cd为负极，镍镉电池放电时负极反应式：Cd-2e-+2OH-═Cd(OH)2，故B正确； C． 充电时，Ni(OH)2为阳极反应物，镍镉电池充电时阳极反应式：，故C正确； D．充电时，Cd(OH)2为阴极反应物，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd-2e-+2OH-，Ni(OH)2为阳极反应物，电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-═2NiOOH+2H2O；电解质溶液中的不变，故D错误； 答案选D。 2．（24-25高三上·云南昆明·期末）铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，放电时的总反应为，电池构造示意图如图所示。铅酸蓄电池在充电过程中还会产生氢气和氧气。下列有关说法错误的是 A．铅酸电池应采取安全措施防止电池气压增大而鼓胀 B．电池放电时，Pb、电极的质量均增大 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．若用直流电源充电时，电池的正极与电源的正极相连 【答案】C 【详解】A．铅酸蓄电池在充电过程中会产生氢气和氧气，所以铅酸电池应采取安全措施防止电池气压增大而鼓胀，A选项不符合题意； B．Pb和PbO2放电时都生成PbSO4沉积在电极上，则电极质量均增大，B选项不符合题意； C．PbSO4难溶，阳极的电极反应式为，C选项符合题意； D．充电时电池的正极发生氧化反应，需与直流电源的正极（发生还原反应）相连，D选项不符合题意。 答案选C。 3．（23-24高二上·河南郑州·期末）2023年我国首个兆瓦级铁铬液流电池储能项目在内蒙古成功运行。电池利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态变化进行充放电，工作原理如下图。下列叙述正确的是 A．充电过程中阴极可能会产生 B．接输电网时，b电极的电势高于a C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1 D．充电时电池反应为： 【答案】A 【分析】该装置能作原电池和电解池；由图可知，充电时，左侧亚铁离子失去电子发生氧化反应生成铁离子，a为阳极；右侧三价铬得到电子发生还原反应生成二价铬，右侧为阴极；放电时该装置为原电池，据此回答。 【详解】A．阴极在充电过程中，氢离子可能得到电子发生还原生成，A正确； B．由分析可知，a为正极，则接输电网时，a极的电极电势高于b，B错误； C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1，但因体积未知，不确定铁离子浓度，C错误； D．由图知，充电时阳极电极反应式为，阴极的电极反应式为，则充电时电池反应为：，D错误； 故选A。 4．（23-24高二下·河南·期末）我国科学家设计了一种新型电化学装置，其原理如图所示。当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态；当打开和、闭合时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列说法正确的是 A．蓄电时，左、右两池溶液的均减小 B．蓄电时，左侧电解池发生的总反应为 C．放电时，碳锰电极的电势比锌电极的电势低 D．放电时，每消耗，双极膜内有移向锌电极 【答案】B 【详解】A．蓄电时，风力电源电解池中左侧电极反应为，碳锰电极反应式为，两个电极反应式合并可得到总反应：，氢离子浓度增大，溶液减小；光伏电源电解池中锌电极反应为，右侧电极反应为，溶液的不变，A错误； B．蓄电时，左侧电解池两个电极反应式合并可得到总反应：，B正确； C．放电时，碳锰电极为正极，锌电极为负极，碳锰电极的电势比锌电极的电势高，C错误； D．放电时，向碳锰电极移动，D错误； 故答案选B。 5．（23-24高二下·云南保山·期末）2023年星恒电源发布“超钠F1”开启钠电在电动车上产业化元年。如图“超钠F1”二次电池的工作原理是，在充、放电过程中，在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法错误的是 A．放电时，a极电势高于b极电势 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，从阴极脱嵌，嵌入阳极 D．钠离子电池能量密度（单位质量电池所放出的能量）小于锂离子电池 【答案】C 【分析】根据总反应、图像可知，放电时a极为正极，b极为负极；充电时a极为阳极，b极为阴极。 【详解】A．放电时，a极为正极，b极为负极，因此a极电势高于b极电势，A正确； B．放电时，正极的电极反应式为，B正确； C．充电时，移向阴极，故从阳极脱嵌，嵌入阴极，C错误； D．能量密度为单位质量电池所能释放的能量，钠的相对原子质量大于锂，导致在相同质量下钠存储的能量较少，钠离子电池能量密度小于锂离子电池，D正确； 故答案选C。 6．（23-24高二上·内蒙古·期末）一种锂离子电池的结构如图，该电池总反应为，下列说法正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜 B．放电时，往石墨层移动 C．充电时，极与外接电源的正极相连 D．充电时，b极质量会减少 【答案】C 【分析】根据总反应方程式可知，放电时Li作负极，故b极为负极，a极为正极；充电时，a与电源的正极相连，作阳极，b与电源的负极相连作阴极，据此分析回答； 【详解】A．Li+需要通过隔膜，故隔膜为阳离子交换膜，A错误； B．放电时，往正极移动，即往a电极移动，B错误； C．据分析可知，a与电源的正极相连，作阳极，C正确； D．充电时，b电极的电极反应式为，b极质量增加，D错误； 故选C。 7．（24-25高三上·山东菏泽·期中）某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时多孔碳电极附近逐渐增大 B．电池充电时多孔碳电极反应为： C．放电时每转移电子，负极质量减少 D．放电总反应： 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，Pb为负极，电极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，多孔碳为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，充电时，Pb电极为阴极，电极反应式为PbSO4+2e-=Pb+，多孔碳为阳极，电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+，据此作答。 【详解】A．放电时左侧的H＋通过质子交换膜进入右侧（正极），其pH逐渐减小，故A错误； B．由分析可知，电池充电时多孔碳电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，故B错误； C．放电时，Pb为负极，电极反应式为 Pb-2e-+=PbSO4，负极质量增加，故C错误； D．由放电时两极反应可知放电总反应为，故D正确； 故选D。 8．（24-25高三上·河南·阶段练习）我国学者设计出一种新型的胶体液流电池，其工作原理如图所示，其中两种胶体分散在稀硫酸中。下列说法正确的是 A．充电时，储罐甲所在电极接直流电源负极 B．充电时，质子穿过质子交换膜进入阴极区参与阴极反应 C．放电时，负极反应式：[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3- D．放电时，转移1mol电子时，理论上储罐乙质量增加1g 【答案】C 【分析】由题干图示信息可知，放电时储罐甲的电极反应为：[H12(VO2)12(RC6H4PO3)8](4-x)-+xe-= [H12(VO2)12(RC6H4PO3)8]4-，发生还原反应，则属于正极，而储罐乙的电极反应为：[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3-，发生氧化反应，属于负极，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时储罐甲为正极，故充电时，储罐甲所在电极接直流电源正极，作阳极，A错误； B．充电时，电解质中阳离子由阳极区流向阴极区，即质子穿过质子交换膜进入阴极区，根据电极反应可知，质子即H+并未参与阴极反应，B错误； C．由分析可知，放电时，负极反应式：[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3-，C正确； D．由分析可知，储罐甲为正极，储罐乙为负极，放电时，电解质中的阳离子由负极区移向正极区，故转移1mol电子时，理论上储罐乙质量减轻1g，D错误； 故答案为：C。 9．（2024·山东威海·一模）全固态LiPON薄膜锂离子电池工作示意图如下，LiPON薄膜只允许Li+通过，电池反应为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2。下列说法正确的是 A．放电时，a极为正极 B．导电介质c可为Li2SO4溶液 C．充电时，b极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ D．放电时，当电路通过0.5mol电子时，b极薄膜质量减少3.5g 【答案】C 【分析】由题干信息中电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2可知，放电时，电极a为非晶硅薄膜，其电极反应为LixSi-xe-═Si+xLi+，电极a为负极，电极b为LiCoO2薄膜，其电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2，电极b为正极；则充电时电极a为阴极，电极反应式为xLi++xe-+Si=LixSi，电极b为阳极，电极反应式为LiCoO2-xe-═Li1-xCoO2+xLi+，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时，a极为负极，A错误； B．由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故导电介质c中不能有水，则不可为Li2SO4溶液，B错误； C．由分析可知，充电时b极为阳极，电极反应式为：LiCoO2-xe-═Li1-xCoO2+xLi+，C正确； D．由分析可知，放电时，电极b为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2，则当外电路通过0.5mol电子时，锂离子得电子嵌入正极，故b极薄膜质量增加0.5mol×7g∙mol-1=3.5g，D错误； 答案选C。 10．（24-25高二上·北京·期中）我国某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，向电极移动 B．放电一段时间，再断开开关一段时间后，溶液的浓度增大 C．放电时，电极的电极反应为 D．电池放电时的总反应为 【答案】B 【分析】由图可知，电极a氢气生成H2O，发生氧化反应，为原电池的负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，电极b为正极，水分子作用下氢氧化氧镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2。 【详解】A．由分析可知，放电时，电极a为原电池的负极，电极b为正极，则阴离子氢氧根离子向负极电极a移动，故A正确； B．由分析可知，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，则放电一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，故B错误； C．由分析可知，放电时，电极b为正极，水分子作用下氢氧化氧镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为，故C正确； D．由分析可知，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，故D正确； 故选：B。 11．（24-25高三上·江苏南通·阶段练习）一种O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图所示，电池使用AlCl3溶液作电解质溶液，反应后有Al2(C2O4)3沉淀生成。下列说法正确的是 A．电池工作将电能转化为化学能 B．正极区的总反应为6CO2+6e−+2Al3+=Al2(C2O4)3↓ C．放电时电子经导线移向铝电极 D．常温时，铝电极质量减少2.7 g，理论上消耗6.72 L CO2 【答案】B 【详解】A．根据题目介绍，该装置为原电池，是将化学能转变为电能，A错误； B．根据正极区物质转化关系图，先发生反应1：，然后生成的再与和发生反应2：，则总反应为反应1反应2得：，B正确； C．根据装置图可知，该原电池中金属为负极，失去电子，电子经导线流过负载流向得电子的电极（正极），C错误； D．没有标注在标准状况条件下，所以无法具体计算消耗的体积，D错误； 故答案为：B。 12．（24-25高三上·安徽·期中）锂离子电池具有容量高、比能量高、寿命较长等优点，被广泛应用。某种锂离子电池放电时的工作原理如图所示。 已知两电极反应式如下表： a电极反应式 LixC6-xe-=6C+xLi+ b电极反应式 Li1-xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2 下列说法错误的是 A．a电极为电池正极 B．外电路中的箭头表示电子的流向 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．电池总反应；Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C 【答案】A 【分析】由表中的电极反应式可知，a电极失电子为负极，b电极为正极；外电路中，电子由负极流向正极，由电池工作原理图可知，Li+穿过离子交换膜，则该膜为阳离子交换膜。 【详解】A．由表中的电极反应式可知，a电极失电子为负极，A项错误； B．外电路中，电子由负极流向正极，故外电路中的箭头方向为电子流向，B项正确； C．由电池工作原理图可知，Li+穿过离子交换膜，则该膜为阳离子交换膜，C项正确； D．正极反应加负极反应即得电池总反应，因此总反应为Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C，D项正确； 故选A。 13．（24-25高二上·湖南·期中）海洋电池大规模应用于灯塔等难以跨海供电的小规模用电场景，其结构可简化如下。下列关于海洋电池的说法错误的是 A．Al板是该电池的负极 B．絮状沉淀X是 C．电池的正极发生的反应为 D．该电池是一种二次电池 【答案】D 【分析】在海洋电池中铝板为负极，发生Al失去电子的氧化反应，铂网为正极，在正极上O2得到电子，发生还原反应，海水为电解质溶液，电子由负极经导线流向正极，海洋电池总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，根据原电池反应原理分析解答。 【详解】A．海洋电池中负极Al会不断失去电子，发生氧化反应，故Al板为负极，A正确； B．由分析的总反应可知，絮状沉淀X是，B正确； C．铂网为正极，O2得到电子，发生还原反应，正极反应式为，C正确； D．该模型是原电池，由化学能转化为电能，不能充电，不属于二次电池，D错误； 故选D。 14．（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。钴酸锂(LiCoO2)电池的工作原理如图所示，电解质为只能传导 Li+的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池的反应式为：LixC6+Li1-xCoO22C6+LiCoO2。下列说法中正确的是 A．充电时Li+由A极区域移向B极区域 B．放电时，B为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe -=LiCoO2 C．充电时，A为阴极，发生氧化反应C6+xLi++xe-=LixC6 D．废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理"使锂进入石墨中而有利于回收 【答案】B 【分析】根据电池反应式知，负极反应式为LixC6-xe-=C6+xLi+、正极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，所以A是负极、B是正极，根据二次电池的工作原理结合原电池和电解池的工作原理来回答。 【详解】A．充电时，A是阴极、B是阳极，锂离子向阴极移动，则Li+从B流向A，故A错误； B．放电时，B为正极，正极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，故B正确； C．充电时，A为阴极，阴极上发生还原反应，而不是氧化反应，故C错误； D．根据电池反应式知，充电时锂离子加入石墨中，有利于锂离子的回收，因此不是放电，故D错误； 故答案为B。 15．（24-25高二上·陕西宝鸡·期中）氢负离子具有强还原性，是一种颇具潜力的能量载体。2023年4月5日，我国科学家开发了首例室温全固态氢负离子二次电池，该电池通过固态氢负离子导体实现对H的快速传导，其工作原理如图所示，其中放电时乙电极的电极反应式为M+xH--xe-=MHx (M为Li、Na、K、Mg、Ti等金属)，下列说法正确的是 A．放电时，电子在内电路由甲电极流向乙电极 B．放电时，氢负离子移向甲电极 C．充电时，甲电极发生的反应可表示为MHn-x-xe-+xH-=MHn D．可将固态离子导体替换成水溶液电解质，对氢负离子进行传导 【答案】C 【分析】由题干图示装置和题干信息可知，放电时乙电极的电极反应式为M+xH--xe-=MHx，即实线表示放电过程，虚线表示充电过程，则放电时甲电极为正极，电极反应为：MHn+xH-+xe-=MHn-x，乙电极为负极，充电时甲电极为阳极，电极反应为：MHn-x-xe-+xH-=MHn，乙电极为阴极，电极反应为：MHx+xe-=M+xH-，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时，电子不能通过内电路，电子只能由负极经导线即外电路流向正极，A错误； B．由分析可知，放电时，甲电极为正极，乙电极为负极，故氢负离子移向乙电极，B错误； C．由分析可知，充电时，甲电极发生的反应可表示为MHn-x-xe-+xH-=MHn，C正确； D．由于Li、Na、K等活泼金属能与水反应，且H-+H2O=H2↑+OH-，故不可将固态离子导体替换成水溶液电解质，对氢负离子进行传导，D错误； 故答案为：C。 16．（24-25高三上·辽宁·期中）我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a膜是阴离子膜 B．放电时负极的电极反应式为 C．电池工作时，复合膜层间的解离生成的向多孔Pd纳米片方向移动 D．外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol解离 【答案】D 【分析】根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(OH)，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH， 总的电极反应为：Zn+2OH- +2H2O+CO2= Zn(OH)+HCOOH，充电时的电极反应与放电时的反应相反，由此分析。 【详解】A．由图可知，a膜释放出氢离子，是阳离子膜，b膜释放出氢氧根离子，是阴离子膜，A错误； B．根据图示可知，放电时是原电池，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(OH)，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，故B错误； C．放电时多孔Pd纳米片为正极，复合膜层间的解离生成的H+向多孔Pd纳米片方向移动，故C错误； D．复合膜层间的H2O解离成H+和OH-，根据总的电极反应：Zn+2OH- +2H2O+CO2= Zn(OH)+HCOOH，锌的化合价从0价升高到+2价，外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol H2O解离，故D正确； 答案选D。 17．（24-25高二上·河南郑州·期中）某新型电池装置如图所示。下列说法错误的是 已知：还原性，隔膜只允许通过。 A．右侧溶液中的通过隔膜移向左侧 B．多孔电极区电极反应式为 C．外电路中电子流向：→用电器→多孔碳电极 D．电路中转移0.1mol电子时，电极质量增加4.8g 【答案】A 【分析】根据原电池装置图和已知还原性，得出为负极，多孔C电极为正极，电池总反应为，负极反应式：，正极反应式为：，根据分析解答。 【详解】A．根据电极反应，左侧消耗，增多；右侧得到电子，正电荷减少，隔膜只允许通过，所以左边剩余的透过隔膜向右边移动，A错误； B．多孔C电极为正极，电极反应式为，B正确； C．外电路中电子流向为：负极用电器正极，C正确； D．根据分析和电子转移守恒可知，每转移电子，电极消耗Pb生成，难溶会附着在电极上使电极质量增加，则转移0.1mol电子时，电极质量增加4.8g，D正确； 故答案为：A。 18．（24-25高三上·江西赣州·期中）低品位热()是一种丰富且广泛存在的可持续能源，一种新型的37℃热富集铂极电池如图所示。利用从热区至冷区的pH梯度驱动对醌和对苯二酚的氧化/还原转换：。下列有关说法正确的是 A．：冷端>热端 B．工作中热端电极做正极 C．工作中无需补充对醌或对苯二酚 D．该电池为二次电池 【答案】C 【分析】 由图可知，原电池工作时冷端→，发生加氢反应，热端→，发生去氢反应，即冷端发生得电子的还原反应，热端发生失电子的氧化反应，则冷端为正极，热端为负极，正极反应为 ，负极反应为 ，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，：热端>冷端，故A错误； B．由分析可知，冷端电极为正极，则热端电极为负极，故B错误； C．结合两端反应，对醌、对苯二酚浓度不变，不需要补充，故C正确； D．含羧酸的纳米颗粒在不同温度下溶胀或收缩，从而释放或吸收H+驱动电极反应发生，则温差恒定时该电池能持续工作，形成连续的反应和持续的电流，不需要充电恢复，所以不是二次电池，故D错误； 故选C。 19．（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度(以葡萄糖浓度计)下降至标准，电池停止工作。电池工作时，下列叙述不正确的是 A．电池总反应为2C6H12O6+O2 =2C6H12O7 B．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a C．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 D．消耗18mg葡萄糖理论上a电极有0.4mmol电子流入 【答案】D 【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。 【详解】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确； B．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，B正确； C．b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，C正确； D．根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，D错误； 故选D。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$