2023年高考化學(xué)題型(三)電化學(xué)

命題視角一新型化學(xué)電源

理二核心知識

1.圖解化學(xué)電源工作原理

活

潑金I觀察閉合回路特征］

屬

電

氧

極

0,、

燃

料-

性

化

物

、

還

原

性

等

質(zhì)

，

物

質(zhì)

等

質(zhì)

中

物

物

質(zhì)

中

元

素

有

有

元

素

合

價(jià)

化

化

價(jià)

合

低

觀察兩極材料或通降

升

高入物質(zhì)、反應(yīng)特征

2.電極反應(yīng)式的書寫

（1）三步法（也適用于電解池）

示例

步驟

（A1IK0H溶液|Ag2O2）

①根據(jù)題中信息（如總反應(yīng)方程式或原

強(qiáng)堿性溶液中：A1被氧化為A107,

理圖中元素化合價(jià)的升降等）判斷還原

Ag2O2被還原為Ag和0H

劑和氧化產(chǎn)物、氧化劑和還原產(chǎn)物

②根據(jù)電池負(fù)極（或電解池陽極）為“還

原劑一〃片一氧化產(chǎn)物”、電池正極負(fù)極：4A1—12e—>4A1O2;

（或電解池陰極）為“氧化劑+〃廣一還正極：3Ag2Ch+12e—**6Ag+60H

原產(chǎn)物”初步寫出電極反應(yīng)式

根據(jù)電荷守恒和反應(yīng)環(huán)境呈強(qiáng)堿性進(jìn)行

③根據(jù)電荷守恒、原子守恒及電解質(zhì)性補(bǔ)項(xiàng)。負(fù)極：在左邊補(bǔ)充“40H”、右

質(zhì)，在初步書寫的電極反應(yīng)式兩側(cè)補(bǔ)充邊補(bǔ)充“2比0”，得4Al—12e「+16OH「

介質(zhì)，配平電極反應(yīng)式。介質(zhì)常為H2。、=4A1O2+8H2OO正極：在左邊補(bǔ)充

H+、or等“2比0”、右邊補(bǔ)充“2OIT”，得3Ag2O2

+12e+6H2O=6Ag+120H

⑵加減法（一般適用于燃料電池或給出電池總反應(yīng)的電池）

①根據(jù)題給信息，將已知的電池總反應(yīng)寫成''氧化劑+還原劑+介質(zhì)1=還原產(chǎn)

物+氧化產(chǎn)物+介質(zhì)2”的形式，介質(zhì)常為H2O、H+或OFF等。燃料電池電池總

反應(yīng)往往與燃料燃燒反應(yīng)相同(注意介質(zhì))。

②燃料電池的正極反應(yīng)式較簡單，一般為。2得電子的還原反應(yīng)，寫出該電極反應(yīng)

式，并使反應(yīng)式中02的化學(xué)計(jì)量數(shù)與總反應(yīng)式中02的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等。

③用電池總反應(yīng)減去簡單的電極反應(yīng)式即得復(fù)雜的電極反應(yīng)式。書寫時(shí)要滿足電

荷守恒、質(zhì)量守恒等。

[典例1]科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn—CCh水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，

電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體C02被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸

等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。

下列說法錯(cuò)誤的是()

-2-

A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e+4OH=[Zn(OH)4]

B.放電時(shí)，1molCCh轉(zhuǎn)化為HC00H,轉(zhuǎn)移的電子為2moi

C.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2[Zn(OH)4]2-至里2Zn+02t+40H+2H2O

D.充電時(shí)，正極溶液中OFT濃度增大

答案D

解析第一步，根據(jù)圖示判斷電化學(xué)裝置的類型，該裝置為二次電池，既可充電

又可放電。

第二步，根據(jù)粒子變化，判斷正、負(fù)極和陰、陽極，放電時(shí)Zn失電子生成[Zn(0H)4p

Zn作負(fù)極。充電時(shí)在陽極上水失電子生成氧氣，陰極上[Zn(0H)4p，得電子

生成Zn。

第三步，根據(jù)電極反應(yīng)原理確定各電極上發(fā)生的反應(yīng)。負(fù)極電極反應(yīng)為Zn-2e

2-

+40H=[Zn(OH)4],正極電極反應(yīng)為CCh+2H++2e-—HCOOH,同時(shí)說明

電解質(zhì)溶液1為堿性溶液，電解質(zhì)溶液2為酸性溶液。

第四步，逐項(xiàng)分析判斷。

原電池：電極及電極反應(yīng)的判斷

放電時(shí)，負(fù)極上Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)

A項(xiàng)

為Zn-2e-+4OH-=[Zn（OH）j",所以正確,不

符合題意

定量計(jì)算：電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)的計(jì)算

CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,C元素化合價(jià)降低2,則

----）B項(xiàng)

1molCO?轉(zhuǎn)化為HCOOH時(shí)，轉(zhuǎn)移電子2mol,

所以正確.不符合題意

次充電時(shí),電池總反應(yīng)式的判斷

電充電時(shí)，陰極電極反應(yīng)為[Zn（OH）]-+2e-=

池”Zn+4OH',陽極電極反應(yīng)為2Hq-4e-=O/+

4H*,兩者加和得2[Zn（OH）,j2-三22Zn+O/+

4OH-+2Hq,所以正確.不符合題意

電解質(zhì)溶液中離子濃度的變化

由圖示可知，充電時(shí).正極上水放電生成氫

D項(xiàng)離子和氧氣，溶液中氫離子濃度增大，因溫

度不變，水的離子積不變，因此氫氧根離子

濃度減小，所以錯(cuò)誤，符合題意

I方法模型,

分析可充電電池的思維流程

放電一原電池；充電一電解池

放電時(shí)的正極為充電時(shí)的陽極，

放電時(shí)的負(fù)極為充電時(shí)的陰極

放電時(shí)的正極反應(yīng)式顛倒整理過來

為充電時(shí)的陽極反應(yīng)式：放電時(shí)的

負(fù)極反應(yīng)式顛倒整理過來為充電時(shí)

口的陰極反應(yīng)式__________________

由生成一極向消耗一極移動(dòng)，區(qū)域

pH變化；0H-生成區(qū)、H+消耗區(qū)，

pH增大；OFT消耗區(qū)、H+生成區(qū)，

pH減小

練:應(yīng)試能力

1.（2022.廣東卷）科學(xué)家基于Cb易溶于CCL的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜

的新型氯流電池，可作儲(chǔ)能設(shè)備（如圖）。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為NaTi2（PO4）3+2Na

+2e-=Na3Ti2（PO4）3o下列說法正確的是（）

A.充電時(shí)電極b是陰極

B.放電時(shí)NaCl溶液的pH減小

C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大

D.每生成1molCI2，電極a質(zhì)量理論上增加23g

答案C

解析由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知，充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是

陰極，則電極b是陽極，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)電極反應(yīng)和充電時(shí)相反，則放電時(shí)電

極a的反應(yīng)為Na3Ti2（PO4）3—2e-=NaTi2（PO4）3+2Na+,NaCl溶液的pH不變，

故B錯(cuò)誤；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Na3Ti2（PO4）3—2e-—NaTi2（PO4）3+2Na+,正極反

應(yīng)為Ch+2e=2C1,反應(yīng)后Na.和C「濃度都增大，則放電時(shí)NaCl溶液的濃

度增大，故C正確；充電時(shí)陽極反應(yīng)為2C「一2e-==C123陰極反應(yīng)為NaTi2（PO4）3

+2Na++2e==Na3Ti2（PO4）3,由得失電子守恒可知，每生成1molCh,電極a

質(zhì)量理論上增加23g-moLX2moi=46g,故D錯(cuò)誤。

2.（2022.全國乙卷）Li—Ch電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前

景。近年來，科學(xué)家研究了一種光照充電Li—02電池（如圖所示）。光照時(shí)，光催

化電極產(chǎn)生電子（b）和空穴（h+）,驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)（Li++e-=Li）和陽極反應(yīng)（U2O2

+2h+=2Li++O2）對電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

8——

光

催

化

電

極

A.充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2

B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)

C.放電時(shí)，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移

+

D.放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)：O2+2Li+2e==Li2O2

答案C

解析充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-==Li)和陽

極反應(yīng)(Li2O2+21T=2Li++O2),則充電時(shí)總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2,A正確;

充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空

穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；放電時(shí)，金屬Li

電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤;

放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2,則正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2,D正

確。

命題視角二電解原理的應(yīng)用

理二核心知識

1.圖解電解池工作原理

陽離子［觀察閉合回路特征］

轉(zhuǎn)化為

活潑電極：

發(fā)生

單質(zhì)；發(fā)生

金屬溶解

毓化

還

陰離子原占X

反應(yīng)

反

應(yīng)失電子；

中部分陽離子

陰陰離子陽惰性電極

元素的

極移向移向極(Pt、Au

價(jià)態(tài)降匝

或石墨)；

低，如

觀察兩極的物質(zhì)溶液中的

；

SOJ信息及反應(yīng)特征物質(zhì)失電子

s2or

2.電解原理分析模型

以制備KI03的電解裝置為例

(1)提取信息

呈堿性

(2)分析流程

第

一確定陰、陽極.其中a為陽極.b為陰極

步

書寫電極反應(yīng)式.其中陽極變化

第12-

一10e--?210；

一結(jié)合電解質(zhì)溶液呈堿性.利用電荷守

步

恒書寫陽極反應(yīng)式為k-10廣十

12OH--2IC)7+6H2。

陰極是由水電離出的H得電子的

還原反應(yīng).電極反應(yīng)式為2H2()+

南

2e------H2t4-2OFF判斷離子移

一

一動(dòng)方向.依據(jù)電極IX域電中性原則及

步

離子交換膜的類型判斷.a極區(qū)域剩

余K+而b極區(qū)域產(chǎn)生。卜「，故K+

穿過陽離子交換膜由afb遷移

［典例2］雙極膜(BP)為復(fù)合膜，可在直流電的作用下，將膜間的水分子解離，提

供H,、0H,利用雙極膜與離子交換膜組合可以實(shí)現(xiàn)含硫酸鈉工業(yè)廢水的凈化和

資源回收，原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()

A.BP可有效阻隔Na-和SO/的通過

B.A為陽離子交換膜，C為陰離子交換膜

C.X為H2s04溶液、Y為NaOH溶液

D.一段時(shí)間后，陰、陽極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1

答案B

解析根據(jù)題意和圖示，該裝置為電解池，與電源正極相連的為陽極，與電源負(fù)

極相連的為陰極，則左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，陽極上反應(yīng)為：2H2。-4-=。2t

+4H+,陰極上反應(yīng)為2H2O+2e-=H2f+20H根據(jù)BP膜中H'向右移動(dòng)，

OUT向左移動(dòng)，電解池中陰離子向陽極移動(dòng)、陽離子向陰極移動(dòng)，則A為陰離子

交換膜，C為陽離子交換膜，X為H2so4,Y為NaOHoA.根據(jù)題意，利用雙極

膜與離子交換膜之間生成硫酸和氫氧化鈉，可以實(shí)現(xiàn)硫酸鈉工業(yè)廢水的凈化和資

源回收，則BP能有效阻隔Na*和SO/的通過，故A正確；B.根據(jù)分析可知，A

為陰離子交換膜，C為陽離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)分析可知，X為H2s04

溶液、Y為NaOH溶液，故C正確；根據(jù)陽極上反應(yīng)為：2H2。一4e「=O2t+

4H+,陰極上反應(yīng)為2H2O+2e.=H2t+20H,一段時(shí)間后，當(dāng)陽極上生成1mol

O2時(shí)轉(zhuǎn)移4moi電子，則陰極上產(chǎn)生2molH2,則陰、陽極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量

之比為2：1,故D正確。

n練二應(yīng)試能力

3.（2022?濟(jì)南檢測）采用電滲析法可以從含NH4H2P。4和（NHGzHPCU的廢水中回收

NH3H2O和H3Po4，電解裝置如圖所示。下列說法正確的是（）

X電極Y電極

稀氨水-*i_0XX-°J—

b11年

廢水

A.X電極應(yīng)連電源的正極

B.M口處回收產(chǎn)生的濃氨水

C.隔膜ab為陽離子交換膜，隔膜cd為陰離子交換膜

D.電解一段時(shí)間后，產(chǎn)生的NH3-H2O和H3P。4的物質(zhì)的量相等

答案C

解析由圖示可知，左側(cè)電極室通入稀氨水，說明左側(cè)電極室的產(chǎn)品為NH3H2O,

則廢水中的NH；通過隔膜ab進(jìn)入左側(cè)電極室，發(fā)生反應(yīng)NH：+0H-=NH3-H2O,

故隔膜ab為陽離子交換膜，X電極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2t+20H\

則X電極為陰極，與電源的負(fù)極相連，右側(cè)電極室的產(chǎn)品為H3Po4,廢水中的

H2Po1、HP0/經(jīng)過隔膜cd進(jìn)入右側(cè)電極室，與H+結(jié)合形成H3Po4,故隔膜cd

為陰離子交換膜，Y電極為陽極，電極反應(yīng)式為2H2。-4b一。2t+4H+。由以

上分析可知，A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤，C正確；由于NH3H2O和H3P。4均為弱電解質(zhì)，

產(chǎn)生的物質(zhì)的量無法計(jì)算，D錯(cuò)誤。

4.（2022.浙江6月選考）通過電解廢舊鋰電池中的LiMmCM可獲得難溶性的Li2c。3

和MnCh,電解示意圖如下（其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。

電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì)）。下列說法不正確的是（）

A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.電極B的電極反應(yīng)：2H2O+Mn2+—2e-=MnO2+4H*

C.電解一段時(shí)間后溶液中ME+濃度保持不變

2+

D.電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn,再加入Na2c。3溶液以獲得Li2CO3

答案c

解析由電解示意圖可知，電極B上Mi?'轉(zhuǎn)化為MnO2,鎰元素化合價(jià)升高，失

電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；電極

B上Mi?+失電子轉(zhuǎn)化為MnO2,電極反應(yīng)式為2H2O+M/+—2e-=MnO2+4H‘，

B正確；電極A電極反應(yīng)式為2LiMn2O4+6e-+16H-=2Li++4Mn2++8H2。，

依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為2LiMn2O4+4H'=2Li'+Mn?’+3MnC）2+

2H2O,反應(yīng)生成了Md+,M/+濃度增大，C錯(cuò)誤；電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶

液pH將鎰離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D

正確。

II隨堂訓(xùn)練

1.科學(xué)家設(shè)想利用圖示裝置進(jìn)行C02的固定，同時(shí)產(chǎn)生電能。該裝置工作時(shí)，生

成的碳附著在電極上。下列說法錯(cuò)誤的是（）

<5>

電極板（Li）、多孔催化

劑電極

陽離子交換膜

A.電極板（Li）作該電池的負(fù)極

B.若導(dǎo)線中流過4moie,理論上負(fù)極區(qū)減少4moiLi十

C.負(fù)極區(qū)不適合選用水溶液作電解質(zhì)溶液

D.采用多孔催化劑電極有利于C02擴(kuò)散到電極表面

答案B

解析A.由圖知，Li為負(fù)極，多孔催化劑電極為正極，故A正確；B.導(dǎo)線中流過

4mole-,負(fù)極產(chǎn)生4moiLi',同時(shí)有4moiLi*向正極區(qū)移動(dòng)，所以理論上負(fù)極

區(qū)Li+的物質(zhì)的量不變，故B錯(cuò)誤；C.Li能與水反應(yīng)，負(fù)極區(qū)不適合選用水溶液

作電解質(zhì)溶液，故C正確；D.多孔結(jié)構(gòu)有利于氣體擴(kuò)散，即有利于C02擴(kuò)散到電

極表面，故D正確。

2.（2022.邯鄲二模）《X—MOL》報(bào)道了一種兩相無膜鋅/吩口塞嗪電池，其放電時(shí)的

工作原理如圖所示（PFA在水系/非水系電解液界面上來回穿梭，維持電荷守恒）。

ZnSO,+KPF6

的水溶液

PTZ+TBAPF,,

的CH2clz溶液

已知：CH2c12的密度為1.33g-cm-3,難溶于水。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.電池使用時(shí)不能倒置

B.充電時(shí)，石墨氈上的電極反應(yīng)式為PTZ—e-=PTZ+

C.放電時(shí)，PF展由CH2cL層移向水層

D.放電時(shí)，Zn板每減輕6.5g,水層增重29g

答案D

解析放電時(shí)，Zn失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故Zn作負(fù)極；石墨氈作正極。充電

時(shí)，Zn電極發(fā)生得電子反應(yīng)，作陰極；石墨氈作陽極。A.水和二氯甲烷的不互溶

性和密度差能夠?qū)⒄龢O與負(fù)極分隔開，故不能倒置，故A正確；B.由分析可知，

石墨氈作陽極，電極反應(yīng)式為PTZ-e=PTZ+,故B正確；C.放電時(shí)，陰離子

移向負(fù)極，故移向水層，故C正確；D.放電時(shí)，Zn板每減輕6.5g,同時(shí)水層增

重6.5g,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol,有0.2molPF《移動(dòng)到水層，故水層增

重為0.2molX145g/mol+6.5g=35.5g,故D錯(cuò)誤。

3.（2022.日照聯(lián)考）一種利用垃（CxHv）來消除氮氧化物污染的工作原理如圖所示，裝

置中電極均為惰性電極，兩側(cè)電解質(zhì)為同濃度的鹽酸。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.通入N02的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.若使用的嫌為C2H6，該電極反應(yīng)為：C2H6+4H2O-14e-=2CO2+14H^

C.裝置中轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，有0.4NA個(gè)H+通過質(zhì)子交換膜

D.裝置工作一段時(shí)間后，兩側(cè)電極室中溶液的pH不變

答案D

解析通入N02的電極上N02轉(zhuǎn)化為N2,發(fā)生還原反應(yīng)，該電極為正極，A項(xiàng)

正確；若使用的姓為C2H6,C2H6轉(zhuǎn)化為C02,結(jié)合電解質(zhì)溶液顯酸性，知該電

+

極反應(yīng)為：C2H6+4H2O-14e-=2CO2+14H,B項(xiàng)正確；為平衡電荷，裝置中

轉(zhuǎn)移04moi電子時(shí)，有0.4NA個(gè)H+通過質(zhì)子交換膜，C項(xiàng)正確；結(jié)合B項(xiàng)中負(fù)

極反應(yīng)和正極反應(yīng)：2NO2+8e「+8H'=N2+4H2。，知裝置工作一段時(shí)間后，左

室中溶液pH增大，右室中溶液pH減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.（2022.廣東卷）以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)

行電解，實(shí)現(xiàn)A1的再生。該過程中（）

A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg—2e-=Mg2'

B.陰極上Al被氧化

C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥

D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等

答案C

解析根據(jù)電解原理可知，電解池中陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電

子的還原反應(yīng)，該題中以熔融鹽為電解液，含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽

極進(jìn)行電解，通過控制一定的條件，從而可使陽極區(qū)Mg和A1發(fā)生失電子的氧化

反應(yīng)，分別生成Mg2+和AV，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)AF+得電子生成A1

單質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)A1的再生。陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實(shí)際上Mg在陽極

失電子生成Mg2+,A錯(cuò)誤；Al在陽極上被氧化生成AF+,B錯(cuò)誤；陽極材料中

Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；因?yàn)殛枠O除了

鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會(huì)形成陽極泥，而陰極只有鋁離子

得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變

化不相等，D錯(cuò)誤。

I課下作業(yè)

A卷

1.（2022.湖南卷）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰一海水電池構(gòu)造示意

圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是（）

用電器

MF]N

A.海水起電解質(zhì)溶液作用

B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O+2e-=2OIT+H2t

C.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能

D.該鋰一海水電池屬于一次電池

答案B

解析海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故

A正確；N為正極，電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e一=40H，故B錯(cuò)誤；Li為活潑

金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C

正確；該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確。

2.（2022-重慶抽測）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的一種甲酸（HCOOH）燃料電池如圖所示（半透

膜只允許K+、H+通過），下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.物質(zhì)A可以是硫酸氫鉀

B.左側(cè)電極為電池負(fù)極，HCOCT發(fā)生氧化反應(yīng)生成HCO；

C.該燃料電池的總反應(yīng)為2HCOOH+O2+2OET=2HCO,+2H2O

D.右側(cè)每消耗11.2LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），左側(cè)有1molK+通過半透膜移向右側(cè)

答案D

解析由圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化知，右側(cè)電解質(zhì)儲(chǔ)罐中發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+4H+=4Fe3

+

+2H2O,結(jié)合電解質(zhì)儲(chǔ)罐中流出K2so4,知物質(zhì)A可為KHSO4,A項(xiàng)正確；左

側(cè)電極上HCOCT轉(zhuǎn)化為HCO,,碳元素由+2價(jià)升高為+4價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng),

故左側(cè)電極為電池負(fù)極，B項(xiàng)正確；根據(jù)圖示知，該燃料電池總反應(yīng)為HCOOH

和02在堿性條件下反應(yīng)，生成KHCCh和H20,C項(xiàng)正確；右側(cè)每消耗11.2LO2（標(biāo)

1121

準(zhǔn)狀況），電路中通過的電子為刀77V一萬?X4=2mol,則左側(cè)有2moiK+通過半

22.4Lmol1

透膜移向右側(cè)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.（2022.全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示［KOH

溶液中，Zi?+以Zn（OH）/存在］。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

MnOz電極離子選擇隔膜Zn電極

HfO,溶液:夕KQ溶液

A.n區(qū)的K+通過隔膜向in區(qū)遷移

B.I區(qū)的sor通過隔膜向II區(qū)遷移

+2+

C.MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O

+2+

D.電池總反應(yīng)：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn（OH）i+Mn+2H2O

答案A

解析根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，HI區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極

反應(yīng)為Zn—2—+4（汨-=Zn（OH）/，I區(qū)MnCh為電池的正極，電極反應(yīng)為MnCh

+2+

+2e-+4H=Mn+2H2O,K*從III區(qū)通過隔膜向II區(qū)遷移，A錯(cuò)誤；I區(qū)的

SO/通過隔膜向II區(qū)移動(dòng)，B正確；MnCh電極的電極反應(yīng)式為MnCh+2e+4H

1=Mn21+2H?O,C正確；電池的總反應(yīng)為Zn+4OH'+MnO2+4H=Zn（OH）F

2+

+Mn+2H2O,D正確。

4.科學(xué)家利用多晶銅高效催化電解CO2制乙烯，原理如圖所示。已知：電解前后

電解液濃度幾乎不變。下列說法錯(cuò)誤的是（）

陰離子多晶銅

鈉電極i交換膜

\專，，I,電極

/fr=持續(xù)通入C0：

pH=8KHCO：,溶液

A.鉗電極產(chǎn)生的氣體是02和C02

B.銅電極的電極反應(yīng)式為2co2+12HCO,+12e-=C2H4+12COT+4H2。

C.通電過程中，溶液中HC03"通過陰離子交換膜向左槽移動(dòng)

D.當(dāng)電路中通過0.6mol電子時(shí)，理論上能產(chǎn)生標(biāo)況下C2H41.12L

答案B

解析C02制乙烯，碳的化合價(jià)降低，得電子，故多晶銅電極作電解池的陰極；

陰極生成的HCO,,HCO］經(jīng)陰離子交換膜進(jìn)入陽極區(qū)，因電解前后電解液濃度幾

乎不變，可判斷HCO,與水一起失去電子生成02和CO2。A.據(jù)分析，粕電極產(chǎn)生

的氣體是。2和C02,A正確；B.銅電極的電極反應(yīng)式為14co2+12e-+

8H20=C2H4+I2HCO3,B錯(cuò)誤；C.通電過程中，溶液中HC03朝陽極移動(dòng)，即

通過陰離子交換膜向左槽移動(dòng)，C正確；D.根據(jù)14CO2+12e^+8H2O=C2H4+

12HC0J,電路中通過0.6mol電子時(shí)理論上能產(chǎn)生0.05molC2H4,即標(biāo)況下1.12

L,D正確。

5.我國科學(xué)家最近發(fā)明了一種Zn—PbCh電池，電解質(zhì)為K2so八H2sO4和KOH,

通過a和b兩種離子交換膜將電解質(zhì)溶液隔開，形成M、R、N三個(gè)電解質(zhì)溶液

區(qū)域，結(jié)構(gòu)示意圖如下。下列說法正確的是()

A.b為陽離子交換膜

B.R區(qū)域的電解質(zhì)為H2s。4

C.放電時(shí)，Zn電極反應(yīng)為：Zn-2e-+40H=Zn(OH)F

D.消耗6.5gZn,N區(qū)域電解質(zhì)溶液減少8.0g

答案C

解析該電池為Zn—PbCh電池，從圖中可知，Zn轉(zhuǎn)化為Zn(OH)/，則M區(qū)為

KOH,R區(qū)為K2so4,N區(qū)為H2so4。A.正極(b)PbO2+2e+4H'+S0Z=PbSO4

+2H2O,負(fù)極(a)Zn—2e-+4OH-=Zn(OH)r,溶液維持電中性，則a為陽離子

交換膜，A錯(cuò)誤；B.根據(jù)分析，R區(qū)為K2so4,B錯(cuò)誤；C.根據(jù)分析，放電過程

中，Zn電極反應(yīng)為：Zn-2e-+4OH==Zn(OH)F,C正確；D.消耗6.5gZn,

電子轉(zhuǎn)移0.2mol,N區(qū)消耗0.4molH‘，0.1molSO?,同時(shí)有0.1molSO2移向

R區(qū)，則相當(dāng)于減少0.2molH2s。4,同時(shí)生成0.2mol氏0,則R區(qū)實(shí)際減少質(zhì)

量為0.2molX98g/mol—0.2moiX18g/mol=16g,D錯(cuò)誤。

6.硫酸工業(yè)尾氣中的SO2可用Na2s。3溶液吸收，并通過電解方法實(shí)現(xiàn)吸收液的循

環(huán)再生。如圖所示，下列有關(guān)說法中正確的是()

A.陽極發(fā)生的反應(yīng)之一為SOF+20H-2e-=SOF+2H2O

B.電解一段時(shí)間后，陰極室pH升高

C.電解一段時(shí)間后，b°/o<a°/o

D.電解一段時(shí)間后，兩室生成的Na2s。3與H2s。4的物質(zhì)的量相等

答案B

解析由裝置圖可知，陽離子移向陰極，Pt(I)為陰極，陰離子移向陽極，Pt(II)

為陽極，電解池中，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，化合價(jià)上升，失電子；陰極發(fā)生還原反

應(yīng)，化合價(jià)下降，得電子；陽極：SOr+H2O-2e-=SOr+2H+；HSO3+H2O

-2e=S0F+3H\陰極：2H++2b=H2t;A.酸性介質(zhì)中不存在氫氧根，A

項(xiàng)錯(cuò)誤；B.陰極氫離子放電，氫離子濃度減小，pH增大，B項(xiàng)正確；C.陽極可不

斷產(chǎn)生硫酸根離子和氫離子,8%>a%,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.陽極產(chǎn)生1mol硫酸轉(zhuǎn)移2moi

電子，陰極消耗2moi電子產(chǎn)生2moi亞硫酸鈉，兩者物質(zhì)的量不相等，D項(xiàng)錯(cuò)

誤。

7.(2022.保定二模)研究人員利用膜電解技術(shù)，以Na2CrO4溶液為主要原料制備

Na2CnO7的裝置如圖1所示，下列敘述正確的是()

已知：50廠和CrO廠的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)(lgc)與pH的關(guān)系如圖2所示。

A.a為電源負(fù)極，b為正極

B.NazCrzCh在陰極室制得

C.交換膜為陽離子交換膜

D.每轉(zhuǎn)移1mol電子，產(chǎn)生16.8L氣體

答案C

解析A.CrO1轉(zhuǎn)化為CnOy反應(yīng)：2CrO/+2H+C^O>+H2O,電解過程實(shí)

質(zhì)是電解水，左室是產(chǎn)品室，電解提供H+,故左側(cè)是H20放電生成02和H+,

左側(cè)為陽極室，右側(cè)為陰極室，故a為電源正極、b為電源負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B.

由A項(xiàng)分析可知NazCnCh在陽極室制得，故B錯(cuò)誤；C.左室中Na卡經(jīng)過離子交

換膜進(jìn)入右室，交換膜為陽離子交換膜，故C正確；D.電解過程實(shí)質(zhì)是電解水，

外電路中每通過1mol電子，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，生成02為號^=0.25mol,生

成H2為號1=0.5m01,未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，不能計(jì)算產(chǎn)生氣體的體積，故D錯(cuò)誤。

8.工業(yè)上一種制備C102的裝置如圖所示。陰極生成的C102會(huì)進(jìn)一步得電子產(chǎn)生

瞬間中間體C102,C105隨即與溶液中的C103反應(yīng)又生成002,下列說法正確的

是（）

氣體x［「他叫J氣體Y

.......W11.........■.......

■I.■-…1

疏酸溶液同三號鬻丸

質(zhì)子交換膜

A.a極的電極材料可以是Fe

B.電解一段時(shí)間后，陰極室的pH減小

+

C.陰極生成中間體C105的過程可表示為C10I+2H+e^=C102t+H2O、C102

+e=C102

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，a極生成2.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體X

答案C

解析由題干信息：陰極生成的C1O2會(huì)進(jìn)一步得電子產(chǎn)生瞬間中間體CIO晨C1O2

隨即與溶液中的CIO,反應(yīng)又生成C1O2可知a極與電源正極相連，作陽極，電極

反應(yīng)為：2H2。-4廣==02t+4H+；b極與電源負(fù)極相連，作陰極，電極反應(yīng)為：

1

CIO3+2H+e=C1O2t+H2O,ClO2+e"=ClOI?A.由分析可知，a為陽極,

若a極的電極材料為Fe,則電極反應(yīng)為Fe—2e「==Fe2+,中間是質(zhì)子交換膜，則

電解池工作一段時(shí)間后，由于a極區(qū)無質(zhì)子轉(zhuǎn)移到b極區(qū)而無法工作，A錯(cuò)誤；

B.由分析可知，電解一段時(shí)間后，陰極室不斷消耗H+,且有水生成，故溶液的

pH增大，B錯(cuò)誤；C.由分析可知，C正確；D.由分析可知，a極發(fā)生的電極反應(yīng)

為2H2。-4屋=02t+4H+,故當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，生成氣體X在標(biāo)準(zhǔn)

狀況下的體積為］molX22.4mol/L=5.6L,D錯(cuò)誤。

B卷

9.（2022?湖北十一校聯(lián)考）二氧化鉛一銅電池是一種電解質(zhì)可循環(huán)流動(dòng)的新型電池

（如圖所示），電池總反應(yīng)為PbO2+Cu+2H2SO4=PbSO4+CuSO4+2H2Oo下列

有關(guān)該電池的說法正確的是（）

A.電池工作時(shí)，電子由Cu電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向PbO2電極

B.電池工作過程中，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量逐漸減小

+

C.正極反應(yīng)式：PbO2+2e+4H+SOf=PbSO4+2H2O

D.放電后，循環(huán)液中H2sCU和CuSCM的物質(zhì)的量之比不變

答案C

解析電子不能流經(jīng)電解質(zhì)溶液，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電池總反應(yīng)知，若反應(yīng)的PbCh

為1mol,電解質(zhì)溶液中增加2moiO,1molCu,減少1molSO/,故反應(yīng)前后

電解質(zhì)溶液的質(zhì)量不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電池總反應(yīng)知，正極上PbCh得電子生成

PbSCU和H2O,C項(xiàng)正確；根據(jù)電池總反應(yīng)知，放電后，循環(huán)液中H2so4減少，

CuS04增多，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

lO.Ca-LiFePCU可充電電池的工作原理示意圖如圖，其中鋰離子交換膜只允許Li

+通過，電池反應(yīng)為：?xCa+2Lii-.rFePO4+2xLi+=ACa2-+2LiFePO4。下列說法正

確的是（）

____放電_______

￡~?目~Li,_tFePO,/

鈣電極■一旅■V■r^LiFePO,電極

LiPF./LiAsF,.鋰離子交換膜jSO,溶液

電解質(zhì)

A.LiPF6/LiAsF6電解質(zhì)與Li2s04溶液可互換

B.充電時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕1.3g

C.充電時(shí)，陰極反應(yīng)為：LijrFePO4+xLi'+xe「=LiFePO4

D.放電時(shí)，LiiFePCU/LiFePCU電極發(fā)生Li+脫嵌，充電時(shí)發(fā)生Li卡嵌入

答案B

解析A.Ca是活潑金屬，易與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，所以LiPF6/LiAsF6為非水電解質(zhì)，

而Li2s04溶液中有水，不可互換，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.充電時(shí)每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，左

室中就有0.（）5molCa2+轉(zhuǎn)化為Ca,同時(shí)有0.1molLi卡遷移到左室，所以左室中電

解質(zhì)的質(zhì)量減輕0.05molX40g/mol—0.1molX7g/mol=1.3g,B項(xiàng)正確;C.充電

時(shí)，鈣電極為陰極，電極反應(yīng)為Ca2++2b==Ca,C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.充電時(shí)為電解池，

電解池中陽離子流向陰極，LiiFePO4/LiFePO4為陽極，所以Li—FePOVLiFePC^

電極發(fā)生Li+脫嵌然后流向陰極，放電時(shí)為原電池，原電池中陽離子流向正極，

所以放電時(shí)發(fā)生Li.嵌入，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

11.（2022.山東卷改編）設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鉆。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借

助其降解乙酸鹽生成C02,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoOMs）轉(zhuǎn)化為Co2+,

工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材

質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法不正確的是（）

A.裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸減小

B.裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸

C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoCh+2H2O+e=Li++Co2++4OH

口.若甲室?02，減少2001^,乙室C02+增加300mg,則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移

答案C

解析A.電池工作時(shí)，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為C02氣體，

C02+在另一個(gè)電極上得到電子，被還原產(chǎn)生C。單質(zhì)，CH3coeT失去電子后，Na

+通過陽膜進(jìn)入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變?yōu)橹行?，溶液pH減

小，A正確；B.對于乙室，正極上LiCoCh得到電子，被還原為C02+,同時(shí)得到

Li+,其中的O與溶液中的H+結(jié)合H2O,因此電池工作一段時(shí)間后應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸，

B正確；C.電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在0H,乙室電極反應(yīng)式為：LiCoCh

-+2+

+e+4H'=Li+Co+2H2O,C錯(cuò)誤；D.若甲室C(?+減少200mg,電子轉(zhuǎn)移

02g

物質(zhì)的量為"(b)=59g/；o]X2=00068mol,乙室Co?+增加300mg,轉(zhuǎn)移電子

03s

的物質(zhì)的量為幾左一)=□二yg。/m舄o4i義1=0.0051mol,說明此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移，D

正確。

12.(2022.岳陽二模)利用如圖的電解裝置分離含A1(OH)3、MnCh和少量Na2CrO4

的混合物漿液，使其分離成固體混合物和含格元素溶液。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是

ab

I--------1直流電源I----------1

石墨1石墨2

攪拌槳?dú)怏w

混合物漿液

NazSO,溶液陽離子膜陰離子膜Na?SO,溶液

A.電解裝置工作時(shí)，石墨2應(yīng)該連接鉛蓄電池的PbO2電極

B.分離后，含格元素的粒子有CrO廠和CrzOM，存在于陽極室中

C.每轉(zhuǎn)移1mole時(shí)，陰極室電解質(zhì)溶液的質(zhì)量增加23g

D.陰極室生成的物質(zhì)可用于固體混合物A1(OH)3和MnO2的分離

答案C

解析A.由圖可知，左側(cè)電極氫得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，為陰極，則右

側(cè)為陽極；鉛蓄電池的PbO2電極為正極，連接陽極區(qū)電極石墨2,A正確；B.

含鋁元素的粒子有CrO?和CnO彳，陰離子向陽極移動(dòng)，分離后，存在于陽極室

中，B正確；C.陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OlT+H2t,同時(shí)鈉離子

通過陽離子膜進(jìn)入陰極室，每轉(zhuǎn)移1mole一時(shí)，生成H20.5mol質(zhì)量為1g,同時(shí)

進(jìn)入鈉離子1mol質(zhì)量為23g,則陰極室電解質(zhì)溶液的質(zhì)量增加23—l=22g,C

錯(cuò)誤；D.陰極室生成的物質(zhì)為氫氧化鈉，氫氧化鋁可溶于強(qiáng)堿氫氧化鈉而二氧化

鎰不溶，故可用于固體混合物A1(OH)3和MnCh的分離，D正確。

13.一種可充放電的鋁離子電池工作原理如圖所示，電解質(zhì)為ALCb離子液體,CuS

在電池反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為Cu2s和AI2S3。下列說法正確的是()

A.若CuS從電極表面脫落，則電池單位質(zhì)量釋放電量不變

B.該電池放電時(shí)，正極反應(yīng)為6CuS+8AhC17+6e=3Cu2S+AI2S3+14A1C14

C.為提高電池效率，可以向CuS@C電極附近加入適量AI2S3水溶液

D.充電時(shí)電池負(fù)極的反應(yīng)為Al+7Ale萬-3e=4A12C17

答案B

解析放電時(shí)，鋁為負(fù)極，被氧化生成Al2c17,電極方程式為2A1+14Ale14-6e

=8A12C17,正極反應(yīng)為：6CuS+8AhC17+6e=3Cu2S+AI2S3+14A1C1；；充

電時(shí),是電解池：陽極方程式為14A1C14+3Cu2S+Al2S3-6e=6CUS+8A12C17;

陰極反應(yīng)為8AHC17+6e=2Al+14AleLA.硫化銅反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為硫化亞銅以及

Al2s3,且AbCB,A1CU,化合價(jià)改變的只有Cu,故硫化銅從電極表面脫落，則

電池單位質(zhì)量釋放電量減少，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.根據(jù)以上分析，B項(xiàng)正確；C.如圖所

示，應(yīng)加入ALC17,C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.充電時(shí)，陰極電極方程式為8Al2C17+6e=2AI

+14A1C1；,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

14.微生物電池在運(yùn)行時(shí)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)無污染凈化高濃度苯酚污水、高濃度酸性

N03廢水和海水淡化，其裝置如圖所示。圖中M和N為陽離子交換膜或陰離子

交換膜，Z以食鹽水模擬海水。下列說法錯(cuò)誤的是()

A.M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜

B.X為高濃度酸性N03■廢水，Y為高濃度苯酚污水

C.每消耗苯酚9.4g,模擬海水理論上除鹽163.8g

D.電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為7：15

答案B

解析根據(jù)裝置中電子的流向可知，該原電池中生物膜為負(fù)極，而碳布為正極，

負(fù)極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，則苯酚失電子被氧化為C02氣體，原電池工作時(shí)陽離子向

正極移動(dòng)，則N為陽離子交換膜，M為陰離子交換膜。A.分析知生物膜為負(fù)極，

陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜，故A正確；B.

負(fù)極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，則X為高濃度苯酚污水，發(fā)生氧化反應(yīng)生成C02氣體，而

正極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，Y為高濃度酸性N03廢水，發(fā)生還原反應(yīng)生成N2,故B

錯(cuò)誤；C.9.4g苯酚的物質(zhì)的量為湍扁=0.1mol,苯酚中碳元素平均化合價(jià)為

2?

一1價(jià)，完全氧化共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1molX6X(4