热点题型06 电化学及其应用-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（浙江专用）

热点题型06 电化学及其应用 1．三类电池电极反应式的书写 (1)燃料电池(以CH3OH燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响) 质子交换膜(酸性) H＋ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 碱性燃料电池 OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 正极 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 负极 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 固态氧化物燃 料电池 O2－ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－===2O2－ 负极 CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O (2)一次电池 锌电池 锌银电池 总反应：Ag2O＋H2O＋Zn=== Zn(OH)2＋2Ag 正极 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 负极 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 锌锰 干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH 正极 MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ 负极 Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 镁电池 (新型) Mg­H2O2 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正极 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 负极 Mg－2e－===Mg2＋ Mg­AgCl 总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 正极 2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag 负极 Mg－2e－===Mg2＋ (3)充电(可逆)电池 镍电池(传统) 总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 正极 NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 负极 Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 阳极 Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O 阴极 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ 锂离子 电池 (新型) 总反应：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1) 正极 Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 负极 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 阳极 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 阴极 xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 2．可逆电池解题模型 关系图示 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 3．电解原理创新应用 (1)电解原理常见的考查点 电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式、电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。 (2)“5点”突破电解综合应用 ①分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。 ②剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 ③注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。 ④注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。 ⑤注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。 4．金属的腐蚀与防护 (1)金属的腐蚀(以钢铁的腐蚀为例进行分析) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 (2)金属的防护 (建议用时：40分钟) 考向01 新型一次电池 1．(2025·浙江省宁波市镇海中学高三选考模拟)乙醛酸(OHC-COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。下列说法错误的是( ) A．a极电势高于b极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．当有0.5mol离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为18.5g D．乙二醛被氧化的化学方程式：+H2O+Cl2→+2HCl 2．(2024·浙江省金华市东阳市高三下学期三模)微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，示意图如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置能同时实现海水淡化、化学能转化为电能 B．当消耗标况下氧气11.2L时，透过X、Y交换膜的离子总数是2NA个 C．负极反应为CH3COO--8e-＋7OH-=2CO2↑+5H2O D．Y为阴离子交换膜 3．(2024·浙江省高三下学期5月份大联考)一种用于心脏起搏器的微量电池具有能量大、寿命长等优点，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．b极为负极 B．该电池总反应的化学方程式为8Li+3SOCl26LiCl+2S+Li2SO3 C．外电路通过每电子，理论上生成12.8gS D．溶液中移向b极 4．(2024·浙江省高三下学期5月选考适应性考试)一种高效的除去废水中的PO43-的电化学装置如图所示，一般认为溶液中某离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时，该离子已除尽[已知常温下，Ksp(FePO4)=1.3×10-22]。下列说法不正确的是( ) A．光伏电池中，a极为正极，b极为负极 B．废水中发生的总反应为4Fe2++O2+4H++4PO43-=4FePO4↓+2H2O C．电路中有6 mol电子通过时，理论上最多可除去2 mol PO43- D．当废水中c(Fe3+)=1.0×10-15 mol·L-1时，PO43-已除尽 5．(2024·浙江省部分学校高三下学期模拟考试)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是( ) A．b极为正极，发生还原反应 B．电子流向：a极→导线→b极→电解质→a极 C．a极电极反应为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O D．该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜 考向02 可充电电池 6．(2025·浙江省名校协作体高三联考)目前新能源汽车多采用三元锂电池，某三元锂电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．充电时，需连接K1，K2，且B极为阴极 B．放电时，A极发生的反应为：xLi＋+6C+xe-=LixC6 C．放电时，电子流向为A极→用电器→B极→电解质溶液→A极 D．外电路每通过时，通过隔膜的质量为 7．(2025·浙江省强基联高三联考)可充电Mg-CO2电池工作原理示意图如图，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)用以捕获CO2，放电时CO2还原产物为MgC2O4。下列说法不正确的是( ) A．充电时，多孔碳纳米管与电源正极相连 B．PDA捕获CO2的反应可能为 C．放电时，每转移1mol电子，理论上转化1mol CO2 D．充电时，电子由阳极流向镁电极，Mg2+向阳极移动 8．(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三月联考)某钠离子二次电池如图所示，该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作。下列说法正确的是( ) A．充电时，a电极发生还原反应 B．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜 C．放电时，b电极的电极反应式： D．若放电前两极室质量相等，放电过程中转移1mol电子，则两极室质量差为23g 9．(2025·浙江省金华第一中学高三选考模拟)某新型可连续工作的锂液流电池，其工作原理如图。下列说法不正确的是( ) A．放电时，左侧Li+浓度基本不变 B．充电时，电极B发生的反应：2I3-—2e—=3I2 C．当外电路电流为0时，再向储液罐中注入FeCl3/HCl，电池可快速充电，重新工作 D．充电时，电极A质量增加ag时，右侧共有转移至左侧 10．(2024·浙江省高三下学期5月份大联考)2022年冬奥会期间，我国使用了铁-铬液流电池作为备用电源，其工作原理如图示。已知充电时被还原，下列说法不正确的是( ) A．放电时，a极电极电势低于b极 B．充电时，a极的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+ C．充电时，若有1mol Cr3+被还原，则电池中有1mol H+由左向右移动 D．若用该电池做电源给镀件镀铜，镀件增重0.64g时，理论上有0.02mol Fe3+被还原 考向03 电解原理及应用 11．(2023·浙江省6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是( ) A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应式为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 12．(2023·浙江省1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是( ) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 B．电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2O C．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应 D．电解时，阳离子向石墨电极移动 13．(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)一种基于氯碱工艺的新型电解池如下图，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中(忽略水的电离)，下列说法不正确的是( ) A．右侧电解室生成的气体为Cl2 B．阳极电极方程式为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH- C．应选择阳离子交换膜 D．理论上每消耗1molFe2O3，右侧电解室溶液减少351g 14．(2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)以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H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X为H2，Y为NaBr，Z为O2 B．电极b连接电源正极 C．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ：n(Br-)=3∶2 考向04 金属腐蚀与防护 15．(2024·浙江省1月选考)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是( ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为： 2NH3+2e-=H2↑＋2NH2- D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn 16．(2024·浙江省6月选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是( ) A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 17．(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图中，会出现蓝、红、蓝三个色块 18．(2025·浙江省强基联盟高三联考)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 19．(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 20．(2025·浙江省五校高三联考)利用电化学方法富集海水中的锂，其工作原理如下图所示。工作步骤如下：①向MnO2所在腔室通入海水，启动电源1，使海水中的Li+进入MnO2而形成LixMn2O4；②关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2上通入空气。下列说法不正确的是( ) A．上述过程中，电极1和电极2分别作阳极和阴极 B．启动电源1时，阴极上的电极反应：xLi++2MnO2+ xe-= LixMn2O4 C．启动电源2时，LixMn2O4中的Li+脱出进入腔室2 D．当有0.1mol Li+脱出时，电极2上产生1.12L(标准状况下)的H2 21．(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈[NC(CH2)4CN]，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是LixCy+ Li1- xCoO2-= LiCoO2+Cy。下列说法不正确的是( ) A．B为正极，电极反应式为：Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2 B．阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，一段时间后，阴极室的pH增大 C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌 D．A极质量减轻14g，理论上可制备1mol己二腈 22．(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)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(H2O解离出、分别移至两级室溶液)，通过电解KNO3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pH值增大 C．双极膜中H2O解离出的H+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2：1 23．(2025·浙江省名校协作体三开学测试)某研究团队通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，其装置如图所示。其中膜a、b为离子交换膜，双极膜c在直流电的作用下，中间界面层水发生解离产生H+和OH-。下列说法正确的是( ) A．膜a为阴离子交换膜 B．制得7.5g甘氨酸，盐室1增重2.2g C．碱室2反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+ D．一段时间后，碱室1浓度变小，碱室2浓度变大 24．(2024·浙江省稽阳联谊学校高三下学期二模)某课题组设计了一种新型可充放电的“生物质电池”，实现了在存储和释放电力的同时生产高附加值的化学品。电化学装置如图所示，电解质溶液为KOH溶液，实线代表放电，虚线代表充电，下列说法正确的是( ) A．放电时，M极电势高于N极 B．放电时，N极电极反应式为NiOOH+H2O+e-= Ni2++3OH- C．充电时，电路中每转移1mol e-，理论上可生产糠醇49g D．充电时，M极附近溶液pH不断减小 25．(2024·浙江省金华市第一中学高三下学期考前预测)利用不同氢源(D2O和)在两个膜电极上同时对同一有机物进行双边加氢的原理如图所示(以为电解质)。下列说法不正确的是( ) A．极电极反应式为：HCHO-e-＋2OH-=HCOO-+H+H2O B．电解时，阴离子通过交换膜从左室向右室迁移 C．消耗1mol ，回路转移电子和通过交换膜的阴离子的物质的量均为4mol D．若无论电解多久极附近产物中也不会含有，说明极获得的均来自HCHO 1 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 $$ 热点题型06 电化学及其应用 1．三类电池电极反应式的书写 (1)燃料电池(以CH3OH燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响) 质子交换膜(酸性) H＋ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 碱性燃料电池 OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 正极 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 负极 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 固态氧化物燃 料电池 O2－ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－===2O2－ 负极 CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O (2)一次电池 锌电池 锌银电池 总反应：Ag2O＋H2O＋Zn=== Zn(OH)2＋2Ag 正极 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 负极 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 锌锰 干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH 正极 MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ 负极 Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 镁电池 (新型) Mg­H2O2 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正极 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 负极 Mg－2e－===Mg2＋ Mg­AgCl 总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 正极 2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag 负极 Mg－2e－===Mg2＋ (3)充电(可逆)电池 镍电池(传统) 总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 正极 NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 负极 Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 阳极 Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O 阴极 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ 锂离子 电池 (新型) 总反应：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1) 正极 Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 负极 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 阳极 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 阴极 xLi＋＋xe－＋C6===LixC6 2．可逆电池解题模型 关系图示 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 3．电解原理创新应用 (1)电解原理常见的考查点 电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式、电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。 (2)“5点”突破电解综合应用 ①分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。 ②剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 ③注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。 ④注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。 ⑤注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。 4．金属的腐蚀与防护 (1)金属的腐蚀(以钢铁的腐蚀为例进行分析) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 (2)金属的防护 (建议用时：40分钟) 考向01 新型一次电池 1．(2025·浙江省宁波市镇海中学高三选考模拟)乙醛酸(OHC-COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。下列说法错误的是( ) A．a极电势高于b极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．当有0.5mol离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为18.5g D．乙二醛被氧化的化学方程式：+H2O+Cl2→+2HCl 【答案】B 【解析】由题中信息：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合题中装置图，可知阳极生成的Cl2通入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧，Cl2与乙二醛发生氧化还原反应，生成Cl-移向与a电极相连的电极，与b电极相连的电极发生还原反应，生成H2，a为电源正极，b为电源负极。根据电解原理，可知阳极发生的电极反应式为2Cl-―2e-=Cl2↑，阴极发生还原反应，电极反应方程式为2H＋＋2e-=H2↑。A项，a电极为正极，b电极为负极，因此a极电势高于b极，故A正确；B项，根据题意氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误；C项，根据得失电子守恒有1molOHC—COOH~1molCl2~2mole-，则当有0.5mol离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为，故C正确；D项，氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为：+H2O+Cl2→+2HCl，故D正确；故选B。 2．(2024·浙江省金华市东阳市高三下学期三模)微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，示意图如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置能同时实现海水淡化、化学能转化为电能 B．当消耗标况下氧气11.2L时，透过X、Y交换膜的离子总数是2NA个 C．负极反应为CH3COO--8e-＋7OH-=2CO2↑+5H2O D．Y为阴离子交换膜 【答案】A 【解析】燃料电池通入O2的电极为正极，因此b为正极；CH3COO-反应的电极为负极，即a为负极。A项，原电池内电路中：阳离子通过阳离子交换膜移向正极，阴离子通过阴离子交换膜移向负极，从而使海水中含量减少形成淡水，该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，能提供电能，A正确；B项，由图可知，通入氧气的电极为正极，得电子发生还原反应，消耗标况下氧气11.2L，相当于消耗0.5mol氧气，0.5mol氧气得到电子，因此Y阳离子交换膜通过2NA离子，同时X阴离子交换膜也通过2NA离子，所以透过X、Y交换膜的离子总数是4NA个，B错误；C项，由图可知，负极为有机弱酸性废水CH3COO-的电极，失电子发生氧化反应，溶液为酸性，电极反应为CH3COO--8e-＋2H2O=2CO2↑+7H+，C错误；D项，原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜，D错误；故选A。 3．(2024·浙江省高三下学期5月份大联考)一种用于心脏起搏器的微量电池具有能量大、寿命长等优点，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．b极为负极 B．该电池总反应的化学方程式为8Li+3SOCl26LiCl+2S+Li2SO3 C．外电路通过每电子，理论上生成12.8gS D．溶液中移向b极 【答案】B 【解析】据图示可知，石墨电极上的SOCl2中S元素化合价由+4价降低到0价，生成S单质，即石墨电极上发生还原反应，所以b极为正极，a极为负极。【解析】A项，据以上分析可知，b极为正极，a极为负极，故A错误；B项，由图可知，负极Li发生氧化反应生成LiCl，正极上SOCl2的产物为S、Cl-、SO32-，所以该电池的总反应为8Li+3SOCl26LiCl+2S+Li2SO3，故B正确；C项，根据电池总反应可知，外电路每通过0.4mol电子，理论上生成0.1molS，质量为3.2g，故C错误；D项，原电池内电路中阴离子移向负极(a极)，故D错误；故选B。 4．(2024·浙江省高三下学期5月选考适应性考试)一种高效的除去废水中的PO43-的电化学装置如图所示，一般认为溶液中某离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时，该离子已除尽[已知常温下，Ksp(FePO4)=1.3×10-22]。下列说法不正确的是( ) A．光伏电池中，a极为正极，b极为负极 B．废水中发生的总反应为4Fe2++O2+4H++4PO43-=4FePO4↓+2H2O C．电路中有6 mol电子通过时，理论上最多可除去2 mol PO43- D．当废水中c(Fe3+)=1.0×10-15 mol·L-1时，PO43-已除尽 【答案】C 【解析】A项，要沉淀PO43-需用Fe3+，利用Fe3+与PO43-反应生成FePO4沉淀除去PO43-，故铁为阳极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，Fe2+被O2氧化为Fe3+，石墨为阴极，故a极为正极，b极为负极，A正确；B项，Fe2+被O2氧化为Fe3+，与PO43-反应生成FePO4沉淀，总反应为4Fe2++O2+4H++4 PO43-=4FePO4↓+2H2O，B正确；C项，电路中有6 mol电子通过时，根据Fe-2e-=Fe2+，可生成3molFe2+，被氧化可得3molFe3+，故可除去3mol PO43-，C错误；D项，当废水中c(Fe3+)=1.0×10-15 mol·L-1时，c(PO43-)===1.3×10-7 mol/L<1.0×10-5 mol/L，故PO43-已除尽，D正确；故选C。 5．(2024·浙江省部分学校高三下学期模拟考试)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是( ) A．b极为正极，发生还原反应 B．电子流向：a极→导线→b极→电解质→a极 C．a极电极反应为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O D．该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜 【答案】A 【解析】由装置可知a电极上CO和H2失电子生成CO2和H2O，则a极为负极，b极为正极，b电极上O2得电子结合CO2生成CO32-，CH4和水反应生成CO和H2。A项，由以上分析可知b极为正极，得电子发生还原反应，故A正确；B项，电子不经过电解质，故B错误；C项，a极反应物不是甲烷，故C错误；D项，熔融碳酸盐为电解质，故隔膜允许碳酸根离子通过，为阴离子交换膜，故D错误；故选A。 考向02 可充电电池 6．(2025·浙江省名校协作体高三联考)目前新能源汽车多采用三元锂电池，某三元锂电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．充电时，需连接K1，K2，且B极为阴极 B．放电时，A极发生的反应为：xLi＋+6C+xe-=LixC6 C．放电时，电子流向为A极→用电器→B极→电解质溶液→A极 D．外电路每通过时，通过隔膜的质量为 【答案】D 【解析】连接K2、K3时，装置为原电池，A为负极，电极反应为：LixC6－xe-=xLi＋+6C，B极正极，电极反应为；连接K1、K2时，装置为电解池，A极为阴极，B极力阳极，电极反应与原电池相反。A项，充电时，需连接K1，K2，且B极为阳极，故A错误；B项，放电时，为原电池，A极发生的反应为：LixC6－xe-=xLi＋+6C，故B错误；C项，放电时为原电池，电子不经过电解液，流向为A极→用电器→B极，故C错误；D项，当外电路通过1 mol 电子时，通过隔膜的Li+的物质的量1 mol，其质量为1 mol x7g•mol-1 =7g，故D正确；故选D。 7．(2025·浙江省强基联高三联考)可充电Mg-CO2电池工作原理示意图如图，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)用以捕获CO2，放电时CO2还原产物为MgC2O4。下列说法不正确的是( ) A．充电时，多孔碳纳米管与电源正极相连 B．PDA捕获CO2的反应可能为 C．放电时，每转移1mol电子，理论上转化1mol CO2 D．充电时，电子由阳极流向镁电极，Mg2+向阳极移动 【答案】D 【解析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极，电极方程式为Mg2++2e-+2CO2=MgC2O4，电极为负极，电极方程式为Mg－2e-=Mg2+；则充电时多孔碳纳米管电极为阳极，Mg电极为阴极，电极方程式与原电池相反。A项，充电时，多孔碳纳米管是阳极，与电源正极连接，故A正确；B项，PDA捕获CO2的反应可能为，1，3-丙二胺与二氧化碳中的一个碳氧双键发生加成反应，故B正确；项，放电时，根据正极的反应Mg2++2e-+2CO2=MgC2O4可知，每转移1mol电子，理论上转化1molCO2，故C正确；D项，充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2+向阴极迁移，故D错误；故选D。 8．(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三月联考)某钠离子二次电池如图所示，该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作。下列说法正确的是( ) A．充电时，a电极发生还原反应 B．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜 C．放电时，b电极的电极反应式： D．若放电前两极室质量相等，放电过程中转移1mol电子，则两极室质量差为23g 【答案】C 【解析】该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作，由电流方向可知，放电时，b极为负极，失去电子发生氧化反应生成：，此时钠离子通过阳离子膜B向左侧运动；a极为正极，得到电子发生还原反应生成：+2e-=，和通过阳离子膜A迁移过来的钠离子结合生成；充电时a与外接电源正极相连为阳极、b与外接电源负极相连为阴极。A项，充电时，a电极为阳极，发生氧化反应，A错误； B项，A、B均为阳离子交换膜，B错误；C项，放电时，b电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：，C正确；  D项，若放电前两极室质量相等，根据电子转移关系可知钠离子迁移情况为e-~Na+，则放电过程中转移1mol电子时，有1mol钠离子由b极区迁移至a极区，b极区减少1mol钠离子、a极增加1mol钠离子，则两极质量差为23g/mol×1mol×2=46g，D错误；故选C。 9．(2025·浙江省金华第一中学高三选考模拟)某新型可连续工作的锂液流电池，其工作原理如图。下列说法不正确的是( ) A．放电时，左侧Li+浓度基本不变 B．充电时，电极B发生的反应：2I3-—2e—=3I2 C．当外电路电流为0时，再向储液罐中注入FeCl3/HCl，电池可快速充电，重新工作 D．充电时，电极A质量增加ag时，右侧共有转移至左侧 【答案】D 【解析】由图可知，放电时，电极A为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li—e—=Li+，电极B为正极，碘在正极得到电子发生还原反应生成碘三离子，电极反应式为3I2+2e—=2I3-，正极室中阴离子电荷数增大，负极室生成的锂离子通过锂超离子交换膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒；充电时，电极A与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，电极B与直流电源正极相连做阳极。A项，放电时，负极室生成的锂离子通过锂超离子交换膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒，则左侧锂离子浓度会基本保持不变，故A正确；B项，充电时，电极B做电解池的阳极，碘三离子在阳极失去电子发生氧化反应生成单质碘，电极反应式为2I3-—2e—=3I2，故B正确；C项，当外电路电流为0时说明碘完全反应转化为碘三离子，向储液罐中注入氯化铁和盐酸混合溶液，铁离子能将碘三离子氧化为单质碘，使碘在正极上放电，起到快速充电的作用，使电池重新工作，故C正确；D项，锂超离子交换膜只允许锂离子通过，不允许钾离子通过，故D错误；故选D。 10．(2024·浙江省高三下学期5月份大联考)2022年冬奥会期间，我国使用了铁-铬液流电池作为备用电源，其工作原理如图示。已知充电时被还原，下列说法不正确的是( ) A．放电时，a极电极电势低于b极 B．充电时，a极的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+ C．充电时，若有1mol Cr3+被还原，则电池中有1mol H+由左向右移动 D．若用该电池做电源给镀件镀铜，镀件增重0.64g时，理论上有0.02mol Fe3+被还原 【答案】A 【解析】充电时Cr3+被还原，则充电时b为阴极，a为阳极，所以放电时a为正极，b为负极。A项，放电时a为正极，b为负极，正极电极电势高于负极电极电势，因此a的电极电势更高，故A错误；B项，充电时a为阳极，电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+，故B正确；C项，若有1mol Cr3+被还原生成Cr2+，则得到1mol电子，由于内外电路转移电荷相等，所以电池中有1mol H+由左(阳极)向右(阴极)移动，故C正确；D项，给镀件镀铜时，镀件增重0.64g，则生成0.01mol Cu，转移0.02mol电子，由放电时电极反应式Fe3++e-=Fe2+可知，此时有0.02mol Fe3+被还原，故D正确；故选A。 考向03 电解原理及应用 11．(2023·浙江省6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是( ) A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应式为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 【答案】B 【解析】A项，电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；B项，电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；C项，右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；D项，改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。故选B。 12．(2023·浙江省1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是( ) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 B．电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2O C．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应 D．电解时，阳离子向石墨电极移动 【答案】C 【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi)，电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。A项，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，A错误；B项，电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B错误；C项，根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl-参与反应，C正确；D项，电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，D错误；故选C。 13．(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)一种基于氯碱工艺的新型电解池如下图，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中(忽略水的电离)，下列说法不正确的是( ) A．右侧电解室生成的气体为Cl2 B．阳极电极方程式为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH- C．应选择阳离子交换膜 D．理论上每消耗1molFe2O3，右侧电解室溶液减少351g 【答案】B 【解析】装置图中右侧为饱和食盐水，右侧电极上生成气体，则右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应：2Cl-－2e-=Cl2↑，左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极。A项，右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，阳极反应：2Cl-－2e-=Cl2↑，故A正确；B项，依据分析可知左侧为阴极，电极反应：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，故B错误；C项，若为阴离子交换膜，OH-移动会与Cl2反应，选择阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，得到氢氧化钠溶液，故C正确；D项，理论上每消耗1molFe2O3，转移6mol电子，产生3molCl2，同时有6molNa+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3mol×71g/mol+6mol×23g/mol=351g，故D正确；故选B。 14．(2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)以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H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X为H2，Y为NaBr，Z为O2 B．电极b连接电源正极 C．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ：n(Br-)=3∶2 【答案】A 【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3-，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O=BrO3-+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑；催化循环阶段BrO3-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。A项，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，Y为H2O，电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑，X为H2，催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成Z为O2，A错误；B项，电极b为阳极，连接电源正极，B正确；C项，电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑，C正确；D项，催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1mol Br-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正确；故选A。 考向04 金属腐蚀与防护 15．(2024·浙江省1月选考)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是( ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为： 2NH3+2e-=H2↑＋2NH2- D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn 【答案】C 【解析】A项，氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；B项，腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH变大，B正确；C项，该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；D项，根据得失电子守恒，每生成标准状况下22.4mLH2，转移电子数为，消耗0.010 mol Zn，D正确；故选C。 16．(2024·浙江省6月选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是( ) A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【答案】B 【解析】A项，图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确；B项，图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；C项，图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；D项，图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-=Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确；故选B。 17．(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图中，会出现蓝、红、蓝三个色块 【答案】B 【解析】图A中，根据题中条件可知，形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；图B中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为：Zn－2e-=Zn2＋，铁作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。A项，B中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；B项，图B中铁作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；C项，该装置形成原电池，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，故C正确；D项，此时铁作负极，发生氧化反应，其电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，生成氢氧根，所以铜电极附近变红，由于铜裹在铁的中段，所以琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块，故D正确；故选B。 18．(2025·浙江省强基联盟高三联考)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【答案】C 【解析】A项，阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；B项，阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；C项，金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；D项，海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；故选C。 19．(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 【答案】C 【解析】根据电源和直流电方向可知，锌环作阳极、铁帽作阴极。A项，通电时锌环与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，A正确；B项，通电时铁作阴极，水中氢离子放电，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，B正确；C项，因铁比锡活泼，断电时构成原电池，锡作正极，而铁作负极被消耗，所以铁帽被腐蚀，C错误；D项，断电时构成原电池，铁作正极氧气得电子，即正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确； 故选C。 20．(2025·浙江省五校高三联考)利用电化学方法富集海水中的锂，其工作原理如下图所示。工作步骤如下：①向MnO2所在腔室通入海水，启动电源1，使海水中的Li+进入MnO2而形成LixMn2O4；②关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2上通入空气。下列说法不正确的是( ) A．上述过程中，电极1和电极2分别作阳极和阴极 B．启动电源1时，阴极上的电极反应：xLi++2MnO2+ xe-= LixMn2O4 C．启动电源2时，LixMn2O4中的Li+脱出进入腔室2 D．当有0.1mol Li+脱出时，电极2上产生1.12L(标准状况下)的H2 【答案】D 【解析】启动电源1，使海水中Li+进入MnO2而形成LixMn2O4，MnO2中锰元素的化合价降低，作阴极，与电源1的负极相连，电极反应式为：xLi++2MnO2+ xe-= LixMn2O4；电极1作阳极，连接电源正极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+。关闭电源1和海水通道，启动电源2，向电极2上通入空气，使LixMn2O4中的Li+脱出进入腔室2，则电极2为阴极，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，阳极的电极反应式为：LixMn2O4-xe-= xLi++2MnO2。A项，上述过程中，电极1和电极2分别作阳极和阴极，故A正确；B项，启动电源1时，阴极上的电极反应：xLi++2MnO2+ xe-= LixMn2O4，故B正确；C项，启动电源2时，LixMn2O4中的Li+脱出进入腔室2，故C正确；D项，当Li+脱出时，电极2为阴极，电极2上不产生H2，而是消耗氧气，故D错误；故选D。 21．(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈[NC(CH2)4CN]，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是LixCy+ Li1- xCoO2-= LiCoO2+Cy。下列说法不正确的是( ) A．B为正极，电极反应式为：Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2 B．阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，一段时间后，阴极室的pH增大 C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌 D．A极质量减轻14g，理论上可制备1mol己二腈 【答案】B 【解析】由钴酸锂电池的总反应LixCy+ Li1- xCoO2-= LiCoO2+Cy可知，A极上LixCy转化为Cy，失去Li+和电子，作负极，则B作正极，C作阳极，D作阴极。A项，由分析可知，B为正极，其电极反应式为：Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2，A正确；B项，阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，过程中阳极区的H+通过质子交换膜移动到阴极区，根据电荷守恒可知，一段时间后，H+浓度不变，则pH不变，B错误；C项，锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌，C正确；D项，A极质量减轻14g，则电路中转移2 mol e-，根据2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN 生成1mol己二腈，D正确； 故选B。 22．(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)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(H2O解离出、分别移至两级室溶液)，通过电解KNO3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pH值增大 C．双极膜中H2O解离出的H+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2：1 【答案】B 【解析】该装置为电解池装置，I室中a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，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：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。A项，根据分析可知，电极b为阳极，应与电源正极相连，A错误；B项，I室中a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，溶液中氢离子浓度减少，则电解一段时间后I室的pH值增大，B正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，即双极膜中H2O解离出的H+向电极a极移动，C错误；D项，结合a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，b电极发生电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，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；故选B。 23．(2025·浙江省名校协作体三开学测试)某研究团队通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，其装置如图所示。其中膜a、b为离子交换膜，双极膜c在直流电的作用下，中间界面层水发生解离产生H+和OH-。下列说法正确的是( ) A．膜a为阴离子交换膜 B．制得7.5g甘氨酸，盐室1增重2.2g C．碱室2反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+ D．一段时间后，碱室1浓度变小，碱室2浓度变大 【答案】B 【解析】由题干装置图可知，要通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，则盐室2中产生甘氨酸，即双极膜c中的H+向左移动，则电极A为阴极，电极反应为：2HCO3-+2e-=H2↑+2CO32-，电极B为阳极，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，盐室2中Na+经过膜a极阳离子交换膜进入盐室1，碱室2中Na+经膜b进入碱室1。A项，膜a为阳离子交换膜，A错误；B项，由H2NCH2COO-+H+=H2NCH2COOH可知，制得7.5g甘氨酸即=0.1mol，则电路上通过0.1mole-，即由0.1molNa+由盐室2进入盐室1，同时盐室1中产生0.05molH2，即盐室1增重0.1mol×23g/mol-0.05mol×2g/mol=2.2g，B正确；C项，碱室2反应式：4OH--4e-=O2↑+2H2O，C错误；D项，一段时间后，碱室1浓度变大，碱室2浓度变小，D错误；故选B。 24．(2024·浙江省稽阳联谊学校高三下学期二模)某课题组设计了一种新型可充放电的“生物质电池”，实现了在存储和释放电力的同时生产高附加值的化学品。电化学装置如图所示，电解质溶液为KOH溶液，实线代表放电，虚线代表充电，下列说法正确的是( ) A．放电时，M极电势高于N极 B．放电时，N极电极反应式为NiOOH+H2O+e-= Ni2++3OH- C．充电时，电路中每转移1mol e-，理论上可生产糠醇49g D．充电时，M极附近溶液pH不断减小 【答案】C 【解析】由题意可知，放电时：N电极转化为Ni(OH)2，得到电子，N电极为正极，则M为负极，此时糠醛转化为糠酸；充电时：M电极糠醛转化为糠醇，发生还原反应，M为阴极，N电极Ni(OH)2转化为，N为阳极。A项，放电时，正极电势高于负极，则N极电势高于M极，A错误；B项，放电时，N极电极反应式为NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH-，B错误；C项，49g糠醇是0.5mol，充电时，当生产0.5mol糠醇时，有2.5mol的0价碳(平均价态)降低到-价(平均价态)，转移1mole-，C正确；D项，充电时，M极电极反应：+2H2O+2e-=2OH-+，则M极附近溶液pH不断增大，D错误；故选C。 25．(2024·浙江省金华市第一中学高三下学期考前预测)利用不同氢源(D2O和)在两个膜电极上同时对同一有机物进行双边加氢的原理如图所示(以为电解质)。下列说法不正确的是( ) A．极电极反应式为：HCHO-e-＋2OH-=HCOO-+H+H2O B．电解时，阴离子通过交换膜从左室向右室迁移 C．消耗1mol ，回路转移电子和通过交换膜的阴离子的物质的量均为4mol D．若无论电解多久极附近产物中也不会含有，说明极获得的均来自HCHO 【答案】C 【解析】A项，由图可知，N极HCHO和OH−失电子生成HCOO−和H，配平后电极方程式正确，A正确；B项，NaOH为电解质，N极电极反应消耗OH−，电解时，阴离子通过交换膜从左室向右室迁移，B正确；C项，M极消耗1mol，产物中增加4molD，D来源于D2O，化合价由+1变为0，共得4mol电子，阴阳极得失电子守恒，N极也失4mol电子，由N极电极反应知，需要8molOH-，即通过交换膜的阴离子的物质的量为8mol，C错误；D项，若无论电解多久N极附近产物中也不会含有，结合N极电极反应，说明N极获得的H均来自HCHO，D正确；故选C。 1 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 $$