2026届高考化学一轮复习【百炼成钢】电化学基础 专项训练

【百炼成钢】 电化学基础(选择题) 2025年高考真题 1．(2025年全国卷)某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区pH下降 B．OH－从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应NO＋7H2O＋8e－＝NH3∙H2O＋9OH－ D．阴极转化1mol NO，阳极将生成4molHOCH2COO－ 答案：D 解析：根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：NO＋7H2O＋8e－＝NH3∙H2O＋9OH－；右侧电极连接电源正极，为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为：HOCH2CH2OH－4e－＋5OH－＝HOCH2COO－＋4H2O。 A．根据分析，阳极区消耗了OH－，pH下降，A正确； B．阴极区生成了OH－，阳极区消耗了OH－，按照离子移动方向，OH－从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移，B正确； C．根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：NO＋7H2O＋8e－＝NH3∙H2O＋9OH－，C正确； D．阴极转化1mol NO，转移8mole－，此时阳极将生成2 molHOCH2COO－，D错误； 2. (2025年四川卷)最近，我国科学工作者制备了一种Ni－CuO电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的NO为NH3，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的NO逐步还原为NH3。 下列说法错误的是 A. 放电时，负极区游离的OH－数目保持不变 B. 放电时、还原1.0mol NO为NH3，理论上需要8.0mol氢原子 C. 充电时，OH－从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D. 充电时，电池总反应为4[Al(OH)4]－＝4Al＋6H2O＋4OH－＋3O2↑ 答案：A 解析：放电时，负极铝失去电子和OH－结合生成四羟基合铝酸根，Al－3e－＋4OH－＝[Al(OH)4]－，正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的NO逐步还原为NH3，正极区发生反应为NO＋8e－＋6H2O＝NH3＋9OH－ (注意此反应不是电极反应)，充电时，金属铝为阴极，Ni－CuO电极为阳极，据此解答。 A．放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根：Al－3e－＋4OH－＝[Al(OH)4]－，当转移3mol电子时，消耗4mol OH－，同时正极区会有3mol OH－通过OH－离子交换膜进行补充，OH－净消耗1mol，故负极区游离的OH－数目会减少，故A错误； B．氢原子将吸附在电催化剂表面的NO逐步还原为NH3，还原1.0mol NO为NH3，由化合价变化可知，得到8mol电子，所以理论上需要8.0mol氢原子，故B正确； C．充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，OH－从阴极区穿过OH－离子交换膜进入阳极区，故C正确； D．充电时，电池阴极反应式为4[Al(OH)4]－＋12e－＝4Al＋16OH－，阳极反应式为12OH――12e－＝3O2↑＋6H2O总反应为4[Al(OH)4]－＝4Al＋6H2O＋4OH－＋3O2↑，故D正确； 3. (2025年北京卷)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 装置图 i 石墨1 石墨2 a a＞d＞c＞b＞0 ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．a＞0，说明实验i中形成原电池，反应为2H2＋O2＝2H2O B．b＜d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应 D．d＞c，是因为电极I上吸附H2的量：iv＞iii 答案：D 解析：按照图1电解Na2SO4溶液，石墨1为阳极，发生反应2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。 A．由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，a＞0，反应为2H2＋O2＝2H2O，A正确； B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少H2作为还原剂，故导致b＜d，B正确； C．图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应，C正确； D．d＞c，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，d＞c，是因为电极I上吸附O2的量：iv＞iii，D错误； 4. (2025年山东卷)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 A. 隔膜为阳离子交换膜 B. 放电时，a极为负极 C. 充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小 D. 理论上，Fe3+每减少1mol，Fe2+总量相应增加2mol 答案：BC 解析：全铁流电池原理为2Fe3+＋Fe＝3Fe2+，a极发生Fe－2e－＝Fe2+，为负载铁的石墨电极做负极，b极发生Fe3+＋e－＝Fe2+，发生还原反应，b为石墨电极，做正极，依次解题。 A．两极通过阴离子平衡电荷，隔膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，A错误； B．根据分析，放电时，a极为负极，b极为正极，B正确； C．充电时，a接电源负极，为阴极，电极反应式为Fe2+＋2e－＝Fe，b接电源正极，为阳极，发生的电极反应式为：Fe2+－e－＝Fe3+，两极的Fe2+均减少，C正确； D．根据总反应方程式2Fe3+＋Fe＝3Fe2+可知，Fe3+减少1mol，Fe2+增加1.5mol，D错误； 5. (2025年江苏卷)以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成O2 B．H+通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，H2SO4溶液的pH不变 D．外电路每通过0.01mol电子，电极b上产生0.01molH2 答案：A 解析：光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应，a为负极，电极反应式为：2H2O－4e－＝O2↑＋4H+ ；电极b上电子流入，发生还原反应，b为正极，电极反应式为：2H+＋2e－＝H2↑。 A．根据分析，电极a为负极，发生氧化反应，电极反应式为：2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，生成物有O2，A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，电极a上生成H+，电极b上消耗H+，H+通过质子交换膜从左室移向右室，B错误； C．在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解总反应是电解水，H2SO4溶液中H2O减少，H2SO4溶液浓度增大，pH减小，C错误； D．生成1molH2，转移2mol电子，外电路通过0.01mol电子时，电极b上生成0.005molH2，D错误； 6. (2025年湖南卷)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，K+向左室迁移 B. 电解过程中，左室中NO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. NO完全转化为NH3的电解总反应：NO＋8Cl－＋6H2ONH3↑＋9OH－＋4Cl2↑ 答案：B 解析：由图可知，左侧发生NO→NO→NH3，N元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生Cl－→Cl2，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，K+向左室迁移，A正确； B．电解过程中，NO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NO＋8e－＋6H2O＝NH3↑＋9OH－，右侧阳极总反应是8Cl――8e－＝4Cl2↑，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确； 7. (2025年河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x＜1)再锂化的电化学装置，其示意图如下： 已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2＋xe－＋xLi+＝LiCoO2 B. 产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化mol的LixCoO2 C. 再锂化过程中，SO向LixCoO2电极迁移 D. 电解过程中，阳极附近溶液pH升高 答案：B 解析：由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则LixCoO2(x＜1) 转化为LiCoO2过程中，Co元素化合价由＋(4－x)降为＋3，LixCoO2得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为LixCoO2＋(1－x)e－＋(1－x)Li+＝LiCoO2，Pt电极为阳极，失电子，发生还原反应，电极反应式为2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，据此回答。 A．由分析知，LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2＋(1－x)e－＋(1－x)Li+＝LiCoO2，A错误； B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 mol)O2时转移1 mol 电子，理论上转化mol的LixCoO2，B正确； C．SO为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误； D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生H+、消耗H2O，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误； 8. (2025年湖北卷)某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动(①→②→③→④→①)实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是 A．阴极反应为[Fe(H2O)6]3+＋e－＝[Fe(H2O)6]2+ B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe(H2O)6]2+比[Fe(H2O)6]3+稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+离子结构的改变 答案：B 解析：由图可知，左侧电极发生反应[Fe(H2O)6]2+－e－＝[Fe(H2O)6]3+，则左侧为阳极，右侧电极反应为[Fe(H2O)6]3+＋e－＝[Fe(H2O)6]2+，则右侧电极为阴极，据此解答。 A．由分析可知，阴极反应为[Fe(H2O)6]3+＋e－＝[Fe(H2O)6]2+，A正确； B．已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断[Fe(H2O)6]3+＋e－＝[Fe(H2O)6]2+是吸热反应，无法推断[Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+的稳定性，B错误； C．多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确； D．题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移(即氧化还原反应)本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确； 9. (2025年黑吉辽内蒙卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时Na＋向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应：Cu2O＋2H2O＋Cl－―2e－＝Cu2(OH)3Cl＋H+ D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 答案：D 解析：放电过程中a、b极均增重，这说明a电极是负极，电极反应式为Cu2O＋2H2O＋Cl－―2e－＝Cu2(OH)3Cl＋H+，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋＝Na3Ti2(PO4)3，据此解答。 A．放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以Na＋向b极迁移，A正确； B．负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B正确； C．a电极是负极，电极反应式为Cu2O＋2H2O＋Cl－―2e－＝Cu2(OH)3Cl＋H+，C正确； D．若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误； 10. (2025年安徽卷)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Li+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H2＋2Li＝2LiH C. 充电时Li+移向惰性电极 D. 充电时每转移1mol电子，c(H+)降低1mol·L-1 答案：C 解析：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LiH2PO4解离为Li+和H2PO，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：Li+＋e－＝Li，阳极为气体扩散电极，电极反应：H2－2e－＋2H2PO＝2H3PO4，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：Li－e－＝Li+，气体扩散电极为正极，电极反应为2H3PO4＋2e－＝2H2PO＋H2↑，据此解答。 A．放电时，Li+会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成H2进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加7g/mol×2mol－1mol×2g/mol＝12g，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2Li+2H3PO4＝H2＋2LiH2PO4，B错误； C．充电时，Li+向阴极移动，则Li+向惰性电极移动，C正确； D．充电时每转移1mol电子，会有1molH+与H2PO结合生成H3PO4，但不知道电解液体积，无法计算c(H+)降低了多少，D错误； 11. (2025年甘肃卷)我国科研工作者设计了一种Mg－海水电池驱动海水(pH＝8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B. 在外电路中，电子从电极1流向电极4 C. 电极3的反应为：4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ D. 理论上，每通过2mol电子，可产生1molH2 答案：D 解析：有图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Mg－2e－+2OH－＝Mg(OH)2，电极2为正极发生还原反应，电极反应式为：H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，右侧为电解池，电极3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。 A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确； B．根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确； C．由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：4OH――4e－＝2H2O＋O2↑，C正确； D．根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上每通过2mol电子，可产生2molH2，D错误； 12. (2025年广东卷)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为26.8A∙h。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为：MnS－2e－＝S＋Mn2+ D．充电时16gS能提供的理论容量为26.8A∙h 答案：B 解析：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：MnO2＋2e－＋4H+＝Mn2+＋2H2O；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为：MnS－2e－＝S＋Mn2+。 A．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确； B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：MnO2＋2e－＋4H+＝Mn2+＋2H2O，反应消耗H+，溶液的pH升高，B错误； C．由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：MnS－2e－＝S＋Mn2+，C正确； D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为S＋Mn2+＋2e－＝MnS，每消耗16gS，即0.5molS，转移1mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A∙h，D正确； 13. (2025年广东卷)某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A. 负极反应的催化剂是i B. 图a中，i到ii过程的活化能一定最低 C. 电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D. 相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 答案：C 解析：该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：H2－2e－＝2H+；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：O2＋4e－＋4H+＝2H2O。 A．由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是i，A错误； B．图a中，i到ii过程为O2获得第一个电子的过程，根据题中信息，O2获得第一个电子的过程最慢，则i到ii过程的活化能一定最高，B错误； C．氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：H2－2e－＝2H+，同时，反应负极每失去1个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确； D．由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误； 14. (2025年江西卷)我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝(Cu[Fe(CN)6]0.67∙nH2O) A．CuHCF中的铁为＋3价 B. 交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的Ni2+ D．Zn2+溶液可电解再生电池负极 答案：C 解析：由图可知，Zn电极失去电子生成Zn2+，该原电池中左侧电极为负极，右侧电极为正极。 A．CuHCF的化学式为Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O，设Fe化合价为x。Cu为＋2价，CN－为－1价，整体电中性：＋2＋0.67×(x－6)＝0，解得x≈ +3，A正确； B．Zn电极为负极，反应为Zn－2e－＝Zn2+，负极区正电荷增加。污水中SO通过交换膜移向负极区以平衡电荷，说明交换膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，B正确； C．Ni2+在正极得到电子生成Ni，Ni被CuHCF电极吸附，洗脱目的是利用H2O2的氧化性去除电极吸附的Ni，C错误； D．电解Zn2+溶液时，阴极反应为Zn2+＋2e－＝Zn，可得到Zn单质再生负极，D正确； 15. (2025年海南卷)用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，实现对铝工件的保护。装置示意如图。电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出。下列说法错误的是 A. 铝工件连接电源正极 B. 槽电压越高，氧化膜的形成速率越快 C. 电路中每转移6mole－，铝工件增重48 g D. 为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度 答案：BC 解析：由题意可知用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，铝作阳极接电源正极，电极反应式为2Al－6e－＋3H2O＝Al2O3＋6H+，可能存在副反应：2Al＋6H+＝2Al3+＋3H2↑，导致铝工件表面上有少量气泡逸出，石墨作阴极接电源负极，电极反应式为2H+＋2e－＝H2↑； A．由分析可知铝工件连接电源正极，A正确； B．并非槽电压越高氧化膜形成速率就越快，过高电压会造成膜层烧蚀等不利影响，B错误； C．电路中每转移6 mole－，若铝工件全部生成氧化膜，增重3 mol氧原子，质量为48 g，但电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出(H2)，导致部分电量未用于生成氧化膜，故铝工件增重小于48 g，C错误； D．为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度，如果电流密度过小，氧化膜形成速率慢，电流密度过大，可能会导致氧化膜不均匀，D正确； 16. (2025年重庆卷)下图为AgCl－Sb原电池，有关说法正确的是 A．放电时，M为正极 B．放电时，N的电极反应为：Ag－e－＋Cl－＝AgCl C．充电时，消耗4molAg，同时消耗4molSb4O5Cl2 D．充电时，M极的电极反应为：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H+＝4Sb＋2Cl－＋5H2O 答案：D 解析：由图可知，放电时，N电极上AgCl→Ag发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：AgCl＋e－＝Ag＋Cl－，M电极为负极，电极反应为4Sb－12e－＋2Cl－＋5H2O＝Sb4O5Cl2＋10H+，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：AgCl＋e－＝Ag＋Cl－，B错误； C．由分析可知，建立电子转移关系式：Sb4O5Cl2～12e－～12Ag，由此可知，消耗4molAg，同时消耗molSb4O5Cl2，C错误； D．充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H+＝4Sb＋2Cl－＋5H2O，D正确； 17. (2025年福建卷)一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C3H4O3)的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电源a极为负极 B．反应中Br－的物质的量不断减少 C．总反应为C2H4＋CO2＋H2O＝C3H4O3＋H2 D．“反应Ⅱ”为CO2＋BrCH2CH2OH＝C3H4O3＋H+＋Br－ 答案：C 解析：根据图中信息可知，电合成装置左边电极发生氧化反应2Br－―2e－＝Br2，右边电极发生还原反应2H2O＋2e－＝H2(g)＋2OH－，即可判断电源a极为正极、电源b极为负极，据此解答。 A．由分析可知，电源a极为正极，A错误； B．从整个反应过程来看，Br－在电极a转化为Br2后，又经反应I、Ⅱ等量产生(反应I为：C2H4＋Br2 ＋OH－＝BrCH2CH2OH＋Br－)，故Br－的物质的量未发生变化，B错误； C．以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2，总反应为C2H4＋CO2＋H2O＝C3H4O3＋H2，C正确； D．“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH，生成物为C3H4O3和Br－，题干中“无膜”及图中阴极产生OH－可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行，故“反应Ⅱ”应为CO2＋BrCH2CH2OH＋OH－＝C3H4O3＋H2O＋Br－，D错误； 18. (2025年1月浙江卷)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 答案：C 解析：Li－O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li－e－＝Li+，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2＋2e－＝O，随温度升高Q增大，正极区O转化为O2-；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，O或O2-失去电子。 A．由分析可知，电池总反应方程式为：O2＋2LiLi2O2或O2＋4Li2Li2O，充放电时有Li+参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，A正确； B．Li+比K+的半径小，因此Li+优先于K+通过固态电解质膜，B正确； C．放电时，正极得到电子，O中氧原子为－1价，O2-中氧原子为－2价，因此随温度升高Q增大，正极区O转化为O2-，C错误； D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确； 19. (2025年6月浙江卷)通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：H2O2＞Br2。下列说法不正确的是 A. 电极A与电源正极相连 B. 电极B的电极反应式为：O2＋2H+＋2e－＝H2O2 C. 电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替 D. 原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2mole－可得到0.1mol 答案：D 解析：由图可知，该装置为电解池，电极A发生氧化反应为阳极，电极B发生还原反应为阴极。 A．由分析可知电极A为阳极，应与电源正极相连，A正确； B．由分析可知电极B为阴极，在电解液H2SO4中得电子生成H2O2，电极反应式为：O2＋2H+＋2e－＝H2O2，B正确； C．电解液中H2SO4用氢溴酸代替，溴离子即起导电作用，又可在电极A上放电，所以可以用氢溴酸代替H2SO4，提高电流利用效率，C正确； D．由得失电子守恒可知，电路中转移0.2mole－生成0.1molBr2，但由信息可知氧化性：H2O2＞Br2，所以电极B上生成的也可将溴离子氧化为Br2，所以电路中转移0.2mole－生成Br2的物质的量大于0.1mol，则得到的物质的量大于0.1mol，D错误； 20. (2025年广西卷)大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是 A．Cu2O层对铜导线起保护作用 B．正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu＋＋O2＋4e－＝2Cu2O C．沉积物的成分可能有CuO、Cu2(OH)2CO3 D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处 答案：B 解析：铜导线内壁发生电化学反应生成Cu2O层，负极为Cu，电极反应为Cu－e－＝Cu+，正极氧气得电子，电极反应O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，后续Cu+与OH－生成Cu2O，据此分析； A．Cu2O层为致密的氧化膜，能阻止内部铜与水、氧气进一步接触，对铜导线起保护作用，A正确； B．正极发生还原反应，在水溶液中，O2得电子应结合H2O生成OH－，正确电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，而非直接与Cu+反应生成Cu2O，B错误； C．Cu2O可被氧化为CuO，或与H2O、CO2反应生成Cu2(OH)2CO3，沉积物成分可能包含二者，C正确； D．沉积物处氧气浓度低，形成氧浓差电池的阳极区(腐蚀区)，沉积物越多，阳极区越大，腐蚀最严重，D正确； 21. (2025年西北卷)我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醒(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，H+从右室向左室移动 B．电解总反应：TY＋H2OTQ＋2H2↑ C．以为原料，也可得到TQ D．用18O标记电解液中的水，可得到 答案：D 解析：电极b发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子生成H2，以此解题。 A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A正确； B．根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a中水是反应物，H2为生成物，总反应方程式为：TY＋H2OTQ＋2H2↑，B正确； C．将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确； D．由右图可知，用18O标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，D错误； 22. (2025年河南卷)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl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pH减小 C. 电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)6]4-＋e－＝[Fe(CN)6]3- D. 若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1molLiCl 答案：D 解析：由图可知，左侧为阴极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，右侧为阳极，电极反应为[Fe(CN)6]4-－e－＝[Fe(CN)6]3-，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O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，pH变大，B错误； C．由分析可知，电极b的反应为[Fe(CN)6]4-－e－＝[Fe(CN)6]3-，C错误； D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl－分别透离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1molLiCl，D正确； 23. (2025年云南卷)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH－在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]－＋H+＝B(OH)3＋H2O。下列说法错误的是 A．Pt电极反应：4OH－―4e－＝O2↑＋2H2O B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成1molNaOH，同时Ⅱ室最多生成1molB(OH)3 答案：C 解析：由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反应为：4OH－―4e－＝O2↑＋2H2O，阴极发生的反应为：2H+＋2e－＝H2↑，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，据此解答。 A．由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：4OH――4e－＝O2↑＋2H2O，A正确； B．水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作业下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确； C．由分析可知，Ⅲ室中c(NaCl)降低，说明Na+往阴极方向移动，Cl－往阳极反向移动，即Na+往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，Cl－往左侧移动，通过X膜，则X膜为阳离子交换膜，C错误； D．Ⅳ室每生成1molNaOH，转移1mol电子，有1mol氢离子移到Ⅱ室中，生成1molB(OH)3，D正确； 近三年高考模拟题 24. (2025年1月八省联考河南卷)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 答案：C 解析：由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S，发生氧化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极a上Mn2+转化为MnO2，发生氧化反应，电极b上S转化为Cu2S，发生还原反应，此时电极a为阳极，电极b为阴极。 A．充电时，S转化为Cu2S，发生还原反应，则电极b为阴极，A错误； B．根据分析，充电时，电极b为阴极，则电极a为阳极，电极a的电极反应为Mn2+＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H+，阳极附近溶液的pH减小，B错误； C．放电时，电极b为负极，负极的电极反应为Cu2S－4e－＝S＋2Cu2+，C正确； D．放电时，溶液中Cu2+向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误； 25．(2025年1月八省联考内蒙古卷)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 答案：A 解析：电池正极材料LiCoO2 (含少量金属Cu)，加稀硫酸及过氧化氢反应，生成铜离子、钴离子、锂离子，再加氢氧化钠进行沉铜，进一步加氢氧化钠进行沉钴，进行一系列操作得到碳酸锂，将得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧，实现LiCoO2的再生；由太阳能电池电解回收工艺的原理可知，电极a上水失去电子变为氧气，所以电极a为阳极，电极式为2H2O－4e－＝O2↑＋2H+，电极b为阴极，电极式为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，据此作答。 A．根据分析可知，电极b为阴极，太阳能电池板经光照产生的电子流向b极，故A错误； B．根据分析可知，LiCoO2浸出生成钴离子，钴元素化合价降低，氧元素化合价升高，所以离子方程式：4LiCoO2＋12H+4Li＋＋4Co2+↑＋6H2O＋O2↑，故B正确； C．根据分析可知，b电极为阴极，电极反应式：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，故C正确； D．根据分析可知，电解前除去LiCoO2中的杂质，防止铜离子加NaOH溶液时生成Cu(OH)2，可提高Co(OH)2纯度，故D正确； 26. (2025年1月八省联考西北卷)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 答案：C 解析：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3为阴极，电极4为阳极，在电极4上发生氧化反应：LiFePO4－e－＝Li+＋FePO4，实现了锂的提取。 A．保持电源正负极不变，则电子流向不变，故A错误； B．由分析可知，电极2为阳极，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．由分析可知，通过相同电量，电极1上附着的Li+的量和电极4上失去的Li+的量相等，所以理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变，故C正确； 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错误； 27. (2025年1月八省联考四川卷)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 答案：D 解析：由电池装置图可知，放电时Zn为负极，电极反应为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH)，多孔碳为正极，电极反应为S4O＋2e－＝2S2O；充电时Zn为阴极，电极反应为Zn(OH)＋2e－＝Zn＋4OH－，多孔碳为阳极，电极反应为2S2O－2e－＝S4O。 A．放电为原电池，原电池中K+向正极移动，A正确； B．碱性环境中有Zn(OH)生成说明Zn(OH)2能与碱反应，既能与酸反应又能与碱反应说明Zn(OH)2有两性，B正确； C．充电为电解池，根据分析，总反应为阴阳两极的加和，Zn(OH)＋2S2O＝Zn＋S4O＋4OH－，C正确； D．由电极反应2S2O－2e－＝S4O，生成1mol S4O转移电子物质的量为2mol，应有2molK+穿过离子交换膜，D错误； 28. (2025年1月八省联考云南卷)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 答案：C 解析：太阳光照射TiO2电极上，敏化后的TiO2失去电子为原电池的负极，Pt电极为正极； A．该装置是光伏电池，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，所以电池工作时，涉及光能转化为电能，A正确； B．太阳光照下，敏化后的TiO2产生电子(e－)和空穴(h＋)，即敏化TiO2电极失电子为负极，B正确； C．Pt电极为正极，发生得电子还原反应，Pt电极电极反应为：I＋2e－＝3I－，C错误； D．由图可知，光敏化剂结构中，中心离子Ru2+与6个N原子成键，配位数是6，D正确； 29．我国某大学科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气(Ni－H2)电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，OH－向电极b移动 B．放电一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C．放电时，电极a上的电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－ D．外电路中每转移2mole－，理论上电极b上消耗2g H2 答案：B 解析：A．由分析可知，电极b为原电池的负极，电极a为正极，则氢氧根离子向电极b移动，故A正确； B．由分析可知，电池总反应为H2＋2NiOOH＝2Ni(OH)2，则放电一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，故B错误； C．由分析可知，放电时，电极a为正极，水分子作用下碱式氧化镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－，故C正确； D．由分析可知，放电时，电极b为原电池的负极，碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢氧根离子，电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，则外电路中每转移2mol电子时，理论上电极b上消耗氢气的质量为2mol××2g/mol＝2g，故D正确； 30．利用电解原理，采用中性红试剂直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下： 已知：中性红NR：，NRH2： 下列说法不正确的是 A．若用铅蓄电池进行电解，a极接铅蓄电池的Pb极 B．电解时，b极的电极反应式为：NR＋2e－＋2H2O＝NRH2＋2OH－ C．装置中离子交换膜为阳离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为：CO2＋OH－＝HCO 答案：A 解析：根据题目所给图示分析，b电极上：NR→NRH2，得氢发生还原反应，则b电极作阴极，a电极作阳极，b电极的电极反应式为：NR＋2e－＋2H2O＝NRH2＋2OH－，则a电极的电极反应式为：NRH2－2e－＋HCO＝NR＋H+＋CO2↑，据此解答。 A．根据分析，若用铅蓄电池进行电解，Pb极是负极，PbO2极是正极，故a电极应连接正极，即PbO2极，A错误； B．根据分析，b电极上发生还原反应，其电极反应式为：NR＋2e－＋2H2O＝NRH2＋2OH－，B正确； C．由b电极的电极反应式可知，氢氧根浓度增大，要保持溶液中电荷守恒，故需要将a电极产生的氢离子转移到b极区，则装置中离子交换膜为阳离子交换膜，C正确； D．由a电极的电极反应式可知，反应物需要碳酸氢根，左储液罐需要产生碳酸氢根供给，则左储液罐发生反应的离子方程式为：CO2＋OH－＝HCO，D正确； 31．有学者研制出可持久放电的Cu－PbO2双极膜二次电池，其工作原理示意图如下。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH－，并分别向两极迁移。 已知：Cu电极的电极反应式为Cu＋2OH－―2e－＝Cu(OH)2。下列说法正确的是 A．膜p适合选用阴离子交换膜 B．放电时，理论上硫酸和NaOH溶液的浓度均不变 C．放电时，两极上均有气体生成 D．导线中通过1mole－，理论上两极质量变化之差为15g 答案：D 解析：因为Cu电极的电极反应式为Cu＋2OH－―2e－＝Cu(OH)2，是负极，PbO2是正极，发生反应为PbO2＋4H+＋SO+2e－＝PbSO4＋2H2O，氢离子通过膜p，氢氧根通过膜q； A．根据分析，膜p适合选用阳离子或质子交换膜，A错误； B．放电时，正极反应为：PbO2＋4H+＋SO+2e－＝PbSO4＋2H2O，硫酸的浓度减小，负极区NaOH浓度不变，B错误； C．放电时，两极上均无气体生成，C错误； D．导线中通过1mole－，理论上负极质量增加17g、正极质量增加32g，两极质量变化之差为15g，D正确。 32．我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构如下图，其中a、b、c三区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是 A．充电时，a区溶液pH增大 B．充电一段时间后，b区K2SO4浓度减小 C．放电时，电子从电极N经过导线传导到电极M D．放电时，电极N的电极反应式为－2ne－＝＋2nK+ 答案：A 解析：放电时，电极材料转化为，电极反应－2ne－＝＋2nK+，是原电池的负极，阳离子增多，阳离子进入b区，二氧化锰得电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应为MnO2＋4H+＋2e－＝Mn2+＋2H2O，阳离子减少，阴离子需要通过阴离子交换膜进入b区，电极N为负极，故c区为碱性溶液，a区为酸性溶液。 A．充电时，a区有H+生成，pH减小；A错误； B．充电时，b区的SO向a区移动，K+向c区移动，所以b区K2SO4浓度减小；B正确； C．放电时，电极N为原电池的负极，所以电子从电极N经过导线传导到电极M；C正确； D．放电时，电极N为原电池的负极，电极反应－2ne－＝＋2nK+，D正确； 33．科学家设计了一套电解装置，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，如图所示。下列叙述错误的是 A．电极电势：催化电极a＞催化电极b B．双极膜的右侧是阳离子交换膜 C．阳极反应式为－6e-＋6OH－＝＋4H2O D．标准状况下，每消耗33.6L CO2会生成1mol 答案：D 解析：A．阳极电极电势大于阴极电极电势，故电极电势：催化电极a>催化电极b，A正确； B．阴极反应式为CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH，消耗氢离子，故双极膜产生的氢离子会迁移到双极膜右侧，即双极膜右侧为阳离子交换膜，B正确； C．阳极上有机物中的－CH2OH、－CHO均被氧化为羧基，阳极反应式为－6e-＋6OH－＝＋4H2O，C正确； D．结合选项B和电极上得失电子守恒，标准状况下，每消耗33.6LCO2会转移3mol e－，生成0.5mol ，D错误； 34．DHBFC电池的工作原理如图所示(催化剂能减少肼硼烷与水反应产生H2)。下列叙述错误的是 A．催化剂可有效提高DHBFC电池的能量转化效率 B．N极的电极反应式：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ C．放电一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变 D．消耗1molN2H4BH3，N极消耗O2的物质的量小于2.5mol 答案：C 解析：A．催化剂能减少肼硼烷与水反应产生H2，避免了因此该催化剂可有效提高DHBFC电池的能量转化效率，A项正确； B．碱性条件下，N极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，B项正确； C．M极的电极反应式为：N2H4BH3＋11OH－－10e－＝BO＋N2↑＋9H2O，电池总反应为2N2H4BH3＋2KOH＋5O2＝2KBO2＋2N2↑＋8H2O，C项错误； D．由电池总反应可知，消耗1molN2H4BH3，N极消耗O2的物质的量应为2.5mol，但由于肼硼烷可与水反应生成H2，因此M极消耗的肼硼烷小于1mol，因此实际上N极消耗O2的物质的量小于2.5mol，D项正确； 35．电化学合成是一种绿色高效的合成方法，如图是电解合成HCOOH和的示意图。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列叙述错误的是 A．催化电极B与电源正极相连 B．消耗的CO2和HMF物质的量之比为3∶1 C．阴极发生的反应：CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH D．每生成1mol，右室OH－的物质的量减少8mol 答案：D 解析：由图可知，CO2在催化电极A得到电子生成HCOOH，催化电极A是阴极，电极方程式为：CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH，催化电极B是阳极，在阳极失去电子生成，电极方程式为：－6e－＋8OH－＝＋6H2O，以此解答。 A．由分析可知，催化电极B是阳极，与电源正极相连，A正确； B．由分析可知，阴极电极方程式为：CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH，阳极电极方程式为：－6e－＋8OH－＝＋6H2O，转移相等物质的量电子时，消耗的CO2和HMF物质的量之比为3∶1，B正确； C．由分析可知，阴极发生的反应：CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH，C正确； D．由分析可知，阳极电极方程式为：－6e－＋8OH－＝＋6H2O，每生成，右室消耗8molOH－，同时H2O在双极膜界面处解离生成8molOH－进入右室，右室OH－的物质的量不变，D错误； 36．某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是 A．放电时，负极电极反应式为： B．放电时，每当1molCo0.2Ni0.8(OH)2转化为Co0.2Ni0.8OOH，外电路转移1mol电子 C．充电时，Rh/Cu电极与电源正极相连 D．充电时，K+通过交换膜从右室向左室迁移 答案：D 解析：根据装置图可知，放电时，负极发生氧化反应，转化为，所以放电时，Rh/Cu惰性电极是负极。充电时，Rh/Cu惰性电极是阴极。 A．根据分析，放电时，负极电极反应式为＋3OH－－2e－＝＋2H2O，A错误； B．放电时，正极反应式为Co0.2Ni0.8OOH＋H2O＋e－＝Co0.2Ni0.8(OH)2＋OH－，每当1molCo0.2Ni0.8OOH转化为Co0.2Ni0.8(OH)2，外电路转移1mol电子，B错误； C．根据分析，充电时，Rh/Cu惰性电极是阴极，与电源负极相连，C错误； D．充电时，阳离子向阴极移动，充电时，Rh/Cu是阴极，K+通过阳离子交换膜从右室向左室迁移，D正确； 37．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(Li4.4Si)，其放电时的反应为：Li4.4Si－―xe－＝Li4.4－xSi＋xLi+，电极b为镍钴锰三元材料通常可以表示为：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Li+从负极材料脱出，经电解质嵌回正极 B．放电时通过电路amol电子时，电解质Li6PS5Cl损失amolLi+ C．充电时电极a与外接电源负极相连 D．充电时阳极反应为：LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2―xe－＝Li1－xNi0.8Co0.1Mn0.1O2＋xLi+ 答案：B 解析：由图可知，放电时，锂离子由a极移向b极，则放电时，a为负极，电极反应式为Li4.4Si－―xe－＝Li4.4－xSi＋xLi+，b电极为正极，电极反应式为Li1－xNi0.8Co0.1Mn0.1O2＋xLi+＝LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，充电时，a为阴极，电极方式为Li4.4－xSi＋xLi+＋xe－＝Li4.4Si－，b为阳极，电极反应式为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2―xe－＝Li1－xNi0.8Co0.1Mn0.1O2＋xLi+，据此回答， A．由分析和图知，放电时Li+从负极材料脱出，经电解质嵌回正极，A正确； B．放电时通过电路amol电子时，负极生成，正极消耗，电解质Li6PS5Cl不变，B错误； C．充电时电极a为阴极与外接电源负极相连，C正确； D．由分析知，充电时阳极反应为：LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2－xe－＝Li1－xNi0.8Co0.1Mn0.1O2＋xLi+，D正确； 38．一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2mol Li D．放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl＝2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl 答案：D 解析：放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，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(CF3SO2)2NLi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(CF3SO2)2NLi，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Cl2：2Cl――2e－＝Cl2↑，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：2Li+＋2e－＝2Li，则理论上每生成1molCl2，同时生成2molLi，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(CF3SO2)2NLi和LiCl，负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为6Li＋N2＋4CF3SO2Cl＝2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl，D正确； 39．锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池，某种锂离子电池的结构示意图如下，它在放电时有关离子转化关系如图所示，下列说法正确的是 A．Li+透过膜除允许Li+通过外，还允许H2O分子通过 B．充电时，电池内部发生的总反应为Li+＋Fe2+Li＋Fe3+ C．充电时，钛电极与外电源的负极相连 D．放电时，进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为: S2O＋Fe2+＝Fe3+＋2SO 答案：B 解析：A．该电池的负极是金属锂，Li+透过膜除允许Li+通过外，不允许H2O分子通过，否则水会和Li反应，故A错误； B．电池反应为Li＋Fe3+＝Li+＋Fe2+，则充电时发生的反应为Li+＋Fe2+Li＋Fe3+，故B正确； C．钛电极是电池的正极，充电时，应该与外电源的正极相连，故C错误； D．放电时，正极上发生得电子的还原反应，即Fe3+＋e－＝Fe2+， 在贮罐中Fe2+与S2O发生氧化还原反应S2O＋2Fe2+＝2Fe3+＋2SO，故D错误； 40．某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是 A．b端电势高于a端电势 B．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－＝HClO＋H+ C．理论上转移2mole－生成4gH2 D．电解后海水pH下降 答案：B 解析：根据图示，钛网上海水中Cl－、H2O失电子被氧化成HClO、O2，左侧钛网为阳极，电极反应式为Cl－＋H2O－2e－＝HClO＋H+，a为正极；右侧钛箔上生成H2，为阴极，电极反应为2H+＋2e－＝H2↑，b为负极。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－。 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．根据分析，阳极的电极式为：Cl－＋H2O－2e－＝HClO＋H+，B正确； C．产生氢气的电极方程式为：2H+＋2e－＝H2↑，则理论上转移2mole－生成1molH2，质量为2g，C错误； D．根据总反应方程式，电解后氢氧根浓度增大，pH上升，D错误； 41．我国科学家研发了一种可充电电池装置，充电时该装置可吸收CO2合成甲酸，其具体工作原理如图所示。已知将阴离子、阳离子复合组成双极膜，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。下列说法错误的是 A．L膜是阴离子膜，P膜是阳离子膜 B．放电时，电子由a流向电源的M极 C．充电时，外电路中每通过1mol电子，理论上复合膜层间有0.5molH2O解离 D．充电时，N电极上发生的电极反应式为CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH 答案：C 解析：A．由分析可知，L膜是阴离子膜，P膜是阳离子膜，A正确； B．由分析可知，放电时，N为负极，M为正极，a为阳极，b为阴极，故电子由N流向b，再由a流向电源的M极，B正确； C．复合膜中H2OH+＋OH－，由于电子所带电荷数与H+或OH-所带电荷数相等，则外电路中每通过1mol电子，通过P膜的H+或L膜的OH－物质的量均为1mol，即充电时，外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1molH2O解离，C错误； D．由分析可知，充电时，N电极上发生的电极反应式为CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH，D正确； 42．硅锰原电池是一种新型电池，因其供电稳定，储存量丰富而备受关注。硅锰原电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电过程中，正极区溶液pH增大 B．Si@C电极上的电极反应式为Si＋2H2O＋4e－＝SiO2＋4H+ C．导线上每通过1mole－，正极区溶液质量增加28.5g D．若将质子交换膜换为阴离子交换膜，电解液换为NaOH溶液，电池的电流更平稳 答案：A 解析：由图可知，Si转化为SiO2，Si元素化合价升高，失去电子，为负极，MnO2转化为Mn2+，Mn元素化合价降低，得到电子，为正极，存在质子交换膜，说明是在酸性条件下，则负极反应式为Si－4e-＋2H2O＝SiO2＋4H+，正极反应式为2MnO2＋4e-＋8H+＝2Mn2+＋4H2O； A．放电过程中，负极区每转移2mole－，生成2molH+并移向正极区，正极的电极反应式为2MnO2＋4e-＋8H+＝2Mn2+＋4H2O，正极区每转移2mole－，消耗4molH+，溶液pH增大，故A项正确； B．Si@C电极上发生反应的电极反应式为Si－4e-＋2H2O＝SiO2＋4H+，故B项错误； C．由正、负极电极反应式可知，导线上每通过1mole－，会有2molH+移向正极区，同时溶解0.5molMnO2，所以正极区溶液质量增加44.5g，故C项错误； D．若将质子交换膜换为阴离子交换膜，电解液换为NaOH溶液，Si会与NaOH溶液直接反应，故D项错误； 43．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 答案：D 解析：c电极发生反应V3+＋e－＝V2+，得电子被还原，所以c是阴极，a是负极，b是正极。结合图示，d电极反应中产生羟基自由基(∙OH)和H+，没有生成氧气，电极反应：H2O－e－＝∙OH＋H+。据此分析作答。 A．d是阳极，失去电子，d电极的电极反应式：H2O－e－＝∙OH＋H+，A错误； B．再生池中发生的反应，题中未配平，应该为：2V2+＋2H+2V3+＋H2↑，B错误； C．根据分析，a为电源负极，比起纯水，Na2SO4能增强溶液的导电性，d电极的电极反应式：H2O－e－＝∙OH＋H+，产生的H+经阳离子交换膜移向阴极，故m为阳离子交换膜，C错误； D．根据：2V2+＋2H+2V3+＋H2↑，产生1molH2，需要消耗V2+2mol，对应c电极发生反应 V3+＋e－＝V2+，则转移电子数为2mol，根据：H2O－e－＝∙OH＋H+，则产生的∙OH为2mol，根据反应28∙OH＋C6H5OH＝6CO2↑＋17H2O，生成CO2为mol，所以两种气体体积比为1∶＝7∶3，D正确； 44．镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计的新型二次离子电池。其工作原理如图所示，已知放电时，b极转化关系为：VS2→LixVS2。下列说法正确的是 A．充电或放电时，a极电势均高于b极 B．放电过程中正极质量减少，负极质量增加 C．充电时阳极的电极反应式为LixVS2－xe－＝VS2＋xLi+ D．该电池工作时，若通过电路转移电子的物质的量为0.1mol，则负极质量变化2.4g 答案：C 解析：镁锂双盐电池的工作原理为：放电时，电池负极材料金属镁失去电子生成Mg2+，电解液中的Li+得到电子嵌入正极材料，达到电荷平衡；充电时，电池正极材料中LixVS2失去电子，生成Li+ ，电解液中的Mg2+得到电子沉积到金属镁负极上去，再次达到电荷平衡。放电时负极反应为Mg－2e－＝Mg2+，正极反应为VS2＋xe-＋xLi+＝LixVS2 ，总反应为xMg＋2VS2＋2xLi+＝2LixVS2＋xMg2+。 A．Mg为负极，VS2为正极，所以充电或放电时，b极电势均高于a极，选项A错误； B．放电过程中正极质量增加，负极质量减少，选项B错误； C．充电时，阳极的电极反应式为LixVS2－xe-＝VS2＋xLi+ ，选项C正确； D．该电池负极为Mg电极，通过电路转移电子的物质的量为0.1mol时，负极质量变化为0.05mol× 24g/mol＝1.2g，选项D错误； 45．最近我国科学家研制出一种可充电Na－Zn 双离子电池体系，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，阴极区溶液的pH增大 B．放电时，每转移0.2mol电子，负极区电解质溶液质量增加6.5g C．充电时，Na+会通过阳离子交换膜移动到阴极 D．放电时，正极反应式为Na0.6-x MnO2＋xe－＋xNa+＝Na0.6MnO2 答案：B 解析：由图可知，放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn－2e-＋4OH－＝[Zn(OH)4]2-，右侧为正极，电极反应式为Na0.6-xMnO2＋xe-＋xNa+＝Na0.6MnO2，充电时，Zn作阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2-＋2e－＝Zn＋2e-＋4OH－，右侧为阳极，据此作答。 A．充电时，Zn作阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2-＋2e－＝Zn－2e-＋4OH－，生成氢氧根离子，阴极区溶液的pH增大，故A正确； B．放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn－2e-＋4OH－＝[Zn(OH)4]2-，每转移0.2mol电子，负极区电解质溶液质量增加×65g/mol＝6.5g，同时有0.2mol钠离子迁移到右侧，质量减小0.2mol×23g/mol＝4.6g,故负极区电解质溶液质量实际增加6.5g－4.6g＝1.9g，故B错误； C．充电时，阳离子向阴极移动，故Na+会通过阳离子交换膜移动到阴极，故C正确； D．放电时，Zn作负极，右侧为正极，电极反应式为Na0.6-x MnO2＋xe－＋xNa+＝Na0.6MnO2，故D正确； 46．某过渡金属(M)—锂离子电池的结构如图所示，总反应式为LixCn＋LiyMO2Lix-1Cn＋Liy+1MO2，下列说法不正确的是 A．放电时电子从Cn流入Al，还原电极B中的金属元素M B．当Li+移向电极A时，化学能转化为电能 C．电解质不能用水溶液，但可用离子液体 D．充电时B电极的反应式为：Liy+1MO2－e－＝LiyMO2＋Li+ 答案：B 解析：放电时LixCn转化为Lix-1Cn，即发生电极反应Li－e－＝Li+，电子从集流器Cn流入集流器Al，充电时Liy+1MO2转化为LiyMO2，所以电极反应式为Liy+1MO2－e－＝LiyMO2＋Li+； A．由题给总反应式可知，放电时LixCn转化为Lix-1Cn，即发生电极反应Li－e－＝Li+，电子从集流器Cn流入集流器Al，发生反应：LiyMO2＋e－＋Li+＝Liy+1MO2，金属元素M被还原，选项A正确； B．当Li+移向电极A时，是Lix-1Cn转化为LixCn，由总反应可知是充电过程，是电能转化为化学能，选项B不正确； C．因Li能与水发生反应，所以电解质不能用水溶液，可以用常温下呈液态又可以导电的离子液体，选项C正确； D．由总反应及电池结构可知，充电时Liy+1MO2转化为LiyMO2，所以电极反应式为Liy+1MO2－e－＝LiyMO2＋Li+，选项D正确； 47．铝硫二次电池是一种具有高能量密度、廉价原材料、有前途的替代储能装置，一种铝硫电池如图所示，M极为表面吸附了硫的活性电极，电解质为K2S，KCl－AlCl3(AlCl、Al2Cl) 。下列说法错误的是 A．放电时铝电极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl＝4Al2Cl B．电池放电时的总反应为3S＋2Al＋14AlCl＝8Al2Cl＋3S2- C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．Al2Cl中Al原子的杂化为sp3，1mol Al2Cl中含有4NA个配位键 答案：D 解析：图示为铝硫电池，该电池放电时Al失去电子发生氧化反应，为负极，电极反应式为Al＋7AlCl－3e－＝4Al2Cl，M为正极，硫得到电子发生还原反应，电极反应式为S＋2e－＝S2-； A．由分析可知，放电时铝电极的电极反应式为Al＋7AlCl－3e－＝4Al2Cl，A正确； B．由分析可知，放电总反应为3S＋2Al＋14AlCl＝8Al2Cl＋3S2-，B正确； C．充放电过程中钾离子通过离子交换膜移动，故离子交换膜为阳离子交换膜，C正确； D．Al2Cl中Al原子的杂化为sp3，1mol Al2Cl中含有2NA个配位键D错误； 48．最近，我国科学家设计了一种高效电解水制氢的系统，实现了在催化剂作用下析氢和析氧反应的分离。该系统的工作原理如图所示，其中电极均为惰性电极，电解液中含NaOH。下列关于该装置工作时的说法错误的是 A．阳极的电极反应为[Fe(CN)6]4-－e－＝[Fe(CN)6]3- B．OH-通过离子交换膜由B极室向A极室移动 C．催化析氢室的反应为DHPS-2H＋2H+＋2e-＝DHPS＋2H2↑ D．理论上，该过程中[Fe(CN)6]4-和DHPS可自补充循环 答案：C 解析：据图可知A极室中[Fe(CN)6]4-转化为[Fe(CN)6]3-，Fe元素化合价升高被氧化，所以A极室为阳极，B极室为阴极。 A．根据分析可知A极室为阳极，电极反应为[Fe(CN)6]4-－e－＝[Fe(CN)6]3-，A正确； B．电解池中阴离子流向阳极，A极室为阳极，所以OH－通过离子交换膜由B极室向A极室移动，B正确； C．循环的电解液为NaOH碱性溶液，所以催化析氢室中并没有氢离子参与反应，正确反应为DHPS-2H＋2e-＋2H2O＝DHPS＋2H2↑＋2OH－，C错误； D．据图可知 [Fe(CN)6]4-在A极室中转化为[Fe(CN)6]3-后又再催化析氧室中又转化为[Fe(CN)6]4-，DHPS在B极室中转化为DHPS-2H后又在催化析氢室中转化为DHPS，理论上两种物质没有损耗，可自补充循环，D正确； 49．在直流电源作用下，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH－。某技术人员利用双极膜(膜c、膜d)电解技术从含葡萄糖酸钠(用GCOONa表示)的溶液中提取NaOH和葡萄糖酸(GCOOH)，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．M为阴极 B．③室和④室所得产物相同 C．膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜 D．N极电极反应式为2H2O－4e－＝4H+＋O2↑ 答案：B 解析：在直流电源作用下高效制备H2SO4和NaOH由图可知，M极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e-＝H2↑＋2OH－，左侧葡萄糖酸钠溶液中钠离子透过膜a向左侧迁移，葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，故膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，水解离出的氢离子经过膜c向左侧迁移，膜c为阳离子交换膜，N极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，右侧葡萄糖酸钠溶液中葡萄糖酸根离子透过膜f向右侧迁移，钠离子透过膜e向左侧迁移，故膜e为阳离子交换膜，膜f为阴离子交换膜，水解离出的氢氧根离子经过膜d向右侧迁移，膜d为阴离子交换膜； A．根据分析可知，M极为阴极，选项A正确； B．葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，水解离出的氢离子经过膜c向左侧迁移，③室产生葡萄糖酸；钠离子透过膜e向左侧迁移，水解离出的氢氧根离子经过膜d向右侧迁移，④室产生氢氧化钠，两室产物不相同，选项B错误； C．左侧葡萄糖酸钠溶液中钠离子透过膜a向左侧迁移，葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，故膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，选项C正确； D．N极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，选项D正确； 50．SOEC装置是一种高温固体氧化物电解池，可以从大气中回收CO2，其工作温度为600~1000℃，利用固态CeO2中的O2−定向移动形成离子电流。SOEC由多个层状工作单元叠加而成，拆解后装置如图所示(外接电源与部分气体管路、流向未显示)： 下列叙述正确的是 A．电极b为阴极，电极反应为CO2＋2e－＝CO＋O2- B．在气孔Z附近检测到少量Ce3+，说明发生了电极反应CeO2＋e－＝Ce3+＋2O2- C．装置工作过程中，CeO2(s)电解质中的O2−由电极a移向电极b D．由于装置内气压大于外界，故必须用橡胶材质将各层密封，防止气体泄露 答案：A 解析：由题干图示信息可知，CO2经导管X进入电极b中，发生反应CO2＋2e－＝CO＋O2−，未反应的CO2和生成的CO经Z导管流出，O2−经固态CeO2定向移动到a电极，在a电极上放电，发生2O2− − 4e−=O2↑，产生的O2经导管Y流出。 A．由分析可知，CO2经导管X进入电极b中，发生反应CO2+2e−=CO+O2−，发生还原反应，故电极b为阴极，A正确； B．在气孔Z附近检测到少量Ce3+，不能说明发生了电极反应CeO2＋e－＝Ce3+＋2O2−，也可能是高温下CO将CeO2还原为Ce3+，B错误； C．由分析可知，电极a为阳极，b为阴极，电解池中电解质中阴离子流向阳极，故装置工作过程中，CeO2(s)电解质中的O2−由电极b移向电极a，C错误； D．由题干信息可知，装置内气压等于外界，由于产生有毒气体CO，故必须用橡胶材质将各层密封，防止气体泄露，D错误； 51．热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4。 已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。 下列说法不正确的是 A．放电时，Li+向b极区移动 B．放电时，a极的电极反应是3Li13Si4－11e－＝4Li7Si3＋11Li+ C．该电池中火药燃烧产生的热能转化为电能 D．调节混合物中KCl的物质的量分数可以改变电池的启动温度 答案：C 解析：A. 放电时，Li+向正极移动，即向b极区移动，故A正确； B. 放电时，a极Li13Si4失电子发生氧化反应，电极反应是3Li13Si4－11e－＝4Li7Si3＋11Li+，故B正确； C. 该电池中火药反应产生的化学能转化为电能，故C错误； D. LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系图，调节混合物中KCl的物质的量分数为0.6时，400℃时就可以启动电池，故D正确； 52．一种电化学固氮的原理如图所示，已知N≡N的键能为946kJ∙mol－1，N－N的键能为193kJ∙mol－1。下列说法正确的是 A．在b电极上，N2被氧化 B．金属Cu可作为a电极的材料 C．电解过程中，固体氧化物电解质中O2-数目保持不变 D．N2分子中，π键数和σ键数为2∶1，且π键键能小于σ键键能 答案：C 解析：由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2＋3H2O＋6e－＝2NH3＋3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2-＋4e－＝O2。 A．由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A错误； B．a为阳极，若金属Cu作a的电极材料，则金属Cu优先失去电子，B错误； C．电解过程中，阴极电极反应式为2N2＋6H2O＋2e－＝4NH3＋6O2-，阳极电极反应式为6O2-＋12e－＝3O2，固体氧化物电解质中O2-数目保持不变，故C正确； D．N2分子中存在氮氮三键，π键数和σ键数为2∶1，已知N≡N的键能为946kJ∙mol－1，N－N的键能为193kJ∙mol－1，则π键键能为＝376.5kJ∙mol－1，π键键能大于σ键键能，故D错误； 53．下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列叙述正确的是 A．装置最终实现化学能转化为电能 B．电解质溶液pH变大 C．导线中每通过1mole－，需要消耗11.2 LO2(标况) D．b为正极 答案：D 解析：氢氧燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极、通入氧化剂氧气的电极是正极，电解质溶液呈碱性，则负极上电极反应式为H2－2e-＋2OH－＝2H2O，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，根据LED发光二极管中电子移动方向知，b是正极、a是负极，据此分析解答。 A．原电池是将化学能转化为电能，电能通过LED发光二极管，则电能最终转化为光能，部分还转化为热能，故A错误； B．氢氧燃料的生成物为水，故电解质溶液pH变小，故B错误； C．通过以上分析知，b为正极，通入O2的电极发生反应：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，每通过1mole－，需要消耗0.25mol氧气，故(标况)体积为5.6L，故C错误； D．燃料电池中，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，b是正极，故D正确； 54．烟气中氮氧化物(NOx)所带来的污染问题日趋加剧，越发体现出其排放控制的重要性与紧迫性。电化学法在治理烟气中氮氧化物方面具有很大优势，以连二亚硫酸根(S2O)为媒介，使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示，下列有关说法中错误的是 A．Pt电极区电极反应式为2SO＋4H+＋2e－＝S2O＋2H2O B．C电极区得到的产物有O2和较浓的硫酸 C．离子交换膜为阴离子交换膜，电解质中的SO从C电极区向Pt电极区移动 D．若电路中转移了0.5mole－，则此通电过程中理论上吸收的NO的体积为5.6L(标准状况) 答案：C 解析：NO与连二亚硫酸根离子发生氧化还原反应，生成氮气和亚硫酸根离子，亚硫酸根离子进入阴极区发生还原反应，生成连二亚硫酸离子，阳极区水电离的氢氧根离子放电，发生氧化反应，生成氧气和氢离子，水被消耗导致硫酸浓度增大； A．Pt电极的亚硫酸根离子得到电子发生还原反应，生成连二亚硫酸离子，电极反应式为2SO＋4H+＋2e－＝S2O＋2H2O，A正确； B．由分析可知，C电极区得到的产物有O2和较浓的硫酸，B正确； C．离子交换膜为阳离子交换膜，阳极生成的氢离子从C电极区向Pt电极区移动，C错误； D．反应中氮元素化合价由+2变为0：NO～2e－，若电路中转移了0.5mole－，则此通电过程中理论上吸收的0.25molNO，其体积为5.6L(标准状况)，D正确； 55．我国科学院深圳研究中心研究员唐永炳及其团队成功研发出一种新型高性能、低成本的锡-石墨钠型双离子电池，其结构原理如图所示。该电池采用锡箔(不参与电极反应)作为电池电极和集流体，另一电极材料为石墨(Cn)，电解液采用溶于有机溶剂中的六氟磷酸钠。下列有关说法错误的是 A．放电时，锡钠合金为负极 B．放电时，正极反应为：Cn(PF6)x＋xe－＝Cn＋xPF C．充电时，石墨电极与电源的负极相连 D．充电时，电解液中的Na+运动到锡箔表面，形成锡钠合金 答案：C 解析：A．放电时Na失去电子，发生反应Na－e−＋PF＝NaPF6，所以锡钠合金为负极，故A正确； B．放电时正极发生还原反应：Cn(PF6)x＋xe－＝Cn＋xPF，故B正确； C．放电时锡钠合金为负极，则充电时，锡钠合金与电源的负极相连作阴极，故C错误； D．充电时阳离子移向阴极，充电时锡钠合金为阴极，所以充电时，电解液中的 Na+运动到锡箔表面，形成锡钠合金，故D正确； 56．内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是 A．b极为正极，发生还原反应 B．电子流向：a极→导线→b极→电解质→a极 C．a极电极反应为CH4－8e－＋4CO＝5CO2＋2H2O D．该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜 答案：A 解析：由装置可知a电极上CO和H2失电子生成CO2和H2O，则a极为负极，b极为正极，b电极上O2得电子结合CO2生成CO32-，CH4和水反应生成CO和H2。 A．由以上分析可知b极为正极，得电子发生还原反应，故A正确； B．电子不经过电解质，故B错误； C． a极反应物不是甲烷，故C错误； D．熔融碳酸盐为电解质，故隔膜允许碳酸根离子通过，为阴离子交换膜，故D错误； 57．新能源汽车在我国蓬勃发展，新能源汽车所用电池多采用三元锂电池，某三元锂电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，M极有电子流入，发生还原反应 B．锂电池的优点是质量小，电容量大，可重复使用 C．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移1molLi+时，理论上可获得64g纯铜 D．充电时，N极的电极反应式为LiNiaCobMncO2－xe－＝Li1－xNiaCobMncO2＋xLi+ 答案：C 解析：原电池中阳离子向正极移动，由图中锂离子运动方向可知，M为负极、N为正极； A．充电时，M极连接外接电源的负极，M为阴极，阴极有电子流入，发生还原反应，A正确； B．锂电池的能量比较高，优点是质量小，电容量大，可重复使用，B正确； C．根据电子守恒可知，2 Li+～2e－～Cu，当电池中迁移1mol Li+时，理论上可获得32g纯铜，C错误； D．充电时，N极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为LiNiaCobMncO2－xe－＝Li1－xNiaCobMncO2＋xLi+，D正确； 58．银锌电池的总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag。某学习小组以该电池为电源电解处理含Ba(OH)2的废水和含Ni2+、Cl－的酸性废水，并分别获得BaCl2溶液和单质镍。电解处理的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．X电极与银锌电池的Zn电极相连 B．若去掉离子膜M，则X电极的反应式不变 C．离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜 D．电解过程中b室BaCl2浓度不变 答案：C 解析：A．电解结果是获得BaCl2溶液和单质镍，所以Y极发生的电极反应为Ni2+＋2e－＝Ni，即Y极为阴极，则X极为阳极，与银锌电池的正极相连，而根据电池总反应可知，Zn极为负极，A项错误； B．去掉离子膜M，X极上发生的反应为氯离子失去电子生成氯气，而之前为OH－失电子生成氧气，B项错误； C．为了得到氯化钡溶液，a区的Ba2+透过离子膜M进入b区，c区的氯离子透过离子膜N进入b区，所以离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，C项正确； D．电解过程中b室BaCl2浓度不断增大，D项错误； 59．用电化学方法可以去除循环冷却水[含有Ca2+、Mg2+、HCO、C6H5OH(苯酚)等]中的有机污染物，同时经处理过的冷却水还能减少结垢，其工作原理如下图所示。 下列说法中不正确的是 A．b为电源的负极 B．钛基电极上的反应为H2O－e－＝H+＋∙OH C．碳钢电极底部有CaCO3，Mg(OH)2生成 D．苯酚被氧化生成标准状况下13.44LCO2时，需要消耗3.0mol∙OH 答案：D 解析：A．碳电极上水得电子生成氢气，发生还原反应，为电解池的阴极，b为电源的负极，A项正确； B．阳极失电子，发生氧化反应，钛基电极上的反应为H2O－e－＝H+＋∙OH，B项正确； C．碳电极上水得电子生成氢气，2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，HCO＋OH－＝CO＋H2O，碳钢电极底部有CaCO3、Mg(OH)2生成，C项正确； D．苯酚被氧化发生的反应为C6H5OH＋28∙OH＝6CO2＋17H2O，每生成标准状况下13.44L二氧化碳，即0.6mol二氧化碳，需要消耗2.8mol∙OH，D项错误； 60．2021年3月5日，李克强总理在国务院政府报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO2转化为CO，实现节能减排的目标。如图所示，下列有关说法正确的是 A．N极为阴极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．阳极的电极反应式为CO2＋2e-＋2H+＝CO＋H2O D．理论上该装置在工作时，H3PO4与KH2PO4缓冲溶液的pH保持不变 答案：D 解析：由图示知，该装置外电路有光伏电池(将太阳能转化为电能)，故为电解池装置，在P极上，CO2得电子转化为CO，故P极为阴极，N极为阳极，阴极电极反应为：CO2＋2H+＋2e－＝CO＋H2O，需要缓冲溶液提供H+，故离子交换膜为阳离子交换膜，阳极电极反应为：2H2O－4e-＝O2↑＋4H+。 A．由分析知，N极为阳极，A错误； B．由分析知，离子交换膜为阳离子交换膜，B错误； C．由分子知，CO2在阴极转化为CO，故选项所写电极反应为阴极电极反应，C错误； D．根据得失电子守恒和阴阳极电极反应知，缓冲溶液流入阴极的H+和阳极流入缓冲溶液的H+数目相等，故缓冲溶液中c(H+)保持不变，故pH保持不变，D正确； 61．二次电池“超钠F1”的电极材料分别为Na2Mn[Fe(CN)6](普鲁士白)和Na4Cy(嵌钠硬碳)。该电池充电时Na+的移动方向如图所示。下列说法错误的是 A．该二次电池阳极材料为Na2Mn[Fe(CN)6] B．充电时，阴极的电极反应式可表示为：NaxCy＋e－＋Na+＝Na(x+1)Cy C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量增加23g D．“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌 答案：C 解析：该电池负极材料为NaxCy，放电时发生反应NaxCy－xe－＝Cy+xNa+，正极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]，放电时正极反应为Mn[Fe(CN)6]＋xe-＋xNa+＝Na2Mn[Fe(CN)6]。充电时极Na2Mn[Fe(CN)6]为阳极，电极反应为Na2Mn[Fe(CN)6]－xe－＝Mn[Fe(CN)6]＋xNa+，嵌钠硬碳为阴极，电极反应为Cy＋xNa+＋xe－＝NaxCy。 A．放电时Na2Mn[Fe(CN)6]为正极材料，充电时电池阳极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]，A正确； B．放电时负极发生反应NaxCy－xe－＝Cy+xNa+，充电时，阴极的电极反应式可表示为：NaxCy＋e-＋Na+＝Na(x+1)Cy，B正确； C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量减少23g，C错误； D．根据题意，“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，D正确； 62．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A．通入CO2的一极电极反应式为：2CO2＋2e－＝C2O B．铝为电池的负极 C．每得到1molAl2(C2O4)3，负极质量减少54克 D．C2O向正极移动 答案：D 解析：A．由图可知，CO2被还原为草酸根，所以通入CO2的一极为正极，电极反应式为：2CO2＋2e－＝C2O，故A正确； B．由图可知金属铝被氧化，铝为电池的负极，故B正确； C．每得到1molAl2(C2O4)3，由元素守恒知需要溶解2mol铝，负极质量减少54克，故C正确； D．原电池中阴离子移向负极，故C2O向负极移动，故D错误； 63．某钠离子可充电电池的工作主要靠Na+在两极间的迁移，工作原理如图： 其中－R1代表没参与反应的－COONa，－R2代表没参与反应的－ONa。下列有关说法错误的是 A．放电时，b极为正极 B．充电时，Na+由b极向a极移动 C．充电时，阴极发生反应为 D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，则放电过程中转移0.3mol电子时，两极质量差为13.8g 答案：C 解析：放电时，在a极，－2e－＝＋2Na+，则a极为负极；在b极，＋2e-＋2Na+＝  ，则b极为正极；充电时，a极为阴极，b极为阳极。 A．由分析可知，放电时，b极为正极，A正确； B．充电时，阳离子向阴极移动，则Na+由b极(阳极)向a极(阴极)移动，B正确； C．充电时，a极为阴极，发生反应为＋2e-＋2Na+＝  ，C错误； D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，放电过程中转移0.3mol电子时，则正极结合0.3molNa+，负极生成0.3molNa+，两极质量差为0.6mol×23g/mol＝3.8g，D正确； 64．浓差电池是指电池内一物质由高浓度变为低浓度且伴随着能量变化的一类电池，现有如图Ⅰ、Ⅱ所示装置，该装置工作时，下列说法不正确的是 A．电子流向：Cu(2)→Cu(3)，Cu(4)→Cu(1) B．Cu(1)极和Cu(3)极的电极反应都是Cu2+＋2e－＝Cu C．工作一段时间后，图Ⅱ装置中CuSO4溶液浓度增大 D．若0.5mol SO从交换膜左侧向右侧迁移，理论上Cu(4)极减少32g 答案：C 解析：浓差电池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，根据溶液浓度，得到左边装置为浓差电池，右边装置为电解池，Cu(2)是负极，电极反应为：Cu－2e－＝Cu2+，电极Cu(3)是阴极，电极反应为：Cu2+＋2e－＝Cu； Cu(1)是正极，电极反应为：Cu2+＋2e－＝Cu ，Cu(4)为阳极，电极反应为：Cu－2e－＝Cu2+，若0.5mol SO从阴离子交换膜左侧迁移到右侧，即转移电子是1mol，根据电极反应结合电子守恒来计算，据此分析解题。 A．根据溶液浓度，得到Cu(2)是负极、Cu(3)是阴极， Cu(1)是正极、Cu(4)是阳极，电子从负极流向阴极，再由阳极流向正极，即Cu(2)→Cu(3)，Cu(4)→Cu(1)，A正确； B．由分析可知，Cu(1)极是正极和Cu(3)极是阴极，故电极反应都是Cu2+＋2e－＝Cu，B正确； C．两极上分别是金属铜失电子的氧化反应和铜离子得电子的还原反应，图Ⅱ装置中CuSO4溶液浓度不变，C错误； D．若0.5molSO从交换膜左侧向右侧迁移，即转移电子是1mol，理论上Cu(4)极质量减少0.5mol，质量是32g，D正确； 65．一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．该电池不能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CH3SO向a电极移动 答案：BD 解析：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正确； 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CH3SO向a电极移动，D正确； 66．我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料－Cu3(PO4)2的水系双离子电池，该电池以Na0.44MnO2和Cu3(PO4)2为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是 A．充电时，电极a应接电源的正极 B．放电时，若电极a得到6.4g Cu和1.44g Cu2O，则电路中转移0.22mol电子 C．充电时，电极b的电极反应式为Na0.44－xMnO2＋xNa+－xe－＝Na0.44MnO2 D．第2次放电时，溶液碱性逐渐增强 答案：C 解析：由图可知，放电时a电极上Cu3(PO4)2得到电子发生还原反应最终生成铜，为正极，则b为负极。 A．放电时电极a为正极，则充电时电极a为阳极，应接电源的正极，故A正确； B．放电时，电子转移情况为Cu～2e-、Cu2O～2e-，若电极a得到6.4g Cu(为0.1mol)和1.44g Cu2O(为0.01mol)，则电路中转移0.1mol ×2+0.01mol ×2＝0.22mol电子，B正确； C项，充电时，电极b为阴极，Na0.44－xMnO2得到电子发生还原反应生成Na0.44MnO2，电极反应式为Na0.44－xMnO2＋xNa+＋xe－＝Na0.44MnO2，故C错误； D．第2次放电时，Cu2O得到电子发生还原反应生成铜和OH－，Cu2O＋H2O＋2e－＝2Cu＋2OH－，溶液碱性逐渐增强，故D正确； 67．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 答案：A 解析：由图中电子移动方向可知，电极A连的电极为电源的负极，所以A为阴极、B为阳极。 A．A为阴极，Cu2+在阴极发生还原反应生成Cu，故A正确； B．B为阳极，阳极上Cl－发生氧化反应生成氯气，可使浸泡了紫色石蕊溶液的纸条先变红后褪色，故B错误； C．氯气没有漂白性，是氯水中的HClO具有漂白性，而使b布条褪色，故C错误； D．Cl－完全消耗后，会继续电解水，此时B极会产生O2，故D错误； 68．某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理，其原理如图。 下列有关说法错误的是 A．Mg电极为负极，Pt1为阳极 B．乙池中NO在Pt1，电极发生还原反应 C．碳纳米管析出硫的电极反应为：SO2＋4e－＝S＋2O2- D．Pt2电极可能产生H2，周围pH增大 答案：B 解析：由图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，其电极反应式为：SO2＋4e－＝S＋2O2-，则乙池为电解池，Pt1为阳极，水中的氢氧根离子失电子生成氧气，Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，以此解题。 A．由图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，则乙池为电解池，Pt1 为阳极，故A正确； B．乙池为电解池，Pt2 为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，发生还原反应，故B错误； C．由分析可知，碳纳米管为正极，其电极反应式为：SO2＋4e－＝S＋2O2-，故C正确； D．Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，后水中的氢离子得电子生成氢气，剩余氢氧根离子，周围pH增大，故D正确； 69．普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作为电极，中央插一根石墨棒，石墨棒顶端加一铜帽。在石墨棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn＋2NH＋2MnO2＝[Zn(NH3)2]2+＋2MnO(OH)。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是 A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原 B．电池负极反应为2MnO2＋2NH＋2e－＝Mn2O3＋2NH3＋H2O C．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极 D．外电路中每通过0.1 mol 电子，锌的质量理论上减少6.5 g 答案：C 解析：普通锌锰干电池正极为C棒，负极为Zn，电解质是NH4Cl，电极反应为：负极：Zn－2e－＝Zn2+；正极：2MnO2＋2NH＋2e－＝2MnO(OH)＋2NH3；总反应式：Zn＋2NH＋2MnO2＝[Zn(NH3)2]2+＋2MnO(OH) A．普通锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A错误； B．根据原电池工作原理，负极应失电子，而该选项表示的是正极反应，B错误； C．原电池工作时，负极失电子，故电子从负极通过外电路流向正极，C正确； D．由负极的电极反应式可知，每通过0.1 mol电子，消耗锌的质量是65g/mol ×＝3.25 g，D错误； 70．中国科大高敏锐研究组以CO2为原料，在Cu2P2O7基催化剂上制备C2H4，阴极电极反应式：2CO2＋12HCO＋12e－＝C2H4＋4H2O＋12CO，下列有关说法错误的是 A．a膜是阴膜 B．左侧电极是阳极，发生氧化反应 C．总反应为：2CO2＋12HCO＋12OH－＝C2H4＋10H2O＋12CO＋3O2 D．若标准状况下，消耗22.4LCO2，理论上M处释放的质量44g 答案：D 解析：结合电源和信息可知左侧为阳极，电极反应为：4OH－―4e－＝2H2O＋O2↑，复合膜间的H2O解离出的OH-通过阴膜向阳极区补充，所以a膜为阴膜。则b膜为阳膜。 A．据分析可知，a膜为阴膜，故A正确； B．据分析可知左侧电极是阳极，发生氧化反应，故B正确； C．将题目中的阴极反应和阳极反应加和处理得总反应离子方程式为：2CO2＋12HCO＋12OH－＝C2H4＋10H2O＋12CO＋3O2，故C正确； D．据2CO2＋12HCO＋12OH－＝C2H4＋10H2O＋12CO＋3O2可知当标准状况下，消耗22.4LCO2即1mol时，理论上M处释放1.5molO2，质量为48g，故D错误； 71．甲醇(CH3OH)燃料电池的工作原理如图甲所示，下列说法错误的是 A．该电池工作时，b口通入的物质为CH3OH，c口通入的物质为O2 B．该电池负极的电极反应式为CH3OH ＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H+ C．精炼铜时，粗铜应与甲醇燃料电池的正极相连，阴极的电极反应式为Cu2+＋2e－＝Cu，电解质溶液为CuSO4溶液 D．用该燃料电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程(如图乙)，阳极电极反应为Al－3e－＋4HCO＝AlO＋4CO2↑＋2H2O 答案：D 解析：通过电子的移动方向知，左半极为负极，右半极为正极；燃料电池中，负极上投放燃料，燃料在负极上失电子发生氧化反应；正极上投放氧化剂，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，据此分析解题。 A．根据氢离子的流向可知左侧电极为负极，右侧电极为正极，甲醇燃料电池中，甲醇被氧化作负极，氧气被还原作正极，所以b口通入CH3OH，c口通入O2，故A正确； B．甲醇被氧化作负极，据图可知负极产生氢离子，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应为CH3OH＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H+，故B正确； C．精炼铜时，粗铜应在阳极被氧化，所以与甲醇燃料电池的正极相连；阴极上铜离子得电子被还原为铜单质，电极反应为Cu2+＋2e－＝Cu；电解质溶液应选用铜盐溶液，如CuSO4溶液，故C正确； D．铝失电子生成铝离子，铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，所以溶液逐渐变浑浊，电极反应式为Al－3e－＋3HCO＝Al(OH)3↓＋3CO2↑，故D错误； 72．双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的，其内层为水层，装置工作时水层中的H2O解离成H+和OH－，分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．H+穿过b膜进入右室溶液 B．石墨电极区溶液pH不变 C．催化电极上发生氧化反应 D．电解一段时间后，右室HCO的物质的量减少 答案：A 解析：A．水电离的H+通过b膜向阴极移动，进入右室溶液，A正确； B．石墨电极上电极反应式为4OH－―4e－＝2H2O＋O2↑，水层中的H2O解离成H+和OH－，OH-通过a膜向阳极(石墨电极)移动，石墨电极消耗的OH-与迁移过来的OH-数目相等，石墨电极区溶液中OH-物质的量不变，但电解过程中石墨电极区生成了水，溶液的pH减小，B错误； C．催化电极上CO2转化为甲醇，碳元素化合价降低，发生还原反应，C错误； D．催化电极上的电极反应式为CO2＋6HCO＋6e－＝CH3OH＋6CO＋H2O，通过b膜迁移过来的H+与CO反应生成HCO，故HCO的物质的量不变，D错误； 73．一种可充电锌—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，并存在电离平衡[Zn(H2O)6]2+[Zn(H2O)5(OH)]+＋H+。下列说法错误的是 A．放电时，I室溶液中[Zn(H2O)5(OH)]+浓度增大 B．放电时，II室中的Cl－通过阴离子交换膜进入I室 C．充电时，Zn电极的电极反应为[Zn(H2O)6]2+＋2e－＝Zn＋6H2O D．充电时，每生成0.2molO2，III室溶液质量理论上减少6.4g 答案：D 解析：A．放电时，该装置为原电池，通入O2的Pt/C电极是正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，Zn电极为负极，电极反应式为Zn＋6H2O－2e－＝[Zn(H2O)6]2+，[Zn(H2O)6]2+浓度增大，电离平衡[Zn(H2O)6]2+[Zn(H2O)5(OH)]+＋H+正向移动，导致I室溶液中[Zn(H2O)5(OH)]+浓度增大，故A正确； B．放电时，根据原电池“同性相吸”，II室中的Na+通过阳离子交换膜进入III室，II室中的Cl－通过阴离子交换膜进入I室，故B正确； C．充电时，Zn电极为阴极，其电极反应为[Zn(H2O)6]2+＋2e－＝Zn＋6H2O，故C正确； D．充电时，Pt/C电极为阳极，电极反应式为4OH－―4e－＝2H2O＋O2↑，每生成1molO2 转移4mol电子，同时有4molNa+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅲ室溶液质量理论上减少32g＋4mol×23g/mol＝124g，故充电时，每生成0.2molO2，Ⅲ室溶液质量理论上减少24.8g，故D错误。 74．微生物电解池(MEC)产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源，以微生物为催化剂，MEC耦合厌氧消化系统产甲烷的工作原理如下。下列有关说法错误的是 A．a为电源的负极，b为电源的正极 B．电子的移动方向：从b→导线→Y电极，再经X→导线→a C．Y电极发生的反应：CO2＋8H+＋8e－＝CH4＋2H2O、8H+＋8e－＝4H2、CO2＋4H2＝CH4＋2H2O D．若用铅酸电池为电源，理论上消耗98gH2SO4时，此装置中有2molH+发生迁移 答案：AD 解析：由图可知，右侧CO2得电子转化为CH4，则右侧Y电极为阴极，则电源b为负极，阴极的电极反应式为：CO2＋8e-＋8H+＝CH4＋2H2O，左侧X电极为阳极，则电源a为正极，阳极上有机物失电子生成CO2，据此分析解题。 A．由分析可知，a为电源的正极，b为电源的负极，A错误； B．由分析可知，a为电源的正极，b为电源的负极，X为阳极，Y为阴极，则电子的移动方向：从b→导线→Y电极，再经X→导线→a，B正确； C．由图示信息结合分析Y为阴极，发生还原反应，则Y电极发生的反应：CO2＋8H+＋8e－＝CH4＋2H2O、8H+＋8e－＝4H2、CO2＋4H2＝CH4＋2H2O，C正确； D．根据铅蓄电池的总反应Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O可知，若用铅酸电池为电源，理论上消耗98g即=1molH2SO4时，转移1mole-，根据电子守恒可知，此装置中有1molH+发生迁移，D错误； 75．我国科研人员开发了一种电化学装置(如图所示)，可在更温和的条件下实现废水中氯苯的处理转化。通常过程为、H2O，下列说法正确的是 A．阴极区发生的转化i的电极反应为 B．已知电解效率η(B)＝×100%，一定时间内，阴极标准状况下共得到44.8L气体X，η(X)＝100%，若阳极区η()＝5%，则生成邻苯二酚0.2NA C．一段时间后，阴极区溶液pH变小 D．将质子交换膜换为阴离子交换膜，气体X成分不变 答案：D 解析：A．氯苯失去电子发生氧化反应生成邻苯二酚，应在阳极发生电极反应：－2e－＋2H2O ＝＋HCl＋2H+，A错误； B．阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气：2H+＋2e－＝H2↑。一定时间内，阴极共得到氢气(标准状况)，为2mol，则转移电子4mol。若阳极区η()＝，生成邻苯二酚转移电子0.2mol，结合反应：－2e－＋2H2O＝＋HCl＋2H+，生成邻苯二酚0.1NA，B错误； C．阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气：2H+＋2e－＝H2↑，而反应过程中阳极区反应生成氢离子通过质子交换膜进入阴极区，根据电子守恒，阴极消耗氢离子的物质的量等于进入阴极区的氢离子的量，故一段时间后，阴极区溶液pH保持不变，C错误； D．将质子交换膜换为阴离子交换膜，右侧阴极的阳离子类别不变，开始时为H+放电得到H2，一段时间后H+浓度变小，由水放电生成H2，气体X成分不变，D正确； 76．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： 下列说法正确的是 A．Pt电极接电源负极 B．制备1mol环氧乙烷，Ni电极区产生2molH2 C．Pt电极区的反应方程式为： 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 答案：D 解析：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，镍电极为阴极，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A错误； B．由题意可知，生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol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1mol，故B错误； C．由分析可知，阳极区发生的反应为CH2=CH2+Br2+ H2O→ HOCH2CH2Br，故C错误； 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D正确； 77．利用下图所示装置可合成己二腈[NC(CH2)4CN]。充电时生成己二腈，放电时生成O2，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的H2O会解离出H+和OH－向两极移动。下列说法正确的是 A．放电时M极为负极，发生氧化反应 B．放电时，双极膜中H+向N极移动 C．放电时，每生成1molO2，双极膜解离2molH2O D．充电时，N极的电极反应式为2CH2＝CHCN＋2e－＋2H+＝NC(CH2)4CN 答案：D 解析：放电时为原电池，N极上H2O失电子生成O2，则M极为正极，N极为负极，正极反应式为[Co(NH3)6]3+＋e−＝[Co(NH3)6]2+，负极反应式为2H2O－4e−＝O2↑＋4H+，放电时，双极膜中OH−向负极移动，H+向正极移动；充电时为电解池，M极为阳极，N极为阴极，阳极反应式为[Co(NH3)6]2+－e−＝[Co(NH3)6]3+，阴极反应式为2CH2=CHCN＋2e−＋2H+＝NC(CH2)4CN。 A．放电时为原电池，N极上H2O失电子生成O2，则M极为正极，电极反应式为[Co(NH3)4]3+＋e-＝[Co(NH3)4]2+，发生还原反应，故A错误； B．放电时为原电池，M极为正极，N极为负极，双极膜中OH−向负极移动，H+向正极移动，即OH−向N极移动，H+向M极移动，故B错误； C．放电时，N电极为负极，水在负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2H2O－4e－＝O2↑＋4H+ 解离2mol水，因为a、b是互为反置的双极膜，所以共解离4mol水，故C错误； D．充电时，N极是阴极，反应式为2CH2=CHCN＋2e−＋2H+＝NC(CH2)4CN，故D正确； 78．一种成本低、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 答案：B 解析：该电池为碱性多硫化物---空气液流二次电池，所以放电时通入空气的一极为正极，即电极B为正极，电极A为负极，充电时电极B为阳极，电极A为阴极。 A．连接负载时为原电池，电极B为正极，A错误； B．连接负载时为原电池，电极A为负极，发生氧化反应，电极反应为2S－2e－＝S，B正确； C．连接电源时为电解池，电极B反应为4OH－－4e－＝O2＋2H2O，电极A反应为S＋2e－＝2S，不产生NaOH，C错误； D．放电时，正极发生还原反应，反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；负极发生氧化反应，反应为2S－2e－＝S；正极区氢氧根离子向左侧运动，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧运动，离子交换膜a为阳离子交换膜，D错误； 79．城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是 A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．Mg块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗 答案：B 解析：钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。 A．钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，电流由钢铁制品经过导线流向Mg，A错误； B．由分可知，镁作负极，Mg失去电子生成Mg2+，Mg2+在潮湿的环境中会水解转化为Mg(OH)2，B正确； C．Mg为活泼金属，可作为牺牲阳极，则将Mg与钢铁输水管相连是用牺牲阳极法保护钢铁输水管，C错误； D．Fe比Ag活泼，若选用Ag作为导体，Ag与钢铁制品形成原电池，钢铁制品作负极会被腐蚀，D错误； 80．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HCHO高效制H2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e－由a极向b极方向迁移 B．阴极反应为2H2O－2e－＝H2↑＋2OH－， C．阳极反应HCHO－2e－＋3OH－＝HCOO－＋2H2O D．相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍 答案：D 解析：由图可知，b电极上HCHO被氧化为HCOO－，则b电极为阳极，a电极为阴极；电解质溶液为KOH溶液，结合反应机理，则阳极反应涉及：①HCHO＋OH－－e－＝HCOOH＋H2，②HCOOH＋OH－＝HCOO－＋H2O，则阳极反应式为：2HCHO－2e－＋4OH－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，阴极反应式为：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，据此解题。 A．由分析可知，b极为阳极，a极为阴极，故电解时e－由b极经电源向a极方向迁移，A错误； B．由分析可知，阴极反应为：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，B错误； C．由分析可知，阳极反应为：2HCHO－2e－＋4OH－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，C错误； D．由分析可知，阳极反应式为：2HCHO－2e－＋4OH－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，阴极反应式为：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，则转移2mol电子时，阳极生成1mol H2，阴极生成1mol H2，共生成2molH2，而传统电解水的反应式：2H2O2H2↑＋O2↑，转移2mol电子生成1mol H2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，D正确； 81．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 答案：C 解析：b电极表面，Zn转化成ZnO，化合价升高，失电子，为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O，a为正极，电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－＝C2H4＋2OH－，由此分析回答； A．由分析可知，电极a为正极，发生还原反应，A错误； B．OH－通过阴离子交换膜向负极移动，即向b电极移动，B错误； C．由分析可知，a极的电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－＝C2H4＋2OH－，C正确； D．每转移2mole－，有2mol OH－转移到右侧极室，发生反应Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O，即增加1mol水的质量，为18g，D错误； 82．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，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是 A．该装置是原电池，b极是负极 B．该电池工作时，应选用质子交换膜 C．该电池工作时，电子从a经电流表A流向b，离子从右经交换膜向左迁移 D．电极a反应：(C6H10O5)n－24e-＋7H2O＝6CO2↑＋24H+ 答案：B 解析：由题意利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置，即为原电池，由图b极通O2，a极为有机物，则b极为正极氧气发生还原反应，a极为负极有机物发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，负极电极反应为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne﹣＝6nCO2↑＋24nH+，原电池中阳离子移向正极b极； A．由分析可知，该装置是原电池，b极是正极，A错误； B．该电池工作时，氢离子在通过交换膜移向正极，故应选用质子交换膜，B正确； C．该电池工作时，电子从负极a经电流表A流向正极b，离子从左侧经交换膜向右侧迁移，C错误； D．负极电极反应为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne﹣＝6nCO2↑＋24nH+，D错误； 83．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+＋7H2O＋6e-＝Cr2O＋14H+ B．电解结束后，阴极区溶液pH升高 C．1mol甲苯氧化为0.5mol苯甲醛和0.5mol苯甲酸时，共消耗mol Cr2O 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 解析：由图可知，左侧电极为阳极，水分子作用下铬离子在阳极失去电子发生氧化反应生成重铬酸根离子和氢离子，电极反应式为2Cr3+＋7H2O－6e－＝Cr2O＋14H+，阳极槽外中重铬酸根离子与甲苯在酸性条件下反应生成苯甲醛或苯甲酸，反应的离子方程式为3C6H5－CH3＋2Cr2O＋16H+＝3C6H5－CHO＋4Cr3+＋11H2O，C6H5－CH3＋Cr2O＋8H+＝C6H5－COOH＋2Cr3+＋5H2O，电解时，氢离子通过阳离子交换膜由阳极区进入阴极区，右侧电极为电解池的阴极，阴极氢离子放电，电极反应为：2H＋＋2e－＝H2↑。 A．电解时的阳极发生氧化反应，电极反应为：2Cr3+＋7H2O－6e－＝Cr2O＋14H+，A错误； B．阳极区产生的氢离子透过质子交换膜进入阴极区，阴极上氢离子放电，电极反应为：2H＋＋2e-=H2↑，电极上每消耗2molH+,就有2molH+进入阴极区，故电极电解结束后，阴极区溶液pH不变，B错误； C．结合3C6H5－CH3＋2Cr2O＋16H+＝3C6H5－CHO＋4Cr3+＋11H2O，0.5mol甲苯氧化为0.5mol苯甲醛时消耗mol Cr2O，根据C6H5－CH3＋Cr2O＋8H+＝C6H5－COOH＋2Cr3+＋5H2O，0.5mol甲苯氧化为0.5mol苯甲酸时消耗0.5molCr2O，则1mol甲苯氧化为0.5mol苯甲醛和0.5mol苯甲酸时，共消耗mol Cr2O，C正确； D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物是互溶的液体，不可以通过分液的方法分离，D错误； 84．近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池，其工作原理如图所示。图中“双极膜”中间层中的H2O解离为H+和OH－，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．M膜是阴离子交换膜，N膜是阳离子交换膜 B．催化电极上的电势比锌电极上的高 C．负极区的反应式为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH) D．当正极区H+的变化为2mol时，锌电极质量会减少65g 答案：D 解析：根据图中所示，锌电极中的Zn在碱性溶液中失去电子生成Zn(OH)，故锌电极为负极；NO在催化电极上发生反应转化为NH，N元素化合价降低，发生还原反应，催化电极为正极。根据电池放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，双极膜中的OH－通过M膜向负极移动，则M膜为阴离子交换膜，H+通过N膜向正极移动，则N膜为阳离子交换膜。据此答题。 A．根据分析知，M膜是阴离子交换膜，N膜是阳离子交换膜，A正确； B．催化电极是正极，锌电极是负极，因此催化电极上的电势比锌电极上的高，B正确； C．锌电极作负极，负极区的反应式为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH)，C正确； D．根据正极电极反应式NO＋8e－＋10H+＝NH＋3H2O和电荷守恒，当反应消耗10molH+时，电路中转移的电子为8mol，则双极膜中有8molH+通过N膜向正极区移动，此时正极区H+的变化为2mol。根据负极电极反应式Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH)，电路中转移的电子为8mol，锌电极消耗4mol，因此锌电极质量会减少4×65g，D错误； 85．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是 A．甲为正极，丙为阴极 B．丁极的电极反应式为MnO－e－＝MnO C．KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b% D．标准状况下，乙电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK+移入阴极区 答案：CD 解析：根据题意，将燃料电池与电解池组合制备KMnO4，结合装置的特点可知：左边装置为燃料电池，右边装置为电解池；通入氧气的电极甲是燃料电池的正极，与甲电极相接的电极丁是电解池的阳极，丁电极上MnO失去电子被氧化为MnO，电极反应式为MnO－e－＝MnO；丙电极是电解池的阴极，溶液中氢离子在阴极被还原为氢气，即气体X为氢气，该燃料电池为碱性氢氧燃料电池。 A．通入氧气的电极为燃料电池的正极，与电源正极相接的一极为电解池的阳极，所以丙电极为阴极，A正确； B．丁是电解池的阳极，阳极上MnO失去电子被氧化为MnO，电极反应式为MnO－e－＝MnO，B正确； C．丙电极为阴极，电极反应为2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，甲电极的反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，乙电极的反应式为H2＋2OH－－2e－＝2H2O，则甲电极附近始终生成KOH并且不消耗，所以c%＞b%，丙电极附近也始终生成KOH，所以b%＞a%，故大小关系为c%＞b%＞a%，C错误； D．标准状况下，乙电极每消耗22.4L即1mol氢气时，转移2mol电子，并且K+与电子所带电荷相等，所以理论上有2molK+进入阴极区，D错误； 86．南京大学某实验室开发了一种由MPT溶解的DMSO基电极液和TOOS基电极液组成的新型Li－O2电池双相电解液，使高性能Li－O2电池日用化成为可能，该电池放电时的工作原理如图所示： 放电时，下列说法错误的是 A．电子流向：N电极→灯泡→M电极 B．TOOS基电极液可用Li2SO4溶液代替 C．M极电势高于N极电势 D．M极电极反应式为O2＋2e－＋2Li+＝Li2O2 答案：B 解析：根据题干描述以及电池工作原理示意图，可知该电池N为负极，电极反应式为Li－e－＝Li+，M为正极，电极反应式为O2＋2e－＋2Li+＝Li2O2； A．由分析可知，N为负极，M为正极，电子流向为：N电极→灯泡→M电极，故A正确； B．TOOS基电极液不能用Li2SO4溶液代替，因为Li是活泼金属，与水要发生反应，故B错误； C．M为正极，N为负极，正极的电势要高于负极，故C正确； D．由分析可知，M为正极，电极反应式为O2＋2e－＋2Li+＝Li2O2，故D正确； 87．我国某大学科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气(Ni－H2)电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，OH－向电极b移动 B．放电一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C．放电时，电极a上的电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－ D．外电路中每转移2mole－，理论上电极b上消耗2g H2 答案：B 解析：A．由分析可知，电极b为原电池的负极，电极a为正极，则氢氧根离子向电极b移动，故A正确； B．由分析可知，电池总反应为H2＋2NiOOH＝2Ni(OH)2，则放电一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，故B错误； C．由分析可知，放电时，电极a为正极，水分子作用下碱式氧化镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－，故C正确； D．由分析可知，放电时，电极b为原电池的负极，碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢氧根离子，电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，则外电路中每转移2mol电子时，理论上电极b上消耗氢气的质量为2mol××2g/mol＝2g，故D正确； 88．火星大气约95%是CO2，Li－CO2电池在未来的火星探测领域有着重要的应用前景。科学家设计了一系列Ru/M－CPY@ CNT(碳纳米管)杂化材料(M＝Co、Zn、Ni、Mn， CNTs碳纳米管是一种电导率高、比表面积大、通道和孔隙率丰富的导电基底)作为电极。已知该电池放电时的反应为4Li＋3CO2＝2Li2CO3＋C，下列说法错误的是 A．放电时，Li电极作电池负极，有电子经导线流出 B．充电时，每转移1mol电子，两电极的质量变化差值为7g C．充电时，阳极的电极反应式为C－4e－＋2Li2CO3＝3CO2↑＋4Li+ D．杂化材料中CNTs增多了CO2的吸附位点，可使该电池表现出优异的电化学性能 答案：B 解析：由电池放电时的反应可知，Li化合价由0价变成+1价，故是原电池的负极，复杂材料电极是正极。 A．由以上分析可知，放电时，Li电极作电池负极，有电子经导线流出，A正确； B．充电时，阳极C变成二氧化碳，阴极Li+变成Li，故每转移1mol电子，消耗0.25molC质量为3g，生成1molLi质量为7g，故两电极的质量变化差值为3g＋7g＝10g，B错误； C．充电时，阳极上C失电子变成二氧化碳，故阳极的电极反应式为C－4e－＋2Li2CO3＝3CO2↑＋4Li+，C正确； D．CNTs碳纳米管是一种电导率高、比表面积大、通道和孔隙率丰富的导电基底，增加二氧化碳的吸收效率，故可使该电池表现出优异的电化学性能，D正确； 89．水系电池具有成本低廉、安全性高等优点，某水系碱性镍-锌二次电池的工作原理如图所示。 下列叙述错误的是 A．放电时，a极为负极 B．放电时，b极反应式为NiOOH＋e－＝NiO＋OH－ C．充电时，b极与电源正极连接 D．充电时，a极生成13.0gZn时转移0.2mol电子 答案：D 解析：根据题干中水系碱性镍-锌二次电池的工作原理图可得，放电时a极为负极，发生氧化反应：Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O，b极为正极，发生还原反应：NiOOH＋e－＝NiO＋OH－；充电时a极为阴极，发生还原反应：ZnO＋H2O＋2e－＝Zn＋2OH－，b极为阳极，发生氧化反应：NiO＋OH－―e－＝NiOOH。 A．根据分析，放电时a极为负极，发生氧化反应：Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O，A正确； B．根据分析，放电时b极为正极，发生还原反应：NiOOH＋e－＝NiO＋OH－，B正确； C．根据分析，充电时，b极为阳极，与电源正极连接，C正确； D．根据分析，充电时，a极反应式为ZnO＋H2O＋2e－＝Zn＋2OH－，n(Zn)＝＝0.2mol，n(e－)＝0.4mol，D错误； 90．我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为Zn(OH)和Mn2+。下列说法错误的是 A．双极膜中的OH-通过膜a移向M极 B．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH不变 C．N电极的反应式为MnO2＋4H+＋2e－＝Mn2+＋2H2O D．若电路中通过2 mole－，则稀硫酸溶液质量增加89 g 答案：B 解析：A．由题给信息Zn生成Zn(OH)，MnO2生成Mn2+可知，M极为Zn电极，N电极材料为MnO2，即M极为负极，N极为正极，OH－移向负极，A项正确； B．负极的电极反应式为Zn＋4OH－－2e－＝Zn(OH)，每转移2 mole－，有2 molOH－移向NaOH溶液，而消耗4molOH－，NaOH溶液的pH变小，B项错误； C．N电极材料为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极方程式为：MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O，故C正确； D．若电路中通过2 mole－，双极膜中有2 molH+移向硫酸溶液，同时溶解1mol MnO2，稀硫酸溶液质量增加2mol×1g/mol＋1mol×87g/mol＝89g，D项正确； 91．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A．脱氧过程是吸热反应 B．脱氧过程中铁电极反应为：Fe－3e－＝Fe3+ C．脱氧过程中碳电极上发生还原反应 D．含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气224mL(标准状况) 答案：C 解析：Fe、C和NaCl溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，Fe易失电子作负极，C作正极，负极反应式为Fe－2e－＝Fe2+、正极反应式为2H2O＋O2＋4e－＝4OH-，生成的亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，根据电极反应以及电子守恒进行计算即可； A．该装置构成原电池，原电池反应为放热反应，所以去脱氧过程为放热反应，故A错误； B．脱氧过程中铁作原电池负极，电极反应为：Fe－2e－＝Fe2+，故B错误； C．C作正极，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－＝4OH－，发生的是还原反应，故C正确； D．负极反应式为Fe－2e－＝Fe2+、正极反应式为2H2O＋O2＋4e－＝4OH－，1.12g铁粉最终失去的电子为0.06mol，吸收的氧气的物质的量0.015mol，为336mL，故D错误。 92．一种新型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+＝NH＋2H2O D．捕获23gNO2，c极产生2.8LO2(标准状况) 答案：D 解析：根据图示可知：左侧装置自发进行氧化还原反应，则该装置为原电池，右侧装置为电解池。Zn电极失去电子被氧化为Zn2+，则a电极为负极，b电极为正极；c电极与正极相连，为阳极；d电极与电源负极连接，为阴极，然后根据原电池、电解池原理分析解答。 A．根据图示信息，a为原电池的负极，发生氧化反应，b为原电池的正极，发生还原反应，A错误； B．a为原电池的负极，b为原电池的正极，c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电池工作中电子的流向：a→d，c→b，B错误； C．d为电解池的阴极，电极反应式：NO＋6e－＋8H+＝NH＋2H2O，C错误； D．b电极，N元素化合价从+4价降为+3价，捕获23gNO2，即0.5molNO2，转移0.5mol电子，c极产生0.125molO2，标准状况体积为2.8L，D正确； 93．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 答案：D 解析：NaBH4中H为－1价，有强还原性，H2O2有强氧化性，在电池中，NaBH4在负极失去电子，所以电极a是负极；H2O2在正极得到电子，电极b为正极。 A．由分析可知，b为正极，故A项正确； B．根据工作原理图可知a电极上失去电子发生氧化反应，其电极反应为：BH＋8OH――8e－＝BO＋6H2O，故B项正确； C．在原电池中，阳离子向正极移动，所以电池放电时 Na+从a极区移向b极区，则离子交换膜C为阳离子交换膜，故C项正确； D．高温条件下，过氧化氢分解加快，不能提高工作效率，故D项错误； 94．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)。 下列说法正确的是 A．工作时，电极I附近pH升高 B．该燃料电池电极电势电极I＜电极II C．工作时，电子流向：电极II→血液→电极I D．工作时，电极II的电极反应式为G-CHO＋H2O＋2e－＝G-COOH＋2H+ 答案：A 解析：A．由图可知，通入氧气的电极I为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极II为负极，G-CHO在负极失去电子发生氧化反应生成G-COOH和氢离子。通入氧气的电极I为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，放电消耗溶液中的氢离子，所以附近溶液pH升高，故A正确； B．通入氧气的电极I为燃料电池的正极，电极II为负极，则电极I的电势高于电极II，故B错误； C．血液不能传递电子，工作时，电子流向：电极II→传感器→电极I，故C错误； D．电极II为负极，G-CHO在负极失去电子发生氧化反应生成G-COOH和氢离子，电极反应式为G-CHO+6H2O－2e－＝G-COOH＋2H+，故D错误。 95．“大气固碳”的锂电池装置(如图所示)原理为：4Li＋3CO2＝2Li2CO3＋C。下列说法错误的是 A．充电时，电极A接电源的负极 B．聚合物电解质膜只允许锂离子通过 C．放电时，若电路中转移NA个电子，右室质量增加33g D．放电时，若0.3molCO2气体参加反应，则电路中转移电子的数目为0.4NA 答案：C 解析：由原理和图知，电极A为负极，电极反应式为Li－e－＝Li＋，电极B为正极，电极反应式为3CO2＋4e－＋4Li+＝2Li2CO3＋C，据此回答。 A．放电时，电极A为负极，充电时，电极A接电源的负极，A正确； B．锂离子在负极生成，在正极参与反应，故聚合物电解质膜只允许锂离子通过，B正确； C．放电时，若电路中转移NA个电子，右室质量增加g＝40g，C错误； D．由3CO2＋4e－＋4Li+＝2Li2CO3＋C知，若0.3molCO2气体参加反应，则电路中转移电子的数目为0.4NA，D正确； 96．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象。在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是 A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2+＋2e－＝Zn D．断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同 答案：C 解析：A．通电时，锌环与电源正极相连，锌环作阳极，失去电子，发生氧化反应，A正确； B．通电时，铁帽作阴极，阴极的H+得到电子生成H2，阴极的电极反应为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，B正确； C．断电时，锌铁形成原电池，锌失去电子生成Zn2+，锌环上的电极反应为Zn－2e－＝Zn2+，C错误； D．通电时，防护原理为电解池原理；断电时，防护原理为原电池原理。因此，断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同，D正确； 97．微生物脱盐电池既可以处理废水中CH3COOH和NH，又可以实现海水淡化，原理如图所示。下列说法不正确的是 A．生物电极b的电势高于生物电极a B．生物电极a的电极反应式为CH3COOH＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋8H+ C．离子交换膜a为阴离子交换膜 D．标准状况下，每生成1.12LN2时，参加反应CH3COOH的质量为3.0 g 答案：D 解析：该装置为原电池，有机废水中的CH3COOH发生失电子的氧化反应生成CO2，则电极a为负极，负极反应式为CH3COOH＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋8H+，电极b为正极，NO2-得电子生成N2，正极反应式为2NO＋8H+＋6e－＝N2↑＋4H2O，原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即海水中的Na+通过阳离子交换膜移向b极、Cl-通过阴离子交换膜移向a极，可实现海水淡化，则a离子交换膜为阴离子交换膜，b离子交换膜为阳离子交换膜。 A．a极碳元素价态升高失电子，故a极为负极，b极为正极，生物电极b的电势高于生物电极a，故A正确； B．a极为负极，电极反应式为CH3COOH－8e－＋2H2O＝2CO2↑＋8H+，故B正确； C．由分析可知，离子交换膜a为阴离子交换膜，故C正确； D．正极反应式为2NO＋8H+＋6e－＝N2↑＋4H2O，标准状况下1.12LN2的物质的量为0.05mol，转移的电子为0.3mol，则负极参加反应的质量为×60g/mol＝2.25g，故D错误。 98．利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀的机理如图所示。下列说法正确的是 A．金属缝隙内表面为正极，外自由表面为负极 B．缝隙内溶液的pH增大，加快了缝隙内的腐蚀速率 C．为了维持电中性，海水中大量的Cl－进入缝隙 D．正极的电极反应式为O2＋2H2O－4e－＝4OH－ 答案：C 解析：A．根据氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子可知，金属缝隙外自由表面为正极，金属缝隙内表面为负极，故A项错误； B．金属缝隙外自由表面为正极，生成氢氧根离子，缝隙外溶液的pH增大，加快了缝隙内的腐蚀速率，故B项错误； C．阴离子由正极向负极移动·所以大量Cl－进入缝隙来维持电中性，故C项正确； D．正极为氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，故D项错误； 99．我国科学家首次研究了碘正极在水系铝离子电池中的转化反应(I2III－)，下列叙述错误的是 A．放电时，I2在正极上发生还原反应 B．放电时，每转移3mol电子，a电极质量理论上增加27g C．充电时，b极反应之一为5I－―4e－＝I D．充电时，10molI－参与反应生成I2、I、I物质的量之比可能为1∶1∶1 答案：B 解析：由图可知，放电时，b电极为原电池的正极，碘单质得到电子发生还原反应生成碘离子，a电极为负极，铝在负极失去电子发生氧化反应生成铝离子；充电时，与直流电源正极相连的b电极为阳极，碘离子失去电子发生氧化反应碘或碘三离子或碘五离子，a电极为阴极，铝离子得到电子发生还原反应生成铝。 A．由分析可知，放电时，b电极为原电池的正极，碘单质得到电子发生还原反应生成碘离子，故A正确； B．由分析可知，放电时，a电极为负极，铝在负极失去电子发生氧化反应生成铝离子，则转移3mol电子时，a极质量应减少27g，故B错误； C．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的b电极为阳极，碘离子失去电子发生氧化反应碘或碘三离子或碘五离子，则电极反应式之一可能为5I－―4e－＝I，故C正确； D．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的b电极为阳极，碘离子失去电子发生氧化反应碘或碘三离子或五三离子，设碘、碘三离子、碘五离子的物质的量依次为amol、bmol、cmol，由原子个数守恒可得：2a＋3b＋5c＝10，a＝b＝c＝1时，方程式成立，故D正确； 100．近日，科学家开发WO3/NaBiO3/TiO2/NiOOH光阳极用于持续太阳能制氢，装置如图所示。下列叙述正确的是 A．能量转化形式太阳能→化学能→电能 B．阳极材料涉及元素均为前四周期元素 C．电极N的反应式为2H2O－4e－＝4H+＋O2↑ D．阴极区c(Zn+)越大，H2产率越高 答案：C 解析：A．如图装置利用太阳能制H2，能量转化形式为“太阳能→电能→化学能”，A错误； B．阳极材料中W、Bi不属于前四周期元素，B错误； C．电极N为阳极，水发生氧化反应，电极反应为：2H2O－4e－＝4H+＋O2↑，C正确； D．阴极区(电极M)的主反应为2H+＋2e－＝H2↑，副反应为Zn2+＋e－＝Zn＋，H2产率等于实际产生H2量与理论产生H2量之比，根据电子守恒确定理论产生H2量。由于c(Zn+)越大，发生副反应程度越大，消耗电子数越多，产生H2量越低，故H2的产率越低，D错误； 第 1 页 共 63 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 【百炼成钢】 电化学基础(选择题) 2025年高考真题 1．(2025年全国卷)某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区pH下降 B．OH－从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应NO＋7H2O＋8e－＝NH3∙H2O＋9OH－ D．阴极转化1mol NO，阳极将生成4molHOCH2COO－ 2. (2025年四川卷)最近，我国科学工作者制备了一种Ni－CuO电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的NO为NH3，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的NO逐步还原为NH3。 下列说法错误的是 A. 放电时，负极区游离的OH－数目保持不变 B. 放电时、还原1.0mol NO为NH3，理论上需要8.0mol氢原子 C. 充电时，OH－从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D. 充电时，电池总反应为4[Al(OH)4]－＝4Al＋6H2O＋4OH－＋3O2↑ 3. (2025年北京卷)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 装置图 i 石墨1 石墨2 a a＞d＞c＞b＞0 ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．a＞0，说明实验i中形成原电池，反应为2H2＋O2＝2H2O B．b＜d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应 D．d＞c，是因为电极I上吸附H2的量：iv＞iii 4. (2025年山东卷)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 A. 隔膜为阳离子交换膜 B. 放电时，a极为负极 C. 充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小 D. 理论上，Fe3+每减少1mol，Fe2+总量相应增加2mol 5. (2025年江苏卷)以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成O2 B．H+通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，H2SO4溶液的pH不变 D．外电路每通过0.01mol电子，电极b上产生0.01molH2 6. (2025年湖南卷)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，K+向左室迁移 B. 电解过程中，左室中NO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. NO完全转化为NH3的电解总反应：NO＋8Cl－＋6H2ONH3↑＋9OH－＋4Cl2↑ 7. (2025年河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x＜1)再锂化的电化学装置，其示意图如下： 已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2＋xe－＋xLi+＝LiCoO2 B. 产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化mol的LixCoO2 C. 再锂化过程中，SO向LixCoO2电极迁移 D. 电解过程中，阳极附近溶液pH升高 8. (2025年湖北卷)某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动(①→②→③→④→①)实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是 A．阴极反应为[Fe(H2O)6]3+＋e－＝[Fe(H2O)6]2+ B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe(H2O)6]2+比[Fe(H2O)6]3+稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+离子结构的改变 9. (2025年黑吉辽内蒙卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是 A．放电时Na＋向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应：Cu2O＋2H2O＋Cl－―2e－＝Cu2(OH)3Cl＋H+ D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 10. (2025年安徽卷)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Li+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H2＋2Li＝2LiH C. 充电时Li+移向惰性电极 D. 充电时每转移1mol电子，c(H+)降低1mol·L-1 11. (2025年甘肃卷)我国科研工作者设计了一种Mg－海水电池驱动海水(pH＝8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B. 在外电路中，电子从电极1流向电极4 C. 电极3的反应为：4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ D. 理论上，每通过2mol电子，可产生1molH2 12. (2025年广东卷)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为26.8A∙h。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为：MnS－2e－＝S＋Mn2+ D．充电时16gS能提供的理论容量为26.8A∙h 13. (2025年广东卷)某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A. 负极反应的催化剂是i B. 图a中，i到ii过程的活化能一定最低 C. 电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D. 相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 14. (2025年江西卷)我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝(Cu[Fe(CN)6]0.67∙nH2O) A．CuHCF中的铁为＋3价 B. 交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的Ni2+ D．Zn2+溶液可电解再生电池负极 15. (2025年海南卷)用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，实现对铝工件的保护。装置示意如图。电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出。下列说法错误的是 A. 铝工件连接电源正极 B. 槽电压越高，氧化膜的形成速率越快 C. 电路中每转移6mole－，铝工件增重48 g D. 为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度 16. (2025年重庆卷)下图为AgCl－Sb原电池，有关说法正确的是 A．放电时，M为正极 B．放电时，N的电极反应为：Ag－e－＋Cl－＝AgCl C．充电时，消耗4molAg，同时消耗4molSb4O5Cl2 D．充电时，M极的电极反应为：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H+＝4Sb＋2Cl－＋5H2O 17. (2025年福建卷)一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C3H4O3)的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电源a极为负极 B．反应中Br－的物质的量不断减少 C．总反应为C2H4＋CO2＋H2O＝C3H4O3＋H2 D．“反应Ⅱ”为CO2＋BrCH2CH2OH＝C3H4O3＋H+＋Br－ 18. (2025年1月浙江卷)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 19. (2025年6月浙江卷)通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：H2O2＞Br2。下列说法不正确的是 A. 电极A与电源正极相连 B. 电极B的电极反应式为：O2＋2H+＋2e－＝H2O2 C. 电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替 D. 原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2mole－可得到0.1mol 20. (2025年广西卷)大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是 A．Cu2O层对铜导线起保护作用 B．正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu＋＋O2＋4e－＝2Cu2O C．沉积物的成分可能有CuO、Cu2(OH)2CO3 D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处 21. (2025年西北卷)我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醒(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，H+从右室向左室移动 B．电解总反应：TY＋H2OTQ＋2H2↑ C．以为原料，也可得到TQ D．用18O标记电解液中的水，可得到 22. (2025年河南卷)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl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pH减小 C. 电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)6]4-＋e－＝[Fe(CN)6]3- D. 若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1molLiCl 23. (2025年云南卷)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH－在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]－＋H+＝B(OH)3＋H2O。下列说法错误的是 A．Pt电极反应：4OH－―4e－＝O2↑＋2H2O B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成1molNaOH，同时Ⅱ室最多生成1molB(OH)3 近三年高考模拟题 24. (2025年1月八省联考河南卷)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 25．(2025年1月八省联考内蒙古卷)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 26. (2025年1月八省联考西北卷)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 27. (2025年1月八省联考四川卷)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 28. (2025年1月八省联考云南卷)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 29．我国某大学科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气(Ni－H2)电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，OH－向电极b移动 B．放电一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C．放电时，电极a上的电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－ D．外电路中每转移2mole－，理论上电极b上消耗2g H2 30．利用电解原理，采用中性红试剂直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下： 已知：中性红NR：，NRH2： 下列说法不正确的是 A．若用铅蓄电池进行电解，a极接铅蓄电池的Pb极 B．电解时，b极的电极反应式为：NR＋2e－＋2H2O＝NRH2＋2OH－ C．装置中离子交换膜为阳离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为：CO2＋OH－＝HCO 31．有学者研制出可持久放电的Cu－PbO2双极膜二次电池，其工作原理示意图如下。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH－，并分别向两极迁移。 已知：Cu电极的电极反应式为Cu＋2OH－―2e－＝Cu(OH)2。下列说法正确的是 A．膜p适合选用阴离子交换膜 B．放电时，理论上硫酸和NaOH溶液的浓度均不变 C．放电时，两极上均有气体生成 D．导线中通过1mole－，理论上两极质量变化之差为15g 32．我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构如下图，其中a、b、c三区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是 A．充电时，a区溶液pH增大 B．充电一段时间后，b区K2SO4浓度减小 C．放电时，电子从电极N经过导线传导到电极M D．放电时，电极N的电极反应式为－2ne－＝＋2nK+ 33．科学家设计了一套电解装置，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，如图所示。下列叙述错误的是 A．电极电势：催化电极a＞催化电极b B．双极膜的右侧是阳离子交换膜 C．阳极反应式为－6e-＋6OH－＝＋4H2O D．标准状况下，每消耗33.6L CO2会生成1mol 34．DHBFC电池的工作原理如图所示(催化剂能减少肼硼烷与水反应产生H2)。下列叙述错误的是 A．催化剂可有效提高DHBFC电池的能量转化效率 B．N极的电极反应式：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ C．放电一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变 D．消耗1molN2H4BH3，N极消耗O2的物质的量小于2.5mol 35．电化学合成是一种绿色高效的合成方法，如图是电解合成HCOOH和的示意图。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列叙述错误的是 A．催化电极B与电源正极相连 B．消耗的CO2和HMF物质的量之比为3∶1 C．阴极发生的反应：CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH D．每生成1mol，右室OH－的物质的量减少8mol 36．某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是 A．放电时，负极电极反应式为： B．放电时，每当1molCo0.2Ni0.8(OH)2转化为Co0.2Ni0.8OOH，外电路转移1mol电子 C．充电时，Rh/Cu电极与电源正极相连 D．充电时，K+通过交换膜从右室向左室迁移 37．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(Li4.4Si)，其放电时的反应为：Li4.4Si－―xe－＝Li4.4－xSi＋xLi+，电极b为镍钴锰三元材料通常可以表示为：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Li+从负极材料脱出，经电解质嵌回正极 B．放电时通过电路amol电子时，电解质Li6PS5Cl损失amolLi+ C．充电时电极a与外接电源负极相连 D．充电时阳极反应为：LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2―xe－＝Li1－xNi0.8Co0.1Mn0.1O2＋xLi+ 38．一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2mol Li D．放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl＝2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl 39．锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池，某种锂离子电池的结构示意图如下，它在放电时有关离子转化关系如图所示，下列说法正确的是 A．Li+透过膜除允许Li+通过外，还允许H2O分子通过 B．充电时，电池内部发生的总反应为Li+＋Fe2+Li＋Fe3+ C．充电时，钛电极与外电源的负极相连 D．放电时，进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为: S2O＋Fe2+＝Fe3+＋2SO 40．某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是 A．b端电势高于a端电势 B．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－＝HClO＋H+ C．理论上转移2mole－生成4gH2 D．电解后海水pH下降 41．我国科学家研发了一种可充电电池装置，充电时该装置可吸收CO2合成甲酸，其具体工作原理如图所示。已知将阴离子、阳离子复合组成双极膜，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。下列说法错误的是 A．L膜是阴离子膜，P膜是阳离子膜 B．放电时，电子由a流向电源的M极 C．充电时，外电路中每通过1mol电子，理论上复合膜层间有0.5molH2O解离 D．充电时，N电极上发生的电极反应式为CO2＋2e－＋2H+＝HCOOH 42．硅锰原电池是一种新型电池，因其供电稳定，储存量丰富而备受关注。硅锰原电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电过程中，正极区溶液pH增大 B．Si@C电极上的电极反应式为Si＋2H2O＋4e－＝SiO2＋4H+ C．导线上每通过1mole－，正极区溶液质量增加28.5g D．若将质子交换膜换为阴离子交换膜，电解液换为NaOH溶液，电池的电流更平稳 43．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 44．镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计的新型二次离子电池。其工作原理如图所示，已知放电时，b极转化关系为：VS2→LixVS2。下列说法正确的是 A．充电或放电时，a极电势均高于b极 B．放电过程中正极质量减少，负极质量增加 C．充电时阳极的电极反应式为LixVS2－xe－＝VS2＋xLi+ D．该电池工作时，若通过电路转移电子的物质的量为0.1mol，则负极质量变化2.4g 45．最近我国科学家研制出一种可充电Na－Zn 双离子电池体系，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，阴极区溶液的pH增大 B．放电时，每转移0.2mol电子，负极区电解质溶液质量增加6.5g C．充电时，Na+会通过阳离子交换膜移动到阴极 D．放电时，正极反应式为Na0.6-x MnO2＋xe－＋xNa+＝Na0.6MnO2 46．某过渡金属(M)—锂离子电池的结构如图所示，总反应式为LixCn＋LiyMO2Lix-1Cn＋Liy+1MO2，下列说法不正确的是 A．放电时电子从Cn流入Al，还原电极B中的金属元素M B．当Li+移向电极A时，化学能转化为电能 C．电解质不能用水溶液，但可用离子液体 D．充电时B电极的反应式为：Liy+1MO2－e－＝LiyMO2＋Li+ 47．铝硫二次电池是一种具有高能量密度、廉价原材料、有前途的替代储能装置，一种铝硫电池如图所示，M极为表面吸附了硫的活性电极，电解质为K2S，KCl－AlCl3(AlCl、Al2Cl) 。下列说法错误的是 A．放电时铝电极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl＝4Al2Cl B．电池放电时的总反应为3S＋2Al＋14AlCl＝8Al2Cl＋3S2- C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．Al2Cl中Al原子的杂化为sp3，1mol Al2Cl中含有4NA个配位键 48．最近，我国科学家设计了一种高效电解水制氢的系统，实现了在催化剂作用下析氢和析氧反应的分离。该系统的工作原理如图所示，其中电极均为惰性电极，电解液中含NaOH。下列关于该装置工作时的说法错误的是 A．阳极的电极反应为[Fe(CN)6]4-－e－＝[Fe(CN)6]3- B．OH-通过离子交换膜由B极室向A极室移动 C．催化析氢室的反应为DHPS-2H＋2H+＋2e-＝DHPS＋2H2↑ D．理论上，该过程中[Fe(CN)6]4-和DHPS可自补充循环 49．在直流电源作用下，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH－。某技术人员利用双极膜(膜c、膜d)电解技术从含葡萄糖酸钠(用GCOONa表示)的溶液中提取NaOH和葡萄糖酸(GCOOH)，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．M为阴极 B．③室和④室所得产物相同 C．膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜 D．N极电极反应式为2H2O－4e－＝4H+＋O2↑ 50．SOEC装置是一种高温固体氧化物电解池，可以从大气中回收CO2，其工作温度为600~1000℃，利用固态CeO2中的O2−定向移动形成离子电流。SOEC由多个层状工作单元叠加而成，拆解后装置如图所示(外接电源与部分气体管路、流向未显示)： 下列叙述正确的是 A．电极b为阴极，电极反应为CO2＋2e－＝CO＋O2- B．在气孔Z附近检测到少量Ce3+，说明发生了电极反应CeO2＋e－＝Ce3+＋2O2- C．装置工作过程中，CeO2(s)电解质中的O2−由电极a移向电极b D．由于装置内气压大于外界，故必须用橡胶材质将各层密封，防止气体泄露 51．热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4。 已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。 下列说法不正确的是 A．放电时，Li+向b极区移动 B．放电时，a极的电极反应是3Li13Si4－11e－＝4Li7Si3＋11Li+ C．该电池中火药燃烧产生的热能转化为电能 D．调节混合物中KCl的物质的量分数可以改变电池的启动温度 52．一种电化学固氮的原理如图所示，已知N≡N的键能为946kJ∙mol－1，N－N的键能为193kJ∙mol－1。下列说法正确的是 A．在b电极上，N2被氧化 B．金属Cu可作为a电极的材料 C．电解过程中，固体氧化物电解质中O2-数目保持不变 D．N2分子中，π键数和σ键数为2∶1，且π键键能小于σ键键能 53．下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列叙述正确的是 A．装置最终实现化学能转化为电能 B．电解质溶液pH变大 C．导线中每通过1mole－，需要消耗11.2 LO2(标况) D．b为正极 54．烟气中氮氧化物(NOx)所带来的污染问题日趋加剧，越发体现出其排放控制的重要性与紧迫性。电化学法在治理烟气中氮氧化物方面具有很大优势，以连二亚硫酸根(S2O)为媒介，使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示，下列有关说法中错误的是 A．Pt电极区电极反应式为2SO＋4H+＋2e－＝S2O＋2H2O B．C电极区得到的产物有O2和较浓的硫酸 C．离子交换膜为阴离子交换膜，电解质中的SO从C电极区向Pt电极区移动 D．若电路中转移了0.5mole－，则此通电过程中理论上吸收的NO的体积为5.6L(标准状况) 55．我国科学院深圳研究中心研究员唐永炳及其团队成功研发出一种新型高性能、低成本的锡-石墨钠型双离子电池，其结构原理如图所示。该电池采用锡箔(不参与电极反应)作为电池电极和集流体，另一电极材料为石墨(Cn)，电解液采用溶于有机溶剂中的六氟磷酸钠。下列有关说法错误的是 A．放电时，锡钠合金为负极 B．放电时，正极反应为：Cn(PF6)x＋xe－＝Cn＋xPF C．充电时，石墨电极与电源的负极相连 D．充电时，电解液中的Na+运动到锡箔表面，形成锡钠合金 56．内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是 A．b极为正极，发生还原反应 B．电子流向：a极→导线→b极→电解质→a极 C．a极电极反应为CH4－8e－＋4CO＝5CO2＋2H2O D．该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜 57．新能源汽车在我国蓬勃发展，新能源汽车所用电池多采用三元锂电池，某三元锂电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，M极有电子流入，发生还原反应 B．锂电池的优点是质量小，电容量大，可重复使用 C．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移1molLi+时，理论上可获得64g纯铜 D．充电时，N极的电极反应式为LiNiaCobMncO2－xe－＝Li1－xNiaCobMncO2＋xLi+ 58．银锌电池的总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag。某学习小组以该电池为电源电解处理含Ba(OH)2的废水和含Ni2+、Cl－的酸性废水，并分别获得BaCl2溶液和单质镍。电解处理的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．X电极与银锌电池的Zn电极相连 B．若去掉离子膜M，则X电极的反应式不变 C．离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜 D．电解过程中b室BaCl2浓度不变 59．用电化学方法可以去除循环冷却水[含有Ca2+、Mg2+、HCO、C6H5OH(苯酚)等]中的有机污染物，同时经处理过的冷却水还能减少结垢，其工作原理如下图所示。 下列说法中不正确的是 A．b为电源的负极 B．钛基电极上的反应为H2O－e－＝H+＋∙OH C．碳钢电极底部有CaCO3，Mg(OH)2生成 D．苯酚被氧化生成标准状况下13.44LCO2时，需要消耗3.0mol∙OH 60．2021年3月5日，李克强总理在国务院政府报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO2转化为CO，实现节能减排的目标。如图所示，下列有关说法正确的是 A．N极为阴极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．阳极的电极反应式为CO2＋2e-＋2H+＝CO＋H2O D．理论上该装置在工作时，H3PO4与KH2PO4缓冲溶液的pH保持不变 61．二次电池“超钠F1”的电极材料分别为Na2Mn[Fe(CN)6](普鲁士白)和Na4Cy(嵌钠硬碳)。该电池充电时Na+的移动方向如图所示。下列说法错误的是 A．该二次电池阳极材料为Na2Mn[Fe(CN)6] B．充电时，阴极的电极反应式可表示为：NaxCy＋e－＋Na+＝Na(x+1)Cy C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量增加23g D．“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌 62．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A．通入CO2的一极电极反应式为：2CO2＋2e－＝C2O B．铝为电池的负极 C．每得到1molAl2(C2O4)3，负极质量减少54克 D．C2O向正极移动 63．某钠离子可充电电池的工作主要靠Na+在两极间的迁移，工作原理如图： 其中－R1代表没参与反应的－COONa，－R2代表没参与反应的－ONa。下列有关说法错误的是 A．放电时，b极为正极 B．充电时，Na+由b极向a极移动 C．充电时，阴极发生反应为 D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，则放电过程中转移0.3mol电子时，两极质量差为13.8g 64．浓差电池是指电池内一物质由高浓度变为低浓度且伴随着能量变化的一类电池，现有如图Ⅰ、Ⅱ所示装置，该装置工作时，下列说法不正确的是 A．电子流向：Cu(2)→Cu(3)，Cu(4)→Cu(1) B．Cu(1)极和Cu(3)极的电极反应都是Cu2+＋2e－＝Cu C．工作一段时间后，图Ⅱ装置中CuSO4溶液浓度增大 D．若0.5mol SO从交换膜左侧向右侧迁移，理论上Cu(4)极减少32g 65．一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．该电池不能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CH3SO向a电极移动 66．我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料－Cu3(PO4)2的水系双离子电池，该电池以Na0.44MnO2和Cu3(PO4)2为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是 A．充电时，电极a应接电源的正极 B．放电时，若电极a得到6.4g Cu和1.44g Cu2O，则电路中转移0.22mol电子 C．充电时，电极b的电极反应式为Na0.44－xMnO2＋xNa+－xe－＝Na0.44MnO2 D．第2次放电时，溶液碱性逐渐增强 67．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 68．某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理，其原理如图。 下列有关说法错误的是 A．Mg电极为负极，Pt1为阳极 B．乙池中NO在Pt1，电极发生还原反应 C．碳纳米管析出硫的电极反应为：SO2＋4e－＝S＋2O2- D．Pt2电极可能产生H2，周围pH增大 69．普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作为电极，中央插一根石墨棒，石墨棒顶端加一铜帽。在石墨棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn＋2NH＋2MnO2＝[Zn(NH3)2]2+＋2MnO(OH)。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是 A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原 B．电池负极反应为2MnO2＋2NH＋2e－＝Mn2O3＋2NH3＋H2O C．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极 D．外电路中每通过0.1 mol 电子，锌的质量理论上减少6.5 g 70．中国科大高敏锐研究组以CO2为原料，在Cu2P2O7基催化剂上制备C2H4，阴极电极反应式：2CO2＋12HCO＋12e－＝C2H4＋4H2O＋12CO，下列有关说法错误的是 A．a膜是阴膜 B．左侧电极是阳极，发生氧化反应 C．总反应为：2CO2＋12HCO＋12OH－＝C2H4＋10H2O＋12CO＋3O2 D．若标准状况下，消耗22.4LCO2，理论上M处释放的质量44g 71．甲醇(CH3OH)燃料电池的工作原理如图甲所示，下列说法错误的是 A．该电池工作时，b口通入的物质为CH3OH，c口通入的物质为O2 B．该电池负极的电极反应式为CH3OH ＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H+ C．精炼铜时，粗铜应与甲醇燃料电池的正极相连，阴极的电极反应式为Cu2+＋2e－＝Cu，电解质溶液为CuSO4溶液 D．用该燃料电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程(如图乙)，阳极电极反应为Al－3e－＋4HCO＝AlO＋4CO2↑＋2H2O 72．双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的，其内层为水层，装置工作时水层中的H2O解离成H+和OH－，分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．H+穿过b膜进入右室溶液 B．石墨电极区溶液pH不变 C．催化电极上发生氧化反应 D．电解一段时间后，右室HCO的物质的量减少 73．一种可充电锌—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，并存在电离平衡[Zn(H2O)6]2+[Zn(H2O)5(OH)]+＋H+。下列说法错误的是 A．放电时，I室溶液中[Zn(H2O)5(OH)]+浓度增大 B．放电时，II室中的Cl－通过阴离子交换膜进入I室 C．充电时，Zn电极的电极反应为[Zn(H2O)6]2+＋2e－＝Zn＋6H2O D．充电时，每生成0.2molO2，III室溶液质量理论上减少6.4g 74．微生物电解池(MEC)产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源，以微生物为催化剂，MEC耦合厌氧消化系统产甲烷的工作原理如下。下列有关说法错误的是 A．a为电源的负极，b为电源的正极 B．电子的移动方向：从b→导线→Y电极，再经X→导线→a C．Y电极发生的反应：CO2＋8H+＋8e－＝CH4＋2H2O、8H+＋8e－＝4H2、CO2＋4H2＝CH4＋2H2O D．若用铅酸电池为电源，理论上消耗98gH2SO4时，此装置中有2molH+发生迁移 75．我国科研人员开发了一种电化学装置(如图所示)，可在更温和的条件下实现废水中氯苯的处理转化。通常过程为、H2O，下列说法正确的是 A．阴极区发生的转化i的电极反应为 B．已知电解效率η(B)＝×100%，一定时间内，阴极标准状况下共得到44.8L气体X，η(X)＝100%，若阳极区η()＝5%，则生成邻苯二酚0.2NA C．一段时间后，阴极区溶液pH变小 D．将质子交换膜换为阴离子交换膜，气体X成分不变 76．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： 下列说法正确的是 A．Pt电极接电源负极 B．制备1mol环氧乙烷，Ni电极区产生2molH2 C．Pt电极区的反应方程式为： 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 77．利用下图所示装置可合成己二腈[NC(CH2)4CN]。充电时生成己二腈，放电时生成O2，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的H2O会解离出H+和OH－向两极移动。下列说法正确的是 A．放电时M极为负极，发生氧化反应 B．放电时，双极膜中H+向N极移动 C．放电时，每生成1molO2，双极膜解离2molH2O D．充电时，N极的电极反应式为2CH2＝CHCN＋2e－＋2H+＝NC(CH2)4CN 78．一种成本低、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 79．城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是 A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．Mg块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗 80．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HCHO高效制H2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e－由a极向b极方向迁移 B．阴极反应为2H2O－2e－＝H2↑＋2OH－， C．阳极反应HCHO－2e－＋3OH－＝HCOO－＋2H2O D．相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍 81．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 82．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，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是 A．该装置是原电池，b极是负极 B．该电池工作时，应选用质子交换膜 C．该电池工作时，电子从a经电流表A流向b，离子从右经交换膜向左迁移 D．电极a反应：(C6H10O5)n－24e-＋7H2O＝6CO2↑＋24H+ 83．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+＋7H2O＋6e-＝Cr2O＋14H+ B．电解结束后，阴极区溶液pH升高 C．1mol甲苯氧化为0.5mol苯甲醛和0.5mol苯甲酸时，共消耗mol Cr2O D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 84．近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池，其工作原理如图所示。图中“双极膜”中间层中的H2O解离为H+和OH－，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．M膜是阴离子交换膜，N膜是阳离子交换膜 B．催化电极上的电势比锌电极上的高 C．负极区的反应式为Zn－2e－＋4OH－＝Zn(OH) D．当正极区H+的变化为2mol时，锌电极质量会减少65g 85．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是 A．甲为正极，丙为阴极 B．丁极的电极反应式为MnO－e－＝MnO C．KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b% D．标准状况下，乙电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK+移入阴极区 86．南京大学某实验室开发了一种由MPT溶解的DMSO基电极液和TOOS基电极液组成的新型Li－O2电池双相电解液，使高性能Li－O2电池日用化成为可能，该电池放电时的工作原理如图所示： 放电时，下列说法错误的是 A．电子流向：N电极→灯泡→M电极 B．TOOS基电极液可用Li2SO4溶液代替 C．M极电势高于N极电势 D．M极电极反应式为O2＋2e－＋2Li+＝Li2O2 87．我国某大学科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气(Ni－H2)电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，OH－向电极b移动 B．放电一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C．放电时，电极a上的电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－ D．外电路中每转移2mole－，理论上电极b上消耗2g H2 88．火星大气约95%是CO2，Li－CO2电池在未来的火星探测领域有着重要的应用前景。科学家设计了一系列Ru/M－CPY@ CNT(碳纳米管)杂化材料(M＝Co、Zn、Ni、Mn， CNTs碳纳米管是一种电导率高、比表面积大、通道和孔隙率丰富的导电基底)作为电极。已知该电池放电时的反应为4Li＋3CO2＝2Li2CO3＋C，下列说法错误的是 A．放电时，Li电极作电池负极，有电子经导线流出 B．充电时，每转移1mol电子，两电极的质量变化差值为7g C．充电时，阳极的电极反应式为C－4e－＋2Li2CO3＝3CO2↑＋4Li+ D．杂化材料中CNTs增多了CO2的吸附位点，可使该电池表现出优异的电化学性能 89．水系电池具有成本低廉、安全性高等优点，某水系碱性镍-锌二次电池的工作原理如图所示。 下列叙述错误的是 A．放电时，a极为负极 B．放电时，b极反应式为NiOOH＋e－＝NiO＋OH－ C．充电时，b极与电源正极连接 D．充电时，a极生成13.0gZn时转移0.2mol电子 90．我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为Zn(OH)和Mn2+。下列说法错误的是 A．双极膜中的OH-通过膜a移向M极 B．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH不变 C．N电极的反应式为MnO2＋4H+＋2e－＝Mn2+＋2H2O D．若电路中通过2 mole－，则稀硫酸溶液质量增加89 g 91．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A．脱氧过程是吸热反应 B．脱氧过程中铁电极反应为：Fe－3e－＝Fe3+ C．脱氧过程中碳电极上发生还原反应 D．含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气224mL(标准状况) 92．一种新型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+＝NH＋2H2O D．捕获23gNO2，c极产生2.8LO2(标准状况) 93．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 94．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)。 下列说法正确的是 A．工作时，电极I附近pH升高 B．该燃料电池电极电势电极I＜电极II C．工作时，电子流向：电极II→血液→电极I D．工作时，电极II的电极反应式为G-CHO＋H2O＋2e－＝G-COOH＋2H+ 95．“大气固碳”的锂电池装置(如图所示)原理为：4Li＋3CO2＝2Li2CO3＋C。下列说法错误的是 A．充电时，电极A接电源的负极 B．聚合物电解质膜只允许锂离子通过 C．放电时，若电路中转移NA个电子，右室质量增加33g D．放电时，若0.3molCO2气体参加反应，则电路中转移电子的数目为0.4NA 96．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象。在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是 A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2+＋2e－＝Zn D．断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同 97．微生物脱盐电池既可以处理废水中CH3COOH和NH，又可以实现海水淡化，原理如图所示。下列说法不正确的是 A．生物电极b的电势高于生物电极a B．生物电极a的电极反应式为CH3COOH＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋8H+ C．离子交换膜a为阴离子交换膜 D．标准状况下，每生成1.12LN2时，参加反应CH3COOH的质量为3.0 g 98．利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀的机理如图所示。下列说法正确的是 A．金属缝隙内表面为正极，外自由表面为负极 B．缝隙内溶液的pH增大，加快了缝隙内的腐蚀速率 C．为了维持电中性，海水中大量的Cl－进入缝隙 D．正极的电极反应式为O2＋2H2O－4e－＝4OH－ 99．我国科学家首次研究了碘正极在水系铝离子电池中的转化反应(I2III－)，下列叙述错误的是 A．放电时，I2在正极上发生还原反应 B．放电时，每转移3mol电子，a电极质量理论上增加27g C．充电时，b极反应之一为5I－―4e－＝I D．充电时，10molI－参与反应生成I2、I、I物质的量之比可能为1∶1∶1 100．近日，科学家开发WO3/NaBiO3/TiO2/NiOOH光阳极用于持续太阳能制氢，装置如图所示。下列叙述正确的是 A．能量转化形式太阳能→化学能→电能 B．阳极材料涉及元素均为前四周期元素 C．电极N的反应式为2H2O－4e－＝4H+＋O2↑ D．阴极区c(Zn+)越大，H2产率越高 第 2 页 共 34 页 学科网（北京）股份有限公司 $