專題08 電化學(xué)及其應(yīng)用-真題和模擬題化學(xué)分項匯編（解析版）

PAGE專題08電化學(xué)及其應(yīng)用1．（2021·全國高考甲卷真題）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的解離為和，并在直流電場作用下分別問兩極遷移。下列說法正確的是A．在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B．陽極上的反應(yīng)式為：+2H++2e-=+H2OC．制得乙醛酸，理論上外電路中遷移了電子D．雙極膜中間層中的在外電場作用下向鉛電極方向遷移【答案】D【分析】該裝置通電時，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極，陽極上Br-被氧化為Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場作用下移向陰極，OH-移向陽極。【解析】A．KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯誤；B．陽極上為Br-失去電子生成Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯誤；C．電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為1mol，因此制得2mol乙醛酸時，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯誤；D．由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確；綜上所述，說法正確的是D項，故答案為D。2．（2021·全國高考乙卷真題）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯誤的是A．陽極發(fā)生將海水中的氧化生成的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的C．陰極生成的應(yīng)及時通風稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的等積垢需要定期清理【答案】D【分析】海水中除了水，還含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的Cl-會優(yōu)先失電子生成Cl2，陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2和OH-，結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析解答?！窘馕觥緼．根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl-會優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B．設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH-在管道中會發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；C．因為H2是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時通風稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；D．陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，會使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面會形成Mg(OH)2等積垢需定期清理，D錯誤。故選D。3．（2021·廣東高考真題）火星大氣中含有大量，一種有參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時A．負極上發(fā)生還原反應(yīng) B．在正極上得電子C．陽離子由正極移向負極 D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】B【解析】根據(jù)題干信息可知，放電時總反應(yīng)為4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A．放電時負極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+，故A錯誤；B．放電時正極為CO2得到電子生成C，故B正確；C．放電時陽離子移向還原電極，即陽離子由負極移向正極，故C錯誤；D．放電時裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能等，故D正確；綜上所述，符合題意的為B項，故答案為B。4．（2021·廣東高考真題）鈷()的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是A．工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大B．生成，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少C．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：【答案】D【分析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，鈷電極為陰極，鈷離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷，電極反應(yīng)式為Co2++2e-=Co，Ⅲ室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+?！窘馕觥緼．由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯誤；B．由分析可知，陰極生成1mol鈷，陽極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯誤；C．若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯誤；D．由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，故D正確；故選D。5．（2021·河北高考真題）K—O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說法錯誤的是A．隔膜允許K+通過，不允許O2通過B．放電時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時，b電極為陽極C．產(chǎn)生1Ah電量時，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)量比值約為2.22D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水【答案】D【分析】由圖可知，a電極為原電池的負極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式為K—e-=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀；據(jù)以上分析解答?！窘馕觥緼．金屬性強的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許通過，不允許通過，故A正確；B．由分析可知，放電時，a為負極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時，b電極應(yīng)與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；C．由分析可知，生成1mol超氧化鉀時，消耗1mol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正確；D．鉛酸蓄電池充電時的總反應(yīng)方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應(yīng)消耗2mol水，轉(zhuǎn)移2mol電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗鉀時，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為×18g/mol=1.8g，故D錯誤；故選D。6．（2021·湖南高考真題）鋅溴液流電池是一種先進的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溴液流電池工作原理如圖所：下列說法錯誤的是A．放電時，N極為正極B．放電時，左側(cè)貯液器中的濃度不斷減小C．充電時，M極的電極反應(yīng)式為D．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【答案】B【分析】由圖可知，放電時，N電極為電池的正極，溴在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成溴離子，電極反應(yīng)式為Br2+2e—=2Br—，M電極為負極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn—2e—=Zn2+，正極放電生成的溴離子通過離子交換膜進入左側(cè)，同時鋅離子通過交換膜進入右側(cè)，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變；充電時，M電極與直流電源的負極相連，做電解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽極?！窘馕觥緼．由分析可知，放電時，N電極為電池的正極，故A正確；B．由分析可知，放電或充電時，左側(cè)儲液器和右側(cè)儲液器中溴化鋅的濃度維持不變，故B錯誤；C．由分析可知，充電時，M電極與直流電源的負極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Zn2++2e—=Zn，故C正確；D．由分析可知，放電或充電時，交換膜允許鋅離子和溴離子通過，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變，故D正確；故選B。7．（2021·浙江高考真題）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是A．充電時，集流體A與外接電源的負極相連B．放電時，外電路通過電子時，薄膜電解質(zhì)損失C．放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為D．電池總反應(yīng)可表示為【答案】B【分析】由題中信息可知，該電池充電時得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時作陰極，故其在放電時作電池的負極，而電極B是電池的正極?！窘馕觥緼．由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源的負極相連，A說法正確；B．放電時，外電路通過amol電子時，內(nèi)電路中有amol通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失，B說法不正確；C．放電時，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為，C說法正確；D．電池放電時，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成，正極上得到電子和變?yōu)?，故電池總反?yīng)可表示為，D說法正確。綜上所述，相關(guān)說法不正確的是B，本題選B。8．（2021·浙江高考真題）鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。下列說法不正確的是A．斷開K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能B．斷開K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變D．鎳鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C【分析】根據(jù)圖示，電極A充電時為陰極，則放電時電極A為負極，負極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cd(OH)2，負極反應(yīng)式為Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，電極B充電時為陽極，則放電時電極B為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2，正極反應(yīng)式為2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放電時總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，據(jù)此分析作答。【解析】A．斷開K2、合上K1，為放電過程，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能，A正確；B．斷開K1、合上K2，為充電過程，電極A與直流電源的負極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B正確；C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，則電極A發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此時為充電過程，總反應(yīng)為Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH濃度減小，C錯誤；D．根據(jù)分析，放電時總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，則鎳鎘二次電池總反應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正確；答案選C。1．（2021·黑龍江哈爾濱市·哈爾濱三中高三其他模擬）中國科學(xué)院大連化物所的研究團隊創(chuàng)新性提出鋅碘單液流電池的概念，實現(xiàn)鋅碘單液流中電解液的利用率近100%，其原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時A電極反應(yīng)式為：Zn2++2e-=ZnB．放電時電解質(zhì)儲罐中離子總濃度減小C．M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜D．充電時A極增重65g，C區(qū)增加離子數(shù)為2NA【答案】C【解析】A．放電時A電極是負極，A極反應(yīng)式為：Zn-2e-=Zn2+，故A錯誤；B．放電時，A區(qū)發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+，C區(qū)Cl-進入A區(qū)，所以電解質(zhì)儲罐中離子總濃度增大，故B錯誤；C．放電時，C區(qū)Cl-進入A區(qū)、K+進入B區(qū)，所以M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜，故C正確；D．充電時A極增重65g，A區(qū)發(fā)生反應(yīng)Zn2++2e-=Zn，電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)電荷守恒，2molCl-自A區(qū)進入C區(qū)，2molK+自B區(qū)進入C區(qū)，C區(qū)增加離子數(shù)為4NA，故D錯誤；選C。2．（2021·天津高三一模）微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法是將電化學(xué)法和生物還原法有機結(jié)合，裝置如圖所示(左側(cè)CH3COO-轉(zhuǎn)化為CO2和H+，右側(cè)CO2和H+轉(zhuǎn)化為CH4)。有關(guān)說法正確的是A．電源a為負極B．該技術(shù)能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的戰(zhàn)略愿景C．外電路中每通過lmole-與a相連的電極將產(chǎn)生2.8LCO2D．b電極的反應(yīng)為：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O【答案】D【分析】電解池中，與電源正極相連的電極是陽極，陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)電極上CH3COO-轉(zhuǎn)化為CO2和H+，發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)為陽極，與電源負極相連的電極是陰極，陰極上氧化劑得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)CO2和H+轉(zhuǎn)化為CH4；為還原反應(yīng)，右側(cè)為陰極；【解析】A．據(jù)分析，左側(cè)電極為陽極，則電源a為正極，A錯誤；B．電化學(xué)反應(yīng)時，電極上電子數(shù)守恒，則有左側(cè)，右側(cè)有，二氧化碳不能零排放，B錯誤；C．不知道氣體是否處于標準狀況，則難以計算與a相連的電極將產(chǎn)生的CO2的體積，C錯誤；D．右側(cè)為陰極區(qū)，b電極上發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合圖示信息可知，電極反應(yīng)為：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，D正確；答案選D。3．（2021·天津高三三模）我國化學(xué)工作者提出一種利用有機電極(PTO/HQ)和無機電極(MnO2/石墨氈)，在酸性環(huán)境中可充電的電池其放電時的工作原理如圖所示：下列說法錯誤的是A．放電時，MnO2/石墨氈為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．充電時，有機電極和外接電源的負極相連C．放電時，MnO2/石墨氈電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．充電時，有機電極的電極反應(yīng)式為PTO+4e-+4H2O=HQ+4OH-【答案】D【解析】A．從工作原理圖可知，MnO2生成Mn2+，得到了電子，則MnO2/石墨氈為電源正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B．充電時，有機電極得到電子，PTO得到電子和H+生成HQ結(jié)構(gòu)，則有機電極和外接電源的負極相連，故B正確；C．放電時，MnO2/石墨氈電極為電源正極，MnO2的電子被還原成Mn2+，則其電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，故C正確；D．充電時，有機電極的電極反應(yīng)式為PTO+4e-+4H+=HQ，故D錯誤；本題答案D。4．（2021·天津高三一模）近日，南開大學(xué)陳軍院士團隊以KSn合金為負極，以含羧基多壁碳納米管(MWCNTs—COOH)為正極催化劑構(gòu)建了可充電K—CO2電池(如圖所示)，電池反應(yīng)為4KSn+3CO22K2CO3+C+4Sn，其中生成的K2CO3附著在正極上。該成果對改善環(huán)境和緩解能源問題具有巨大潛力。下列說法正確的是A．放電時，電子由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs—COOHB．電池每吸收22.4LCO2，電路中轉(zhuǎn)移4mole-C．充電時，陽極電極反應(yīng)式為：C-4e-+2K2CO3=3CO2↑+4K+D．為了更好的吸收溫室氣體CO2，可用適當濃度的KOH溶液代替酯基電解質(zhì)【答案】C【解析】A．放電時，KSn合金作負極，MWCNTs-COOH作正極，在內(nèi)電路中電流由負極流向正極，選項A錯誤；B．氣體未指明狀況，無法根據(jù)體積確定其物質(zhì)的量，選項B錯誤；C．充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為C-4e-+2K2CO3=3CO2↑+4K+，選項C正確；D．若用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，則KOH會與正極上的MWCNTs-COOH發(fā)生反應(yīng)，因此不能使用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，選項D錯誤；答案選C。5．（2021·天津高三一模）鋅電池具有價格便宜、比能量大、可充電等優(yōu)點。一種新型鋅電池的工作原理如圖所示(凝膠中允許離子生成或遷移)。下列說法正確的是A．放電過程中，向a極遷移B．充電過程中，b電極反應(yīng)為：Zn2++2e-=ZnC．充電時，a電極與電源正極相連D．放電過程中，轉(zhuǎn)移0.4mole-時，a電極消耗0.4molH+【答案】C【解析】A．放電過程中，a為正極，b極為負極，溶液中陽離子移向正極，陰離子移向負極，所以放電過程中，向b極遷移，A項錯誤；B．充電過程中b電極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，由于在堿性環(huán)境中Zn以形式存在，則充電過程中,b電極應(yīng)為:+2e-=Zn+4OH-，B項錯誤；C．由圖示可知，充電時，a電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即a電極與電源正極相連，C項正確；D．放電過程中b電極為負極，其電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-=，a極為正極，則其電極反應(yīng)式為,MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，所以放電過程中，轉(zhuǎn)移0.4mole-時，a電極消耗0.8molH+，D項錯誤；答案選C。6．（2021·四川德陽市·高三二模）鋅鈰液流二次電池，放電工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．充電時，b極發(fā)生還原反應(yīng)B．放電時，溶液中離子由b極向a電極方向移動C．放電時，電池的總離子反應(yīng)方程式為Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+D．充電時，當a極增重3.25g時，通過交換膜的離子為0.05mol【答案】C【分析】根據(jù)圖示，充電時a極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，b極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；放電時，a極為負極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，b極為正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；【解析】A．充電時，b極失電子，為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；B．放電時，a極失電子，b極得電子，為平衡電荷，氫離子由質(zhì)子交換膜從a到b，故溶液中離子由a電極向b電極方向移動，B錯誤；C．根據(jù)分析可知a電極Zn被氧化成Zn2+，為負極，b電極Ce4+被還原成Ce3+，為正極，故電池的總離子反應(yīng)方程式為Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+，C正確；D．充電時，a電極發(fā)生反應(yīng)Zn2++2e-=Zn，增重3.25g，即生成0.05molZn，轉(zhuǎn)移電子為0.1mol，交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，所以有0.1molH+通過交換膜以平衡電荷，D錯誤；答案選C。7．（2021·四川達州市·高三二模）磷酸鐵鋰鋰離子電池是目前電動汽車動力電池的主要材料，其特點是放電容量大，價格低廉，無毒性。放電時的反應(yīng)為：xFePO4+(1-x)LiFePO4+LixC6=C6+LiFePO4。放電時工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．充電時，Li+通過隔膜向左移動B．放電時，銅箔所在電極是負極C．充電時，陽極反應(yīng)式為：LiFePO4+xe-=xFePO4+(1-x)LiFePO4+xLi+D．放電時電子由正極經(jīng)導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到負極【答案】A【分析】根據(jù)放電時原電池的總反應(yīng)方程式和工作原理圖，左側(cè)鋁箔上LixC6發(fā)生氧化反應(yīng)，故鋁箔做負極，銅箔做正極，充電時鋁箔做陰極，銅箔做陽極?！窘馕觥緼．充電時為電解池，陽離子向陰極移動，故Li+向鋁箔移動，向左移動，A正確；B．放電時為原電池，銅箔做正極，B錯誤C．充電時為電解池，陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，LiFePO4-xLi+-xe-=xFePO4+(1-x)LiFePO4，C錯誤；D．放電時為原電池，電子由負極經(jīng)過導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到正極，D錯誤；故選A。8．（2021·天津高三二模）一種“全氫電池”的工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．電流方向是從吸附層M通過導(dǎo)線到吸附層NB．放電時，吸附層M發(fā)生的電極反應(yīng)：C．從右邊穿過離子交換膜向左邊移動D．“全氫電池”放電時的總反應(yīng)式為：【答案】B【分析】由工作原理圖可知，左邊吸附層M上氫氣失電子與氫氧根結(jié)合生成水，發(fā)生了氧化反應(yīng)為負極，電極反應(yīng)是H2-2e-+2OH-═2H2O，右邊吸附層N為正極，發(fā)生了還原反應(yīng)，電極反應(yīng)是2e-+2H+═H2，結(jié)合原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極解答該題?！窘馕觥緼．由工作原理圖可知，左邊吸附層M為負極，右邊吸附層N為正極，則電流方向為從吸附層N通過導(dǎo)線到吸附層M，故A錯誤；B．左邊吸附層M為負極極，發(fā)生了氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)是H2-2e-+2OH-=2H2O，故B正確；C．原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極，所以電解質(zhì)溶液中Na+向右正極移動，故C錯誤；D．負極電極反應(yīng)是H2-2e-+2OH-═2H2O，正極電極反應(yīng)是2e-+2H+═H2，電池的總反應(yīng)無氧氣參加，故D錯誤；故選：B。8．（2021·山東濰坊市·高三三模）將電化學(xué)法和生物還原法有機結(jié)合，利用微生物電化學(xué)方法生產(chǎn)甲烷，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是A．離子交換膜可允許H+通過B．通電時，電流方向為：a→電子導(dǎo)體→離子導(dǎo)體→電子導(dǎo)體→bC．陽極的電極反應(yīng)式為D．生成0.1molCH4時陽極室中理論上生成CO2的體積是4.48L(STP)【答案】C【分析】由圖示知，左池中CH3COO-在電極上失電子被氧化為CO2，故左池為電解的陽極室，右池為電解的陰極室，電源a為正極，b為負極。【解析】A．由圖示知，陽極反應(yīng)產(chǎn)生H+，陰極反應(yīng)消耗H+，故H+通過交換膜由陽極移向陰極，A正確；B．這個裝置中電子的移動方向為：電源負極(b)→電解陰極，電解陽極→電源正極(a)，故電流方向為：電源正極(a)→外電路(電子導(dǎo)體)→電解質(zhì)溶液(離子導(dǎo)體，陽極→陰極)→外電路(電子導(dǎo)體)→電源負極(b)，形成閉合回路，B正確；C．由分析知，左池為陽極，初步確定電極反應(yīng)為：CH3COO--8e-→2CO2↑，根據(jù)圖示知可添加H+配平電荷守恒，添加H2O配平元素守恒，得完整方程式為：CH3COO--8e-+2H2O→2CO2↑+7H+，C錯誤；D．由圖示知，右池生成CO2轉(zhuǎn)化為CH4，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子關(guān)系CH4~8e-，0.1molCH4生成轉(zhuǎn)移0.8mol電子，由C選項知：CO2~4e-，故生成CO2的n(CO2)=，故V(CO2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，D正確；故答案選C。9．（2021·遼寧高三三模）如圖是電化學(xué)膜法脫硫過程示意圖，電化學(xué)膜的主要材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯誤的是A．工作一段時間后，生成H2和S2的物質(zhì)的量之比為2：1B．凈化氣中CO2含量明顯增加，是電化學(xué)膜中的碳被氧化C．陰極反應(yīng)式為H2S+2e-=S2-+H2↑D．b電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】B【分析】由圖示可知，該裝置為電解池，H2S發(fā)生反應(yīng)生成S2-和H2，可知a電極為陰極，電極反應(yīng)式為H2S+2e-=S2-+H2↑，則b電極為陽極，S2-在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2，電極反應(yīng)式為2S2--4e-=S2?！窘馕觥緼．根據(jù)得失電子守恒可知，電解池上作一段時間后，轉(zhuǎn)移相同物質(zhì)的量的電子時，生成H2和S2的物質(zhì)的量之比為2:1，故A正確；B．H2S是酸性氣體，能夠和熔融碳酸鹽反應(yīng)生成CO2，所以凈化氣中CO2含量明顯增加，故B錯誤；C．由上述分析可知，陰極的電極反應(yīng)式為H2S+2e-=S2-+H2↑，故C正確；D．由上述分析可知，b電極為陽極，陽極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，故D正確；故選B。10．（2021·廣東廣州市·高三三模）中國向世界鄭重承諾，努力爭取2060年前完成“碳中和”。一種微生物電解池(MEC)既可以處理有機廢水，又有助于降低碳排放，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A．a(chǎn)電極為MEC的陽極B．MEC工作時，質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移C．b電極的電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+=CH4+2H2OD．a(chǎn)電極室產(chǎn)生的CO2與b電極室消耗的CO2相等【答案】D【分析】電極a上有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以a為陽極，電極b上CO2轉(zhuǎn)化為CH4，發(fā)生還原反應(yīng)，所以b為陰極?！窘馕觥緼．電極a上有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以a為陽極，A正確；B．工作時為電解池，電解池中陽離子由陽極向陰極遷移，所以質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移，B正確；C．電極b上CO2得電子被還原，結(jié)合遷移過來的氫離子生成CH4和H2O，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，C正確；D．有機質(zhì)中C元素的化合價不一定和甲烷中C元素的化合價相同，所以a電極室產(chǎn)生的CO2與b電極室消耗的CO2不一定相等，D錯誤；綜上所述答案為D。11．（2021·江西新余市·高三二模）一種流體電解海水提鋰的工作原理如下圖所示，中間室輔助電極材料具有選擇性電化學(xué)吸附/脫出鋰離子功能。工作過程可分為兩步，第一步為選擇性吸附鋰，第二步為釋放鋰，通過以上兩步連續(xù)的電解過程，鋰離子最終以LiOH的形式被濃縮到陰極室。下列說法中錯誤的是A．第一步接通電源1選擇性提取鋰：第二步接通電源2釋放鋰B．釋放鋰過程中，中間室材料應(yīng)接電源負極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為C．中間室兩側(cè)的離子交換膜選用陽離子交換膜D．當陰極室得到4.8gLiOH時，理論上陽極室產(chǎn)生1.12L氣體(標準狀態(tài)下)【答案】B【解析】A.第一步接通電源1，中間室為陰極，發(fā)生反應(yīng)，選擇性提取鋰，第二步接通電源2，中間室為陰極，發(fā)生反應(yīng)釋放鋰，故A正確；B.釋放鋰過程中，中間室材料應(yīng)接電源正極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為，故B錯誤；C.根據(jù)圖示，第一步為選擇性吸附鋰過程中陽極室中的離子向中間室移動，第二步為釋放鋰的過程中鋰離子移向陰極室，所以中間室兩側(cè)的離子交換膜選用陽離子交換膜，故C正確；D.當陰極室得到4.8gLiOH時，電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，陽極室電極反應(yīng)式是，產(chǎn)生氧氣的體積是1.12L氣體(標準狀態(tài)下)，故D正確；選B。12．（2021·遼寧沈陽市·沈陽二中高三月考）目前，光電催化反應(yīng)器(PEC)可以有效的進行能源的轉(zhuǎn)換和儲存，一種PEC裝置如圖所示，通過光解水可由CO2制得主要產(chǎn)物異丙醇。下列說法中錯誤的是A．該裝置的能量來源為光能B．光催化劑電極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+C．每生成60g異丙醇，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目一定為18NAD．H+從光催化劑電極一側(cè)向左移動【答案】C【分析】電池左側(cè)CO2和H+得電子，做原電池的正極；右側(cè)電極為H2O失電子，做原電池的負極。【解析】A．由裝置圖可知，該裝置的能量來源是光能，A正確；B．由圖中可知，光催化劑電極進入的物質(zhì)為H2O，出去的物質(zhì)是O2和H+，故該電極的反應(yīng)為，B正確；C．電化學(xué)催化劑電極中，CO2發(fā)生的電極反應(yīng)為：3CO2+18H++18e-=CH3CH(OH)CH3+5H2O，故每生成60g即異丙醇，但電極上還會發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生氫氣轉(zhuǎn)移電子，所以電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目不一定為18，C錯誤；D．由圖中可知，左側(cè)是電池的正極，右側(cè)為負極，陽離子向陽極移動，故從光催化劑電極一側(cè)向左移動，D正確；故答案為：C。13．（2021·遼寧沈陽市·沈陽二中高三月考）中山大學(xué)化學(xué)科研團隊首次將CsPbBr3納米晶錨定在氨基化RGO包覆的α-Fe2O3(α-Fe2O3/Amine-RGO/CsPbBr3)，構(gòu)筑Z-Scheme異質(zhì)結(jié)光催化劑，可有效降低電荷復(fù)合，促進電荷分離，從而提升光催化性能。光催化還原CO2和氧化H2O的反應(yīng)路徑如圖。下列說法正確的是A．α-Fe2O3表面發(fā)生了還原反應(yīng)B．該光催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)可以消除溫室效應(yīng)C．“CsPbBr3納米晶”表面上CO2轉(zhuǎn)化為CH4的電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+=CH4+2H2OD．該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)涉及到極性共價鍵、非極性共價鍵的斷裂和形成【答案】C【分析】H2O能在光催化劑材料作用下，被氧化成O2，同時生成質(zhì)子(H+)，發(fā)生的氧化反應(yīng)為：；電子轉(zhuǎn)移到“CsPbBr3納米晶”用于還原CO2，CO2被還原為CO、CH4，發(fā)生的還原反應(yīng)為：CO2+2e-+2H+=CO+H2O、CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O?！窘馕觥緼．由圖可知，H2O能在光催化劑材料作用下，被氧化成O2，發(fā)生了氧化反應(yīng)，A錯誤；B.該光催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成了CH4，CH4也能導(dǎo)致溫室效應(yīng)，故該反應(yīng)不能阻止溫室效應(yīng)，B錯誤；C.“CsPbBr3納米晶“”表面上CO2轉(zhuǎn)化為CO、CH4，發(fā)生了還原反應(yīng)：CO2+2e-+2H+=CO+H2O、CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，C正確；D.該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)：2CO22CO+O2、CO2+2H2OCH4+2O2，CO2、H2O都只含有極性共價鍵，CO、CH4都只含極性共價鍵，O2只含非極性共價鍵，故只有極性共價鍵斷裂、有極性和非極性共價鍵生成，D錯誤；答案選C。14．（2021·河南高三三模）目前，某研究團隊對基催化劑光催化還原轉(zhuǎn)化為燃料甲醇(原理如圖所示)進行研究，取得了大成果。下列說法正確的是A．CB極的電勢低于VB極的電勢B．CB極發(fā)生的反應(yīng)是C．光照下基產(chǎn)生電子D．總反應(yīng)式為【答案】C【分析】根據(jù)圖示，VB極上水失去電子生成氧氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，CB極上得到電子生成甲醇，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．在光照下，CB極表面聚集了由二氧化鈦基轉(zhuǎn)移過來的電子，因此CB極的電勢高于VB極的電勢，故A錯誤；B．CB極上得到電子生成甲醇，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤；C．根據(jù)圖示，反應(yīng)過程中在光照下產(chǎn)生電子，故C正確；D．VB極上水失去電子生成氧氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，CB極上得到電子生成甲醇，發(fā)生還原反應(yīng)，總反應(yīng)式為，反應(yīng)條件不是通電，故D錯誤；故選C。15．（2021·浙江高三三模）常溫常壓下用氮氧化鉻納米顆粒()電催化氮氣還原合成氨的工作原理如圖1所示，氨氣生成速率、電流利用率與電壓的關(guān)系如圖2.下列說法不正確的是A．電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．該電催化裝置的總反應(yīng)為：2N2+6H2O4NH3+3O2C．當產(chǎn)生標準狀況下時，通過質(zhì)子交換膜的數(shù)目為D．其他條件相同，用電解比電解在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的多【答案】D【解析】A．由題中圖示圖1可知，電極A中將H2OO2，氧元素由-2價失電子變?yōu)?價，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2+4H+，電極A為陽極，電極B為陰極，故A正確；B．由題中圖示圖1可知，電極A的電極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2+4H+，電極B的電極反應(yīng)為N2+6e-+6H+=2NH3，可得總反應(yīng)為2N2+6H2O4NH3+3O2，故B正確；C．當產(chǎn)生標準狀況下，即n(NH3)==0.1mol，由陰極電極B的電極反應(yīng)N2+6e-+6H+=2NH3可知，消耗H+為0.3mol，即通過質(zhì)子交換膜的數(shù)目為，故C正確；D．由題中圖示圖2可知，2.0V時產(chǎn)生NH3速率大于1.8V時產(chǎn)生NH3的速率，只說明相同時間內(nèi)，生成NH3的濃度多，不能說明產(chǎn)生NH3的量多，且2.0V時電流利用率低于1.8V時電流利用率，故D錯誤；答案為D。16．（2021·遼寧高三模擬）某種利用垃圾滲透液實現(xiàn)發(fā)電裝置示意圖如圖所示，當該裝置工作時，下列說法正確的是A．Y為該電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電路中流過7.5mol電子時，共產(chǎn)生的體積為C．整套裝置在高溫下發(fā)電效果更佳D．X極發(fā)生的電極反應(yīng)式為，周圍pH減小【答案】D【解析】A．Y為該電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，選項A錯誤；B．沒有注明標準狀況，無法計算氮氣的體積，選項B錯誤；C．高溫下微生物發(fā)生變性，不利于原電池反應(yīng)，選項C錯誤；D．X極發(fā)生的電極反應(yīng)式為，氫氧根離子濃度降低，周圍pH減小，選項D正確；答案選D。17．（2021·山東高三模擬）某電動汽車的鋰離子電池的正極材料為層狀的LiFePO4、負極材料為新型材料石墨烯(LixC6)，電解液為LiClO4的丙烯碳酸酯溶液，在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫出；放電時，Li+從負極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)溶液和離子交換膜嵌入正極；充電時則相反；其工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．充電時，電極a與電源正極連接，電極b與電源負極連接B．電池充電時，陽極的電極反應(yīng)為LiFePO4+xe?=Li1-xFePO4+xLi+C．電池工作時，負極材料質(zhì)量減少1.4g，轉(zhuǎn)移0.4mol電子D．充電時，陰極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為xLi++xe?+C6=LixC6【答案】A【解析】A．正極材料為層狀的LiFePO4，負極材料為新型材料石墨烯(LixC6)，a是正極、b是負極，故充電時，電極a與電源正極連接，電極b與電源負極連接，故A正確；B．電池充電時，a是陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故其電極反應(yīng)為LiFePO4-xe?=Li1-xFePO4+xLi+，故B錯誤；C．電池工作時，負極的電極反應(yīng)為：LixC6-xe?=xLi++C6，鋰變成Li+離開負極，故材料質(zhì)量減少1.4g是Li+的質(zhì)量，轉(zhuǎn)移n(e?)=n(Li+)==0.2mol，故C錯誤；D．充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為xLi++xe?+C6=LixC6，故D錯誤；故選A。18．（2021·遼寧葫蘆島市·高三二模）如圖為擬通過甲裝置除去污水中的乙酸鈉和對氯苯酚，同時利用此裝置產(chǎn)生的電能進行粗銅的精煉。下列說法不正確的是A．X極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．當電路中有0.2mol電子通過時，Y極質(zhì)量可能減少3.2gC．A極的電極反應(yīng)式：+e-=+Cl-D．工作時，B極附近液體pH值減小【答案】C【分析】過甲裝置除去污水中的乙酸鈉和對氯苯酚，同時利用此裝置產(chǎn)生的電能進行粗銅的精煉，則甲裝置為原電池，乙為電解池，甲中，質(zhì)子向A極移動，則A極為正極，與A極相連的Y極為陽極；B極為陰極，則X極為陰極。【解析】A．分析可知，X極為陰極，得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，A說法正確；B．Y極為粗銅，含有Cu、Zn、Fe、Al、Ag、Au等，當電路中有0.2mol電子通過時，Y極為Al失電子時，質(zhì)量可能減少3.2g，B說法正確；C．A極為正極，得電子，與氫離子反應(yīng)生成苯酚和氯離子，電極反應(yīng)式：+2e-+H+=+Cl-，C說法錯誤；D．工作時，B極為負極，乙酸根離子失電子，生成二氧化碳和氫離子，則附近液體氫離子濃度增大，pH值減小，D說法正確；答案為C。19．（2021·四川成都市·石室中學(xué)高三三模）科學(xué)家研發(fā)出一種新系統(tǒng)，通過“溶解”水中的二氧化碳，以觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng)，該裝置可有效減少碳的排放，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法中不正確的是A．系統(tǒng)工作時，a極為電源負極，電子從a極流出B．系統(tǒng)工作時，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能C．系統(tǒng)工作時，b極區(qū)可能會析出固體D．系統(tǒng)工作時，b極區(qū)的電極反應(yīng)式為2CO2+2H2O+2e-=2+H2【答案】B【分析】金屬Na為活潑金屬，易失電子，所以d電極為負極，b電極為正極?！窘馕觥緼．該電池工作時，鈉極(a極)為電源負極，電子從a極流出，流向b極，A描述正確；B．由于是原電池，故系統(tǒng)工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，B描述錯誤；C．Na+移向正極，遇到有可能形成溶解度較小的NaHCO3，故可能有固體析出，C描述正確；D．由題圖知b極上是CO2、H2O發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成、H2，電極反應(yīng)為2CO2+2H2O+2e-=2+H2，D描述正確；綜上所述答案為B。20．（2021·黑龍江哈爾濱市·哈九中高三二模）一種電化學(xué)“大氣固碳”電池工作原理如圖所示。該電池充電時，通過催化劑的選擇性控制，只有Li2CO3發(fā)生氧化，釋放出CO2和O2。下列說法正確的是A．該電池放電時的正極反應(yīng)為2Li－2e－＋CO＝Li2CO3B．圖中Li＋的移動方向是充電時的移動方向C．充電時陽極發(fā)生的反應(yīng)為C＋2Li2CO3－4e－＝3CO2＋4Li＋D．該電池每放、充4mol電子一次，理論上能固定1molCO2【答案】D【解析】A．根據(jù)圖中信息得到放電時Li為負極，電極B為正極，因此該電池放電時的正極反應(yīng)為3CO2＋4e－＋4Li＋＝2Li2CO3＋C，故A錯誤；B．Li為負極，電極B為正極，因此圖中Li＋的移動方向是放電時的移動方向，故B錯誤；C．根據(jù)信息電池充電時，通過催化劑的選擇性控制，只有Li2CO3發(fā)生氧化，釋放出CO2和O2，因此充電時陽極發(fā)生的反應(yīng)為2Li2CO3－4e－＝2CO2↑＋4Li＋＋O2↑，故C錯誤；D．根據(jù)放電正極電極反應(yīng)式3CO2＋4e－＋4Li＋＝2Li2CO3＋C，充電陽極反應(yīng)式2Li2CO3－4e－＝2CO2↑＋4Li＋＋O2↑，因此該電池每放、充4mol電子一次，理論上能固定1molCO2，故D正確。綜上所述，答案為D。21．（2021·山東濟寧市·高三二模）環(huán)氧乙烷是重要的有機合成原料，2020年《Science》報道科研人員研發(fā)了一種將乙烯高效轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷的電化學(xué)合成方法。反應(yīng)在KCl電解液的流動池中進行，工作原理如圖。電解結(jié)束后，將陰陽極電解液輸出混合，便可生成環(huán)氧乙烷。下列說法錯誤的是A．整個過程中，氯離子濃度一直不變B．離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜C．泡沫鎳電極為陽極，連接電源正極D．當生成0.5mol環(huán)氧乙烷時，陰極區(qū)溶液質(zhì)量減少36.5g【答案】A【解析】A．根據(jù)圖示可知：在反應(yīng)過程中Cl-的物質(zhì)的量不變，而反應(yīng)會消耗水，因此整個過程中，c(Cl-)增大，A錯誤；B．陽極上Cl-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，2Cl--2e-=Cl2↑，為維持溶液電中性，需Cl-從陰極向陽極定向移動，故離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，B正確；C．根據(jù)圖示可知：泡沫鎳電極為陽極，應(yīng)該連接電源正極，C正確；D．根據(jù)圖示可知反應(yīng)產(chǎn)生0.5mol環(huán)氧乙烷時，需消耗0.5mol的Cl2，即消耗1molCl-，陰極有1molCl-移向陽極，且2H++2e-=H2↑，生成H20.5mol，則溶液質(zhì)量減少為35.5g/mol×1mol+0.5mol×2g/mol=36.5g，D正確；故合理選項是A。22．（2021·福建南平市·高三二模）利用微生物燃料電池處理氨氮廢水原理如圖。下列敘述正確的是A．微生物燃料電池工作時外電路的電流方向為B．極的電極反應(yīng)式：C．理論上參與反應(yīng)的和的物質(zhì)的量之比為D．移去質(zhì)子交換膜，可提高厭氧微生物電極的性能【答案】B【解析】A．根據(jù)氫離子的移動方向可判斷A電極是負極，B電極是正極，則微生物燃料電池工作時外電路的電流方向為，A錯誤；B．極是負極，失去電子被氧化生成二氧化碳，電極反應(yīng)式：，B正確；C．正極反應(yīng)為2NO+10e－+12H＋＝N2↑+6H2O，根據(jù)氮原子守恒和電子得失守恒可知理論上參與反應(yīng)的和的物質(zhì)的量之比為，C錯誤；D．移去質(zhì)子交換膜后銨根離子會移向正極，在好氧微生物反應(yīng)器中無法轉(zhuǎn)化為硝酸根，所以不會提高厭氧微生物電極的性能，D錯誤；答案選B。23．（2021·江西高三二模）雙極膜是一種復(fù)合膜，在直流電場的作用下，復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH-，并實現(xiàn)定向移動。該技術(shù)對淡水缺乏的地區(qū)有重大的意義，下圖利用雙極膜組合電解法模擬海水淡化，下列說法正確的是A．Y極接電源的正極B．電路中通過0.1mol電子時，則NaCl溶液質(zhì)量減少5.85gC．OH-移向雙極膜的右側(cè)D．X極的電極反應(yīng)式為：4OH-+4e-=O2↑+2H2O【答案】B【分析】根據(jù)圖示信息可知，Y為陰極室電極反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑，X為陽極室電極反應(yīng)式為：4OH--4e-═O2↑+2H2O，總反應(yīng)為：2H2O2H2↑+O2↑；鹽室中Na+經(jīng)過陽離子交換膜移向右側(cè)所在產(chǎn)品室，與雙極膜中轉(zhuǎn)移過來的OH-結(jié)合生成NaOH；鹽室中Cl-經(jīng)過陰離子交換膜移向左所在產(chǎn)品室，與雙極膜中轉(zhuǎn)移過來的H+結(jié)合生成HCl?！窘馕觥緼．Y極發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，則Y極接電源的負極，故A錯誤；B．電路中通過0.1mol電子時，反應(yīng)的NaCl為0.1mol，則NaCl溶液質(zhì)量減少5.85g，故B正確；C．Y極產(chǎn)生的OH-移向雙極膜的左側(cè)，與Na+結(jié)合生成NaOH，故C錯誤；D．X極的電極是陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為：4OH--4e-=O2↑+2H2O，故D錯誤；故選B。24．（2021·北京高三一模）研究發(fā)現(xiàn)，在酸性乙醇燃料電池中加入硝酸，可使電池持續(xù)大電流放電，其工作原理如下圖所示。下列說法不正確的是A．加入HNO3降低了正極反應(yīng)的活化能B．電池工作時正極區(qū)溶液的pH降低C．當有反應(yīng)時，有被還原D．負極反應(yīng)為【答案】B【解析】A．由圖可知，硝酸是正極的催化劑，所以HNO3降低了正極反應(yīng)的活化能，故A正確；B．電池工作時正極區(qū)的總反應(yīng)為，氫離子濃度減小，溶液的pH升高，故B錯誤；C．1mol氧氣得4mol電子，當有被完全氧化為二氧化碳時轉(zhuǎn)移12mol電子，根據(jù)電子守恒，有被還原，故C正確；D．乙醇在負極失電子生成二氧化碳，負極反應(yīng)為，故D正確；選B。25．（2021·山東日照市·高三三模）包覆納米硅復(fù)合材料(GS-Si)的可充電石墨烯電池工作原理如圖所示。放電時，GS-Si包覆石墨烯電極上的物質(zhì)變化為：C6Li→C6Li1-x；多元含鋰過渡金屬氧化物電極上的物質(zhì)變化為：Li1-xMO2→LiMO2，下列說法錯誤的是A．放電時，膠狀聚合物電解質(zhì)和固體電解質(zhì)的作用均為傳導(dǎo)離子，構(gòu)成閉合回路B．若放電前兩個電極質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)移0.1mol電子后兩個電極質(zhì)量相差0.7gC．充電時，與正極連接的電極反應(yīng)為LiMO2-xe-=Lil-xMO2+xLi+D．為保護電池，GS-Si包覆石墨烯的電極反應(yīng)不能進行至C6Li-e-=C6+Li+【答案】B【分析】結(jié)合題意可知放電時，GS-Si包覆石墨烯電極上發(fā)生的反應(yīng)為C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+；多元含鋰過渡金屬氧化物電極上的反應(yīng)為xLi++xe-+Li1-xMO2=LiMO2，因此GS-Si包覆石墨烯電極為電池的負極，多元含鋰過渡金屬氧化物電極為正極?！窘馕觥緼．放電時，電池內(nèi)電路由膠狀聚合物電解質(zhì)、隔膜、固體電解質(zhì)構(gòu)成，放電時，膠狀聚合物電解質(zhì)和固體電解質(zhì)的作用均為傳導(dǎo)Li+，構(gòu)成閉合回路，A正確；B．由電極反應(yīng)可知，放電時，轉(zhuǎn)移0.1mol電子后，負極材料減少0.1molLi+，正極材料增加0.1molLi+，因此轉(zhuǎn)移0.1mol電子后兩個電極質(zhì)量相差0.1mol×2×7g/mol=1.4g，B錯誤；C．放電時，正極反應(yīng)式為xLi++xe-+Li1-xMO2=LiMO2，則充電時，與正極連接的電極反應(yīng)式為LiMO2-xe-=Lil-xMO2+xLi+，C正確；D．若GS-Si包覆石墨烯的電極反應(yīng)進行至C6Li-e-=C6+Li+，石墨烯電極會被氧化，損傷電極，因此為保護電池，GS-Si包覆石墨烯的電極反應(yīng)不能進行至C6Li-e-=C6+Li+，D正確；答案選B。26．（2021·廣東汕頭市·高三二模）2021年3月5日，李克強總理在國務(wù)院政府報告中指出，扎實做好碳達峰、碳中和各項工作。科研工作者通過開發(fā)新型催化劑，利用太陽能電池將工業(yè)排放的CO2轉(zhuǎn)化為CO，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是A．N極為陰極B．離子交換膜為陰離子交換膜C．陽極的電極反應(yīng)式為CO2+2e-+2H+=CO+H2OD．理論上該裝置在工作時，H3PO4與KH2PO4緩沖溶液的pH保持不變【答案】D【分析】由圖示知，該裝置外電路有光伏電池（將太陽能轉(zhuǎn)化為電能），故為電解池裝置，在P極上，CO2得電子轉(zhuǎn)化為CO，故P極為陰極，N極為陽極，陰極電極反應(yīng)為：CO2+2H++2e-=CO+H2O，需要緩沖溶液提供H+，故離子交換膜為陽離子交換膜，陽極電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+?！窘馕觥緼．由分析知，N極為陽極，A錯誤；B．由分析知，離子交換膜為陽離子交換膜，B錯誤；C．由分子知，CO2在陰極轉(zhuǎn)化為CO，故選項所寫電極反應(yīng)為陰極電極反應(yīng)，C錯誤；D．根據(jù)得失電子守恒和陰陽極電極反應(yīng)知，緩沖溶液流入陰極的H+和陽極流入緩沖溶液的H+數(shù)目相等，故緩沖溶液中c(H+)保持不變，故pH保持不變，D正確；故答案選D。27．（2021·陜西西安市·高三二模）對氨基苯甲酸()是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品和醫(yī)藥中間體，以對硝基苯甲酸()為原料，采用電解法合成對氨基苯甲酸的裝置如圖。下列說法中不正確的是A．鉛合金與電源負極相連B．陰極的主要電極反應(yīng)式為+6e-+6H+→+2H2OC．每轉(zhuǎn)移1mole-時，陽極電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減少9gD．反應(yīng)一段時間后陽極區(qū)pH不變【答案】D【分析】該裝置為電解池，右側(cè)生成氧氣，則右側(cè)為陽極，電極反應(yīng)式為，左側(cè)為陰極，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼.該電解池右側(cè)為陽極，則左側(cè)為陰極，鉛合金與電源負極相連，選項A正確；B.陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨基苯甲酸，則陰極的主要電極反應(yīng)式為+6e-+6H+→+2H2O，選項B正確；C.陽極發(fā)生反應(yīng)，氫離子移動向陰極，當轉(zhuǎn)移4mole－時，陽極電解質(zhì)溶液減少2mol水，則每轉(zhuǎn)移1mole－時，陽極電解質(zhì)溶液減少0.5mol水，質(zhì)量為9g，選項C正確；D.陽極發(fā)生反應(yīng)，氫離子移動向陰極，則反應(yīng)結(jié)束后陽極區(qū)硫酸濃度會增大，pH減小，選項D錯誤；答案選D。28．（2021·河北石家莊市·高三二模）我國科學(xué)家報道了如圖所示的可充電Na—Zn雙離子電池體系。下列說法正確的是A．充電時，a為電源正極B．充電時，Na+從正極中脫出進入溶液C．放電時，負極附近溶液的堿性增強D．放電時，正極反應(yīng)式為Na0.6MnO2+xe-=Na0.6-xMnO2+xNa+【答案】B【分析】根據(jù)圖象信息可知，放電時，Zn失電子，與氫氧根離子反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-，作負極；正極上，Mn化合價降低，得電子，由Na0.6-xMnO2變?yōu)镹a0.6MnO2；做電解池時與原電池相反，[Zn(OH)4]2-得電子生成Zn，則a極為負極?！窘馕觥緼．由分析可知，充電時，a為電源負極，A說法錯誤；B．充電時為電解池，此時的陽極(即放電時的正極)電極反應(yīng)式為：Na0.6MnO2+xe-=Na0.6-xMnO2+xNa+，Na+從電極上脫出進入溶液，B說法正確；C．放電時，負極Zn失電子，與氫氧根離子反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-，則負極附近溶液的堿性減弱，C說法錯誤；D．放電時，正極得電子，Mn的化合價降低，反應(yīng)式為Na0.6-xMnO2+xNa++xe-=Na0.6MnO2，D說法錯誤；答案為B。29．（2021·河南鄭州市·高三三模）中國科學(xué)院唐永炳團隊設(shè)計的新型鋁一石墨雙離子電池，工作原理如圖，其放、充電的反應(yīng)為：AlLi+Cx(PF6)LiPF6+xC+Al，下列說法正確的是A．放電時鋰離子向負極移動B．充電時陽極反應(yīng)為Al-3e-=Al3+C．該電池負極和正極的鋁均未參與電極放電D．該電池可用LiPF6水溶液做電解質(zhì)溶液【答案】C【分析】該電池反應(yīng)為：AlLi+Cx(PF6)LiPF6+xC+Al，放電時AlLi/Al電極為負極，失電子，石墨電極為正極，得電子；放電時AlLi/Al電極為陰極，得電子，石墨電極為陽極，失電子?！窘馕觥緼．放電時陽離子向正極移動，鋰離子向正極移動，A錯誤；B．根據(jù)總反應(yīng)AlLi+Cx(PF6)LiPF6+xC+Al可知充電時陽極反應(yīng)為：+xC-e-=Cx(PF6)，B錯誤；C．該電池負極和正極的鋁均未參與電極放電，化合價始終為0，C正確；D．因為AlLi合金中的Li常溫下會與水反應(yīng)，該電池不可用LiPF6水溶液做電解質(zhì)溶液，D錯誤；答案選C。30．（2021·浙江杭州市·高三三模）某課外研究小組設(shè)計了一款可充電電池，在兩惰性電極(多孔碳棒)上加裝兩個玻璃罩，裝置如圖所示。先關(guān)閉K1，打開K2，工作一段時間后，再打開K1，關(guān)閉K2。下列說法不正確的是A．打開K1，關(guān)閉K2時，Na+向B極遷移B．該裝置電解過程總反應(yīng)方程式為：2H2O2H2+O2C．電極A發(fā)生還原反應(yīng)過程中，A區(qū)域堿性增強D．關(guān)閉K1，打開K2，轉(zhuǎn)移2mol電子，左池增重44g【答案】B【解析】A．打開K1，關(guān)閉K2時，形成氫氧燃料電池，A極是充滿氫氣負極，B極是充滿氧氣的正極，電解質(zhì)里的陽離子向電池的陽極移動，即Na+向B極遷移，A項正確；B．該裝置電解過程總反應(yīng)方程式為：，B項錯誤；C．電極A發(fā)生還原反應(yīng)過程中，反應(yīng)的電極方程式為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，即A區(qū)域堿性增強，C項正確；D．關(guān)閉K1，打開K2，形成電解池，A極陰極，B極是陽極，Na+向A極移動，A極電極方程式為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，當轉(zhuǎn)移2mol電子時，Na+也轉(zhuǎn)移了2mol，即增重的質(zhì)量為46g，但同時有1mol氫氣產(chǎn)生，即2g氫氣，所以左池增重44g，D項正確；答案選B。31．（2021·四川綿陽市·高三三模）我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，多種車型采用三元鋰電池，該電池放電時工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．無論充電或放電，A極電勢均低于B極B．充電時，外電路中流過0.1mol電子，A極質(zhì)量減少0.7gC．放電時，正極反應(yīng)為Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2D．失去活性鋰元素的三元正極材料可采用化學(xué)方法再生，實現(xiàn)循環(huán)利用【答案】B【解析】A．該電池放電時工作原理可知，放電時，A為負極B為正極，充電時，A為陰極B為陽極，故無論充電或放電，A極電勢均低于B極，故A正確；B．充電時，A極電極反應(yīng)為aLi++ae-+6C=LiaC6，外電路中流過0.1mol電子，A極質(zhì)量增加0.7g，故B錯誤；C．由該電池放電時工作原理可知，放電時B為正極，Li1-aNixCoyMnzO2得電子結(jié)合Li+生成LiNixCoyMnzO2，正極反應(yīng)為Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2，故C正確；D．鋰元素失去活性后，可采用化學(xué)方法再生，從而實現(xiàn)Li的循環(huán)利用，故D正確；故選B。32．（2021·四川成都市·高三三模）鋰空氣電池因其比能量非常高，具有廣闊應(yīng)用前景。下圖是兩種不同的鋰空氣(Li-O2)電池，下列分析錯誤的是A．放電時圖1中電流從a電極經(jīng)電解液流回b電極B．放電時，兩種電池負極反應(yīng)式均為：Li-e-=Li+C．轉(zhuǎn)移相同電子，兩種電池正極產(chǎn)物的物質(zhì)的量相同D．兩種不同的鋰空氣電池比能量不同【答案】C【分析】根據(jù)化合價的變化判斷電池的正負極，根據(jù)化合價的升降、電荷守恒及電解液進行書寫電極反應(yīng)?！窘馕觥緼．放電時，根據(jù)圖1右側(cè)充入的氧氣判斷，b為正極，a為負極，則電流從a電極經(jīng)電解液流回b電極，故A正確；B．放電時，圖1和圖2中負極都為Li，根據(jù)電解質(zhì)液傳導(dǎo)離子判斷，傳導(dǎo)離子為鋰離子，故電極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，故B正確；C．圖1中正極反應(yīng)為：O2+2e-+2Li+=Li2O2，圖2中正極反應(yīng)為：O2+4e-+2H2O=4OH-，根據(jù)電子數(shù)相同判斷正極產(chǎn)物的物質(zhì)的量不同，故C不正確；D．比能量是指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能，根據(jù)正極氧氣的化合價變化不同判斷比能量不同，故D正確；故答案選C。33．（2021·山東濱州市·高三二模）科學(xué)家利用垃圾滲透液研發(fā)出新型環(huán)保電池，實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體化結(jié)合的裝置如圖。當該裝置工作時，下列說法正確的是A．鹽橋中K+向X極移動，Cl-向Y極移動B．電路中流過3.75mol電子時，產(chǎn)生N2的體積為22.4L(標準狀況)C．電流由X極沿導(dǎo)線流向Y極D．Y極反應(yīng)式為2+10e-+12H+=N2↑+6H2O【答案】B【解析】A．在X電極上NH3失去電子被氧化變?yōu)镹2，所以X為負極；在Y電極上得到電子被還原變?yōu)镹2，所以Y電極為正極。根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，可知鹽橋中K+向負電荷較多的Y極移動，Cl-向正電荷較多的X極移動，A錯誤；B．根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒可知反應(yīng)方程式：5NH3+3=4N2+6H2O+3OH-，轉(zhuǎn)移15mol電子，反應(yīng)產(chǎn)生4molN2，若轉(zhuǎn)移3.75mol電子，則反應(yīng)產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量n(N2)=，其在標準狀況下的體積V=1mol×22.4L/mol=22.4L，B正確；C．電子由負極X經(jīng)導(dǎo)線流向正極Y，電流方向是正電荷的移動方向，所以電流是由正極Y極沿導(dǎo)線流向負極X極，C錯誤；D．電解質(zhì)溶液顯堿性，不可能含有大量H+，Y電極的電極反應(yīng)式為：2+10e-+6H2O=N2↑+12OH-，D錯誤；故合理選項是B。34．（2021·四川內(nèi)江市·高三三模）一種高性價比的液流電池，其工作原理：在充放電過程中，電解液[KOH、K2Zn(OH)4]在液泵推動下不斷流動，發(fā)生以下反應(yīng)：Zn+2NiOOH+2H2O+2OH-+2Ni(OH)2下列說法正確的是A．充電時，電極B的質(zhì)量減少B．放電時，陰離子遷移方向：電極A→電極BC．充電時，電極B的反應(yīng)式：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-D．儲液罐中的KOH濃度增大時，能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能【答案】A【分析】放電時電極A做負極，電極反應(yīng)式為：Zn+4OH--2e-=，電極B做正極，電極反應(yīng)式為：NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，充電時則與放電相反，即A做陰極，B做陽極，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．分析知，充電時，B做陽極，消耗電極材料，則電極B的質(zhì)量減少，A正確；B．放電時，A做負極，陰離子移向負極，即陰離子遷移方向：電極B→電極A，B錯誤；C．充電時，電極B做陽極，電極反應(yīng)式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，C錯誤；D．由總反應(yīng)式可知，放電時消耗OH-，充電時生成OH-，則儲液罐中的KOH濃度增大時，為充電，能量轉(zhuǎn)化形式：電能→化學(xué)能，D錯誤；故選：A。35．（2021·福建廈門市·高三三模）我國研制的堿性鋅鐵液流電池工作原理如圖。下列說法不正確的是A．充電時，a電極反應(yīng)式為B．充電時，b電極區(qū)pH增大C．理論上，每消耗6.5gZn，溶液中將增加0.1D．采用帶負電隔膜可減少充電時產(chǎn)生鋅枝晶破壞隔膜【答案】C【分析】Zn為活潑金屬，所以放電時b電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，a電極為正極發(fā)生還原反應(yīng)：Fe(CN)+e-=Fe(CN)；則充電時a為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，b為陰極發(fā)生還原反應(yīng)?！窘馕觥緼．充電時，a為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe(CN)-e-=Fe(CN)，A正確；B．充電時，b為陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Zn(OH)+2