2021屆高考化學二輪備考訓練：電化學選擇題（原卷+解析卷）

電化學選擇題【原卷】

1.（2021?河北高三其他模擬）我國科研團隊成功研究出高比能量、低成本的鈉離

子二次電池，其工作原理如圖所示。已知電池反應：Nai.xMnO2+

N“C嗎電NaMnCh+nC。下列說法錯誤的是

傭電器或充電封

NaMnO石墨烯.

鈉離子交換膜

A.電池放電過程中，NaMnOMM上的電勢低于石墨烯/AI上的電勢

B.電池放電時，正極發(fā)生反應Nai-xMnCh+xNa++xe=NaMnCh

C.電池充電時，外接電源的負極連接NaMnCh/AI電極

D.電池充電時，Na+由NaMnO2/AI電極移向石墨烯/Al電極

2.（2021?河北高三其他模擬）某研究機構使用Li—SO2ck電池作為電源電解制

備Ni（H2Po2）2,其工作原理如圖所示。已知電池反應為2Li+SO2a2=2LiCl+

so2?,下列說法錯誤的是

膜a膜b膜c

選擇性透過膜稀硫酸產品室NaH2PCh稀氫氧化鈉溶液

A.電池中C電極的電極反應式為SO2cl2+2e-=2C「+SO2T

B.電池的e極連接電解池的g極

C.膜a、c是陽離子交換膜，膜b是陰離子交換膜

D.電解池中不銹鋼電極附近溶液的pH減小

3.（2021?河北高三其他模擬）一種烷燃催化轉化裝置如圖所示，下列說法正確的

是（）

電解質

A.該裝置將電能轉化為化學能

B.H+向右側遷移

C.負極的電極反應式為C2H6-2e-=C2H4+2H+

D.每消耗O.lmoIC2H6,需要消耗標準狀況下的空氣2.8L（設空氣中氧氣的體積

分數(shù)為20%）

4.（2021?河北高三其他模擬）鋰一空氣電池是一種可充放電池，電池反應為2Li

+O2=Li2O2,某鋰一空氣電池的構造原理圖如圖。下列說法正確的是

A.可選用有機電解液或水性電解液

2

B.含催化劑的多孔電極為電池的負極

C.放電時負極的電極反應式為Li-e-=Li+

D.充電時鋰電極應連接外接電源的正極

5.（2021?河北高三其他模擬）如圖是一種新型燃料電池，-可在高溫條件下在

固體氧化物電解質中自由移動，電極上產生的均為無毒無害的物質。下列說法正

確的是

負載

如體與化

物由1Y反

A.電極甲為負極，發(fā)生氧化反應

B.電池內的-由電極甲移向電極乙

C.電池總反應為N2H4+O2=N2+2%0

D.當甲電極上有32gN2H4消耗時，乙電極上有22.4L（h參與反應

6.（2021?河北高三其他模擬）某非水相可充電電池工作原理如圖所示，下列說法

錯誤的是

3

A.充電時，a接直流電源的負極

B.圖中的離子交換膜為陰離子交換膜

C.放電時，正極的電極反應式為Br；+2e=3BF

D.放電過程中負極區(qū)Mg??濃度逐漸增大

7.（2021?河北高三其他模擬）焦亞硫酸鈉（Na2s2O5）可用作食品加工的防腐劑,

制備示意圖如下。已知：2NaHSO3=Na2s2O5+H2O。下列說法不巧確的是

離子交換膜

稀H2sNaHS03+Na2sos溶液

A.采用的是陰離子交換膜

B.陽極的電極反應式為2H2O-4e-=4H++CM

C.當陰極生成0.2g氣體時，a室溶液質量減少1.6g

D.電解后將b室溶液進行結晶、脫水，可得到Na2s2O5

8.（2021?河北高三其他模擬）踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，保護環(huán)境，處

理廚房污水是一個重要課題。某科研小組設計使用微生物電池處理污水，裝置如

圖所示（污水中低濃度有機物可用C6Hl2。6表示），下列說法正確的是

4

B.b電極附近溶液的pH增大

+

C.a電極反應式為C6Hl2。6+6H2O-12e=6CO2+24H

D.y<x

9.（2021?河北高三其他模擬）微生物燃料電池在凈化廢水的同時能獲得能源或得

到有價值的化學產品，下圖為其工作原理及廢水中離子濃度與去除率的關

系。下列說法不正確的是：

質子交換膜

A.有機物被氧化，M為電源負極

B.電池工作時，N極附近溶液pH減小

C.5。g離子濃度較大時，可能會造成還原菌失活

D.處理0.1molso；-時有0.6molIT從交換膜右側向左側遷移

5

10.（2021?北京昌平區(qū)?高三期末）科學家研制出一種“一分鐘充滿電”的新型鋁離

子電池，該電池以鋁和石墨為電極材料，以A1CL和有機陽離子為電解質溶液，

其工作原理如圖所示。

A.放電時，AI為負極，石墨為正極

B.放電時，負極反應：Al-3e+7AlCl；=4Al2Cl；

C.充電時，石墨電極發(fā)生氧化反應

D.充電時，有機陽離子向石墨電極方向移動

11.（2021?山東濱州市?高三一模）科學家以石墨烯為電極材料，設計出一種處理

工業(yè)尾氣中NH，的新方案，其原理如圖所示。

電源

下列說法正確的是（）

A.裝置工作時H+向陽極遷移，在陽極上發(fā)生氧化反應

3+2+2++3+

B.陰極區(qū)發(fā)生的反應有Fe+e-=Fe,4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O

6

通電

C.該過程的總反應方程式為4NH3+3O2-2此+6凡0

D.電路中每轉移0.3mole-，理論上需補充0.3molFe"

12.（2021?浙江溫州市?高三開學考試）科學家設計的可充電電池的工作原理示意

圖如圖所示。該可充電電池的放電反應為LixCn+IV*）CoO2=LiCoO2+nC。NA表示

阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是

A.該電池用于電動汽車符合綠色化學觀念

B.充電時，陽極反應為LiCoO2-xe=Li（|_x,CoO2+xLi*,Li*由B極移向A極

C.該電池用惰性電極電解某電解質溶液時，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和02生成。則電

解一段時間后，該溶液的濃度可能不變

D.若初始兩電極質量相等，當轉移4NA個電子時，兩電極質量差為28g

13.（2021?江蘇連云港市?高三開學考試）利用脈沖電源（間歇性通入電流）電解廢

液中的Pb2+實現(xiàn)Pb資源化利用，其原理如圖所示。下列說法正確的是（）

7

A.電極a上反應為2H++2e-=H2f

電解

B.電解總反應為Cu+Pb2+-Pb+Cu2+

C.電解產生ImolPb,約有6.02x1023個陽離子透過陽離子交換膜

D.脈沖電源電解能提高電解效率，是因為陰極表面陽離子濃度回升

14.（2021?湖北高三開學考試）電解精煉銅的廢液中含有大量的CM+和SO：,

下圖為用雙膜三室電沉積法采用惰性電極回收廢液中銅的裝置示意圖。下列說法

B.a極發(fā)生反應的電極反應式為2C1-2e-=C】2T

C.交換膜n為陰離子交換膜

D.若濃縮室得到1L0.5moi/L的Na2s04溶液，則陰極可回收12.8g銅（不考慮副

反應）

8

15.(2021?福建高三零模)一種新型鎂硫電池的工作原理如下圖所示。下列說法

正確的是()

硫顆粒

:：?石墨烯

、聚合物

A.使用堿性電解質水溶液

B.放電時，正極反應包括3Mg2++MgS16e-=4MgS2

C.使用的隔膜是陽離子交換膜

D.充電時，電子從Mg電極流出

16.(2021?福建泉州市?高三其他模擬)雙極膜(BP)是一種能將水分子解離成H+

和OH-的特殊離子交換膜。應用雙極膜制取聚合硫酸鐵凈水劑

[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m(PFS)的電化學裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

石

墨

電

極

A.M為陰離子交換膜，乙為OH-

B.電極a的電極反應式為2H++2e=H2T

C.電流密度過大，會使PFS產品含量降低

D.若制得lmol[Fe(OH)SO4]3,理論上轉移的電子為2moi

9

17.(2021?山東濰坊市?高三一模)工業(yè)吸收H2s氣體后的FeCb溶液的再生過程

可降解酸性污水中的硝酸鹽，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()

FeCb溶液質子膜

情

情

性

性

電

反應池電

極

極

溶液MA電解池

H2s-------1-------------------------------'

姍淀

A.溶液M中的溶質為FeCb

B.電極a為陰極

C.電極b上的反應為：2NO'+l()e+6H2ON2T+12OH

D.隨電解的進行，陰極區(qū)溶液pH增大

18.(2021?山東濟南市?高三其他模擬)近期，天津大學化學團隊以CO2與辛胺

為原料實現(xiàn)了甲酸和辛庸的高選擇性合成，裝置工作原理如圖。下列說法正確的

A.Ni2P電極與電源正極相連

B.辛胺轉化為辛晴發(fā)生了還原反應

10

C.In/In2O3-x電極上可能有副產物H2生成

D.在In/InzCh-x電極上發(fā)生的反應為CO2+H2O-2e=HCOO+OH

19.（2021?山東青島市?高三一模）有機電極材料應用于鈉離子電池可實現(xiàn)新型電

池的跨越式發(fā)展。如?；衔?,4,5,8-蔡四甲酸二酎（NTCDA）展現(xiàn)出高比

容量,

圖。下列說法正確的是

+

B.放電時，負極電極反應：NaxCn-xe-=nC+xNa

C.充電時,M與電源的負極相連

D.充電時，陰極電極反應:

20.（2021?石家莊市第二十七中學高三一模）研究發(fā)現(xiàn)，高溫時，利用如圖所示

裝置（加熱裝置略去），加入合適的熔鹽電解質（可傳導-）可直接電解Si。2得到

Si-Za-Mg合金，其電解原理為Si（）2塾Si+（V。下列說法錯誤的是（）

11

A.Ar氣保護Y電極，防止高溫時被氧氣氧化損耗石墨

B.石墨培煙和與之接觸的合金作陽極

C.陽極反應為20"-4e=。2個

D.合金質量增加2.8g時，0.4mol電子由X流向電源負極

21.（2021?河北高三其他模擬）一種新型可充放電的鋁離子電池放電時的工作原

理如圖所示，該電池性能優(yōu)異。電池總反應為

A1+4A1CL；+3CJA1C1J目藕曲3cli+4A12cI,ll表示石墨烯），電解質為有機陽離子與陰

離子（A1C1：、Al2。；）組成的離子液體（圖中的有機陽離子未標出）。已知能量密度是

指一定的空間或質量物質中儲存能量的大小。下列說法錯誤的是（）

A.以輕金屬為負極，有利于提高能量密度

B.充電時，鋁電極作陽極

C.放電時，負極發(fā)生的反應為Al-3e-+7AlCl：=4A125

D.充電時，A1C1；移向石墨烯一極

12

22.（2021?全國高三專題練習）利用CH,燃料電池電解制備Ca（HFOj并得到副

產物NaOH、凡、Cl2,裝置如圖所示（M、N、P、Q極均為惰性電極）。下列說

法正確的是（）

M極N極產品室原料室

A.P極、Q極分別為陰極、陽極

B.A膜、c膜均為陽離子交換膜，B膜為陰離子交換膜

C.M極上的反應為CH「4e-+4O2-=CO2+2H2。

D.理論上，M極消耗2.24L甲烷，P極產生（MmolJ

23.（2021?湖北孝感市?孝感高中高三月考）研究人員開發(fā)了一種新型的硼、氮共

摻雜的多孔石墨烯材料作為正極催化劑的鋰-二氧化碳二次電池，實現(xiàn)了碳酸鋰

在電池中的高度可逆分解，其裝置示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.放電時,N極發(fā)生還原反應

B.充電時,M極與電源正極相連

c.放電時,正極反應式為4Li++3co2+記=2Li2CO3+C

13

D.電解液不可選用水溶液

24.（2021?全國高三專題練習）我國科學家提出了一種利用鋰化磷酸帆鋰

[Li5V2（PO4）3]實現(xiàn)“先予后取”的自預鋰化原理，并應用鋰化磷酸鋼鋰和硬碳組成

了具有高比能量、高比功率和寬工作溫區(qū)的全電池，示意圖如圖所示。在充電過

程中，鋰離子從Li5V2（PO4）3中脫出嵌入到硬碳（C）構成Li2C,充電反應為

Li5V2（PO4）3+C=Li3V2（PO4）3+Li2Co下列說法錯誤的是（）

A.充電時M與外接電源正極相連

B.充電過程中Li+向硬碳電極移動

C.該電池放電時，正極反應為Li3V2（PO4）3+2Li++2e-=Li5V2（PO4）3

D.該電池放電時，負極質量增加

25.（2021?遼寧高三開學考試）我國科研工作者研制出基于PANa（聚丙烯酸鈉）

電解質的Zn-空氣可充電電池，該電池具有高容量和超長循環(huán)穩(wěn)定性。PANa是

一種超強吸水聚合物，可吸收大量Zn（CH3cex）｝和KOH溶液作為水和離子含量調

節(jié)劑形成水凝膠電解質，示意圖如圖。已知：Zn2++4OH-=[Zn（OH）J。下列說法

錯誤的是（）

14

A.PANa是一種有機高分子聚合物，在水溶液中不會發(fā)生電離

B.放電時，負極反應式為Zn-2e-+4OH-=[Zn（OH）4r

C.充電時，陰極附近pH增大，陽極附近pH減小

D.充電時，電路中通過0.4mol電子時，有2.24L（標準狀況下）。2生成

26.（2021?河北高三其他模擬）A1-此。2電池可作為無人水下航行器動力電池，

已知也。?是一種弱酸，在強堿性溶液中以HO,形式存在?，F(xiàn)以聞-凡。2為電源（如

甲池所示），電池總反應為2A1+3Hoz=2可0；+0比+凡0,處理有機質廢水（如乙池

所示）。下列說法錯誤的是（）o

bb質

A1子B

電

電

電

極

交

極

極

換

膜

有機質

〕

廢

水

、

NaOH/NaHO2溶液

甲池乙池

A.電池工作時，電子流動路徑：A1電極一導線->A電極，B電極T導線一b電

極

B.b電極的電極反應式為3Hoz+仃+3H2（A9C）H-

C.乙池工作時，質子將從A電極室移向B電極室

D.若B電極上轉化L5molCC）2,則甲池中溶解4moiAl

15

27.（2021?河北唐山市?高三一模）新型的高比能量鋅-碘澳液流電池工作原理示

意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質溶液，提高電池的容量，下列敘述正確的是

A.放電時，a作電池的負極

B.放電時，b電極每減少6.5g,a極區(qū)溶液中將增加0.2moir

C.充電時，a電極反應為2r+Br--2e-=l2BF

D.充電時，b電極接外電源正極

28.（2021?河北張家口市?高三一模）電化學脫硫在金屬冶煉和廢水處理中均有應

用。一種電化學脫硫工作原理示意圖如圖所示。該裝置工作時，下列說法正確的

是（）

.流一源;

----------|-ab）----------

質子交換股|_______________________

X^MnJ^FeS（s）

八Mi產人FcJ,+SO?

稀Hi2sosMnSOJILSO,溶液

A.a為直流電源負極

B.陰極區(qū)溶液pH減小

C.Mi>2+、M2+之間轉化可加快電子轉移

16

D.導線中流過4.5mole-同時陽極區(qū)溶液質量增加44g

29.（2021?河北高三二模）鈉硫電池作為一種新型化學電源，具有體積小、容量

大、壽命長、效率高等重要優(yōu)點。其結構與工作原理如圖所示，下列說法錯誤的

是（）

I

A.放電過程中,A極為電源正極

B.放電過程中，電池總反應為2Na+xS=NazSx

C.充電過程中，Na+由A極移動到B極

D.充電過程中，外電路中流過OOlmol電子，負極材料增重（）.23g

17

電化學選擇題

1.（2021?河北高三其他模擬）我國科研團隊成功研究出高比能量、低成本的鈉離

子二次電池，其工作原理如圖所示。已知電池反應：Nai.xMnO2+

N“C嗎電NaMnCh+nC。下列說法錯誤的是

擁電器或充電封

CIO；.Na%,Na，C1OJ./

鈉離子交換膜

A.電池放電過程中，NaMnOMM上的電勢低于石墨烯/AI上的電勢

B.電池放電時，正極發(fā)生反應Nai-xMnCh+xNa++xe=NaMnCh

C.電池充電時，外接電源的負極連接NaMnCh/AI電極

D.電池充電時，Na+由NaMnO2/AI電極移向石墨烯/Al電極

【答案】AC

【詳解】放電過程總反應式為：Nai.xMnO2+NaxCn=nC+NaMnO2,由圖示信息知，

++

負極反應為NaxCn--xe=nC+xNa>正極反應為NaixMnOa+xNa+xe"=

NaMnO2,則負極是石墨烯/AL正極為NaMnOMM,則充電時石墨烯/AI發(fā)生還

原反應為陰極，NaMnCh/AI發(fā)生氧化反應為陽極。電池放電過程中，負極是石

墨烯/AL正極為NaMnOi/Al,則NaMnOz/AI上的電勢高于石墨烯/AI上的電勢，

A錯誤；電池放電時，正極上鈉離子得電子發(fā)生還原反應，電極方程式為：

+

Nai.xMnO2+xNa+xe=NaMnO2,B正確；電池充電時，外接電源的負極連接

陰極即石墨烯/A1電解,而外接電源的正極連接陽極即NaMnOi/AI電極,C錯誤;

電池充電時，Na+由陽極移向陰極，即由NaMnOMM電極移向石墨烯/AI電極，

18

D正確。

2.(2021?河北高三其他模擬)某研究機構使用Li—SO2a2電池作為電源電解制

備Ni(H2Po2)2,其工作原理如圖所示。已知電池反應為2Li+SO2cl2=2LiCl+

so2?,下列說法錯誤的是

A.電池中C電極的電極反應式為SO2Cl2+2e=2Cr+SO2T

B.電池的e極連接電解池的g極

C.膜a、c是陽離子交換膜，膜b是陰離子交換膜

D.電解池中不銹鋼電極附近溶液的pH減小

【答案】BD

【詳解】根據(jù)電池反應為2Li+SO2a2=2LiCl+SO2T可知，放電時Li元素化合價

由0價變?yōu)?1價，失去電子，所以Li電極是負極，反應式為2Li-2e-2Li+,則

碳棒是正極，正極是SO2a2中+6價的硫得電子、發(fā)生還原反應，電極反應式為

SO2Cl2+2e=2Cr+SO2t；電解池中，Ni電極失去電子生成Ni?+,通過膜a進入產

品室II室，所以g電極為陽極、與鋰-磺酰氯(Li-SO2Cl2)電池的正極C棒相接,

H2P02-由原料室III室通過膜b進入產品室II室，與Ni?+生成Ni(H2Po2)2,h電

極為陰極，與原電池的e電極相接，或H+發(fā)生得電子的還原反應，電極反

應式為2H2O+2e-=H2T+2OH-或2H++2e-=H2f,Na+通過膜c進入IV室，形成閉

合回路，所以膜a、c是陽離子交換膜，膜b是陰離子交換膜，據(jù)此分析解答。

由圖示可知，Li電極為負極，發(fā)生氧化反應，則C電極為正極，發(fā)生得電子的

19

還原反應，電極反應式為SO2a2+2e-=2Cr+SO2f,故A正確；原電池中Li電極

為負極，C電極為正極，電解池中，Ni電極失去電子生成Ni2+,即g電極為陽極,

則h電極為陰極，與原電池的負極Li電極e相接，故B錯誤；電解池中，Ni電

極失去電子生成Ni2+,通過膜a進入產品室II室，H2P02一由原料室1口室通過膜

b進入產品室n室，在產品室n室中與Ni2+生成Ni（H2PC>2）2,Na+通過膜c進入

IV室，形成閉合回路，所以膜a、c是陽離子交換膜，膜b是陰離子交換膜，故

C正確；電解池中不銹鋼電極即h電極為為陰極，電極上MO或H+發(fā)生得電子

的還原反應，電極反應式為2H2O+2e-=H2T+2OH-或2H++2e-=H2f,所以電極附近

溶液的pH增大，故D錯誤。

3.（2021?河北高三其他模擬）一種烷燃催化轉化裝置如圖所示，下列說法正確的

是（）

電解質

A.該裝置將電能轉化為化學能

B.H+向右側遷移

C.負極的電極反應式為C2H6-2e-=C2H4+2H+

D.每消耗O.lmolC2H6,需要消耗標準狀況下的空氣2.8L（設空氣中氧氣的體積

分數(shù)為20%）

【答案】BC

20

【詳解】根據(jù)圖像可知，F(xiàn)e-Co合金發(fā)生反應：C2H6-2e-=C2H4+2H+,做電池的

負極；正極氧氣得電子與氫離子反應生成水。該裝置為原電池，是將化學能轉化

為電能的裝置，A說法錯誤；原電池的內電路中，H+向正極移動，即向右側遷移,

B說法正確；分析可知，負極的電極反應式為C2H6-2e-=C2H4+2H+,C說法正確;

每消耗O.lmolC2H6,轉移0.2mol電子，需要消耗標準狀況下的0.05mol氧氣，

則需空氣5.6L（設空氣中氧氣的體積分數(shù)為20%）,D說法錯誤。

4.（2021?河北高三其他模擬）鋰一空氣電池是一種可充放電池，電池反應為2Li

+O2=Li2O2,某鋰一空氣電池的構造原理圖如圖。下列說法正確的是

A.可選用有機電解液或水性電解液

B.含催化劑的多孔電極為電池的負極

C.放電時負極的電極反應式為Li-e-=Li+

D.充電時鋰電極應連接外接電源的正極

【答案】C

【詳解】在鋰一空氣電池中，鋰失電子作負極，負極反應式為：Li-e=Li+,以空

氣中的氧氣作為正極反應物，氧氣得電子生成Li2O2,正極反應為：Ch+2Li++2e

一="2。2,總反應為：2Li+O2=Li2O2,據(jù)此解答。應選用有機電解液，水性電

解液會與Li直接反應，故A錯誤；含催化劑的多孔電極為電池的正極，故B錯

誤；

放電時負極的電極反應式為Li-e-=Li+,故C正確;充電時鋰電極應連接外接電

21

源的負極，發(fā)生電極反應：Li++e=Li,故D錯誤；故選C。

5.（2021?河北高三其他模擬）如圖是一種新型燃料電池，-可在高溫條件下在

固體氧化物電解質中自由移動，電極上產生的均為無毒無害的物質。下列說法正

確的是

A.電極甲為負極，發(fā)生氧化反應

B.電池內的-由電極甲移向電極乙

C.電池總反應為N2H4+O2=N2+2%0

D.當甲電極上有32gN2H4消耗時，乙電極上有22.4LCh參與反應

【答案】AC

【詳解】反應生成物均為無毒無害的物質，負極上反應生成氮氣，則電池總反應

為：N2H4+O2=N2+2H2O,電極甲發(fā)生氧化反應，是負極，故A正確；放電時,

陰離子向負極移動，即。2-由電極乙移向電極甲，故B錯誤；反應生成物均為無

毒無害的物質，負極上反應生成氮氣，則電池總反應為：N2H4+O2=N2+2H2O,

故C正確；由電池總反應為:N2H4+O2=N2+2H2O可知，當甲電極上有ImolNzHU

消耗時，乙電極上有ImoKh被還原，狀況不知，所以體積不一定是22.4L（h,

故D錯誤；故選C。

6.（2021?河北高三其他模擬）某非水相可充電電池工作原理如圖所示，下列說法

錯誤的是

22

B.圖中的離子交換膜為陰離子交換膜

C.放電時，正極的電極反應式為Br；+2e=3Br

D.放電過程中負極區(qū)Mg?濃度逐漸增大

【答案】BD

【詳解】Mg為原電池的負極，所以充電時，a接直流電源的負極，A正確；交

換膜允許Mg2+通過，應選擇陽離子交換膜，B錯誤；放電時，正極的電極反應式

為Br；+2e-=3B「，C正確；放電過程中負極區(qū)每生成ImolMg?+,就會有ImolMg”通

過陽離子交換膜，所以Mg?+中濃度保持不變，故D錯誤。

7.(2021?河北高三其他模擬)焦亞硫酸鈉(Na2s2O5)可用作食品加工的防腐劑,

制備示意圖如下。已知：2NaHSO3=Na2S2O5+H2Oo下列說法不無確的是

離子交換膜

稀H2sNaHS03+Na2s/溶液

A.采用的是陰離子交換膜

B.陽極的電極反應式為2H2O-4e-=4H++O2T

C.當陰極生成0.2g氣體時，a室溶液質量減少1.6g

D.電解后將b室溶液進行結晶、脫水，可得到Na2s2O5

23

【答案】AC

【詳解】電解池陽極與電源正極相連，陰極與電源負極相連，由裝置圖可知，電

解池陽極為a室稀硫酸溶液，氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應，則氫離子將移到

b室與Na2sCh反應生成NaHSO3,陰極為c室，主要成分是NaHSCh和Na2SO3,

氫離子發(fā)生還原反應生成氫氣，則c室中NaHSCh轉變?yōu)镹a2sCh,據(jù)此分析解

答。根據(jù)分析，a室中氫離子向b室移動，則離子交換膜采用的是陽離子交換膜,

故A錯誤；陽極水失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為2H2O-4e=4H++O2T，

故B正確；陰極氫離子發(fā)生還原反應生成氫氣，電極反應為：

2H2O+2e=H2T+2OH-,生成氣體為氫氣，0.2g氫氣的物質的量為O.lmoL轉移

電子0.2moLa室為陽極，電極反應為2H2。4一=4IF+CM，氧氣從a室逸出，

氫離子向b室移動，則a室中減少的質量為水的質量，根據(jù)電子守恒，消耗水的

物質的量為O.lmoL質量為0.1molxl8g/mol=1.8g,故C錯誤；電解后將b室得

到NaHSCh溶液，NaHSCh溶液經結晶脫水可得到Na2s2O5,則結晶脫水過程方

程式可表示為2NaHSO3=Na2s2O5+H2O,故D正確。

8.（2021?河北高三其他模擬）踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，保護環(huán)境，處

理廚房污水是一個重要課題。某科研小組設計使用微生物電池處理污水，裝置如

圖所示（污水中低濃度有機物可用C6Hl2。6表示），下列說法正確的是

24

A.b電極為電池負極

B.b電極附近溶液的pH增大

+

C.a電極反應式為C6Hl2O6+6H2O-12e=6CO2+24H

D.y<x

【答案】BD

【詳解】由圖示信息知，C6Hl2。6在a電極上轉化為CO2,其失電子表現(xiàn)還原性,

a電極為負極；NO］在b電極上得電子生成N2,b電極為正極。由以上分析知，

b電極為電池正極,A不正確;b電極上，發(fā)生反應2NO；+10e-+6H2O=N2T+12OH;

則電極附近溶液的pH增大，B正確；a電極上，C6Hl2。6失電子轉化為CO2等,

電極反應式為C6Hl2O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+,C不正確；在陰、陽離子交換

膜之間的溶液中，為平衡兩邊電極溶液的電性，。-移向a電極，Na+移向b電極,

則氯化鈉溶液的濃度減小，所以x>y,D正確。

9.（2021?河北高三其他模擬）微生物燃料電池在凈化廢水的同時能獲得能源或得

到有價值的化學產品，下圖為其工作原理及廢水中S3離子濃度與去除率的關

系。下列說法不正確的是：

5。產離f濃度（ngL）

A.有機物被氧化，M為電源負極

B.電池工作時，N極附近溶液pH減小

C.Cr@離子濃度較大時，可能會造成還原菌失活

25

D.處理0.1mol5。/時有0.6molIF從交換膜右側向左側遷移

【答案】BD

2

【解析】由圖知，電子流入電極N,則N電極為正極，發(fā)生還原反應，Cr2O7

得電子生成C/+,M極失電子發(fā)生氧化反應，有機物被氧化生成CO2,為原電

池的負極，以此解答該題。由分析可知，M電極有機物失電子發(fā)生氧化反應，M

為負極，故A正確；根據(jù)圖示，正極反應為02。72-+6&+14H+=2CN++7H2O,消

耗氫離子，N極附近溶液pH增大，故B錯誤；O2O72一具有強氧化性，能使蛋

白質變性，濃度較大時，可能會造成還原菌失活，故C正確；Cr元素由+6價變

為+3價，處理0.1molO2O72-時轉移0.6mol電子，根據(jù)電荷守恒，處理0.1mol

O2O72一時有0.6molH+從交換膜左側向右側遷移，故D錯誤。

10.（2021?北京昌平區(qū)?高三期末）科學家研制出一種“一分鐘充滿電”的新型鋁離

子電池，該電池以鋁和石墨為電極材料，以A1CL和有機陽離子為電解質溶液，

其工作原理如圖所示。

A.放電時，AI為負極，石墨為正極

B.放電時，負極反應：AI-3e+7AlCl；=4AI2Cl；

C.充電時，石墨電極發(fā)生氧化反應

D.充電時，有機陽離子向石墨電極方向移動

26

【答案】D

【詳解】

A.放電時，鋁是活潑的金屬鋁是負極，不活潑石墨為正極，故A正確；

B.放電時負極發(fā)生氧化反應生成鋁離子，鋁離子與AIC1；結合生成AbCI；,所

以電極反應式為：Al-3e+7AlCI；=4Al2Cl；,故B正確；

C.放電時，鋁是活潑的金屬鋁是負極，不活潑石墨為正極；充電時，鋁為陰極,

石墨為陽極，陽極發(fā)生氧化反應，故c正確；

D.充電時，鋁為陰極，石墨為陽極，有機陽離子向陰極方向移動，故D錯誤；

故選D。

11.（2021?山東濱州市?高三一模）科學家以石墨烯為電極材料，設計出一種處理

工業(yè)尾氣中NH,的新方案，其原理如圖所示。

電源

下列說法正確的是（）

A.裝置工作時H,向陽極遷移，在陽極上發(fā)生氧化反應

2++3+

B.陰極區(qū)發(fā)生的反應有Fe3++e-=Fe2+,4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O

...通電

C.該過程的總反應方程式為4NH3+3O2^2N2+6H2。

D.電路中每轉移（）.3mol,理論上需補充0.3molFe"

【答案】BC

【分析】

27

由圖示知，該方案為電解原理的應用，右側電極上N%失電子轉化為N2,故右

+

側為陽極，對應電極反應為：2NH3-6e=N2+6H,產生氫離子移向左側陰極，陰

極上Fe3+得電子生成Fe?+,Fe?+與Ch反應再生Fe3+,循環(huán)使用。

【詳解】

A.由分析知，H+移向左側陰極，A錯誤；

B.陰極區(qū)Fe3+在電極表面得電子生成Fe2+,發(fā)生反應Fe3++?=Fe2+,Fe?+與O2

反應再生Fe3+,即發(fā)生反應4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,B正確；

C.由圖示知，F(xiàn)e2+/Fe3+起催化劑作用，故過程總反應為：4NH3+3O2^2N2+6H2O,

C正確；

D.由圖示知，F(xiàn)e3+可通過Fe2+與Ch反應再生，理論上不需要補充，D錯誤；

故答案選BCo

12.（2021?浙江溫州市?高三開學考試）科學家設計的可充電電池的工作原理示意

圖如圖所示。該可充電電池的放電反應為LiC+Li（i）C°O產LiCoC^+nC。NA表示

阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是

A.該電池用于電動汽車符合綠色化學觀念

B.充電時，陽極反應為LiCoO2-xe=Lig>CoO2+xLi+,Li*由B極移向A極

C.該電池用惰性電極電解某電解質溶液時，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和02生成。則電

解一段時間后，該溶液的濃度可能不變

28

D.若初始兩電極質量相等，當轉移4NA個電子時，兩電極質量差為28g

【答案】D

【分析】

根據(jù)可充電電池的工作原理示意圖中電子流向可知，A為負極，B為正極；充電

時，A為陰極，B為陽極；可充電電池的放電反應為LixCn+Lisx)

CoO2=LiCoO2+nC,則放電時正極反應為Lig)CoO2+xLi++xe-=LiCoC>2,充電

時，原電池的正極即為電解池的陽極，反應逆轉，貝!J反應為LiCoOz-xe—Li<7)

+

CoO2+xLi,由此分析解答。

【詳解】

A.汽車燃燒汽油等化石燃料，排放的汽車尾氣含氮的氧化物，大量氮氧化物排

放到空氣中，電動汽車可有效減少大氣污染，該電池用于電動汽車符合綠色化學

觀念，故A正確；

B.可充電電池的放電反應為LixC+Li(Lx)CoO2=LiCoO2+nC,則放電時正極反

應為Liax)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2,充電時，原電池的正極即為電解池的陽極,

反應逆轉，則反應為LiCoO2-xe-=Li<人CoO2+xLi+,陽離子由陽極B向陰極A

移動，故B正確；

C.兩極只有H2和02生成，應為電解水型的電解，電解時陽極反應為：

+

4OH-4e=2H2O+O2T，陰極反應為：4H+4e=2H2T，可為電解含氧酸溶液、強堿

溶液或活潑金屬的含氧酸鹽溶液，由于溶劑HzO減小，若電解的溶液為飽和溶

液，則濃度不變，故C正確；

D.若初始兩電極質量相等，當轉移4NA個電子時，負極減少4moiLi其質量為

28g,正極有4moiLi+遷入，其質量為28g,兩電極質量差為56g,故D錯誤；

29

故選：Do

13.（2021?江蘇連云港市?高三開學考試）利用脈沖電源（間歇性通入電流）電解廢

液中的Pb2+實現(xiàn)Pb資源化利用，其原理如圖所示。下列說法正確的是（）

A.電極a上反應為2H++2e-=H2T

B.電解總反應為Cu+Pb2+=Pb+Cu2+

C.電解產生ImolPb,約有6.02x1023個陽離子透過陽離子交換膜

D.脈沖電源電解能提高電解效率，是因為陰極表面陽離子濃度回升

【答案】D

【分析】

該電解池電解廢液中的Pb2+得至!）Pb,含Pb廢水通入b電極區(qū)，Pb2+在b電極處

放電生成Pb,故b為陰極，電極反應為Pb2++2e-=Pb,a為陽極，電極反應為

+

2H2O-4e=O2T+4H,總反應為2Pb2++2叢0蛙O2T+4H++2Pb。

【詳解】

A.根據(jù)分析，電極a為陽極，反應為2H2O-4e-=O2T+4H+,A錯誤；

電解

B.根據(jù)分析，總反應為2Pb2++2H2O-O2T+4H++2Pb,B錯誤；

C.電解產生ImolPb,轉移電子的物質的量為2moL陽極區(qū)的Na+、H+均為+1

價離子，因此有2moi的陽離子通過陽離子交換膜，C錯誤；

30

D.在電解過程中，離子濃度會迅速降低，采用脈沖電解，在斷電間隙時間內，

可以讓陰、陽離子充分的移動到陽極和陰極附近，離子濃度又會得到迅速恢復和

補充，電極區(qū)相關離子濃度更大，有利于電解，D正確；

故選D。

14.（2021?湖北高三開學考試）電解精煉銅的廢液中含有大量的Ci?+和SO：,

下圖為用雙膜三室電沉積法采用惰性電極回收廢液中銅的裝置示意圖。下列說法

B.a極發(fā)生反應的電極反應式為2C「-2e-=Cl2T

C.交換膜n為陰離子交換膜

D.若濃縮室得到1L0.5moi/L的Na2sCh溶液，則陰極可回收12.8g銅（不考慮副

反應）

【答案】D

【詳解】

A.由題圖可知，Na+與SOj透過交換膜進入濃縮室，由離子移動方向可知電極b

為陰極，電極a為陽極，故A正確；

B.a極為陽極，電極上C「發(fā)生氧化反應生成C*發(fā)生反應的電極反應式為

2Cr-2e-=Cl2T,故B正確；

31

C.陰極區(qū)SO：通過交換膜門進入濃縮室，故交換膜n為陰離子交換膜，故C正

確；

D.若濃縮室得到1L0.5moiL的Na2sO’溶液，則有0.4molSO：進入濃縮室，

電路上有0.8mol電子通過，可析出0.4molCu,其質量為25.6g,故D錯誤；

答案選D。

15.（2021?福建高三零模）一種新型鎂硫電池的工作原理如下圖所示。下列說法

正確的是（）

硫顆粒

石墨烯

聚合物

A.使用堿性電解質水溶液

B.放電時，正極反應包括3Mg2++MgS16e-=4MgS2

C.使用的隔膜是陽離子交換膜

D.充電時，電子從Mg電極流出

【答案】C

【分析】

Mg為活潑金屬，所以放電時Mg被氧化，Mg電極為負極，聚合物電極為正極。

【詳解】

A.堿性電解質水溶液中負極生成的Mg2+會生成Mg（OH）2沉淀，降低電池效率,

A錯誤；

B.放電時為原電池，原電池正極發(fā)生得電子的還原反應，包括3Mg2++MgS8+6e-

32

=4MgS2,B錯誤；

C.據(jù)圖可知Mg2+要通過隔膜移向正極參與電極反應，所以使用的隔膜是陽離子

交換膜，C正確；

D.放電時Mg電極發(fā)生氧化反應，充電時Mg電極得電子發(fā)生還原反應，即電

子流入Mg電極，D錯誤；

綜上所述答案為Co

16.(2021?福建泉州市?高三其他模擬)雙極膜(BP)是一種能將水分子解離成H+

和OH的特殊離子交換膜。應用雙極膜制取聚合硫酸鐵凈水劑

[Fe2(OH)n(SO4)3W2]m(PFS)的電化學裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

硫酸帙臨硫酸

A.M為陰離子交換膜，乙為OH-

B.電極a的電極反應式為2H++2e=H2T

C.電流密度過大，會使PFS產品含量降低

D.若制得lmol[Fe(OH)SO4]3,理論上轉移的電子為2moi

【答案】D

【詳解】

A.由甲中的產物為硫酸，所以硫酸根從硫酸鐵進入到硫酸室中，M為陰離子交

換膜，要有PFS生成，甲為H+,乙為OH：故A正確；

+

B.由EP的性質，乙為OH-,甲為H+,所以a為陰極電極反應式為2H+2e=H2?,

33

故B正確；

C.電流過大會使OH一進入到硫酸鐵室中，生成氫氧化鐵沉淀，使PFS含量降低,

故C正確；

D.若制得lmoI[Fe(OH)SO4]3,則有3moiOH進入到硫酸鐵室中，理論上轉移的

電子為3moL故D錯誤；

故選D。

17.(2021?山東濰坊市?高三一模)工業(yè)吸收H2s氣體后的FeCb溶液的再生過程

可降解酸性污水中的硝酸鹽，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()

FeCb溶液Fe3+質子膜

惰

情

性

性

電

反應池電

極

極

1溶液M14電解池

H2s----、---------

漸淀

A.溶液M中的溶質為FeCL

B.電極a為陰極

C.電極b上的反應為：2NO-+l()e+6H2O=N2T+12OH-

D.隨電解的進行，陰極區(qū)溶液pH增大

【答案】D

【詳解】

A.溶液M為吸收H2s氣體后的FeCb溶液，硫化氫與氯化鐵反應生成硫單質、

氯化亞鐵和HCL同時還有剩余的氯化鐵，故A錯誤；

B.由裝置可知b電極的反應為硝酸根轉變成氮氣，得電子的電極應為陰極，則

34

a為陽極，故B錯誤；

C.電解質溶液呈酸性，電極b上的反應為：2NO；+10e+l2H"=N2T+6H2O,故C

錯誤；

D.由b電極的反應可知，反應消耗氫離子，氫離子濃度減小，pH值增大，故

D正確；

故選：D。

18.（2021?山東濟南市?高三其他模擬）近期，天津大學化學團隊以CO2與辛胺

為原料實現(xiàn)了甲酸和辛晴的高選擇性合成，裝置工作原理如圖。下列說法正確的

是（）

A.Ni2P電極與電源正極相連

B.辛胺轉化為辛晴發(fā)生了還原反應

C.In/ImCh-x電極上可能有副產物H2生成

D.在In/ImOE電極上發(fā)生的反應為CO2+H2O-2e=HCOO+OH

【答案】AC

【詳解】

A.辛胺在Ni2P電極轉化為辛晴，發(fā)生氧化反應，Ni2P電極是電解池的陽極,

與電源正極相連，A正確；

B.辛胺轉化為辛晴為去氫反應，去氫反應屬于氧化反應，B錯誤；

35

C.In/In2O3-x電極為陰極，H+可能在該電極上發(fā)生反應生成H2,所以In/ImCh-x

電極上可能有副產物H2生成，C正確；

D.In/IzCh-x電極為陰極，陰極上CO2發(fā)生得電子的還原反應生成HCOCT,電

極反應式為：CO2+H2O+2e=HCOO+OH,D錯誤；

故選ACo

19.(2021?山東青島市?高三一模)有機電極材料應用于鈉離子電池可實現(xiàn)新型電

池的跨越式發(fā)展。如瘦基化合物1,4,5,8-蔡四甲酸二酊(NTCDA)展現(xiàn)出高比

容量，放電原理為2Na、Cn裝置如

圖。下列說法正確的是

A.放電時，Na+向N移動

+

B.放電時，負極電極反應：NaxCn-xe=nC+xNa

C.充電時，M與電源的負極相連

D.充電時，陰極電極反應:

【答案】B

【分析】

+

由總反應可知Na、Cn轉化成C、Na,其中C化合價升高失電子，可知該轉化過程

36

應為負極反應，則N為負極，M為正極，據(jù)此解答。

【詳解】

A.原電池中陽離子向正極移動，則Na+向M移動，故A錯誤；

+-

B.由分析知，負極NaC轉化c、Na,電極反應為：NaxCn-xe=nC+xNa+,故B

正確；

C.充電時原電池的負極接電源的負極，正極接電源的正極，則M與電源的正

極相連，故C錯誤；

+-

D.充電時，陰極電極反應：nC+xNa+xe=NaxCn9故D錯誤；

故選：Bo

20.（2021?石家莊市第二十七中學高三一模）研究發(fā)現(xiàn)，高溫時，利用如圖所示

裝置（加熱裝置略去），加入合適的熔鹽電解質（可傳導O2-）可直接電解SiO2得到

Si-Za-Mg合金，其電解原理為Si（）2姓Si+（V。下列說法錯誤的是（）

A.Ar氣保護Y電極，防止高溫時被氧氣氧化損耗石墨

B.石墨珀崩和與之接觸的合金作陽極

C.陽極反應為2。2--4e-=C）2f

D.合金質量增加2.8g時，0.4mol電子由X流向電源負極

【答案】B

【分析】

37

由題給示意圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為電解池的陽極，氧離子在陽極

上失去電子發(fā)生氧化反應生成氧氣，電極反應式為202-_4e-=02]高溫下氧氣

與石墨發(fā)生反應生成碳的氧化物會損耗陽極，石墨用煙和與之接觸的合金做陰

極，二氧化硅在陰極上得到電子發(fā)生還原反應生成生成硅，電極反應式為

+2

SiO24e-=Si+2O-o

【詳解】

A.由分析可知，石墨電極為電解池的陽極，氧離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化

反應生成氧氣，高溫下氧氣與石墨發(fā)生反應生成碳的氧化物會損耗陽極，則電解

過程中需在陽極通入氨氣氣保護Y電極，防止高溫時被氧氣氧化損耗石墨，故A

正確；

B.由分析可知，石墨生堪和與之接觸的合金做陰極，故B錯誤；

C.由分析可知，石墨電極為電解池的陽極，氧離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化

反應生成氧氣，電極反應式為20j—4e—=O2f,故C正確；

D.由分析可知，墨用堪和與之接觸的合金做陰極，二氧化硅在陰極上得到電子

發(fā)生還原反應生成生成硅，電極反應式為SiCh+4e-=Si+2C>2-,合金質量增加2.8g

時，陽極生成O.lmol硅，有0.4mol電子流向負極，故D正確；

故選B。

21.（2021?河北高三其他模擬）一種新型可充放電的鋁離子電池放電時的工作原

理如圖所示，該電池性能優(yōu)異。電池總反應為

Al+4AlCL；+3Cn[AlClJ目藕曲3cli+4A12cEQ表示石墨烯），電解質為有機陽離子與陰

離子（A1C1：、Al2。；）組成的離子液體（圖中的有機陽離子未標出）。已知能量密度是

指一定的空間或質量物質中儲存能量的大小。下列說法錯誤的是（）

38

A.以輕金屬為負極，有利于提高能量密度

B.充電時，鋁電極作陽極

C.放電時，負極發(fā)生的反應為A1-3e-+7AlCl；=4Al2a；

D.充電時，A1C1：移向石墨烯一極

【答案】B

【分析】

結合圖示，電池總反應A1+4Ale1；+3C/A1C1J目醯曲3C0+4A12C1「放電時為原電池，

A1作負極，電極反應為Al-3e+7AlC14=4Al。；，石墨稀作正極，電極反應為

Cn[AlCl4]+e-=Cn+AlCl；,充電時為電解池，石墨稀作陽極，電極反應為

C,+AlCl4-e-=Cn[AlCl4],Al作陰極，電極反應為4川。；+3廣閃+7內。4,據(jù)此分析解

答。

【詳解】

A.能量密度是指一定的空間或質量物質中儲存能量的大小，即能量密度

=喘器,，輕金屬為負極時，質量小，單位質量的能量密度越高，有利于

提高能量密度，故A正確；

B.根據(jù)分析，充電時為電解池，鋁電極作陰極，故B錯誤；

C.根據(jù)分析，放電時為原電池，A1為負極，負極發(fā)生的反應為

Al-3e+7AlCl4=4Al2Cl；,故C正確；

D.根據(jù)分析，充電時為電解池，石墨稀為陽極，A1為陰極，電解池中，陰離子

39

向陽極移動，則AIC1：移向石墨烯一極，故D正確;

答案選B。

22.（2021?全國高三專題練習）利用CH’燃料電池電解制備Ca（HFOj并得到副

產物NaOH、凡、Cl2,裝置如圖所示（M、N、P、Q極均為惰性電極）。下列說

法正確的是（）

A.P極、Q極分別為陰極、陽極

B.A膜、c膜均為陽離子交換膜，B膜為陰離子交換膜

C.M極上的