高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)歸納與分類突破專題九電化學(xué)

專題九電化學(xué)?對(duì)應(yīng)學(xué)生書第69頁(yè)知識(shí)點(diǎn)一原電池及其工作原理裝置圖解可充電電池關(guān)系圖示解題模型例:xMg+Mo3S4MgxMo3S4知識(shí)點(diǎn)二電極名稱的判斷原電池電解池知識(shí)點(diǎn)三新型電池電極反應(yīng)1.燃料電池以CH3OH燃料電池為例,體會(huì)不同介質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)的影響酸性燃料電池H+總反應(yīng):2CH3OH+3O22CO2+4H2O正極3O2+12e+12H+6H2O負(fù)極2CH3OH12e+2H2O2CO2↑+12H+堿性燃料電池OH總反應(yīng):2CH3OH+3O2+4OH2CO32-+6H正極3O2+12e+6H2O12OH負(fù)極2CH3OH12e+16OH2CO32-+12H熔融碳酸鹽燃料電池CO總反應(yīng):2CH3OH+3O22CO2+4H2O正極3O2+12e+6CO26CO3負(fù)極2CH3OH12e+6CO32-8CO2↑+4H固態(tài)氧化物燃料電池O2總反應(yīng):2CH3OH+3O22CO2+4H2O正極3O2+12e6O2負(fù)極2CH3OH12e+6O22CO2↑+4H2O質(zhì)子交換膜燃料電池H+總反應(yīng):2CH3OH+3O22CO2+4H2O正極3O2+12e+12H+6H2O負(fù)極2CH3OH12e+2H2O2CO2↑+12H+2.新型一次電池MgH2O2電池總反應(yīng):H2O2+2H++MgMg2++2H2O正極H2O2+2H++2e2H2O負(fù)極Mg2eMg2+MgAgCl電池總反應(yīng):Mg+2AgCl2Ag+MgCl2正極2AgCl+2e2Cl+2Ag負(fù)極Mg2eMg2+(續(xù)表)鈉硫電池總反應(yīng):2Na+xSNa2Sx正極xS+2eSx負(fù)極2Na2e2Na+鋰銅電池總反應(yīng):2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li++2OH正極Cu2O+H2O+2e2Cu+2OH負(fù)極2Li2e2Li+鋰釩氧化物電池總反應(yīng):xLi+LiV3O8Li1+xV3O8正極xLi++LiV3O8+xeLi1+xV3O8負(fù)極xLixexLi+3.新型充電(可逆)電池鋅銀電池總反應(yīng):Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2正極:Ag2O+H2O+2e2Ag+2OH負(fù)極:Zn+2OH2eZn(OH)2陽(yáng)極:2Ag+2OH2eAg2O+H2O陰極:Zn(OH)2+2eZn+2OH鎳鐵電池總反應(yīng):NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2正極:NiO2+2e+2H2ONi(OH)2+2OH負(fù)極:Fe2e+2OHFe(OH)2陽(yáng)極:Ni(OH)2+2OH2eNiO2+2H2O陰極:Fe(OH)2+2eFe+2OH高鐵電池總反應(yīng):3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH正極:2FeO42-+6e+8H2O2Fe(OH)負(fù)極:3Zn6e+6OH3Zn(OH)2陽(yáng)極:2Fe(OH)3+10OH6e2FeO42-+8H陰極:3Zn(OH)2+6e3Zn+6OH鋰離子電池總反應(yīng):Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x正極:Li1-xCoO2+xe+xLi+負(fù)極:LixC6xexLi++C6陽(yáng)極:LiCoO2xeLi1-xCoO2+x陰極:xLi++xe+C6LixC6(續(xù)表)鈉硫蓄電池總反應(yīng):2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr正極:NaBr3+2e+2Na+3NaBr負(fù)極:2Na2S22eNa2S4+2Na+陽(yáng)極:3NaBr2eNaBr3+2Na+陰極:Na2S4+2Na++2e2Na2S2鈉離子電池總反應(yīng):Na1-mCoO2+NamCnNaCoO2正極:Na1-mCoO2+me+mNa+負(fù)極:NamCnmemNa++Cn陽(yáng)極:NaCoO2meNa1-mCoO2+m陰極:mNa++Cn+meNamCn全釩液流電池總反應(yīng):VO2++2H++V2+V3++VO2++H2正極:VO2++2H++eVO2++H2負(fù)極:V2+eV3+陽(yáng)極:VO2++H2OeVO2++2H陰極:V3++eV2+知識(shí)點(diǎn)四電解池及其工作原理電解池模型惰性電極電解CuCl2溶液多室電解池三室電滲析法處理Na2SO4廢水題型1原電池原理和化學(xué)電源例1(2023·遼寧卷,11)某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()。A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B.儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.放電時(shí)右側(cè)H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.充電總反應(yīng):Pb+SO42-+2Fe3+PbSO4答案B【裝置分析】解析放電時(shí),負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上,負(fù)極質(zhì)量增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;儲(chǔ)能過(guò)程中,該裝置為電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B項(xiàng)正確;放電時(shí),右側(cè)電極為正極,電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng),左側(cè)的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向右側(cè),C項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí),總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+Pb+SO42-+2Fe3+,變式1(2023·全國(guó)乙卷,12)室溫鈉硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí),在硫電極發(fā)生反應(yīng):12S8+e12S82-,12S82-+eS42-,2Na++x下列敘述錯(cuò)誤的是()。A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bC.放電時(shí)正極反應(yīng)為2Na++x8S8+2eNa2SxD.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能答案A【裝置分析】由題意可知,放電時(shí)硫電極得電子,硫電極為原電池正極,鈉電極為原電池負(fù)極。解析充電時(shí),該裝置為電解池,陽(yáng)離子移向陰極(鈉電極),故充電時(shí),Na+由硫電極遷移至鈉電極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí)Na在a電極失去電子,失去的電子經(jīng)外電路流向b電極,B項(xiàng)正確;將題給方程式相加,可以得到放電時(shí)正極反應(yīng)為2Na++x8S8+2eNa2Sx,C項(xiàng)正確;炭化纖維素紙中含有大量的炭,炭具有良好的導(dǎo)電性,可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能,D項(xiàng)正確。題型2電解原理及應(yīng)用例2(2023·浙江1月選考,11)在熔融鹽體系中,通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi),電解裝置如圖,下列說(shuō)法正確的是()。A.石墨電極為陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極A的電極反應(yīng):8H++TiO2+SiO2+8eTiSi+4H2OC.該體系中,石墨優(yōu)先于Cl參與反應(yīng)D.電解時(shí),陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)答案C【裝置分析】解析在外加電源下,石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),為陽(yáng)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電極A的電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8eTiSi+4O2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖中信息可知,該體系中,石墨優(yōu)先于Cl參與反應(yīng),C項(xiàng)正確;電解池中石墨電極為陽(yáng)極,陽(yáng)離子向陰極(電極A)移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。變式2(2023·遼寧卷,7)某無(wú)隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示,其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是()。A.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)B.理論上轉(zhuǎn)移2mole生成4gH2C.電解后海水pH下降D.陽(yáng)極發(fā)生:Cl+H2O2eHClO+H+答案D解析由題可得,鈦網(wǎng)發(fā)生氧化反應(yīng),為陽(yáng)極,故a為正極,b為負(fù)極,則a端電勢(shì)高于b端電勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極反應(yīng)為2H2O+2eH2↑+2OH,則理論上轉(zhuǎn)移2mole生成2gH2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知,高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生,則陽(yáng)極反應(yīng)為Cl+H2O2eHClO+H+,總反應(yīng)為NaCl+H2ONaClO+H2↑,NaClO水溶液顯堿性,海水pH略升高,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。解題技法題型3電化學(xué)腐蝕與防護(hù)例3(2022·廣東卷,11)為檢驗(yàn)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果,將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時(shí)間后,取溶液分別實(shí)驗(yàn),能說(shuō)明鐵片沒(méi)有被腐蝕的是()。A.加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀B.加入淀粉碘化鉀溶液無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)C.加入KSCN溶液無(wú)紅色出現(xiàn)D.加入K3[Fe(CN)6]溶液無(wú)藍(lán)色沉淀生成答案D【思路導(dǎo)航】鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中,會(huì)構(gòu)成原電池,由于鋅比鐵活潑,鋅作原電池的負(fù)極,而鐵作正極,溶液中破損的位置會(huì)變大,鐵也會(huì)繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,溶液中會(huì)有亞鐵離子生成。解析氯化鈉溶液中始終存在氯離子,所以加入硝酸銀溶液后,不管鐵片是否被腐蝕,均會(huì)出現(xiàn)白色沉淀,A項(xiàng)不符合題意;淀粉碘化鉀溶液可檢測(cè)氧化性物質(zhì),但不論鐵片是否被腐蝕,均無(wú)氧化性物質(zhì)可與碘化鉀發(fā)生反應(yīng),B項(xiàng)不符合題意;KSCN溶液可檢測(cè)鐵離子的存在,反應(yīng)中不會(huì)出現(xiàn)鐵離子,所以無(wú)論鐵片是否被腐蝕,加入KSCN溶液后,均無(wú)紅色出現(xiàn),C項(xiàng)不符合題意;K3[Fe(CN)6]溶液是用于檢測(cè)Fe2+的試劑,若鐵片沒(méi)有被腐蝕,則溶液中不會(huì)生成亞鐵離子,則加入K3[Fe(CN)6]溶液就不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,D項(xiàng)符合題意。變式3(2020·江蘇卷,11)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面,可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()。A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe2eFe2+B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快答案C【思路導(dǎo)航】根據(jù)圖示可知,金屬M(fèi)失電子,為原電池的負(fù)極(圖示為陽(yáng)極),鋼鐵設(shè)施為原電池的正極(圖示為陰極),此方法屬于犧牲陽(yáng)極法。解析該裝置中陰極發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬M(fèi)被氧化,即金屬活動(dòng)性:M>Fe,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鋼鐵設(shè)施為原電池的正極,表面積累大量電子而被保護(hù),C項(xiàng)正確;海水中含有大量的NaCl等電解質(zhì),而河水中電解質(zhì)較少,故鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的慢,D項(xiàng)錯(cuò)誤。解題技法題型4多池多室?guī)る娀瘜W(xué)裝置例4(2023·湖北卷,10)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池,實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)Cl2生成且KOH溶液的濃度不變,電解生成氫氣的速率為xmol·h1。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.b電極反應(yīng)式為2H2O+2eH2↑+2OHB.離子交換膜為陰離子交換膜C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過(guò)PTFE膜D.海水為電解池補(bǔ)水的速率為2xmol·h1答案D【裝置分析】解析b電極為電解池的陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為2H2O+2eH2↑+2OH,A項(xiàng)正確;該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)Cl2生成且KOH濃度不變,陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH4eO2↑+2H2O,為保持OH濃度不變,則陰極產(chǎn)生的OH要通過(guò)離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室,故離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜,B項(xiàng)正確;電解時(shí),電解槽中不斷有水被消耗,海水中動(dòng)能高的水可穿過(guò)PTFE膜,為電解池補(bǔ)水,C項(xiàng)正確;由電解總反應(yīng)2H2OO2↑+2H2↑可知,每生成1molH2要消耗1molH2O,生成H2的速率為xmol·h1,則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是xmol·h1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。變式4(2023·浙江6月選考,13)氯堿工業(yè)能耗大,通過(guò)如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗,下列說(shuō)法不正確的是()。A.電極A接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng)式為2H2O+2eH2↑+2OHC.應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜,在右室獲得濃度較高的NaOH溶液D.改進(jìn)設(shè)計(jì)中通過(guò)提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來(lái)降低電解電壓,減少能耗答案B解析電極A上氯離子變?yōu)槁葰?化合價(jià)升高,失去電子,電極A是電解池陽(yáng)極,因此電極A接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)正確;電極B為陰極,通入氧氣,氧氣得到電子,其電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e4OH,B項(xiàng)錯(cuò)誤;右室生成氫氧根離子,應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜,左邊的鈉離子進(jìn)入右邊,在右室獲得濃度較高的NaOH溶液,C項(xiàng)正確;改進(jìn)設(shè)計(jì)中增大了氧氣的量,增強(qiáng)了電極B處反應(yīng)物的氧化性,通過(guò)提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來(lái)降低電解電壓,減少能耗,D項(xiàng)正確。解題技法第一步,分清隔膜類型。即交換膜屬于陽(yáng)膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種,判斷允許哪種離子通過(guò)隔膜。第二步,寫出電極反應(yīng)式。判斷交換膜兩側(cè)離子變化,推斷電荷變化,根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步,分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中,隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度,避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng),或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危害。題型5電化學(xué)原理綜合應(yīng)用例5(2023·全國(guó)甲卷,12)用可再生能源電還原CO2時(shí),采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來(lái)提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率,裝置如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()。A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOxTi電極上B.Cl從Cu電極遷移到IrOxTi電極C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有2CO2+12H++12eC2H4+4H2OD.每轉(zhuǎn)移1mol電子,陽(yáng)極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案C【裝置分析】解析析氫反應(yīng)為還原反應(yīng),應(yīng)在陰極發(fā)生,即在銅電極上發(fā)生,A項(xiàng)錯(cuò)誤;離子交換膜為質(zhì)子交換膜,只允許氫離子通過(guò),Cl不能通過(guò),B項(xiàng)錯(cuò)誤;銅電極為陰極,酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等,電極反應(yīng)有2CO2+12H++12eC2H4+4H2O,C項(xiàng)正確;水在陽(yáng)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)為2H2O4eO2↑+4H+,每轉(zhuǎn)移1mol電子,生成0.25molO2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5.6L,D項(xiàng)錯(cuò)誤。變式5(雙選)(2023·山東卷,11)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液,向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說(shuō)法正確的是()。A.甲室Cu電極為正極B.隔膜為陽(yáng)離子膜C.電池總反應(yīng)為Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+D.NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響答案CD解析向甲室加入足量氨水后電池開始工作,則甲室Cu電極溶解,變?yōu)殂~離子與氨氣形成[Cu(NH3)4]2+,因此甲室Cu電極為負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在原電池內(nèi)電路中陽(yáng)離子向正極移動(dòng),若隔膜為陽(yáng)離子膜,電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動(dòng),不利于左側(cè)形成[Cu(NH3)4]2+,降低了Cu2+的回收率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;負(fù)極反應(yīng)是Cu+4NH32e[Cu(NH3)4]2+,正極反應(yīng)是Cu2++2eCu,則電池總反應(yīng)為Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,C項(xiàng)正確;NH3擴(kuò)散到乙室會(huì)與銅離子反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+,銅離子濃度降低,得電子能力減弱,將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響,D項(xiàng)正確。解題技法1.(2022·廣東卷,10改編)以熔融鹽為電解液,以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)行電解,實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過(guò)程中()。A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg2eMg2+B.陰極上Al3+被氧化為Al,實(shí)現(xiàn)Al的再生C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽(yáng)極泥D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移3mole時(shí),鋁合金廢料的質(zhì)量減少27g答案C解析根據(jù)電解原理可知,電解池中陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng),該題中以熔融鹽為電解液,含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料作為陽(yáng)極進(jìn)行電解,通過(guò)控制一定的條件,從而可使陽(yáng)極區(qū)Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),分別生成Mg2+和Al3+,Cu和Si不參與反應(yīng),陰極區(qū)Al3+得電子生成Al單質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)Al的再生。Mg在陽(yáng)極失電子生成Mg2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Al3+在陰極區(qū)得電子,被還原生成Al,B項(xiàng)錯(cuò)誤;陽(yáng)極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng),在電解槽底部可形成陽(yáng)極泥,C項(xiàng)正確;因?yàn)殛?yáng)極除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移,鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移,且還會(huì)形成陽(yáng)極泥,因此當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移3mole—時(shí),鋁合金廢料減少的質(zhì)量大于27g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2022·海南卷,9改編)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()。A.a電極電勢(shì)大于b電極B.金屬Ag可作為a電極的材料C.改變工作電源電壓,反應(yīng)速率不變D.當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生22.4LO2時(shí),電路轉(zhuǎn)移4mole答案A解析由裝置可知,b電極的N2轉(zhuǎn)化為NH3,N元素的化合價(jià)降低,得到電子發(fā)生還原反應(yīng),因此b為陰極,電極反應(yīng)為N2+3H2O+6e2NH3+3O2,a為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為2O24eO2↑。由上述分析可得,a電極為陽(yáng)極,與電源正極連接,故其電勢(shì)大于b電極,A項(xiàng)正確;a電極為陽(yáng)極,若金屬Ag作a電極的材料,則金屬Ag優(yōu)先失去電子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;改變工作電源的電壓,反應(yīng)速率會(huì)變化,C項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度和壓強(qiáng)未知,故Vm未知,無(wú)法求出氧氣的物質(zhì)的量,故電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量無(wú)法計(jì)算,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2023·全國(guó)新課標(biāo)卷,10改編)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池,其示意圖如下所示。放電時(shí),Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.放電時(shí)V2O5為正極B.充電時(shí)Zn2+由陽(yáng)極向陰極遷移C.用該電池作電源精煉銅,則當(dāng)負(fù)極減少65g時(shí),陽(yáng)極減少64gD.充電陽(yáng)極反應(yīng):ZnxV2O5·nH2O2xexZn2++V2O5+nH2O答案C解析由題中信息可知,該電池中Zn為負(fù)極、V2O5為正極,電池的總反應(yīng)為xZn+V2O5+nH2OZnxV2O5·nH2O。由題給信息可知,放電時(shí),Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O,V2O5發(fā)生了還原反應(yīng),則放電時(shí)V2O5為正極,A項(xiàng)正確;充電時(shí),Zn2+從陽(yáng)極脫嵌出來(lái),往陰極移動(dòng),在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn,B項(xiàng)正確;精煉銅時(shí),粗銅作陽(yáng)極,電解時(shí),不僅僅有銅參與電極反應(yīng),還有其他金屬參與,并且有陽(yáng)極泥生成,故無(wú)法確定陽(yáng)極減少的質(zhì)量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí),陽(yáng)極上ZnxV2O5·nH2O被氧化為V2O5,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O2xexZn2++V2O5+nH2O,D項(xiàng)正確。4.(2022·全國(guó)乙卷,12改編)LiO2電池比能量高,在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái)科學(xué)家研究了一種光照充電LiO2電池(如圖所示)。光照時(shí),光催化電極產(chǎn)生電子(e)和空穴(h+),驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++eLi)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+2Li++O2↑)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是()。A.充電時(shí),能量轉(zhuǎn)換形式為光能→電能→化學(xué)能B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C.放電時(shí),Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移D.正極區(qū)的電解液不能是水溶液答案C解析充電時(shí),光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴,驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++eLi)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+2Li++O2↑),則充電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O22Li+O2↑,結(jié)合圖示,充電時(shí)金屬Li電極為陰極,光催化電極為陽(yáng)極;則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極,光催化電極為正極。充電時(shí),光催化電極產(chǎn)生電子(e)和空穴(h+),進(jìn)而對(duì)電池進(jìn)行充電,故能量轉(zhuǎn)換形式為光能→電能→化學(xué)能,A項(xiàng)正確;充電時(shí),光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴,陰極反應(yīng)與電子有關(guān),陽(yáng)極反應(yīng)與空穴有關(guān),故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān),B項(xiàng)正確;放電時(shí),金屬Li電極為負(fù)極,光催化電極為正極,Li+從負(fù)極穿過(guò)離子交換膜向正極遷移,C項(xiàng)錯(cuò)誤;正極區(qū)產(chǎn)生Li2O2,其能和水反應(yīng)生成氫氧化鋰和氧氣,故電解液不能含水,D項(xiàng)正確。5.(2022·廣東卷,16改編)科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì),發(fā)展了一種無(wú)需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na++2eNa3Ti2(PO4)3。下列說(shuō)法正確的是()。A.充電時(shí)電極b是陰極B.放電時(shí),電子從電極a經(jīng)NaCl溶液往電極b移動(dòng)C.放電時(shí)消耗0.1molCl2,則外電路流過(guò)的電量為19300C(法拉第常數(shù)為96500C·mol1)D.每生成1molCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23g答案C解析充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng),所以電極a是陰極,則電極b是陽(yáng)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電子只會(huì)在外電路移動(dòng),不會(huì)進(jìn)入電解液,B項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí),正極反應(yīng)為Cl2+2e2Cl,消耗0.1molCl2,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol,則外電路流過(guò)的電量為0.2mol×96500C·mol1=19300C,C項(xiàng)正確;充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl2eCl2↑,陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na++2eNa3Ti2(PO4)3,由得失電子守恒可知,每生成1molCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23g·mol1×2mol=46g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2022·湖北卷,14改編)含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2],過(guò)程如圖所示(Me為甲基)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.生成1molLi[P(CN)2],理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子B.陽(yáng)極上的電極反應(yīng)為P4+8CN4e4[P(CN)2]C.O(SiMe3)2中O、Si、C的雜化方式均為sp3D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來(lái)自LiOH答案A解析石墨電極上:P4→Li[P(CN)2],P元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng),所以石墨電極為陽(yáng)極,對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為P4+8CN4e4[P(CN)2],則生成1molLi[P(CN)2],理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1mol電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;O(SiMe3)2的結(jié)構(gòu)為,Si和C都有4個(gè)σ鍵電子對(duì),無(wú)孤電子對(duì),O有2個(gè)σ鍵電子對(duì),2個(gè)孤電子對(duì),它們的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為4,故均為sp3雜化,C項(xiàng)正確;由所給圖示可知,HCN在陰極放電,產(chǎn)生CN和H2,而HCN中的氫元素來(lái)自LiOH,則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來(lái)自LiOH,D項(xiàng)正確。7.(2022·全國(guó)甲卷,10改編)一種水性電解液ZnMnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)42-存在]。電池放電時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是(A.MnO2電極電勢(shì)小于Zn電極電勢(shì)B.Ⅰ區(qū)的SO42-C.若右側(cè)隔膜為陽(yáng)離子交換膜,電路轉(zhuǎn)移2mole,則Ⅲ區(qū)電解液減重13gD.電池總反應(yīng):Zn+4OH+MnO2+4H+Zn(OH)42-+Mn2++2H答案A解析根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知,Zn電極為電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn2e+4OHZn(OH)42-,MnO2電極為電池的正極,電極反應(yīng)為MnO2+2e+4H+Mn2++2H2O,電池在工作過(guò)程中,由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒(méi)有指明是陽(yáng)離子隔膜還是陰離子隔膜,故兩個(gè)離子隔膜均可以通過(guò)陰、陽(yáng)離子,因此Ⅰ區(qū)消耗H+,生成Mn2+,Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動(dòng),Ⅰ區(qū)的SO42-向Ⅱ區(qū)移動(dòng),Ⅲ區(qū)消耗OH,生成Zn(OH)42-,Ⅱ區(qū)的SO42-向Ⅲ區(qū)移動(dòng),Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動(dòng)。由上述分析可知,MnO2電極為正極,Zn電極為負(fù)極,故MnO2電極電勢(shì)大于Zn電極電勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;Ⅰ區(qū)的SO42-向Ⅱ區(qū)移動(dòng),B項(xiàng)正確;Ⅲ區(qū)Zn為電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn2e+4OHZn(OH)42-,當(dāng)電路轉(zhuǎn)移2mole—時(shí),有2molK+從Ⅲ區(qū)遷移至Ⅱ區(qū),故Ⅲ區(qū)電解液質(zhì)量減少量m=39×2g65g=13g,C項(xiàng)正確;電池的總反應(yīng)為Zn+4OH+MnO28.(2022·山東卷,13改編)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,工作時(shí)保持厭氧環(huán)境,并定時(shí)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(shuō)法正確的是()。A.裝置工作時(shí),左側(cè)裝置的左側(cè)電極為陰極B.基態(tài)Co2+的價(jià)層電子排布式為3d54s2C.乙室電極反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e+4H+Li++Co2++4OHD.若甲室Co2+減少200mg,乙室Co2+增加300mg,則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移答案D解析依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池,電池工作時(shí),正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+,LiCoO2電極為正極,與正極連接的為陽(yáng)極,故左側(cè)裝置的左側(cè)電極為陽(yáng)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;基態(tài)Co的核外電子排布式為[Ar]3d74s2,失電子時(shí),先失外層電子,再失內(nèi)層電子,故基態(tài)Co2+的價(jià)層電子排布式為3d7,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解質(zhì)溶液呈酸性,不可能大量存在OH,乙室電極反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2+4H++eLi++Co2++2H2O,C項(xiàng)錯(cuò)誤;甲室的電極反應(yīng)為Co2++2eCo,若甲室Co2+減少200mg,轉(zhuǎn)移的n(e)=0.2g59g·mol-1×2≈0.0068mol,乙室Co2+增加300mg,轉(zhuǎn)移的n(e)=0.31.(2023·廣東省佛山市二模)過(guò)硫酸銨[(NH4)2S2O8]可用作氧化劑、漂白劑。利用電解法在兩極分別生產(chǎn)過(guò)硫酸銨和過(guò)氧化氫的裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.a為外接電源的負(fù)極B.電解總反應(yīng):O2+2H++2SO42-H2O2+SC.陰離子交換膜可用陽(yáng)離子交換膜替代D.電解池工作時(shí),Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上逐漸減小答案C解析Ⅱ室中O元素化合價(jià)由2價(jià)升高為1價(jià),被氧化,故右側(cè)Pt電極為陽(yáng)極,b為外接電源正極,a為外接電源負(fù)極,左側(cè)Pt電極為陰極。a為外接電源的負(fù)極,A項(xiàng)正確;陰極上氧氣被還原,陽(yáng)極上硫酸根離子被氧化,電解總反應(yīng)為O2+2H++2SO42-H2O2+S2O82-,B項(xiàng)正確;根據(jù)陽(yáng)極產(chǎn)物可知,反應(yīng)需要消耗硫酸根離子,陰離子交換膜不可用陽(yáng)離子交換膜替代,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解池工作時(shí),陰極反應(yīng)為2H++O2+2eH2O2,因此當(dāng)轉(zhuǎn)移2mole時(shí),有2mol氧原子進(jìn)入溶液,同時(shí)有1molSO42-離開Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室,所以溶液質(zhì)量減少量m=96g32g=642.(2023·遼寧省錦州市高三統(tǒng)考)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的“海泥電池”,既可用于深海水下儀器的電源補(bǔ)給,又有利于海洋環(huán)境污染治理,其中微生物代謝產(chǎn)物顯酸性,電池工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.A電極的電勢(shì)高于B電極B.質(zhì)子從海底沉積層通過(guò)交接面向海水層移動(dòng)C.負(fù)極的電極反應(yīng)為CH2O4e+H2OCO2+4H+D.海水和海泥作為電解質(zhì)的一部分,富含鹽分,導(dǎo)電性高,有利于輸出電能答案C解析由圖可知,A電極上氧氣轉(zhuǎn)化為水,氧元素化合價(jià)降低,所以A電極是正極,B電極是負(fù)極,正極的電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì),所以A電極的電勢(shì)高于B電極,A項(xiàng)正確;A電極是正極,B電極是負(fù)極,質(zhì)子帶正電荷,放電時(shí)向正極移動(dòng),所以質(zhì)子從海底沉積層通過(guò)交接面向海水層移動(dòng),B項(xiàng)正確;CH2O在微生物作用下與硫酸根離子反應(yīng)生成CO2和HS,并不是在負(fù)極的電極反應(yīng),負(fù)極上HS失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫單質(zhì),電極反應(yīng)為HS2eS↓+H+,C項(xiàng)錯(cuò)誤;海水和海泥作為電解質(zhì)一部分,富含鹽分,可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性,有利于電池電能的輸出,D項(xiàng)正確。3.(2023·浙江省高三聯(lián)考)科學(xué)家利用多晶銅高效催化電解CO2制乙烯,原理如圖所示。已知:電解前后電解液濃度幾乎不變。下列說(shuō)法正確的是()。A.鉑電極為陽(yáng)極,產(chǎn)生的氣體是O2和CO2B.銅電極的電極反應(yīng)為2CO2+12HCO3-+12eC2H4+12CO32C.通電過(guò)程中,溶液中HCO3D.當(dāng)電路中通過(guò)0.6mol電子時(shí),理論上能產(chǎn)生C2H41.12L答案A解析該電解池的總反應(yīng)為2CO2+2H2OC2H4+3O2,銅電極為陰極,該電極的電極反應(yīng)為14CO2+8H2O+12eC2H4+12HCO3-,鉑電極為陽(yáng)極,該電極的電極反應(yīng)為2H2O4eO2↑+4H+,后發(fā)生反應(yīng)H++HCO3-CO2↑+H2O。由分析可知,鉑電極為陽(yáng)極,產(chǎn)生的氣體是O2和CO2,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;HCO3-在鉑電極發(fā)生反應(yīng),并且電解前后電解液濃度幾乎不變,所以溶液中HCO3-通過(guò)陰離子交換膜向左槽移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;4.(2023·浙江省溫州市高三模擬考試)科學(xué)家通過(guò)NO協(xié)同耦合反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了NO的電催化歧化,并同時(shí)合成了雙氮產(chǎn)物(NH3和硝酸鹽),是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)固氮的一種極具潛力的方法,裝置如圖。下列說(shuō)法正確的是()。A.電解液E為陽(yáng)極電解液,呈酸性B.電極B的電極反應(yīng):NO+2H2O3eHNO3+3H+C.中間層的OH、H+分別透過(guò)選擇性離子膜向A、B電極遷移D.若電解一段時(shí)間后,取兩電極所有產(chǎn)物于溶液中反應(yīng),可得硝酸鹽和硝酸答案D解析由圖可知,A電極氮元素化合價(jià)降低,得電子,故A電極為陰極,電極反應(yīng)為NO+4H2O+5eNH3+5OH,則電解液E為陰極電解液,呈堿性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B電極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為NO+2H2O3eNO3-+4H+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由兩電極反應(yīng)可知,陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生氫離子,陰極區(qū)產(chǎn)生OH,保持溶液呈電中性,故中間層的OH、H+分別透過(guò)選擇性離子膜向B、A電極遷移,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知,A電極:NO→NH3~5e,B電極:NO→HNO3~3e,根據(jù)電子得失守恒,電解一段時(shí)間后,取兩電極所有產(chǎn)物于溶液中反應(yīng),可得硝酸鹽和硝酸,D項(xiàng)正確。5.(2023·浙江省高三聯(lián)考)利用電解池原理可將CO2轉(zhuǎn)化為燃料或者化學(xué)品。下圖通過(guò)將CO2與辛胺反應(yīng)耦合,實(shí)現(xiàn)了兩電極體系中產(chǎn)物的高選擇性合成。下列說(shuō)法正確的是()。A.裝置中電極b為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)B.電極a的電極反應(yīng)可能為CO2+H2O+2eHCOO+OHC.中間的離子交換膜一定是質(zhì)子交換膜D.電解過(guò)程中,a、b兩電極反應(yīng)物物質(zhì)的量之比為2∶1答案B解析利用電解池原理可將CO2轉(zhuǎn)化為燃料或者化學(xué)品,反應(yīng)過(guò)程中碳元素的化合價(jià)降低,得到電子,則電極a為陰極,電極b為陽(yáng)極,辛胺轉(zhuǎn)化為辛氰。裝置中電極b為陽(yáng)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;電極a為陰極,電極反應(yīng)可能為CO2+H2O+2eHCOO+OH,B項(xiàng)正確;采用陰離子交換膜也不會(huì)影響產(chǎn)物的生成,故交換膜不一定是質(zhì)子交換膜,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解過(guò)程中,由于電極a的產(chǎn)物不確定,反應(yīng)物物質(zhì)的量之比不確定,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2023·浙江省高三選考模擬)利用雙極膜電滲析法處理廢水,可實(shí)現(xiàn)廢水的高效凈化,其原理如圖所示。雙極膜是特種離子交換膜,它是由一張陽(yáng)膜和一張陰膜制成的陰陽(yáng)復(fù)合膜。在直流電場(chǎng)的作用下,陰陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O分子解離成H+和OH并分別通過(guò)陽(yáng)膜和陰膜。下列說(shuō)法正確的是()。A.電極X連接電源的正極,其電極反應(yīng)為4OH4eO2↑+2H2OB.Z為淡水,M為H2SO4溶液,b膜為陽(yáng)離子交換膜C.理論上,每轉(zhuǎn)移2mol電子,兩電極共產(chǎn)生1.5mol氣體D.該裝置中,電子的轉(zhuǎn)移方向?yàn)殡姌OX→電解質(zhì)溶液→電極Y答案C解析電解過(guò)程中,H+向陰極移動(dòng),則電極X為陰極,連接電源的負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Na+、Ni2+向陰極移動(dòng),a膜為陽(yáng)離子交換膜,SO42-向陽(yáng)極移動(dòng),b膜為陰離子交換膜,Z為淡水,N為H2SO4溶液,B項(xiàng)錯(cuò)誤;陰極上H+放電,產(chǎn)生H2,陽(yáng)極上OH放電,產(chǎn)生O2,根據(jù)得失電子守恒,理論上每轉(zhuǎn)移2mol電子,產(chǎn)生1molH2和0.5molO2,C項(xiàng)正確;電子通過(guò)外電路移動(dòng),不會(huì)經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液7.(2023·安徽省高三模擬)乙醛酸(OHCCOOH)是非常重要的化工產(chǎn)品,利用雙極膜(由陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜組成,雙極膜中間層中的水解離成H+和OH,并在直流電場(chǎng)作用下,分別向兩極遷移)技術(shù)電解制備乙醛酸的裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.M為電源的負(fù)極B.雙極膜b為陰離子交換膜C.得到1molOHCCOOH,電路中轉(zhuǎn)移2moleD.Pb電極的電極反應(yīng)為HOOCCOOH+2H++2eOHCCOOH+H2O答案C解析電解池中,乙二酸在鉛電極上被還原為乙醛酸,故鉛電極為陰極,電極反應(yīng)為HOOCCOOH+2e+2H+HOOCCHO+H2O,石墨電極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為2Br2eBr2,H+移向鉛電極,OH移向石墨電極。鉛電極為陰極,M為電源的負(fù)極,A項(xiàng)正確;H+移向鉛電極,OH移向石墨電極,故雙極膜b為陰離子交換膜,B項(xiàng)正確;設(shè)陰極區(qū)生成乙醛酸的物質(zhì)的量為xmol,陽(yáng)極區(qū)生成乙醛酸的物質(zhì)的量為ymol,則x+y=1,根據(jù)陰極反應(yīng)HOOCCOOH+2e+2H+HOOCCHO+H2O可知,陰極區(qū)生成的乙醛酸與得到電子的物質(zhì)的量之比為1∶2,故陰極區(qū)得到電子物質(zhì)的量為2xmol,陽(yáng)極區(qū)生成乙醛酸的反應(yīng)為OHCCHO+Br2+2OHHOOCCHO+H2O+2Br,生成的乙醛酸與消耗的Br2的物質(zhì)的量之比為1∶1,根據(jù)陽(yáng)極反應(yīng)2Br2eBr2可知,陽(yáng)極區(qū)生成的乙醛酸與陽(yáng)極區(qū)失去電子的物質(zhì)的量之比為1∶2,故陽(yáng)極區(qū)失電子的物質(zhì)的量為2ymol,根據(jù)得失電子守恒,2x=2y,x=y=0.5,故制得1mol乙醛酸,理論上外電路中遷移電子的物質(zhì)的量=2×0.5mol=1mol,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Pb電極的電極反應(yīng)為HOOCCOOH+2H++2eOHCCOOH+H2O,D項(xiàng)正確。8.(2023·湖北省武漢市高三調(diào)研)我國(guó)某科研團(tuán)隊(duì)借助氧化還原介質(zhì)RM,將LiCO2電池的放電電壓提高至3V以上,該電池的工作原理如圖。下列說(shuō)法正確的是()。A.LiFePO4電極的電勢(shì)比多孔碳電極的高B.負(fù)極反應(yīng):LiFePO4xeLi1xFePO4+xLi+C.RM和RM+CO2-D.LiFePO4電極每減重7g,就有22gCO2被固定答案B解析由圖可知,原電池中Li+向右側(cè)電極移動(dòng),則左側(cè)電極為負(fù)極,右側(cè)電極為正極。LiFePO4電極為負(fù)極,多孔碳電極為正極,故LiFePO4電極的電勢(shì)比多孔碳電極的低,A項(xiàng)錯(cuò)誤;LiFePO4電極為負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO4xeLi1xFePO4+xLi+,B項(xiàng)正確;由圖可知,RM為該電池反應(yīng)的催化劑,RM+CO2-為該電池反應(yīng)的中間產(chǎn)物,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由負(fù)極反應(yīng)可知,LiFePO4電極每減重7g則轉(zhuǎn)移1mol電子,反應(yīng)中碳元素化合價(jià)由+4變?yōu)?3,則根據(jù)得失電子守恒可知,有1mol(44g)CO2被固定,D9.(2023·吉林省長(zhǎng)春市三模)羥基自由基(·OH)具有極強(qiáng)的氧化能力,它能有效地氧化降解廢水中的有機(jī)污染物。在直流電源作用下,利用雙極膜電解池產(chǎn)生羥基自由基(·OH)處理含苯酚廢水和含甲醛廢水,原理如圖所示。已知:雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.M極為陰極,電極反應(yīng):O2+2e+2H+2·OHB.雙極膜中H2O解離出的OH透過(guò)膜a向N極移動(dòng)C.每處理6.0g甲醛,理論上有0.4molH+透過(guò)膜bD.通電一段時(shí)間后,理論上苯酚和甲醛轉(zhuǎn)化生成CO2的物質(zhì)的量之比為6∶7答案C解析M電極通入O2,發(fā)生反應(yīng)生成·OH,電極反應(yīng)為O2+2e+2H+2·OH,M電極作陰極,A項(xiàng)正確;N電極為陽(yáng)極,電解時(shí)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),所以O(shè)H透過(guò)膜a向N電極移動(dòng),B項(xiàng)正確;甲醛與·OH反應(yīng)生成CO2的反應(yīng)為HCHO+4·OHCO2+3H2O,6.0g甲醛為0.2mol,理論上有0.8molH+透過(guò)膜b,C項(xiàng)錯(cuò)誤;1mol甲醛轉(zhuǎn)化成1molCO2轉(zhuǎn)移4mole,1molC6H6O轉(zhuǎn)化成6molCO2轉(zhuǎn)移28mole,理論上苯酚和甲醛轉(zhuǎn)化生成CO2的物質(zhì)的量之比為6∶7,D項(xiàng)正確。10.(2023·遼寧省大連市一模)我國(guó)科研人員將單獨(dú)脫除SO2的反應(yīng)與制備H2O2的反應(yīng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)協(xié)同轉(zhuǎn)化。已知:反應(yīng)①單獨(dú)制備H2O2:2H2O+O22H2O2,不能自發(fā)進(jìn)行;反應(yīng)②單獨(dú)脫除SO2:4OH+2SO2+O22SO42-+2H2O,協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖(在電場(chǎng)作用下,雙極膜中間層的H2O解離為OH和H+,并向兩極遷移)。下列分析錯(cuò)誤的是()。A.反應(yīng)②釋放的能量可以用于反應(yīng)①B.產(chǎn)生H2O2的電極反應(yīng):O2+2H++2eH2O2C.當(dāng)生成0.1molH2O2時(shí)