第四章 化学反应与电能（20大题型，专项训练）化学人教版选择性必修1

第四章 化学反应与电能 题型导航 知识突破练 突破1 原电池的形成条件 突破2 原电池原理及应用 突破3 原电池正负极的判断 突破4 原电池电极反应式的书写 突破5 电解池概念及组成 突破6 电解原理的理解及判断 突破7 氯碱工业 突破8 电冶金及金属的精炼 突破9 电镀与电解精炼铜 突破10 金属的腐蚀与防护 培优拔高练 拔高1 一次电池和二次电池 拔高2 燃料电池 拔高3 新型电池 拔高4 电解池阴阳极的判断与电极反应式的书写 拔高5 电解池的有关计算 拔高6 离子交换膜的应用 拔高7 电化学中“多池”与“多室”的应用 拔高8 电解过程中溶液pH的变化 拔高9 电有机合成 拔高10 电化学综合考查 ◆突破1 原电池的形成条件 1．下列装置中，能构成原电池的是 A． B． C． D． 2．下列各组材料中，不能组成原电池的是 选项 A B C D 两极材料 锌片、铜片 铜片、银片 锌片、石墨 铁片、铜片 插入溶液 蔗糖溶液 硝酸银溶液 稀硫酸 稀盐酸 A．A B．B C．C D．D 3．下列反应属于氧化还原反应且理论上不能设计为原电池的是 A． B． C． D． ◆突破2 原电池原理及应用 4．一种原电池装置如图所示，已知电池工作原理为2Na+NiCl2=Ni+2NaCl。电池工作时，下列说法正确的是 A．M为负极，发生还原反应 B．电子由M电极经负载流入N电极 C．可以传导电子和离子 D．常温下该电池也有电流输出 5．为探究原电池反应，某学习小组设计了如图甲、乙两种装置。 下列说法错误的是 A．甲装置和乙装置的Zn片均为负极 B．甲装置的电流比乙装置更稳定 C．乙装置中移走盐桥，电流表读数变为0 D．乙装置中Zn片质量减少65g时，理论上Cu片质量增大64g 6．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A．电解质溶液Y是溶液 B．X电极发生的电极反应为 C．盐桥中的移向溶液 D．若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g ◆突破3 原电池正负极的判断 7．纽扣电池的两极材料分别是锌和氧化银，离子导体是溶液。放电时两个电极的电极反应分别为：，。下列说法中不正确的是 A．锌是负极反应物，氧化银是正极反应物 B．锌发生氧化反应，氧化银发生还原反应 C．溶液中向锌电极移动，、向氧化银电极移动 D．在电池放电过程中，电解质溶液的碱性减弱 8．电池可用于驱动无人驾驶的潜航器，该电池以镁片、石墨为电极，石墨电极一侧加入，海水为电解质溶液。该电池工作时，下列说法正确的是 A．镁片是电池的正极 B．在石墨电极上发生氧化反应 C．电子由镁电极流出 D．溶液中的阳离子向镁电极移动 9．碱性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法不正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．MnO2发生还原反应 D．锌筒发生的电极反应为 ◆突破4 原电池电极反应式的书写 10．下列有关如图所示装置的叙述正确的是(该装置工作时) A．电子从锌沿稀硫酸溶液流向铜 B．往锌电极迁移，且铜电极上无气泡产生 C．铜电极上的电极反应式为 D．一段时间后，电解质溶液的质量较反应前有所增加 11．一种锌-空气原电池的工作原理如图所示（催化电极本身不发生化学反应），电解质溶液1和电解质溶液2均为强碱性溶液。下列说法正确的是 A．锌电极的电势大于催化电极的电势 B．锌电极的电极反应式为 C．若电解质溶液均为盐酸（质子交换膜），则电池总反应为 D．电路中通过，电解质溶液1的质量减少 12．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是 A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu-2e-=Cu2＋ B．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al-3e-=Al3＋ C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH--3e-=AlO＋2H2O D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu-2e-=Cu2＋ ◆突破5 电解池概念及组成 13．一种微生物电解生产甲烷的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极A应与电源的负极相连 B．电极B上的反应式为 C．电解时通过质子交换膜移向电极A D．提高温度一定能提高电解反应的速率 14．科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下，下列说法不正确的是[已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。] A．直流电源中B极为正极 B．电极上发生的反应： C．电解过程中，阳极附近溶液pH降低 D．再锂化过程中，向Pt电极迁移 15．下列关于电解池的说法中，正确的是 A．电解池是将化学能转化为电能的装置 B．电解池中，阳极发生还原反应 C．电解池中，阴极发生氧化反应 D．电解水时，阳极产生氧气，阴极产生氢气 ◆突破6 电解原理的理解及判断 16．燃煤中含硫物质主要为，电解脱硫的原理如图所示。下列说法错误的是 A．a为电源的正极 B．电解一段时间后，混合液pH减小 C．电解过程中，混合液中的移向石墨电极I D．电解过程中，转移3 mol电子理论上能够处理 17．利用电还原产生的氧化石油化工副产物制备，装置如图所示。电解过程中，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。下列说法不正确的是 A．双极膜中解离的向b极方向迁移 B．a电极消耗的恰好全部来源于b电极 C．a极的电极反应为： D．理论上，生成1 mol 时，a极上消耗4 mol 18．用石墨作电极，电解溶液，下列说法错误的是 A．A电极附近的溶液变为红色 B．b试管及对应烧杯盛放的是饱和食盐水 C．当电路中通过0.002 mol电子时，产生气体总体积为44.8 mL D．B极的电极反应式为 ◆突破7 氯碱工业 19．模拟氯碱工业的电解装置如图所示。电解一段时间后，常温下，测得a极室中溶液的，下列说法错误的是 A．电极b连接外接电源的负极，b极室发生还原反应 B．该装置应使用阳离子交换膜 C．X溶液可为稀氢氧化钠溶液 D．a极室说明发生了反应： 20．关于氯碱工业的叙述错误的是 A．阳极产生，阴极产生 B．电解饱和食盐水时，向阴极移动 C．阴极区溶液pH增大 D．可用湿润的淀粉KI试纸检验阴极产物 21．一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺工作原理的示意图如下。下列说法不正确的是 A．第一步的阳极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+ B．第二步为原电池，工作过程中两电极质量均增大 C．第三步中石墨为阳极，发生氧化反应 D．第三步外电路上每转移4mol电子，电解池中就有4mol HCl被电解 ◆突破8 电冶金及金属的精炼 22．下列能冶炼出金属钠的方法是 A．电解法 B．热还原法 C．热分解法 D．铝热法 23．从海水提镁的主要步骤如下。下列涉及操作的说法不正确的是 A．操作①：过滤 B．操作②：酸溶 C．操作③：分液 D．操作④：电解 24．下列制备金属单质的方法正确的是 A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na C．在通电条件下，电解熔融CaCl2制备单质Ca D．在通电条件下，电解熔融AlCl3制备单质Al ◆突破9 电镀与电解精炼铜 25．若要在铜片上镀银，则下列叙述中正确的是 A．将铜片接在电源的正极上 B．在银片上发生的反应是 C．在铜片上发生的反应是 D．可用溶液作电解质溶液 26．电解原理在化学工业中有广泛应用。某电解装置如图所示，X、Y为电极材料，a为电解质溶液。下表中的相关表述正确的是 选项 X电极 Y电极 a中溶质 相关表述 A 粗铜 纯铜 电解精炼铜 B 石墨棒 铁棒 NaCl 制取NaOH、和 C 铁棒 银棒 铁棒上镀银 D 石墨棒 石墨棒 一段时间后加入盐酸可使溶液复原 A．A B．B C．C D．D 27．关于铜的电解精炼，下列说法正确的是 A．粗铜作阳极，纯铜作阴极 B．纯铜作阳极，粗铜作阴极 C．电解质溶液为溶液，电解过程中溶液浓度不变 D．阳极发生的反应为 ◆突破10 金属的腐蚀与防护 28．下列金属防护的方法中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是 A．钢铁闸门连接电源的负极 B．镀锌铁皮的锌层破损后，铁不易被腐蚀 C．金属制品表面刷油漆 D．自行车链条涂油 29．下列关于金属腐蚀的说法正确的是 A．金属的化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍 B．金属的化学腐蚀实质是金属失去电子被氧化 C．金属电化学腐蚀时，正极发生氧化反应 D．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而变暗 30．港珠澳大桥钢管桥墩防腐技术先进，外壳镶嵌铝合金片，其结构如图。下列说法正确的是 A．桥墩为负极 B．海水层为电子迁移的通路 C．该法为牺牲阳极法 D．铝合金片上发生反应： ◆拔高1 一次电池和二次电池 31．我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：NaMnO2+nCNa1-xMnO2+NaxCn。下列说法错误的是 A．电池放电过程中，NaMnO2/Al为正极 B．电池放电时，正极发生反应Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2 C．放电时，钠离子向石墨烯移动 D．放电时，石墨烯电极质量减轻 32．我国科学家研发了一种二次电池。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为。下列说法中错误的是 A．放电时，向负极移动 B．充电时释放，放电时吸收 C．放电时，正极反应为 D．充电时，阳极反应为 33．水系钠离子二次电池的放电过程示意图如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电极b为负极 B．充、放电时，均向电势更高的电极移动 C．放电时，总反应为 D．外电路通过2mol电子时，理论上两电极区域质量变化的差值为92g ◆拔高2 燃料电池 34．固体氧化物传递O2-型甲醇燃料电池的工作原理如图所示： 电池工作过程中，下列说法正确的是 A．正极反应式： B．石墨电极的电势比铂电极的电势高 C．电池工作时将化学能全部转化为电能 D．外电路中通过6 mol e-时，理论上生成标准状况下22.4 L CO2 35．制备物质、获取能量是化学反应的两大重要用途，一种燃料电池装置如图所示(其中Y是氮的最高价氧化物)。下列说法错误的是 A．电极电势：石墨Ⅰ>石墨Ⅱ B．电池中向石墨Ⅰ电极移动 C．正极的电极反应式为 D．该装置的突出优点是制备Y物质的同时获取电能 36．研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。某实验室利用如图所示微生物电池将污水中的转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N均为石墨电极)。下列有关该电池工作时的说法错误的是 A．该电池在微生物作用下将化学能转化为电能 B．该电池中电子由M极经导线流向N极 C．负极的电极反应为 D．标准状况下，每消耗22.4L 有个质子通过质子交换膜由乙室流向甲室 ◆拔高3 新型电池 37．一款以LiAlCl4为离子导体的铝—磷酸铁锂电池，放电时，Li+嵌入Li₁₋ₓFePO4，其工作原理如图所示。设Nₐ为阿伏加德罗常数的值，下列关于该电池放电时说法正确的是 A．正极的电极反应式：LiFePO4-xe-=xLi++Li₁₋ₓFePO4 B．当产生NA个Al2Cl时，Al电极质量减少6.75 g C．电子移动方向：Al电极→负载→Li₁₋ₓFePO4电极→离子导体→Al电极 D．当x个Li+通过选择性透过膜，右池电解液质量减少7x/NAg 38．用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法错误的是 A．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜 B．电池工作一段时间后，右室溶液的减小 C．a极电极反应式： D．若将含有的废水完全处理，可除去海水中的质量会小于 39．双极膜是一种新型的离子交换复合膜，在直流电场作用下，可将水离解成H+和OH-。如图新型水系电池的电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为和Mn2+。下列说法错误的是 A．M极为Zn B．N电极的反应式为 C．膜b为阳离子交换膜，双极膜中间层中的H+通过膜a移向M极 D．若电路中通过2 mol e-，则稀硫酸溶液质量增加89 g ◆拔高4 电解池阴阳极的判断与电极反应式的书写 40．一种电催化HMF ()合成FDCA()同时利用CO2获得乙醇的装置如图，工作时双极膜将H2O解离为H+和OH-并分别向两侧移动。下列说法正确的是 A．OH-通过双极膜向右侧移动 B．催化电极M的电极反应为： C．电解一段时间后，阳极区溶液的pH降低 D．理论上生成C2H5OH与FDCA的物质的量之比为2：1 41．为了实现碳中和，某科研团队研究了以铜基配合物电催化还原CO2的装置原理(如图所示)，下列说法错误的是 A．电流方向：a→Pt→石墨烯→b B．石墨烯为阴极，发生的电极反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH C．每转移2mol电子，阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为64g D．该装置工作时，H+向Pt电极方向运动 42．电解CO的装置如图所示。下列说法正确的是 A．工业主要通过乙醇的消去反应获取乙烯 B．阴阳两极产生气体的物质的量之比为 C．生成的电极反应式为 D．电解时溶液中向阳极区移动，阳极区溶液增大 ◆拔高5 电解池的有关计算 43．利用燃料电池可处理高浓度的氨氮废水，同时电解含有苯酚、乙腈()的水溶液合成扑热息痛()，装置如图所示，其中a、b的电极材料为石墨。下列说法正确的是 A．a极电势高于b极 B．燃料电池工作过程中，乙室溶液pH增大 C．乙室每产生0.5 mol N2，a电极理论上产生H2的体积为33.6 L D．丙室中发生反应的总化学方程式为 44．一种电解池系统可高效电催化还原为，电极1为纳米合金，电极2为。下列说法正确的是 A．电极2连接电源负极 B．电极1的电极反应为 C．电极2的电极反应为 D．每消耗，理论上有阳离子从左室经过阳离子交换膜进入右室 45．电解法可制备消毒剂高铁酸钠，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．为电源的正极 B．通过阴离子交换膜移向电极 C．电极的反应式为 D．理论上每转移，阴极上会产生标准状况下气体 ◆拔高6 离子交换膜的应用 46．一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。 下列说法错误的是 A．Ⅰ为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，膜Ⅱ与膜Ⅲ之间的LiCl溶液浓度降低 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除1 mol NaCl，理论上可回收42.5 g LiCl 47．电解制备金属钴并获取盐酸的装置如图所示。下列说法正确的是 A．X为电源的正极 B．b为阳离子交换膜 C．石墨发生的电极反应为 D．导线中转移，理论上Ⅱ室中HCl增加1 mol 48．我国科学家近期研发了一种电催化合成过氧化氢的方法，其工作原理如图所示。图中双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是 A．在上述电化学合成过程中只起到电解质的作用 B．阳极上的总反应为 C．制得，理论上外电路中迁移电子 D．双极膜中间层中的在外电场作用下向惰性电极及催化剂1的方向迁移 ◆拔高7 电化学中“多池”与“多室”的应用 49．有电子转移的有机反应在电解池中进行时被称为电有机合成。传统方法需经过很长路线才能合成己二腈，现工业生产一般改用电合成法。某研究小组利用如图所示两个甲烷燃料电池串联后作为电源电合成己二腈，工业上电有机合成己二腈的总反应为。下列说法不正确的是 A．该装置的离子交换膜最好选择阳离子交换膜 B．若每个电池氧气通入量为5.6L (标准状况)且反应完全，则理论上阳极室溶液质量减少16g C．阴极电极反应式为 D．与工作前相比，一段时间后，阴极室的pH不变 50．如图是一套模拟工业生产的电化学装置。甲、丙装置中的电极均为惰性电极，为阳离子交换膜，不考虑气体溶解。下列说法正确的是 A．甲、乙装置中溶液的pH分别变小、变大 B．丙装置从右室移向左室 C．乙中左侧Pt电极上的反应式为 D．若甲中加入后恰好使溶液复原，则电路中转移0.2mol电子 51．利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A膜和膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 ◆拔高8 电解过程中溶液pH的变化 52．某科技团队设计了一种废弃电极材料再锂化的电化学装置，其原理如图所示： 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。再锂化为的过程中，下列说法正确的是 A．Pt电极为阴极，向电极移动 B．电极上发生的反应： C．电解过程中，阳极附近溶液碱性增强（忽略溶液体积变化） D．产生标准状况下时，理论上可转化的 53．一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①～③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．①和③均为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度升高，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 54．电解溶液制备一水合氨的电解原理如图。双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作用下，双极膜间解离成和向两极迁移，下列说法正确的是 A．电极连接电源的正极 B．电解过程中，阳极室中不变 C．膜为阴离子交换膜 D．每生成，双极膜处有发生解离 ◆拔高9 电有机合成 55．在微生物作用下将2，4-二氯苯酚电解脱氯降解为苯酚的装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a的电势比电极b的高 B．N极的电极反应式： C．由左向右移动通过质子交换膜 D．当生成9.4g苯酚时，理论上M电极区溶液质量减少4.4g 56．用光电化学法将CO2转化为有机物，实现碳资源的再生利用，其装置如图所示。 下列说法错误的是 A．b为电源的正极 B．电解时，生成的电极反应式为 C．当外电路中转移2mol电子时，理论上右侧电解室溶液质量减少16g D．电有机合成具有反应条件温和、反应试剂纯净等优点 57．利用电化学原理合成邻硝基苯甲醛的装置如图。下列说法错误的是 A．X极的电极电势高于Y极的电极电势 B．交换膜应选用阳离子交换膜 C．Y极的电极反应式为 D．若该装置中生成邻硝基苯甲醛，理论上外电路中转移 ◆拔高10 电化学综合考查 58．浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。图1为浓差电池，其中溶液为溶液，溶液为溶液，图2为电渗析法制备磷酸二氢钠（）的装置，用该浓差电池为电源完成制备。下列说法不正确的是 A．盛放溶液的电极为正极，需与电渗析装置的电极相连 B．电池从开始工作至停止放电，理论上可制得 C．电渗析过程中，阴极室溶液浓度升高，阳极室浓度不变 D．电渗析装置中膜为质子交换膜 59．最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于将污水中的还原为，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剂表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时，还原为，外电路中将转移的电子 C．充电时，金属铝电极的电势低于电极 D．充电时，电池总反应为 60．下图是一种以为中间体的电化学溴介导丙烷脱氢定向合成装置。下列说法正确的是 A．离子交换膜的种类是阳离子交换膜 B．每消耗，该装置理论上可产生 C．左侧总反应的方程式为 D．反应iii的方程式为 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 化学反应与电能 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D B B D D C A D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B A B B D D B C D D 题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 D A C C C C A B B C 题号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 答案 C D D D A D B B C C 题号 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 答案 D C D B D C B C B D 题号 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 答案 B B C D D C C C A C / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 化学反应与电能 题型导航 知识突破练 突破1 原电池的形成条件 突破2 原电池原理及应用 突破3 原电池正负极的判断 突破4 原电池电极反应式的书写 突破5 电解池概念及组成 突破6 电解原理的理解及判断 突破7 氯碱工业 突破8 电冶金及金属的精炼 突破9 电镀与电解精炼铜 突破10 金属的腐蚀与防护 培优拔高练 拔高1 一次电池和二次电池 拔高2 燃料电池 拔高3 新型电池 拔高4 电解池阴阳极的判断与电极反应式的书写 拔高5 电解池的有关计算 拔高6 离子交换膜的应用 拔高7 电化学中“多池”与“多室”的应用 拔高8 电解过程中溶液pH的变化 拔高9 电有机合成 拔高10 电化学综合考查 ◆突破1 原电池的形成条件 1．下列装置中，能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．两个电极均为，活泼性完全相同，无法形成电势差，不满足原电池的构成条件，A错误； B．酒精属于非电解质，不能电离出自由移动的离子，无法导电，不满足电解质溶液的要求，B错误； C．两个电极分别盛放于两个独立的烧杯中，没有形成闭合回路，C错误； D．和是活泼性不同的两个电极，稀硫酸为电解质溶液，可与稀硫酸发生自发的氧化还原反应，且通过导线、电流表形成闭合回路，满足原电池所有构成条件，D正确； 故选D。 2．下列各组材料中，不能组成原电池的是 选项 A B C D 两极材料 锌片、铜片 铜片、银片 锌片、石墨 铁片、铜片 插入溶液 蔗糖溶液 硝酸银溶液 稀硫酸 稀盐酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．蔗糖属于非电解质，蔗糖溶液不导电，不满足原电池需要电解质溶液、存在自发氧化还原反应的构成条件，不能组成原电池，A符合题意； B．铜的活泼性强于银，铜可与硝酸银溶液发生自发的氧化还原反应，硝酸银属于电解质，两极活泼性不同，满足原电池构成条件，可以组成原电池，B不符合题意； C．锌可与稀硫酸发生自发的氧化还原反应，H2SO4属于电解质，稀硫酸可以导电，锌和石墨为活泼性不同的电极，满足原电池构成条件，可以组成原电池，C不符合题意； D．铁的活泼性强于铜，铁可与稀盐酸发生自发的氧化还原反应，HCl属于电解质，稀盐酸可以导电，两极活泼性不同，满足原电池构成条件，可以组成原电池，D不符合题意； 故选A。 3．下列反应属于氧化还原反应且理论上不能设计为原电池的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．甲烷燃烧是自发进行的、放热的氧化还原反应，能作为原电池工作时发生的反应，A不符合题意； B．酸碱中和反应是自发进行的放热反应，但不是氧化还原反应，B不符合题意； C．铁发生吸氧腐蚀是自发进行的、放热的氧化还原反应，能作为原电池工作时发生的反应，C不符合题意； D．的反应是不能自发进行的氧化还原反应，不能作为原电池工作时发生的反应，D项符合题意； 故选D。 ◆突破2 原电池原理及应用 4．一种原电池装置如图所示，已知电池工作原理为2Na+NiCl2=Ni+2NaCl。电池工作时，下列说法正确的是 A．M为负极，发生还原反应 B．电子由M电极经负载流入N电极 C．可以传导电子和离子 D．常温下该电池也有电流输出 【答案】B 【详解】A．M极一侧为熔融Na，Na失电子发生氧化反应，因此M为负极，但负极发生的是氧化反应，而非还原反应，A错误； B．原电池中电子的流动规律为：从负极流出，经外电路负载流向正极。该装置中M是负极、N是正极，因此电子由M电极经负载流入N电极，B正确； C．属于熔融电解质，作用是传导离子，形成离子通路；电子仅能在电极、外电路中迁移，电解质内部不存在电子传导，C错误； D．熔融状态，需要高温条件，常温下该电池无法形成闭合回路，故无电流输出，D错误； 故选B。 5．为探究原电池反应，某学习小组设计了如图甲、乙两种装置。 下列说法错误的是 A．甲装置和乙装置的Zn片均为负极 B．甲装置的电流比乙装置更稳定 C．乙装置中移走盐桥，电流表读数变为0 D．乙装置中Zn片质量减少65g时，理论上Cu片质量增大64g 【答案】B 【分析】甲乙两个装置均为铜锌原电池，比活泼，因此两个装置中为负极，电极反应为；为正极，电极反应为，由此解答； 【详解】A．由分析可知，甲装置和乙装置的均为负极，A正确； B．甲装置中直接和溶液接触，两者会发生置换反应，电极表面的反应容易受到干扰，电流不稳定；而乙装置是带盐桥的双液原电池，能避免直接和溶液接触，电子移动更持续平稳，因此乙装置的电流比甲装置稳定，B错误； C．乙装置中的盐桥起到连通内电路、维持电荷平衡的作用，移走盐桥后原电池的内电路断开，无法形成持续的定向电子移动，电流表读数会变成0，C正确； D．由分析可知，为负极，电极反应为，当的质量减少（）时，转移电子的物质的量为，根据得失电子守恒可知，为正极，电极反应为，增大的质量为（），D正确； 故选B。 6．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A．电解质溶液Y是溶液 B．X电极发生的电极反应为 C．盐桥中的移向溶液 D．若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 【答案】D 【分析】氧化还原反应：中，Cu失去电子被氧化，作负极，Ag+得到电子被还原，在正极上参加反应，因此负极材料为Cu，正极Ag+得到电子生成Ag，因此正极的电解质溶液选择AgNO3溶液，即X为Cu，Y为AgNO3溶液； 【详解】A．由分析知，Y应为AgNO3，以提供Ag⁺参与正极反应，而A错误； B．由分析知，X电极是负极（Cu电极），发生氧化反应，电极反应为， B错误； C．盐桥中阳离子（K+）移向正极（Ag电极所在溶液，含Ag+），而非CuSO4溶液，C错误； D．转移0.2 mol电子时，负极Cu溶解0.1 mol（质量减少6.4 g），正极析出0.2 mol Ag（质量增加21.6 g），质量差为6.4 + 21.6 = 28 g，D正确； 故答案选D。 ◆突破3 原电池正负极的判断 7．纽扣电池的两极材料分别是锌和氧化银，离子导体是溶液。放电时两个电极的电极反应分别为：，。下列说法中不正确的是 A．锌是负极反应物，氧化银是正极反应物 B．锌发生氧化反应，氧化银发生还原反应 C．溶液中向锌电极移动，、向氧化银电极移动 D．在电池放电过程中，电解质溶液的碱性减弱 【答案】D 【详解】A．锌在电极反应中失去电子，作负极反应物；氧化银在电极反应中得到电子，作正极反应物，A正确； B．锌失电子发生氧化反应，氧化银得电子发生还原反应，B正确； C．原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，锌为负极、氧化银为正极，因此向锌电极移动，、向氧化银电极移动，C正确； D．两电极反应相加得总反应为，反应过程中和的总量均不变，电解质溶液碱性不变，D错误； 故答案选D。 8．电池可用于驱动无人驾驶的潜航器，该电池以镁片、石墨为电极，石墨电极一侧加入，海水为电解质溶液。该电池工作时，下列说法正确的是 A．镁片是电池的正极 B．在石墨电极上发生氧化反应 C．电子由镁电极流出 D．溶液中的阳离子向镁电极移动 【答案】C 【详解】A．金属活泼性较强，原电池中易失去电子作负极，因此镁片是正极的表述错误，A错误； B．石墨为电池正极，在正极得到电子，发生还原反应，并非氧化反应，B错误； C．原电池工作时，电子由负极（镁电极）流出，经外电路流向正极，C正确； D．原电池中电解质溶液的阳离子向正极（石墨电极）移动，不会向镁电极移动，D错误； 故选C。 9．碱性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法不正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．MnO2发生还原反应 D．锌筒发生的电极反应为 【答案】A 【详解】A．原电池中，活泼金属为负极，碱性锌锰干电池中，锌为活泼金属，作为负极材料，石墨为正极的导电材料，A错误； B．原电池工作时阴离子向负极移动，为阴离子，向负极方向移动，B正确； C．在正极得电子，锰元素化合价降低，发生还原反应，C正确； D．碱性环境下锌失电子后与结合，电极反应式为，D正确； 故选A。 ◆突破4 原电池电极反应式的书写 10．下列有关如图所示装置的叙述正确的是(该装置工作时) A．电子从锌沿稀硫酸溶液流向铜 B．往锌电极迁移，且铜电极上无气泡产生 C．铜电极上的电极反应式为 D．一段时间后，电解质溶液的质量较反应前有所增加 【答案】D 【详解】A．原电池中电子仅在导线（外电路）中定向移动，电解质溶液中是阴、阳离子定向导电，电子不会经过稀硫酸溶液，A错误； B．原电池中阳离子向正极迁移，铜为正极， 应向铜电极迁移，且在铜电极得电子生成，铜电极有气泡产生，B错误； C．该装置电解质为稀硫酸，呈酸性，正极是得电子生成氢气，不会发生中性/碱性条件下的氧气得电子生成的反应，C错误； D．负极锌溶解进入溶液，发生反应，每溶解（质量65g），正极仅逸出（质量2g），进入溶液的锌的质量远大于逸出氢气的质量，因此一段时间后电解质溶液的质量比反应前有所增加，D正确； 故选D。 11．一种锌-空气原电池的工作原理如图所示（催化电极本身不发生化学反应），电解质溶液1和电解质溶液2均为强碱性溶液。下列说法正确的是 A．锌电极的电势大于催化电极的电势 B．锌电极的电极反应式为 C．若电解质溶液均为盐酸（质子交换膜），则电池总反应为 D．电路中通过，电解质溶液1的质量减少 【答案】B 【详解】A．原电池中正极电势高于负极，催化电极为正极、锌电极为负极，故锌电极电势小于催化电极电势，A错误； B．锌为负极，碱性条件下失去电子后与结合为，电极反应式书写符合电荷、原子守恒规律，B正确； C．若电解质为盐酸，正极上的氧化性强于，优先得电子发生还原反应，总反应为，不会生成，C错误； D．电路中通过时，电解质溶液1中进入，质量增加，同时有通过交换膜移向电解质溶液2，质量减少，故溶液1净减少质量为，D错误； 故选B。 12．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是 A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu-2e-=Cu2＋ B．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al-3e-=Al3＋ C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH--3e-=AlO＋2H2O D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu-2e-=Cu2＋ 【答案】A 【分析】原电池中负极发生氧化反应。判断负极时不能只看金属活动性，还要考虑电极能否与电解质溶液自发反应：能与电解质溶液反应而失电子的电极作负极，四种情形中所用溶液不同，作负极的电极也不同。 【详解】A．在原电池中，还原性强且能与电解质溶液反应的电极作负极；Fe的还原性强于Cu，Fe还能与FeCl3溶液反应，因此Fe作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，A错误； B．原电池的负极发生氧化反应，Al的金属活动性强于Cu且Al能与稀硫酸反应，因此Al作负极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，B正确； C．Mg不与NaOH溶液反应，Al能与NaOH溶液反应，现行教材该反应为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑，因此Al作负极，题给负极反应式书写正确，按现行教材写为：Al＋4OH--3e-=[Al(OH)4]-，C正确； D．常温下Al在浓硝酸中发生钝化，Cu能与浓硝酸反应，因此Cu作负极，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，D正确； 故答案为A。 ◆突破5 电解池概念及组成 13．一种微生物电解生产甲烷的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极A应与电源的负极相连 B．电极B上的反应式为 C．电解时通过质子交换膜移向电极A D．提高温度一定能提高电解反应的速率 【答案】B 【详解】A．电极A上，生成，C元素化合价升高，失去电子，电极A为阳极，与电源正极相连，A错误； B．由图可知，电极B上得电子生成，电极反应式为，B正确； C．电解池中阳离子移向阴极，故电解时通过质子交换膜移向电极B，C错误； D．温度过高，微生物会变性死亡，不会提高电解反应的速率，D错误； 故选B。 14．科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下，下列说法不正确的是[已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。] A．直流电源中B极为正极 B．电极上发生的反应： C．电解过程中，阳极附近溶液pH降低 D．再锂化过程中，向Pt电极迁移 【答案】B 【详解】A．Pt电极上产生，O元素化合价升高发生氧化反应，因此Pt为阳极，接直流电源正极，即B极为正极，A正确； B．转化为需要结合、得到电子，电极反应应为，选项中电子和的系数错误，B错误； C．阳极反应为，生成使阳极附近增大，pH降低，C正确； D．电解池中阴离子向阳极迁移，向阳极Pt电极迁移，D正确； 故答案选B。 15．下列关于电解池的说法中，正确的是 A．电解池是将化学能转化为电能的装置 B．电解池中，阳极发生还原反应 C．电解池中，阴极发生氧化反应 D．电解水时，阳极产生氧气，阴极产生氢气 【答案】D 【详解】A．电解池是将电能转化为化学能的装置，将化学能转化为电能的装置为原电池，A错误； B．电解池中阳极发生失电子的氧化反应，还原反应在阴极发生，B错误； C．电解池中阴极发生得电子的还原反应，氧化反应在阳极发生，C错误； D．电解水时，阳极失电子生成，阴极得电子生成，因此阳极产生氧气，阴极产生氢气，D正确； 故选D。 ◆突破6 电解原理的理解及判断 16．燃煤中含硫物质主要为，电解脱硫的原理如图所示。下列说法错误的是 A．a为电源的正极 B．电解一段时间后，混合液pH减小 C．电解过程中，混合液中的移向石墨电极I D．电解过程中，转移3 mol电子理论上能够处理 【答案】D 【分析】图中石墨电极I附近的转化为，发生失电子的氧化反应，电极反应为。生成的将中的铁、硫分别氧化为和，自身被还原为；又在石墨电极I上被氧化，从而循环参与脱硫。混合液呈酸性，石墨电极II上得到电子生成氢气，电极反应为。 【详解】A．石墨电极I上失去电子生成，电极反应为，故石墨电极I为阳极。电解池的阳极与电源正极相连，因此a为电源的正极，A正确； B．脱硫过程中，被还原为，被氧化为和，结合原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为。每处理1 mol ，上述反应生成16 mol ，并消耗15 mol ；阳极再生15 mol 时，电路中转移15 mol电子。阴极反应为，相应消耗15 mol 。因此，每处理1 mol ，混合液中净生成1 mol ，混合液pH减小，B正确； C．石墨电极I为阳极，电解过程中阴离子向阳极移动，因此混合液中的移向石墨电极I，C正确； D．中Fe元素为+2价、S元素为−1价；根据原图，脱硫产物为和，Fe元素由+2价升高到+3价，S元素由−1价升高到+6价。因此，每处理1 mol ，转移电子的物质的量为。转移3 mol电子时，可处理的的物质的量为。的摩尔质量为，故可处理的质量为，不是48 g，D错误； 故选D。 17．利用电还原产生的氧化石油化工副产物制备，装置如图所示。电解过程中，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。下列说法不正确的是 A．双极膜中解离的向b极方向迁移 B．a电极消耗的恰好全部来源于b电极 C．a极的电极反应为： D．理论上，生成1 mol 时，a极上消耗4 mol 【答案】B 【详解】A．电解池中阴离子向阳极定向移动，b电极生成氧气，发生失去电子的氧化反应，则为阳极，双极膜解离的作为阴离子向b极迁移，A正确； B．装置左侧a极入口额外通入了，a极消耗的部分来自外界通入，并非恰好全部来源于b电极生成的，B错误； C．a为阴极，得电子被还原为，在碱性KOH环境下配平，电极反应电荷、原子均守恒，C正确； D．生成1 mol 时，S元素从-2价升高到+6价，共失去8 mol电子；a极每消耗1 mol 仅得到2 mol电子，根据电子守恒，转移8 mol电子时a极理论上消耗4 mol ，D正确； 故选B。 18．用石墨作电极，电解溶液，下列说法错误的是 A．A电极附近的溶液变为红色 B．b试管及对应烧杯盛放的是饱和食盐水 C．当电路中通过0.002 mol电子时，产生气体总体积为44.8 mL D．B极的电极反应式为 【答案】C 【分析】由图中电源符号及导线连接可知，A极与电源负极相连，是阴极；B极与电源正极相连，是阳极。石墨作电极电解NaCl溶液时，阴极发生还原反应：；阳极发生氧化反应：。生成的氢气沿左侧导管进入a试管，氯气沿右侧导管进入b试管。 【详解】A．A极是阴极，电解液中滴有酚酞。阴极反应为，使A极附近溶液中的浓度增大，溶液呈碱性，酚酞变红，A正确； B．B极是阳极，产生的氯气沿右侧导管进入b试管。氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，可用排饱和食盐水法收集，因此b试管及对应烧杯盛放饱和食盐水，B正确； C．溶液中原有氯离子的物质的量为。根据两极反应，电路中通过0.002 mol电子时，阳极消耗0.002 mol氯离子，氯离子尚未耗尽；阴极生成氢气、阳极生成氯气，二者的物质的量分别为，气体总物质的量为。若在标准状况下，气体总体积为，但题目未给出气体所处的温度和压强，不能确定其总体积为44.8 mL，C错误； D．B极与电源正极相连，是阳极，氯离子在该极失去电子生成氯气。每生成1个氯分子，需由2个氯离子共失去2个电子，因此电极反应式为，D正确； 故选C。 ◆突破7 氯碱工业 19．模拟氯碱工业的电解装置如图所示。电解一段时间后，常温下，测得a极室中溶液的，下列说法错误的是 A．电极b连接外接电源的负极，b极室发生还原反应 B．该装置应使用阳离子交换膜 C．X溶液可为稀氢氧化钠溶液 D．a极室说明发生了反应： 【答案】D 【分析】该装置为离子交换膜法电解饱和食盐水的模拟装置。由a室逸出Cl2、b室逸出H2可知，a极为阳极、b极为阴极，中间为离子交换膜；阳极上Cl−放电生成Cl2，阴极上H2O得电子生成H2和OH−，Na+由阳极室经交换膜移向阴极室。据此逐一判断各选项。 【详解】A．b极室逸出H2，发生反应2H2O+2e−=H2↑+2OH−，说明b极为阴极，应连接外接电源的负极，发生还原反应，A正确。 B．阳极室生成Cl2、阴极室生成NaOH，应使用阳离子交换膜，使Na+由阳极室移向阴极室，同时阻止Cl−、OH−迁移混合，避免Cl2与NaOH反应并使产物较纯净，B正确。 C．阴极室发生反应2H2O+2e−=H2↑+2OH−，NaOH浓度不断增大，X溶液为稀NaOH溶液可增强导电性且不引入杂质离子，C正确。 D．a极为阳极，饱和食盐水中Cl−优先放电，阳极反应为2Cl−−2e−=Cl2↑；a室pH=4是Cl2溶于水发生Cl2+H2O⇌HCl+HClO产生H+所致，并非水放电生成O2和H+，D错误。 故答案为D。 20．关于氯碱工业的叙述错误的是 A．阳极产生，阴极产生 B．电解饱和食盐水时，向阴极移动 C．阴极区溶液pH增大 D．可用湿润的淀粉KI试纸检验阴极产物 【答案】D 【详解】A．氯碱工业电解饱和食盐水时，阳极失电子生成，阴极水电离出的得电子生成，A正确； B．电解池中阳离子向阴极移动，为阳离子，故向阴极移动，B正确； C．阴极不断被消耗，促进水的电离，阴极区浓度升高，溶液增大，C正确； D．湿润的淀粉试纸用于检验氧化性气体，但是阳极产物，阴极产物为，无法用该试纸检验氢气，D错误； 故选D。 21．一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺工作原理的示意图如下。下列说法不正确的是 A．第一步的阳极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+ B．第二步为原电池，工作过程中两电极质量均增大 C．第三步中石墨为阳极，发生氧化反应 D．第三步外电路上每转移4mol电子，电解池中就有4mol HCl被电解 【答案】D 【详解】A．第一步为电解池，接电源的正极为阳极，失去电子生成和，电极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+，A正确； B．第二步为原电池，正极反应为，结合质量增大；负极反应为，转化为质量增大，故两电极质量均增大，B正确； C．第三步为电解池，石墨电极上失电子生成，发生氧化反应，作阳极，C正确； D．第三步为电解池，阳极反应为，阴极反应为，总反应为，仅作为电解质溶液，物质的量不变，没有被电解，D错误； 故选D。 ◆突破8 电冶金及金属的精炼 22．下列能冶炼出金属钠的方法是 A．电解法 B．热还原法 C．热分解法 D．铝热法 【答案】A 【详解】钠是活泼性极强的碱金属，其对应的钠离子很难被普通还原剂还原，工业上通过电解熔融氯化钠的方法制取金属钠，属于电解法，故选A。 23．从海水提镁的主要步骤如下。下列涉及操作的说法不正确的是 A．操作①：过滤 B．操作②：酸溶 C．操作③：分液 D．操作④：电解 【答案】C 【详解】A．向浓缩海水中加入石灰乳后反应生成沉淀，操作①为过滤分离出该沉淀，A正确； B．与盐酸反应可得到溶液，操作②为酸溶，B正确； C．从溶液获得晶体，需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤操作，分液是分离互不相溶液体混合物的操作，不适用于该过程，C错误； D．镁是活泼金属，工业上通过电解熔融制备金属，操作④为电解，D正确； 故选C。 24．下列制备金属单质的方法正确的是 A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na C．在通电条件下，电解熔融CaCl2制备单质Ca D．在通电条件下，电解熔融AlCl3制备单质Al 【答案】C 【详解】A．的金属活泼性强于，高温下不能还原，工业上采用电解熔融制备单质，A错误； B．电解饱和食盐水的产物为、和，无法得到单质，制备需电解熔融，B错误； C．为活泼金属，可通过电解熔融的方法制备单质，C正确； D．是共价化合物，熔融状态下不导电，无法通过电解其熔融物得到，工业上用电解熔融制备单质，D错误； 故选C。 ◆突破9 电镀与电解精炼铜 25．若要在铜片上镀银，则下列叙述中正确的是 A．将铜片接在电源的正极上 B．在银片上发生的反应是 C．在铜片上发生的反应是 D．可用溶液作电解质溶液 【答案】C 【详解】A．电镀时待镀金属铜作阴极，应接电源负极，A错误； B．银作活性阳极，优先失电子发生氧化反应，反应为，不是水失电子生成，B错误； C．铜片为阴极，电解质溶液中的在阴极得电子发生还原反应生成，反应为，C正确； D．电镀液需要含有镀层金属离子，应选用含的溶液（如溶液），不能用溶液，D错误； 故答案选C。 26．电解原理在化学工业中有广泛应用。某电解装置如图所示，X、Y为电极材料，a为电解质溶液。下表中的相关表述正确的是 选项 X电极 Y电极 a中溶质 相关表述 A 粗铜 纯铜 电解精炼铜 B 石墨棒 铁棒 NaCl 制取NaOH、和 C 铁棒 银棒 铁棒上镀银 D 石墨棒 石墨棒 一段时间后加入盐酸可使溶液复原 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】电源负极连接X电极，因此X是阴极，发生还原反应；电源正极连接Y电极，因此Y是阳极，发生氧化反应。 【详解】A．电解精炼铜时，应使粗铜为阳极，纯铜为阴极，A错误； B．电解饱和食盐水制取NaOH、和时，应使石墨棒为阳极，铁棒为阴极，B错误； C．以铁棒为阴极，银棒为阳极，溶液为电解液，可实现铁棒上镀银，C正确； D．用惰性电极电解溶液，一段时间后加入适量可使溶液复原，D错误； 故选C。 27．关于铜的电解精炼，下列说法正确的是 A．粗铜作阳极，纯铜作阴极 B．纯铜作阳极，粗铜作阴极 C．电解质溶液为溶液，电解过程中溶液浓度不变 D．阳极发生的反应为 【答案】A 【详解】A．电解精炼铜时，粗铜连接电源正极作阳极发生氧化反应溶解，纯铜连接电源负极作阴极，铜离子在阴极得电子析出，A正确； B．电解精炼铜时，纯铜应作阴极，粗铜应作阳极，B错误； C．电解质溶液为溶液，但阳极上比铜活泼的杂质（如、等）也会失电子变为离子进入溶液，而阴极只有得电子析出，因此电解过程中溶液中浓度会减小，C错误； D．阳极发生失电子的氧化反应，给出的反应是阴极的还原反应，阳极主要反应为，D错误； 故选A。 ◆突破10 金属的腐蚀与防护 28．下列金属防护的方法中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是 A．钢铁闸门连接电源的负极 B．镀锌铁皮的锌层破损后，铁不易被腐蚀 C．金属制品表面刷油漆 D．自行车链条涂油 【答案】B 【详解】A．钢铁闸门连接电源负极属于外加电流的阴极保护法，利用电解池原理，不属于牺牲阳极的阴极保护法，A错误； B．锌的金属活动性强于铁，锌层破损后形成原电池，锌作负极（阳极）被氧化消耗，铁作正极（阴极）被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，B正确； C．金属制品表面刷油漆是通过覆盖保护层隔绝水、氧气的物理防护方法，不属于牺牲阳极的阴极保护法，C错误； D．自行车链条涂油是通过覆盖保护层隔绝腐蚀介质的物理防护方法，不属于牺牲阳极的阴极保护法，D错误； 故选B。 29．下列关于金属腐蚀的说法正确的是 A．金属的化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍 B．金属的化学腐蚀实质是金属失去电子被氧化 C．金属电化学腐蚀时，正极发生氧化反应 D．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而变暗 【答案】B 【详解】A．日常生活中使用的金属大多含有杂质，易形成原电池发生电化学腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，A错误； B．金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化为金属阳离子的过程，化学腐蚀也符合该反应实质，B正确； C．金属发生电化学腐蚀时，负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应，C错误； D．纯银器表面变暗是银与空气中的、等直接发生化学反应生成导致，属于化学腐蚀，未形成原电池，不属于电化学腐蚀，D错误； 故选B。 30．港珠澳大桥钢管桥墩防腐技术先进，外壳镶嵌铝合金片，其结构如图。下列说法正确的是 A．桥墩为负极 B．海水层为电子迁移的通路 C．该法为牺牲阳极法 D．铝合金片上发生反应： 【答案】C 【分析】该防护装置属于原电池型的牺牲阳极法防腐体系：铝合金的活泼性远高于钢制桥墩，二者在海水电解质环境中形成原电池，更活泼的铝合金作为负极失电子被氧化损耗，钢制桥墩作为正极被保护不发生腐蚀，正极桥墩上发生氧气得电子生成氢氧根的还原反应，铝合金负极本身发生铝失电子的氧化反应。 【详解】A．铝合金活泼性强于桥墩的钢铁材料，因此铝合金作负极，桥墩作正极，A错误； B．海水层属于电解质溶液，是离子迁移的通路，电子无法在电解质溶液中迁移，B错误； C．该防护方法利用比铁活泼的铝合金作负极（阳极），通过牺牲阳极保护作为正极的桥墩，属于牺牲阳极法，C正确； D．铝合金片为负极，发生失电子的氧化反应，给出的反应是正极桥墩上发生的吸氧腐蚀还原反应，D错误； 故选C。 ◆拔高1 一次电池和二次电池 31．我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：NaMnO2+nCNa1-xMnO2+NaxCn。下列说法错误的是 A．电池放电过程中，NaMnO2/Al为正极 B．电池放电时，正极发生反应Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2 C．放电时，钠离子向石墨烯移动 D．放电时，石墨烯电极质量减轻 【答案】C 【详解】A．根据题干总反应，放电时正极上得电子，元素化合价降低，电极发生得电子的还原反应，为正极，A正确； B．放电时正极上得电子，结合生成，电极反应为，B正确； C．放电时阳离子向正极移动，应向电极移动，而非石墨烯电极，C错误； D．放电时石墨烯为负极，发生反应，脱离电极进入电解质，电极质量减轻，D正确； 故选C。 32．我国科学家研发了一种二次电池。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为。下列说法中错误的是 A．放电时，向负极移动 B．充电时释放，放电时吸收 C．放电时，正极反应为 D．充电时，阳极反应为 【答案】D 【分析】由总反应可知，钠电极失去电子发生氧化反应，为负极，则镍电极为正极； 【详解】A．电池放电时，阴离子向负极移动，A项正确； B．放电时Na作负极、Ni作正极，充电时Na作阴极、Ni作阳极，则放电时电池反应为，充电时电池反应为，所以充电时释放，放电时吸收，B项正确； C．放电时，正极反应为得到电子被还原为C，结合质量守恒，反应为：，C项正确； D．充电时，电池的正极与外接电源的正极相连，即作阳极，发生失电子的氧化反应，应为碳失电子生成：，D项错误； 故选D。 33．水系钠离子二次电池的放电过程示意图如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电极b为负极 B．充、放电时，均向电势更高的电极移动 C．放电时，总反应为 D．外电路通过2mol电子时，理论上两电极区域质量变化的差值为92g 【答案】D 【分析】由图可知，水系钠离子二次电池的放电过程钠离子向右移动，故电极b为正极，正极反应式为，电极a为负极，负极反应式为，充电时为电解池，原电池的负极作阴极、原电池的正极作阳极，电极反应相反，据此分析解答。 【详解】A．放电时为原电池，电极b为正极，A错误； B．充电时，阳离子移向阴极，即均向电势更低的电极移动，B错误； C．放电时，正极反应式为，负极反应式为，故总反应为，而选项C的反应为充电时的总反应，C错误； D．放电时，正极反应式为，负极反应式为，则外电路通过2mol电子时，由电荷守恒可知，通过交换膜的钠离子为2mol，负极区质量减少，正极区质量增加，理论上两电极区域质量变化的差值为，D正确； 故答案选D。 ◆拔高2 燃料电池 34．固体氧化物传递O2-型甲醇燃料电池的工作原理如图所示： 电池工作过程中，下列说法正确的是 A．正极反应式： B．石墨电极的电势比铂电极的电势高 C．电池工作时将化学能全部转化为电能 D．外电路中通过6 mol e-时，理论上生成标准状况下22.4 L CO2 【答案】D 【详解】A．铂电极是正极，正极得电子，反应式是，A项错误； B．正极电势高，负极电势低，铂电极的电势比石墨电极的电势高，B项错误； C．电池工作时能量效率不可能达到100%，化学能不能全部转化为电能，C项错误； D．负极反应式是，外电路中通过6 mol e-时，理论上生成1 mol CO2，即标准状况下22.4 L CO2，D项正确； 故选D。 35．制备物质、获取能量是化学反应的两大重要用途，一种燃料电池装置如图所示(其中Y是氮的最高价氧化物)。下列说法错误的是 A．电极电势：石墨Ⅰ>石墨Ⅱ B．电池中向石墨Ⅰ电极移动 C．正极的电极反应式为 D．该装置的突出优点是制备Y物质的同时获取电能 【答案】A 【详解】A．原电池中正极电极电势高于负极，石墨Ⅱ为正极、石墨Ⅰ为负极，故电极电势：石墨Ⅰ<石墨Ⅱ，A错误； B．原电池中阴离子向负极移动，向负极石墨Ⅰ电极移动，B正确； C．正极上得电子发生还原反应，结合生成，电极反应式为，C正确； D．该装置为原电池，可获得电能，同时生成氮的最高价氧化物（即Y），实现制备Y物质的同时获取电能，D正确； 故选A。 36．研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。某实验室利用如图所示微生物电池将污水中的转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N均为石墨电极)。下列有关该电池工作时的说法错误的是 A．该电池在微生物作用下将化学能转化为电能 B．该电池中电子由M极经导线流向N极 C．负极的电极反应为 D．标准状况下，每消耗22.4L 有个质子通过质子交换膜由乙室流向甲室 【答案】D 【详解】A．该电池是原电池，电池在微生物作用下将化学能转化为电能，A项正确； B．该电池N极得到电子被还原，为正极，则M极为负极，失去电子被氧化，生成氮气和二氧化碳，电子由负极通过外电路流向正极，即电子由M极经导线流向N极，B项正确； C．负极上失去电子，发生氧化反应，产生、，电极反应方程式为，C项正确； D．原电池放电过程中电解液中阳离子移向正极，所以应该由甲室流向乙室，D项错误； 故选D。 ◆拔高3 新型电池 37．一款以LiAlCl4为离子导体的铝—磷酸铁锂电池，放电时，Li+嵌入Li₁₋ₓFePO4，其工作原理如图所示。设Nₐ为阿伏加德罗常数的值，下列关于该电池放电时说法正确的是 A．正极的电极反应式：LiFePO4-xe-=xLi++Li₁₋ₓFePO4 B．当产生NA个Al2Cl时，Al电极质量减少6.75 g C．电子移动方向：Al电极→负载→Li₁₋ₓFePO4电极→离子导体→Al电极 D．当x个Li+通过选择性透过膜，右池电解液质量减少7x/NAg 【答案】B 【分析】结合题意，电池放电时，铝电极失去电子结合生成，铝电极为负极，电极反应式为；左侧电极为正极，锂离子嵌入Li1-xFePO4形成LiFePO4，根据电荷和原子守恒，正极反应式为 【详解】A．左侧电极为正极，锂离子嵌入Li1-xFePO4形成LiFePO4，根据电荷和原子守恒，正极反应式为，A错误； B．铝电极为负极，电极反应式为；当生成个时，转移电子物质的量为，参与反应的Al的物质的量为，质量为，即Al电极质量减少6.75 g，B正确； C．电子仅能在导线（电极、负载）中移动，不会进入离子导体（电解质溶液），电子路径为：Al电极→负载→，C错误； D．右池为负极区，电极反应式为；当x个Li+通过选择性透过膜时，电路中转移电子物质的量为，有反应进入右池电解液，同时有通过选择性透过膜从右池（负极）迁移到左池（正极），因此右池电解液质量增加，D错误； 故选B。 38．用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法错误的是 A．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜 B．电池工作一段时间后，右室溶液的减小 C．a极电极反应式： D．若将含有的废水完全处理，可除去海水中的质量会小于 【答案】B 【分析】如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性废水，在a极，CN-失去电子，被氧化为N2和，a为负极，电极反应式为2CN-+12OH--10e-=2+N2↑+6H2O，则b极为正极，H+得电子被还原为H2，电极反应式为2H++2e-=H2↑，海水中的阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动，据此回答： 【详解】A．a电极失去电子，附近负电荷减少，为了淡化海水，阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，A正确； B．由分析可知，b为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，则消耗氢离子，pH增大，B错误； C．由分析可知，a极电极反应式为2CN-+12OH--10e-=2+N2↑+6H2O，C正确； D．26gCN-的物质的量为1mol，根据a电极反应式可知，消耗1 mol CN-时转移5mol电子，根据电荷守恒可知，可同时处理5 mol NaCl，其质量为292.5g，但是海水中还含有等杂质离子，故除去的质量小于292.5g，D正确； 故选B。 39．双极膜是一种新型的离子交换复合膜，在直流电场作用下，可将水离解成H+和OH-。如图新型水系电池的电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为和Mn2+。下列说法错误的是 A．M极为Zn B．N电极的反应式为 C．膜b为阳离子交换膜，双极膜中间层中的H+通过膜a移向M极 D．若电路中通过2 mol e-，则稀硫酸溶液质量增加89 g 【答案】C 【分析】Zn转化为发生失电子的氧化反应，为负极，处于左侧NaOH溶液区域，因此M极为Zn；N极是电极，在酸性环境（右侧稀硫酸区域）中得电子生成，反应式为。 【详解】A．M极为负极，失电子生成，反应需在溶液环境进行，故M极为，A正确； B．N极为正极，在酸性条件下得电子生成，电极反应式为，B正确； C．原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，膜b为阳离子交换膜，双极膜中间层的应通过膜b移向正极N，通过膜a移向负极M，C错误； D．电路中通过时，N极溶解（质量为），同时双极膜有移向稀硫酸溶液（质量为），稀硫酸溶液共增加，D正确； 故选C。 ◆拔高4 电解池阴阳极的判断与电极反应式的书写 40．一种电催化HMF ()合成FDCA()同时利用CO2获得乙醇的装置如图，工作时双极膜将H2O解离为H+和OH-并分别向两侧移动。下列说法正确的是 A．OH-通过双极膜向右侧移动 B．催化电极M的电极反应为： C．电解一段时间后，阳极区溶液的pH降低 D．理论上生成C2H5OH与FDCA的物质的量之比为2：1 【答案】C 【分析】根据题图中信息得催化电极N的电极反应式为，催化电极N为阴极，则催化电极M为阳极，阳极反应式为，故直流电源的b极为负极，在电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，以此解题。 【详解】A． 结合分析可知，催化电极N为阴极，与其相连的直流电源的b极为负极，在电解池中阴离子向阳极移动，则通过双极膜向左侧移动，A错误； B． 结合分析可知，催化电极M为阳极，阳极反应式为，B错误； C． 结合分析可知，阳极区消耗，降低，C正确； D． 理论上生成转移12 mol电子，同时生成2 mol FDCA，故理论上生成与FDCA的物质的量之比为1：2，D错误； 故答案选C。 41．为了实现碳中和，某科研团队研究了以铜基配合物电催化还原CO2的装置原理(如图所示)，下列说法错误的是 A．电流方向：a→Pt→石墨烯→b B．石墨烯为阴极，发生的电极反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH C．每转移2mol电子，阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为64g D．该装置工作时，H+向Pt电极方向运动 【答案】D 【分析】电极上失电子转化为，电极反应为，所以电极发生了化合价升高的氧化反应，是阳极，与电源正极连接，石墨烯为阴极，与电源负极连接，所以电极a为正极，电极b为负极。 【详解】A．电流从电源的正极a流出，流向Pt电极，经石墨烯电极流入电极b，即电流方向为a→Pt→石墨烯→b ，A正确； B．石墨烯为阴极，结合图示电极反应式为，B正确； C．每转移电子，由阴极电极反应式可知，有二氧化碳转化为，且有从阳极区迁移至阴极区，所以阴极室溶液质量增大；阴极室增加的质量为。根据阳极室反应可知，每转移电子，阳极消耗水，生成氧气，同时有迁移至阴极室，所以阳极室质量减少；阳极室减少的质量为。阴极室质量变化量为，阳极室质量变化量为，两室质量变化量差值为，C正确； D．电解池中阳离子向阴极移动，该装置工作时，应向阴极石墨烯方向运动，D错误； 故选D。 42．电解CO的装置如图所示。下列说法正确的是 A．工业主要通过乙醇的消去反应获取乙烯 B．阴阳两极产生气体的物质的量之比为 C．生成的电极反应式为 D．电解时溶液中向阳极区移动，阳极区溶液增大 【答案】C 【分析】该电解池装置中，左侧电极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应式为；右侧电极为阴极，发生还原反应，电极反应包括、； 【详解】A．工业上乙烯主要通过石油的裂化和裂解获取，乙醇消去反应是实验室制备乙烯的方法，A错误； B．根据得失电子守恒，由分析中电极反应式可知，若阴极只生成，则阴阳两极产生气体的物质的量之比为1:2，但阴极还有产生，因此无法确定阴阳两极产生气体的物质的量之比，B错误； C．由分析知，生成的电极反应式为，C正确； D．电解池中阴离子向阳极移动，故向阳极区（左侧）移动，阳极发生反应，总物质的量不变，但水增多，故阳极区溶液pH减小，D错误； 故选C。 ◆拔高5 电解池的有关计算 43．利用燃料电池可处理高浓度的氨氮废水，同时电解含有苯酚、乙腈()的水溶液合成扑热息痛()，装置如图所示，其中a、b的电极材料为石墨。下列说法正确的是 A．a极电势高于b极 B．燃料电池工作过程中，乙室溶液pH增大 C．乙室每产生0.5 mol N2，a电极理论上产生H2的体积为33.6 L D．丙室中发生反应的总化学方程式为 【答案】D 【分析】左侧装置为燃料电池，甲室中通入空气作正极，在乙室中转化为氮气，电极乙作负极；右侧装置为电解池，电极a接负极作阴极，电极b接正极作阳极； 【详解】A．a是电解池的阴极，连接燃料电池的负极；b是电解池的阳极，连接燃料电池的正极。原电池正极电势高于负极，因此电解池阳极b的电势高于阴极a，A错误。 B．乙室的电极反应为，同时乙室的通过质子交换膜迁移进入甲室，6mol电子转移时乙室生成8mol，乙室同时有6mol移向甲室，乙室H+浓度增大，溶液pH减小，B错误。 C．乙室生成0.5mol N2时，转移电子的物质的量为，a极（阴极）生成H2的反应为，理论上生成1.5mol H2，但选项未注明“标准状况”，无法确定H2体积为33.6L，C错误。 D．丙室中苯酚、CH₃CN在电解条件下反应生成扑热息痛和H2，总反应式为，D正确； 故选D。 44．一种电解池系统可高效电催化还原为，电极1为纳米合金，电极2为。下列说法正确的是 A．电极2连接电源负极 B．电极1的电极反应为 C．电极2的电极反应为 D．每消耗，理论上有阳离子从左室经过阳离子交换膜进入右室 【答案】B 【分析】装置是电解池，根据图示，在电极1上被还原为，发生还原反应，因此电极1是阴极，电极2是阳极。电极1的电极反应式为，电极2的电极反应式为。据此分析选项。 【详解】A．根据分析，电极1为阴极，连接电源负极，电极2为阳极应连接电源正极，A错误； B．根据分析，电极1为阴极，电解质为碱性溶液，得电子生成，配平可得电极反应，B正确； C．根据分析，电极2为阳极，碱性环境下阳极是失电子生成，反应为，C错误； D．根据分析，电解池中电极1附近，即左室产生氢氧根离子，负电荷增加，需要正电荷中和电性，而左右两室的交换膜为阳离子交换膜，因此阳离子应从右室经阳离子交换膜进入左室，当消耗44 g时，转移电子数为2 mol，产生2 mol氢氧根离子，需要2 mol钠离子移动到左室，选项中移动方向描述错误，D错误； 故选B。 45．电解法可制备消毒剂高铁酸钠，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．为电源的正极 B．通过阴离子交换膜移向电极 C．电极的反应式为 D．理论上每转移，阴极上会产生标准状况下气体 【答案】D 【分析】电解法可制备消毒剂高铁酸钠，铁元素化合价升高发生氧化反应，铁电极为阳极，则Pt电极为阴极，所以M是电源正极、N是电源负极。 【详解】A．制备时元素化合价升高失电子，所以电极为阳极，接电源正极，即为正极，为负极，故A错误； B．电解池中阴离子向阳极移动，应移向阳极电极，故B错误； C．阳极区为碱性溶液，电极反应不能生成，阳极反应为，故C错误； D．阴极反应为，转移0.1mol e- 时生成0.05molH2，标准状况下体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D正确； 选D。 ◆拔高6 离子交换膜的应用 46．一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。 下列说法错误的是 A．Ⅰ为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，膜Ⅱ与膜Ⅲ之间的LiCl溶液浓度降低 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除1 mol NaCl，理论上可回收42.5 g LiCl 【答案】C 【分析】该装置为电解池，电极a与外接电源负极相连作阴极，电极反应为；电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为。 【详解】A．根据分析，电极a为阴极，电极b为阳极。电解池中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，淡化海水，所以离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间的阴、阳离子向两侧移动，即Na+通过离子交换膜Ⅰ向左移动，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间得到淡化的海水，故离子交换膜Ⅰ、Ⅱ分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，A正确； B．根据分析，阳极电极反应为：，B正确； C．根据分析，电极a为阴极，电极b为阳极。阳极的Li+通过离子交换膜Ⅲ向左移动，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，在离子交换膜Ⅱ、Ⅲ之间得到LiCl，离子交换膜Ⅱ、Ⅲ之间LiCl浓度增大，C错误； D．脱除1 mol NaCl需迁移1 mol Na+和1 mol Cl-，1 mol Cl-与1 mol Li+结合生成1 mol LiCl，则理论上可回收1 mol LiCl，质量为42.5 g ，D正确； 故答案选C。 47．电解制备金属钴并获取盐酸的装置如图所示。下列说法正确的是 A．X为电源的正极 B．b为阳离子交换膜 C．石墨发生的电极反应为 D．导线中转移，理论上Ⅱ室中HCl增加1 mol 【答案】B 【分析】电解制备金属钴时，Ⅰ室中的在钴电极上得电子，反应为，因此钴电极为阴极，石墨电极为阳极。Ⅲ室为硫酸溶液，石墨阳极上发生反应。随着电解进行，Ⅰ室中的经膜a向右迁入Ⅱ室，Ⅲ室中的经膜b向左迁入Ⅱ室，使Ⅱ室中盐酸的物质的量增加。 【详解】A．制备金属钴时，钴电极上发生还原反应，钴电极为阴极，应与电源负极相连，故X为电源的负极，A错误； B．Ⅲ室中阳极反应生成的向阴极方向迁移，经膜b向左进入Ⅱ室，使Ⅱ室中盐酸的物质的量增加，因此膜b应允许阳离子通过，为阳离子交换膜，B正确； C．石墨电极为阳极，发生失电子的氧化反应，原式表示的是得电子的还原反应。Ⅲ室为硫酸溶液，水在石墨阳极上失电子，正确的电极反应为，C错误； D．根据阴极反应，导线中转移时，Ⅰ室中消耗，为维持电荷平衡，有经膜a迁入Ⅱ室。根据阳极反应，此时Ⅲ室中生成，并经膜b迁入Ⅱ室。因此，理论上Ⅱ室中HCl增加2 mol，D错误； 故选B。 48．我国科学家近期研发了一种电催化合成过氧化氢的方法，其工作原理如图所示。图中双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是 A．在上述电化学合成过程中只起到电解质的作用 B．阳极上的总反应为 C．制得，理论上外电路中迁移电子 D．双极膜中间层中的在外电场作用下向惰性电极及催化剂1的方向迁移 【答案】C 【分析】由图，惰性电极及催化剂1的电极方程式为：，发生的是失去电子的氧化反应，为阳极；惰性电极及催化剂2的电极方程式为：，发生的是得到电子的还原反应，为阴极。 【详解】A．除作为电解质增强导电性外，电离出的还参与阴极生成的反应，并非只起到电解质的作用，A错误； B．选项给出的反应为得电子的还原反应，属于阴极反应，阳极发生失电子的氧化反应，B错误； C．总反应为，中O元素化合价由-2升高到-1，失去1e⁻，中O元素化合价由0降低到-1，得到1e⁻，有1分子参加反应，一共得到2e⁻，每生成转移2 mol电子，故制得时，理论上外电路中迁移1 mol电子，C正确； D．电解池中阳离子向阴极移动，双极膜中间层的应向惰性电极及催化剂2的方向迁移，D错误。 ◆拔高7 电化学中“多池”与“多室”的应用 49．有电子转移的有机反应在电解池中进行时被称为电有机合成。传统方法需经过很长路线才能合成己二腈，现工业生产一般改用电合成法。某研究小组利用如图所示两个甲烷燃料电池串联后作为电源电合成己二腈，工业上电有机合成己二腈的总反应为。下列说法不正确的是 A．该装置的离子交换膜最好选择阳离子交换膜 B．若每个电池氧气通入量为5.6L (标准状况)且反应完全，则理论上阳极室溶液质量减少16g C．阴极电极反应式为 D．与工作前相比，一段时间后，阴极室的pH不变 【答案】B 【分析】首先明确装置逻辑：左侧两个甲烷燃料电池串联作电源，通入的电极为负极、通入的电极为正极；右侧电解池中，石墨电极a为阳极（连接电源正极），阳极反应式为，石墨电极b为阴极（连接电源负极），阴极反应式为，电解总反应为。逐一分析选项： 【详解】A．由上述分析知，阴极反应需要消耗，而阳极生成的需要通过阳离子交换膜迁移到阴极室参与反应，因此选择阳离子交换膜最合理，A正确； B．标准状况下的物质的量为，每个在燃料电池中完全反应得到4个电子，单个电池转移电子；由于两个电池串联，整个电路总转移电子为。 电解池阳极反应为，转移电子时，阳极会生成（质量），同时（质量）会通过阳离子交换膜从阳极室迁移到阴极室，因此阳极室减少的质量是逸出的质量加上迁出的质量，总质量为，并非，B错误； C．根据总反应，在阴极得电子结合生成己二腈，配平后阴极反应式为，C正确； D．阴极室中，每消耗（对应转移电子），就有从阳极室通过阳离子交换膜迁移补充到阴极室，阴极室的总物质的量没有发生变化，也没有生成或消耗，因此阴极室不变，D正确； 故选B。 50．如图是一套模拟工业生产的电化学装置。甲、丙装置中的电极均为惰性电极，为阳离子交换膜，不考虑气体溶解。下列说法正确的是 A．甲、乙装置中溶液的pH分别变小、变大 B．丙装置从右室移向左室 C．乙中左侧Pt电极上的反应式为 D．若甲中加入后恰好使溶液复原，则电路中转移0.2mol电子 【答案】D 【详解】A．乙是碱性甲醇燃料电池，总反应为，反应消耗同时生成水，溶液中减小，pH变小；甲为电解溶液的电解池，总反应为，生成强酸，pH变小，A错误； B．乙中通入的左侧Pt为负极，通入的右侧Pt为正极，由此可判断丙装置的左室电极为阳极、右室电极为阴极；电解池中阳离子向阴极移动，因此应该从左室移向右室，B错误； C．乙为碱性KOH体系的甲醇燃料电池，负极生成的会和反应生成，负极反应式为，C错误； D．向甲中加入可拆分为和，说明电解过程先电解了，转移电子，之后又电解了，转移电子，总转移电子的物质的量为，恰好让溶液复原，D正确； 故选D。 51．利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A膜和膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 【答案】B 【详解】A．a极为燃料电池负极，甲烷失去电子并与结合，产生水和，电极反应式书写正确，A正确； B．阳极产物为，反应式为，阴离子不断减少，为平衡电荷并得到产物，阳极向产品室移动，故A膜为阳离子交换膜；阴极产物为和，反应式为，阴离子不断增多，为平衡电荷并消耗原料室中的，原料室中的向阴极移动，故C膜也为阳离子交换膜。A膜和C膜均为阳离子交换膜，B错误； C．石墨Ⅱ电极为阴极，其中的氢氧化钠溶液不与铁单质反应，故可以用铁电极替换石墨，C正确； D．根据电极反应式，1 mol在负极被氧化时，释放8 mol电子，根据电荷守恒，阳极室每向产品室转移1 mol，阳极转移2 mol电子，故1 mol在负极被氧化时，阳极室减少4 mol，标准状况下2.24L物质的量为0.1 mol，故阳极室减少0.4 mol，D正确； 故选B。 ◆拔高8 电解过程中溶液pH的变化 52．某科技团队设计了一种废弃电极材料再锂化的电化学装置，其原理如图所示： 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。再锂化为的过程中，下列说法正确的是 A．Pt电极为阴极，向电极移动 B．电极上发生的反应： C．电解过程中，阳极附近溶液碱性增强（忽略溶液体积变化） D．产生标准状况下时，理论上可转化的 【答案】B 【分析】该装置由直流电源驱动，属于电解池。在和中，锂元素均为价，氧元素均为价，因此再锂化过程中钴元素的平均化合价由价降低至价，电极材料得到电子，电极为阴极。图中Pt电极上产生，发生氧化反应，Pt电极为阳极。参比电极不干扰上述电极反应，计算时根据阴、阳两极转移电子的物质的量相等建立关系。 【详解】A．图中Pt电极上产生，水失去电子发生氧化反应，电极反应为，因此Pt电极为阳极。电解池中阴离子向阳极移动，溶液中的应向右侧Pt电极移动，A错误； B．再锂化前后钴、氧原子数不变，锂的系数由变为1，且钴元素的平均化合价由价降低至价。因此，每转化1 mol的，需结合的，同时得到电子，电极反应为，B正确； C．阳极Pt电极上发生反应，阳极附近生成，忽略溶液体积变化时，附近溶液的酸性增强、碱性减弱，C错误； D．阳极反应为，阴极反应为。由两极反应可知，每生成1 mol的转移4 mol电子，每转化1 mol的需要得到电子。标准状况下生成氧气的物质的量为，故转移电子的物质的量为。根据电子守恒，理论上可转化的电极材料的物质的量为，D错误； 故选B。 53．一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①～③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．①和③均为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度升高，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 【答案】C 【分析】电极a处通入并生成CO，碳元素的化合价由+4价降低为+2价，发生还原反应，因此a为阴极；电极b处生成，发生氧化反应，因此b为阳极。在电场作用下，阳离子向左侧阴极方向迁移，阴离子向右侧阳极方向迁移。图中电解液由Ⅰ室经下方管路流入Ⅳ室，再经上方带泵管路返回Ⅰ室，两个电极室的电解液循环流动。 【详解】A．阳极b处生成，为防止海水中的进入Ⅳ室并在阳极放电，膜③应阻止阴离子通过，因此③为阳离子交换膜，Ⅳ室中的可向左穿过③进入Ⅲ室。要使海水脱盐，应使Ⅱ室中的阳、阴离子同时移出：向左穿过①进入Ⅰ室，向右穿过②进入Ⅲ室，因此①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，A正确； B．初始电解液为溶液，呈碱性，电极b为阳极，失去电子生成，配平原子和电荷后，阳极反应为，B正确； C．Ⅱ室中的向左穿过阳离子交换膜①进入Ⅰ室，向右穿过阴离子交换膜②进入Ⅲ室，Ⅱ室中的盐分减少；Ⅲ室同时接收由Ⅱ室穿过②迁入的和由Ⅳ室向左穿过③迁入的，盐分增加。因此电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高，C错误； D．Ⅰ室中在阴极得到电子生成CO，结合碱性介质配平，阴极反应为；Ⅳ室的阳极反应为。同一电路中两极转移电子的物质的量相等，因此阴极生成的与阳极消耗的的物质的量相等。电解液循环使Ⅰ室生成的随电解液进入Ⅳ室并在阳极被消耗，电解液随后返回Ⅰ室，因此Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定，D正确； 故选C。 54．电解溶液制备一水合氨的电解原理如图。双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作用下，双极膜间解离成和向两极迁移，下列说法正确的是 A．电极连接电源的正极 B．电解过程中，阳极室中不变 C．膜为阴离子交换膜 D．每生成，双极膜处有发生解离 【答案】D 【分析】电极有O2生成，发生氧化反应，电极上由生成，发生还原反应，故电极为阳极，电极为阴极； 【详解】A．根据分析知，电极为阴极，连接电源的负极，A错误； B．电解过程中，阳极区的电极反应式为，虽然双极膜间解离出的向阳极迁移，但是阳极区生成，溶液的浓度逐渐降低，降低，B错误； C．阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，则膜为阳离子交换膜，C错误； D．每生成，则有元素化合价从+5价降到-3价，转移电子，则有氢离子移向阴极，氢氧根移向阳极，因此双极膜处有发生解离，D正确； 故选D。 ◆拔高9 电有机合成 55．在微生物作用下将2，4-二氯苯酚电解脱氯降解为苯酚的装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a的电势比电极b的高 B．N极的电极反应式： C．由左向右移动通过质子交换膜 D．当生成9.4g苯酚时，理论上M电极区溶液质量减少4.4g 【答案】D 【分析】在M极失电子被氧化为，故M极为电解池阳极，阳极反应式为。N极为阴极，2，4-二氯苯酚得电子被还原为苯酚，电极反应式为。 【详解】A．M极上失电子生成，为阳极，对应电源a为正极，正极电势高于负极，因此电极a的电势比电极b的高，A正确； B．N极为阴极，2，4-二氯苯酚得电子发生还原反应生成苯酚，给出的电极反应式满足原子、电荷守恒，B正确； C．电解池中阳离子向阴极移动，阴极N在右侧，因此由左向右移动通过质子交换膜，C正确； D．苯酚摩尔质量为，苯酚物质的量为，生成苯酚转移电子，故反应转移电子。M极反应为，转移电子时生成（质量为），同时有从M极区迁移到右极区，因此M极区溶液减少的质量为，不是，D错误； 故本题选D。 56．用光电化学法将CO2转化为有机物，实现碳资源的再生利用，其装置如图所示。 下列说法错误的是 A．b为电源的正极 B．电解时，生成的电极反应式为 C．当外电路中转移2mol电子时，理论上右侧电解室溶液质量减少16g D．电有机合成具有反应条件温和、反应试剂纯净等优点 【答案】C 【分析】由图，水在BiVO4光敏电极上失去电子生成氧气，电极方程式为：，因此BiVO4光敏电极为阳极，与电源正极相连接；铜电极是二氧化碳得到电子转化为有机物，因此铜电极为阴极，与电源负极相连接。 【详解】A．根据分析， b与BiVO4光敏电极相连，该电极发生的是失电子的氧化反应，作阳极，与电源正极相连，A正确； B．酸性条件下二氧化碳得电子发生还原反应生成甲醇和水，电极反应式为，B正确； C．外电路中转移2 mol电子时，BiVO4光敏电极上发生反应：，生成且有从右室通过质子交换膜移向左室，质量减少18g，C错误； D．反应条件温和、反应试剂纯净是电有机合成的优点，D正确； 故答案选C。 57．利用电化学原理合成邻硝基苯甲醛的装置如图。下列说法错误的是 A．X极的电极电势高于Y极的电极电势 B．交换膜应选用阳离子交换膜 C．Y极的电极反应式为 D．若该装置中生成邻硝基苯甲醛，理论上外电路中转移 【答案】C 【分析】 由图可知，在X极，失去电子，被氧化为，发生氧化反应，在Y极，得到电子，被还原为，发生还原反应，故X极为电解池的阳极，Y极为阴极。 【详解】A．由分析可知，电极X上发生氧化反应，为电解池的阳极，则X极的电极电势高于Y极的电极电势，A正确； B．若交换膜为阴离子交换膜，则右池中的阴离子例如氢氧根等会穿过交换膜迁移到左池即阳极区而放电，故应选阳离子交换膜，B正确； C．X极为电解池的阳极，Y极为阴极，电极X上的电极反应式为，电极Y上的电极反应式为，C错误； D．根据电子得失守恒可知两极产生的邻硝基苯甲醛的物质的量相等，当两极共产生邻硝基苯甲醛时，两个电极分别产生了邻硝基苯甲醛，根据C选项的电极反应式可知，Y极产生邻硝基苯甲醛时，外电路中共转移，D正确； 故答案选C。 ◆拔高10 电化学综合考查 58．浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。图1为浓差电池，其中溶液为溶液，溶液为溶液，图2为电渗析法制备磷酸二氢钠（）的装置，用该浓差电池为电源完成制备。下列说法不正确的是 A．盛放溶液的电极为正极，需与电渗析装置的电极相连 B．电池从开始工作至停止放电，理论上可制得 C．电渗析过程中，阴极室溶液浓度升高，阳极室浓度不变 D．电渗析装置中膜为质子交换膜 【答案】C 【分析】浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，在浓差电池中，高浓度溶液侧的离子浓度趋向于变小，低浓度溶液侧的离子浓度趋向于变大。由于右侧AgNO3浓度大，。左侧AgNO3浓度小，。则Ag(Ⅰ)为负极，Ag(Ⅱ)为正极。从B（正极区）穿过阴离子交换膜迁移到 A（负极区），直到两边Ag+浓度相等。最终都为2.5 mol/L。转移电子的物质的量。左室中的氢离子通过膜a进入中间室，中间室中的钠离子通过膜b进入右室，从而生成磷酸二氢钠。则电极a为阳极，电极b为阴极；阳极中的水失电子电解生成氧气和氢离子，电极方程式为：；阴极中的水得到电子生成氢气，电极方程式为：。 【详解】A．盛放溶液B的Ag是正极，正极接电解池阳极（电极 a），A正确； B．中间室反应实质为，制备需要提供，转移2 mol电子，电池最大转移电子数，理论上可制得，，B正确； C．阴极室中的水得到电子生成氢气，电极方程式为：，同时中间室的Na+迁入右室，生成了更多的NaOH，故NaOH溶液浓度升高。阳极室中的水失电子电解生成氧气和氢离子，电极方程式为：。消耗水浓度变大，C错误； D．膜a的作用是让左室产生的H+迁入中间室，故膜a为质子交换膜。D正确； 故答案选C。 59．最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于将污水中的还原为，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剂表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时，还原为，外电路中将转移的电子 C．充电时，金属铝电极的电势低于电极 D．充电时，电池总反应为 【答案】A 【分析】该装置为可充电电池，放电时金属铝作负极失电子生成，电极为正极，将污水中的逐步还原为，中间的离子交换膜允许定向移动以维持电荷平衡；充电时该装置转为电解池，原铝电极作阴极、原电极作阳极，阳极发生氧化反应生成，阴极将还原生成金属Al，实现电极的再生与电池的可充电循环。 【详解】A．放电时Al为负极，负极反应式为：，每消耗1 mol，消耗4 mol ，外电路转移3 mol电子，为维持电荷平衡，会有3mol 从正极区迁移进入负极区，因此负极区的数目减少，并非保持不变，A错误； B． 中N为+5价，还原生成的中N为-3价，每个N原子得到8个电子，因此还原1.0 mol 为，外电路转移8.0 mol电子，B正确； C．放电时Al是负极、是正极；充电时原负极Al作阴极，原正极作阳极，电解池中阳极电势高于阴极，因此金属铝电极的电势低于电极，C正确； D．充电时，阴极反应为，阳极反应为，根据电子守恒将阴极反应×4、阳极反应×3，两式相加消去电子后得到总反应：，D正确； 故选A。 60．下图是一种以为中间体的电化学溴介导丙烷脱氢定向合成装置。下列说法正确的是 A．离子交换膜的种类是阳离子交换膜 B．每消耗，该装置理论上可产生 C．左侧总反应的方程式为 D．反应iii的方程式为 【答案】C 【分析】右侧电极上得电子被还原为，因此右侧为电解池阴极，左侧为电解池阳极，左侧的反应是分步进行的：阳极第一步：，反应i：，反应ii：， 反应iii：，据此解答。 【详解】A．右侧阴极发生还原反应生成，左侧阳极反应需要消耗，需从右向左迁移，因此离子交换膜为阴离子交换膜，A错误； B．由分析可知，生成1 mol 时转移2mol电子，1 mol 完全反应得到4 mol电子，根据电子守恒，1 mol 理论上可产生2 mol ，B错误； C．左侧阳极总反应为失电子与反应生成和，配平后方程式为，原子、电荷均守恒，C正确； D．反应iii中转化为的过程无元素化合价变化，没有电子转移，不需要失去电子，正确的反应是：，D错误； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $