2025届高考化学【100题精练 答案+解析】电化学基础

【100题精练+答案+解析】 电化学基础(选择题) 1. (2025年1月浙江卷)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1molO2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A. 熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B. 充放电时，Li+优先于K+通过固态电解质膜 C. 放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2-转化为O D. 充电时，锂电极接电源负极 2. (2024年甲卷)科学家使用δ－MnO2研制了一种MnO2－Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 A. 充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B. 充电时，会发生反应Zn＋2MnO2＝ZnMn2O4 C. 放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－ D. 放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH 3．(2024年北京卷)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，NH向负极方向移动 C．MnO2发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为Zn－2e－＝Zn2+ 4. (2024年山东卷)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H2和O2，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NaBr C. 电解总反应式为Br－＋3H2OBrO＋3H2↑ D. 催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2 5. (2024年江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O＝ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A. 电池工作时，MnO2发生氧化反应 B. 电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 C. 环境温度过低，不利于电池放电 D. 反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 6. (2024年湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A. 电解时，OH－向Ni电极移动 B. 生成C6N的电极反应：2C3N8H4＋8OH－―4e－＝C6N＋8H2O C. 电解一段时间后，溶液pH升高 D. 每生成1molH2的同时，生成0.5mol K4C6N16 7. (2024年湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH－在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2-＋H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2-－e－＝HCOO－＋H∙。下列说法错误的是 A. 电解一段时间后阳极区c(OH－)减小 B. 理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有4molH2O解离 C. 阳极总反应式为2HCHO＋4OH――2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O D. 阴极区存在反应H2C2O4 ＋2H+＋2e－＝CHOCOOH＋H2O 8. (2024年河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg－CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3－丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。 下列说法错误的是 A. 放电时，电池总反应为2CO2＋Mg＝MgC2O4 B. 充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接 C. 充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移 D. 放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2 9. (2024年河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg－CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3－丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。 对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。 下列说法错误的是 A．PDA捕获CO2的反应为 B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为 C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同 D．三个路径速控步骤均涉及*CO转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生 10．(2024年黑吉辽卷) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是 A. 相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B. 阴极反应：2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑ C. 电解时OH－通过阴离子交换膜向b极方向移动 D. 阳极反应：2HCHO－2e－＋4OH－＝2HCOO－＋2H2O＋H2↑ 11. (2024年安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn－TCPP (局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B. 电池总反应为：I＋ZnZn2+＋3I－ C. 充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn－TCPP D. 放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子 12. (2024年甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B. 电极2是阴极，发生还原反应：O2＋4e－＝2O2- C. 工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2 D. 理论上电源提供2mole－能分解1molH2O 13. (2024年广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A. 阳极反应：2Cl－―2e－＝Cl2↑ B. 阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高 C. 理论上每消耗1molFe2O3，阳极室溶液减少213g D. 理论上每消耗1molFe2O3，阴极室物质最多增加138g 14. (2024年贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：HCO＋H2O＝HCO＋2H+＋2e－，HCO＋H2O＝HCO＋H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。 下列说法错误的是 A. 该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能 B. 阴极反应式为O2＋2H+＋2e－＝H2O2 C. 光阳极每消耗1molH2O，体系中生成2molH2O2 D. H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 15. (2024年江西卷)我国学者发明了一种新型多功能甲醛－硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A. CuAg电极反应为2HCHO＋2H2O－4e﹣＝2HCOO﹣＋H2↑＋2OH﹣ B. CuRu电极反应为NO＋6H2O＋8e﹣＝NH3↑＋9OH﹣ C. 放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D. 处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 16. (2024年海南卷)电解NH4HSO4溶液得到S2O，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法错误的是 A．电解过程中阴极区的SO不断迁移到阳极区 B. 图中a代表H2 C．回路中通过1mol电子产生0.5mol(NH4)2S2O8 D．SO氧化成S2O的电极反应为2SO－2e－＝S2O 17. (2024年重庆卷)我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是 A. 电解时电极N上产生OH－ B. 电解时电极M上发生氧化反应 C. 阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D. 总反应为2CO2＋2H2O2HCOOH＋O2 18. (2024年福建卷)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li+有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解LiCl产生Cl2。下列说法正确的是 A. 交换膜为阴离子交换膜 B. 电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C. 理论上每生成1molCl2，需消耗2molLi D. 放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl＝2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl 19. (2024年广西卷)某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A. 外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B. 充电时，阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3－xe－＝Na3－xV2(PO4)3＋xNa+ C. 放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D. 电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 20. (2024年6月浙江卷)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＋4e－＋2H2O＝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 21. (2025年1月八省联考河南卷)我国科学家设计了一种水系S－MnO2可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A. 充电时，电极b为阳极 B. 充电时，阳极附近溶液的pH增大 C. 放电时，负极的电极反应：Cu2S－4e－＝S＋2Cu2+ D. 放电时，溶液中Cu2+向电极b方向迁移 22．(2025年1月八省联考内蒙古卷)电解回收工艺的原理如下图所示。下列说法错误的是 A. 太阳能电池板经光照产生的电子流向a极 B．LiCoO2浸出：4LiCoO2＋12H+4Li＋＋4Co2+↑＋6H2O＋O2↑ C．b电极反应：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ D. 电解前除去LiCoO2中的杂质，可提高Co(OH)2纯度 23. (2025年1月八省联考西北卷)为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法正确的是 A．电路中电子的流向随着电极互换而改变 B．电极2上发生的反应为：Ag－e－＝Ag＋ C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变 D．理论上，电路通过1mol电子时，有0.5molLi＋富集在右侧电解液中 24. (2025年1月八省联考四川卷)我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电池，其工作示意图如下。 下列说法错误的是 A. 放电时，K+从负极向正极迁移 B. 放电时，Zn(OH)的生成说明Zn(OH)2具有两性 C. 充电时，电池总反应为Zn(OH)＋2S2O＝Zn＋S4O＋4OH－ D. 充电时，若生成1.0molS4O，则有4.0molK+穿过离子交换膜 25. (2025年1月八省联考云南卷)低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型光伏电池工作原理如图所示，其中KI－KI3为电解质浴液。太阳光照下，敏化后的TiO2产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动电流产生和离子移动。下列说法错误的是 A．电池工作时，涉及光能转化为电能 B．敏化TiO2电极是负极 C．Pt电极反应为：3I――2e－＝I D．光敏化剂结构中，中心离子Ru2+的配位数是6 26. (2024年新课标卷)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，下列叙述错误的是 A．电池总反应为2C6H12O6＋O2＝2C6H12O7 B．b电极上CuO通过Cu(II)和Cu(I)相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a 27．(2025届开学摸底广东卷)一种Zn/CuSe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Cu2Se固体)，下列说法正确的是 A．放电时：CuSe为正极反应物，其中Se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2mol电子就有2mol离子通过离子交换膜 D．由该装置不能推测出还原性：Zn＞Cu+ 28．(2025届开学摸底福建卷)Adv. Mater.报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h+)，下列有关说法正确的是 A．光催化装置中溶液的c(H+)增大 B．整套装置转移0.2mole－，光催化装置生成2.24L气体 C．电催化装置阳极电极反应式：4OH－＋4h+＝2H2O＋O2 ↑ D．离子交换膜为阴离子交换膜 29．(2025届开学摸底广东卷)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G－CHO＋H2O－2e－＝G－COOH＋2H+ 30．(2025届开学摸底黑吉辽卷)2024年复旦大学科研人员研发出一种新型钙—氧气电池，其结构如图所示，将Ca(TFSI)2 (钙盐)溶于DMSO (有机溶剂)作为电解质溶液，钙和碳纳米管分别作为电极材料。下列关于该电池说法错误的是 A．隔膜允许Ca2+通过，不允许O2通过 B．放电时，电流由碳纳米管电极沿导线流向钙电极 C．放电时，正极反应式为：O2＋2e－＋Ca2+＝CaO2 D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗4g钙时，铅酸蓄电池消耗1.8g水 31．(2025届开学摸底湖北卷)NOx是主要大气污染物，利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O消除NO2污染的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．外电路的电子方向为a→负载→b B．b极的电极反应为：4H2O＋2NO2＋8e－＝N2＋8OH－ C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则左池NaOH溶液浓度将增大 D．电路中转移4mol电子时理论上可消除标准状况下1molNO2的污染 32．(2025届开学摸底湖南卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn－TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为：I＋ZnZn2+＋3I－ C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自电解质溶液 D．放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.2mol电子 33．(2025届开学摸底江苏卷)一种利用金属磷化物作为催化剂，将CH3OH转化成甲酸钠的电化学示意图如下，阴极生成HCO和一种气体。下列说法错误的是 A．b为电源正极 B．Na+由右侧室向左侧室移动 C．阴极的电极反应式为2CO2＋2H2O＋2e－＝2HCO＋H2↑ D．理论上，当电路中转移2mole－时，阴极室质量增加134g 34．(2025届开学摸底山东卷)CH3OH是一种绿色能源，一种CH3OH燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，K+从交换膜右侧向左侧移动 B．放电过程中右侧溶液的pH增大 C．每生成1molKHCO3，理论上消耗1.5molO2 D．负极电极反应式为CH3OH－4e－＋5OH－＝HCO＋4H2O 35．(2025届开学摸底八省卷)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源，电解质LiCl－KCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。一种热激活电池的总反应为PbSO4(s)＋2LiCl＋Ca＝CaCl2＋Li2SO4＋Pb(s)，其基本结构如图所示。该电池的下列说法不正确的是 A．硫酸铅电极为电池的正极 B．放电时，Cl－向钙电极移动 C．正极的电极反应为Pb2+＋2e－＝Pb D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转 36．(2025届开学摸底新高考卷)某研究所构建了Zn－CO2新型二次电池，为减少CO2的排放和实现能源的开发利用提供了新的研究方向，该电池以Zn和多孔Pd纳米片为两极材料，以KOH和NaCl溶液为电解液，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．b极电势高于a极 B．当双极膜中离解1 mol H2O时，外电路转移2 mol电子 C．放电时，总反应为：Zn＋CO2＋2OH−＋2H2O＝Zn(OH)＋HCOOH D．充电时，双极膜中OH－移向b极，H+移向a极 37．(2025届开学摸底新高考卷)环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示： 已知： 下列说法错误的是 A．Pt电极接电源正极 B．Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br C．制备1mol环氧乙烷，Ni电极区产生2molH2 D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷 38．(2025届开学摸底浙江卷)利用如图所示的装置电解CuCl2溶液，并检验产物性质，其中a为浸泡了紫色石蕊溶液的纸条，b为湿润的有色布条。下列说法正确的是 A．A为阴极，发生还原反应得到Cu B．电解一段时间，a纸条变成红色并持续到实验结束 C．b布条褪色，证明氯气有漂白性 D．U形管中Cl－完全消耗后，反应停止，B极不会继续产生气体 39．(2025届八省联考预测)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是 A．该装置工作时，H+从a极区向b极区迁移 B．该装置将化学能转化为光能和电能 C．每生成3mol O2，有88g CO2被还原 D．a电极的反应式为3CO2＋18H＋－18e－＝C3H8O＋5H2O 40．(2025届八省联考预测)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积V L。则下列说法正确的是 A．OH－由A端移向B端 B．0＜V≤22.4 L时，电池总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋KOH＝KHCO3＋2H2O C．22.4 L＜V≤44.8 L时，负极电极反应为：CH4＋9CO＋3H2O－8e－＝10HCO D．V＝33.6 L时，溶液中阴离子浓度大小关系为c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－) 41．(2025届八省联考预测)为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中，充分搅拌使溶液均匀，忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是 A．0～t1时：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，t1～t2时：2H2O2H2↑+O2↑ B．若进行到t2时刻共有0.224L气体(标况下)产生，则外电路有0.04mol电子通过 C．若使用氢氧燃料电池为电源，t1时，理论上负极消耗的气体物质的量为0.005mol D．电解到t1时刻，加入1.16gAg2O可使溶液复原 42．(2025届新高考省模拟卷)羟基自由基(∙OH)具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为CO2和H2O。我国科学家开发出如图所示装置，能实现制备氢气、处理含苯酚废水二位一体。下列说法正确的是 A．d电极的电极反应式：H2O＋e－＝∙OH＋H+ B．再生池中发生的反应：V2+＋H+V3+＋H2 C．a为电源负极，m为阴离子交换膜，Na2SO4能增强导电性 D．气体X与Y在相同条件下的体积比为7∶3 43．(2025届开学摸底北京卷)高中化学下学期开学摸底考试卷)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态，其电路工作原理如图所示。下列说法中正确的是 A．放电时甲为负极，充电时为阳极 B．放电时负极的电极反应式为：MHn－ne－＝M＋nH+ C．电池充电时，OH－由甲侧向乙侧移动 D．汽车下坡时发生图中实线所示的过程 44．(2025届开学摸底黑吉辽卷)复合硒(V2C@Se)材料电极由于[AlCl4 ]－的嵌入脱出，引起Se2-和SeCl2、V2+和V3+之间发生可逆变化，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时V2C@Se电极为正极 B．隔膜为阴离子交换膜 C．当有1molSe2-参与反应时，外电路转移的电子数目大于4NA D．充电时阳极反应为SeCl2＋2[Al2Cl7]－＋4e－＝Se2-＋4[AlCl4 ]－ 45．(2025届开学摸底黑吉辽卷)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．放电时电极A为负极，该电池只可选用无水电解液 B．充电时Li+的移动方向是从电极B移向电极A C．放电时，电路中每通过1mol电子，正极区质量增加40g D．充电时，电极B上发生的反应是3CO2－4e－＋4Li+＝2Li2CO3＋C 46．(2025届开学摸底新高考卷)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 47. (2025届北京四中期末)用电解法从含MnSO4废水中提取Mn和H2SO4的原理如下图所示，阴极室中会加入适量(NH4)2SO4。 已知：i．电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰。 ii．电解效率(B)＝100%。 下列说法不正确的是 A. 阳极反应式为2H2O–4e-=O2↑+4H+ B. 离子交换膜为阴离子交换膜 C. 阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密的金属锰 D. 若(Mn)＝80 %，当析出1 mol Mn时，产生O2的体积为8.96 L(标准状况) 48. (2025届广东汕头质量监测)研究光伏储能发电系统是国家的重要战略。下图是我国某科研团队设计的碱性光伏制氢储能装置。下列有关电池储能时说法错误的是 A. 能量转化：太阳能→电能→化学能 B．OH－通过离子交换膜向Y电极移动 C．X电极发生反应：Ni(OH)2－e－＋OH－＝NiOOH＋H2O D．b为电池负极，理论上每产生1molH2，X电极的质量减少2g 49. (2025届南京航空航天大学附中一模)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 50. (2025届陕西适应性训练)刘天骠教授团队开发出一种能应用于pH中性水系液流电池的双极性储能材料：锌－二茂铁【Zn[FeSpr]2】。工作原理如下图，箭头代表液体的流动方向。下列说法不正确的是 A. 双极性储能材料指既能做正极区的电解液又做负极区电解液 B. 充电时，每生成1mol，溶解32.5g锌 C. 放电时的总反应为Zn＋2＝2＋Zn2+ D. Zn[FeSpr]2易溶于水是由于磺酸基能和水分子形成氢键 51. (2025届辽宁五校联考)调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。 已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。 利用如图装置分离这三种氨基酸，a、b为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法正确的是 A. 阳极的电极反应为2H2O＋4e－＝4H+＋O2↑ B．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜 C. 原料室的pH应控制在9.74 D. 在产品室1中，可以收集到谷氨酸 52．(2025届湖南长沙质检)我国科学家研究出一种新型水系Zn－C2H2电池，其结构如下图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是 A．电极a为负极，发生氧化反应 B．OH－通过阴离子交换膜向a电极移动 C．a极的电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－＝C2H4＋2OH－ D．每转移2mole－，右侧极室中溶液质量增大16g 53．(2025届江苏常熟抽测)一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物－空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是 A．连接负载时，电极A为正极 B．连接负载时，电极A的反应方程式为2S－2e－＝S C．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80g D．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 54．(2025届江苏南京质检)一种新型Zn－NO2电池，可以有效地捕获NO2，将其转化为NO，再将产生的NO电解制NH，装置如图所示，下列说法正确的是 A．b为正极，发生氧化反应 B．电池工作中电子的流向：a→d，b→c C．d电极的电极反应式：NO－6e－＋8H+＝NH＋2H2O D．捕获23gNO2，c极产生2.8LO2(标准状况) 55．(2025届湖南五市十校联考)NaBH4－H2O2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。下列说法错误的是 A．b为正极 B．负极反应为：BH＋8OH――8e－＝BO＋6H2O C．离子交换膜C为阳离子交换膜 D．高温条件下可以提高工作效率 56．(2025届广东汕头质检)锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca－LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：xCa2+＋2LiFePO4xCa＋2Li1－xFePO4＋2xLi＋，下列说法正确的是 A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应 B．充电时，Li1－xFePO4/ LiFePO4电极的电极反应式为LiFePO4－xe－＝Li1－xFePO4＋xLi＋ C．锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流 D．充电时，当转移0.2mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0g 57．(2025届浙江强基联盟联考)科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌－多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是 A．硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化 B．夜间工作时，应将电极ac、bd分别连接 C．日间工作时，b极的电极反应式为S＋S2-＋2e－＝S D．H2生产装置中可以使用阳离子交换膜 58. (2025届安徽合肥第一中学期末)科学家设计了如图装置通过电解制备苯乙酸，下列说法正确的是 A．a极电极反应式为Cr2O＋8H+－6e－＝2Cr(OH)3＋H2O B. 电极电势：b＞a C. 装置Ⅱ中每消耗1mol，理论上有2mol质子通过质子交换膜 D. 工作一段时间后NaCl溶液浓度升高 59. (2025届北京人大附中质检)通过电解废旧锂电池中的LIMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A. 电极A为阴极，发生还原反应 B. 电极B的电极反应：2H2O＋Mn2+－2e－＝MnO2＋4H+ C. 电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D. 电解结束，可通过调节pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3 60. (2025届福州第一中学质检)近日，电子科技大学孙威教授用弱酸性的醋酸锌［Zn(CH3COO)2，简写为Zn(OAc)2］水溶液作为锌－空气电池的电解液，探索了碱式醋酸锌水合物［Zn5(OH)8(CH3COO)2∙2H2O，简写为ZHA］可逆生成与分解的新型反应机制，工作原理示意图如图所示： 下列说法正确的是 A. 放电时，电子从Zn电极经电解液流向多孔Cu网电极 B. 充电时，多孔Cu网电极的电极反应式为4OH－＋4e－＝O2↑＋2H2O C. 放电时的电池总反应为4Zn＋2O2＋Zn(CH3COO)2＋6H2O＝Zn5(OH)8(CH3COO)2∙2H2O D. 与多孔Cu网电极相比，放电时，Zn电极电势低，充电时，Zn电极电势高 61. (2025届广州大学附属中学期末)锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一、如图为以Zn(OH)/Zn和Fe(CN)/Fe(CN)作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑(PBI)膜允许OH－离子通过。 下列说法错误的是 A. Fe(CN)含有配位键，电池放电总反应为2Fe(CN)＋Zn＋4OH－＝Zn(OH)＋2Fe(CN) B. 放电过程中，左侧池中溶液pH逐渐减小 C. 充电过程中，阴极的电极反应为Zn(OH)＋2e－＝Zn＋4OH－ D. 充电过程中，当2molOH－通过PBI膜时，导线中通过1mole－ 62. (2025届广州第二中学期末)某小组为探究一系列物质的性质，设计如图所示实验。闭合K1，下列说法正确的是 A. U型管两侧均有气泡冒出，分别是H2和Cl2 B. Ⅰ处出现淡黄色沉淀，说明氧化性：Cl2＞S C. 用硝酸和硝酸钡溶液可检验Ⅱ中生成了SO D. 断开K1，立刻闭合K2，电流表不发生偏转 63. (2025届广州第二中学期末)高纯镓是制备第三代半导体的重要原料，其化学性质与铝相似。下图为工业精炼镓的装置示意图。下列说法不正确的是 A. 阴极的电极反应为GaO＋2H2O＋3e－＝Ga＋4OH－ B. 电解过程中，阳极室中OH－的物质的量减小 C. 电路中每转移3mol电子，理论上粗镓熔融液减少70g D. 电解后粗镓中的Zn、Fe以离子形式进入NaOH溶液中 64. (2025届河北武邑中学期末)高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A. 放电时，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH) B. 放电时，正极区溶液的pH增大 C. 充电时，1molFQH2转化为FQ转移2mol电子 D. 充电时，中性电解质NaCl的浓度增大 65. (2025届长沙雅礼中学期末)我国学者利用双膜三室电解法合成了ClCH2CH2Cl，该方法的优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到高利用。价值的副产品，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. b为电源负极，气体X为H2 B. 膜I、膜Ⅱ依次适合选用阴离子交换膜、阳离子交换膜 C. 电解过程中需及时补充NaCl D. 制得1molClCH2CH2Cl的同时NaOH溶液质量增加80g 66. (2025届长沙市长郡中学质检)环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。下列说法错误的是 A. X极电势高于Y极 B. 阳极反应为Cl――2e－＋OH－＝HClO C. 溶液a为KOH和KCl的混合溶液 D. 制备总反应为 67. (2025届辽宁五校联考)科学家研制出一种新型短路膜化学电池，利用这种电池可以消除空气中的CO2，该装置的结构、工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A. 短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子还可以传递电子 B. 当负极生成1molCO2时，理论上需要转移1mol电子 C. 负极反应为：H2＋2HCO－2e－＝2H2O＋2CO2 D. 当反应消耗22.4LO2时，理论上需要转移4mol电子 68. (2025届辽宁五校联考)锂硒电池是一种具有高电导率高理论体积容量、高理论质量容量的新型电池，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A. 放电时，正极的电极反应式为Se＋2Li＋－2e－＝Li2Se B．Li+占据Li2Se晶胞中的顶点和面心 C. 放电时，电子由正极通过石墨烯聚合物隔膜流向负极 D. 充电时，外电路中转移0.5mol电子，两极质量变化差为7g 69. (2025届山西晋城第一中学)铁基液流电池有显著的成本优势和资源优势。当前正研究的某种碱性铁基半液流电池的放电工作原理如图所示。 下列说法错误的是 A. 放电时，b极为正极；充电时，该电极连接电源正极 B. 充电时，a极电极反应式为Fe3O4＋8e－＋4H2O＝3Fe＋8OH− C. 石墨烯的作用是提高电极中Fe3O4/Fe的反应活性，防止电极钝化 D. 放电时，负极失去1 mol电子时，一定有1 mol的阳离子通过交换膜 70. (2025届西安市铁一中学)利用微生物处理废水中的有机污染物是一个重要的研究课题。下图是一科研团队利用原电池原理设计的微生物电池装置，用于处理有机物Cm(H2O)n废水。下列有关说法正确的是 A. 电极a为负极 B. 放电时H+由电极a向电极b迁移 C. 电极a的电极反应式为：MnO2＋4H+＋2e－＝Mn2+＋2H2O D. 当电路中有1mol电子通过时，通过质子交换膜的H+为2mol 71. (2025届成都石室中学期末)工业上用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的SO2，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法正确的是 A．X应为直流电源的正极 B. 电解过程中阴极区氢氧根离子浓度降低 C. 图中的b%＞a% D. SO在电极上发生的反应为SO＋2OH－―2e－＝SO＋H2O 72. (2025届成都树德中学期末)太阳能发电和阳光分解水是清洁能源研究的主攻方向。染料敏化的TiO2纳米晶薄膜半导体光解水的基本原理如图，下列对该装置的相关说法错误的是 A. SO由乙电极向甲电极定向移动 B. 甲电极反应为2SO－2e－＝S2O C. 电池总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ D. 实现光能→化学能→电能的转换 73. (2025届成都外国语学校期末)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池，图2为电渗析法制备磷酸二氢钠，用浓差电池为电源完成电渗析法制备磷酸二氢钠。下列说法正确的是 A. 电极Ag(II)的电极反应式为：Ag－e－＝Ag+ B. 电渗析装置中膜a、b均为阳离子交换膜 C. 电渗析过程中左室中NaOH浓度增大，右室H2SO4的浓度减小 D. 电池从开始到停止放电，理论上可制备2.4gNaH2PO4 74. (2025届昆明第一中学联考)铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，放电时的总反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O，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、PbO2电极的质量均增大 C. 充电时，阳极的电极反应式为Pb2+＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H+ D. 若用直流电源充电时，电池的正极与电源的正极相连 75．(2025届泰安三模)膜电极反应器具有电阻低、能耗低、结构紧凑等优点，在实际气相反应中具有广阔的应用前景。因此研究人员设计了一种(碱性)膜电极反应器(如图所示)用于持续制备乙烯，下列说法中正确的是 A．在M极发生的是还原反应，电极反应式为C2H2＋2H2O－2e－＝C2H4＋2OH－ B．C2H2和C2H4中碳原子的杂化方式相同 C．C2H4能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，且褪色原理相同 D．该膜电极反应器的总反应为2C2H2＋2H2O＝2C2H4＋O2 76．(2025届江西名校联考)高压科学研究中心研究的一种通过压力梯度驱动化学反应产生电能的电池装置如图所示。金刚石压砧把H2压入储氢电极PdHx，它在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到Pd电极参与反应，形成闭合回路。 下列说法错误的是 A．Pd电极为正极 B．Pd与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差 C．交换膜为质子交换膜 D．电池正极反应为PdHx－1＋H＋＋e－＝PdHx 77．(2025届泰安联考)胶州湾的沉积物燃料电池已运行多年。沉积物燃料电池可以将沉积物中的化学能直接转化为可用的电能，同时加速沉积物中污染物的去除。工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．碳棒a的电势比碳棒b高 B．碳棒a附近酸性比碳棒b附近强 C．硫在碳棒b上发生的电极反应：S－6e－＋4H2O＝SO＋8H＋ D．硫化物、腐殖质和含碳有机物都是重要的电子供体 78．(2025届广东汕头联考)锂离子电池的正负极一般采用可逆嵌锂—脱锂的材料。尖晶石结构的 LiMn2O4是一种常用的正极材料。已知一种 LiMn2O4晶胞可看成由 A、B单元按Ⅲ方式交替排布构成。下列说法正确的是 A．放电时，LiMn2O4电极发生电极反应 LiMn2O4－xe－＝Li1－xMn2O4＋xLi＋ B．“”表示的微粒是 Mn C．每个LiMn2O4晶胞转化为 Li1－xMn2O4时转移8x个电子 D．充电时，LiMn2O4电极的电势低于电池另一极 79．(2025届秦皇岛实验中学)科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达到98%，工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜 B．膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径 C．a极的电极反应式为2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑ D．每转移2 mol电子，理论上乳清质量减少58.5 g 80．(2025届张家口名校段测)在缺氧的深层潮湿土壤中，厌氧细菌会促进钢铁发生厌氧腐蚀，其原理如图所示。为抑制腐蚀的发生，通常将钢管、石墨电极分别与外接电源相连，使钢管表面形成致密的Fe3O4薄膜。下列说法正确的是 A．腐蚀过程中，厌氧细菌促进H2O发生氧化反应 B．腐蚀过程中存在SO＋4H2S2－＋4H2O C．上述保护方法为外加电流阴极保护法 D．通电后电子从钢管流向石墨电极，再经潮湿的土壤回到钢管 81．(2025届山东部分学校联考)双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解离为OH－和H＋，并透过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的CO2过程如图所示，已知盐室中生成CaCO3实现捕获，下列说法正确的是 A．交换膜A为阳离子交换膜 B．捕获装置中，阴极反应为2H＋＋2e－＝H2↑ C．溶液中的X为H＋ D．捕获1.12 L CO2转化为沉淀，则转移电子2 mol 82．(2025届山东师大附中)利用多池装置和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如下，下列说法正确的是 A．电极b反应式是O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ B．甲中每消耗64 g SO2，乙中有2 mol H＋通过隔膜 C．电极c反应式为N2O4－2e－＋H2O＝N2O5＋2H＋ D．每转移2 mol电子，生成2 mol N2O5和7 mol H2SO4 83．(2025届河南名校模拟)我国科学家采用双极膜实现连续合成氨，电解装置工作原理如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在电流作用下分别向两极迁移。 下列说法错误的是 A．催化电极a上的电势低于催化电极b B．工作一段时间后，右室中c(OH－)不变 C．生成氨气和氧气的质量比为17∶64 D．若使用铅酸蓄电池作电源，获得1 mol NH3时，铅酸蓄电池中有8 mol H2O生成 84．(2025届唐山一模)水系可逆Zn－CO2电池在工作时，复合膜(由a、b膜复合而成，a膜只允许H＋通过，b膜只允许OH－通过)层间的H2O解离成H＋和OH－，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn－CO2电池工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．闭合K1时，右侧电极反应为CO2＋2H＋＋2e－＝HCOOH B．闭合K1时，电池工作一段时间，复合膜两侧溶液的pH左侧升高右侧降低 C．闭合K2时，OH－从复合膜流向Zn电极 D．闭合K2时，每生成65 g Zn，同时一定生成CO2气体11.2 L 85．(2025届山东学情质检)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，可从浓缩海水中提取LiCl。下列有关该电池的说法错误的是 A．X极发生的反应为2H＋＋2e－＝H2↑ B．该装置获得LiCl的同时又获得了电能 C．X极每生成2.24 L(标准状况)H2，b区溶液中减少0.2 mol离子(不考虑气体溶解) D．Y极每生成1 mol Cl2，X极区得到2 mol LiCl 86．(2025届日照开学考试)浓差电池是利用物质的浓度差产生电动势的一种装置。某浓差电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．X电极为负极 B．电路中转移0.1 mol e－时，左池减少了0.1 mol离子 C．隔膜为阴离子交换膜 D．右池中的电极反应式为Ag－e－＋Cl－＝AgCl 87．(2025届辽宁六校协作体质检)我国科学家设计的“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给，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。下列说法错误的是 A．A电极为正极 B．H＋从海底沉积层通过交接面向海水层移动 C．负极的电极反应式为CH2O－4e－＋H2O＝CO2＋4H＋ D．高温下微生物蛋白质变性失活，故升温不一定能提高电池的效率 88．(2025届宁德名校联考)利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2，其工作原理如图。下列关于该电池的说法不正确的是 A．该电池若用隔膜，可选用阳离子交换膜 B．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 C．放电时，正极的电极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2 D．充电时，电路中每转移1 mol e－，石墨烯电极质量增加7x g 89．(2025届泰安质检)双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极Ⅰ为掺杂Na2S2的电极，电极Ⅱ为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 B．放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断变大 C．充电时，电极Ⅰ的电极反应式为：2S－2e－＝S D．充电时，电路中每通过1 mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9 g 90．(2025届济宁泗水质检)氢氧燃料电池与电解水装置配合使用，可实现充放电循环，应用于长寿命航天器中下列说法错误的是 A．a极发生氧化反应 B．b极为正极 C．K2CO3溶液可以传导电子和离子 D．该电池能量转化率高，不污染环境 91．(2025届长沙雅礼中学质检)火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li—CO2电池供电，其反应机理如图所示，下列说法错误的是 A．R方向为电子移动的方向 B．CO2电极反应式为4Li＋＋4e－＋3CO2＝2Li2CO3＋C C．可采用LiNO3溶液作为电解质溶液 D．碳酸锂的生成和分解形式提供了实现可逆电化学电池的可能 92．(2025届绍兴联考)某钠离子电池结构如图所示，电极A为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2)，电极B为硬碳，充电时Na＋得电子成为Na嵌入硬碳中。下列说法不正确的是 A．充电时，电极B与外接直流电源的负极相连 B．放电时，外电路通过a mol电子时，A电极电解质损失a mol Na＋ C．放电时，电极A为正极，反应可表示为：Na1－xTMO2＋ xNa＋ ＋ xe－＝NaTMO2 D．电池总反应可表示为Na1－xTMO2＋ NaxC＝NaTMO2＋ C 93．(2025届广东六校联考)一种高达94.2%能效的可充电铝胺电池工作原理如图所示，用Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)失去一个电子后形成的Ph3N＋结构较为稳定。下列说法不正确的是 A．与锂电池比，铝电池比能量略低，但铝含量丰富价格低廉 B．放电时，负极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl＝4Al2Cl C．充电时，AlCl向铝电极移动 D．理论上每生成1 mol Ph3N，外电路通过1 mol电子 94．(2025届四川泸县联考)沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．碳棒b为该微生物电池的正极 B．碳棒a上有反应：FeSx－2xe－＝Fe2＋＋xS(x≥2) C．电流方向：碳棒b→电阻→碳棒a→含水沉积物→碳棒b D．氧气的含量、光照强度会影响电池的功率 95．(2025届抚顺一模)水系钠离子电池有成本低、寿命长、环保等诸多优势，未来有望代替锂离子电池和铅酸电池。一种水系钠离子电池放电和充电的工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电极N上的电势低于电极M上的电势 B．放电时，若导线中流过2 mol e－，理论上有2 mol Na＋移入M电极区 C．充电时，TiO2光电极不参与该过程 D．充电时，阳极的电极反应式为3I－－2e－＝I 96．(2025届重庆质量检测)Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4，下列有关说法不正确的是 A．右侧电极反应式：Fe＋8OH－－6e－＝FeO＋4H2O B．左侧为阳离子交换膜，当Cu电极生成1 mol气体时，有2 mol Na＋通过阳离子交换膜 C．可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部，以保证装置连续工作 D．Na2FeO4有强氧化性且产物为Fe3＋，故可以利用Na2FeO4除去水中的细菌、固体颗粒以及Ca2＋等 97．(2025届华南师大附中等四校联考)H2O2和O3都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生H2O2和O3，产生H2O2和O3的物质的量之比为5∶1，下列说法错误的是 A．Y电极电势低于X电极 B．生成双氧水的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋＝H2O2 C．膜为质子交换膜 D．X极处可能还存在其他副反应 98．(2024届河北百师联盟联考)钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按下图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是 A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6＝LiCoO2＋6C，则m处Li1－xCoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0.2 mol电子时，理论上装置Ⅰ中加入100 mL 2 mol/L盐酸可复原 C．电极d为阴极，电解过程中发生反应Cu＋Cl－－e－＝CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－＝CuOH＋Cl－ 99．(2025届四川广安联考)如图为拟通过甲装置除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚，同时利用此装置产生的电能进行粗铜的精炼。下列说法不正确的是 A．B极为负极，发生氧化反应 B．当电路中有0.2 mol电子通过时，Y极质量可能减少3.2 g C．A极的电极反应式：＋e－＝＋Cl－ D．反应一段时间后，经甲装置中排出污水的pH减小 100．(2025届湖南岳阳一模)四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是 A．b、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 B．通电后Ⅲ室中的Cl－透过c迁移至阳极区 C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高 D．电池总反应为4NaCl＋6H2O4NaOH＋4HCl＋2H2↑＋O2↑ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【100题精练+答案+解析】 电化学基础(选择题) 1. (2025年1月浙江卷)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1molO2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A. 熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B. 充放电时，Li+优先于K+通过固态电解质膜 C. 放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2-转化为O D. 充电时，锂电极接电源负极 答案：C 解析：Li－O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li－e－＝Li+，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2＋2e－＝O，随温度升高Q增大，正极区O转化为O2-；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，O或O2-失去电子。 A．由分析可知，电池总反应方程式为：O2＋2LiLi2O2或O2＋4Li2Li2O，充放电时有Li+参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，A正确； B．Li+比K+的半径小，因此Li+优先于K+通过固态电解质膜，B正确； C．放电时，正极得到电子，O中氧原子为－1价，O2-中氧原子为－2价，因此随温度升高Q增大，正极区O转化为O2-，C错误； D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确； 2. (2024年甲卷)科学家使用δ－MnO2研制了一种MnO2－Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 A. 充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B. 充电时，会发生反应Zn＋2MnO2＝ZnMn2O4 C. 放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－ D. 放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH 答案：C 解析：A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A错误； B．Zn具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，放电时，Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－＝Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2+＋2e－＝Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，B错误； C．放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－，C正确； D．放电时，Zn电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol，但正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D错误。 3．(2024年北京卷)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，NH向负极方向移动 C．MnO2发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为Zn－2e－＝Zn2+ 答案：D 解析：A．酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，B错误； C．MnO2发生得电子的还原反应，C错误。 D．锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应Zn－2e－＝Zn2+，D错误； 4. (2024年山东卷)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H2和O2，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NaBr C. 电解总反应式为Br－＋3H2OBrO＋3H2↑ D. 催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2 答案：B 解析：电极b上Br－发生失电子的氧化反应转化成BrO，电极b为阳极，电极反应为Br－―6e－＋3H2O＝BrO＋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－＋3H2OBrO＋3H2↑；催化循环阶段BrO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．根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确； B．根据分析电解过程中消耗H2O和Br－，而催化阶段BrO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项错误； C．根据分析电解总反应式为Br－＋3H2OBrO＋3H2↑，C项正确； 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项正确； 5. (2024年江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O＝ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A. 电池工作时，MnO2发生氧化反应 B. 电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 C. 环境温度过低，不利于电池放电 D. 反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 答案：C 解析：Zn为负极，电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2 ＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－。 A．电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，故B错误； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确； D．由电极反应式MnO2 ＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为6.02×1023，故D错误； 6. (2024年湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A. 电解时，OH－向Ni电极移动 B. 生成C6N的电极反应：2C3N8H4＋8OH－―4e－＝C6N＋8H2O C. 电解一段时间后，溶液pH升高 D. 每生成1molH2的同时，生成0.5mol K4C6N16 答案：B 解析：由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－；Pt电极C3N8H4失去电子生成C6N，作阳极，电极反应为：2C3N8H4＋8OH－―4e－＝C6N＋8H2O，同时，Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为： 4OH―－4e－＝O2↑＋2H2O。 A．由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH－向Pt电极移动，A错误； B．由分析可知，Pt电极C3N8H4失去电子生成C6N，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：2C3N8H4＋8OH――4e－＝C6N＋8H2O，B正确； C．由分析可知，阳极主要反应为：2C3N8H4＋8OH－―4e－＝C6N＋8H2O，阴极反应为：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，则电解过程中发生的总反应主要为：2C3N8H4＋4OH－＝C6N＋4H2O＋2H2↑，反应消耗OH－，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误； D．根据电解总反应：2C3N8H4＋4OH－＝C6N＋4H2O＋2H2↑可知，每生成1molH2，生成0.5mol K4C6N16，但Pt电极伴随少量O2生成，发生电极反应：4OH―－4e－＝O2↑＋2H2O，则生成1molH2时得到的部分电子由OH－放电产生O2提供，所以生成K4C6N16小于0.5mol，D错误； 7. (2024年湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH－在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2-＋H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2-－e－＝HCOO－＋H∙。下列说法错误的是 A. 电解一段时间后阳极区c(OH－)减小 B. 理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有4molH2O解离 C. 阳极总反应式为2HCHO＋4OH――2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O D. 阴极区存在反应H2C2O4 ＋2H+＋2e－＝CHOCOOH＋H2O 答案：B 解析：在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO＋OH－→HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH-[OCH2O]2-＋H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2-－e－＝HCOO－＋H∙，H∙结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC－COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC－COOH：H2C2O4＋2e－＋2H+＝OHC－COOH＋H2O，OHC－COOH与H2O－N+H3反应生成HOOC－CH=N－OH：OHC－COOH+H2O－N+H3→HOOC－CH=N－OH＋H2O＋H+，HOOC－CH=N－OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC－CH=N－OH＋4e－+5H+＝H3N+CH2COOH＋H2O。 A．根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH－、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A项正确； B．根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+H2O－N+H3＋6e－＋6H+＝ H3N+CH2COOH＋3H2O，1molH2O解离成1molH+和1molOH－，故理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有6molH2O解离，B项错误； C．根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO－2e－+4OH－＝2HCOO-+H2↑+2H2O，C项正确； D．根据分析，阴极区的Pb上发生反应H2C2O4＋2e－＋2H+＝OHC－COOH＋H2O，D项正确； 8. (2024年河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg－CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3－丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。 下列说法错误的是 A. 放电时，电池总反应为2CO2＋Mg＝MgC2O4 B. 充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接 C. 充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移 D. 放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2 答案：C 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、Mg电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极： 定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动。 电极 过程 电极反应式 Mg电极 放电 Mg－2e－＝Mg2+ 充电 Mg2+＋2e－＝Mg 多孔碳纳米管电极 放电 Mg2+＋2CO2＋2e－＝MgC2O4 充电 MgC2O4－2e－＝Mg2+＋2CO2↑ A．根据以上分析，放电时正极反应式为Mg2+＋2CO2＋2e－＝MgC2O4、负极反应式为Mg－2e－＝Mg2+，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应：Mg＋2CO2＝MgC2O4，故A正确； B．充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，故B正确； C．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C错误； D．根据放电时的电极反应式Mg2+＋2CO2＋2e－＝MgC2O4可知，每转移2mol电子，有2molCO2参与反应，因此每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2，故D正确； 9. (2024年河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg－CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3－丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。 对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。 下列说法错误的是 A．PDA捕获CO2的反应为 B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为 C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同 D．三个路径速控步骤均涉及*CO转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生 答案：D 解析：A．根据题给反应路径图可知，PDA(1，3－丙二胺)捕获CO2的产物为，因此PDA捕获CO2的反应为，A正确； B．由反应进程－相对能量图可知，路径2的最大能垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大能垒为*CO→*C2O的步骤，据反应路径2的图示可知，该步骤有参与反应，因此速控步骤反应式为，B正确； C．根据反应路径图可知，路径1、3的中间产物不同，即经历了不同的反应步骤，但产物均为*MgCO3，而路径2、3的起始物均为，产物分别为*MgC2O4和*MgCO3，C正确； D．根据反应路径与相对能量的图像可知，三个路径的速控步骤中*CO都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径3的速控步骤为*CO得电子转化为*CO和*CO，没有PDA的生成，D错误； 10．(2024年黑吉辽卷) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是 A. 相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B. 阴极反应：2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑ C. 电解时OH－通过阴离子交换膜向b极方向移动 D. 阳极反应：2HCHO－2e－＋4OH－＝2HCOO－＋2H2O＋H2↑ 答案：A 解析：据图示可知，b电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机理可知：反应后生成的转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH的同时还生成了H－，生成的HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH＋OH－＝HCOO－＋H2O，而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生成氢气，即2H－－2e－＝H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O－2e－＝H2↑＋2OH－。 A．由以上分析可知，阳极反应：①HCHO＋OH－－e－→HCOOH＋H2，②HCOOH＋OH－＝HCOO－＋H2O，阴极反应2H2O－2e－＝H2↑＋2OH－，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水：2H2O2H2↑＋O2↑，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，故A错误； B．阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O－2e－＝H2↑＋2OH－，故B正确； C．由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH－，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH－通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，故C正确； D．由以上分析可知，阳极反应涉及到：①HCHO＋OH－－e－→HCOOH＋H2，②HCOOH＋OH－＝HCOO－＋H2O，由(①＋②)×2得阳极反应为：2HCHO－2e－＋4OH－＝2HCOO－＋2H2O＋H2↑，故D正确； 11. (2024年安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn－TCPP (局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B. 电池总反应为：I＋ZnZn2+＋3I－ C. 充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn－TCPP D. 放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子 答案：C 解析：由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为Zn－2e－＝Zn2+，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2+＋2e－＝Zn；正极上发生I＋2e－＝3I－，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为3I――2e－＝I。 A．标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键，A正确； B．由以上分析可知，该电池总反应为I＋ZnZn2+＋3I－，B正确； C．充电时，阴极电极反应式为Zn2+＋2e－＝Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误； D．放电时，负极的电极反应式为Zn－2e－＝Zn2+，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01mol)，理论上转移0.02 mol电子，D正确； 12. (2024年甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B. 电极2是阴极，发生还原反应：O2＋4e－＝2O2- C. 工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2 D. 理论上电源提供2mole－能分解1molH2O 答案：B 解析：多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O＋4e－＝2H2+2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2-－4e－＝O2。 A．电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确； B．根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2-－4e－＝O2，B项错误； C．工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确； D．根据分析，电解总反应为2H2O(g)2H2＋O2，分解2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解1molH2O，D项正确； 13. (2024年广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A. 阳极反应：2Cl－―2e－＝Cl2↑ B. 阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高 C. 理论上每消耗1molFe2O3，阳极室溶液减少213g D. 理论上每消耗1molFe2O3，阴极室物质最多增加138g 答案：C 解析：右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，Cl－放电产生氯气，电极反应为：Cl－―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，电极反应为：Fe2O3＋6e－＋3H2O＝2Fe＋6OH－；中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动。 A．由分析可知，阳极反应为：2Cl－―2e－＝Cl2↑，A正确； B．由分析可知，阴极反应为：Fe2O3＋6e－＋3H2O＝2Fe＋6OH－，消耗水产生OH－，阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高，B正确； C．由分析可知，理论上每消耗1mol Fe2O3，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3×71g＋6×23g＝351g，C错误； D．由分析可知，理论上每消耗1mol Fe2O3，转移6mol电子，有6molNa+由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加6×23g＝138g，D正确； 14. (2024年贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：HCO＋H2O＝HCO＋2H+＋2e－，HCO＋H2O＝HCO＋H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。 下列说法错误的是 A. 该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能 B. 阴极反应式为O2＋2H+＋2e－＝H2O2 C. 光阳极每消耗1molH2O，体系中生成2molH2O2 D. H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 答案：C 解析：该装置为电解池，光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－＝O2＋4H+，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2＋2H+＋2e－＝H2O2； A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确； B．由图可知，阴极上O2和H+得电子生成H2O2，电极反应式为O2＋2H+＋2e－＝H2O2，B正确； C．光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－＝O2＋4H+，每消耗1molH2O，转移2mol电子，由O2＋2H+＋2e－＝H2O2，则体系中生成1molH2O2，C错误； D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，H2O2做还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，H2O2中O元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D正确； 15. (2024年江西卷)我国学者发明了一种新型多功能甲醛－硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A. CuAg电极反应为2HCHO＋2H2O－4e﹣＝2HCOO﹣＋H2↑＋2OH﹣ B. CuRu电极反应为NO＋6H2O＋8e﹣＝NH3↑＋9OH﹣ C. 放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D. 处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 答案：B 解析：由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO－和H2，电极方程式为：2HCHO＋4OH－―2e﹣＝2HCOO﹣＋H2↑＋2H2O，CuRu为正极，NO得到电子生成NH3，电极方程式为：NO＋6H2O＋8e﹣＝NH3↑＋9OH﹣，以此解答。 A．由分析可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2HCHO＋4OH－―2e﹣＝2HCOO﹣＋H2↑＋2H2O，A错误； B．由分析可知，CuRu为正极，NO得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：NO＋6H2O＋8e﹣＝NH3↑＋9OH﹣，B正确； C．质子交换膜只允许H+通过，C错误； D．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO＋4OH－―2e﹣＝2HCOO﹣＋H2↑＋2H2O，正极电极方程式为：NO＋6H2O＋8e﹣＝NH3↑＋9OH﹣，总反应为8HCHO＋NO＋7OH－＝NH3↑＋8HCOO－＋4H2↑＋2H2O，处理废水过程中消耗OH－，溶液pH减小，需补加 KOH，D错误； 16. (2024年海南卷)电解NH4HSO4溶液得到S2O，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法错误的是 A．电解过程中阴极区的SO不断迁移到阳极区 B. 图中a代表H2 C．回路中通过1mol电子产生0.5mol(NH4)2S2O8 D．SO氧化成S2O的电极反应为2SO－2e－＝S2O 答案：AC 解析：由实验装置图可知，与电源正极相连为电极为阳极，电极反应式为2SO－2e－＝S2O，电解过程流出液b中混有少量气泡，发生副反应2H2O－2e－＝O2↑＋4H+，与电源负极相连的电极为阴极，电极反应式为2H+＋2e－＝H2↑。 A．由分析可知，阴离子向阳极移动，但是硫酸根不能通过质子交换膜，则硫酸根不能从阴极区迁移到阳极区，A错误； B．由分析可知，阴极区产生氢气，则a为氢气，B正确； C．由于阳极区存在副反应，则当回路中通过1mol电子产生的(NH4)2S2O8小于0.5mol，C错误； D．由分析可知，阳极区发生反应氧化反应2SO－2e－＝S2O，D正确； 17. (2024年重庆卷)我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是 A. 电解时电极N上产生OH－ B. 电解时电极M上发生氧化反应 C. 阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D. 总反应为2CO2＋2H2O2HCOOH＋O2 答案：D 解析：催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：CO2＋2e－＋H2O＝HCOO－＋OH－，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子膜加入中间室，氢氧根离子和氢离子生成水、甲酸根离子和氢离子生成甲酸，则M是阴极，那么N是阳极，阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气：2H2O－4e－＝4H+＋O2↑，氢离子通过阳离子膜进入中间室； A．酸性条件下，电解时电极N上水失去电子发生氧化反应生成氧气：2H2O－4e－＝4H+＋O2↑，A错误； B．催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸，B错误； C．由分析，阳离子交换膜有1种离子通过，C错误； D．由分析，总反应为二氧化碳和水生成甲酸和氧气，D正确； 18. (2024年福建卷)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li+有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解LiCl产生Cl2。下列说法正确的是 A. 交换膜为阴离子交换膜 B. 电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C. 理论上每生成1molCl2，需消耗2molLi D. 放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl＝2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl 答案：D 解析：放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，由图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为(CF3SO2)2NLi和LiCl，则左侧电极为正极，右侧电极为负极； A．放电过程中负极锂失去电子形成Li+，Li+通过阳离子交换膜进入左侧生成(CF3SO2)2NLi，A错误； B．锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误； C．充电过程中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生Cl2：2Cl－―2e－＝Cl2↑，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：2Li+＋2e－＝2Li，则理论上每生成1molCl2，同时生成2molLi，C错误； D．由分析，放电过程中，正极氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为(CF3SO2)2NLi和LiCl，负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为6Li＋N2＋4CF3SO2Cl＝2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl，D正确； 19. (2024年广西卷)某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A. 外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B. 充电时，阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3－xe－＝Na3－xV2(PO4)3＋xNa+ C. 放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D. 电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 答案：A 解析：放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌，则右侧电极为负极，Na失电子生成Na+；Na+透过允许Na+通过的隔膜从右侧进入左侧，则左侧为正极。 A．外电路通过1mol电子时，负极有1molNa失电子生成Na+进入右侧溶液，溶液中有1molNa+从右侧进入左侧，并与正极的Na3-xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为2mol×23g/mol=46g，A错误； B．充电时，左侧电极为阳极，Na3V2(PO4)3失电子生成Na3-xV2(PO4)3，则阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3－xe－＝Na3－xV2(PO4)3＋xNa+，B正确 ； C．放电一段时间后，负极产生的Na+的物质的量与负极区通过隔膜进入左极区的Na+的物质的量相同，进入左极区的Na+与参加左侧正极反应的Na+的物质的量相同，所以电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，C正确； D．Na能与水反应，所以电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换，D正确 ； 20. (2024年6月浙江卷)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＋4e－＋2H2O＝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．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．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＋4e－＋2H2O＝4OH－，B正确； C．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．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； 21. (2025年1月八省联考河南卷)我国科学家设计了一种水系S－MnO2可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A. 充电时，电极b为阳极 B. 充电时，阳极附近溶液的pH增大 C. 放电时，负极的电极反应：Cu2S－4e－＝S＋2Cu2+ D. 放电时，溶液中Cu2+向电极b方向迁移 答案：C 解析：由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S，发生氧化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极a上Mn2+转化为MnO2，发生氧化反应，电极b上S转化为Cu2S，发生还原反应，此时电极a为阳极，电极b为阴极。 A．充电时，S转化为Cu2S，发生还原反应，则电极b为阴极，A错误； B．根据分析，充电时，电极b为阴极，则电极a为阳极，电极a的电极反应为Mn2+＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H+，阳极附近溶液的pH减小，B错误； C．放电时，电极b为负极，负极的电极反应为Cu2S－4e－＝S＋2Cu2+，C正确； D．放电时，溶液中Cu2+向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误； 22．(2025年1月八省联考内蒙古卷)电解回收工艺的原理如下图所示。下列说法错误的是 A. 太阳能电池板经光照产生的电子流向a极 B．LiCoO2浸出：4LiCoO2＋12H+4Li＋＋4Co2+↑＋6H2O＋O2↑ C．b电极反应：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ D. 电解前除去LiCoO2中的杂质，可提高Co(OH)2纯度 答案：A 解析：电池正极材料LiCoO2 (含少量金属Cu)，加稀硫酸及过氧化氢反应，生成铜离子、钴离子、锂离子，再加氢氧化钠进行沉铜，进一步加氢氧化钠进行沉钴，进行一系列操作得到碳酸锂，将得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧，实现LiCoO2的再生；由太阳能电池电解回收工艺的原理可知，电极a上水失去电子变为氧气，所以电极a为阳极，电极式为2H2O－4e－＝O2↑＋2H+，电极b为阴极，电极式为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，据此作答。 A．根据分析可知，电极b为阴极，太阳能电池板经光照产生的电子流向b极，故A错误； B．根据分析可知，LiCoO2浸出生成钴离子，钴元素化合价降低，氧元素化合价升高，所以离子方程式：4LiCoO2＋12H+4Li＋＋4Co2+↑＋6H2O＋O2↑，故B正确； C．根据分析可知，b电极为阴极，电极反应式：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，故C正确； D．根据分析可知，电解前除去LiCoO2中的杂质，防止铜离子加NaOH溶液时生成Cu(OH)2，可提高Co(OH)2纯度，故D正确； 23. (2025年1月八省联考西北卷)为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法正确的是 A．电路中电子的流向随着电极互换而改变 B．电极2上发生的反应为：Ag－e－＝Ag＋ C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变 D．理论上，电路通过1mol电子时，有0.5molLi＋富集在右侧电解液中 答案：C 解析：为从海水中提取锂，电极1的电极反应式为：FePO4＋e－＋Li+＝LiFePO4，则电极1为阴极，则电极2为阳极，电极3为阴极，电极4为阳极，在电极4上发生氧化反应：LiFePO4－e－＝Li+＋FePO4，实现了锂的提取。 A．保持电源正负极不变，则电子流向不变，故A错误； B．由分析可知，电极2为阳极，海水中有Cl－，则电极2的电极反应式为：Ag－e－＋Cl－＝AgCl，故B错误； C．由分析可知，通过相同电量，电极1上附着的Li+的量和电极4上失去的Li+的量相等，所以理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变，故C正确； D．根据电子守恒，电路中各处的电量相等，所以理论上，电路通过1mol电子时，有1molLi＋富集在右侧电解液中，故D错误； 24. (2025年1月八省联考四川卷)我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电池，其工作示意图如下。 下列说法错误的是 A. 放电时，K+从负极向正极迁移 B. 放电时，Zn(OH)的生成说明Zn(OH)2具有两性 C. 充电时，电池总反应为Zn(OH)＋2S2O＝Zn＋S4O＋4OH－ D. 充电时，若生成1.0molS4O，则有4.0molK+穿过离子交换膜 答案：D 解析：由电池装置图可知，放电时Zn为负极，电极反应为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH)，多孔碳为正极，电极反应为S4O＋2e－＝2S2O；充电时Zn为阴极，电极反应为Zn(OH)＋2e－＝Zn＋4OH－，多孔碳为阳极，电极反应为2S2O－2e－＝S4O。 A．放电为原电池，原电池中K+向正极移动，A正确； B．碱性环境中有Zn(OH)生成说明Zn(OH)2能与碱反应，既能与酸反应又能与碱反应说明Zn(OH)2有两性，B正确； C．充电为电解池，根据分析，总反应为阴阳两极的加和，Zn(OH)＋2S2O＝Zn＋S4O＋4OH－，C正确； D．由电极反应2S2O－2e－＝S4O，生成1mol S4O转移电子物质的量为2mol，应有2molK+穿过离子交换膜，D错误； 25. (2025年1月八省联考云南卷)低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型光伏电池工作原理如图所示，其中KI－KI3为电解质浴液。太阳光照下，敏化后的TiO2产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动电流产生和离子移动。下列说法错误的是 A．电池工作时，涉及光能转化为电能 B．敏化TiO2电极是负极 C．Pt电极反应为：3I――2e－＝I D．光敏化剂结构中，中心离子Ru2+的配位数是6 答案：C 解析：太阳光照射TiO2电极上，敏化后的TiO2失去电子为原电池的负极，Pt电极为正极； A．该装置是光伏电池，太阳光照下敏化后的TiO2产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动电流产生和离子移动，所以电池工作时，涉及光能转化为电能，A正确； B．太阳光照下，敏化后的TiO2产生电子(e－)和空穴(h＋)，即敏化TiO2电极失电子为负极，B正确； C．Pt电极为正极，发生得电子还原反应，Pt电极电极反应为：I＋2e－＝3I－，C错误； D．由图可知，光敏化剂结构中，中心离子Ru2+与6个N原子成键，配位数是6，D正确； 26. (2024年新课标卷)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，下列叙述错误的是 A．电池总反应为2C6H12O6＋O2＝2C6H12O7 B．b电极上CuO通过Cu(II)和Cu(I)相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a 答案：C 解析：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＋2CuO＝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。 A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－；b电极为电池负极， Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，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，A正确； B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O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，B正确； C．根据反应2C6H12O6＋O2＝2C6H12O7可知，1molC6H12O6参加反应时转移2 mol电子，18mg C6H12O6的物质的量为0.1mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2mmol电子流入，C错误； D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故Na+迁移方向为b→a，D正确。 27．(2025届开学摸底广东卷)一种Zn/CuSe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Cu2Se固体)，下列说法正确的是 A．放电时：CuSe为正极反应物，其中Se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2mol电子就有2mol离子通过离子交换膜 D．由该装置不能推测出还原性：Zn＞Cu+ 答案：D 解析：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：Zn－2e－＝Zn2+; 电极CuSe为正极，正极反应式为：CuSe＋Cu2+＋2e－＝Cu2Se； A．由分析可知，正极反应物是CuSe和Cu，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SO，B错误； C．由于通过离子交换膜的离子是SO，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； 28．(2025届开学摸底福建卷)Adv. Mater.报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h+)，下列有关说法正确的是 A．光催化装置中溶液的c(H+)增大 B．整套装置转移0.2mole－，光催化装置生成2.24L气体 C．电催化装置阳极电极反应式：4OH－＋4h+＝2H2O＋O2 ↑ D．离子交换膜为阴离子交换膜 答案：C 解析：由图可知，电催化装置中，与直流电源负极相连的左侧电极为电解池的阴极，碘三离子在阴极得到电子发生还原反应生成碘离子，右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，破坏水的电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极；光催化装置中，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，碘离子得到空穴发生氧化反应生成碘三离子。 A．由分析可知，光催化装置中，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，溶液中的氢离子浓度减小，A错误； B．未指明气体是否处于标准状况，不能用气体摩尔体积计算，B错误； C．右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，电极反应：4OH－＋4h+＝2H2O＋O2 ↑，C正确； D．由分析可知，电催化装置中，右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，破坏水的电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极，D错误； 29．(2025届开学摸底广东卷)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G－CHO＋H2O－2e－＝G－COOH＋2H+ 答案：B 解析：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：G－CHO＋H2O－2e－＝G－COOH＋2H+。 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：O2＋4e－＋4H+＝2H2O，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G－CHO＋H2O－2e－＝G－COOH＋2H+，D说法正确； 30．(2025届开学摸底黑吉辽卷)2024年复旦大学科研人员研发出一种新型钙—氧气电池，其结构如图所示，将Ca(TFSI)2 (钙盐)溶于DMSO (有机溶剂)作为电解质溶液，钙和碳纳米管分别作为电极材料。下列关于该电池说法错误的是 A．隔膜允许Ca2+通过，不允许O2通过 B．放电时，电流由碳纳米管电极沿导线流向钙电极 C．放电时，正极反应式为：O2＋2e－＋Ca2+＝CaO2 D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗4g钙时，铅酸蓄电池消耗1.8g水 答案：D 解析：根据电化学装置图可知，碳纳米管电极O2反应后生成CaO2，发生还原反应，为原电池正极，Ca作原电池负极，发生氧化反应。 A．根据分析可知，Ca为负极，其电极反应式为Ca－2e－＝Ca2+，碳纳米管为正极，其电极反应式为O2＋2e－＋Ca2+＝CaO2，故隔膜允许Ca2+通过，不允许O2通过，A正确； B．原电池装置中，电流由原电池正极流向负极，即电流由碳纳米管电极沿导线流向钙电极，C正确； C.根据分析可知，碳纳米管为正极，其电极反应式为O2＋2e－＋Ca2+＝CaO2，C正确； D．根据电极反应：O2＋2e－＋Ca2+＝CaO2，消耗4g钙时，转移0.2mole－，根据铅蓄电池总反应： Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，转移0.2mole－，铅酸蓄电池消耗3.6g水，D错误。 31．(2025届开学摸底湖北卷)NOx是主要大气污染物，利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O消除NO2污染的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．外电路的电子方向为a→负载→b B．b极的电极反应为：4H2O＋2NO2＋8e－＝N2＋8OH－ C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则左池NaOH溶液浓度将增大 D．电路中转移4mol电子时理论上可消除标准状况下1molNO2的污染 答案：C 解析：利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O消除NO2污染，a极氨气失去电子发生氧化反应，为负极；b极二氧化氮得到电子发生还原反应，为正极。 A．电子由负极流向正极，故外电路的电子方向为a→负载→b，A正确； B．b极二氧化氮得到电子发生还原反应生成氮气和氢氧根离子，b极的电极反应为：4H2O＋2NO2＋8e－＝N2＋8OH－，B正确； C．a极氨气失去电子发生氧化反应，反应为2NH3＋6OH－―6e－＝N2＋6H2O，若离子交换膜为阴离子交换膜，消耗氢氧根离子由右侧迁移过来，但是反应生成水导致左池NaOH溶液浓度将减少，C错误； D．根据电子转移可知，2NO2～8e−，电路中转移4 mol电子时理论上可消除标准状况下1 mol NO2的污染，D正确。 32．(2025届开学摸底湖南卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn－TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为：I＋ZnZn2+＋3I－ C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自电解质溶液 D．放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.2mol电子 答案：D 解析：由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为Zn－2e－＝Zn2+，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2+＋2e－＝Zn；正极上发生I＋2e－＝3I－，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为3I－―2e－＝I。 A．标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键，A正确； B．由以上分析可知，该电池总反应为I＋ZnZn2+＋3I－，B正确； C．充电时，阴极电极反应式为Zn2+＋2e－＝Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C正确； D．放电时，负极的电极反应式为Zn－2e－＝Zn2+，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol电子，D错误； 33．(2025届开学摸底江苏卷)一种利用金属磷化物作为催化剂，将CH3OH转化成甲酸钠的电化学示意图如下，阴极生成HCO和一种气体。下列说法错误的是 A．b为电源正极 B．Na+由右侧室向左侧室移动 C．阴极的电极反应式为2CO2＋2H2O＋2e－＝2HCO＋H2↑ D．理论上，当电路中转移2mole－时，阴极室质量增加134g 答案：D 解析：由CH3OH制取HCOONa，C元素由－2价升高到+2价，则右侧电极为阳极，b电极为正极；左侧电极为阴极，a为负极。 A．由分析可知，右侧为阳极，电极发生氧化反应，与电源正极相连，则b为电源正极，A正确； B．阴极电极反应式为2CO2＋2H2O＋2e－＝2HCO＋H2↑，阳极的电极反应式为CH3OH－4e－＋5OH－＝HCOO－＋4H2O，根据电极反应式的离子消耗与生成情况可知，Na+由阳极向阴极移动，即由右侧室向左侧室移动，B正确； C．由B选项可知，阴极的电极反应式为2CO2＋2H2O＋2e－＝2HCO＋H2↑，C正确； D．当电路中转移2mole-时，根据2CO2＋2H2O＋2e－＝2HCO＋H2↑，吸收n(CO2)＝n(e－)＝2mol，生成n(H2)＝1mol，定向移动到阴极的n(Na+)＝n(e－)＝2mol，则阴极室增加的质量m＝m(CO2)＋m(Na+)－m(H2)＝2mol×44g/mol+2mol×23g/mol－1mol×2g/mol＝132g，D错误； 34．(2025届开学摸底山东卷)CH3OH是一种绿色能源，一种CH3OH燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，K+从交换膜右侧向左侧移动 B．放电过程中右侧溶液的pH增大 C．每生成1molKHCO3，理论上消耗1.5molO2 D．负极电极反应式为CH3OH－4e－＋5OH－＝HCO＋4H2O 答案：BC 解析：通入甲醇一端为负极，发生氧化反应，电极方程式为CH3OH－6e－＋7OH－＝HCO＋5H2O，通入氧气一端为正极，发生还原反应，电极式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，据此回答。 A．左边甲醇被氧化为HCO，失去电子，为负极区，氧气得电子为正极区，放电时，原电池内部阳离子由负极移向正极，即K+从左侧移向右侧，A错误； B．N为正极，放电过程中，O2得电子生成OH－，K+移向右侧使KOH浓度增大，pH增大，B正确； C．根据电极方程式可知，每生成1molKHCO3，电路中转移6mol电子，故理论情况下消耗1.5mol O2，C正确； D．负极甲醇被氧化为HCO，其电极反应式为CH3OH－6e－＋7OH－＝HCO＋5H2O，D错误； 35．(2025届开学摸底八省卷)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源，电解质LiCl－KCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。一种热激活电池的总反应为PbSO4(s)＋2LiCl＋Ca＝CaCl2＋Li2SO4＋Pb(s)，其基本结构如图所示。该电池的下列说法不正确的是 A．硫酸铅电极为电池的正极 B．放电时，Cl－向钙电极移动 C．正极的电极反应为Pb2+＋2e－＝Pb D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转 答案：C 解析：电池总反应为PbSO4(s)＋2LiCl＋Ca＝CaCl2＋Li2SO4＋Pb(s)，Ca化合价升高，失去电子，作负极，PbSO4化合价降低，得到电子，作正极。 A．根据分析可知硫酸铅电极为电池的正极，A正确； B．放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极可知，因此K+向正极(硫酸铅)移动，Cl－向钙电极移动，B正确； C．硫酸铅作正极材料，熔融的LiCl作为电解质，电极反应为：PbSO4＋2e－＝SO＋Pb，C错误； D．根据题中信息，电解质的无水LiCl－KCl混合物需要受热熔融，因此常温时，电解质为固态，没有可自由移动的离子，不能导电，因此在正负极之间连上检流计，指针不偏转，D正确； 36．(2025届开学摸底新高考卷)某研究所构建了Zn－CO2新型二次电池，为减少CO2的排放和实现能源的开发利用提供了新的研究方向，该电池以Zn和多孔Pd纳米片为两极材料，以KOH和NaCl溶液为电解液，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．b极电势高于a极 B．当双极膜中离解1 mol H2O时，外电路转移2 mol电子 C．放电时，总反应为：Zn＋CO2＋2OH−＋2H2O＝Zn(OH)＋HCOOH D．充电时，双极膜中OH－移向b极，H+移向a极 答案：B 解析：本题主要考查原电池和电解原理，侧重考查学生的分析能力，明确各个电极上发生的反应及电解原理是解题关键。由图示信息可知，放电时b极为正极，a极为负极，放电总反应为Zn+CO2+2OH−+2H2O＝Zn(OH)+HCOOH，据此回答。 A．由图示信息可知，放电时b极为正极，a极为负极，b极电势高于a极，故A正确； B．当双极膜中离解1molH2O时，外电路转移1mol电子，故B错误； C．放电时，总反应为：Zn＋CO2＋2OH−＋2H2O＝Zn(OH)＋HCOOH，故C正确； D．充电时，双极膜中OH−移向b极(阳极)，H+移向a极(阴极)，故D正确； 37．(2025届开学摸底新高考卷)环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示： 已知： 下列说法错误的是 A．Pt电极接电源正极 B．Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br C．制备1mol环氧乙烷，Ni电极区产生2molH2 D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷 答案：C 解析：由题给信息：“”可知，在Pt电极，Br-失电子生成Br2，然后与水反应的产物再与CH2=CH2发生反应，所以Pt电极为阳极，Ni电极为阴极，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，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。 A．由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，故A正确； B．由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴，通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br，Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2＋Br2＋H2O→HOCH2CH2Br，故B正确； C．由题意可知，生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol溴，则由得失电子数目守恒可知，阴极上生成氢气的物质的量为1mol，故C错误； D．由分析可知，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，故D正确； 38．(2025届开学摸底浙江卷)利用如图所示的装置电解CuCl2溶液，并检验产物性质，其中a为浸泡了紫色石蕊溶液的纸条，b为湿润的有色布条。下列说法正确的是 A．A为阴极，发生还原反应得到Cu B．电解一段时间，a纸条变成红色并持续到实验结束 C．b布条褪色，证明氯气有漂白性 D．U形管中Cl－完全消耗后，反应停止，B极不会继续产生气体 答案：A 解析：由图中电子移动方向可知，电极A连的电极为电源的负极，所以A为阴极、B为阳极。 A．A为阴极，Cu2+在阴极发生还原反应生成Cu，故A正确； B．B为阳极，阳极上Cl－发生氧化反应生成氯气，可使浸泡了紫色石蕊溶液的纸条先变红后褪色，故B错误； C．氯气没有漂白性，是氯水中的HClO具有漂白性，而使b布条褪色，故C错误； D．Cl-完全消耗后，会继续电解水，此时B极会产生O2，故D错误；故选A。 39．(2025届八省联考预测)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是 A．该装置工作时，H+从a极区向b极区迁移 B．该装置将化学能转化为光能和电能 C．每生成3mol O2，有88g CO2被还原 D．a电极的反应式为3CO2＋18H＋－18e－＝C3H8O＋5H2O 答案：C 解析：A. a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，A项错误； B. 该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，B项错误； C. 电池总的方程式为：6CO2+8H2O2C3H8O+9O2，即生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，也就是3mol的氧气，阴极有2mol的二氧化碳被还原，所以被还原的二氧化碳为88g，C项正确； D. a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2+18H++18e－=C3H8O+5H2O，D项错误； 40．(2025届八省联考预测)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积V L。则下列说法正确的是 A．OH－由A端移向B端 B．0＜V≤22.4 L时，电池总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋KOH＝KHCO3＋2H2O C．22.4 L＜V≤44.8 L时，负极电极反应为：CH4＋9CO＋3H2O－8e－＝10HCO D．V＝33.6 L时，溶液中阴离子浓度大小关系为c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－) 答案：C 解析：n(KOH)＝2mol/L×1L＝2mol，可能先后发生反应①CH4+2O2＝CO2+2H2O、②CO2+2KOH＝K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O＝2KHCO3。 A．燃料电池中，通入CH4的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，在原电池中阴离子向负极移动，OH－由B端移向A端，故A错误； B．当0＜V≤22.4L时，0＜n(CH4)≤1mol，则0＜n(CO2)≤1mol，只发生反应①②，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，故B错误； C．当22.4 L＜V≤44.8L，1mol＜n(CH4)≤2mol，则1mol＜n(CO2)≤2mol，发生反应①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为CH4－8e-+9CO+3H2O=10HCO，故C正确； D．当V=33.6L时，n(CH4)＝1.5mol，n(CO2)＝1.5mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH＝K2CO3＋2KHCO3+7H2O，则得到0.5molK2CO3和1molKHCO3的溶液，则c(HCO)＞c(CO)＞c(OH－)，故D错误； 41．(2025届八省联考预测)为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中，充分搅拌使溶液均匀，忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是 A．0～t1时：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，t1～t2时：2H2O2H2↑+O2↑ B．若进行到t2时刻共有0.224L气体(标况下)产生，则外电路有0.04mol电子通过 C．若使用氢氧燃料电池为电源，t1时，理论上负极消耗的气体物质的量为0.005mol D．电解到t1时刻，加入1.16gAg2O可使溶液复原 答案：B 解析：A．银离子氧化性大于氢离子的氧化性，所以溶液中银离子先被还原，水电离出的OH－被氧化生成氧气，0～t1时：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，当银离子被电解完，水电离出来的氢离子被还原生成氢气，t1～t2时：2H2O2H2↑+O2↑，故A正确； B．进行到t1时银离子被完全还原，溶液的pH为1，硝酸银溶液中c(Ag+)＝0.1mol·L-1，n(Ag+)＝0.1mol·L-1×0.1L＝0.01mol，由反应得消耗0.01molAg+电子转移0.01mol，设此过程生成氧气的物质的量为n(O2)，，＝， n(O2)＝0.0025mol，V(O2)＝0.0025mol×22.4L∙mol-1＝0.056L，t1～t2电解水生成的气体体积为0.224L－0.056L=0.168L，其中氧气和氢气体积比为1∶2，电解水生成的氧气体积为0.056L，氧气的物质的量为n(O2)＝＝0.0025mol，电子转移0.01mol，共计电子转移0.02mol，故B错误； C．若使用氢氧燃料电池为电源，氢气与通过电子的关系为：H2～2e－，t1时，电子转移0.01mol，理论上负极消耗的氢气物质的量为0.005mol，故C正确； D．电解到t1时刻，生成了0.01mol的银和0.025mol氧气，0.01mol硝酸，加入1.16gAg2O其物质的量为＝0.005mol，0.005molAg2O与0.01mol硝酸恰好完全反应生成0.01mol硝酸银和0.005mol水，可使溶液复原，故D正确； 42．(2025届新高考省模拟卷)羟基自由基(∙OH)具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为CO2和H2O。我国科学家开发出如图所示装置，能实现制备氢气、处理含苯酚废水二位一体。下列说法正确的是 A．d电极的电极反应式：H2O＋e－＝∙OH＋H+ B．再生池中发生的反应：V2+＋H+V3+＋H2 C．a为电源负极，m为阴离子交换膜，Na2SO4能增强导电性 D．气体X与Y在相同条件下的体积比为7∶3 答案：D 解析：c电极发生反应V3+＋e－＝V2+，得电子被还原，所以c是阴极，a是负极，b是正极。结合图示，d电极反应中产生羟基自由基(∙OH)和H+，没有生成氧气，电极反应：H2O＋e－＝∙OH＋H+。据此分析作答。 A．d是阳极，失去电子，d电极的电极反应式：H2O＋e－＝∙OH＋H+，A错误； B．再生池中发生的反应，题中未配平，应该为：2V2+＋2H+ 2V3+＋H2↑，B错误； C．根据分析，a为电源负极，比起纯水，Na2SO4能增强溶液的导电性，d电极的电极反应式：H2O＋e－＝∙OH＋H+，产生的H+经阳离子交换膜移向阴极，故m为阳离子交换膜，C错误； D．根据：2V2+＋2H+2V3+＋H2↑，产生1molH2，需要消耗 V2+2mol，对应c电极发生反应 V3+＋e－＝V2+，则转移电子数为2mol，根据：H2O＋e－＝∙OH＋H+，则产生的∙OH为2mol，根据反应28∙OH＋C6H5OH＝6CO2↑＋17H2O，生成CO2为mol，所以两种气体体积比为1∶＝7∶3，D正确； 43．(2025届开学摸底北京卷)高中化学下学期开学摸底考试卷)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态，其电路工作原理如图所示。下列说法中正确的是 A．放电时甲为负极，充电时为阳极 B．放电时负极的电极反应式为：MHn－ne－＝M＋nH+ C．电池充电时，OH－由甲侧向乙侧移动 D．汽车下坡时发生图中实线所示的过程 答案：C 解析：根据题干结合电路工作原理分析可知，当汽车上坡或加速时，电动机提供推力，此时电池放电，为原电池，乙电极NiOOH转化为Ni(OH)2，Ni的化合价降低，得到电子作正极，电极反应式为NiOOH＋H2O＋e-＝Ni(OH)2＋OH-，则甲为负极，H2失去电子与OH-结合生成H2O，电极反应式为H2－2e-＋2OH-＝2H2O，当汽车刹车或下坡时，发动机工作，处于充电状态，为电解池，则甲为阴极，乙为阳极，据此分析解答。 A．根据上述分析可知，放电时甲是负极，充电时甲为阴极，故A错误； B．放电时负极的电极反应式为H2－2e-＋2OH-＝2H2O，故B错误； C．电池充电时是电解池的工作原理，其中甲电极是阴极，乙是阳极，电解池中阴离子向阳极移动，所以OH-由甲侧向乙侧移动，故C正确； D．汽车下坡时发动机在工作，发生图中虚线所示的过程，故D错误； 44．(2025届开学摸底黑吉辽卷)复合硒(V2C@Se)材料电极由于[AlCl4 ]－的嵌入脱出，引起Se2-和SeCl2、V2+和V3+之间发生可逆变化，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时V2C@Se电极为正极 B．隔膜为阴离子交换膜 C．当有1molSe2-参与反应时，外电路转移的电子数目大于4NA D．充电时阳极反应为SeCl2＋2[Al2Cl7]－＋4e－＝Se2-＋4[AlCl4 ]－ 答案：D 解析：由图示可知，该电池放电时，Al为负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为Al＋7[AlCl4 ]――3e－＝4[Al2Cl7]－，V2C@Se为正极得到电子发生还原反应，发生的反应式为SeCl2＋2[Al2Cl7]－＋4e－＝Se2-＋4[AlCl4 ]－、V3+＋e－＝V2+；充电时，Al为阴极、V2C@Se为阳极； A．由分析，放电时V2C@Se电极为正极，A正确； B．[AlCl4 ]－可通过离子交换膜嵌入和嵌出，故隔膜为阴离子交换膜，B正确； C．当有1molSe2-参与反应时，V3+也在同时发生的反应，外电路转移电子数目大于4NA，C正确； D．由分析可知，V2C@Se充电是为阳极，失去电子发生氧化反应，Se2-＋4[AlCl4 ]－―4e－＝SeCl2＋2[Al2Cl7]－、V2+－e－＝V3+，D错误； 45．(2025届开学摸底黑吉辽卷)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．放电时电极A为负极，该电池只可选用无水电解液 B．充电时Li+的移动方向是从电极B移向电极A C．放电时，电路中每通过1mol电子，正极区质量增加40g D．充电时，电极B上发生的反应是3CO2－4e－＋4Li+＝2Li2CO3＋C 答案：D 解析：根据图示，放电时，A为负极，电极反应为Li－e－＝Li+，B为正极，电极反应为3CO2＋4e－＋4Li+＝2Li2CO3＋C，充电时，A为阴极，B为阳极，电极反应与原电池相反，据此分析。 A．放电时电极A为负极，电极材料为Li，会与水反应，因此该电池只可选用无水电解液，故A正确； B．充电时，阳离子移向阴极，则Li+的移动方向是从电极B移向电极A，故B正确； C．放电时，正极电极反应为3CO2＋4e－＋4Li+＝2Li2CO3＋C，增加的质量为二氧化碳与锂离子的总质量，当有4mol电子转移时，增加的质量为(3×44+4×7)g＝160g，则电路中每通过1mol电子时，正极区质量增加40g，故C正确； D．充电时，B为阳极，发生氧化反应，电极B上发生的反应是2Li2CO3＋C－4e－＝3CO2＋4Li+，故D错误； 46．(2025届开学摸底新高考卷)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 解析：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。 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； 47. (2025届北京四中期末)用电解法从含MnSO4废水中提取Mn和H2SO4的原理如下图所示，阴极室中会加入适量(NH4)2SO4。 已知：i．电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰。 ii．电解效率(B)＝100%。 下列说法不正确的是 A. 阳极反应式为2H2O–4e-=O2↑+4H+ B. 离子交换膜为阴离子交换膜 C. 阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密的金属锰 D. 若(Mn)＝80 %，当析出1 mol Mn时，产生O2的体积为8.96 L(标准状况) 答案：D 解析：A．根据图示，阳极放出氧气，阳极反应式为2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，故A正确； B．电解过程中，阴极室硫酸根离子移向阳极室生成硫酸，所以离子交换膜为阴离子交换膜，故B正确； C．电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰，阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密的金属锰，故C正确； D．若(Mn)= 80 %，当析出1 mol Mn时，转移电子＝2.5mol 阳极发生反应2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，产生O2的体积为×22.4L/mol＝14L，故D错误； 48. (2025届广东汕头质量监测)研究光伏储能发电系统是国家的重要战略。下图是我国某科研团队设计的碱性光伏制氢储能装置。下列有关电池储能时说法错误的是 A. 能量转化：太阳能→电能→化学能 B．OH－通过离子交换膜向Y电极移动 C．X电极发生反应：Ni(OH)2－e－＋OH－＝NiOOH＋H2O D．b为电池负极，理论上每产生1molH2，X电极的质量减少2g 答案：B 解析：根据装置可知，Y电极发生还原反应生成氢气，为电解装置阴极，则X为电解装置阳极，发生电极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－＝NiOOH＋H2O。 A．根据该装置图示可知，能量转化为太阳能→电能→化学能，A正确； B．电解池中，阴离子向着阳极发生移动，即OH－通过离子交换膜向Y电极移动X电极移动，B错误； C．X为电解装置阳极，发生氧化反应：Ni(OH)2－e－＋OH－＝NiOOH＋H2O，C正确； D．根据分析可知，Y为电解池阴极，与之相连的b电极为电源负极，发生电极反应：2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，每产生1molH2，转移2mol电子，根据X电极电极反应式：Ni(OH)2－e－＋OH－＝NiOOH＋H2O，X电极的质量减少的质量为2mol18g/mol－2mol17g/mol＝2g，D正确； 49. (2025届南京航空航天大学附中一模)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 解析：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Cr2O得电子生成Cr(OH)3。 A．N为电池正极，Cr2O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，Cr2O浓度较大时，其去除率明显下降，可能原因为Cr2O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； 50. (2025届陕西适应性训练)刘天骠教授团队开发出一种能应用于pH中性水系液流电池的双极性储能材料：锌－二茂铁【Zn[FeSpr]2】。工作原理如下图，箭头代表液体的流动方向。下列说法不正确的是 A. 双极性储能材料指既能做正极区的电解液又做负极区电解液 B. 充电时，每生成1mol，溶解32.5g锌 C. 放电时的总反应为Zn＋2＝2＋Zn2+ D. Zn[FeSpr]2易溶于水是由于磺酸基能和水分子形成氢键 答案：B 解析：根据分析，作为原电池放电时，左侧得电子为正极，Fe3+＋e－＝Fe2+，右侧为负极Zn－2e－＝Zn2+；作为电解池，左侧为阳极，右侧为阴极，以此分析； A．Zn[FeSpr]2 中FeSpr－作为正极的电解液，Zn2+为负极区电解液，A正确； B．充电时，1molFeSpr-生成时，转移1mol电子，生成0.5molZn，即32.5g，B错误； C．根据分析，放电时总电极式为 ，C正确； D．－SO3H与H2O能形成氢键易溶于水，D正确； 51. (2025届辽宁五校联考)调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。 已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。 利用如图装置分离这三种氨基酸，a、b为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法正确的是 A. 阳极的电极反应为2H2O＋4e－＝4H+＋O2↑ B．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜 C. 原料室的pH应控制在9.74 D. 在产品室1中，可以收集到谷氨酸 答案：D 解析：由题干的电解池装置图可知，阳极室电解H2SO4溶液，电极反应为：2H2O－4e－＝4H+＋O2↑，阴极室为电解NaOH溶液，电极反应为：2H2O ＋2e－＝2OH－＋H2↑，H+经a膜进入产品室1，OH-经b膜进入产品室2，则a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，结合三种氨基酸的pI值可知，产品室1显酸性则为谷氨酸，产品室2显碱性则为赖氨酸，丙氨酸留在原料室，据此解答。 A．由分析可知，阳极室电解H2SO4溶液，阳极的电极反应为：2H2O－4e－＝4H+＋O2↑，A错误； B．由分析可知，a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，B错误 ； C．由分析可知，丙氨酸留在原料室，根据丙氨酸的pI值可知，原料室的pH应控制在6.02，C错误； D．由分析可知，产品室1显酸性，则为谷氨酸，则可以收集到谷氨酸，D正确； 52．(2025届湖南长沙质检)我国科学家研究出一种新型水系Zn－C2H2电池，其结构如下图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是 A．电极a为负极，发生氧化反应 B．OH－通过阴离子交换膜向a电极移动 C．a极的电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－＝C2H4＋2OH－ D．每转移2mole－，右侧极室中溶液质量增大16g 答案：C 解析：b电极表面，Zn转化成ZnO，化合价升高，失电子，为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O，a为正极，电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－＝C2H4＋2OH－，由此分析回答； A．由分析可知，电极a为正极，发生还原反应，A错误； B．OH－通过阴离子交换膜向负极移动，即向b电极移动，B错误； C．由分析可知，a极的电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－＝C2H4＋2OH－，C正确； D．每转移2mole－，有2mol OH－转移到右侧极室，发生反应Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O，即增加1mol水的质量，为18g，D错误； 53．(2025届江苏常熟抽测)一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物－空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是 A．连接负载时，电极A为正极 B．连接负载时，电极A的反应方程式为2S－2e－＝S C．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80g D．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 答案：B 解析：该电池为碱性多硫化物---空气液流二次电池，所以放电时通入空气的一极为正极，即电极B为正极，电极A为负极，充电时电极B为阳极，电极A为阴极。 A．连接负载时为原电池，电极B为正极，A错误； B．连接负载时为原电池，电极A为负极，发生氧化反应，电极反应为2S－2e－＝S，B正确； C．连接电源时为电解池，电极B反应为4OH-－4e－＝O2＋2H2O，电极A反应为S＋2e－＝2S，不产生NaOH，C错误； D．放电时，正极发生还原反应，反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；负极发生氧化反应，反应为2S－2e－＝S；正极区氢氧根离子向左侧运动，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧运动，离子交换膜a为阳离子交换膜，D错误； 54．(2025届江苏南京质检)一种新型Zn－NO2电池，可以有效地捕获NO2，将其转化为NO，再将产生的NO电解制NH，装置如图所示，下列说法正确的是 A．b为正极，发生氧化反应 B．电池工作中电子的流向：a→d，b→c C．d电极的电极反应式：NO－6e－＋8H+＝NH＋2H2O D．捕获23gNO2，c极产生2.8LO2(标准状况) 答案：D 解析：根据图示可知：左侧装置自发进行氧化还原反应，则该装置为原电池，右侧装置为电解池。Zn电极失去电子被氧化为Zn2+，则a电极为负极，b电极为正极；c电极与正极相连，为阳极；d电极与电源负极连接，为阴极，然后根据原电池、电解池原理分析解答。 A．根据图示信息，a为原电池的负极，发生氧化反应，b为原电池的正极，发生还原反应，A错误； B．a为原电池的负极，b为原电池的正极，c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电池工作中电子的流向：a→d，c→b，B错误； C．d为电解池的阴极，电极反应式：NO＋6e－＋8H+＝NH＋2H2O，C错误； D．b电极，N元素化合价从+4价降为+3价，捕获23gNO2，即0.5molNO2，转移0.5mol电子，c极产生0.125molO2，标准状况体积为2.8L，D正确； 55．(2025届湖南五市十校联考)NaBH4－H2O2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。下列说法错误的是 A．b为正极 B．负极反应为：BH＋8OH――8e－＝BO＋6H2O C．离子交换膜C为阳离子交换膜 D．高温条件下可以提高工作效率 答案：D 解析：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。 A．由分析可知，b为正极，故A项正确； B．根据工作原理图可知a电极上失去电子发生氧化反应，其电极反应为：BH＋8OH――8e－＝BO＋6H2O，故B项正确； C．在原电池中，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，则离子交换膜C为阳离子交换膜，故C项正确； D．高温条件下，过氧化氢分解加快，不能提高工作效率，故D项错误； 56．(2025届广东汕头质检)锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca－LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：xCa2+＋2LiFePO4xCa＋2Li1－xFePO4＋2xLi＋，下列说法正确的是 A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应 B．充电时，Li1－xFePO4/ LiFePO4电极的电极反应式为LiFePO4－xe－＝Li1－xFePO4＋xLi＋ C．锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流 D．充电时，当转移0.2mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0g 答案：B 解析：放电时，Ca失电子转化为Ca2+，则钙电极为负极，Li1－xFePO4/ LiFePO4电极为正极；充电时，钙电极为阴极，Li1－xFePO4/ LiFePO4电极为阳极。 A．由分析可知，放电时，钙电极为负极，失电子发生氧化反应，A不正确； B．充电时，Li1－xFePO4/ LiFePO4电极为阳极，LiFePO4失电子转化为Li1－xFePO4和Li+，电极反应式为LiFePO4－xe－＝Li1－xFePO4＋xLi＋，B正确； C．Ca的金属性强，能与水发生剧烈反应，所以LiPF6－LiAsF6为非水电解质，锂离子导体膜不允许水分子通过，锂离子导体膜允许Li+通过，其主要作用是允许Li+定向移动，构成闭合回路，从而形成电流，C不正确； D．充电时，当转移0.2mol电子时，理论上阴极室电解质中0.1mol Ca2+得电子生成0.1mol Ca，同时迁移入Li+0.2mol，质量减轻0.1mol×40g/mol-0.2mol×7g/mol＝2.6g，D不正确； 57．(2025届浙江强基联盟联考)科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌－多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是 A．硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化 B．夜间工作时，应将电极ac、bd分别连接 C．日间工作时，b极的电极反应式为S＋S2-＋2e－＝S D．H2生产装置中可以使用阳离子交换膜 答案：D 解析：由图可知，白天可利用太阳光电池给左侧锌-多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，锌－多硫化物电池处于充电状态，b极是阳极，发生S＋S2-－2e－＝S，夜间做电池使右侧电解池电解制氢，右侧装置为电解池，d电极发生2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，据此分析解题。 A．硅太阳能电池将太阳能转化为电能，A错误； B．左侧锌－多硫化物电池夜间作电源，给H2生产装置通电，电解产生H2，分析可知，应将电极ad、bc分别连接，B错误； C．白天工作时，锌-多硫化物电池处于充电状态，b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为S＋S2-－2e－＝S，C错误； D．阴极d发生反应；2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，若使用阳离子交换膜，Na+向阴极区迁移，D正确； 58. (2025届安徽合肥第一中学期末)科学家设计了如图装置通过电解制备苯乙酸，下列说法正确的是 A．a极电极反应式为Cr2O＋8H+－6e－＝2Cr(OH)3＋H2O B. 电极电势：b＞a C. 装置Ⅱ中每消耗1mol，理论上有2mol质子通过质子交换膜 D. 工作一段时间后NaCl溶液浓度升高 答案：C 解析：A．a极电极反应式为Cr2O＋8H+＋6e－＝2Cr(OH)3＋H2O，A错误； B．由装置Ⅰ可知，a极为正极，b极为负极，电极电势：a＞b，B错误； C．装置Ⅱ中每消耗1mol，电路中转移2mol电子，理论上有2mol质子通过质子交换膜，C正确； D．OH－通过阴离子交换膜进入NaCl溶液，H+通过阳离子交换膜进入NaCl溶液，H+和OH－结合生成水，工作一段时间后NaCl溶液的浓度降低，D错误； 59. (2025届北京人大附中质检)通过电解废旧锂电池中的LIMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A. 电极A为阴极，发生还原反应 B. 电极B的电极反应：2H2O＋Mn2+－2e－＝MnO2＋4H+ C. 电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D. 电解结束，可通过调节pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3 答案：C 解析：A．由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确； B．由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O＋Mn2+－2e－＝MnO2＋4H+，B正确； C．电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4＋6e-＋16H+＝2Li+＋4Mn2+＋8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4＋4H+＝2Li+＋Mn2+＋3MnO2＋2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误； D．电解池总反应为：2LiMn2O4＋4H+＝2Li+＋Mn2+＋3MnO2＋2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确； 60. (2025届福州第一中学质检)近日，电子科技大学孙威教授用弱酸性的醋酸锌［Zn(CH3COO)2，简写为Zn(OAc)2］水溶液作为锌－空气电池的电解液，探索了碱式醋酸锌水合物［Zn5(OH)8(CH3COO)2∙2H2O，简写为ZHA］可逆生成与分解的新型反应机制，工作原理示意图如图所示： 下列说法正确的是 A. 放电时，电子从Zn电极经电解液流向多孔Cu网电极 B. 充电时，多孔Cu网电极的电极反应式为4OH－＋4e－＝O2↑＋2H2O C. 放电时的电池总反应为4Zn＋2O2＋Zn(CH3COO)2＋6H2O＝Zn5(OH)8(CH3COO)2∙2H2O D. 与多孔Cu网电极相比，放电时，Zn电极电势低，充电时，Zn电极电势高 答案：C 解析：原电池锌作为负极，铜作为正极，电子从导线流向铜棒，电解池中锌作为阴极得电子，铜作为阳极失去电子。 A．放电时，电子从Zn电极经导线流向多孔Cu网电极，故A错误； B．充电时，多孔Cu网电极的电极反应式为4OH――4e－＝O2↑＋2H2O，故B错误； C．放电时的电池总反应为4Zn＋2O2＋Zn(CH3COO)2＋6H2O＝Zn5(OH)8(CH3COO)2∙2H2O，故C正确； D．与多孔Cu网电极相比，放电时，Zn电极是负极电势低，充电时，Zn电极电势低，故D错误； 61. (2025届广州大学附属中学期末)锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一、如图为以Zn(OH)/Zn和Fe(CN)/Fe(CN)作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑(PBI)膜允许OH－离子通过。 下列说法错误的是 A. Fe(CN)含有配位键，电池放电总反应为2Fe(CN)＋Zn＋4OH－＝Zn(OH)＋2Fe(CN) B. 放电过程中，左侧池中溶液pH逐渐减小 C. 充电过程中，阴极的电极反应为Zn(OH)＋2e－＝Zn＋4OH－ D. 充电过程中，当2molOH－通过PBI膜时，导线中通过1mole－ 答案：D 解析：由图可知，Zn失去电子生成Zn(OH)，则Zn极为负极，电极方程式为：Zn＋4OH――2e－＝Zn(OH)，惰性电极为正极， Fe(CN)得到电子生成Fe(CN)，电极方程式为：Fe(CN)＋e－＝Fe(CN)，据此解题。 A．Fe(CN)含有配位键，Zn是活泼电极，放电过程中Zn是负极，Zn失去电子生成Zn(OH)，电极方程式为：Zn－2e-＋4OH－＝Zn(OH)；惰性电极为正极，Fe(CN)得到电子生成Fe(CN)，电极方程式为：Fe(CN)＋e－＝Fe(CN)；则放电过程中，总反应为2Fe(CN)＋Zn＋4OH－＝Zn(OH)＋2Fe(CN)，故A正确； B．放电过程中，左侧惰性电极为正极，右侧Zn是负极。负极电极方程式为：Zn－2e-＋4OH－＝Zn(OH)，该过程需要的OH－由左侧池经过聚苯并咪唑(PBI)膜进入右侧池，左侧池中溶液pH逐渐减小，故B正确； C．充电过程中，Zn是阴极，电极方程式为：Zn(OH)＋2e－＝Zn＋4OH－，故C正确； D．充电过程中，Zn是阴极，电极方程式为：Zn(OH)＋2e－＝Zn＋4OH－，该过程生成的OH－一半进入左侧池，当2molOH－通过PBI膜时，导线中通过2mole－，故D错误； 62. (2025届广州第二中学期末)某小组为探究一系列物质的性质，设计如图所示实验。闭合K1，下列说法正确的是 A. U型管两侧均有气泡冒出，分别是H2和Cl2 B. Ⅰ处出现淡黄色沉淀，说明氧化性：Cl2＞S C. 用硝酸和硝酸钡溶液可检验Ⅱ中生成了SO D. 断开K1，立刻闭合K2，电流表不发生偏转 答案：B 解析：闭合K1，形成电解池，电解氯化铁溶液，右侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应为2Cl――2e－＝Cl2↑，左侧为阴极，铁离子首先得到电子发生还原反应，阴极电极反应为Fe3+＋e－＝Fe2+； A．U型管左侧没有气体生成、右侧生成Cl2，A错误； B．Ⅰ处出现淡黄色沉淀，说明氯气氧化－2价硫生成硫单质，则氧化性：Cl2＞S，B正确； C．硝酸具有强氧化性，会氧化Na2S2O3生成硫酸根离子，不能检验生成了硫酸根离子，C错误； D．断开K1，立刻闭合K2，右侧氯气放电生成氯离子、左侧亚铁离子放电生成铁离子，形成原电池装置，电流表发生偏转，D错误； 63. (2025届广州第二中学期末)高纯镓是制备第三代半导体的重要原料，其化学性质与铝相似。下图为工业精炼镓的装置示意图。下列说法不正确的是 A. 阴极的电极反应为GaO＋2H2O＋3e－＝Ga＋4OH－ B. 电解过程中，阳极室中OH－的物质的量减小 C. 电路中每转移3mol电子，理论上粗镓熔融液减少70g D. 电解后粗镓中的Zn、Fe以离子形式进入NaOH溶液中 答案：D 解析：电解精炼法提纯镓时，纯金属镓作阴极，含有杂质的粗镓作阳极，电解池中的阴阳极分别与电源的负正极相接，即M为电源负极，N为电源正极，阳极上活泼性强的金属Zn、Ga失电子进入溶液中，镓离子与溶液中的氢氧根离子结合生成GaO，然后GaO在阴极得电子生成镓，阳极反应为Ga－3e－＋4OH－＝2H2O＋GaO，阴极反应为2H2O＋GaO＋3e－＝Ga＋4OH－，据此分析解答。 A．由分析可知，阴极的电极反应为2H2O＋GaO＋3e－＝Ga＋4OH－，A正确； B．由分析可知，电解过程中，阳极反应为Ga－3e－＋4OH－＝2H2O＋GaO，根据电荷守恒每消耗4molOH－只有3molOH£­或者GaO由阴极上进入阳极室，则阳极室中OH－的物质的量减小，B正确； C．由分析可知，阳极反应为Ga－3e－＋4OH－＝2H2O＋GaO，虽然阳极上还有Zn等放电，但产生的Zn2+不进入NaOH溶液，而是Ga3+经Ga3+快离子导体进入NaOH溶液，故电路中每转移3mol电子，理论上粗镓熔融液减少70g，C正确； D．由C项分析可知，电解后粗镓中的Zn失电子以离子形式进入粗镓熔融液，而不是NaOH溶液中，Fe比Ga更不活泼，不失电子，D错误； 64. (2025届河北武邑中学期末)高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A. 放电时，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH) B. 放电时，正极区溶液的pH增大 C. 充电时，1molFQH2转化为FQ转移2mol电子 D. 充电时，中性电解质NaCl的浓度增大 答案：D 解析：高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，为负极，则FQ所在电极为正极，正极反应式为2FQ＋2e－＋2H+＝FQH2，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH)；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。 A． 放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH)，选项A正确； B．放电时为原电池，正极反应式为2FQ＋2e－＋2H+＝FQH2，即正极区溶液的pH增大，选项B正确； C． 充电时电解池，阳极反应为FQH2－2e－＝2FQ＋2H+，则1molFQH2转化为FQ时转移2mol电子，选项C正确； D． 充电时装置为电解池，电解池中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动，即电解质NaCl的浓度减小，选项D错误； 65. (2025届长沙雅礼中学期末)我国学者利用双膜三室电解法合成了ClCH2CH2Cl，该方法的优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到高利用。价值的副产品，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. b为电源负极，气体X为H2 B. 膜I、膜Ⅱ依次适合选用阴离子交换膜、阳离子交换膜 C. 电解过程中需及时补充NaCl D. 制得1molClCH2CH2Cl的同时NaOH溶液质量增加80g 答案：D 解析：由图可知，左边电极氯化亚铜转化为氯化铜，失电子发生氧化反应，作阳极，电极反应式为CuCl－e－＋Cl－＝CuCl2；右边电极作阴极，电极反应式为2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑。左边作阳极，右边作阴极，则a为电源正极，b为电源负极，据此分析解答。 A．由图可知，左边电极氯化亚铜失去电子，发生氧化反应，作阳极，右边电极为阴极，故b为电源负极，阴极上的H2O得电子生成H2，A正确； B．饱和食盐水中的Na+通过膜Ⅱ移入阴极区，同时制得副产品NaOH，饱和食盐水中的Cl－通过膜I移入阳极区，补充消耗的Cl－，则膜I、膜Ⅱ依次适合选用阴离子交换膜、阳离子交换膜，B正确； C．左边电极为阳极，电极反应式为CuCl－e－＋Cl－＝CuCl2，阴极电极反应式为2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，生成氢氧根离子，钠离子向右侧迁移，右侧NaOH浓度变大，氯离子向左侧迁移，因而NaCl浓度变小，需及时补充，C正确； D．总反应为CH2＝CH2＋2H2O＋2NaClH2↑＋2NaOH＋ClCH2CH2Cl，由CH2＝CH2＋2CuCl2＝ClCH2CH2Cl＋2CuCl，结合电极反应式可知，制得1mol ClCH2CH2Cl转移2mol电子，同时有2molNa+迁移并放出1molH2，故氢氧化钠溶液增重(2×23－1×2)g＝44g，D错误； 66. (2025届长沙市长郡中学质检)环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。下列说法错误的是 A. X极电势高于Y极 B. 阳极反应为Cl――2e－＋OH－＝HClO C. 溶液a为KOH和KCl的混合溶液 D. 制备总反应为 答案：B 解析：A．由图可知，电极X上发生2Cl－－2e－＝Cl2↑的氧化反应，电极X是电解池的阳极，电极Y为阴极，X极电势高于Y极，A正确； B．阳极反应为2Cl－－2e－＝Cl2↑，B错误； C．溶液a为电解生成的KOH和残留的KCl的混合溶液　，C正确； D．制备总反应为，D正确； 67. (2025届辽宁五校联考)科学家研制出一种新型短路膜化学电池，利用这种电池可以消除空气中的CO2，该装置的结构、工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A. 短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子还可以传递电子 B. 当负极生成1molCO2时，理论上需要转移1mol电子 C. 负极反应为：H2＋2HCO－2e－＝2H2O＋2CO2 D. 当反应消耗22.4LO2时，理论上需要转移4mol电子 答案：D 解析：A．短路膜和常见的离子交换膜不同，根据图中信息得到短路膜既能传递离子还可以传递电子，故A正确； B．根据负极反应式为：H2＋2HCO－2e－＝2H2O＋2CO2，当负极生成1molCO2时，理论上需要转移电子1mol，B正确； C．负极反应式为：H2＋2HCO－2e－＝2H2O＋2CO2，C正确； D．没有标准状况的条件，无法进行计算，D错误； 68. (2025届辽宁五校联考)锂硒电池是一种具有高电导率高理论体积容量、高理论质量容量的新型电池，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A. 放电时，正极的电极反应式为Se＋2Li＋－2e－＝Li2Se B．Li+占据Li2Se晶胞中的顶点和面心 C. 放电时，电子由正极通过石墨烯聚合物隔膜流向负极 D. 充电时，外电路中转移0.5mol电子，两极质量变化差为7g 答案：D 解析：题中装置包含有放电与充电两个过程。根据放电时Li＋移动方向可知，放电时Li为负极，Se为正极；则充电时Li为阴极，Se为阳极； A．放电时，正极的电极反应式：Se＋2Li＋＋2e－＝Li2Se，故A错误； B．Li2Se晶胞结构与CaF2相似，Se2-占据顶点和面心，Li＋填充在Se2-构成的四面体空隙中，故B错误； C．放电时该装置为原电池，原电池中电子由负极经外电路流向正极，故C错误； D．充电时，Li电极为阴极，电极反应式Li＋＋e－＝Li，Se电极为阳极，电极反应式：Li2Se－2e－＝Se＋2Li＋，当外电路中转移0.5mol电子时，Li电极质量增加3.5g，Se电极质量减少3.5g，两极质量变化差为7g，故D正确； 69. (2025届山西晋城第一中学)铁基液流电池有显著的成本优势和资源优势。当前正研究的某种碱性铁基半液流电池的放电工作原理如图所示。 下列说法错误的是 A. 放电时，b极为正极；充电时，该电极连接电源正极 B. 充电时，a极电极反应式为Fe3O4＋8e－＋4H2O＝3Fe＋8OH− C. 石墨烯的作用是提高电极中Fe3O4/Fe的反应活性，防止电极钝化 D. 放电时，负极失去1 mol电子时，一定有1 mol的阳离子通过交换膜 答案：D 解析：A．根据工作原理图可知，放电时，a极由Fe→Fe3O4，a极为负极；b极由Fe(CN)→Fe(CN)，b极为正极；充电时，a极接电源的负极，b极接电源的正极，A正确； B．由于该电池为碱性电池，所以充电时，a极电极反应式为Fe3O4＋8e－＋4H2O＝3Fe＋8OH−，B正确； C．电极材料Fe3O4为固体且致密，和溶液中离子难充分接触，常用石墨烯扩大固液的接触，增加其活性，C正确； D．放电时，a极电极反应为3Fe＋8OH－－8e－＝Fe3O4＋4H2O，b极电极反应为Fe(CN)＋e－＝Fe(CN)，当负极失去1 mol电子时，由于阳离子所带电荷数未知，不能确定为1 mol阳离子通过，D错误； 70. (2025届西安市铁一中学)利用微生物处理废水中的有机污染物是一个重要的研究课题。下图是一科研团队利用原电池原理设计的微生物电池装置，用于处理有机物Cm(H2O)n废水。下列有关说法正确的是 A. 电极a为负极 B. 放电时H+由电极a向电极b迁移 C. 电极a的电极反应式为：MnO2＋4H+＋2e－＝Mn2+＋2H2O D. 当电路中有1mol电子通过时，通过质子交换膜的H+为2mol 答案：C 解析：A．由装置可知电极a发生还原反应，为正极，Ａ错误； B．电极b发生氧化反应，为负极，则电极a为正极，阳离子向正极迁移，故放电时H+由电极b向电极a迁移，B错误； C．由装置图可知电极a的电极反应式为MnO2＋4H+＋2e－＝Mn2+＋2H2O，C正确； D．当电路中有1mol电子通过时，通过质子交换膜的电荷量为1mol，所以通过质子交换膜的H+为1mol，D错误； 71. (2025届成都石室中学期末)工业上用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的SO2，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法正确的是 A．X应为直流电源的正极 B. 电解过程中阴极区氢氧根离子浓度降低 C. 图中的b%＞a% D. SO在电极上发生的反应为SO＋2OH－―2e－＝SO＋H2O 答案：C 解析：利用电解原理实现用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的SO2，根据阴阳离子的移动方向得知，阳离子向Pt(I)电极移动，阴离子向Pt(II)电极移动，因此Pt(I)为阴极，Pt(II)为阳极，所以X为直流电源负极，Y为直流电源正极，Pt(I)电极水得电子生成氢气和氢氧根离子，Pt(II) 电极区水失去电子产生氧气和氢离子，据此分析解答。 A．根据阴阳离子的移动方向得知，阳离子向Pt(I)电极移动，阴离子向Pt(II)电极移动，因此Pt(I)为阴极，Pt(Ⅱ)为阳极，所以X为直流电源负极，Y为直流电源正极，A项错误； B．Pt(I)为阴极，阴极上氢离子得电子放出氢气，故Pt(I)附近溶液的氢氧根离子浓度增大，B项错误； C．阳极室中，出来的硫酸中不仅有加入的稀硫酸还有亚硫酸根离子被氧化生成的硫酸，所以b %＞a %，C项正确； D．阳极上亚硫酸根离子在酸辛条件下失电子发生氧化反应，故电极反应方程式为：SO＋H2O－2e－＝SO＋2H+，D项错误； 72. (2025届成都树德中学期末)太阳能发电和阳光分解水是清洁能源研究的主攻方向。染料敏化的TiO2纳米晶薄膜半导体光解水的基本原理如图，下列对该装置的相关说法错误的是 A. SO由乙电极向甲电极定向移动 B. 甲电极反应为2SO－2e－＝S2O C. 电池总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ D. 实现光能→化学能→电能的转换 答案：D 解析：从H2的产生可知乙电极发生的还原反应，则乙电极为正极，甲电极为负极，电子从甲极经外电路流向乙极，阴离子由乙电极向甲电极定向移动。 A．由分析可知，SO由乙电极向甲电极定向移动，A正确； B．图示分析可知甲电极发生失电子氧化反应，硫酸根失电子生成S2O，所以甲电极反应为2SO－2e－＝S2O， B正确； C．过程是光照分解水生成氢气作为清洁能源，所以电池总反应为：2H2O2H2↑＋O2↑，C正确； D．整个过程中实现了太阳能(光能)向电能，电能向化学能的转化， D错误。 73. (2025届成都外国语学校期末)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池，图2为电渗析法制备磷酸二氢钠，用浓差电池为电源完成电渗析法制备磷酸二氢钠。下列说法正确的是 A. 电极Ag(II)的电极反应式为：Ag－e－＝Ag+ B. 电渗析装置中膜a、b均为阳离子交换膜 C. 电渗析过程中左室中NaOH浓度增大，右室H2SO4的浓度减小 D. 电池从开始到停止放电，理论上可制备2.4gNaH2PO4 答案：B 解析：图一装置为浓差电池，其离子交换膜为阴离子交换膜，故右端硝酸根离子会进入左端。故左端为负极，发生失电子的氧化反应；右端为正极，发生得电子的还原反应。根据右图中间室可知，磷酸钠在该室反应后，成为磷酸二氢钠，即钠离子浓度减小，氢离子浓度升高。故可知晓，右室中的氢离子会进入中间室，中间室的钠离子会进入左室。可知电极a为阴极，电极b为阳极。 A．根据上述分析，可知电极Ag(II)的电极反应式为：Ag+＋e－＝Ag，A错误； B．根据上述分析，可知该装置需要让钠离子透过膜a，氢离子透过膜b，故膜a、b均为阳离子交换膜，B正确； C．电极b发生的反应为：2H2O－4e－＝4H+＋O2 ↑，其氢离子的物质的量并不会改变，而水的量减小，故右室中的硫酸浓度会增大，C错误； D．浓差电池转移0.02mol电子后，两端浓度将达到相等状态，此时停止工作。浓差电池转移0.02mol电子时，将有0.02mol氢离子进入中间室，发生反应：PO＋2H+＝H2PO，生成的磷酸二氢钠的物质的量为，0.01mol，质量为1.2g，D错误； 74. (2025届昆明第一中学联考)铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，放电时的总反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O，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、PbO2电极的质量均增大 C. 充电时，阳极的电极反应式为Pb2+＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H+ 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 解析：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PbSO4＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H+＋SO，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。 75．(2025届泰安三模)膜电极反应器具有电阻低、能耗低、结构紧凑等优点，在实际气相反应中具有广阔的应用前景。因此研究人员设计了一种(碱性)膜电极反应器(如图所示)用于持续制备乙烯，下列说法中正确的是 A．在M极发生的是还原反应，电极反应式为C2H2＋2H2O－2e－＝C2H4＋2OH－ B．C2H2和C2H4中碳原子的杂化方式相同 C．C2H4能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，且褪色原理相同 D．该膜电极反应器的总反应为2C2H2＋2H2O＝2C2H4＋O2 答案：D 解析：由图可知，该装置为原电池，通入乙炔的M电极为正极，水分子作用下乙炔在正极得到电子发生还原反应生成乙烯，通入氢氧化钾溶液的N电极为负极，氢氧根离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，则反应器的总反应为碱性条件下乙炔与水反应生成乙烯和氧气。 A.由分析可知，通入乙炔的M电极为正极，水分子作用下乙炔在正极得到电子发生还原反应生成乙烯，电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－＝C2H4＋2OH－，故A错误； B.乙炔分子中碳原子的杂化方式为sp杂化，乙烯分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，则两分子中碳原子的杂化方式不同，故B错误； C.乙烯与溴水发生加成反应使溶液褪色，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色，则褪色原理不同，故C错误； D.由分析可知，反应器的总反应为碱性条件下乙炔与水反应生成乙烯和氧气，反应的化学方程式为2C2H2＋2H2O＝2C2H4＋O2，故D正确。 76．(2025届江西名校联考)高压科学研究中心研究的一种通过压力梯度驱动化学反应产生电能的电池装置如图所示。金刚石压砧把H2压入储氢电极PdHx，它在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到Pd电极参与反应，形成闭合回路。 下列说法错误的是 A．Pd电极为正极 B．Pd与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差 C．交换膜为质子交换膜 D．电池正极反应为PdHx－1＋H＋＋e－＝PdHx 答案：D 解析：A.PdHx是负极材料，它在压力梯度的驱动下发生反应：PdHx－e－＝PdHx－1＋H＋，生成的质子通过质子交换膜传输到上层钯电极(正极)，而电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到钯电极，并在此与质子重新结合发生还原反应，至此形成闭合回路。Pd电极为正极，A项正确； B.分析原理可知，Pd与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差，B正确。 C.交换膜需要H＋通过并在正极发生反应：2H＋＋2e－＝H2↑，所以交换膜为质子交换膜，C项正确； D.电池正极反应为2H＋＋2e－＝H2↑，D错误； 77．(2025届泰安联考)胶州湾的沉积物燃料电池已运行多年。沉积物燃料电池可以将沉积物中的化学能直接转化为可用的电能，同时加速沉积物中污染物的去除。工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．碳棒a的电势比碳棒b高 B．碳棒a附近酸性比碳棒b附近强 C．硫在碳棒b上发生的电极反应：S－6e－＋4H2O＝SO＋8H＋ D．硫化物、腐殖质和含碳有机物都是重要的电子供体 答案：B 解析：由图可知，a极二氧化碳生成的氧气发生还原反应生成水和过氧化氢，为正极；则b为负极。 A.正极电势高于负极电势，故碳棒a的电势比碳棒b高，A正确； B.碳棒a氧气转化为水、过氧化氢，反应为O2＋2e－＋2H＋＝H2O2、O2＋4H＋＋4e－＝2H2O，氢离子被消耗，故a附近酸性比碳棒b附近弱，B错误； C.硫在碳棒b上失去电子发生氧化反应生成SO，发生的电极反应：S－6e－＋4H2O＝SO＋8H＋，C正确； D.硫化物、腐殖质和含碳有机物在反应中失去电子，故都是重要的电子供体，D正确。 78．(2025届广东汕头联考)锂离子电池的正负极一般采用可逆嵌锂—脱锂的材料。尖晶石结构的 LiMn2O4是一种常用的正极材料。已知一种 LiMn2O4晶胞可看成由 A、B单元按Ⅲ方式交替排布构成。下列说法正确的是 A．放电时，LiMn2O4电极发生电极反应 LiMn2O4－xe－＝Li1－xMn2O4＋xLi＋ B．“”表示的微粒是 Mn C．每个LiMn2O4晶胞转化为 Li1－xMn2O4时转移8x个电子 D．充电时，LiMn2O4电极的电势低于电池另一极 答案：C 解析：A.LiMn2O4电极为正极，发生还原反应，得电子，正确的反应式应该为Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，故A错误； B.Ⅲ晶胞中含有4个A和4个B，黑球共有(1＋8×)×4＝8个，白球个数有(4＋4)×4＝32个，△个数为4×4＝16个，由于LiMn2O4中Li∶Mn∶O＝1∶2∶4，故黑球为Li，△为Mn，白球为O，故B错误； C.一个LiMn2O4转化为Li1－xMn2O4转移x电子，一个晶胞中有8个LiMn2O4，转移8x电子，故C正确； D.放电时LiMn2O4电极为正极，充电时为阳极，阳极电势高于阴极，故D错误。 79．(2025届秦皇岛实验中学)科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达到98%，工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜 B．膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径 C．a极的电极反应式为2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑ D．每转移2 mol电子，理论上乳清质量减少58.5 g 答案：D 解析：A．a极区的稀氢氧化钠溶液变为浓氢氧化钠溶液，说明a极区生成了氢氧化钠，即钠离子通过膜1向a极区迁移，膜1为阳离子交换膜；同理，氯离子通过膜2向b极区迁移，膜2为阴离子交换膜，A项正确； B．提纯蛋白质，不能让蛋白质(胶体粒子)通过膜1、膜2，所以膜1、膜2孔径应不大于半透膜孔径，B项正确； C．a极为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，C项正确； D．每转移2 mol电子，结合电极反应和电荷守恒可知，理论上乳清减少的质量为2 mol NaCl的质量，即质量减少117 g，D项错误。 80．(2025届张家口名校段测)在缺氧的深层潮湿土壤中，厌氧细菌会促进钢铁发生厌氧腐蚀，其原理如图所示。为抑制腐蚀的发生，通常将钢管、石墨电极分别与外接电源相连，使钢管表面形成致密的Fe3O4薄膜。下列说法正确的是 A．腐蚀过程中，厌氧细菌促进H2O发生氧化反应 B．腐蚀过程中存在SO＋4H2S2－＋4H2O C．上述保护方法为外加电流阴极保护法 D．通电后电子从钢管流向石墨电极，再经潮湿的土壤回到钢管 答案：B 解析：A.腐蚀过程中，阴极水得到电子被还原为氢气，厌氧细菌促进H2与硫酸根反应、氢气发生氧化反应，A错误； B. 由图、结合选项A可知：腐蚀过程中存在SO＋4H2S2－＋4H2O，B正确； C. 已知：为抑制腐蚀的发生，通常将钢管、石墨电极分别与外接电源相连，使钢管表面形成致密的Fe3O4薄膜，则铁被氧化，铁为阳极不是阴极，故上述保护方法不属于外加电流阴极保护法，C错误； D. 通电后电子从钢管流向石墨电极，但电子不会进入电解液，故不会经潮湿的土壤回到钢管，D错误。 81．(2025届山东部分学校联考)双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解离为OH－和H＋，并透过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的CO2过程如图所示，已知盐室中生成CaCO3实现捕获，下列说法正确的是 A．交换膜A为阳离子交换膜 B．捕获装置中，阴极反应为2H＋＋2e－＝H2↑ C．溶液中的X为H＋ D．捕获1.12 L CO2转化为沉淀，则转移电子2 mol 答案：B 解析：由图可知，左边电极连接电源负极，为阴极，左侧双极膜上H＋向左移动进入阴极室得电子生成H2，OH－进入碱室与CO2反应生成CO，CO透过离子交换膜A进入盐室生成CaCO3；右侧电极为阳极，右侧双极膜上OH－进入阳极室，H＋进入酸室，Cl－透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，以此分析解答。 A.盐室生成CaCO3，就需要CO穿过交换膜A，所以交换膜A为阴离子交换膜，A错误； B.阴极发生还原反应，溶液中H＋放电，为2H＋＋2e－＝H2↑，B正确； C.碱室是CO2转化为CO，应由双极膜产生OH－不断补充，保持碱的浓度，X应为OH－，C错误； D.捕获1.12 L CO2，未指明是否标准状况，无法计算转移电子数，D错误。 82．(2025届山东师大附中)利用多池装置和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如下，下列说法正确的是 A．电极b反应式是O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ B．甲中每消耗64 g SO2，乙中有2 mol H＋通过隔膜 C．电极c反应式为N2O4－2e－＋H2O＝N2O5＋2H＋ D．每转移2 mol电子，生成2 mol N2O5和7 mol H2SO4 答案：B 解析：根据实验装置可知，二氧化硫在a极发生失电子的氧化反应，生成硫酸，则a为负极，b为正极；与a相连的d为电解池阴极，则c为电解池阳极，无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，电极反应式：N2O4－2e－＋2HNO3＝2N2O5＋2H＋。 A.电极b为正极，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：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故A错误； B.64 g SO2对应物质的量为1 mol，1 mol二氧化硫失去2 mol电子生成硫酸，由得失电子数目守恒可知，d电极上2 mol氢离子放电生成氢气，则有2 mol氢离子通过隔膜由左侧移向右侧，故B正确； C.电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，电极反应式：N2O4－2e－＋2HNO3＝2N2O5＋2H＋，故C错误； D.由分析可知，电极a为负极，二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，由得失电子数目守恒可知，每转移2 mol电子，电极c生成2 mol五氧化二氮、电极a生成1 mol硫酸，故D错误。 83．(2025届河南名校模拟)我国科学家采用双极膜实现连续合成氨，电解装置工作原理如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在电流作用下分别向两极迁移。 下列说法错误的是 A．催化电极a上的电势低于催化电极b B．工作一段时间后，右室中c(OH－)不变 C．生成氨气和氧气的质量比为17∶64 D．若使用铅酸蓄电池作电源，获得1 mol NH3时，铅酸蓄电池中有8 mol H2O生成 答案：B 解析：由示意图可知，催化电极a上的电极反应为6H2O＋NO＋8e－＝NH3↑＋9OH－，电极a为阴极；催化电极b上的电极反应为8OH－－8e－＝2O2↑＋4H2O，电极b为阳极。 A.催化电极a(阴极)上的电势低于催化电极b(阳极)，故A正确； B.当电路中转移8 mol e－时，右室消耗8 mol OH－，同时生成4 mol H2O，且双极膜会向右室迁移8 mol OH－，因此右室中c(OH－)减小，故B错误； C.由电极方程式可知，8e－～NH3～2O2，因此生成的m(NH3)∶m(O2)＝17∶32×2＝17∶64，故C正确； D.铅酸蓄电池放电方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O～2e－。当生成1 mol NH3时，电路中转移8 mol e－，由铅酸蓄电池的方程式可知铅酸蓄电池对应生成8 mol H2O，故D正确。 84．(2025届唐山一模)水系可逆Zn－CO2电池在工作时，复合膜(由a、b膜复合而成，a膜只允许H＋通过，b膜只允许OH－通过)层间的H2O解离成H＋和OH－，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn－CO2电池工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．闭合K1时，右侧电极反应为CO2＋2H＋＋2e－＝HCOOH B．闭合K1时，电池工作一段时间，复合膜两侧溶液的pH左侧升高右侧降低 C．闭合K2时，OH－从复合膜流向Zn电极 D．闭合K2时，每生成65 g Zn，同时一定生成CO2气体11.2 L 答案：A 解析：A.由图可知，闭合K1时，右侧的物质转化为CO2→HCOOH，则右侧电极反应为CO2＋2H＋＋2e－＝HCOOH，故A正确； B.由A分析知，闭合K1时，右侧电极反应为CO2＋2H＋＋2e－＝HCOOH，左侧电极反应为Zn＋4OH－－2e－＝[Zn(OH)4]2－，复合膜层间的H2O解离成H＋和OH－，移动向两极的H＋和OH－的物质的量相等，两电极转移电子数相等，则右侧消耗的氢离子少，左侧消耗的氢氧根离子多，故复合膜两侧溶液的pH左侧降低，右侧不变，故B错误； C.闭合K2时，该装置为电解池，左侧为阴极，右侧为阳极，OH－从Zn电极流向复合膜，故C错误； D.没有标明为标准状况，无法计算CO2的体积，故D错误。 85．(2025届山东学情质检)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，可从浓缩海水中提取LiCl。下列有关该电池的说法错误的是 A．X极发生的反应为2H＋＋2e－＝H2↑ B．该装置获得LiCl的同时又获得了电能 C．X极每生成2.24 L(标准状况)H2，b区溶液中减少0.2 mol离子(不考虑气体溶解) D．Y极每生成1 mol Cl2，X极区得到2 mol LiCl 答案：C 解析：由图可知，X电极上氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，为电池的正极，溶液中阳离子浓度减小，离子导体中的锂离子通过阳离子交换膜进入a区；则Y电极为负极，溶液中氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中阴离子浓度减小，b区中锂离子通过阳离子交换膜进入离子导体中。 A.由分析可知，X极发生的反应为2H＋＋2e－＝H2↑，A正确； B.在a区制得氯化锂的同时，还将化学能转化为电能，获得了电能，B正确； C.标准状况下2.24 L氢气的物质的量为0.1 mol，由分析可知，X极生成0.1 mol氢气，b区溶液中有0.2 mol氯离子放电、0.2 mol锂离子通过阳离子交换膜进入离子导体中，则b区溶液中减少0.4 mol离子，C错误； D.由分析可知，每生成1 mol Cl2，离子导体中2 mol锂离子通过阳离子交换膜进入a区，在X极区得到2 mol LiCl，D正确。 86．(2025届日照开学考试)浓差电池是利用物质的浓度差产生电动势的一种装置。某浓差电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．X电极为负极 B．电路中转移0.1 mol e－时，左池减少了0.1 mol离子 C．隔膜为阴离子交换膜 D．右池中的电极反应式为Ag－e－＋Cl－＝AgCl 答案：A 解析：Cl－参加电极反应，左池钾离子浓度大，所以K＋要向右池移动，离子交换膜为阳离子交换膜，右池为正极池，左池为负极池，左池发生电极反应：Ag－e－＋Cl－===AgCl，右池：AgCl＋e－===Ag＋Cl－，以此解答。 A.由分析可知，X电极为负极，故A正确； B.由分析可知，左池发生电极反应：Ag－e－＋Cl－===AgCl，右池：AgCl＋e－===Ag＋Cl－，左池中减少0.1 mol Cl－、0.1 mol K＋共减少0.2 mol离子，故B错误； C.由分析可知，离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误； D.由分析可知，右池中的电极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，故D错误。 87．(2025届辽宁六校协作体质检)我国科学家设计的“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给，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。下列说法错误的是 A．A电极为正极 B．H＋从海底沉积层通过交接面向海水层移动 C．负极的电极反应式为CH2O－4e－＋H2O＝CO2＋4H＋ D．高温下微生物蛋白质变性失活，故升温不一定能提高电池的效率 答案：C 解析：由图可知，A极物质由氧气转化为水，化合价降低，所以A极是正极，B极是负极，据此解答。 A.由分析可知，A极是正极，B极是负极，故A正确； B.由分析可知，A极是正极，B极是负极，质子带正电荷，放电时向正极移动，所以质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动，故B正确； C.CH2O在微生物作用下与硫酸根离子反应生成CO2和HS－，并不是在负极的电极反应，负极上HS－失去电子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为HS－－2e－＝S↓＋H＋，故C错误； D.微生物蛋白质高温条件下会失活，故升温不一定能提高电池的效率，故D正确。 88．(2025届宁德名校联考)利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2，其工作原理如图。下列关于该电池的说法不正确的是 A．该电池若用隔膜，可选用阳离子交换膜 B．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 C．放电时，正极的电极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2 D．充电时，电路中每转移1 mol e－，石墨烯电极质量增加7x g 答案：D 解析：A.该电池通过锂离子定向移动导电，该电池若用隔膜，可选用阳离子交换膜，故A正确； B.石墨烯是负极，放电时，阳离子向正极移动，Li＋从石墨烯中脱出有利于回收，故B正确； C.放电时，正极得电子发生还原反应，电极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2，故C正确； D.充电时，电路中每转移1 mol e－，有1 mol Li＋进入负极，石墨烯电极质量增加7 g，故D错误。 89．(2025届泰安质检)双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极Ⅰ为掺杂Na2S2的电极，电极Ⅱ为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 B．放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断变大 C．充电时，电极Ⅰ的电极反应式为：2S－2e－＝S D．充电时，电路中每通过1 mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9 g 答案：C 解析：由图分析可知，电极Ⅱ为碳电极，放电时，氧气发生还原反应生成氢氧根离子，为正极，则电极Ⅰ为负极； A.放电时，正极发生还原反应，反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；负极发生氧化反应，反应为2S－2e－＝S；正极区氢氧根离子向左侧运动，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧运动，离子交换膜a为阳离子交换膜，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，A正确； B.由A分析可知，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，B正确； C.充电时，电极Ⅰ为阴极，得到电子发生还原反应，C错误； D.充电时，电极Ⅱ为阳极区，反应为4OH－－ 4e－＝O2＋2H2O，电路中每通过1 mol电子，阳极室从中间储液器进入1 mol氢氧根离子、同时生成0.25 mol氧气，溶液质量理论上增加17 g－8 g＝9 g，D正确。 90．(2025届济宁泗水质检)氢氧燃料电池与电解水装置配合使用，可实现充放电循环，应用于长寿命航天器中下列说法错误的是 A．a极发生氧化反应 B．b极为正极 C．K2CO3溶液可以传导电子和离子 D．该电池能量转化率高，不污染环境 答案：C 解析：氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，则a极为负极，b极为正极。 A.由上述分析可知，a极为负极，负极发生氧化反应，选项A正确； B.由上述分析可知，b极为正极，选项B正确； C.K2CO3溶液作为电解质溶液，用于传导离子形成闭合回路，不能传导电子，选项C错误； D.氢氧燃料电池可以连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能，能量转化率高，且不污染环境，选项D正确。 91．(2025届长沙雅礼中学质检)火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li—CO2电池供电，其反应机理如图所示，下列说法错误的是 A．R方向为电子移动的方向 B．CO2电极反应式为4Li＋＋4e－＋3CO2＝2Li2CO3＋C C．可采用LiNO3溶液作为电解质溶液 D．碳酸锂的生成和分解形式提供了实现可逆电化学电池的可能 答案：C 解析：由图可知，放电时，Li失电子作负极，电极反应式为Li－e－＝Li＋，无机碳电极作正极，电极反应式为3CO2＋4e－＝C＋2CO，电池总反应为4Li＋3CO2＝2Li2CO3＋C，充电时，Li极为阴极，电极反应式为Li＋＋e－＝Li，无机碳电极作阳极，电极反应式为C＋2CO－4e－＝3CO2↑，电解总反应为2Li2CO3＋C4Li＋3CO2↑，据此分析解题。 A.由分析可知，Li电极为负极，二氧化碳电极上二氧化碳得电子生成无机碳，所以R方向为电子移动的方向，A正确； B.CO2为电池的正极，反应式为4 Li＋＋4e－＋3CO2＝2Li2CO3＋C，B正确； C.由于Li能与水发生反应，所以不能用水系溶液作为电解质溶液，C错误； D.放电过程涉及碳酸锂的生成，充电过程涉及碳酸锂的分解，D正确。 92．(2025届绍兴联考)某钠离子电池结构如图所示，电极A为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2)，电极B为硬碳，充电时Na＋得电子成为Na嵌入硬碳中。下列说法不正确的是 A．充电时，电极B与外接直流电源的负极相连 B．放电时，外电路通过a mol电子时，A电极电解质损失a mol Na＋ C．放电时，电极A为正极，反应可表示为：Na1－xTMO2＋ xNa＋ ＋ xe－＝NaTMO2 D．电池总反应可表示为Na1－xTMO2＋ NaxC＝NaTMO2＋ C 答案：B 解析：充电时Na＋得电子成为Na嵌入硬碳中，则硬碳为电解池的阴极，为电池的负极，即电极B充电时与电源负极相连，A正确；放电时，A电极(正极)电极反应式为Na1－xTMO2＋ xNa＋ ＋ xe－＝NaTMO2，Na＋从负极向A电极迁移，然后参与电极反应，故A电极电解质中不损失Na＋，B错误，C正确；B为电池的负极，放电时硬碳中的钠失电子变为钠离子脱落，然后向正极迁移，NaxC－xe－＝C＋xNa＋，正极反应＋负极反应可得总反应为Na1－xTMO2＋ NaxC ＝NaTMO2＋C，D正确。 93．(2025届广东六校联考)一种高达94.2%能效的可充电铝胺电池工作原理如图所示，用Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)失去一个电子后形成的Ph3N＋结构较为稳定。下列说法不正确的是 A．与锂电池比，铝电池比能量略低，但铝含量丰富价格低廉 B．放电时，负极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl＝4Al2Cl C．充电时，AlCl向铝电极移动 D．理论上每生成1 mol Ph3N，外电路通过1 mol电子 答案：C 解析：A．铝电池比能量略低，但含量丰富价格低廉，A项正确； B．放电时，负极上Al失电子和AlCl反应生成Al2Cl，电极反应式为Al－3e－＋7AlCl＝4Al2Cl，B项正确； C．充电时Ph3N失电子生成Ph3N＋ , Ph3N为阳极、Al为阴极，阴离子向阳极移动，所以AlCl向阳极Ph3N移动，C项错误； D．充电时Ph3N失电子生成Ph3N＋，则生成1个Ph3N转移1个电子，所以理论上每生成1 mol Ph3N，外电路通过1 mol电子，D项正确。 94．(2025届四川泸县联考)沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．碳棒b为该微生物电池的正极 B．碳棒a上有反应：FeSx－2xe－＝Fe2＋＋xS(x≥2) C．电流方向：碳棒b→电阻→碳棒a→含水沉积物→碳棒b D．氧气的含量、光照强度会影响电池的功率 答案：B 解析：A．O2在碳棒b得电子生成水，说明碳棒b为该微生物电池的正极，故A正确； B．电极反应式FeSx－2xe－===Fe2＋＋xS(x≥2)不满足电荷守恒，故B错误； C．碳棒a失电子是负极，碳棒b得电子是正极，电流方向是从正极经外电路流向负极即碳棒b→电阻→碳棒a→含水沉积物→碳棒b，故C正确； D．由图可知，CO2在光照和光合菌的作用下反应生成氧气，氧气在正极得电子生成水，光照强度越强，光合作用越强，所以氧气的含量、光照强度会影响电池的功率，故D正确。 95．(2025届抚顺一模)水系钠离子电池有成本低、寿命长、环保等诸多优势，未来有望代替锂离子电池和铅酸电池。一种水系钠离子电池放电和充电的工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电极N上的电势低于电极M上的电势 B．放电时，若导线中流过2 mol e－，理论上有2 mol Na＋移入M电极区 C．充电时，TiO2光电极不参与该过程 D．充电时，阳极的电极反应式为3I－－2e－＝I 答案：D 解析：放电时，电极N上I转化为I－，碘元素被还原，所以电极N为正极，则电极M为负极，S2－被氧化为S。 A.由上述分析可知，放电时，电极N为正极，电极M为负极，电极N上的电势高于电极M上的电势，A错误； B.放电时为原电池，原电池中阳离子移向正极，即Na＋移入N电极区，B错误； C.据图可知充电时I－在TiO2光电极上失电子被氧化为I，C错误； D.充电时阳极上I－被氧化为I，电极反应为3I－－2e－＝I，D正确。 96．(2025届重庆质量检测)Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4，下列有关说法不正确的是 A．右侧电极反应式：Fe＋8OH－－6e－＝FeO＋4H2O B．左侧为阳离子交换膜，当Cu电极生成1 mol气体时，有2 mol Na＋通过阳离子交换膜 C．可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部，以保证装置连续工作 D．Na2FeO4有强氧化性且产物为Fe3＋，故可以利用Na2FeO4除去水中的细菌、固体颗粒以及Ca2＋等 答案：D 解析：A．根据图示，Cu电极为阴极，Fe电极为阳极。右侧电极为Fe电极，Fe失去电子发生氧化反应生成FeO，结合原子守恒和电荷守恒可得电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，A项正确； B．左侧为阴极室，Cu电极上的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当Cu电极上生成1 mol气体时，同时产生2 mol OH－，此时中部有2 mol Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室平衡电荷，B项正确； C．根据B项分析，阴极室生成NaOH，左侧流出的NaOH溶液的浓度大于加入的NaOH溶液的浓度，即b%＞a%，可将左侧流出的NaOH补充到该装置中部，以保证装置连续工作，C项正确； D．Na2FeO4具有强氧化性，可利用Na2FeO4除去水中的细菌，Na2FeO4的还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体可吸附固体颗粒，但二者均不能除去水中的Ca2＋，D项错误。 97．(2025届华南师大附中等四校联考)H2O2和O3都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生H2O2和O3，产生H2O2和O3的物质的量之比为5∶1，下列说法错误的是 A．Y电极电势低于X电极 B．生成双氧水的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋＝H2O2 C．膜为质子交换膜 D．X极处可能还存在其他副反应 答案：A 解析：Y极O元素从－2价升至0价，是阳极，电极反应式：2H2O－4e－＝O2＋4H＋，3H2O－6e－＝O3＋6H＋，X极是阴极，电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋＝H2O2； A． Y是阳极，X极是阴极，Y电极电势比X电极高，A错误； B．X极是阴极，生成双氧水的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋＝H2O2，B正确； C．H＋由Y极向X极移动，则膜为质子交换膜，C正确； D项，Y极还可能发生的电极反应式为3H2O－6e－＝O3＋6H＋，则H2O2和O3的物质的量之比为3∶1，故应有其他副反应生成H2O2，才会有5∶1，D正确。 98．(2024届河北百师联盟联考)钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按下图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是 A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6＝LiCoO2＋6C，则m处Li1－xCoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0.2 mol电子时，理论上装置Ⅰ中加入100 mL 2 mol/L盐酸可复原 C．电极d为阴极，电解过程中发生反应Cu＋Cl－－e－＝CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－＝CuOH＋Cl－ 答案：D 解析：A．根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCoO2作正极，得电子，A项错误； B．盐酸中的水会稀释Ⅰ中的溶液，故不可复原，B项错误； C．a电极一直有气泡，且a的材料为铜，故a极为阴极，d为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－＝CuCl，C项错误； D．d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－＝CuOH＋Cl－，D项正确。 99．(2025届四川广安联考)如图为拟通过甲装置除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚，同时利用此装置产生的电能进行粗铜的精炼。下列说法不正确的是 A．B极为负极，发生氧化反应 B．当电路中有0.2 mol电子通过时，Y极质量可能减少3.2 g C．A极的电极反应式：＋e－＝＋Cl－ D．反应一段时间后，经甲装置中排出污水的pH减小 答案：C 解析：A．氢离子由B移向A，所以B极为负极，发生氧化反应，故A正确； B．B是负极、A是正极，Y 是阳极，Y极可能是铜、铍等活泼金属失电子，当电路中有0.2 mol电子通过时，Y极质量可能减少3.2 g，故B正确； C．A极是正极，发生还原反应，电极反应式：＋2e－＋H＋＝＋Cl－，故C错误； D．负极反应式：CH3COO－＋2H2O－8e－＝2CO2＋7H＋，正极反应式：＋2e－＋H＋＝＋Cl－，转移相同电子时，负极生成的氢离子大于正极消耗的氢离子，反应一段时间后，经甲装置中排出污水的pH减小，故D正确。 100．(2025届湖南岳阳一模)四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是 A．b、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 B．通电后Ⅲ室中的Cl－透过c迁移至阳极区 C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高 D．电池总反应为4NaCl＋6H2O4NaOH＋4HCl＋2H2↑＋O2↑ 答案：D 解析：由图中信息可知，左边电极与负极相连为阴极，右边电极为阳极，所以通电后，阴离子向右定向移动，阳离子向左定向移动，阳极上H2O放电生成O2和H＋，阴极上H2O放电生成H2和OH－；H＋透过c，Cl－透过b，二者在b、c之间的Ⅲ室形成盐酸，盐酸浓度变大，所以b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜；Na＋透过a，NaOH的浓度变大，所以a是阳离子交换膜，故A、B两项均错误；电解一段时间后，Ⅰ中的溶液的c(OH－)升高，pH升高，Ⅱ中为NaCl溶液，pH不变，Ⅲ中有HCl生成，故c(H＋)增大，pH减小，Ⅳ中H＋移向Ⅲ，H2O放电生成O2，使水的量减小，c(H＋)增大，pH减小，C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$