2021届高考化学为复习《 电化学及其应用》

考点10电化学及其应用

1.（2020・四川乐山市•高三一模）海水中锂资源非常丰富，但是海水中的锂浓度低，很难被提取出来。我国

科学家设计了一种太阳能驱动下，利用选择性固体陶瓷膜电解海水提取金属锂的装置（示意图如图），该装置

工作时，下列说法不正确的是

布机电解质

・固体肉货膜

A.工作时，铜箔作阴极

B.催化电极上的电极反应式：2c「-2e-=CbT

C.选择性固体陶瓷膜允许H?O通过

D.该装置主要涉及的能量变化：太阳能T电能T化学能

【答案】C

【详解】

A.根据图示可知电子流入铜电极，Li，在Cu电极上得到电子被还原为Li单质。在电解池中，电子流入的

电极为阴极，故铜电极为阴极，A正确；

B.在催化电极上，电子流出，发生氧化反应，根据图示可知是海水中的cr失去电子被氧化为Cb，故该电

极为阳极，阳极的电极反应式为：2Cr-2e-=CbT，B正确；

C.在固体陶瓷膜上部区域是有机电解质，卜部区域为海水，有机物与海水互不相溶，因此该选择性固体陶

瓷膜不允许H2。通过，只允许Li*通过，C错误；

D.根据图示可知：太阳能转化为电能，然后利用太阳能电解海水提取金属锂，实现了电能转化为化学能，

因此该装置主要涉及的能量变化：太阳能一电能一化学能，D正确；

故合理选项是C。

2.（2021•广东汕头市•高三期末）我国学者以单原子Fe-N-C为催化剂，在1,2-二氯乙烷电催化脱氯方面取

得新进展，同时回收乙烯和对氯苯甲醛。下图所示，下列有关说法不正确的是

电源

一

一

一

A.该电池在催化剂作用下实现了氯原子的转移，减少环境污染且经济价值高

B.电极a与电源正极相连

C.电极b发生电极反应：ClCH2CH2Cl-2e=CH2=CH2+2Cr

D.电池工作时，氯离子在阴极生成后移向阳极

【答案】C

【详解】

A.该电池在催化剂作用下将苯甲醛转化为对氯苯甲醛，同时将1,2-二氯乙烷转化为乙烯，实现了氯原子的

转移，减少环境污染且经济价值高，选项A正确；

B.电极a苯甲醛转化为对氯苯甲醛，发生失电子的氧化反应，为电解池的阳极，与电源正极相连，选项B

正确；

C.电极b上1,2-二氯乙烷得电子产生乙烯和氯离子，发生的电极反应式为:C1CH2cH2cl+2e=CH2=CH2+2C「,

选项C不正确；

D.电池工作时，氯离子在阴极生成后移向电解池的阳极，选项D正确；

答案选C。

3.（2021.湖南长沙市.长郡中学高三月考）磷酸铁锂动力电池（LiFePC\电池）是一种新型动力电池。电池的

内部结构如图所示。中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，Li+可以通过而e-不能通过。该电池的

总反应式为：L<FePO4+LixC6慧C6+LiFePO4（注：Li&是单质Li附在碳电极上的一种形式）。

下列关于该电池的叙述错误的是

A.放电时，Li、C6在负极上失电子发生氧化反应

B.在充电时，正极中的Li,通过聚合物隔膜向负极迁移

C.放电时，正极反应式为LimFePO4+x!j=LiFePO4-xe-

D.若用该电池电解精炼铜，阴极质量增重19.2kg时，则电池中通过聚合物隔膜的Li+数目为S6NA

【答案】D

【详解】

A.电池放电时，在负极上，LixCf失电子转化为Li+和C6,发生氧化反应，A正确；

B.在充电时，正极连接电源正极变为阳极，发生氧化反应，Li.通过聚合物隔膜向阴极（放电时是负极）迁移，

B正确；

C.放电时，正极Li|.xFeP04得电子产物与Li卡结合生成LiFePCU，发生还原反应，电极反应式为

+

LilxFePO4+xLi=LiFePO4-xe,C正确；

D.若用该电池电解精炼铜，阴极质量增重19.2kg时，则生成铜的物质的量为300mo1,电子转移600mo1,

所以，电池中通过聚合物隔膜的数目为6（）0NA，D错误；故选D。

4.（2021•北京海淀区•高三期末）近期，天津大学化学团队以CO2与辛胺为原料实现了甲酸和辛靖的高选择

性合成，装置工作原理如图。下列说法氐崩的是（）

A.Ni2P电极与电源负极相连

B.辛胺转化为辛月青发生了还原反应

C.In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成

D.在In/ImCh-x电极上发生的反应为CO2+H2O—2e=HCOO+0H

【答案】C

【详解】

A.根据电解质“异性相吸”原理，氢氧根向Ni2P电极移动，说明Ni2P电极为阳极，与电源正极相连，故

A错误；

B.左侧CO?变为HCOCT,化合价降低，发生还原反应，则辛胺在阳极转化为辛月青发生了氧化反应，故B

错误；

C.In/ImCh-x电极为阴极，阴极可能有氢离子得到电子，因此可能有副产物H?生成，故C正确；

D.In/ImCh-x电极为阴极，根据图中信息，阴极上发生的反应为CO2+H2O+2e=HCOO+0H,故D错误。

综上所述，答案为C。

5.(2021•辽宁沈阳市•高三期末)如图是将废水中乙二胺［H??(2)22］氧化为环境友好物质形成的

化学电源，可给二次电池充电,

A.H'透过质子交换膜由左向右移动

B.需要充电的二次电池的负极与N相连接

C.M极电极反应式：H2?(2)22+2--=2个+2个+

D.若消耗了0.1mol则转移了04moi电子

【答案】B

【分析】

由图可知，该装置放电时，氧气在N电极得电子，N极为原电池正极，M极为原电池负极。

【详解】

A.1为阳离子，原电池中阳离子向正极迁移，则H+透过质子交换膜由左向右移动，A正确；

B.需要充电的二次电池的负极在充电时要发生还原反应，即为阴极，则连接电源的负极，所以与M相连

接，B错误；

C.M极为负极，乙二胺在负极失电子转化为环境友好物质，即氮气、二氧化碳，由图可知还产生氢离子,

+

因此M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e=2CO2T+N2T+16H,C正确；

D.氧气在正极得电子，氧元素由0价降低为-2价，则若消耗了O.lmolOz，则转移了01molx2x2=0.4mol

电子，D正确。

答案选B。

6.(2021•河南南阳市•高三期末)高能LiFePOq电池多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜，主要作

放电

用是在反应过程中只让Li卡通过。结构如图所示。原理如下：(l-x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC»

充电

下列说法不正硬的是

A.放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极

+

B.放电时，正极电极反应式：xLiFePO4-xe=xFePO4+xLi

+

C.充电时，阴极电极反应式：xLi+xe+nC=LixCn

D.充电时，Li卡向右移动

【答案】B

【分析】

放电

+

由总反应(1-x)LiFePCU+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC知，放电时，嵌入石墨中的Li失电子变为Li,即LixCn

充电

+

为负极，电极反应为：LixCn-xe=xLi+nC,FePCh在正极得电子生成LiFePCU，电极反应为：

+

xFePO4+xLi+xe+(1-x)LiFePO4=LiFePO4；充电时，电池负极连电源负极，作电解的阴极，电极反应为：

xLi+nC+xe=LixCIV电池正极连电源正极，作电解的阳极，电极反应为：LiFePO4-xe=

xFePO4+xLi+(l-x)LiFePO4。

【详解】

A.根据原电池原理知，负极失去电子，电子经外电路到达正极，A正确；

+

B.由分析知，正极反应为：xFePO4+xLi+xe'+(1-x)LiFePO4-LiFePO4,B错误；

+

C.由分析知，阴极反应为：xLi+nC+xe=LixCn.C正确；

D.充电为电解过程，根据电解原理，阳离子Li*移向阴极，即图示的右边，D正确;

故答案选B。

7.(2020•河南商丘市•高三月考)一种HCOONa-Ch、氏。化学电池工作原理如图所示:

下列说法正确的是()

A.电极M为正极，发生氧化反应

B.M电极反应式为HCOO+3OH-2e=CO；+2H

C.电子由电极M经电解质(CEM)流向电极N

D.N电极每生成ImolNaOH,理论上电路中有4mol电子转移

【答案】B

【详解】

A.根据图中信息，钠离子向右移动，根据“同性相吸”，因此N极为正极，电极M为负极，发生氧化反

应，故A错误；

B.根据图中信息，M电极发生氧化反应，生成碳酸根，因此M电极反应式为HCOO-+3OH--2e.=CO；

+2H2O,故B正确：

C.电子由负极(M)经导线流向正极(N),不能通过电解质，故C错误；

D.根据O?+4e+2H2O=4OH,因此N电极每生成ImolNaOH,理论上电路中有1mol电子转移，故D错

误。

综上所述,答案为B。

8.(2020•伊宁市第四中学高三月考)净化含尿素和酸性废水的微生物燃料电池工作原理如图。下列

说法错误的是

AA

A.放电时，M室电极的电势低于N室电极

+

B.放电时，负极的电极反应为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2T+N2T+6H

C.当废水中CnO；一的浓度或酸性过大时，电池的效率都会降低

D.ImolCrzO,'被净化时，有6molH卡从N室迁移到M室

【答案】D

【分析】

由图可知，该装置为原电池，M室电极为负极，在微生物的作用下，CO(NH2)2在负极上失去电子发生氧化

反应生成氮气和二氧化碳气体，电极反应式为CO(NH2)2+H2O-6d=CO2T+N2T+6H+,N室电极为正极，在

还有菌作用下，口2。歹在正极上得到电子发生还原反应生成CJ+,电极反应式为C咬O^+6e+14H+

=2C产+7H?O,生成的C产又转化为Cr(OH)3沉淀。

【详解】

A.据分析，M室电极为负极，放电时，正极的电势高于负极，则M室电极的电势低于N室电极，故A正

确；

B.放电时，在微生物的作用下，CO(NH2)2在负极上失去电子发生氧化反应生成氮气和二氧化碳气体，电极

+

反应式为CO(NH2)2+H2O-6e=CO2t+N2T+6H,故B正确；

C.蛋白质在强氧化剂作用下或强酸性溶液中会发生变性，当废水中Cr2。冷的浓度或酸性过大时，还有菌的

活性降低导致电池的效率降低，故C正确；

D.原电池工作时阳离子移向正极，当1molCr2O^被净化时，负极放电生成的6molH卡从负极室迁移到正

极室，故D错误；

答案选D。

9.(2021•江苏扬州市•高三期末)资源化利用CO2的一种原理如图所示。下列说法正确的是()

A.M为电源的负极

B.0%从电极P移向电极Q

2

C.电极Q上的反应为CO2+2e=CO+O-

D.理论上参与反应的n(CH4):n(CO2)=4:3

【答案】C

【详解】

A.由图知：电极Q上CO2生成C0,碳元素化合价降低，发生还原反应，该装置连接电源为电解池，电极

Q为电解池的阴极，N为电源的负极，A错误；

B.电极P为电解池的阳极，根据电解池的“阴阳阳阴”规律，阴离子-应移向阳极P,B错误；

C.电极Q上C02得电子生成CO,已知固体电解质可传输0,故Q电极反应式为CO2+2e=CO+O：C正

确；

D.当电极P上生成的C2H4、C2H6物质的量之比为1:1时，参与反应的n(CH4)：n(CO2)=4：3,但题中未提

到C2H4、C2H6物质的量之比，故无法计算甲烷与二氧化碳物质的量之比，D错误；

故选C。

10.(2021•陕西安康市•高三模拟)硫酸的生产工艺有多种，其中以固体金属氧化物作电解质(可传导。2-)

的电化学法生产硫酸的原理如图［已知：S(g)在电极上的反应为可逆反应］。下列说法不正确的是()

2

A.a极可发生副反应：S(g)-4e+2O=SO2

B.b极的电极反应式：C)2+4e-=2Oi

C.每产生500mL98%硫酸(密度为1.84g<111-3),转移的电子数为55.2NA

D.a极电势比b极电势低

【答案】C

【分析】

因为固体电解质能传导O-则通Ch的电极发生的电极反应为：02+40=20：从而得出b极为正极，a极为

负极。

【详解】

A.由以上分析可知，a极为负极，主反应为S(g)失电子产物与电解质中的。2-等反应，最终生成硫酸，可能

2

发生副反应为：S(g)-4e+2O=SO2,A正确；

B.由分析可知，b极为正极，。2得电子生成0-电极反应式：O2+4e-=2O,B正确；

C.在负极，S(g)—H2SO4—6e',每产生500mL98%硫酸(密度为L84g-cm-3),转移的电子数为

500mLx1.84g/mLx98%/..

------------——------------X6NA=55.2NA，但还有副反应发生，所以转移电子总数大于55.2必，C不正确；

98g/mol

D.a极为负极，b极为正极，正极电势比负极高，则a极电势比b极电势低，D正确；

故选C。

11.(2021•黑龙江大庆市•大庆实验中学高三期末)中国科学院研究团队在碱性锌铁液流电池研究方面取得

新进展，该电池的总反应为Zn+2Fe(CN)，+4OH臂2Fe(CN)：+Zn(OH)：。下列叙述正确的

0允也。r

是()

MFe(CN)r

()

Fe(CN)^-

Zn(OH)；-

Fe(CN)rF--(CN)r

溶液

溶液()

Fe(CN)『

A.放电时，M极电极反应式为Fe(CN)：-e=Fe(CN)。

B.充电时，N接电池负极，该电极发生氧化反应

C.充电时，右侧贮液器中溶液浓度减小

D.放电时，电路中转移2moi电子时，负极区电解质溶液增重65g

【答案】C

【分析】

根据图示及总反应可知，放电时，N为负极，Zn失去电子，发生氧化反应，M为正极，Fe(CN):得电子,

发生还原反应；充电时，N为阴极，Zn(OH)：得电子，发生还原反应，M为阳极，Fe(CN)：失去电子，

发生氧化反应。

【详解】

A.根据分析，放电时，M为电池正极，Fe(CN)。得电子，发生还原反应，电极反应式为

Fe(CN)^+e=Fe(CN)t,故A项错误；

B.充电时，N为阴极，接电池负极，Zn(OH)：得电子，发生还原反应，故B项错误；

C.充电时，右侧贮液器中Zn(OH)：得到电子生成Zn,离子减少，溶液浓度减小，故C项正确；

D.放电时，Zn失电子后与氢氧根生成Zn(OH)：,当电路中转移2mol电子时，溶液增加的质量为ImolZn

和2moiOH的质量之和，大于65g,故D项错误。

故答案选：Co

【点睛】

本题根据原电池和电解池的原理，判断电池的正负极，得失电子情况，根据图示进行解题。

12.(2020♦济南市•山东省实验中学高三月考)微生物法可将高浓度苯酚废水和高浓度酸性NO；废水的化学

能直接转化为电能，装置如图所示。电池工作时，下列说法错误的是()

低浓度.反低浓度

厌

含酚废水硝NO；废水

氧

化

菌

菌

高浓度一高浓度

含酚废水—NO；废水

离子交换膜‘Naci溶液离子交换膜

A.a为负极，发生氧化反应

B.b极上的电极反应为：2NO；+12H++10e=N2T+6H2。

C.中间室的C「向左室移动

D.左室消耗苯酚（C6H5OH）9.4g时，理论上用电器流过2.4mol电子

【答案】D

【详解】

A.a上苯酚变成二氧化碳，失去电子，作原电池的负极，发生氧化反应，A正确；

B.b上硝酸根离子得到电子生成氮气，电极反应为2NO]+12H++10e=N2T+6H2O,B正确；

C.氯离子向负极移动，即向a极（左室）移动，C正确；

D.左室消耗苯酚（C6H5OH）9.4g,其物质的量为O.lmoL反应后生成二氧化碳和水，转移电子为2.8mol,D

错误；

故选D。

13.（2020•济南市•山东省实验中学高三月考）如图是利用电解池原理进行脱硫的过程，电化学膜的主要材

料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是（）

净化气

电化学膜IS2-

b

N2

IS:

A.b电极应连接外接电源的正极

B.阴极反应式为H2S+2e==S'+H2f

C.净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化

D.工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2：1

【答案】C

【详解】

A.b电极硫离子反应生成S2,失去电子，为阳极，应连接外接电源的正极，A正确，不符合题意；

B.a为阴极，是硫化氢反应生成氢气和硫离子，阴极反应式为H2s+2e-=S〉+H2T，B正确，不符合题意；

C.净化气中CO2含量明显增加，不是电化学膜中的碳被氧化，整个体系中并没有可氧化碳的物质，是来自

于熔融的碳酸盐的分解，C错误，符合题意；

D.每个氢气对应2个电子，每个%对应4个电子，所以生成的氢气和S2的比例为2：1,D正确，不符合

题意；故选C。

14.（2020•上海奉贤区•高三一模）工业上使用阳离子隔膜法（仅允许Na,通过）电解饱和食盐水，装置如图所

示，则以下说法错误的是（）

导气口a导气口b

B.进料口1需补充高浓度氯化钠溶液

C.出气口a中会导出H2,出气口b中会导出C12

D.电解过程离子方程式：2C「+2H2O----照——>Cbf+H2T+20H-

【答案】C

【详解】

A.钠离子由离子交换膜左侧向右侧移动，则左侧为阳极区，惰性电极X是阳极，发生氧化反应，A正确:

B.进料口1需补充高浓度氯化钠溶液，氯离子失电子被氧化转变为氯气，钠离子通过离子交换膜进入阴

极区，B正确；

C.左侧为阳极区，惰性电极X是阳极，出气口a中会导出C12,右侧为阴极区，惰性电极Y是阴极，出气

口b中会导出H2,C不正确；

D.电解饱和食盐水生成Ch、h和NaOH,离子方程式：25+2^0----理^——>Cl2t+H2f+20H-,

D正确；

答案选C。

15.（2020.安徽高三月考）一种以二硒化帆（VSe2）、金属锌为电极材料的可充电电池（如图所示）具有超薄、

高能、柔性、康价等特点，放电时电池总反应为VSe2+xZn=ZnxVSe2.下列说法错误的是

.一5一放电充电一一►

A.充电时，Zn极接外接电源的负极

B.放电时，VSe2极的电极反应为VSe2+xZ/+2xe三ZnxVSe?

C.电池中的离子交换膜为阴离子交换膜

D.充电时，电路中转移0.2mol电子，Zn极质量增加6.5g

【答案】C

【详解】

A.充电时，原电池的负极接外接电源的负极，则Zn极接外接电源的负极，选项A正确；

B.由放电时电池总反应可知，放电时VSe2极的电极反应为VSe2+xZi?++2xe-=ZnxVSe2,选项B正确；

C.由放电时电池总反应可知，Z/+需移向VSe2极，电池中的离子交换膜为阳离子交换膜，选项C错误；

D.充电时，Zn极的电极反应为Zi?++2e-=Zn,则电路中转移0.2mol电子，Zn极质量增加6.5g,选项D正

确；

答案选C。

16.（2021•沈阳市•辽宁实验中学高三期末）如图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置（忽略

=生成目标产物消耗的电子数

其他有机物）的示意图。已知储氢装置的电流效率『转移的电子总数X100%,下列说法不正确

的是

高分子电解质膜

（只允许H*通过）

A.若n=75%,则参加反应的苯为0.8mol

B.该过程中通过C—H键断裂实现氢的储存

C.采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失

D.生成目标产物的电极反应式〔〕+6e+6H+=

【答案】B

【分析】

根据题意，阴极〔〕+6^+6H则阳极反应2HQ-4e-=4H++O2；

【详解】

A.阳极生成1.6mol氧气，转移6.4mol电子，根据。I+68+6H'=、一，若口=75%,则参加反应的苯为

0.8mol,故A正确；

B.O生成[]，该过程中通过C—H形成裂实现氢的储存，故B错误；

C.采用多孔电极增大了接触面积，增大电流效率，可降低电池能量损失，故C正确；

D.目标产物是环己烷，生成目标产物的电极反应式O+6d+6H+=[],故D正确；

选B。

17.（2021•沈阳市・辽宁实验中学高三期末）港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：

①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌（富含锌粉）底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下

列分析不合理的是

A.钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为：Fe-3e=Fe3+

B.防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子

C.防腐涂料可以防水、隔离02，降低吸氧腐蚀速率

D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除

【答案】A

【详解】

A.钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为：Fe-2e=Fe2+,故A错误；

B.铝和锌的活泼性大于铁，钢铁防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子，为牺牲阳极的阴极保护法，故

B正确；

C.防腐涂料可以防水、隔离减少铁与氧气接触，降低吸氧腐蚀速率，故C正确；

D.钢铁防腐只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除钢铁腐蚀，故D正确；

选Ao

18.（2020•河南开封市•高三一模）多伦多大学EdwardSargent教授团队研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙

烷的电化学合成方法。反应在KC1电解液的流动池中进行，示意图如图。电解结束后，将阴阳极电解液输

出混合，便可生成环氧乙烷。下列说法正确的是（）

A.泡沫银电极连接电源负极

B.拓箔电极附近溶液pH下降

c.该过程的总反应为CH2=CH2+HOCI-U+HCI

D.当电路中通过Imol电子时，伯箔电极上会产生11.2L气体（标准状况）

【答案】D

【分析】

据图可知泡沫镁电极上cr失电子被氧化生成cb，所以泡沫镇电极为阳极，则销箔电极为阴极，电解质溶

液为KC1溶液，所以阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气。

【详解】

A.根据分析可知泡沫银电极为阳极，应连接电源正极，故A错误；

B.钳箔电极为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生大量氢氧根，所以的箔电极附近溶液pH

升高，故B错误；

C.的箔电极的产物为H?和KOH,所以阳极区生成的HC1又会反应生成KCL初始反应物没有HOCI,该

物质是阳极产物氯气和水反应生成的，据图可知HOC1中氯元素最终又生成了氯离子，所以该反应的实际反

应物只有乙烯和水，最终的生成物为环氧乙烷和氨气，总反应为…宜,•八,,,,,

CH2=CH2+Hq—►H2C-CH2+H2

故C错误；

D.粕箔电极反应为：2H2O+2e=H2f+2OH,转移Imol电子生成0.5mol氢气，标况下体积为11.2L,故D

正确；

综上所述答案为D。

19.（2021•河北高三模拟）2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展作出突出贡献的三位科学家，他

们创造了一个可充电的世界。Garnet型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。某Garnet型可充

充电

电锂电池放电时工作原理如图所示，电池总反应为LixCe+LiiJaZrTaOLiLaZrTaO+6C,下列说法错

放电

误的是（）

UIjtZrTaO固态电解质

A.充电时，a极接外电源的负极

B.放电时，固态电解质中电流方向为b极—>a极

C.放电时，若转移O.Olmol电子，a电极将减重0.07g

D.充电时，b极反LiLaZrTaOxe-=xLi++Li]_xLaZrTaO

【答案】B

【分析】

电池放电时，阳离子向正极移动，根据放电时Li+的移动方向可知，b极为正极，则a极为负极充电和放电

时的电极反应分析如下：

电极电极反应

正极（b极）xLi++Lij_LaZrTaO+xe-=LiLaZrTaO

放电x

（原电池）

负板极）+

（aLixC6-xe-=xLi+6C

阳极（b极）LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li.LaZrTaO

充电x

（电解池）

阴极极）+

（axLi+6C+xe-=LixC6

【详解】

A.充电时，a极作阴极，与外接电源的负极相连，选项A正确；B.由放电时，Li+的移动方向可知，固

态电解质中电流方向为a极fb极，选项B错误；

C.放电时a电极上发生反应LixCe—xe-=xLi++6C,若转移O.Olmol电子，则有O.OlmolLi*从a电极

中脱去，电极减重O.OlmolxO.7g-mo『=（）.07g,选项C正确；

D.电池充电时，b极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为LiLaZrTaO—xe-=xU++LiiLaZrTaO,

选项D正确。

答案选B。

20.（2021•河北高三模拟）含氟化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氟化氢。工业上,

常采用碱性氯化法（Cb过量）来处理高浓度氟化物污水，将废水中的有害物质转化为无毒物质，发生的总反

应为CN-+OH-+a2T■CO2+N2+C「+H2O（未配平）。下列说法正确的是（）

A.还原性：C12>N2

B.氧化剂、还原剂的物质的量之比为5：2

C.该反应中，每生成ImolCCh，转移2moi电子

D.若将该反应设计成原电池，则CCh在正极区生成

【答案】B

【分析】

CN中碳元素化合价为+2、氮元素化合价为-3,反应中碳元素化合价由+2升高为+4,氮元素化合价由-3升高

为0,CV是还原剂，Cb中氯元素化合价由0降低为-1,氯气为氧化剂。根据得失电子守恒、电荷守恒、原

子守恒可得配平后的离子方程式：2CW+8OFT+5Cl2=2CO2+N2+10Cr+4H2O»

【详解】

A.C12是氧化剂，CN-是还原剂，CO2和N2是氧化产物，氧化性02>N2,A项错误：

B.氧化剂Cb与还原剂CN一的物质的量之比等于化学计量数之比，为5：2,B项正确；

C.由离子方程式可知，若有ImolCCh生底则有ImolCV发生反应，C、N原子参与电子转移，此时有5moi

电子发生转移，C项错误；

D.CCh是CN.发生氧化反应的产物之一，若将题给反应设计成原电池，氧化反应在负极区进行，则CO?在

负极区生成，D项错误；

综上所述答案为B.

21.（2020•四川成都市•高三一模）聚乙烯具有广泛用途，可由乙烯为基本原料制备。科学家构想用太阳能

电池作电源电解CH4和CO2制得乙烯，原理如图。下列说法错误的是（）

太阳能电池

能传导02的

固体电解质

A.该装置实现了光能一电能一化学能的转化

B.电极A的反应为：2cHRd+2O、C2H4+2压0

C.催化活性电极B可防止产生炭堵塞电极

D.固体电解质将A极产生的-传导到B极

【答案】D

【详解】

A.太阳能电池将光能转化为电能，电解池又将电能转化为化学能，故A正确；

B.图中电子由右侧流出，左侧流入，则左侧为电源的负极，右侧为电源的正极，电极A为阳极，CH&失去

电子变成c2H4,其电极反应式为2cH4/修+202-＜：2也+2凡0,故B正确；

C.催化活性电极B可防止产生炭堵塞电极，因为电极B上CO?得到电子，发生

22

CO2+2e=CCHO,还有有副反应：CO+2e=C+O".有炭产生，故C正确；

D.-属于阴离子，向阳极移动，即B极产生的-传导到A极，故D错误；

故选D。

22.（2021.广东佛山市.高三一模）我国科学家发明了一种两电极体系高选择性合成甲酸盐和辛月青

[CH；（CH2）6CN]的方法，装置如图所示.下列说法正确的是（）

A.b是电源负极

B.左半池的电极反应为：CO2-2e+H2O=HCOO+OH

C.随着反应的进行，右半池的pH升高

D.每生成ImolCHjCHzkCN电路中转移4moi曰

【答案】D

【分析】

根据电解池原理分析知，左侧C02分子得电子生成HCOO,电子反应式为CC)2+2e+H2OHCOO+OH：

右侧为阳极，0田、HCOO通过阴离子交换膜进入右侧，失电子发生氧化反应：

CH3(CH2)7NH2-4e-+2OH+2HCOO=CH3(CH2)6CN+2H2O+2HCOOH,据此分析解答。

【详解】

A.左侧得电子发生还原反应，为阴极，则a是电源负极，故A错误；

B.根据上述分析，左半池的电极反应为：CO2+2e+H2O=HCOO+OH,故B错误；

C.右侧为阳极，失去电子发生氧化反应：

CH3(CH2)7NH2-4e+2OH+2HCOO=CH3(CH2)6CN+2H2CH-2HCCX)H,则右半池的pH降低，故

C错误；

D.根据阳极反应知，每生成lmolCH3(CH2)6CN电路中转移4moie\故D正确；

故选D。

23.(2021•哈尔滨市第三十二中学校高三期末)一种高性能的碱性硼化钢(VB2)—空气电池如图所示，其中

在VB?电极发生反应：VB2+16OH-lle=VO：+2B(OH)4+4H2。该电池工作时，下列说法错误的是

负载

KOH溶液离子选择性膜

A.负载通过0.04mol电子时，有0.224L(标准状况)02参与反应

B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

C.电池总反应为4VB2+1IO2+2OOH+6H208B(OH)4+4VO：

D.电流由复合碳电极经负载流向VB2电极

【答案】B

【分析】

根据题目信息可知VB2电极上失电子发生氧化反应，所以VB?电极为负极，则复合碳电极为正极，电解质

溶液显碱性，空气中的氧气得电子发生还原反应生成氢氧根。

【详解】

A.当负极通过0.04mol电子时，正极也通过0.04mol电子，正极反应式为。2+4《+21420=401<,通过0.04mol

电子消耗O.Ohnol氧气,在标况下为0.224L,A正确;

B.反应过程中正极生成大量的OH使正极区pH升高，负极消耗OH使负极区浓度减小pH降低，B错

误；

C.负极反应为VB2+16OHFle=VO：+2B(OH)；+4H2O，正极反应为O?+4e+2H2。=40口，所以电池

的总反应为4VB2+1102+20OH-+6H2O=8B(OH)；+4VO4-C正确；

D.原电池中，电子由VB?电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电

极T负载TVB2电极，D正确；

故选B。

24.(2021•河北高三模拟)研究人员开发了一种新型的硼、氮共掺杂的多孔石墨烯材料作为正极催化剂的锂

-二氧化碳二次电池，实现了碳酸锂在电池中的高度可逆分解，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是

()

N

硼、氮共掺杂的

多孔石墨烯

A.放电时，N极发生还原反应

B.充电时，M极与电源正极相连

C.放电时，正极反应式为4Li++3co?+4e-=2Li2(X)3+C

D.电解液不可选用水溶液

【答案】B

【分析】

根据题给装置图可知，放电时Lr移向N极，则N极为正极，正极上CO2和L厂发生还原反应生成Li2cCh

和C；M极为负极，负极上Li发生氧化反应生成Li*。充电时Li.移向M极，则M极为阴极，Li，得电子生

成Li,N极为阳极，C发生氧化反应生成CO?。

【详解】

A.放电时N为正极，得电子发生还原反应，故A正确：

B.充电时M为阴极，与电源的负极相连，故B错误；

C.放电时N为正极，正极上C02和L「发生还原反应生成Li2cCh和C,电极反应为

+

4Li+3CO2+4e=2Li2CO3+C,故C正确；

D.Li单质性质活泼，若选用水溶液，Li会与水反应降低电池效率，故D正确；

综上所述答案为B。

25.(2021•辽宁大连市•高三模拟)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控

制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法正确的是

质子交换膜

A.电子由O2所在的粕电极流出

B.每消耗224mLCh，通过质子交换膜的H卡个数为0.4必

C.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量

D.电池的负极反应式为CH3cH2OH+3H20T2e"=2CO2T+12H'

【答案】C

【详解】

A.该装置中乙醇失去电子发生氧化反应生成乙酸，电子由呼气所在的销电极流出，故A错误；

B.未告知02所处环境，无法确定所处条件下的气体摩尔体枳，无法计算，故B错误；

C.呼气中乙醉含量越高，单位时间内转移电子越多，电流越大，从而根据电流大小计算出被测气体中酒精

的含量，故C正确；

D.由图可知，电子负极上乙醇失去电子生成乙酸，电极反应式为CH3cH2OH—4e+H2O=CH3co0H+4H

+,故D错误；

综上所述，说法正确的是C项，故答案为C。

26.(2021.吉林吉林市.高三二模)科学家研制出一种高性能水系酸碱双液锌一漠二次电池，其总反应为：

放电

Zn+2OH+BrjZnO+HO+3Br,中间的双极性膜(BPM)能隔开酸碱双液且能允许K*通过，如图所示。下

充电2

列说法正确的是

A.放电时，K*向锌极电极迁移

B.放电时，锌电极的电势高于石墨电极

C.充电时，阴极室的pH增大

D.充电时，石墨电极发生反应：Br--2e-=3Bf

【答案】C

【分析】

根据图像信息，放电时，石墨电极上，Br；+2e=3Bf,石墨为正极，锌电极上，Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,

锌为负极，故充电时，石墨连接外接电源正极，石墨为阳极，电极反应为3Br-2e-=Br；,锌与外接电源负

极相连，锌为阴极，电极反应为ZnO+2e+H2O=Zn+2OH,由此分析各选项。

【详解】

A.放电时，石墨为正极，阳离子向正极迁移，故A不正确；

B.放电时，为原电池，正极电势高于负极，故石墨电势高于锌电极，故B不正确：

C.充电时，阴极为锌，电极反应为：ZnO+2e+H2O=Zn+2OH",阴极区碱性增强，pH增大，故C正确；

D.充电时，石墨为阳极，电极反应为3Br-2e=Br；,故D不正确；

故答案为：Co

【点睛】

二次电池，放电正极与充电阳极为同一电极，放电负极与充电阴极为同一电极。

27.（2021•河北高三模拟）某同学模拟交警检测醉驾司机酒精含量的原理设计了如下酸性燃料电池装置。下

列说法正确的是（）

+

A.正极上发生反应是CH3cH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H

B.H+由电极右侧区迁移至左侧区

C.理论上消耗标准状况下224mLO2时，生成醋酸0.3g

D.电池的总反应为CH3cH20H+Cl2=CH3coOH+H2O

【答案】D

【分析】

由题给示意图可知，左侧销电极为酸性燃料电池装置的负极，酸性条件下，乙醉在负极上失去电子发生氧

化反应生成乙酸，电极反应式为CH3cH2OH+H2O—4e-=CH3COOH+4H+,右侧销电极是正极，酸性

条件下，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为。2+4€-+4H+=2H2。，电池的总

反应为CH3cH20H+O2=CH3coOH+H2O。

【详解】

A.由分析可知，正极上是氧气得电子发生还原反应生成水，电极反应式为故A

错误：

B.燃料电池工作时，H+由负极区佐侧区）迁移至正极区（右侧区），故B错误；

C.燃料电池工作时，标准状况下消耗224mL氧气，由得失电子数目守恒可得醋酸的质量为

0.224L“

__________x4

=06

22.4L/molx60g/mo|-g>故C错误；

D.由分析可知，，电池的总反应为CH3cH2OH+O2=CH3COOH+H2。，故D正确；

故选D。

28.（2021•山东潍坊市•寿光现代中学高三月考）利用小粒径零价铁（ZVI）的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行

水体修复的过程如图所示。H+、Ch、NO；等共存物的存在会影响水体修复效果，定义单位时间内ZVI释放

电子的物质的量为n,,其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为%下列说法不正确的是（）

A.反应①②③④均在负极发生

B.单位时间内，三氯乙烯脱去amolCl时ne=2amol

C.④的电极反应式为NC）3+10H*+8e-=NH；+3比0

D.增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可使n,增大

【答案】A

【详解】

A.由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为得电了•的反应，所以应在正极发

生，A错误；

B.三氯乙烯C2HC13中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，ImoICzHCb转化为lmolC2H4

时，得到6mol电子，脱去3moi氯原子，所以脱去amolCl时ne=2amol,B正确：

C.由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO：+8e—NH：,由于生成物中有NH：,所以只能用

H，和山。来配平该反应，而不能用比0和0H.来配平，所以④的电极反应式为NC）3+l（）H++8e=NH；+3H2O,

C正确；

D.增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZV1释放电

子的速率，可使m增大，D正确；

答案选A»

29.（2021.山东潍坊市.寿光现代中学高三月考）某研究团队发现，利用微生物电化学系统可处理含氮废水。

下图是一种新型的浸没式双极室脱盐一反硝化电池，中间由质子交换膜隔开，阳极室中的NO?通过泵循环

至阴极室。下列说法错误的是（）

-+反硝化反应器•*

A.电极电势：阴极室高于阳极室