内容正文:
电化学
一、原电池:化学能转化为电能的装置
形成条件:闭合回路、两个电极、电解质溶液
必 正负极判断:化合价升高作负极,降低作正极
备 或电极溶解必为负极,电极质量增加或放出气体必为正极
知 电子移动: 负→ 正
识 电流方向: 正→ 负
离子移动方向:同性恋(阴离子→ 负极,阳离子→正极)
知 惰性电极:不参加反应的电极 :石墨和铂
识 任何一个自发氧化还原反应均可以设计成原电池
拓 形成原电池加快化学反应速率
展 盐桥的作用:平衡电荷、构成闭合回路
难点突破:电极方程式书写
燃料电池正极电极方程式书写技巧:
a. 酸性电解质,如H2SO4溶液,O2-结合H+,生成H2O
b. 碱性电解质,如NaOH溶液,O2-结合H2O,生成OH-
c. 中性电解质,如NaCl溶液,O2-结合H2O,生成OH-
d. 熔融氧化物:存在O2-
e. 熔融碳酸盐,如K2CO3等,O2-与CO2结合生成CO32-
1. 干电池 NH4Cl MnO2 Zn 淀粉糊
正: 2NH4+ + 2e- = 2NH3↑ + H2↑ 2MnO2 +H2 = Mn2O3 +H2O
负 : Zn - 2e- = Zn2+ Zn2+ + 4NH3 = 〔Zn(NH3)4〕2+
2. Cu 和 Al
①、稀H2SO4作电解质 正: 2H+ +2e- = H2↑ 负: Al - 3e- = Al3+
②、浓H2SO4作电解质 Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + 2H2O + SO2↑
正: SO42- + 4H+ + 2e- = SO2↑ + 2H2O 负: Cu -2e- = Cu2+
③、稀HNO3作电解质Al + 4HNO3 = Al(NO3)3 + NO ↑+ 2H2O
正: NO3- + 3e- + 4H+ = NO↑ + 2H2O 负: Al -3e- = Al3+
④、浓HNO3作电解质 3Cu+ 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
正: NO3- + e- + 2H+ = NO2↑ + H2O 负:Cu -2e- = Cu2+
⑤、NaOH作电解质2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na [Al(OH)4]- + 3H2↑
正: 2H2O - 2e- = 2OH- + H2↑ 负: Al - 3e- + 4OH- =[Al(OH)4]-
3. CO 和 O2
①、稀H2SO4 正: O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 负:CO -2e- + H2O = CO2 + 2H+
②、 NaOH溶液 正: O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 负: CO -2e- + 4OH- = CO32- + H2O
③、熔融Na2CO3 正: O2 + 4e- +2CO2 = 2CO32- 负: CO -2e- +CO32- = 2CO2
4.H2 和 O2
稀H2SO4 正: O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 负: H2 -2e- = 2H+
NaOH溶液 正: O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 负: H2 -2e- + 2OH- = 2H2O
5.CH4 C2H6 C2H2 C2H4 CH3OH C2H5OH C6H12O6 NH3 N2H4等与O2
以CH4为例:
电解质水溶液体系:
①、NaCl溶液 负极CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+
正极 O2 +4e- + 2H2O = 4OH-
②、H2SO4溶液 负极 CH4 - 8e- +2H2O = CO2 + 8H+
正极 O2 + 4e- +4H+ = 2H2O
③、KOH溶液 负极CH4 - 8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O
正极O2 +4e- + 2H2O = 4OH-
④、Na2CO3溶液 负极CH4 - 8e- + 9CO32- + 3H2O = 10 HCO3-
正极O2 +4e- + 2H2O = 4OH-
非水体系:
①、 熔融 Li2CO3或 Na2CO3 负极CH4 - 8e- + 4CO32- = 5CO2 + 2H2O
正极O2 + 4e- +2CO2 = 2CO32-
②、熔融 ZrO2或Y2O3 负极CH4 - 8e- +4O2- = CO2 + 2H2O
正极O2+ 4e- = 2O2-
6.可充电电池(二次电池):正极与阳极对倒,负极与阴极对倒
给电池充电:负极接电源负极(补电子)
①、 铅蓄电池 Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbO2 + 2H2O
放电:正极: PbO2 + 2e- + SO42- = PbSO4 负极: Pb -2e- = Pb2+
充电:阳极:PbSO4 +2e- + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO42- 阴极:PbSO4 +2e- = Pb + SO42-
②、镍镉电池 Cd NiOOH KOH 负极材料可换用 H2 Fe MH(M为储氢材料)
放电:正极:2NiOOH +2e- + 2H2O = 2Ni(OH)2 + 2OH- 负极:Cd - 2e- + 2OH- = Cd(OH)2
充电:阳极:2Ni(OH)2 -2e- + 2OH- = 2NiOOH + 2H2O 阴极:Cd(OH)2 + 2e- = Cd+ 2OH-
③、高铁电池Zn K2FeO4 KOH
放电:正极: 2FeO42- + 6e- +3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 10OH- 负极: Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2
充电:阳极:2Fe(OH)3 +10OH- - 6e- = 2FeO42- + 3H2O 阴极:Zn(OH)2 + 2e- = Zn + 2OH-
④、锂离子电池
负极嵌锂石墨(LixCy),正极LiCoO2(钴酸锂),电解质溶液LiPF6(六氟磷酸锂)碳酸酯溶液(无水),总反应为LixCy+Li1-xCoO2LiCoO2+Cy
放电:负极:LixCy-xe-===xLi++Cy 正极:Li1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2
充电:阴极:xLi++Cy===LixCy-xe- 阳极:LiCoO2===Li1-xCoO2+xLi++xe-
7.浓差电池:通过离子由高浓度移向低浓度转化达到相等来判断正负极
示例1:P1>P2
两负载有不同压力的氢气Pt片插入一定浓度的酸性介质中构成浓差电池:
负极(P1):H2-2e-===2H+ 正极(P2):2H+ +2e-===H2
示例2: a>b
负极(a):Na-e-===Na+ 正极(b):Na+ +e-===Na
示例3
负极(a):Ag-e-===Ag+ 正极(b):Ag+ +e-===Ag.
二、电解池:电能转化为化学能的装置(强迫进行的反应如Cu +H2SO4 = CuSO4 + H2↑通过电解实现 )
形成条件:电源、电解质溶液、2个电极、闭合回路
阴阳极判断:与电源正极相连为阳极,负极相连为阴极
必 放电原则:
备 阳极 :还原性强的先放电(金属作阳极优先放电):S2- > I- > Cl- > OH-
知
识 Cl2 O2
阴极:氧化性强的先放电:Ag+ > Cu2+ > H+
Ag Cu H2
电子:阴极→ 阳极 电流:阳极→ 阴极
离子 :阳离子→ 阴极 阴离子→ 阳极
1.类型: 复原加
①电解水型:NaOH H2SO4 NaNO3 H2O
②电解电解质型: CuCl2 HCl CuCl2 HCl
③放H2生碱型(活泼金属无氧酸)NaCl CaCl2 HCl
④放O2生酸型(不活泼金属含氧酸)CuSO4 AgNO3 CuO Ag2O或 CuCO3 Ag2CO3
2.应用
(1) 电镀:镀层金属作阳极,镀件作阴极,含镀层金属硫酸盐或硝酸盐作电解液
铁上镀铜 铝上镀氧化膜(加质子交换膜)
阳极:Cu - 2e- = Cu2+ 阴极:2H+ + 2e- = H2↑
阴极:Cu2+ + 2e- = Cu 阳极:2Al - 6e- + 3H2O = A2O3 + 6H+
(2) 金属的电化学保护:让被保护对象上充满电子
外加电源的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>其他防护法
牺牲阳极的阴极保护法:在钢铁设备(锅炉内壁、船舶外壳)上装Mg或Zn
Mg 或Zn作用:作为牺牲阳极(相当于原电池负极)向钢铁设备提供电子
外加电源的阴极保护法:(以惰性电极作为辅助阳极)直接将被保护对象接电源负极
其他防护法:改变金属内部结构 将生铁冶炼成钢(降低含碳量)
制不锈钢(碳素钢中加Cr)
表面覆盖保护层→ 油漆、电镀形成致密氧化物保护膜(Zn Sn Cr Ni)
(3) 精炼铜 :粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜或硝酸铜作电解液
阳极:Cu - 2e- = Cu2+
(Zn或Fe先放电,导致阳极固体减少和阴极固体增加质量不等)
阴极:Cu 2+ + 2e- = Cu
(4) 金属腐蚀快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措 施的腐蚀(电解质溶液浓度大,金属越活泼,金属腐蚀越快)
钢铁的电化学腐蚀(铁作负极,碳作正极)
①、 酸性环境:析氢腐蚀 负极:Fe - 2e- = Fe2+
正极:2H+ + 2e- = H2↑
②、碱性或中性环境:吸氧腐蚀 负极:Fe - 2e- = Fe2+
正极:O2 +4e- + 2H2O = 4OH-
总方程式:2Fe+ O2 +2H2O = 2Fe(OH)2
后续反应Fe(OH)2→ Fe(OH)3 → Fe2O3·xH2O(铁生锈)
技巧:①电化学中电子永远不能通过溶液,可据此迅速判断
②用关系式计算PH :H+ → OH- → e- →1/n M(金属,n为化合价)
③n(e-)=Q/F(F=96500 C/mol) 其中Q 为电量,Q=I·t
3、 离子交换膜
1、阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过,阻止阴离子和气体通过)
以锌铜原电池为例,中间用阳离子交换膜隔开
①负极反应式:Zn-2e-=Zn2+
②正极反应式:Cu2++2e-=Cu
③Zn2+通过阳离子交换膜进入正极区
④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)
2、阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过,阻止阳离子和气体通过)
以Pt为电极电解淀粉KI溶液,中间用阴离子交换膜隔开
①阴极反应式:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
②阳极反应式:2I--2e-=I2
③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O
④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池负极)
3、质子交换膜(只允许H+和水分子通过)
在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH),可获得清洁能源H2
①阴极反应式:2H++2e-=H2↑
②阳极反应式:CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+
③阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极
④H+→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)
4、双极膜
双极膜
由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动,作为H+和OH-的离子源
离子交换膜应用举例:
1、 两室
工业上利用如图两室电解装置制备烧碱:
阳极室中电极反应:2Cl--2e-===Cl2↑,
阴极室中的电极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,
阴极区H+放电,破坏了水的电离平衡,使OH-浓度增大,阳极区Cl-放电,使溶液中的c(Cl-)减小,为保持电荷守恒,阳极室中的Na+通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH-结合,得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质,纯度较高,基本没有杂质。
2、 三室
①、利用三室电解装置制备NH4NO3,其工作原理如图所示。
阴极的NO被还原为NH:NO+5e-+6H+===NH+H2O,NH通过阳离子交换膜进入中间室;阳极的NO被氧化为NO:NO-3e-+2H2O===NO+4H+,NO通过阴离子交换膜进入中间室。根据电路中转移电子数相等可得电解总反应:8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,为使电解产物全部转化为NH4NO3,补充适量NH3可以使电解产生的HNO3转化为NH4NO3
②、将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理:已知A为金属活动顺序表H之前的金属,Bn-为含氧酸根离子
3、四室
四室电渗析法制备H3PO2(次磷酸),其工作原理如图所示:
电解稀硫酸的阳极反应:2H2O-4e-===O2↑+4H+,产生的H+通过阳离子交换膜进入产品室,原料室中的H2PO穿过阴离子交换膜进入产品室,与H+结合生成弱电解质H3PO2;
电解NaOH稀溶液的阴极反应:4H2O+4e-===2H2↑+4OH-,原料室中的Na+通过阳离子交换膜进入阴极室,可得副产品NaOH
4、 多池串联:原电池判断
无电源:先据燃料电池、铅蓄电池、能发生自发的氧化还原反应、现象判断原电池为电源,其余为电解池
示例1
A为原电池,B为电解池
示例2
A为电解池,B为原电池
示例3 现象C溶解
乙为原电池,甲为电解池
有电源:所有都为电解池
A、 B为两个串联电解池
选择题精练:
1、一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示,其中在VB2电极发生反应:该电池工作时,下列说法错误的是
A.负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C.电池总反应为
D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
2、我国科学家研制了一种新型的高比能量锌−碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。
下列叙述不正确的是
A.放电时,a电极反应为
B.放电时,溶液中离子的数目增大
C.充电时,b电极每增重,溶液中有被氧化
D.充电时,a电极接外电源负极
3、采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是
A.阳极反应为
B.电解一段时间后,阳极室的pH未变
C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移
D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极反应的O2等量
4、用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽,可使废水中NH在某一室富集,模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.阳极室溶液由无色逐渐变成棕黄色
B.阴极的电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.电解一段时间后阴极室溶液的pH升高
D.电解一段时间后,阴极室溶液C中的溶质一定是(NH4)3PO4
5、将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-===Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
6、将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中,下列有关说法正确的是
A.阴极的电极反应式为
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
7、我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用,其钢铁外壳镶嵌了锌块,以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是
A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用
C.该法为外加电流法 D.锌发生反应:
8、一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时,产物为和,随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是
A.熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率
B.充放电时,优先于通过固态电解质膜
C.放电时,随温度升高Q增大,是因为正极区转化为
D.充电时,锂电极接电源负极
9、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:
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
10、一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生,充电过程中电解LiCl产生。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,需消耗2molLi
D.放电时总反应:
11、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
12、我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料,可将电催化转化为甲酸,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 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
13、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:,。体系中与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
C.光阳极每消耗,体系中生成
D.在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
14、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:
B.阴极区溶液中浓度逐渐升高
C.理论上每消耗,阳极室溶液减少
D.理论上每消耗,阴极室物质最多增加
15、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:
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
16、以不同材料修饰的Pt为电极,NaBr溶液为电解液,利用电化学和催化相结合的循环方式,可实现高效制和,工作原理如图。下列说法正确的是
A.电极a发生氧化反应
B.X和Y分别是和
C.电极b的电极反应式:
D.每消耗最多产生
17、双阴极微生物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氮,装置如图。下列说法错误的是
A.H+的迁移方向:厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极
B.装置工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大
C.“好氧阴极”电极反应式为:
D.放电过程中若有1mol 完全转化为,“好氧阴极”区内理论上消耗O2(STP)44.8L
18、锌离子全电池加入弱极性FcD后,利用FcD/FcD+间的转化,可同时除去溶解氧和非活性锌,防止锌电极被溶解氧腐蚀。下列说法不正确的是
A.理论上该电池需要不断补充FcD
B.电子从锌电极经导线移向NaV3O8·1.5H2O电极
C.加入聚乙二醇是为了增大FcD在水中的溶解度
D.理论上每消耗32g溶解氧,可除去非活性锌130g
19、1836年,英国化学家John Frederic Daniell制成了第一个如图所示的双液电池,标志着化学电池进入生产和生活中。
已知反应:
K为反应在常温下的平衡常数。下列说法不正确的是
A.
B.盐桥中向溶液移动
C.若将盐桥换成铜棒,电流计不会发生偏转
D.若向溶液中加入适量固体,电流计偏转程度增大
20、含有乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以通过膜电池除去,其原理如图所示,下列说法不正确的是
A.当外电路中有转移时,a极区增加的的个数为
B.a为电池的正极,发生还原反应
C.该电池工作时受环境温度的影响
D.b极的电极反应式为
21、一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是
A.电池工作时,化学能完全转化为电能B.电池工作时,向电极B移动
C.电极B上发生的电极反应为D.参与的电极反应为
22、我国科学家发现,利用如下装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质,已知:双极膜(膜a、膜b)中间层中的可解离为和分别向两极迁移,下列说法错误的是
A.N极为正极
B.M极电极反应为
C.工作一段时间后,装置需要定期补充和
D.当电路中转移电子时,双极膜中有透过膜a进入到左侧区域
23、一种电化学合成二苯甲酮的装置如图所示。Ph-表示苯基,是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.为电源的负极
B.阳极反应:
C.阴极得到气体时,电路中转移电子
D.总反应为:+
24、电还原时,采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示,下列说法错误的是
A.电池工作时,质子从左室通过质子交换膜到右室
B.阳极生成了,则阴极生成(标准状况下)
C.在电极上难于发生析氢反应
D.左室溶液中硫酸物质的量不变
25、硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+的硫酸盐酸性废水,同时实现有机废水的处理,原理如图所示,下列说法正确的是
A.若以铅蓄电池为电源,b为Pb电极
B.SO参与的电极反应为:
C.电解一段时间后阳极区溶液的pH减小
D.标准状况下,产生2.24LCO2时,理论上可产生9.6gCuS
26、金属硫电池(Me-S电池)是一类以硫作为阴极材料、金属作为阳极材料的电池系统,具有高能量密度、原材料丰富且成本低廉等优点。一种钾硫电池的结构及原理如图所示。下列有关叙述错误的是
A.隔膜为阳离子交换膜
B.放电时,b极可发生反应:
C.电池充电时间越长,电池中的量越多
D.充电时,电路中转移0.1mol电子时,阴极质量增加3.9g
27、“千年锈色耐人寻”。Cu2(OH)3Cl是铜锈中的“有害锈”,生成原理如图。下列说法不正确的是
A.正极反应:O2+4e-+4H+=2H2O
B.铜失去电子,发生氧化反应
C.潮湿的环境中更易产生铜锈
D.明矾溶液可清除Cu2(OH)3Cl
28、钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是
A.Fe、C构成原电池的外电路
B.钢铁表面可发生反应:
C.吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生
D.利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量
29、在题图所示的情境中,下列有关说法正确的是
A.与纯铁相比,钢铁的硬度大,熔点高
B.金属的活动性比的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.没有金属时,钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
30、一种钾离子电池正极材料钾锰铁基普鲁士白充电或放电时变化如下图所示,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为晶胞俯视图。下列说法中错误的是
A.Ⅰ→Ⅱ的变化过程为充电过程
B.Ⅱ→Ⅲ过程中或的价态升高
C.每个晶胞Ⅰ完全转化为晶胞Ⅱ,转移电子数为4
D.晶胞Ⅲ中键数目为24
31、胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类,它是在硫酸中添加胶凝剂,使硫酸电液变为胶态,具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理,下列说法不正确的是
A.该电池中较大离子直径约为
B.充电时,储罐乙所在电极接直流电源正极
C.放电时,负极反应为
D.放电时,若外电路转移1mol电子,理论上储罐甲质量增加1g
32、新型锂硫电池能实现快速充电,其充电的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.充电时,In电极接外电源负极
B.充电时石墨电极发生的反应为:
C.放电时从石墨电极向In电极迁移
D.放电时每转移1mol电子,In电极生成32g硫
33、羟基自由基具有极强的氧化能力,它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下,利用双极膜电解池产生羟基自由基处理含苯酚废水和含甲醛废水,原理如图所示。已知:双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是
A.M极电极反应式:
B.电极电势:N>M
C.每处理甲醛,理论上有0.8molH+透过膜b
D.通电一段时间后,理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为7∶6
34、用于HMF()转化为FDCA()的液流燃料电池(LFFC)的结构和原理示意图如下图所示。该系统采用了酸性-碱性电解液的不对称设计,使用作为M极电解液,使用作为N极电解液。下列说法正确的是
A.电子由N极通过外电路转移到M极
B.M极的电极反应为
C.理论上,随反应进行需要及时添加
D.理论上,当消耗时生成
35、利用电解质高选择性传递自由基阳离子,通过电解可使苯并呋喃类有机物与乙烯基重氮化合物的环化成为可能,其工作原理如图所示,工作过程中电极上电子利用率只有60%。下列说法正确的是
A.电流流动方向:正极极电解质极负极
B.Y电极反应式为
C.工作过程中,移向Y电极的阳离子只有
D.当制得1mol时,理论上电路中转移
36、摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT上电催化处理的原理如图所示。下列说法正确的是
A.电子流向:电解质溶液
B.极上的电极反应式为
C.若电源为铅蓄电池,则极为电极
D.每处理,理论上阳极区溶液质量减少
37、简易氢氧燃料电池的实验装置如图所示。实验过程如下:先闭合,一段时间后断开,闭合。下列说法不正确的是
A.闭合时,向电极a迁移
B.闭合一段时间后,电极b附近溶液变为红色
C.闭合时,电极a为正极
D.闭合后短时间内,电极b的电极反应:
38、锌-空气二次电池具有性能高、寿命长的可充电等优点,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电过程中,b极的电极电势高于a极的电极电势
B.放电过程中,OH-由b极区向a极区迁移
C.充电过程中,a极的电极反应为:[Zn(OH)4]2-+ 2e-=Zn +4OH-
D.充电过程中,a、b电极附近溶液pH均不变
39、微生物电池除去废水中的装置如图所示。下列说法正确的是
A.石墨电极的表面发生了还原反应
B.不锈钢表面的电极反应为
C.高温条件可以加快的除去速率
D.电池工作一段时间后,左侧废水的pH值可能会升高
40、一种以二硫化钼作为电极催化剂的电池系统,将尾气中NO转化为的同时获得电能,其工作原理如图所示(双极膜可将水电离为和,并能定向通过)。下列说法正确的是
A.双极膜中移向溶液
B.M极的电极反应为
C.电解过程中两极室的电解质溶液的浓度均减小
D.当M极质量增大16g,则N极生成的在标准状况下的体积为11.2L
41、近日,浙江大学一课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气。模拟装置如图所示。下列叙述正确的是
A.上述装置可实现太阳能全部转化成化学能
B.M极反应式为
C.装置工作一段时间后,N极区溶液pH升高
D.同温同压下,生成时理论上逸出
42、工业上用单池双膜三液装置(如下图),依据电解原理电解制备和,下列说法正确的是
A.导线X接外电源的负极
B.N电极的电极反应方程式为
C.每当产生标准状况下气体A,Ⅲ室溶液的质量理论上减少
D.离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
43、碱性条件下(电解质溶液为KOH溶液),电催化共还原与制备乙酰胺是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略,其装置如图所示。
下列说法错误的是
A.离子交换膜为阴离子交换膜
B.M极存在电极反应:
C.理论上,N极收集到气体2.24L(标准状况下),M极可制得乙酰胺的质量为5.9g
D.与为制备乙酰胺的中间产物
44、电催化还原制CO对减少温室气体排放具有重要意义,装置如图所示。图中的双极膜中间层中的解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A.M接电源正极
B.N极电极反应式为
C.制得1molCO,理论上外电路中迁移了2mol电子
D.双极膜中间层中的在外电场作用下向M电极方向迁移
45、利用在碱性条件下实现废水中(Ⅲ)的回收,铬的去除率大于,其装置如图所示。下列说法正确的是
A.膜a,膜b均为阳离子交换膜
B.废水室中反应的离子方程式为
C.反应一段时间后,阴极区溶液的pH减小
D.通电过程中石墨N极每产生33.6L气体,则双极膜内减少
46、乙醛酸是一种重要的化工中间体,可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A.铅电极的电势高于石墨电极的电势
B.阳极上的电极反应式为:+2H++2e-→+H2O
C.制得2 mol乙醛酸,理论上外电路中迁移了4mol电子
D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移
47、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.下列说法错误的是
A.放电时,多孔碳纳米管电极反应为Mg2+ + 2CO2 + 2e— = MgC2O4
B.充电时,Mg2+通过阳离子交换膜从左室传递到右室
C.PDA会捕获CO2,让原本正极的气-液-固三相反应变为液-固两相反应,利于加快反应速率
D.放电时,每转移1mol电子,理论上可转化1mol CO2
48、用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂,通过电解法可将CO2转化为乙烯,实验装置如图所示[已知:电解效率]。其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜,在直流电场的作用下,双极膜复合层间的H2O电离出的H+和OH-可以分别通过膜移向两极。下列说法错误的是
A.电解池工作时,双极膜中H2O电离出的H+流向电极a
B.纳米Cu催化剂上发生的反应为
C.若乙烯的电解效率为60%,电路中通过1mol电子时,产生0.06mol乙烯
D.电解结束后双极膜右侧区域n(KOH)保持不变
49、某大学实验室研究出一种微生物电解池产甲烷技术(原理如图所示),它以微生物为催化剂,以外界输入的较小电能为能量来源,将乙酸、地沟油等有机物转化为甲烷,电解池工作时,下列叙述正确的是
A.该生物电解池在高温环境下能够加快反应速率
B.若有机物为乙酸,则a电极为阴极
C.a电极产生16mol电子时,b电极产生的甲烷气体少于32g
D.在电场驱动下由b电极通过中间隔膜迁移至a电极
50、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
51、利用有机电化学合成1,2-二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室NaCl溶液的浓度通过调整保持不变,电解时阴极生成气体的速率为x mol·h-1,下列说法错误的是
A.电源中电势比较:b>a
B.离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜,离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
C.合成室内发生的反应为CH2=CH2+2CuCl2→CH2ClCH2Cl+2CuCl
D.中间室补充NaCl的速率为2x mol·h-1
52、工业上以氨基丙醇(H2NCH2CH2CH2OH)和乙二酸为原料电解,制备氨基丙酸和乙醛酸(HOOC-CHO)。装置如图所示,两级室之间以能透过H+的阳离子交换膜隔开。电解过程中温度保持不变。下列说法不正确的是
A.Pb电极为阴极,H+通过离子交换膜从左室迁移至右室
B.反应过程中两室pH均变小
C.若将两电极材料互换,会使两种产品产量下降
D.PbO2电极上的电极反应:H2NCH2CH2CH2OH + H2O -4e-= H2NCH2CH2COOH + 4H+
53、电解法制取有广泛用途的,工作原理如图1所示。已知:只在强碱性条件下稳定。下列说法不正确的
A.离子交换膜应该选择阳离子交换膜
B.阳极的电极反应式为:
C.由图2可知,N点浓度低是由于过高,铁电极上可能有生成
D.电解产生(标况)时,电路中转移电子数目为
54、二氧化氯()气体是一种对环境无二次污染的高效水处理剂。催化电解制备的装置示意图如图所示。下列说法不正确的是
A.电极a为阳极,发生氧化反应
B.阴极区溶液中浓度逐渐增大
C.理论上电路中每转移1mol,阳极室溶液质量减少67.5g
D.理论上阴极室和阳极室生成气体的物质的量之比为1:2
55、可充电水系锌-二氧化碳电池,当闭合时,其原理如图所示。已知复合膜(由、膜复合而成,膜只允许通过,膜只允许通过)层间的解离成和,在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。下列有关说法错误的是
A.闭合,锌电极反应式为
B.闭合,一段时间后,阴极区的不变
C.闭合,从电极流向复合膜
D.闭合,若理论上阳极生成的体积换算为标况标准下,其数值为,则外电路转移电子
56、水系钠离子电池有望代替锂离子电池和铅酸电池,工作原理如图所示,以光电极作辅助电极,充电时光电极受光激发产生电子和空穴,空穴作用下转化为。下列说法错误的是
A.充电时,极的电极反应式为:
B.放电时,N极为该电池的负极
C.充电时,每生成,有通过钠离子交换膜进入电极室
D.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
57、我国科学工作者研究了一种高度稳定的富锂正极材料。当电池充电至和时,在正极材料中分别检测到和,至充电结束时正极未检测到其他形态的物质。下列说法错误的是
A.充电过程中的电势高于
B.放电时,固体电解质中的质量分数不变
C.放电时,正极存在电极反应式:
D.充电时,正极有和生成时,负极质量增加
58、以惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合溶液,两电极上产生的气体(标准状况下测定)体积如下图所示,下列有关说法正确的是
A.a表示阴极上产生的气体,t1前产生的为H2
B.常温下若t2时溶液的体积为1L,此时溶液的pH为13
C.原溶液中CuSO4和NaCl物质的量之比为1∶1
D.若原溶液体积为1L,则原溶液中的物质的量浓度为0.2mol/L
59、用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n(AlCl3)∶n(CuSO4)=1∶9]。t1时刻a电极得到混合气体,其中Cl2在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解);t2时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是
A.a电极与电源的负极相连
B.t2时,两电极的质量相差3.84 g
C.电解过程中,溶液的pH不断增大
D.t2时,b的电极反应是4OH--4e-=2H2O+O2↑
60、用石墨作电极电解500 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液,当通电一段时间后,两极均收集到2.24 L气体(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是
A.阳极析出0.1molCu
B.上述电解过程中共转移0.2 mol电子
C.往电解后得到的溶液加入0.1molCuO可恢复原来的浓度
D.电解后溶液中c(H+)为0.4mol·L-1
61、我国科学家最新开发的基于四电子反应的可快充(硒)电池,工作原理如图所示(aq代表水溶液,代表以石墨烯为载体的吸附硒)。已知充放电时的变化过程为。下列说法不正确的是
A.放电过程中由右侧流向左侧
B.充电时的电极总反应为
C.放电时的电极反应为
D.若中间物质中,则中与的个数之比为
62、一种清洁、低成本的双联装置工作原理如图所示,浓缩海水形成的离子浓度差会驱动离子从高浓度区域向低浓度区域迁移,进而产生离子电流。下列说法错误的是
A.装置I中Li+移向X电极
B.装置II中电极W为阳极
C.装置II中电极反应为
D.装置II中电极W产生标准状况下22.4L气体时,装置I中可制得42.5gLiCl
63、为了减少工业烟气中余热与的排放,科研人员设计了一种热再生电池——二氧化碳电化学还原池系统,消除的同时产生和CO,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.装置中A电极作正极
B.工作时,从左向右移动
C.阴极的电极反应为
D.工作时,C电极生成2.24L(标准状况)氧气,A电极质量减少12.8g
64、一种储电制氢装置如图所示,该装置晚间通过转化储存电力,为白天制氢提供能量。下列说法正确的是
A.晚间储电时,电极A应与电源的负极相连
B.白天制氢时,溶液中从左室向右室移动
C.储电时的总反应为
D.理论上生成,溶液中减少64g
65、为从海水中提取锂,某团队设计了如下图示的电解池。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(Ag电极或AgCl电极)取下互换,可实现锂的富集。
下列说法正确的是
A.a为电源的正极,电极电势a高于b
B.装置中电极2应选择电极,电极反应为
C.互换电极前后,与电源a极相连的电极所发生的电极反应不同
D.理论上,电路通过1mol电子时,有富集在右侧电解液中
66、研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是
A.放电时电解质溶液质量减小
B.放电时电池总反应为
C.充电时移向惰性电极
D.充电时每转移电子,降低
67、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:
68、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
69、一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化,并以形式回收含锂废弃物中的锂元素,其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A.Ⅱ为阳离子交换膜
B.电极a附近溶液的减小
C.电极b上发生的电极反应式为
D.若海水用溶液模拟,则每脱除,理论上可回收
70、一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生,充电过程中电解LiCl产生。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,需消耗2molLi
D.放电时总反应:
71、我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料,可将电催化转化为甲酸,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 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
72、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:
C.工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2
D.理论上电源提供能分解
73、在水溶液中,电化学方法合成高能物质时,伴随少量生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是
A.电解时,向Ni电极移动
B.生成的电极反应:
C.电解一段时间后,溶液pH升高
D.每生成的同时,生成
74、我国科学家设计了一种双位点电催化剂,用和电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中,甲醛转化为,存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是
A.电解一段时间后阳极区减小
B.理论上生成双极膜中有解离
C.阳极总反应式为
D.阴极区存在反应
75、用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图),可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时,在双极膜界面处被催化解离成和,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是
A.电解总反应:
B.每生成,双极膜处有的解离
C.电解过程中,阳极室中的物质的量不因反应而改变
D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率
76、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
77、我国科学家开发出了一种Zn-NO电池系统,该电池具有同时合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A.电极电势:Zn/ZnO电极<MoS2电极
B.Zn/ZnO电极的反应式为Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O
C.电池工作一段时间后,正极区溶液的pH减小
D.电子流向:Zn/ZnO电极→负载→MoS2电极
78、电渗析法淡化海水的装置如图所示,电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列,将电解槽分隔成多个独立的间隔室,海水充满在各个间隔室中。通电后,一个间隔室的海水被淡化,而其相邻间隔室的海水被浓缩,从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是( )
A.离子交换膜b为阳离子交换膜
B.各间隔室的排出液中,①③⑤⑦为淡水
C.通电时,电极1附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显
D.淡化过程中,得到的浓缩海水没有任何使用价值
79、如图所示,甲池的总反应式为N2H4+O2===N2+2H2O,下列关于该装置工作时的说法正确的是( )
A.该装置工作时,Ag电极上有气体生成
B.甲池中负极反应式为N2H4-4e-===N2+4H+
C.甲池和乙池中溶液的pH均减小
D.当甲池中消耗3.2 g N2H4时,乙池中理论上最多产生6.4 g固体
80、工业上采用如图所示装置模拟在A池中实现铁上镀铜,在C装置中实现工业由KCl溶液制取KOH溶液。
下列有关说法错误的是( )
A.a为精铜,b为铁制品,可实现镀铜要求
B.c为负极,电极反应式为CH3OH+8OH--6e-===CO+6H2O
C.从e口出来的气体为氧气,从f口出来的气体为氢气
D.钾离子从电解槽左室向右室迁移,h口出来的为高浓度的KOH溶液
81、我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用,用该新型电池电解CuSO4溶液,装置如图(H2R和R都是有机物)所示。下列说法正确的是( )
A.b电极反应式为R+2H++2e-===H2R
B.电池工作时,负极区要保持呈碱性
C.工作一段时间后,正极区的pH变大
D.若消耗标准状况下112 mL O2,则电解后的CuSO4溶液的pH约为2
82、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CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2+,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。下列说法错误的是( )
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐减小
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LiCoO2+2H2O+e-===Li++Co2++4OH-
D.若甲室Co2+减少200 mg,乙室Co2+增加300 mg,则此时已进行过溶液转移
83、膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂,装置图如下。下列说法不正确的是
A.是原电池
B.池能够生产
C.电路中电子流向为,形成闭合回路
D.、中均从左边迁移到右边
84、据2022年1月统计,我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦,连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电渗析法合成[(CH3)4NOH],工作原理如图。下列说法错误的是
A.光伏并网发电装置中P型半导体为正极
B.c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
C.阳极的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑
D.制备182g四甲基氢氧化铵,两极共产生33.6L气体(标准状况)
85、我国某大学课题组提出了一种基于电化学的石灰石转化生产消石灰和有价值碳质产物的方法,有望助水泥行业脱碳,装置如图所示。下列叙述正确的是
A.图中涉及的物质中有5种非极性分子
B.铱(Ir)极上的氧化产物为CO2
C.生成C2H6的电极反应式为2CO2 +10H2O+14e- =C2H6+14OH-
D.催化电极上每生成1 mol H2,交换膜Q上迁移2 mol OH-
86、某研究机构使用Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备,其工作原理如图所示。已知电池反应为,下列说法错误的是
A.电池中C电极的电极反应式为
B.电池的e极连接电解池的h极
C.膜a、c是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜
D.生成时,理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加46克
87、下列说法正确的是
A.乙池中石墨电极表面有气泡产生,丙池中向右侧电极移动
B.甲池通入的电极反应为
C.反应一段时间后,向乙池中加入一定量固体能使溶液恢复到原浓度
D.收集一段时间后丙池中两电极上产生的气体,左侧电极可能得到混合气体
88、磷及其化合物有着广泛的运用。白磷的结构为 ,溶于CS2,易自燃。其氧化物有P4O6、P4O10。两种氧化物中均只有一种化学环境的P原子。P4与KOH溶液共热可制备PH3。白磷与Cl2反应可生成PCl3和PCl5。固态PCl5中含有PCl、PCl两种离子。Ca(H2PO4)2是磷肥的有效成分。利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2,并得到副产物H2、Cl2等,装置如图所示。下列说法不正确的是
A.a极反应:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O
B.L膜为阳离子交换膜,电解时阴极室中NaOH溶液的浓度变大
C.可用铁电极替换阴极的石墨电极
D.a极上通入标况下2.24LCH4,阳极室Ca2+减少0.4mol
89、某科研小组设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究,装置如图所示。下列叙述错误的是
A.“厌氧阳极”的电极反应方程式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+
B.电池工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大
C.若阳极室消耗1mol葡萄糖,则有两侧阴极室共进入24molH+
D.该电池工作中“好氧阴极”和“缺氧阴极”之间存在着对电子的竞争作用,NH和O2之间也存在着对电子的竞争
90、科学家预言,被称为“黑金”的“新材料之王石墨烯”将“彻底改变21世纪”。我国关于石墨烯的专利总数世界排名第一、如图是我国研发的某种石墨烯电池有关原理示意图,左边装置工作时的电极反应为Li1-xC6+xLi++xe-=LiC6,Li[GS/Si]O2-xe-=Li1-x[GS/Si]O2+xLi+。下列说法正确的是
A.a与d电极上发生氧化反应
B.左右两个装置中的离子交换膜均为阳离子交换膜
C.电池放电时,负极反应为Li1-x[GS/Si]O2+xLi++xe-=Li[GS/Si]O2
D.若装置工作前c与d电极质量相等,则转移0.1 mol电子后两个电极质量相差0.7 g
91、水污染是我国面临的主要环境问题之一、工业废水排入水体前必须经过处理达到排放标准,否则会污染地表水和地下水。利用微生物电池进行废水(含Na+、K+、Mg2+、Cl-和等离子)脱盐的同时处理含OCN-(其中C为+4价)酸性废水的装置如图所示。下列说法错误的是
A.电子由电极M经用电器流向电极N
B.该电池的优点是条件温和,利用率高,无污染
C.通过膜1的阴离子数目一定等于通过膜2的阳离子数目
D.电池的总反应可表示为
92、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.捕获装置中,阴极反应为2H++2e-=H2↑
B.溶液中的X为H+
C.交换膜A为阳离子交换膜
D.捕获1.12LCO2转化为沉淀,则转移电子0.1mol
93、利用生物电化学系统可将工业废水中的乙酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐转化为大气循环系统中的物质,其反应原理如图所示。下列说法错误的是
A.该装置工作时是将化学能转化为电能
B.该装置的温度不宜太高,否则不利于的生成
C.非生物负极的电极反应式为
D.生物正极区、、按个数比1∶1∶1反应生成1mol 时,反应中转移8mol电子
94、我国研发的“海水原位直接电解制氢技术”的装置如图所示。阴、阳极电极均为附着有的催化电极网,表面的可选择性的紧密结合水电离出的。下列说法错误的是
A.气体a为
B.隔膜为质子交换膜
C.阴极会产生等电极垢
D.阳极表面稳定的负电层减少了副产物的生成
95、电有机合成相对于传统有机合成具有显著优势,利用如图所示装置实现电催化合成呋喃二甲酸。下列说法不正确的是
A.催化电极能降低电极反应的活化能
B.在催化电极a放电可得到呋喃二甲酸
C.阴极反应为
D.电路中每转移,阳极区与阴极区质量变化的差为
96、一种利用微生物或羟基自由基()将苯酚转化为和的原电池-电解池组合装置如图所示,已知电极均为惰性电极,下列说法错误的是
A.左池()为原电池,右池()为电解池
B.a极区工作一段时间后,溶液的变小
C.d极电极反应为
D.每转移2.8mol,该组合装置产生CO2>13.44L (标准状况)
97、某研究团队利用配位不饱和铜纳米点催化剂实现了乙炔高效稳定生产聚合级乙烯。图1所示膜电极反应器可用于持续制备聚合级乙烯,图2表示产物的选择性与电流强度的关系。
下列叙述错误的是
A.电流宜选择,电流高于时乙烷的选择性增大
B.X极的电极反应式为
C.膜R为阴离子交换膜
D.Y极生成(标准状况),制备的乙烯小于
98、我国在光电催化—化学耦合烟气脱硫并进行能量转化的研究中取得重大突破,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.负极的电极反应为SO2+2H2O-2e-===SO+4H+
B.右室中H2SO4溶液的浓度基本保持不变
C.每吸收1 mol SO2,理论上装置的总质量增加64 g
D.电子由光催化电极通过导线流向多孔电极
99、盐酸羟胺(NH2OH·HCl)是一种常见的还原剂和显像剂,工业可采用如下电化学方法制备。装置和正极反应机理如下图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.X为H+,Y为NH3OH+
B.含Fe电极起到导电和催化的作用
C.Pt电极上的反应:H2+2e-===2H+
D.消耗1 mol NO,有3 mol H+通过交换膜
100、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:CH2===CH2HOCH2CH2Br
下列说法错误的是( )
A.Pt电极接电源正极
B.制备1 mol环氧乙烷,Ni电极区产生2 mol H2
C.Pt电极区的反应方程式为CH2===CH2+Br2+H2O―→HOCH2CH2Br
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
101、中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料和硬碳(多孔形态,化学式为C)为电极材料的有机钠离子电池,其内部结构如下图所示,放电时,a电极发生如下变化:
下列说法错误的是( )
A.放电时,a电极电势高于b电极
B.充电时,Na+向b电极移动
C.充电时,b电极的电极反应式为C+xNa++xe-===NaxC
D.用该电池为一个60200 mAh的充电宝充满电,a电极质量增加82.8 g(1 mAh=3.6 C,一个电子的电量e-=1.6×10-19 C,NA为6.02×1023mol-1)
102、为实现CO2的资源化利用与电能储存,设计如图所示的三室隔膜电解装置(阴极室中注入溶有大量CO2且含有少量水的有机复合电解液),该装置将CO2还原为CO,同时得到副产物Cl2和碳酸氢盐。下列说法错误的是( )
A.离子交换膜a为阴离子交换膜
B.阳极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑
C.浓度:食盐水1>食盐水2
D.每通过2 mol e-,消耗22.4 L CO2
103、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增大
B.整套装置转移0.2 mol e-,光催化装置生成2.24 L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
104、库仑测硫仪可测定烟气中SO2的含量,其原理如下图。检测前,电解质溶液中c/c保持定值,电解池不工作。将a L含SO2、O2、N2的待测气体通入电解池后,SO2溶解并将I还原,测硫仪便立即进行电解直到c/c回到原定值。已知:电路中转移1 mol e-时所消耗的电量为f库仑。下列说法正确的是( )
A.电解时,M接电源的负极
B.检测前后,电解池内溶液的pH保持不变
C.电解消耗的电量为b库仑,待测气体中SO2的含量为 g·L-1
D.若待测气体中O2能将部分I-氧化为I,测定结果会偏高
105、钙(锂)介导电化学合成氨低能耗,效率高,是合成氨研究的热点领域,以下为该装置示意图,下列有关说法正确的是( )
A.阴极区反应:H2+2C2H5O--2e-===2C2H5OH
B.此装置降低合成氨能耗的主要原因是钙或锂等金属能高效解离氮气形成相应氮化物
C.含少量乙醇的水溶液会使该装置生产效率提高
D.整个装置每生成1 mol氨消耗1.5 mol Ca2+
106、一种SnBr2-Br2双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。
已知:①M、N均为多孔石墨烯电极;
②起始时Ⅰ室(含储液罐)中只含SnBr2;
③盐的水解忽略不计。
下列说法正确的是( )
A.充电时,Ⅱ室中Br-向Ⅰ室迁移
B.充电时,N极电极反应式为Br2+2e-===2Br-
C.X膜为阴离子交换膜,Y膜为阳离子交换膜
D.放电时,Ⅲ室中电路上转移a mol电子,此时Ⅰ室中c∶c=1∶4,则起始时Ⅰ室中含有2.5a mol SnBr2
107、四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂。以四甲基氯化铵为原料,采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵,工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.光伏并网发电装置中n电极的电势高于m电极
B.a电极反应式为24N++2H2O+2e-===24NOH+H2↑
C.若c、e均为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,则X为NaCl
D.每生成18.2 g4NOH,理论上两极共产生气体4.48 L(标准状况下)
108、工业上用电解乙烯的方法制取环氧乙烷(),中间隔膜为阴离子交换膜,电极B上生成环氧乙烷,电解质溶液均为食盐水,其电解工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电极A为阳极
B.左侧电解池电解一段时间后溶液的pH降低
C.电极B发生的电极反应只有2ClCH2CH2OH+2e-===2+H2↑+2Cl-
D.乙烯生成ClCH2CH2OH的反应类型为加成反应
109、由辛二腈制备巴豆腈(2-丁烯腈,即CH3CH=CHCN,非气态)的原理如下图所示,下列说法正确的是( )
已知:电流效率=×100%。
A.催化电极a与电源负极相连,电势:催化电极a<催化电极b
B.电子移动方向:催化电极a→电源→催化电极b→阴离子交换膜→催化电极a
C.催化电极b上发生反应:2HCO+2e-===H2↑+2CO
D.若催化电极b上生成7 mol气体时,催化电极a生成15 mol气体,则电流效率约为93%
110、我国科技工作者设计了一种转化的多功能光电化学平台,实现了CO生产及塑料到化学品的协同转化,其原理如下图所示,下列说法不正确的是
A.a电极是正极
B.移动方向:右室阳离子交换膜左室
C.正极区的电极反应:
D.当电路中转移1mol电子时,有转化为CO
111、利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是
A.多孔电极为负极,电极反应式为
B.烟气脱硫过程可表示为
C.电路中每通过0.1mol电子,理论上电解质溶液的总质量增加3.1g
D.正极电极反应式为,随着时间推移,右室溶液pH逐渐增大
112、我国科学家发明了一种可充电电池,其工作原理如下图:
下列说法错误的是
A.充电时向Zn电极移动
B.充电时,阴极附近溶液的pH增大
C.放电时,当电路中转移0.2mol电子时,正极区溶液质量增加5.5g
D.放电时,电池总反应为
113、我国科学家提出了用作为电极,通过双中心催化电解和的混合液制取甘氨酸,其中a电极区的反应原理示意图如下。下列说法错误的是
A.a电极为阴极,发生还原反应
B.电解时,电极区附近溶液增大
C.当生成时,外电路转移电子数为
D.a电极区的总反应为
114、硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+的硫酸盐酸性废水,同时实现有机废水的处理,原理如图所示,下列说法正确的是
A.若以铅蓄电池为电源,b为Pb电极
B.SO参与的电极反应为:
C.电解一段时间后阳极区溶液的pH减小
D.标准状况下,产生2.24LCO2时,理论上可产生9.6gCuS
115、糠酸和糠醇是化工重要原料,某发明以双极膜(中间夹层的向两极室提供和)技术,通过电解法利用糠醛制备糠醇和糠酸盐()的装置如图所示。下列说法错误的是
A.电极与电源的负极连接
B.左侧电极室溶液增大
C.右侧电极室的总反应为
D.若电路转移电子总数为,则理论上至少消耗糠醛的质量为
116、一种处理废水中的硝酸盐装置如下图,图中的双极膜中间层中的解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移,下列说法不正确的是
A.每有被消耗,阳极室的质量减少64g
B.阴极反应式为:
C.N极每生成,理论上M极可处理
D.双极膜中间层中的在外电场作用下向N电极方向迁移
117、一种采用新型双极膜电解硝酸盐制备的方法,可以提高的法拉第效率。工作时在双极膜界面处被催化解离成和并向两极移动,阴极副产物有。该装置工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.电势:
B.装置工作时,阴极区的穿透双极膜进入阳极区
C.阴极反应式为
D.当阳极产生气体(标准状况)时,阴极产生,则
118、大连理工大学科研团队构建了一种钌基光敏染料电极,以为电子传输中介,以水为氧源,实现了对烯烃的高效、高选择性光电催化环氧化,原理如图(为修饰三联吡啶钌染料)所示。下列叙述错误的是
A.电子由电极经外电路流向电极
B.除了作电子传输中介外还可以增强溶液的导电性
C.染料再生反应为
D.理论上每生成(标准状况下),可得到0.2mol
119、液流电池是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,如图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液,总反应为:。下列说法正确的是
A.充电时阴极的电极反应式:
B.充电时电极a连外接电源的负极
C.放电时,每消耗6.5gZn电路中转移电子数为
D.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
120、新型电池能有效地捕获,将其转化为,再将产生的电解制氨,过程如图所示。下列说法正确的是
A.d电极是电解池的阳极
B.该电池组中电子的流向为:
C.c的电极反应为:
D.电路中转移时,理论上能得到
121、如图所示电化学装置,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-=H2↑)或氧化反应(H2-2e-=2H+),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法不正确的是
A.2与3相连,b电极周围pH增大
B.1与2相连,电池反应为
C.1与3相连,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D.1与2、1与3相连,a电极均为e-流入极
122、一种新型短路膜电池分离装置如下图所示。下列说法中正确的是
A.负极反应为:
B.正极反应消耗,理论上需要转移4mol电子
C.该装置用于空气中的捕获,最终由出口A流出
D.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
123、关于模块化电化学合成NaClO、H2O2的演示图如下,下列说法错误的是
A.电源a为正极
B.H2O2实际浓度比理论浓度小的原因可能是其在电极上放电电解
C.总反应为:
D.充分电解后,将m、n对调,能继续合成产物,多次循环实现可持续生产
124、同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。它是通过一种物质从高浓度状态向低浓度状态的转移而获得电动势。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是
A.a电极的电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑
B.放电时,Cu(1)电极上的电极反应为Cu-2e-=Cu2+
C.c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D.电池开始工作后,阴离子交换膜右侧CuSO4溶液的浓度会减小
125、碱性电池发展迅猛,某实验小组利用该电池实现电化学合成氨,装置如图所示,下列说法正确的是
A.N极为金属,发生氧化反应
B.理论上若电解液传导,最多可生成
C.不考虑其它因素,电池工作一段时间后需补充乙醇电解液
D.Q极电极反应式为
126、某公司推出一款铁—空气燃料电池,成本仅为锂电池的,其装置放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.放电时,M为正极
B.放电一段时间,KOH溶液浓度不变
C.充电时,N极的电极反应式中包括:Fe2O3+H2O+2e-2FeO+2OH-
D.放电时,K+从M移向N
127、一种高压可充电Zn—PbO2电池工作原理如图所示,通过复合膜ab与复合膜ba反向放置,分隔两室电解液,复合膜间是少量H2O,复合膜ab与ba交界处离子不能通过,复合膜中a膜是阳离子交换膜,b膜是阴离子交换膜。下列说法错误的是 ( )
A.放电时,K+穿过a膜移向复合膜ab间
B.放电时,复合膜ba间发生了H2O解离出H+和OH-的变化
C.充电时的总反应式为PbSO4+Zn(OH
D.充电时的阳极电极反应式为PbSO4+4OH--2e-PbO2+S+2H2O
128、2022 年中国团队在巴塞罗那获得“镁未来技术奖”。一种以MgCl2⁃聚乙烯醇为电解液的镁电池如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.放电时,正极的电极反应式为Mg2++2e-+V2O5MgV2O5
B.放电一段时间后,聚乙烯醇中的c(Mg2+)几乎保持不变
C.充电时,Mg2+嵌入V2O5晶格中
D.若将电解液换成MgCl2水溶液,工作时电池可能产生鼓包
129、科学家研制了一种两相无膜锌/吩噻嗪(PTZ)电池,其放电时的工作原理如图所示。
已知:CH2Cl2的密度为1.33 g/cm3,难溶于水。下列说法错误的是 ( )
A.电池使用时不能倒置
B.充电时,石墨毡上的电极反应式为PTZ-e-PTZ+
C.放电时,P由CH2Cl2移向水层
D.放电时,Zn板每减轻6.5 g,水层增重29 g
130、我国科学家利用Zn—BiOI电池,以ZnI2水溶液作为锌离子电池的介质,可实现快速可逆的协同转化反应。如图所示,放电时该电池总反应为3Zn+6BiOI2Bi+2Bi2O3+3ZnI2。下列说法正确的是 ( )
A.放电时,BiOI为负极,发生氧化反应
B.放电时,1 mol BiOI参与反应,转移3 mol e-
C.充电时,Zn2+通过阳离子交换膜从Zn极移向BiOI极
D.充电时,阳极发生反应:Bi+Bi2O3+3I--3e-3BiOI
131、一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示,该电池用石墨毡做电极,可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为Pb+2Ce4+Pb2++2Ce3+。下列相关说法正确的是 ( )
A.放电时,Pb2+在b电极发生还原反应
B.该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液
C.充电过程中,a电极发生的反应为Ce3+-e-Ce4+
D.放电过程中,电解质溶液中的CH3S向a电极移动
132、刘天骠教授团队开发出一种锌-二茂铁氧化还原双极性储能材料,应用于pH中性水系液流电池,将水系有机液流电池的性能推进到了一个新的高度。下列说法正确的是 ( )
A.放电时,电极A作负极
B.放电时,Zn2+穿过离子交换膜向电极B迁移
C.充电时,阴极的电极反应为Zn2++2e-Zn
D.充电时,1 mol Zn2+透过膜时,有2 mol二茂铁被还原
133、随着中国双碳决策部署的有序推进,绿电发电规模逐年提升,为适应未来绿电长时储能需求,我国企业开始于2022年利用“全钒液流电池”布局大型储能基地。电池的充放电总反应式为VO2++V3++H2OV+V2++2H+,下图为全钒液流电池工作原理示意图。下列说法错误的是 ( )
A.放电时电极A的电势比B的高
B.放电时正极的电极反应式为V+e-+2H+VO2++H2O
C.在220 V电压下,用恒定的1A电流充电1小时,电池中增加的化学能为7.92×105 J
D.充电时H+由A极室通过质子交换膜向B极室迁移
134、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[Zn(H2O)6]2+的形式存在,并存在[Zn(H2O)6]2+[Zn(H2O)5(OH)]++H+。下列说法正确的是 ( )
A.放电时,Ⅰ室溶液pH增大
B.放电时,该装置Ⅱ室可实现海水淡化
C.充电时,Zn电极反应为Zn+6H2O-2e-[Zn(H2O)6]2+
D.充电时,每生成1 mol O2,Ⅲ室溶液质量理论上减少32 g
135、某可循环式锂-空气电池的结构如下。下列说法错误的是 ( )
A.放电时,正极的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-
B.A室与B室之间应该采用阳离子交换膜
C.放电时,Li电极与多孔空气催化电极上反应物的物质的量之比为3∶4
D.LiOH回收制Li可以缓解Li资源紧缺的难题
136、稀土元素铕()掺杂的锂钛氧化物基材料()通常以改善材料的扩散性为目的,铕并不参与电子的转移。该材料与嵌锂石墨()组成的电池原理如图。下列说法错误的是
A.放电时,正极反应为
B.放电时,溶液中的浓度减小
C.充电时,极材料中元素的化合价升高
D.充电时,若转移电子,嵌锂石墨将增重
137、某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示,其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是
A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移生成
C.电解后海水下降 D.阳极发生:
138、二氧化锰氧化还原吸附剂调制的碳毡,其库仑效率(衡量电池充放电过程中电荷转移效率的一个重要指标)优于传统的锌氯电池。其工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.放电时,碳毡的电势高于锌箔
B.放电时,负极的电极反应式:
C.充电时,向锌箔移动
D.充电时,阴极增重6.5g时,阳极转移个电子
139、某团队报道了一种制备的电化学装置,该装置如图所示。下列说法错误的是
A.电极A的电势大于电极B
B.阳极的电极反应方程式为
C.该装置还可能得到甲醇
D.标准状况下消耗时,理论上有通过阴离子交换膜
140、某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程,同时实现了发电、制酸、回收金属和环境保护,体现了绿色发展理念。已知电极材料均为石墨烯。下列说法错误的是
A.该装置工作时,b极电势高于a极电势
B.M膜为质子交换膜、N膜为阴离子交换膜
C.若去掉M膜,c极反应发生变化
D.该装置工作一段时间后,Ⅱ室和Ⅲ室获得产品的物质的量之比为1:1
141、我国科研团队首次提出了光伏-电催化实现H2S与CO2协同转化为高附加值产品的方法,为酸性气藏中天然气的净化提供了新的思路。下列说法正确的是
A.ZnO@石墨烯电极为阴极,发生氧化反应
B.电子由ZnO@石墨烯电极经电解质溶液流向石墨烯电极
C.阳极电极反应式:H2S-2e-=2H++S
D.阴极室可检测到少量H2
142、“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高效制的方法,装置如图所示。部分反应机理为:。下列说法错误的是
A.相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:
C.电解时通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:
143、利用在碱性条件下实现废水中的回收,铬的去除率大于99.5%,其装置如图所示。下列说法正确的是
A.膜a、膜b均为阳离子交换膜
B.废水室中反应的离子方程式为
C.反应一段时间后,阴极区溶液的减小
D.通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体,则双极膜内减少
144、工业上以铬酸钾为原料,采用电化学的方法制备重铬酸钾。制备装置如下图所示。若实验开始时在右室中加入,t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3:2。已知,下列说法不正确的是
A.通电后,阳极室产生的现象为惰性电极上有气泡产生,阳极区溶液由黄色变橙色
B.该制备过程,总反应的离子方程式为
C.t分钟时,阳极室与阴极室溶液质量变化之差为0.7g(阳极室溶液质量变化的绝对值减去阴极室溶液质量变化的绝对值)
D.t分钟时,溶液中和的物质的量之比为2:1
145、与锂离子电池相比,镁离子电池因能量密度高、价格低廉而得到了广泛关注。一种可充电电池示意图如下。该电池分别以PTO(结构如标注框内所示)材料和为电极,以溶液为电解质溶液。下列说法错误的是
A.电极为该电池的负极 B.放电时,正极区存在反应:
C.膜能阻止PTO进入左极室
D.充电时,外电路转移电子,左边电极增重
146、中国科学院和香港城市大学联合研制出了一种全新的双离子电池,该电池用石墨(石墨有层间空隙,可以嵌入正离子或负离子)作正负电极,用六氟磷酸锂()离子液体作电解液,充电时总反应为:,其装置如图所示。下列说法错误的是
A.充电时,a为阴极
B.放电时,负极的电极反应为:
C.充电时,离子液体中的向阳极移动
D.双离子电池在充放电过程中,缩短离子运动路程,有利于提高电池的能量密度
147、金属腐蚀的现象普遍存在,金属腐蚀常常是自发进行的,下列说法正确的是
A.钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,此时主要发生析氢腐蚀
B.金属与直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀
C.疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面,能阻止钢铁继续发生腐蚀
D.马铁是在薄钢板表面镀上一层锡,防止铁被腐蚀
148、利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法正确的是
A.a处不腐蚀,b处发生析氢腐蚀
B.a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-3e-=Fe3+
C.左侧的溶液pH增大,右侧的溶液pH减小
D.一段时间后,左侧液面高于右侧液面
149、某全固态薄膜锂离子电池的工作示意图如下,电极a为锂硅合金,电极b为镍钴锰三元材料(Li1-xNi0.8Co0.1Mn0.1O2),电解质选用固态Li6PS5Cl,下列说法中错误的是
A.放电时电极a电势低于电极b电势
B.放电时通过电路0.5mol电子时,电解质Li6PS5Cl损失0.5molLi+
C.充电时电极b连接电源的正极
D.充电时阳极反应为:LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2-xe-=Li1-xNi0.8Co0.1Mn0.1O2+xLi+
150、我国科技人员为了在更温和的条件下实现废水中氯苯的无害化处理,设计开发了一种电化学装置(如图所示)。
转化过程:
下列说法错误的是
A.阳极区发生的转化i的电极反应为
B.电解一段时间后,阴极区溶液pH变大
C.将质子交换膜换为阴离子交换膜,气体X成分不变
D.若有0.1mol氯苯完全反应转化为CO2,生成X气体1.4mol
151、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(含锌、铁、银、金等杂质)的精炼。下列说法不正确的是
A.A极的电极反应式:+e-=+Cl-
B.当电路中有0.2mol电子通过时,Y极质量可能减少6.4g
C.B极为负极,发生氧化反应
D.反应一段时间后,经甲装置中排出污水的pH减小
152、利用光电化学方法可将乙二醇转化为甲酸盐,同时生产氢气。以溶液为电解质溶液,装置如图所示。已知:实验测定,电路通过电子时实际生成(电化学过程中的法拉第效率等于实际生成甲酸盐量与理论量之比)。下列叙述正确的是
A.极发生还原反应
B.装置工作时,向极迁移
C.负极的电极反应式为
D.生成的法拉第效率为75%
153、羟基自由基()具有很强的氧化性,能将苯酚氧化为和。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.电极的电极反应式:
B.再生池中发生的反应:
C.a为电源负极,为阴离子交换膜,能增强导电性
D.气体与在相同条件下的体积比为
154、调节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,此时溶液的为该氨基酸的(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,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
B.为阴离子交换膜,为阳离子交换膜
C.原料室的应控制在9.74
D.在产品室1中,可以收集到谷氨酸
155、为解决传统电解水制氢阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合高效制的方法装置如图。部分反应机理为:。
下列说法正确的是
A.电解时由极向极方向迁移
B.通过阴离子交换膜向电极区域移动
C.阳极反应
D.相同电量下理论产量是传统电解水的2倍
156、一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生,充电过程中电解LiCl产生。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,需消耗2molLi
D.放电时总反应:
157、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:
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
158、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
159、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:
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
160、碱性锌锰电池的总反应为,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,转移电子数为
161、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
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.两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
162、科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,电极上检测到和少量。下列叙述正确的是
A.充电时,向阳极方向迁移
B.充电时,会发生反应
C.放电时,正极反应有
D.放电时,电极质量减少,电极生成了
163、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(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,以和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:
C.充电时,阴极被还原的主要来自
D.放电时,消耗,理论上转移电子
164、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
165、我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料,可将电催化转化为甲酸,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 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
166、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:,。体系中与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
C.光阳极每消耗,体系中生成
D.在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
167、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:
B.阴极区溶液中浓度逐渐升高
C.理论上每消耗,阳极室溶液减少
D.理论上每消耗,阴极室物质最多增加
168、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:
C.工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2
D.理论上电源提供能分解
169、在水溶液中,电化学方法合成高能物质时,伴随少量生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是
A.电解时,向Ni电极移动
B.生成的电极反应:
C.电解一段时间后,溶液pH升高
D.每生成的同时,生成
170、以不同材料修饰的为电极,一定浓度的溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制和,装置如图所示。下列说法错误的是
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充
C.电解总反应式为
D.催化阶段反应产物物质的量之比
171、我国科学家设计了一种双位点电催化剂,用和电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中,甲醛转化为,存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是
A.电解一段时间后阳极区减小
B.理论上生成双极膜中有解离
C.阳极总反应式为
D.阴极区存在反应
172、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高效制的方法,装置如图所示。部分反应机理为:。下列说法错误的是
A.相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:
C.电解时通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:
173、
我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池,以为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺()以捕获,使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍,同时改善了的溶剂化环境,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
B.充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C.充电时,电子由电极流向阳极,向阴极迁移
D.放电时,每转移电子,理论上可转化
174、某研究小组采用电化学方法将转化为,阴极材料选择有较高催化活性的锡、铋等金属材料,装置如图所示。下列说法错误的是
A.从电极M经过质子交换膜移动到电极N
B.N上的电极反应式为
C.阳极每消耗的,阴极将生成
D.阴极材料选择锡、铋等金属能够降低反应的活化能
175、含有乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以通过膜电池除去,其原理如图所示,下列说法不正确的是
A.当外电路中有转移时,a极区增加的的个数为
B.a为电池的正极,发生还原反应
C.该电池工作时受环境温度的影响
D.b极的电极反应式为
176、中国科学院研究所发布的新型固态锂硫正极材料(),能量密度较高且成本较低。由这种材料制成的锂离子电池如图所示,反应的化学方程式为。下列说法错误的是
A.放电时,a极电势高于b极
B.放电时,b极上的电极反应式:
C.充电时,每转移1 mol电子,a极增重7g
D.电解质溶液不能采用水溶液
177、我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的电池,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.放电时,负极反应为
B.充电时,阴极室电解质溶液增大
C.复合石墨电极表面,放电时析出,充电时析出
D.充电时,每生成,阳极室溶液质量减少
178、我国科学家在锰基正极材料研究方面取得重要进展,使低成本钠离子电池有望取代锂离子电池。钠离子电池的工作原理为,利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。下列有关说法正确的是
A.该电池利用钠离子嵌脱过程实现充放电,未发生氧化还原反应
B.充电时,锰元素的化合价升高,钠离子在锰基材料上脱出
C.放电时,负极反应式为:
D.充电时,外电路中转移,锰基材料质量增加
179、一种双腔室燃料电池构造示意图如下,下列说法错误的是
A.离子交换膜的作用是传导
B.负极反应式为:
C.在电池反应中表现出氧化性和还原性
D.复合材料电极上每消耗,外电路中转移电子
180、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,从负极向正极迁移
B.放电时,的生成说明具有两性
C.充电时,电池总反应为
D.充电时,若生成,则有穿过离子交换膜
181、我国科学家设计了一种水系可充电电池,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:
D.放电时,溶液中向电极b方向迁移
182、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,其中为电解质溶液。太阳光照下,敏化后的产生电子和空穴,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.敏化电极是负极
C.电极反应为:
D.光敏化剂结构中,中心离子的配位数是6
183、过氧化氢溶液为氧化性消毒剂,能发挥抗菌作用。我国一科研团队用如图装置制取(已知:,电极上都覆盖有催化剂)。下列说法正确的是
A.电极a是负极,发生还原反应
B.A膜是阴离子交换膜,B膜是阳离子交换膜
C.电极b的电极反应为:
D.电解质中发生的反应为:
184、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
185、一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图,电解质为含的有机溶液。闭合时产生,闭合时产生。下列说法正确的是
A.闭合时从左向右移动
B.闭合时Ni-Pt电极发生还原反应
C.闭合,理论上每生成,需消耗约
D.放电时总反应:
186、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
187、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
188、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+
189、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
190、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
191、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
192、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
193、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
194、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
195、 “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↑
196、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
197、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
198、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
199、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
200、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
201、电解NH4HSO4溶液得到S2O82-,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
202、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
203、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
204、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
205、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
206、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
207、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
208、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
209、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
210、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
211、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
212、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+
213、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
214、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+
215、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
216、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
217、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
218、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
219、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
220、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
221、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
222、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
223、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
224、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
225、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-)
226、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
227、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
228、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
229、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 ]-
230、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
231、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
232、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)
233、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
234、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
235、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
236、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. 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
237、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
238、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
239、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+=NH4++2H2O
D.捕获23gNO2,c极产生2.8LO2(标准状况)
240、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
241、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
242、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Sx2-+S2-+2e-=Sx+12-
D.H2生产装置中可以使用阳离子交换膜
243、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
244、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
245、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
246、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)42-/Zn和Fe(CN)63-/Fe(CN)64-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)63-含有配位键,电池放电总反应2Fe(CN)63-+Zn+4OH-=Zn(OH)+2Fe(CN)64-
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)42-+2e-=Zn+4OH-
D. 充电过程中,当2molOH-通过PBI膜时,导线中通过1mole-
247、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
248、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
249、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
250、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
251、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
252、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
253、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
254、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
255、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
256、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
257、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
258、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
259、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
260、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
261、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
262、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
263、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
264、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
265、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
266、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
267、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
268、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
269、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
270、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
271、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
272、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
273、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
274、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
275、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
276、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
277、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
278、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
279、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
280、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
281、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
282、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
283、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-
284、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
285、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↑
286、全钒液流储能电池是利用不同价态离子发生氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的,其装置原理如图,下列说法错误的是
A.当左槽溶液逐渐由黄变蓝,其电极反应式为VO+2H++e-=VO2++H2O
B.充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色
C.放电过程中氢离子的作用只是参与正极反应
D.充电时若转移的电子数为6.02×1023个,左槽溶液中n(H+)的变化量为1mol
答案详解:
1、D
根据图示的电池结构,左侧VB2发生失电子的反应生成和,反应的电极方程式如题干所示,右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-,反应的电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-,电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4,据此分析。
A.当负极通过0.04mol电子时,正极也通过0.04mol电子,根据正极的电极方程式,通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气,在标况下为0.224L,A正确;
B.反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高,负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低,B错误;
C.根据分析,电池的总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4,C正确;
D.电池中,电子由VB2电极经负载流向复合碳电极,电流流向与电子流向相反,则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极,D正确。
2、D
放电时,Zn是负极,负极反应式为Zn−2e− ═Zn2+,正极反应式为I2Br− +2e− =2I− +Br− ,充电时,阳极反应式为Br− +2I− −2e− =I2Br− 、阴极反应式为Zn2++2e− =Zn,只有阳离子能穿过交换膜,阴离子不能穿过交换膜,据此分析解答。A、放电时,a电极为正极,碘得电子变成碘离子,正极反应式为I2Br− +2e− =2I− +Br− ,正确;B、放电时,正极反应式为I2Br− +2e− =2I− +Br− ,溶液中离子数目增大,正确;C、充电时,b电极反应式为Zn2++2e− =Zn,每增加0.65g,转移0.02mol电子,阳极反应式为Br− +2I− −2e− =I2Br− ,有0.02molI− 失电子被氧化,正确;D、充电时,a是阳极,应与外电源的正极相连,错误。答案:D
3、D
a极析出氧气,氧元素的化合价升高,做电解池的阳极,b极通入氧气,生成过氧化氢,氧元素的化合价降低,被还原,做电解池的阴极。
A.依据分析a极是阳极,属于放氧生酸性型的电解,所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑,故A正确,但不符合题意;
B.电解时阳极产生氢离子,氢离子是阳离子,通过质子交换膜移向阴极,所以电解一段时间后,阳极室的pH值不变,故B正确,但不符合题意;
C.有B的分析可知,C正确,但不符合题意;
D.电解时,阳极的反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,阴极的反应为:O2+2e-+2H+=H2O2,总反应为:O2+2H2O=2H2O2,要消耗氧气,即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气,故D错误,符合题意。
4、C
阳极上Fe发生氧化反应,阳极室溶液由无色变为浅绿色,A项错误;阴极上H+发生还原反应,2H++2e-===H2↑,B项错误;根据阴极上电极反应,阴极消耗H+,电解一段时间后,阴极室溶液pH升高,C项正确;电解一段时间后,阴极室溶液pH升高,NH与OH-反应生成NH3·H2O,因此阴极室溶液中溶质除(NH4)3PO4外,还可能有NH3·H2O,D项错误。
5、C
A项,铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池,铁做负极,铁失去电子生成Fe2+,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,错误;B项,铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外,还可转化为热能等,错误;C项,构成原电池后,铁腐蚀的速率变快,正确;D项,用水代替NaCl溶液,Fe和炭也可以构成原电池,Fe失去电子,空气中的O2得到电子,铁发生吸氧腐蚀,错误。
6、C
A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极,正极金属被保护不失电子,故A错误;B.阳极金属M实际为原电池装置的负极,电子流出,原电池中负极金属比正极活泼,因此M活动性比Fe的活动性强,故B错误;C.金属M失电子,电子经导线流入钢铁设备,从而使钢铁设施表面积累大量电子,自身金属不再失电子从而被保护,故C正确;D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度,离子浓度越大,溶液的导电性越强,因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快,故D错误。.
7、D
钢铁外壳镶嵌了锌块,由于金属活动性Zn>Fe,即锌块为负极,钢铁为正极,形成原电池,Zn失去电子,发生还原反应,,从而保护钢铁,延缓其腐蚀。
A.由于金属活动性Zn>Fe,钢铁外壳为正极,锌块为负极,故A错误;
B.Zn失去电子,发生氧化反应,,镶嵌的锌块会被逐渐消耗,需根据腐蚀情况进行维护和更换,不能永久使用,故B错误;
C.由分析得,该方法为牺牲阳极的阴极保护法,故C错误;
D.Zn失去电子,发生氧化反应:,故D正确。
8、C
电池放电时,锂电极为负极,发生反应:,多孔功能电极为正极,低温时发生反应:,随温度升高Q增大,正极区转化为;充电时,锂电极为阴极,得到电子,多孔功能电极为阳极,或失去电子。
A.由分析可知,电池总反应方程式为:或,充放电时有参与或生成,因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率,A正确;
B.比的半径小,因此优先于通过固态电解质膜,B正确;
C.放电时,正极得到电子,中氧原子为-1价,中氧原子为-2价,因此随温度升高Q增大,正极区转化为,C错误;
D.充电时,锂电极为阴极,连接电源负极,D正确。
9、A
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:,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 。
10、D
放电过程中产生,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锂离子,锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成,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:,锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质:,则每生成,同时生成2mol Li;放电过程中,消耗6mol Li,同时生成4mol LiCl,则整个充放电过程来看,理论上每生成,需消耗1mol Li,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又转化为和LiCl,负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子,总反应为,D正确。
11、D
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。
12、D
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:,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:,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:,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。
13、C
该装置为电解池,光阳极上水失电子生成H2O2和氢离子,电极反应式为,阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢,电极反应式为;
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,阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢,电极反应式为,B正确;
C.光阳极上水失电子生成H2O2和氢离子,电极反应式为,每转移2mol电子生成,此时阴极也生成:,即光阳极每消耗1molH2O,体系中生成,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,做还原剂,表现还原性,由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时,中O元素化合价降低,做氧化剂,表现氧化性,D正确。
14、C
左侧电极为阴极,发生还原反应,在碱性条件下转化为Fe,从而实现冶铁,电极反应为:;右侧电极为阳极,溶液为饱和食盐水,放电产生氯气,电极反应为:;中间为阳离子交换膜,由阳极向阴极移动。
A.由分析可知,阳极反应为:,A正确;
B.由分析可知,阴极反应为:,消耗水产生,阴极区溶液中浓度逐渐升高,B正确;
C.由分析可知,理论上每消耗,转移6mol电子,产生3mol,同时有6mol由阳极转移至阴极,则阳极室溶液减少,C错误;
D.由分析可知,理论上每消耗,转移6mol电子,有6mol由阳极转移至阴极,阴极室物质最多增加,D正确。
15、B
A.图1为牺牲阳极的阴极保护法,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为外加电流保护法,阳极材料为辅助阳极,其通常是惰性电极,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,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,除了海水中的放电外,海水中溶解的也会竞争放电,故可发生,B正确;
C.图2为外加电流保护法,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当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明钢闸门被保护,钢闸门不发生化学反应,图2中当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明钢闸门被保护,辅助阳极上发生了氧化反应,D不正确。
16、D
由图可知,该装置为原电池,电极b处失去电子,发生氧化反应生成,为负极,电极反应为:,电极a为正极,水得到电子生成氢气,电极反应为:,溴酸根离子在催化剂作用下生成溴离子和氧气,反应为:。
A.由分析可知,电极a发生还原反应,A错误;
B.由分析可知,X是,Y是,B错误;
C.由分析 可知,电极b的电极反应式为:,C错误;
D.化学计量数之比等于各物质的物质的量变化量之比,结合分析可知,在催化反应中,每消耗最多产生,D正确。
17、CD
如图,“厌氧阳极”上,失去电子生成和,电极反应式为;“缺氧阴极”上,得到电子生成,再转化为,电极反应式分别为、。“好氧阴极”上,得到电子生成,电极反应式为,同时还能氧化生成,还可以被氧化为,离子方程式分别为、,据此回答。
A.在原电池中,阳离子向正极移动。该电池中厌氧阳极是负极,缺氧阴极和好氧阴极是正极,所以H+的迁移方向是厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极,A正确;
B.由分析可知,电池工作时,“缺氧阴极”上消耗的H+多于从“厌氧阳极”迁移过来的H+,且反应生成水,其附近的溶液pH增大,B正确;
C.“好氧阴极” 应该发生得电子的还原反应,而是氧化反应,“好氧阴极” 正确的电极反应式为,C错误;
D.1mol 完全转化为,N元素的化合价从-3价升高到+5价,失去8mol电子,需要消耗的为2mol。根据 “好氧阴极” 的电极反应式,转移8mol电子时,消耗2mol,共消耗的为4mol,在标准状况(STP)下的体积为,D错误。
18、A
锌离子全电池工作时,锌作负极,NaV3O8·1.5H2O作正极;FcD除去溶解氧和非活性锌的方程式分别为4FcD+O2+2H2O→4FcD++4OH-、2FcD++Zn→2FcD+Zn2+,据此答题。
A.除去溶解氧时将FcD转化为FcD+,除去非活性锌时将FcD+转化为FcD,整个过程FcD的量不变,所以理论上该池不需要补充FcD,故A错误;
B.锌为负极,NaV3O8·1.5H2O为正极,电子从负极经导线移向正极,即电子从锌电极经导线移向NaV3O8·1.5H2O电极,故B正确;
C.FcD为弱极性,加入少量聚乙二醇减小溶剂的极性,增大FcD在水中的溶解度,故C正确;
D.除去溶解氧和非活性锌的方程式分别为4FcD+O2+2H2O→4FcD++4OH-、2FcD++Zn→2FcD+Zn2+,所以每消耗32g溶解氧,即1mol溶解氧,可除去非活性锌2mol,即130g,故D正确。
19、C
由图装置为原电池装置,锌比铜活泼,锌失去电子发生氧化反应为负极,铜极为正极,铜离子得到电子发生还原反应,总反应为;
A.由分析,装置为原电池装置,总反应为 ,结合已知反应,总反应:,反应能够自发进行的较为完全,则,故A正确;
B.原电池中阳离子向正极移动,故盐桥中向溶液移动,故B正确;
C.把盐桥改为铜棒后,左侧装置为原电池装置、右侧装置为电解池装置,左侧锌为负极,左侧中铜棒为正极,空气中氧气在正极发生还原反应类似于吸氧腐蚀,电路中有电流,电流计会发生偏转,故C错误;
D.若向溶液中加入适量固体,铜离子、硫酸根离子浓度增大,反应速率加快、溶液导电能力增强,导致电流计偏转程度增大,故D正确。
20、A
原电池中阳离子移向正极,根据原电池中氢离子的移动方向,可知a为正极,酸性条件下,正极的对氯苯酚得到电子发生还原反应生成苯酚,电极反应式为,电流从正极经导线流向负极b。
A.根据电荷守恒,当外电路中有转移时,有0.1mol由负极区移入正极区,根据,a极消耗0.05mol氢离子,则a极区增加的的个数为0.05NA,故A错误;
B.原电池中阳离子移向正极,根据原电池中氢离子的移动方向,可知a为正极,得电子发生还原反应,故B正确;
C.微生物对温度敏感,则该电池工作时会受环境温度的影响,故C正确;
D.b是负极,负极醋酸根离子失电子发生氧化反应生成二氧化碳,b极的电极反应式为,故D正确。
21、D
由图可知,A极碳元素、氢元素价态升高失电子,电极A为负极,电极反应式为H2+ CO+ 2-4e-═H2O+3CO2,电极B为正极,电极反应式为O2+4e-+2CO2═2,据此作答。
A.在电池工作过程中,虽然大部分化学能会转化为电能,但仍会有一部分能量以热能的形式损失掉。因此,化学能并不能完全转化为电能,故A错误;
B.原电池工作时,阴离子向负极移动,则向电极A移动,故B错误;
C.电极B为正极,电极反应式为O2+4e-+2CO2═,故C错误;
D.H2参与的电极A为负极,电解质没有OH-,负极反应为,故D正确。
22、D
由图可知,M电极为原电池的负极,碱性条件下乙硼烷在负极失去电子发生氧化反应生成偏硼酸根离子和水,N电极为正极,酸性条件下邻苯二醌类物质在正极得电子发生还原反应生成邻苯二酚类物质,中间层中水电离出的氢离子移向N极、氢氧根离子移向M极。
A.由分析可知,N电极为正极,故A正确;
B.由分析可知,M电极为原电池的负极,碱性条件下乙硼烷在负极失去电子发生氧化反应生成偏硼酸根离子和水,电极反应式为,故B正确;
C.N电极为正极,双极膜的b膜产生氢离子移向N电极,a膜产生氢氧根离子移向M电极,由得失电子数目守恒和电荷守恒可知,原电池工作时需要定期补充水和氢氧化钠,故C正确;
D.根据可知,转移1.2mol电子时,需要有1.4mol氢氧根,根据电荷守恒,透过膜a过来的氢氧根为1.2mol,故D错误。
23、D
根据图中信息可知,连接a电极的电极上碘离子失电子产生I•,则为阳极,说明a为电源的正极,故b为负极,连接负极的电极上氢离子得电子产生氢气,I•与二苯甲醇反应生成二苯甲酮和碘离子、氢离子;
A.根据分析可知,为电源的负极,A正确;
B.阳极上碘离子失电子产生I•,电极反应为:,B正确;
C.连接负极的电极上氢离子得电子产生氢气,阴极得到气体时,即0.1mol氢气,电路中转移电子,C正确;
D.根据分析可知,总反应为:CH(Ph)2OH+ I• (Ph)2 C=O+I-+H+,D错误。
24、B
由图可知,该装置为电解池,与直流电源正极相连的IrOx-Ti电极为电解池的阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为,铜电极为阴极,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等,电极反应式为、,电解池工作时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
A.电解池工作时,阳离子向阴极移动,则电池工作时,质子从左室通过质子交换膜移动到右室,A正确;
B.当阳极生成了时,转移12mol电子,阴极存在两个反应,由电极反应可知,生成物质的量小于1mol,标况下体积小于22.4L,B错误;
C.由题干信息可知,采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,故在电极上难于发生析氢反应,C正确;
D.左室发生的电极反应为,当转移4mol电子时,生成的4mol氢离子通过离子交换膜向右侧移动,故左室硫酸物质的量不变,但反应会消耗水,其浓度会变大,D正确。
25、B
由装置图可知右侧石墨电极上发生反应:;可知石墨电极作阳极,则左侧石墨电极为阴极,a为负极,b为正极,据此分析解答。
A.由以上分析可知b为正极,若以铅蓄电池为电源,b为PbO2电极,故A错误;
B.左侧石墨电极为阴极,SO在该电极得电子转化为CuS,电极反应为:,故B正确;
C.结合阳极反应可知,每转移8mol电子时,阳极区生成7mol氢离子,但为满足电荷守恒,同时有8mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区,则阳极区溶液中氢离子浓度减小, pH增大,故C错误;
D.标准状况下,产生2.24LCO2即生成0.1mol,转移0.4mol电子,结合阴极反应可知,此时阴极生成0.05molCuS,质量为:4.8g,故D错误。
26、C
根据电池总反应2K+3SK2S3及装置图可知,电池工作时K失去电子,发生氧化反应,S得到电子发生还原反应,则a极为负极,b极为正极。
A.隔膜为阳离子交换膜,使K+自由通过,平衡电荷,A正确;
B.放电时,b极发生得电子还原反应,可发生反应:,B正确;
C.电池充电发生K+生成K单质,最终转化为S单质,充电时间越长,电池中的量越少,C错误;
D.充电时,阴极上发生K++e-=K,电路中转移0.1mol电子时,有0.1molK单质析出,阴极质量增加3.9g,D正确。
27、A
A.根据图知,发生吸氧腐蚀,正极上O2得电子和H2O反应生成OH-,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,故A错误;
B.失电子的物质发生氧化反应,该反应中Cu失电子生成Cu2+而发生氧化反应,故B正确;
C.潮湿的环境中有电解质溶液,易形成原电池而更易产生铜锈,故C正确;
D.明矾中铝离子水解生成Al(OH)3和H+而使溶液呈酸性,能和Cu2(OH)3Cl中OH-反应,所以明矾溶液能清除Cu2(OH)3Cl,故D正确。
28、D
A.钢铁在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀,从图中可以看出,Fe失去电子,电子通过外电路流向C,所以Fe、C构成原电池的外电路,A正确;
B.在钢铁表面,O2得电子生成OH-,若此时溶液中溶有CO2,则可与OH-反应生成等,从而发生反应:,B正确;
C.钢铁在潮湿的空气中,开始时电解质溶液的酸性较强,可能发生析氢腐蚀,随着反应进行,溶液酸性减弱,可能会发生吸氧腐蚀,所以吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生,C正确;
D.电化学腐蚀过程中,氧气的消耗量难以准确测量和控制,且会受到多种因素的干扰,不能准确利用电化学腐蚀测定空气中氧气的含量,D不正确。
29、C
该装置为原电池原理的金属防护措施,为牺牲阳极法,金属M作负极,钢铁设备作正极。
A.钢铁为铁合金,与纯铁相比,钢铁的硬度大、熔点低,A错误;
B.阳极金属M实际为原电池装置的负极,电子流出,原电池中负极金属比正极活泼,因此M活动性比Fe的活动性强,B错误;
C.金属M失电子,电子经导线流入钢铁设备,从而使钢铁设施表面积累大量电子,自身金属不再失电子从而被保护,C正确;
D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度,离子浓度越大,溶液的导电性越强,因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快,D错误。
30、D
钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料,充电时装置为电解池,其为阳极,失去电子发生氧化反应,充电随着脱出,其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ,则Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程;
A.据“均摊法”,晶胞Ⅱ中含个FeC6、个MnN6、4个K,则晶胞I中也含有4个FeC6,由钾锰铁基普鲁士白的化学式可知晶胞中含有8个K,晶胞Ⅰ→Ⅱ的变化过程为脱出,发生氧化反应,为充电过程,A正确;
B.Ⅱ→Ⅲ过程中为充电过程,阳极发生氧化反应,则或的价态升高,B正确;
C.每个晶胞Ⅰ完全转化为晶胞Ⅱ,有4个脱出,则或的价态升高4,转移电子数为4,C正确;
D.结合A分析,晶胞Ⅲ中有24个CN-,CN-中含有碳氮叁键,1个叁键含有1个σ键2个π键,则其中键数目为48,D错误。
31、B
由题干图示信息可知,放电时储罐甲的电极反应为:[H12(VO2)12(RC6H4PO3)8](4-x)-+xe-= [H12(VO2)12(RC6H4PO3)8]4-,发生还原反应,作正极,而储罐乙的电极反应为:,发生氧化反应,作负极,据此解答。
A.胶体的粒子直径为,故该胶体液流电池中较大离子直径约为,A正确;B.根据电池工作原理图储罐乙充电时,发生电极反应:,作阴极,接在直流电源的负极,B错误;C.根据电池工作原理图放电时,负极反应为:,C正确;D.转移1mol电子时,理论上有从右向左迁移,则储罐甲质量增加1g,D正确;故选B。
32、A
由图可知,充电时石墨电极上被氧化为,石墨电极为阳极;In电极上被还原为,In电极为阴极,据此解答。
A.由分析可知,充电时,In电极为阴极,在电解池中,阴极接外电源负极,A正确;B.由分析可知,充电时石墨电极上被氧化为,电极反应式为:,B错误;C.放电时该装置作原电池,石墨电极作正极,In电极作负极,原电池中阳离子移向正极,则放电时从In电极向石墨电极迁移,C错误;D.放电时,In电极作负极,电极反应式为:,由电极反应式可知,每转移,In电极生成,其质量为16g,D错误;故选A。
33、D
由图可知,M电极通入O2,发生反应生成自由基•OH,反应式为:O2+2e-+2H+=2•OH,M作阴极,N为阳极,以此解答。
A.M电极通入O2,发生反应生成自由基•OH,反应式为:O2+2e-+2H+=2•OH,M作阴极,故A正确;B.由上述分析可知,M作阴极,N为阳极,故电极电势:N>M,故B正确;C.甲醛与•OH反应生成CO2的反应:HCHO-4e-+4OH-+•OH=CO2+4H2O,6.0 g甲醛为0.2mol,有0.8mol H+透过膜b,故C正确;D.根据氧化还原反应规律,1mol甲醛生成CO2转移4mole-,1mol苯酚生成CO2转移28mol e-,理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6:7,故D错误;答案选D。
34、D
N极V化合价+5→+4,得电子,则N极为正极,电极反应式为,故M极为负极,电极反应式为:。生成的VO2+在NO、HNO3的催化下与氧气反应生成和H2O。
A.
据分析,N极为正极,M极为负极,电子由M极通过外电路转移到N极,故A错误;B.据分析,M极的电极反应为,故B错误;C.由图示可知,通过通入氧气再生,循环利用,无需添加,故C错误;D.根据电子守恒,列出关系式:,故D正确;故答案为D
35、A
由图可知,与直流电源正极相连的X极为电解池的阳极,在阳极失去电子发生氧化反应生成,电极反应式为—e—=,放电生成的与反应生成,Y极为阴极,在阴极得到电子发生还原反应生成和氮气,电极反应式为+ e—=+N2↑。
A.由分析可知,与直流电源正极相连的X极为电解池的阳极,Y极为阴极,则电流流动方向为正极极电解质极负极,故A正确;B.由分析可知,Y极为阴极,在阴极得到电子发生还原反应生成和氮气,电极反应式为+ e—=+N2↑,故B错误;C.由分析可知,电解液中的阳离子为和,所以向阴极移动的离子为和,故C错误;D.由分析可知,Y极为阴极,在阴极得到电子发生还原反应生成和氮气,电极反应式为+ e—=+N2↑,则制得1mol时,理论上电路中转移电子的物质的量为=mol,故D错误;故选A。
36、B
由图可知,P电极上,得到电子,被还原为Br-,发生还原反应,为阴极,则R极为阳极,外电源M极为负极,N极为正极,阳极上水失去电子,被氧化为氧气,据此分析作答。
A.由分析可知,P为阴极,R为阳极,M为负极,N为正极,电子不能经过电解质溶液,故电子流向:,,A错误;B.由分析可知,P为阴极,P极上发生还原反应,该电极的电极反应式为,B正确;C.由分析可知,N为正极,若电源为铅蓄电池,则极为PbO2电极,Pb电极是负极,C错误;D.由B项分析可知,每处理,电路上转移电子为6mol,则理论上阳极区释放出1.5molO2,同时有6molH+经过质子交换膜由阳极区进入阴极区,故溶液质量减少1.5mol×32g/mol+6mol×1g/mol=54g,D错误;故答案为:B。
37、D
由图,断开,闭合时,该装置为电解池,a为阳极,水失去电子发生氧化反应生成氧气:,b为阴极,水得到电子发生还原反应生成氢气:;一段时间后断开,闭合,则形成氢氧燃料电池,a极氧气发生还原反应,为正极,b极氢气发生氧化反应,为负极;
A.闭合时,该装置为电解池,阴离子向阳极a极移动,A正确;B.闭合时,b极为阴极,水得到电子发生还原反应生成氢气:,使得溶液显碱性,附近溶液变为红色,B正确;C.由分析,闭合时,电极a为正极,C正确;D.闭合后短时间内,电极b为负极,氢气失去电子发生氧化反应生成水:,D错误;故选D。
38、D
电池工作时,a电极,Zn转化为[Zn(OH)4]2-,失电子发生氧化反应,则a极为负极;b电极,O2转化为OH-,得电子发生还原反应,b极为正极。
A.原电池工作时,正极的电极电势高于负极的电极电势,则放电过程中,b极的电极电势高于a极的电极电势,A正确;B.放电过程中,阴离子向负极移动,则OH-由b极区向a极区迁移,B正确;C.充电过程中,a极为阴极,[Zn(OH)4]2-得电子转化为Zn等,电极反应为:[Zn(OH)4]2-+ 2e-=Zn+4OH-,C正确;D.充电过程中,a极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,b极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,则a、b电极附近溶液pH均发生改变,D错误;故选D。
39、D
由装置图可知,石墨电极上转化生成CO2,C元素化合价由0价升高为+4价,失电子发生氧化反应,则石墨电极为负极,发生电极反应:;不锈钢电极为正极,得到电子发生还原反应,电极反应:,据此分析;
A.该电池是原电池,正极反应:,负极反应:,石墨电极表面发生了氧化反应,A错误;B.不锈钢表面的电极反应为,B错误;C.微生物电池不适于在高温下工作,其工作环境通常是常温,以确保微生物的活性和电池的正常运行,C错误;D.左侧每消耗可以生成,但是有从左侧通过质子交换膜移向右侧,所以左侧废水的pH可能会升高,D正确;故选D。
40、C
由图可知,Zn/ZnO电极为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,MoS2电极为正极,电极反应式为NO+5e-+5H+=NH3+H2O,两极区均有水生成,双极膜可将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过,据此分析。
A.Zn/ZnO为负极,电极反应为,MoS为正极,电极反应为,故双极膜中移向正极区溶液,移向NaOH溶液,A错误;B.由上述分析可知,M极反应应生成ZnO,B错误;C.电解过程中两极均生成,电解质溶液的浓度均减小,C正确;当M极质量增大16g,电路中转移2mol电子,在N极生成,标准状况下为8.96L,D错误;答案选C。
41、B
M电极上发生还原反应生成NH3,M极为阴极;N极为阳极,OH-在N极失电子发生氧化反应生成O2。
A.太阳能转化为化学能时,有部分能量转化为热能,A错误;B.M极上得电子发生还原反应生成氨气,电极反应为,B正确;C.OH-在N极失电子发生氧化反应生成O2,电极反应式为,故N极区溶液pH降低,C错误;D.根据得失电子守恒,,同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,生成时理论上逸出体积为,D错误;故答案选B。
42、D
电极M区进入的稀硝酸,出来的是浓硝酸,则M为阳极,水被氧化得到氧气和氢离 子,A为氧气,硝酸根向左移动,左侧可制得硝酸,N为阴极,水放电产生氢气和氢氧根,B为氢气,铵根向右移动,二者反应得到浓氨水,以此解题。
A.由分析可知,Ⅰ室中电极产生,电极反应式为,发生氧化反应,电极M为阳极,接外电源的正极,A错误;B.由分析可知,电极N为阴极,电极反应式为,B错误;C.每当产生标准状况下,根据电子守恒,Ⅲ室溶液中就要生成,质量减少,同时依据电荷守恒,通过阳离子交换膜进入Ⅲ室,溶液质量增加,所以Ⅲ室溶液的质量理论上共增加,C错误;D.根据电解装置图中物质的进出以及所要制备的物质,可知Ⅱ室中的要进入Ⅰ室,所以离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜。要进入Ⅲ室,离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜,D正确;故选D。
43、C
在碱性条件下(电解质溶液为KOH溶液),电催化还原生成,同时也被还原为,则M为阴极,电极反应式为:、,生成的和在催化剂作用下转化为,再转化为,最后再转化为达到处理废水目的,据此分析解答。
A.根据分析,M极为阴极,产生,N极为阳极,因电解质溶液为KOH溶液,则阳极会消耗,,损耗的需要从M极区交换到N极区进行反应,则离子交换膜为阴离子交换膜,A正确;B.根据分析,在M极上发生的反应其中之一为:,B正确;C.根据分析及电解图可知,每生成乙酰胺需要转移,则N极收集到标准状况下气体2.24L时,根据分析,N极产生的气体为,生成要转移,则M极理论上可制得乙酰胺的质量为:,C错误;D.根据根据分析及电解图可知,生成的与最终转化为乙酰胺,则说明与为制备乙酰胺的中间产物,D正确;故答案为:C。
44、A
转化为CO需要得到电子,则M电极是阴极,N电极是阳极。
A.转化为CO需要得到电子,则M电极是阴极,连接电源的负极,A错误;B.N极是阳极,N极电极反应式为,B正确;C.碳元素化合价从+4降低到+2,所以制得1molCO,理论上外电路中迁移了2mol电子,C正确;D.阳离子向阴极移动,则双极膜中间层中的在外电场作用下向M电极方向迁移,D正确;故选A。
45、B
根据图示中氢离子的移动方向可知,N为阴极,则M为阳极,在阳极水失去电子生成氧气电极反应为:2H2O−4e−=4H++O2↑,氢离子结合硫酸根离子生成硫酸,缓冲室中的硫酸根离子通过膜a向左移动,缓冲室中的钠离子通过膜b向右移动,则膜a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜,通过膜c进入产品室,膜c是阴离子交换膜,以此解题;
A.由分析可知,膜a为阴离子交换膜,膜b均为阳离子交换膜,A错误;B.依据图中物质,废水室中Cr3+在碱性条件下被H2O2氧化生成,反应的离子方程式为,B正确;C.由分析可知,N为阴极,在阴极氢离子得到电子生成氢气,但是同时双极膜中的氢离子向阴极移动,则反应一段时间后,阴极区溶液的不变,C错误;D.没有给出气体所处的条件,无法计算氢气的物质的量,则无法计算减少的质量,D错误;故选B
46、D
乙二酸还原为乙醛酸,发生还原反应,则左侧电极为阴极,而Br-氧化为Br2,发生氧化反应,右侧电极为阳极,生成的Br2再氧化乙二醛生成乙醛酸,电解池工作时阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则双极膜的左侧膜为阳离子交换膜,右侧膜为阴离子交换膜;
A.乙二酸的分子式为C2H2O4,乙醛酸的分子式为C2H2O3,碳原子的化合价由乙二酸的+3价变为乙醛酸的+2价,化合价降低得到电子发生还原反应,则铅电极与电源负极相连,为电解池的阴极,铅电极的电势低于石墨电极的电势,A项错误;B.右侧为阳极,发生氧化反应,电极反应为2Br--2e-=Br2,B项错误;C.阳极区和阴极区均有乙醛酸生成,且1mol乙二酸转化为1mol乙醛酸、与1mol乙二醛转化为1mol乙醛酸均转移2mol电子,根据电子守恒,则制得2mol乙醛酸,理论上外电路中迁移了2mol电子,C项错误;D.阳离子向阴极移动,则H+向铅电极移动,D项正确;故选D。
47、B
放电时CO2转化为MgC2O4,碳元素化合价由+4价降低为+3价,发生还原反应,所以放电时,多孔碳纳米管电极为正极,电极方程式为:、Mg电极为负极,电极方程式为:,则充电时多孔碳纳米管电极为阳极,电极方程式为:,Mg电极为阴极,电极方程式为:,据此分析;
A.根据分析,放电时,多孔碳纳米管电极反应为,A正确;B.根据分析,充电时左室为阴极,Mg2+应从右室通过阳离子交换膜到左室,B错误;C.根据题意可知,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)可以捕获CO2,使气相CO2进入液相的PDA中,让原本正极的气-液-固三相反应变为液-固两相反应,利于加快反应速率,C正确;D.根据放电时的电极反应式可知,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,D正确;故选B。
48、C
惰性电池a中,碳元素的化合价降低,则该电极上发生还原反应,可知电极a为电解池的阴极,因此电极b为电解池的阳极,据此分析作答。
A.电极a为电解池的阴极,电极b为电解池的阳极,则双极膜中H2O电离出的H+流向电极a,A项正确;B.由图可知,一氧化碳在纳米铜上得到电子生成乙烯,发生的反应为,B项正确;C.若乙烯的电解效率为60%,电路中通过1mol电子时,根据公式可知生成乙烯所用的电子的物质的量为1mol×60%=0.6mol,二氧化碳转化为乙烯的总电极反应为,则当生成乙烯所用的电子的物质的量为0.6mol时,电极a上产生0.05mol乙烯,C项错误;D.电解池工作时,b电极上消耗多少,双极膜中复合层间的H2O就会电离出等量的补充到阳极区,故电解结束后双极膜右侧区域保持不变,D项正确;答案选C。
49、C
A.高温环境下生物催化剂活性细菌失去活性,不具有催化作用,反应速率会降低,A错误;B.乙酸生成CO2发生氧化反应,a电极为阳极,B错误;C.b极上发生CO2+8H++8e-=CH4+2H2O和8H++8e-=4H2两个反应,若只有CO2+8H++8e-=CH4+2H2O反应发生,16mol电子生成2molCH4,质量为32g,还有8H++8e-=4H2发生,故生成的甲烷的质量少于32g,C正确;D.电解过程中阳离子向阴极移动,H+通过交换膜向b电极迁移,D错误;答案选C。
50、C
由图,电解装置中左侧为阳极,水失去电子被氧化为氧气,右侧EM电极上硝酸盐还原为,且带电膜阳极上氨气分子被游离氯氧化为;
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。
51、B
由图可知,右侧电极上Cu的化合价由+1价升高为+2价,发生氧化反应,则电极N为阳极,电极b为正极,所以电极M为阴极,电极a为负极,据此分析作答。
A.根据上述分析可知,a为电源的负极,b为正极,故电源中电势比较:b>a ,A正确;B.由图可知,中间室内的氯离子通过离子交换膜Ⅱ,进入右室,最终和CuCl生成CuCl2,左室H+得到电子,生成H2,OH-浓度增大,与中间室移动过来的Na+结合,生成NaOH,所以离子交换膜I为阳离子交换膜,Ⅱ为阴离子交换膜,B错误;C.根据原子守恒可知,合成室内发生的反应为:CH2=CH2+2CuCl2→CH2ClCH2Cl+2CuCl,C正确;D.电解时阴极生成气体的速率为xmol•h-1,根据阴极反应:2H++2e-=H2↑,根据电荷守恒可知,中间室移动过来的Na+的速率为2xmol•h-1,故中间室补充NaCl的速率为2xmol•h-1,D正确;故答案为:B。
52、B
左室为氨基丙醇电解生成氨基丙酸,电极方程式为H2NCH2CH2CH2OH-4e-+H2O=H2NCH2CH2COOH+4H+,反应失电子,为阳极;右室为乙二酸电解产生乙醛酸,电极方程式为HOOCCOOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O,反应得电子,为阳极。据此解答:
A.Pb电极表面乙二酸得电子,为阴极,左室产生H+、右室消耗H+,H+通过离子交换膜从左室迁移至右室,故A正确;B.左室产生H+,pH降低,右室消耗H+,pH增加,故B错误;C.若将两电极材料互换,原料与电极吸附能力会改变,影响电极与反应物之间的电子转移,会使两种产品产量下降,故C正确;D.据分析,PbO2电极(左室)上的电极反应为H2NCH2CH2CH2OH + H2O -4e-= H2NCH2CH2COOH + 4H+,故D正确;故答案为B。
53、A
图1中,Fe电极为阳极,此处Fe被氧化为,阳极式为;Ni为阴极,此处水中的被还原为H2,阴极式为;则中间的离子交换膜为阴离子交换膜,经交换膜从右侧进入左侧。
A.结合分析知,经交换膜从右侧进入左侧,中间的离子交换膜为阴离子交换膜,A错误;B.结合分析知,阳极处Fe被氧化为,阳极式为,B正确;C.Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,M点对应的c(OH−)低,Na2FeO4稳定性差;N点对应的c(OH−)过高,铁电极上可能有生成而使Na2FeO4产率降低,C正确;D.的物质的量为0.3mol,结合阴极式可知,则电路中转移电子数目为,D正确;故选A。
54、C
装置图为电解池,则左侧失电子为阳极,电极反应:,右侧电极为阴极,得电子,电极反应:,中间为阳离子交换膜,Na+由阳极移向阴极,据此分析;
A.电极a为阳极,失电子,发生氧化反应,A正确;B.阴极区电极反应:,溶液中浓度逐渐增大,B正确;C.理论上电路中每转移1mol,阳极室溶液质量减少1mol和1molNa+,质量为90.5g,C错误;D.根据分析中电极反应可知,理论上阴极室和阳极室生成气体的物质的量之比为1:2,D正确;故选C。
55、D
闭合K1,该装置为化学电源,电极表面变化可知,Zn为负极,负极电极反应式为,Pd材料为正极,电极反应式为,闭合K2,该装置为电解装置,锌电极为阴极,Pd为阳极,据此分析。
A.由图可知,闭合时,左侧电极反应为,右侧电极反应为,故A正确;B.电化学上规定:发生氧化反应的一极为阳极,发生还原反应的一极为阴极,即左池为阳极区、右池为阴极区,闭合时,复合膜层间的解离成和,移动向两极的和的物质的量相等,两电极转移电子数相等,阳极区消耗的氢氧根离子大于阴极区消耗的氢离子,即阳极区溶液的降低,阴极区溶液的不变,故B正确;C.闭合时,左池为电解池阴极区,右侧为电解池阳极区,从电极流向复合膜,故C正确;D.闭合,电解池阳极电极反应式为,若理论上阳极生成的体积换算为标况下,其数值为,则阳极转移电子为,外电路转移电子,故D错误;答案选D。
56、B
充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴,空穴作用下NaI转化为NaI3,由图可知,充电时,N极为阳极,电极反应式为3I--2e-=,M极为阴极,电极反应式为+6e-=4S2-,放电时,M极为负极,电极反应式为4S2--6e-═,N极为正极,据此作答。
A.由分析可知,充电时,M极为阴极,电极反应式为+6e-=4S2-,故A正确;B.由分析可知,放电时,M极为负极,故B错误;C.充电时,N极为阳极,电极反应式为3I--2e-=,生成1molNaI3,转移2mol电子,由电荷守恒可知,有2molNa+转移到M电极室,故C正确;D.充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴,空穴作用下NaI转化为NaI3,充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,故D正确;答案选B。
57、C
电池工作原理为:放电时,负极金属锂失去电子变成锂离子,锂离子通过固体电解质嵌入正极材料;充电时,正极材料失去电子,时电极反应方程式为:,时电极反应方程式为:,负极中锂离子得到电子生成锂单质,电极反应方程式为:。
A.充电过程中电极连接电源正极,作阳极,发生氧化反应,电极连接电源负极,作阴极,发生还原反应,因此电极的电势高于电极,A正确;B.放电时,负极金属锂失去电子变成,通过固体电解质嵌入正极材料,根据电子守恒,负极生成的与正极材料嵌入的物质的量相等,因此固体电解质只是起到传递作用,固体电解质中的质量分数不变,B正确;C.放电时,正极发生还原反应,得到电子,根据元素守恒,可能存在电极反应式:,C错误;D.充电时,正极有和生成时,根据电极反应方程式:和,转移的电子数为,根据电子守恒,负极发生反应,质量增加为,D正确;故选C。
58、C
以惰性电极电解CuSO4和NaCl 的混合溶液,阳极依次发生 、 ;阴极依次发生 、 。根据图象可知,生成的氯气是112ml,物质的量是0.005mol,转移电子是0.01mol。则氯化钠是0.01mol;t2时铜离子恰好放电完毕,此时生成氧气是168ml-112ml=56ml,物质的量是0.0025mol,则转移电子是0.01mol,所以根据电子得失守恒可知,析出铜是0.01mol,因此硫酸铜是0.01mol。
A.由分析可知,a表示阳极上产生的气体,t1前产生的为Cl2,A错误;B.由t2时4OH--4e-=O2↑+2H2O~4H+,n(H+)=0.0025mol×4=0.01mol,则溶液的c(H+)=0.01mol/L,pH=2,B错误;C.根据以上分析,原溶液中CuSO4和NaCl物质的量之比为0.01mol: 0.01mol=1:1,C正确;D.若原溶液体积为1L,则原溶液中的物质的量浓度为0.01mol=0.01mol/L,D错误。故选C。
59、B
A.Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液,阳极首先是Cl-失去电子生成氯气,然后是OH-放电生成氧气,所以a电极与电源的正极相连,A错误;B.阴极先是Cu2+放电析出铜,然后H+放电生成氢气。氯气是0.01mol,则原溶液中CuSO4是0.06mol,析出铜的质量是3.84g,即B正确;C.电解的第一阶段相当于电解氯化铜,pH不变,D错误;D.第二阶段电解硫酸铜和水,pH减小。第三阶段电解水,pH减小。b是阴极,t2时,b的电极反应是2H++2e-=H2↑,D错误,答案选B。
60、D
石墨做电极,阳极的电极反应为:,阴极的电极反应先后为:,,根据两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)即生成了0.1molH2和0.1molO2,可知电解过程中转移0.4 mol电子,同时阴极析出0.1molCu。
A.据分析阴极析出0.1molCu,故A错误;B.据分析上述电解过程中共转移0.4 mol电子,故B错误;C.电据分析解过程中既析出了0.1molCu又生成了0.1molH2和0.1molO2,需要往电解后得到的溶液加入0.1mol可恢复原来的浓度,故C错误;D.电解过程中转移0.4 mol电子,根据阳极反应可知生成0.4 mol H+,阴极消耗0.2 mol H+,电解后溶液体积仍为500 mL,则电解后溶液中c(H+)为0.4mol·L-1,故D正确;故选D。
61、C
由图可知,放电时,Zn失去电子生成Zn2+,Zn电极为负极,为正极,充放电时的变化过程为,以此解答。
A.放电时阴离子向负极移动,据分析,放电过程中由右侧流向左侧,A正确;B.放电时,Se在电极得到电子生成Cu2Se,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应为,则充电时的电极总反应为,B正确;C.放电时发生四电子转移,正极总反应为,过程中铜的化合价降低,是上述中的某一步反应,则放电时的电极反应为,C错误;D.若中间物质中,则其化学式为,假设化学式为,则,得,即与的个数之比为,D正确;故选C。
62、D
结合题干信息,装置I为原电池,装置II为电解池,装置I中,Li+移向X电极,故X为正极,Y为负极;为阴极,为阳极,W电极反应为,Z电极反应为。
A.根据分析可知,装置I中Li+移向正极,故A正确;B.根据分析可知,电极W为阳极,故B正确;C.根据分析可知,Z电极反应为,故C正确;D.装置II中的W电极生成氯气1mol,转移电子的物质的量为,结合得失电子守恒,故装置I中电极生成,则装置中可制得,D错误。故选D。
63、C
由装置图可知A电极上发生反应:,A电极作负极,B电极为正极,正极发生反应:,则电极D为阴极,电极反应:,C电极为阳极,电极反应:,据此分析解答。
A.装置中A电极上发生反应:,A电极作负极,A错误;
B.工作时,由阴极向阳极移动,即从右向左移动,B错误;C.根据分析可知,阴极的电极反应为,C正确;D.若C极生成2.24L (标准状况),即生成0.1mol氧气,转移电子0.4mol,结合上述电极反应可知A电极消耗0.4molCu,质量减少25.6g,D错误;故选C。
64、C
该装置晚间通过转化储存电力,则晚间对应电解池原理,将电能转化为化学能,B为阴极,与电源的负极相连,A为阳极,与电源的正极相连;白天制氢为原电池,将化学能转化为电能,A为正极,B为负极。
A.由分析可知,晚间储电时对应电解池原理,A为阳极,与电源的正极相连,A错误;B.白天制氢时是原电池,A为正极,B为负极,溶液中为阳离子,从右室向左室移动,B错误;C.储电时,阳极发生:,阴极发生,则总反应为,C正确;D.,每生成,转移的电子为2mol,由知,溶液中减少的,对应的=32g,D错误;故选C。
65、D
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,电极材料为Ag,电极方程式为:Ag-e-+Cl-=AgCl;电极3为阴极,电极材料为AgCl,电极方程式为:AgCl+e-= Ag+Cl-,电极4为阳极,在电极4上发生氧化反应:LiFePO4-e-= FePO4+Li+,实现了锂的富集。
A.电极1为阴极,因此a为电源的负极,b为电源的正极,电极电势b高于a,故A错误;B.由分析可知,电极2为阳极,应选择Ag电极,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.电极4放电一段时间后转化成为FePO4,所以互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同,故C错误;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正确;故答案为:D。
66、C
金属锂易失去电子,则放电时,惰性电极为负极,气体扩散电极为正极,电池在使用前需先充电,目的是将解离为和,则充电时,惰性电极为阴极,电极的反应为:,阳极为气体扩散电极,电极反应:,放电时,惰性电极为负极,电极反应为:,气体扩散电极为正极,电极反应为,据此解答。
A.放电时,会通过固体电解质进入电解质溶液,同时正极会生成进入储氢容器,当转移2mol电子时,电解质溶液质量增加,即电解质溶液质量会增大,A错误;B.放电时,由分析中的正、负电极反应可知,总反应为,B错误;C.充电时,向阴极移动,则向惰性电极移动,C正确;D.充电时每转移电子,会有与结合生成,但不知道电解液体积,无法计算降低了多少,D错误;故选C。
67、B
由图可知,左侧发生,N元素化合价下降,则左侧是阴极区,右侧发生,Cl元素化合价上升,则右侧是阳极区,据此解答;
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。
68、D
由图可知,放电时,N电极上发生得电子的还原反应,为正极,电极反应为:,M电极为负极,电极反应为,充电时,N为阳极,M为阴极,电极反应与原电池相反,据此解答。
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。
69、D
由图可知,左侧为阴极,电极反应为,右侧为阳极,电极反应为,在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水,钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠,氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间,锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间,在此处得到LiCl,则膜Ⅰ为阳膜,膜Ⅱ为阴膜,膜Ⅲ为阳膜,据此解答。
A.由分析可知,膜Ⅱ为阴膜, A错误;B.a电极的反应为,pH变大,B错误;C.由分析可知,电极b的反应为,C错误;D.每脱除58.5gNaCl,转移电子数为1mol,有1molLi+和1molCl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ,可得到1molLiCl,D正确;故选D。
70、D
放电过程中产生,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又转化为和LiCl,则左侧电极为正极,右侧电极为负极;【解析】A.放电过程中负极锂失去电子形成锂离子,锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成,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:,锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质:,则每生成,同时生成2mol Li;放电过程中,消耗6mol Li,同时生成4mol LiCl,则整个充放电过程来看,理论上每生成,需消耗1mol Li,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又转化为和LiCl,负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子,总反应为,D正确;故选D。
71、D
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:,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:,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:,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;故选D。
72、B
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;答案选B。
73、B
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:;Pt电极失去电子生成,作阳极,电极反应为:,同时,Pt电极还伴随少量生成,电极反应为:。
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,即向Pt电极移动,A错误;B.由分析可知,Pt电极失去电子生成,电解质溶液为KOH水溶液,电极反应为:,B正确;C.由分析可知,阳极主要反应为:,阴极反应为:,则电解过程中发生的总反应主要为:,反应消耗,生成,电解一段时间后,溶液pH降低,C错误;D.根据电解总反应:可知,每生成1mol,生成0.5mol,但Pt电极伴随少量生成,发生电极反应:,则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供,所以生成小于0.5mol,D错误;故选B。
74、B
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HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH:OHC—COOH+HO—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+HO—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;答案选B。
75、B
由信息大电流催化电解溶液制氨可知,在电极a处放电生成,发生还原反应,故电极a为阴极,电极方程式为,电极b为阳极,电极方程式为,“卯榫”结构的双极膜中的H+移向电极a,OH-移向电极b。
A.由分析中阴阳极电极方程式可知,电解总反应为,故A正确;B.每生成,阴极得8mole-,同时双极膜处有8mol进入阴极室,即有8mol的解离,故B错误;C.电解过程中,阳极室每消耗4mol,同时有4mol通过双极膜进入阳极室,KOH的物质的量不因反应而改变,故C正确;D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构具有更大的膜面积,有利于被催化解离成和,可提高氨生成速率,故D正确;故选B
76、C
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,电极B为阳极,则电极A为阴极,得电子,发生还原反应,A正确;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;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;由分析可知,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。
77、C
Zn/ZnO电极为负极,MoS2电极为正极,正极电势高于负极电势,A正确;正极区消耗的H+源于双极膜解离出的H+,且产生的NH3会部分溶解,所以正极区溶液的pH不会减小,C错误;电子流向:负极→负载→正极,D正确。
78、B
由图分析可知,电极1为电解池的阳极,氯离子放电生成氯气,电极2为阴极,溶液中氢离子得到电子生成氢气,离子交换膜a是阳离子交换膜,离子交换膜b为阴离子交换膜,结合阴、阳离子移向可知,各间隔室的排出液中,①③⑤⑦为淡水,A错误、B正确;通电时,阳极电极反应:2Cl--2e-===Cl2↑,阴极电极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,电极2附近溶液的pH比电极1附近溶液的pH变化明显,C错误;淡化过程中,得到的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、溴等,有使用价值,D错误。
79、C
该装置图中,甲池为燃料电池,其中左边电极为负极,右边电极为正极,乙池为电解池,石墨电极为阳极,Ag电极为阴极,阴极上Cu2+得电子生成铜,无气体生成,A错误;甲池溶液呈碱性,电极反应式不出现H+,B错误;根据甲池的总反应式可知有水生成,电解液被稀释,故碱性减弱,pH减小,乙池的总反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,电解液酸性增强,pH减小,C正确;3.2 g N2H4的物质的量为0.1 mol,转移电子的物质的量为0.4 mol,产生0.2 mol Cu,质量为12.8 g,D错误。
80、C
根据图示可知,B为原电池,氧气得电子与水反应生成OH-,d作正极,c作负极;A、C为电解池,m、a为电解池的阳极,b、n为电解池的阴极。a为精铜,失电子,作阳极,b为铁制品,作阴极,铜离子得电子,可实现镀铜要求,A项正确;c为负极,甲醇失电子与溶液中的OH-反应生成CO和水,B项正确;电解KCl溶液,m为阳极,氯离子失电子生成氯气,从e口出来,从f口出来的气体为氢气,C项错误;电解槽左侧为阳极室,钾离子从电解槽左室向右室迁移,h口出来的为高浓度的KOH溶液,D项正确。
81、A
a电极反应式为Fe2+-e-===Fe3+,a电极为负极,左侧还发生反应:2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+,b电极为正极,电极反应式为R+2H++2e-===H2R,右侧还发生反应:O2+H2R===R+H2O2,实现废气处理和能源利用。负极区生成Fe3+,为防止Fe3+水解生成Fe(OH)3,所以电池工作时,负极区要保持呈酸性,B项错误;氢离子通过质子交换膜进入正极区,所以正极区的pH基本不变,C项错误;根据原电池正极区的反应,每转移2 mol电子消耗1 mol氧气,现消耗氧气的物质的量为=0.005 mol,则转移电子0.01 mol,由电解总反应式:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+知,生成0.01 mol氢离子,c(H+)==0.1 mol·L-1,则电解后的CuSO4溶液的pH约为1,D项错误。
82、C
电池工作时,左边装置中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体,Co2+在另一个电极上得到电子,被还原产生Co单质,CH3COO-失去电子后,H+、金属阳离子通过阳膜移向甲室,甲室溶液pH减小,A正确;对于乙室,正极上LiCoO2得到电子,被还原为Co2+,同时得到Li+,电极反应式为LiCoO2+e-+4H+===Li++Co2++2H2O,C错误;依据电子守恒,乙室消耗的H+比负极CH3COO-反应产生的H+多,因而需补充盐酸,B正确;根据转移电子守恒,可知没有进行溶液转移时,乙室Co2+增加的质量是甲室Co2+减少质量的2倍,而实际二者倍数为=1.5<2,故此时已进行过溶液转移,D正确。
83、C
X装置有能自发进行的氧化还原反应,为原电池装置,二氧化硫在a极发生失电子的氧化反应,则a为负极,氧气在b极发生得电子的还原反应,则b为正极;Y装置与原电池装置相连,为电解池,c极连接原电池正极,为阳极,d极连接原电池负极,为阴极;
A.X装置有能自发进行的氧化还原反应,为原电池装置,故A正确;
B.结合Y装置可知,在c极失电子转化为,故B正确;
C.电子只能沿着导线移动,所以电路种电子流向:、,故C错误;
D.在X原电池装置中,向正极移动,在Y装置中,向阴极移动,都是从左到右的方向,故D正确;
答案选C。
84、B
从图中可以看出,光伏并网发电装置中, a电极连接N型半导体,则其为负极,b电极连接P型半导体,则其为正极;电解装置中,a极为阴极,b极为阳极。从电解池a极区溶液中四甲基氢氧化铵[ ( CH3) 4NOH]浓度增大,也可推出( CH3) 4N+透过c膜向a电极移动,则a电极为阴极,c膜为阳膜;Cl-透过d膜向右侧移动,则d膜为阴膜;Na+透过e膜向左侧移动,则e膜为阳膜。
A.由分析可知,光伏并网发电装置中,N型半导体为负极,P型半导体为正极,A正确;
B.由分析可知,c、e为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,B错误;
C.b为阳极,溶液中的氢氧根离子失去电子生成氧气,电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,C正确;
D.182克四甲基氢氧化铵的物质的量为,则a极生成1mol氢气,b极生成0.5mol氧气,两极共产生1.5mol气体,在标况下体积为33.6L,D正确;
故选B。
85、C
该装置为电解池,Pt为负极,电极方程式为,Ir为正极,电极方程式为,H+和CaCO3反应生成CO2和Ca2+,Ca2+和OH-反应Ca(OH)2;CO2在催化电极生成碳质产物,e为负极,d为正极;据此分析解题。
A.图中涉及的物质中CO2,O2,H2,CH4,C2H6,C2H4,有6种非极性分子,故A错误;
B.据分析可知,Ir为正极,电极方程式为,氧化产物为O2,故B错误;
C.CO2在催化电极生成碳质产物,2CO2 +10H2O+14e- =C2H6+14OH-,符合电子转移守恒,电荷守恒和原子守恒,故C正确;
D.催化电极上不止发生,还发生,所以催化电极上每生成1 mol H2,交换膜Q上不一定迁移2 mol OH-,故D错误;
故答案选C。
86、D
根据电池反应为2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知,放电时Li元素化合价由0价变为+1价,失去电子,所以Li电极是负极,则碳棒是正极,正极是SO2Cl2中+6价的硫得电子、发生还原反应,结合方程式书写电极反应;电解池中,Ni电极失去电子生成Ni2+,通过膜a进入产品室Ⅱ室,所以g电极为阳极、与锂-磺酰氯(Li-SO2Cl2)电池的正极C棒相接,H2PO由原料室III室通过膜b进入产品室II室,与Ni2+生成Ni(H2PO2)2,h电极为阴极,与原电池的e电极相接,H2O或H+发生得电子的还原反应,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑,Na+通过膜c进入IV室,形成闭合回路,所以膜a、c是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜。
A.由图示可知,Li电极为负极,发生氧化反应,则C电极为正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为SO2Cl2+2e−=2Cl−+SO2↑,A正确;
B.原电池中Li电极为负极,C电极为正极,电解池中,Ni电极失去电子生成Ni2+,即g电极为阳极,则h电极为阴极,接原电池的e极,B正确;
C.电解池中,Ni电极失去电子生成Ni2+,通过膜a进入产品室II室,H2PO由原料室III室通过膜b进入产品室II室,在产品室II室中与Ni2+生成Ni(H2PO2)2,Na+通过膜c进入IV室,形成闭合回路,所以膜a、c都是阳离子交换膜,b是阴离子交换膜,C正确;
D.电解池中不锈钢电极即h电极为阴极,电极上H2O或H+发生得电子的还原反应,电极反应式为:,生成时,电路中转移2mol电子,同时2molNa+通过膜c进入IV室,理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加(23×2- 2)g=44g,D错误;
故选D。
87、D
由图可知,甲为原电池,甲醇通入极为负极,氧气通入极为正极,乙为电解池,石墨为阳极,Ag为阴极,丙为电解池,左侧Pt电极为阳极,右侧Pt电极为阴极,据此作答。
A.乙池中石墨电极为阳极,溶液中氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,丙为电解池,阴离子向阳极(左侧Pt电极)移动,故A错误;
B.在燃料电池甲池中,负极是甲醇发生失电子的氧化反应,在碱性电解质下的电极反应为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O,故B错误;
C.电解池乙池中,电解后生成硫酸、铜和氧气,要想复原,要加入氧化铜,故C错误;
D.丙池是电解池,左侧电极是阳极,开始生成氯气,电极反应式为2Cl--2e=Cl2↑,当氯离子消耗完以后,电极继续生成氧气,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,故左侧电极可能得到混合气体,故D正确;
故选:D。
88、B
甲烷燃料电池中a极CH4变为CO2发生氧化反应为负极,而O2发生还原反应为正极。阳极室Cl-优先放电得到Cl2,阴极室H2O放电产生H2和OH-。
A.a极CH4变为CO2发生氧化反应,反应为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,A项正确;
B.要制备Ca(H2PO4)2,Ca2+经K膜进入产品室与从L膜进入的磷酸二氢根结合,所以L膜为阴离子交换膜。阴极室H2O放电产生OH-与从原料室进入的Na+结合为NaOH,所以NaOH浓度更大,B项错误;
C.阴极电极不参与反应,可以换成铁,C项正确;
D.由电子守恒和电荷守恒得到关系式为CH4~8e-~4Ca2+,即1molCH4消耗时,阳极室Ca2+减少4mol。标况下2.24LCH4为0.1mol,阳极室Ca2+减少0.4mol,D项正确;
故选B。
89、D
由装置可知缺氧阴极上得电子生成NO2,NO2继续得电子生成N2;好氧阴极上氧气得电子生成水,同时该区电解质溶液中存在NH失电子生成,最终生成的反应;厌氧阳极上葡萄糖失电子生成二氧化碳,据此分析解答。
A.由以上分析可知厌氧阳极电极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+,故A正确;
B.缺氧阴极电极反应为:,随反应进行氢离子浓度减小,pH增大,故B正确;
C.根据A中电极反应可知每消耗1mol葡萄糖会生成24mol氢离子,为保持溶液电荷守恒,氢离子向两侧阴极区迁移,共24mol,故C正确;
D.“好氧阴极”和“缺氧阴极”均得电子存在竞争作用,但NH在反应过程中失电子,O2在反应中得电子,两者不存在竞争,故D错误;
故选:D。
90、B
右侧装置为原电池,根据Li+移动方向可知,c为负极、d为正极。左边装置为给原电池充电,a为阴极、b为阳极;
A.a为电解池阴极、d为原电池正极,a与d电极上发生还原反应,故A错误;
B.左右两个装置中的离子交换膜允许Li+通过,均为阳离子交换膜,故B正确;
C.右侧装置为原电池,电池放电时,负极反应为LiC6-xe-= Li1-xC6+xLi+,故C错误;
D.若装置工作前c与d电极质量相等,则转移0.1 mol电子c电极质量减小0.7g、d电极质量增加0.7g,两个电极质量相差1.4 g,故D错误;
选B。
91、C
从图中可以看出,在M极,OCN-转化为CO2和N2,N元素由-3价升高到0价,则M极为负极;在N极,O2作氧化剂,则N极为正极。
A.原电池工作时,电子由负极沿导线流向正极,则电子由电极M经用电器流向电极N,A正确;
B.该电池在厌氧微生物的催化作用下,常温下,将OCN-等杂质转化为CO2、N2等,所以优点是条件温和,利用率高,无污染,B正确;
C.在M极,2OCN--6e-+2H2O=2CO2↑+N2↑+4H+,则废水中的Cl-、通过膜1向M极移动;在N极,O2+2H2O+4e-=4OH-,则废水中的H+、Na+、K+、Mg2+通过膜2向N极移动,由于阴、阳离子所带的电荷数不同,所以通过膜1的阴离子数目不一定等于通过膜2的阳离子数目,C错误;
D.将M极、N极的电极反应式相加,同时注意废水呈酸性,正极产生的OH-最终被废水中的H+所中和,所以电池的总反应可表示为,D正确;
故选C。
92、A
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,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.阴极发生还原反应,溶液中放电,为,A正确;
B.碱室是转化为,应由双极膜产生不断补充,保持碱的浓度,X应为,B错误;
C.盐室生成,就需要穿过交换膜A,所以交换膜A为阴离子交换膜,C错误;
D.捕获1.12L ,未指明标准状况,无法计算转移电子数,D错误;
故选A。
93、D
A.原电池是将化学能转化为电能的装置,A项正确;
B.温度超过一定范围,生物正极会失去活性,不利于的生成,B项正确;
C.由电荷守恒和原子守恒,非生物负极的电极反应式为,C项正确;
D.生物正极区生成的反应式为,则生成1mol 时,反应中转移12mol ,D项错误;
故选:D。
94、B
A.由图可知,电解池中与正极相连的电极为阳极发生氧化反应,电极方程式为,A正确;
B.电解池中与负极相连的电极为阴极发生还原反应,电极方程式为,溶液中的氢氧根离子将增多,另外阳极H+也将增多,会打破原来的电中性状态,但不管是阴极还是阳极的电极,其表面的会选择性的紧密结合水电离出的,更有利于的传输,因此隔膜应为阴离子交换膜,B错误;
C.海水中含有Mg2+等杂质,由阴极电极方程式可知,阴极周围的氢氧根离子将增多,因此,阴极会产生等电极垢,C正确;
D.由题可知,电极表面的可选择性的紧密结合水电离出的,从而发生氧化反应:,因此会减少副产物的生成,D正确;
故选B。
95、D
由图可知,a极上镍离子失去电子发生氧化反应,为阳极,则b为阴极;
A.催化剂能降低电极反应的活化能,加快反应速率,A正确;
B.由图示可知,在催化电极a放电生成1molNiO(OH),然后发生反应6NiO(OH)+ +12H+=6Ni2++ +10H2O,则在催化电极a放电可得到呋喃二甲酸,B正确;
C.阴极反应为分子中硝基被还原为氨基的过程,反应为 ,C正确;
D.反应时阳离子向阴极迁移,电路中每转移,会有1mol氢离子从阳极区进入阴极去,导致阳极区减小1g、阴极区增加1g,质量变化的差为2g,D错误;
故选D。
96、B
A.图中右侧主要产生羟基自由基(),由H2O产生()非自发进行。需要通电电解水,所以左池()为原电池,右池()为电解池,故A正确;
B.a极的电极反应式,生成OH-,故pH变大;b极C6H5OH失去电子被氧化成为CO2 ,周围环境为NaCl溶液,所以b极的电极反应式为 ,生成H+,导致酸性增强,pH变小,故B错误;
C.d极是H2O失去电子变成和H+,电极反应为,故C正确;
D.该组合装置产生CO2的地方为b极和d极区苯酚被氧化。由B可知b极的电极反应式,b极转移2.8 mol e-、生成0.6mol CO2,d极区苯酚被氧化的化学方程式为,每转移28mol e- ,生成6mol CO2,即转移2.8mol e-,d极区生成0.6 mol CO2,则转移28 mol e-,该组合装置生成1.2molCO2,标准状况下,该组台装置生成CO2的体积为V= n×Vm=1.2mol ×22.4 L/mol=26.88L >13.44L (标准状况),故D正确;
故答案选B。
97、B
由X极通乙炔然后生成乙烯可知X极得电子,发生还原反应,故为阴极;Y电极氢氧根离子放电生成氧气,Y为阳极,据此作答。
A.由图2可看出,电流选择时乙烯的选择性最大,大于时乙烷的选择性增大,A正确;
B.体系是氢氧化钾溶液呈碱性,故X极的电极反应式为,B错误;
C.Y极发生的电极反应是,膜R为阴离子交换膜可让X极产生的氢氧根移向Y极,弥补Y极氢氧根离子浓度的减小,C正确;
D.Y极生成(标准状况),转移的电子为4mol,由乙炔生成乙烯需要转移的电子也为4mol,但由于此反应乙烯的选择性小于100%,故制备的乙烯小于,D正确;
故选B。
98、B
由题干装置图示信息可知,多孔电极上发生电化学Fe2+-e-===Fe3+,发生氧化反应,故该电极为负极,然后再发生2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++4H++SO,光催化电极上发生还原反应:2H++2e-===H2↑,则该电极为正极,负极室产生的H+经质子交换膜移向正极室。A.由分析可知,负极的电极反应为Fe2+-e-===Fe3+,而不是SO2+2H2O-2e-===SO+4H+,错误;B.由分析可知,右室中即光催化电极上发生2H++2e-===H2↑,根据电荷守恒可知,每消耗2 mol H+则有2 mol H+从左室经质子交换膜进入右室,故右室中H2SO4溶液的浓度基本保持不变,正确;C.由分析可知,根据电荷守恒可知,每吸收1 mol SO2,将产生2g H2,即理论上装置的总质量增加64-2=62 g,错误;D.由分析可知,多孔电极为负极,光催化电极为正极,故电子由负极即多孔电极通过导线流向正极即光催化电极,错误。
99、C
由图可知,含铁的催化电极为原电池的正极,盐酸作用下一氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成盐酸羟胺,电极反应式为NO+3e-+4H+===NH3OH+,铂电极为负极,氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子,电极反应式为H2-2e-===2H+,原电池工作时氢离子通过氢离子交换膜由负极区进入正极区。Y为反应机理最终产物,故Y为盐酸羟胺的阳离子,分析正极反应机理,结合元素守恒可以判断X为氢离子,A正确;Fe电极为正极,导电,同时根据反应机理可知,铁起着催化剂的作用,故含Fe电极起到导电和催化的作用,B正确;由分析可知,铂电极为负极,氢分子失去电子生成氢离子,正确的电极反应式为H2-2e-===2H+,C错误;根据分析中正极电极反应式,消耗1 mol NO,外电流有3 mol电子转移,同时有3 mol H+通过交换膜,D正确。
100、B
由题给信息:“CH2===CH2Br2,H2O,HO-CH2-CH2BrOH-, ”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,故正确;B.由题意可知,生成1mol环氧乙烷需要消耗1 mol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1 mol,故错误;C.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,故正确;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,故正确。
101、D
放电时,a电极发生反应:
,说明Na+移向a电极,a电极为正极,b电极为负极。A.由分析可知,放电时,a电极为正极,b电极为负极,a电极电势高于b电极,正确;B.由分析可知,放电时,a电极为正极,b电极为负极,则充电时,a电极为阳极,b电极为阴极,Na+向阴极移动,正确;C.由分析可知,充电时,b电极为阴极,电极反应式为C+xNa++xe-===NaxC,正确;D.a电极为正极,电极方程式为+2e-+2Na+=== ,若a电极质量增加82.8 g时,参与反应的n(Na+)==3.6 mol,转移3.6 mol电子,则充入电量为=9.632×104m Ah,错误。
102、D
阴极CO2得电子转化为CO,电极反应式为3CO2+2e-+H2O===CO+2HCO,阳极Cl-失电子转化为Cl2,电极反应式为2Cl-2e-===Cl2↑,装置要得到副产物Cl2和碳酸氢盐,故阴极产生的碳酸氢根离子和阳极电解液中的钠离子进入中间室,则a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜。A.根据分析可知,阴极产生的碳酸氢根离子进入中间室,则a为阴离子交换膜,正确;B.根据分析可知,阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,正确;C.由于阳极区产生氯气消耗氯离子且钠离子向中间室迁移,故氯化钠浓度减小,浓度:食盐水1>食盐水2,正确;D.根据电极反应3CO2+2e-+H2O===CO+2HCO可知,每通过2 mol e-,标准消耗状况下67.2 L CO2,错误。
103、C
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,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,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,电极反应为4OH-+4h+===2H2O+O2↑,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,错误。
104、C
首先判断电解池的阴阳极,由于通入SO2气体以后可以把I还原,当打破I-和I的平衡后,测硫仪便立即进行电解,直到I-氧化为I(失去电子),故与M极相连的Pt为阳极,与N极相连的Pt为阴极,所以M极为阳极,故A错误;检测前,发生反应SO2+I+2H2O===3I-+SO+4H+,产生H+,电解时,要消耗H+产生氢气,pH要发生变化,故B错误;根据反应过程关系:S~SO2~I~2e-,电解消耗电量为b库仑,设SO2的含量为x mol, =,解得x= mol,= g·L-1,故C正确;待测气体中O2能将部分I-氧化为I,对于反应SO2+I+2H2O===3I-+SO+4H+,减少生成物浓度同时增大反应物浓度,可以加快SO2被消耗的速度,使得混合气体中SO2含量偏低,故D错误。
105、B
由图可知,通入氢气的电极为阳极,氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子,氢离子与C2H5O-离子反应生成C2H5OH,C2H5OH解离出氢离子和C2H5O-离子,通入氮气的电极为阴极,钙离子在阴极得到电子生成钙,钙与氮气反应生成Ca3N2,Ca3N2与氢离子反应生成Ca2+和氨气,则阴极的电极反应式为Ca2++2e-===Ca,N2+3Ca=== Ca3N2,Ca3N2+6H+===3Ca2++2NH3,电解的总反应方程式为N2+3H22NH3。A.由分析可知,H2在阳极上失去电子,故阳极区反应式为H2+2C2H5O--2e-===2C2H5OH,错误;B.由分析可知,此装置降低合成氨能耗的主要原因是钙或锂等金属能高效解离氮气形成相应的氮化物,正确;C.由于水能与Ca直接反应,故含少量乙醇的水溶液不会使该装置生产效率提高反而降低,错误;D.由分析可知,电解的总反应方程式为N2+3H22NH3,故整个装置每生成1 mol氨,不消耗Ca2+,Ca2+只是电解质导电,错误。
106、D
由图可知,放电时Sn2+在M极失去电子生成Sn4+,即SnBr2转化为SnBr4,M极是负极;为了维持电荷守恒,NaBr溶液中的溴离子要通过X膜进入Ⅰ室,X膜为阴离子交换膜;Ⅲ室中Br2在N极得到电子生成溴离子并转移到Ⅱ室,则N极为正极,Y膜为阴离子交换膜。A.充电时,N极为阳极,M极为阴极,阴离子向阳极迁移,错误;B.充电时,N极电极反应式为2Br--2e-===Br2,错误;C.X膜、Y膜均为阴离子交换膜,错误;D.设起始时Ⅰ室n=x mol,==,x=2.5a,正确;故选D。
107、D
由装置可知左侧电解池中由4NOH稀溶液生成4NOH浓溶液,则4N+应通过c膜进入左侧,并在a电极上发生反应24N++2H2O+2e-===24NOH+H2↑,则a电极为阴极,b电极为阳极,n为正极,m为负极。A.由以上分析可知n为正极,m为负极,正极电势高于负极电势,则n电极的电势高于m电极,正确;B.a为阴极,得电子发生还原反应,生成4NOH,电极反应为24N++2H2O+2e-===24NOH+H2↑,正确;C.由图中信息可知,Na+通过e膜,Cl-通过d膜,4N+通过c膜,则c、e为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,X为NaCl,正确;D. 18.2 g4NOH物质的量为=0.2 mol,a电极发生反应为24N++2H2O+2e-===24NOH+H2↑,0.2 mol4NOH生成0.1 mol H2,转移0.2 mol电子,b电极发生反应:4OH--4e-===O2↑+2H2O,根据得失电子,转移0.2 mol电子,产生0.5 mol O2,所以生成的气体总体积为0.15×22.4=3.36 L,错误。
108、C
由图示可知电极A上,氯离子失电子生成HClO,则电极A为阳极,电极B为阴极,电极B上发生反应2ClCH2CH2OH+2e-===2+H2↑+2Cl-。A.由以上分析可知电极A为阳极,故正确;B.左侧电极发生反应Cl-+H2O-2e-===HClO+H+,随反应进行,溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH降低,故正确;C.电极B上还可能发生2H2O+2e-===H2↑+2OH-,故错误;D.乙烯与HClO反应生成ClCH2CH2OH,该反应属于加成反应,故正确。
109、C
电解池中催化电极a为阳极,发生反应:CN6CN-2e-+2HCO===2CH3CH=CHCN+2CO2↑+2H2O;催化电极b为阴极,发生反应:2HCO+2e-===H2↑+2CO。A.根据分析可知,催化电极a为阳极,与电源正极相连,则电势:催化电极a>催化电极b,错误;B.电子不经过内电路,因此电子移动方向:催化电极a→电源→催化电极b,错误;C.催化电极b为阴极,发生反应:2HCO+2e-===H2↑+2CO,正确;D.由2HCO+2e-===H2↑+2CO可知,催化电极b上生成7 mol气体时,电解池转移电子的物质的量为14 mol。催化电极a上发生主反应:CN6CN-2e-+2HCO===2CH3CH=CHCN+2CO2↑+2H2O(反应中2 mol e-对应2 mol气体),催化电极a上发生副反应:4HCO-4e-===O2↑+4CO2↑+2H2O(副反应中4 mol e-对应5 mol气体),设主、副反应生成的气体分别为x mol、y mol,则x+y=15①,x+y=14 ②,解方程组可知x=10,y=5,因此,电流效率=≈71%,错误。
110、D
由图可知,光催化电极a发生CO2到CO,还原反应,为原电池的正极,碳酸氢根离子作用下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为,光催化电极b为负极,氢氧根离子作用下在负极失去电子发生氧化反应生成和水,由电荷守恒可知,钾离子通过阳离子交换膜由负极移向正极。
A.由分析可知,光催化电极a为原电池的正极,光催化电极b为负极,A正确;
B.阳离子向正极移动,移动方向:右室阳离子交换膜左室,B正确;
C.根据分析,正极区的电极反应:,C正确;
D.没有给出标准状况,不能计算气体的体积,D错误;
答案选D。
111、C
结合电池结构图可知,左侧多孔电极亚铁离子失去电子生成铁离子,是电池负极,电极反应式为:,同时生成的氧化二氧化硫为硫酸根,达到脱硫的目的,方程式为:;右侧光催化电极的氢离子得到电子,还原为氢气,电极反应式为:。
A.多孔电极上发生的反应为,发生氧化反应,故该电极为负极,A项错误;
B.违背了电荷守恒,正确反应为,B项错误;
C.电路中每通过0.1mol电子,吸收 ,同时将产生 ,即理论上电解质溶液的总质量增加,C项正确;
D.光催化电极上发生的反应为,发生还原反应,则该电极为正极,负极室产生的经质子交换膜移向正极室,根据电荷守恒可知,每消耗,则有从左室经质子交换膜进入右室,故右室中溶液的浓度基本保持不变,D项错误;
故选C。
112、C
Zn-MnO2电池应该是一种碱性电池,因为通常这类电池使用KOH作为电解质。在放电过程中,锌作为负极被氧化,而二氧化锰作为正极被还原。充电过程则是相反的,即电解反应,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
A.充电时,阳离子(如K⁺)应该向阴极迁移,原来的负极Zn在充电时会成为阴极,这时候阳离子K+应该向阴极移动,故A正确;
B.充电时的阴极发生的反应应该是Zn(OH)+ 2e⁻ = Zn + 4OH⁻,这样,阴极处会产生OH⁻,使得溶液的pH升高,故B正确;
C.根据上面的分析,正极的放电反应是MnO₂ +4H+ +2e⁻ =Mn2+ +2H2O。每摩尔MnO2得到2mol电子,当转移0.2mol电子时,对应的MnO2的物质的量为0.1mol,正极区溶液质量增加8.7g,故C错误;
D.由分析,放电时,电池总反应为,故D正确;
故选C。
113、C
由图知,在a电极上,被选择性电还原为,故a为阴极,发生还原反应,电极反应式为,根据图示,继续发生:,,上述方程式相加可得a电极区的总反应为:,
A.根据分析知,a电极为阴极,发生还原反应,A正确;
B.电解时,电极区发生,消耗氢离子,生成水,则溶液增大,B正确;
C.根据总反应,,生成时,外电路转移电子数为,C错误;
D.根据分析知,a电极区的总反应为,D正确;
故选C。
114、B
由装置图可知右侧石墨电极上发生反应:;可知石墨电极作阳极,则左侧石墨电极为阴极,a为负极,b为正极,据此分析解答。
A.由以上分析可知b为正极,若以铅蓄电池为电源,b为PbO2电极,故A错误;
B.左侧石墨电极为阴极,SO在该电极得电子转化为CuS,电极反应为:,故B正确;
C.结合阳极反应可知,每转移8mol电子时,阳极区生成7mol氢离子,但为满足电荷守恒,同时有8mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区,则阳极区溶液中氢离子浓度减小, pH增大,故C错误;
D.标准状况下,产生2.24LCO2即生成0.1mol,转移0.4mol电子,阴极发生两个反应,除转化为CuS外,H+还转化为H2,结合阴极反应可知,此时阴极生成CuS小于0.05mol,质量为小于4.8g,故D错误;
故选:B。
115、 B
由题干电解过程图示可知,X极上是将糠醛转化为糠醇,发生了还原反应,故X为阴极,与电源的负极相连,则Y为阳极,与电源的正极相连,双极膜中间夹层的H2O向两极室提供H+和OH-,H+移向X极,OH-移向Y极,X极电极反应为:+2+2=,Y极的电极反应为:-+ = +,然后生成的将糠醛氧化为糠酸盐,反应为:+2+→+2,据此分析解题。
A.X极上是将糠醛转化为糠醇,发生了还原反应,故X为阴极,与电源的负极相连,故A正确;
B.左侧电极室X极电极反应为:+2+2=,消耗了,左侧电极室原来为,中性,后变成,中性,故不变,故B错误;
C.右侧电极室的Y极的电极反应为:2-2+2 =2 +2,然后生成的将糠醛氧化为糠酸盐,反应为:+2+→+2,二者相加得总反应为,故C正确;
D.若电路转移电子总数为,阳极和阴极各消耗1mol糠醛,共2mol,则理论上至少消耗糠醛的质量为,故 D正确;
故选B。
116、A
由于硝酸根得电子形成铵根,所以极为阴极,电极反应式为:;水失去电子生成氧气,所以极为阳极,电极反应式为:。
A.每有被消耗,转移,对应的阳极室产生,即会减少氧气质量,同时生成,结合电子转移守恒可知,双极膜解离出移向阳极室,是,为,所以阳极室质量增加,A错误;
B.由于硝酸根得电子形成铵根,所以极为阴极,电极反应式为:,B正确;
C.极每生成,转移,根据电极反应式:,极可处理,质量为,C正确;
D.由于极为阳极,极为阴极,双极膜中间层中的在外电场作用下向阳极的电极方向迁移,即向N电极方向迁移,D正确;
故选A。
117、D
电极发生的是转化为和的过程,因此为阴极,为阳极;阴极主要反应为;阳极反应为。【详解】A.阳极电势高于阴极,因此电势:,A错误;
B.不能透过双极膜,B错误;
C.由上述分析可知,阴极主要反应为,C错误;
D.由电极反应可知,阳极产生气体(标准状况)时,即,共转移电子,阴极产生,产生转移的电子为,,D正确;
故答案选D。
118、D
Pt电极上H+发生还原反应,为正极,钌基光敏染料电极为负极,据此回答;
A.观察图示,光照射到染料分子,释放出电子,发生氧化反应,极为负极,极为正极,电子由负极流出,经外电路流向正极,A正确;
B.溴化锂是强电解质,具有增强电解质溶液导电性和提供溴离子(产生溴单质,利用溴单质氧化烯烃制环氧烷烃)的作用,B正确;
C.根据图示,染料再生反应为,C正确;
D.正极反应式为,生成环氧烷烃的反应为,由电子守恒知,标准状况下,每生成转移,则可得到0.1mol,D错误;
故选D。
119、D
Br2具有较强氧化性,Zn具有较强还原性,放电时,Zn作负极,失去电子,发生氧化反应,Br2在正极得到电子被还原生成Br-,Zn2+通过阳离子交换膜由右侧电极向左侧电极移动。充电时为放电的逆过程,题目据此解答。
A.充电时的阴极Zn2+得电子发生还原反应,Zn2++2e-=Zn,A错误;
B.Br2作为原电池的正极,充电时与外接电源的正极连接,B错误;
C.放电时Zn-2e-=Zn2+,6.5gZn的物质的量为,转移电子数为0.2NA,C错误;
D.放电时左侧电极发生Br2+2e-=2Br-,Zn2+通过阳离子交换膜由右侧电极向左侧电极移动,左侧储罐中离子浓度增大,D正确;
答案选D。
120、A
由图可知,锌失去电子发生氧化反应,a为负极,与a相连的c 阴极,b上NO2得到电子发生还原反应变为,b为正极,与b相连的d为阳极;
A.由分析,c 为阴极,d为阳极,A正确;
B.电子只能在外电路流动,且由负极流向正极,、,B错误;
C.c为阴极,电极反应为得到电子发生还原反应生成氨分子:,C错误;
D.并未说明是标况,此时无法得知O2的体积,D错误;
故选A。
121、C
A.2与3相连,c电极质量增大,则c极发生反应Ag-e-+I-=AgI,c极为负极,则b极为正极,发生反应2H++2e-=H2↑,b电极消耗H+,周围pH增大,A正确;
B.1与2相连,a电极质量减小,则a电极发生反应AgCl+e-=Ag+Cl-,a极为正极,b极为负极,发生反应H2-2e-=2H+,依据得失电子守恒,将两电极反应调整得失电子守恒后相加,即得电池反应为,B正确;
C.1与3相连时,由于AgI的溶解度更小,AgCl易转化为AgI,则a极为正极,c电极为负极,a电极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-,c电极反应为Ag-e-+I-=AgI,所以a电极减小的质量小于c电极增大的质量,C不正确;
D.由前面分析可知,1与2时,a极为正极,1与3相连时,a极也为正极,则a电极均为e-流入极,D正确;
故选C。
122、D
由图可知,通入氢气的一极为负极,电极反应式为,与反应生成,通入氧气的一极为正极,电极反应式为,与反应生成。A.负极的电极反应式为,A项错误;
B.正极反应消耗标准状况下,理论上需要转移电子=4mol,题目中未指明在标准状况下,则转移电子不一定为4mol,B项错误;
C.由图可知,该装置用于空气中的捕获,与正极生成的反应生成,出口A流出的气体不含,C项错误;
D.由图可知,短路膜中存在电子运动,与常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电子,D项正确;
答案选D。
123、A
由题干电解池装置图可知,电解NaOH溶液时,左侧电极为O2转化为H2O2,电极反应为:O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-,发生还原反应是阴极,即a为电源负极,b为正极,即m电极为阳极,电极反应为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,而电解NaCl溶液时,右侧电极为Cl-转化为ClO-,电极反应为:Cl-+2OH- -2e=ClO-+H2O,发生氧化反应是阳极,即n电极为阴极,电极反应为:NiOOH+H2O +e-= Ni(OH)2+OH-,据此分析解题。
A.由分析可知,电源a为负极,A错误;
B.由分析可知,生成H2O2的电极发生还原反应,且H2O2中O为-1价,则其可以继续得到电子转化为-2价的O,即H2O2实际浓度比理论浓度小的原因可能是其在电极上放电电解,B正确;
C.由分析可知,左侧电极反应为:O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-, m电极反应为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,而电解NaCl溶液时,右侧电极反应为:Cl-+2OH- -2e=ClO-+H2O, n电极反应为:NiOOH+H2O +e-= Ni(OH)2+OH-,根据得失电子守恒得,该转化的总反应为:,C正确;
D.由分析可知,m电极反应为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,n电极反应为:NiOOH+H2O +e-= Ni(OH)2+OH-,故充分电解后,将m、n对调,能继续合成产物,多次循环实现可持续生产,D正确;
故答案为:A。
124、 C
左侧的浓差电池中,Cu(1)电极为正极,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,Cu(2)电极为负极,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+;右侧的电解池中,H2在a电极处产生,获得浓NaOH溶液,O2在b电极处产生,获得较浓硫酸,则a电极为阴极,电极反应式为4H2O+4e-=2H2↑+4OH-,b电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。
A.由分析可知,a电极为阴极,电极反应式为4H2O+4e-=2H2↑+4OH-,A错误;
B.电池放电过程中,Cu(1)电极为正极,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,B错误;
C.由分析可知,H2在a电极上产生,并获得浓NaOH溶液,O2在b电极上产生,并获得较浓硫酸,则c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜,C正确;
D.电池放电过程中,左侧c(Cu2+)逐渐减小,右侧c(Cu2+)逐渐增大,右侧CuSO4溶液的浓度会增大,D错误;
故选:C。
125、D
某实验小组利用碱性电池实现电化学合成氨,H2在P电极上失去电子生成H+,P电极为阳极,Q电极为阴极,则M为负极,N为正极,以此解答。
A.由分析可知,M为负极,则M极为金属Zn,A错误;
B.未说明NH3所处的温度和压强,无法计算生成NH3的体积,B错误;
C.该装置可实现电化学合成氨,由图可知,右侧电解池的总反应方程式为N2+3H22NH3,若不考虑其它因素,则该装置反应前后,理论上乙醇的浓度不变,不需要补充乙醇电解液,C错误;
D.Q电极为阴极,锂离子在阴极与氮气和C2H5OH解离出的氢离子反应生成氨基锂,电极方程式为:,D正确;
故选D。
126、D
由图可知,放电时,N极Fe失去电子作为负极,则M极为正极,充电时,N极为阴极,M极为阳极。A项,Fe为活泼金属,放电时被氧化,所以N为负极,O2被还原,所以M为正极,A正确;B项,放电过程中的总反应为Fe与O2反应得到Fe的氧化物,所以KOH溶液的浓度不变,B正确;C项,充电时,N极为阴极,铁的氧化物被还原,包括Fe2O3+H2O+2e-2FeO+2OH-,C正确;D项,原电池中阳离子移向正极,则放电时,K+从N移向M,D错误。
127、D
根据图中信息锌失去电子,锌为负极,二氧化铅是正极。A.放电时,原电池“同性相吸”,则K+穿过阳离子交换膜即a膜移向复合膜ab间,故A正确;B.放电时,负极不断消耗氢氧根,复合膜ba间发生了H2O解离出H+和OH-,解离出的OH-穿过阴离子交换膜即b膜向负极移动,解离出的H+穿过阳离子交换膜即a膜向正极移动,故B正确;C.根据题中信息得到负极是锌失去电子变为Zn(OH,正极是二氧化铅得到电子变为硫酸铅,则充电时的总反应式为PbSO4+Zn(OH,故C正确;D.放电时正极反应式为PbO2+S+4H++2e-PbSO4+2H2O,则充电时的阳极电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-PbO2+S+4H+,故D错误
128、D
图中装置,放电时Mg作负极,V2O5作正极。A.由图中可知,放电时负极电极式为Mg-2e-Mg2+,正极电极式为Mg2++2e-+V2O5MgV2O5,A正确;B.由放电时电池总反应式:V2O5+MgMgV2O5知,放电不影响电解质溶液的Mg2+浓度,故一段时间后,聚乙烯醇中的c(Mg2+)几乎保持不变,B正确;C.充电时阳极电极式为MgV2O5-2e-V2O5+Mg2+,Mg2+从V2O5中脱离,C错误;D.若将电解液换成MgCl2水溶液,Mg能与水缓慢反应生成H2,工作时电池可能产生鼓包,D正确。
129、D
放电时,Zn失电子,发生氧化反应,故Zn作负极;石墨毡作正极。充电时,Zn电极发生得电子反应,作阴极;石墨毡作阳极。A.水和二氯甲烷的不互溶性和密度差能够将正极与负极分隔开,故不能倒置,故A正确;B.由图可知,放电时,Zn为负极,石墨毡为正极,放电时,石墨毡发生反应:PTZ++e-PTZ,则充电时,石墨毡为阳极,发生氧化反应,电极反应式:PTZ-e-PTZ+,故B正确;C.放电时,阴离子向负极移动,Zn为负极,则放电时P由CH2Cl2层移向水层,故C正确;D.放电时,Zn板每减轻6.5 g,同时水层增重6.5 g,转移电子的物质的量为0.2 mol,有0.2 mol P移动到水层,故水层增重为0.2 mol×145 g/mol+6.5 g=35.5 g,故D错误
130、D
A.由总反应可知,放电时,Zn为负极,发生氧化反应,故A错误;B.由总反应可知,6 mol BiOI反应时生成2 mol Bi,转移6 mol电子,1 mol BiOI参与反应,转移1 mol e-,故B错误;C.充电时,Zn电极作阴极,BiOI极作阳极,溶液中阳离子向阴极移动,则Zn2+通过阳离子交换膜从BiOI极移向Zn极,故C错误;D.充电时的总反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI23Zn+6BiOI,阳极发生反应:Bi+Bi2O3+3I--3e-3BiOI,故D正确。
131、D
A.由题中方程式可知放电过程是Pb-2e-Pb2+,发生在a电极氧化反应,A错误;B.硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀,所以不能用稀硫酸酸化电解质溶液,B错误;C.充电过程中,a电极发生的反应为Pb2++2e-Pb,C错误;D.放电过程中,内电路电流的方向是a→b,所以电解质溶液中的CH3S向a电极移动,D正确。
132、C
放电时,电极A上得到电子,发生还原反应,则电极A为正极,电极B为负极;充电时,电极A上失去电子,发生氧化反应,则电极A为阳极,电极B为阴极。A项,放电时,电极A发生还原反应,作原电池正极,A项错误;B项,放电时,阳离子移向正极,Zn2+应向电极A迁移,B项错误;C项,充电时,电极B作阴极,发生还原反应Zn2++2e-Zn,C项正确;D项,1 mol Zn2+透过膜时,电路中转移2 mol电子,充电时有2 mol二茂铁被氧化,D项错误。
133、C
电池的充放电总反应式为VO2++V3++H2OV+V2++2H+,由图可知,放电时A极室V转化为VO2+,得到电子,则A电极为正极,B极室V2+转化为V3+,失去电子,则B极为负极,故充电时A极为阳极,B极为阴极。A.据分析可知,放电时电极A为正极,电极B为负极,则电极A的电势比B的高,A正确;B.根据总反应可知,放电时正极的电极反应式为V+e-+2H+VO2++H2O,B正确;C.充电过程中,电能不会完全转化为化学能,则无法计算,C错误;D.据分析可知,充电时电极A为阳极,电极B为阴极,则H+由A极室通过质子交换膜向B极室迁移,D正确
134、 B
原电池中通入O2的一极是正极,则Pt/C电极是正极,电极方程式为O2+4e-+2H2O4OH-,Zn电极为负极,已知:Ⅰ室溶液中,锌主要以[Zn(H2O)6]2+的形式存在,电极方程式为Zn+6H2O-2e-[Zn(H2O)6]2+,以此解答。A.由分析可知,Zn电极为负极,电极方程式为Zn+6H2O-2e-[Zn(H2O)6]2+,[Zn(H2O)6]2+浓度增大,平衡[Zn(H2O)6]2+[Zn(H2O)5(OH)]++H+正向移动,H+浓度增大,Ⅰ室溶液pH减小,故A错误;B.放电时,该装置Ⅱ室中Na+通过阳离子交换膜进入Ⅲ室,Cl-通过阴离子交换膜进入Ⅰ室,可实现海水淡化,故B正确;C.放电时,Zn电极反应为Zn+6H2O-2e-[Zn(H2O)6]2+,则充电时,Zn电极反应为[Zn(H2O)6]2++2e-Zn+6H2O,故C错误;D.充电时,Ⅲ室为阳极,电极方程式为4OH--4e-O2↑+2H2O,每生成1 mol O2转移4 mol电子,同时有4 mol Na+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室,Ⅲ室溶液质量理论上减少32 g+4 mol×23 g/mol=124 g,故D错误
135、 C
根据装置图中电子的流向可判断出,金属锂电极失电子,发生氧化反应,作负极,电极反应式为Li-e-Li+;多孔空气催化电极上O2得电子发生还原反应,作正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-;A.由分析可知,正极的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,A正确;B.A室中有LiOH生成并进入产物回收单元,则A室与B室之间应该采用阳离子交换膜,让Li+进入A室,参与循环,B正确;C.放电过程中,负极上1 mol Li失去1 mol电子,正极上1 mol O2得到4 mol电子,同时正极上还有2 mol H2O参与反应,外电路中通过的电子数相等,则Li电极与多孔空气催化电极上反应物的物质的量之比为4∶3,C错误;D.LiOH回收制Li,使Li循环使用,可以缓解Li资源紧缺的难题,D正确
136、B
A.该电池通过在两个电极上的嵌入与脱嵌实现充放电,放电时嵌入正极,正极反应式为,A正确;
B.放电时,从负极脱嵌,负极反应式为,结合正极反应式可知放电过程中从负极脱嵌的与嵌入正极的的物质的量相等,且放电过程中电解质溶液体积不变,则放电过程中溶液中的浓度不变,B错误;
C.根据放电时的正极反应可得充电时的阳极反应:,因为铕不参与电子的转移,且Li与O元素的化合价也不变,则充电时化合价升高的元素是,C正确;
D.根据放电时的负极反应可得充电时的阴极反应;,每转移1mol电子,有嵌入阴极,使阴极的质量增加7g,D正确;
答案选B。
137、D
根据图示,钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2,钛网为阳极,电极反应式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+,钛箔上生成H2,钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑,钛箔为阴极,高选择性催化剂PRT可抑制O2产生,电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-,以此解题。
A.由分析可知,a为正极,b电极为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;
B.右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H++2e-=H2↑,则理论上转移生成,B错误;
C.由分析可知,电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-,电解后海水中OH-浓度增大,pH上升,C错误;
D.由图可知,阳极上的电极反应为:,D正确;
故选D。
138、C
充电过程,锌离子转变为锌,为阴极上得电子的还原反应,锰离子转变为二氧化锰、氯离子转变为氯气,为阳极上失电子的氧化反应;
放电过程,锌转变为锌离子,为负极上失电子的氧化反应,二氧化锰转变为锰离子、氯气转化为氯离子,为正极上得电子的还原反应,由此分析回答。
A.放电时,锌箔为负极,电极电势低,A正确;
B.由分析可知,$$