第04讲 化学电源装置分析（重难点训练）化学苏教版2019选择性必修1

第04讲 化学电源装置分析 建议时间：25分钟 突破一 原电池原理的理解 1．锌铜原电池装置如图，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列叙述正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c()减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．外电路中电流方向由Zn电极流向Cu电极 2．原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。下列关于下图所示原电池装置的说法中，不正确的是 A．为原电池的负极 B．上发生的反应为 C．该装置能将化学能转化为电能 D．电子从经导线流向 突破二 原电池电极反应式的书写 3．用直流电源电解稀硫酸(图a)，待石墨电极上产生大量气泡后停止电解，撤去直流电源，接入灵敏电流计(图b)，电流计指针偏转。下列说法不正确的是 A．电解稀硫酸的过程中，电能转化为化学能 B．图a中，连接电源负极的石墨电极上产生氢气 C．图b中，电流方向为顺时针方向 D．原电池中，正极的电极反应式为： 4．新型锂-空气电池具有能量大、密度高的优点，具有巨大的应用前景。该电池放电时的工作原理如图所示，其中固体电解质只允许通过。下列说法正确的是 A．金属锂为负极，发生还原反应 B．有机电解液可以用水性电解液代替 C．放电时电池的总反应为 D．当外电路转移电子，有通过固体电解质向金属锂电极移动 突破三 银锌纽扣电池的分析 5．下列有关原电池的说法不正确的是 A．图甲所示装置中，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动 B．图乙所示装置中，正极的电极反应式为 C．图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变薄 D．图丁所示装置中，使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 6．化学电源在生活中应用广泛。下列说法错误的是 图Ⅰ酸性锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ中的负极反应式相同 B．图Ⅰ和图Ⅱ比较，酸性锌锰电池易发生自放电而导致存放时间较短 C．图Ⅲ：铅蓄电池使用过程中，两电极的质量均增加 D．图Ⅳ：溶液中向负极移动，、向正极移动 突破四 燃料电池的分析 7．下列有关化学电源的说法正确的是 A．锂离子电池属于一次电池 B．废弃的锌锰干电池属于干垃圾 C．化学电池放电时发生氧化还原反应 D．燃料电池放电时燃料在电池正极反应 8．下列关于如图所示装置的说法，错误的是 A．装置中阳极处产生的气体能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝 B．装置中镀层金属铜应与电源正极相连 C．装置中电子由a极经电解质溶液流向b极 D．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 A．A B．B C．C D．D 突破五 原电池、电解池的综合应用 9．一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：I室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。下列说法错误的是 A．放电时，I室溶液中浓度增大 B．放电时，II室中的通过阴离子交换膜进入I室 C．充电时，Zn电极的电极反应为 D．充电时，每生成0.2molO2，Ⅲ室溶液质量理论上减少6.4g 10．利用电化学原理可同时将SO2、CO2变废为宝，装置如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法不正确的是 A．装置工作时，电子从c极流入b极 B．d电极反应式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O C．若b极消耗16gO2，则Y中左侧溶液质量减轻16g D．该装置工作结束后，Y池电解质溶液的pH不变 突破六 铅蓄电池的分析 11．铅蓄电池放电的反应为：，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，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．电池工作时，负极的电极反应方程式为 D．反应中每生成1mol，转移电子数为2mol 12．下列化学反应表示正确的是 A．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放出热量，该反应的热化学方程式为： B．甲烷的燃烧热，其热化学方程式为： C．铅蓄电池充电时的阳极反应为： D．氯碱工业的主要反应： 建议时间：30分钟 13．大连物化所邓德会团队通过惰性电极电解实现了空气阴阳极同时活化制硝酸，其电化学装置如下图所示，下列说法中错误的是 A．电流方向：正极→电极电极负极 B．电极电势： C．是的催化剂 D．消耗生成硝酸 14．下列实验装置说法正确的是 A．图甲：滴定结束时的刻度，读数为12.20mL B．图乙：除去淀粉胶体中的NaCl C．图丙：铁件上镀光亮的铜 D．图丁：检查装置的气密性 15．以天然气燃料电池(熔融为电解质)为电源，采用电化学方法制备有机物，模拟装置如图所示。a极、b极为惰性电极，双极膜中水会解离出和并向两极迁移。下列叙述正确的是 A．当导线中通过2mol电子时，双极膜中有向a极迁移 B．b极反应式为 C．燃料电池中通极应与图示中的b极相连 D．消耗(标准状况)时理论上可以制备 16．环己酮是一种重要的化工原料。苯酚电催化加氢具有操作条件温和、由可再生的电力驱动等优势，是一种有吸引力的环己酮生产工艺。我国科研人员选用不同负载材料电极研究其合成机理如图所示[已知：Hads代表吸附态氢原子；法拉第效率]。 下列说法正确的是 A．Pt/C和Pt/TiO2电极均连接电源的正极 B．Pt/C和Pt/TiO2电极上均可能有H2溢出 C．Pt/C电极上若生成1mol环己酮的FE为20%，则一定伴随生成约2.7mol环己醇 D．TiO2增大了Pt上Hads的覆盖度，有利于提高环己酮制备的纯度 17．利用电化学氧化技术可以在电解槽中持续产生，是一种活性基团，可高效氧化苯酚生成，消除苯酚引起的水污染，装置如图所示。已知：a极生成，能进一步将极产物氧化，同时有生成。下列有关说法正确的是 A．a极的电极反应式： B．b极连接电源正极，发生还原反应 C．生成的离子方程式： D．消除苯酚，理论上有电子通过外电路 18．近日，中国科学院化学研究所使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂，进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸，原理如图所示(OA为HOOC-COOH，GX为HOOC-CHO，GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是 A．活化能：反应ⅱ>反应ⅲ B．GX→GC反应式为： C．反应ⅳ的原子利用率为100% D．反应ⅴ在阳极区生成甘氨酸 19．一种装载双原子双层带电膜（EM）电极材料可将硝酸盐还原为，为低浓度的硝酸盐污染提供高效实用的解决方案，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．装置工作一段时间后，阳极区减小 B．阴极发生的反应为 C．相同条件下，阴阳两极产生气体的体积比为 D．带电膜阳极上的游离氯可将氧化为 20．利用如下装置模拟工业电渗析法淡化海水并获得NaOH(双极膜是一种能将水分子解离为和的特殊离子交换膜)。下列说法正确的是 A．电极电势：石墨1高于石墨2 B．甲池总反应： C．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜 D．理论上，当双极膜处有解离时，乙池中NaOH溶液质量增加4.6g 21．下列能验证电解饱和食盐水溶液(含酚酞)产物的装置是 A． B． C． D． 22．一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。电池放电时[I区中转化为，溶液中，以存在]，下列叙述不正确的是 A．为负极，Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．放电时，Ⅱ区溶液浓度会增大 C．放电时，I区的变大 D．电池总反应： 23．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，完成下面题目。 (1)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则被腐蚀铜的质量为1.28g时，线路中转移 电子。 (2)将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中，形成原电池，其中正极为 （填“铜”或“铝”，下同），若将其插入烧碱溶液中，形成原电池，负极为 。 (3)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。 ①外电路的电子方向是由 （填字母，下同）极流向 极。 ②电池正极反应式为 ，每转移电子，生成 。 ③不能用水代替电池中的混合有机溶剂，原因是 。 ④可与和在高温下反应，生成，该反应的化学方程式为 。 (4)还原电化学法制备甲醇（）的工作原理如图所示： 通入的一端是电池的 极（填“正”或“负”），电池工作过程中通过质子膜向 （填“左”或者“右”）移动，通入CO的一端发生的电极反应式为 。 建议时间：20分钟 24．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 25．（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 26．（2025·湖北·高考真题）某电池的正极材料为，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将注入电池后充电补锂，过程中转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是 A．在阳极失去电子 B．生成气体中含有氟代烃 C．过程中铁元素的价态降低 D．反应并离去是该电池保持原结构的原因 27．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．电解总反应： C．以为原料，也可得到TQ D．用标记电解液中的水，可得到 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 化学电源装置分析 建议时间：25分钟 突破一 原电池原理的理解 1．锌铜原电池装置如图，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列叙述正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c()减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．外电路中电流方向由Zn电极流向Cu电极 【答案】C 【详解】A．由图象可知，该原电池反应式为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，故A错误； B．阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c()不变，故B错误； C．甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中发生反应：Cu2++2e-=Cu，保持溶液呈电中性，进入乙池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等，而Zn的摩尔质量大于Cu，故乙池溶液总质量增大，故C正确； D．Cu为正极，Zn为负极，外电路中电流方向由Cu电极流向Zn电极，故D错误； 答案选C。 2．原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。下列关于下图所示原电池装置的说法中，不正确的是 A．为原电池的负极 B．上发生的反应为 C．该装置能将化学能转化为电能 D．电子从经导线流向 【答案】D 【详解】A．Zn的活泼性大于Cu，Zn易失去电子发生氧化反应，为负极，A正确； B．Cu为正极，H+得电子发生还原反应生成氢气，正极反应式为：，B正确； C．该装置为原电池，能将化学能转化为电能，C正确； D．原电池中电子从负极经过外电路流向正极，电子从Zn经导线流向Cu，D错误； 答案选D。 突破二 原电池电极反应式的书写 3．用直流电源电解稀硫酸(图a)，待石墨电极上产生大量气泡后停止电解，撤去直流电源，接入灵敏电流计(图b)，电流计指针偏转。下列说法不正确的是 A．电解稀硫酸的过程中，电能转化为化学能 B．图a中，连接电源负极的石墨电极上产生氢气 C．图b中，电流方向为顺时针方向 D．原电池中，正极的电极反应式为： 【答案】C 【详解】A．电解池装置是将电能转化为化学能，A正确； B．图a中，连接电源负极的石墨电极上产生氢气，B正确； C．图b中，电流则正极流向负极，方向为逆时针方向，C错误； D．根据分析，原电池中，正极的电极反应式为：，D正确； 故选C。 4．新型锂-空气电池具有能量大、密度高的优点，具有巨大的应用前景。该电池放电时的工作原理如图所示，其中固体电解质只允许通过。下列说法正确的是 A．金属锂为负极，发生还原反应 B．有机电解液可以用水性电解液代替 C．放电时电池的总反应为 D．当外电路转移电子，有通过固体电解质向金属锂电极移动 【答案】C 【详解】A．金属锂为负极，发生失电子的氧化反应，A项错误； B．锂可以与水反应，故有机电解液不可以用水性电解液代替，B项错误； C．该电池的负极反应为，正极反应为，将电极反应相加可得总反应的化学方程式，C项正确； D．阳离子向正极移动，同时结合电荷守恒可知，当外电路转移电子，有通过固体电解质向石墨烯电极移动，D项错误； 故选C。 突破三 银锌纽扣电池的分析 5．下列有关原电池的说法不正确的是 A．图甲所示装置中，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动 B．图乙所示装置中，正极的电极反应式为 C．图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变薄 D．图丁所示装置中，使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 【答案】A 【详解】A．甲装置构成原电池，锌作负极，铜作正极；阳离子钾离子移向正极，即装有硫酸铜溶液的烧杯，A错误； B．氧化银得电子发生还原反应，即，B正确； C．锌筒作负极被消耗，故使用一段时间后，锌筒会变薄，C正确； D．铅蓄电池总反应为，消耗了硫酸同时生成水和难溶的硫酸铅，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D正确； 故选A。 6．化学电源在生活中应用广泛。下列说法错误的是 图Ⅰ酸性锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ中的负极反应式相同 B．图Ⅰ和图Ⅱ比较，酸性锌锰电池易发生自放电而导致存放时间较短 C．图Ⅲ：铅蓄电池使用过程中，两电极的质量均增加 D．图Ⅳ：溶液中向负极移动，、向正极移动 【答案】A 【详解】A．图Ⅰ酸性锌锰电池的负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，图Ⅱ碱性锌锰电池的负极反应是为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，不相同，故A错误； B．酸性锌锰电池中酸性介质对金属Zn有腐蚀，储放时间短，故B正确； C．图Ⅲ铅蓄电池使用过程中，Pb作负极，PbO2作正极，二者最终均转化为PbSO4，两电极的质量均增加，故C正确； D．图Ⅳ溶液中OH-(阴离子)向负极移动，K+、H+(阳离子)向正极移动，故D正确； 答案选A。 突破四 燃料电池的分析 7．下列有关化学电源的说法正确的是 A．锂离子电池属于一次电池 B．废弃的锌锰干电池属于干垃圾 C．化学电池放电时发生氧化还原反应 D．燃料电池放电时燃料在电池正极反应 【答案】C 【详解】A．锂离子电池能多次充放电，属于二次电池而不是一次电池，A错误； B．干垃圾是除了可回收垃圾、有害垃圾和湿垃圾之外的废弃物，废弃的锌锰干电池属于有害垃圾，B错误； C．化学电池是将化学能转变为电能的装置，一定存在电子的定向移动，一定为氧化还原反应，C正确； D．燃料电池放电时，燃料在电池负极发生氧化反应，D错误； 故选：C。 8．下列关于如图所示装置的说法，错误的是 A．装置中阳极处产生的气体能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝 B．装置中镀层金属铜应与电源正极相连 C．装置中电子由a极经电解质溶液流向b极 D．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．该装置是电解池，阴极上溶液中阳离子Cu2+得到电子发生还原反应产生Cu单质，阳极上氯离子失电子，生成氯气，能够使湿润KI淀粉试纸变蓝，A正确； B．该装置是电镀装置，镀层金属铜应与电源正极相连，做阳极，待镀制品和电源负极相连，作电解池的阴极；B正确； C．该装置是原电池，电子流向是从负极a经导线流向正极b，不能经过电解质溶液，C错误； D．该装置若采用阴离子交换膜则允许阴离子通过，则NaOH溶液中的氢氧根可以通过与氯气发生反应，则不可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应，故应该用阳离子交换膜，D正确； 答案选C。 突破五 原电池、电解池的综合应用 9．一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：I室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。下列说法错误的是 A．放电时，I室溶液中浓度增大 B．放电时，II室中的通过阴离子交换膜进入I室 C．充电时，Zn电极的电极反应为 D．充电时，每生成0.2molO2，Ⅲ室溶液质量理论上减少6.4g 【答案】D 【详解】A．放电时，I室电极反应式为，浓度增大，电离平衡正向移动，导致Ⅰ室溶液中浓度增大，故A正确； B．放电时，根据原电池“同性相吸”，Ⅱ室中的通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室，故B正确； C．充电时，电极为阴极，其电极反应为，故C正确； D．充电时，电极为阳极，电极反应式为，每生成转移电子，同时有通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅲ室溶液质量理论上减少，当每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少，故D错误； 故选D。 10．利用电化学原理可同时将SO2、CO2变废为宝，装置如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法不正确的是 A．装置工作时，电子从c极流入b极 B．d电极反应式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O C．若b极消耗16gO2，则Y中左侧溶液质量减轻16g D．该装置工作结束后，Y池电解质溶液的pH不变 【答案】CD 【详解】A．根据上述分析，电子流向从a极流向d电极，c电极流向b电极，A正确； B．d电极为阴极，CO2转化成CH3OH，C的化合价由＋4价降低为－2价，电解质为硫酸，因此d电极反应式为CO2＋6e－＋6H＋=CH3OH＋H2O，B正确； C．b电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，c电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，建立关系式为O2～4e－～O2，b极消耗16g氧气，Y中左侧溶液中有16g氧气逸出，同时有molH＋从左侧移向右侧，左侧溶液质量减少的质量为16g+×1g=18g，C错误； D．由c、d的电极反应得出总反应是，总反应消耗水，硫酸浓度变大，pH降低，D错误； 故选CD。 突破六 铅蓄电池的分析 11．铅蓄电池放电的反应为：，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，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．电池工作时，负极的电极反应方程式为 D．反应中每生成1mol，转移电子数为2mol 【答案】C 【详解】A．电池工作时，Pb是负极、PbO2是正极，PbO2发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向正极移动，故B错误； C．电池工作时，负极Pb失去电子生成硫酸铅，电极反应方程式是，故C正确； D．总反应为Pb+PbO2+4H++2SO=2PbSO4+2H2O，则生成2mol硫酸铅转移2mol电子，故每生成1mol，转移电子数为1mol，故D错误； 选C。 12．下列化学反应表示正确的是 A．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放出热量，该反应的热化学方程式为： B．甲烷的燃烧热，其热化学方程式为： C．铅蓄电池充电时的阳极反应为： D．氯碱工业的主要反应： 【答案】D 【详解】A．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应生成，该反应为可逆反应，未反应完全，如果消耗了和，反应放出热量将大于，A的热化学方程式表达不正确，A错误； B．燃烧热是指在时，纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，对于甲烷的燃烧，指定产物中的水应该为液态水，不是气态水，B错误； C．铅蓄电池的总反应为：，则充电时的阳极反应为：，C错误； D．氯碱工业的主要反应就是电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气作为工业原料，D正确； 故答案为：D。 建议时间：30分钟 13．大连物化所邓德会团队通过惰性电极电解实现了空气阴阳极同时活化制硝酸，其电化学装置如下图所示，下列说法中错误的是 A．电流方向：正极→电极电极负极 B．电极电势： C．是的催化剂 D．消耗生成硝酸 【答案】D 【详解】A．在电解池中，电流从电源正极流出，经过外电路流向电解池的阳极，再从电解池的阴极流回电源负极，由图可知电极A连接电源正极，为阳极，电源B连接电源负极，为阴极，所以该装置中电流方向为：正极→电极A→电极B→负极，A正确； B．在电解池中，阳极与电源正极相连，电势高，阴极与电源负极相连，电势低，电极A为阳极，电极B为阴极，所以电极电势：A > B，B正确； C．由图可知，Fe2+参与反应转化为Fe3+，Fe3+是中间产物并参与循环转化为Fe2+，Fe2+反应前后性质和质量不变，故Fe2+是催化剂，C正确； D．本装置通过N2和O2制硝酸，N元素化合价从0价升高为+5价，O元素化合价从0价降低为-2价，根据电子守恒可得3mol O2可生成硝酸的物质的量为：，D错误； 故答案选D。 14．下列实验装置说法正确的是 A．图甲：滴定结束时的刻度，读数为12.20mL B．图乙：除去淀粉胶体中的NaCl C．图丙：铁件上镀光亮的铜 D．图丁：检查装置的气密性 【答案】B 【详解】A．图甲为滴定结束时的刻度，读数为11.80mL，故A错误； B．胶体粒子的直径较大不能透过半透膜，但溶液能透过半透膜，所以图中装置可用于除去淀粉胶体中的NaCl，故B正确； C．在铁件上镀光亮的铜，铁件应作阴极，与电源负极相连，铜片作阳极，与电源正极相连，故C错误； D．装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；丁图中使用了长颈漏斗，并不是封闭体系，此装置不能用来检验气密性，故D错误； 故答案选B。 15．以天然气燃料电池(熔融为电解质)为电源，采用电化学方法制备有机物，模拟装置如图所示。a极、b极为惰性电极，双极膜中水会解离出和并向两极迁移。下列叙述正确的是 A．当导线中通过2mol电子时，双极膜中有向a极迁移 B．b极反应式为 C．燃料电池中通极应与图示中的b极相连 D．消耗(标准状况)时理论上可以制备 【答案】B 【详解】A．由a极反应式为可知，当导线中通过2mol电子时，双极膜中有向a极迁移，A错误； B．双极膜中氢氧根离子向阳极迁移，b极发生氧化反应，环己烯转化成环戊基甲醛，电极反应式为，B正确； C．燃料电池中通极为负极，应与图示中的阴极，即a极相连，C错误； D．燃料电池负极反应式为，(标准状况)的物质的量为1mol，转移8mol电子，由，理论上可制备，D错误； 故选B。 16．环己酮是一种重要的化工原料。苯酚电催化加氢具有操作条件温和、由可再生的电力驱动等优势，是一种有吸引力的环己酮生产工艺。我国科研人员选用不同负载材料电极研究其合成机理如图所示[已知：Hads代表吸附态氢原子；法拉第效率]。 下列说法正确的是 A．Pt/C和Pt/TiO2电极均连接电源的正极 B．Pt/C和Pt/TiO2电极上均可能有H2溢出 C．Pt/C电极上若生成1mol环己酮的FE为20%，则一定伴随生成约2.7mol环己醇 D．TiO2增大了Pt上Hads的覆盖度，有利于提高环己酮制备的纯度 【答案】B 【详解】A．据分析，Pt/C和Pt/TiO2电极均连接电源的负极，故A错误； B．Pt/C和Pt/TiO2电极上均存在吸附于Pt表面的氢原子，这些氢原子在电催化条件下能够发生氢还原反应生成H2，故B正确； C．生成环己酮的FE为20%，若通过电极的电子全部用于苯酚加氢生成环己酮和环己醇，则生成环己酮和环己醇所需电子数比例为1:4，根据电极反应式可知生成1mol环己酮所需4mol电子，因此由16mol电子用于生成环己醇，得到环己醇的物质的量为2.7mol，由于通过电极的电子可能存在其他用途，则生成环己醇的物质的量最大为2.7mol，故C错误； D．据分析，TiO2减小了Pt上Hads的覆盖度，有利于提高环己酮制备的选择性，故D错误； 故答案为B。 17．利用电化学氧化技术可以在电解槽中持续产生，是一种活性基团，可高效氧化苯酚生成，消除苯酚引起的水污染，装置如图所示。已知：a极生成，能进一步将极产物氧化，同时有生成。下列有关说法正确的是 A．a极的电极反应式： B．b极连接电源正极，发生还原反应 C．生成的离子方程式： D．消除苯酚，理论上有电子通过外电路 【答案】C 【详解】A．a极通入氧气生成，a极的电极反应式O2+2e-+2H+=H2O2，故A错误； B．a是阴极；b是阳极，b极连接电源正极，发生氧化反应，故B错误； C．a极生成，能进一步将极产物Fe2+氧化，同时有生成，生成的离子方程式，故C正确； D．苯酚被氧化生成二氧化碳，碳元素化合价由-升高为+4，消除苯酚，需要2.8mol，根据，阳极生成2.8molFe2+，所以理论上有电子通过外电路，故D错误； 选C。 18．近日，中国科学院化学研究所使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂，进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸，原理如图所示(OA为HOOC-COOH，GX为HOOC-CHO，GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是 A．活化能：反应ⅱ>反应ⅲ B．GX→GC反应式为： C．反应ⅳ的原子利用率为100% D．反应ⅴ在阳极区生成甘氨酸 【答案】B 【详解】A．活化能越小，反应越快，反应ⅱ为快反应，反应ⅲ为慢反应，故活化能：反应ⅱ<反应ⅲ，A项错误； B．GX→GC为HOOC-CHO被还原为HOOC-CH2OH的过程，GX得电子，发生还原反应，反应式为：，B项正确； C．反应ⅳ中GX和NH2OH反应，生成HOOCCHNOH和H2O，原子利用率不是100%，C项错误； D．分析HOOCCHNOH和HOOCCH2NH2的分子结构，可知反应ⅴ中HOOCCHNOH脱氧加氢生成HOOCCH2NH2，该反应为还原反应，故反应ⅴ在阴极区生成甘氨酸，D项错误； 答案选B。 19．一种装载双原子双层带电膜（EM）电极材料可将硝酸盐还原为，为低浓度的硝酸盐污染提供高效实用的解决方案，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．装置工作一段时间后，阳极区减小 B．阴极发生的反应为 C．相同条件下，阴阳两极产生气体的体积比为 D．带电膜阳极上的游离氯可将氧化为 【答案】C 【详解】A．左侧为阳极，水失去电子被氧化为氧气，工作一段时间后，阳极区溶液酸性增强，减小，A正确； B．由图，阴极发生的反应为硝酸根离子得到电子发生还原反应生成氮气：，B正确；   C．由分析，阳极水失去电子被氧化为氧气，右侧EM电极上硝酸盐还原为，存在关系，由于带电膜阳极上氨气分子也会被游离氯氧化为，则相同条件下，阴阳两极产生气体的体积比不为，C错误； D．由图，带电膜阳极上氨气分子被游离氯氧化为，氨气发生氧化反应，D正确； 故选C。 20．利用如下装置模拟工业电渗析法淡化海水并获得NaOH(双极膜是一种能将水分子解离为和的特殊离子交换膜)。下列说法正确的是 A．电极电势：石墨1高于石墨2 B．甲池总反应： C．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜 D．理论上，当双极膜处有解离时，乙池中NaOH溶液质量增加4.6g 【答案】B 【详解】A．结合分析可知，石墨1为负极，电极低，故A错误； B．结合分析可知，左侧消耗氢气，右侧释放氢气，只发生氢离子和氢氧根离子的中和反应，故B正确； C．分析可知，膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜，故C错误； D．理论上，当双极膜处有3.6gH2O解离时，此时转移0.2mol电子，乙池中NaOH溶液转移0.2mol钠离子进入，但是会释放0.1mol氢气，增重4.4g，故D错误； 答案选B。 21．下列能验证电解饱和食盐水溶液(含酚酞)产物的装置是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．A装置左侧为阳极，阳极生成氯气，不能用向下排空气法收集氯气，右侧是阴极，阴极生成氢气，NaOH溶液不能检验氢气，故A错误； B．B装置右侧为阳极，阳极生成氯气，NaOH 溶液不能检验氯气，只能吸收氯气，故B错误； C．由电子流动的方向可知，装置C中左边为阳极，阳极生成氯气，不能用向下排空气法收集氯气，右侧是阴极，阴极生成氢气，淀粉碘化钾溶液不能检验氢气，故C错误； D．装置D中左边是阴极，产生H2；右边是阳极，产生Cl2，用淀粉碘化钾溶液检验氯气，D正确； 选D。 22．一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。电池放电时[I区中转化为，溶液中，以存在]，下列叙述不正确的是 A．为负极，Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．放电时，Ⅱ区溶液浓度会增大 C．放电时，I区的变大 D．电池总反应： 【答案】A 【详解】A．根据分析，为负极，Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动，A错误； B．根据分析，Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动，Ⅱ区溶液浓度会增大，B正确； C．放电时，I区的电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，变大，C正确； D．根据正、负极电极分析，电池总反应：，D正确； 故选A。 23．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，完成下面题目。 (1)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则被腐蚀铜的质量为1.28g时，线路中转移 电子。 (2)将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中，形成原电池，其中正极为 （填“铜”或“铝”，下同），若将其插入烧碱溶液中，形成原电池，负极为 。 (3)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。 ①外电路的电子方向是由 （填字母，下同）极流向 极。 ②电池正极反应式为 ，每转移电子，生成 。 ③不能用水代替电池中的混合有机溶剂，原因是 。 ④可与和在高温下反应，生成，该反应的化学方程式为 。 (4)还原电化学法制备甲醇（）的工作原理如图所示： 通入的一端是电池的 极（填“正”或“负”），电池工作过程中通过质子膜向 （填“左”或者“右”）移动，通入CO的一端发生的电极反应式为 。 【答案】(1)0.04 (2) 铝 铝 (3) a b 188 金属Li很活泼，能与水反应（或其他合理答案） (4) 正 左 【详解】（1）负极反应式为，被腐蚀铜的质量为12.8g时，转移的电子数为； （2）铝在浓硝酸中会被钝化，不反应，铜与浓硝酸发生反应，此时铝为正极；铝与烧碱溶液反应，而铜不与烧碱溶液反应，此时铝为负极； （3）①在该锂锰电池中，a电极为负极，Li失去电子变为进入溶液，b电极为正极，得到电子，与结合形成，电子由负极a经外电路流向正极b，则外电路的电流方向是由正极b经电流表G流向负极a； ②电池正极上MnO2得电子产生，电极反应式为，每转移2mol电子，生成2mol×94g/mol=188g； ③不能用水代替电池中的混合有机溶剂，原因是金属Li很活泼，能与水反应； ④可与KOH和在高温下反应，生成，该反应的化学方程式为； （4）通入氢气一极为负极，在反应中失电子，电极反应式为H2-2e-=2H+，通入CO的一端为正极，电极反应式为CO+4e-+4H+=CH3OH，负极正成氢离子，正极消耗氢离子，故氢离子向左移动。 建议时间：20分钟 24．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 【答案】B 【详解】A．电解池中，阳离子向阴极移动，则，向左室迁移，A正确； B．电解过程中，先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误； C．b处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确； D．左侧阴极总反应是，右侧阳极总反应是，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确； 故选B。 25．（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【详解】A．由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误； B．由分析可知，放电时，N电极反应为：，B错误； C．由分析可知，建立电子转移关系式：，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误； D．充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：，D正确； 故选D。 26．（2025·湖北·高考真题）某电池的正极材料为，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将注入电池后充电补锂，过程中转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是 A．在阳极失去电子 B．生成气体中含有氟代烃 C．过程中铁元素的价态降低 D．反应并离去是该电池保持原结构的原因 【答案】C 【详解】A．充电时，Li+在阴极得电子生成Li嵌入负极材料，[SO2CF3]-在阳极失去电子生成气体离去，A正确； B．[SO2CF3]-在阳极失去电子，反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，生成气体中含有氟代烃CF3-CF3，B正确； C．充电补锂时正极反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，不涉及正极材料反应，铁元素价态不变，C错误； D．[SO2CF3]-反应后离去，维持电池原结构，D正确； 答案选C。 27．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．电解总反应： C．以为原料，也可得到TQ D．用标记电解液中的水，可得到 【答案】D 【详解】A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A正确； B．根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a中水是反应物，H2为生成物，总反应方程式为：，B正确； C．将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确； D．根据右图可知，用标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，D错误； 答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$