2021屆新高考化學考點掃描36電化學的綜合應用（解析版）

36電化學的綜合應用

【基礎拿分練】

1.下列說法正確的是（）

A.氯堿工業(yè)中，燒堿在陽極區(qū)生成

B.電解熔融氯化鋁冶煉金屬鋁

C.電鍍時，用鍍層金屬作陽極

D.將鋼閘門與外電源正極相連，可防止其腐蝕

【答案】C

【解析】A項，水中的H+在陰極放電，剩下OH，燒堿在陰極區(qū)生成，錯誤；B項，氯化鋁是共價化

合物，熔融狀態(tài)不導電，錯誤；C項，電鍍時，鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，正確；D項，原電池防腐時，

保護的金屬作正極（犧牲陽極的陰極保護法），錯誤。

2.化學電源在日常生活和高科技領域中都有廣泛應用。

炭黑、氯化

錢、氯化鋅

原電池示意圖鋅鎰干電池鉛蓄電池

甲丙T

下列說法不正俄的是（）

A.甲：Zn?+向Cu電極方向移動，Cu電極附近溶液中H+濃度增加

B.乙：正極的電極反應式為Ag2O+2e-+H2O—2Ag+2OJT

C.丙：鋅筒作負極，發(fā)生氧化反應，鋅筒會變薄

D.T：電池放電過程中，硫酸濃度不斷減少。

【答案】A

【解析】A項，甲：鋅為負極，銅為正極，鋅失去電子生成鋅離子，Zn2+向Cu電極方向移動，氫離子

在銅電極得到電子生成氫氣，故Cu電極附近溶液中H+濃度不會增加，故A錯誤；B項，乙：鋅為負極,

氧化銀為正極，溶液為堿性條件，所以正極的電極反應式為Ag2O+2e-+H2O—2Ag+2OJT,故B正確;

C項，丙：鋅筒作負極，失去電子，發(fā)生氧化反應，鋅筒會變薄，故C正確；D項，?。弘姵胤烹娺^程中,

鉛和二氧化鉛都反應生成硫酸鉛，消耗硫酸，硫酸濃度不斷減少，故D正確。

A.裝置①中，鹽橋中的C「移向ZnSCU溶液

B.裝置②工作一段時間后，b極附近溶液的pH增大

C.用裝置③精煉銅時，c極為粗銅

D.裝置④中電子由Zn流向Fe,裝置中有Fe2+生成

【答案】A

【解析】A項，在裝置①中鋅是負極，銅是正極，C「移向負極ZnSCU溶液，故A正確；B項，裝置②

中b電極與電源正極相連，作陽極，C「在陽極放電，a極才是H+放電，所以裝置②工作一段時間后，a極

附近溶液的pH增大，故B錯誤；C項，用裝置③精煉銅時，粗銅作陽極，與電源的正極相連，所以用裝置

③精煉銅時，d極為粗銅，故C錯誤；D項，裝置④中鋅比鐵活潑，鋅是負極失電子，負極反應式為Zn-2e

-=Zn2+,裝置中沒有Fe2+生成，故D錯誤。

4.下列圖示中關于銅電極的連接錯誤的是（）

電解氯化銅溶液

ABCD

【答案】C

【解析】電鍍銅時，Cu作陽極，鍍件作陰極，故C錯。

4.下列關于電解氯化鈉水溶液（鐵作陰極、石墨作陽極）的敘述正確的是（）

A.若在陰極附近的溶液中滴入酚麟溶液，溶液呈無色

B.若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黃色

C.電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉

D.電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性

【答案】B

【解析】電解食鹽水時發(fā)生的反應：

陽極：2Cr-2e-=Cl2T

陰極：2H++2e-=H2T

總反應：2NaCl+2H2（＞^^2NaOH+H2T+Cl2T

對照分析選項，C錯誤；陽極附近的溶液中會溶有少量的Cb，滴加KI溶液后發(fā)生反應：Cl2+2r=I2

+2CP,溶液呈棕黃色，B正確；陰極附近產生大量的OH-,滴加酚醐后變紅色,A錯誤；電解后生成NaOH,

溶液呈堿性，D錯誤。

5.在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設計正確的是（）

A.鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子

B.鉆作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子

C.鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子

D.鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子

【答案】A

【解析】電鍍原理是鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽離子的電解質溶液作電鍍液。

6.利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Au等雜質的粗銅提純，下列敘述正確的是（）

A.電解時以純銅作陽極

B.電解時陽極發(fā)生還原反應

C.純銅連接電源負極，其電極反應式是Cu—21==CU2+

D.電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Au等金屬的陽極泥

【答案】D

【解析】電解法精煉金屬銅時，粗銅作陽極，失去電子逐漸溶解，Cu2+得到電子后析出，附著在陰極

上，故純銅作陰極；在電解池中，陰極接電源的負極，發(fā)生還原反應，陽極接電源的正極，發(fā)生氧化反應，

A、B、C錯誤；越活潑的金屬越易失去電子，故比銅活潑的Fe、Zn先失去電子，變成Fe?'、Zi?1進入溶

液，然后是銅失去電子，變成Ci?+進入溶液，因Ag、Au等金屬不如銅活潑，故在銅溶解后便沉淀在電解

槽底部成為陽極泥，D正確。

7.某新型光充電電池結構如圖。在太陽光照射下，TiCh光電極激發(fā)產生電子，對電池充電，Na+在兩

極間移動。下列說法正確的是（）

電極A電解質電極B

A.光充電時，化學能轉變成光能

B.光充電時，電極B為陰極

C.放電時，Na+向電極A移動

D.放電時，電極B發(fā)生反應：19+2e^^=3I-

【答案】D

【解析】A項，光充電時，太陽能轉化為化學能，錯誤；B項，充電時“TiCh光電極激發(fā)產生電子”,

電子從電極B流出，電極B為陽極，電極A為陰極，錯誤；C項，放電時，電極A為負極，發(fā)生反應：2SF

—2e-=SF，電極B為正極，發(fā)生反應：H+2e~^=3r,Na卡從電極A移向電極B,C錯誤、D正確。

8.一種碳納米管新型二次電池的裝置如圖所示。下列說法中正確的是（）

KOH溶液

A.離子交換膜選用陽離子交換膜(只允許陽離子通過)

B.正極的電極反應為NiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH

C.導線中通過Imol電子時，理論上負極區(qū)溶液質量增加lg

D.充電時，碳電極與電源的正極相連

【答案】B

【解析】根據裝置圖，碳電極通入氫氣，發(fā)生氧化反應，電極反應為H2-2e-+2OH-2H2O,Ni電極

-

NiO(OH)-Ni(OH)2發(fā)生還原反應，電極反應為NiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH",碳電極是負極，Ni

電極是正極。根據以上分析，離子交換膜選用陰離子交換膜(只允許陰離子通過)，故A錯誤；正極的電極反

應為NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,故B正確；導線中通過Imol電子時，負極生成Imol水，理論

上負極區(qū)溶液質量增加18g,故C錯誤；充電時，負極與電源負極相連，所以碳電極與電源的負極相連，故

D錯誤。

9.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()

A.若導線上有4moi電子移動，則質子交換膜左側產生22.4LO2

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-電能-化學能

+

D.b極上的電極反應為：CO2+6H-6e-==CH3OH+H2O

【答案】C

【解析】A項，若導線上有4moi電子移動，根據原電池的正極，2H20To2-4e,則質子交換膜左側

產生ImolO2,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-電能-化學能，故C正確；

+-

D項，b極為原電池的正極，其電極反應為：CO2+6H+6e==CH3OH+H2O,故D錯誤；故選C。

10某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，電極I為A1,其他電極均為Cu,下列說法正確的是（）

A.鹽橋中通常裝有含瓊脂的KC1飽和溶液,起作用是平衡電荷，電池工作時，K+、cr會分別進入兩

邊的溶液中

B.該裝置工作一段時間后，電極in上有紅色固體析出

c.該裝置工作一段時間后，③號燒杯中電解質溶液濃度不變，兩個電極的質量不變

D.該裝置工作時，③號燒杯中的SCU2-向電極IV移動

【答案】A

【解析】A項，鹽橋中通常裝有含瓊脂的KC1飽和溶液，電池工作時，鹽橋通過離子移動導電，所以

K+、C1-會分別進入兩邊的溶液中，故A正確;B項，電極III是電解池陽極，電極III的電極反應式是Cu—2e-=Cu2+,

電極ni上沒有紅色固體析出，故B錯誤；C項，電極III的電極反應式是Cu—2e=Cu2+、IV的電極反應式是

Cu2++2e=Cu,③號燒杯是電鍍池，該裝置工作一段時間后，電解質溶液濃度不變，電極III減輕、電極IV質

量增大，故C錯誤；D項，③號燒杯是電鍍池，陰離子移向陽極，SO42-向電極HI移動，故D錯誤。

【易錯得分練】

1.十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對污染防治比過去要求更高。某種利用垃圾滲透

液實現發(fā)電、環(huán)保二位一體結合的裝置示意圖如下，當該裝置工作時，下列說法正確的是（）

A.鹽橋中Cl向Y極移動

B.電路中流過7.5mol電子時，共產生標準狀況下N2的體積為16.8L

C.電流由X極沿導線流向Y極

D.Y極發(fā)生的反應為2NO3-+10e-+6H2O===N2f+12OH—,周圍pH增大

【答案】D

【解析】A項，處理垃圾滲濾液的裝置屬于原電池裝置，溶液中的陰離子移向負極，即氯離子向X極

移動，故A錯誤；B項，電池總反應為：5NH3+3NO3=4N2+6H2O+3OH-,該反應轉移了15個電子，即轉移

15個電子生成4個氮氣，故電路中流過7.5mol電子時，產生2moi氮氣，即44.8L,B錯誤；C項，電流由

正極流向負極，即Y極沿導線流向X極，故C錯誤；D項，Y是正極，發(fā)生得電子的還原反應，2NO3-+

10e+6H2O=-=N2T+120H-,周圍pH增大，故D正確；故選D。

2.高溫鈉硫電池是一種新型可充電電池，其工作原理如圖所示，圖中固體電解質是Na+導體。下列

敘述正確的是（）

oNa

ONa+

os

(fNa2Sx

石墨a固體電解質石墨b

A.放電時，石墨電極a為正極

B.放電時，Na卡從石墨b向石墨a方向遷移

C.充電時，b極反應為Na2S,「2e-—;cS+2Na+

D.可將裝置中的固體電解質改成NaCl溶液

【答案】C

【解析】放電時，石墨電極a為負極，A選項錯誤；放電時，Na卡從石墨a向石墨b方向遷移，B選

項錯誤；充電時，b極反應為Na2sx—2e「=xS+2Na+,C選項正確；固體電解質不能改成NaCl溶液，因

為鈉單質會與水反應，D項錯誤。

3.鋰硫電池是一種新型儲能電池，放電時的總反應為2Li+xS=Li2S,“以該電池為電源制備甲烷的

原理如圖所示。

下列說法正確的是（）

A.b為鋰硫電池的負極

B.鋰硫電池的正極反應式為Li—底一口+

-

C.陽極反應式為CO+3COf+2H2O-2e=4HCOr

D.該裝置工作時溶液中的CO歹增大

【答案】C

【解析】b為鋰硫電池的正極，相應電極為陽極，A項錯誤；鋰硫電池的負極反應式為Li—b=Li+,

B項錯誤；陽極失電子，發(fā)生氧化反應，陽極反應式為C0+3coF+2H2。-21=4HCO；,C項正確；根

據陽極反應，該裝置工作時溶液中的C0歹降低，HCO?濃度增大，D項錯誤。

4.常溫下，NCb是一種黃色黏稠狀液體，是制備新型水消毒劑C1O2的原料，可以采用如圖所示裝置

制備NCb。下列說法正確的是（）

氯化鐵

氣體M和氯化

氫的混

合溶液

稀鹽酸

質子交換膜

A.每生成1molNCb，理論上有4molH卡經質子交換膜由右側向左側遷移

B.可用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗氣體M

-+

C.石墨極的電極反應式為NHt+3CC-6e=NCl3+4H

D.電解過程中，質子交換膜右側溶液的pH會減小

【答案】C

【解析】A項，由NHj—NCb，根據元素化合價變化知，NH；中N由一3價升高至+3價，每生成1mol

NCb，理論上有6moiH+由質子交換膜右側向左側（陰極區(qū)）遷移，錯誤。B項，M是氫氣，不能用濕潤的淀

粉-KI試紙檢驗，錯誤。C項，石墨電極發(fā)生氧化反應，電極反應式為NH；+3C「-6b=NCb+4H+,正

確。D項，電解過程中，質子交換膜右側溶液中c（H+）減小，溶液pH增大，錯誤。

5.電動車電池是一種鋰離子電池，根據鋰離子電池所用電解質材料不同，鋰離子電池可分為液態(tài)鋰

離子電池（簡稱為LIB）和聚合物鋰離子電池（簡稱為LIP）兩大類。聚合物鋰離子電池總反應：LiCoC>2+6C

、充電一

放電Lii-ACOO2+Li.yCe,以下說法不正確的是（）

A.充電時，電池的負極與電源的負極相連

B.充電時，陰極發(fā)生還原反應：6C+xLi++無■=Li￡6

C.放電時，正極發(fā)生還原反應LiiCoO2+尤Li++xe—^=LiCoC）2

D.放電時，Li+向負極移動

【答案】D

【解析】充電時負極與陰極相連，將電池的負極與外接電源的負極相連，A正確；充電時，電池的負

極和陰極相連，發(fā)生得電子的還原反應，B正確；放電時，電池的正極發(fā)生得電子的還原反應，C正確；放

電時，負極上失電子，正極上得電子，所以電子從負極沿導線流向正極，所以正極上附有大量電子，陽離

子向正極移動，陰離子向負極移動，D錯誤。

6.近年來，我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現鐵帽腐蝕現象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵

帽的腐蝕，下列說法正確的是()

高壓直流線路

中電流方向

A.陰極電極反應為4OJT—4屋=027+2H2。

B.陽極電極反應為Zn—2e-^=Zn?+

C.該裝置為犧牲陽極的陰極保護法

D.絕緣子表面產生的OH一向陰極移動

【答案】B

【解析】陰極電極反應為2H2O+2e-—H2T+2OH,選項A錯誤；陽極鋅失電子產生鋅離子，電極

反應為Zn—2b=Zn2+,選項B正確；該裝置為外加電源的陰極保護法，選項C錯誤；電解池中絕緣子表

面產生的OH一向陽極移動，選D錯誤。

7.利用光伏電池與膜電解法制備Ce(SO4)2溶液的裝置如下圖所示，下列說法正確的是()

A.該裝置工作時的能量形式只有兩種

B.石墨電極發(fā)生反應：Ce4++e-=Ce3+

C.該離子交換膜為陰離子交換膜，SO42-由左池向右池遷移

D.由P電極向N電極轉移O.lmol電子時，陽極室生成33.2gCe(SO4)2

【答案】D

【解析】A項，該裝置工作時的能量轉化形式：熱能、電能、化學能和光能，故A錯誤；B項，石墨

是陽極，電極反應式Ce3+e=Ce4+,故B錯誤;C項,溶液在左側石墨電極附近電極發(fā)生反應:Ce3+e=Ce4+,

石墨是陽極，所以硫酸根離子移向石墨電極，離子交換膜為陰離子交換膜，SCU2-由右池向左池遷移，故C

3+

錯誤;D項，由P電極向N電極轉移0.1mol電子時，根據電極反應：Cee=Ce4+,陽極室生成O.lmolCe(SO4)2,

即33.2gCe(SO4)2,故D正確；故選D。

8.復旦大學王永剛的研究團隊制得一種柔性水系鋅電池，該可充電電池以鋅鹽溶液作為電解液，其

原理如圖所示。下列說法不正確的是()

A.放電時，N極發(fā)生還原反應

B.充電時，Z/+向M極移動

C.放電時，每生成ImolPTO—Zn2+,M極溶解Zn的質量為260g

D.充電時，N極的電極反應式為2PTO+8e-+4Zn2+=PTO—Zn2+

【答案】D

【解析】A項，放電時，左邊為負極，右邊為正極，正極發(fā)生還原反應，故A正確；B項，充電時,

左邊為陰極，右邊為陽極，充電時陽離子移向陰極，即Zd+向陰極即M極移動，故B正確；C項，放電時，

每生成ImolPTO-Zn2+,有4mol鋅離子移動到N極即消耗4mol鋅，M極溶解Zn的質量為65gmorIx4mol

=260g,故C正確;D項，充電時,N極為陽極，失去電子，其電極反應式為2PT0—+4Zn2+=PTO—Zn2+,

故D錯誤。故選D。

9.一種將燃料電池與電解池組合制備KMnCU的裝置如圖所示(電極甲、乙、丙、丁均為惰性電極)。

該裝置工作時，下列說法不正確的是()

陽離子交換膜

Z

2MnC)4溶液

A.甲為正極，丙為陰極

B.丁極的電極反應式為MnO42——e-===MnC>4—

C.KOH溶液的質量分數：c%>a%>b%

D.標準狀況下，甲電極上每消耗22.4L氣體時，理論上有4moiK+移入陰極區(qū)

【答案】C

【解析】A項，通入氧氣的電極為電池的正極，與電源正極相連的一極為電解池陽極，所以丙是陰極，

故A正確；B項，丁是電解池陽極，MnCUz一失電子被氧化為MnO「，電極反應式是MnCV—-1===MnC)4

一,故B正確；C項，丙電極上的反應是2%。+2e-=2。"-+H2T，電極甲的電極反應式是。2+2%。+

4e-=40『，乙電極的電極反應式為H2-2e-+2OH-=2H2。，根據溶液流動方向，c%>b%>a%,故C錯誤，

D項，標準狀況下，甲電極上每消耗22.4L氧氣時，轉移4moi電子，所以理論上有4moiK+移入陰極區(qū)，故

D正確。

10.用電解法處理含硝酸根離子(NO,)廢水的原理如圖所示。下列說法錯誤的是()

川鉛蓄電池

A.鉛蓄電池的A極為正極，電極材料為PbCh

B.鉛蓄電池放電時負極質量增加

+-

C.該電解池的陰極反應為2N0F+12H+10e=N2t+6H2O

D.若電路中通過2moi電子，則陽極室溶液質量減少32g（忽略氣體的溶解）

【答案】D

【解析】根據圖示，電解池的右側區(qū)域硝酸根離子被還原為氮氣，所以應為電解池的陰極，進而確定

A、B電極分別是鉛蓄電池的正、負極。A項正確，鉛蓄電池的反應原理是Pb+PbO2+4H++2SOF建虹

-充電~

+

2PbSO4+2H2O,A為正極，反應為PbO2+2e-+4H+SOF=PbSO4+2H2O；B項正確，負極反應為Pb

-2e+SOF=PbSO4,放電過程中固體電極質量增加；C項正確，陰極發(fā)生還原反應，硝酸根離子被還原

為氮氣；D項錯誤，陽極區(qū)溶液中，水電離的氫氧根離子放電2H2。一4e-=ChT+4H+,電路中每通過2moi

電子，則溶液質量損失16g。

11.某化學學習小組學習電化學后，設計了下面的實驗裝置圖，則下列有關該裝置圖的說法中正確的

是（）

A.合上電鍵后，鹽橋中的陽離子向甲池移動

B.合上電鍵后，丙池為電鍍銀的電鍍池

C.合上電鍵后一段時間，丙池中溶液的pH增大

D.當丁池中生成標準狀況下1120mLe12氣體時，丁池中理論上最多產生2.9g固體

【答案】D

【解析】A項，甲池與乙池及鹽橋構成了原電池，鋅為負極，失電子生成鋅離子進入甲池，鹽橋中陽

離子向乙池移動，故A錯誤；B項，電鍍銀時，銀應該作陽極，但丙池中銀為陰極，故B錯誤；C項，丙

池在電解過程中，不斷生成H+,溶液的pH減小，故C錯誤；D項，丁池電解氯化鎂溶液生成氯氣、氫氣

和Mg(0H)2沉淀，根據反應過程中的電子得失守恒可得物質的量關系式：Cb?Mg(OH)2,丁池中生成標準

112L

狀況下1120mLCL氣體時，可得Mg(OH)2的物質的量為二一一,=0.05mol,質量為0.05molx58g/mol=2.9g,

故D正確。

12.設計如下裝置探究HC1溶液中陰、陽離子在電場中的相對遷移速率(已知：Cd的金屬活動性大于

Cu)。恒溫下，在垂直的玻璃細管內，先放CdCb溶液及顯色劑，然后小心放入HC1溶液，在aa，處形成清

晰的界面。通電后，可觀察到清晰界面緩緩向上移動。下列說法不正確的是()

HC1--

CdCl2-^^y

Cd富唱.

A.通電時，H+、CcP+向Pt電極遷移，C1-向Cd電極遷移

B.裝置中總反應的化學方程式為：Cd+2HC1M'UCdCh+H2?

C.一定時間內，如果通過HC1溶液某一界面的總電量為5.0C,測得H+所遷移的電量為4.1C,說明

該HC1溶液中H+的遷移速率約是C1的4.6倍

D.如果電源正負極反接，則下端產生大量Cb,使界面不再清晰，實驗失敗

【答案】D

【解析】裝置中上邊的Pt電極與外電源負極相連，作為陰極；下端的Cd電極與外電源的正極相連,

作為陽極；題中指出Cd的金屬活動性大于Cu,所以陽極發(fā)生Cd的氧化反應，陰極則發(fā)生H+的還原反應；

如果把電源的正負極反接，則Pt電極為陽極，C1-的在Pt電極處被氧化生成Cb,Cd電極為陰極發(fā)生的是還

原反應。A項，通電后，Pt為陰極，Cd為陽極，所以H+和Cd2+向Pt電極遷移，C1-向Cd電極遷移，A項

正確；B項，通電后Pt為陰極，Cd為陽極，分別發(fā)生發(fā)生H+的還原反應和Cd的氧化反應，所以總反應方

程式為：Cd+2HC1CdCh+H2?,B項正確；C項，由于通過該界面的總電量為5.0C,其中H+遷移

的電量為4.1C,所以C1-遷移的電量為0.9C,所以HC1溶液中H+遷移速率約為C1的4.6倍，C項正確；D

項，正負極若反接，則上端的Pt電極為陽極，C1-在Pt電極處發(fā)生氧化反應生成C12,D項錯誤；故選D。

【難題高分練】

1.（2020?山東新高考卷）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下

圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是（）

A.陽極反應為2H2O-4e-=4H++O2T

B.電解一段時間后，陽極室的pH未變

C.電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移

D.電解一段時間后，a極生成的02與b極反應的02等量

【答案】D

【解析】a極析出氧氣，氧元素的化合價升高，做電解池的陽極，b極通入氧氣，生成過氧化氫，氧

元素的化合價降低，被還原，做電解池的陰極。A項，依據分析a極是陽極，屬于放氧生酸性型的電解，所

以陽極的反應式是2H2O-4e-=4H++O2f,故A正確，但不符合題意；B項，電解時陽極產生氫離子，氫離子

是陽離子，通過質子交換膜移向陰極，所以電解一段時間后，陽極室的pH值不變，故B正確，但不符合題

意；C項，有B的分析可知，C正確，但不符合題意；D項，電解時，陽極的反應為：2H2O-4e-=4H++O2f,

陰極的反應為：O2+2e-+2H+=H2O2,總反應為：O2+2H2O2H2O2,要消耗氧氣，即是a極生成的氧氣小于b

極消耗的氧氣，故D錯誤，符合題意；故選D。

2.(2020?新課標I卷)科學家近年發(fā)明了一種新型Zn-CCh水介質電池。電池示意圖如圖，電極為金屬

鋅和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CO2被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一

種新途徑。

下列說法錯誤的是()

A.放電時，負極反應為Zn-2e-+4OH=Zn(OH)42+

B.放電時，1molCCh轉化為HCOOH,轉移的電子數為2moi

C.充電時，電池總反應為2Zn(OH)42+=2Zn+O2f+4OH-+2H2。

D.充電時，正極溶液中OFT濃度升高

【答案】D

【解析】由題可知，放電時，CCh轉化為HCOOH,即CO2發(fā)生還原反應，故放電時右側電極為正極,

左側電極為負極，Zn發(fā)生氧化反應生成Zn(OH)42+；充電時，右側為陽極，HzO發(fā)生氧化反應生成。2,左

側為陰極，ZnQHM+發(fā)生還原反應生成Zn。A項，放電時，負極上Zn發(fā)生氧化反應，電極反應式為：

Zn-2e+4OH=Zn(OH)42+,故A正確，不選；B項，放電時，CCh轉化為HCOOH,C元素化合價降低2,則

1molCCh轉化為HCOOH時，轉移電子數為2mol,故B正確，不選；C項，充電時，陽極上壓。轉化為

Ch,負極上ZnCOHM+轉化為Zn,電池總反應為：2Zn(OH)42+=2Zn+C)2T+4OH-+2H2。，故C正確，不選；D

項,充電時，正極即為陽極，電極反應式為：2H2O-4e-=4H++O2f,溶液中H+濃度增大,溶液中c(H+)?c(OH-)=Kw,

溫度不變時，Kw不變，因此溶液中OH-濃度降低，故D錯誤，符合題意；故選D。

3.四甲基氫氧化鏤［(CH3)4NOH］常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化鏤［(CH3)4NC1］為原料，采用電

滲析法合成KCH3)4NOH］,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()

(CH3)4NC1稀溶液NaCl濃溶液

A.N為電源正極

B.b極電極反應式：4OH-4e=O2t+2H2O

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】以四丁基澳化鏤［(CH3)4NC1］為原料，采用電滲析法合成［(CH3)4NOH］的過程中，根據第三個

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--4-=ChT+2H2。。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：4OH-4e=O2t+2H2O,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-=H2f,b電極為氫氧根

離子放電生成氧氣4OJT-4e「=O2T+2H2。，標況下制備lmol(CH3)4NOH,轉移電子是Imol,a、b兩極產生

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。

4.全鋼液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現化學能和電能相互轉化的裝置(如

圖)。

外加電源或負極

已知：

①溶液呈酸性且陰離子為SO42-；

②溶液中顏色：V3+綠色，V2+紫色，VO2+黃色，VO2+藍色；

③放電過程中，右槽溶液的顏色由紫色變成綠色。

下列說法不正確的是（）

A.放電時B極為負極

B.放電時若轉移的電子數為3.01x1023個，則左槽中H+增加0.5mol

C.充電過程中左槽的電極反應式為：VO2++H2O-e-=VO2++2H+

D.充電過程中H+通過質子交換膜向右槽移動

【答案】B

【解析】A項，根據③放電過程中，右槽溶液的顏色由紫色變成綠色，結合V3+綠色，V2+紫色，說明

放電時，右槽電極上失去V2+電子，發(fā)生氧化反應，電極反應式為：V2+-e=V3+,則B電極為負極，A電極

為正極，A正確；B項，根據選項A分析可知：A電極為正極，B電極為負極，正極上發(fā)生還原反應：

++2++

VO2+2H+e=VO+H2O,可知：每反應轉移1mol電子，反應消耗2molH,放電時若轉移的電子數為

3.01X1023個即轉移0.5mol電子，則左槽中H+減少0.5mol,B錯誤；C項，充電時，左槽為陽極，失去電

子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：VO2++H2Oe=VO2++2H+,C正確；D項，充電時，左槽為陽極，發(fā)生氧

化反應：VO2++H2Oe=VO2++2H+,H+通過質子交換膜向右槽移動，D正確；故選B。

5.光電池在光照條件下可產生電流，如圖裝置可以實現光能源的充分利用，雙極性膜可將水解離為

H+和OH\并實現其定向通過。下列說法不正確的是（）

A.該裝置可利用光能實現水的分解

B.光照過程中陰、陽極區(qū)溶液中的pH均基本不變

C.再生池中的反應為2V2++2H+上2V3++H2T

D.每有ImolOH-通過雙極性膜，可產生5.6L（標準狀況）的

【答案】B

【解析】A項，由圖可知，該裝置將光能轉化為化學能并分解水，故A正確；B項，雙極性膜可將水

解離為H+和OH-,由圖可知，H+進入陰極，OH進入陽極，則雙極性膜可控制其兩側溶液分別為酸性和堿

性，則光照過程中陰、陽極區(qū)溶液中的pH均發(fā)生改變，故B錯誤；C項，由分析知，再生池中的反應為

2V2++2H+演化苑2V3++H2T,故C正確；D項，陽極區(qū)反應式為4OH--4e=2H2O+O2T，每有ImolOH通過雙極

性膜，生成0.25moK）2,其標準狀況下體積為5.6L,故D正確；故選B。

6.高鐵酸鈉（NazFeCU）是一種新型高效多功能凈水劑，電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉的裝置如圖①

所示。下列說法不正確的是（）

c(NaOH)/(mol-L*)

IM圖②

2

A.X為電源負極，鐵電極發(fā)生的電極反應式是：Fe-6e-+80H-=FeO4-+4H2O

B.離子交換膜為陽離子交換膜

C.當生成L66gNa2FeO4時，收集到的氣體在標準狀況下的體積是672mL

D.NaOH溶液的初始濃度與電解后生成的Na2FeO4濃度的變化關系如圖②所示，“NazFeCU)降低的原

因可能是發(fā)生了副反應

【答案】B

【解析】A項，圖①中，Fe作陽極失去電子，即Y是正極，所以X是負極，陽極發(fā)生的電極方程式

2

為：Fe-6e-+8OH-=FeO?'+4H2O,故A正確；B項，鐵是陽極，電極反應式為Fe-6e-+8OH-=FeO4-+4H2O,

Ni電極上氫離子放電，電極反應式為2H2O+2e=H2T+2OH-,圖①中的離子交換膜為陰離子交換膜，OH自

左向右移動，電解時陽極區(qū)pH降低、陰極區(qū)pH升高，故B錯誤；C項，X電極這邊的電極方程式是：

2

6H2O+6e=3H2T+6OH-,即生成氫氣，總反應方程式為：Fe+2OH-+2H2O=FeO4-+3H2T,1.66gNa2FeO4即為

0.01mol,根據化學計量關系可得到n(H2)=0.03mol,標況下體積為672mL,故C正確；D項，NazFeCU只在

強堿性條件下穩(wěn)定，當c(OH)降低，NazFeCU穩(wěn)定性變差，且反應慢，當c(OH-)過高，鐵電極上有氫氧化鐵

生成，使NazFeCU產率降低，故D正確。

7.廢水中的乙酸鈉和氯苯(CIY'可以利用微生物電池除去，其原理如圖所示，下列說法錯誤的是

A.該裝置能將化學能轉化為電能

B.B極上發(fā)生氧化反應

C.每有1molCH3coeT被氧化，廢水中通過8mol電子

D.A極電極反應式為0YZ)>+2e-+H+=—C1+O

【答案】C

【解析】該裝置是原電池，能將化學能轉化為電能，A項正確;原電池中陽離子向正極移動，所以B

極是負極，發(fā)生氧化反應，B項正確;電子只能通過導線傳遞，不能通過溶液，C項錯誤;A極是正極，電極

反應式為aYZ>+2e-+H+==C「+O,D項正確。

8.儲氫可借助有機物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應來實現脫氫和加氫：C6H12(g)C6H6(g)

+3H2(g)o一定條件下，下圖裝置可實現有機物的電化學儲氫：

.電蚪B

知1幡性電極DHI鄉(xiāng)孔情性也極E

含隼的物硒敢分散一

為的混合氣體-

1"mol的混合氣體.；

典中裝的物質的看

分數為24%高分子電蟀質腹

下列說法不正確的是()

A.多孔惰性電極D為陰極

B.從多孔惰性電極E產生的氣體是氧氣

C.高分子電解質膜為陰離子交換膜

D.上述裝置中生成目標產物的電極反應式為C6H6+6H++6e=C6H12

【答案】C

【解析】根據圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是負極、B是正極；

該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發(fā)生的反應為生產目標產物，陰極上苯得電子在酸性條件下反應生成環(huán)

己烷。A項，根據分析，可知D為陰極，A正確；B項，陰極上苯和氫離子生成環(huán)己烷，氫離子由水產生，

同時還生成氧氣，所以電極E產生的氣體是氧氣，B正確；C項，陰極上苯和氫離子生成環(huán)己烷，氫離子

由水產生，即氫離子通過高分子電解質膜，所以為陽離子交換膜，C錯誤；D項，該實驗的目的是儲氫，所

以陰極上發(fā)生的反應為生產目標產物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，所以電極反應式為

C6H6+6H++6e=C6H⑵D正確；故選C。

9.“三室法”制備燒堿和硫酸示意圖如下，下列說法正確的是（）

A.電極A為陽極，發(fā)生氧化反應

B.離子交換膜A為陰離子交換膜

C.稀硫酸從c處進，濃NaOH溶液從b處出，濃Na2s04溶液從e處進

D.Na+和SCU2-遷移的數量和等于導線上通過電子的數量

【答案】C

【解析】根據題意和裝置圖，利用“三室法”制備燒堿和硫酸，則兩個電極一邊產生硫酸，一邊產生燒

堿，e處加入的應為硫酸鈉溶液，鈉離子與硫酸根離子通過離子交換膜A、B向兩極移動，根據B電極上生

成氧氣，即電解質溶液中的氧元素，由-2價變?yōu)?價，化合價升高失電子，發(fā)生氧化反應，則電極B為陽

+

極，硫酸根離子通過離子交換膜B向電極B移動，陽極反應為2H2O-4e=O2T+4H,則c處加入的為稀硫酸，

d處流出的為濃硫酸；電極A為陰極，Na+透過離子交換膜A向電極A移動，a加入的為稀氫氧化鈉溶液,

b流出的為濃氫氧化鈉溶液，電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2bA項，根據分析，電極A為陰極，發(fā)生還

原反應，故A錯誤；B項，Na+透過離子交換膜A向電極A移動，則離子交換膜A為陽離子交換膜，故B

錯誤；C項，稀硫酸從c處進，濃NaOH溶液從b處出，濃Na2s04溶液從e處進，故C正確；D項，一個

電子帶一個單位的負電荷，Na+帶一個單位的正電荷，硫酸根離子帶兩個單位的負電荷，Na+遷移的數量等

于導線上通過電子的數量，導線上通過電子的數量等于硫酸根離子遷移數量的兩倍，故D錯誤；故選C。

10.已知某高能鋰離子電池的總反應為：2Li+FeS=Fe+Li2S,電解液為含LiPF6-SO(CH3)2的有機溶液

(Li+可自由通過)。某小組以該電池為電源電解廢水并獲得單質饃，工作原理如圖所示。

X

碳沱J*1*就保碳棒

、含集離子、

氯離子的

酸性庾水

含Ba(OH)[

廢水、?

陽離子交換膜陰離子交換膜

下列分析正確的是()

A.X與電池的Li電極相連

B.電解過程中c(BaCb)保持不變