通關(guān)練09 重溫“兩池”原理及應(yīng)用（解析版）

通關(guān)練09重溫“兩池”原理及應(yīng)用目錄01挑戰(zhàn)題型·查知識漏洞【題型一】新型一次電池裝置分析【題型二】新型可充電池裝置分析【題型三】新型燃料電池裝置分析【題型四】新型電解裝置分析 【題型五】橋膜式電化學(xué)裝置分析【題型六】串聯(lián)組合式電化學(xué)裝置分析【題型七】金屬腐蝕型原電池裝置分析【題型八】金屬防護型電化學(xué)裝置分析【題型九】守恒法在電化學(xué)計算中應(yīng)用02回顧教材·補知識漏洞03知識通關(guān)·限時演練【題型一】新型一次電池裝置分析1．（23-24高三·河南南陽）電池可用于治療某些心律失常所致的心臟起搏器的驅(qū)動。該電池的工作原理示意圖如圖所示：

下列說法錯誤的是A．負極材料為，發(fā)生氧化反應(yīng)B．正極反應(yīng)式為C．有助于電池內(nèi)部的導(dǎo)電D．電池工作時向電極移動【答案】B【解析】A．負極材料為，鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．正極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖示，正極反應(yīng)式為，故B錯誤；C．有助于電池內(nèi)部的導(dǎo)電，故C正確；D．電池工作時，陰離子向負極移動，向電極移動，故D正確；選B。2．（2023·云南曲靖·二模）實驗室模擬工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸(HOOC-CHO)，原理如下圖1所示，該裝置中M、N均為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸。直流電源可用普通鋅錳干電池，簡圖如下圖2所示，該電池工作時的總反應(yīng)為Zn+2+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O。下列說法正確的是A．干電池提供電流很弱時，可接入電源充電后再使用B．以干電池為電源進行粗銅電解精煉時，金屬鋅質(zhì)量減少6.5g時，理論上精煉池陽極質(zhì)量減少6.4gC．N電極上的電極反應(yīng)式：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2OD．若有2molH+通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)，則電解生成的乙醛酸為1mol【答案】C【分析】電解池中陽離子向陰極移動，“雙極室成對電解法”裝置中根據(jù)H+?的移向可判斷M電極是陽極，而N電極是陰極；根據(jù)Zn+2+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O，判斷得出Zn?失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，該電極為負極，石墨電極上二氧化錳得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，該電極為正極，以此解題?！窘馕觥緼．干電池屬于一次電池，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)大部分被消耗后，不能再使用，故A錯誤B．金屬鋅質(zhì)量減少6.5g，即減少0.1molZn，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，而電解精煉銅時，陽極上金屬銅和比銅活潑的金屬雜質(zhì)都失去電子，則消耗的Cu不是0.1mol，陽極質(zhì)量減少不一定是6.4g，故B錯誤；C．N電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，即HOOC?COOH?得電子生成HOOC?CHO?，電極反應(yīng)式為HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O?，故C正確；D．根據(jù)電解池的總反應(yīng)OHC-CHO+HOOC-COOH=2HOOC-CHO可推知，若有2molH+通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)時，電路中有2mole-發(fā)生轉(zhuǎn)移，可生成2mol乙醛酸，故D錯誤；答案選C?！绢}型二】新型可充電池裝置分析3．（2024·河北·一模）近日，復(fù)旦大學(xué)研究團隊成功研發(fā)雙離子鈉電池，實現(xiàn)秒充80％、極低溫-70℃使用。其電池結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池的負極材料為人造石墨(AG)，正極材料為聚三苯胺(PTPAn)。在充、放電過程中，-溶劑復(fù)合物(-Slovent)在人造石墨電極嵌入和脫嵌，同時陰離子()在聚三苯胺電極嵌入和脫嵌。下列說法正確的是A．電池充電時，B．電池放電時，陰陽離子同時參與電極反應(yīng)，有利于提高電池工作效率C．電池充電時，聚三苯胺為陰極，-溶劑復(fù)合物得電子后嵌入陰極D．由于未使用稀缺鋰元素，量產(chǎn)后的鈉離子電池生產(chǎn)成本一定比鋰離子電池的高【答案】B【分析】放電時，負極材料為人造石墨(AG)，正極材料為聚三苯胺(PTPAn)，放電過程中，-溶劑復(fù)合物(-Slovent)在人造石墨電極脫嵌，陰離子()在聚三苯胺電極脫嵌；充電時-溶劑復(fù)合物(-Slovent)嵌入人造石墨電極，陰離子()嵌入聚三苯胺電極，據(jù)此分析解答。【解析】A．雙離子鈉電池中，人造石墨為電池負極材料，充電時-溶劑復(fù)合物獲得電子嵌入人造石墨電極，A錯誤；B．雙離子鈉電池中，陰陽離子同時參與電極反應(yīng)，使得電池能量密度更大，使用效率更高，B正確；C．電池充電時，聚三苯胺為陽極，陰離子在聚三苯胺電極嵌入，-溶劑復(fù)合物在陰極得電子后嵌入，C錯誤；D．由于鋰比較稀缺，量產(chǎn)后鈉離子電池成本比鋰離子電池成本可能更低，D錯誤；故選：B。4．（2024·廣東韶關(guān)·二模）鋅鐵液流電池由于安全、穩(wěn)定、電解液成本低等優(yōu)點成為電化學(xué)儲能熱點技術(shù)之一，如圖為堿性鋅鐵液流電池放電時的工作原理示意圖，以和作為電極氧化還原產(chǎn)物。已知：聚苯并咪唑（PBI）膜允許離子通過。下列說法正確的是A．充電時，惰性電極連接電源的負極B．放電過程中，當(dāng)有2mol電子轉(zhuǎn)移時，負極區(qū)電解液增重65gC．充電過程中，總反應(yīng)為：D．充電過程中，惰性電極區(qū)的溶液pH逐漸增大【答案】D【分析】由圖可知，Zn失去電子生成，則Zn作負極，電極反應(yīng)式：Zn?2e?+4OH?=，惰性電極為正極，得電子生成，電極反應(yīng)式：，據(jù)此回答?！窘馕觥緼．充電時，惰性電極作陽極，連接電源的正極，A錯誤；B．放電過程中，根據(jù)分析可知，轉(zhuǎn)移2mol電子時溶解1molZn，同時溶液中的OH-透過聚苯并咪唑(PBI)膜向陰極移動，則負極區(qū)電解液增重大于65g，B錯誤；C．充電過程中，總反應(yīng)為：，C錯誤；D．充電過程中，陰極區(qū)的OH-透過聚苯并咪唑(PBI)膜向陽極（惰性電極）移動，OH-的濃度增大，惰性電極區(qū)的溶液pH逐漸增大，D正確；故選D?！绢}型三】新型燃料電池裝置分析5．（2024·江西·一模）氯堿工業(yè)是一種高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將燃料電池與電解池組合的新工藝可節(jié)能30%以上，下圖是該工藝圖示(電極未標(biāo)出)，下列說法正確的是A．右池為電解池，Y為H2B．通入空氣的電極反應(yīng)式為：C．a(chǎn)>b>cD．兩池的鈉離子均從左往右側(cè)移動【答案】D【分析】由題可知，右池中通入空氣和Y，空氣作氧化劑，且整個裝置是原電池和電解池組合的裝置，右池中能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)，所以右池是原電池，左池是電解池；燃料電池中右側(cè)通入空氣一極中氧氣發(fā)生還原反應(yīng)為正極，左側(cè)一極為負極；電解池中左側(cè)氯化鈉溶液濃度降低，則氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，為陽極，右側(cè)為陰極；【解析】A．右池中能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)，所以右池是原電池，故A錯誤；B．通入空氣一極中氧氣發(fā)生還原反應(yīng)為正極，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，故B錯誤；C．右池是原電池，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，導(dǎo)致正極區(qū)域氫氧化鈉濃度增大，所以c>a，故C錯誤；D．原電池中溶液陽離子往正極移動，電解池中陽離子往陰極移動。題中原電池右側(cè)為正極，所以鈉離子從左往右側(cè)移動；電解池中右側(cè)為陰極，所以鈉離子從左往右側(cè)移動，故D正確。故選D。6．（23-24高三上·浙江·開學(xué)考試）有科學(xué)家研究用姜黃素(姜黃中的物質(zhì))和金納米粒子結(jié)合制造出新型納米復(fù)合材料作為電極A的材料，得到更安全、更高效的乙醇燃料電池。下列說法不正確的是

A．石墨電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極A的電極反應(yīng)：C．加入可使電池持續(xù)大電流放電D．放電時，陽離子向電極A移動【答案】D【分析】根據(jù)圖示，右側(cè)石墨電極上的轉(zhuǎn)化為NO，N的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，石墨電極為正極，則左側(cè)電極A為負極。【解析】A．石墨電極上的轉(zhuǎn)化為NO，N的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，A不符合題意；B．由圖知，電極A上乙醇失去電子被氧化為二氧化碳，再根據(jù)電荷守恒和原子守恒可確定對應(yīng)的電極反應(yīng)為：，B不符合題意；C．NO可看作催化劑，則的加入有利于石墨電極的電子流動，可使電池持續(xù)大電流放電，C不符合題意；D．放電時，電極A產(chǎn)生的陽離子透過質(zhì)子交換膜向右側(cè)的石墨電極移動，D符合題意；故選D?！绢}型四】新型電解裝置分析7．（2024·福建莆田·二模）某雙離子電池如下圖所示。該電池以并五苯四酮(PCT)和石墨為電極，以室溫離子液體為電解液，離子可逆地嵌入電極或從電極上脫離返回電解液中。已知充電時，PCT電極發(fā)生還原反應(yīng)。下列說法錯誤的是A．放電時，PCT電極是負極B．脫離電極時，電池處于充電過程C．PCT完全反應(yīng)，理論上嵌入石墨電極D．放電時，石墨電極發(fā)生反應(yīng)【答案】B【解析】A．充電時，PCT電極發(fā)生還原反應(yīng)，放電時，PCT電極發(fā)生氧化反應(yīng)，是負極，A正確；B．充電時，PCT電極為陰極，陽離子向陰極移動，向電極移動，B錯誤；C．由反應(yīng)可知，完全反應(yīng)時，中有4個-CO-可以得到4個電子，2C22H10O4+4e-=2C22H10O，PCT完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上嵌入石墨電極，C正確；

D．放電時，石墨電極發(fā)生還原反應(yīng)，從電極中脫出，反應(yīng)式為：，D正確；故選B。8．（2024·河南·二模）最近，科學(xué)家開發(fā)一種寬溫域的鋰離子電池，其工作原理如圖所示。下列敘述錯誤的是A．X極電勢高于Y極電勢B．放電時，X極電極反應(yīng)式為C．充電時，電極Y與電源負極連接D．充電時，每生成1.4gLi時理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為【答案】B【分析】觀察圖示利用活潑金屬作負極可知，放電時：電極X為正極，電極Y為負極；【解析】A．根據(jù)分析且電池中正極電勢高于負極電勢，電勢：電極X高于電極Y，A項正確；B．放電時，X極是正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Li3V2(PO4)3＋2e－＋2Li＋＝Li5V2(PO4)3，B項錯誤；C．充電時，電極Y為陰極，陰極與電源負極連接，C項正確；D．陰極反應(yīng)式為Li＋＋e－＝Li，n(Li)==0.2mol，轉(zhuǎn)移n(e－)=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目約為1.204×1023，D項正確。故答案選B?！绢}型五】橋膜式電化學(xué)裝置分析9．（2024·江蘇南通·二模）一種電解裝置如圖所示，電解時從右室移向左室。通過電解獲得的電解液可實現(xiàn)。下列說法正確的是A．左室電解獲得的電解液可用于實現(xiàn)“轉(zhuǎn)化Ⅰ”B．右室發(fā)生的電極反應(yīng)為C．“轉(zhuǎn)化Ⅱ”發(fā)生的反應(yīng)為D．“轉(zhuǎn)化Ⅰ”生成1mol，理論上電路中通過：3mol【答案】C【分析】根據(jù)氫離子在電解池中移動方向可知，a電極為陰極，b電極為陽極，陽極發(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)，陽極反應(yīng)：，陰極反應(yīng)：，陽極生成具有強氧化性，陰極生成具有還原性，“轉(zhuǎn)化Ⅰ”為氧化反應(yīng)、可加入右室電解獲得的電解液氧化實現(xiàn)，“轉(zhuǎn)化II”為還原反應(yīng)，可加入左室電解獲得的電解液還原實現(xiàn)，?！窘馕觥緼．根據(jù)分析，“轉(zhuǎn)化Ⅰ”為氧化反應(yīng)，應(yīng)加入氧化劑，左室電解液含，右室電解液含，所以實現(xiàn)“轉(zhuǎn)化Ⅰ”需右室電解獲得電解液，A錯誤；B．根據(jù)分析，右室發(fā)生的電極反應(yīng)：，B錯誤；C．“轉(zhuǎn)化II”為還原反應(yīng)，可加入左室電解獲得的電解液還原實現(xiàn)，，C正確；D．“轉(zhuǎn)化Ⅰ”為，根據(jù)得失電子守恒，生成1mol理論上電路中通過：6mol，D錯誤；答案選C。10．（22-23高三上·黑龍江）關(guān)于如圖裝置的說法中正確的是A．該裝置將鋅置換銅反應(yīng)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，屬于電解池B．鹽橋的存在使內(nèi)電路離子流動不暢，因此燈泡忽明忽暗C．相比于單池單液原電池，該裝置電流更持續(xù)和穩(wěn)定D．鹽橋中K+向左側(cè)燒杯移動，因為左側(cè)是負極區(qū)【答案】C【解析】A．由圖中所示可知，該裝置將鋅置換銅反應(yīng)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，屬于原電池，A錯誤；B．鹽橋內(nèi)的K+和Cl-可以自由移動，故鹽橋的存在使內(nèi)電路離子流動順暢，因此燈泡不會出現(xiàn)忽明忽暗的現(xiàn)象，B錯誤；C．相比于單池單液原電池，該裝置使用了鹽橋能夠有效防止鋅和硫酸銅直接接觸而發(fā)生反應(yīng)，這樣電流更持續(xù)和穩(wěn)定，C正確；D．在原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極，故鹽橋中K+向右側(cè)燒杯移動，因為右側(cè)是正極區(qū)，D錯誤；故答案為：C。11．（2024·四川資陽·二模）鉻酸鈉主要用于有機合成氧化劑、印染等，現(xiàn)以鉛蓄電池為電源，用電滲析法分離回收混合物漿液中的。裝置如圖所示，下列對分離過程的相關(guān)判斷錯誤的是A．混合物漿液中穿過陰離子膜進入乙池B．電極a連接鉛蓄電池負極，甲池中NaOH濃度逐漸增大C．鉛蓄電池的正極反應(yīng)為：D．若電路中通過0.2mole?，理論上鉛蓄電池負極增重30.3g【答案】D【解析】A．從圖中信息可以判斷，穿過陰離子膜進入乙池，惰性電極b為陽極，A正確；B．惰性電極A為電解池的陰極，與鉛蓄電池負極相連，電極反應(yīng)式為：，甲池中NaOH濃度逐漸增大，B正確；C．鉛蓄電池的正極材料為二氧化鉛，發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)為：，C正確；D．鉛蓄電池負極反應(yīng)為：，電路中通過0.2mole?，理論上負極增加點質(zhì)量為0.1mol的質(zhì)量，為9.6g，D錯誤；故選D。【題型六】串聯(lián)組合式電化學(xué)裝置分析12．（2024·云南曲靖·一模）鎂―空氣中性燃料電池是一種能被海水激活的電池，其能量比干電池高20~50倍。實驗小組以該燃料電池為電源制備，工作原理示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是A．工作時，乙池可能產(chǎn)生導(dǎo)致光化學(xué)污染的氣體B．石墨電極Ⅱ增重239g時，外電路中流過2mol電子C．工作時，電源的正極反應(yīng)式為D．采用多孔電極有利于增大接觸面積便于氧氣擴散【答案】B【分析】由圖可知，左池為鎂—空氣中性燃料電池，右池為電解池，鎂電極為燃料電池的負極，多孔電極為正極，與正極相連的石墨Ⅰ電極為電解池的陽極，與負極相連的石墨Ⅱ電極為電解池的陰極?！窘馕觥緼．工作時，乙池中可能有硝酸根離子得到電子會生成氮的氧化物，會導(dǎo)致光化學(xué)污染，A正確；B．工作時，Pb2+在石墨Ⅰ電極上失去電子，生成PbO2等，電極反應(yīng)式為Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+，則石墨電極Ⅰ增重239g時，外電路中流過2mol電子，B錯誤；C．由分析可知，工作時富氧空氣中氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為，C正確；D．采用多孔電極增大了富氧空氣中氧氣與電極的接觸面積，有利于增大氧氣擴散，D正確；故選B。13．（2024·四川成都·二模）為深入貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于碳達峰、碳中和的重大戰(zhàn)略部署，某研究團隊設(shè)計了以下裝置，用和反應(yīng)提供電能，電解制取，實現(xiàn)資源化利用。下列說法正確的是A．電極應(yīng)通入電極應(yīng)通入B．外電路電子的流向為：C．參與的電極反應(yīng)式：D．電解一段時間后，B裝置左池中溶液濃度降低【答案】D【分析】根據(jù)用和反應(yīng)提供電能，電解制取可知A為原電池，B為電解池。B池中制取，為氧化劑，得到電子被還原為HCOO-，Sn片為電解池的陰極，Pt片為陽極；A中a為負極，b為正極。【解析】A．和反應(yīng)提供電能時為還原劑，通入負極，氧氣為氧化劑，通入正極，故電極應(yīng)通入電極應(yīng)通入，A錯誤；B．電池中電子從負極流出，流入正極，電解池中電子從陽極流出，流入陰極，故外電路電子的流向為：，B錯誤；C．在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，極反應(yīng)式：，C錯誤；D．電解時，在陰極上CO2得到電子被還原為HCOO-，則陰極的電極反應(yīng)式為：；在陽極上H2O電離產(chǎn)生的OH-失去電子被氧化為O2，陽極的電極反應(yīng)式為：，生成的H+與反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體逸出，導(dǎo)致的濃度降低，同時部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，因此電解一段時間后，左池中KHCO3溶液濃度降低，D正確；故答案為：D。【題型七】金屬腐蝕型原電池裝置分析14．（2024·廣東廣州·二模）航母山東艦采用模塊制造再焊接組裝而成。實驗室模擬海水和淡水對焊接金屬材料的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是A．艦艇腐蝕是因為形成了電解池 B．圖甲是海水環(huán)境下的腐蝕情況C．腐蝕時負極反應(yīng)為： D．焊點附近可用鋅塊打“補丁”延緩腐蝕【答案】D【分析】由圖可知，該腐蝕過程是因為形成了原電池，F(xiàn)e比Sn活潑，F(xiàn)e作負極，電極反應(yīng)式為Fe-2e→Fe2+，Sn作正極被保護，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，據(jù)此作答?！窘馕觥緼．艦艇被腐蝕是因為形成了原電池，故A錯誤；B．海水中含有電解質(zhì)濃度大，腐蝕速度快，故乙為海水環(huán)境下的腐蝕情況，甲為淡水環(huán)境下的腐蝕情況，故B錯誤；C．Sn作正極被保護，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，F(xiàn)e作負極，電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+，故C錯誤；D．焊點附近用鋅塊打“補丁”，Zn比Fe活潑，Zn作負極，F(xiàn)e作正極被保護，可延緩腐蝕，故D正確；故選：D。15．（2024·四川·一模）硫酸鹽還原菌()會腐蝕許多金屬及合金。模擬誘導(dǎo)腐蝕碳素鋼發(fā)生厭氧電化學(xué)腐蝕實驗，實驗后發(fā)現(xiàn)碳素鋼表面覆蓋物成分是硫化物(主要含)，腐蝕機理如圖所示。下列說法正確的是A．碳素鋼厭氧腐蝕過程中做還原劑B．溫度越高，誘導(dǎo)碳素鋼厭氧腐蝕速率越快C．碳作負極，電極反應(yīng)為：D．該實驗生成的總反應(yīng)：【答案】D【解析】A．氫原子將+6價的硫酸根離子還原為-2價的硫離子，SRB不做還原劑，A錯誤；B．溫度超過一定范圍，硫酸鹽還原菌(SRB)活性下降，速率減慢，B錯誤；C．碳作正極，電極反應(yīng)為：H++e?=H，C錯誤；D．根據(jù)示意圖可知，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為，D正確；故選D。【題型八】金屬防護型電化學(xué)裝置分析16．（2024·廣東梅州·一模）城鎮(zhèn)地面下埋有縱橫交錯的金屬管道，在潮濕的土壤中易腐蝕。為了防止這類腐蝕的發(fā)生，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置。下列說法正確的是A．鋼鐵輸水管作為負極B．金屬鎂是作為犧牲陽極材料C．該裝置只有一條電線，沒有構(gòu)成閉合回路D．這種防腐蝕的方法稱為外加電流法【答案】B【分析】鋼鐵輸水管與鎂塊相連形成原電池，鎂作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，鋼鐵輸水管作正極，受到保護。【解析】A．該方法屬于犧牲陽極的陰極保護法，其中鎂作為負極，鋼鐵輸水管是正極，A錯誤；B．金屬鎂是作為犧牲陽極材料，B正確；C．該裝置接地，故已經(jīng)構(gòu)成了閉合回路，C錯誤；D．這種方法是犧牲陽極的陰極保護法，D錯誤；故選B。17．（23-24高三上·浙江舟山·階段練習(xí)）某學(xué)習(xí)小組按下圖探究金屬電化學(xué)腐蝕與防護的原理，下列說法正確的是A．若b為正極，K連接A時，鐵棒防腐的方式稱為犧牲陽極的陰極保護法B．相同條件下，若X為食鹽水，K分別連接B、C時前者鐵棒的腐蝕速度更慢C．若X為模擬海水，K未閉合時鐵棒上E點表面鐵銹最多，腐蝕最嚴(yán)重的位置則是FD．若在X溶液中預(yù)先加入適量的K4[Fe(CN)6]溶液，可有效提升鐵棒腐蝕或防腐的觀察效果【答案】C【分析】K連接A時，可形成外加電流陰極保護法，被保護金屬Fe應(yīng)作為陰極；K連接B時，F(xiàn)e作為負極，被腐蝕；K連接C時，形成犧牲陽極的陰極保護法，即犧牲Zn，保護Fe，據(jù)此解答?！窘馕觥緼．犧牲陽極的陰極保護法原理為原電池，無外加電流；若b為正極，K連接A時，鐵棒成為電解池的陽極，加速腐蝕速率，A錯誤；B．K連接B時，F(xiàn)e作為負極，被腐蝕；K連接C時，Zn作負極，F(xiàn)e作正極，即犧牲Zn，保護Fe，所以后者鐵棒的腐蝕速度更慢，B錯誤；C．此時F位置腐蝕最嚴(yán)重，但Fe不是變成鐵銹，E點(界面處)氧氣濃度較大，生成的OH-濃度最大，而Fe(OH)2經(jīng)氧化才形成鐵銹，所以是E點鐵銹最多，C正確；D．Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)產(chǎn)生藍色沉淀，通過觀察沉淀量的多少判斷鐵棒腐蝕或防腐的效果，應(yīng)加K3[Fe(CN)6]溶液，不是K4[Fe(CN)6]溶液，D錯誤；故選C?！绢}型九】守恒法在電化學(xué)計算中應(yīng)用18．（23-24高三上·貴州貴陽·階段練習(xí)）空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保一體化。某興趣小組用該電池模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過程，裝置如圖所示，下列說法正確的是A．a(chǎn)膜為陰離子交換膜B．乙池中陰極的電極反應(yīng)式為C．當(dāng)濃縮室得到的鹽酸時，M室溶液的質(zhì)量變化為(溶液體積變化忽略不計)D．標(biāo)況下，若甲池有參加反應(yīng)，則乙池中處理廢氣(和)的總體積為【答案】C【分析】由圖可知，甲為原電池，乙和丙為電解池；甲中通入一氧化氮的電極為負極，通入氧氣的電極為正極；乙池中通入二氧化硫的電極連為電解池的陽極，水分子作用二氧化硫在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，通入一氧化氮的電極為陽極，酸性條件下一氧化氮在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子和水；丙池中，左側(cè)電極為電解池的陽極，水在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，氫離子從M室通過陽離子交換膜a膜進入濃縮室，右側(cè)電極為陰極，鎳離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鎳，N室中氯離子通過陰離子交換膜b膜進入濃縮室，最終在濃縮室得到較濃的鹽酸?！窘馕觥緼．由分析可知，a膜為陽離子交換膜，故A錯誤；B．由分析可知，乙池中通入一氧化氮的電極為陽極，酸性條件下一氧化氮在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子和水，電極反應(yīng)式為，故B錯誤；C．當(dāng)濃縮室得到4L0.6mol/L鹽酸時，從M室通過陽離子交換膜a膜進入濃縮室的氫離子物質(zhì)的量為(0.6mol/L—0.1mol/L)×4L=2mol/L，則M室消耗水的質(zhì)量為2mol/L××18g/mol=18g，故C正確；D．由得失電子數(shù)目守恒可知，標(biāo)況下，若甲池有11.2L氧氣參加反應(yīng)時，乙池中處理廢氣的體積為(×2+×)×22.4L/mol=31.36L，故D錯誤；故選C。19．（23-24高三上·安徽·階段練習(xí)）制造尼龍—66的原料己二腈[]在工業(yè)上用量很大，傳統(tǒng)上以乙炔和甲醛為原料需經(jīng)過很長路線才能合成己二腈，現(xiàn)一般改用電合成法先以丙烯為原料制備丙烯腈()，再用丙烯腈電解合成己二腈。某研究小組利用如圖所示兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源電合成己二腈，下列有關(guān)說法不正確的是A．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol時，陽極室溶液質(zhì)量減少9gB．離子交換膜應(yīng)選用陽離子交換膜C．若每個電池甲烷通入量為5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)且反應(yīng)完全，則理論上最多能獲得2mol的D．與傳統(tǒng)有機合成相比，電有機合成法反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)試劑純凈且生產(chǎn)效率高【答案】C【解析】A．陽極的電極反應(yīng)式為：，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol時，生成8g從溶液中逸出，同時有1mol通過離子交換膜向陰極室遷移，所以陽極室溶液質(zhì)量共減少9g，故A正確；B．陽極室產(chǎn)生，陰極電極反應(yīng)式為：，消耗，應(yīng)選用陽離子交換膜使通過離子交換膜由陽極室向陰極室遷移，故B正確；C．通入甲烷一極的電極反應(yīng)式為：，石墨電極b上的電極反應(yīng)式為：，每個電池甲烷通入量為5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)且反應(yīng)完全，則電路中轉(zhuǎn)移電子為2mol，理論上最多能獲得1mol的，故C錯誤；D．根據(jù)題意，與傳統(tǒng)有機合成相比，電有機合成法反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)試劑純凈且生產(chǎn)效率高，故D正確；選C。1．原電池正極和負極的5種判定方法2．微粒流向(1)電子流向：負極→正極(電流的方向正好相反)。[注意]電子沿導(dǎo)線傳遞但不能通過電解質(zhì)溶液。(2)離子流向：陽離子移向正極，陰離子移向負極。3．鹽橋式原電池①導(dǎo)電：鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性，使電池能持續(xù)提供電流③隔離：相互反應(yīng)的電極和溶液通過鹽橋隔離開4．二次電池（1）放電時為原電池，電極屬性為正負極；充電時為電解池，電極屬性為陰陽極（2）陽極連正極，陰極連負極，電極反應(yīng)和電極反應(yīng)式相反，充放電時電極互變①充電時，陽極變成正極，陰極變成負極②放電時，正極變成陽極，負極變成陰極（3）鉛蓄電池：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O①負極反應(yīng)：Pb+SO42－－2e－PbSO4②正極反應(yīng)：PbO2+4H++SO42－+2e－PbSO4+2H2O③陽極反應(yīng)：PbSO4+2H2O－2e－PbO2+4H++SO42－④陰極反應(yīng)：PbSO4+2e－Pb+SO42－（4）鈷酸鋰電池：LixC6+Li1－xCoO2C6+LiCoO2①負極反應(yīng)：LixC6－xe－C6+xLi+②正極反應(yīng)：Li1－xCoO2+xLi+LiCoO2－xe－③陽極反應(yīng)：LiCoO2－xe－Li1－xCoO2+xLi+④陰極反應(yīng)：C6+xLi++xe－LixC6（5）LaNi5H6+6NiOOHLaNi5+6Ni(OH)2（儲氫合金和儲氫物質(zhì)中各元素的化合價均為0價）①負極反應(yīng)：LaNi5H6－6e－+6OH－LaNi5+6H2O②正極反應(yīng)：6NiOOH+6e－6Ni（OH）2+6OH－③陽極反應(yīng)：6Ni（OH）2+6OH－－6e－6NiOOH+6H2O④陰極反應(yīng)：LaNi5+6H2O+6e－LaNi5H6+6OH－5．燃料電池（1）氧氣在正極上的反應(yīng)式環(huán)境氧氣氮氣酸性環(huán)境4H++O2+4e－2H2ON2+6e－+8H+2NH4+堿性環(huán)境2H2O+O2+4e－4OH－N2+6e－+6H+2NH3中性環(huán)境2H2O+O2+4e－4OH－N2+6e－+6H+2NH3熔融氧化物O2+4e－2O2－N2+6e－2N3－有CO2存在O2+4e－+2CO22CO32－（2）燃料電池的負極反應(yīng)式環(huán)境甲烷氫氣酸性環(huán)境CH4+2H2O－8e－CO2+8H+H2－2e－2H+堿性環(huán)境CH4+10OH－－8e－CO32－+7H2OH2－2e－+2OH－2H2O熔融碳酸鹽CH4+4CO32－－8e－5CO2↑+2H2OH2－2e－+CO32－H2O+CO2↑碳酸鹽溶液CH4+9CO32－－8e－+3H2O10HCO3－H2－2e－+CO32－H2O+CO2↑熔融氧化物CH4+5O2－－8e－CO32－+2H2OH2－2e－+O2－2H2O環(huán)境甲醇肼酸性環(huán)境CH3OH+H2O－6e－CO2↑+6H+N2H4－4e－N2↑+4H+堿性環(huán)境CH3OH+8OH－－6e－CO32－+6H2ON2H4－4e－+4OH－N2↑+4H2O熔融碳酸鹽CH3OH－6e－+3CO32－4CO2↑+2H2O碳酸鹽溶液CH3OH+7CO32－－6e－+2H2O8HCO3－熔融氧化物CH3OH+4O2－－6e－CO32－+2H2ON2H4－4e－+2O2－N2↑+2H2O6．電解池的工作原理（1）電極反應(yīng)①陽極：連原電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)②陰極：連原電池的負極，發(fā)生還原反應(yīng)（2）三個“流向”①電子流向：陽極eq\o(→,\s\up7(外電路))陰極②電流流向：陰極eq\o(→,\s\up7(外電路))陽極eq\o(→,\s\up7(內(nèi)電路))陰極③離子流向：陽離子→陰極；陰離子→陽極（3）電勢高低①原電池：正極＞負極②電解池：陰極＞陽極7．電極按性質(zhì)分類（1）惰性電極：由Pt（鉑）、Au（金）、C（石墨）組成的電極（2）活潑電極：除了Pt、Au以外的其他金屬電極8．陰陽兩極上放電順序（1）陰極（與電極材料無關(guān)）：氧化性強的微粒先放電，放電順序：（2）陽極（與電極材料有關(guān)）：①若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。②若是惰性電極作陽極，放電順序為：（3）三注意①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液（或熔融電解質(zhì)）中的陽離子放電。②最常用、最重要的放電順序為陽極：Cl－＞OH－；陰極：Ag+＞Cu2+＞H+。③電解水溶液時，K+～Al3+不可能在陰極放電。9．離子交換膜在電解池中的作用（1）隔離：將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸①防止副反應(yīng)發(fā)生，避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)量②防止副反應(yīng)發(fā)生，避免引發(fā)不安全因素（如爆炸）（2）通透：能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用（3）實例：氯堿工業(yè)中陽離子交換膜的作用①平衡電荷，形成閉合回路；②防止Cl2和H2混合而引起爆炸；③避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，影響NaOH的產(chǎn)量；④避免Cl－進入陰極區(qū)導(dǎo)致制得的NaOH不純。10．常見的離子交換膜（隔膜）（1）陽離子交換膜：簡稱陽膜，只允許陽離子通過（2）陰離子交換膜：簡稱陰膜，只允許陰離子通過（3）質(zhì)子交換膜：只允許氫離子通過11．含離子交換膜電化學(xué)裝置的幾個區(qū)域（1）原料區(qū)①主料區(qū)：加入原料的濃溶液，流出原料的稀溶液②輔料區(qū)：加入輔料的稀溶液，流出輔料的濃溶液（2）產(chǎn)品區(qū)：產(chǎn)品中的陰陽離子通過離子交換膜進入該區(qū)域（3）緩沖區(qū)：兩側(cè)的離子交換膜屬性相同，起防漏的保護作用（4）計算含交換膜電化學(xué)裝置中某一區(qū)域質(zhì)量變化，注意離子的遷移裝置問題根據(jù)O2~4e－~4H+，陽極產(chǎn)生lmolO2時，有4molH+由陽極移向陰極，則陽極溶液的質(zhì)量減輕32g+4g＝36g12.多池串聯(lián)池屬性的判斷ⅰ.有外接電源的全部都是原電池ⅱ.無明顯外接電源的一般只有1個原電池，其余全是電解池（1）有鹽橋的是原電池（2）有燃料電池的是原電池（3）能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池（4）多個自發(fā)，兩電極金屬性相差最大的為原電池ⅲ.電極的連接順序：負→陰→陽→陰→…→陽→正ⅳ.串聯(lián)電路的特點：每一個電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)都相等13．電化學(xué)腐蝕的類型（1）析氫腐蝕①形成條件：水膜酸性較強②特點：在密閉容器中氣體壓強增大（2）吸氧腐蝕①形成條件：形成條件：水膜酸性很弱或呈中性甚至堿性②特點：在密閉容器中氣體壓強減?。?）特殊性：在酸性條件下，氫前的活潑金屬發(fā)生析氫腐蝕，氫后的不活潑金屬發(fā)生吸氧腐蝕（4）普遍性：吸氧腐蝕更為普遍14．鋼鐵吸氧腐蝕的過程（1）腐蝕過程①負極反應(yīng)：Fe－2e－Fe2+②正極反應(yīng)：2H2O+O2+4e－4OH－③電池反應(yīng)：2Fe+2H2O+O22Fe（OH）2（2）后續(xù)反應(yīng)①氧化反應(yīng)：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3②部分分解：2Fe（OH）3Fe2O3·xH2O+（3－x）H2O（3）鐵銹成分：Fe2O3的復(fù)雜水合物（Fe2O3·nH2O）（4）鐵在無氧條件下的生銹過程：FeFe2+Fe(OH)215．金屬的電化學(xué)防護（1）原電池防護法：犧牲陽極的陰極保護法①負極：比被保護金屬活潑的金屬②正極：被保護的金屬設(shè)備（2）電解池防護法：外加電流的陰極保護法①陽極：惰性電極②陰極：被保護的金屬設(shè)備16．金屬腐蝕速率的比較（1）同一金屬：離子濃度大＞離子濃度小＞非電解質(zhì)（2）同一電解液①電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快②電解腐蝕＞原電池腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護的腐蝕（3）不同金屬、同一電解液：兩金屬活動性相差越大，活潑金屬腐蝕越快17．電子守恒和電荷守恒列關(guān)系式（1）電子守恒：兩極得失電子數(shù)相等①串聯(lián)電路各支路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，按支路算（2）電荷守恒：1個電子對應(yīng)1個正電荷或負電荷（3）常用關(guān)系式：O2~4e－~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH－~4H+~Mn+18．電化學(xué)計算的物理公式（1）電量公式：Q＝It＝nNAq＝nF（2）電能公式：W＝UIt＝UQ①n——得失電子的物質(zhì)的量（mol）②NA——阿伏加德羅常數(shù)（6.02×1023mol－1）③q——1個電子所帶的電量（1.60×10－19C）④I——電流強度（A）⑤t——時間（s）⑥F——法拉弟常數(shù)（96500C/mol）⑦U——電壓（V）⑧W——電能（J）19．幾個注意問題（1）氣體體積相關(guān)計算時，必須注明標(biāo)準(zhǔn)狀況（2）計算含交換膜電化學(xué)裝置中某一區(qū)域質(zhì)量變化，注意離子的遷移1．（2024·湖南益陽·三模）為探究與溶液能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，設(shè)計了如下裝置：閉合K一段時間后，觀察到Y(jié)電極表面有銀白色物質(zhì)析出。下列說法正確的是A．Y電極為陰極 B．右側(cè)燒杯中經(jīng)鹽橋移向左側(cè)燒杯C．閉合K后右側(cè)燒杯中溶液不斷升高 D．若將X電極換成，實驗現(xiàn)象不變【答案】C【分析】根據(jù)題目信息和裝置可知，該裝置為原電池，閉合K一段時間后，觀察到Y(jié)電極表面有銀白色物質(zhì)析出，則Y電極是正極，生成的銀白色物質(zhì)為銀單質(zhì)，X電極是負極。Y電極的電極反應(yīng)式是，X電極的電極反應(yīng)式為。【解析】A．由分析可知，Y電極是正極，A錯誤；B．原電池電解質(zhì)溶液中陰離子向負極移動，鹽橋中的硝酸根離子向左側(cè)燒杯移動，鉀離子向右側(cè)燒杯中移動，右側(cè)燒杯中濃度基本不變，B錯誤；C．閉合K后右側(cè)燒杯中銀離子得電子生成銀單質(zhì)，銀離子濃度下降，溶液會升高，C正確；D．之前X電極發(fā)生，左側(cè)燒杯會顯藍色，若將X電極換成，X電極是負極，左側(cè)燒杯中會產(chǎn)生黃色沉淀，溶液不變藍，實驗現(xiàn)象改變，D錯誤；故選C。2．（2023·安徽池州·二模）我市某校學(xué)習(xí)小組研究利用電化學(xué)的原理處理酸性污水的一種方法，裝置如下圖，若上端開口打開，并鼓入空氣，可得到強氧化性的·OH(羥基自由基)；若上端開口關(guān)閉，可得到強還原性的H·氫原子)。下列說法正確的是A．無論是否鼓入空氣，正極的電極反應(yīng)式均為B．上端開口打開，鼓入空氣時，每生成1mol·OH轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為C．處理含有草酸(H2C2O4)的污水時，應(yīng)打開上端開口D．該原理是基于電解原理、氧化還原、物理吸附等共同對污水進行處理【答案】C【分析】根據(jù)題目信息判斷參與反應(yīng)的正極反應(yīng)的物質(zhì)。根據(jù)反應(yīng)實質(zhì)判斷反應(yīng)類型。鐵粉做負極，碳粉做正極，砂芯板起吸附作用，讓正極反應(yīng)物充分接觸?！窘馕觥緼．該裝置為原電池，在原電池中，鐵做負極，電極反應(yīng)式是Fe-2e-═Fe2+，故A錯誤；B．鼓入空氣時，氧氣在正極發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2e-+2H+=2·OH，每生成1mol·OH有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，故B錯誤；C．處理含有草酸(H2C2O4)的污水時，C2O有還原性，需要用氧化劑把C2O氧化為CO2，所以應(yīng)上端開口，生成·OH，故C正確；D．根據(jù)該工藝圖判斷屬于原電池，實質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，砂芯板起吸附作用，故D錯誤；答案為C。3．（2024·廣東汕頭·一模）液流電池在儲能領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用．下圖是堿性鋅鐵液流電池，其具有電壓高、成本低的優(yōu)點．已知該電池放電時正極發(fā)生反應(yīng)：，下列敘述正確的是A．放電時，M處發(fā)生氧化反應(yīng)，N為負極B．放電時，右側(cè)貯液器中溶液濃度減小C．充電時，N極電極反應(yīng)為：D．該離子交換膜為陰離子交換膜，當(dāng)有65gZn發(fā)生反應(yīng)時，有1mol通過【答案】C【分析】由圖可知：堿性鋅鐵液流電池放電時，右側(cè)N極為負極，Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-。負極發(fā)生電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-；左側(cè)M為正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，正極電極反應(yīng)為[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-，充電時和放電時剛好相反，電池連接方式是正極與電源正極相連，負極與電源負極連接，據(jù)此分析解答；【解析】A．由分析可知放電時，M極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，N電極為負極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，A錯誤；B．放電時，右側(cè)電極發(fā)生反應(yīng)：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，貯液器中溶液濃度增大，B錯誤；C．充電時，右側(cè)電極連接電源負極，作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，C正確；D．在放電時，M為正極，發(fā)生反應(yīng)為：[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-，右側(cè)N電極為負極，發(fā)生反應(yīng)：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，當(dāng)左側(cè)有65gZn反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移2mol電子，右側(cè)反應(yīng)產(chǎn)生1mol的[Zn(OH)4]2-，負電荷減少2mol，為維持電荷守恒，就會2molOH-通過陰離子交換膜由左側(cè)移向右側(cè)的負極N極，D錯誤；答案選C。4．（23-24高三上·北京·階段練習(xí)）下列事實能用平衡移動原理解釋的是A．H2O2溶液中加入少量FeCl3固體，促進H2O2分解B．鐵釘放入濃HNO3中不再變化后，加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體C．氯堿工業(yè)中陽極區(qū)的溶液用鹽酸調(diào)pH為2~3，促進Cl2的產(chǎn)生D．鋅片與稀H2SO4反應(yīng)過程中，加入少量CuSO4固體，促進H2的產(chǎn)生【答案】C【解析】A．FeCl3作H2O2分解的催化劑，催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，不影響平衡移動，所以不能用平衡移動原理解釋，A錯誤；B．常溫下，F(xiàn)e和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，加熱使鐵表面的氧化物薄膜溶解，且在加熱條件下鐵和濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO2，NO2呈紅棕色，與平衡移動原理無關(guān)，不能用平衡移動原理解釋，B錯誤；C．氯堿工業(yè)中陽極區(qū)生成Cl2，陽極區(qū)的溶液用鹽酸調(diào)pH為2~3，使化學(xué)平衡向左移動，有利于Cl2的逸出，C正確；D．Zn能置換出Cu，Zn、Cu和稀硫酸構(gòu)成原電池而促進H2的產(chǎn)生，與平衡移動原理無關(guān)，不能用平衡移動原理解釋，D錯誤；答案選C。5．（2023高三·全國·專題練習(xí)）a、b、c、d四種金屬，已知：①a+b2+=b+a2+；②將金屬片a、c插入稀硫酸中，用導(dǎo)線將它們與電流表相連，a表面有大量氣泡逸出；③b、d用導(dǎo)線連接放入d的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為d2++2e-=d，b-2e-=b2+。則這四種金屬的活動性由強到弱的順序是A．c>a>b>d B．d>b>a>c C．c>b>a>d D．d>c>a>b【答案】A【解析】由a+b2+=b+a2+反應(yīng)，可知a的還原性大于b，金屬活動性強弱順序為a>b；a、c用導(dǎo)線連接插入稀硫酸溶液中，a表面有大量氣泡逸出，說明a為原電池的正極，故金屬活動性強弱順序為；b、d構(gòu)成的原電池中，b失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，b作負極，故金屬活動性強弱順序為；綜上可知，四種金屬的活動性由強到弱的順序是c>a>b>d，故選A。6．（2023高三·全國·專題練習(xí)）化學(xué)電源在生活中有廣泛的應(yīng)用，各種電池的示意圖如圖，下列有關(guān)說法正確的是A．甲：電流由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片B．乙：負極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+C．丙：鋅筒作負極，發(fā)生還原反應(yīng)，使用一段時間鋅筒會變薄D．?。菏褂靡欢螘r間后電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力減弱【答案】D【解析】A．該裝置中Zn易失電子作負極、Cu作正極，則放電時電流由正極銅鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向負極即鋅片，A錯誤；B．該裝置中Zn易失電子作負極，負極的電極反應(yīng)式為：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，Ag2O作正極，正極上Ag2O得電子和水反應(yīng)生成Ag和OH-，B錯誤；C．該裝置中Zn作負極、二氧化錳作正極，負極上Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，使用一段時間鋅筒會變薄，C錯誤；D．溶液導(dǎo)電能力與離子濃度成正比，根據(jù)以上分析知，電池反應(yīng)式為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O，消耗硫酸且生成水，使用一段時間后電解質(zhì)溶液的酸性減弱，同時導(dǎo)致溶液中離子濃度減小，所以溶液導(dǎo)電能力下降，D正確；故答案為：D。7．（2024·云南·二模）鈦被稱為21世紀(jì)金屬，是衛(wèi)星、火箭、宇宙飛船等高科技領(lǐng)域的重要材料，目前制備純鈦的新型工藝是“熔鹽直接電解脫氧法”，其工作原理如下圖所示，下列說法正確的是A．石墨作陽極，電極反應(yīng)為B．產(chǎn)生22.4LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時理論上可以制得2mol金屬TiC．Cr-Al電熱棒上的電勢高于石墨電極上的電勢D．若用鉛蓄電池作該裝置的電源，a為Pb電極【答案】A【分析】由圖示可知，二氧化鈦轉(zhuǎn)化為鈦，發(fā)生了還原反應(yīng)，所以Cr-Al電熱棒為陰極、石墨棒為陽極，a為正極、b為負極?！窘馕觥緼．根據(jù)以上分析可知，石墨作陽極，O2-向陽極定向移動，陽極生成二氧化碳，電極反應(yīng)為，故A正確；B．22.4LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的物質(zhì)的量為1mol，產(chǎn)生22.4LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體轉(zhuǎn)移4mol電子，生成1mol金屬Ti時轉(zhuǎn)移4mol電子，所以理論上產(chǎn)生22.4LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時可以制得1mol金屬Ti，故B錯誤；C．據(jù)以上分析可知，Cr-Al電熱棒為陰極，陰極電勢低于陽極電勢，故C錯誤；D．鉛蓄電池中Pb作負極，若用鉛蓄電池作該裝置的電源，b為Pb電極，故D錯誤；故答案為：A。8．（2024·遼寧遼陽·一模）氫鍵在電池中的應(yīng)用廣泛，可精細調(diào)控電極和電解質(zhì)的性質(zhì)，提高可充電電池的性能。某可充電電池裝置如圖所示（其他陰離子不參與反應(yīng)，已略去）。下列敘述錯誤的是A．放電時，電極X為負極B．放電時，陽離子向電極Y遷移C．充電時，電極Y與電源正極連接D．充電時，電極X的電極反應(yīng)式為【答案】D【分析】根據(jù)圖示可知，電極X為陰極，充電時生成氫氣，電極Y為陽極，充電時生成氧氣；則放電時，電極X為負極，電極Y為正極，據(jù)此分析；【解析】A．根據(jù)分析，放電時，電極X為負極，A正確；B．放電時，電極Y為正極，陽離子向電極Y遷移，B正確；C．充電時，電極Y為陽極，與電源正極連接，C正確；D．充電時，電極X為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，電極反應(yīng)式為，D錯誤；故選D。9．（23-24高三上·福建福州·期中）如圖所示是一種以液態(tài)肼()為燃料，氧氣為氧化劑，某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。已知：在工作溫度高達時，可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動，反應(yīng)生成物均為無毒無害的物質(zhì)，下列說法正確的是A．該電池可以在常溫下正常工作B．電池的總反應(yīng)為C．標(biāo)況下，當(dāng)電極甲上消耗時，電極乙上有參與反應(yīng)D．該電池的能量轉(zhuǎn)化效率可能為【答案】C【分析】該電池反應(yīng)生成物均為無毒無害的物質(zhì)，由圖可知，通入肼的電極甲為燃料電池的負極，肼在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮氣和水，電極乙為正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氧離子，則電池的總反應(yīng)為?！窘馕觥緼．在工作溫度高達時，可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動，故該電池在常溫下無法正常工作，A項錯誤；B．由分析可知，電池的總反應(yīng)為，B項錯誤；C．由可知，當(dāng)電極甲上消耗時，電極乙消耗1mol，標(biāo)況下，1mol的體積為22.4L，C項正確；D．燃料電池工作時，化學(xué)能不可能完全轉(zhuǎn)化為電能，D項錯誤；答案選C。10．（2024·湖南常德·一模）水系銨根離子可充電電池具有成本低、安全、無污染等優(yōu)點，該電池以(含、、元素)為正極材料，電解質(zhì)溶液中主要存在團簇離子。其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．放電時，向Y極方向移動B．放電時，Y極的電極反應(yīng)式為C．與間通過離子鍵結(jié)合D．充電時，增加了1mol時，X極質(zhì)量增加46g【答案】C【分析】電池以為正極材料，因此Y為正極，X為負極，據(jù)此作答?！窘馕觥緼．放電時Y為正極，陽離子向正極移動，即向Y極方向移動，故A正確；B．放電時，Y為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，Y極的電極反應(yīng)式為，故B正確；C．類比于銨根離子能與氯離子形成離子鍵，但各原子均達到穩(wěn)定狀態(tài)，可推知與銨根離子不能形成離子鍵，故C錯誤；D．充電時，X電極為陰極，Y電極為陽極，發(fā)生的反應(yīng)為，增加了1mol時，轉(zhuǎn)移的電子為2mol，根據(jù)電荷守恒可知，陰極轉(zhuǎn)移的電子也是2mol，MnO2得電子生成Na0.6MnO2，可知得到2molNa+，則X極質(zhì)量增加46g，故D正確；答案選C。11．（2024·安徽合肥·一模）復(fù)旦大學(xué)設(shè)計了一種新型堿性H2/Na0.44MnO2氣體可逆電池，工作原理示意圖如下。下列敘述錯誤的是A．放電時N為電池正極B．放電時負極反應(yīng)：C．充電時Na+由N極向M極移動D．充電時陽極反應(yīng)：【答案】D【分析】由圖可知，放電時，M極氫元素化合價升高失電子，故M極為負極，電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O，N極為正極，電極反應(yīng)式為Na0.44-xMnO2+(x+y)Na++(x+y)e-=Na0.44+yMnO2，充電時，M極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2+2OH-，N極為陽極，電極反應(yīng)式為Na0.44+yMnO2-(x+y)e-=Na0.44-xMnO2+(x+y)Na+，據(jù)此作答?！窘馕觥緼．放電時，M極氫元素化合價升高失電子，故M極為負極，N極為正極，故A正確；B．放電時M極為負極，電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O，故B正確；C．充電時Na+由N極(陰極)向M極(陽極)移動，故C正確；D．充電時，N極為陽極，電極反應(yīng)式為Na0.44+yMnO2-(x+y)e-=Na0.44-xMnO2+(x+y)Na+，故D錯誤；答案選D。12．（22-23高三下·遼寧撫順·階段練習(xí)）如圖所示是利用并聯(lián)電解槽從鋁廢料(含Si、Mg、Fe、Cu、Mn和Zn雜質(zhì))中回收金屬鋁的固態(tài)電解工藝，利用熔融LiCl、KCl和AlCl3三種鹽做電解液，電解過程中在陰陽兩極發(fā)生Al2Cl和AlCl的轉(zhuǎn)化。下列敘述正確的是A．固態(tài)電解工藝有利于金屬鋁的回收利用B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，理論上一塊陰極板可回收9g金屬鋁C．陰極的電極反應(yīng)式為Al2Cl+6e-=2Al+7Cl-D．陽極泥中可回收的金屬有Mg、Fe、Cu、Mn和Zn【答案】A【解析】A．由題可知固態(tài)電解工藝能夠從鋁廢料中回收金屬鋁，有利于金屬鋁的回收利用，A正確；B．該電路為并聯(lián)電路，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，所有陰極板一共生成mol、9g的鋁單質(zhì)，一塊電極板生成鋁的質(zhì)量為3g，B錯誤；C．由題給信息可知，電解過程中發(fā)生和的轉(zhuǎn)化，因此陰極反應(yīng)式為，C錯誤；D．Mg的活潑性強于Al，比Al先放電，因此陽極泥中不可能回收Mg，D錯誤；故選A。13．（23-24高三上·廣東珠海·階段練習(xí)）某實驗小組利用鉛筆芯作為電極材料電解飽和食鹽水，實驗裝置如圖所示。下列說法錯誤的是A．左側(cè)鉛筆芯是陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．左側(cè)干燥管中棉花變藍，說明還原性C．點燃右側(cè)肥皂泡，產(chǎn)生爆鳴聲D．實驗結(jié)束后U形管中的溶液呈堿性【答案】A【解析】A．與正極相連的是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項錯誤；B．左側(cè)干燥管中棉花變藍，說明有生成，還原性，B項正確；C．右側(cè)鉛筆芯是陰極，產(chǎn)生氫氣，點燃肥皂泡有爆鳴聲，C項正確；D．電解過程中有生成，溶液呈堿性，D項正確；故選A。14．（23-24高三上·天津武清·階段練習(xí)）關(guān)于如圖所示各裝置的敘述中，正確的是A．裝置①是原電池，總反應(yīng)是：B．裝置②通電一段時間后石墨I電極附近溶液紅褐色加深(已知氫氧化鐵膠粒帶正電荷)C．若用裝置③精煉銅，則d極為粗銅，c極為純銅，電子遷移方向為b→d→c→aD．若用裝置④電鍍，M為溶液，可以實現(xiàn)在鐵上鍍銅【答案】D【解析】A．圖1為原電池，F(xiàn)e比Cu活潑，F(xiàn)e作負極，電池反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A錯誤；B．由圖可知，石墨Ⅱ為陰極，氫氧化鐵膠粒帶正電荷向陰極移動，通電一段時間后石墨Ⅱ電極附近溶液紅褐色加深，故B錯誤；C．由圖可知，a為電流的流出極，故a極為正極，b極為負極，電子遷移方向為b→d,c→a,電子不經(jīng)過電解質(zhì)溶液，故C錯誤；D．用圖4電鍍，F(xiàn)e作陰極，M為CuSO4溶液，陰極電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu,接通電源后鐵表面會有Cu析出，可以實現(xiàn)在鐵上鍍銅，故D正確；故選：D。15．（23-24高三上·廣東廣州·期末）高純鎵是制備第三代半導(dǎo)體的重要原料，其化學(xué)性質(zhì)與鋁相似。下圖為工業(yè)精煉鎵的裝置示意圖。下列說法不正確的是A．陰極的電極反應(yīng)為B．電解過程中，陽極室中的物質(zhì)的量減小C．電路中每轉(zhuǎn)移電子，理論上粗鎵熔融液減少D．電解后粗鎵中的以離子形式進入溶液中【答案】D【分析】電解精煉法提純鎵時，純金屬鎵作陰極，含有雜質(zhì)的粗鎵作陽極，電解池中的陰陽極分別與電源的負正極相接，即M為電源負極，N為電源正極，陽極上活潑性強的金屬Zn、Ga失電子進入溶液中，鎵離子與溶液中的氫氧根離子結(jié)合生成，然后在陰極得電子生成鎵，陽極反應(yīng)為Ga-3e-+4OH-=2H2O+，陰極反應(yīng)為2H2O++3e-═Ga+4OH-，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．由分析可知，陰極的電極反應(yīng)為，A正確；B．由分析可知，電解過程中，陽極反應(yīng)為Ga-3e-+4OH-=2H2O+，根據(jù)電荷守恒每消耗4molOH-只有3molOH-或者由陰極上進入陽極室，則陽極室中OH-的物質(zhì)的量減小，B正確；C．由分析可知，陽極反應(yīng)為Ga-3e-+4OH-=2H2O+，雖然陽極上還有Zn等放電，但產(chǎn)生的Zn2+不進入NaOH溶液，而是Ga3+經(jīng)Ga3+快離子導(dǎo)體進入NaOH溶液，故電路中每轉(zhuǎn)移電子，理論上粗鎵熔融液減少，C正確；D．由C項分析可知，電解后粗鎵中的Zn失電子以離子形式進入粗鎵熔融液，而不是NaOH溶液中，F(xiàn)e比Ga更不活潑，不失電子，D錯誤；故答案為：D。16．（20-21高三上·黑龍江哈爾濱·期末）近日，上海交通大學(xué)周保學(xué)教授等人提出了一種如下圖所示的光電催化體系，該體系既能將SO2轉(zhuǎn)化為所釋放的化學(xué)能用于驅(qū)動陰極H2O2的高效生成，也可以實現(xiàn)煙氣脫SO2。則下列說法不正確的是A．陰極反應(yīng)為：B．電路中轉(zhuǎn)移電子時，陰極消耗的氧氣C．每生成，伴隨著1molH2O2的生成D．電解液中有2個離子交換膜，靠近陽極的為陰離子交換膜，靠近陰極的為陽離子交換膜【答案】B【分析】從圖中可以看出，在左側(cè)電極，轉(zhuǎn)化為，S元素化合價升高，則電解池中左側(cè)電極為陽極，右側(cè)電極為陰極，O2得電子產(chǎn)物與H+反應(yīng)生成H2O2?！窘馕觥緼．由分析可知，右側(cè)電極為陰極，O2得電子產(chǎn)物與H+反應(yīng)生成H2O2，則陰極反應(yīng)為：，A正確；B．從陰極反應(yīng)式可以看出，電路中轉(zhuǎn)移電子時，陰極消耗1molO2，由于未指明溫度和壓強，所以消耗的O2的體積不一定是，B不正確；C．依據(jù)得失電子守恒，當(dāng)陽極生成時，電路中轉(zhuǎn)移2mole-，伴隨著1molH2O2的生成，C正確；D．從圖中可以看出，OH-從左側(cè)離子