2027届高三化学一轮复习选择题专题电化学
2026-08-27
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摘要:
**基本信息**
聚焦电化学核心素养,通过真题与变式训练结合,构建"原理分析-题型突破-素养提升"的系统化复习体系。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|真题演练|5题(2022-2026年湖南卷)|电极判断"三看法"(反应类型/离子移动/电势高低)、反应式书写"四步法"(环境配平/电荷守恒/物质对应/气体沉淀标注)|从原电池基础模型到电解池工业应用,形成"概念-原理-应用"递进逻辑链|
|变式训练|25题(湖南各地模拟)|离子交换膜判断"电荷迁移法"、电化学计算"电子守恒法"|覆盖新型电池/电解制备/污染处理等情境,强化"宏观现象-微观机理-符号表达"三重表征能力|
内容正文:
2027届高三化学一轮复习选择题
专题电化学
一、真题演练
1.(2026·湖南·高考真题)一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液,难溶于该溶剂)。下列说法错误的是
A.往电极材料中添加石墨,可增强其导电性
B.正极反应式为
C.放电时,从负极向正极移动
D.每消耗负极材料,理论上外电路中通过了
2.(2025·湖南·高考真题)一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电解过程中,向左室迁移
B.电解过程中,左室中的浓度持续下降
C.用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处,试纸先变红后褪色
D.完全转化为的电解总反应:
3.(2024·湖南·高考真题)在水溶液中,电化学方法合成高能物质时,伴随少量生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是
A.电解时,向Ni电极移动
B.生成的电极反应:
C.电解一段时间后,溶液pH升高
D.每生成的同时,生成
4.(2023·湖南·高考真题)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是
A.溴化钠起催化和导电作用
B.每生成葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了电子
C.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
5.(2022·湖南·高考真题)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
二、变式训练
6.(2026·湖南衡阳·模拟预测)一种电化学组合装置如图所示,锌电池工作时“双极膜”中间层的解离为和,在电场作用下向两极迁移,同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是
A.膜n为阳离子交换膜
B.c为阳极,发生氧化反应
C.产生0.3 mol 时,理论上生成0.3 mol 2,5-呋喃二甲酸
D.当双极膜中有1 mol 解离时,负极区溶液质量增加49.5 g
7.(2026·湖南岳阳·三模)电化学pH梯度驱动的闭环且无沉淀的二氧化碳捕获技术的概念图如图所示。下列说法错误的是
A.气体接触器可对烟气进行预处理 B.阳极室中失去电子,电子流出
C.阴极室发生的电极反应为 D.二氧化碳可在系统中循环利用
8.(2026·湖南长沙·二模)硫酸工业尾气中的SO2可用Na2SO3溶液吸收,并通过电解方法实现吸收液的循环再生。如图所示,下列有关说法中不正确的是
A.电解一段时间后,b%>a%
B.电解一段时间后,阴极室pH升高
C.阳极发生的反应为
D.电解一段时间后,两室生成的Na2SO3与H2SO4的物质的量不相等
9.(2026·湖南·三模)研究者用如图装置提取 MnO2中的锰元素,图中“H·”代表氢自由基。下列说法错误的是
A.随着电流继续增大,使得阴极 增大
B.阴极反应有
C.H⁺放电可能生成H2
D.每生成1mol O2,理论上可消耗 2mol MnO2
10.(2026·湖南株洲·模拟预测)我国科学家研究的自驱动高效制取的电化学装置示意图如图所示。下列说法错误的是
A.电极Ⅱ的电势小于电极Ⅰ的电势
B.工作一段时间后装置b的溶液组成不变
C.装置a消耗时,整个装置消耗
D.装置b生成时,理论上装置a负极区溶液质量减少了28g
11.(2026·湖南怀化·三模)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图所示。下列说法错误的是
A.电解过程中,Na+向电极a迁移
B.电极b上的电极反应式为
C.为保持电解液浓度相对稳定,加入的Y为H2O
D.若用铅酸蓄电池为电源,理论上消耗98gH2SO4时,此装置中有1 mol X生成
12.(2026·湖南长沙·二模)已知四甲基氢氧化铵[]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[]为原料,采用电渗析法合成,工作原理如图。下列说法错误的是
A.c、e为阳离子交换膜,d均为阴离子交换膜
B.光伏并网发电装置中N型半导体的电极为负极
C.a极的电极反应为
D.比较NaOH溶液的浓度:
13.(2026·湖南长沙·二模)电化学-化学耦合反应实现氨选择性氧化合成肼()的装置如图所示。下列说法错误的是
A.电子移动方向:a极→电源正极,电源负极→b极
B.该合成方法可以避免氨在电极上被过度氧化产生副产物
C.电极反应Ⅱ为2
D.理论上电路中每通过6 mol e-,阴极区电解质溶液的质量减少6 g
14.(2026·湖南邵阳·三模)利用如图所示装置可实现由制备。下列说法正确的是
A.电极接电源正极,电极接电源负极,电解时电子由经外电路流向
B.电解过程中通过阳离子交换膜进入中间室,、通过阴离子交换膜也进入中间室
C.阴极反应为
D.当阳极生成标准状况下时,理论上左室可生成
15.(2026·湖南长沙·模拟预测)如图为一种电化学间接处理废水中的装置。该装置采用为阳极材料,以可对溶液pH自适应调节的铝板为阴极材料。电解质溶液为含和的废水(含氮350 mg/L)。下列关于该装置的说法正确的是
A.电解时a极应与直流电源的正极相连
B.电解时b极处理的离子方程式为
C.该装置工作时溶液酸性过强,会导致去除效率降低
D.每处理1 L废水,a极至少会产生0.84 L气体
16.(2026·湖南永州·三模)一种以为电解液的双极氨合成的电解池装置如图所示。已知:。下列说法错误的是
A.极电势低于极电势
B.电解一段时间后,右室浓度降低
C.左室电极方程式为:
D.当电路中转移时,锥形瓶中理论上生成
17.(2026·湖南怀化·二模)一种新型电池,可以有效地捕获,将其转化为,再将产生的电解制,装置如图所示,下列说法错误的是
A.甲池为原电池,乙池为电解池
B.电池工作时,由石墨电极II电极区向石墨电极I电极区移动
C.甲池的总反应为
D.理论上捕获,c极产生的质量为0.8 g
18.(2026·湖南衡阳·二模)科研人员开发了如图所示锂-硫电池。已知:在锂-硫电池中,多硫化物(可变)会在正负极之间来回迁移,这就是“多硫化物穿梭效应”。下列叙述正确的是
A.放电时,可实现转化
B.放电时,若转移2 mol电子,a极理论上消耗14 g Li
C.充电时,从a极向b极迁移
D.多硫化物穿梭效应不会影响锂-硫电池的性能
19.(2026·湖南长沙·三模)以-甲基吡啶盐酸盐()为原料,可以用电化学方法合成某农药有效成分的前体物质X()。某工厂采用下图所示电解装置进行合成,若不考虑气体的溶解与反应,下列说法错误的是
A.电极M应与电源正极相连
B.电解过程中,甲室溶液pH下降
C.电解过程中,甲室溶液的质量减少
D.甲室每生成1 mol气体时,乙室得到的X的质量大于188 g
20.(2026·湖南衡阳·模拟预测)一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图所示。下列说法不正确的是
A.b极电势低于极电势
B.该电池所用隔膜为质子交换膜,质子由a极移向b极
C.b极生成的电极反应为
D.当隔膜穿过离子时,阳极生成气体的体积为,则此时电池效率为70%
21.(2026·湖南长沙·模拟预测)一种电解葡萄糖制取葡萄糖二酸钾的装置示意图如图所示。电解效率的定义:。下列说法错误的是
A.电极M上的电势比电极N上的电势低
B.电解过程可能产生葡萄糖酸钾
C.电解过程中,电极M附近溶液的逐渐减小
D.电路中通过电子时,生成,则
22.(2026·湖南长沙·一模)2025年9月,我国科学家研发全球首例全固态氢负离子原型电池,工作原理如图所示。电池的总反应为。
下列说法不正确的是
A.充电时,电极a应该接电源的负极
B.该电池采用固态电解质,不易起火,安全性高
C.电动汽车行驶时,电极发生的反应为
D.充电时,每消耗,阳极或阴极的质量变化都为
23.(2026·湖南衡阳·模拟预测)一种新型电池的工作原理如下图所示。已知:光催化电极可以在太阳光照下实现对电池充电。下列叙述错误的是
A.放电时,石墨电极发生氧化反应
B.充电时,石墨电极作阴极
C.放电时,电池总反应为
D.充电时,离子交换膜左侧电解质溶液质量减少
24.(2026·湖南长沙·模拟预测)科学家在电催化加氢方面取得新进展,以二氯甲烷作为溶剂电催化有机物加氢,制备4-乙基苯胺的电解原理如图所示,下列说法正确的是
A.B极连接电源的负极
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.A极区存在反应:+4D
D.若电路中转移电子,则理论上生成X的质量为
25.(2026·湖南怀化·一模)钠离子电池因原料资源丰富、成本低廉和低温性能优异等优势,成为储能领域的研究热点。某钠离子电池结构如图所示,电极A的材料为(普鲁士白,),电极B的材料为(嵌钠硬碳)。下列说法正确的是
A.放电时,外电路通过a mol电子时,有a mol 转移到电极B
B.用该电池电解精炼铜,当电池中迁移1 mol 时,理论上可获得64 g纯铜
C.充电时,电极B与外接直流电源的正极相连
D.放电时,正极的电极反应式可表示为:
26.(2026·湖南长沙·二模)我国科学家发明的水系-锰酸锂电池的工作原理为,用该电池作电源降解废水中的的工作原理如图所示(固体薄膜只允许通过)。
下列说法错误的是
A.为正极
B.穿过固体薄膜进入水溶液中
C.电极的反应为
D.若电解前乙池中质子交换膜两侧溶液的质量相等,电解过程中转移了3 mol电子,则理论上膜两侧溶液的质量差为10 g(忽略气体的溶解)
27.(2026·湖南岳阳·一模)我国科学家开发了如图所示的电化学装置,实现了的制备和废弃PET的回收利用。下列说法错误的是
A.溶液中移向电极B
B.电极B的电势高于电极A的电势
C.阴极区发生的反应为:
D.工作一段时间后,电极B一侧的溶液pH变大
28.(2026·湖南长沙·一模)我国科学家利用铜基催化剂实现了同步电解硝酸盐与甲醇,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.电解过程的能量变化为化学能转化为电能
B.电解时,穿过离子交换膜向左移动
C.N电极上,Cu和均发生还原反应
D.M电极上的电极反应式为:
29.(2026·湖南永州·二模)利用双极膜电化学制备氨的装置如图所示,已知双极膜中解离出的和在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是
A.双极膜中的移向右室
B.每生成,双极膜中有7.2g水解离
C.极电极反应:
D.电解一段时间后,左右两室溶液的pH均不变
30.(2026·湖南湘潭·二模)可作为锂电极的一种极具前景的替代品(如图,SEI表示固体电解质界面,代表石墨或石墨烯),提升锂电极循环稳定性。下列说法错误的是
A.可在SEI中快速迁移
B.放电时,电极b为正极,发生还原反应
C.充电时,工作电极连接电源正极,发生氧化反应
D.充电时,电极b的电极反应式为
试卷第1页(共3页)
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《2027届高三化学一轮复习选择题专题电化学》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
B
B
B
D
C
C
A
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
D
D
B
C
D
B
B
C
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
C
D
D
C
D
D
D
D
D
B
1.B
【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池有关计算
【分析】该扣式电池中,活泼金属作负极,作正极,以此解答。
【详解】A.石墨具有良好的导电性,添加到电极材料中可增强电极的导电性,A正确;
B.题干明确难溶于有机溶剂,无法电离出自由移动的,正极反应物是固体,正极反应应为,B错误;
C.原电池放电时,阳离子向正极移动,因此从负极向正极移动,C正确;
D.负极反应为,2.1g 的物质的量为,理论上外电路中通过,D正确;
故选B。
2.B
【知识点】电解原理的应用、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解原理的理解及判断
【分析】由图可知,左侧发生,N元素化合价下降,则左侧是阴极区,右侧发生,Cl元素化合价上升,则右侧是阳极区,据此解答;
【详解】A.电解池中,阳离子向阴极移动,则,向左室迁移,A正确;
B.电解过程中,先生成,再消耗,是中间产物,其浓度增大还是减小,取决于生成速率与消耗速率,无法得出其浓度持续下降的结论,B错误;
C.b处生成氯气,与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸能使蓝色石蕊试纸变红,次氯酸能使变红的试纸褪色,故能看到试纸先变红后褪色,C正确;
D.左侧阴极总反应是,右侧阳极总反应是,将两电极反应相加即可得到总反应,D正确;
故选B。
3.B
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解过程中溶液pH的变化、电解原理的理解及判断、电解池有关计算
【分析】由电解原理图可知,Ni电极产生氢气,作阴极,发生还原反应,电解质溶液为KOH水溶液,则电极反应为:;Pt电极失去电子生成,作阳极,电极反应为:,同时,Pt电极还伴随少量生成,电极反应为:。
【详解】A.由分析可知,Ni电极为阴极,Pt电极为阳极,电解过程中,阴离子向阳极移动,即向Pt电极移动,A错误;
B.由分析可知,Pt电极失去电子生成,电解质溶液为KOH水溶液,电极反应为:,B正确;
C.由分析可知,阳极主要反应为:,阴极反应为:,则电解过程中发生的总反应主要为:,反应消耗,生成,电解一段时间后,溶液pH降低,C错误;
D.根据电解总反应:可知,每生成1mol,生成0.5mol,但Pt电极伴随少量生成,发生电极反应:,则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供,所以生成小于0.5mol,D错误;
故选B。
4.B
【知识点】电解原理的应用、催化剂对化学反应速率的影响、羧酸的取代反应、多官能团有机物的结构与性质
【详解】A.由图中信息可知,溴化钠是电解装置中的电解质,其电离产生的离子可以起导电作用,且在阳极上被氧化为,然后与反应生成和,再和葡萄糖反应生成葡萄糖酸和,溴离子在该过程中的质量和性质保持不变,因此,溴化钠在反应中起催化和导电作用,A说法正确;
B.由A中分析可知,2mol在阳极上失去2mol电子后生成1mol,1mol与反应生成1mol,1mol与1mol葡萄糖反应生成1mol葡萄糖酸,1mol葡萄糖酸与足量的碳酸钙反应可生成0.5 mol葡萄糖酸钙,因此,每生成1 mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了4 mol电子,B说法不正确;
C.葡萄糖酸分子内既有羧基又有羟基,因此,其能通过分子内反应生成含有六元环状结构的酯,C说法正确;
D.葡萄糖分子中的1号C原子形成了醛基,其余5个C原子上均有羟基和H;醛基上既能发生氧化反应生成羧基,也能在一定的条件下与氢气发生加成反应生成醇,该加成反应也是还原反应;葡萄糖能与酸发生酯化反应,酯化反应也是取代反应;羟基能与其相连的C原子的邻位C上的H()发生消去反应;综上所述,葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应,D说法正确;
综上所述,本题选B。
5.B
【知识点】新型电池、原电池电极反应式书写、原电池原理
【分析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑, M极上Li失去电子发生氧化反应,则M电极为负极,电极反应为Li-e-=Li+,N极为正极,电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,同时氧气也可以在N极得电子,电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。
【详解】A.海水中含有丰富的电解质,如氯化钠、氯化镁等,可作为电解质溶液,故A正确;
B.由上述分析可知,N为正极,电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,和反应O2+4e-+2H2O=4OH-,故B错误;
C.Li为活泼金属,易与水反应,玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应,并能传导离子,故C正确;
D.该电池不可充电,属于一次电池,故D正确;
答案选B。
6.D
【知识点】原电池正负极判断、原电池、电解池综合考查、电解池有关计算
【分析】首先判断装置:左侧为原电池,右侧为电解池。Zn失电子发生氧化反应,因此Zn电极(b)为原电池负极,a为原电池正极;电解池中,阳极接原电池正极,发生氧化反应,阴极接原电池负极,发生还原反应,5-羟甲基糠醛氧化为 2,5-呋喃二甲酸是氧化反应,因此d为电解池阳极,c为电解池阴极,发生还原反应。
【详解】A.双极膜解离的H+向原电池正极(左侧a区)迁移,OH-向原电池负极(右侧Zn区)迁移,因此膜n需要允许OH-(阴离子)通过,为阴离子交换膜,A错误;
B.c接原电池负极(b),因此c为电解池阴极,发生还原反应,B错误;
C.正极反应,生成0.3 mol时,转移电子,1分子5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸:失4e-,失2e-,1 mol产物共转移6 mol e-,因此生成产物的物质的量为,C错误;
D.1 mol H2O解离生成1 mol H+和1 mol OH- ,转移1 mol电子,负极反应为,转移1 mol电子时,有0.5 mol Zn进入溶液(质量为0.5× 65 =32.5 g),同时双极膜解离的1 mol OH-也进入负极区(质量1×17=17 g),因此负极区溶液总质量增加32.5+17=49.5 g,D正确;
因此答案选D。
7.C
【知识点】大气污染的治理原理及方法、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解原理的理解及判断、化学科学对人类文明发展的意义
【分析】该电解池中,阴极是将H2O转化为OH-和H2,电极反应式为;阳极是将H2O转化为H+和O2,电极反应式为,由此解答;
【详解】A.气体接触器可以实现除尘、除杂、调温等预处理,同时可完成二氧化碳的初步富集,为后续吸收作准备,A正确;
B.电解池的阳极发生氧化反应,阳极室失去电子,电子流出,B正确;
C.由分析可知,阴极是将H2O转化为OH-和H2,电极反应式为,C错误;
D.从图中二氧化碳释放室及温室的设置可知,二氧化碳可在系统中循环利用,D正确;
故选C。
8.C
【知识点】电解原理的理解及判断
【分析】电解池中,阳离子移向阴极、阴离子移向阳极,则装置中Pt(I)为阴极、Pt(Ⅱ)为阳极;如图所示,阳极表面和氧化为,电极反应为、;阴极附近加入Na2SO3和NaHSO3溶液、流出Na2SO3,因此阴极附近H+放电,电极反应为、;据此解答。
【详解】A.据分析,阳极可不断产生硫酸根离子和氢离子,则b%>a%,A正确;
B.阴极氢离子放电,氢离子浓度减小,pH增大,B正确;
C.酸性介质中不存在氢氧根,阳极电极反应应为、,C错误;
D.阳极产生1 mol硫酸转移2 mol电子,阴极转移2 mol电子产生2 mol亚硫酸钠,两者物质的量不相等,D正确;
故选C。
9.A
【知识点】电解原理的理解及判断
【分析】图中阳极反应为,阴极反应为、,随着电流继续增大,Mn2+在阴极得到电子:,使得减小;同时也得到电子直接生成氢气而不是,使得减小。
【详解】A.随着电解进行,逐渐被还原为,当二氧化锰完全消耗后,溶液中锰离子浓度不再升高;且电流继续增大到一定程度后,锰离子在阴极得到电子析出单质,因此阴极不会随电流增大持续增大,A错误;
B.根据图示转化,阴极上氢离子得到电子生成氢自由基,电极反应为,B正确;
C. 两个氢自由基可以结合生成,因此氢离子放电过程中可能生成,C正确;
D.阳极的反应为,生成时转移电子;被还原为,每个中Mn从+4价变为+2价,得到电子,根据电子守恒可知,转移电子时共消耗,D正确;
故选A。
10.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、原电池正负极判断、原电池、电解池综合考查、电解池有关计算
【详解】A.装置a为原电池,放电时电极Ⅰ为正极,电极Ⅱ为负极,正极电势大于负极电势,A正确;
B.工作一段时间装置b的总反应为,所以装置b的溶液组成不变,B正确;
C.装置a消耗时,转移4电子,装置a、b中均被氧化生成,根据得失电子守恒,装置a、b各消耗,则整个装置消耗,C正确;
D.装置b生成时,转移,装置a负极区电极反应式为,每转移,有由装置a正极区经过阴离子交换膜移向负极区,消耗32 g N2H4,所以负极区溶液的质量增加了,D错误;
故选D。
11.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解原理的理解及判断、铅蓄电池、电解池有关计算
【分析】电极b上发生失电子的氧化反应转化成,电极b为阳极,电极反应为;则电极a为阴极,电极a的电极反应为;电解总反应式为;催化循环阶段被还原成循环使用,同时生成,实现高效制和,即Z为。据此分析。
【详解】A.电解池中阳离子向阴极迁移,a是阴极,因此向电极a迁移,A正确;
B.由分析可知,电极b上的电极反应式为,B正确;
C.该过程总反应为水分解制和,循环使用,反应消耗水,因此加入可保持电解液浓度稳定,C正确;
D.铅酸蓄电池总反应为:,每消耗转移电子,因此消耗即反应时,转移电子;本装置中为,生成需要转移电子,因此转移电子时仅生成,D错误;
故选D。
12.D
【知识点】电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查
【分析】电解池a极区[]浓度增大,说明中间原料室中的透过c膜向a电极移动,c膜为阳离子交换膜;电解池中阳离子向阴极移动,则a极为阴极,接电源的负极,故光伏并网发电装置中,N型半导体的电极为负极,P型半导体的电极为正极,连接电解池的b极,故b极为阳极,中间室NaCl溶液浓度增大,说明中间原料室中的[]中的透过d膜向右侧移动,则d膜为阴离子交换膜,阳极室b中的Na+通过e膜向左侧移动,则e膜为阳离子交换膜。
【详解】A.结合分析可知,c、e为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,A正确;
B.由分析可知,光伏并网发电装置中,N型半导体为负极,B正确;
C.a为阴极,水得电子生成和,迁移过来的与结合生成,电极反应为: ,C正确;
D.b为阳极,放电:,同时极室的会通过阳离子交换膜迁移到室;b极室中,溶质NaOH因OH-反应和Na+迁出而减少,同时阳极反应生成了溶剂水,溶质减少而溶剂增多,故NaOH浓度必然降低,因此浓度关系为 ,D错误;
故选D。
13.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、原电池正负极判断、电解原理的理解及判断、电解池有关计算
【分析】
根据装置中物质转化可知,a极上苯酚转化为环己酮,发生失电子的氧化反应,故a为阳极,与电源正极相连,b极为阴极,与电源负极相连。阳极区苯酚先被氧化为环己酮,环己酮再在溶液中与反应生成,在电极上失去电子生成环己酮和肼,可避免直接在电极表面发生氧化反应。阴极区得电子生成和,装置中为阴离子交换膜,允许阴离子向阳极迁移。
【详解】A.电解池中电子由阳极流出流向电源正极,由电源负极流向阴极,故电子移动方向为a极→电源正极,电源负极→b极,A正确;
B.未直接在电极上发生反应,而是在溶液中与阳极生成的环己酮反应,可避免氨在电极上被过度氧化产生副产物,B正确;
C.电极反应Ⅱ中失电子,结合水与碳酸根生成环己酮、肼和碳酸氢根,配平后离子方程式符合电荷守恒与原子守恒,C正确;
D.阴极的电极反应为,电路中每通过2 mol电子,生成1 mol 逸出,同时生成2 mol ,会通过阴离子交换膜向阳极区迁移,故电路中通过6 mol电子时,阴极区减少的质量为生成氢气的质量与迁出的质量之和,为,D错误;
故选D。
14.B
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解原理的理解及判断、电解池有关计算
【分析】右室复合电极中水反应生成O2,发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+,所以N电极是阳极,接电源正极,左室复合电极CO2转化为HCOOH,CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-,C元素化合价降低发生还原反应,所以M电极是阴极,接电源负极。
【详解】A.由分析,电极M接负极,电极N接正极,电解时电子由阳极(N)经外电路流向阴极(M),A错误;
B.电解过程中,右室产生的氢离子通过阳离子交换膜进入中间室,左室反应产生的OH-和HCOO-通过阴离子交换膜进入中间室,B正确;
C.若电极反应为,因为左室安装的阴离子交换膜,左室无法持续得到H+,所以阴极的反应为CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-,C错误;
D.,阳极每生成1 mol氧气转移4 mol电子,故生成0.25 mol的氧气时转移1 mol电子,阴极生成1 mol HCOOH转移2 mol 电子,理论上转移1 mol 电子可生成0.5 mol HCOO-,生成的HCOO-会通过阴离子交换膜进入中间室,左室中无HCOOH,D错误;
故答案为B。
15.C
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、氧化还原反应方程式的书写与配平、电解原理的理解及判断、电解池有关计算
【分析】电化学间接处理废水中的装置中,采用为阳极材料,电极a产生,故电极a为阴极;电极b产生,故为阳极。
【详解】A.电解时a极为阴极,应与直流电源的负极相连,A错误;
B.电解时b极处理的过程是生成的HClO将废水中的氧化为,HClO是弱酸,离子方程式为:,B错误;
C.极产生的氯气会与水发生,当酸性过强时,上升,导致反应逆移,减少,去除效率降低,C正确;
D.选项中未指明气体的状态,无法计算,D错误;
故选C。
16.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、电解池有关计算
【分析】a电极上得电子发生还原反应生成,故a为阴极;b电极上失电子发生氧化反应,b为阳极,据此分析;
【详解】A.电解池中,阳极电势高于阴极。a为阴极, b为阳极,因此a极电势低于b极,A正确;
B.右室为阳极区,发生反应,消耗;同时双极膜中向阳极(b)迁移,补充部分,但消耗的多于迁移的,故右室浓度降低,B正确;
C.左室为阴极区,得电子发生还原反应生成。氮元素从+5价降至-3价,每个得8个电子,结合电荷守恒和原子守恒,电极方程式为:,C正确;
D.阳极发生,生成的发生反应。当电路中转移4mol电子时阳极生成mol,对应锥形瓶中生成为mol,故理论上生成mol,D错误;
故此题选D。
17.B
【知识点】原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、原电池有关计算
【分析】甲是原电池,a是负极,负极锌极失电子发生氧化反应;b是正极,NO2得电子发生还原反应生成;乙是电解池,c电极与电源正极相连,c是阳极,阳极水失电子发生氧化反应放出氧气;d电极与电源负极相连,d是阴极,阴极得电子发生还原反应生成。
【详解】A.根据以上分析,甲池为原电池,乙池为电解池,故A正确;
B.电池工作时,c是阳极、d是阴极,阳离子向阴极移动,所以由石墨电极I电极区向石墨电极II电极区移动,故B错误;
C.甲是原电池,a作负极,负极锌极失电子发生氧化反应;b是正极,NO2得电子发生还原反应生成;甲池的总反应为,故C正确;
D.b是正极,NO2得电子发生还原反应生成,捕获1mol NO2转移1mol电子,理论上捕获,电路中转移0.1mol电子,根据得失电子守恒,c极产生的0.025mol,生成氧气的质量为0.8 g,故D正确;
选B。
18.B
【知识点】新型电池、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查
【详解】A.放电时,b极发生还原反应,而中硫的化合价升高,故在充电过程中实现,A项错误;
B.放电时,a极反应式为,转移2 mol电子时理论上消耗2 mol Li,质量为14 g,B项正确;
C.放电时,金属锂为负极,硫-金属氮化物为正极,则充电时,a极为阴极,b极为阳极,充电过程中,锂离子由阳极(b)向阴极(a)迁移,C项错误;
D.多硫化物穿梭效应会导致电池容量衰减、放电效率降低等问题,影响锂-硫电池的性能,D项错误。
19.C
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解过程中溶液pH的变化、电有机合成、电解池有关计算
【分析】
有电解装置图可知,电极M为阳极,发生氧化反应,电极反应式为(主),(副);电极N为阴极,发生还原反应,电极反应式为;
【详解】A.电极M生成和,发生氧化反应,故M为阳极,与电源正极相连,A正确;
B.电解过程中,为了使阴极的反应物集中于阴极室(乙室),离子交换膜应为阴离子交换膜,通过阴离子交换膜往甲室移动,同时甲室中逐渐增多,溶液pH下降,B正确;
C.对于阳极主反应,则每转移1 mol电子,甲室生成逸出,从乙室迁移过来,溶液质量不变,对于副反应,则副反应每转移1 mol电子,甲室生成逸出,质量为8 g,从乙室迁移过来1 mol ,质量为35.5 g,甲室溶液质量增大,C错误;
D.主反应中存在计量关系:,副反应中存在计量关系:,故1 mol气体对应的X的物质的量在之间,X的摩尔质量为,故甲室每生成1 mol气体时,乙室得到的X的质量大于188 g,D正确;
故答案选C。
20.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、原电池正负极判断、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查
【分析】由图可知,在电极,被氧化为,a电极为阳极,与外接电源正极连接;电极为阴极,与外接电源负极连接,据此作答。
【详解】A.由分析可知,a电极为阳极,b电极为阴极,分别与外接电源正极和负极连接,因此,a极电势高于b极,A正确;
B.a电极反应的方程式为,反应生成。由图可知,b电极反应消耗,因此,该电池所用隔膜为质子交换膜,质子由极移向极,B正确;
C.由分析可知,电极是阴极,发生还原反应,电极反应的方程式为,C正确;
D.未给出气体所处的状态是否为标况,无法计算,D错误;
故选D。
21.C
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解过程中溶液pH的变化、电解原理的理解及判断、电解池有关计算
【详解】A.葡萄糖转化为葡萄糖二酸钾,碳元素化合价升高,发生氧化反应,因此电极N为阳极,电极M为阴极,阳极电势>阴极电势,A正确;
B.中C的平均化合价与葡萄糖相比也升高,说明也为氧化产物,故可以是阳极电解产物,B正确;
C.电极M反应式为,M极附近生成了OH-,因此M附近溶液的逐渐增大,C错误;
D.阳极处的电极反应式为,生成所用电子为,,D正确;
故选C。
22.D
【知识点】原电池、电解池综合考查
【分析】根据,电池放电时,CeH2失电子发生氧化反应生成CeH3,CeH2是负极反应物;得电子生成和Al,是正极反应物。
【详解】A.放电时中失去电子,生成,所以电极是负极,负极反应为,充电时是阴极,应该接电源负极,A正确;
B.固态电解质电池避免了液态电解质电池易泄露、易起火等问题,安全性高,B正确;
C.该电池应用在汽车上,汽车行驶时发生放电反应,电极b为原电池正极,反应式为,C正确;
D.充电时,外电路通过时,阴极由生成,质量减轻;阳极反应为,质量增加;每消耗时转移电子,则阳极或阴极的质量变化应都为,D错误;
故答案为D。
23.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、新型电池、原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查
【分析】据图可知,放电时石墨电极上的反应为 ,发生氧化反应,为负极;光催化电极上的反应为 :,发生还原反应,为正极;充电时,石墨电极上的电极反应为,发生还原反应,为阴极,光催化电极上的电极反应为,发生氧化反应,为阳极。
【详解】A. 放电时,石墨电极发生反应,发生氧化反应,为负极,A正确;
B. 充电时,石墨电极上的电极反应为,石墨电极作阴极,B正确;
C. 放电时,石墨电极上的反应为,光催化电极上的反应为,电池总反应为,C正确;
D. 充电时,石墨电极为阴极、光催化电极为阳极,钠离子向阴极移动,所以离子交换膜左侧电解质溶液质量增加,D错误;
故选D。
24.C
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解原理、炔烃的结构特点、电解池有关计算
【分析】该装置为电解池,A极得电子转化为D原子,发生还原反应,作阴极,连接电源负极,同时生成,A极反应为、+4D,X为;B极失电子转化为,发生氧化反应,作阳极,连接电源正极,B极反应为+4HCHO+8OD--4e-+4HCOO-+4D2O,Y为;据此解答。
【详解】A.据分析,B为阳极,连接电源正极,A错误;
B.由图可知,离子交换膜允许通过,为阴离子交换膜,B错误;
C.据分析,A极区存在反应+4D,C正确;
D.X为,摩尔质量为,根据反应式可知存在计量关系:,则电路中转移电子,则理论上生成X的物质的量为0.05mol,质量为,D错误;
故选C。
25.D
【知识点】铜的电解精炼、原电池电极反应式书写、原电池电解质溶液中离子的移向判断及应用、原电池、电解池综合考查
【分析】从图可知,A电极上放电时转化为,电极反应式为:,是电池正极;B电极上放电时转化为,电极反应式为:,是电池负极,据此作答。
【详解】A.由分析可知,放电时,电极A为正极,外电路通过电子时,有转移到电极A,A错误;
B.电解精炼铜的阴极反应式为:,当电池中迁移1 mol 时转移1 mol电子,电解精炼铜时生成0.5 mol Cu,其质量为32 g,B错误;
C.由分析可知,放电时,电极B为负极,则充电时,电极B为阴极,与外接直流电源的负极相连,C错误;
D.由分析可知,放电时,正极反应式为:,D正确;
故选D。
26.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、电解池有关计算
【分析】由水系-锰酸锂电池的工作原理知,Li为活泼金属,失电子,发生氧化反应,故Li作负极,作正极。
【详解】A.根据分析,Li作负极,作正极,A正确;
B.则放电时,阳离子向正极移动,穿过固体薄膜进入水溶液中,B正确;
C.Pt-Ag电极作阴极,得电子转化为,电极反应式为,每转移6 mol电子,会生成,同时从质子交换膜左侧迁移过来,溶液的碱性增强,C正确;
D.当电解过程中转移3 mol电子时,阴极区(右侧)生成,同时有从阳极区(左侧)迁移到阴极区(右侧),则乙池中膜右侧的质量变化为;阳极(左侧)发生氧化反应,电极反应式为,转移3 mol电子时,生成,同时有从阳极区(左侧)迁移到阴极区(右侧),则乙池中膜左侧的质量变化为,所以,D错误;
故选D。
27.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解过程中溶液pH的变化、原电池电解质溶液中离子的移向判断及应用
【分析】该电化学装置为电解池,B电极由乙二醇变为甲酸盐发生氧化反应,为阳极,电极方程式为,A电极由氧气变为发生还原反应,为阴极,电极方程式为;
【详解】A.装置中为阴离子交换膜,阴离子向阳极移动,故移向B极,A正确;
B.B电极由乙二醇变为甲酸盐发生氧化反应,为阳极,A电极由氧气变为发生还原反应,为阴极,故阳极电势高于阴极电势,B正确;
C.A电极反应物为氧气生成物为发生还原反应,电极反应为,C正确;
D.B电极的电极方程式为,消耗,虽然有阴极产生的移动过来,整体仍然消耗,故溶液碱性减弱,pH变小,D错误;
故选D;
28.D
【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解过程中溶液pH的变化、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查
【分析】左侧电极反应物为,产物为,氮元素化合价降低,发生还原反应,该电极为电解池的阴极,右侧为电解池的阳极。
【详解】A.电解过程是在外加电源作用下发生的氧化还原反应,能量变化为电能转化为化学能,而非化学能转化为电能,A错误;
B.电解池中,阴离子向阳极移动,根据分析,左侧电极为电解池的阴极,右侧为电解池的阳极,则应向右侧移动,而非向左移动,B错误;
C.还原反应是指物质得到电子、化合价降低的反应,若N电极上Cu和均发生还原反应,则二者均需得到电子,但Cu为单质(化合价0),中Cu为+1价,二者均为反应物时,无法同时得到电子(需有物质失去电子),C错误;
D.M电极为阴极,发生还原反应,中N为+5价,中N为-3价,N元素化合价降低(得到8个电子),结合碱性环境(生成OH⁻),电极反应式为:
,D正确。
故答案选D。
29.D
【知识点】电解原理的应用
【分析】根据电解装置图可知,左侧电解池由,化合价降低得到电子,则左室m电极为阴极,电极反应式为:;右室n电极为阳极,电极反应式为:;据此分析解答。
【详解】A.电解池中,阴离子向阳极移动,则双极膜中的移向右室,A正确;
B.每生成,转移电子为,双极膜解离 生成和,转移1mol电子,故转移电子物质的量=水解离的物质的量,得到水解离的物质的量为,质量为7.2g,B正确;
C.根据分析,极的电极反应式为:,C正确;
D.根据分析,左侧发生,生成溶解使溶液碱性增强,pH升高;右侧发生,消耗生成水稀释溶液,碱性减弱,pH降低;则左右两室溶液的pH均发生改变,D错误;
故答案为:D。
30.B
【知识点】原电池、电解池综合考查
【分析】根据装置可知,放电时属于原电池装置,电极b上失去电子,发生氧化反应,生成和,则电极b为负极,电极a为正极;充电时属于电解池装置,电极b上和得到电子,发生还原反应,生成,则电极b为阴极,电极a为阳极,据此分析作答。
【详解】A.该体系中,固体电解质界面SEI起到传导锂离子的作用,能够在SEI中快速迁移,从而保证电池内部离子的正常传导,使电池能够正常工作,A项正确;
B.根据分析,放电时,电极b为负极,发生氧化反应,B项错误;
C.在电解池中,与电源正极相连的电极是阳极,阳极上发生氧化反应,工作电极在充电时相当于阳极,连接电源正极,发生氧化反应,C项正确;
D.充电时,电极b上和得到电子,发生还原反应,生成,电极反应式为,D项正确;
答案选B。
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