2021屆高考化學二輪備考高頻熱點特訓：電化學基礎（解析版）

電化學基礎

1.某廢水含Na\I、Mg?*、CP和S（V等離子。利用微生物電池進行廢水脫

鹽的同時處理含OCN■的酸性廢水，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是（）

d用電器卜

合格水

厭輒微生物電極M好氧微生物電極N

()CN-J

廢水膜2

A.好氧微生物電極N為正極

B.膜1、膜2依次為陰離子、陽離子交換膜

C.通過膜1和膜2的陰離子總數(shù)一定等于陽離子總數(shù)

D.電極M的電極反應式為20CN--6e-+2H20=2C02t+N2t+4H+

【答案】C

【解析】A項由物質轉化知，OCN-中C為+4價，N為一3價，在M極上N

的化合價升高，說明M極為負極，N極為正極，A項正確；B項在處理過程中，M

極附近電解質溶液正電荷增多，所以陰離子向M極遷移，膜1為陰離子交換膜,

N極反應式為0z+4e-+2H20=40H，N極附近負電荷增多，陽離子向N極遷移，

膜2為陽離子交換膜，B項正確；C項根據(jù)電荷守恒知，遷移的陰離子、陽離子

所帶負電荷總數(shù)等于正電荷總數(shù)，但是離子所帶電荷不相同，故遷移的陰、陽

離子總數(shù)不一定相等，C項錯誤；D項M極發(fā)生氧化反應，水參與反應，生成了

H+,D項正確；故選C。

2.如圖為一氧化碳氣體傳感器工作原理示意圖。圖中電流方向已示。電極

A、B外覆蓋一層聚四氟乙烯納米纖維膜，可以讓氣體透過。下列相關敘述，正

確的是（）

1

聚四氟乙皤綱米纖維膜

A.該傳感器運用了原電池原理，正極反應為C0-2e*H2（）=C02+2H+

B.當外電路中流過0.002mol電子時，電池正極消耗0.OOlmol氧氣

C.該傳感器工作時，接觸到的C0濃度增大，輸出的電流強度也相應增大

D.給傳感器充電時，傳感器內部H+將由B極向A極遷移

【答案】C

【解析】由圖中信息可知，電流從A電極經(jīng)外電路流向B電極，則A為正

極、B為負極。A項，該傳感器運用了原電池原理，在正極上發(fā)生還原反應，

電極反應式為02+4e*4H+=2乩0,A不正確；B項，由A中分析可知，當外電路中

流過0.002mol電子時，電池正極消耗0.0005mol氧氣，B不正確；C項，該傳

感器工作時，接觸到的CO濃度增大，則化學反應速率加快，單位時間內化學能

轉化的電能增多，輸出的電流強度也相應增大，C正確；D項，給傳感器充電時,

A電極變?yōu)殛枠O，B變?yōu)殛帢O，傳感器內部IT將由A極向B極遷移，D不正確。

故選C。

3.考古發(fā)掘出的古代青銅器（含銅錫等金屬）表面經(jīng)常出現(xiàn)小孔腐蝕，這是

一種電化學腐蝕現(xiàn)象。小孔腐蝕的過程及銅腐蝕產(chǎn)物（銅銹）的成份如下圖所示:

小孔夕卜

潮濕的含CT的雜質CU2(OH)2COJ

空氣\/CU2(OH)3C!

形成小孔，銅銹逐漸將小孔口堵住,

隨著時間的推移，小孔內部繼續(xù)交大

小孔附近

小孔內壁Cu2O

CuCl

已知：2CUC1+H20==CU20+2HC1。下列分析不正確的是（）

A.氧氣是正極反應物B.銅銹的成份與氧氣濃度、pH有關

2

C.圖2中，C「從小孔內向小孔外移動D.青銅中的錫也會發(fā)生電化學腐

蝕

【答案】c

【解析】A項，青銅器中含銅錫等金屬，也含有其它金屬及非金屬雜質，由

于物質活動性不同，周圍有電解質溶液，形成了原電池，Cu為原電池的負極，

失去電子發(fā)生氧化反應，由于電解質溶液為中性，發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣

得到電子，變?yōu)?H，因此氧氣是正極反應物，A正確；B項，根據(jù)圖2可知：

在銹蝕小孔外物質成分為Cuz（OH）2c。3、CU2（0H）3C1,Cu元素化合價為+2價；在

小孔附近物質是Cu2。，小孔內壁物質成分是CuCl,Cu元素化合價為+1價，小孔

外氧氣濃度大，Cu元素價態(tài)高，小孔內氧氣濃度小，Cu元素價態(tài)低，物質成分

與氧氣濃度有關；在溶液酸性較強時可逆反應2CUC1+H2。=CU20+2HC1的平衡

逆向移動，物質成分主要是CuCL若溶液酸性弱，，平衡正向移動，物質成分主

要是C&0,可見物質成分也與溶液的pH有關，B正確；C項，溶液中微粒C「

總是向低洼處流動，因此會從小孔外向小孔內移動，與氧氣濃度較小時的+1價

Cu形成難溶性固體CuCl,C錯誤；D項，由于Sn是比較活潑的金屬，因此也

會與活動性比Sn弱的金屬構成原電池，Sn為負極，被氧化而引起電化學腐蝕,

D正確；故選C。

4.四甲基氫氧化核［（CH，NOH］常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化鏤

［（CDMCl］為原料，采用電滲析法合成KCH3）4N0H］,其工作原理如圖所示（a、b

為石墨電極，c、d、e為離子交換膜），下列說法不正確的是（）

3

—當電源自一

(CH3),NC1NaCl

濃溶般稀溶液

itlillill

(CH)NOHcde

34L

濃溶液.

(CII3)4NOII」NaOH

溶液M溶液

3

(CIDNCI稀溶液NaCl濃溶液

A.N為電源正極

B.b極電極反應式：40H-4e=02t+2H20

C.c為陽離子交換膜，d、e均為陰離子交換膜

D.a、b兩極均有氣體生成，同溫同壓下體積比為2:1

【答案】C

【解析】以四丁基溟化鏤［(屈)NC1］為原料，采用電滲析法合成［(CH3)4N0H］

的過程中，根據(jù)第三個池中濃度變化得出：鈉離子從第四池通過e膜，氯離子

從第二池通過d膜，得到c、e均為陽離子交換膜，a為陰極b為陽極，陽極電

極反應式為40H--4e-=021+2H20。A項，a為陰極b為陽極，N為電源正極，故

A正確；B項，b為陽極，發(fā)生氧化反應，b極電極反應式：40H-4e-

=02f+2H20,故B正確；C項，鈉離子從第四池通過e膜，氯離子從第二池通過

d膜，得到c、e均為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜，故C錯誤；D項，a

+

電極為氫離子放電生成氫氣，故電極反應方程式為2H+2e-=H21,b電極為氫氧

根離子放電生成氧氣40H--4e-=021+2H2。，標況下制備lmol(CH3)4N0H,轉移電

子是lmol,a、b兩極產(chǎn)生氣體物質的量分別為0.5mol和0.25mol,a、b兩

極均有氣體生成，同溫同壓下體積比為2：1,故D正確；故選C。

5.用特殊電極材料制作的新型二次電池，放電時發(fā)生如下圖所示的電極反

應，下列說法正確的是()

4

A.A為原電池的負極，失去電子，發(fā)生氧化反應

+

B.B上發(fā)生的電極反應為CH20H(CHOH)CH20H—2e=CH20HC0CH20H+2H

C.若通過交換膜的離子是HC(V,則B上發(fā)生的電極反應為

-

CH20H(CHOH)CH2OH—2e+2HC03=CH20HC0CH20H+2H20+2C02

D.若A處產(chǎn)生的CO和慶的物質的量之比為1：3,則B處消耗丙三醇的物

質的量為4mol

【答案】C

【解析】A項，根據(jù)圖中電子的移動方向，電子是由負極經(jīng)導線流向正極的,

故A為原電池的正極，得到電子，發(fā)生還原反應，A錯誤；B項，由于電解質是

堿性條件，故B上發(fā)生的電極反應為CH20H(CHOH)CH20H=2e+2

0H=CH20HC0CH20H+2H20,B錯誤；C項，B電極上CH20H(CHOH)CH20H失電子后生

成CH2OHCOCH20H和T,故若通過交換膜的離子是HC(V,貝！JHCO3一與H*反應，故

-

則B上發(fā)生的電極反應為CH2OH(CHOH)CH2OH—2e+2HCO3=

CH2OHCOCH2OH+2H2O+2CO2,C正確；D項，若A處產(chǎn)生的CO和4的物質的量之比

為1：3,并不知道產(chǎn)生的C0和乩的物質的量是多少，故無法計算B處消耗丙

三醇的物質的量，D錯誤；故選C。

6.某化學興趣小組進行有關電解食鹽水的探究實驗，電解裝置如圖所示。

5

鐵棒A

實驗一：電解飽和食鹽水。

(1)配制飽和食鹽水所需的玻璃儀器有：燒杯、量筒、O

(2)電解飽和食鹽水的化學方程式為o

實驗二：電解不飽和食鹽水及產(chǎn)物分析。

相同條件下，電解lmol-L1NaCl溶液并收集兩極產(chǎn)生的氣體。在X處收

集到LmL氣體，同時，在Y處收集到V2mL氣體，停止電解。結果發(fā)現(xiàn)V?4,且

與電解飽和食鹽水相比，Y處收集到的氣體顏色明顯較淺。經(jīng)討論分析，導致上

述現(xiàn)象的原因有：

i.有部分Cb溶于NaCl溶液中；ii.有生成。

(3)設計實驗證明有部分CL溶于NaCl溶液中。實驗方案為：取少量

電極附近溶液。

(4)證明有生成并測定Ch的體積。按如右圖所示裝置進行實驗，通過注射

器緩緩地將在Y處收集到V2mL氣體全部推入裝置A(盛有足量試劑NaOH溶液)中,

最終，量氣管中收集到V3mL氣體(設％、V2>V3均在相同條件下測得)。

①裝置A的作用是

②本實驗中，觀察到的現(xiàn)象，說明石墨電極上有生成。

6

③實驗中是否需要預先除盡裝置中的空氣？（填“是"或

“否"）0

（5）實驗二中，在石墨電極上產(chǎn)生的CL的總體積為mL（用代數(shù)式表

示）。

【答案】⑴玻璃棒（1分）（2）2NaCl+2H20=H=Cl21+H2f+2NaOH（l分）

（3）取少量石墨電極附近溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍（2分）

（4）①除去Cb（l分）②量氣管右側液面上升（或其他合理答案）（2分）③

否（1分）

（5）v-2V3（2分）

【解析】實驗一：電解飽和食鹽水。

（1）一定水中不能再溶解食鹽固體時所得的溶液即為飽和食鹽水，所以配制

飽和食鹽水的操作為在燒杯中加入一定量的蒸儲水，邊攪拌邊加入食鹽固體，

直到固體不再繼續(xù)溶解為止，所需的玻璃儀器有：燒杯、量筒、玻璃棒，故答

案為玻璃棒；（2）電解飽和食鹽水陽極為氯離子失電子生成氯氣，陰極為氫離子

得電子生成氫氣，化學方程式為：2NaCl+2H2。四Cbt+H2t+2NaOH。

實驗二：電解不飽和食鹽水及產(chǎn)物分析。

（3）因為氯氣可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍，所以證明有部分Cb溶解于NaCl

溶液中，可取少量石墨電極附近溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍，說明含

有氯氣；（4）①因為Y為陽極處收集到的V2mL氣體中主要是氯氣，所以證明有

生成首先要除去氯氣，則裝置A的作用是完全吸收氯氣，除去Cb；②當量氣

管的右側液面上升，則說明含有氧氣生成；③本身的空氣對壓強不影響，所以

實驗中不需要預先除凈裝置中的空氣；（5）因為陰極X處收集到的氫氣為V】mL

氣體，陽極Y處收集到為氯氣和氧氣，根據(jù)（4）最終量氣管中收集到V3mL氣體即

7

氧氣，設在石墨電極上生成Cb的總體積為xml,則根據(jù)電解陰陽兩極的得失電

子守恒，V1X2=XX2+V3X4,所以X=V「2V3。

7.輅是常見的過渡金屬之一，研究銘的性質具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}:

甲乙

(1)在如圖裝置中，觀察到裝置甲中銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣體，而裝置

乙中銅電極上無氣體產(chǎn)生，格電極上產(chǎn)生大量紅棕色氣體。由此可知，金屬活

動性CrCu(填“V”或“=”)；裝置乙中正極的電極反應式為

(2)CrO3和K2C0O7均易溶于水，它們是工業(yè)廢水造成鋁污染的主要原因。要

將Cr(VI)轉化為Cr(m)常見的處理方法是電解法。將含CoCV-的廢水加入電解

槽內，用石墨和鐵做電極，在酸性環(huán)境中，加入適量的NaCl進行電解。

①鐵做極(填“陽”或“陰”)o

②CoCV一轉化為Cr升的離子方程式為o

③陰極上CeCF-、H\Fe"都可能放電。若CoCV-放電，則陰極的電極反應

式為;若H+放電，則陰極區(qū)形成Fe(0H)3和Cr(0H)3沉

淀，已知：常溫下，C產(chǎn)J(OH-)W10/。1(OH)3c(0H閆0“moLL,CrO2,則陰極區(qū)溶

液pH的范圍為o

【答案】(1)>(1分)N0「+2H++e-=NO2t+H20(2分)

3+3+

(2)①陽(1分)②Cr2(V-+6Fe2++14H+=2Cr+6Fe+7H2O(2分)

③CnCV+Ge—+14H+=2Cd++7H2O(2分)8VpHV10(或10>pH>8)(2

8

分)

【解析】(1)原電池中，負極上是失電子的氧化反應，裝置甲銅電極上產(chǎn)生

大量的無色氣體，說明金屬銅是正極，銘為負極；裝置乙中銅電極上無氣體產(chǎn)

生，銘電極上產(chǎn)生大量紅棕色氣體為二氧化氮，則硝酸得到電子產(chǎn)生二氧化氮,

發(fā)生還原反應的電極是正極，則金屬銘是正極，銅作負極，由裝置甲知銘的金

屬活動性比銅強，由裝置乙知常溫下銘在濃硝酸中鈍化；裝置乙中正極的電極

反應式為N0:+2H++e-=NOzt+乩0；(2)要將CnC”轉化為Cr",需要有還原

性物質，因此鐵作陽極，失去電子生成Fe2+,在酸性環(huán)境中，F(xiàn)e?+將CoCV-還原

為Cr",①由以上分析知，鐵作陽極；②在酸性環(huán)境中，F(xiàn)e2+將CefV還原為Cd

+,故Cr2(V-轉化為Cr"的離子方程式為Cr2(V-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++

7H20；③陰極上發(fā)生得電子的還原反應，若Cr2(V在陰極放電，則陰極的電極反

應式為Cr207"+6e-+l4H+=2Cr"+7H2。；若父放電，則陰極區(qū)形成Fe(0H)3和

Cr(OH)3沉淀，根據(jù)Cd+J(OH-閆州molRr(OH)*c(OH閆>行0一要生成

CrSH”沉淀，則10%ol/LVc(0H)V10%oi/L,則陰極區(qū)溶液pH的范圍為8

VpHVlO(或10>pH>8)o

8.電化學在我們的工業(yè)生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著越來越大的作用。根據(jù)題給信

息，回答問題：

(1)電化學降解法治理硝酸鹽污染的工作原理如圖所示。

號直流電源分

質頊換膜

①A為直流電源的極。

②Ag-Pt電極發(fā)生的電極反應為

9

③當陽極室溶液質量減少45g,則陰極室溶液質量減少_g。

（2）某工業(yè)廢水中含有一定濃度的Ni?+和Cl-,現(xiàn)采用雙膜三室電沉積法回

收Ni,根據(jù)圖甲、圖乙所給信息回答下列問題：

O.lmoLLO.lmolL破

H：SO4溶液鹽酸含零、CT

圖甲

①交換膜a是（填“陰離子”“陽離子”）交換膜。

②根據(jù)圖乙分析，pH過高或過低，鎮(zhèn)的回收率都低的原因:

③當濃縮室得到lL0.6mol/L鹽酸時，轉移電子mole

+

【答案】（1）①正（1分）@2N03+10e+12H=N21+6H20（2分）③9（2

分）

（2）①陽離子（1分）②pH過高，Ni?+可能轉變?yōu)镹i（0H）2沉淀，pH過低,

溶液中IT濃度較大，氫離子在陰極放電，Ni"被還原的量減少，所以鎮(zhèn)的回收率

都低（2分）

③0.5（2分）

【解析】（1）①由分析可知，Pt電極為電解池的陽極，則與Pt電極相連的

直流電源的A電極為正極；②由分析可知，Ag-Pt電極為電解池的陰極，硝酸

+

根離子在陰極得電子發(fā)生還原反應生成氮氣，電極反應式為2N03+10e+12H=

+

N21+6H20；③陽極反應式為2H2。-4eW）21+4H,若陽極轉移2mol電子，陽極消

耗Imol水，同時生成2mol氫離子通過質子交換膜進入陰極區(qū)，減少質量為18g,

陰極室放出0.2mol氮氣，同時有2moi氫離子進入，陰極室質量減少為

10

0.2molx28g/mol-2molXlg/mol=3.6g,則當陽極室溶液質量減少45g,則陰極

室溶液質量減少管g=9g；(2)①由分析可知，交換膜a為陽離子交換膜；②

根據(jù)圖乙可知，若溶液pH過高，Ni?+可能轉變?yōu)镹i(0H)2沉淀，若pH過低，溶

液中H+濃度較大，氫離子在陰極放電，Nt?+被還原的量減少，所以鎮(zhèn)的回收率都

低；③當濃縮室得到1L0.6moi/L鹽酸時，溶液中氫離子增大的物質的量為

0.5mol,則轉移電子的物質的量0.5mol。

9.探究電解精煉銅(粗銅含有Ag、Zn、Fe)和電化學腐蝕裝置如圖，下列

敘述正確的是()

A.精煉銅時，電解質為硫酸銅溶液，X電極反應為C/++2e-=Cu

B.精煉銅時，溶液中Ag+、Zn2+.Fe?+濃度增大

C.X電極為石墨，Y電極為Cu,則銅受到保護

D.X電極為Fe,Y電極為Cu,則鐵受到保護

【答案】C

【解析】A項，精煉銅時，X為陽極，銅及比銅活潑的金屬失電子，錯誤；

B項，Ag的金屬性弱于銅，不會在陽極放電，以沉淀形式形成陽極泥，錯誤；C

項，Y為陰極，受到保護，正確；D項，X為陽極，鐵作陽極，優(yōu)先失電子，錯

誤。

10.下列圖示內容的對應說明正確的是

編

ABCD

號

11

-Zn

-1丫T1+隆里

=—經(jīng)過酸生

化的3%1

圖）NaCl溶液

—海水二二^

—!=

示w的鐵口15J片刻后彳生Fe電陰CC

輔印陽極反應物

各性）L...

反應過程

食鹽水極附困商入

K3[Fe（C]N”]溶液

驗證鐵釘發(fā)

說驗證Fe電極被該裝置是犧牲陽該化學反應為

生

明保護極的陰極保護法放熱反應

吸氧腐蝕

【答案】A

【解析】A項，食鹽水浸泡過的鐵釘，會發(fā)生吸氧腐蝕,、裝置內的得到

電子，方程式為0z+4e-+2H2。=40獷，裝置內減小，壓強減小，右側試管內

導管中的液面上升，A正確；B項，F(xiàn)e電極被保護，應該外界電源作陰極，F(xiàn)e

應該與電源的負極相連，B錯誤；C項，該保護措施利用的是電解池的原理，是

外接電源的陰極保護法，C錯誤；D項，圖示中反應

11.工業(yè)上常用納米級零價鐵（ZVI）處理廢水[含C2HCI3（三氯乙烯）和NO門o

處理后GHCh轉化為C2H4和C「、NO「轉化為NHJ。下列說法正確的是（）

A.水體中含NOJ越多，三氯乙烯脫C1的效果越好

B.當產(chǎn)生3moiFe?+時有Imol三氯乙烯完全脫C1

12

C.用納米級零價鐵處理被三氯乙烯污染的水體可加快脫氯速率

D.NO3一發(fā)生的電極反應為N0「+7H20+8e=NHj+lOOH-

【答案】C

【解析】根據(jù)圖示，鐵轉化為亞鐵離子，發(fā)生氧化反應，三氯乙烯CzHCL

中C原子化合價為+1價，乙烯中C原子化合價為-2價,C2HCI3轉化為C2H4和cr,

C2HCI3發(fā)生還原反應；NO「轉化為NH；,NO）也是發(fā)生還原反應，結合原電池原理

分析解答。A項，三氯乙烯C2HCI3中C原子化合價為+1價，乙烯中C原子化合

價為-2價，處理后C2HCI3轉化為C2H4和CP,C2HCI3發(fā)生還原反應；NO「轉化為

NH；,NO）也是發(fā)生還原反應，根據(jù)得失電子守恒，水體中含NO「越多，三氯乙烯

脫C1的效果越差，故A錯誤；B項，三氯乙烯C2HCI3中C原子化合價為+1價，

乙烯中C原子化合價為-2價，ImolCzHCb脫去3mol氯原子轉化為ImolC2H4時，

得到6moi電子，再加上NO「轉化為NH；,發(fā)生反應得到的電子，則得失電子總

量大于6mol,所以產(chǎn)生的Fe2+的總量大于3mol,故B錯誤；C項，用納米級零

價鐵處理被三氯乙烯污染的水體，增大了單位體積水體中小微粒ZVI的投入量,

可以增大ZVI和正極的接觸面積，加快ZVI釋放電子的速率，可加快水體修復

速率，故C正確；D項，由示意圖及N元素的化合價變化，NO「發(fā)生反應的電極

反應式為N0-10H++8e—甌++340,故D錯誤；故選C。

12.下列有關電化學裝置完全正確的是（）

13

【答案】c

【解析】鐵上鍍銀，鐵作陰極，銀作陽極，電解質溶液為硝酸銀溶液，A錯

誤；工業(yè)上得到金屬鈉，電解熔融狀態(tài)的氯化鈉，電解氯化鈉溶液得到NaOH、

乩和Cl2,B錯誤；鋅比鐵活潑，鋅作負極，鐵作正極，這叫犧牲陽極的陰極保

護法，C正確；銅極燒杯中盛放硫酸銅溶液，鋅極燒杯中盛放硫酸鋅，D錯誤。

13.城市地下潮濕的土壤中常埋有縱橫交錯的管道和輸電線路，當有電流

泄漏并與金屬管道形成回路時，就會引起金屬管道的腐蝕。原理如圖所示，但

若電壓等條件適宜，鋼鐵管道也可能減緩腐蝕，此現(xiàn)象被稱為“陽極保護”。下

列有關說法不正確的是（）

A.該裝置能夠將電能轉化為化學能

B.管道右端腐蝕比左端快，右端電極反應式為Fe-2e-—Fe"

C.如果沒有外加電源，潮濕的土壤中的鋼鐵管道比較容易發(fā)生吸氧腐蝕

D.鋼鐵“陽極保護”的實質是在陽極金屬表面形成一層耐腐蝕的鈍化膜

【答案】B

【解析】A項，該裝置相當于電解池，能將電能轉化為化學能，正確；B項,

左端為陽極，其腐蝕速率較右端快，錯誤；C項，如果沒有外加電源，潮濕的土

壤（接近中性）中的鋼鐵管道發(fā)生原電池反應，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，正確；D

項，根據(jù)題意，此種腐蝕較慢，所以“陽極保護”實際上是在金屬表面形成了

一層致密的保護膜，正確。

14

14.沉積物微生物燃料電池可處理含硫廢水，其工作原理如圖所示。下列說

法錯誤的是（）

1

電阻

J

+

A.碳棒b的電極反應式為：02+4e-+4H=2H20

B.光照強度對電池的輸出功率有影響

C.外電路的電流方向：碳棒af碳棒b

D.酸性增強不利于菌落存活，故工作一段時間后，電池效率降低

【答案】C

【解析】由圖可知，碳棒a失去電子，作負極，碳棒b得到電子作正極，正

+

極上得電子生成水，電極反應式為：02+4e-+4H=2H20,故A正確；碳棒

b上，CO?在光照和光合菌的作用下反應生成氧氣，光照強度對電池的輸出功率

有影響，故B正確；外電路電子由負極流向正極，即碳棒a-碳棒b,電流方向

與電子方向相反，即為碳棒bf碳棒a,故C錯誤；酸性增強會使菌落失活，故

工作一段時間后，電池效率降低，故D正確。

15.中國科學家研究出對環(huán)境污染小、便于鋁回收臺海水電池，其工作原理

示意圖如下:

囊丙烯半透膜

下列說法正確的是（）

A.電極I為陰極，其反應為：02+4H++4e-=2H2。

15

B.聚丙烯半透膜允許陽離子從右往左通過

C.如果電極H為活性鎂鋁合金，則負極區(qū)會逸出大量氣體

D.當負極質量減少5.4g時，正極消耗3.36L氣體

【答案】C

【解析】A項，電極I為正極，其反應為：+44+4e-=2H2。，故A錯誤;

B項，根據(jù)圖中信息右邊酸性溶液，左邊為堿性海水，右邊氫離子不能通過聚丙

烯半透膜，故B錯誤；C項，如果電極H為活性鎂鋁合金，鎂鋁形成很多細小

的原電池，鎂失去電子，鋁上氫離子得到電子，因此在負極區(qū)會逸出大量氣體,

故C正確；D項，當不是標準狀況下，無法算正極消耗氣體的體積，故D錯誤。

故選C。

16.我國科學家在太陽能可規(guī)?；纸馑茪浞矫嫒〉眯逻M展一一率先提出

并驗證了一種全新的基于粉末納米顆粒光催化劑太陽能分解水制氫的“氫農(nóng)場”

策略，其太陽能光催化全分解水制氫的效率創(chuàng)國際最高記錄(示意圖如圖所示，

M1、M2為含鐵元素的離子)。下列說法正確的是()

清潔電源

循環(huán)泵交換膜

A.制02裝置中，太陽能轉化為電能

B.制H2裝置中，交換膜為陰離子交換膜

C.系統(tǒng)制得lmolC的同時可制得Imol02

3

D.制通時陽極可發(fā)生反應：[Fe(CN)6「--e=[Fe(CN)6]-

16

【答案】D

【解析】A項，制02裝置中，太陽能轉化為化學能，故A錯誤；B項，制H2

裝置中，陰極發(fā)生的反應為2H*+2e.=H23其中的交換膜為陽離子交換膜，故B

錯誤；C項，由總反應方程式2H2。型2112t+02t可知，系統(tǒng)制得2mol乩的同時

可制得Imol02,故C錯誤；D項，制乩時陽極M2轉化為端,且Mi中Fe元素化

43

合價比M2低，可發(fā)生反應：[Fe(CN)6]--e'=[Fe(CN)6]',故D正確；故選D。

17.半導體光催化CO2機理如圖甲所示，設計成電化學裝置如圖乙所示，

則下列說法正確的是()

圖甲圖乙

A.若導線上有4mol電子移動，則質子交換膜左側產(chǎn)生22.4L02

B.裝置中進行的總反應一定是自發(fā)的氧化還原反應

C.圖乙中的能量轉化形式為：光能一電能一化學能

+-

D.b極上的電極反應為：C02+6H-6e==CH30H+H20

【答案】C

【解析】A項，若導線上有4moi電子移動，根據(jù)原電池的正極，2H20fo2

f4e,則質子交換膜左側產(chǎn)生lmol02,沒有狀態(tài)無法計算體積，故A錯誤；B

項，.裝置中進行的反應是通過光能作用完成的，不是自發(fā)的氧化還原反應，故

B錯誤；C項，圖乙中的能量轉化形式為：光能一電能一化學能，故C正確；D

+-

項，b極為原電池的正極，其電極反應為：C02+6H+6e=CH30H+H20,故D錯

誤；故選C。

17

18.利用圖中裝置可以制備一元弱酸HECL下列說法不無碉的是()

A.M室產(chǎn)生的氣體為氧氣

--

B.陰極的電極反應式為：2H20-2e=20H+H21

C.原料室的［B(OH)』-穿過陰離子交換膜進入產(chǎn)品室

D.當電路中通過Imol電子時，可得到I1110IH3BO3

【答案】B

【解析】M室中的石墨電極與電源的正極相連，則M室的石墨電極為陽極,

-+

溶液中的H20失去電子，電極方程式為2H2O-4e=O2f+4H0M室中的陽離子會

通過陽離子交換膜向產(chǎn)品室移動；原料室中的［B(OH)/一會通過陰離子交換膜進

入產(chǎn)品室，［B(0H)4「與H+反應生成H3BO3。N室的石墨電極與電源的負極相連，

則N室的石墨電極為陰極，溶液中乩0會得到電子，2H2O+2e-=H21+20H-,原

料室中的Na+會經(jīng)過陽離子交換膜進入N室中，與Of結合生成NaOH。A項，根

+

據(jù)分析，M室中發(fā)生的電極反應為2H2O-4e-=O21+4H,產(chǎn)生的是氧氣，A正確,

不選；B項，根據(jù)分析，N室中的石墨電極為陰極，電極反應方程式為2H20+2e

-=H2t+20H-,B錯誤，符合題意；C項，電解池中，陰離子向陽極移動，即向

M室移動，即原料室中的［B(OH)4「會通過陰離子交換膜進入產(chǎn)品室，C正確，不

選；D項，根據(jù)陽極的電極反應方程式2H20-4/=021+4H+,以及N+［B(OH)J

-=H3B03+H20,可知，轉移Imol電子時，可得到lmolRBOs,D正確，不選；故

18

選Bo

19.電解NaB(0H)4溶液制備H3BO3的原理如下圖所示，下列敘述錯誤的是

I<；IL_b%NaOH

Ip*浴液

“J必H.BO,NaB(OH)."

稀硫酸||祐溶液||蒜液||二~a%jjq)H

M室酒品堂原料室N室浴濯

+

A.M室發(fā)生的電極反應式：2H20-4e=021+4H

B.a、c為陰離子交換膜，b為陽離子交換膜

C.N室中：a%<b%

D.理論上每生成1molH3BO3,兩極室共產(chǎn)生標準狀況下16.8L氣體

【答案】B

【解析】M室中石墨電極為陽極，電解時陽極上水失電子生成。2和H1電

極反應式為2H2。-4M—02t+4H*,故A正確；原料室中的B(OH)4一通過b膜進入產(chǎn)

品室、Na，通過c膜進入N室，M室中氫離子通入a膜進入產(chǎn)品室，則a、c為陽

離子交換膜，b為陰離子交換膜，故B錯誤；N室中石墨為陰極，電解時陰極

上水得電子生成4和OH',原料室中的鈉離子通過c膜進入N室,溶液中c(NaOH)

增大，所以N室：a%<b%,故C正確；理論上每生成Imol產(chǎn)品，M室生成lmolH+,

轉移電子lmoLM、N室電極反應式分別為2H20-41=021+4H\2H20+2e=H21+20E,

N室生成0.5molH2,M室生成0.25mol氧氣，兩極室共產(chǎn)生標準狀況下16.8L

氣體，故D正確。

20.中科院張濤院士的研究團隊研究發(fā)現(xiàn)納米ZnO可作為一些催化劑的載

體。圖是通過鋅精礦(主要成分為ZnS)與軟鎰礦(主要成分為Mn02)酸性共融法制

19

備納米ZnO及MnOz的工藝流程。回答下列問題:

20%

焙燒

納米ZnO

(1)“酸浸”時，鋅、鎰離子浸出率與溶液溫度的關系如圖所示。當鋅、鎰

離子浸出效果最佳時，所采用的最適宜溫度為

05

W0()

SS5

3()

器75

蠹7()

G5

蚯

60

55

5()

758085QO0510()

溫度/P

⑵寫出酸浸時ZnS與MnOz發(fā)生的主要反應的化學方程式(無單質硫生

成)____________________________________

(3)P507(酸性磷酸酯)作萃取劑分離鋅、鎰離子時，溶液的初始pH與分離

系數(shù)的關系如表所示:

初始pH1.01.52.02.53.03.54.04.5

鋅、鎰離

子分離7.648.839.9711.2112.1013.1713.3611.75

系數(shù)

已知：分離系數(shù)越大，分離效果越好；萃取劑P507是一種不溶于水的淡黃

色透明油狀液體，屬于酸性萃取劑。

20

試分析初始pH>4.0時，鋅、鎰離子分離系數(shù)降低的原因是

（4）（NH4）2S2（）8是一種強氧化劑，能與Mn"反應生成S（V一和紫色MnOJ。用

（NHjzSzOg檢驗水相中的時發(fā)生反應的離子方程式為

（5）二氧化鎰廣泛用于電池。一種海水中的“水”電池的電池總反應可表示

為5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5Oio+2AgCl。電池放電時，負極的電極反應式為

（6）電解尿素的堿性溶液制取用和叢的裝置如圖所示。（電解池中的隔膜僅

阻止氣體通過，兩電極都是惰性電極）

A電極的名稱為,若起始時加入電解池的原料配比

可卻蜉=3,完全反應后，電解排出液中爸=----------------。

【答案】（1）95℃（1分）

（2）ZnS十4MnO2+4H2S04=ZnS04+4MnS04+4H2。（2分）

（3）鋅離子與鎰離子水解程度變大（1分）

22+2

（4）5S208'+2Mn+8H20=2MnOJ+10S04'+161r（2分）

（5）Ag+Cl--e=AgCl（1分）

（6）陽極（1分）1:1（2分）

【解析】（D由圖中數(shù)據(jù)可知，當溫度達到95C時，鋅離子和鎰離子的浸出

21

率基本上達到了最大值；(2)ZnS與血。2在硫酸溶液中反應生成硫酸鋅、硫酸

鎰和水，反應的化學方程式為：ZnS+4MnO2+4H2sO4=ZnS04+4MnS04+4H20；

(3)鋅離子和鎰離子屬于弱堿陽離子，在溶液中會發(fā)生水解，pH過大時，鋅離子

與鎰離子水解程度變大，鋅鎰離子分離系數(shù)降低；(4)(NH，S2()8與Mr?*反應生

22+

成高鎰酸根離子和硫酸根離子，反應的離子方程式為：5S208+2Mn+8H20=

2+

2MnO；+10S04'+16H；(5)已知電池總反應可表示為

5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5Olo+2AgCl,反應中Ag失電子，則Ag在負極反應，負極

上Ag失電子生成氯化銀，電極方程式為：：Ag+Cr-e=AgCl；(6)電解時，N

元素的化合價升高，則生成氮氣的一極為陽極，所以A電極為陽極，H元素的化

合價降低，生成氫氣的一極為陰極，電解時總化學方程式為：C0(NH2)2+20H=C032-

+N2t+3H2t,若起始時加入電解池的原料配比;=3,則Imol尿素與

2molK0H反應，生成Imol碳酸根離子，剩余Imol氫氧根離子，所以電解排出液

21.銅及其化合物廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活中。

(1)用銅作陽極，鈦片作陰極，電解一定濃度的NaCl和NaOH的混合溶液可

得到C30,陽極及溶液中物質的有關轉化如圖所示，陽極的電極反應式為

，每生成14.4gC112O轉移電子_______molo

Cu(OH)CI

(2)將CuC