2027届高三化学一轮复习选择题专项训练电化学
2026-09-05
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摘要:
**基本信息**
本专项通过真题与变式训练结合,系统构建电化学解题方法体系,涵盖电极判断、反应式书写等核心技巧,逻辑链从原理到应用,强化科学思维与问题解决能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|真题演练|7题(2023-2026浙江高考)|电极类型判断、反应式配平、守恒法应用|原电池/电解池原理→离子移动→能量转化|
|变式训练|24题(模拟题)|膜类型分析、新型电池解析、工业应用计算|基础概念→复杂情境→实际问题解决|
内容正文:
2027届高三化学一轮复习选择题专项训练
电化学
一、真题演练
1.(2026·浙江·高考真题)某课题组采用电化学方法合成含硫磷有机化合物(以作溶剂,Ph—代表苯基,电负性:)。合成机理示意图如下:
下列说法不正确的是
A.该合成中NaI可作电解质
B.化合物1、化合物2中P元素的化合价不同
C.转化为化合物4的反应中,被还原
D.该合成的反应式为
2.(2026·浙江·高考真题)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,下列说法中,不正确的是
A.电极M处的电极反应式为:
B.离子交换膜P为阳离子交换膜
C.1 mol葡萄糖()完全转化为葡萄糖二酸钾()转移的电子数为
D.电解过程可能产生葡萄糖酸钾()
3.(2025·浙江·高考真题)通过电化学方法制备,进而由与反应合成。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:。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:
C.电解液中可以用氢溴酸代替
D.原料足量的情况下,理论上电路中转移可得到
4.(2025·浙江·高考真题)一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时,产物为和,随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是
A.熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率
B.充放电时,优先于通过固态电解质膜
C.放电时,随温度升高Q增大,是因为正极区转化为
D.充电时,锂电极接电源负极
5.(2024·浙江·高考真题)金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图:
下列说法正确的是
A.图1、图2中,阳极材料本身均失去电子
B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:
C.图2中,外加电压保持恒定不变,有利于提高对钢闸门的防护效果
D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应
6.(2023·浙江·高考真题)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是
A.电极A接电源正极,发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为:
C.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗
7.(2023·浙江·高考真题)在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料,电解装置如图,下列说法正确的是
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:
C.该体系中,石墨优先于参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
二、变式训练
8.(2026·浙江宁波·模拟预测)全国首例可充电氢负离子全固态电池由我国科学家研发成功,电池结构如图所示,固态电解质仅允许H-自由移动。电池放电时的总反应为。下列说法不正确的是
A.放电时,电流方向为:CeH2→固态电解质→NaAlH4→导线→CeH2
B.放电时,电极b发生的反应为:
C.充电时,电路通过1mol电子,理论上两个电极质量变化差值为3g
D.固态电池消除了电解液漏液风险,并大幅降低了燃烧、爆炸风险
9.(2026·浙江温州·二模)下图甲是处理废水中的氯乙烯()的微生物电池装置,图乙是同时利用此装置在铁上镀铜。下列说法不正确的是
A.该电池工作时可能需要对其进行散热处理
B.M极的电极反应为:
C.理论上极消耗氯乙烯,则电极减少
D.乙中的溶液换成铜氨溶液可使镀层更光亮
10.(2026·浙江·模拟预测)2025 年,科研人员受诺贝尔化学奖关于MOFs研究的启发,利用Ce-MOF衍生制备了镧系单原子催化剂(Ce-SACs),并将其用于电催化还原CO2制备CO。其工作原理如图所示(电解质为KHCO3溶液)。下列说法不正确的是
A.阳极的电极反应式为:2H2O-4e- =O2↑+ 4H+,且阴极区附近溶液的pH增大
B.催化剂载体(N-C框架)中,碳原子和氮原子均采取sp2杂化,且Ce与N之间通过配位键结合
C.若阴极产生CO的电流效率为100%,当电路中通过1mol e-时,左室溶液质量增重47.1g
D.该过程实现了光能向化学能的转化,且 Ce 原子较大的半径使Ce-N4结构更松散,降低了CO2还原为CO的反应热
11.(2026·浙江绍兴·二模)我国科学家以海水(含、、少量)为氯源,用电化学方法合成,-二氯-2-氯苯丙酮,其装置示意图如图所示。
下列说法不正确的是
A.阳极反应:
B.将海水导入装置前应除去,否则会破坏离子交换膜导致电解效率降低
C.M为阴离子交换膜
D.该装置工作初期可向左室加入稀NaOH以增强溶液导电性
12.(2026·浙江宁波·三模)下图是以石墨为电极材料电解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在电极d上直接合成有机物扑热息痛()的装置,下列说法正确的是
A.电极b发生还原反应
B.丙室中溶液的pH逐渐增大
C.丁室发生反应:+CH3CN+H2O-e-→+H+
D.合成1 mol扑热息痛,理论上乙室溶液质量增重64 g
13.(2026·湖北宜昌·二模)钠离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点,在正极电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.是高熔点的离子化合物
B.c连接d或e时,电极A的电势均低于电极B
C.c连接d时,透过隔膜进入电极A室
D.c连接e时,电极A的反应为:
14.(2026·浙江·二模)一种通过一氧化碳与乙炔共电解高效合成1-丙醇的装置如图所示(电解质为溶液),下列说法中不正确的是
A.基电极的电极反应为:
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.1 mol与完全转化为1-丙醇转移电子数为
D.电解过程可能产生1,3-丁二烯
15.(2026·浙江·二模)羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种用羟基自由基将苯酚氧化为和的原电池—电解池组合装置(如图所示),实现发电、环保二位一体。下列说法不正确的是
A.电极上的反应式为
B.工作一段时间,a极区增大
C.右侧是电解池,c电极是阴极
D.电极区每产生,电极区溶液的质量减少
16.(2026·浙江宁波·二模)利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.在铁片上镀锌
B.实验室制备少量氨气
C.证明甲基可以活化苯环
D.为防止有害气体逸出,先放置浸有NaOH溶液的棉团,再加热
A.A B.B C.C D.D
17.(2026·浙江宁波·二模)铅酸蓄电池是一种历史悠久的商用电池,其结构如图所示。下列有关铅酸蓄电池的说法正确的是
A.放电时,负极反应为
B.放电时,铅酸蓄电池的pH保持不变
C.充电时,当电路中有2 mol电子发生转移时,阳极质量减少96 g
D.充电时,因得电子能力,阴极可能会产生氢气
18.(2026·浙江·二模)电化学介导胺再生是一种新兴的捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集,捕集了的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室,其机理和装置如图。下列说法不正确的是
A.电解过程中铜在阳极溶解,在阴极析出,实现了循环利用
B.乙二胺与的结合能力弱于其与的结合能力
C.阴极的电极反应为
D.当电路中转移0.2 mol电子时,阳极室理论上可释放出标准状况下4.48 L的
19.(2026·浙江·模拟预测)长期以来,电还原被认为必须在碱性环境下才能有效进行。浙江大学科研人员近日在酸性条件下电还原方面作出突破,研究者通过构建(Nafion提供基团)吸附层,在酸性电解液中实现了向产物(如乙烯、乙醇等)的高选择性、高电流密度转化。
提示:1.酸性环境中还原会导致氢析出反应(HER)剧烈竞争;2.耦合(产物生成的决速步)需碱性环境,酸性条件下能垒高;3.纳米片能优先“捕获”质子(),下列说法不正确的是:
A.阳极每氧化,电路中通过电子
B.阴极生成乙醇的电化学方程式为:
C.将气相直接输运到电解液中,有助于提升电还原过程的效率
D.推测吸附层协同构造电极处局部碱性,从而有利于电还原的发生
20.(2026·浙江杭州·二模)某高校科研人员设计了一条从乳酸转化为丙氨酸的电化学途径,而且可以实现废水的再利用,原理如图。已知:在电场中,水分子会在双极膜界面层解离为和。下列说法错误的是
A.工作时双极膜中产生的移向电极a
B.b极反应式为:+4e−+5H+=+H2O
C.理论上将废水中的转化为需转移6mol电子
D.当a极区有1 mol乳酸根被消耗,b极区不能生成等物质的量的
21.(2026·浙江·二模)一种电催化还原制备多碳()产物的装置示意图如图所示,该装置利用Ag掺杂CuO和电解液中碘离子双调控,促进C—C偶联反应的进行。已知可以通过范德华力等吸附在电极表面,增大电极有效表面积。下列说法中正确的是
A.Ag掺杂CuO后,降低C-C偶联反应的活化能,提高多碳()产物的选择性
B.可以用代替,且能提高电解效率
C.离子交换膜为阴离子交换膜
D.在电催化还原反应中,生成0.1mol ,则电极上转移的电子数为
22.(2026·浙江·二模)将转化为是其资源化利用的重要研究方向,电化学转化装置如图所示。下列说法不正确的是
A.金电极连接电源负极,发生还原反应
B.电解过程中适当搅拌可促进电极产物在Pd/C上发生反应
C.若CO逸出,则理论上溶液中的浓度会降低
D.若导线中通过电子,最多生成
23.(2026·浙江温州·二模)电催化还原硝酸盐生成氨气的原理如图所示,下列说法正确的是
A.惰性电极a与电源负极相连
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.从溶液中逸出,左室溶液质量减少了71 g
D.工作一段时间后,右室溶液pH变小
24.(2026·浙江嘉兴·二模)液流电池是电化学储能领域的研究热点之一,一种钒液流电池的结构及其充电时的工作原理如图所示,其电解液存储在储液罐中,使用时将电解液分别泵入阴极室和阳极室中。下列说法不正确的是
A.a为正极
B.放电时,
C.充电时,每生成,有从左室向右室迁移
D.充电时,具有较高能量的产物被泵回储液罐,将能量储存起来
25.(2026·浙江绍兴·二模)尼龙6的关键中间体环己酮肟可以通过电化学合成,将大气污染物NO转化为高价值化工原料,
实现“变废为宝”,转化过程如图。
下列说法不正确的是
A.电极B连接电源的正极,发生氧化反应
B.离子交换膜应选用阴离子交换膜
C.理论上获得1mol环己酮肟,电极B附近将生成5.6L O2(标况下测定)
D.电极A的电极反应式为:NO+3e-+3H2O=NH2OH+3OH-
26.(2026·浙江台州·二模)掺杂非晶电极水系锌电池应用前景广阔,其充电原理如图所示,掺杂可有效降低嵌入电极过程的活化能,下列说法不正确的是
A.充电时,电极接电源负极,发生还原反应
B.充电时,需控制充电速率使在电极均匀沉积
C.放电时,电极会发生腐蚀
D.放电时,掺杂可加快在电极得电子速率
27.(2026·浙江宁波·二模)一种电解乙腈制备乙胺的装置如图。
下列说法不正确的是
A.电极A与电源正极相连
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.1 mol乙腈完全转化为乙胺,理论上电路中转移电子数为
D.当阳极表面产生标准状况下11.2 L气体时,阴极区溶液质量减少34 g
28.(2026·浙江金华·三模)TMAH[]是一种强碱,可采用四甲基碳酸氢铵[(CH3)4NHCO3]为原料,利用三室两膜法电解制备,中间原料池中离子分别通过交换膜往两极移动,工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.电池左侧为阳极池
B.电极N上的电极反应式为:
C.中间原料池中的通过阳离子交换膜移向阴极池
D.理论上,每转移1 mol,阳极池生成0.25 mol气体
29.(2026·浙江宁波·二模)以/SiC为阴极反应的催化剂,在溶液中电解和,两极协同合成(丙酰胺)的原理如图。
下列说法正确的是
A.合成时会生成副产物
B.a极的反应为
C.b极与电源负极相连,发生还原反应
D.当电路中转移2 mol电子时,理论上合成0.25 mol
30.(2026·浙江·二模)三维电极反应器是在阴、阳电极板之间投加活性炭细颗粒作为第三电极,形成许多微小的电解池,利用该装置去除氯苯(用R表示)的原理如图。下列说法不正确的是
A.M为电源正极
B.电解过程中可能生成Cl2
C.pH、温度、O2的分压等参数均会影响氯苯去除的效率
D.外电路中转移1 mol e-,理论上最多处理氯苯 mol
31.(2026·浙江·二模)某储能电池原理如图1,其俯视图如图2,已知放电时N是负极。下列说法不正确的是
A.放电时,向N极移动
B.放电时,每转移1 mol电子,N极质量理论上减少23g
C.充电时,阴极反应式为:
D.充电过程中,右侧储液器中NaCl溶液浓度增加
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项训练电化学》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
D
C
B
B
C
C
C
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
D
D
B
D
D
D
B
C
C
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
A
D
B
B
C
D
C
D
A
D
题号
31
答案
D
1.B
【分析】据图可知,左侧Pt电极失去电子,则左侧为阳极,右侧Pt电极得到电子,则右侧为阴极,据此解答。
【详解】A.在中可电离出和,能够导电,可作电解质,同时,在阳极失去电子生成,参与后续反应后又重新生成,起到了电催化剂(氧化还原媒介物)的作用,A正确;
B.化合物1和2为互变异构体,化合物1:P 原子与两个 O 原子(电负性 O > P)、一个 S 原子(电负性 S > P,且形成双键)和一个 H 原子相连(电负性 P> H),该P 原子的化合价为:+2+2-1= +3 价;化合物2:P 原子与两个 O 原子和一个 S 原子(形成单键)相连,该P原子化合价为:+2+1= +3 价。P元素化合价相同,B错误;
C.化合物4的P 原子与 O、S(双键)、S(单键) 相连,所有成键电子均偏离 P,此时 P 的化合价为 +5 价。 P 元素的化合价从反应前的 +3 价升高到了 +5 价,发生了氧化反应。因此,作为氧化剂,自身发生还原反应,C正确;
D.结合反应机理,总反应的反应物为化合物1和,生成物为化合物4和,反应式配平、条件标注均正确,D正确;
故选B。
2.B
【分析】在该体系中,葡萄糖在右侧电极处反应生成葡萄糖二酸钾,已知K为+1价,H为+1价,O为-2价,可知中C的平均化合价为+1,每1 mol 转化为1 mol 会失去6 mol电子;产物中的C化合价升高,所以电极N为阳极发生氧化反应,电极M为阴极发生还原反应,阴极处的溶液仅含有KOH,电极反应式为,阳极处的电极反应式为;据此回答该问题。
【详解】A.由分析可知,电极M处的电极反应式为,A正确;
B.由分析可知,随反应进行,阴极处不断生成OH-,同时阳极处不断消耗OH-,为维持电荷平衡,需要将阴极处生成的OH-补充至阳极处,P应为阴离子交换膜,B错误;
C.由分析可知,1 mol 完全转化为1 mol ,转移的电子数为,C正确;
D.中C的平均化合价为,与葡萄糖相比,C的平均化合价也升高,说明为不完全氧化产物,也可能是电解产物,D正确;
故答案选B。
3.D
【分析】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。
【详解】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,在电解液中得电子生成,电极反应式为:,B正确;
C.电解液中用氢溴酸代替,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,提高电流利用效率,C正确;
D.由得失电子守恒可知,电路中转移生成0.1mol,但由信息可知氧化性:,所以电极B上生成的H2O2也可将溴离子氧化为,所以电路中转移生成的物质的量大于0.1mol,则得到的物质的量大于0.1mol,D错误;
故选D。
4.C
【分析】电池放电时,锂电极为负极,发生反应:,多孔功能电极为正极,低温时发生反应:,随温度升高Q增大,正极区转化为;充电时,锂电极为阴极,得到电子,多孔功能电极为阳极,或失去电子。
【详解】A.由分析可知,电池总反应方程式为:或,充放电时有参与或生成,因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率,A正确;
B.比的半径小,因此优先于通过固态电解质膜,B正确;
C.放电时,正极得到电子,中氧原子为-1价,中氧原子为-2价,因此随温度升高Q增大,正极区转化为,C错误;
D.充电时,锂电极为阴极,连接电源负极,D正确;
答案选C。
5.B
【详解】A.图1为牺牲阳极的阴极保护法,牺牲阳极一般为较活泼金属,其作为原电池的负极,其失去电子被氧化;图2为外加电流保护法,阳极材料为辅助阳极,其通常是惰性电极,本身不失去电子,电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子,如海水中的,A不正确;
B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面积累的电子很多,除了海水中的放电外,海水中溶解的也会竞争放电,故可发生,B正确;
C.图2为外加电流保护法,理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好;腐蚀电流会随着环境的变化而变化,若外加电压保持恒定不变,则不能保证抵消腐蚀电流,不利于提高对钢闸门的防护效果,C不正确;
D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了的发生,钢闸门不发生化学反应,但是牺牲阳极和辅助阳极均发生了氧化反应,D不正确;
综上所述,本题选B。
6.B
【详解】A.电极A是氯离子变为氯气,化合价升高,失去电子,是电解池阳极,因此电极A接电源正极,发生氧化反应,故A正确;
B.电极B为阴极,通入氧气,氧气得到电子,其电极反应式为:,故B错误;
C.右室生成氢氧根,应选用阳离子交换膜,左边的钠离子进入到右边,在右室获得浓度较高的溶液,故C正确;
D.改进设计中增大了氧气的量,提高了电极B处的氧化性,通过反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗,故D正确。
综上所述,答案为B。
7.C
【分析】由图可知,在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,和获得电子产生电池材料,电极反应为。
【详解】A.在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,选项A错误;
B.电极A的电极反应为,选项B错误;
C.根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于参与反应,选项C正确;
D.电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极电极A移动,选项D错误;
答案选C。
8.C
【分析】总反应为:; 负极(A极,CeH2):Ce从+2价升至+3价,发生氧化反应:;正极(B极,NaAlH4):Al从+3价降至0价,发生还原反应:。
【详解】A.放电时,电极a()为负极,电极b()为正极。电流外电路从正极流向负极,内电路(电解质)从负极流向正极,回路为→固态电解质→→导线→,A正确;
B.放电时正极b上从+3价得电子被还原为0价,配平电极反应为,电荷、原子均守恒,B正确;
C.充电时,转移6mol电子时,阳极(原正极b)固体质量增加6g(结合6mol ),阴极(原负极a)固体质量减少6g(释放6mol ),故转移1mol电子时,两电极质量变化差值为,不是3g,C错误;
D.固态电池无液态电解液,消除漏液风险,大幅降低燃烧、爆炸风险,D正确;
故选C。
9.C
【分析】甲为微生物原电池,氯乙烯在M极发生氧化反应,因此M是负极,氯乙烯中C元素的平均化合价为-1,一分子氯乙烯被氧化为二氧化碳时失去10个电子,电极方程式为:,N是正极,电极方程式为:;乙为铁上镀铜,镀层金属Cu作阳极(接电源正极),待镀铁件作阴极(接电源负极)。
【详解】A.原电池工作过程中伴随能量变化,部分化学能转化为热能,可能导致温度升高影响微生物活性,因此工作时需要散热处理,A正确;
B.M极氯乙烯失电子被氧化为,配平后电极反应为:,电荷、原子均守恒,B正确;
C.1 mol氯乙烯反应转移10 mol电子,因此0.1 mol氯乙烯反应转移1 mol电子;Cu电极为阳极,发生反应;,转移1 mol电子时,溶解Cu的物质的量为0.5 mol,质量为,即Cu电极减少32 g,不是6.4 g,C错误;
D.铜氨溶液中以络合离子形式存在,游离浓度低,Cu沉积速率慢,能得到更均匀光亮的镀层,D正确;
故选C。
10.D
【分析】右侧阳极反应为,左侧阴极反应为,据此分析。
【详解】A.阳极的电极反应式为,阴极,阴极生成,因此阴极区pH增大,A正确;
B.N-C共轭骨架中C、N均sp2杂化,N提供孤电子对、Ce提供空轨道形成配位键,B正确;
C.阴极的反应为,每转移2 mol e-,消耗1 mol ,生成1 mol、2 mol,阴极生成的立刻和体系反应:,2 mol消耗2 mol,阴极每得到2 mol e-,多出2 mol负电荷,必须有2 mol K+从阳极穿过膜进入阴极室平衡电荷。进入液相的物质:外部通入1 mol:m=44 g;膜迁入2 mol:m=g;离开液相的物质:生成1 mol CO气体逸出:m=28 g;原溶液中消耗2 mol:来自溶液,等效带走2 mol(从液相释放):;总增重=通入+迁入−逸出−液相消耗释放,,因此1 mol e-时,增重数值为,C正确;
D.图中装置外接电源,属于电解池,能量转化为电能→化学能,不存在光能输入;此外催化剂仅改变反应路径、降低反应活化能,不能改变反应物与生成物的总能量差,因此无法降低反应热,D错误;
故答案选D。
11.C
【分析】装置分析可知,左侧电极生成H2,发生还原反应:2H2O + 2e-=H2↑ + 2OH-,故左室为阴极室;右侧发生有机物氯化氧化,右室为阳极室。
【详解】
A.分析可知,阳极电极反应为:,A正确;
B.若海水中的Mg2+进入装置,Mg2+会与阴极产生的OH−反应生成Mg(OH)2沉淀,沉淀会破坏离子交换膜,从而导致电解效率降低,所以将海水导入装置前应除去Mg2+,B正确;
C.阴极反应生成OH-,阳极反应生成H+,为维持溶液电中性,阳极区H+需要穿过膜 M 移向阴极室,因此 M 是阳离子交换膜,不是阴离子交换膜,C错误;
D.左室是阴极区,加入稀NaOH可电离出Na+、OH-,增大离子浓度,增强溶液导电性, D正确;
故答案选C。
12.D
【分析】以石墨为电极材料电解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在电极d上直接合成有机物扑热息,右侧电解池的电极d上CH3CN失去电子发生氧化反应,并与苯酚反应生成扑热息痛,d极为阳极。由此推断:与d相连的a极为电源的正极;与c相连的b极为电源的负极。
【详解】A.由分析可知,b极为负极,发生的是氧化反应,A错误;
B.由分析可知, c极为阴极,溶液中的得电子生成氢气: ,虽然消耗了,但是为了维持电荷平衡,丁室(阳极室)产生的会通过阳离子交换膜进入丙室。理论上,生成的量与消耗的量相等,所以丙室的浓度基本不变,pH不变,B错误;
C.丁室CH3CN失去电子发生氧化反应,并与苯酚反应生成扑热息痛,电极反应式为:+CH3CN+H2O-2e- →+2H+,C错误;
D.根据阳极d的电极反应式,合成1mol扑热息痛,转移2mol电子,负极b发生反应:,生成1mol氧气,同时甲室转移1mol 到乙室,理论上乙室质量增重:96g/mol×1mol-32g/mol×1mol=64g,D正确;
故选D。
13.D
【分析】c连接e时,装置为原电池,电极B为负极,嵌在石墨中的Na失电子变为,进入右侧电极室后,通过隔膜迁移至左侧电极室形成磺酸盐;c连接d时,连接外电源给电池充电,是电解池,电极B接外电源负极作阴极,得电子变为Na重新嵌入石墨得,则电极A为阳极失电子,通过隔膜迁移至右侧电极室;
【详解】A.该物质是高分子聚合物,聚合物属于混合物、不属于化合物,不属于离子化合物,A错误;
B.当c连接d时,为充电过程:电极A接电源正极,作阳极,阳极电势高于阴极(电极B);当c连接e时,为放电过程:电极A作原电池正极,正极电势高于负极(电极B);因此c连接d或e时,电极A的电势均高于电极B,B错误;
C.c连接d为充电过程,充电时阳离子向阴极移动,充电时电极B是阴极,因此透过隔膜进入电极B室,C错误;
D.c连接e为放电过程,电极A作正极,发生还原反应:结合得电子,生成磺酸基钠掺杂的聚合物,反应与给出的方程式一致,D正确;
故选D。
14.B
【分析】右侧通入和合成1-丙醇,发生得电子的还原反应,为阴极;则左侧基为阳极。
【详解】A.电解质为溶液,阳极失电子生成,电极反应,A正确;
B.阳极消耗,阴极生成,为维持电中性、补充阳极消耗的,需要从阴极室迁移到阳极室,因此R应为阴离子交换膜,B错误;
C.1-丙醇为,中为价,中2个总共为价,反应物中总化合价为;产物1 mol 1-丙醇中3个总化合价为,总共得到电子,转移电子数为,C正确;
D.电解过程中,2分子乙炔可以发生偶联加氢,生成1,3-丁二烯,因此可能生成该产物,D正确;
故选B。
15.D
【分析】左侧为原电池,右侧为电解池;原电池中,a极被还原为,化合价降低得电子,因此a是原电池正极,b是原电池负极;电解池中,正极a连接d,故d为电解池阳极,负极b连接c,故c为电解池阴极。
【详解】A.d是阳极,在阳极失电子生成羟基自由基,反应式,A正确;
B.a极的还原反应为,反应生成,a极区浓度增大,pH增大,B正确;
C.该装置为原电池-电解池组合,右侧为电解池;原电池负极b连接电解池c电极,因此c是阴极,C正确;
D.1mol苯酚()完全氧化生成6 mol 时,1mol苯酚共失去28 mol电子,电路转移28mol电子; c为阴极,阴极反应为,转移28mol电子时,生成14 mol (共28g)逸出;同时阳极d区生成的28 mol ,会通过质子交换膜迁移到c区,迁移进来的总质量为28g;因此c极区溶液质量变化为:+28 g(进来的)−28 g(逸出的)=0,溶液质量不变,不是减少28g,D错误;
故答案为:D。
16.D
【详解】A.电镀镀锌时,待镀铁片作阴极(接电源负极),镀层金属锌作阳极(接电源正极)。该装置中电极连接顺序颠倒,不能达到镀锌目的,A不符合题意;
B.实验室加热和制氨气,氨气密度小于空气,用向下排空气法收集(导气管伸入试管底部),此外图示收集试管用橡皮塞密封,空气无法排出,不能收集氨气,B不符合题意;
C.苯和甲苯都不能和溴水发生取代反应,只能对溴水进行萃取,该实验无法体现甲基对苯环的活化作用,C不符合题意;
D.铜丝和浓硫酸加热反应生成有毒的,可以被溶液吸收;为防止有害气体逸出,组装时先放置浸有溶液的棉团吸收尾气,再加热,操作正确,能达到实验目的,D符合题意;
故选D。
17.D
【分析】铅酸蓄电池的总反应为:,逐一分析选项。
【详解】A.放电时负极Pb失电子,生成的会与结合生成难溶,正确负极反应为,A错误;
B.放电过程消耗硫酸、生成水,硫酸浓度降低,浓度减小,pH增大,B错误;
C.充电时阳极反应为,转移2 mol电子时,1 mol固体转化为1 mol固体,固体质量减少,不是96 g,C错误;
D.由金属活动性顺序可知,单质还原性,因此阳离子得电子能力,充电时阴极发生主反应,当充电电压过高时,溶液中的也可能在阴极得电子生成氢气,发生副反应,因此阴极可能产生氢气,D正确;
故答案选D。
18.B
【分析】分析装置中涉及到的核心反应,乙二胺吸收:乙二胺()与结合生成负载胺,氨基中的氮氢键断裂,与发生加成反应,阳极反应:Cu被氧化为,并与负载胺竞争结合,释放,2+Cu-=+2;阴极反应:复合胺中的被还原为Cu,同时再生乙二胺,,整体循环:通过电能驱动,实现的捕集与释放,同时乙二胺得以再生,据此分析以下各选项。
【详解】
A.由分析知阳极Cu溶解生成的结合负载胺转化成同时释放,阴极室的发生还原反应,重新转化为铜单质,乙二胺再生,所以阳极溶解的铜,通过溶液中的离子迁移和阴极的还原反应,又以单质形式析出,实现了铜的循环利用,A正确;
B.阳极,与负载胺反应,生成复合胺,释放出,说明乙二胺与的结合能力强于其与的结合能力,B错误;
C.阴极复合胺中铜离子得电子变成铜原子,释放出乙二胺,所以阴极的电极反应为,C正确;
D.根据电子守恒计算,阴极每转移2 mol电子,生成1 mol Cu,对应阳极室释放2 mol (根据反应计量比),当电路中转移0.2 mol电子时,阳极室释放0.2 mol,标准状况下体积为0.2 mol×22.4=4.48 L,D正确;
故答案选B。
19.C
【分析】OER催化剂电极与电池正极相连,为阳极,电解时发生氧化反应;铜基电极与电池负极相连,为阴极,电解时发生还原反应。
【详解】A.阳极水氧化反应为,每氧化转移电子,A正确。
B.还原生成乙醇的电极反应式配平正确,提示2说明反应在碱性条件下进行,提示3说明在电极处构建碱性环境,电极配平在碱性条件下是合理的,B正确;
C.将气相直接输运到催化层/电解质界面(短扩散通路)才是正确的,输运到电解液中也不利于的溶解过程,C错误;
D.吸附层通过优先吸附形成局部碱性微环境,有利于C-C耦合即二氧化碳电还原反应的发生,D正确;
故选C。
20.C
【分析】
由图可知,左侧电极a为电解池的阳极,碱性条件下在阳极失去电子发生氧化反应生成和水,电极反应式为:-2e-+2OH-=+2H2O;右侧电极b为阴极,酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成和水,电极反应式为: +4e−+5H+=+H2O;则电解池工作时双极膜中产生的氢氧根离子移向电极a,氢离子移向电极b。
【详解】A.由分析可知,电解池工作时双极膜中产生的氢氧根离子移向电极a,氢离子移向电极b,A正确;
B.由分析可知,右侧电极b为阴极,酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成和水,电极反应式为: +4e−+5H+=+H2O,B错误;
C.题干中未说明废水中硝酸根离子的物质的量,无法计算理论上将废水中的硝酸根离子转化为羟胺需转移电子的物质的量,C错误;
D.由得失电子数目守恒可知,a极区有1 mol乳酸根被消耗时,b极区生成的物质的量为0.5 mol,D正确;
故选C。
21.A
【详解】A.Ag掺杂通过调整Cu的电子结构,优化了对CO中间体的吸附强度,同时Ag本身也促进了CO的生成,二者协同降低了C—C偶联的活化能,从而提高了多碳产物的选择性,A正确;
B.Cl-代替I-,半径减小,范德华力减小,电解效率降低,B错误;
C.应该是阳离子交换膜,若迁移到阳极室 遇到大量H⁺,立刻反应:+ H⁺ = CO2 + H₂O,产生大量CO2气体,破坏电解液组成。I-迁移到阳极室,I-在阳极会被氧化成I2,消耗碘离子,破坏电解液调控作用,应该是质子交换膜,阳极产生H+迁移到阴极室作为CO2电还原的氢源,C错误;
D.CO2还原反应中,生成0.1 mol C2H4气体时,还有乙醇等副产物的生成,则电极上转移的电子数大于1.2NA,D错误;
故选A。
22.D
【分析】该装置为电解池,金电极上转化为,化合价从降低为,得电子,因此金电极为阴极,玻碳电极为阳极。
【详解】A.金电极为阴极,阴极连接电源负极,得电子发生还原反应,A正确;
B.搅拌可以使反应物与催化剂更充分接触,促进反应,B正确;
C.原本体系中在阳极被氧化为,在上参与反应后又被还原为,循环使用;若逸出,无法被还原为,因此溶液中浓度会降低,C正确;
D.生成需要,阴极生成时,得电子,对应导线中转移电子,因此转移电子最多生成,不是,D错误;
故答案选D。
23.B
【分析】首先判断电极:转化为时,元素化合价从变为,得电子发生还原反应,因此惰性电极为阴极,接电源负极;惰性电极为阳极,接电源正极。
【详解】A.a是阳极,应与电源正极相连,A错误;
B.阳极(极)反应为,左室反应后正电荷过剩,需要迁移到右室(阴极室)平衡电荷,因此离子交换膜为阳离子交换膜,B正确;
C.逸出时,转移电子,同时有(共)从左室迁移到右室,左室溶液总减少质量为,C错误;
D.阴极(极)反应为,反应生成,右室增大,变大,D错误;
故选B。
24.B
【分析】充电时,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,由图可知,充电时,与a电极相连的电极上,发生失电子的氧化反应,与b电极相连的电极上,发生得电子的还原反应,则a为正极,b为负极,左侧为阳极,右侧为阴极。
【详解】A.由分析可知,a为正极,A正确;
B.由分析可知,a为正极,则放电时得电子生成,电极反应式为,B错误;
C.充电时,左侧电极的电极反应式为VO2+-e-+H2O=+2H+,每生成1 mol,转移1 mol电子,同时生成2 mol,其中1 mol会通过质子交换膜从左室(阳极室)向右室(阴极室)迁移,C正确;
D.充电时,和是具有较高能量的产物,被泵回储液罐储存能量,D正确;
故选B。
25.C
【分析】电极A上转化为,化合价从变为,化合价降低、得电子,阴极的电极反应为,电极A为阴极;电极B上转化为,化合价从变为,化合价升高、失电子,阳极的电极反应为,电极B为阳极。
【详解】A.根据分析,电极B为阳极,阳极连接电源正极,发生氧化反应,A正确;
B.阴极A反应生成,阳极B消耗,需要从阴极室迁移到阳极室,因此选用阴离子交换膜,B正确;
C.获得环己酮肟,需要,对应得电子,整个电路转移电子。阳极反应为,转移电子时生成的物质的量为,标况下体积为,C错误;
D.电极A上得电子生成,配平后电极反应为,D正确;
故选C。
26.D
【详解】A.根据图中信息,充电时,Zn电极发生的反应是:,是还原反应,接电源负极,A正确;
B.充电时Zn2+会在Zn电极表面被还原成Zn单质,如果速率过快,容易造成Zn枝晶生成,刺破隔膜,导致电池短路,所以必须控制速率,保证均匀沉积,B正确;
C.放电时,Zn电极作为负极,发生氧化反应,Zn与H3O+反应发生腐蚀,C正确;
D.放电时,Zn电极为负极,α-RuxSe为正极,正极反应为RuxSe+zZn2++yH++(2z+y)e-=HyZnzRuxSe,掺杂可有效降低嵌入电极过程的活化能,可以加快正极Zn2+的嵌入,但Zn2+没有在正极得到电子,D错误;
故答案选D。
27.C
【分析】该电解装置中,电极A为阳极,发生氧化反应,电极反应式为,与电源正极相连;电极B为阴极,发生还原反应,碱性条件下乙腈得电子被还原为乙胺,电极反应式为;为维持两池溶液电中性,阴极区生成的通过阴离子交换膜移向阳极区,因此离子交换膜为阴离子交换膜;总反应式为,据此分析。
【详解】A.电极A发生,为阳极,与电源正极相连,A正确;
B.阳极消耗,为维持溶液电中性,需通过离子交换膜移向阳极,故为阴离子交换膜,B正确;
C.生成,1 mol 乙腈得4 mol电子,转移电子数为,C错误;
D.阳极生成,即,转移电子,阴极消耗乙腈生成乙胺,有移向阳极,阴极质量减少,D正确;
故选C。
28.D
【分析】要制备(CH3)4NOH(TMAH),需要(CH3)4N+与阴极生成的OH−结合得到产物,因此(CH3)4N+要向右侧移动,右侧为阴极,左侧为阳极。
【详解】A.由分析可知,右侧得到TMAH,因此右侧电极N为阴极,左侧电极M为阳极。左侧为阳极池,A正确;
B.阴极上水得电子生成H2和OH−,电极反应为2H2O+2e−=H2↑+2OH−,B正确;
C.电解池中阳离子向阴极移动,因此中间原料池的(CH3)4N+(阳离子)通过阳离子交换膜移向阴极池,在右侧结合OH−得到TMAH,C正确;
D.阳极反应为2H2O−4e−=O2↑+4H+,转移1 mol e−时,生成0.25 mol O2,同时生成1 mol H+;同时中间池的阴离子会移向阳极,1 mol与1 mol H+反应:H++=CO2↑ +H2O,又生成1 mol CO2; 因此阳极总气体为0.25 mol + 1 mol = 1.25 mol,不是0.25 mol,D错误;
故答案选D。
29.A
【分析】从图中可以看出,a极上被还原为,被还原为,N化合价降低,发生还原反应,a极为电解池阴极,与电源负极相连,电极反应式为:、;b极上被氧化为,C化合价升高,发生氧化反应,b极为电解池阳极,与电源正极相连,电极反应式为:;进一步与或反应合成;据此解答。
【详解】A.结合电池分析,电解池工作时b极产生的较多,合成时有剩余,且具有还原性,在阳极上可失去电子,发生氧化反应转化为,与溶液中的KHCO3反应生成副产物,A正确;
B.电解质为KHCO3溶液,故a极的反应为:,B错误;
C.由分析可知,b极为阳极,与电源正极相连,发生氧化反应,C错误;
D.当电路中转移2 mol电子时,b极生成1 mol ,而a极发生两个反应,无法确定生成的和的总量,故无法确定合成的的物质的量,D错误;
故选A。
30.D
【详解】A.由图可知,M电极处发生水失去电子生成羟基自由基的反应,此处为阳极,故M为电源正极,故A正确;
B.由图可知,溶液中有氯离子,则阳极可能发生氯离子失去电子生成氯气的反应,故B正确;
C.由图可知,去除氯苯的是羟基自由基,pH影响羟基自由基的生成速率和稳定性、温度影响过氧化氢的分解、O2的分压影响阴极过氧化氢的产量,而过氧化物产生羟基自由基,故三者均影响羟基自由基的量,故均影响氯苯去除的效率,故C正确;
D.根据图示可知,外电路中转移时,阳极通过产生;阴极通过产生,进而通过产生,因此,转移共产生,根据反应,理论上最多可处理氯苯,故D错误;
故该题选D。
31.D
【分析】放电时N是负极,负极反应:Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+,正极反应:Cl2+2e-=2Cl-,消耗氯气,放电时,阴离子移向负极,充电时阳极:2Cl--2e-=Cl2↑;
【详解】A.放电为原电池,阴离子向负极移动,因此向负极N极移动,A正确;
B.放电时负极的反应为:Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+,每转移1mol电子,N极失去1mol钠离子,质量减少1mol×23g/mol=23g,B正确;
C.充电时,原负极N作阴极,阴极发生得电子的还原反应,是放电负极反应的逆过程,反应式为,C正确;
D.充电为电解过程,充电时,右侧N极为阴极,电极反应消耗,同时,作为阴离子,从右侧储液器向左侧阳极区移动,两个过程均导致右侧储液器中溶质NaCl的量减少,因此溶液浓度降低,D错误;
故选D。
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