高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測（六）電解質(zhì)介質(zhì)和隔膜在電化學(xué)的作用（練）（原卷版+答案解析）

專題講座（六）隔膜在電化學(xué)的作用

第一部分：高考真題感悟

1.（2023?海南?高考真題）某燃料電池主要構(gòu)成要素如圖所示，下列說法正確的是

A.電池可用于乙醛的制備

B.b電極為正極

C.電池工作時，a電極附近pH降低

D.a電極的反應(yīng)式為02+4—4H+=2H2O

2.（2023?山東?高考真題）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電

能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水,采用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3COO

的溶液為例）。下列說法錯誤的是

+

A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO+2H2O-8e-=2CO2+7H

B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1

3.（2023?山東?高考真題）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(yīng)為2HQ-4e-=4H++。2T

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(yīng)的02等量

4.（2023?天津?高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極H上有02生成，F(xiàn)ezCh逐漸溶解，下列判

斷簿誤的是

陰離子交換膜質(zhì)子交換服

A.a是電源的負(fù)極

B.通電一段時間后，向石墨電極n附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色

c.隨著電解的進(jìn)行,CuC12溶液濃度變大

D.當(dāng)O.OlmolFezOs完全溶解時，至少產(chǎn)生氣體336mL（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

5.（2023?山東?高考真題）設(shè)計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CO”

將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoOz（s）轉(zhuǎn)化為Co",工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(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。下列說法正確的是

A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸

+2+

C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e=Li+Co+4OH

D.若甲室C<?+減少200mg,乙室Co?+增加300mg,則此時已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移

第二部分：最新模擬精練

完卷時間：50分鐘

一、選擇題（每小題只有一個正確選項，共12*5分）

1.（2023廣西柳州?模擬預(yù)測）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO?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，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供

了一種新途徑。下列說法正確的是

H，O

A.放電時，負(fù)極區(qū)pH升高

B.放電時，ImolCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4moi

C.充電時，Zn電極連電源正極

D.充電時,產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。2,生成的Zn為130g

2.（2023?廣西玉林?一模）水是魚類賴以生存的環(huán)境，較好的水質(zhì)能減少魚類疾病的發(fā)生，更有利于魚類的

生長和生存。世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會網(wǎng)介紹了一種利用電化學(xué)原理凈化魚池中水質(zhì)的方法，其裝置如圖所示。

下列說法正確的是

XY

r電源

質(zhì)子膜

A.Y為電源的正極

B.陰極反應(yīng)式為2NOg+10e-+12H+=N2T+6H2。

C.將該裝置放置于高溫下，可以提高其凈化效率

D.若BOD為葡萄糖（C6Hl2。6）,貝I1mol葡萄糖被完全氧化時，理論上電極上流出22moiy

3.（2023?河南河南?二模）天津大學(xué)某科研團(tuán)隊利用電解原理，實現(xiàn)了兩電極體系中甲酸和辛月青的高選擇性

合成，其工作原理如下圖所示。下列說法正確的是

■j直流電源I

|co2

CH3(CH2)6CN辛晴

CH3(CH2)7NH2辛胺

質(zhì)子交換膜Ni2P

注：不考慮電極的副反應(yīng)。n

A.Ni2P電極與直流電源的負(fù)極相連

B.通電一段時間后，In/ImCh-x電極附近溶液的pH不變

C.工作時，每轉(zhuǎn)移21noi電子陰極室和陽極室中溶液的質(zhì)量變化相差46g

D.理論上整個反應(yīng)過程的原子利用率為100%

4.（2023?江西江西?模擬預(yù)測）我國學(xué)者開發(fā)了一種新型高效電解析氫（HER）催化劑，大幅降低了電解所需

的電壓，同時可將H2s氣體變廢為寶。其工作原理如圖所示，下列說法正確的是

A.Y電極可選擇鐵

B.X的電極反應(yīng)式為2Hq+2e-=H2T+2OFT

C.吸收H2s的反應(yīng)的離子方程式為H2s+2Fe3+=2Fe?++SJ+2H*

D.當(dāng)回收32t硫時，理論上有2xlC）6molH+通過M由a流向b

5.（2023?河南開封?一模）K-O2電池結(jié)構(gòu)如圖所示，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀。關(guān)于該電池,

下列說法錯誤的是

02

有機(jī)電解質(zhì)1有機(jī)電解質(zhì)2

A.正極反應(yīng)式為Ch+2e—+K+=KCh

B.隔膜允許K+通過，不允許02通過

C.放電時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極

D.用此電池電解CuCb溶液，理論上消耗3.9gK時，產(chǎn)生3.2gCu

6.（2023?河南焦作?一模）磷酸鐵鋰（LiFePCU）電池因特別適于作動力方面的應(yīng)用，故稱作磷酸鐵鋰動力電池。

磷酸鐵鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，充電時總反應(yīng)是C6+LiFePO4=Lii.xFePO4+LixC6,下列說法中錯誤的是

A.LiFePCU作為電池的正極，與鋁箔相連

B.聚合物隔膜將正、負(fù)極隔開，可使電子通過

C.放電時，正極反應(yīng)式為Lii-xFePC）4+xLi++xe-=LiFePO4

D.放電時，Li+從負(fù)極移向正極

7.（2023?安徽池州?模擬預(yù)測）我國科學(xué)家最近研發(fā)出一種新型納米硅鋰電池，可反復(fù)充電3萬次，電池容

充電

A.電池放電時，Li+由N極移向M極

B.電池放電時，電池正極反應(yīng)式為Lii-xTiO2+xLi++xe-=LiTiO2

C.精制的飽和食鹽水通入陽極室

D.負(fù)極質(zhì)量減輕7g時，理論上最多可制得40gNaOH

8.（2023?湖南?模擬預(yù)測）“四室電滲析法”可用來制備某些化工產(chǎn)品，原理如圖所示，陽極室中電解質(zhì)溶液

為稀硫酸，陰極室中電解質(zhì)溶液為稀NaOH溶液。下列說法正確的是

A.陰極材料起導(dǎo)電作用，也可以換成銅、鐵、鋁鋰等金屬材料

B.若原料室加入濃Nai溶液，產(chǎn)品室每得到1molHI,陽極室溶液減少9g

C.該裝置的優(yōu)點之一為電解后在陰極一定可以得到較濃的氫氧化鈉溶液

D.若原料室加入濃NaH2P02溶液，陽極室電解質(zhì)溶液用H3P02溶液代替稀硫酸，并撤去陽極室與產(chǎn)品室

間的陽膜，會更有利于制備H3P02

9.（2023?吉林吉林?模擬預(yù)測）利用如圖HCOOH燃料電池裝置，獲得電能的同時還可以得到KHCO3>K2SO4o

下列說法錯誤的是

陽離子膜

A.通入02的電極為電池正極

B.放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)X為H2s04

C.負(fù)極電極反應(yīng)式為HCOO+2OH--2e=HCO；+H20

D.每生成1molKHCO3,有1molK+通過陽離子膜

10.（2023?陜西?西安中學(xué)模擬預(yù)測）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采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H2O解離為H+和OH,并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法不正確的

是

A.鉛電極連接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.陽極區(qū)，Br2是氧化劑，把乙二醛氧化成乙醛酸

C.雙極膜中間層中的0H-在外電場作用下向石墨電極方向遷移

D.外電路中遷移2moi電子，理論上能制得2moi乙醛酸

11.（2023?湖北?華中師大一附中模擬預(yù)測）利用硫酸銃溶液可通過離子交換膜組合工藝獲得Mn、MnO?、

H2SO4,原理如圖所示:

下列說法中正確的是

A.交換膜a為陰離子交換膜

+

B.陽極電極反應(yīng)式為Mi?++2e+2H2O=MnO2+4H

C.陰極區(qū)若pH過低，則銃的產(chǎn)率降低，此時陰極副產(chǎn)物為H?

D.電解過程中，每有0.2NA個電子通過，可產(chǎn)生9.8gH2sO,

12.（2023?寧夏石嘴山?模擬預(yù)測）電滲析法是海水淡化的常用方法之一、一種利用微生物對有機(jī)廢水進(jìn)行處

理的電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置在廢水處理的同時還可以進(jìn)行海水淡化。下列說法正確的是

A.該裝置工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，M為正極

B.X為陰離子交換膜，Y為陽離子交換膜

C.M極電極反應(yīng)式為CH3CHO+1OOH-10e=2CO2T+7H2O

D.當(dāng)有l(wèi)molNa+通過離子交換膜時，N極消耗的空氣體積約為26.7L

二、主觀題（共3小題，共40分）

13.（2023?河北?磁縣第二中學(xué)模擬預(yù)測）（14分）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)，鋼鐵生銹現(xiàn)象卻隨處可見,

為此每年國家損失大量資金。

（1）鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的正極電極反應(yīng)式為：

（2）為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖①所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R

可以采用O

A.銅B.鈉C.鋅D.石墨

（3）圖②所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的極。

（4）鋼鐵的防護(hù)除了用電化學(xué)保護(hù)方法之外，在鋼鐵制品表面鍍銅也可以有效地防止其腐蝕，電鍍的裝置如

圖所示：

①電鍍裝置圖的“直流電源”中，（填“a”或"b”）是正極。Fe電極反應(yīng)式為；

②接通電源前，裝置圖中的銅、鐵兩個電極質(zhì)量相等，電鍍完成后，將兩個電極取出，用水小心沖洗干凈、

烘干，然后稱量，二者質(zhì)量之差為5.12g,由此計算電鍍過程中電路中通過電子的物質(zhì)的量為。

③上述鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕。請簡要說明鍍銅鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕的原因：。

14.（2023?北京?模擬預(yù)測）（12分）回答下列問題

⑴氫碘酸也可以用“電解法”制備，裝置如圖所示。其中雙極膜（BPM）是陰、陽復(fù)合膜，在直流電的作用下,

陰、陽膜復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH-；AB為離子交換膜。

①B膜最佳應(yīng)選擇o

②陽極的電極反應(yīng)式是

③少量的:T因濃度差通過BPM膜，若撤去A膜，其缺點是o

（2）利用電化學(xué)高級氧化技術(shù)可以在電解槽中持續(xù)產(chǎn)生QH,使處理含苯酚（C6H50H）廢水更加高效，裝置如

下圖所示。已知a極主要發(fā)生的反應(yīng)是02生成H2O2,然后在電解液中產(chǎn)生QH并迅速與苯酚反應(yīng)。

含苯酚廢水（pH=3）

①b極連接電源的極（填“正”或'負(fù)"）。

②a極的電極反應(yīng)式為o

③除電極反應(yīng)外，電解液中主要發(fā)生的反應(yīng)方程式有o

15.（2023?重慶?三模）（14分）回答下列問題：

⑴我國某科研團(tuán)隊設(shè)計了一種電解裝置，將CO2和NaCl高效轉(zhuǎn)化為CO和NaClO,原理如圖1所示:

通入CO2氣體的一極為（填“陰極”、“陽極”、“正極”或“負(fù)極）寫出該極的電極反應(yīng)式：o

（2）全帆液流電池是利用不同價態(tài)的含帆離子在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)，其電池結(jié)構(gòu)如圖2所示。已知酸性溶

液中鋼以VO；（黃色）、V2+（紫色）、V02+（藍(lán)色）、V3+（綠色）的形式存在。放電過程中，電池的正極反應(yīng)式為

，右側(cè)儲液罐中溶液顏色變化為o

（3）如果用全鈾液流電池作為圖1電解裝置的電源，則催化電極b應(yīng)與該電池的極（填"X，或"Y，）相連;

若電解時電路中轉(zhuǎn)移0.4mol電子，則理論上生成NaClO的質(zhì)量為g；電池左儲液罐溶液中n（H+）的

變化量為

專題講座（六）隔膜在電化學(xué)的作用

第一部分：高考真題感悟

1.（2023?海南?高考真題）某燃料電池主要構(gòu)成要素如圖所示，下列說法正確的是

A.電池可用于乙醛的制備

B.b電極為正極

C.電池工作時，a電極附近pH降低

+

D.a電極的反應(yīng)式為O2+4e-4H=2H2O

【答案】A

【解析】該燃料電池中，乙烯和水發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入乙烯和水的電極是負(fù)極，氧氣易

得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的電極是正極，由圖可知負(fù)極上乙烯和水生成乙醛和氫

離子，氫離子移向正極，正極上氧氣和氫離子反應(yīng)生成水，x為水。A.該電池將乙烯和水

轉(zhuǎn)化為了乙醛，可用于乙醛的制備，故A符合題意；B.根據(jù)分析，a電極為正極，b電極

+

為負(fù)極，故B不符合題意；C.電池工作時，氫離子移向正極，a電極的反應(yīng)式為O2+4e-+4H

=2比0,a電極附近pH升高，故C不符合題意；D.根據(jù)分析，a電極為正極，正極發(fā)生還

原反應(yīng)，a電極的反應(yīng)式為O2+4er4H+=2氏0,故D不符合題意；答案選A。

2.（2023?山東?高考真題）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理

有機(jī)廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化。現(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下

圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3coO-的溶液為例）。下列說法錯誤的是

+

A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO+2H2O-8e=2CO2+7H

B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1

【答案】B

【解析】據(jù)圖可知a極上CH3coCF轉(zhuǎn)化為CO2和H+,C元素被氧化，所以a極為該原電池

的負(fù)極，則b極為正極。A.a極為負(fù)極，CH3coeT失電子被氧化成C02和H+,結(jié)合電荷

守恒可得電極反應(yīng)式為CH3coeT+2H2O-8e-=2CO2T+7H+,故A正確；B.為了實現(xiàn)海水的

淡化，模擬海水中的氯離子需要移向負(fù)極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需要

移向正極，即b極，則隔膜2為陽離子交換膜，故B錯誤；C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時,

根據(jù)電荷守恒可知，海水中會有ImolCF"移向負(fù)極，同時有l(wèi)molNa+移向正極，即除去

ImolNaCL質(zhì)量為58.5g,故C正確；D.b極為正極，水溶液為酸性，所以氫離子得電子

產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)式為2H++2e=H2T，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移8moi電子時，正極產(chǎn)生4moi氣體，根

據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知負(fù)極產(chǎn)生2moi氣體，物質(zhì)的量之比為4:2=2:1,故D正確；故答案為B。

3.（2023.山東.高考真題）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(yīng)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(yīng)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.依據(jù)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(yīng)式是2H2O-4e-=4H++O2f,故A正確，但不符合題意；B.

電解時陽極產(chǎn)生氫離子，氫離子是陽離子，通過質(zhì)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.有B的分析可知，C正確，但不符合題

意；D.電解時，陽極的反應(yīng)為：2H2O-4e-=4H++O2T，陰極的反應(yīng)為：C）2+2e-+2H+=H2O2,總

反應(yīng)為：O2+2H2O=2H2O2）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。

4.（2023?天津?高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極H上有02生成，F(xiàn)ezCh逐

漸溶解，下列判斷錯誤的是

石■[---------------------------*石■

電極|二,直流電源T、電極“

（3:^三|溶液

陰離子交換膜質(zhì)子?交換?!

A.a是電源的負(fù)極

B.通電一段時間后，向石墨電極II附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色

C.隨著電解的進(jìn)行，CuCL溶液濃度變大

D.當(dāng)OOlmolFezO3完全溶解時，至少產(chǎn)生氣體336mL（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

【答案】C

【解析】通電后石墨電極II上有02生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，說明石墨電極H為陽極，則電源

b為正極，a為負(fù)極，石墨電極I為陰極。A.由分析可知，a是電源的負(fù)極，故A正確；B.石

墨電極n為陽極，通電一段時間后，產(chǎn)生氧氣和氫離子，所以向石墨電極n附近滴加石蕊溶

液，出現(xiàn)紅色，故B正確；c.隨著電解的進(jìn)行，銅離子在陰極得電子生成銅單質(zhì)，所以

CuCL溶液濃度變小，故C錯誤；D.當(dāng)OOlmolFe?。?完全溶解時，消耗氫離子為0.06mol,

根據(jù)陽極電極反應(yīng)式2H2O-4e-=C）2+4H+,產(chǎn)生氧氣為0.015mol,體積為336mL（折合成標(biāo)

準(zhǔn)狀況下），故D正確；故選C。

5.（2023?山東?高考真題）設(shè)計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C。?，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoOJs）轉(zhuǎn)化為c02+,工作時保持厭

氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(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。

下列說法正確的是

A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸

+2+

C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e=Li+Co+4OH

D.若甲室Co?+減少200mg,乙室Co?+增加300mg,則此時己進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移

【答案】BD

【解析】由于乙室中兩個電極的電勢差比甲室大，所以乙室是原電池，甲室是電解池。

A.電池工作時，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，同時生成H+,

電極反應(yīng)式為CH3co0-8e-+2H20=2C02f+7H+,H+通過陽膜進(jìn)入陰極室，甲室的電極反

應(yīng)式為Co2++2e=Co,因此，甲室溶液pH逐漸減小，A錯誤；B.對于乙室，正極上LiCoCh

得到電子，被還原為C。2+,同時得到Li+,其中的02一與溶液中的H+結(jié)合H2O,電極反應(yīng)

式為2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2co2++4H2O,負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為CH3coO=8c+2H2O

=2C02T+7H+,負(fù)極產(chǎn)生的H+通過陽膜進(jìn)入正極室，但是乙室的H+濃度仍然是減小的，因

此電池工作一段時間后應(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

++2+

0H,乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+4H=Li+Co+2H2O,C錯誤；D.若甲室Co?+減少200

02。

mg,則電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為"0=京產(chǎn)7、2=0.006811101；若乙室Co?+增加300mg,則轉(zhuǎn)

59g/mol

移電子的物質(zhì)的量為〃(e-)=U11x1=0.005Imol,由于電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量不等，說明此

59g/mol

時已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移，即將乙室部分溶液轉(zhuǎn)移至甲室，D正確；故合理選項是BD。

第二部分：最新模擬精練

完卷時間：50分鐘

一、選擇題(每小題只有一個正確選項，共12*5分)

1.(2023?廣西柳州?模擬預(yù)測)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO,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，溫室氣體COe被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等,

為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法正確的是

A.放電時，負(fù)極區(qū)pH升高

B.放電時，ImolCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為41noi

C.充電時，Zn電極連電源正極

D.充電時，產(chǎn)生22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。2，生成的Zn為130g

【答案】D

【解析】A.負(fù)極上Zn失電子，生成Z/+,Zd+結(jié)合OH生成Zn(OH)廣，消耗了溶液中的

氫氧根離子，負(fù)極區(qū)pH下降，A錯誤；B.放電時，正極反應(yīng)為CC)2+2H++2e-=HCOOH,

ImolCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol,B錯誤；C.充電時，Zn電極連接電源負(fù)

極，陰極反應(yīng)為Zn(OH)j+2e-=Zn+4OlT,C錯誤；D.充電時總反應(yīng)式為

2Zn(OH)；-.通電2Zn+O：1+4OH+2H2。,生成Imol氧氣的同時，生成Zn2mol,即生

成的Zn為130g,D正確；故答案選D。

2.（2023?廣西玉林?一模）水是魚類賴以生存的環(huán)境，較好的水質(zhì)能減少魚類疾病的發(fā)生，

更有利于魚類的生長和生存。世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會網(wǎng)介紹了一種利用電化學(xué)原理凈化魚池中水

質(zhì)的方法，其裝置如圖所示。下列說法正確的是

XY

r電源「

質(zhì)子膜

A.Y為電源的正極

B.陰極反應(yīng)式為2NC）!+10e-+12H+=N2T+6H2。

C.將該裝置放置于高溫下，可以提高其凈化效率

D.若BOD為葡萄糖（C6Hl2。6）,貝UImol葡萄糖被完全氧化時，理論上電極上流出22moie-

【答案】B

【解析】從裝置圖中可知，X電極連接的電極上發(fā)生反應(yīng)是微生物作用下BOD、H20生成

CO2,Y電極連接電極上，微生物作用下，硝酸根離子生成了氮?dú)?，氮元素化合價降低，發(fā)

生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，則Y為負(fù)極，X為正極。A.Y電極連接電極上，微生物作

用下，硝酸根離子生成了氮?dú)?，氮元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，則Y

為電源的負(fù)極，故A錯誤；B.陰極是硝酸根離子生成了氮?dú)?，氮元素化合價降低，發(fā)生還

原反應(yīng)，陰極反應(yīng)式為2NO!+10e-+12H+=N2T+6H20,故B正確；C.若該裝置在高溫下進(jìn)

行，催化劑微生物被滅活，則凈化效率將降低，故C錯誤；D.若BOD為葡萄糖（C6Hl2。6）,

則Imol葡萄糖被完全氧化時，碳元素化合價0價變化為+4價，理論上電極上流出電子的物

質(zhì)的量：4e-x6=24mole,故D錯誤；故選：B。

3.（2023?河南河南?二模）天津大學(xué)某科研團(tuán)隊利用電解原理，實現(xiàn)了兩電極體系中甲酸和

辛睛的高選擇性合成，其工作原理如下圖所示。下列說法正確的是

4直流電源’

CH3(CH2)6CN辛晴

CH3(CH2)7NH2辛胺

In/In203T質(zhì)子交換膜QNi2P

注：不考慮電極的副反應(yīng)。

A.Ni2P電極與直流電源的負(fù)極相連

B.通電一段時間后，In/ImCh.x電極附近溶液的pH不變

C.工作時，每轉(zhuǎn)移2moi電子陰極室和陽極室中溶液的質(zhì)量變化相差46g

D.理論上整個反應(yīng)過程的原子利用率為100%

【答案】D

【解析】有機(jī)反應(yīng)中：加氧去氫為氧化，加氫去氧為還原，左側(cè)In/In203f電極上是CO2加

氫生成HCOOH,發(fā)生還原反應(yīng)，故該電極是電解池陰極，右側(cè)Ni2P電極上是CH3(CH2)7NH2

去氫生成CH3(CH2)6CN,發(fā)生氧化反應(yīng)，故該電極是電解池陽極；A.根據(jù)分析，Ni2P電極

是陽極，所以所連直流電源正極，A錯誤；B.通電一段時間后，In/ImCh”電極附近HCOOH

濃度變高，其電離的H+變多，所以溶液pH變小，B錯誤；C.陽極電極反應(yīng)式為

+

CH3(CH2)7NH2-4e--CH3(CH2)6CN+4H,陰極電極反應(yīng)式為

+

CO2+2e+2H=HCOOH，每轉(zhuǎn)移2moi電子,根據(jù)電極反應(yīng)式可以看到，陰極會有ImolCCh

進(jìn)入結(jié)合H+生成HCOOH,增加質(zhì)量為44g,陽極會生成2moiH+,且H+會通過陽離子交換膜

轉(zhuǎn)移至陰極區(qū)，陰極區(qū)質(zhì)量增加2g,陽極區(qū)質(zhì)量減少2g,所以兩極室質(zhì)量差是48g,C錯

誤；D.理論上，電路上每轉(zhuǎn)移2moi電子，陽極損失2moiH+,H+全部轉(zhuǎn)移至陰極區(qū)結(jié)合

CO2生成HCOOH,沒有任何材料浪費(fèi)，所以原子利用率為100%,D正確；綜上，本題選

D?

4.(2023?江西江西?模擬預(yù)測)我國學(xué)者開發(fā)了一種新型高效電解析氫(HER)催化劑，大幅降

低了電解所需的電壓，同時可將H2s氣體變廢為寶。其工作原理如圖所示，下列說法正確的

是

A.Y電極可選擇鐵

B.X的電極反應(yīng)式為2H2。+2b=凡個+2。11一

3+2++

C.吸收H2S的反應(yīng)的離子方程式為H2s+2Fe=2Fe+S；+2H

D.當(dāng)回收32t硫時，理論上有2xl()6molH+通過M由a流向b

【答案】C

【解析】根據(jù)圖示，左側(cè)氫離子得電子生成氫氣，故左側(cè)X為陰極，右側(cè)Y為陽極，亞鐵

離子失去電子生成鐵離子，鐵離子與H2s發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到S。A.Y為電解池陽極，

若選擇鐵作電極，則電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe?+,A錯誤；B.X的電極反應(yīng)式為

+

2H+2e=H2T,B錯誤；C.吸收H2s反應(yīng)的離子方程式為H2s+2Fe?+=2Fe?++SJ+2H+,

C正確；D.當(dāng)回收32t硫時，S元素化合價由-2價升高為。價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為：

3

32x10^xl0gx2=2xlQ6mol,故理論上有2xi（）6moiH+通過M由b流向a,D錯誤；故選

32g/mol

Co

5.（2023?河南開封?一模）K-Ch電池結(jié)構(gòu)如圖所示，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀。

關(guān)于該電池，下列說法錯誤的是

有機(jī)電解質(zhì)1有機(jī)電解質(zhì)2

A.正極反應(yīng)式為O?+2e—+K+=KC）2

B.隔膜允許K+通過，不允許02通過

C.放電時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極

D.用此電池電解CuCL溶液，理論上消耗3.9gK時，產(chǎn)生3.2gCu

【答案】A

【解析】由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，鉀失去電子發(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，氧氣在鉀離子作用下得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化

鉀，電極反應(yīng)式為Oz+e—+K+=KO2。A.由分析可知，b電極為正極，氧氣在鉀離子作用下

得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀，電極反應(yīng)式為02+e-+K+=K02,故A錯誤；B.鉀是

活潑金屬，易與氧氣反應(yīng)，所以電池工作時，隔膜允許鉀離子通過，不允許氧氣通過，故B

正確；C.由分析可知，放電時，a電極為原電池的負(fù)極，b電極為正極，電流由正極b電

極沿導(dǎo)線流向負(fù)極a電極，故C正確；D.由得失電子數(shù)目守恒可知，用此電池電解氯化銅

3.9s1

溶液,理論上消耗3.9g鉀時，陰極產(chǎn)生銅的質(zhì)量為39g/molx64g/mol=3.2g,故D正確；

故選Ao

6.（2023?河南焦作?一模）磷酸鐵鋰（LiFePCU）電池因特別適于作動力方面的應(yīng)用，故稱作磷

酸鐵鋰動力電池。磷酸鐵鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，充電時總反應(yīng)是C6

+LiFePO4=Lii-xFePO4+LixC6,下列說法中錯誤的是

A.LiFePCU作為電池的正極，與鋁箔相連

B.聚合物隔膜將正、負(fù)極隔開，可使電子通過

C.放電時，正極反應(yīng)式為Lii-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4

D.放電時，Li+從負(fù)極移向正極

【答案】B

【解析】充電時總反應(yīng)是C6+LiFePO4=Lii.xFePO4+LixC6,放電時總反應(yīng)是Lii-xFePO4+LixC6=

C6+LiFePO4,負(fù)極反應(yīng)式為：LixC6-xe=C6+xLi+,正極反應(yīng)式為LiiFeP04+xLi++xe-

=LiFePO4；A.由圖及電極反應(yīng)式分析可知，LiFePCU作為電池的正極，與鋁箔相連，故A

正確；B.電池放電時為原電池，負(fù)極中的Li+通過聚合物隔膜向正極遷移，電子不能通過聚

合物隔膜，故B錯誤；C.由電池總反應(yīng)可知，正極上LimFePCU得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以

正極電極反應(yīng)式為Lil一xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,故C正確；D.磷酸鐵鋰電池不含重金屬

和稀有金屬，是一種安全無毒無污染的綠色環(huán)保電池，故D正確；故答案選B。

7.（2023?安徽池州?模擬預(yù)測）我國科學(xué)家最近研發(fā)出一種新型納米硅鋰電池，可反復(fù)充電

充電

3萬次，電池容量只衰減了不到10%。電池反應(yīng)式為Lii-xTiCh+LixSiLiTiO2+Sio下列說

放電

法錯誤的是

A.電池放電時，Li+由N極移向M極

B.電池放電時，電池正極反應(yīng)式為LiiJTiO2+xLi++xe=LiTiO2

C.精制的飽和食鹽水通入陽極室

D.負(fù)極質(zhì)量減輕7g時，理論上最多可制得40gNaOH

【答案】A

【解析】電池反應(yīng)式為Li-TiCh+LixST黑?LiTiCh+Si,M極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為

+

LixSi-xe-=xLi+Si,N極為正極，電極反應(yīng)式LHxTiC?2+xLi++xe-=LiTiO2,電解池中，左側(cè)為

陽極，電極反應(yīng)式為2Cl-2e=C12T，右側(cè)電極為2H2O+2e-=H2f+2OH-。A.電池放電時，

陽離子向正極N移動，故A錯誤；B.電池放電時，N極為正極，電池正極反應(yīng)式為

+

Lii.xTiO2+xLi+xe-=LiTiO2,故B正確；C.電解池中左側(cè)電極為陽極，電極反應(yīng)式為

2Cr-2e=Cl2T，故陽極室通入精制的飽和食鹽水，故C正確；D.負(fù)極質(zhì)量減輕7g時，轉(zhuǎn)

7g

移電子;;一;--；xl=lmol,電解池中轉(zhuǎn)移Imol電子生成ImolNaOH,即生成

7g/mol

1molx40g/mol=40g,故D正確；故選：A。

8.（2023?湖南?模擬預(yù)測）“四室電滲析法”可用來制備某些化工產(chǎn)品，原理如圖所示，陽極

室中電解質(zhì)溶液為稀硫酸，陰極室中電解質(zhì)溶液為稀NaOH溶液。下列說法正確的是

A.陰極材料起導(dǎo)電作用，也可以換成銅、鐵、鋁鋰等金屬材料

B.若原料室加入濃Nai溶液，產(chǎn)品室每得到1molHI,陽極室溶液減少9g

C.該裝置的優(yōu)點之一為電解后在陰極一定可以得到較濃的氫氧化鈉溶液

D.若原料室加入濃NaH2P02溶液，陽極室電解質(zhì)溶液用H3PCh溶液代替稀硫酸，并撤去

陽極室與產(chǎn)品室間的陽膜，會更有利于制備H3P02

【答案】B

【解析】由電池裝置圖可知，該電池為電解池，左側(cè)石墨電極為陽極，水失去電子生成氧氣

和氫離子，右側(cè)石墨電極為陰極，水得到電子生成氫氣和氫氧根離子。A.鋁會和NaOH反

應(yīng)，鋰會與水反應(yīng)，不可以作陰極，A項錯誤；B.陽極電極反應(yīng)：2H2O-4e-=O2f+4H+,產(chǎn)

品室得到Imolffl,則有Imol氫離子通過陽膜轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品室，即陽極轉(zhuǎn)移Imol電子，生成

氧氣8g同時轉(zhuǎn)移氫離子1g,陽極室溶液減少9g,B項正確；C.陰極要得到濃的氧氧化鈉

溶液，原料室加入的溶液必須為鈉鹽，C項錯誤；D.撤掉陽極與產(chǎn)品室的陽膜，H3P02或

H3PO；在陽極可能會失電子被氧化成P0：,不利于制備H3Po2,D項錯誤；故答案選B。

9.（2023?吉林吉林?模擬預(yù)測）利用如圖HCOOH燃料電池裝置，獲得電能的同時還可以得

至IJKHCO3、K2S04O下列說法錯誤的是

A.通入O2的電極為電池正極

B.放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)X為H2s。4

C.負(fù)極電極反應(yīng)式為HCOO-+2OH-2e=HCO3+H2O

D.每生成1molKHCO3,有1molK卡通過陽離子膜

【答案】D

【解析】A.燃料電池中燃料失電子作負(fù)極，氧氣得電子作正極，A正確；B.由圖示可知,

放電過程中正極有K2s04生成，因此需補(bǔ)充的物質(zhì)X為H2so4,B正確；C.由圖示可知，

負(fù)極HCOOH失電子生成HCC）3，負(fù)極電極反應(yīng)式為：HCOO+2OH-2e=HCO3+H20,C

正確；D.每生成1molKHCO3,轉(zhuǎn)移2moi電子，則有2moiK卡通過陽離子膜，D錯誤；

答案選D。

10.（2023?陜西?西安中學(xué)模擬預(yù)測）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如下圖所示的

電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H20解離為H+和OH-,并在直流電場作用下分

別向兩極遷移。下列說法不正確的是

A.鉛電極連接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.陽極區(qū)，Bn是氧化劑，把乙二醛氧化成乙醛酸

C.雙極膜中間層中的0H-在外電場作用下向石墨電極方向遷移

D.外電路中遷移2moi電子，理論上能制得2moi乙醛酸

【答案】A

【解析】A.乙二酸的分子式為C2H2O4,乙醛酸的分子式為C2H2O3,碳原子的化合價由乙

二酸的+3價變?yōu)橐胰┧岬?2價，化合價降低得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則鉛電極與電源負(fù)極

相連，為電解池的陰極，A項錯誤；B.石墨電極為電解池的陽極，陽極失去電子化合價升

高，乙二醛的分子式為C2H2。2,碳原子的化合價為+1價，則Br2是氧化劑把乙二醛氧化成

乙醛酸，B項正確；C.陰離子向陽極移動，則氫氧根離子向石墨電極移動，C項正確；D.陰

+

極電極反應(yīng)式為：C2H2O4+2e-+2H=C2H2O3+H2O,陽極的電極反應(yīng)式：

C2H2O2-2e-+2OH-=C2H2O3+H2O,整個電路中電荷守恒，外電路中遷移2moi電子，陽

極上產(chǎn)生Imol的乙醛酸，陰極上產(chǎn)生Imol的乙醛酸，理論上能制得2moi乙醛酸，D項正

確；答案選A。

11.（2023?湖北?華中師大一附中模擬預(yù)測）利用硫酸銃溶液可通過離子交換膜組合工藝獲得

下列說法中正確的是

A.交換膜a為陰離子交換膜

2++

B.陽極電極反應(yīng)式為Mn+2e-+2H2O=MnO2+4H

C.陰極區(qū)若pH過低，則鎬的產(chǎn)率降低，此時陰極副產(chǎn)物為H2

D.電解過程中，每有0.2NA個電子通過，可產(chǎn)生9.8gH2sO,

【答案】C

【解析】A.陽離子在溶液中向右移動，所以陽極產(chǎn)生的H+通過膜a進(jìn)入中間室，故膜a

2+

為陽離子交換膜，A錯誤；B.由圖可知左側(cè)為陽極，Mn^MnO2,電極反應(yīng)式為

2++

Mn-2e-+2H2O=MnO2+4H,B錯誤；C.陰極區(qū)若pH過低，即溶液中《可）過大，

則陰極可能發(fā)生反應(yīng)2H++2片=凡］，則錦的產(chǎn)率降低，C正確；D.電解總反應(yīng)為

由解

2MnSO4+2H2O===Mn+MnO2+2H2SO4＞所以電解過程中，每有。?2鼠個電子通過，可產(chǎn)

生9.8gH2so什D錯誤；故選C。

12.（2023?寧夏石嘴山?模擬預(yù)測）電滲析法是海水淡化的常用方法之一、一種利用微生物對

有機(jī)廢水進(jìn)行處理的電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置在廢水處理的同時還可以進(jìn)行海水淡化。

下列說法正確的是

A.該裝置工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，M為正極

B.X為陰離子交換膜，Y為陽離子交換膜

C.M極電極反應(yīng)式為CH3CHO+1OOH--10e=2CO2?+7H2O

D.當(dāng)有l(wèi)molNa+通過離子交換膜時，N極消耗的空氣體積約為26.7L

【答案】B

【解析】A.由圖可知，該裝置為原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電極N中氧氣發(fā)生還原

反應(yīng)，作正極；電極M甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)做負(fù)極；故A項錯誤；B.電極N中氧氣發(fā)生還

原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為502+20e-+10H20=200H;生成陰離子，故鈉離子向N極移動，Y

為陽離子交換膜，電極M甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為

+

CH3CHO+3H2O-10e=2CO2?+10H,X為陰離子交換膜，故B項正確；C.電極M甲醛發(fā)生

氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2cH3cHe)+6H2O-20e=4CO2T+20H+,故C項錯誤；D.N電極反

應(yīng)式為5O2+20e+10H2O=200田,當(dāng)有20moiNa+通過離子交換膜時，標(biāo)準(zhǔn)狀況消耗氧氣的體

積為5x22.4L/mol；標(biāo)準(zhǔn)狀況，當(dāng)有l(wèi)molNa+通過離子交換膜時，N極消耗的空氣體積約為

5x5x卷x22.4=28L,選項無標(biāo)準(zhǔn)狀況這一前提，故D項錯誤。故答案選B。

二、主觀題(共3小題，共40分)

13.(2023?河北?磁縣第二中學(xué)模擬預(yù)測)(14分)鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)，鋼鐵生銹

現(xiàn)象卻隨處可見，為此每年國家損失大量資金。

(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的正極電極反應(yīng)式為：

(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖①所示的方案，其中焊接在鐵閘門

上的固體材料R可以采用o

A.銅B.鈉C.鋅D.石墨

(3)圖②所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的

__________極。

(4)鋼鐵的防護(hù)除了用電化學(xué)保護(hù)方法之外，在鋼鐵制品表面鍍銅也可以有效地防止其腐蝕,

電鍍的裝置如圖所示：

宜源電源

<s>-^=v

①電鍍裝置圖的“直流電源”中，(填“a”或"b”)是正極。Fe電極反應(yīng)式為；

②接通電源前，裝置圖中的銅、鐵兩個電極質(zhì)量相等，電鍍完成后，將兩個電極取出，用水

小心沖洗干凈、烘干，然后稱量，二者質(zhì)量之差為5.12g,由此計算電鍍過程中電路中通過

電子的物質(zhì)的量為。

③上述鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕。請簡要說明鍍銅鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕的

原因：。

【答案】(1)O2+2H2O+4e==4OH-

(2)C

(3)負(fù)

(4)①aCu2++2e=Cu②0.08mol③鐵比銅活潑，鐵與銅構(gòu)成原電池的兩個電極，

鐵作負(fù)極，更易被腐蝕

【詳解】(1)鋼鐵腐蝕的吸氧腐蝕，是金屬吸收空氣中的氧氣發(fā)生的反應(yīng)，正極得電子，

化合價降低，故吸氧腐蝕過程中的正極電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e==4OH-;

(2)圖①所示的方案為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故添加的物質(zhì)應(yīng)該比鐵更活潑，但鈉易與

水發(fā)生劇烈反應(yīng)，不安全，故焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用鋅，答案選C；

(3)圖②所示的方案是外加電源的陰極保護(hù)法，故鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的負(fù)極，做

陰極，答案為：負(fù)；

(4))①電鍍時電源正極連接的電極為陽極，故a為正極；鐵連接負(fù)極，故Fe電極發(fā)生的

電極反應(yīng)為：Cu2++2e=Cu；②陽極溶解的銅的質(zhì)量等于陰極上析出的銅的質(zhì)量，故陽極溶

解的銅為2.56g,即0.04mol,故電鍍過程中電路中通過的電子的物質(zhì)的量為0.08mol；③

鍍件鍍層破損后，鍍層金屬與鍍件金屬在周圍環(huán)境中形成原電池，活潑性較強(qiáng)的金屬更容易

被腐蝕；故答案為：a；Cu2++2e=Cu；0.08mol；鐵比銅活潑，鐵與銅構(gòu)成原電池的兩個電

極，鐵作負(fù)極，更易被腐蝕。

14.(2023?北京?模