专题14 电化学-【一飞冲天·高考专项】2025年高考专题分类化学

专题十四电化学 焦点1原电池原理 基础题 1.CA.在铅蓄电池中，Pb为负极，PbO2为正极；B.锌银纽扣电池 中，Zn为负极，AgO为正极；D.锌铜原电池中，Zn为负极。CI要 向原电池的负极移动，即向右池移动。 2.CA.由图可知，电子从负极流向正极，则a为负极，b为正极，正 极发生还原反应，阳离子向正极移动，b为正极，则K移向催化剂 b:B.a为负极，发生氧化反应，则催化剂a表面发生反应： Fe(CN)一e=Fe(CN)g;C.b上发生还原反应，发生Fe(CN) 十e-Fc(CN),Fc(CN)在催化剂b表面被还原；D.由电极反 应可知，二者以1：1相互转化，电解质溶液中Fe(CN)和 Fe(CN):浓度基本保持不变。 3CA.由物质转化知，OCN中C为+4价，N为一3价，在M极上 N的化合价升高，说明M极为负极，N极为正极：B.在处理过程中， M极附近电解质溶液正电荷增多，所以阴离子向M极迁移，膜1为 阴离子交换膜，N极反应式为O2十4e十2H2O一4OH,N极附近 负电荷增多，阳离子向N极迁移，膜2为阳离子交换膜：C.根据电 荷守恒知，迁移的阴离子、阳离子所带负电荷总数等于正电荷总数， 但是离子所带电荷不相同，故迁移的阴、阳离子总数不一定相等； D.M极发生氧化反应，水参与反应，生成了H。 4.DA.根据图示可知，电极a为金属Li作负极，电极b为正极，所 以电池放电时，溶液中的SO向负极a移动：B.该电池负极的电 极反应式为Li一e一Li;C.在给电池充电时，遵循正接正、负接 负的原则，所以外加直流电源的正极与该电池的正极b相连；D.根 据放电、充电时电子转移的规律可知，充电时的阳极反应式为放电 时正极反应的逆反应，即Li2Mn2O,一e=LiMn2O,十Li。 5.C该酒精检测仪是酸性燃料电池，是原电池。由图可知，呼气通 入的P1电极为原电池的负极，呼出的乙醇在负极失去电子发生氧 化反应生成乙酸，通入氧气的Pt电极为正极，酸性条件下，氧气在 正极得到电子发生还原反应生成水。A.左侧铂电极为负极，电子 从负极（左侧铂电极）经导线流向正极（右侧铂电极）；B.原电池电 解质溶液中的阳离子从负极流向正极，即从左池穿过质子交换膜 进入右池；C.负极电极反应式为CH3CHOH一4e+H2O CH3COOH+4H:D.正极电极反应式为O2+4e十4H 2H2O,由得失电子守恒可得O2~CH3COOH,每消耗标准状况下 2.24LO2(0.1mol),理论上生成0.1 mol CH COOH。 6.CA.该装置为原电池装置，故能量转化为化学能转化为电能； B.根据电池示意图可知，正极是N2得电子生成NH?,故电极方程 式为N2+6e+6H一2NH3:C.电池工作时H,在负极发生氧化 反应：D.根据电池示意图可知，H2在X电极上失电子，经过负载流 入Y电极，N2得到电子。 7.BA.钒位于元素周期表中第四周期第VB族，其价层电子排布式 为3d34s2:B.原电池工作时，电子的移动方向为B→A,可推出A极 为正极，B极为负极。H+的移动方向应由B极经离子交换膜向A 极移动；C.充电时B极为阴极，则发生V3+→V2+的转化，V3+被还 原：D.充电时A极为阳极，VO+失去电子，被氧化为VO。 8.C根据图示，镍电池(MH。一Ni)中应该选碱性溶液作电解质溶 液，放电时，正极：NiOOH十H2O十e一Ni(OH)2十OH,负极： MHn+nOH-e一M+nH2O,总反应：MH.+NiOOH一M十 nNi(OH)2,充电时，阳极反应：Ni(OH)2+OH一e一NiOOH+ H2O,阴极反应：M十nH2O+ne一MHn十nOH,总反应：M+ nNi(OH)2一MHn+nNiOOH:据此分析解答。A.放电时，正极发 生还原反应：NiOOH+H2O+e一Ni(OH)2+OH:B.镍电池中 电解液应该为碱性溶液，可以用KOH作电解液；C.充电时，电池 的负极作阴极，阴极发生还原反应：M十nH2O十ne一MH.十 OH厂；D.M为储氢合金，MH.为吸附了氢原子的储氢材料，其氢 一密度越大，电池的能量密度越高。 9,A根据图示的工作原理，C,O号在N电极上发生还原反应，因此 N为原电池的正极，M为负极。A.N极的反应式Cr2O十7H2O 十6e一2Cr(OH)3+8OH,即产生OH;B.原电池工作时，M 极产生的H通过阳离子交换膜迁移到中间极室，同理N极产生的 OH也会进入中间极室，与正极迁移的H+反应生成水。因此 NaCl溶液的浓度降低；C.M极的反应为C&H:OH+11H2O一28e 一6CO2个十28H;D.原电池工作时溶液中的阴离子向负极移 动，因此OH从阴离子交换膜的右侧移动至左侧。 10.AA.A是负极室、C是正极室；该装置可实现淡化食盐水，Z为 待淡化食盐水，说明Na能移向C室、CI厂能移向A室，所以E为 阳离子交换膜；B.该装置能把Cr,O还原为Cr3+,Cr2O应在 正极通入，Y为含Cr2O号废水；C.理论上处理1mol的Cr2O, 转移6mol电子，所以B室有6 mol Na、6molC1通过离子交换 膜，同时可脱除6mol的NaCl;D.C是正极室，发生还原反应，C室 的电极反应式为Cr,O十6e+8H广一2Cr(OH)3￥+HO。 提升题 11.B乙醇燃料电池中，通入乙醇的一极为负极，电极反应式为 CHCH2OH+3H2O-12e一2CO2+12H,通入氧气的一极为 正极，由工作原理图可知，正极发生反应HNO3+3e十3H+一 NO个+2H2O,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,二者加合可得O2+ 4e十4H+一2H2O,则HNO3在正极起催化作用，据此分析解答。 A.由分析知，HNO3在正极起催化作用，作催化剂，则加入HNO3 降低了正极反应的活化能；B.电池工作时正极区的总反应为O2 +4e+4H+一2H2O,则溶液中氢离子浓度减小，pH增大；C.根 据得失电子守恒可知，1 mol CHa CH2OH被完全氧化时，转移 12mol电子，则有3molO2被还原：D.由分析知，负极反应为 CHs CH2 OH+3H2O-12e=2CO2+12H 12.CA.a极为负极，N2H失去电子，发生氧化反应，电极反应方程 式为：N2H,+2O一4e=N2◆+2H2O:B.原电池中，电子由a 电极沿导线流向b电极：C.b极发生还原反应，电极反应方程式 为：O2+4e一2O,pH不变；D.当电极a上消耗1molN2H 时，转移4mole,根据电子得失数目守恒，则O2得到4mole, 则被还原的O2为1mol,在标准状况下的体积为22.4L。 13.BA.铅失电子在负极发生氧化反应生成Pb(OH)2,电极反应式 为Pb+2OH-2e一Pb(OH)2;B.a mol O2反应则得到4amol 电子，所以根据得失电子守恒，理论上可使Pb电极增重4amol× 17g/mol=68ag;C.Pt电极上O2得电子生成OH,发生还原反 应；D.铅失电子在负极发生氧化反应生成Pb(OH)2,电极反应式 为Pb+2OH一2e一Pb(OH)2,O2在正极Pt上得电子生成 OH,电极反应式为O2十2H2O十4e一4OH-,总反应为2Pb十 O2十2H2O一2Pb(OH)2,消耗水，电解液碱性增强，所以电解液 的pH逐渐增大。 14.C,(PF6)+e=xC+PF。正 解析：根据放电时的总反应式可知，ALi为负极，C,(PF6)为正极， 充电时将铝-石墨电极与外接电源的正极相连。 15.2NH+6OH--6e=6H2O+N2阴离子 解析：结合原电池的反应式，可知NH作负极。原电池工作时， OH应向负极区移动，因此装置中的离子交换膜为阴离子交 换膜。 16.1)N2H0+2C1电解H,++CL。++20H (2)牺牲阳极法2H2O+O2+4e一4OH 解析：(1)结合装置的示意图分析，应选用外加电流法减缓铁的腐 蚀，将开关K置于N处，此时发生的反应为电解饱和食盐水。 (2)当X为锌时且开关置于M处，铁作为正极被保护，该方法为 牺牲阳极保护法，此时发生铁的吸氧腐蚀，铁电极的电极反应式 为2H2O+O2+4e=4OH。 负载 17.(1) (甲醇溶液) 空气0， 质子交换膜 (2)CHOH+H2O-6e-CO2+6H* 解析：原电池中电子的移动方向为负极到正极，通入CHOH的 一极为负极，通入空气的一极为正极，因此电子的移动方向为从 左向右。 18.m2H2S-4e-+2O-S2+2H20 解析：该燃料电池通O2的极为正极，即n极为正极，则H2S燃料 电池工作时O向负极，即极迁移，负极上发生氧化反应的电 极反应式为2H2S-4c+2O-=S2十2H2O. 19.(1)2A1+6C02-A12(C2O)3 (2)6C02+602=602+3C201 解析：(2)正极反应中生成C2O,且O2作为催化剂，那么O2及其 中间产物都应被消去，利用正极反应式减去反应①，即为所求。 焦点2电解池原理 基础题 1.D电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发 生氧化反应，左侧电极上CH3COO转化为CO2和H+,发生氧化 反应，由此推出左侧为阳极，与电源负极相连的电极是阴极，阴极 上氧化剂得到电子发生还原反应，右侧CO2和H转化为CH,为 还原反应，右侧为阴极：A.据分析，左侧电极为阳极，则电源a为正 极；B.电化学反应时，电极上电子数守恒，则有左侧CH COO一 8e~2CO2,右侧有CO2~8e~CH4,二氧化碳不能零排放；C.不 知道气体是否处于标准状况，则难以计算与相连的电极将产生 的CO2的体积：D.右侧为阴极区，b电极上发生还原反应，结合图 示信息可知，电极反应为：CO2+8e十8H+一CH十2H2O。 2.C根据图示的工作原理，O2在右侧极室转化为H2O2,氧元素的化 合价降低，发生还原反应。因此得知，电源的b极为负极，右侧极室 的电极反应式为O2十2H2O+2e一H2O2十2OH。B.左侧极室的 一电楼夜应式为8-CH030H-28=2H0:C-C00,右 极室生成的OH通过离子交换膜进入左侧极室；D.根据得失电子 守恒可知，当0.2mol糠醛完全反应时，生成0.2molH2O2。 3.CA.根据原理图可知，NHPI与Ni3+反应生成PINO,PINO与苯 甲醇反应生成NHPI,则PINO是中间产物；B.石墨电极上氢离子 得电子生成氢气，则石墨电极做阴极材料；C.苯甲醇在阴极区域生 成苯甲醛，被氧化，发生氧化反应：D.阳极上N+失电子生成 N+,反应式：Ni+一e一Ni3+。 4.B氯碱工业为用惰性电极电解氯化钠溶液，由图可知A室为阳极 室，阳极为氯离子放电生成氯气，B室为阴极室，阴极为水放电生成 氢气和氢氧根，A室中的钠离子会通过阳离子交换膜进入B室，所 以a为稀氯化钠溶液，b为氢气，氢氧化钠在阴极产生。A.由分析 可知，处得到的是稀氯化钠溶液：B.因为氯气为酸性气体，所以适 当降低阳极电解液的pH有利于Cl2逸出；C.因为氢氧化钙的水溶 性是微溶，所以不能用氢氧化钠除去粗盐水中的钙离子；D.由分析 知，b为氢气，每生成1mol氢气，转移2mol电子，所以若电路中通 过0.2mol电子，理论上可在b处得到标准状况下2.24L气体。 5.DA.金属锂会与水反应，不能选用含L的水溶液作电解质： B.锂为负极，电极B为正极，因此图中Li的移动方向是放电时的 移动方向：C.根据题中信息，电池充电时，通过催化剂的选择性控 制，只有1i2CO3发生氧化释放出CO2和O2,因此充电时阳极发生 的反应为2Li2CO3一4e一2CO2个十4Li+十O2↑：D.根据放电 时，正极反应式：3CO2+4e+4Li一2Li2CO3+C,充电阳极反 应：2Li2CO3一4e一2CO2个+41i++O2个，该电池每放、充 4mol电子一次，理论上能固定1mol二氧化碳，标准状况下体积为 22.4L 6.CC.放电时，碳纳米管电极为正极，则充电时碳纳米管电极连接 电源的正极；D.由工作原理可知，该电池充电时可以释放二氧 化碳 7.CA.根据电解质“异性相吸”原理，氢氧根离子向N2P电极移动， 说明NP电极为阳极，与电源正极相连；B.左侧CO2变为 HCOO,化合价降低，发生还原反应，则辛胺在阳极转化为辛晴发 生了氧化反应：C.1n/1nO-,电极为阴极，阴极可能有氢离子得到 电子，因此可能有副产物H2生成：D.In/1n2O3-,电极为阴极，根据 图中信息，阴极上发生的反应为CO2十H2O十2e一HCOO +OH 8.BA.阳极发生氧化反应，该电极的电极反应式为：2H2O一4e O2◆十4H:B.适当增大电压，电解时，右池为阳极，阴离子向阳极 移动，CrO通过阴离子交换膜向阳极移动，从而CrO能从浆液 中分离出；C.阴极发生还原反应生成氢气，同时还会得到硫酸钠、 氢氧化钠，Al(OH)3可以溶于氢氧化钠，而MnO2不溶，氢氧化钠 可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离；D.电解时，CrO 通过阴离子交换膜向阳极移动，从而实现与浆液的分离。 9.DA.阴极反应为：2HO十2c一H2◆十2OH,阴极区溶液pH 增大；B.Na从阳极穿过阳离子交换膜向阴极移动：C.当原电池中 发生的反应达平衡时，原电池装置不再放电，该电解装置将停止工 作；D.由分析可知，阳极电极反应式：4CO十2HO一4e一4HCO +O2↑。 10.BA.甘油在a电极转化为甘油醛，发生氧化反应，则a电极为电 解池的阳极，与电源的正极相连。由此可知，电极与电源的负极 相连；B.a极为阳极，电极反应式为C3H3O3一2e一C3HO3+ 2H+,生成的H+与CO发生反应，随着反应的进行a极附近的 pH逐渐减小；C.电解池工作时，阴离子向阳极区移动，即穿过交 换膜后移向a电极处：D.CO2、H2O在b电极处转化为CO、H2。b 电极为阴极，此处发生还原反应。 提升题 11.B依据总反应可知，Sn一Cu一C复合电极是负极。A.Sn一Cu一C 复合电极材料中镶嵌有L,Li极容易与电解质溶液中的水发生反 应，因此电解质溶液不能选用L2SO,溶液；C.选项中给出的反应 式，是原电池工作时正极N发生的反应；D.原电池放电时，转移 0.1mole时，会有0.1 mol Li计转移到N极，此时增重0.7g。 12.CA.由图知，电解池中右侧电极上发生失电子的反应，作阳极， 故b为电源正极，a为电源负极；B.阴极的电极反应为：2H十 2e一H2,阳极区的反应：Mn2+-e一Mn3+、FeS+9Mm2++4H,O 一9Mn2++8H++Fe3++S,转移2mol电子时，阴极区消耗 2mol氢离子，同时有2mol氢离子由阳极区通过离子交换膜进入 阴极区，故阴极区溶液的pH值不变；C.Mn2+、Mn3+之间转化起 到硫化亚铁和电极之间传递电子的作用，可加快电子转移：D.由 电极反应可知，导线中通过4.5mol电子时，有44g硫化亚铁参加 反应，同时有4.5ol氢离子移到阴极区，故阳极区溶液质量增加 39.5g。 13.CA.由已知可得，电解装置通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，电 极反应为2H2O一4e-O2◆十4H十，发生氧化反应，石墨电极Ⅱ 与电源正极相连，即b为电源的正极，a是电源的负极；B.由于发 生电极反应2H2O一4e一O2个十4H+,生成H+,通电一段时间 后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊试液，出现红色；C.石墨电极I上 发生的电极反应：Cu2++2e一Cu,c(Cu2+)变小，CuC2溶液浓度 应变小：D.Fe2O3溶解，反应的离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O,0.01 mol Fe2O3完全溶解时，消耗H+的物质的量 n(Ht)=0.06mol,由2H2O-4e一O2个十4H+可得关系式O2 ~4H+,n(0,)=0.06m@l=0.015mol,V(0,)=0.015mol× 4 22.4L/mol=0.336L=336mL。 14.AA.连接K,时，电极1为阴极。电解水在阴极产生的气体为 H2,电极1处的电极反应式为2H2O十2e一H2个十2OH,电极 1附近溶液的pH应升高：D.K,闭合时，电极3为阳极，电极反应 式为Ni(OH)2+OH-一e一H2O+NiOOH。K2闭合时，电极3 为阴极，电极反应式为H2O十NiOOH+e一Ni(OH)2十OH 即存在OH的生成与消耗。 15.B从装置图可知，若想在产品室中得到Co(H2PO2)2,则H,PO2 从原料室进人产品室，因此M极用Co做阳极，则m极为正极， 为负极，膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜。B.由于是 碱性甲烷燃料电池，因此n极的反应为CH4十10OH一8e 7H2O+CO号：C.N极的电极反应式为2H2O+2e一2OH十 H,◆，一段时间后N极区pH增大；D.原料室中的Na通过膜c 进入阴极室，因此膜c为阳离子交换膜。 16.BA.根据总反应可知，Zn所在电极为负极，即放电时，含有锌膜 的碳纳米管纤维做电池负极；B.由总反应分析可知，充电时，阴极 的电极反应式为后[Zns0,·3Za(OH,·H,0]+e-号Z+ 6znS0,+名H,0+0H。 17.D根据实验目的，N+在Y电极处得电子转化为Ni,则Y电极 为阴极，B电极为负极。A.由上述分析可知，Y电极的反应式为 Ni+十2c=Ni:B.随着反应的进行，a区的Na+通过阳离子膜进 入b区，c区的CI通过阴离子膜进入b区。b区的NaCI溶液的 物质的量浓度会增大；C.Li与水发生反应，因此该二次电池的电 解液不能使用LC的水溶液；D.该原电池充电时，B极此时为阴 极，发生还原反应。 18.S02-2e+2H20-S0月+4H+3.01×1024 解析：阳极发生氧化反应，SO2在阳极被氧化为SO,根据得失电 子守恒和原子守恒配平电极方程式为：SO2-一2e+2HO一SO +4H+;NO在阴极被还原成NH,转移5个电子，标准状况下 22.4LNO的物质的量为1mol,故完全反应时，转移电子数为 5×6.02×1023=3.01×1024。 19.CHaOH+H2O-4e=HCOOH+4 H 2C0,+CH,OH+H,0电解3HCO0H 解析：由图可知，甲醇发生氧化反应生成甲酸，因此甲醇所在电极 为阳极，阳极的电极反应式为CHOH-4e十H2O一HCOOH+ 4H+:阴极为CO2得电子生成甲酸，阴极的电极反应式为CO2+ 2e+2H+-HC00H,则总反应为：2C0,+CH,OH+H,0电解 3HCOOH 20.阳2C02+2eC2O 21.1)海绵N(2)CH,CH,OH通电CH,CHO+H,+ 解析：(1)由图可知，海绵Ni上N+发生失电子的氧化反应生成 N+,则海绵Ni为阳极。 (2)阳极上Ni+一N3+,N一羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)基本 不变，阴极上生成H2,则整个电解过程中N+、N+、NHPL、 PINO总量不变，只有CHCH2OH的消耗、CH CHO和H2的生 成，总反应为CH,CH,OH通电CH,CHO+H,+。专题分类化学 专题十四 电化学 焦点1原电池原理 基础题 1.(2022·河西区期末)判断如下原电池装置图示中电子或离子流 向、正极或负极等标注正确的是 稀硫酸 Zn(正极) AgO(负极) PbO,负极) 浸了 Pb(正极) KOH溶液的隔板 金属外壳 A.铅蓄电池 B.锌银纽扣电池 e个 ⑧ H 正极会饱和KCI溶液 含负极 >盐桥 负极 正极 室 盐桥中 室 Cu 的C Zn 溶液中的H 电解质 向左池 从左室 向右室迁移 溶液 迁移 质子交换膜 CuSO,溶液 ZnSO,溶液 C.燃料电池 D.锌铜原电池 2.(2020·南开区期末)一种太阳能电池的工作原理如图所示，电解 质为铁氰化钾K[Fe(CN)6]和亚铁氰化钾K,[Fe(CN).]的混合溶 液。下列说法不正确的是 e. 催 阳 化 Fe(CN Fe(CN 剂 化剂 a A.K移向催化剂b B.催化剂a表面发生的化学反应：Fe(CN)-e一Fe(CN) C.Fe(CN)在催化剂b表面被氧化 D.电解质溶液中的Fe(CN)和Fe(CN)浓度基本保持不变 3.(2022·南开中学第三次月考)某废水含Na、K、Mg2+、C1厂和 SO等离子。利用微生物电池进行废水脱盐的同时处理含 OCNˉ的酸性废水，装置如图所示。下列说法错误的是( 用电器 厌氧微生物电极M 合格水 好氧微生物电极N CO2,N2 OCN OCN 废水 有机废水膜1废水膜2 A.好氧微生物电极N为正极 B.膜1、膜2依次为阴离子、阳离子交换膜 C.通过膜1和膜2的阴离子总数一定等于阳离子总数 D.电极M的电极反应式为2OCN-6e+2H,O一2CO2个+ N2个+4H 4.(2020·和平区一模)新 A 型水溶液锂电池是采用 O○●●● 复合膜包裹的锂作负极， L计 S02 a0ooc 锰酸锂(LiMn,O,)作正 极 S02 L计 oooc 电 ooooc极 poooo L计 SO2 O●0O● 极，以Li,SO水溶液作 b o000 S02 Li" 电解质溶液。充、放电涂层金属锂 锰酸锂(LiMn,O,) 时，LiMn,O,与Li,Mn,O,可以相互转化。下列有关说法正确的是 A.电池放电时，溶液中的SO向电极b移动 B.负极的电极反应式为：2Li十2HO一2LiOH+H2个 C.电池充电时，外加直流电源的正极与电极a相连 D.电池充电时，阳极的电极反应式为：Li2MnO,一e一LiMn,O+Li 5.(2022·河西区一模)常用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪 工作原理如图所示。下列说法不正确的是 质子交换膜 Pt Pt (含乙醇蒸气)呼气 、醋酸 HO (6o回 微处理器 液品显示屏 一冲天 A.电子从左侧Pt电极经导线转移到右侧Pt电极 B.该电池工作时质子从左池经交换膜向右池迁移 C.负极反应式：CH,CH,OH-4e+4OH-CH COOH+3H,O D.每消耗标准状况下2.24LO,时理论上生成0.1 mol CH,COOH 6.(2020·河西区一模)科学家利用H2一N2生物燃料电池，以固氨酶 为正极催化剂、氢化酶为负极催化剂，在室温条件下即实现合成 NH的同时还获得电能，其工作原理如下图所示： 负载 极 H ADP 质子交换膜 下列叙述不正确的是 A.该装置是将化学能转化为电能 B.正极反应：N2+6e+6H+-2NH C.电池工作时H2在负极发生还原反应 D.电子沿X极板经导线向Y极板迁移 7.（2023·河西区一模)目前发展势头强劲的绿色环保储能电池 钒电池的工作原理如图所示，放电时电子由B极沿导线向A极移 动，电解质溶液含有硫酸。下列说法正确的是 ( ) oB 储液罐 储液罐 V0八V02 V3+/V2 惰性电极 离子交换膜 泵 泵 A.基态钒原子的价层电子排布式为4s B.放电时H由B极经离子交换膜向A极移动 C.电池充电时V2+被氧化为V3 D.充电时A极反应为VO,+e=VO 一心冲天 8.(2020·河东区一模)如图所示电池是一种新型储氢材料一镍电池 (MH,一N),(MH,中金属和氢都为0价)。下列有关说法不正确 的是 隔膜 MH NiOOH 镍丝网 A.放电时正极反应为NiOOH+HO+e一Ni(OH)2+OH B.电池的电解液可为KOH溶液 C.充电时阴极反应为MHn十nOH一e=nH,O+M D.MH,是一类储氢材料，n越大，电池的比能量越高 9.(2022·部分区一模)在KCrO,存在下，利用微生物电化学技术实 现含苯酚废水的有效处理，同时向外界提供电能，其工作原理如图 所示。下列说法正确的是 ( ☒ CH.OH 微生物 CrO月 NaCI溶液 r(OH)3圈N 阳离子交换膜 阴离子交换膜 A.N极为电池的正极，产生OH B.工作一段时间后，NaCl溶液浓度增大 OH C.M极的电极反应为〔 +11HO-23e-6CO2◆+23H D.处理CrO时，OH从阴离子交换膜左侧向右侧移动 10.(2020·河北区一模)某微生物电池在运 行时可同时实现净化有机物污水、净化 含CrO废水(pH约为6)和淡化食盐 室 水，其装置示意图如图所示。图中，D和 D E为阳离子交换膜或阴离子交换膜，乙为待淡化食盐水。已知 Cr3+完全沉淀所需的pH为5.6。下列说法不正确的是( A.E为阴离子交换膜 B.X为有机物污水，Y为含Cr2O废水 C.理论上处理1 mol Cr,O的同时可脱除6mol的NaCl D.C室的电极反应式为Cr,O号+6e+8H一2Cr(OH)?V +H,O 提升题 11.(2021·和平区一模)研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝 酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法 不正确的是 ( H2O+CH:CH2OH >NO+H2O o? C02 HNO3 质子交换膜 A.加入HNO,降低了正极反应的活化能 B.电池工作时正极区溶液的pH降低 C.1 mol CH,CH2OH被完全氧化时有3molO,被还原 D.负极反应为CHCH2OH+3H,O-12e一2CO,+12H 12.(2020·红桥区线上模拟)某液态肼 用电器 a (N2H)燃料电池被广泛应用于发 N.H 射通信卫星、战略导弹等运载火箭 中。以固体氧化物为电解质，生成 0202-==02 物为无毒无害的物质。下列有关该 固体氧化物电解质 电池的说法不正确的是( A.a电极上的电极反应式为NH+2O-一4e +2H B.电子流动方向：电极a→电极b C.b极附近的pH变大 D.当电极a上消耗1molN2H时，电极b上被还原的O,在标准 状况下体积为22.4L 13.(2021·十二校一模)电池式氧传感器原 聚塑 检流计 理构造如图，可测定O2的含量。工作时 氟渗 Pt电极 Pb电极 铅极表面会逐渐附着Pb(OH)2。下列说 02 KOH溶液 法不正确的是 ( A.Pb电极上的反应式为Pb十2OH-2e=Pb(OH)2 专题十四电化学 B.当a mol O,参加反应，理论上可使Pb电极增重34ag C.Pt电极上发生还原反应 D.随着使用，电解液的pH逐渐增大 14.(2023·河北区一模)铝石墨双离子电池是一种全新的低成本、高 效能电池，反应原理为：AILi十C,(PF6 放电A1十xC+Li计+PP, 充电 电池结构如图所示。放电时，正极反应式为 充电时，应将铝-石墨电极与外接电源的 极相连 铝-锂电极 铝-石墨电极PF6 15.(2023·河东区一模)利用反应6NO,+8NH一7N2+12H2O构 成电池，既减轻环境污染又充分利用了化学能。装置如图所示， 电池的负极反应式为 ;离子交换膜是 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 ☒ NO NH 20%NaOH溶液 离子交换膜 16.(2023·部分区一模)利用如图所示装置可以模拟铁的电化学 防护。 M 铁 --海水- (1)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 处。假设 海水中的溶质只有NaCl,写出此时总反应的离子方程式： (2)若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。写出铁电极的电极反应式： 专题分类化学 17.(2022·河东区期未)甲醇燃料电池（如图），具备低温快速启动、燃 料洁净环保以及电池结构简单等优点。这使得甲醇燃料电池可 能成为未来便携式电子产品应用的主流。 负载 (甲醇溶液) 空气(0，) >■ 质子交换膜 (1)在图中用箭头画出电子转移方向。 (2)写出电池负极电极反应式 18.(2021·河西区一模)H2S燃料电池是一种新型能源，其工作原理 示意图如下。 m极 02 负 固体电解质 n极C 0 02-向 极迁移（用“m”或“n”表示）。该电池工作时，负极 的电极反应式为 19.(2022·南开区一模)我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”， 2060年前实现“碳中和”，这对于改善环境，实现绿色发展至关重 要。“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放，通过植 树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存，从而使排放 到大气中的二氧化碳净增量为零。利用A1一CO2电池（工作原理 如图所示)能有效地将CO,转化成化工原料草酸铝A12(C2O)3。 V 隔膜 落 多 碳 电 C02 电 极 02 含AICL的离子液体 (1)电池的总反应式为 (2)电池的正极反应式：2CO,+2e一C,O(草酸根)，正极反应 过程中，O2是催化剂，催化过程可表示为： ①6O2+6e=6O2②… 写出反应②的离子方程式： 焦点2电解池原理 基础题 1.（2021·实验中学模拟)微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生 物还原法有机结合，装置如图所示（左侧CH3COO转化为CO,和 H,右侧CO2和H转化为CH,)。有关说法正确的是 ( a b 电源 离子 CO2 CH4 交换膜 产电菌 ICH COO 电解液 产甲烷菌 电解液 ACO -C02 H A.电源a为负极 B.该技术能助力“碳中和”（二氧化碳“零排放”）的战略愿景 C.外电路中每通过1mole与a相连的电极将产生2.8LCO, D.b电极的反应为：CO,+8e+8H一CH,+2H2O 2.(2023·和平区一模)下图是一种高效、低能耗制备HO2的装置。 下列有关说法错误的是 b 电源 H2O2、 KOH KOH 糠醛 CHO 泡沫镍 离子 催化吸附电极 交换膜 A.a为电源的正极 B.装置中的离子交换膜是让阴离子自由通过 C.阳极区反应为 o-x+2H0-2H+-8o 一冲天 D.理论上，当0.2mol糠醛完全反应时，同时有0.2molH,O2生成 3.(2021·河西区一模)在NHPI介质中苯甲醇可转化为苯甲醛，其 原理如图所示。下列说法不正确的是 海绵Ni 电源 CHO 石墨 PINO H2 CH,OH NHPI H LiClO.4电解质 A.PINO是中间产物 B.石墨电极做阴极材料 C.苯甲醇在阴极区域被还原 D.阳极反应式：N+一e一Ni 冲 4.(2020·河北区高三线上模拟)右图 为氯碱工业的简易装置示意图，其中 两电极均为惰性电极。下列说法正 确的是 ) 浓盐水三 A室B室 A.a处得到的是浓NaOH溶液 阳离子交换膜 B.适当降低阳极电解液的pH有利于CI2逸出 C.粗盐水中含有的少量Ca2+和Mg2+可用NaOH除去 D.若电路中通过0.2mol电子，理论上可在b处得到标准状况下 1.12L气体 5.(2022·和平区一模)一种聚合物锂电池通过充、放电可实现“大气 固碳”（工作原理如图所示）。该电池在充电时，通过催化剂的选择 性控制，只有Li,CO,发生氧化释放CO,和O2。下列说法正确的是 ( ) 电极A 电极B 充电出气 C、Li,CO C02、0, 催化剂 CO, 放电进气 聚合物电解质膜 A.该电池可选用含L的水溶液作电解质 B.图中L的移动方向是充电时的移动方向 C.充电时，阳极发生的反应为2LiCO3+C-4e=3CO2十4Li D.该电池每循环充、放电子各4mol,理论上可固定CO2标准状况 下22.4L 一冲天 6.(2022·南开中学第四次月考)新型Na一CO,电池工作原理为4Na +3C0, 放电 2Na,CO,十C,下列有关说法不正确的是( 充电 负 载 熔盐 碳酸盐 钠 碳纳米管 A.放电时，钠电极的电极反应为Na一e一Na B.放电时，CO号从正极迁移到负极 C.充电时，碳纳米管电极连接电源的负极 D.充电时，新型Na一CO,电池可以释放二氧化碳 7.(2021·南开区一模)近期天津大学化学团队以CO,与辛胺为原料 实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，工作原理如图。下列说法正 确的是 ( 电源 C02 CN 辛腈 co.9o ◆OH 人NH 辛胺 In/In20 A.Ni,P电极与电源负极相连 B.辛胺转化为辛腈发生了还原反应 C.In/In,O3-,电极上可能有副产物H2生成 D.在In/In,O,电极上发生的反应为CO2+H,O-2e一HCOO +OH 8.(2020·河北区二模)研究小 + 组采用电解法（惰性电极）将 搅拌桨 体 体 含有Al(OH)3、MnO2和少 量Na,CrO,的浆液分离成 混合物浆液 固体混合物和含铬元素的溶Na,sO,溶液阳离子阴离子NaSO:溶液 液，装置如下。下列说法不 交换膜交换膜 正确的是 A.阳极的电极反应式为：2H,O一4e一O2◆+4H B.适当增大电压，CrO也可在阴极室转化为Cr(OH),除去 C.阴极室生成的物质可用于固体混合物A1(OH)3和MnO2的分离 D.CrO通过阴离子交换膜进入阳极室，从而实现与浆液的分离 9.(2020·部分区二模)电解Na,CO,溶液，原理如图所示。下列说法 正确的是 气体 阳极 阴极 NaHCO,溶液 Na,COg溶液 稀NaOH溶液 阳离子交换膜 A.随着电解的进行，阴极区溶液的pH变小 B.Na从阴极穿过交换膜向阳极移动 C,若利用可逆反应原电池作此电解装置的电源，当原电池中发生 的反应达平衡时，该电解装置不会停止工作 D.阳极电极反应式：4CO号+2H,O-4e=4HCO+O2个 10.【易错】(2023·红桥区一模)我国科技工作者设计了一种电解装 置，能将甘油(C3HO3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3HO3)和合 成气(CO和H,),原理如图所示。下列说法错误的是 CO、H 催化电极a 催化电极b 甘油(C,HO)1 阴离子 交换膜 甘油醛(CH。O) Na,CO,溶液 ↑CO2、HO(g) A.催化电极b与电源负极相连 B.电解时催化电极a附近的pH增大 C.电解时阴离子透过交换膜向a极迁移 D.生成合成气时电极上发生还原反应 提升题 11.【易错】(2022·和平区二模)以Sn一Cu-C复合电极材料（锂单质 镶嵌其中)为电极的一种锂离子电池，容量高、循环性能好，总反 应为Li-xNi.CoMn.O2+yCu+Li,Sn ,放电LiNi,Co,MnO,+ 充电 专题十四电化学 SnCu.,其工作原理如图所示，下列说法正确的是 M 交换膜 Sn-Cu-C复合电极Li,Ni,Co,Mn.O, A.电解质溶液可选用Li,SO,溶液 B.放电时M极的反应为yCu+LiSn一xe=SnCu,+xLi C.充电时N极的反应为：Li-,Ni.CoMn,O,十xLi十xe =LiNi,Co,Mn.O2 D.放电时，当转移0.1mol电子时，N电极增重1.4g 2.(2021·和平区二模)电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有 应用，一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作 时，下列说法正确的是 ) 直流电源 …ab 质子交换膜 Mn3+ /FeS(s) 自Mn2+人Fe3+s0 稀HS04 MnS0,/HS04溶液 A.a为直流电源正极 B.阴极区溶液pH减小 C.Mn2+、Mn3+之间转化可加快电子转移 D.导线中流过4.5mole同时阳极区溶液质量增加44g 3.(2021·天津高考)如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有 O2生成，FeO3逐渐溶解，下列判断错误的是 () 石墨 foa bo 石墨 电极I 直流电源 电极Ⅱ .H2O 0.01 mol Na2S04 溶液 —题FezO-H一 了溶液 阴离子交换膜 质子交换膜 A.a是电源的负极 B.通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色 C.随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大 D.当0.01 mol Fe,O3完全溶解时，至少产生气体336mL(折合成 标准状况下) 专题分类化学 14.(2022·河西区二模)太阳能光伏电池电解水制高纯氢的工作示 意图如下。下列相关叙述不正确的是 气体X K 气体Y NiO(OH) 电 电 极 电极3 1 Ni(OH), 2 碱性电解质溶液 A.连接K,时电极1附近pH降低 B.连接K,时，溶液中的阴离子向电极2迁移 C.连接K,时电极3上NiO(OH)被还原为Ni(OH) D.交替连接K,、K,时，电极3附近的OH也会交替消耗和生成 15.(2022·宝坻一中模拟)某科研小组用碱性甲烷燃料电池制备 Co(HPO2)2,其工作原理如图所示（已知电解装置的电极材料分 别为金属钴和不锈钢) m 燃料电池 0 膜a 膜b M 膜 硫 酸 产品室 原料室 条 氢氧化钠稀院 NaH,PO,溶液 阳极室 液 下列有关说法错误的是 A.N电极为不锈钢 B.电极n处电极反应式为：CH4-8e+8OH=CO2◆十6H2O C.电解一段时间后，N极区溶液pH增大 D.膜a、膜c均为阳离子交换膜 16.(2023·南开区一模)一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电 极材料，以吸收ZSO溶液的有机高聚物为固态电解质，电池的总 反应为 Mn0,+号zm+I+若H,0+号Zns0, 放电MnOOH十 充电 Zas0,·3Za(OH.·xH.0 碳纳米管纤维 锌膜 有机高聚物 MnO,膜 碳纳米管纤维 图1电池结构 CH2-CH-CH2-CH一 HN O HN H HH O NHO NH -CH2一CH一CH2-CH- 图2有机高聚物的结构片段 下列说法不正确的是 A.放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维做电池负极 B.充电时，阴极反应：MnO,十e+H,O一MnOOH+OH C.有机高聚物中含有极性键、非极性键和氢键 D.合成有机高聚物的单体为CH,=CH—C一NH 7.(2023·十二校一模)锂钒氧化物二次电池的工作原理为：V,O i放电i,V,0,如图是用该电池电解含镍酸性废水制备单质 充电 的装置示意图，下列说法正确的是 A 锂钒氧化物电池 B 镀镍 碳棒 阳 阴 铁棒 膜 膜 0.5mol·L 1%NaCl 含Ni、CI NaOH溶液 溶液 酸性溶液 b c A.电解过程中Y电极上的电极反应为：2C1一2e一Cl2A B.电解过程中，b中NaCI溶液的物质的量浓度会减小 C.锂钒氧化物二次电池可以用LC1水溶液作为电解液 D.锂钒氧化物二次电池充电时，B电极发生还原反应 一冲天 18.（2021·南开区一模)若烟气主要成分为 SO2、NO,可通过电解法除去，其原理如 图所示。阳极的电极反应式为 NO- 标准状况 下，22.4LNO完全反应转移电子数为 (NH)2SO稀溶液 19.(2022·河北区一模)2022年2月18日，“美丽中国·绿色冬奥” 专场新闻发布会在北京新闻中心举行。发展碳捕集与利用的技 术，将CO2转化为高附加值的化学品，实现CO2资源化利用，是 项重要的碳减排技术 如图为电催化CO,还原生产HCOOH的示意图。 电源 CO. 甲酸 甲醇 该电解池阳极的电极反应式为 ;总反应方 程式为 20.(2022·十二校一模)研究含碳化合物 电源 的性质或转化对建设生态文明、美丽 CO Pb Zn 中国具有重要意义。 自禾 CO2可用于工业制备草酸锌，其原理如 图所示（电解液不参加反应），Z电极 池解液解液 是 极。已知在Pb电极区得 阳离子交换膜 到ZnC,O,则Pb电极上的电极反应式为 21.(2021·十二校一模)在N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质 中，可实现乙醇向乙醛的转化，原理如图所示。 海绵Ni 电源 石墨 PINO CH,CHO H2 CH,CH,OH H LiCIO4电解质 (1)该电解池的阳极是 (2)该电解池的总反应为