热点题型03 电化学及其应用-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（北京专用）

热点题型03 电化学及其应用 一、原电池及其工作原理 装置 图解 可充电电池 关系 图示 解题 模型 例如:xMg+Mo3S4MgxMo3S4 　二、电极名称的判断 原电池 电解池 三、电解池及其工作原理 电解池 模型 惰性电极电解CuCl2溶液 多室电 解池 三室电渗析法处理Na2SO4废水 四、新型化学电源 1．电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写) 2．突破二次电池的四个角度 3．新型可充电电池 (1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 (2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。 (3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 ①首先应分清电池是放电还是充电。 ②再判断出正、负极或阴、阳极。 放电：阳离子→正极，阴离子→负极； 充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极； 总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。 4．燃料电池中电极反应式的书写 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。 如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为 CH4＋2O2===CO2＋2H2O　① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　② ①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 第二步：写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况： (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式： O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式： O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式： O2＋4e－===2O2－。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式： O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式 电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。 5．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结 负极 正极 （建议用时：40分钟） 考向01 原电池原理 1．（2024·北京·一模）用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图，该装置由电池部分和热再生部分组成：电池部分中，a极室为混合液，B极室为溶液；热再生部分加热a极室流出液，使分解。下列说法不正确的是 A．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．a极的电极反应为： C．电池部分的总反应为： D．该方法可以富集并产生电能，同时循环利用 2．（2024·北京·模拟预测）我国科学家在可充放电式锌-空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。下列有关说法不正确的是 A．放电时电解质溶液中K+向正极移动 B．放电时锌电池负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- C．充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能 D．充电时阴极生成6.5gZn的同时阳极产生2.24LO2(标准状况) 3．（2025·北京·模拟预测）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图所示。 下列有关微生物电池的说法中不正确的是 A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理 C．质子交换膜的交换动力来源于膜两侧离子浓度差 D．电池总反应为 4．（2024·北京昌平·二模）一种混合离子软包二次电池装置示意图如图所示(其中一极产物为固体)，下列说法正确的是 A．放电时：为正极反应物，其中得电子 B．无论放电或充电，均应选用阳离子交换膜 C．无论放电或充电，电路中每转移电子就有离子通过离子交换膜 D．由该装置不能推测出还原性： 5．（24-25高三上·北京·阶段练习）液流电池可以实现光伏发电和风力发电电能的储存和释放。一种非金属有机物液流电池的工作原理如下图。 下列说法不正确的是 A．放电时，正极反应式为 B．放电时，物质a为 C．充电时，AQDS/储液罐中的pH减小，H+通过质子交换膜到达溴极室 D．增大储液罐体积，可提高液流电池的储能容量 6．（2023·北京·高考真题）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．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 考向02 电解池原理 7．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1mol/LCuSO4 +少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有 ② 0.1mol/LCuSO4 +过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素 下列说法不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到，推测可能发生反应： C．随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移 D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 8．（2024·北京·三模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 9．（2024·北京大兴·三模）用如图装置可以实现电解K2CrO4溶液制备K2Cr2O7和浓KOH溶液。下列说法不正确的是 A．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 B．a室中获得的产品有H2和浓KOH溶液 C．b室获得K2Cr2O7的过程中，涉及平衡的移动 D．取少量b室中电解后的溶液，加入乙醇，会看到溶液变绿色 10．（2024·北京·三模）利用双极膜电解制备，捕集烟气中，制备。电解原理如图所示： 已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 下列说法正确的是 A．阴极反应式： B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜 C．电路中转移电子时共产生 D．该装置总反应的方程式为 11．（2024·北京顺义·二模）科学家发展出一种近中性条件下高效无膜电解水过程，原理如图所示，其中溴化物在电解池甲中被氧化为溴酸盐。下列说法正确的是 A．电极为阳极 B．电解一段时间后，甲中溶液升高 C．当甲中有生成时，理论上有生成(标准状况下) D．乙中发生的反应为： 12．（2024·北京·高考真题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 考向03新型化学电源 13．（2024·北京海淀·三模）一种新型水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径，其工作示意图如下，下列说法不正确的是 A．放电时，金属锌为负极 B．放电时，被转化为储氢物质 C．充电时，电池总反应为： D．充电时，双极隔膜产生的向右室移动 14．（2024·北京通州·一模）中国科研团队研发出室温下可稳定充放电的高柔性钙一氧气电池，该电池的总反应为：，下列说法正确的是 A．中阴阳离子个数比为2：1 B．电解质溶液可选用水溶液 C．放电时正极电极反应式为 D．充电时阳极电极反应式为 15．（2024·北京海淀·二模）我国科研人员研发的海泥细菌电池不仅可以作为海底仪器的水下电源，还可以促进有机污染物（以表示）的分解，其工作原理如图，其中海底沉积层/海水界面可起到质子交换膜的作用，下列理论分析正确的是 A．a极为电池负极 B．b极的电极反应为 C．若b极区生成，则a极区增加2mol D．外电路通过时，至少有生成 16．（2024·北京丰台·二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G―CHO代表葡萄糖)。 下列说法不正确的是 A．该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作 B．工作时，电极Ⅰ附近pH下降 C．工作时，电子流向：电极Ⅱ→传感器→电极Ⅰ D．工作时，电极Ⅱ电极反应式为 17．（23-24高三上·北京西城·期末）燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水，原理的示意图如下(忽略溶液体积的变化)。 下列说法不正确的是 A．通过质子交换膜向a极室迁移 B．工作一段时间后，a极室中稀硫酸的浓度增大 C．电极b的电极反应： D．电池的总反应： 18．（24-25高三上·北京·阶段练习）将铜棒插入浓、稀Cu(NO3)2溶液中(装置如图)，观察到电流计指针发生偏转，一段时间后，浸入浓Cu(NO3)2溶液的铜棒变粗。下列说法不正确的是 A．铜棒变粗的反应：Cu2++2e−=Cu B．左侧铜棒为正极 C．随着反应的进行，浓、稀Cu(NO3)2溶液的浓度逐渐接近 D．Cu2+的氧化性随c(Cu2+)增大而增强，Cu的还原性随c(Cu2+)增大而减弱 19．（24-25高三上·北京朝阳·阶段练习）全钒液流电池是一种新型绿色的二次电池。其工作原理如图所示。下列叙述不正确的是 A．放电时，电子由Y极流出，经负载到X极 B．放电时，每转移电子，理论上有迁移至X极区 C．充电过程中，Y极区溶液pH降低 D．将电解液储存在储液罐中，可增大液流电池储能容量 20．（24-25高三上·北京房山·开学考试）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。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述不正确的是 A．电极a为正极 B．电池工作时，血液做电解质溶液，其中的Na+向b极移动 C．总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 D．有望为其他可植入医疗设备提供电能 21．（2024·北京朝阳·二模）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．a电极为负极，c电极为阳极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH减小 D．每吸收，理论上可以得到 22．（24-25高三上·北京·阶段练习）已知某温度下的，，一种脱除和利用水煤气中方法的示意图如下，下列说法错误的是 A．H+由左池迁移到右池 B．该温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，则该溶液的pH=10 C．利用电化学原理，将电催化还原为，阴极反应式为、 D．在溶液中 23．（24-25高三上·北京朝阳·期中）科学家开发新型电化学装置，用于从卤水[含等离子]中提取锂盐，在淡水池中得到，如下图所示。 下列说法不正确的是 A．从卤水中提取的反应为 B．电极分别通过还原反应、氧化反应释放、结合 C．一段时间后将a与b、c与d电极对调，可继续从卤水中提取 D．充分电解后，将电源的正极、负极对调，淡水池中增大 24．（24-25高三上·北京顺义·阶段练习）科学家发展出一种近中性条件下高效无膜电解水过程，原理如图所示，其中溴化物在电解池甲中被氧化为溴酸盐。下列说法正确的是 A．极电极A为阳极 B．电解一段时间后，甲中液溶液pH升高 C．乙中发生的反应为： D．当甲中有1mol生成时，理论上有44.8LH2生成(标准状况下) 25．（24-25高三上·北京·开学考试）近期，天津大学化学团队以与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法正确的是 A．电极与电源负极相连 B．图中从左向右迁移的离子是 C．电极上可能会有副产物生成 D．在电极上发生的反应为： 26．（23-24高三上·北京·开学考试）某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以吸收溶液的有机高聚物做固态电解质，其电池总反应为： 其电池结构如图1所示，图2是有机高聚物的结构片段。                          图1                                         图2 下列说法中，正确的是 A．充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一端连接电源正极 B．充电时，移向膜 C．放电时，正极反应为 D．合成有机高聚物的单体可能仅为 27．（2023·北京西城·二模）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．电极b的反应式： C．该装置可将酸和碱的化学能转化为电能 D．酸性条件下的氧化性强于碱性条件下的氧化性 28．（2023·北京海淀·二模）我国科学家合成首例可控单分子电子开关器件。该分子在紫外光照射下关环(电路接通)，在可见光照射下开环(电路断开)，其微观示意图如下： 下列说法不正确的是 A．石墨烯可以导电 B．单分子开关经紫外光照射形成了极性键 C．水解反应可使单分子开关与石墨烯片断分离 D．紫外光照射后，单分子开关体系内的电子具有流动性，故可以导电 29．（2023·北京昌平·二模）钠离子电池理论成本低于锂离子电池。如图所示是一种正极为，固体电解质为，负极为的钠离子电池。下列说法不正确的是    A．电池右侧电极为 B．中Fe的化合价为+2、+3 C．正极可能发生 D．从正极向负极移动 30．（2023·北京·高考真题）下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．溶液中加入少量固体，促进分解 B．密闭烧瓶内的和的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 31．（23-24高三上·北京·阶段练习）羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如下图所示)，实现发电、环保二位一体。下列说法不正确的是 A．a、b、c、d分别为正极、负极、阴极、阳极 B．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH C．系统工作时，每转移-消耗苯酚 D．电极的电极应式： 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03 电化学及其应用 一、原电池及其工作原理 装置 图解 可充电电池 关系 图示 解题 模型 例如:xMg+Mo3S4MgxMo3S4 　二、电极名称的判断 原电池 电解池 三、电解池及其工作原理 电解池 模型 惰性电极电解CuCl2溶液 多室电 解池 三室电渗析法处理Na2SO4废水 四、新型化学电源 1．电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写) 2．突破二次电池的四个角度 3．新型可充电电池 (1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 (2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。 (3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 ①首先应分清电池是放电还是充电。 ②再判断出正、负极或阴、阳极。 放电：阳离子→正极，阴离子→负极； 充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极； 总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。 4．燃料电池中电极反应式的书写 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。 如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为 CH4＋2O2===CO2＋2H2O　① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　② ①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 第二步：写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况： (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式： O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式： O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式： O2＋4e－===2O2－。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式： O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式 电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。 5．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结 负极 正极 （建议用时：40分钟） 考向01 原电池原理 1．（2024·北京·一模）用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图，该装置由电池部分和热再生部分组成：电池部分中，a极室为混合液，B极室为溶液；热再生部分加热a极室流出液，使分解。下列说法不正确的是 A．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．a极的电极反应为： C．电池部分的总反应为： D．该方法可以富集并产生电能，同时循环利用 【答案】A 【分析】由图可知，a电极为原电池的负极，氨分子作用下铜在负极失去电子发生氧化反应生成四氨合铜离子，电极反应为，b电极为正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e—=Cu，总反应为，溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜由正极迁移到负极。 【详解】A．由分析可知，溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜由正极迁移到负极，故A错误； B．由分析可知，a极为原电池的负极，氨分子作用下铜在负极失去电子发生氧化反应生成四氨合铜离子，电极反应为为，故B正确； C．由分析可知，电池的部分总反应为，故C正确； D．由分析可知，该装置为原电池装置，可以富集铜离子并产生电能，同时回收液受热分解释放出氨气，能循环利用氨气，故D正确； 故选A。 2．（2024·北京·模拟预测）我国科学家在可充放电式锌-空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。下列有关说法不正确的是 A．放电时电解质溶液中K+向正极移动 B．放电时锌电池负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- C．充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能 D．充电时阴极生成6.5gZn的同时阳极产生2.24LO2(标准状况) 【答案】D 【分析】根据2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-可知，O元素的化合价降低，被还原，应为原电池正极，Zn元素化合价升高，被氧化，应为原电池负极，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－=[Zn(OH)4]2－，放电时阳离子向正极移动，据此分析解答。 【详解】A．放电时电解质溶液中带正电荷的K＋向正极移动，故A正确； B．由总反应式知，放电时负极是活泼金属锌失去电子被氧化为Zn2＋，Zn2＋与OH－反应结合为[Zn(OH)4]2－：Zn－2e－＋4OH－=[Zn(OH)4]2－，故B正确； C．由总反应式和原理图知，放电时发生“氧化还原反应(ORR)”，充电时发生“析氧反应(OER)”，“双功能催化剂”意味着无论放电还是充电均能降低反应活化能，起到催化作用，故C正确； D．充电时阴极生成6.5 g Zn转移0.2 mol e－，而阳极产生2.24 L O2(标准状况)，转移0.4 mol e－，故D错误； 答案选D。 3．（2025·北京·模拟预测）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图所示。 下列有关微生物电池的说法中不正确的是 A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理 C．质子交换膜的交换动力来源于膜两侧离子浓度差 D．电池总反应为 【答案】A 【分析】该装置中，微生物为负极，发生反应：，为正极，反应为：，据此分析； 【详解】A．正极反应中有H2O生成，A错误； B．微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理(厌氧反应在常温下就可以进行)，B正确； C．离子交换膜的原理基于离子在膜中的扩散和传递，这一过程受到浓度梯度和电场的影响，C正确； D．负极反应：，正极反应：，两者相加，电池总反应为，D正确； 故选D。 4．（2024·北京昌平·二模）一种混合离子软包二次电池装置示意图如图所示(其中一极产物为固体)，下列说法正确的是 A．放电时：为正极反应物，其中得电子 B．无论放电或充电，均应选用阳离子交换膜 C．无论放电或充电，电路中每转移电子就有离子通过离子交换膜 D．由该装置不能推测出还原性： 【答案】D 【分析】根据题干和装置图分析可知放电时： 电极Zn为负极，负极反应式为:; 电极CuSe为正极,正极反应式为：; 【详解】A．由分析可知，正极反应物是，二者都得电子，A错误； B．为了保证充放电效率，本题通过离子交换膜的离子一定是，B错误； C．由于通过离子交换膜的离子是，根据电荷守恒，无论放电或充电，电路中每转移2mol电子就有1mol离子通过离子交换膜，C错误； D．该装置可以得到金属锌的还原性强于Cu2Se，不得推测出还原性：Zn>Cu＋，D正确； 故选D。 5．（24-25高三上·北京·阶段练习）液流电池可以实现光伏发电和风力发电电能的储存和释放。一种非金属有机物液流电池的工作原理如下图。 下列说法不正确的是 A．放电时，正极反应式为 B．放电时，物质a为 C．充电时，AQDS/储液罐中的pH减小，H+通过质子交换膜到达溴极室 D．增大储液罐体积，可提高液流电池的储能容量 【答案】C 【分析】放电时，右侧Br2+2e-=2Br-，作正极；左侧AQDSH2失电子生成AQDS和H+，作负极。则充电时，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极。 【详解】A．放电时，右侧电极为正极，Br2得电子生成Br-，正极反应式为，A正确； B．由分析可知，放电时，AQDSH2失电子生成AQDS和H+，则物质a为，B正确； C．充电时，AQDS+2e-+2H+=，H+被消耗，则AQDS/储液罐中的pH增大，H+从溴极室(右侧)通过质子交换膜到达碳极室(左侧)，C不正确； D．增大储液罐体积，储存的反应物增加，可提高液流电池的储能容量，D正确； 故选C。 6．（2023·北京·高考真题）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．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 【答案】C 【详解】A．是酸性氧化物，废气中排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确； B．装置a中溶液的溶质为，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，故B正确； C．装置a中溶液的作用是吸收气体，与溶液不反应，不能吸收，故C错误； D．由图可知一个电极亚硫酸根失电子生成硫酸根，另一个极二氧化碳和水转化为甲酸，装置b中总反应为，故D正确； 选C。 考向02 电解池原理 7．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1mol/LCuSO4 +少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有 ② 0.1mol/LCuSO4 +过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素 下列说法不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到，推测可能发生反应： C．随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移 D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【分析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。 【详解】A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确； B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为，故B正确； C．由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应，铜离子浓度不变，平衡不移动，故C错误； D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确； 故选C。 8．（2024·北京·三模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 【答案】C 【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为，电池的总反应为；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，右侧石墨电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为，电解的总反应为。 【详解】A．由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应，反应中生成氢离子透过阳膜进入甲室，A正确； B．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸，B正确； C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式，C错误； D．若甲室钴离子减少200 mg，电解转移电子的物质的量，若乙室钴离子增加300 mg，电解转移电子的物质的量，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确； 答案选C。 9．（2024·北京大兴·三模）用如图装置可以实现电解K2CrO4溶液制备K2Cr2O7和浓KOH溶液。下列说法不正确的是 A．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 B．a室中获得的产品有H2和浓KOH溶液 C．b室获得K2Cr2O7的过程中，涉及平衡的移动 D．取少量b室中电解后的溶液，加入乙醇，会看到溶液变绿色 【答案】A 【分析】由题干装置图可知，b电极为阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，铬酸根离子与生成的氢离子反应生成重铬酸根，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=2H2O+O2↑），a电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，钾离子由阳极室经过阳离子交换膜进入阴极室，电解池的总反应方程式为4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，装置中的离子交换膜为阳离子交换膜，K+由阳极室经离子交换膜进入阴极室，A错误； B．由分析可知，a电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，钾离子由阳极室经过阳离子交换膜进入阴极室，a室中获得的产品有H2和浓KOH溶液，B正确； C．由分析可知，b电极为阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，铬酸根离子与生成的氢离子反应生成重铬酸根，b室获得K2Cr2O7的过程中，涉及平衡的移动，C正确； D．取少量b室中电解后的溶液含有K2Cr2O7，加入乙醇后，将被还原为Cr3+，故会看到溶液变绿色，D正确； 故答案为：A。 10．（2024·北京·三模）利用双极膜电解制备，捕集烟气中，制备。电解原理如图所示： 已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 下列说法正确的是 A．阴极反应式： B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜 C．电路中转移电子时共产生 D．该装置总反应的方程式为 【答案】A 【分析】由图知，与电源负极相连的阴极的电极反应式为，与电源正极相连的阳极的电极反应式为，钠离子通过离子交换膜Ⅰ移向阴极，故Ⅰ为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜Ⅱ向右移动，故Ⅱ阴离子交换膜，双极膜处氢离子向左移动，氢氧根向右移动，钠离子通过阳离子交换膜向左移动，硫酸根通过阴离子交换膜向右移动，据此回答. 【详解】A．由分析知，阴极反应式：，A正确； B．由分析知，Ⅰ为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，B错误； C．由分析知，电解过程中有两处生成，由电子守恒，电路中转移电子时共产生，C错误； D．由阴极和阳极电解反应式得，该装置总反应的方程式为，D错误； 故选A。 11．（2024·北京顺义·二模）科学家发展出一种近中性条件下高效无膜电解水过程，原理如图所示，其中溴化物在电解池甲中被氧化为溴酸盐。下列说法正确的是 A．电极为阳极 B．电解一段时间后，甲中溶液升高 C．当甲中有生成时，理论上有生成(标准状况下) D．乙中发生的反应为： 【答案】D 【分析】甲为电解池装置，电极B上Br-化合价升高，发生氧化反应生成，则B为阳极，A为阴极，A电极水中氢离子得电子生成氢气，装置乙中在催化剂作用下发生氧化还原反应生成Br-和氧气； 【详解】A．甲为电解池装置，电极B上溴元素化合价升高，B为阳极，A电极水中氢离子得电子生成氢气，则A为阴极，故A错误； B．甲池发生电解的总反应为3H2O+ Br-=+3H2↑，电解一段时间后，甲中溶液pH不变，故B错误； C．甲池发生电解的总反应为3H2O+ Br-=+3H2↑，生成1mol时有3mol H2生成，标况下氢气的体积为3mol×22.4L/mol=67.2L，故C错误； D．乙池中在催化剂作用下发生氧化还原反应生成Br-和氧气，反应方程式为，故D正确； 故选D。 12．（2024·北京·高考真题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 【答案】D 【详解】A．酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误； C．发生得电子的还原反应，故C错误； D．锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应，故D正确； 故选D。 考向03新型化学电源 13．（2024·北京海淀·三模）一种新型水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径，其工作示意图如下，下列说法不正确的是 A．放电时，金属锌为负极 B．放电时，被转化为储氢物质 C．充电时，电池总反应为： D．充电时，双极隔膜产生的向右室移动 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，锌电极为原电池的负极，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，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，双极膜中氢离子向右室移动、氢氧根离子向左室移动；充电时，锌电极为电解池的阴极，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，右侧电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，双极膜中氢离子向左室移动、氢氧根离子向右室移动。 【详解】A．由分析可知，放电时，锌电极为原电池的负极，故A正确； B．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，故B正确； C．由分析可知，充电时，锌电极为电解池的阴极，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，右侧电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，总反应为，故C正确； D．由分析可知，充电时，双极膜中氢离子向左室移动、氢氧根离子向右室移动，故D错误； 故选D。 14．（2024·北京通州·一模）中国科研团队研发出室温下可稳定充放电的高柔性钙一氧气电池，该电池的总反应为：，下列说法正确的是 A．中阴阳离子个数比为2：1 B．电解质溶液可选用水溶液 C．放电时正极电极反应式为 D．充电时阳极电极反应式为 【答案】D 【分析】由总反应可知，钙失去电子发生氧化反应，金属钙为负极，则碳纳米管为正极，放电时氧气在正极反应； 【详解】A．中含有钙离子和过氧根离子，阴阳离子个数比为1∶1，A错误； B．钙为活泼金属，会和水反应，不能选用水溶液，B错误； C．由图可知，Ca盐作电解质溶液，可传导离子为Ca2+，正极上O2被还原生成CaO2，则放电时正极电极反应式为：，C错误；   D．充电时阳极电极反应为过氧化钙失去电子发生氧化反应生成钙离子和氧气，其电极反应式为：，D正确； 故选D。 15．（2024·北京海淀·二模）我国科研人员研发的海泥细菌电池不仅可以作为海底仪器的水下电源，还可以促进有机污染物（以表示）的分解，其工作原理如图，其中海底沉积层/海水界面可起到质子交换膜的作用，下列理论分析正确的是 A．a极为电池负极 B．b极的电极反应为 C．若b极区生成，则a极区增加2mol D．外电路通过时，至少有生成 【答案】D 【分析】由图可知，海泥细菌作用下有机污染物酸性条件下与海水中的硫酸根离子反应生成二氧化碳和氢硫酸根离子，反应的方程式为2CH2O+SO+H+=2CO2↑+HS−+2H2O，a极为原电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，b极为负极，氢硫酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应式为HS--2e-=S+H+，则电池总反应为O2+2HS—+2H+=2S+2H2O。 【详解】A．由分析可知，a极为原电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，故A错误； B．由分析可知，b极为负极，氢硫酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应式为HS--2e-=S+H+，故B错误； C．由分析可知，a极为原电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，b极为负极，氢硫酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应式为HS--2e-=S+H+，内外电路转移电荷数相等，每转移4mol电子，由电极反应式可知，b极区生成2mol硫，a极氧气转化为水消耗4mol氢离子，则b极区有4mol氢离子移向a极区，则b极区生成，a极区氢离子的物质的量不变，故C错误； D．由分析可知，b极为负极，氢硫酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应式为HS--2e-=S+H+，则外电路通过1mol电子时，消耗0.5mol氢硫酸根离子，海泥细菌作用下有机污染物酸性条件下与海水中的硫酸根离子反应生成二氧化碳和氢硫酸根离子，反应的方程式为2CH2O+SO+H+=2CO2↑+HS−+2H2O，由方程式可知，生成0.5mol氢硫酸根离子同时生成1mol二氧化碳，故D正确； 故选D。 16．（2024·北京丰台·二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G―CHO代表葡萄糖)。 下列说法不正确的是 A．该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作 B．工作时，电极Ⅰ附近pH下降 C．工作时，电子流向：电极Ⅱ→传感器→电极Ⅰ D．工作时，电极Ⅱ电极反应式为 【答案】B 【分析】燃料电池通入氧化剂的电极I为正极，氧气发生还原反应生成水，电极II为负极，G-CHO被氧化为G-COOH，电极反应式：。 【详解】A．根据题干信息，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平，说明该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作，A说法正确； B．工作时，电极I为正极，氧气发生还原反应生成水，电极反应式：,电极Ⅰ附近pH升高，B说法错误； C．原电池中电子从负极流入正极，故外电路中电子流向：电极Ⅱ→传感器→电极Ⅰ，C说法正确； D．工作时，电极Ⅱ电极反应式为，D说法正确； 答案选B。 17．（23-24高三上·北京西城·期末）燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水，原理的示意图如下(忽略溶液体积的变化)。 下列说法不正确的是 A．通过质子交换膜向a极室迁移 B．工作一段时间后，a极室中稀硫酸的浓度增大 C．电极b的电极反应： D．电池的总反应： 【答案】B 【分析】根据燃料电池装置可知，左侧a极为正极，通入空气后氧气在正极发生还原反应，电极反应式：；右侧b极为负极，在负极发生氧化反应，电极反应式：； 【详解】A．结合分析，根据电极反应及电解质溶液呈电中性可知，通过质子交换膜向a极室迁移，A正确； B．根据分析，a极电极反应式：可知，工作过程中每当消耗4mol氢离子的同时，生成2mol水，则工作一段时间后，a极室中稀硫酸浓度减小，B错误； C．根据分析可知，b极为负极，在负极发生氧化反应，电极反应式：，C正确； D．结合分析，根据得失电子守恒，将两电极反应式相加得总反应：，D正确； 答案选B。 18．（24-25高三上·北京·阶段练习）将铜棒插入浓、稀Cu(NO3)2溶液中(装置如图)，观察到电流计指针发生偏转，一段时间后，浸入浓Cu(NO3)2溶液的铜棒变粗。下列说法不正确的是 A．铜棒变粗的反应：Cu2++2e−=Cu B．左侧铜棒为正极 C．随着反应的进行，浓、稀Cu(NO3)2溶液的浓度逐渐接近 D．Cu2+的氧化性随c(Cu2+)增大而增强，Cu的还原性随c(Cu2+)增大而减弱 【答案】B 【分析】浸入浓Cu(NO3)2溶液的铜棒变粗，说明浸入浓Cu(NO3)2溶液的铜棒为正极，发生反应Cu2++2e-=Cu。 【详解】A. 铜棒变粗的电极有铜单质生成，反应的反应为Cu2++2e−=Cu，故A正确； B. 浸入浓Cu(NO3)2溶液的铜棒变粗，发生反应Cu2++2e-=Cu，右侧铜棒为正极、左侧铜棒为负极，故B错误； C. 正极发生反应Cu2++2e−=Cu，硝酸铜浓度降低，负极发生反应Cu-2e-=Cu2+，硝酸铜浓度增大，随着反应的进行，浓、稀Cu(NO3)2溶液的浓度逐渐接近，故C正确； D. 浓Cu(NO3)2溶液中发生反应Cu2++2e-=Cu，稀Cu(NO3)2溶液中发生反应Cu-2e-=Cu2+，可知Cu2+的氧化性随c(Cu2+)增大而增强，Cu的还原性随c(Cu2+)增大而减弱，故D正确； 选B。 19．（24-25高三上·北京朝阳·阶段练习）全钒液流电池是一种新型绿色的二次电池。其工作原理如图所示。下列叙述不正确的是 A．放电时，电子由Y极流出，经负载到X极 B．放电时，每转移电子，理论上有迁移至X极区 C．充电过程中，Y极区溶液pH降低 D．将电解液储存在储液罐中，可增大液流电池储能容量 【答案】B 【分析】观察装置可知，X电极V由+5的VO2+→+4的VO2+，发生得电子的还原反应，即X电极为正极，电极反应式为VO2++e-+2H+=VO2++H2O，Y电极上V2+→V3+，发生失去电子的氧化反应，为负极，电极反应式为V2+-e-=V3+，总反应为V2++VO2++2H+=VO2++V3++H2O，原电池工作时，电子由负极Y经过用电器移向正极X，溶液中的H+由负极Y经过质子交换膜移向正极X，据此分析解答。 【详解】A．该原电池中，X电极为正极，Y电极为负极，原电池工作时，电子只能在导线上迁移，即电子由Y极经导线流向X极，A正确； B．X极为正极，电极反应式为VO2++e-+2H+=VO2++H2O，由于得失电子数等于氢离子迁移数目，所以转移1mol电子，只有1mol H+迁移，B错误； C．充电过程中，Y极区得电子，H+向右移动，溶液pH降低，C正确； D．将电解液储存在储液罐中，可通过增大电解液存储罐的容积，增大液流电池储能容量，D正确； 故选B。 20．（24-25高三上·北京房山·开学考试）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。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述不正确的是 A．电极a为正极 B．电池工作时，血液做电解质溶液，其中的Na+向b极移动 C．总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 D．有望为其他可植入医疗设备提供电能 【答案】B 【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后再发生C6H12O6+2 CuO= C6H12O7+Cu2O；a电极为正极，发生反应O2+4e-+ 2H2O=4OH-，在这个过程中发生的总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7。 【详解】A．a电极O2得电子发生还原反应O2+4e-+ 2H2O=4OH-，为正极， A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，故Na+向正极a移动，B错误； C．a电极为电池正极，电极反应式为O2+4e-+ 2H2O=4OH-；b电极为电池负极，电极反应式为Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7，C正确； D．该微型电池可植入体内，有望为其他可植入医疗设备提供电能，D正确。 故答案选B。 21．（2024·北京朝阳·二模）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．a电极为负极，c电极为阳极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH减小 D．每吸收，理论上可以得到 【答案】D 【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．由分析知，a电极为负极，c电极为阳极，A正确； B．b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正确； D．根据电极反应式为，每吸收1molNO2生成1mol，转移1mol电子，电极上电子数目守恒，结合电极反应式：，理论上1mol不可能得到，D错误； 故选D。 22．（24-25高三上·北京·阶段练习）已知某温度下的，，一种脱除和利用水煤气中方法的示意图如下，下列说法错误的是 A．H+由左池迁移到右池 B．该温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，则该溶液的pH=10 C．利用电化学原理，将电催化还原为，阴极反应式为、 D．在溶液中 【答案】A 【分析】由图可知，玻碳电极上H2O失去电子生成O2，则玻碳电极上为阳极，铂电极和Ag/AgCl电极均为阴极，CO2在阴极得电子与H+结合生成C2H4，AgCl得电子可以转化为Ag。左侧吸收塔和再生塔吸收水煤气，并实现碳酸钠的循环利用。以此解答。 【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，则H+由右池迁移到左池，故A错误； B．溶液吸收一定量的后，溶液中的，当时，，则该溶液的pH=10，故B正确； C．利用电化学原理，将电催化还原为，CO2在阴极得到电子生成，同时AgCl得到电子生成Ag，电极方程式为：、，故C正确； D．在溶液中存在电荷守恒：，故D正确； 故选A。 23．（24-25高三上·北京朝阳·期中）科学家开发新型电化学装置，用于从卤水[含等离子]中提取锂盐，在淡水池中得到，如下图所示。 下列说法不正确的是 A．从卤水中提取的反应为 B．电极分别通过还原反应、氧化反应释放、结合 C．一段时间后将a与b、c与d电极对调，可继续从卤水中提取 D．充分电解后，将电源的正极、负极对调，淡水池中增大 【答案】D 【分析】该装置为电解池，连接电源正极的电极b为阳极，连接电源负极的电极a为阴极，电极d为阴极，电极c为阳极，据此作答。 【详解】A．从卤水中提取锂盐，锂离子为阳离子，移动到阴极（电极a），发生的反应为：，故A正确； B．根据分析可知，d为阴极，在淡水池中得到LiX，发生的反应为：，发生的是还原反应，释放出；电极c为阳极，发生的反应为：，发生的是氧化反应，结合，故B正确； C．根据分析可知，未对调之前，电极a为阴极，发生的反应为：，电极b为阳极，发生的反应为：；电极c为阳极，发生的反应为：，d为阴极，发生的反应为：，可知一段时间后，a与b、c与d电极对调，仍与原来的反应相同，因此可继续从卤水中提取，故C正确； D．充分电解后，将电源的正极、负极对调，则电极a为阳极，发生的反应为：；电极c为阴极，发生的反应为：；电极d为阳极，发生的反应为：；电极b为阴极，发生的反应为：，可知淡水池中减小，故D错误； 故答案选D。 24．（24-25高三上·北京顺义·阶段练习）科学家发展出一种近中性条件下高效无膜电解水过程，原理如图所示，其中溴化物在电解池甲中被氧化为溴酸盐。下列说法正确的是 A．极电极A为阳极 B．电解一段时间后，甲中液溶液pH升高 C．乙中发生的反应为： D．当甲中有1mol生成时，理论上有44.8LH2生成(标准状况下) 【答案】C 【分析】甲为电解池装置，电极B上Br-化合价升高，发生氧化反应生成，则B为阳极，A为阴极，A电极水中氢离子得电子生成氢气，装置乙中在催化剂作用下发生氧化还原反应生成Br-和氧气，据此回答。 【详解】A．甲为电解池装置，电极B上溴元素化合价升高，B为阳极，A电极水中氢离子得电子生成氢气，则A为阴极，故A错误； B．甲池发生电解的总反应为3H2O+ Br-+3H2↑，电解一段时间后，甲中溶液pH不变，故B错误； C．乙池中在催化剂作用下发生氧化还原反应生成Br-和氧气，反应方程式为，故C正确； D．甲池发生电解的总反应为3H2O+ Br-+3H2↑，生成1mol时有3mol H2生成，标况下氢气的体积为3mol×22.4L/mol=67.2L，故D错误； 故选C。 25．（24-25高三上·北京·开学考试）近期，天津大学化学团队以与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法正确的是 A．电极与电源负极相连 B．图中从左向右迁移的离子是 C．电极上可能会有副产物生成 D．在电极上发生的反应为： 【答案】C 【分析】根据装置图可知，电极上，得电子发生还原反应生成，电极方程式为，因此应与电源负极相连，为电解装置的阴极；电极应与电源正极相连，辛胺失电子发生氧化反应转化为辛腈，为电解装置的阳极。 【详解】A．根据分析，电极与电源正极相连，A错误； B．电极为电解装置的阳极，阴离子向阳极移动，因此图中从左向右迁移的离子是，B错误； C．电极为阴极，阴极可能有得到电子，因此可能有副产物生成，C正确； D．电极上得电子发生还原反应生成，电极方程式为，D错误； 答案选C。 26．（23-24高三上·北京·开学考试）某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以吸收溶液的有机高聚物做固态电解质，其电池总反应为： 其电池结构如图1所示，图2是有机高聚物的结构片段。                          图1                                         图2 下列说法中，正确的是 A．充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一端连接电源正极 B．充电时，移向膜 C．放电时，正极反应为 D．合成有机高聚物的单体可能仅为 【答案】D 【分析】放电为原电池，锌化合价升高为负极，二氧化锰中锰化合价降低为正极； 【详解】A．放电过程中锌做负极，充电过程中锌做阴极，含有锌膜的碳纳米管纤维一端连接电源负极，故A错误； B．充电时为电解池，Zn2+移向阴极即锌膜，故B错误； C．放电时，电池的正极反应式：，故C错误； D．根据图2可知，合成有机高聚物的单体为，故D正确； 答案选D。 27．（2023·北京西城·二模）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．电极b的反应式： C．该装置可将酸和碱的化学能转化为电能 D．酸性条件下的氧化性强于碱性条件下的氧化性 【答案】B 【分析】该电池a的电极反应为：，a为负极，b的电极反应为：，为原电池的正极。 【详解】A．a的电极反应为：，a为负极，A正确； B．b的电极反应为：，为原电池的正极，B错误； C．该反应的总反应式为：，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，碱性条件下发生反应，所以酸性条件下的氧化性强于碱性条件下的氧化性，D正确； 故选B。 28．（2023·北京海淀·二模）我国科学家合成首例可控单分子电子开关器件。该分子在紫外光照射下关环(电路接通)，在可见光照射下开环(电路断开)，其微观示意图如下： 下列说法不正确的是 A．石墨烯可以导电 B．单分子开关经紫外光照射形成了极性键 C．水解反应可使单分子开关与石墨烯片断分离 D．紫外光照射后，单分子开关体系内的电子具有流动性，故可以导电 【答案】B 【详解】A．石墨每层中碳原子存在多个碳原子共用电子形成的π键，电子可以在层内移动，故石墨烯可以导电，A正确； B．单分子开关经紫外光照射形成了碳碳键，属于非极性键，B错误； C．由图可知，单分子开关与石墨烯片断之间通过酰胺键相连，故通过水解反应可使单分子开关与石墨烯片断分离，C正确； D．紫外光照射后，单分子开关体系内有共轭的结构，体系内的电子具有流动性，故可以导电，D正确； 故答案为：B。 29．（2023·北京昌平·二模）钠离子电池理论成本低于锂离子电池。如图所示是一种正极为，固体电解质为，负极为的钠离子电池。下列说法不正确的是    A．电池右侧电极为 B．中Fe的化合价为+2、+3 C．正极可能发生 D．从正极向负极移动 【答案】D 【详解】A．放电时，电子从右侧流出，所以右侧为负极，负极为，A正确； B．中，K为+1价，为-1价，根据正负化合价代数和为0，Fe的化合价为+2、+3，B正确； C．放电时，正极发生还原反应，可能为，C正确； D．原电池中，阳离子向正极移动，从负极向正极移动，D错误； 故选D。 30．（2023·北京·高考真题）下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．溶液中加入少量固体，促进分解 B．密闭烧瓶内的和的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 【答案】B 【详解】A．MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误； B．NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确； C．铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误； D．加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误； 故选B。 31．（23-24高三上·北京·阶段练习）羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如下图所示)，实现发电、环保二位一体。下列说法不正确的是 A．a、b、c、d分别为正极、负极、阴极、阳极 B．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH C．系统工作时，每转移-消耗苯酚 D．电极的电极应式： 【答案】C 【分析】a电极上得电子生成Cr(OH)3，故该电极为正极，b电极苯酚失电子被氧化为CO2，b电极为负极，c电极为阴极，阴极上水得电子生成氢氧根离子和氢气，d为阳极，阳极上水失电子生成氢离子和·OH，·OH进一步氧化苯酚，生成二氧化碳和水。 【详解】A．根据分析可知，a、b、c、d分别为正极、负极、阴极、阳极，A正确； B．d极区苯酚被·OH氧化生成二氧化碳和水，化学方程式为C6H5OH，B正确； C．负极上C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，阳极上H2O-e-=H++·OH，同时阳极区发生反应C6H5OH，转移28mol电子时，负极上消耗1mol苯酚，同时阳极上生成28mol·OH，·OH也会与苯酚反应从而消耗苯酚，C错误； D．a电极上得电子生成Cr(OH)3和氢氧根离子，电极反应式为，D正确； 故答案选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 $$