專題五-電化學(xué)(實(shí)戰(zhàn)演練)(解析版)

專題五電化學(xué)1.（2021·陜西西安市·高三二模）對(duì)氨基苯甲酸()是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品和醫(yī)藥中間體，以對(duì)硝基苯甲酸()為原料，采用電解法合成對(duì)氨基苯甲酸的裝置如圖。下列說法中不正確的是A．鉛合金與電源負(fù)極相連B．陰極的主要電極反應(yīng)式為+6e-+6H+→+2H2OC．每轉(zhuǎn)移1mole-時(shí)，陽極電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減少9gD．反應(yīng)一段時(shí)間后陽極區(qū)pH不變【答案】D【解析】該裝置為電解池，右側(cè)生成氧氣，則右側(cè)為陽極，電極反應(yīng)式為，左側(cè)為陰極，據(jù)此分析解答。A項(xiàng)：該電解池右側(cè)為陽極，則左側(cè)為陰極，鉛合金與電源負(fù)極相連，選項(xiàng)A正確；B項(xiàng)：陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨基苯甲酸，則陰極的主要電極反應(yīng)式為+6e-+6H+→+2H2O，選項(xiàng)B正確；C項(xiàng)：陽極發(fā)生反應(yīng)，氫離子移動(dòng)向陰極，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mole－時(shí)，陽極電解質(zhì)溶液減少2mol水，則每轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)，陽極電解質(zhì)溶液減少0.5mol水，質(zhì)量為9g，選項(xiàng)C正確；D項(xiàng)：陽極發(fā)生反應(yīng)，氫離子移動(dòng)向陰極，則反應(yīng)結(jié)束后陽極區(qū)硫酸濃度會(huì)增大，pH減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D。2．（2021年湖南高考試題）鋅溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲(chǔ)能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溴液流電池工作原理如圖所：下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，N極為正極B．放電時(shí)，左側(cè)貯液器中的濃度不斷減小C．充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為D．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【答案】B【解析】由圖可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，溴在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成溴離子，電極反應(yīng)式為Br2+2e—=2Br—，M電極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn—2e—=Zn2+，正極放電生成的溴離子通過離子交換膜進(jìn)入左側(cè)，同時(shí)鋅離子通過交換膜進(jìn)入右側(cè)，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變；充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽極。A項(xiàng)：由分析可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，故A正確；B項(xiàng)：由分析可知，放電或充電時(shí)，左側(cè)儲(chǔ)液器和右側(cè)儲(chǔ)液器中溴化鋅的濃度維持不變，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：由分析可知，充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Zn2++2e—=Zn，故C正確；D項(xiàng)：由分析可知，放電或充電時(shí)，交換膜允許鋅離子和溴離子通過，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變，故D正確；故選B。3．（2021年浙江高考試題）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時(shí)得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是A．充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連B．放電時(shí)，外電路通過電子時(shí)，薄膜電解質(zhì)損失C．放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為D．電池總反應(yīng)可表示為【答案】B【解析】由題中信息可知，該電池充電時(shí)得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時(shí)作陰極，故其在放電時(shí)作電池的負(fù)極，而電極B是電池的正極。A項(xiàng)：由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時(shí)電極A作陰極，故充電時(shí)集流體A與外接電源的負(fù)極相連，A說法正確；B項(xiàng)：放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，內(nèi)電路中有amol通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失，B說法不正確；C項(xiàng)：放電時(shí)，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為，C說法正確；D項(xiàng)：電池放電時(shí)，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成，正極上得到電子和變?yōu)?，故電池總反?yīng)可表示為，D說法正確。綜上所述，相關(guān)說法不正確的是B，本題選B。4．（2021年浙江高考試題）鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。下列說法不正確的是A．?dāng)嚅_K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能B．?dāng)嚅_K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變D．鎳鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C【解析】根據(jù)圖示，電極A充電時(shí)為陰極，則放電時(shí)電極A為負(fù)極，負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cd(OH)2，負(fù)極反應(yīng)式為Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，電極B充電時(shí)為陽極，則放電時(shí)電極B為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2，正極反應(yīng)式為2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，據(jù)此分析作答。A項(xiàng)：斷開K2、合上K1，為放電過程，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能，A正確；B項(xiàng)：斷開K1、合上K2，為充電過程，電極A與直流電源的負(fù)極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B正確；C項(xiàng)：電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，則電極A發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此時(shí)為充電過程，總反應(yīng)為Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH濃度減小，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：根據(jù)分析，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，則鎳鎘二次電池總反應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正確；答案選C。5．（2019·新課標(biāo)Ⅰ卷）利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)【答案】B【解析】A項(xiàng)：相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法選用酶作催化劑，條件溫和，同時(shí)利用MV+和MV2+的相互轉(zhuǎn)化，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故可提供電能，故A正確；B項(xiàng)：左室為負(fù)極區(qū)，MV+在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+，電極反應(yīng)式為MV+?e?=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應(yīng)生成H+和MV+，反應(yīng)的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：右室為正極區(qū)，MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MV+，電極反應(yīng)式為MV2++e?=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應(yīng)生成NH3和MV2+，故C正確；D項(xiàng)：電池工作時(shí)，氫離子（即質(zhì)子）通過交換膜由負(fù)極向正極移動(dòng)，故D正確。6．（2021年全國高考乙卷試題）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是A．陽極發(fā)生將海水中的氧化生成的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的C．陰極生成的應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的等積垢需要定期清理【答案】D【解析】海水中除了水，還含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的Cl-會(huì)優(yōu)先失電子生成Cl2，陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2和OH-，結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析解答。A項(xiàng)：根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl-會(huì)優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B項(xiàng)：設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH-在管道中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；C項(xiàng)：因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；D項(xiàng)：陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，會(huì)使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面會(huì)形成Mg(OH)2等積垢需定期清理，D錯(cuò)誤。故選D。7.（2020·高考新課標(biāo)Ⅱ）電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag+注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對(duì)于該變化過程，下列敘述錯(cuò)誤的是A.Ag為陽極 B.Ag+由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價(jià)升高 D.總反應(yīng)為：WO3+xAg=AgxWO3【答案】C【解析】A項(xiàng)：通電時(shí)，Ag電極有Ag+生成，故Ag電極為陽極，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)：通電時(shí)電致變色層變藍(lán)色，說明有Ag+從Ag電極經(jīng)固體電解質(zhì)進(jìn)入電致變色層，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)：過程中，W由WO3的+6價(jià)降低到AgxWO3中的+(6-x)價(jià)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)：該電解池中陽極即Ag電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：xAg-xe-=xAg+，而另一極陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：WO3+xAg++xe-=AgxWO3，故發(fā)生的總反應(yīng)式為：xAg+WO3=AgxWO3，故D項(xiàng)正確；答案選C。8.（2020高考·新課標(biāo)Ⅲ）一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：該電池工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是A.負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B.正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應(yīng)為D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極【答案】B【解析】A項(xiàng)：根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應(yīng)生成和，反應(yīng)的電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)生成OH-，反應(yīng)的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應(yīng)方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，據(jù)此分析。當(dāng)負(fù)極通過0.04mol電子時(shí)，正極也通過0.04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0.04mol電子消耗0.01mol氧氣，在標(biāo)況下為0.224L，A正確；B項(xiàng)：反應(yīng)過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH升高，負(fù)極消耗OH-使負(fù)極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：根據(jù)分析，電池的總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，C正確；D項(xiàng)：電池中，電子由VB2電極經(jīng)負(fù)載流向復(fù)合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向?yàn)閺?fù)合碳電極→負(fù)載→VB2電極→KOH溶液→復(fù)合碳電極，D正確。9．（2019·新課標(biāo)Ⅲ卷）為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn（3D?Zn）可以高效沉積ZnO的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3D?Zn—NiOOH二次電池，結(jié)構(gòu)如下圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯(cuò)誤的是A．三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高B．充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)+OH?(aq)?e?===NiOOH(s)+H2O(l)C．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn(s)+2OH?(aq)?2e?===ZnO(s)+H2O(l)D．放電過程中OH?通過隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)【答案】D【解析】A項(xiàng)：三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，吸附能力強(qiáng)，所沉積的ZnO分散度高，A正確；B項(xiàng)：充電相當(dāng)于是電解池，陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)式可知陽極是Ni(OH)2失去電子轉(zhuǎn)化為NiOOH，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2(s)＋OH?(aq)?e?＝NiOOH(s)＋H2O(l)，B正確；C項(xiàng)：放電時(shí)相當(dāng)于是原電池，負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)式可知負(fù)極反應(yīng)式為Zn(s)＋2OH?(aq)?2e?＝ZnO(s)＋H2O(l)，C正確；D項(xiàng)：原電池中陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則放電過程中OH?通過隔膜從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)，D錯(cuò)誤。10．（2021·浙江杭州市·高三三模）某課外研究小組設(shè)計(jì)了一款可充電電池，在兩惰性電極(多孔碳棒)上加裝兩個(gè)玻璃罩，裝置如圖所示。先關(guān)閉K1，打開K2，工作一段時(shí)間后，再打開K1，關(guān)閉K2。下列說法不正確的是A．打開K1，關(guān)閉K2時(shí)，Na+向B極遷移B．該裝置電解過程總反應(yīng)方程式為：2H2O2H2+O2C．電極A發(fā)生還原反應(yīng)過程中，A區(qū)域堿性增強(qiáng)D．關(guān)閉K1，打開K2，轉(zhuǎn)移2mol電子，左池增重44g【答案】B【解析】A項(xiàng)：打開K1，關(guān)閉K2時(shí)，形成氫氧燃料電池，A極是充滿氫氣負(fù)極，B極是充滿氧氣的正極，電解質(zhì)里的陽離子向電池的陽極移動(dòng)，即Na+向B極遷移，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)：該裝置電解過程總反應(yīng)方程式為：，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)：電極A發(fā)生還原反應(yīng)過程中，反應(yīng)的電極方程式為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，即A區(qū)域堿性增強(qiáng)，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)：關(guān)閉K1，打開K2，形成電解池，A極陰極，B極是陽極，Na+向A極移動(dòng)，A極電極方程式為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，Na+也轉(zhuǎn)移了2mol，即增重的質(zhì)量為46g，但同時(shí)有1mol氫氣產(chǎn)生，即2g氫氣，所以左池增重44g，D項(xiàng)正確；答案選B。11.（2020·高考山東卷）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(shí)可實(shí)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(cuò)誤的是A.負(fù)極反應(yīng)為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1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5gD.電池工作一段時(shí)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】A項(xiàng)：據(jù)圖可知a極上CH3COOˉ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極為負(fù)極，CH3COOˉ失電子被氧化成CO2和H+，結(jié)合電荷守恒可得電極反應(yīng)式為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正確；B項(xiàng)：為了實(shí)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(cuò)誤；C項(xiàng)：當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，根據(jù)電荷守恒可知，海水中會(huì)有1molClˉ移向負(fù)極，同時(shí)有1molNa+移向正極，即除去1molNaCl，質(zhì)量為58.5g，故C正確；D項(xiàng)：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++2eˉ=H2↑，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移8mol電子時(shí)，正極產(chǎn)生4mol氣體，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知負(fù)極產(chǎn)生2mol氣體，物質(zhì)的量之比為4:2=2:1，故D正確；故答案為B。12．（2021·四川成都市·高三三模）鋰空氣電池因其比能量非常高，具有廣闊應(yīng)用前景。下圖是兩種不同的鋰空氣(Li-O2)電池，下列分析錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)圖1中電流從a電極經(jīng)電解液流回b電極B．放電時(shí)，兩種電池負(fù)極反應(yīng)式均為：Li-e-=Li+C．轉(zhuǎn)移相同電子，兩種電池正極產(chǎn)物的物質(zhì)的量相同D．兩種不同的鋰空氣電池比能量不同【答案】C【解析】根據(jù)化合價(jià)的變化判斷電池的正負(fù)極，根據(jù)化合價(jià)的升降、電荷守恒及電解液進(jìn)行書寫電極反應(yīng)。A項(xiàng)：放電時(shí)，根據(jù)圖1右側(cè)充入的氧氣判斷，b為正極，a為負(fù)極，則電流從a電極經(jīng)電解液流回b電極，故A正確；B項(xiàng)：放電時(shí)，圖1和圖2中負(fù)極都為Li，根據(jù)電解質(zhì)液傳導(dǎo)離子判斷，傳導(dǎo)離子為鋰離子，故電極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，故B正確；C項(xiàng)：圖1中正極反應(yīng)為：O2+2e-+2Li+=Li2O2，圖2中正極反應(yīng)為：O2+4e-+2H2O=4OH-，根據(jù)電子數(shù)相同判斷正極產(chǎn)物的物質(zhì)的量不同，故C不正確；D項(xiàng)：比能量是指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能，根據(jù)正極氧氣的化合價(jià)變化不同判斷比能量不同，故D正確；故答案選C。13．（2021·四川綿陽市·高三三模）我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，多種車型采用三元鋰電池，該電池放電時(shí)工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．無論充電或放電，A極電勢均低于B極B．充電時(shí)，外電路中流過0.1mol電子，A極質(zhì)量減少0.7gC．放電時(shí)，正極反應(yīng)為Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2D．失去活性鋰元素的三元正極材料可采用化學(xué)方法再生，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用【答案】B【解析】A項(xiàng)：該電池放電時(shí)工作原理可知，放電時(shí)，A為負(fù)極B為正極，充電時(shí)，A為陰極B為陽極，故無論充電或放電，A極電勢均低于B極，故A正確；B項(xiàng)：充電時(shí)，A極電極反應(yīng)為aLi++ae-+6C=LiaC6，外電路中流過0.1mol電子，A極質(zhì)量增加0.7g，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：由該電池放電時(shí)工作原理可知，放電時(shí)B為正極，Li1-aNixCoyMnzO2得電子結(jié)合Li+生成LiNixCoyMnzO2，正極反應(yīng)為Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2，故C正確；D項(xiàng)：鋰元素失去活性后，可采用化學(xué)方法再生，從而實(shí)現(xiàn)Li的循環(huán)利用，故D正確；

故選B。14.（2020·高考山東卷）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(cuò)誤的是A.陽極反應(yīng)B.電解一段時(shí)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(shí)間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量【答案】D【解析】A項(xiàng)：a極析出氧氣，氧元素的化合價(jià)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(jià)降低，被還原，做電解池的陰極。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++O2↑，故A正確；BC項(xiàng)：電解時(shí)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(shí)間后，陽極室的pH值不變，故BC正確；D項(xiàng)：電解時(shí)，陽極的反應(yīng)為：2H2O-4e-=4H++O2↑，陰極的反應(yīng)為：O2+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(cuò)誤。15．（2021·河南鄭州市·高三三模）中國科學(xué)院唐永炳團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的新型鋁一石墨雙離子電池，工作原理如圖，其放、充電的反應(yīng)為：AlLi+Cx(PF6)LiPF6+xC+Al，下列說法正確的是A．放電時(shí)鋰離子向負(fù)極移動(dòng)B．充電時(shí)陽極反應(yīng)為Al-3e-=Al3+C．該電池負(fù)極和正極的鋁均未參與電極放電D．該電池可用LiPF6水溶液做電解質(zhì)溶液【答案】C【解析】該電池反應(yīng)為：AlLi+Cx(PF6)LiPF6+xC+Al，放電時(shí)AlLi/Al電極為負(fù)極，失電子，石墨電極為正極，得電子；放電時(shí)AlLi/Al電極為陰極，得電子，石墨電極為陽極，失電子。A項(xiàng)：放電時(shí)陽離子向正極移動(dòng)，鋰離子向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：根據(jù)總反應(yīng)AlLi+Cx(PF6)LiPF6+xC+Al可知充電時(shí)陽極反應(yīng)為：+xC-e-=Cx(PF6)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：該電池負(fù)極和正極的鋁均未參與電極放電，化合價(jià)始終為0，C正確；D項(xiàng)：因?yàn)锳lLi合金中的Li常溫下會(huì)與水反應(yīng)，該電池不可用LiPF6水溶液做電解質(zhì)溶液，D錯(cuò)誤；答案選C。16．（2021·河北石家莊市·高三二模）我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的可充電Na—Zn雙離子電池體系。下列說法正確的是A．充電時(shí)，a為電源正極B．充電時(shí)，Na+從正極中脫出進(jìn)入溶液C．放電時(shí)，負(fù)極附近溶液的堿性增強(qiáng)D．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Na0.6MnO2+xe-=Na0.6-xMnO2+xNa+【答案】B【解析】根據(jù)圖象信息可知，放電時(shí)，Zn失電子，與氫氧根離子反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-，作負(fù)極；正極上，Mn化合價(jià)降低，得電子，由Na0.6-xMnO2變?yōu)镹a0.6MnO2；做電解池時(shí)與原電池相反，[Zn(OH)4]2-得電子生成Zn，則a極為負(fù)極。A項(xiàng)：由分析可知，充電時(shí)，a為電源負(fù)極，A說法錯(cuò)誤；B項(xiàng)：充電時(shí)為電解池，此時(shí)的陽極(即放電時(shí)的正極)電極反應(yīng)式為：Na0.6MnO2+xe-=Na0.6-xMnO2+xNa+，Na+從電極上脫出進(jìn)入溶液，B說法正確；C項(xiàng)：放電時(shí)，負(fù)極Zn失電子，與氫氧根離子反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-，則負(fù)極附近溶液的堿性減弱，C說法錯(cuò)誤；D項(xiàng)：放電時(shí)，正極得電子，Mn的化合價(jià)降低，反應(yīng)式為Na0.6-xMnO2+xNa++xe-=Na0.6MnO2，D說法錯(cuò)誤；答案為B。17（2019·北京卷節(jié)選）氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。（2）可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時(shí)，連接_______________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是_______________。②改變開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：________________________?！敬鸢浮浚?）K12H2O+2e?=H2↑+2OH?連接K1或K2時(shí)，電極3分別作為陽極材料和陰極材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移【解析】（2）①電極生成H2時(shí)，根據(jù)電極放電規(guī)律可知H+得到電子變?yōu)闅錃?，因而電極須連接負(fù)極，因而制H2時(shí)，連接K1，該電池在堿性溶液中，由H2O提供H+，電極反應(yīng)式為2H2O+2e?=H2↑+2OH?；③電極3上NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)式為NiOOH+e?+H2O?Ni(OH)2+OH?，當(dāng)連接K1時(shí)，Ni(OH)2失去電子變?yōu)镹iOOH，當(dāng)連接K2時(shí)，NiOOH得到電子變?yōu)镹i(OH)2，因而作用是連接K1或K2時(shí)，電極3分別作為陽極材料和陰極材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移。18．（2019浙江選考節(jié)選）水是“生命之基質(zhì)”，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”。（4）以鉑陽極和石墨陰極設(shè)計(jì)電解池，通過電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8，再與水反應(yīng)得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用。①陽極的電極反應(yīng)式是________。②制備H2O2的總反應(yīng)方程式是________?！敬鸢浮浚?）①2HSO4??2e?S2O82?＋2H+或2SO42??2e?S2O82?②2H2OH2O2＋H2↑【解析】（4）①電解池使用惰性電極，陽極本身不參與反應(yīng)，陽極吸引HSO4?（或SO42?）離子，并放電生成S2O82?，因而電極反應(yīng)式為2HSO4??2e?=S2O82?＋2H+或2SO42??2e?=S2O82?。②通過電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8和H2。由題中信息可知，生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用，說明(NH4)2S2O8與水反應(yīng)除了生成H2O2，還有NH4HSO4生成，因而總反應(yīng)中只有水作反應(yīng)物，產(chǎn)物為H2O2和H2,故總反應(yīng)方程式為2H2OH2O2＋H2↑。19．（2020年全國高考（新課標(biāo)Ⅰ））為驗(yàn)證不同化合價(jià)鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}：由FeSO4?7H2O固體配制0.10mol?L﹣1FeSO4溶液，需要的儀器有藥匙、玻璃棒、（從下列圖中選擇，寫出名稱）。（2）電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且電遷移率（u∞）應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇作為電解質(zhì)。陽離子u∞×108/（m2?s﹣1?V﹣1）陰離子u∞×108/（m2?s﹣1?V﹣1）Li+4.07HCO3﹣4.61Na+5.19NO3﹣7.40Ca2+6.59Cl﹣7.91K+7.62SO42﹣8.27（3）電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍?，鹽橋中的陽離子進(jìn)入電極溶液中。（4）電池反應(yīng)一段時(shí)間后，測得鐵電極溶液中c（Fe2+）增加了0.02mol?L﹣1．石墨電極上未見Fe析出。可知，石墨電極溶液中c（Fe2+）＝。（5）根據(jù)（3）、（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為，鐵電極反應(yīng)式為。因此，驗(yàn)證了Fe2+氧化性小于，還原性小于。（6）實(shí)驗(yàn)前需要對(duì)鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2（SO4）3溶液，將鐵電極浸泡一段時(shí)間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是?！敬鸢浮浚?）托盤天平、燒杯、量筒（2）KCl（3）石墨（4）0.09mol/L（5）Fe3++e﹣＝Fe2+Fe﹣2e﹣＝Fe2+Fe3+Fe（6）取少量活化液，加入潔凈的試管中，向其中加入兩滴硫氰酸鉀溶液，看是否變紅，若不變紅，說明已經(jīng)活化完成【解析】：（1）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液用到的儀器有：托盤天平、燒杯、量筒、玻璃棒、容量瓶。圖中給出的有托盤天平、燒杯、量筒；故答案為：托盤天平、燒杯、量筒；（2）鹽橋中的離子不與溶液中的物質(zhì)反應(yīng)，排除了碳酸氫根離子和硝酸根離子，電遷移率盡可能的接近，故選KCl；故答案為：KCl；（3）鐵電極失去電子，鐵電極是負(fù)極，石墨電極是正極，原電池內(nèi)部陽離子向正極移動(dòng)，所以陽離子向石墨電極移動(dòng)；故答案為：石墨；（4）鐵電極反應(yīng)：Fe﹣2e﹣＝Fe2+，鐵電極增加0.02mol/L，石墨電極反應(yīng)