2026届高考化学一轮复习-电化学基础专项训练(四川专用)
2026-09-05
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摘要:
**基本信息**
聚焦电化学核心原理与四川考情,通过25道典型题构建从基础概念到复杂应用的逻辑体系,强化科学思维与问题解决能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|原电池原理|8题|结合图像判断电极反应、离子移动|从电极判断(正负极)→反应类型(氧化还原)→能量转化|
|电解池应用|7题|涉及废水处理、物质制备的电解分析|由电解原理(阴阳极反应)→离子交换膜作用→实际工业应用|
|新型电池与综合|10题|含浓差电池、微生物电池等新情境题|从传统电池模型→新型体系拓展→多过程综合计算|
内容正文:
2026界高考化学一轮复习-电化学基础(四川专用)
1.(2026年高考四川卷化学高考真题)化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法。将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解,和分别进入对应的储存电极。提取完成后,将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解,即得纯净的。其工作原理示意图如下。
下列说法错误的是
A.提取的电极反应为
B.提取电解槽中,每提取,理论上可回收
C.释放电解槽中,中的钛被氧化
D.释放电解槽的总反应为
2.(四川省成都市石室中学2026届高三下学期适应性考试(二)化学试卷)沉积型铅酸液流储能电池以和Pb为电极,以溶液、甲基磺酸铅溶液作为电解液,其充放电工作原理如图所示。下列说法错误的是
已知:①为强酸;②电流效率是指通过电化学反应生成目标产物的电流利用效率。
A.电极电势:N>M
B.放电时,电极N上的电极反应:
C.充电时,电极N接电源负极
D.充电时,若电路中通过2 mol电子,电极M上生成196.65 g Pb,则该过程的电流效率为95%
3.(四川成都市第七中学2025-2026学年高三下学期高考热身考试化学试题)一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图,其中电解质为溶液。下列说法正确的是
A.b为电源正极
B.反应前后的物质的量不变
C.二氧化铱电极区域发生的总反应为:
D.电路中每转移2 mol电子,阴极产生气体22.4 L
4.(四川绵阳中学2026届高三下学期高考适应性考试(一)化学试题)Na—Ni/NiCl2二次电池具有高能量密度、长寿命、安全性高的优点,以β﹣氧化铝陶瓷作固体电解质(只允许钠离子通过),工作原理如图所示。下列说法错误的是
已知:该题环境下,AlCl3易结合Cl﹣生成[AlCl4]﹣。
A.该电池在常温下无法运行
B.充电时电势:a<b
C.放电时,负极电极反应式为Na-e-=Na+
D.放电时,每转移1mole﹣熔融电解质质量增加35.5g
5.(四川部分校2026届高三下学期高考模拟预测化学试题)某研究小组以浓差电池为电源,用如图所示装置从含Na2CrO4的浆液中分离得到含的溶液并制备。已知:浓差电池中,某种电解质离子或分子浓度越大,其氧化性或还原性越强。
下列说法正确的是
A.Ag(Ⅰ)为负极,起始时, B.膜a、膜b、膜c均为阴离子交换膜
C.转化成所需主要由C室提供 D.E室的电极反应式为
6.(四川绵阳南山中学2026届高三下学期高考适应性考试化学试题)利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生,同时利用该电池电解溶液制取溶液和溶液,装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室通入足量氨气后电池开始工作。下列说法错误的是
A.电解装置中离子交换膜为阴离子交换膜
B.A、B、C对应的物质分别是、浓溶液、溶液
C.电池总反应:
D.其他条件不变,若扩散到乙室将减小电流强度
7.(福建莆田市2026届高中毕业班五月份质量检测化学试题)我国研究人员发明了一种水系钾离子电池,该电池以聚酰亚胺和柏林绿为电极材料,钾盐为电解质,其中充放电过程如下图所示。
下列说法正确的是
A.充电时,向电极a迁移
B.放电时,负极反应为
C.当b电极材料组成为时,其中
D.放电时当电极b质量增加7.8 g时,电极a生成0.1 mol Q
8.(四川广元市2026届下学期高三年级定时训练化学试题)某生物质能产业基地科研人员利用电催化技术,将木质纤维素水解得到的5-羟甲基糠醛(HMF)高效转化为高附加值的2,5-呋喃二甲醛(DFF),工作原理如图所示。已知:双极膜由阴、阳离子交换膜复合而成,在直流电作用下,复合层间的解离成和,并分别向两极迁移。下列说法错误的是
A.极电势高于极
B.产生气体,双极膜中解离了
C.b极的电极反应式为
D.一段时间后,阴极区变小,阳极区变大
9.(四川省成都市2026届高三下学期定时练习化学试题)将惰性电极Ⅰ、Ⅱ的产物分别导入含NO、的反应池,可以实现对NO和的无害化处理,有关电化学装置如图。下列说法错误的是
A.惰性电极Ⅰ的电势低于惰性电极Ⅱ
B.惰性电极Ⅱ发生
C.中经质子交换膜向惰性电极Ⅰ移动
D.理论上导线中通过1 mol电子时,两极溶液质量变化之差为1 g
10.(四川宜宾市普通高中2026届高三下学期高考适应性演练化学试题)南开大学科学家研制了一种以溶液为电解质的铅—醌低温水系电池,该电池装置如图所示。
已知:四氯对苯醌的结构简式为。
下列说法正确的是
A.放电时,向Pb电极迁移
B.放电时,Pb电极电势高于氧化石墨烯电极
C.充电时,0.2 mol电子流经外电路,理论上Pb电极质量增加9.6 g
D.充电时,阳极反应为:
11.(四川什邡中学2026届高三下学期二模化学试题)2025年5月,大连理工大学陆安慧教授团队采用电化学法合成丙酰胺取得新进展:采用电化学阴阳双极协同方法,以硝酸盐和正丙醇为反应物,在温和条件下反应高效合成丙酰胺()。下列说法错误的是
A.该装置中电能转化为化学能,同时遵循能量守恒定律
B.阴极区发生还原反应,硝酸根离子()被还原为NH3或NH2OH
C.阳极反应可表示为:CH3CH2CH2OH-2e-→CH3CH2CHO+2H+
D.中间体丙醛与阴极生成的NH2OH或氨进一步反应生成丙酰胺
12.(专题06化学反应与能量(4大题型)(四川专用)2026年高考化学二模分类汇编)中国科学院某研究团队利用催化剂实现电合成尿素,合成过程中电极a表面的反应历程如下图。
下列说法错误的是
A.电解时,b连接电源正极
B.电极a表面的反应历程中有非极性键的断裂和形成
C.阴极总反应式:CO2+N2+6H++6e-=CO(NH2)2+H2O
D.每转移1mol电子,右室溶液质量减少9g
13.(陕西咸阳市2026届高三下学期高考模拟检测化学试题)我国科研人员利用电解法对工业含氰废水(主要含)的无害化处理水平已经达到全球领先。一种高效、低耗、安全的处理工艺原理如图所示,电极材料均为石墨,工作时a、b电极上均无气体产生。下列说法正确的是
A.甲室中的通过阴离子交换膜移向乙室
B.工作一段时间后,乙室溶液减小
C.c电极上的反应为
D.去除,理论上甲室溶液质量增重
14.(四川成都市树德中学2025-2026学年高二下学期4月阶段性测试化学试题)新型三步法氯碱工艺,具有清洁、低成本的特点,其工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.与传统氯碱工艺相比,该方法不需要使用离子交换膜
B.第一步中阳极的电极反应式为
C.第二步中,放电结束后,电解质溶液的pH变大
D.理论上每消耗0.1 mol ,产生0.4 mol NaOH和4.48 L (标准状况下)
15.(安徽合肥市一六八中学2026届高三下学期3月规范训练化学试题)铜以其优良的物理和化学性质,在现代社会中扮演着关键角色,利用电化学原理处理含铜废液,回收高浓度含铜溶液的装置如图。下列说法不正确的是
A.a极的电极反应为:
B.当b电极增重64克,a极区形成4 mol共价键
C.该方法可以富集并产生电能,同时循环利用
D.装置中的离子交换膜为阳离子交换膜
16.(2026届广东深圳市高三年级下学期第一次调研考试化学试卷)无负极锂金属电池具有高能量密度等特点,但也存在放电时部分锂从电极表面脱落而导致不可逆的锂损失等内在挑战。充、放电时,仅Li+通过多孔隔膜。不同状态下的电池结构如图所示,下列说法错误的是
A.Cu、Al为电极材料,不参与电极反应
B.首次充电时,阳极反应为
C.放电时,Li+从左极室穿过多孔隔膜向右极室迁移
D.放电时,若负极上Li的质量减少7 g,则外电路转移1 mol电子
17.(广东茂名市2026年高三年级上学期第一次综合测试化学试卷)电解水制氢和耦合醇制酸的装置及机理如下,下列说法错误的是
A.阳极反应的催化剂是NiO
B.电解时,被氧化
C.iii转化为iv的反应方程式为
D.经历2次与的互相转化可得到
18.(2025届江西省景德镇市高三下学期第三次质量检测(三模)化学试题)铜基配合物电催化还原的装置原理如图所示,下列说法不正确的是
A.若以铅蓄电池作电源进行电解,a应与电极相连
B.石墨烯电极上发生还原反应,电极反应为
C.电极附近溶液的值减小
D.溶液中通过2 mol电子时,阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为
19.(湖北省新八校2024-2025学年高三下学期2月联考化学试卷)段镶锋教授深入研究了锂硫电池中复杂的硫还原反应进程,研究结果表明电池中涉及的多硫化物转化反应,下图展示了电池中硫还原反应的示意图(左侧为嵌入的碳纳米管,右侧为),涉及从分子到固体的复杂的16电子转化过程。已知:①多硫化物溶液的颜色随着中x的增多,颜色由黄色变深直至红色;②的水溶性较差。下列说法错误的是
A.图示电池总反应为:
B.是控制整体硫还原反应过程的关键电化学中间体
C.充电时,正极附近颜色由红色变到黄色最后变成无色
D.选择合适的溶剂能让电池保持稳定的电流输出
20.(黑龙江省大庆市期中考试化学试题)最新研究的锌铈液流电池具有储能高、污染小等优点,其工作原理如图所示,其中电极为惰性材料,不参与电极反应。下列说法正确的是
A.放电时,电池外接负载,将储存在电解质溶液中的化学能转化为电能,其储能容量取决于电解液的容量和浓度
B.充电时,极发生还原反应,电极反应式
C.充电时,当外电路中通过电子时,极室中溶液的质量减少
D.选择性离子交换膜应为质子交换膜,电池放电时从极室移向极室
21.(四川资阳中学2026届高三下学期强化训练(二)化学试题)在恒温条件下,一种浓差电池的工作原理如图所示,下列说法不正确的是
A.固体电解质中加入是为了提高电解质的导电能力
B.若外电路中转移,则两极气体的质量差将改变
C.电极的电极方程式为:
D.气体压强
22.(四川成都市石室中学2026届高三下学期考前学情自测化学试题)科研人员设计出一种微生物脱盐电池,实现了同时产电脱盐并去除污水,其工作原理如图所示,忽略气体溶于水及与水反应。下列说法正确的是
A.为实现脱盐的目的,离子交换膜Ⅰ和Ⅱ分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
B.电极A的反应式:
C.当Ⅱ室脱去2 mol NaCl时,Ⅰ室溶液的质量增加49.0 g
D.放电过程中,Ⅱ室NaCl溶液的浓度逐渐减小,pH逐渐减小
23.(四川遂宁市高中2026届高三下学期二诊考试化学试题)某课题组用酞菁钴(RM)辅助构建了电池体系,使该电池的电动势提高到的同时还可以在下正常工作,原理如图,下列叙述错误的是
A.“常温”和“非常温”电池中,电极电势均为高于
B.“常温”电池中,电极反应式为
C.“非常温”电池中,为反应的催化剂
D.该电池中,每当有参与反应时,极向极迁移
24.(安徽池州市第二中学等校2025-2026学年高一下学期4月期中化学试题)NOx是形成臭氧、光化学烟雾的重要前体物,也是导致酸雨的原因之一。为了减少环境污染,某实验小组设计了如下装置(阳离子交换膜只允许阳离子通过)。下列有关说法正确的是
A.a电极是原电池的正极,发生还原反应
B.电解质溶液中的K+通过阳离子交换膜向b电极移动
C.若NOx为NO,b电极上的电极反应为
D.当反应中转移6 mol ,理论上通入的氨气的体积为44.8 L
25.(福建省漳州市2025届高三下学期第三次检测化学试题)一种新型的H2-Pb燃料电池如图所示(其中B电极表面有催化材料和气体扩散层)。
下列说法错误的是
A.电池工作时A电极为正极,X为Na+
B.A电极电极反应式为
C.右室通入2.24 L(标准状况下)H2时,有0.3 molX通过交换膜
D.B电极表面使用催化材料和气体扩散层可提升电池效率
试卷第1页(共3页)
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《高三化学� �电化学基础》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
B
D
C
A
B
D
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
B
D
C
D
D
D
D
C
A
题号
21
22
23
24
25
答案
B
C
C
B
C
1.B
【分析】由图可知,提取电解槽中,左侧为阴极,电极反应:,右侧电极为阳极,电极反应为;释放电解槽中,左侧释放,为电解池阳极,电极反应:,右侧为释放,为电解池阴极,电极反应:,与结合,即得纯净的,据此解答。
【详解】A.提取的电极为阴极,得电子嵌入电极,反应式电荷、原子均守恒,符合反应事实,A正确;
B.提取电解槽中,每提取,电路中转移,由阳极电极反应式可知,理论上可回收,B错误;
C.释放电解槽中,释放出,转化为,反应中失电子,Ti元素化合价升高,钛被氧化,C正确;
D.配平释放电解槽的总反应, 阳极:;阴极:,两式相加,结合,整理后得到选项中的总反应,原子、电子均守恒,D正确;
故选B。
2.C
【分析】在充电时,该装置是电解池,电极N为阳极,失电子发生氧化反应,即,电极M为阴极,得电子发生还原反应,即;放电时,该装置是原电池,电极M为负极,Pb失电子发生氧化反应,即,电极N为正极,二氧化铅得电子发生还原反应,即。
【详解】A.由分析知,电极N为放电时的正极,充电时的阳极,其电极电势高于M,A正确;
B.由分析可知,放电时是原电池,电极N为正极,二氧化铅得电子发生还原反应,即, B正确;
C.由分析知,充电时是电解池,电极N为阳极,接电源的正极,C错误;
D.充电时是电解池,电极M为阴极,电路中通过2 mol电子,得2 mol电子,理论上生成207 g Pb,实际生成196.65 g Pb,电流效率为%=95%,D正确;
故选C。
3.B
【分析】根据图中信息可知,二氧化锆电极发生氧化反应,故二氧化锆电极为阳极,镍电极发生还原反应,故镍电极为阴极,即可判断电源a极为正极、电源b极为负极,据此解答。
【详解】A.b电极上被还原为,是电解池的阴极,故b为电源负极,A错误;
B.根据图示,从整个反应过程来看,在电极a转化为后,又经反应I、II等量产生,故反应前后的物质的量不变,B正确;
C.由B选项分析可知,a电极区域总反应为,C错误;
D.阴极电极反应式为,电路中每转移2 mol电子,阴极产生气体1 mol,但选项未说明“标准状况下”,22.4 L/mol在此处不成立,D错误;
故选B。
4.D
【详解】A.因为电解质为β﹣氧化铝陶瓷,在常温下不能作为熔融状态让钠离子通过,所以该电池在常温下无法运行,故A正确;
B.放电时,a为负极,b为正极,充电时,a为阴极,b为阳极,根据电解原理,阳极电势高于阴极,所以充电时电势:,故B正确;
C.放电时,负极发生氧化反应,钠失去电子生成钠离子,电极反应式为,故C正确;
D.放电时,负极反应为,生成的通过β - 氧化铝陶瓷进入正极区,正极发生反应:,生成的与结合生成,反应为,同时与结合为。每转移时:有(质量为23 g)进入正极熔融电解质;正极生成(质量为35.5 g)进入电解质,与结合转化为。因此熔融电解质增加的质量为,而非35.5 g。故D错误;
故选D。
5.C
【分析】用如图所示装置从含Na2CrO4的浆液中分离得到含的溶液并制备,说明从D室通过膜c进入E室,则E室为阴极室,发生还原反应,电极反应式为;C室为阳极区,发生氧化反应,电极反应式为。生成的通过膜b进入D室,与反应转化为()。浓差电池的正极()连接电解池的阳极(惰性电极Ⅰ),负极()连接电解池的阴极(惰性电极Ⅱ)。
【详解】A.由分析可知,Ag(Ⅰ)为负极,Ag(Ⅱ)为正极,浓差电池中,某种电解质离子或分子浓度越大,其氧化性或还原性越强,则正极区氧化性更强、浓度更大,故起始时,A错误;
B.由分析可知,为负极,电极反应式为:,为维持电中性,需从B室移向A室,故膜a为阴离子交换膜;C室生成的需进入D室参与反应,故膜b为阳离子交换膜,D室的需进入E室制备,故膜c为阳离子交换膜,B错误;
C.由分析可知,C室为阳极区,电极反应生成,通过膜b迁移到D室,为转化为提供,C正确;
D.由分析可知,E室为阴极区,发生得电子的还原反应,电极反应为,D错误;
故选C。
6.A
【分析】左侧是热再生氨电池,右侧是电解池。甲室通入足量氨气后,与形成,导致甲室浓度降低,乙室相对较高。根据原电池原理,甲室为负极室,Cu失电子,乙室为正极室,得电子析出。右侧电解池中,丙室连正极,丁室连负极。电解池反应:丙室:,得溶液。丁室:,需Na+从丙室迁移至丁室以维持电荷平衡,最终得浓NaOH溶液。
【详解】A.Na+需从丙室迁移到丁室,说明膜允许阳离子通过,是阳离子交换膜,A错误;
B.丁室反应生成,同时迁移过来,因此 B 为浓 NaOH 溶液;丙室反应生成,因此 C 为 溶液;丁室通入的中含少量 A,阴极反应生成,A 应为NaOH,B正确;
C.负极:,正极:,相加得总反应:,C正确;
D.若扩散到乙室,会与结合生成,使乙室浓度降低,正极反应速率下降,整体电流强度减小,D正确;
故选A。
7.B
【分析】放电时,a极P失电子释放生成Q,发生氧化反应,为原电池负极;b极得电子结合生成,发生还原反应,为原电池正极;充电时a为阴极,b为阳极。
【详解】A.充电时为电解池,阴离子向阳极移动,充电时b为阳极,故向电极b迁移,A错误;
B.放电时a为负极,P失电子发生氧化反应释放生成Q,电极反应为,B正确;
C.呈电中性,设物质的量为,物质的量为,则,总正电荷等于总负电荷:,解得,,故,C错误;
D.放电时b极反应为,质量增加来自,,转移电子物质的量为0.2mol;根据负极反应,每转移电子生成,故转移0.2mol电子时生成的物质的量为,不为0.1mol,D错误;
故选 B。
8.D
【分析】HMF转化为DFF时,羟甲基氧化为醛基,失电子发生氧化反应,因此b为阳极,接电源正极;a为阴极,接电源负极。
【详解】A.阳极接电源正极,阴极a接电源负极,正极电势高于负极,因此b极电势高于a极,A正确;
B.阴极上得电子生成,气体X为。生成时转移电子;每转移电子,双极膜解离,因此解离,质量为,B正确;
C.b为阳极,失去电子生成和,电极反应式符合反应变化,C正确;
D.阴极区的电极反应为,消耗水,使溶液浓度增大,变大。阳极区中,双极膜提供的会与阳极区电解质中的反应,导致浓度降低,变大,D错误;
故选D。
9.D
【分析】由图示转化,惰性电极Ⅰ上硫元素由+4价降低为+3价,发生还原反应,电极Ⅰ是阴极,惰性电极为Ⅱ阳极。
【详解】A.由图示转化,惰性电极Ⅰ上硫元素由+4价降低为+3价,发生还原反应,电极Ⅰ是阴极,电势低于惰性电极Ⅱ(阳极),A正确;
B.惰性电极Ⅱ是阳极,发生氧化反应,B正确;
C.电解时,阳离子向阴极移动,则氢离子经质子交换膜向惰性电极Ⅰ移动,C正确;
D.阴极反应为,理论上导线中通过1mol电子时,有从右侧迁移到左侧,左侧溶液质量增加1g,右侧溶液质量减小1g,两极溶液质量变化之差为2g,D错误;
故答案选D。
10.D
【分析】首先根据装置图判断电极:放电时电子从Pb电极流向氧化石墨烯电极,因此放电时为Pb负极,氧化石墨烯电极为正极;充电时Pb为电解池阴极,氧化石墨烯电极为电解池阳极。
【详解】A.根据分析可知当放电时氧化石墨烯为正极,H+向正极迁移,A错误;
B.放电时,正极电势高于负极,Pb电极为负极,因此Pb电极电势低于氧化石墨烯电极,B错误;
C.充电时,Pb电极(阴极)的反应为:PbSO4+2e-=Pb+,PbSO4转化为Pb,固体质量减少(每转移0.2 mol电子,反应0.1 mol PbSO4,质量减少9.6 g),质量不是增加,C错误;
D.充电时为电解池,阳极发生氧化反应,醇被氧化为酮,根据装置可知阳极反应为:,D正确;
故答案为D。
11.C
【分析】根据装置可知,此装置为电解池;钛电极连接电源的正极,是阳极,该电极上丙醇被氧化生成丙醛,;在电极(阴极)上硝酸根被还原得到,以此进行分析;
【详解】A.该装置是电解池,电化学合成过程中电能转化为化学能,所有化学反应都遵循能量守恒定律,A正确;
B.电解池中阴极发生得电子的还原反应,由装置图可知,在阴极被还原,元素从价降低为的价、的价,B正确;
C.该体系为中性/碱性环境(阴极还原时会生成),正确的阳极反应式为:,C错误;
D.正丙醇在阳极被氧化为丙醛,在阴极被还原为或,丙醛扩散到阴极区与还原产物进一步反应生成丙酰胺,D正确;
故选C。
12.B
【分析】a电极通入N2、CO2生成尿素,N从0价变为-3价,得电子发生还原反应,因此a是阴极,接电源负极;b电极通入H2O生成O2,O从-2价变为0价,失电子发生氧化反应,因此b是阳极,接电源正极。
【详解】A.b极发生氧化反应,b极为阳极,b连接电源正极,故A正确;
B.反应历程中,只有N2中N≡N非极性键的断裂,整个历程(包括中间体、最终产物)都没有新的非极性键形成(尿素CO(NH2)2中两个N不直接成键,不存在非极性键),因此B错误;
C.阴极发生还原反应,反应式为:CO2+N2+6H++6e-=CO(NH2)2+H2O,原子守恒、电荷守恒、化合价升降守恒均满足,故C正确;
D.阳极(右室b)反应为,转移1mol电子时,生成0.25molO2,质量为;同时生成1molH+,H+通过质子交换膜迁移到左室,质量为,因此右室总质量减少8g+1g=9g,故D正确;
故答案选B。
13.D
【分析】由图示及题干信息可得,该装置左边为原电池,右边为电解池,由极上的物质转化可知,、元素化合价升高,发生失电子氧化反应,为阳极,d为阴极,a为负极,b为正极;
【详解】A.原电池中阴离子向负极移动,因此是乙室的阴离子移向甲室,A错误;
B.工作时、电极上均无气体产生,则极上的反应为,极上的反应为。工作一段时间后,乙室消耗的同时有移向甲室,同时有水生成,减小,溶液增大,B错误;
C.为阳极,电极上的反应为,C错误;
D.去除,转移,甲室消耗生成,有由乙室移向甲室,理论上甲室溶液质量增重,D正确;
故选D。
14.C
【详解】A.传统氯碱工艺电解饱和食盐水,使用阳离子交换膜,该方法可避免使用离子交换膜,A项正确;
B.根据图示,第一步中阳极反应为,B项正确;
C.由分析可知,第二步的目的是用于提取溶液中的钠离子和氯离子,放电后所得溶液为稀NaCl溶液,溶液的pH不变,C项错误;
D.理论上,每消耗0.1 mol O2转移0.4 mol电子,第一步生成0.4 mol NaOH;根据电子守恒,该过程转移的电子数与第一步相等,也为0.4 mol,因此第二步提取0.4 mol NaCl,第三步生成0.2 mol Cl2,在标准状况下的体积为4.48 L,D项正确;
答案选C。
15.D
【分析】a电极为负极,Cu失电子并与结合生成,电极反应为:,进入热再生部分得到高浓度含铜溶液,释放的可循环回电池部分重复利用。b电极为正极,废液中的得电子还原为Cu,电极反应为:,实现富集并得到低浓度排放液,据此分析。
【详解】A.由装置原理可知,a极为原电池的负极,Cu失电子并与结合生成,电极反应为:,A不符合题意;
B.a、b两极转移电子数相等,当正极生成64 g,即1 mol Cu时,电路中转移2 mol电子;负极1 mol Cu被氧化为,并与4 mol 形成4 mol配位键, 配位键属于共价键,B不符合题意;
C.该装置为原电池,可富集并产生电能,同时回收液受热分解释放,氨气可循环利用,C不符合题意;
D.a极室生成,正电荷增加;b极室消耗,正电荷减少;为维持电荷中性,需由b极室迁移至a极室,故离子交换膜为阴离子交换膜,D符合题意;
故选D。
16.D
【分析】该无负极锂金属电池以Cu、Al为电极材料,首次充电时,阳极的LiFePO4失去电子和Li+,生成Li(1-x)FePO4,释放的Li+穿过多孔隔膜,在阴极Cu侧得电子沉积为金属Li;放电时,负极Cu侧的金属Li失去电子生成Li+,Li+穿过多孔隔膜向正极迁移,与正极的Li(1-x)FePO4结合并得电子,重新生成LiFePO4,实现化学能向电能的转化;据此作答。
【详解】A.Cu、Al作为电极材料,仅起到导电和支撑的作用,不参与电极反应,A正确;
B.首次充电时,阳极的LiFePO4失去电子和Li+,生成Li(1-x)FePO4,电极反应式符合事实,B正确;
C.放电时,Li+作为阳离子,会从负极(左侧)穿过多孔隔膜向正极(右侧)迁移,C正确;
D.放电时,负极反应为Li-e-=Li+,每1 mol Li(质量为7g)失去1 mol电子,外电路转移1 mol电子;但题目中提到“放电时部分锂从电极表面脱落”,这部分脱落的Li并未参与反应,因此负极上Li的质量减少7 g时,外电路转移的电子小于1 mol,D错误;
故选D。
17.D
【分析】阴极上,水发生还原反应生成氢气:,生成的通过阴离子交换膜进入阳极室。阳极上,作为催化剂,经过一系列反应,最终被氧化为,据此分析。
【详解】A.由机理图可知,NiO在阳极反应中参与循环,反应前后质量和性质不变,是阳极反应的催化剂,A不符合题意;
B.电解时,转化为,碳元素化合价升高,被氧化,B不符合题意;
C.ⅲ为,ⅳ为,转化的反应方程式为,C不符合题意;
D.阴极反应为,生成转移电子;阳极上转化为时,从+2价变为+3价,每经历1次与的互相转化,转移电子,因此经历2次转化可得到,D符合题意;
故选D。
18.D
【分析】从图中可以看出,在Pt电极,H2O→O2,此电极失电子发生氧化反应,为电解池的阳极,则电源的a电极为正极,b电极为负极,石墨烯电极为阴极。
【详解】A.铅蓄电池中PbO2为正极,电解池中阳极(Pt电极,发生氧化反应生成O2)需连接电源正极,由装置图知Pt电极连接电源a端,故a为正极,应与PbO2电极相连,A正确;
B.石墨烯电极上CO2转化为HCOOH,C元素化合价从+4降为+2,发生还原反应,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可得出酸性条件下电极反应为CO2+2e⁻+2H⁺=HCOOH,B正确;
C.Pt电极为阳极,发生反应2H2O-4e⁻=O2↑+4H⁺,生成H⁺使溶液酸性增强,pH减小,C正确;
D.溶液中不能有电子通过,当转移2 mol电子时,阳极(Pt)消耗1 mol H2O(18g),生成0.5 mol O2(16g逸出)和2 mol H⁺(2g移向阴极),阳极室溶液质量减少18g;阴极(石墨烯)消耗1 mol CO2(44g)和2 mol H⁺(2g),生成1 mol HCOOH(46g),阴极室溶液质量增加46g。阳极室减少18g、阴极室增加46g,质量变化量差值为46-(-18)=64g≠28g,D不正确;
故选D。
19.C
【详解】A.由电池中硫还原反应涉及从分子到固体的复杂的16电子转化过程可知,电池总反应为,故A正确;
B.由图可知,转化生成的和最终转化为,说明是控制整体硫还原反应过程的关键电化学中间体,故B正确;
C.充电时,与直流电源正极相连的左侧电极为电解池的阳极,在阳极失去电子发生氧化反应生成淡黄色和锂离子,中x减小,则正极附近颜色变浅,由红色变到黄色,为淡黄色固体,所以颜色不可能最后变成无色,故C错误;
D.由题给信息可知,的水溶性较差,所以选择合适的溶剂,有利于增强电解质溶液的导电性,能让电池保持稳定的电流输出,故D正确;
故选C。
20.A
【分析】放电时锌做负极,变成锌离子,正极是,电池的总反应为: 。充电时,a为阴极,锌离子变成锌单质,b为阳极,。据此解答。
【详解】A.电池是将化学能变成电能,其储能容量取决于电解液的体积和浓度,A正确;
B.锌为负极,则充电时,a为阴极,b电极为阳极,发生氧化反应,B错误;
C.充电时,a极是锌离子变成锌单质,当外电路中通过电子时,极室中溶液中有的锌离子变成锌单质,但溶液中有阳离子流入,故溶液的减少质量不是,C错误;
D.充电和放电过程中正极电解液和负极电解液不能混合,故加入氢离子平衡电荷,故为质子交换膜,电池放电时,从a极室移向b极室,D错误;
故选A。
21.B
【分析】原电池中阳离子向正极移动,图中移向B电极,因此B为正极,A为负极,负极A的反应为,正极B的反应为。据此分析。
【详解】A.具有良好的导电性,向固体电解质中加入可以提高导电能力,A不符合题意;
B.负极A的反应为,正极B的反应为,当外电路转移时,A极生成,气体质量增加,B极消耗,气体质量减少,两极气体的质量差变化量为,B符合题意;
C.B为正极,得电子结合生成,给出的电极反应式满足电荷守恒、原子守恒,C不符合题意;
D.该浓差电池中,压强越大,浓度越大,越容易发生得电子的正极反应,B为正极,因此,D不符合题意;
故选B。
22.C
【分析】由图可知,Ⅲ室通入氧气,则电极B为电池的正极,发生还原反应,正极反应式为:,电极A为电池的负极,发生氧化反应,负极反应式为:。
【详解】A.在原电池中,阴离子移向负极(电极A),则离子交换膜Ⅰ是阴离子交换膜,即Ⅱ室中的通过离子交换膜Ⅰ移向Ⅰ室,离子交换膜Ⅱ是阳离子交换膜,Ⅱ室中的通过离子交换膜Ⅱ移向Ⅲ室,实现了同时产电脱盐的目的,A错误;
B.由分析知,电极A为负极,反应式为:,B错误;
C.当Ⅱ室脱去2 mol NaCl时,有从Ⅱ室进入I室,电路中有2 mol通过,根据负极的反应式可知,会有的逸出,则I室溶液的质量变化为:,即增加49.0 g,C正确;
D.放电过程中,Ⅱ室中的通过离子交换膜Ⅱ向正极(Ⅲ室)移动,通过离子交换膜I向负极(I室)移动,导致浓度逐渐减小,Ⅱ室内不发生生成或的反应,pH基本不变,D错误;
故选C。
23.C
【分析】该装置为原电池,电极b为负极,失电子生成,a为正极,得电子,分析各选项:
【详解】A.原电池中正极电势一定高于负极,无论“常温”还是“非常温”,a始终是正极,b始终是负极,因此电极电势a高于b,A正确;
B.常温下a为正极,得电子,结合生成和C,配平后电极反应为,B正确;
C.根据反应机理:RM(酞菁钴)与结合生成,反应放出产物后又重新生成,因此才是反应的催化剂,是反应中间产物,C错误;
D.总反应为,参与反应时转移电子,原电池中阳离子由负极(b极)向正极(a极)迁移,共迁移,D正确;
故选C。
24.B
【分析】该装置在碱性条件下将氨气和转化为氮气,a极为负极,氨气被氧化为氮气,b极为正极,被还原为氮气。
【详解】A.由题意和装置可知,a电极为负极,发生氧化反应,b电极为正极,发生还原反应,A项错误;
B.原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故通过阳离子交换膜向b电极移动,B项正确;
C.若为NO,b电极上的电极反应为,C项错误;
D.题目中未说明是“标准状况”,故无法计算氨气的体积,D项错误;
故选B。
25.C
【分析】燃料电池中燃料(H2)在负极反应,B电极通入H2,故B为负极,反应式为:H2 - 2e- + 2OH- = 2H2O,A为正极,电极反应式为:。
【详解】A.燃料电池中燃料(H2)在负极反应,B电极通入H2,故B为负极,A为正极;阳离子向正极移动,X为Na+,A正确;
B.A为正极,中2价Pb得电子被还原为Pb,电极反应式为,电荷与原子守恒,B正确;
C.若无泄压阀装置,右室通入0.1 mol H2(2.24L标准状况),H2在负极失电子:H2 - 2e- + 2OH- = 2H2O,转移0.2 mol电子,Na+向正极移动,通过交换膜的Na+为0.2 mol,但图示上有泄压阀,通入的H2过量,故无法以通入的H2量进行计算,C错误;
D.催化材料加快反应速率,气体扩散层促进H2扩散,可提升电池效率,D正确;
故选C。
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