专题02 化学能与电能的转化（期中真题汇编，福建专用）高二化学上学期

专题2 化学能与电能的转化 高频考点概览 考点1 原电池原理及应用 考点2 电解池原理及应用 考点3原电池电解池综合运用 地 城 考点1 原电池原理及应用 一、单选题 1．(24-25高二上·福建漳州乙级校联盟·期中)下列关于(如图)原电池装置(为硝酸银、硝酸铜溶液中的各一种)的说法正确的是 A．溶液分别为硝酸银溶液与硝酸铜溶液 B．银电极上发生的反应为 C．盐桥中的阳离子向A溶液移动 D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变。则左池为电解池，右池为原电池 2．(24-25高二上·福建龙岩一级校联盟·期中)科学家研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，刺激人工模拟胰岛B细胞释放胰岛素，降低血糖水平。电池工作原理的模拟装置如图（代表葡萄糖）。下列说法错误的是 A．血糖正常时，该燃料电池不工作 B．纳米电极发生还原反应 C．外电路中电子的方向：纳米电极胰岛细胞纳米电极 D．放电时纳米电极发生的反应为 3．(24-25高二上·福建福宁古五校教学联合体·期中)盐酸羟胺是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法不正确的是 A．含Fe的催化电极为正极 B．图2中，A为和，B为 C．电池工作一段时间后，右室盐酸浓度不变 D．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3g 4．(24-25高二上·福建漳州乙级校联盟·期中)某电源装置如图所示，电池总反应为。下列说法正确的是 A．正极反应为 B．电极为负极，发生氧化反应 C．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 D．当电路中转移时，交换膜左侧溶液中约减少的共 5．(24-25高二上·福建厦门思明区福建厦门第六中学·期中)某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置，如下图所示。在a极将生活污水中的有机物(以苯甲醛为例)转化为，b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为。下列说法不正确的是 A．a电极反应式为： B．若b极产生了4.48L(已换算为标准状况)的气体，则穿过质子交换膜进入右室的数目为 C．若用该电池对铅蓄电池进行充电，b极接极 D．电池工作时，电流由b极经负载流向a极 6．(24-25高二上·福建莆田第一中学·期中)西北工业大学张建团队于国际著名期刊Angew上报道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．放电过程中，通过质子交换膜从左室传递到右室 B．电极反应为 C．电极反应为 D．处理废水过程中溶液不变，无需补加 7．(24-25高二上·福建龙岩非一级达标校·期中)利用人工光合作用可将转化为甲酸，反应原理为，装置如图所示(M、N电极均为惰性电极)，下列说法错误的是 A．电极上发生氧化反应，失去电子 B．电极上的电极反应式为 C．每转移电子，消耗的与产生的质量之差为 D．电池工作时，左侧工作室产生的通过质子交换膜，往右侧工作室迁移 8．(23-24高二上·福建三明部分高中校协作·期中)如图是利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和废气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是    A．质子透过阳离子交换膜由右向左移动 B．电子流动方向为N→Y→X→M C．M电极反应式：(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne-=6nCO2↑＋24nH+ D．当M电极微生物将废水中16.2 g淀粉转化掉时，N电极产生134.4 L N2(标况下) 9．(24-25高二上·福建福州福九联盟·期中)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，该电池从浓缩海水中提取的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是（    ） A．电池工作时，通过离子导体移向Y极区 B．电流由Ⅹ极通过外电路流向Y极 C．正极发生的反应为 D．Y极每生成，X极区得到 2、 填空题 10．(24-25高二上·福建厦泉五校·期中)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述 (填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为 。 (2)锌-空气电池(如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。 放电时，锌为 极，石墨电极的电极反应式为 。理论上，当锌电极转移电子时，参与反应的的体积在标准状况下为 。 (3)使用电化学方法能够对进行吸收。利用活泼金属与二氧化碳的反应，能够构建金属-电池，其中一种电池的模型如下图所示：(图中是固体) ①下列有关该原电池的说法中，正确的是 。(不定项) A．该原电池工作时，电子由正极向负极移动 B．在该原电池中，b电极作为正极 C．原电池工作时，正离子向正极方向移动 D．原电池工作时，b电极发生氧化反应 ②写出该原电池的正极反应式： 。 地 城 考点2 电解池原理及应用 一、单选题 1．(24-25高二上·福建福宁古五校教学联合体·期中)Co是磁性合金的重要材料，也是维生素重要的组成元素。工业上可用如下装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)： 下列说法正确的是 A．通电一段时间后，阳极室pH不变 B．A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜 C．若产品室，将有流入石墨电极 D．若以铅蓄电池为电源，则Co电极应与电极相连接 2．(24-25高二上·福建泉州第五中学·期中)电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用多孔隔离材料或膜隔离材料D隔开。氮气从上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G．下列叙述正确的是 A．氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点；也可以使用氯化镁代替 B．电解得到的钠在熔融混合盐的下层 C．隔膜D为固体隔膜时，制得的钠几乎无杂质 D．电解时阴极发生氧化反应：，阴极上还可能有少量的钙单质生成 3．(24-25高二上·福建漳州乙级校联盟·期中)下列装置图及有关说法正确的是 A．装置①中K闭合片刻后溶液中的浓度增大 B．装置③中当铁制品上析出铜时，电源负极输出的电子为 C．装置②中铁腐蚀速率由快到慢顺序是：只闭合只闭合都断开>只闭合 D．装置①中K闭合片刻后可观察到滤纸b点变红色 4．(24-25高二上·福建三明永安第九中学、金沙高级中学·期中)化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为： C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2L 5．(24-25高二上·福建龙岩一级校联盟·期中)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（如图），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．电极电势：电极电极a B．“卯桦”结构的双极膜中的移向电极a，移向电极b C．电极a的电极反应式： D．电解后，Ⅱ室中的物质的量减小 6．(24-25高二上·福建三明永安第九中学，金沙高级中学·期中)下列装置可以实现铁质餐具上镀银的是 A． B． C． D． 7．(24-25高二上·福建武夷山第一中学·期中)下列有关电化学装置图说明正确的是 A．图1中高硅铸铁作为耗损阳极材料发挥作用 B．图2中A极为阳极，B极为阴极 C．图2中NaCl换成，也可以得到Al和 D．图3中把镁块换成锌块，对输水管的保护作用会更好 8．(24-25高二上·福建三明第一中学·期中)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是    A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应式为： C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 9．(24-25高二上·福建莆田华侨中学·期中)石墨烯基电催化转化为等小分子燃料的装置示意图如图所示。下列叙述错误的 A．a电极应该连接电源的正极 B．II室中每消耗气体，I室就有生成 C．转化为的反应为： D．电催化过程溶液中的由I室向II室迁移 10．(24-25高二上·福建福建名校协作考试·期中)pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是 A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4 11．(24-25高二上·福建福州八县（市）协作校·期中)电解与日常生活密切相关，下列符合生产实际的是 A．电解熔融的氯化铝制取金属铝 B．在镀件上镀锌时，用锌作阴极 C．电解法精炼粗铜时，用纯铜作阳极 D．电解饱和食盐水制烧碱时，用涂镍碳钢网作阴极 二、填空题 12.(24-25高二上·福建福州福九联盟·期中)为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示装置进行实验。 Ⅰ、用图1甲装置进行第一组实验： (1)实验过程中，SO 移动(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)。 (2)电极M处滤纸上可观察到的现象是 。 (3)该小组同学用图1乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。 ①电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和 。 ②电解一段时间后，若在X极收集到560mL气体，Y电极(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到的气体体积为 mL(气体均为标准状况下的体积)。 Ⅱ．以铬酸钾(K2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图3所示(已知2CrO+2H+Cr2O+H2O) (4)结合阳极电极反应式，分析阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因： 。 (5)电解一段时间后，测得阳极区溶液中K+物质的量由bmol变为amol，则此时铬酸钾的转化率为 。 地 城 考点3 原电池电解池综合运用 1、 单选题 1．(24-25高二上·福建漳州乙级校联盟·期中)膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。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．A是原电池，B是电解池 B．为保证A中硫酸的质量分数不变，则加入的 C．当电路中通过中各有从左边迁移到右边 D．c电极的电极反应方程式为： 2．(24-25高二上·福建龙岩一级校联盟·期中)2023年钠离子电池实现产业化，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。工作原理为，装置如图所示，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。下列说法不正确的是 A．放电时，a极反应式为 B．充电时，电极b接外电源的负极 C．充电时，若转移，碳基材料电极将减重 D．锂元素稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 3．(24-25高二上·福建南平浦城第一中学·期中)新能源汽车是国家战略产业的重要组成部分，电池是能源汽车关键部件之一，其工作原理如图所示，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．充电时，电极b与电源负极连接，电极a与电源正极连接 B．电池工作时，正极的电极反应为 C．电池工作时，负极材料质量减少，转移电子 D．电池进水不会影响其使用寿命 4．(24-25高二上·福建莆田第一中学·期中)下列有关电化学装置的描述正确的是 A．K+移向ZnSO4溶液 B．可用于电解精炼铜 C．应使用阴离子交换膜 D．可用于铁钉镀锌 A．A B．B C．C D．D 5．(24-25高二上·福建部分达标高中·期中)一种锂离子电池的结构如图，该电池总反应为，下列说法正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜 B．放电时，往石墨层移动 C．充电时，极与外接电源的正极相连 D．充电时，b极质量会减少 6．(24-25高二上·福建福建名校协作考试·期中)某浓差电池的装置如图所示，该电池使用前先将K与M连接一段时间，K再与N连接，当正负电极室中溶液的浓度相等时，电池将停止放电。下列说法错误的是 A．K与M连接时，当电路中转移0.1mol电子时，乙室溶液质量减少17g B．K与N连接时，甲室的电极反应式为 C．若换成阳离子交换膜，电池将不能正常使用 D．K分别与M、N连接时，在电解质溶液中的移动方向相反 7．(24-25高二上·福建南平浦城第一中学·期中)下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为复合电极。下列说法错误的是 A．电子由X电极经导线流向镀件 B．Y的电极反应式为 C．电镀池可以用石墨电极作阳极 D．镀件增重，理论上X极区模拟海水的质量减少 8．(24-25高二上·福建龙岩非一级达标·期中)电解可直接制得钛，电解原理如图所示。下列说法错误的是 A．若电源为铅酸蓄电池，则P应与电极相连 B．石墨电极上的主要反应式为 C．熔融的电离方程式为 D．电池工作时，石墨电极附近会出现 二、填空题 9．(24-25高二上·福建南平浦城第一中学·期中)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1)甲装置电池负极发生的电极反应式是： 。 (2)乙中X是 (阴、阳)离子交换膜，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，铁电极上的电极反应式为 。 (3)若在标准状况下，有氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成的气体在标准状况下的体积为 ，外电路中通过电子物质的量 。 (4)若丙装置中电极均为，则丙中发生反应的离子方程式为 。 (5)化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解的原理如图所示： 电极上的电极反应式为 。 10．(24-25高二上·福建福州福九联盟·期中)原电池在日常生活中有着广泛的应用。根据所学知识完成下列题目。 (1)干电池应用广泛，其电解质溶液是混合溶液。该电池的负极材料是 ，电池工作时，电子流向 (填“正极”或“负极”)。若混合溶液中含有杂质，会加速某电极的反应，形成“自放电”现象，其主要原因是 。 (2)铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是和，电解质溶液为硫酸。该电池总反应式为：。请根据上述情况判断：该蓄电池放电时，发生 (填“氧化”或“还原”)反应；正极附近溶液的酸性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)；充电时，电解质溶液中阴离子移向 (填“”或“”)电极，阴极的电极反应式为 。 已知可逆反应：如图所示装置，进行如下操作： (Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转； (Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加质量分数为40%的溶液，发现电流表指针向相反方向偏转。 (3)(Ⅰ)操作过程中石墨棒(a)上发生的电极反应为 。 (4)(Ⅱ)操作过程中石墨棒(b)上发生的电极反应为 。 11．(24-25高二上·福建龙岩非一级达标校·期中)一种燃料电池与电解池组合的装置(电池工作时)如图所示，电极均为惰性电极，回答下列问题： (1)电极Ⅰ为 (填“正”或“负”)极，该电极上的反应式为 。 (2)右侧电池工作室中能量的转化形式主要为 (填“化学能”或“电能”，下同)转化为 。 (3)气体X为 (填化学名称)，电极Ⅲ上的电极反应式为 。 (4)电池工作一段时间后，图中三处溶液的质量分数的大小顺序为 (填标号)。 A．        B． (5)当电路中每转移电子。 ①此时消耗的质量为 g。 ②此时电极Ⅳ上生成气体的体积为 L(标准状况下)。 12．(24-25高二上·福建三明永安第九中学、金沙高级中学·期中)电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一，每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。 (1)最近，我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图所示。甲烷燃料应从 （填序号）口通入，发生的电极反应式为 。 (2)以石墨作电极电解饱和食盐水，如图所示。电解开始后在 的周围（填“阴极”或“阳极”）先出现红色，该极的电极反应式为 。 (3)以溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是 （填序号）。 a.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属    b.粗铜接电源正极，发生氧化反应 c.溶液中向阳极移动        d.电能全部转化为化学能 (4)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答： ①B电极的电极反应式是 。 ②若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题2 化学能与电能的转化 高频考点概览 考点1 原电池原理及应用 考点2 电解池原理及应用 考点3原电池电解池综合运用 地 城 考点1 原电池原理及应用 一、单选题 1．(24-25高二上·福建漳州乙级校联盟·期中)下列关于(如图)原电池装置(为硝酸银、硝酸铜溶液中的各一种)的说法正确的是 A．溶液分别为硝酸银溶液与硝酸铜溶液 B．银电极上发生的反应为 C．盐桥中的阳离子向A溶液移动 D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变。则左池为电解池，右池为原电池 【答案】D 【分析】双液原电池中，避免电解质溶液和电极直接反应，可得到较稳定的电流，如图所示，铜做负极，银做正极，电极总方程式是Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。 【详解】A．双液电池中，要避免电解质溶液与电极直接反应，所以溶液分别为硝酸铜溶液与硝酸银溶液，A项错误； B．银电极为正极，得电子，发生的反应为，B项错误； C．原电池中，阳离子移向正极，故盐桥中的阳离子移向B溶液，不是A溶液，C项错误； D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变，还能形成闭合回路，则左烧杯中是两电极为铜，电解质溶液为硝酸铜的电解池，而右烧杯中，形成一极为铜电极，一极为银电极，电解质溶液为硝酸银的原电池装置，电池总反应是Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，此时为左烧杯提供电源，故D项正确； 故答案选D。 2．(24-25高二上·福建龙岩一级校联盟·期中)科学家研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，刺激人工模拟胰岛B细胞释放胰岛素，降低血糖水平。电池工作原理的模拟装置如图（代表葡萄糖）。下列说法错误的是 A．血糖正常时，该燃料电池不工作 B．纳米电极发生还原反应 C．外电路中电子的方向：纳米电极胰岛细胞纳米电极 D．放电时纳米电极发生的反应为 【答案】C 【分析】燃料电池通入氧化剂的电极1为正极，氧气发生还原反应生成水，电极2为负极，G-CHO被氧化为G-COOH，电极反应式：。 【详解】A．血糖(葡萄糖)中含有醛基，浓度过高时会激活电池产生电能，血糖正常时，该燃料电池不工作，故A正确； B．由分析知纳米电极为正极，发生还原反应，故B正确； C．外电路中电子的方向是从负极流出，经负载流入正极，故外电路中电子流向：Cu(2)极→胰岛B细胞→Cu(1)极，故C错误； D． 负极附近G-CHO被氧化，放电时纳米Cu(2)电极发生的反应为：，故D正确； 故选C。 3．(24-25高二上·福建福宁古五校教学联合体·期中)盐酸羟胺是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法不正确的是 A．含Fe的催化电极为正极 B．图2中，A为和，B为 C．电池工作一段时间后，右室盐酸浓度不变 D．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3g 【答案】B 【分析】由图可知，氢元素化合价降低失电子，Pt电极为负极，电极反应式为，含铁的催化电极为正极，电极反应式为，由此作答。 【详解】A．Fe电极NO→NH3OHCl，N元素化合价降低，故含铁的催化电极作正极，A正确； B．由题意可知，NH2OH具有和氨气类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步反应为，图2中M为H+，N为NH3OH+，B错误； C．右侧为负极，电极反应，当转移2mol电子时，生成的2mol H+通过阳离子交换膜向正极移动，故右室盐酸浓度不变，C正确； D．含Fe的催化电极为正极，电极反应式为，2.24LNO标况下是0.1mol，左室增加的质量为0.1molNO和0.3mol氢离子的质量，即0.1mol×30g/mol+0.3mol×1g/mol=3.3g，D正确； 故答案选B。 4．(24-25高二上·福建漳州乙级校联盟·期中)某电源装置如图所示，电池总反应为。下列说法正确的是 A．正极反应为 B．电极为负极，发生氧化反应 C．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 D．当电路中转移时，交换膜左侧溶液中约减少的共 【答案】D 【分析】根据电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl可知，Ag失电子作负极失电子，氯气在正极上得电子生成氯离子，负极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl，正极反应式为Cl2+2e-=2Cl-，以此解答该题。 【详解】A．正极上氯气得电子生成氯离子，其电极反应为：Cl2+2e-=2Cl-，故A错误； B．由分析可知，Ag电极为负极，Ag失去电子发生氧化反应，故B错误； C．由分析可知，放电时，交换膜左侧溶液中生成银离子，银离子与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成，故C错误； D．放电时，当电路中转移0.01mole−时，交换膜左则会有0.01molH+通过阳离子交换膜向正极移动，同时会有0.01molAg失去0.01mol电子生成Ag+，Ag+会与Cl-反应生成氯化银沉淀，所以Cl-会减少0.01mol，则交换膜左侧溶液中约减少的共，故D正确； 故选D。 5．(24-25高二上·福建厦门思明区福建厦门第六中学·期中)某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置，如下图所示。在a极将生活污水中的有机物(以苯甲醛为例)转化为，b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为。下列说法不正确的是 A．a电极反应式为： B．若b极产生了4.48L(已换算为标准状况)的气体，则穿过质子交换膜进入右室的数目为 C．若用该电池对铅蓄电池进行充电，b极接极 D．电池工作时，电流由b极经负载流向a极 【答案】B 【分析】该装置图为化学电源，根据装置图，b电极上NO转化为氮气，N的化合价降低，根据原电池工作原理，b电极为正极，则a电极为负极，据此分析； 【详解】A．由分析可知，a为负极，电解质为酸性，其中苯甲醛失去电子生成二氧化碳，电极反应为：，A正确； B．b极产生气体为N2，产生标准状况下4.48L氮气，转移电子物质的量为=2mol，数目为，则穿过质子交换膜进入右室的H+数目为2NA，B错误； C．充电电池充电时，电池正极接电源的正极，电池负极接电源负极，铅蓄电池中Pb为负极，PbO2为正极，因此用该电池对铅蓄电池充电时，b极接PbO2极，C正确； D．电流方向是正电荷移动方向，a极为负极，b极为正极，因此电流由b极经负载流向a极，D正确； 故选B。 6．(24-25高二上·福建莆田第一中学·期中)西北工业大学张建团队于国际著名期刊Angew上报道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．放电过程中，通过质子交换膜从左室传递到右室 B．电极反应为 C．电极反应为 D．处理废水过程中溶液不变，无需补加 【答案】B 【分析】由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，电极方程式为：2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+H2↑+2H2O，CuRu为正极，得到电子生成NH3，电极方程式为：6H2O++8e-═NH3↑+9OH-，以此解答。 【详解】A．质子交换膜只允许H+通过，A错误； B．由分析可知，CuRu为正极，得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：6H2O++8e-=NH3↑+9OH-，B正确； C．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C错误； D．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO+4OH--2e-═2HCOO-+H2↑+2H2O，正极电极方程式为：6H2O++8e-═NH3↑+9OH-，总反应为8HCHO++7OH-=NH3↑+8HCOO-+4 H2↑+2H2O，处理废水过程中消耗OH-，溶液pH减小，需补加KOH，D错误； 故答案选B。 7．(24-25高二上·福建龙岩非一级达标校·期中)利用人工光合作用可将转化为甲酸，反应原理为，装置如图所示(M、N电极均为惰性电极)，下列说法错误的是 A．电极上发生氧化反应，失去电子 B．电极上的电极反应式为 C．每转移电子，消耗的与产生的质量之差为 D．电池工作时，左侧工作室产生的通过质子交换膜，往右侧工作室迁移 【答案】C 【分析】由图示可知，N极失去电子，电极反应为，氧元素化合价升高，N为负极，电极M为正极，CO2在正极得到电子结合氢离子生成甲酸，电极反应为，总反应为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2，以此解题。 【详解】A．N极失去电子，为负极，发生氧化反应，故A正确； B．M为正极，正极CO2得电子生成甲酸，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，故B正确； C．总反应为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2，每转移电子，消耗的8.8g，产生3.2g，质量之差为，C错误； D．N极失去电子为负极，电极反应为，M为正极，电极反应为，电池工作时，左侧工作室产生的通过质子交换膜，往右侧工作室迁移，故D正确； 故选C。 8．(23-24高二上·福建三明部分高中校协作·期中)如图是利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和废气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是    A．质子透过阳离子交换膜由右向左移动 B．电子流动方向为N→Y→X→M C．M电极反应式：(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne-=6nCO2↑＋24nH+ D．当M电极微生物将废水中16.2 g淀粉转化掉时，N电极产生134.4 L N2(标况下) 【答案】C 【分析】由题给信息可知，该装置为原电池，由图可得：电解质溶液为酸性溶液，NO发生还原反应生成N2，因为原电池中，正极上得电子发生还原反应，负极上失电子发生氧化反应，则N为正极，M为负极。 【详解】A项，M为负极、N为正极，质子透过阳离子交换膜由负极区移动到正极区，即由左向右移动，故A错误； B项，电子从负极（M极）流出，经外电路到X，经Y流入正极（N极），故B错误； C项，有机物淀粉在负极（M极）失电子发生氧化反应，结合图示，电极反应式为：(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-=6nCO2↑+24nH+，故C正确； D项，16.2g淀粉（即0.1mol C6H10O5）反应，转移2.4mol电子，因为正极（N极）反应为：2NO+4H++4e-=N2+H2O，则N电极产生0.6mol氮气，在标准状况下的体积为13.44 L，故D错误。 综上所述，符合题意的选项为C。 【点睛】本题考查电化学知识，根据题意判断属于原电池，利用图中所给信息，通过元素化合价的变化，确定得失电子（发生了还原反应还是氧化反应），从而确定正、负极，结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，根据电极反应式确定电解质中离子移动方向、电子转移数目、有关计算等。 故选C。 9．(24-25高二上·福建福州福九联盟·期中)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，该电池从浓缩海水中提取的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是（    ） A．电池工作时，通过离子导体移向Y极区 B．电流由Ⅹ极通过外电路流向Y极 C．正极发生的反应为 D．Y极每生成，X极区得到 【答案】A 【详解】A. 加入盐酸，X电极上生成氢气，发生还原反应：，X极为正极；Y极上生成，发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，Y极是负极，电池工作时，向X极区移动，A项错误； B. 在外电路，电流由正极流向负极，B项正确； C. 由前面分析知，C项正确； D. Y极每生成，则转移2mol电子，有2mol向正极移动，则X极区得到，D项正确； 答案选A。 2、 填空题 10．(24-25高二上·福建厦泉五校·期中)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述 (填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为 。 (2)锌-空气电池(如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。 放电时，锌为 极，石墨电极的电极反应式为 。理论上，当锌电极转移电子时，参与反应的的体积在标准状况下为 。 (3)使用电化学方法能够对进行吸收。利用活泼金属与二氧化碳的反应，能够构建金属-电池，其中一种电池的模型如下图所示：(图中是固体) ①下列有关该原电池的说法中，正确的是 。(不定项) A．该原电池工作时，电子由正极向负极移动 B．在该原电池中，b电极作为正极 C．原电池工作时，正离子向正极方向移动 D．原电池工作时，b电极发生氧化反应 ②写出该原电池的正极反应式： 。 【答案】(1) ②③ (2) 负 11.2L (3) BC 【分析】（1）①为原电池，较活泼的Fe作负极，②为原电池，活动性较弱的Fe作正极，③为电解池，Fe连接电源负极作电解池的阴极。 （2）锌—空气电池中，放电时Zn转化为ZnO，Zn价态升高失电子作负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，石墨电极为正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-。 （3）由图可知，a电极为原电池的负极，锂在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子，b电极为正极，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳和碳酸锂。 【详解】（1）为防止金属Fe被腐蚀，Fe应该作得电子的一极，即作原电池的正极或电解池的阴极，①为原电池，较活泼的Fe作负极，②为原电池，活动性较弱的Fe作正极，③为电解池，Fe连接电源负极作电解池的阴极，故答案选②③；装置③中铁作阴极不放电，故该装置为电解食盐水，氯离子放电生成氯气，氢离子放电生成氢气，总反应的离子方程式为； （2）电池放电时Zn转化为ZnO，故Zn为负极，Zn失去电子发生氧化反应，石墨为正极，正极上氧气得到电子发生还原反应，正极电极反应式为；理论上，当锌电极转移电子2mol时，根据得失电子守恒2Zn~4e-~O2，参与反应的O2物质的量为0.5mol，标准状况下体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L； （3）①A．原电池工作时，电子由负极向正极转移，故A错误； B．由分析可知，b电极为原电池的正极，故B正确； C．原电池工作时，依据异性相吸原理可知，阳离子一定向正极方向移动，故C正确； D．由分析可知，b电极为正极，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳和碳酸锂，故D错误； 故选BC； ②由分析可知，b电极为正极，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳和碳酸锂，电极反应式为：。 地 城 考点2 电解池原理及应用 一、单选题 1．(24-25高二上·福建福宁古五校教学联合体·期中)Co是磁性合金的重要材料，也是维生素重要的组成元素。工业上可用如下装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)： 下列说法正确的是 A．通电一段时间后，阳极室pH不变 B．A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜 C．若产品室，将有流入石墨电极 D．若以铅蓄电池为电源，则Co电极应与电极相连接 【答案】B 【分析】由图可知，Co为阴极，电极反应式为Co2++2e-=Co，溶液中Cl-穿过B膜进入HCl(aq)产品室，石墨为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的H+穿过A膜进入HCl(aq)产品室，据此作答。 【详解】A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，假设转移4mol电子，生成4mol H+，同时有4mol H+穿过A膜进入HCl(aq)产品室，但阳极室中溶剂水减少，硫酸浓度增大，溶液的pH将减小，A错误； B．由分析可知，A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜，B正确； C．若产品室Δn(HCl)=0.2mol，则有0.2mol氯离子透过交换膜B进入盐酸溶液，整个电路转移0.2mole-，但石墨电极是阳极，是电子流出的电极，即有流出石墨电极，C错误； D．Co电极为阴极，充电时，与铅蓄电池负极相连，应连接铅蓄电池的Pb电极，D错误； 故选B。 2．(24-25高二上·福建泉州第五中学·期中)电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用多孔隔离材料或膜隔离材料D隔开。氮气从上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G．下列叙述正确的是 A．氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点；也可以使用氯化镁代替 B．电解得到的钠在熔融混合盐的下层 C．隔膜D为固体隔膜时，制得的钠几乎无杂质 D．电解时阴极发生氧化反应：，阴极上还可能有少量的钙单质生成 【答案】C 【分析】该装置中为电解池，阳极A为石墨，电极反应为：；阴极为铁环K，电极反应为：，氯化钙中的钙离子的氧化性弱于，故钙离子不会在阴极上得到电子生成钙，由此分析作答。 【详解】A．氯化钙的离子键比氯化钠的离子键弱，因此氯化钙的熔点比氯化钠的低，本装置的目的是电解熔融氯化钠，氯化钠是离子化合物，熔点较高，加入氯化钙的目的是为作助熔剂，降低氯化钠的熔点，减少钠蒸汽的挥发。氯化镁中的离子键比氯化钠中的离子键强，氯化镁的熔点比氯化钠的高，因此氯化镁不会降低氯化钠的熔点，氯化镁不能作为助熔剂，A错误； B．从图中可知，金属钠在上部收集，所以钠的密度小于混合盐的密度，B错误； C．由图可知，通过隔膜D移至阳极A放电产生氯气，所以隔膜D应该为阴离子隔膜，可以阻止生成的氯气和钠重新生成氯化钠，制得的钠几乎无杂质，C正确； D．阴极为铁环K，阴极上发生还原反应，D错误； 故选C。 3．(24-25高二上·福建漳州乙级校联盟·期中)下列装置图及有关说法正确的是 A．装置①中K闭合片刻后溶液中的浓度增大 B．装置③中当铁制品上析出铜时，电源负极输出的电子为 C．装置②中铁腐蚀速率由快到慢顺序是：只闭合只闭合都断开>只闭合 D．装置①中K闭合片刻后可观察到滤纸b点变红色 【答案】C 【详解】A．装置①中K闭合形成原电池，锌较活泼为负极、铜为正极，阴离子向负极移动，则氯离子移向左侧，片刻后硫酸锌溶液中c()增大，A错误； B．装置③为电解池装置，铜片为阳极，铁为阴极，阴极铜离子得到电子生成铜单质，当铁制品上析出1.6g铜（为0.025mol）时，根据电子守恒，电源负极输出的电子为0.025mol×2=0.05mol，B错误； C．铁做电解池阳极被腐蚀速率最快、做阴极被保护腐蚀最慢，铁石墨构成原电池则铁为负极被锈蚀、都断开铁正常被锈蚀，则铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合只闭合都断开>只闭合，C正确； D．装置①中K闭合，形成铜锌原电池，ab构成电解池，a为阴极，b为阳极，阴极水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，使得a点附近溶液呈碱性，溶液变红，D错误； 故选C。 4．(24-25高二上·福建三明永安第九中学、金沙高级中学·期中)化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为： C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2L 【答案】D 【分析】右侧电极发生还原反应生成N2，则右侧为阴极，左侧为阳极，阴极反应式为：，阳极反应式为：。 【详解】A．据分析可知，右侧为阴极，左侧为阳极，则电源的负极为B，正极为A，故A错误； B．电解池左侧是阳极，阳极的电极反应式为：，故B错误； C．结合分析可知在电解池中右侧发生还原反应，左侧发生氧化反应，故C错误； D．电解池左侧是阳极，电极反应式为：，电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的0.5molO2，在标况下的体积约为11.2L，故D正确； 故选D。 5．(24-25高二上·福建龙岩一级校联盟·期中)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（如图），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．电极电势：电极电极a B．“卯桦”结构的双极膜中的移向电极a，移向电极b C．电极a的电极反应式： D．电解后，Ⅱ室中的物质的量减小 【答案】D 【分析】催化电解KNO3溶液制氨，硝酸钾发生还原反应，则电极a为阴极、电极b为阳极，双极膜界面产生的H+移向阴极，而OH-移向阳极，阴极反应式为+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-，阳极反应式为8OH--8e-=2O2↑+4H2O，电解总反应为+3H2O=NH3•H2O+2O2↑+OH-。 【详解】A．由分析可知，b为阳极，a为阴极，则电极电势：电极b＞电极a，A正确； B．由分析可知，电极a为阴极，电极b为阳极，双极膜界面产生的H+移向阴极a，而OH-移向阳极b，B正确； C．电极a为阴极得到电子，反应式为+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-，C正确； D．每生成1molNH3•H2O，双极膜处有8mol的H2O解离，产生的8molOH-移向电极b所在的Ⅱ室且全部放电，因此Ⅱ室中KOH的物质的量不变，D错误； 故答案为：D。 6．(24-25高二上·福建三明永安第九中学，金沙高级中学·期中)下列装置可以实现铁质餐具上镀银的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】铁质餐具上镀银时，铁质餐具应为阴极，银为阳极，AgNO3溶液为电解质溶液，分析图中电解池，只有D符合题意，故选D。 7．(24-25高二上·福建武夷山第一中学·期中)下列有关电化学装置图说明正确的是 A．图1中高硅铸铁作为耗损阳极材料发挥作用 B．图2中A极为阳极，B极为阴极 C．图2中NaCl换成，也可以得到Al和 D．图3中把镁块换成锌块，对输水管的保护作用会更好 【答案】B 【详解】A．由图可知，高硅铸铁是惰性辅助阳极材料，所以不会耗损，A错误； B．根据图中所示中间一极产物为氯气，其为阳极，两侧电极产物为金属钠，则为阴极，B正确； C．氯化铝是共价化合物，熔融态不导电，C错误； D．由于镁的金属活泼性强于锌，所以镁块对输水管保护作用更好，D错误； 故选B。 8．(24-25高二上·福建三明第一中学·期中)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是    A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应式为： C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 【答案】B 【详解】A．电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确； B．电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：，故B错误； C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的溶液，故C正确； D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。 综上所述，答案为B。 9．(24-25高二上·福建莆田华侨中学·期中)石墨烯基电催化转化为等小分子燃料的装置示意图如图所示。下列叙述错误的 A．a电极应该连接电源的正极 B．II室中每消耗气体，I室就有生成 C．转化为的反应为： D．电催化过程溶液中的由I室向II室迁移 【答案】B 【分析】该装置有外接电源则为电解池，a电极上H2O转化为O2，O元素失电子化合价升高，则a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=4H++ O2↑，b极转化为，C元素化合价降低，b为阴极，电极反应式为； 【详解】A．a电极上H2O转化为O2，O元素失电子化合价升高，则a为阳极，正极连接阳极，则a电极应该连接电源的正极，A正确； B．II室中CO2转化为CO、CH4、C2H4等，不是只生成CH4，则每消耗气体，转移电子不等于8mol，I室电极反应式为2H2O-4e-=4H++ O2↑，则无法确定生成O2的物质的量，B错误； C．b极转化为，C元素化合价降低，电极反应式为，C正确； D．电解池中阳离子由阳极移向阴极，则溶液中的由I室向II室迁移，D正确； 故选：B。 10．(24-25高二上·福建福建名校协作考试·期中)pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是 A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4 【答案】A 【详解】A选项，电解NaOH溶液实质是电解水，浓度增大，碱性增强，pH值增大，故A正确； B选项，电解H2SO4实质是电解水，浓度增大，酸性增强，pH值减小，故B错误； C选项，电解AgNO3反应生成银、氧气和硝酸，酸性增强，pH值减小，故C错误； D选项，电解Na2SO4实质是电解水，浓度增大，但依然呈中性，pH值不变，故D错误； 综上所述，答案为A。 【点睛】电解类型分放氧生酸型，放氢生碱型，电解电解质型，电解水型。 11．(24-25高二上·福建福州八县（市）协作校·期中)电解与日常生活密切相关，下列符合生产实际的是 A．电解熔融的氯化铝制取金属铝 B．在镀件上镀锌时，用锌作阴极 C．电解法精炼粗铜时，用纯铜作阳极 D．电解饱和食盐水制烧碱时，用涂镍碳钢网作阴极 【答案】D 【详解】A．氯化铝是由分子构成的共价化合物，熔融氯化铝不导电，不能用来制取金属铝，应该用惰性电极电解熔融的氧化铝制取金属铝，A错误； B．电镀时，镀层金属作阳极、镀件作阴极，所以在镀件上电镀锌，要用锌作阳极，B错误； C．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，电解质溶液为可溶性的铜盐，C错误； D．反应物的接触面积越大，反应速率越快，电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极，增大了反应物的接触面积，从而增大反应速率，D正确； 故合理选项是D。 二、填空题 12.(24-25高二上·福建福州福九联盟·期中)为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示装置进行实验。 Ⅰ、用图1甲装置进行第一组实验： (1)实验过程中，SO 移动(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)。 (2)电极M处滤纸上可观察到的现象是 。 (3)该小组同学用图1乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。 ①电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和 。 ②电解一段时间后，若在X极收集到560mL气体，Y电极(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到的气体体积为 mL(气体均为标准状况下的体积)。 Ⅱ．以铬酸钾(K2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图3所示(已知2CrO+2H+Cr2O+H2O) (4)结合阳极电极反应式，分析阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因： 。 (5)电解一段时间后，测得阳极区溶液中K+物质的量由bmol变为amol，则此时铬酸钾的转化率为 。 【答案】(1)从右向左 (2)有蓝色沉淀产生 (3) 112 (4)阳极的电极反应为，溶液中浓度增大，使反应向生成的方向移动，部分通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是(合理答案均可) (5)或 【分析】Ⅰ、由图可知甲为Zn-Cu-硫酸铜电池，为原电池，Zn为负极，Cu为正极，装置乙为电解池，Y作阳极，，X做阴极，。 Ⅱ．左侧为阴极区发生反应：，右侧为阳极区发生反应：，，据此分析。 【详解】（1）电解质溶液中的阴离子向负极Zn移动，则硫酸根离子从右向左； （2）M为活性电极且与电源正极相连，M作阳极，发生反应：Cu-2e-=Cu2+，生成的铜离子与电解质中氢氧根离子结合生成氢氧化铜蓝色沉淀； （3）①装置乙为电解池，Y作阳极，Y极溶液逐渐变成紫红色，结合已知信息可知Y电极上Fe失电子生成，电极反应为：，该电极生成气体，说明氢氧根离子也在电极放电生成氧气4OH--4e-=2H2O+O2↑； ②X极发生反应为：，收集到560mL氢气，物质的量为0.025mol，转移电子的物质的量为0.05mol；Y电极(铁电极)质量减小0.28g，即消耗0.005molFe，失去电子物质的量为0.03mol，则该电极上水放电时失去电子的物质的量为0.02mol，结合电极反应：，则在Y极收集到的气体物质的量为0.005mol，标准状况下气体体积为0.005mol ×22.4L/mol=0.112L=112mL； （4）阳极的电极反应为，溶液中浓度增大，使反应向生成的方向移动，部分通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是(合理答案均可)； （5）由反应可知电解过程中钾离子向左侧移动，物质的量减少，钾离子的减少量与转移电子的物质的量相同，阳极区溶液中物质的量由bmol变为a mol，则转移电子的物质的量为(b - a)mol，根据阳极反应可知电子转移1mol时生成1mol氢离子，则溶液中生成的氢离子的物质的量为(b - a)mol。由反应可知，生成(b - a)mol氢离子时消耗(b - a)mol mol，原溶液中钾离子的物质的量为bmol，则的物质的量为，则此时铬酸钾的转化率为或； 地 城 考点3 原电池电解池综合运用 1、 单选题 1．(24-25高二上·福建漳州乙级校联盟·期中)膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。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．A是原电池，B是电解池 B．为保证A中硫酸的质量分数不变，则加入的 C．当电路中通过中各有从左边迁移到右边 D．c电极的电极反应方程式为： 【答案】B 【分析】由装置图可知A为原电池，a作负极，a极上的SO2失去电子结合水生成H2SO4，b作正极，O2得到电子结合溶液中的H+生成水，B是电解池，c是阳极，N2O4失去电子生成N2O5，d作阴极，H+得到电子生成H2，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，A是原电池，B是电解池，A正确； B．a为负极，电极反应为：SO2－2e-+2H2O=+4H+，当反应1molSO2时消耗2molH2O，生成1molH2SO4；即生成硫酸的质量为98g，消耗水的质量为36g，设加入xmol H2O，为保证A中硫酸的质量分数保持50%，则，解的x≈7.4，则加入的，B错误； C．A中负极反应为：SO2－2e-+2H2O=+4H+，可建立关系SO2~2e-~4H+，B中阳极的反应为，可建立关系N2O4~2e-~2H+；当电路中通过，A中负极有4molH+产生，但只能转移2mol氢离子，阳离子向正极移动，即从左边迁移到右边，B中阳极有2molH+产生，阳离子向阴极移动，即从左边迁移到右边，C正确； D．c为阳极，发生失去电子的氧化反应，结合分析可知，c电极的电极反应方程式为：，D正确； 故选B。 2．(24-25高二上·福建龙岩一级校联盟·期中)2023年钠离子电池实现产业化，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。工作原理为，装置如图所示，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。下列说法不正确的是 A．放电时，a极反应式为 B．充电时，电极b接外电源的负极 C．充电时，若转移，碳基材料电极将减重 D．锂元素稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 【答案】C 【分析】由题干信息可知，碳基材料为负极b，放电过程中发生的电极反应为：，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：；含钠过渡金属氧化物为正极a，电极反应为：，充电时，a与电源正极相连作阳极，电极反应为：，据此分析解题。 【详解】A．放电时a极是正极，发生还原反应，电极反应式为：Na1-mMnO2+mNa++me-=NaMnO2，故A正确； B．充电时，b为阴极，得到电子发生还原反应，因此b极接电源的负极，故B正确； C．充电时，碳基材料作阴极，发生反应，若转移1 mol e−，1molNa+得电子生成金属Na，碳基材料电极将增重23g，故C错误； D．锂比钠稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低，故D正确； 答案选C。 3．(24-25高二上·福建南平浦城第一中学·期中)新能源汽车是国家战略产业的重要组成部分，电池是能源汽车关键部件之一，其工作原理如图所示，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．充电时，电极b与电源负极连接，电极a与电源正极连接 B．电池工作时，正极的电极反应为 C．电池工作时，负极材料质量减少，转移电子 D．电池进水不会影响其使用寿命 【答案】B 【分析】由锂离子的移动方向可知，放电时，电极a为原电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和碳，电极反应式为LixC6—xe—=xLi++6C，Li1—xFePO4为正极，Li1—xFePO4在正极得到电子结合锂离子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为；充电时，与直流电源正极相连的电极b做电解池的阳极，电极a与电源负极连接做阴极。 【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的电极b做电解池的阳极，电极a与电源负极连接做阴极，故A错误； B．由分析可知，电池工作时，Li1—xFePO4为正极，Li1—xFePO4在正极得到电子结合锂离子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为，故B正确； C．由分析可知，电池工作时，电极a为原电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和碳，电极反应式为LixC6—xe—=xLi++6C，则负极材料质量减少1.4g时，转移电子的物质的量为×1=0.2mol，故C错误； D．锂与水反应生成氢氧化锂和氢气，则电池进水后，锂会与水反应，导致放电能力下降，大大降低原电池的使用寿命，故D错误； 故选B。 4．(24-25高二上·福建莆田第一中学·期中)下列有关电化学装置的描述正确的是 A．K+移向ZnSO4溶液 B．可用于电解精炼铜 C．应使用阴离子交换膜 D．可用于铁钉镀锌 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．由题干装置可知，Zn为负极，Cu为正极，电解质溶液中阳离子移向正极，故盐桥中K+移向CuSO4溶液，A错误； B．电解精炼铜时，粗铜应与电源正极相连作阳极，纯铜与电源负极相连作阴极，B错误； C．Cl2能与NaOH溶液反应，防止OH-通过离子交换膜进入阳极，应该选用阳离子交换膜，C错误； D．电镀时，镀件与电源负极相连作阴极，镀层金属单质与电源正极相连作阳极，含镀层金属阳离子的电解质溶液作电解质，故图示装置可用于铁钉镀锌，D正确； 故答案为D。 5．(24-25高二上·福建部分达标高中·期中)一种锂离子电池的结构如图，该电池总反应为，下列说法正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜 B．放电时，往石墨层移动 C．充电时，极与外接电源的正极相连 D．充电时，b极质量会减少 【答案】C 【分析】根据总反应方程式可知，放电时Li作负极，故b极为负极，a极为正极；充电时，a与电源的正极相连，作阳极，b与电源的负极相连作阴极，据此分析回答； 【详解】A．Li+需要通过隔膜，故隔膜为阳离子交换膜，A错误； B．放电时，往正极移动，即往a电极移动，B错误； C．据分析可知，a与电源的正极相连，作阳极，C正确； D．充电时，b电极的电极反应式为，b极质量增加，D错误； 6．(24-25高二上·福建福建名校协作考试·期中)某浓差电池的装置如图所示，该电池使用前先将K与M连接一段时间，K再与N连接，当正负电极室中溶液的浓度相等时，电池将停止放电。下列说法错误的是 A．K与M连接时，当电路中转移0.1mol电子时，乙室溶液质量减少17g B．K与N连接时，甲室的电极反应式为 C．若换成阳离子交换膜，电池将不能正常使用 D．K分别与M、N连接时，在电解质溶液中的移动方向相反 【答案】B 【分析】浓度差电池是利用两极电势差实现两个氧化还原半反应，总反应类似扩散原理，最终两池电解质浓度将相等。该电池使用前先将K与M连接一段时间，开关与M相连时，为电解池，左侧甲室内Ag电极为阳极，右侧乙室内Ag电极为阴极，阳极上Ag失去电子转化为Ag+，阴极上Ag+得到电子转化为Ag，硝酸根透过阴离子交换膜向阳极移动进入左侧，一段时间后，两池中浓度不同；然后将K与N相连，装置为原电池，左侧甲室内硝酸银溶液浓度大，银离子氧化性强，则银离子得电子发生还原反应，左侧甲室内Ag电极为正极，则右侧乙室Ag电极为负极，硝酸根向负极移动进入乙室，据此回答； 【详解】A． 据分析，K与M连接时，右侧乙室内、硝酸根迁出，当转移1mol电子时，乙室溶液质量减少(108+62)g=170g，则当电路中转移0.1mol电子时，乙室溶液质量减少17g，A正确； B．K与N连接时为原电池，甲室为正极区，电极反应式为，B不正确； C．若换成阳离子交换膜，若有1mol电子转移，阳极1mol Ag溶解、阴极析出1mol Ag，1mol Ag+透过阳离子交换膜进入乙室，则两池中Ag+浓度将相同，开关与N相连时，不会产生电流、将不能正常使用，因此应该选择阴离子交换膜电池，C正确； D．据分析，K分别与M、N连接时，在电解质溶液中的移动方向相反，D正确； 答案选B。 7．(24-25高二上·福建南平浦城第一中学·期中)下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为复合电极。下列说法错误的是 A．电子由X电极经导线流向镀件 B．Y的电极反应式为 C．电镀池可以用石墨电极作阳极 D．镀件增重，理论上X极区模拟海水的质量减少 【答案】D 【详解】A．电镀铜的装置中镀件是阴极，X电极为负极，因此电子由X电极经导线流向镀件，故A正确； B．Y电极为正极，得到电子，因此Y电极反应式为，故B正确； C．电镀池中硫酸铜作电解液，铜离子在阴极得到电子变为铜单质镀在镀件上，因此可以用石墨电极作阳极，故C正确； D．根据Cu2+＋2e－＝Cu，镀件增重即物质的量为0.1mol，转移0.2mol电子，正极电极反应式，有0.2mol Cl－消耗，0.2mol Na＋向正极移动，理论上X极区模拟海水减小0.2mol NaCl，其质量减少0.2mol×58.5g∙mol−1＝11.7g，故D错误。 综上所述，答案为D。 8．(24-25高二上·福建龙岩非一级达标·期中)电解可直接制得钛，电解原理如图所示。下列说法错误的是 A．若电源为铅酸蓄电池，则P应与电极相连 B．石墨电极上的主要反应式为 C．熔融的电离方程式为 D．电池工作时，石墨电极附近会出现 【答案】A 【详解】A．因石墨电极是阳极，所以应与外电源的正极相连，铅蓄电池中的二氧化铅电极是正极，石墨与二氧化铅电极相连，A错误； B．石墨电极为阳极，电解质中氯离子失去电子生成氯气，B正确； C．熔融属于强电解质，可完全电离，C正确； D．电池工作时，生成的向阳极移动，D正确； 故选A。 二、填空题 9．(24-25高二上·福建南平浦城第一中学·期中)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1)甲装置电池负极发生的电极反应式是： 。 (2)乙中X是 (阴、阳)离子交换膜，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，铁电极上的电极反应式为 。 (3)若在标准状况下，有氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成的气体在标准状况下的体积为 ，外电路中通过电子物质的量 。 (4)若丙装置中电极均为，则丙中发生反应的离子方程式为 。 (5)化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解的原理如图所示： 电极上的电极反应式为 。 【答案】(1)CH4+10OH-—8e-=7H2O+CO (2) 阳 2H2O+2e-=H2↑+2OH- (3) 8.96L 0.8mol (4)Cu+2Ag+2Ag+Cu2+ (5)2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O 【分析】由图可知，甲池为燃料电池，通入氧气的铂电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，通入甲烷的铂电极为负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水；乙装置为电解饱和食盐水的电解池，铁电极为电解池阴极，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，石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，钠离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区；丙装置为电解池，电极b为阳极，电极a为阴极。 【详解】（1）由分析可知，甲池为燃料电池，通入甲烷的铂电极为负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH-—8e-=7H2O+CO； （2）由分析可知，乙装置为电解饱和食盐水的电解池，铁电极为电解池阴极，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，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，钠离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区； （3）由分析可知，通入氧气的铂电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则由得失电子数目守恒可知，石墨电极生成标准状况下氯气的体积为4.48 L×=8.96L，外电路中通过电子物质的量×4=0.8mol； （4）由分析可知，丙装置为电解池，铜电极b为阳极，失去电子发生氧化反应生成铜离子，铜电极c为阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，则电解总反应离子方程式为Cu+2Ag+2Ag+Cu2+； （5）由图可知，Ag-Pt电极为电解池的阴极，酸性条件下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O。 10．(24-25高二上·福建福州福九联盟·期中)原电池在日常生活中有着广泛的应用。根据所学知识完成下列题目。 (1)干电池应用广泛，其电解质溶液是混合溶液。该电池的负极材料是 ，电池工作时，电子流向 (填“正极”或“负极”)。若混合溶液中含有杂质，会加速某电极的反应，形成“自放电”现象，其主要原因是 。 (2)铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是和，电解质溶液为硫酸。该电池总反应式为：。请根据上述情况判断：该蓄电池放电时，发生 (填“氧化”或“还原”)反应；正极附近溶液的酸性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)；充电时，电解质溶液中阴离子移向 (填“”或“”)电极，阴极的电极反应式为 。 已知可逆反应：如图所示装置，进行如下操作： (Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转； (Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加质量分数为40%的溶液，发现电流表指针向相反方向偏转。 (3)(Ⅰ)操作过程中石墨棒(a)上发生的电极反应为 。 (4)(Ⅱ)操作过程中石墨棒(b)上发生的电极反应为 。 【答案】(1) Zn (或锌) 正极 与反应生成，与构成微电池，加速锌极损失 (2) 氧化 减弱 (3) (4) 【详解】（1）干电池中，Zn发生氧化反应，Zn是原电池的负极，即负极材料是Zn (或锌)；电池工作时，电子从负极流向正极；若混合溶液中含有杂质，Zn与Cu2+发生氧化还原反应，生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池，加快反应速率，从而加快Zn的腐蚀，即加速锌极损失； 故答案为：Zn(或锌)；正极；Zn 与Cu2+反应生成Cu，Zn与Cu构成微电池，加速锌极损失； （2）铅蓄电池放电时，Pb失电子生成PbSO4，铅为负极，失去电子被氧化，发生氧化反应：；PbO2为正极，电极反应为：4H+++2H2O，消耗氢离子同时生成水，导致硫酸浓度降低、酸性减弱；充电时，铅为阴极、PbO2为阳极，阴离子移向阳极，即阴离子移向PbO2电极，阴极的电极反应式为负极反应的逆反应：； 故答案为：氧化；减弱；PbO2；； （3）（I）向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转，形成原电池，反应原理为的正反应，即石墨棒(a)上发生，电极反应为； 故答案为：； （4）（II）往(B)烧杯中滴加质量分数为40%的溶液，减小，逆向进行为原电池反应原理，石墨棒(b)上发生，电极反应为； 故答案为：。 11．(24-25高二上·福建龙岩非一级达标校·期中)一种燃料电池与电解池组合的装置(电池工作时)如图所示，电极均为惰性电极，回答下列问题： (1)电极Ⅰ为 (填“正”或“负”)极，该电极上的反应式为 。 (2)右侧电池工作室中能量的转化形式主要为 (填“化学能”或“电能”，下同)转化为 。 (3)气体X为 (填化学名称)，电极Ⅲ上的电极反应式为 。 (4)电池工作一段时间后，图中三处溶液的质量分数的大小顺序为 (填标号)。 A．        B． (5)当电路中每转移电子。 ①此时消耗的质量为 g。 ②此时电极Ⅳ上生成气体的体积为 L(标准状况下)。 【答案】(1) 正 (2) 电能 化学能 (3) 氢气 (4)B (5) 1.6 2.24 【分析】由图可得，可知左边是燃料电池，右边是电解池；通入氧气的电极I是电池的正极，电极反应为，与电极I相连的电极Ⅳ是电解池的阳极，则电极Ⅳ上HCl被氧化为Cl2，电极反应式为，电极Ⅲ是电解池的阴极，溶液中氢离子在阴极被还原为，电极反应为，所以气体X是氢气，电极Ⅱ的电极反应为。 【详解】（1）由分析可得，电极I为燃料电池的正极，该电极上的反应式为； （2）右侧电池为电解池，能量的转化形式主要为电能转化为化学能； （3）由分析可知，气体X为氢气，电极Ⅲ为阴极，阴极发生还原反应产生；电极Ⅲ上的电极反应式为； （4）Ⅲ电极为阴极，电极反应为，I电极的反应式为，Ⅱ电极的反应式为，则I电极附近始终生成KOH并且不消耗，所以c%>b%，Ⅱ电极不断消耗，所以 b%>a%，故大小关系为c%>b%>a%，故选B； （5）①由电子得失守恒可知，，则=1.6g； ②由电子得失守恒可知，，则=2.24L。 12．(24-25高二上·福建三明永安第九中学、金沙高级中学·期中)电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一，每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。 (1)最近，我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图所示。甲烷燃料应从 （填序号）口通入，发生的电极反应式为 。 (2)以石墨作电极电解饱和食盐水，如图所示。电解开始后在 的周围（填“阴极”或“阳极”）先出现红色，该极的电极反应式为 。 (3)以溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是 （填序号）。 a.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属    b.粗铜接电源正极，发生氧化反应 c.溶液中向阳极移动        d.电能全部转化为化学能 (4)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答： ①B电极的电极反应式是 。 ②若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。 【答案】(1) b CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ (2) 阴极 2H2O+2e-=H2↑+2OH- (3)ab (4) Cu2++2e-=Cu 0.08 【详解】（1）根据装置可以知道d处生成大量的水，结合氢离子的移动方向，右侧电极是正极，则甲烷从b口通入，反应环境是酸性溶液，甲烷在负极失去电子生成CO2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+。 （2）以石墨电极电解饱和食盐水，阴极上氢离子放电生成H2和OH-，溶液呈碱性，使酚酞变红，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 （3）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼； a．在阳极上，不如铜活泼的金属Ag、Pt、Au等金属会从阳极掉落，形成阳极泥，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故a正确； b．电解精炼铜时，粗铜作阳极，接电源正极，发生氧化反应，故b正确； c．溶液中Cu2+向阴极移动，在阴极上发生还原反应，故c错误； d．电解池中，电能不会全部转化为化学能，还会伴随热能等形式的能量产生，故d错误； 故选ab。 （4）①由图可知，B电极与电源负极为阴极，Cu2+在阴极得到电子生成Cu，电极方程式为：Cu2++2e-=Cu； ②A极为阳极，发生氧化反应阳极反应离子方程式：Cu-2e-=Cu2+，故阳极固体质量减少，阴极固体质量增加，二者质量差为5.12g，则阴极表面增加的铜的质量为2.56g，转换为物质的量为=0.04mol，已知每生成1mol铜转移2mol电子，故电路中通过的电子为0.08mol。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $