第四章 化学反应与电能（22大题型专练，黑吉辽蒙专用）化学人教版选择性必修1

第四章 化学反应与电能 常考题型·精准突破 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C D B C D C C B A 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D C D A D D C B C B 题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 C B C D C B D A D C 题号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 答案 D D C C C B A A D C 题号 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 答案 C D C B A B C D C D 题号 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 答案 B D C B D D D D C C 题号 61 62 63 64 65 66 答案 D C D B D C 综合攻坚·知能拔高 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D B B B C D C B 题号 11 12 13 答案 B C D 14．(1) 减小 (2)向右 (3)负极 变浅 (4) (5) 15．(1)ABD (2) CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O S 0.5 H2 / 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 常考题型·精准突破 考点一 原电池 题型1 原电池的形成条件 题型2 原电池的工作原理（重点） 题型3 原电池正负极的判断 题型4 原电池原理的应用（重点） 考点二 化学电源 题型1 一次电池和二次电池 题型2 燃料电池 题型3 新型电池（高频） 题型4 电极反应式的书写（难点） 考点三 电解池 题型1 电解池概念及组成 题型2 电解原理（重点） 题型3 电极反应式的书写 题型4 电解池的计算（难点） 考点四 电解原理的应用 题型1 氯碱工业 题型2 电冶金及金属的精炼 题型3 电镀 题型4 电有机合成 考点四 原电池与电解池综合考查 题型1 交换膜的应用（难点） 题型2 电化学中“多池”与“多室”的应用（高频） 题型3 利用电子守恒法进行多池串联相关计算（重点） 考点五 金属的腐蚀与防护 题型1 化学腐蚀与电化学腐蚀 题型2 吸氧腐蚀与吸氢腐蚀（重点） 题型3金属防护的方法 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 原电池 题型1 原电池的形成条件 1．（24-25高二上·辽宁抚顺·期末）现代生活离不开方便实用的化学电源，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 2．下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 3．下列装置中，电流表指针能发生偏转的是 A．A B．B C．C D．D 题型2 原电池的工作原理（重点） 4．（25-26高二上·吉林白城·期中）CuZn (假设起始时两电极质量完全相同)原电池的装置示意图如图，下列说法正确的是(不考虑水解反应) A．M为Zn电极，发生还原反应，失去电子 B．电池工作一段时间后，溶液的pH保持不变 C．电池工作一段时间后，M和N两电极质量：M>N D．每转移0.2 mol电子，同时生成2.24 L Cl2 5．（26-27高二上·黑龙江双鸭山·开学考试）某校课外学习小组设计如图所示水果电池(电压表的0刻度在中间)。下列说法错误的是 A．铁片作负极 B．铜片上发生还原反应 C．将铜片换成铝片，电压表指针偏转方向不变 D．当铁片质量减少0.56 g时，理论上有0.02 mol 通过电压表 6．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于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．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 题型3 原电池正负极的判断 7．（26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测）关于原电池（锌—铜—稀硫酸），下列说法正确的是 A．铜为负极，锌为正极 B．电子由铜片经导线流向锌片 C．负极反应：Zn−2e-=Zn2+ D．溶液中 H+ 向锌片移动 8．锌铜原电池装置如图所示，下列说法不正确的是 A．锌片作负极 B．电子从锌片流向铜片 C．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D．铜电极的反应为Cu2++2e-=Cu 9．某原电池总反应方程式为，能实现该反应的原电池组成是 A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为石墨，负极为铜，电解质溶液为FeCl3溶液 C．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液 D．正极为石墨，负极为铜，电解质溶液为CuSO4溶液 题型4 原电池原理的应用（重点） 10．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (1) (2) (3) (4) a极质量减小， b极质量增加 b极有气体产生， c极无变化 d极溶解，c极 有气体产生 电流从a极 流向d极 A．d>a>b>c B．b>c>d>a C．a>b>c>d D．a>b>d>c 11．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 12．（25-26高二上·辽宁抚顺·期末）现代生活离不开方便实用的化学电源。Zn-Cu原电池结构如图所示，该装置工作时，下列说法正确的是 已知：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。 A．CuSO4溶液属于强电解质 B．Zn电极上的电极反应式为： C．每生成6.4 g Cu，此时转移0.2 mol电子 D．盐桥中的Cl-往Cu电极工作室方向迁移 考点二 化学电源 题型1 一次电池和二次电池 13．一次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 14．（25-26高二上·吉林长春·期中）我国科学家发明了一种“可固氮”的镁—氮二次电池，装置如图所示，下列说法错误的是 A．固氮时，镁片作负极，电解质中氯化镁质量增加 B．当无水混合物受热熔融后电池才能工作 C．固氮时，电池的总反应为： D．脱氮时，钌复合电极的电极反应式为 15．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试）水系锌锰离子电池是一种新型的二次电池，通过在水系电解液中的氧化还原反应来实现能量的存储与释放。其放电时工作原理如图所示，获得电能的同时可以制得K2SO4，下列说法错误的是 A．X为H2SO4，Y为KOH B．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜 C．电池放电时，正极区溶液的pH升高 D．放电时，每消耗1 mol Zn，正极区电解质溶液质量增加87 g 题型2 燃料电池 16．（24-25高二上·内蒙古兴安·期中）氢氧燃料电池是最理想的新型电池，其工作原理如图所示(质子交换膜仅允许H+通过)。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 A．能量转化率已达到100% B．通入O2的一极为负极 C．放电一段时间后，两侧液面均会升高 D．每消耗1.5molH2两侧溶液质量差将增加27g 17．（24-25高二上·辽宁·阶段检测）肼-空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极电势 B．电极的电极反应式为 C．电极Y附近溶液增大 D．当电极Y消耗(标准状况)时，理论上电极X消耗肼 18．（24-25高二上·吉林白城·期末）甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是 A．该装置能将电能转化为化学能 B．电流由乙电极经导线流向甲电极 C．负极的电极反应式为： D．b口通入空气，c口通入甲醇 题型3 新型电池（高频） 19．（24-25高二上·吉林通化·阶段检测）我国科技工作者提出了一种新型高效的固碳技术（如图）。利用金属锂和构成电池放电，产生碳和，充电时使单独分解，而碳留在聚合物电解质膜材料内，下列说法错误的是 A．该电池充电时，右侧电极释放出 B．该电池放电时，从右侧进气口进入 C．该电池放电时，每转移2 mol电子，可固定44 g D．该电池放电时，正极反应是 20．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()电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，向电极a移动 B．放电一段时间，断开开关一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C．放电时，电极b的电极反应为 D．以为能源较为环保 21．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该装置是将化学能转变为电能 B．正极的电极反应：2CO2+2e-=C2O C．每得到1 mol Al2(C2O4)3，电路中转移3 mol电子 D．利用该技术可捕捉大气中的CO2 题型4 电极反应式的书写（难点） 22．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是 A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑ 23．（25-26高二上·吉林长春·期中）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．电池工作时电子由M极经用电器流向N极 C．N极仅能发生电极反应： D．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 24．被称为软电池的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内是离子流过由水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为：。下列说法正确的是 A．该电池的离子导体为酸性溶液 B．溶液中向正极移动，向负极移动 C．当完全溶解时，转移的电子个数为 D．电池正极反应式为： 考点三 电解池 题型1 电解池概念及组成 25．某同学欲完成反应：，设计了下列四个实验，你认为可行的是 A． B． C． D． 26．随着高分子分离膜的发展，利用电解原理不仅能够处理废水，还能实现资源的再利用。如图是一种电化学处理废水实现镍回收的装置。下列说法正确的是 A．a极连接的是电源的正极 B．电解一段时间，盐酸的浓度变大 C．A、B膜分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．若得到镍118 g，则b极室质量减少32 g 27．化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．溶液中的从右经过质子交换膜向左转移 B．电解池阴极的电极反应式为： C．Pt电极为阳极，发生还原反应 D．电解过程中转移2 mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2 L 题型2 电解原理（重点） 28．某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法错误的是 A．电解过程中，铜电极上有产生 B．电解一段时间后溶液pH变大 C．电解一段时间后，石墨电极上有铜析出 D．整个电解过程中，的浓度基本不变 29．一种电化学处理硝酸盐产氨的装置如图所示。下列说法错误的是 A．右室为阳极室，电极反应为 B．电解过程中，左室溶液的pH逐渐增大 C．用湿润的淀粉-KI试纸置于b处，试纸变蓝 D．理论上，若左室中有8 mol电子发生转移时，左室溶液质量减少17 g 30．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极b 接电源正极 B．电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2O C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 题型3 电极反应式的书写 31．用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后以形式除去。下列说法中错误的是 A．电解过程中可能有沉淀生成 B．阴极电极反应为 C．电解过程中废水的pH变大 D．电路中每转移6 mol电子，最多有1 mol被还原 32．我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法，从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气，电化学反应机理如下图所示。下列说法正确的是 A．Ni电极连接直流电源的正极 B．内电路的导电物质可能是溶液 C．电解一段时间后电解质中的物质的量变多 D．电极反应式为 33．某小组设计如图所示装置探究电化学原理（“光伏”代表“电源”）。 下列说法正确的是 A．电极电势：c>d B．电极d可选用Mg作电极材料 C．电极d上发生反应：4OH--4e-=O2↑+2H2O D．电解总反应： 题型4 电解池的计算（难点） 34．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 35．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。下列说法错误的是 A．极反应式为 B．双极膜中解离的向极方向迁移 C．理论上，生成时，极上消耗 D．电解一段时间，电极反应消耗与生成的质量比为2∶1 36．和Zn在碱性条件下组成二次电池，放电原理如图所示。下列说法正确的是 A．在放电时，电子通过离子交换膜从右向左运动 B．在充电时，石墨电极上的电极反应式为： C．在放电时，负极区电解质溶液的逐渐减小 D．在充电时，当阴极生成锌，阳极消耗氢氧化铁 考点四 电解原理的应用 题型1 氯碱工业 37．如图是氯碱工业电解饱和食盐水的示意图。下列说法不正确的是 A．阳极材料换成铁电极，产物不变 B．使用的阳离子交换膜阻止阴离子和气体通过，使生成的NaOH更纯 C．阴极发生的电极反应： D．b处通入的原料是NaOH的稀溶液 38．氯碱工业是高耗能产业，如下这种新工艺设计节能超过30%。相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出。 下列说法不正确的是 A．比较图示中a%＞b% B．图示中所用的离子交换膜都是阳离子交换膜 C．B中通Y一极的电极反应式为 D．这种设计的主要节能之一在于B燃料电池可以补充A电解池消耗的电能 39．如图为电解饱和食盐水的简易装置，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子和气体不能通过。下列说法正确的是 A．电解一段时间后，右侧溶液的减小 B．阳极的电极反应式为 C．电解过程中，通过阳离子交换膜向左侧移动 D．标准状况下，阳极产生气体时，电路中转移0.2 mol电子 题型2 电冶金及金属的精炼 40．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 41．工业电解法制铝过程中，Al2O3溶解并和冰晶石(Na3AlF6)发生反应：，并在电极上发生反应：。其装置图如下所示，下列说法错误的是 A．a为电源的负极 B．电解过程中需补充石墨 C．电解液中的物质的量不断增加 D．铁电极发生的电极反应： 42．粗铜中的主要杂质包括锌、铁、镍、银、金、铂等，含量通常在0.5%~1.5%之间，这些杂质会影响铜的导电性和机械性能，可通过电解法精炼除去。电解精炼装置如图，下列说法错误的是 A．粗铜连接电源的正极 B．粗铜的熔点小于纯铜 C．银、金、铂会沉积在电解池底部形成阳极泥 D．阳极减少的质量等于阴极增加的质量 题型3 电镀 43．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 44．用银片作为阳极进行铁上镀银的实验，装置如图所示，下列有关说法不正确的是 A． 电镀时，待镀铁制品应与直流电源负极相连 B． 通电后，溶液中的移向阴极 C． 镀银时，理论上阳极和阴极的质量变化相等 D． 待镀铁制品增重1.08g时，电路中通过的电子为0.01mol 45．日常生活中很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，工作示意图如下，下列说法正确的是 A．银片上发生氧化反应 B．电镀一段时间后，AgNO3溶液的浓度会变小 C．阴极发生的电极反应式为 D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态 题型4 电有机合成 46．电催化含氮废水合成尿素，开创了无机物转化为有机物的新纪元。利用如图所示装置可合成尿素。该装置工作时，下列说法不正确的是 A．乙为电源的正极 B．外电路中每转移4 mol电子，理论上电极b生成22.4 L C．a电极上发生反应： D．工作时移向阴极，装置中交换膜为质子交换膜 47．某小组电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈［NC(CH2)4CN］，其中M、N为铜电极，P、Q为惰性电极，装置如图所示(隔膜两侧溶液均为100mL)。 下列说法正确的是 A．M极电极电势比N极低 B．隔膜为阳离子交换膜 C．P极的电极反应式为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN D．上述装置理论上可制备0.3mol己二腈 48．间接电解法合成苯甲醛的原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为阳极 B．电解过程中从左室向右室迁移 C．“氧化池”中发生反应： D．电解结束后，电解池阴极区溶液升高(忽略溶液体积变化) 考点四 原电池与电解池综合考查 题型1 交换膜的应用（难点） 49．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时放电停止。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(、电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应为 B．电池放电过程中，电极上的电极反应为 C．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 D．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 50．电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。若使用铅蓄电池作外接电源，下列说法正确的是 A．Y室可获得淡化的海水 B．电解时，M电极连接铅蓄电池的Pb电极 C．理论上M电极产生11.2L(标准状况)气体时，通过阴离子交换膜的离子有2mol D．理论上N电极产生11.2L(标准状况)气体时，Pb电极增重48 g 51．实验室利用电池实现电解丙烯腈合成己二腈，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电池工作时，装置的中间室中浓度变大 B．当电路中转移电子时，原电池装置中正极区溶液质量增加 C．电解时，石墨电极1区域加入，可将其转化为 D．电解一段时间后，石墨电极2附近区域溶液的减小 题型2电化学中“多池”与“多室”的应用（高频） 52．电池可作为电源电解制备金属钴，同时回收盐酸，其工作原理如图所示。已知电池反应方程式为。下列说法错误的是 A．a与f相连，e连接的Pt作阳极 B．b连接的碳电极上发生的反应为： C．g、h分别是阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．理论上每制备118 g金属钴，Ⅰ室溶液质量减少32 g 53．某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通，电极从海水中吸收；断开，接通，乙室富集。下列叙述正确的是 A．X电极应接光伏电池的负极 B．接通，电子流向：Y电极→电源→电极 C．膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜，目的是提高提取锂的选择性 D．接通，待电极恢复至起始状态时，甲室变化与乙室变化之比为 54．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 题型4 利用电子守恒法进行多池串联相关计算（重点） 55．下图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是 A．甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为： B．石墨电极生成红色固体 C．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量固体 D．当甲池中(标准状况下)参加反应时，乙池中理论上可析出固体 56．如图为相互串联的装置，甲池是某新型可充电Na/Fe二次电池(Y极存在：Na++CaFeO3→CaFeO2.5+Na2O)。下列说法正确的是 A．电解过程中，电子的流向为X极→Fe 极→石墨极→Y极 B．甲池中，正极反应式为 CaFeO3+2Na++e-=CaFeO2.5+Na2O C．向乙池中滴加酚酞，石墨电极附近溶液先变红 D．若甲池中X极消耗11.5gNa，则理论上乙池中阳极上产生气体的物质的量为 0.15 mol(不考虑气体在水中的溶解) 57．如图所示，M、N、P、Q均为Pt电极，甲池电解液为溶液。外电路中通过极质量增加3.2 g，忽略溶液体积变化。下列说法正确的是 A．b为电源的正极 B．R的相对原子质量为 C．气球1和气球2的体积比约为2∶1 D．U形管中加入0.9 g水可恢复到电解前的状态 考点五 金属的腐蚀与防护 题型1 化学腐蚀与电化学腐蚀 58．以下现象与电化学腐蚀无关的是 A．生铁比纯铁容易生锈 B．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈 D．银质物品久置表面变暗 59．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 60．用如下图所示装置进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法不正确的是 A．铁发生的电极反应： B．炭粉的存在增大了铁腐蚀的速率 C．导管口产生气泡证明铁发生了析氢腐蚀 D．试管恢复至室温后，导管末端倒吸形成一段稳定的水柱 题型2 吸氧腐蚀与吸氢腐蚀（重点） 61．用如图甲所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如图乙。下列说法错误的是 A．整个过程中，铁粉作为负极，电极反应式均为 B．pH=2.0时，同时发生析氢和吸氧腐蚀，正极电极反应式分别为和 C．pH=4.0时，只发生吸氧腐蚀，正极电极反应式为 D．将均匀覆盖铁粉和碳粉的滤纸更换为只均匀覆盖纯铁粉的滤纸，压强随时间变化的曲线走势与原图不相同 62．用如图所示的装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，得到具支锥形瓶中压强随时间变化的曲线以及溶解氧（DO）随时间变化的曲线如下： 下列说法错误的是 A．整个过程中，负极电极反应为 B．压强增大主要是因为产生了 C．吸氧腐蚀的速率比析氢腐蚀的速率大 D．溶液pH=2.0时，正极反应只有 63．某课外小组用如图所示装置进行探究实验，下列说法正确的是 A．实验装置组装好后无需其他操作，可直接加入试剂进行实验 B．甲装置放置一段时间后，右侧烧杯中导管内略有水柱形成，铁粉发生了吸氧腐蚀 C．乙装置放置一段时间后，右侧烧杯中导管内形成一段水柱，铁粉发生了吸氧腐蚀 D．丙装置放置一段时间后，无明显现象，铁粉发生了析氢腐蚀 题型3金属防护的方法 64．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 C．断电时，保持干燥可以减缓腐蚀速度 D．断电时，不能防止铁帽被腐蚀 65．研究金属的腐蚀与防护在生产和生活中具有重要意义。某兴趣小组设计如图所示的实验装置，模拟研究钢件在海水中的腐蚀与防护。下列说法错误的是 A．不闭合开关，钢件发生吸氧腐蚀 B．若X为锌电极，闭合K3，钢件的腐蚀减慢 C．若X为碳电极，闭合K2，钢件的腐蚀加快 D．若X为碳电极，闭合K1，X电极附近有气泡产生 66．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。 ① ② ③ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是 A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．用KMnO4酸性溶液代替K3[Fe(CN)6]溶液，也可验证牺牲阳极法 综合攻坚·知能拔高 1．下图所示装置可用于制作简易的燃料电池。实验时，先接通开关，一段时间后断开开关，接通开关。下列说法正确的是 A．接通开关时，装置将化学能转化为电能 B．接通开关时，石墨电极b附近溶液碱性增强 C．接通开关时，溶液中从石墨a处向石墨b处移动 D．接通开关足够长时间，溶液最终呈碱性 2．科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池。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： 。下列说法错误的是 A．放电时，向负极移动 B．放电时释放，充电时吸收 C．放电时，正极反应为： D．充电时，阴极反应为： 3．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量减小 D．当电路中有0.2 mol e⁻转移时，Cu电极质量增加6.4 g 4．某沉积物微生物电池可以回收处理含硫废渣主要成分为，其工作原理如图。已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低。下列说法正确的是 A．外电路的电流方向：碳棒碳棒 B．碳棒存在电极反应： C．工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率升高 D．每处理，理论上需要光合菌生产标准状况下 5．下列容器中都盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是 A． ④>②>①>③>⑤>⑥ B． ④>⑥>②>①>③>⑤ C． ⑤>④>②>③>①>⑥ D． ⑥>③>⑤>②>④>① 6．下列关于各装置的说法正确的是 A．图1：铅蓄电池充电时电极与电源负极相连 B．图2：关闭或，Zn片质量均减少 C．图3：盐桥中的移向溶液 D．图4：电解精炼过程中保持不变 7．镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为1 mol D．引起“鼓包”的反应： 8．一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如图所示，电极为金属和选择性催化材料，放电时，含的废水被转化为。下列说法正确的是 A．放电时，正极区域的pH减小 B．放电时，从左往右移动 C．充电时，连接外接电源的正极 D．充电时，阳极反应： 9．我国科学家研发了一种高效催化剂，可实现硝酸根和苄胺的成对电解，在两极都得到高价值含氮化合物，原理如图所示。 下列说法错误的是 A．b极为直流电源的正极 B．隔膜应选择阴离子交换膜 C．电解过程中，两极室保持不变 D．阳极反应为 10．一种新型蓄电池的工作原理如下图所示。放电时，铜电极质量减小。下列说法正确的是 A．放电时，电能转化为化学能 B．放电时的正极反应为： C．放电时移向电极 D．该电池充电时，Cu电极连接电源的阳极 11．我国科技工作者设计了一套电化学装置，能在常温常压下实现的分解，得到和。装置的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．装置工作时能量转化：光能电能化学能 B．装置工作时左侧减小，右侧增大 C．电极电势：电极电极 D．处理，共有通过质子交换膜由左侧移动至右侧 12．可以用电解溶液的方法制备，其工作原理如图： 下列说法不正确的是 A．理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成11.2 L气体（标准状况下） B．b膜为阴离子交换膜 C．N室中a%和b%的大小关系为b% < a% D．M室发生的电极反应式： 13．双极膜（BP）是一种能将水分子解离为和的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂（简称PFS）的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．装置工作时，BP1和BP2中水分子解离的均向右移动 B．可以同时获得硫酸等副产品 C．若Ⅳ室是KOH溶液，则N电极的电极反应式为 D．在电场力作用下Ⅱ室中的部分移入Ⅲ室，Ⅰ室中的移入Ⅱ室生成PFS 14．I.某科研单位利用电化学原理，使用来制备硫酸，装置如图所示。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触，质子交换膜只允许通过。 (1)通入的电极反应式为____________________，此电极区溶液的______填“增大”“减小”或“不变”。 (2)电解质溶液中的通过质子交换膜______填“向左”或“向右”移动，通入的电极反应式为_____________________________。 如下图装置所示，、、、、、都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同假设通电前后溶液体积不变，、为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，极附近呈红色。 (3)B极是电源的______填“正极”或“负极”，一段时间后，丁中极附近的颜色逐渐___填“变深”或“变浅”。 (4)若甲、乙装置中的、、、电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为________。 (5)若将电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为______________________。 15．利用电化学反应可以实现能量和物质的转化。 (1)设计某种电化学装置，要求实现反应 ，且反应后的溶液中不含其他溶质。选择合适的试剂和用品的序号填在下面电化学装置图的相应位置，实验可以选用的试剂和用品有____________。 A．稀硫酸 B．溶液 C．阳离子交换膜 D．阴离子交换膜 (2)一种以二甲醚 燃料电池为电源，进行、的电解转化装置如图所示。 ①装置Ⅰ放电时的负极反应式为________________。 ②装置Ⅱ电极B处生成的电极反应式为________________。 ③装置Ⅱ电极A处有沉淀X生成，X为________(填化学式)。装置Ⅰ消耗标准状况下22.4L，装置Ⅱ电极B处共生成标准状况下16.8L与，则的物质的量为________mol。 ④实验发现，电极B处生成的气体种类与电压有关。若电压较小，不发生转化，装置Ⅱ出口处收集到和Y的混合气体，则Y为________(填化学式)。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 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 常考题型·精准突破 考点一 原电池 题型1 原电池的形成条件 题型2 原电池的工作原理（重点） 题型3 原电池正负极的判断 题型4 原电池原理的应用（重点） 考点二 化学电源 题型1 一次电池和二次电池 题型2 燃料电池 题型3 新型电池（高频） 题型4 电极反应式的书写（难点） 考点三 电解池 题型1 电解池概念及组成 题型2 电解原理（重点） 题型3 电极反应式的书写 题型4 电解池的计算（难点） 考点四 电解原理的应用 题型1 氯碱工业 题型2 电冶金及金属的精炼 题型3 电镀 题型4 电有机合成 考点四 原电池与电解池综合考查 题型1 交换膜的应用（难点） 题型2 电化学中“多池”与“多室”的应用（高频） 题型3 利用电子守恒法进行多池串联相关计算（重点） 考点五 金属的腐蚀与防护 题型1 化学腐蚀与电化学腐蚀 题型2 吸氧腐蚀与吸氢腐蚀（重点） 题型3金属防护的方法 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 原电池 题型1 原电池的形成条件 1．（24-25高二上·辽宁抚顺·期末）现代生活离不开方便实用的化学电源，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．没有形成闭合回路且不会发生氧化还原反应，A项不符合题意； B．两电极未区分活动性，B项不符合题意； C．如图装置有两个不同的电极，且形成闭合回路，可以发生氧化还原反应，C项符合题意； D．无水乙醇不是电解质溶液，D项不符合题意； 故选C。 2．下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．无水乙醇属于非电解质，不能电离出自由移动的离子，不具备导电能力，无法构成原电池，A错误； B．两个盛放稀硫酸的烧杯未形成闭合回路，内电路无法导通，不能构成原电池，B错误； C．含有活泼性不同的、电极，电解质为稀硫酸，通过导线和导电盐桥形成闭合回路，且与稀硫酸可自发发生氧化还原反应，满足原电池的所有构成条件，C正确； D．两个电极均为，活泼性相同，且与稀盐酸不能自发发生氧化还原反应，无法构成原电池，D错误； 故答案选C。 3．下列装置中，电流表指针能发生偏转的是 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．A装置中Zn电极直接插入CuCl2溶液，Zn会与Cu2+直接发生置换反应（Zn+Cu2+=Zn2++Cu），电子在电极表面直接转移，无法通过导线形成电流；且右侧Cu电极与ZnCl2溶液不反应，不能形成自发的氧化还原反应回路，A错误； B．B装置中电解质为冰醋酸，冰醋酸为纯净物，电离程度极小，溶液中自由移动离子浓度极低，无法形成导电的电解质溶液，不能构成闭合回路，B错误； C．C装置中Zn和Cu电极虽插入稀硫酸，符合构成原电池的条件，但两极直接接触，相当于短路，因此外电路中无电流产生，电流表指针不会发生偏转，C错误； D．D装置中Zn（活泼金属）和Cu（不活泼金属）为电极，分别插入ZnSO4和CuSO4溶液，通过盐桥形成离子通道，导线连接电极构成闭合回路。Zn为负极发生氧化反应（Zn-2e⁻=Zn2+），Cu为正极，Cu2+得电子发生还原反应（Cu2++2e⁻=Cu），存在自发氧化还原反应，符合原电池构成条件，电流表指针偏转，D正确； 故选D。 题型2 原电池的工作原理（重点） 4．（25-26高二上·吉林白城·期中）CuZn (假设起始时两电极质量完全相同)原电池的装置示意图如图，下列说法正确的是(不考虑水解反应) A．M为Zn电极，发生还原反应，失去电子 B．电池工作一段时间后，溶液的pH保持不变 C．电池工作一段时间后，M和N两电极质量：M>N D．每转移0.2 mol电子，同时生成2.24 L Cl2 【答案】B 【分析】由题干图示中电子转移的方向可知，M即为负极，失去电子，发生氧化反应，故M为Zn，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，N为Cu，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，M为Zn电极，发生氧化反应，失去电子，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，A错误； B．由分析可知，电池工作一段时间后，溶液溶质由CuCl2转化为ZnCl2，若不考虑水解反应，溶液的pH保持不变，B正确； C．由分析可知，M为Zn，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，N为Cu，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，电池工作一段时间后，M电极质量减少，N电极质量增大，故两电极质量不相同，M和N两电极质量：M<N，C错误； D．由分析可知，该电极反应中不生成Cl2，D错误； 故答案为B。 5．（26-27高二上·黑龙江双鸭山·开学考试）某校课外学习小组设计如图所示水果电池(电压表的0刻度在中间)。下列说法错误的是 A．铁片作负极 B．铜片上发生还原反应 C．将铜片换成铝片，电压表指针偏转方向不变 D．当铁片质量减少0.56 g时，理论上有0.02 mol 通过电压表 【答案】C 【详解】A．铁的金属活动性强于铜，原电池中较活泼金属作负极，因此铁片作负极，A正确； B．铜片为原电池正极，正极上发生得电子的还原反应，B正确； C．铝的金属活动性强于铁，将铜片换成铝片后，铝片作负极、铁片作正极，外电路电子流动方向与原电池相反，因此电压表指针偏转方向改变，C错误； D．铁片减少的物质的量为，负极反应为，因此转移电子的物质的量为，即理论上有通过电压表，D正确； 故答案选C。 6．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于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．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 【答案】D 【分析】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，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。 【详解】A．放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以向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，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； 答案选D。 题型3 原电池正负极的判断 7．（26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测）关于原电池（锌—铜—稀硫酸），下列说法正确的是 A．铜为负极，锌为正极 B．电子由铜片经导线流向锌片 C．负极反应：Zn−2e-=Zn2+ D．溶液中 H+ 向锌片移动 【答案】C 【详解】A．锌的金属活动性强于铜，原电池中活泼金属作负极，因此锌为负极，铜为正极，A错误； B．原电池中电子由负极经导线流向正极，即电子由锌片经导线流向铜片，B错误； C．负极上Zn失电子发生氧化反应，电极反应式为，C正确； D．原电池电解质溶液中阳离子向正极移动，因此向铜片移动，D错误； 故选C。 8．锌铜原电池装置如图所示，下列说法不正确的是 A．锌片作负极 B．电子从锌片流向铜片 C．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D．铜电极的反应为Cu2++2e-=Cu 【答案】C 【分析】Zn为负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，Cu2+在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电子从负极沿着导线流向正极，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以此来解答。 【详解】A．锌比铜活泼，锌片作负极，A正确； B．据分析，电子从锌片流向铜片，B正确； C．据分析，盐桥中的K+移向CuSO4溶液，C错误； D．据分析，铜电极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，D正确； 故选C。 9．某原电池总反应方程式为，能实现该反应的原电池组成是 A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为石墨，负极为铜，电解质溶液为FeCl3溶液 C．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液 D．正极为石墨，负极为铜，电解质溶液为CuSO4溶液 【答案】B 【详解】A．负极为铁，铁比铜活泼，优先失电子，总反应为，无法实现题给反应，A错误； B．负极为铜，铜失电子生成，正极为惰性石墨，电解质溶液中在正极得电子生成，总反应为，B正确； C．负极为铁，电解质为溶液，总反应为，无法实现题给反应，C错误； D．电解质为溶液，无参与反应，无法实现题给反应，D错误； 故选B。 题型4 原电池原理的应用（重点） 10．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (1) (2) (3) (4) a极质量减小， b极质量增加 b极有气体产生， c极无变化 d极溶解，c极 有气体产生 电流从a极 流向d极 A．d>a>b>c B．b>c>d>a C．a>b>c>d D．a>b>d>c 【答案】A 【详解】由实验1中a极质量减小、b极质量增加，可知a为原电池负极、b为正极，金属活泼性a>b；实验2中未构成原电池，b极有气体、c极无变化，得活泼性b>c；实验3中d极溶解、c极有气体，得d为负极、c极为正极，故活泼性d>c；实验4中电流从a极流向d极，电流由正极流向负极，故d为负极、a极为正极，故活泼性d>a；综合得金属活动性顺序为d>a>b>c，A正确； 故答案选A。 11．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。 12．（25-26高二上·辽宁抚顺·期末）现代生活离不开方便实用的化学电源。Zn-Cu原电池结构如图所示，该装置工作时，下列说法正确的是 已知：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。 A．CuSO4溶液属于强电解质 B．Zn电极上的电极反应式为： C．每生成6.4 g Cu，此时转移0.2 mol电子 D．盐桥中的Cl-往Cu电极工作室方向迁移 【答案】C 【分析】在带盐桥的Zn-Cu原电池中，活泼金属Zn作为负极发生氧化反应失去电子，电子经导线流向正极 Cu，CuSO4溶液中的 Cu2+在Cu片表面得到电子发生还原反应析出铜单质。 【详解】A．强电解质是指在水溶液中或熔融状态下能完全电离的化合物。而CuSO4溶液是混合物，既不是电解质也不是非电解质，CuSO4溶液属于强电解质溶液，A错误； B．根据分析，Zn作为负极，应发生氧化反应，即Zn失去电子生成Zn2+。Zn电极上的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B错误； C．6.4 gCu的物质的量：，正极反应为。每生成1mol Cu需要转移2mol电子，因此生成0.1 mol Cu需要转移为电子，C正确； D．盐桥中Cl-应向负极（Zn电极）迁移，盐桥中的K+往Cu电极工作室方向迁移，D错误； 故选C。 考点二 化学电源 题型1 一次电池和二次电池 13．一次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。 14．（25-26高二上·吉林长春·期中）我国科学家发明了一种“可固氮”的镁—氮二次电池，装置如图所示，下列说法错误的是 A．固氮时，镁片作负极，电解质中氯化镁质量增加 B．当无水混合物受热熔融后电池才能工作 C．固氮时，电池的总反应为： D．脱氮时，钌复合电极的电极反应式为 【答案】A 【分析】固氮时（电池放电），镁金属片失去电子、作负极，发生反应：Mg-2e-=Mg2+，正极（钌复合电极）上N2得电子与Mg2+结合生成Mg3N2：N2+6e-+ 3Mg2+= Mg3N2。 【详解】A．固氮过程中，根据得失电子守恒，负极生成Mg2+物质的量与正极消耗Mg2+物质的量相等，故电解质中MgCl2的质量不会改变，A错误； B．该电池的电解质是 “无水LiCl—MgCl2”（固体），固体电解质需熔融（受热熔融）才能电离出自由移动的离子，从而导电使电池工作，B正确； C．由分析结合正、负极反应可知，固氮时，电池的总反应为：，C正确； D．脱氮时（电池充电），钌复合电极作阳极，Mg3N2失去电子发生氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选A。 15．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试）水系锌锰离子电池是一种新型的二次电池，通过在水系电解液中的氧化还原反应来实现能量的存储与释放。其放电时工作原理如图所示，获得电能的同时可以制得K2SO4，下列说法错误的是 A．X为H2SO4，Y为KOH B．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜 C．电池放电时，正极区溶液的pH升高 D．放电时，每消耗1 mol Zn，正极区电解质溶液质量增加87 g 【答案】D 【分析】电极表面发生还原为的反应，为正极，电极反应为，X为硫酸溶液，Zn电极表面发生Zn氧化为的反应，为负极，电极反应为，Y溶液为KOH溶液，据此解答 【详解】A．由题中反应可知，X为酸性电解质，Y为碱性电解质，结合获得电能同时可以制得K2SO4，可知X为H2SO4，Y为KOH，A正确； B．为制得K2SO4，a膜允许通过，故为阴膜，b膜允许K+通过，故为阳膜，B正确； C．电池放电时，正极为电极，发生还原反应，电极反应式为 ，反应消耗，pH升高，，C正确； D．每消耗1 mol Zn，电路中转移2 mol电子，根据正极反应式 ，正极区溶液增加1mol MnO2的质量，同时有1mol硫酸根离子进入中间室，正极区电解质溶液质量减少96g-87g=9g，D错误； 故选D。 题型2 燃料电池 16．（24-25高二上·内蒙古兴安·期中）氢氧燃料电池是最理想的新型电池，其工作原理如图所示(质子交换膜仅允许H+通过)。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 A．能量转化率已达到100% B．通入O2的一极为负极 C．放电一段时间后，两侧液面均会升高 D．每消耗1.5molH2两侧溶液质量差将增加27g 【答案】D 【分析】由题干图示信息可知，左侧Pt电极为负极，发生电极反应为：H2-2e-=2H+，右侧Pt电极为正极，发生电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，据此分析解题。 【详解】A．燃料电池的能量利用率较高，但能量转化率不能达到100%，A错误； B．由分析可知，通入O2的一极发生还原反应O2+4e-+4H+=2H2O，故为正极，B错误； C．由分析可知，该电池的负极反应式为：H2-2e-=2H+，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，即反应过程中正极有H2O生成，且H2O不能通过质子交换膜，故放电一段时间后，正极区液面会升高，而负极区不会，C错误； D．由分析可知，根据电极反应H2-2e-=2H+可知，每消耗1.5molH2则电路上通过3mol电子，则有3molH+有负极区移向正极区，则负极区溶液质量不变，结合电极反应O2+4e-+4H+=2H2O可知，此过程中正极区的质量增重=27g，故两侧溶液质量差将增加27g，D正确； 故答案为：D。 17．（24-25高二上·辽宁·阶段检测）肼-空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极电势 B．电极的电极反应式为 C．电极Y附近溶液增大 D．当电极Y消耗(标准状况)时，理论上电极X消耗肼 【答案】C 【分析】燃料电池中，通入氧气的是正极，负极上肼被氧化生成氮气。 【详解】A．燃料电池中，通入的电极为正极，因此电极电势：，A项错误； B．溶液为碱性，的电极反应式为，B项错误； C．的电极反应式为，生成的通过阴离子交换膜进入X电极区溶液，但Y电极区消耗，因此溶液碱性增强，增大，C项正确； D．标准状况下，的物质的量是，则转移电子，故电极X消耗肼，质量为，D项错误； 故选C。 18．（24-25高二上·吉林白城·期末）甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是 A．该装置能将电能转化为化学能 B．电流由乙电极经导线流向甲电极 C．负极的电极反应式为： D．b口通入空气，c口通入甲醇 【答案】B 【分析】根据图示中H+的移动方向可知，甲电极为负极、乙电极为正极，b口通入甲醇、c口通入空气。 【详解】A．甲醇燃料电池是一种新型化学电源，可将化学能转化为电能，A项错误； B．根据分析，甲电极为负极、乙电极为正极，电流由正极经导线流向负极，即电流由乙电极经导线流向甲电极，B项正确； C．该燃料电池的电解质溶液呈酸性，故负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，C项错误； D．根据分析，b口通入CH3OH在负极发生氧化反应，c口通入空气，其中O2在正极发生还原反应，D项错误； 故选B。 题型3 新型电池（高频） 19．（24-25高二上·吉林通化·阶段检测）我国科技工作者提出了一种新型高效的固碳技术（如图）。利用金属锂和构成电池放电，产生碳和，充电时使单独分解，而碳留在聚合物电解质膜材料内，下列说法错误的是 A．该电池充电时，右侧电极释放出 B．该电池放电时，从右侧进气口进入 C．该电池放电时，每转移2 mol电子，可固定44 g D．该电池放电时，正极反应是 【答案】C 【分析】放电时该装置为原电池，左侧金属锂失去电子，为负极；图中由左向右穿过聚合物电解质膜，右侧通入并发生正极反应。右侧正极反应为，电子与二氧化碳的物质的量之比为。充电时反应方向与放电时相反，且题干明确碳留在电池内、单独分解。 【详解】A．充电时反应方向与放电时相反，且题干明确碳留在电池内、单独分解，所以右侧电极释放，A正确； B．放电时右侧为二氧化碳发生还原反应的正极区域，且进气口位于右侧，所以二氧化碳从右侧进气口进入，B正确； C．由分析中的4 mol电子对应3 mol二氧化碳可知，每转移2 mol电子，固定二氧化碳的物质的量为1.5 mol，质量为66 g，不是44 g，C错误； D．放电时右侧为正极，反应物和产物分别由题干与图示确定，按原子守恒和电荷守恒配平，正确的正极反应为，D正确； 故选C。 20．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()电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，向电极a移动 B．放电一段时间，断开开关一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C．放电时，电极b的电极反应为 D．以为能源较为环保 【答案】B 【分析】由图可知，电极a氢气生成H2O，发生氧化反应，为原电池的负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，电极b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-，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2。 【详解】A．由分析可知，电极a为原电池的负极，电极b为正极，则阴离子氢氧根离子向负极电极a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b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，故C正确； D．由分析可知，放电时，电极a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水，所以氢气为能源较为环保，不会对环境造成污染，故D正确； 答案选B。 21．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该装置是将化学能转变为电能 B．正极的电极反应：2CO2+2e-=C2O C．每得到1 mol Al2(C2O4)3，电路中转移3 mol电子 D．利用该技术可捕捉大气中的CO2 【答案】C 【详解】A．该装置为原电池，是将化学能转化为电能，A正确； B．正极的电极反应：2CO2+2e-=C2O，B正确； C．由元素的化合价变化可知，每得到1 mol Al2(C2O4)3，电路中转移6 mol电子，C错误； D．利用该技术可捕捉大气中的CO2，D正确； 故选C。 题型4 电极反应式的书写（难点） 22．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是 A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑ 【答案】B 【详解】A．①中比活泼，稀硫酸作电解质时作负极，但②中不与溶液反应，为负极；③中遇浓硝酸钝化，为负极，描述不符合事实，A错误； B．②中作正极，正极上水得电子生成和，电极反应式为，B正确； C．③中在浓硝酸中发生钝化，作正极，不会失电子生成，C错误； D．④中作正极，中性溶液中发生吸氧腐蚀，正极反应为，不是得电子生成，D错误； 故选B。 23．（25-26高二上·吉林长春·期中）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．电池工作时电子由M极经用电器流向N极 C．N极仅能发生电极反应： D．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 【答案】C 【分析】Li是活泼金属，Li失电子发生氧化反应，该海水电池中Li是负极、N是正极。 【详解】A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，构成锂—海水电池时海水起电解质溶液作用，A正确； B．原电池中，电子由负极（M 极）经外电路（用电器）流向正极（N 极），B正确； C．N为正极，电极反应可能为2H2O+2e-=2OH-+H2↑和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，C错误； D．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，D正确； 故选C。 24．被称为软电池的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内是离子流过由水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为：。下列说法正确的是 A．该电池的离子导体为酸性溶液 B．溶液中向正极移动，向负极移动 C．当完全溶解时，转移的电子个数为 D．电池正极反应式为： 【答案】D 【详解】A．电解液由水和氧化锌组成，且反应生成，不可能为酸性溶液，A错误； B．原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此应向负极移动，应向正极移动，B错误； C．元素化合价由0价升高为+2价，1 mol 完全溶解时转移2 mol电子，个数为，C错误； D．正极上得电子发生还原反应，结合总反应式可推导出正极反应式为，D正确； 故选D。 考点三 电解池 题型1 电解池概念及组成 25．某同学欲完成反应：，设计了下列四个实验，你认为可行的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．该装置为电解池，C为阳极，阳极失电子生成，Ag为阴极，得电子生成，总反应为，不符合目标反应，A错误； B．该装置为电解池，Pt为阳极，阳极失电子生成，Ag为阴极，得电子生成，总反应为，不符合目标反应，B错误； C．该装置为电解池，Ag为阳极，电极反应为，C为阴极，电极反应为，总反应为，符合目标反应，C正确； D．该装置为电解池，Fe为阳极，电极反应为，C为阴极，电极反应为，总反应为，不符合目标反应，D错误； 故选C。 26．随着高分子分离膜的发展，利用电解原理不仅能够处理废水，还能实现资源的再利用。如图是一种电化学处理废水实现镍回收的装置。下列说法正确的是 A．a极连接的是电源的正极 B．电解一段时间，盐酸的浓度变大 C．A、B膜分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．若得到镍118 g，则b极室质量减少32 g 【答案】B 【分析】电解时要想得到金属镍，故a极应为阴极，与电源负极相连，b极为阳极，与电源正极相连，A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜； 【详解】A．观察图像，要想得到金属镍，a极应为阴极，与电源负极相连，A错误； B．电解时，阴极镍离子放电，氯离子经过阴离子交换膜进入中间产品室，阳极水放电，氢离子经过阳离子交换膜进入中间产品室，故盐酸浓度增大，B正确； C．由B选项分析可知，A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜，C错误； D．得到镍118 g(即2 mol)，则转移电子4 mol，阴极和阳极电极反应式分别为：、，b极室减少2 mol水的质量，即36 g，D错误； 故选B。 27．化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．溶液中的从右经过质子交换膜向左转移 B．电解池阴极的电极反应式为： C．Pt电极为阳极，发生还原反应 D．电解过程中转移2 mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2 L 【答案】D 【分析】图中右侧电极上转化为，发生还原反应，为阴极，所以左侧Pt电极为阳极。 【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，右侧电极为阴极，故应从左经过质子交换膜向右转移，A错误； B．阴极发生得电子的还原反应，给出的反应为失电子的氧化反应，属于阳极的电极反应式，B错误； C．阳极应发生氧化反应，C错误； D．左侧阳极反应为，转移电子时生成，标况下体积为，D正确； 故选D。 题型2 电解原理（重点） 28．某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法错误的是 A．电解过程中，铜电极上有产生 B．电解一段时间后溶液pH变大 C．电解一段时间后，石墨电极上有铜析出 D．整个电解过程中，的浓度基本不变 【答案】A 【详解】A．铜电极为电解池阳极，活性阳极优先发生氧化反应，无产生，A错误； B．电解初期阴极反应为，浓度降低，溶液变大，B正确； C．电解一段时间后溶液中浓度升高，得电子能力强于，阴极（石墨电极）发生反应，有铜析出，C正确； D．不参与电极反应，溶液体积变化可忽略，故浓度基本不变，D正确； 故选A。 29．一种电化学处理硝酸盐产氨的装置如图所示。下列说法错误的是 A．右室为阳极室，电极反应为 B．电解过程中，左室溶液的pH逐渐增大 C．用湿润的淀粉-KI试纸置于b处，试纸变蓝 D．理论上，若左室中有8 mol电子发生转移时，左室溶液质量减少17 g 【答案】D 【分析】该装置为电解池，左侧电极将还原为，再将转化为，该电极为阴极；右侧电极将氧化为，该电极为阳极。 【详解】A．右室中失电子生成，发生氧化反应，为阳极室，电极反应为，A正确； B．左室为阴极室，电极反应为，反应生成，溶液pH逐渐增大，B正确； C．b处有阳极生成的逸出，与KI反应生成，淀粉遇变蓝，故试纸变蓝，C正确； D．转移8 mol电子时，左室生成1 mol 逸出，同时有8 mol 通过阳离子交换膜从右室进入左室，左室溶液质量增加，D错误； 故选D。 30．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极b 接电源正极 B．电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2O C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 【答案】C 【分析】根据题意可知该装置为电解池，由a极生成可以判断出a极为阳极，则b为阴极； 【详解】A．电极b上转化为，C元素化合价降低，发生得电子的还原反应，b为阴极，应接电源负极，A错误； B．电极b为阴极，发生得电子的还原反应，反应式中应得到，且系数应为8，正确反应式为，B错误； C．电解池中阳离子向阴极迁移，a为阳极、b为阴极，质子交换膜允许通过，故由a极区向b极区迁移，C正确； D．电极a为阳极，发生反应，消耗水，溶液溶剂减少、溶质不变，浓度增大，D错误； 故选C。 题型3 电极反应式的书写 31．用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后以形式除去。下列说法中错误的是 A．电解过程中可能有沉淀生成 B．阴极电极反应为 C．电解过程中废水的pH变大 D．电路中每转移6 mol电子，最多有1 mol被还原 【答案】D 【详解】A．反应生成，电解过程中溶液pH升高，与结合生成沉淀，A正确； B．酸性条件下，阴极得电子发生还原反应，电极反应为，B正确； C．阴极反应消耗，同时与的反应也消耗，溶液中浓度降低，废水变大，C正确； D．电路中每转移6 mol电子，根据阳极反应可知生成3 mol，结合反应可知，3 mol最多还原0.5 mol，D错误； 故答案选D。 32．我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法，从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气，电化学反应机理如下图所示。下列说法正确的是 A．Ni电极连接直流电源的正极 B．内电路的导电物质可能是溶液 C．电解一段时间后电解质中的物质的量变多 D．电极反应式为 【答案】D 【分析】这是电解池：Ni-YSZ电极：CH4转化为H2和CO2，C化合价升高，发生氧化反应，为阳极，接电源正极；Ni电极：得到电子，生成O2-，发生还原反应，为阴极，接电源负极；电极反应： 阳极（Ni‑YSZ）：，阴极（Ni）：，总反应：（零排放，产物只有碳与氢气）；离子迁移：O2-从阴极（Ni电极）向阳极（Ni‑YSZ电极）移动。 【详解】A．Ni电极发生得电子的还原反应，为电解池阴极，连接直流电源的负极，A错误； B．内电路中存在，若为溶液，会与水反应无法存在，因此导电物质不能是水溶液，B错误； C．该装置总反应为，为反应中间产物，电解过程中其物质的量保持不变，C错误； D．Ni-YSZ电极为阳极，在此失电子发生氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选D。 33．某小组设计如图所示装置探究电化学原理（“光伏”代表“电源”）。 下列说法正确的是 A．电极电势：c>d B．电极d可选用Mg作电极材料 C．电极d上发生反应：4OH--4e-=O2↑+2H2O D．电解总反应： 【答案】C 【分析】该装置为电解池，c电极上转化为Al，Al元素化合价从+3降低到0，发生还原反应，因此c是阴极，连接电源负极；d电极上转化为，O元素化合价从-2升高到0，发生氧化反应，因此d是阳极，连接电源正极。 【详解】A．电极c为阴极，电解池中阳极的电极电势始终高于阴极，电极电势：d>c，A错误； B．d为阳极，若选用活泼金属Mg作电极材料，Mg作为活性阳极会优先于溶液中的失电子发生氧化反应（反应为），无法得到目标产物，B错误； C．d为阳极，碱性环境下溶液中的失电子生成，C正确； D．阴极反应为，结合阳极反应，根据电子守恒配平（转移12mol电子时，阴极生成4mol Al，阳极生成3mol ），可得正确反应为，选项给出的总反应原子、电子转移比例均不匹配，D错误； 故选C。 题型4 电解池的计算（难点） 34．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。 35．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。下列说法错误的是 A．极反应式为 B．双极膜中解离的向极方向迁移 C．理论上，生成时，极上消耗 D．电解一段时间，电极反应消耗与生成的质量比为2∶1 【答案】C 【分析】该装置为电解池，双极膜将槽体分隔为a极室、b极室，双极膜解离出和，阳离子向阴极（a极）移动、阴离子向阳极（b极）移动；b极发生失电子的氧化反应析出，故b为阳极、接电源正极；a为阴极，通入得电子生成，生成的再与进料在碱性体系中发生氧化还原反应，最终得到目标产物，阳极持续生成，阴极持续消耗用于制备，电极反应为：阳极（b极）：；阴极（a极）：；氧化制备反应：，据此分析。 【详解】A．由上述分析知b极为阳极，电解液为碱性溶液，在阳极失电子生成，反应式符合阳极氧化规律，A正确； B．电解池中阳离子向阴极定向移动，a极为阴极，因此双极膜解离的向a极方向迁移，B正确； C．由上述分析可得如下转化关系：，生成时，需要消耗，而非，C错误； D．阴极每消耗生成（对应转移电子），阳极转移电子时仅生成，因此电极反应消耗与生成的质量比为，D正确； 故选C。 36．和Zn在碱性条件下组成二次电池，放电原理如图所示。下列说法正确的是 A．在放电时，电子通过离子交换膜从右向左运动 B．在充电时，石墨电极上的电极反应式为： C．在放电时，负极区电解质溶液的逐渐减小 D．在充电时，当阴极生成锌，阳极消耗氢氧化铁 【答案】B 【分析】该电池中Zn电极为负极，Zn被氧化为Zn2+并与溶液中OH-结合形成Zn(OH)2沉淀，正极中被还原为Fe3+，与溶液中OH-结合形成Fe(OH)3，据此解答。 【详解】A．放电时电子只能在外电路中移动，离子交换膜允许离子通过，电子无法通过离子交换膜，A错误； B．充电时石墨电极作为阳极，发生氧化反应，失去电子转化为，电极反应式为，B正确； C．放电时负极反应为，虽然消耗，但交换膜可让正极区生成的迁移到负极区补充，负极区浓度基本不变，pH几乎不变，C错误； D．阴极生成的反应为，的物质的量为，转移电子；阳极每消耗转移电子，故转移电子时消耗的质量为，不是，D错误； 故选B。 考点四 电解原理的应用 题型1 氯碱工业 37．如图是氯碱工业电解饱和食盐水的示意图。下列说法不正确的是 A．阳极材料换成铁电极，产物不变 B．使用的阳离子交换膜阻止阴离子和气体通过，使生成的NaOH更纯 C．阴极发生的电极反应： D．b处通入的原料是NaOH的稀溶液 【答案】A 【详解】A．若将阳极材料换成铁电极，Fe为活性电极，阳极上Fe优先失电子生成，不再生成，产物发生变化，A错误； B．阳离子交换膜只允许阳离子通过，可阻止、及两极产生的气体通过，避免与反应，使生成的纯度更高，B正确； C．阴极上电离出的得电子生成，电极反应为，C正确； D．阴极区最终产出浓溶液，b处通入稀溶液可增强溶液导电性，D正确； 故选A。 38．氯碱工业是高耗能产业，如下这种新工艺设计节能超过30%。相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出。 下列说法不正确的是 A．比较图示中a%＞b% B．图示中所用的离子交换膜都是阳离子交换膜 C．B中通Y一极的电极反应式为 D．这种设计的主要节能之一在于B燃料电池可以补充A电解池消耗的电能 【答案】A 【详解】A．燃料电池正极通入的空气，发生反应，同时通过阳离子交换膜由负极侧迁移到正极侧，因此正极流出的溶液浓度大于流入的，即，A错误； B．电解池的阳离子交换膜允许进入阴极室生成，同时避免与反应；燃料电池的阳离子交换膜允许从负极迁移到正极，提升正极浓度，图示也明确标注二者均为阳离子交换膜，B正确； C．Y是电解池阴极生成的，在燃料电池负极发生失电子的氧化反应，碱性条件下电极反应式为，C正确； D．燃料电池将化学能转化为电能，可以补充电解池消耗的电能，降低整体能耗，D正确； 故答案选A。 39．如图为电解饱和食盐水的简易装置，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子和气体不能通过。下列说法正确的是 A．电解一段时间后，右侧溶液的减小 B．阳极的电极反应式为 C．电解过程中，通过阳离子交换膜向左侧移动 D．标准状况下，阳极产生气体时，电路中转移0.2 mol电子 【答案】D 【分析】电解饱和食盐水时，电解池阳极，发生：2Cl─-2e-=Cl2↑，阴极，发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电解的总反应：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-；生成的氯气会和氢氧化钠之间反应得到氯化钠和次氯酸钠，但是加上阳离子交换膜可以避开这一反应，据此回答。 【详解】A．右侧为阴极，电极反应生成，且移向右侧生成，溶液增大，A错误； B．阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为，选项所给为阴极反应式，B错误； C．电解池中阳离子向阴极移动，应向右侧(阴极区)移动，C错误； D．标准状况下2.24LCl2的物质的量为0.1mol，根据阳极反应式，生成1molCl2转移2mol电子，故生成0.1molCl2时转移0.2mol电子，D正确； 答案选D。 题型2 电冶金及金属的精炼 40．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。 41．工业电解法制铝过程中，Al2O3溶解并和冰晶石(Na3AlF6)发生反应：，并在电极上发生反应：。其装置图如下所示，下列说法错误的是 A．a为电源的负极 B．电解过程中需补充石墨 C．电解液中的物质的量不断增加 D．铁电极发生的电极反应： 【答案】C 【分析】由图知，石墨电极上有二氧化碳气体生成，发生的电极反应为，结合反应：得：，铁电极发生的电极反应为，总反应为，据此回答。 【详解】A．由所给电极反应可知石墨电极发生氧化反应，为阳极，则Fe为电解装置的阴极，与电源负极连接，A正确； B．电解过程中阳极消耗石墨得到CO2气体，因此需要补充石墨，B正确； C．由分析知，总反应为，因此电解液中的物质的量不变，C错误； D．由分析知，铁电极发生的电极反应为，D正确； 故选C。 42．粗铜中的主要杂质包括锌、铁、镍、银、金、铂等，含量通常在0.5%~1.5%之间，这些杂质会影响铜的导电性和机械性能，可通过电解法精炼除去。电解精炼装置如图，下列说法错误的是 A．粗铜连接电源的正极 B．粗铜的熔点小于纯铜 C．银、金、铂会沉积在电解池底部形成阳极泥 D．阳极减少的质量等于阴极增加的质量 【答案】D 【分析】电解法精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极。 【详解】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，需连接电源的正极，A正确； B．粗铜为铜与其他杂质形成的合金，合金的熔点低于其成分纯金属的熔点，故粗铜的熔点小于纯铜，B正确； C．银、金、铂的金属活动性弱于铜，不会在阳极失电子，会随阳极反应的进行沉积在电解池底部形成阳极泥，C正确； D．阳极不仅有铜失电子溶解，还有比铜活泼的锌、铁、镍等金属失电子溶解，同时部分不溶解的贵金属脱落形成阳极泥，阴极只有铜离子得电子析出铜，根据电子得失守恒，阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，D错误； 故答案选D。 题型3 电镀 43．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。 44．用银片作为阳极进行铁上镀银的实验，装置如图所示，下列有关说法不正确的是 A． 电镀时，待镀铁制品应与直流电源负极相连 B． 通电后，溶液中的移向阴极 C． 镀银时，理论上阳极和阴极的质量变化相等 D． 待镀铁制品增重1.08g时，电路中通过的电子为0.01mol 【答案】B 【分析】根据电镀原理，镀层金属银作阳极，待镀铁制品作阴极，电解质溶液为含的硝酸银溶液。阳极发生失电子的氧化反应，反应为，阴极发生得电子的还原反应，反应为，电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，两极转移电子数守恒。 【详解】A．电镀时待镀铁制品为镀件，作阴极，应与直流电源负极相连，A正确； B．电解池中阴离子向阳极移动，为阴离子，应移向阳极而非阴极，B错误； C．镀银时阳极反应为，阴极反应为，相同时间内两电极转移电子数相等，理论上阳极减少的质量和阴极增加的质量相等，C正确； D．待镀铁制品增重1.08g即生成Ag的物质的量为，根据阴极反应可知电路中通过的电子为0.01mol，D正确； 故选 B。 45．日常生活中很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，工作示意图如下，下列说法正确的是 A．银片上发生氧化反应 B．电镀一段时间后，AgNO3溶液的浓度会变小 C．阴极发生的电极反应式为 D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态 【答案】A 【详解】A．镀银时银片作为阳极，阳极上物质失电子发生氧化反应，A正确； B．电镀过程中阳极溶解的Ag与阴极析出的Ag物质的量相等，溶液的浓度保持不变，B错误； C．铜牌作阴极，阴极发生还原反应，电极反应式为，给出的反应为氧化反应，不符合阴极反应规律，C错误； D．电源反接后铜牌变为阳极，Cu活泼性强于Ag，Cu优先失电子发生反应而溶解，铜牌无法恢复到原来的状态，D错误； 故选A。 题型4 电有机合成 46．电催化含氮废水合成尿素，开创了无机物转化为有机物的新纪元。利用如图所示装置可合成尿素。该装置工作时，下列说法不正确的是 A．乙为电源的正极 B．外电路中每转移4 mol电子，理论上电极b生成22.4 L C．a电极上发生反应： D．工作时移向阴极，装置中交换膜为质子交换膜 【答案】B 【详解】A．a电极上被还原为，氮元素化合价：+5→-3，则a为阴极，连接电源负极甲，故乙为电源正极，A正确； B．选项未指明气体处于标准状况，无法确定生成的体积，B错误； C．a极上元素从+5价降为-3价，2mol 共得到16mol电子，结合电荷守恒、原子守恒验证，该电极反应式书写正确，C正确； D．电解池中阳离子向阴极移动，阳极式为，阳极生成的移向阴极参与反应，因此交换膜为质子交换膜，D正确； 故答案选B。 47．某小组电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈［NC(CH2)4CN］，其中M、N为铜电极，P、Q为惰性电极，装置如图所示(隔膜两侧溶液均为100mL)。 下列说法正确的是 A．M极电极电势比N极低 B．隔膜为阳离子交换膜 C．P极的电极反应式为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN D．上述装置理论上可制备0.3mol己二腈 【答案】C 【分析】浓差电池中，浓度低的N极失去电子，为负极，电极反应式为，浓度高的M电极为正极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应为；则电解槽中P电极为阴极、Q电极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为：，阴极上丙烯腈合成己二腈得电子，电极反应为，据此分析解答。 【详解】A．N为负极，M为正极，所以M极电势比N极电势高，A错误； B．放电过程中，N极发生反应，M极发生反应，N极浓度变大，M极浓度变小，此电池为浓差电池，主要因为铜离子浓度不同形成的电势差，所以需要移动维持溶液电中性，故隔膜为阴离子交换膜，B错误； C．由分析知P为阴极，根据该装置的目的是电解丙烯腈合成己二腈，丙烯腈中C原子平均价态为0价，己二腈中碳原子平均为价，所以每生成1 mol己二腈得2 mol电子，电极反应式为，C正确； D．当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕，即两侧，转移电子的物质的量是，由电极反应可得理论上可制备0.2 mol己二腈，D错误； 故选C。 48．间接电解法合成苯甲醛的原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为阳极 B．电解过程中从左室向右室迁移 C．“氧化池”中发生反应： D．电解结束后，电解池阴极区溶液升高(忽略溶液体积变化) 【答案】D 【详解】A．电极a上被氧化为，失电子，为阳极，A正确； B．电解池中，阳离子向阴极移动，a为阳极，b为阴极，故从左室向右室迁移，B正确； C．根据题目示意图可知，氧化池参与反应的物质为：、，产物为：和，故反应为：，C正确； D．阴极反应不断消耗，消耗的同时，有等量的通过质子交换膜进入阴极区，忽略体积变化，pH几乎不变，D错误； 故选D。 考点四 原电池与电解池综合考查 题型1 交换膜的应用（难点） 49．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时放电停止。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(、电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应为 B．电池放电过程中，电极上的电极反应为 C．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 D．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 【答案】C 【分析】由装置图可知，左侧装置为浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，则电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应为，电极为负极，负极上Cu失电子生成Cu2+，电极反应为。右侧装置为电解装置，与电源负极相连的a电极为阴极，电极反应为，与电源正极相连的b电极为阳极，阳极反应为，据此分析； 【详解】A．a电极连接浓差电池的负极，为电解池的阴极，水电离出的得电子发生还原反应，电极反应为，A正确； B．浓差电池中左侧浓度更高，为正极，电极反应为，B正确； C．浓差电池初始时，左侧​的物质的量为，右侧​的物质的量为，放电停止时两侧浓度相等，均为，因此正极共析出，整个电路转移电子的物质的量为。根据阴极反应，生成的物质的量等于转移电子的物质的量，即，质量为，并非120 g，C错误； D．电解池中，阴极区生成，需要中间室的通过c膜进入左侧阴极区，故c为阳离子交换膜；阳极区生成​，需要中间室的​通过d膜进入右侧阳极区，故d为阴离子交换膜，D正确； 故选C。 50．电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。若使用铅蓄电池作外接电源，下列说法正确的是 A．Y室可获得淡化的海水 B．电解时，M电极连接铅蓄电池的Pb电极 C．理论上M电极产生11.2L(标准状况)气体时，通过阴离子交换膜的离子有2mol D．理论上N电极产生11.2L(标准状况)气体时，Pb电极增重48 g 【答案】D 【分析】M极生成，发生失电子的氧化反应，因此M是电解池的阳极，N是电解池的阴极；铅蓄电池中Pb为负极，为正极。 【详解】A．X室中向右、向左分别透过阳、阴离子交换膜移出，Z室中向右、向左分别透过阳、阴离子交换膜移出，X、Y之间为阳离子交换膜、Y和Z之间为阴离子交换膜，X移出的和Z移出的进入Y室，Y室盐浓度增大，无法获得淡化海水，A错误； B．M电极上失电子生成，为电解池阳极，应连接外接电源正极，铅蓄电池中为负极、为正极，故M应连接电极，B错误； C．标况下11.2 L 的物质的量为，根据阳极反应，转移电子为1 mol，每个阴离子带1个单位负电荷，故通过阴离子交换膜的阴离子为1 mol，C错误； D．N电极为阴极，反应为，标况下11.2 L 物质的量为0.5 mol，转移电子1 mol；电极反应为，每转移2 mol电子电极结合1 mol 增重96 g，故转移1 mol电子时增重48 g，D正确； 故选D。 51．实验室利用电池实现电解丙烯腈合成己二腈，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电池工作时，装置的中间室中浓度变大 B．当电路中转移电子时，原电池装置中正极区溶液质量增加 C．电解时，石墨电极1区域加入，可将其转化为 D．电解一段时间后，石墨电极2附近区域溶液的减小 【答案】B 【分析】原电池（装置A）作为电源，驱动右侧电解池（装置B）完成丙烯腈到己二腈的合成，首先通过原电池的反应特征判断正负极，再推导电解池的阴阳极：装置A（原电池）右侧Zn电极区域：Zn转化为，Zn元素化合价从0升高到+2，发生失电子的氧化反应：，因此Zn电极为原电池负极；左侧电极区域：转化为，Mn元素化合价从+4降低到+2，发生得电子的还原反应：，因此电极为原电池正极。 原电池的负极（Zn电极）输出电子，电子沿导线流向电解池的石墨电极1；原电池的正极（电极）接收电解池石墨电极2流出的电子。因此石墨电极1为电解池阴极，电极反应式为：，石墨电极2为电解池阳极，电极反应式为：。 【详解】A．原电池工作时，负极区通过阳离子交换膜进入中间室，正极区通过阴离子交换膜进入中间室，浓度变大，A正确； B．转移电子时，正极有（固体，质量）反应进入溶液，同时为平衡电荷，有（质量）迁移出正极区，正极区溶液质量实际减少，并非增加，B错误； C．石墨电极1接原电池负极，为电解池阴极，发生得电子的还原反应：，可生成己二腈，C正确； D．石墨电极2接原电池正极，为电解池阳极，发生反应，阳极生成的H+会通过质子交换膜迁移至阴极区，阳极区H+的物质的量保持不变，但阳极消耗了水，所以浓度增大，减小，D正确； 故答案选B。 题型2电化学中“多池”与“多室”的应用（高频） 52．电池可作为电源电解制备金属钴，同时回收盐酸，其工作原理如图所示。已知电池反应方程式为。下列说法错误的是 A．a与f相连，e连接的Pt作阳极 B．b连接的碳电极上发生的反应为： C．g、h分别是阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．理论上每制备118 g金属钴，Ⅰ室溶液质量减少32 g 【答案】D 【分析】由电池总反应可知，失去电子，a为负极、b为正极，电解时，在f得电子，故f为阴极且与a相连；e所接为阳极且与b相连，由Ⅰ室经g进入Ⅱ室，故g为阳离子交换膜；由Ⅲ室经h进入Ⅱ室，故h为阴离子交换膜，二者形成盐酸。 【详解】A．电池中在a电极发生氧化反应，a为负极，碳电极b为正极。制备金属钴时，在f电极发生，故f为阴极并与a相连；e连接的为阳极，A正确； B．b连接的碳电极为电池正极，在该电极得到电子，电极反应为，B正确； C．Ⅰ室阳极发生，生成的通过g进入Ⅱ室，故g为阳离子交换膜；Ⅲ室的通过h进入Ⅱ室，与形成盐酸，故h为阴离子交换膜，C正确； D．，制备这些钴需转移电子。由Ⅰ室阳极反应可知，生成 并有 迁入Ⅱ室，故Ⅰ室溶液质量减少，不是； 故选D。 53．某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通，电极从海水中吸收；断开，接通，乙室富集。下列叙述正确的是 A．X电极应接光伏电池的负极 B．接通，电子流向：Y电极→电源→电极 C．膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜，目的是提高提取锂的选择性 D．接通，待电极恢复至起始状态时，甲室变化与乙室变化之比为 【答案】C 【分析】由题和图可知，接通K1时，FePO4电极从海水中吸收Li+，发生还原反应：FePO4+Li++e-=LiFePO4，则FePO4电极为阴极，X电极为阳极；断开，接通，乙室富集，则中间室的通过膜b移向乙室，电解池中阳离子移向阴极区，则Y电极为阴极，FePO4电极为阳极，据此分析。 【详解】A．由分析可知，接通K1时，FePO4电极为阴极，X电极为阳极，阳极应接光伏电池的正极，A错误； B．由分析可知，接通K2时，LiFePO4电极为阳极，接外接电源的正极，Y电极为阴极接电源负极，电子流向为：LiFePO4电极→电源正极，电源负极→Y电极，电子不能通过电源内部，电子不能从Y电极流向电源再流向LiFePO4电极，B错误； C．接通K2时，LiFePO4电极释放出Li+，膜b是只允许Li+通过的阳离子交换膜，可阻止海水中的Na+等其他阳离子进入乙室，让Li+定向迁移到乙室富集，从而提高提取锂的选择性，C正确； D．接通K2，FePO4电极恢复至起始状态时，每1 molLiFePO4反应释放1 molLi+，转移1 mol电子：甲室的X电极为阳极，发生反应2H2O -4e- = O2↑+ 4H+，为平衡电荷，甲室中的会向中间的阳极室迁移，转移1 mol电子时，甲室的物质的量减少0.5 mol；同时中间室释放的1 molLi+通过膜b进入乙室，乙室的Li+物质的量增加1 mol，因此甲室变化与乙室n(Li+)变化之比为0.5:1=1:2，不是2:1，D错误； 故选C。 54．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。 题型4 利用电子守恒法进行多池串联相关计算（重点） 55．下图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是 A．甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为： B．石墨电极生成红色固体 C．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量固体 D．当甲池中(标准状况下)参加反应时，乙池中理论上可析出固体 【答案】D 【详解】A．甲池为甲醇燃料电池，将化学能转化为电能，但其电解质为溶液，反应生成的会与反应生成，总反应为，不是生成，A错误； B．甲池中通入的电极为正极，石墨与正极相连为电解池阳极，阳极上放电生成，无红色固体生成，红色固体在阴极电极上析出，B错误； C．乙池中电解过量溶液，反应生成、和，根据“出什么加什么”的复原原则，应加入（或）恢复原状，加入会额外引入，无法复原，C错误； D．标准状况下的物质的量为，反应转移电子的物质的量为，根据电子守恒，乙池中析出的物质的量为，质量为，D正确； 故选D。 56．如图为相互串联的装置，甲池是某新型可充电Na/Fe二次电池(Y极存在：Na++CaFeO3→CaFeO2.5+Na2O)。下列说法正确的是 A．电解过程中，电子的流向为X极→Fe 极→石墨极→Y极 B．甲池中，正极反应式为 CaFeO3+2Na++e-=CaFeO2.5+Na2O C．向乙池中滴加酚酞，石墨电极附近溶液先变红 D．若甲池中X极消耗11.5gNa，则理论上乙池中阳极上产生气体的物质的量为 0.15 mol(不考虑气体在水中的溶解) 【答案】D 【分析】由图可知，甲池为原电池，X极上钠失去电子变为，为电池的负极，则Y为正极，乙池为电解池，Y极和石墨电极相连，石墨电极为阳极，铁电极与X极相连，铁电极为阴极，据此分析。 【详解】A．电子仅在导线/电极中定向移动，不会经过电解质溶液，正确流向为X极→Fe极，石墨极→Y极，电子不会从Fe极直接到石墨极，A错误； B．根据Y极的转化关系配平：反应前后Fe元素从+5价降低到+4价，每生成1 mol 转移1 mol电子，结合原子守恒，正确正极反应应为，B错误； C．乙池中Fe为阴极，发生反应，OH⁻在Fe电极附近生成，因此滴加酚酞时Fe电极附近先变红，石墨为阳极，先发生反应，附近溶液开始不变红，C错误； D．11.5 g Na的物质的量为0.5 mol，X极反应，共转移0.5 mol电子；串联电路中转移电子的物质的量相等，则乙池阳极也失去0.5 mol电子，乙池中阳极（石墨）的反应分两步：第一步：，溶液中总物质的量为，完全放电转移0.1 mol电子，生成0.05 mol ；第二步：，剩余电子放电，生成0.1 mol ； 阳极总气体物质的量为，D正确； 故选D。 57．如图所示，M、N、P、Q均为Pt电极，甲池电解液为溶液。外电路中通过极质量增加3.2 g，忽略溶液体积变化。下列说法正确的是 A．b为电源的正极 B．R的相对原子质量为 C．气球1和气球2的体积比约为2∶1 D．U形管中加入0.9 g水可恢复到电解前的状态 【答案】D 【分析】N极质量增加，说明溶液中的在N极得到电子，析出金属R，电极反应为，因此N为阴极、M为阳极；P与N通过导线相连，P极反应产生的电子经导线流向N极，故P为阳极、Q为阴极；两个电解池串联，各电极转移电子的物质的量均为0.1 mol；U形管中用Pt电极电解硫酸钠溶液，实质是电解水，P极发生氧化反应，电极反应为；Q极发生还原反应，电极反应为，因此，气球1收集氧气，气球2收集氢气。 【详解】A．M为阳极，与电源的正极相连；Q为阴极，与电源的负极相连，原图中a与M相连，b与Q相连，因此a为电源的正极，b为电源的负极，A错误； B．N极发生反应，每析出1 mol金属R需要转移2 mol电子，因此析出R的物质的量为，N极增加的质量即析出R的质量，故R的摩尔质量为，相对原子质量是比值，没有单位，所以R的相对原子质量为64，选项所写单位错误，B错误； C．P极生成氧气，每生成1 mol氧气转移4 mol电子，故气球1中氧气的物质的量为，Q极生成氢气，每生成1 mol氢气转移2 mol电子，故气球2中氢气的物质的量为，在温度、压强近似相同的条件下，气体体积之比等于物质的量之比，因此气球1和气球2的体积比约为，C错误； D．U形管中的电解总反应为，每消耗1 mol水转移2 mol电子，因此消耗水的物质的量为，消耗水的质量为，硫酸钠未被消耗，补入0.9 g水可使U形管中的溶液恢复到电解前的状态，D正确； 故选D。 考点五 金属的腐蚀与防护 题型1 化学腐蚀与电化学腐蚀 58．以下现象与电化学腐蚀无关的是 A．生铁比纯铁容易生锈 B．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈 D．银质物品久置表面变暗 【答案】D 【详解】A．生铁中含有碳单质，与铁、潮湿空气可构成原电池，铁作负极被腐蚀速率加快，与电化学腐蚀有关，A不符合题意； B．黄铜为铜锌合金，在潮湿环境中可构成原电池，锌比铜活泼作负极被腐蚀，铜作正极被保护，不易生成铜绿，与电化学腐蚀有关，B不符合题意； C．铁和铜接触，在潮湿环境中构成原电池，铁比铜活泼作负极被腐蚀速率加快，接触处易生锈，与电化学腐蚀有关，C不符合题意； D．银质物品久置变暗是银与空气中的硫化氢等物质直接发生化学反应生成硫化银所致，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，D符合题意； 故答案选D。 59．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。 60．用如下图所示装置进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法不正确的是 A．铁发生的电极反应： B．炭粉的存在增大了铁腐蚀的速率 C．导管口产生气泡证明铁发生了析氢腐蚀 D．试管恢复至室温后，导管末端倒吸形成一段稳定的水柱 【答案】C 【详解】A．中性条件下铁发生吸氧腐蚀，铁作为负极失电子生成，电极反应为，A不符合题意； B．炭粉与铁、氯化钠溶液构成原电池，原电池反应会加快铁的腐蚀速率，B不符合题意； C．氯化钠溶液呈中性，铁发生吸氧腐蚀，导管口产生气泡是因为反应放热使试管内空气受热膨胀逸出，并非生成，不能证明发生析氢腐蚀，C符合题意； D．铁发生吸氧腐蚀消耗试管内的，恢复室温后试管内压强小于外界大气压，导管末端倒吸形成一段稳定的水柱，D不符合题意； 故答案选C。 题型2 吸氧腐蚀与吸氢腐蚀（重点） 61．用如图甲所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如图乙。下列说法错误的是 A．整个过程中，铁粉作为负极，电极反应式均为 B．pH=2.0时，同时发生析氢和吸氧腐蚀，正极电极反应式分别为和 C．pH=4.0时，只发生吸氧腐蚀，正极电极反应式为 D．将均匀覆盖铁粉和碳粉的滤纸更换为只均匀覆盖纯铁粉的滤纸，压强随时间变化的曲线走势与原图不相同 【答案】C 【分析】铁粉与碳粉接触并处于酸溶液中，形成原电池，铁作负极，碳表面发生还原反应。析氢腐蚀生成氢气，使瓶内压强增大；吸氧腐蚀消耗氧气，使溶解氧降低并使瓶内压强减小。 【详解】A．铁比碳活泼，铁在整个过程中均作负极并失去电子，负极反应为，A正确； B．pH=2.0时，溶解氧随时间降低，说明氧气参与反应；瓶内压强总体升高，说明同时有氢气生成，且生成氢气的影响大于消耗氧气的影响。因此同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，正极反应分别为和，B正确； C．pH=4.0时，瓶内压强基本不变；若只发生吸氧腐蚀，消耗氧气会使瓶内压强降低。压强近乎不变说明析氢生成氢气与吸氧消耗氧气对气体量的影响大体抵消，两种腐蚀同时存在，对应的正极反应分别为和。选项所给吸氧反应本身正确，但“只发生吸氧腐蚀”的判断错误，C错误； D．将铁粉和碳粉的混合物换成纯铁粉后，原有的铁—碳接触原电池条件被改变，铁的腐蚀速率以及气体生成、消耗随时间的变化也会改变，故压强随时间变化的曲线走势与原图不同，D正确； 故选C。 62．用如图所示的装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，得到具支锥形瓶中压强随时间变化的曲线以及溶解氧（DO）随时间变化的曲线如下： 下列说法错误的是 A．整个过程中，负极电极反应为 B．压强增大主要是因为产生了 C．吸氧腐蚀的速率比析氢腐蚀的速率大 D．溶液pH=2.0时，正极反应只有 【答案】D 【分析】铁粉与碳粉接触形成腐蚀微电池，铁作负极，碳作正极。pH=2.0时瓶内压强随时间增大，说明产气的增压效应超过耗氧的降压效应；pH=4.0时压强随时间减小。两种条件下DO均下降，说明均有溶解氧参与正极反应。 【详解】A．整个过程中铁作负极并发生氧化反应，其电极反应为，A正确； B．pH=2.0时瓶内压强升高，说明产气的增压效应大于耗氧的降压效应，产生的气体为，B正确； C．pH=4.0时DO下降更快且稳定值更低，吸氧腐蚀更明显；结合两组压强和DO曲线，可知吸氧腐蚀的速率比析氢腐蚀的速率大，C正确； D．pH=2.0时DO仍随时间下降，说明正极除发生析氢反应外，还发生氧气的还原反应，正极反应包括和，不是只有析氢反应，D错误； 故选D。 63．某课外小组用如图所示装置进行探究实验，下列说法正确的是 A．实验装置组装好后无需其他操作，可直接加入试剂进行实验 B．甲装置放置一段时间后，右侧烧杯中导管内略有水柱形成，铁粉发生了吸氧腐蚀 C．乙装置放置一段时间后，右侧烧杯中导管内形成一段水柱，铁粉发生了吸氧腐蚀 D．丙装置放置一段时间后，无明显现象，铁粉发生了析氢腐蚀 【答案】C 【分析】三组装置的导管下端均浸入红墨水中，可通过导管内液面的变化反映试管内气体量的变化。在装置气密性良好、温度基本不变的条件下，若试管内氧气被消耗，管内压强减小，红墨水便在大气压作用下沿导管上升。甲、乙均用食盐溶液润湿铁粉，比较纯铁与生铁的腐蚀情况；乙、丙均用生铁粉，比较食盐溶液和植物油对腐蚀的影响。 【详解】A．本实验通过气体被消耗引起的压强变化观察腐蚀现象，装置漏气会影响实验结果，因此组装好装置后应先检查气密性，再加入试剂，A错误； B．甲中为食盐溶液润湿的纯铁粉，不能像生铁那样由铁与其中的碳形成原电池。纯铁与氧气直接发生化学反应而缓慢腐蚀，属于化学腐蚀，消耗少量氧气可使导管内略有水柱形成；吸氧腐蚀属于电化学腐蚀，不能仅由消耗氧气这一现象判定发生了吸氧腐蚀，B错误； C．乙中生铁含有碳，铁、碳与食盐溶液形成原电池，铁作负极，电极反应为；碳作正极，溶解的氧气在正极得到电子，电极反应为。该过程消耗氧气，属于吸氧腐蚀，使试管内压强减小，红墨水沿导管上升，形成一段水柱，C正确； D．丙中植物油在生铁粉表面形成油膜，隔绝水和空气，且不提供形成腐蚀原电池所需的电解质溶液环境，生铁粉受到保护，因而无明显现象。该条件下没有发生析氢腐蚀，D错误； 故选C。 题型3金属防护的方法 64．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 C．断电时，保持干燥可以减缓腐蚀速度 D．断电时，不能防止铁帽被腐蚀 【答案】D 【详解】A．通电时锌环连接电源正极，作阳极，阳极发生失电子的氧化反应，A正确； B．通电时阴极上水电离出的得电子生成，对应电极反应为，B正确； C．断电后保持干燥，无法形成电解质溶液，难以发生电化学腐蚀，可减缓腐蚀速率，C正确； D．断电时锌的活泼性强于铁，二者构成原电池时锌作负极、铁作正极，属于牺牲阳极的阴极保护法，可防止铁帽被腐蚀，D错误； 故选D。 65．研究金属的腐蚀与防护在生产和生活中具有重要意义。某兴趣小组设计如图所示的实验装置，模拟研究钢件在海水中的腐蚀与防护。下列说法错误的是 A．不闭合开关，钢件发生吸氧腐蚀 B．若X为锌电极，闭合K3，钢件的腐蚀减慢 C．若X为碳电极，闭合K2，钢件的腐蚀加快 D．若X为碳电极，闭合K1，X电极附近有气泡产生 【答案】C 【分析】只闭合K1，构成电解池，钢件作阳极，钢件被腐蚀；只闭合K2，构成电解池，钢件作阴极，钢件被保护；只闭合K3，构成原电池。 【详解】A．插入海水中的钢件直接和溶解在海水中的氧气反应生成铁锈发生吸氧腐蚀，A正确； B．若X为锌电极，闭合K3，形成原电池，锌作负极失电子，钢件作正极得电子被保护，B正确； C．闭合K2，钢件作阴极，被保护，C错误； D．若X为碳电极，闭合K1，钢件作阳极，碳作阴极，X电极主要发生的反应是，D正确； 故答案选C。 66．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。 ① ② ③ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是 A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．用KMnO4酸性溶液代替K3[Fe(CN)6]溶液，也可验证牺牲阳极法 【答案】D 【详解】A．②中Zn-Fe连接后，Fe附近溶液加铁氰化钾无明显变化，说明Fe未被氧化产生；③中单独的Fe在酸化NaCl溶液中，Fe附近溶液加铁氰化钾生成蓝色沉淀，说明Fe被氧化产生，二者对比可证明Zn保护了Fe，A正确； B．①直接将滴在Fe表面生成蓝色沉淀，但②中取Fe附近的溶液检测却无，说明原本被Zn保护的Fe并未自发失电子生成，推测是直接滴加的具有氧化性，将Fe氧化产生了，才生成蓝色沉淀，B正确； C．①的方法会直接在Fe表面得到蓝色沉淀，无法证明Fe是被腐蚀还是被保护，因此不能用①的方法验证Zn对Fe的保护作用，C正确； D．由于电解质溶液中含有，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故用酸性溶液代替溶液，即使溶液褪色也不能说明生成了，且酸性高锰酸钾溶液本身也能氧化Fe，故不可验证牺牲阳极法，D错误； 故选D。 综合攻坚·知能拔高 1．下图所示装置可用于制作简易的燃料电池。实验时，先接通开关，一段时间后断开开关，接通开关。下列说法正确的是 A．接通开关时，装置将化学能转化为电能 B．接通开关时，石墨电极b附近溶液碱性增强 C．接通开关时，溶液中从石墨a处向石墨b处移动 D．接通开关足够长时间，溶液最终呈碱性 【答案】B 【分析】闭合时，装置为电解池，电解质溶液为溶液，实际该装置电解水，石墨a（阳极）的电极反应为，石墨b（阴极）的电极反应为；断开、闭合时，则该装置转变为了原电池，反应是电解池产生的和，原本在石墨a电极上产生，在石墨b电极上产生，故石墨a作正极，电极反应为，石墨b作负极，电极反应为。据此分析。 【详解】A．接通开关时，装置有外接电源，为电解池，将电能转化为化学能，A错误； B．接通开关时，装置为电解池，电解硫酸钠溶液实质是电解水，石墨b与电源负极相连，故为阴极，发生反应，产生使溶液碱性增强，即石墨电极b附近溶液pH变大，B正确； C．接通开关时，装置为原电池（燃料电池），氢气所在电极为负极，氧气所在电极为正极，故石墨a为正极，石墨b为负极，阳离子（）向正极移动，即从b向a移动，C错误； D．接通开关时，燃料电池总反应为，仅生成水，溶液始终为硫酸钠中性溶液，D错误； 故答案选B。 2．科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池。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： 。下列说法错误的是 A．放电时，向负极移动 B．放电时释放，充电时吸收 C．放电时，正极反应为： D．充电时，阴极反应为： 【答案】B 【分析】放电时，为负极，电极反应为，为正极，电极反应为；充电时，为阴极，电极反应为，为阳极，电极反应为，由此解答； 【详解】A．放电时，为原电池，阴离子向负极移动，因此向负极移动，A正确； B．由分析可知，放电时吸收，充电时释放，B错误； C．由分析可知，放电时，为正极，电极反应为，C正确； D．由分析可知，充电时，为阴极，电极反应为，D正确； 故选B。 3．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量减小 D．当电路中有0.2 mol e⁻转移时，Cu电极质量增加6.4 g 【答案】D 【分析】比活泼，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，为正极，正极发生得电子的还原反应，A错误； B．阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，为阴离子无法穿过交换膜，且甲池中不参与电极反应，故不变，B错误； C．电池工作时，乙池中每析出 （质量），就有 （质量）从甲池通过交换膜进入乙池，因此乙池溶液总质量增加，C错误； D．正极反应为，转移电子时，生成，质量为，即Cu电极质量增加，D正确； 故选D。 4．某沉积物微生物电池可以回收处理含硫废渣主要成分为，其工作原理如图。已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低。下列说法正确的是 A．外电路的电流方向：碳棒碳棒 B．碳棒存在电极反应： C．工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率升高 D．每处理，理论上需要光合菌生产标准状况下 【答案】B 【分析】由图可知，碳棒a为原电池的正极，光合菌、光照条件下，二氧化碳转化为氧气，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水；碳棒b为负极，硫氧化菌作用下二硫化亚铁在负极失去电子发生氧化反应生成硫单质，而后硫氧化菌作催化剂，硫失去电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，则电池工作一段时间后，溶液酸性增强。 【详解】A．根据分析，碳棒a为原电池的正极，碳棒b为负极，则外电路的电流方向：碳棒a→碳棒b，A错误； B．根据分析，碳棒b为负极，在硫氧化菌的催化作用下，硫失去电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极方程式为：，B正确； C．由题给信息可知，随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低，电池工作一段时间后，溶液酸性增强，则硫氧化菌活性降低，导致电池效率也降低，C错误； D．根据分析，该电池正极电极方程式为：，，由图可知，二硫化亚铁最终转化为硫酸亚铁，在转化过程中失去电子的物质的量为14mol，则由得失电子守恒可知，理论上需要光合菌生产氧气的物质的量为：，标准状况下氧气的体积为：，D错误。 故答案选B。 5．下列容器中都盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是 A． ④>②>①>③>⑤>⑥ B． ④>⑥>②>①>③>⑤ C． ⑤>④>②>③>①>⑥ D． ⑥>③>⑤>②>④>① 【答案】B 【详解】不同条件下铁的腐蚀规律为：电解池阳极腐蚀>原电池负极腐蚀>普通化学腐蚀>原电池正极被保护>电解池阴极被保护；图中①为普通化学腐蚀、②和⑥为原电池负极腐蚀，其中⑥中两极金属的活泼性相差更大，负极的更易被腐蚀、③为原电池正极被保护、④为电解池阳极腐蚀、⑤为电解池阴极被保护因此铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为，故选B。 6．下列关于各装置的说法正确的是 A．图1：铅蓄电池充电时电极与电源负极相连 B．图2：关闭或，Zn片质量均减少 C．图3：盐桥中的移向溶液 D．图4：电解精炼过程中保持不变 【答案】B 【详解】A．铅蓄电池充电时，电极上的失去电子，重新生成，电极反应为。该电极发生氧化反应，是充电时的阳极，应与电源正极相连，A错误； B．仅闭合时，装置为电解池，Zn片与电源正极相连，作阳极；仅闭合时，装置为原电池，Zn比Fe活泼，Zn片作负极。两种情况下Zn片均发生反应，因溶解而质量减少，B正确； C．图3中，Cu电极为负极，发生反应；Ag电极为正极，发生反应。随着正极区的被消耗，为维持溶液的电中性，盐桥中的经右侧桥口移入溶液，C错误； D．图4中，精铜与电源正极相连、粗铜与电源负极相连，接法不符合铜的电解精炼要求。正确进行电解精炼时，应将粗铜接电源正极作阳极、精铜接电源负极作阴极。阳极上的铜发生反应，其中比铜活泼的杂质金属也会失去电子而溶解；阴极发生反应。由于阳极提供的电子有一部分来自杂质金属，阴极析出铜的物质的量大于阳极溶解铜的物质的量，电解液中的会减小，并非保持不变，D错误； 故选B。 7．镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为1 mol D．引起“鼓包”的反应： 【答案】C 【详解】A．镁合金为活泼金属，作负极，负极发生失电子的氧化反应，而非还原反应，A错误； B．为阴离子，原电池中阴离子向负极迁移，不会从负极向正极迁移，B错误； C．总反应中中为+4价，产物中为+3价，每个参与反应得到1 mol电子，故1 mol 参加反应，外电路通过电子总量为1 mol，C正确； D．镁为强还原剂，反应中镁被氧化时氧元素不会被氧化生成，实际“鼓包”是镁与水发生副反应生成导致，该反应不合理，D错误； 故选C。 8．一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如图所示，电极为金属和选择性催化材料，放电时，含的废水被转化为。下列说法正确的是 A．放电时，正极区域的pH减小 B．放电时，从左往右移动 C．充电时，连接外接电源的正极 D．充电时，阳极反应： 【答案】D 【分析】放电时，含的废水被转化为，氮元素化合价降低，发生还原反应，则放电时，右侧为正极，电极方程式为，左侧为负极，失电子变为，电极方程式为；充电时，左侧为阴极发生还原反应，电极方程式为，右侧为阳极发生氧化反应，电极方程式为，据此分析回答。 【详解】A．放电时正极反应为，反应生成，正极区域pH增大，A错误； B．放电时装置为原电池，阴离子向负极移动，左侧为负极、右侧为正极，故从右往左移动，B错误； C．放电时为负极，充电时原电池的负极对应电解池的阴极，需连接外接电源的负极，C错误； D．充电时阳极发生氧化反应，碱性电解质条件下失电子转化为，电极反应为，D正确； 故答案选D。 9．我国科学家研发了一种高效催化剂，可实现硝酸根和苄胺的成对电解，在两极都得到高价值含氮化合物，原理如图所示。 下列说法错误的是 A．b极为直流电源的正极 B．隔膜应选择阴离子交换膜 C．电解过程中，两极室保持不变 D．阳极反应为 【答案】C 【分析】从图像可以看出，在左侧极室转化为，N元素从+5价降至-3价，发生还原反应，电极方程式为，是阴极。则右侧极室是阳极，发生氧化反应，电极方程式为，据此作答。 【详解】A．左侧电极上转化为，N元素化合价降低发生还原反应，为电解池阴极，连接电源负极a，右侧电极为阳极连接电源正极b，因此b极为直流电源的正极，A正确； B．阴极反应生成，阳极反应消耗，阴离子交换膜可使阴极生成的迁移至阳极补充消耗的，因此隔膜应选择阴离子交换膜，B正确； C．阴极生成，迁移到阳极的量少于生成量，阴极室浓度升高，pH升高；阳极消耗且反应生成水，浓度降低，pH降低，因此两极室pH不会保持不变，C错误； D．阳极上苄胺失电子发生氧化反应，给出的阳极反应式电荷、原子均守恒，符合反应规律，D正确； 故答案选C。 10．一种新型蓄电池的工作原理如下图所示。放电时，铜电极质量减小。下列说法正确的是 A．放电时，电能转化为化学能 B．放电时的正极反应为： C．放电时移向电极 D．该电池充电时，Cu电极连接电源的阳极 【答案】B 【分析】放电时，该装置为原电池。铜电极质量减小，结合原理图中铜转化为，可知铜失去电子，负极反应为，因此铜电极为负极，电极为正极。电子由铜电极经外电路流向电极；两侧溶液由负离子交换膜隔开，通过阴离子迁移保持电中性。充电时，两极发生与放电时相反的电极反应。 【详解】A．放电时，蓄电池作为原电池向用电器供电，将化学能转化为电能，A错误； B．放电时，铜电极失去电子，电极得到电子，为正极。结合右侧溶液中的及图中与的转化可知，每生成一个组成单元，需要结合个，并得到个电子，故正极反应为，B正确； C．放电时，铜电极为负极，其反应为，左侧溶液中的被消耗；右侧正极反应消耗。为保持两侧熔液电中性，从右侧溶液穿过负离子交换膜，向左侧溶液中的铜电极方向迁移，C错误； D．充电时，铜电极发生放电时负极反应的逆反应，得到电子生成铜，电极反应为。因此铜电极是电解池的阴极，应连接外接电源的负极；外接电源的两端应称为正极和负极，D错误； 故选B。 11．我国科技工作者设计了一套电化学装置，能在常温常压下实现的分解，得到和。装置的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．装置工作时能量转化：光能电能化学能 B．装置工作时左侧减小，右侧增大 C．电极电势：电极电极 D．处理，共有通过质子交换膜由左侧移动至右侧 【答案】B 【分析】根据题图可知，该装置外接光伏电池，属于电解池。电解池左侧电极a为阳极，先后发生反应、，总反应为，为循环媒介；电解池右侧电极b为阴极，先后发生反应、，总反应为，为循环媒介，电解池中阳离子通过质子交换膜，由阳极向阴极移动，电解池阳极电势高于阴极，据此分析解答。 【详解】A．光伏电池可实现光能转化为电能，电解装置将电能转化为化学能，能量转化路径为光能电能化学能，A正确； B．左侧反应生成的会全部通过质子交换膜迁移至右侧，右侧恰好消耗等量生成，两侧均保持不变，B错误； C．电极a为阳极，电极b为阴极，阳极的电极电势高于阴极，故电极电势，C正确； D．处理时会生成，为平衡体系电荷，共有通过质子交换膜由左侧移动至右侧，D正确； 故选B。 12．可以用电解溶液的方法制备，其工作原理如图： 下列说法不正确的是 A．理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成11.2 L气体（标准状况下） B．b膜为阴离子交换膜 C．N室中a%和b%的大小关系为b% < a% D．M室发生的电极反应式： 【答案】C 【分析】根据电源连接，M室中的石墨电极接电源正极，为阳极；N室中的石墨电极接电源负极，为阴极。M室中水失电子生成氧气和，从M室穿过a膜进入产品室；原料室中的穿过b膜进入产品室，发生反应，生成硼酸。原料室中的穿过c膜进入N室，N室中水得电子生成氢气和，从而得到NaOH溶液。 【详解】A．产品室中发生反应，每生成1 mol硼酸需要1 mol。M室发生的电极反应为，生成1 mol对应转移1 mol电子。阴极反应为，因此生成氢气的物质的量为，标准状况下氢气的体积为，A正确； B．原料室中的需要进入产品室，与来自M室的反应生成硼酸。产品室位于原料室左侧，两室之间为b膜，因此从原料室向左穿过b膜进入产品室，b膜应为阴离子交换膜，B正确； C．N室为阴极室，发生反应，同时原料室中的穿过c膜进入N室。该过程中NaOH的量增加，水被消耗，因此流出溶液中NaOH的质量分数高于流入溶液，即b% > a%，C错误； D．M室中的石墨电极接电源正极，为阳极，水在此失电子发生氧化反应，生成氧气和，电极反应式为，D正确； 故选C。 13．双极膜（BP）是一种能将水分子解离为和的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂（简称PFS）的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．装置工作时，BP1和BP2中水分子解离的均向右移动 B．可以同时获得硫酸等副产品 C．若Ⅳ室是KOH溶液，则N电极的电极反应式为 D．在电场力作用下Ⅱ室中的部分移入Ⅲ室，Ⅰ室中的移入Ⅱ室生成PFS 【答案】D 【分析】该装置为电解池，M与电源负极相连，是阴极；N与电源正极相连，是阳极。在电场力作用下，阳离子向左侧阴极方向移动，阴离子向右侧阳极方向移动。因此，BP1中水分子解离产生的向左进入Ⅰ室，向右进入Ⅱ室；BP2中水分子解离产生的向左进入Ⅲ室，向右进入Ⅳ室。Ⅱ室通入硫酸铁溶液，利用BP1提供的制取PFS，同时部分向右通过Ⅱ、Ⅲ室之间的阴离子交换膜进入Ⅲ室。 【详解】A．N为右侧阳极，带负电，在电场力作用下向阳极方向移动。因此，BP1中水分子解离产生的向右进入Ⅱ室，BP2中水分子解离产生的向右进入Ⅳ室，A正确； B．Ⅱ室中的部分通过中间的阴离子交换膜向右进入Ⅲ室，BP2中水分子解离产生的向左进入Ⅲ室，二者共同使Ⅲ室获得硫酸，故Q（aq）为硫酸溶液，可以同时获得硫酸等副产品，B正确； C．N与电源正极相连，是发生氧化反应的阳极。若Ⅳ室为KOH溶液，则在N电极上失去电子生成氧气，电极反应式为，C正确； D．Ⅱ室中的部分向右通过阴离子交换膜进入Ⅲ室，这一迁移方向正确；但进入Ⅱ室并参与生成PFS的来自BP1中水分子的解离，并非来自Ⅰ室。BP1向Ⅰ室提供的是，向Ⅱ室提供的是，D错误； 故选D。 14．I.某科研单位利用电化学原理，使用来制备硫酸，装置如图所示。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触，质子交换膜只允许通过。 (1)通入的电极反应式为____________________，此电极区溶液的______填“增大”“减小”或“不变”。 (2)电解质溶液中的通过质子交换膜______填“向左”或“向右”移动，通入的电极反应式为_____________________________。 如下图装置所示，、、、、、都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同假设通电前后溶液体积不变，、为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，极附近呈红色。 (3)B极是电源的______填“正极”或“负极”，一段时间后，丁中极附近的颜色逐渐___填“变深”或“变浅”。 (4)若甲、乙装置中的、、、电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为________。 (5)若将电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为______________________。 【答案】(1) 减小 (2) 向右 (3) 负极 变浅 (4) (5) 【分析】I．通入的电极生成，发生氧化反应为负极，电极反应为；通入的电极为正极，电极反应为； ．极附近呈红色，说明极生成，为阴极，电极反应为；极为阳极，电极反应为，因此为电源负极、为电源正极；极连接电源正极为阳极，电极反应为；极连接电源负极为阴极，电极反应为，由此解答； 【详解】（1）由分析可知，通入的电极为负极，电极反应为；电极区中生成，溶液的减小； （2）在原电池中向正极移动，由分析可知，通入的电极为正极，因此向右移动；通入的电极为正极，电极反应为； （3）由分析可知，为电源负极；极为阳极，由于胶粒带正电会向负极移动，因此极附近的颜色逐渐变浅； （4）若甲、乙装置中的、、、电极均只有一种单质生成时，由分析可知，、、、电极反应分别为、、、，假设通过的电子的物质的量为，根据电荷守恒可知，生成物的物质的量分别为、、、，因此对应单质的物质的量之比为； （5）若将电极换为铁，其他装置都不变，铁为活性阳极，阳极上优先失去电子生成，阴极上的得电子生成，因此甲中发生的总反应的离子方程式为。 15．利用电化学反应可以实现能量和物质的转化。 (1)设计某种电化学装置，要求实现反应 ，且反应后的溶液中不含其他溶质。选择合适的试剂和用品的序号填在下面电化学装置图的相应位置，实验可以选用的试剂和用品有____________。 A．稀硫酸 B．溶液 C．阳离子交换膜 D．阴离子交换膜 (2)一种以二甲醚 燃料电池为电源，进行、的电解转化装置如图所示。 ①装置Ⅰ放电时的负极反应式为________________。 ②装置Ⅱ电极B处生成的电极反应式为________________。 ③装置Ⅱ电极A处有沉淀X生成，X为________(填化学式)。装置Ⅰ消耗标准状况下22.4L，装置Ⅱ电极B处共生成标准状况下16.8L与，则的物质的量为________mol。 ④实验发现，电极B处生成的气体种类与电压有关。若电压较小，不发生转化，装置Ⅱ出口处收集到和Y的混合气体，则Y为________(填化学式)。 【答案】(1)ABD (2) CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O S 0.5 H2 【分析】因为反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑不能自发发生，所以需设计电解池；再确定电极，Cu失电子发生氧化反应，所以Cu作阳极，选不参与反应的惰性电极为阴极，阴极区电解质选稀硫酸，为防止阳极生成的Cu2+移向阴极放电且避免引入其他杂质，选用阴离子交换膜分隔两极区，连接直流电源；先判断装置Ⅰ为燃料电池，通入二甲醚的电极发生氧化反应为负极，通入O2的电极发生还原反应是正极；装置Ⅱ为电解池，电极B连接通入二甲醚的电极（负极），所以电极B为阴极，电极A为阳极。 【详解】（1）由分析知，设计的电解池阳极接直流电源正极，选用Cu电极；阴极接直流电源负极，可选用碳棒（或其他惰性电极）；阳极区盛放硫酸铜溶液，阴极区盛放稀硫酸，中间用阴离子交换膜隔开；故选ABD； （2）①装置Ⅰ为碱性二甲醚燃料电池，负极上二甲醚失电子，在碱性环境下生成​，配平电荷和原子得到装置Ⅰ放电时的负极反应式CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O； ②由分析知，电极B为电解池阴极，CO2得电子，结合质子交换膜迁移来的H+，还原生成C2H4，配平得到电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O； ③电极A为电解池阳极，H2S失电子发生氧化反应，生成不溶于酸的S单质沉淀；标准状况下22.4L​ O2的物质的量为1 mol，燃料电池正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，消耗1 mol O2共转移4 mol电子；电极B生成标准状况下16.8L（0.75mol）C2H4与CO ​，设C2H4为x mol，CO为y mol：则x+y=0.75mol、12x+2y=4（生成1 mol C2H4转移12e⁻、CO2​→CO 每个C得2e⁻），解得y=0.5mol，即CO的物质的量为0.5mol； ④当电压不足以把CO2还原时，溶液中大量存在的H+（来自阳极迁移）会在阴极得电子生成H2，故混合气体Y为H2。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $