题型02 电化学装置分析（期中真题汇编，江苏专用）高二化学上学期

题型02 电化学装置分析 1．(24-25高二上·江苏江阴第一中学·期中)铅蓄电池放电时的工作原理可表示为，其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，移向极移动 B．电池工作时，负极质量减小 C．电池工作时，发生氧化反应 D．每生成，转移电子数为 2．(24-25高二上·江苏苏州苏州大学附属中学·期中)关于如图所示各装置的叙述正确的是 A．图1是化学能转变为电能的装置，总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B．图2CH4-O2碱性燃料电池电子由a电极经NaOH溶液流向b电极 C．图3装置可在铁件表面镀铜，CuSO4溶液浓度不变 D．图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连，以防止被海水腐蚀 3．(24-25高二上·江苏南京航空航天大学苏州附属中学·期中)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．电池工作时，负极反应为Zn-2e-=Zn2+ D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×1023 4．(24-25高二上·江苏常州高级中学·期中)一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法正确的是 A．交换膜应当选择阳离子交换膜 B．K与b连接时，电极A的质量相比于K与a相连时，质量会减轻 C．K与b连接时，电极B上发生的反应为 D．电极K与b连接时，电极A发生还原反应 5．(24-25高二上·江苏扬州邗江区·期中)以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 6．(24-25高二上·江苏扬州邗江区·期中)下列有关原电池的说法正确的是 A．图甲所示装置中，盐桥中的Cl-向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动 B．图乙所示装置中，正极的电极反应式为2H+ + Ag2O + 2e−= 2Ag + H2O C．图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变厚 D．图丁所示装置中，放电一段时间后，电解质溶液的酸性增强，导电能力提高 7．(24-25高二上·江苏南京航空航天大学苏州附属中学·期中)提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 8．(24-25高二上·江苏如皋中学·调研)铅蓄电池是常见的二次电池，其结构如下图所示，其中Pb作电池的负极，PbO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．放电时Pb电极上有电子流出 B．放电时PbO2电极失去电子 C．H2SO4是电池的电解质溶液 D．充电时是电能转化为化学能 9．(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)利用电解质溶液的浓度对电极电势的影响，可设计浓差电池。某热再生浓差电池的工作原理如图所示，通入时电池开始工作，左侧电极质量减少，右侧电极质量增加，中间A为阴离子交换膜，放电后可利用废热进行充电再生。已知，能与分子结合生成，下列说法正确的是 A．放电时，左侧电极的电极反应式为，左侧溶液逐渐变为深蓝色 B．放电时，电池的总反应为，该反应放热 C．放电时，经离子交换膜由左侧向右侧迁移 D．常见的可充电电池还有碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、锂离子电池等 10．(24-25高二上·江苏江阴第一中学·期中)下列装置不能达到设计目的的是 A．装置①X选用合适金属可用于钢管的防腐 B．装置②用于深浸在海水中的钢闸门的防腐 C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜 D．装置④用于模拟粗铜的电解精炼 11．(24-25高二上·江苏连云港灌云县第一中学·期中)电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为： B．电解一段时间，两电极区的pH均减小 C．电解过程中从b极通过质子交换膜转移至a极 D．相同时间内，a、b两极消耗的物质的量之比为5：3 12．(24-25高二上·江苏苏州苏州大学附属中学·期中)以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示。 下列说法正确的是 A．电解时的阳极反应为：2Cr3++6e-+7H2O=+14H+ B．电解结束后，阴极区溶液pH升高 C．1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗mol D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 13．(24-25高二上·江苏苏州西安交通大学苏州附属中学·期中)下列实验操作合理或能达到实验目的的是 A．测定中和反应的反应热 B．构成锌铜原电池 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．用于粗铜的电解精炼 A．A B．B C．C D．D 14．(24-25高二上·江苏南通区·期中)一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是 A．加入Y的目的是补充H2O B．电极a连接电源正极 C．电极b表面发生的电极反应式为Br--6e-+3O2-= D．催化阶段Z与Br-的物质的量之比为2：3 15．(23-24高二下·江苏泰州中学·期中)电池有铅蓄电池、燃料电池(如NO2-NH3电池)、锂离子电池、Mg一次氯酸盐电池等，它们可以将化学能转化为电能。NH3、CH4、NaBH4都可用作燃料电池的燃料。CH4的燃烧热为890.3kJ/mol。电解则可以将电能转化为化学能，电解饱和NaCl溶液可以得到Cl2，用电解法可制备消毒剂高铁酸钠(Na2FeO4)。电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．阳极上的电极反应式为 C．OH-通过阴离子交换膜移向Pt电极 D．理论上每转移0.1mol e-，阴极上会产生标准状况下1.12L气体 16．(23-24高二下·江苏盐城五校联考·期中)通过以下反应可分别获取和：①通过电解获得和（装置示意如题图）；②在90℃将与反应生成并获得。下列说法错误的是 A．电解过程中转移，理论上可获得标准状况下 B．电解后溶液的物质的量浓度不变 C．电解时阳极的电极反应式： D．电解的总反应式： 17．(23-24高二上·江苏苏州·期末)一种电解装置如图所示，电解时从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是 A．左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．右室发生的电极反应为 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：3 mol 18．(23-24高二上·江苏苏州·期末)电解法制备的装置如图所示。下列说法正确的是 A．该装置工作时将化学能转化为电能 B．电极与电源负极相连接 C．电解时a极电极反应式： D．电解生成时，理论上有从a极室通过质子交换膜进入极室 19．(24-25高二上·江苏宿迁·期中)下列实验装置，能达到实验目的的是 A．用装置甲设计铜锌原电池 B．用装置乙定量测定的分解速率 C．用装置丙采集到的压强数据判断铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 D．用装置丁制备并能较长时间观察其颜色 20．(23-24高二上·江苏常熟·期中)在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使与反应生成，加速钢管腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极反应式为 B．钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D．与反应可表示为 21．(23-24高二上·江苏连云港东海县·期中)下列有关燃料电池(如图)的说法正确的是 A．电池工作时，电能主要转化为化学能 B．放电过程中电极b区的溶液pH下降 C．a电极上的反应为： D．放电过程中参与反应，失去个电子 22．(23-24高二上·江苏南京宁海中学·期中)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图甲所示，电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体，可在高温下传导O2-。下列说法正确的是 A．该电池工作时负极反应方程式为CH4+8e-+4O2-=CO2+2H2O B．电池工作时，O2-从Pt电极a向Pt电极b迁移 C．用该电池用于电解饱和食盐水时，Pt电极b相连的电极产生Cl2 D．用该电池电解CuCl2溶液得到12.8 g Cu，理论上需要使用O2的体积2.24L 23．(23-24高二上·江苏南通海安实验中学·期中)某氢氧燃料电池的结构如图所示，其中可以在固体介质NASICON中自由移动，下列相关说法正确的是 A．氧气由多孔电极b处通入 B．当转移0.4mol电子时，消耗 C．氢气端的电极反应式为： D．在固体介质NASICON中，由多孔电极b向电极a移动 24．(21-22高二上·江苏扬州中学·)太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是 A．放电时Li+从左边移向右边，从右边移向左边 B．放电时，正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4 C．充电时M极连接电源的负极，电极反应式为6C+xe-= D．充电时电路中通过2.0mol电子，产生28gLi 25．(23-24高二上·江苏扬州中学·期中)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．该电池在高温下进行效率更高 B．电子的移动方向由 b经外电路到a C．若该电池中有0.2 mol O2参加反应，则有0.8molH⁺向b迁移 D．b电极发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH- 26．(23-24高二上·江苏无锡江阴四校联考·期中)以铅蓄电池供电，利用双极膜(双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为H＋和OH-，并实现其定向通过)电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a的电极反应式：Pb-2e-=Pb2＋ B．产品室2制备的产品是磷酸 C．当电路中通过4mol电子时，电极c上产生2molO2 D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜 27．(22-23高二上·江苏淮安淮安区·期中)“垃圾资源再利用”是解决环境污染问题的新思路。某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，下列关于该装置说法正确的是 A．X为正极 B．该装置将电能转化为化学能 C．Cl－向Y极移动 D．电路中流过3mol电子时，生成标况下17.92LN2 28．(23-24高二上·江苏苏州·期末)一种采用金属有机框架(MOF)催化剂电催化还原为CO的装置原理如图所示。下列有关叙述正确的是 A．该装置把化学能转变为电能 B．电极b的电极反应式为 C．电极a上生成时，理论上可还原 D．选用合适的催化剂，该装置也可将转化为、等 29．(23-24高二上·江苏南京·期中)在熔融盐体系中，B电极为石墨，A电极上利用和获得电池材料硅钛合金（），装置如题图所示。下列说法正确的是 A．电极B和电源负极相连，发生氧化反应 B．电极A的电极反应式： C．电解时，向B电极迁移 D．理论上每转移电子，B电极上产生 30．(23-24高二上·江苏扬州宝应县·期中)2023年2月，全球最大容量铁-铬液流储能电池在内蒙古自治区成功试运行。该电池示意图如图所示，其中的电极可视为惰性电极。已知，储电时被氧化。下列有关说法不正确的是 A．装置中离子交换膜提高了充电/放电效率 B．储电时，电极I与外电源负极相连 C．供电时，负极反应： D．储电时，当2molFe2+被氧化时有2molH+通过离子交换膜 31．(24-25高二上·江苏常州·期中)含硫或氮的工业废气的处理及回收利用有重要意义。回答下列问题： I．废气的处理回收 (1)高温热分解法：，某温度下恒容密闭容器中，能判断该反应达到平衡的依据是 (填字母)。 a．气体的压强不发生变化        b．气体的密度不发生变化 c．不发生变化d．单位时间里分解的和生成的的量一样多 (2)通过电化学循环法可将转化为和(如下图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应： ①电极a上发生反应的电极反应式 。 ②理论上完全反应需通入 mol，电极上产生 mol。 II．氮氧化物主要来源于汽车尾气，NSR法储存还原)可有效减少氮氧化物排放。 (3)工作原理：通过和的相互转化实现的储存和还原，如左下图所示。        ①若汽车所用的油品含硫量较高，吸收的能力下降至很低水平，结合方程式解释原因 。 ②尾气中的对吸收氮氧化物有影响。一定温度下，测得气体中的体积分数与氮氧化物吸收率的关系如右上图所示。则：一定范围内，氮氧化物吸收率随体积分数的增大而下降，原因是 ；当体积分数达到时，氮氧化物吸收率依然较高，原因可能是 。 32．(24-25高二·江苏扬州红桥高级中学·期中)捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题： (1)国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(g)  ΔH=﹣270kJ•mol-1。 几种化学键的键能如表所示： 化学键 C—H H—H H—O C=O 键能/kJ•mol﹣1 413 436 a 745 则a= 。 (2)将CO2还原为CH4，是实现CO2资源化利用的有效途径之一，装置如图所示： ①H+的移动方向为 (填“自左至右”或“自右至左”)；d电极的电极反应式为： 。 ②若电源为CH3OH—O2—KOH清洁燃料电池，当消耗0.1mol CH3OH燃料时，离子交换膜中通过 mol H+，该清洁燃料电池中的正极反应式为： 。 (3)甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=﹣49.58kJ•mol-1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)  ΔH2 反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)  ΔH3=﹣90.77kJ•mol-1 反应Ⅱ的ΔH2= kJ•mol-1。 (4)利用太阳能光解Fe3O4，制备的FeO用于还原CO2合成炭黑，可实现资源的再利用。其转化关系如图所示。过程Ⅱ反应的化学方程式是 。 33．(24-25高二上·江苏南京航空航天大学苏州附属中学·期中)为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。 (1)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图1。 ①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式： 。 ②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 。 (2)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)  H=41.2kJ/mol 反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)  H=-122.5kJ/mol 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图2。其中：CH3OCH3的选择性=×100% ①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 ②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。 (3)用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如图3所示。其他条件一定时，含碳还原产物的法拉第效率[FE(X)=×100%]随电压的变化如图4所示。 ①当电解电压为0.7V，阴极发生的电极反应式为 。 ②电解电压为0.95V时，电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为 。 34．(23-24高二上·江苏无锡江阴四校联考·期中)国家主席习近平在9月22日召开的联合国大会上表示：“中国将争取在2060年前实现碳中和”。捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题： (1)国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)  ΔH=-270kJ·mol-1。几种化学键的键能如表所示： 化学键 CH HH HO CO 键能/kJ·mol-1 413 436 a 745 则a= 。 (2)将CO2还原为CH4，是实现CO2资源化利用的有效途径之一，装置如图所示： ①H+的移动方向为 (填“自左至右”或“自右至左”)；d电极的电极反应式为 。 ②若电源为CH3OHO2KOH清洁燃料电池，当消耗0.1molCH3OH燃料时，离子交换膜中通过 molH+，该清洁燃料电池中的正极反应式为 。 (3)甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下： 反应I：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)  ΔH1=-49.58kJ·mol-1 反应II：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)   ΔH2 反应III：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH3=-90.77kJ·mol-1 反应II的ΔH2= kJ·mol-1。 (4)利用太阳能光解Fe3O4，制备的FeO用于还原CO2合成炭黑，可实现资源的再利用。其转化关系如图2所示。过程II反应的化学方程式是 。 (5)在酸性电解质溶液中，以太阳能电池作电源，惰性材料作电极，可将CO2转化为乙烯。实验装置如图所示。 ①若电解过程中生成3.36L(标准状况下)O2，则电路中转移的电子至少为 mol。 ②生成乙烯的电极反应式是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型02 电化学装置分析 1．(24-25高二上·江苏江阴第一中学·期中)铅蓄电池放电时的工作原理可表示为，其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，移向极移动 B．电池工作时，负极质量减小 C．电池工作时，发生氧化反应 D．每生成，转移电子数为 【答案】A 【分析】由题干铅蓄电池的工作原理可知，放电时，Pb为负极，电极反应为：Pb-2e-+=PbSO4，PbO2为正极，电极反应为：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O，据此分析解题。 【详解】A．电池放电时，阳离子移向正极，由分析可知，Pb为负极，PbO2为正极，故移向极移动，A正确； B．由分析可知，放电时，负极电极反应为：Pb-2e-+=PbSO4，故负电极质量增大，B错误； C．电池工作时，作正极，得电子发生还原反应，C错误； D．由可知，每生成2mol PbSO4，转移2mol电子，故每生成，转移电子数为，D错误； 答案选A。 2．(24-25高二上·江苏苏州苏州大学附属中学·期中)关于如图所示各装置的叙述正确的是 A．图1是化学能转变为电能的装置，总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B．图2CH4-O2碱性燃料电池电子由a电极经NaOH溶液流向b电极 C．图3装置可在铁件表面镀铜，CuSO4溶液浓度不变 D．图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连，以防止被海水腐蚀 【答案】D 【详解】A．由图可知，该装置为化学能转变为电能的装置，金属性强于铜的铁电极为原电池的负极，电池的总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误； B．氢氧化钠溶液不能传递电子，电子由a电极经用电器流向b电极，故B错误； C．电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，因此待镀铁件作阴极，铜作阳极，故C错误； D．由外加直流电源的阴极保护法可知，钢管桩与电源的负极相连做电解池的阴极，以防止被海水腐蚀，故D正确； 故选D。 3．(24-25高二上·江苏南京航空航天大学苏州附属中学·期中)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．电池工作时，负极反应为Zn-2e-=Zn2+ D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×1023 【答案】D 【分析】根据电池总反应方程式可知：Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2为正极，发生还原反应，电极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。电池工作时，阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动。 【详解】A．根据电池反应方程式可知：电池工作时，Mn元素化合价降低，得到电子被还原，所以MnO2发生还原反应，A错误； B．电池工作时，OH-会向正电荷较多的负极定向移动，即OH-通过隔膜向负极移动，B错误； C．根据反应总方程式可知，电池工作时，负极反应为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，C错误； D．反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价，化合价降低1价，转移1个电子，故每生成l mol MnOOH，转移电子数约为6.02×1023，D正确； 故合理选项是D。 4．(24-25高二上·江苏常州高级中学·期中)一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法正确的是 A．交换膜应当选择阳离子交换膜 B．K与b连接时，电极A的质量相比于K与a相连时，质量会减轻 C．K与b连接时，电极B上发生的反应为 D．电极K与b连接时，电极A发生还原反应 【答案】B 【分析】由题干信息可知，将开关K先与a连接后则电极B为阳极，电极反应为，电极A为阴极，电极反应为：，一段时间后右侧溶液中浓度增大，而左侧溶液中浓度减小，为了保持的浓度差必须保证不能通过半透膜，故交换膜是阴离子交换膜，一段时间后与b连接，电极A为负极，电极反应为：，电极B为正极，电极反应为：，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，交换膜应当选择阴离子交换膜，阻止阳极通过以保证两侧溶液中有浓度差，A错误； B．K与b连接时，形成原电池，电极A为负极，电极反应为：，电极质量减轻；同时，电极B为正极，电极反应为：，B正确； C．由分析可知，K与b连接时，电极B为正极，电极反应为：，C错误； D．K与b连接时，形成原电池，电极A为负极，电极A发生氧化反应，D错误； 故选B。 5．(24-25高二上·江苏扬州邗江区·期中)以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 【答案】B 【分析】电池工作时，O2转化为H2O，由O元素的价态变化，可确定通入O2的电极为正极，通入乙烷的电极为负极；右侧电池为电解池，a电极为阴极，b电极为阳极。 【详解】A．燃料电池工作时，通入O2的电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O，正极反应式为O2+4H++4e−=2H2O，A不正确； B．往铁上镀铜，则右侧电池为电镀池，铜应作阳极，铁应作阴极，则a极为阴极，应是铁，b极是阳极，应是铜，B正确； C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但由于粗铜中混有铁、锌、金、银等杂质，在电解过程中，Fe、Zn等失电子，而溶液中只有Cu2+在阴极得电子，且粗铜中的金、银会形成阳极泥，所以两极质量变化不相同，C不正确； D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体为O2，电池中消耗乙烷，依据得失电子守恒可建立如下关系式：7O2——28e-——2C2H6，二者的体积之比等于物质的量之比，则为7:2，D不正确； 故选B。 6．(24-25高二上·江苏扬州邗江区·期中)下列有关原电池的说法正确的是 A．图甲所示装置中，盐桥中的Cl-向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动 B．图乙所示装置中，正极的电极反应式为2H+ + Ag2O + 2e−= 2Ag + H2O C．图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变厚 D．图丁所示装置中，放电一段时间后，电解质溶液的酸性增强，导电能力提高 【答案】A 【详解】A．甲装置构成原电池，锌作负极，铜作正极；原电池中阴离子向负极移动，则Cl-向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动，A正确； B．正极为氧化银得电子发生还原反应，即H2O + Ag2O + 2e−= 2Ag + 2OH-，B错误； C．锌筒作负极被消耗，故使用一段时间后，锌筒会变薄，C错误； D．铅蓄电池总反应为，放电一段时间后，消耗了硫酸同时生成水和难溶的硫酸铅，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D错误； 故选A。 7．(24-25高二上·江苏南京航空航天大学苏州附属中学·期中)提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 【答案】C 【详解】A．装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu，阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故电解时在阴极上有红色物质析出，A错误； B．在装置②电镀铜时，应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连，作阳极；镀件与直流电源的负极连接作阴极，B错误； C．在装置③的氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，若电解液为KOH溶液，溶液显碱性，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O，C正确； D．在装置④的金属铜的精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液；在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此电解一段时间后，溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低，D错误； 故合理选项是C。 8．(24-25高二上·江苏如皋中学·调研)铅蓄电池是常见的二次电池，其结构如下图所示，其中Pb作电池的负极，PbO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．放电时Pb电极上有电子流出 B．放电时PbO2电极失去电子 C．H2SO4是电池的电解质溶液 D．充电时是电能转化为化学能 【答案】B 【分析】在铅蓄电池中，Pb作电池的负极，PbO2作正极，电解质溶液为H2SO4，放电时发生的总反应为Pb+ PbO2+ 2H2SO4=2PbSO4+2H2O。 【详解】A．放电时Pb电极发生的反应为Pb-2e-+=PbSO4，Pb电极上有电子流出，A正确； B．PbO2作正极，电极发生的反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4，放电时，PbO2得到电子，B错误； C．铅蓄电池的电解液为硫酸，C正确； D．充电时，外接直流电源，将电能转化为化学能，D正确； 答案选B。 9．(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)利用电解质溶液的浓度对电极电势的影响，可设计浓差电池。某热再生浓差电池的工作原理如图所示，通入时电池开始工作，左侧电极质量减少，右侧电极质量增加，中间A为阴离子交换膜，放电后可利用废热进行充电再生。已知，能与分子结合生成，下列说法正确的是 A．放电时，左侧电极的电极反应式为，左侧溶液逐渐变为深蓝色 B．放电时，电池的总反应为，该反应放热 C．放电时，经离子交换膜由左侧向右侧迁移 D．常见的可充电电池还有碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、锂离子电池等 【答案】B 【分析】电池开始工作时，甲室铜电极质量减少，做负极，发生氧化反应，乙室铜电极质量增加，做正极，发生还原反应，阴离子由右侧通过阴离子交换膜进入左侧。 【详解】A．根据题中给出的电池开始工作时，左侧电极质量减少，右侧电极质量增加，可知，左侧电极为负极，发生氧化反应，电极反应方程式为：，A错误； B．通入NH3时电池开始工作，左侧电极质量减少，左侧电极反应方程式为：；右侧电极质量增加，则右侧电极作正极，其电极方程式为：Cu2++2e-=Cu，则电池的总反应为：，结合题给信息可知，放电后可利用废热进行充电再生，说明放电时放出热量，充电时吸收热量，B正确； C．放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，结合题给信息，A为阴离子交换膜，则放电时，经离子交换膜由右侧向左侧迁移，C错误； D．碱性锌锰电池不是可充电电池，而是一次电池，铅酸蓄电池、锂离子电池是可充电电池，D错误； 故选B。 10．(24-25高二上·江苏江阴第一中学·期中)下列装置不能达到设计目的的是 A．装置①X选用合适金属可用于钢管的防腐 B．装置②用于深浸在海水中的钢闸门的防腐 C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜 D．装置④用于模拟粗铜的电解精炼 【答案】B 【详解】A．装置①X选用比铁活泼的金属，则金属棒X作负极，钢管作正极，可用于钢管的防腐，能达到设计目的，A不符合题意； B．用于深浸在海水中的钢闸门的防腐，则闸门应该连接外接电源的负极，本身做阴极被保护，不能达到设计目的，B符合题意； C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜，镀件做阴极会生成铜镀层，能达到设计目的，C不符合题意； D．粗铜的电解精炼，粗铜做阳极连接电源的正极，纯铜作阴极，能达到设计目的，D不符合题意； 答案选B。 11．(24-25高二上·江苏连云港灌云县第一中学·期中)电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为： B．电解一段时间，两电极区的pH均减小 C．电解过程中从b极通过质子交换膜转移至a极 D．相同时间内，a、b两极消耗的物质的量之比为5：3 【答案】A 【分析】a极上N2失去电子被氧化为，a为阳极，连接正极；b极上N2得到电子被还原为，即b极为阴极，应与电源负极相连； 【详解】A．由图示可知，a极氮气失电子变为硝酸根离子，电解质溶液呈酸性，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，A正确； B．由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，则阳极区酸性增强、pH减小，阴极区酸性减弱、pH增大，B错误； C．a极为阳极、b极为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，C错误； D．a极电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，依据得失电子守恒，转移30mol电子时阴极、阳极消耗氮气的物质的量分别为5mol、3mol，即a、b两极消耗N2的物质的量之比为3:5，D错误； 答案选A。 12．(24-25高二上·江苏苏州苏州大学附属中学·期中)以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示。 下列说法正确的是 A．电解时的阳极反应为：2Cr3++6e-+7H2O=+14H+ B．电解结束后，阴极区溶液pH升高 C．1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗mol D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 【答案】C 【详解】A．电解时，阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cr3+-6e-+7H2O=+14H+，A错误； B．电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以电解时阴极反应消耗的H+与阳极区转移过来的H+数目相等，故电解结束后，阴极区溶液pH不变，B错误； C. l mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，失去电子为0.5 mol×4+0.5 mol×6=5 mol，1 mol 被还原为Cr3+时共得到6 mol电子，所以1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗的物质的量是 mol，C正确； D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物是互溶的液体混合物，不可以通过分液的方法分离，应该采用蒸馏的方法进行分离，D错误； 故合理选项是C。 13．(24-25高二上·江苏苏州西安交通大学苏州附属中学·期中)下列实验操作合理或能达到实验目的的是 A．测定中和反应的反应热 B．构成锌铜原电池 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．用于粗铜的电解精炼 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．金属的导热性良好，图示仪器中不能用环形铜丝，应该用环形玻璃搅拌器，A不合题意； B．图示装置将Zn与CuSO4放在同一侧仪器，将导致Zn与CuSO4直接发生化学反应，而不能形成原电池，B不合题意； C．用惰性电解电解饱和食盐水时阳极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，阴极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，离子交换膜为阳离子交换膜，C符合题意； D．铜的精炼时粗铜应该与电源正极相连作阳极，纯铜与电源负极相连作阴极，D不合题意； 故答案为：C。 14．(24-25高二上·江苏南通区·期中)一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是 A．加入Y的目的是补充H2O B．电极a连接电源正极 C．电极b表面发生的电极反应式为Br--6e-+3O2-= D．催化阶段Z与Br-的物质的量之比为2：3 【答案】A 【分析】由图可知，b极溴元素化合价升高，失电子，故b极为阳极，电极反应式为Br--6e-+3H2O=+6H+，故Y为水，a极为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故X为氢气，循环阶段被还原为Br-，同时生成氧气，Z为氧气，据此作答。 【详解】A．由分析可知，Y为水，目的是补充H2O，故A正确； B．a极为阴极，连接电源的负极，故B错误； C．由分析可知，b极为阳极，电极反应式为Br--6e-+3H2O=+6H+，故C错误； D．催化阶段溴元素由+5价降低为-1价，生成1mol溴离子转移6mol电子，氧元素由-2价升高为0价，生成1mol氧气转移4mol电子，由电子守恒可知生成氧气与Br-的物质的量之比为6：4=3：2，故D错误； 答案选A。 15．(23-24高二下·江苏泰州中学·期中)电池有铅蓄电池、燃料电池(如NO2-NH3电池)、锂离子电池、Mg一次氯酸盐电池等，它们可以将化学能转化为电能。NH3、CH4、NaBH4都可用作燃料电池的燃料。CH4的燃烧热为890.3kJ/mol。电解则可以将电能转化为化学能，电解饱和NaCl溶液可以得到Cl2，用电解法可制备消毒剂高铁酸钠(Na2FeO4)。电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．阳极上的电极反应式为 C．OH-通过阴离子交换膜移向Pt电极 D．理论上每转移0.1mol e-，阴极上会产生标准状况下1.12L气体 【答案】D 【分析】电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示，Fe为电解池的阳极，M为电源的正极，电极反应式为Fe-6e-+8OH-=+4H2O，Pt为电解池的阴极，N为电源的负极，电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴离子交换膜应能允许OH-通过而能阻止的扩散，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，M为电源的正极，A错误； B．由分析可知，阳极上的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=+4H2O，B错误； C．由分析可知，Fe为阳极，Pt电极为阴极，OH-通过阴离子交换膜由阴极即Pt电极移向阳极即Fe电极，C错误； D．由分析可知，阴极电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电子守恒可知，理论上每转移0.1mol e-，阴极上会产生标准状况下0.05molH2即0.05mol×22.4L/mol=1.12L气体，D正确； 故答案为：D。 16．(23-24高二下·江苏盐城五校联考·期中)通过以下反应可分别获取和：①通过电解获得和（装置示意如题图）；②在90℃将与反应生成并获得。下列说法错误的是 A．电解过程中转移，理论上可获得标准状况下 B．电解后溶液的物质的量浓度不变 C．电解时阳极的电极反应式： D．电解的总反应式： 【答案】C 【分析】该装置是电解池，左侧H2O发生还原反应，为阴极，电极反应式为：；右侧为阳极，电极反应式为：。 【详解】A．与反应的化学方程式为：，根据分析可知，电解过程中转移，可生成4molNiOOH与H2O反应，理论上可获得标准状况下，A正确； B．由两极电极反应式可知，OH-消耗等于生成，因此电解后溶液的物质的量浓度不变，B正确； C．由分析可知，电解时阳极的电极反应式：，C错误； D．由分析中阴阳极电极反应式可得：电解的总反应式：，D正确。 故选C。 17．(23-24高二上·江苏苏州·期末)一种电解装置如图所示，电解时从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是 A．左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．右室发生的电极反应为 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：3 mol 【答案】C 【分析】 根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，阳极反应：，阴极反应：，阳极生成具有强氧化性，阴极生成具有还原性，“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现，“转化II”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，。 【详解】A．根据分析，“转化Ⅰ”为氧化反应，应加入氧化剂，左室电解液含，右室电解液含，所以实现“转化Ⅰ”需右室电解获得电解液，A错误； B．根据分析，右室发生的电极反应：，B错误； C．“转化II”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，，C正确； D．“转化Ⅰ”为，根据得失电子守恒，生成1mol理论上电路中通过：6 mol，D错误； 答案选C。 18．(23-24高二上·江苏苏州·期末)电解法制备的装置如图所示。下列说法正确的是 A．该装置工作时将化学能转化为电能 B．电极与电源负极相连接 C．电解时a极电极反应式： D．电解生成时，理论上有从a极室通过质子交换膜进入极室 【答案】C 【详解】A．该装置为电解池，工作时将电能能转化为化学能，故A错误； B．电极上水转化为氧气，氧元素的化合价升高，发生氧化反应，作阳极，与电源正极相连接，故B错误； C．电解时a极上氧气得到电子转化为过氧化氢，发生的电极反应式：，故C正确； D．电解生成时，理论上有从b极室通过质子交换膜进入a极室，故D错误。 答案为：C。 19．(24-25高二上·江苏宿迁·期中)下列实验装置，能达到实验目的的是 A．用装置甲设计铜锌原电池 B．用装置乙定量测定的分解速率 C．用装置丙采集到的压强数据判断铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 D．用装置丁制备并能较长时间观察其颜色 【答案】C 【详解】A．没有用盐桥形成闭合回路，无法设计成铜锌原电池，A不符合题意； B．生成的气体从长颈漏斗逸出，无法测定的分解速率，B不符合题意； C．装置中的压强增大则为析氢腐蚀，装置中的压强减小则为吸氧腐蚀，可以达到目的，C正确； D．Fe应该在阳极，装置中Fe在阴极无法产生氢氧化亚铁沉淀，故D错误； 故选C。 20．(23-24高二上·江苏常熟·期中)在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使与反应生成，加速钢管腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极反应式为 B．钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D．与反应可表示为 【答案】D 【详解】A．根据题中所给信息，潮湿的深层土壤中钢管发生厌氧腐蚀，正极水得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A错误； B．在钢铁锈蚀中，Fe为负极，失去电子发生氧化反应，则负极反应式为Fe－2e-=Fe2+，厌氧细菌可促使与反应生成，S2-及正极上生成的OH-与Fe2＋可分别反应生成FeS、Fe(OH)2，B错误； C．向钢中加入铜，发生电化学腐蚀时，活动性弱的铜作正极，活动性强的Fe作负极，从而加速钢管的腐蚀，C错误； D．厌氧细菌可促使与反应生成，根据元素守恒，方程式为，D正确； 故选D。 21．(23-24高二上·江苏连云港东海县·期中)下列有关燃料电池(如图)的说法正确的是 A．电池工作时，电能主要转化为化学能 B．放电过程中电极b区的溶液pH下降 C．a电极上的反应为： D．放电过程中参与反应，失去个电子 【答案】C 【分析】右侧电极H2O2中O元素化合价下降，b为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为H2O2+2e-=2OH-，a为负极，电极发生失去电子的氧化反应，电极反应为。 【详解】A．该装置为原电池装置，电池工作时，化学能主要转化为电能，故A错误； B．放电过程中，b区电极反应H2O2+2e-=2OH-，溶液pH上升，故B错误； C．根据图可知a电极上的反应为，，故C正确； D．放电过程中H2O2+2e-=2OH-，1molH2O2参与反应，得到2×6.02×1023个电子，故D错误； 答案选C。 22．(23-24高二上·江苏南京宁海中学·期中)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图甲所示，电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体，可在高温下传导O2-。下列说法正确的是 A．该电池工作时负极反应方程式为CH4+8e-+4O2-=CO2+2H2O B．电池工作时，O2-从Pt电极a向Pt电极b迁移 C．用该电池用于电解饱和食盐水时，Pt电极b相连的电极产生Cl2 D．用该电池电解CuCl2溶液得到12.8 g Cu，理论上需要使用O2的体积2.24L 【答案】C 【分析】该电池为原电池，燃料在负极反应，故Pt电极a为负极，通入氧气的电极为正极，故Pt电极b为正极。 【详解】A．根据分析，通入甲烷的电极为负极，电极反应式为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，A错误； B．原电池中阴离子向负极移动，故O2-从Pt电极b向Pt电极a迁移，B错误； C．Pt电极b为正极，用该电池用于电解饱和食盐水时，Pt电极b相连的电极为阳极，氯离子失电子生成Cl2，C正确； D．没有指明标准状况，无法计算消耗氧气的体积，D错误； 故选C。 23．(23-24高二上·江苏南通海安实验中学·期中)某氢氧燃料电池的结构如图所示，其中可以在固体介质NASICON中自由移动，下列相关说法正确的是 A．氧气由多孔电极b处通入 B．当转移0.4mol电子时，消耗 C．氢气端的电极反应式为： D．在固体介质NASICON中，由多孔电极b向电极a移动 【答案】C 【分析】原电池中电子从负极流出经过导线到正极，据此可知多孔电极a为正极，发生的反应式为，多孔电极b为负极，发生的反应式为，据此作答。 【详解】A．氧气在由多孔电极a处通入，发生还原反应，A错误； B．未说明状态，不能计算出具体体积，B错误； C．根据分析可知多孔电极b为负极，发生的反应式为，C正确； D．原电池中阴离子在正极产生，移动到负极，因此由多孔电极a向电极b移动，D错误； 故答案选C。 24．(21-22高二上·江苏扬州中学·)太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是 A．放电时Li+从左边移向右边，从右边移向左边 B．放电时，正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4 C．充电时M极连接电源的负极，电极反应式为6C+xe-= D．充电时电路中通过2.0mol电子，产生28gLi 【答案】B 【分析】电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C，由图可知，M极为负极，电极反应式为LixC6-xe-═xLi++6C，N极为正极，电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4，充电时，M极为阴极，电极反应式为xLi++6C+xe-═LixC6，N极为阳极，电极反应式为LiFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+，据此作答。 【详解】A．放电时，负极生成锂离子，正极消耗锂离子，故Li+从左边移向右边，隔膜为阳离子交换膜，磷酸根离子不能透过，故A错误； B．放电时，N极为正极，电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4，故B正确； C．充电时，M极为阴极，连接电源的负极，电极反应式为xLi++6C+xe-═LixC6，故C错误； D．充电时电路中通过2.0mol电子，阴极生成Li的质量为2mol×7g/mol=14g，故D错误； 答案选B。 25．(23-24高二上·江苏扬州中学·期中)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．该电池在高温下进行效率更高 B．电子的移动方向由 b经外电路到a C．若该电池中有0.2 mol O2参加反应，则有0.8molH⁺向b迁移 D．b电极发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH- 【答案】C 【分析】由图可知硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子，所以两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2 放出电子，负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO，失电子发生氧化反应，电极反应式是HS-+4H2O-8e-=SO+9H+；正极上是氧气得电子的还原反应4H++O2+4e-=2H2O。 【详解】A． 高温使硫化菌失去活性，该电池不宜在高温下进行，故A错误； B． b是电池的正极，a是负极，所以电子从a流出经外电路流向b，故B错误； C． 正极上是氧气得电子的还原反应4H++O2+4e-=2H2O，根据电子守恒，若该电池中有0.2 mol O2参加反应，则有0.8molH⁺向b迁移，故C正确； D． b电极发生的反应为4H++O2+4e-=2H2O，故D错误； 故选C。 26．(23-24高二上·江苏无锡江阴四校联考·期中)以铅蓄电池供电，利用双极膜(双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为H＋和OH-，并实现其定向通过)电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a的电极反应式：Pb-2e-=Pb2＋ B．产品室2制备的产品是磷酸 C．当电路中通过4mol电子时，电极c上产生2molO2 D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜 【答案】D 【分析】铅蓄电池中铅为负极，氧化铅为正极。由图可知，与直流电源正极相连的电极c为电解池的阳极，d为阴极，电解池工作时阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移，M膜为阴离子交换膜，原料室中通过M膜进入产品室1，与双极膜产生的反应生成，N膜为阳离子交换膜，原料室中钠离子通过N膜进入产品室2得到氢氧化钠。 【详解】A．电极a是铅蓄电池的负极，反应为，A错误； B．根据分析，产品室2得到氢氧化钠，B错误； C．由分析可知，与直流电源正极相连的电极c为电解池的阳极，在阳极失电子发生氧化反应生成氧气，可知电路中通过电子时，电极c上产生氧气的物质的量为，C错误； D．根据分析，M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜，D正确； 故选D。 27．(22-23高二上·江苏淮安淮安区·期中)“垃圾资源再利用”是解决环境污染问题的新思路。某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，下列关于该装置说法正确的是 A．X为正极 B．该装置将电能转化为化学能 C．Cl－向Y极移动 D．电路中流过3mol电子时，生成标况下17.92LN2 【答案】D 【详解】A．X极是氨气变为氮气，化合价升高，则为原电池的负极，故A错误； B．该装置是原电池，是将化学能转化为电能，故B错误； C．根据前面分析X为负极，Y为正极，根据原电池“同性相吸”，则Cl－向X极移动，故C错误； D．负极是氨气变为氮气，正极是硝酸根变为氮气，电路中流过3mol电子时，生成氮气物质的量为，则标况下17.92LN2，故D正确。 综上所述，答案为D。 28．(23-24高二上·江苏苏州·期末)一种采用金属有机框架(MOF)催化剂电催化还原为CO的装置原理如图所示。下列有关叙述正确的是 A．该装置把化学能转变为电能 B．电极b的电极反应式为 C．电极a上生成时，理论上可还原 D．选用合适的催化剂，该装置也可将转化为、等 【答案】D 【分析】分析图像可知，电极b上发生的是CO2的还原反应，则电极b为阴极，发生反应，电极a上发生的是H2O的氧化反应，电极a为阳极，发生反应，以此解答； 【详解】A．该装置为电解池装置，将电能转化成化学能，A错误； B．由分析可知，电极b为阴极，发生还原反应，电极反应式为，B错误； C．未给出标准状况，无法通过物质的量计算气体体积，C错误； D．不同的催化剂具有不同的选择性，使用合适的催化剂，利用该装置也可能将转化为、等，D正确； 故选D。 29．(23-24高二上·江苏南京·期中)在熔融盐体系中，B电极为石墨，A电极上利用和获得电池材料硅钛合金（），装置如题图所示。下列说法正确的是 A．电极B和电源负极相连，发生氧化反应 B．电极A的电极反应式： C．电解时，向B电极迁移 D．理论上每转移电子，B电极上产生 【答案】C 【分析】在熔融盐体系中，B电极为石墨，石墨上O2-失去电子被氧化为氧气，则B为电解池阳极，A为电解池阴极。 【详解】A．根据分析，B为电解池阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，A错误； B．在熔融盐体系中，不能有水参与反应：，B错误； C．电解过程中，阴离子向着阳极移动，则O2-向B电极迁移，C正确； D．B电极上发生，理论上每转移1mol电子，产生0.25mol氧气，但未指明是否为标准状况，则氧气体积不一定为5.6L ，D错误； 答案选C。 30．(23-24高二上·江苏扬州宝应县·期中)2023年2月，全球最大容量铁-铬液流储能电池在内蒙古自治区成功试运行。该电池示意图如图所示，其中的电极可视为惰性电极。已知，储电时被氧化。下列有关说法不正确的是 A．装置中离子交换膜提高了充电/放电效率 B．储电时，电极I与外电源负极相连 C．供电时，负极反应： D．储电时，当2molFe2+被氧化时有2molH+通过离子交换膜 【答案】B 【分析】储电时被氧化，为阳极，发生反应：，阴极反应为，放电时，被还原，为原电池的正极，被氧化，为负极。 【详解】A．装置中离子交换膜只允许通过，可以防止和直接接触发生氧化还原反应，提高充电/放电效率，A正确； B．储电时，被氧化，为阳极，发生反应：，电极与外电源正极相连，B错误； C．供电时，即为放电时，被氧化，为负极，发生反应，C正确； D．储电时被氧化，为阳极，发生反应：，根据电荷守恒，当2mol被氧化时有2molH+通过离子交换膜，D正确； 故选：B。 31．(24-25高二上·江苏常州·期中)含硫或氮的工业废气的处理及回收利用有重要意义。回答下列问题： I．废气的处理回收 (1)高温热分解法：，某温度下恒容密闭容器中，能判断该反应达到平衡的依据是 (填字母)。 a．气体的压强不发生变化        b．气体的密度不发生变化 c．不发生变化d．单位时间里分解的和生成的的量一样多 (2)通过电化学循环法可将转化为和(如下图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应： ①电极a上发生反应的电极反应式 。 ②理论上完全反应需通入 mol，电极上产生 mol。 II．氮氧化物主要来源于汽车尾气，NSR法储存还原)可有效减少氮氧化物排放。 (3)工作原理：通过和的相互转化实现的储存和还原，如左下图所示。        ①若汽车所用的油品含硫量较高，吸收的能力下降至很低水平，结合方程式解释原因 。 ②尾气中的对吸收氮氧化物有影响。一定温度下，测得气体中的体积分数与氮氧化物吸收率的关系如右上图所示。则：一定范围内，氮氧化物吸收率随体积分数的增大而下降，原因是 ；当体积分数达到时，氮氧化物吸收率依然较高，原因可能是 。 【答案】(1)ac (2) SO2-2e-+2H2O=+4H+ 1 2 (3) 油品中硫元素被氧化为，，较稳定，难分解，也难与反应 与反应生成，覆盖在表面 在一定程度上也能吸收 【详解】（1）a．该反应是反应前后气体物质的量增大的反应，反应在恒温恒容条件下进行，若气体的压强不发生变化 ，说明反应达到平衡状态，a符合题意； b．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则根据气体的密度公式ρ=可知：气体的密度始终不变，因此不能根据密度不变判断反应是否达到平衡状态，b不符合题意； c．该反应的化学平衡常数表达式为，若不变，说明此时反应处于平衡状态，c符合题意； d．根据反应方程式中物质反应转化关系可知：单位时间里分解的H2S和生成的H2的量一样多，表示的都是反应正向进行，不能判断反应是否达到平衡状态，，d不符合题意； 故合理选项是ac； （2）①根据图示可知：在电极a上SO2失去电子被氧化为，则a电极的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=+4H+； ②理论上1 mol H2S参加反应，根据、，可知反应产生2 mol SO2，消耗1mol O2，在电极上发生反应转移4 mol e-；在电极b上发生还原反应：I2+2e-+2H+=2HI，2HIH2+I2，若转移4 mol e-，电极b上生成4 mol HI，理论上其分解产生2 mol H2；故答案为：SO2-2e-+2H2O=+4H+；1；2； （3）①汽车所用的油品含硫量较高，油品中硫元素被氧化为，，较稳定，难分解，也难与反应，故吸收的能力下降至很低水平； ②利用BaO吸收汽车尾气中的氮氧化物，随CO2量的增加，BaO对氮氧化物的吸收率逐渐下降，这是由于BaO与CO2反应生成BaCO3，覆盖在BaO表面，阻止BaO进一步吸收氮氧化物；当CO2体积分数达到10%~20%时，BaO对氮氧化物的吸收率虽然较无二氧化碳的条件下低，但是吸收率也相对较高，这可能是CO2与BaO反应生成的BaCO3在一定程度上也能吸收NOx，故答案为：BaO与CO2反应生成BaCO3，覆盖在BaO表面；BaCO3在一定程度上也能吸收NOx。 32．(24-25高二·江苏扬州红桥高级中学·期中)捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题： (1)国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(g)  ΔH=﹣270kJ•mol-1。 几种化学键的键能如表所示： 化学键 C—H H—H H—O C=O 键能/kJ•mol﹣1 413 436 a 745 则a= 。 (2)将CO2还原为CH4，是实现CO2资源化利用的有效途径之一，装置如图所示： ①H+的移动方向为 (填“自左至右”或“自右至左”)；d电极的电极反应式为： 。 ②若电源为CH3OH—O2—KOH清洁燃料电池，当消耗0.1mol CH3OH燃料时，离子交换膜中通过 mol H+，该清洁燃料电池中的正极反应式为： 。 (3)甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=﹣49.58kJ•mol-1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)  ΔH2 反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)  ΔH3=﹣90.77kJ•mol-1 反应Ⅱ的ΔH2= kJ•mol-1。 (4)利用太阳能光解Fe3O4，制备的FeO用于还原CO2合成炭黑，可实现资源的再利用。其转化关系如图所示。过程Ⅱ反应的化学方程式是 。 【答案】(1)463 (2) 自左至右 CO2＋8e-＋8H+= CH4＋2H2O 0.6 O2＋4e-＋2H2O=4OH- (3)41.19 (4) 【详解】（1）根据反应物键能总和－生成物键能总和，则有：，解得。答案为：。 （2）①该装置有外加电源，属于电解池，右边电极是还原为，化合价降低，根据电解原理，右边电极为阴极，左边电极为阳极，应是自左至右移动；电极反应式为。答案为：自左至右；。 ②当甲醇生成二氧化碳气体，电子转移为，根据电荷守恒原则，离子交换膜中通过。通入氧气的电极为电池正极，得到电子，因为是在碱性情况下发生电极反应，所以正极反应式为：。答案为：；。 （3）根据盖斯定律，，。答案为：。 （4）根据转化关系可知，反应物是6，产物是，方程式为：。答案为：。 33．(24-25高二上·江苏南京航空航天大学苏州附属中学·期中)为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。 (1)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图1。 ①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式： 。 ②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 。 (2)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)  H=41.2kJ/mol 反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)  H=-122.5kJ/mol 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图2。其中：CH3OCH3的选择性=×100% ①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 ②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。 (3)用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如图3所示。其他条件一定时，含碳还原产物的法拉第效率[FE(X)=×100%]随电压的变化如图4所示。 ①当电解电压为0.7V，阴极发生的电极反应式为 。 ②电解电压为0.95V时，电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为 。 【答案】(1) CO2+HCO+2e-=HCOO-+CO 阳极产生O2，pH减小，HCO浓度降低；K+部分迁移至阴极区 (2) 反应I的，反应Ⅱ的，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度 增大压强(或使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂) (3) 2：1 【详解】（1）①阴极CO2还原为HCOO-，是二氧化碳得到电子，在碳酸氢根离子溶液中生成甲酸根离子和碳酸根离子，电极反应式为CO2+HCO+2e-=HCOO-+CO； ②电解一段时间后，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，电极附近氢离子浓度增大，pH减小，氢离子和碳酸氢根离子反应，导致HCO浓度降低，K+部分迁移至阴极区，因此阳极区的KHCO3溶液浓度降低，故原因为：阳极产生O2，pH减小，HCO浓度降低；K+部分迁移至阴极区。 （2）①由题干可知，反应I的，为吸热反应，温度升高平衡正向移动，使二氧化碳转化为一氧化碳的平衡转化率上升；反应Ⅱ的，为放热反应，温度升高平衡逆向移动，使二氧化碳转化为CH3OCH3的平衡转化率下降；故温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是反应I的，反应Ⅱ的，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度。 ②反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强(或使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂)。 （3）①当电解电压为，观察图像可知，主要产生的是HCOOH，二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成HCOOH，电极反应式为； ②电解电压为时，根据图示可知，产物主要有：HCOOH、HCHO，转移，转移，当电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为x：y时，根据、，有，则x：y=2：1，电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为2：1。 34．(23-24高二上·江苏无锡江阴四校联考·期中)国家主席习近平在9月22日召开的联合国大会上表示：“中国将争取在2060年前实现碳中和”。捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题： (1)国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)  ΔH=-270kJ·mol-1。几种化学键的键能如表所示： 化学键 CH HH HO CO 键能/kJ·mol-1 413 436 a 745 则a= 。 (2)将CO2还原为CH4，是实现CO2资源化利用的有效途径之一，装置如图所示： ①H+的移动方向为 (填“自左至右”或“自右至左”)；d电极的电极反应式为 。 ②若电源为CH3OHO2KOH清洁燃料电池，当消耗0.1molCH3OH燃料时，离子交换膜中通过 molH+，该清洁燃料电池中的正极反应式为 。 (3)甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下： 反应I：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)  ΔH1=-49.58kJ·mol-1 反应II：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)   ΔH2 反应III：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH3=-90.77kJ·mol-1 反应II的ΔH2= kJ·mol-1。 (4)利用太阳能光解Fe3O4，制备的FeO用于还原CO2合成炭黑，可实现资源的再利用。其转化关系如图2所示。过程II反应的化学方程式是 。 (5)在酸性电解质溶液中，以太阳能电池作电源，惰性材料作电极，可将CO2转化为乙烯。实验装置如图所示。 ①若电解过程中生成3.36L(标准状况下)O2，则电路中转移的电子至少为 mol。 ②生成乙烯的电极反应式是 。 【答案】(1)463 (2) 自左至右 CO2+8H++8e-=CH4+2H2O 0.6 O2+4e-+2H2O=4OH- (3)41.19 (4) (5) 0.6 2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O 【详解】（1）根据ΔH=反应物键能总和－生成物键能总和，有ΔH=2×745kJ/mol+4×436kJ/mol－(4×413kJ/mol+4×akJ/mol)=-270×kJ/mol，解得a=463； 故答案为：463； （2） ①该装置有外加电源，属于电解池，右边电极是CO2还原为CH4，化合价降低，根据电解原理，右边电极为阴极，左边电极为阳极，H+应是自左至右移动；d电极反应式为CO2+8H++8e-= CH4+2H2O； 故答案为：自左至右；CO2+8H++8e-= CH4+2H2O； ②CH3OH为燃料，C元素化合价为-2价，C元素转化成CO2，化合价由-2价升高为+4，化合价共升高6价，1mol该燃料参与反应，转移电子物质的量6mol，则0.1mol该燃料参与反应，转移电子物质的量为0.6mol，根据转移电子物质的量相等，离子交换膜中通过0.6molH+；氧气在正极上参与反应，即电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-； 故答案为：0.6；O2+4e-+2H2O=4OH-； （3）反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ，ΔH2=ΔH1-ΔH3=-49.58kJ/mol-(-90.77kJ/mol)=41.19kJ/mol； 故答案为：41.19； （4）根据图示可知过程Ⅱ为FcO与CO2在700K条件下反应产生Fe3O4和C单质，反应方程式为：； 故答案为： （5）①，根据图示可知：在左侧，CO2与H+反应产生乙烯和H2O，得到电子发生还原反应，则左侧电极为阴极；在右侧H2O电离产生的OH-失去电子变为O2和H+，右侧电极为阳极，每有1molO2反应产生，会转移4 mol电子，现在反应产生了0.15 mol的O2，因此反应过程中转移电子的物质的量为n(e-)=4n(O2)=0.6mol； 故答案为：0.6； ②在左侧阴极上CO2得到电子被还原产生乙烯和水，电极反应式为：； 故答案为：。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $