2021届高考化学二轮备考训练：电化学选择题（原卷+解析卷）

电化学选择题【原卷】

1.（2021•河北高三其他模拟）我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离

子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：Nai.xMnO2+

N“C吗电NaMnCh+nC。下列说法错误的是

佣电器或充电封

NaMnO石墨烯.

钠离子交换膜

A.电池放电过程中，NaMnOMM上的电势低于石墨烯/AI上的电势

B.电池放电时，正极发生反应Nai-xMnCh+xNa++xe=NaMnCh

C.电池充电时，外接电源的负极连接NaMnCh/AI电极

D.电池充电时，Na+由NaMnO2/AI电极移向石墨烯/Al电极

2.（2021•河北高三其他模拟）某研究机构使用Li—SO2ck电池作为电源电解制

备Ni（H2Po2）2,其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li+SO2a2=2LiCl+

so2?,下列说法错误的是

膜a膜b膜c

选择性透过膜稀硫酸产品室NaH2PCh稀氢氧化钠溶液

A.电池中C电极的电极反应式为SO2cl2+2e-=2C「+SO2T

B.电池的e极连接电解池的g极

C.膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜

D.电解池中不锈钢电极附近溶液的pH减小

3.（2021•河北高三其他模拟）一种烷燃催化转化装置如图所示，下列说法正确的

是（）

电解质

A.该装置将电能转化为化学能

B.H+向右侧迁移

C.负极的电极反应式为C2H6-2e-=C2H4+2H+

D.每消耗O.lmoIC2H6,需要消耗标准状况下的空气2.8L（设空气中氧气的体积

分数为20%）

4.（2021•河北高三其他模拟）锂一空气电池是一种可充放电池，电池反应为2Li

+O2=Li2O2,某锂一空气电池的构造原理图如图。下列说法正确的是

A.可选用有机电解液或水性电解液

2

B.含催化剂的多孔电极为电池的负极

C.放电时负极的电极反应式为Li-e-=Li+

D.充电时锂电极应连接外接电源的正极

5.（2021•河北高三其他模拟）如图是一种新型燃料电池，-可在高温条件下在

固体氧化物电解质中自由移动，电极上产生的均为无毒无害的物质。下列说法正

确的是

负载

如体与化

物由1Y反

A.电极甲为负极，发生氧化反应

B.电池内的-由电极甲移向电极乙

C.电池总反应为N2H4+O2=N2+2%0

D.当甲电极上有32gN2H4消耗时，乙电极上有22.4L（h参与反应

6.（2021•河北高三其他模拟）某非水相可充电电池工作原理如图所示，下列说法

错误的是

3

A.充电时，a接直流电源的负极

B.图中的离子交换膜为阴离子交换膜

C.放电时，正极的电极反应式为Br；+2e=3BF

D.放电过程中负极区Mg?•浓度逐渐增大

7.（2021•河北高三其他模拟）焦亚硫酸钠（Na2s2O5）可用作食品加工的防腐剂,

制备示意图如下。已知：2NaHSO3=Na2s2O5+H2O。下列说法不巧确的是

离子交换膜

稀H2sNaHS03+Na2sos溶液

A.采用的是阴离子交换膜

B.阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++CM

C.当阴极生成0.2g气体时，a室溶液质量减少1.6g

D.电解后将b室溶液进行结晶、脱水，可得到Na2s2O5

8.（2021•河北高三其他模拟）践行“绿水青山就是金山银山”理念，保护环境，处

理厨房污水是一个重要课题。某科研小组设计使用微生物电池处理污水，装置如

图所示（污水中低浓度有机物可用C6Hl2。6表示），下列说法正确的是

4

B.b电极附近溶液的pH增大

+

C.a电极反应式为C6Hl2。6+6H2O-12e=6CO2+24H

D.y<x

9.（2021•河北高三其他模拟）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得

到有价值的化学产品，下图为其工作原理及废水中离子浓度与去除率的关

系。下列说法不正确的是：

质子交换膜

A.有机物被氧化，M为电源负极

B.电池工作时，N极附近溶液pH减小

C.5。g离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活

D.处理0.1molso；-时有0.6molIT从交换膜右侧向左侧迁移

5

10.（2021•北京昌平区•高三期末）科学家研制出一种“一分钟充满电”的新型铝离

子电池，该电池以铝和石墨为电极材料，以A1CL和有机阳离子为电解质溶液，

其工作原理如图所示。

A.放电时，AI为负极，石墨为正极

B.放电时，负极反应：Al-3e+7AlCl；=4Al2Cl；

C.充电时，石墨电极发生氧化反应

D.充电时，有机阳离子向石墨电极方向移动

11.（2021•山东滨州市•高三一模）科学家以石墨烯为电极材料，设计出一种处理

工业尾气中NH，的新方案，其原理如图所示。

电源

下列说法正确的是（）

A.装置工作时H+向阳极迁移，在阳极上发生氧化反应

3+2+2++3+

B.阴极区发生的反应有Fe+e-=Fe,4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O

6

通电

C.该过程的总反应方程式为4NH3+3O2-2此+6凡0

D.电路中每转移0.3mole-，理论上需补充0.3molFe"

12.（2021•浙江温州市•高三开学考试）科学家设计的可充电电池的工作原理示意

图如图所示。该可充电电池的放电反应为LixCn+IV*）CoO2=LiCoO2+nC。NA表示

阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是

A.该电池用于电动汽车符合绿色化学观念

B.充电时，阳极反应为LiCoO2-xe=Li（|_x,CoO2+xLi*,Li*由B极移向A极

C.该电池用惰性电极电解某电解质溶液时，发现两极只有H2和02生成。则电

解一段时间后，该溶液的浓度可能不变

D.若初始两电极质量相等，当转移4NA个电子时，两电极质量差为28g

13.（2021•江苏连云港市•高三开学考试）利用脉冲电源（间歇性通入电流）电解废

液中的Pb2+实现Pb资源化利用，其原理如图所示。下列说法正确的是（）

7

A.电极a上反应为2H++2e-=H2f

电解

B.电解总反应为Cu+Pb2+-Pb+Cu2+

C.电解产生ImolPb,约有6.02x1023个阳离子透过阳离子交换膜

D.脉冲电源电解能提高电解效率，是因为阴极表面阳离子浓度回升

14.（2021•湖北高三开学考试）电解精炼铜的废液中含有大量的CM+和SO：,

下图为用双膜三室电沉积法采用惰性电极回收废液中铜的装置示意图。下列说法

B.a极发生反应的电极反应式为2C1-2e-=C】2T

C.交换膜n为阴离子交换膜

D.若浓缩室得到1L0.5moi/L的Na2s04溶液，则阴极可回收12.8g铜（不考虑副

反应）

8

15.(2021•福建高三零模)一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法

正确的是()

硫颗粒

:：•石墨烯

、聚合物

A.使用碱性电解质水溶液

B.放电时，正极反应包括3Mg2++MgS16e-=4MgS2

C.使用的隔膜是阳离子交换膜

D.充电时，电子从Mg电极流出

16.(2021•福建泉州市•高三其他模拟)双极膜(BP)是一种能将水分子解离成H+

和OH-的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂

[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m(PFS)的电化学装置如图所示。下列说法错误的是

石

墨

电

极

A.M为阴离子交换膜，乙为OH-

B.电极a的电极反应式为2H++2e=H2T

C.电流密度过大，会使PFS产品含量降低

D.若制得lmol[Fe(OH)SO4]3,理论上转移的电子为2moi

9

17.(2021•山东潍坊市•高三一模)工业吸收H2s气体后的FeCb溶液的再生过程

可降解酸性污水中的硝酸盐，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()

FeCb溶液质子膜

情

情

性

性

电

反应池电

极

极

溶液MA电解池

H2s-------1-------------------------------'

姗淀

A.溶液M中的溶质为FeCb

B.电极a为阴极

C.电极b上的反应为：2NO'+l()e+6H2ON2T+12OH

D.随电解的进行，阴极区溶液pH增大

18.(2021•山东济南市•高三其他模拟)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庸的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法正确的

A.Ni2P电极与电源正极相连

B.辛胺转化为辛晴发生了还原反应

10

C.In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成

D.在In/InzCh-x电极上发生的反应为CO2+H2O-2e=HCOO+OH

19.（2021•山东青岛市•高三一模）有机电极材料应用于钠离子电池可实现新型电

池的跨越式发展。如埃基化合物1,4,5,8-蔡四甲酸二酎（NTCDA）展现出高比

容量,

图。下列说法正确的是

+

B.放电时，负极电极反应：NaxCn-xe-=nC+xNa

C.充电时,M与电源的负极相连

D.充电时，阴极电极反应:

20.（2021•石家庄市第二十七中学高三一模）研究发现，高温时，利用如图所示

装置（加热装置略去），加入合适的熔盐电解质（可传导-）可直接电解Si。2得到

Si-Za-Mg合金，其电解原理为Si（）2塾Si+（V。下列说法错误的是（）

11

A.Ar气保护Y电极，防止高温时被氧气氧化损耗石墨

B.石墨培烟和与之接触的合金作阳极

C.阳极反应为20"-4e=。2个

D.合金质量增加2.8g时，0.4mol电子由X流向电源负极

21.（2021•河北高三其他模拟）一种新型可充放电的铝离子电池放电时的工作原

理如图所示，该电池性能优异。电池总反应为

A1+4A1CL；+3CJA1C1J目藕曲3cli+4A12cI,ll表示石墨烯），电解质为有机阳离子与阴

离子（A1C1：、Al2。；）组成的离子液体（图中的有机阳离子未标出）。已知能量密度是

指一定的空间或质量物质中储存能量的大小。下列说法错误的是（）

A.以轻金属为负极，有利于提高能量密度

B.充电时，铝电极作阳极

C.放电时，负极发生的反应为Al-3e-+7AlCl：=4A125

D.充电时，A1C1；移向石墨烯一极

12

22.（2021•全国高三专题练习）利用CH,燃料电池电解制备Ca（HFOj并得到副

产物NaOH、凡、Cl2,装置如图所示（M、N、P、Q极均为惰性电极）。下列说

法正确的是（）

M极N极产品室原料室

A.P极、Q极分别为阴极、阳极

B.A膜、c膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜

C.M极上的反应为CH「4e-+4O2-=CO2+2H2。

D.理论上，M极消耗2.24L甲烷，P极产生（MmolJ

23.（2021•湖北孝感市•孝感高中高三月考）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（）

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++3co2+记=2Li2CO3+C

13

D.电解液不可选用水溶液

24.（2021•全国高三专题练习）我国科学家提出了一种利用锂化磷酸帆锂

[Li5V2（PO4）3]实现“先予后取”的自预锂化原理，并应用锂化磷酸钢锂和硬碳组成

了具有高比能量、高比功率和宽工作温区的全电池，示意图如图所示。在充电过

程中，锂离子从Li5V2（PO4）3中脱出嵌入到硬碳（C）构成Li2C,充电反应为

Li5V2（PO4）3+C=Li3V2（PO4）3+Li2Co下列说法错误的是（）

A.充电时M与外接电源正极相连

B.充电过程中Li+向硬碳电极移动

C.该电池放电时，正极反应为Li3V2（PO4）3+2Li++2e-=Li5V2（PO4）3

D.该电池放电时，负极质量增加

25.（2021•辽宁高三开学考试）我国科研工作者研制出基于PANa（聚丙烯酸钠）

电解质的Zn-空气可充电电池，该电池具有高容量和超长循环稳定性。PANa是

一种超强吸水聚合物，可吸收大量Zn（CH3cex）｝和KOH溶液作为水和离子含量调

节剂形成水凝胶电解质，示意图如图。已知：Zn2++4OH-=[Zn（OH）J。下列说法

错误的是（）

14

A.PANa是一种有机高分子聚合物，在水溶液中不会发生电离

B.放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn（OH）4r

C.充电时，阴极附近pH增大，阳极附近pH减小

D.充电时，电路中通过0.4mol电子时，有2.24L（标准状况下）。2生成

26.（2021•河北高三其他模拟）A1-此。2电池可作为无人水下航行器动力电池，

已知也。?是一种弱酸，在强碱性溶液中以HO,形式存在。现以闻-凡。2为电源（如

甲池所示），电池总反应为2A1+3Hoz=2可0；+0比+凡0,处理有机质废水（如乙池

所示）。下列说法错误的是（）o

bb质

A1子B

电

电

电

极

交

极

极

换

膜

有机质

〕

废

水

、

NaOH/NaHO2溶液

甲池乙池

A.电池工作时，电子流动路径：A1电极一导线->A电极，B电极T导线一b电

极

B.b电极的电极反应式为3Hoz+仃+3H2（A9C）H-

C.乙池工作时，质子将从A电极室移向B电极室

D.若B电极上转化L5molCC）2,则甲池中溶解4moiAl

15

27.（2021•河北唐山市•高三一模）新型的高比能量锌-碘澳液流电池工作原理示

意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量，下列叙述正确的是

A.放电时，a作电池的负极

B.放电时，b电极每减少6.5g,a极区溶液中将增加0.2moir

C.充电时，a电极反应为2r+Br--2e-=l2BF

D.充电时，b电极接外电源正极

28.（2021•河北张家口市•高三一模）电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有应

用。一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作时，下列说法正确的

是（）

.流一源;

----------|-ab）----------

质子交换股|_______________________

X^MnJ^FeS（s）

八Mi产人FcJ,+SO?

稀Hi2sosMnSOJILSO,溶液

A.a为直流电源负极

B.阴极区溶液pH减小

C.Mi>2+、M2+之间转化可加快电子转移

16

D.导线中流过4.5mole-同时阳极区溶液质量增加44g

29.（2021•河北高三二模）钠硫电池作为一种新型化学电源，具有体积小、容量

大、寿命长、效率高等重要优点。其结构与工作原理如图所示，下列说法错误的

是（）

I

A.放电过程中,A极为电源正极

B.放电过程中，电池总反应为2Na+xS=NazSx

C.充电过程中，Na+由A极移动到B极

D.充电过程中，外电路中流过OOlmol电子，负极材料增重（）.23g

17

电化学选择题

1.（2021•河北高三其他模拟）我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离

子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：Nai.xMnO2+

N“C吗电NaMnCh+nC。下列说法错误的是

拥电器或充电封

CIO；.Na%,Na，C1OJ./

钠离子交换膜

A.电池放电过程中，NaMnOMM上的电势低于石墨烯/AI上的电势

B.电池放电时，正极发生反应Nai-xMnCh+xNa++xe=NaMnCh

C.电池充电时，外接电源的负极连接NaMnCh/AI电极

D.电池充电时，Na+由NaMnO2/AI电极移向石墨烯/Al电极

【答案】AC

【详解】放电过程总反应式为：Nai.xMnO2+NaxCn=nC+NaMnO2,由图示信息知，

++

负极反应为NaxCn--xe=nC+xNa>正极反应为NaixMnOa+xNa+xe"=

NaMnO2,则负极是石墨烯/AL正极为NaMnOMM,则充电时石墨烯/AI发生还

原反应为阴极，NaMnCh/AI发生氧化反应为阳极。电池放电过程中，负极是石

墨烯/AL正极为NaMnOi/Al,则NaMnOz/AI上的电势高于石墨烯/AI上的电势，

A错误；电池放电时，正极上钠离子得电子发生还原反应，电极方程式为：

+

Nai.xMnO2+xNa+xe=NaMnO2,B正确；电池充电时，外接电源的负极连接

阴极即石墨烯/A1电解,而外接电源的正极连接阳极即NaMnOi/AI电极,C错误;

电池充电时，Na+由阳极移向阴极，即由NaMnOMM电极移向石墨烯/AI电极，

18

D正确。

2.(2021•河北高三其他模拟)某研究机构使用Li—SO2a2电池作为电源电解制

备Ni(H2Po2)2,其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li+SO2cl2=2LiCl+

so2?,下列说法错误的是

A.电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2+2e=2Cr+SO2T

B.电池的e极连接电解池的g极

C.膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜

D.电解池中不锈钢电极附近溶液的pH减小

【答案】BD

【详解】根据电池反应为2Li+SO2a2=2LiCl+SO2T可知，放电时Li元素化合价

由0价变为+1价，失去电子，所以Li电极是负极，反应式为2Li-2e-2Li+,则

碳棒是正极，正极是SO2a2中+6价的硫得电子、发生还原反应，电极反应式为

SO2Cl2+2e=2Cr+SO2t；电解池中，Ni电极失去电子生成Ni?+,通过膜a进入产

品室II室，所以g电极为阳极、与锂-磺酰氯(Li-SO2Cl2)电池的正极C棒相接,

H2P02-由原料室III室通过膜b进入产品室II室，与Ni?+生成Ni(H2Po2)2,h电

极为阴极，与原电池的e电极相接，或H+发生得电子的还原反应，电极反

应式为2H2O+2e-=H2T+2OH-或2H++2e-=H2f,Na+通过膜c进入IV室，形成闭

合回路，所以膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜，据此分析解答。

由图示可知，Li电极为负极，发生氧化反应，则C电极为正极，发生得电子的

19

还原反应，电极反应式为SO2a2+2e-=2Cr+SO2f,故A正确；原电池中Li电极

为负极，C电极为正极，电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+,即g电极为阳极,

则h电极为阴极，与原电池的负极Li电极e相接，故B错误；电解池中，Ni电

极失去电子生成Ni2+,通过膜a进入产品室II室，H2P02一由原料室1口室通过膜

b进入产品室n室，在产品室n室中与Ni2+生成Ni（H2PC>2）2,Na+通过膜c进入

IV室，形成闭合回路，所以膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜，故

C正确；电解池中不锈钢电极即h电极为为阴极，电极上MO或H+发生得电子

的还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2T+2OH-或2H++2e-=H2f,所以电极附近

溶液的pH增大，故D错误。

3.（2021•河北高三其他模拟）一种烷燃催化转化装置如图所示，下列说法正确的

是（）

电解质

A.该装置将电能转化为化学能

B.H+向右侧迁移

C.负极的电极反应式为C2H6-2e-=C2H4+2H+

D.每消耗O.lmolC2H6,需要消耗标准状况下的空气2.8L（设空气中氧气的体积

分数为20%）

【答案】BC

20

【详解】根据图像可知，Fe-Co合金发生反应：C2H6-2e-=C2H4+2H+,做电池的

负极；正极氧气得电子与氢离子反应生成水。该装置为原电池，是将化学能转化

为电能的装置，A说法错误；原电池的内电路中，H+向正极移动，即向右侧迁移,

B说法正确；分析可知，负极的电极反应式为C2H6-2e-=C2H4+2H+,C说法正确;

每消耗O.lmolC2H6,转移0.2mol电子，需要消耗标准状况下的0.05mol氧气，

则需空气5.6L（设空气中氧气的体积分数为20%）,D说法错误。

4.（2021•河北高三其他模拟）锂一空气电池是一种可充放电池，电池反应为2Li

+O2=Li2O2,某锂一空气电池的构造原理图如图。下列说法正确的是

A.可选用有机电解液或水性电解液

B.含催化剂的多孔电极为电池的负极

C.放电时负极的电极反应式为Li-e-=Li+

D.充电时锂电极应连接外接电源的正极

【答案】C

【详解】在锂一空气电池中，锂失电子作负极，负极反应式为：Li-e=Li+,以空

气中的氧气作为正极反应物，氧气得电子生成Li2O2,正极反应为：Ch+2Li++2e

一="2。2,总反应为：2Li+O2=Li2O2,据此解答。应选用有机电解液，水性电

解液会与Li直接反应，故A错误；含催化剂的多孔电极为电池的正极，故B错

误；

放电时负极的电极反应式为Li-e-=Li+,故C正确;充电时锂电极应连接外接电

21

源的负极，发生电极反应：Li++e=Li,故D错误；故选C。

5.（2021•河北高三其他模拟）如图是一种新型燃料电池，-可在高温条件下在

固体氧化物电解质中自由移动，电极上产生的均为无毒无害的物质。下列说法正

确的是

A.电极甲为负极，发生氧化反应

B.电池内的-由电极甲移向电极乙

C.电池总反应为N2H4+O2=N2+2%0

D.当甲电极上有32gN2H4消耗时，乙电极上有22.4LCh参与反应

【答案】AC

【详解】反应生成物均为无毒无害的物质，负极上反应生成氮气，则电池总反应

为：N2H4+O2=N2+2H2O,电极甲发生氧化反应，是负极，故A正确；放电时,

阴离子向负极移动，即。2-由电极乙移向电极甲，故B错误；反应生成物均为无

毒无害的物质，负极上反应生成氮气，则电池总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O,

故C正确；由电池总反应为:N2H4+O2=N2+2H2O可知，当甲电极上有ImolNzHU

消耗时，乙电极上有ImoKh被还原，状况不知，所以体积不一定是22.4L（h,

故D错误；故选C。

6.（2021•河北高三其他模拟）某非水相可充电电池工作原理如图所示，下列说法

错误的是

22

B.图中的离子交换膜为阴离子交换膜

C.放电时，正极的电极反应式为Br；+2e=3Br

D.放电过程中负极区Mg?浓度逐渐增大

【答案】BD

【详解】Mg为原电池的负极，所以充电时，a接直流电源的负极，A正确；交

换膜允许Mg2+通过，应选择阳离子交换膜，B错误；放电时，正极的电极反应式

为Br；+2e-=3B「，C正确；放电过程中负极区每生成ImolMg?+,就会有ImolMg”通

过阳离子交换膜，所以Mg?+中浓度保持不变，故D错误。

7.(2021•河北高三其他模拟)焦亚硫酸钠(Na2s2O5)可用作食品加工的防腐剂,

制备示意图如下。已知：2NaHSO3=Na2S2O5+H2Oo下列说法不无确的是

离子交换膜

稀H2sNaHS03+Na2s/溶液

A.采用的是阴离子交换膜

B.阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2T

C.当阴极生成0.2g气体时，a室溶液质量减少1.6g

D.电解后将b室溶液进行结晶、脱水，可得到Na2s2O5

23

【答案】AC

【详解】电解池阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，由装置图可知，电

解池阳极为a室稀硫酸溶液，氢氧根离子失电子发生氧化反应，则氢离子将移到

b室与Na2sCh反应生成NaHSO3,阴极为c室，主要成分是NaHSCh和Na2SO3,

氢离子发生还原反应生成氢气，则c室中NaHSCh转变为Na2sCh,据此分析解

答。根据分析，a室中氢离子向b室移动，则离子交换膜采用的是阳离子交换膜,

故A错误；阳极水失电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e=4H++O2T，

故B正确；阴极氢离子发生还原反应生成氢气，电极反应为：

2H2O+2e=H2T+2OH-,生成气体为氢气，0.2g氢气的物质的量为O.lmoL转移

电子0.2moLa室为阳极，电极反应为2H2。4一=4IF+CM，氧气从a室逸出，

氢离子向b室移动，则a室中减少的质量为水的质量，根据电子守恒，消耗水的

物质的量为O.lmoL质量为0.1molxl8g/mol=1.8g,故C错误；电解后将b室得

到NaHSCh溶液，NaHSCh溶液经结晶脱水可得到Na2s2O5,则结晶脱水过程方

程式可表示为2NaHSO3=Na2s2O5+H2O,故D正确。

8.（2021•河北高三其他模拟）践行“绿水青山就是金山银山”理念，保护环境，处

理厨房污水是一个重要课题。某科研小组设计使用微生物电池处理污水，装置如

图所示（污水中低浓度有机物可用C6Hl2。6表示），下列说法正确的是

24

A.b电极为电池负极

B.b电极附近溶液的pH增大

+

C.a电极反应式为C6Hl2O6+6H2O-12e=6CO2+24H

D.y<x

【答案】BD

【详解】由图示信息知，C6Hl2。6在a电极上转化为CO2,其失电子表现还原性,

a电极为负极；NO］在b电极上得电子生成N2,b电极为正极。由以上分析知，

b电极为电池正极,A不正确;b电极上，发生反应2NO；+10e-+6H2O=N2T+12OH;

则电极附近溶液的pH增大，B正确；a电极上，C6Hl2。6失电子转化为CO2等,

电极反应式为C6Hl2O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+,C不正确；在阴、阳离子交换

膜之间的溶液中，为平衡两边电极溶液的电性，。-移向a电极，Na+移向b电极,

则氯化钠溶液的浓度减小，所以x>y,D正确。

9.（2021•河北高三其他模拟）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得

到有价值的化学产品，下图为其工作原理及废水中S3离子浓度与去除率的关

系。下列说法不正确的是：

5。产离f浓度（ngL）

A.有机物被氧化，M为电源负极

B.电池工作时，N极附近溶液pH减小

C.Cr@离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活

25

D.处理0.1mol5。/时有0.6molIF从交换膜右侧向左侧迁移

【答案】BD

2

【解析】由图知，电子流入电极N,则N电极为正极，发生还原反应，Cr2O7

得电子生成C/+,M极失电子发生氧化反应，有机物被氧化生成CO2,为原电

池的负极，以此解答该题。由分析可知，M电极有机物失电子发生氧化反应，M

为负极，故A正确；根据图示，正极反应为02。72-+6&+14H+=2CN++7H2O,消

耗氢离子，N极附近溶液pH增大，故B错误；O2O72一具有强氧化性，能使蛋

白质变性，浓度较大时，可能会造成还原菌失活，故C正确；Cr元素由+6价变

为+3价，处理0.1molO2O72-时转移0.6mol电子，根据电荷守恒，处理0.1mol

O2O72一时有0.6molH+从交换膜左侧向右侧迁移，故D错误。

10.（2021•北京昌平区•高三期末）科学家研制出一种“一分钟充满电”的新型铝离

子电池，该电池以铝和石墨为电极材料，以A1CL和有机阳离子为电解质溶液，

其工作原理如图所示。

A.放电时，AI为负极，石墨为正极

B.放电时，负极反应：AI-3e+7AlCl；=4AI2Cl；

C.充电时，石墨电极发生氧化反应

D.充电时，有机阳离子向石墨电极方向移动

26

【答案】D

【详解】

A.放电时，铝是活泼的金属铝是负极，不活泼石墨为正极，故A正确；

B.放电时负极发生氧化反应生成铝离子，铝离子与AIC1；结合生成AbCI；,所

以电极反应式为：Al-3e+7AlCI；=4Al2Cl；,故B正确；

C.放电时，铝是活泼的金属铝是负极，不活泼石墨为正极；充电时，铝为阴极,

石墨为阳极，阳极发生氧化反应，故c正确；

D.充电时，铝为阴极，石墨为阳极，有机阳离子向阴极方向移动，故D错误；

故选D。

11.（2021•山东滨州市•高三一模）科学家以石墨烯为电极材料，设计出一种处理

工业尾气中NH,的新方案，其原理如图所示。

电源

下列说法正确的是（）

A.装置工作时H,向阳极迁移，在阳极上发生氧化反应

2++3+

B.阴极区发生的反应有Fe3++e-=Fe2+,4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O

...通电

C.该过程的总反应方程式为4NH3+3O2^2N2+6H2。

D.电路中每转移（）.3mol,理论上需补充0.3molFe"

【答案】BC

【分析】

27

由图示知，该方案为电解原理的应用，右侧电极上N%失电子转化为N2,故右

+

侧为阳极，对应电极反应为：2NH3-6e=N2+6H,产生氢离子移向左侧阴极，阴

极上Fe3+得电子生成Fe?+,Fe?+与Ch反应再生Fe3+,循环使用。

【详解】

A.由分析知，H+移向左侧阴极，A错误；

B.阴极区Fe3+在电极表面得电子生成Fe2+,发生反应Fe3++®=Fe2+,Fe?+与O2

反应再生Fe3+,即发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,B正确；

C.由图示知，Fe2+/Fe3+起催化剂作用，故过程总反应为：4NH3+3O2^2N2+6H2O,

C正确；

D.由图示知，Fe3+可通过Fe2+与Ch反应再生，理论上不需要补充，D错误；

故答案选BCo

12.（2021•浙江温州市•高三开学考试）科学家设计的可充电电池的工作原理示意

图如图所示。该可充电电池的放电反应为LiC+Li（i）C°O产LiCoC^+nC。NA表示

阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是

A.该电池用于电动汽车符合绿色化学观念

B.充电时，阳极反应为LiCoO2-xe=Lig>CoO2+xLi+,Li*由B极移向A极

C.该电池用惰性电极电解某电解质溶液时，发现两极只有H2和02生成。则电

解一段时间后，该溶液的浓度可能不变

28

D.若初始两电极质量相等，当转移4NA个电子时，两电极质量差为28g

【答案】D

【分析】

根据可充电电池的工作原理示意图中电子流向可知，A为负极，B为正极；充电

时，A为阴极，B为阳极；可充电电池的放电反应为LixCn+Lisx)

CoO2=LiCoO2+nC,则放电时正极反应为Lig)CoO2+xLi++xe-=LiCoC>2,充电

时，原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，贝!J反应为LiCoOz-xe—Li<7)

+

CoO2+xLi,由此分析解答。

【详解】

A.汽车燃烧汽油等化石燃料，排放的汽车尾气含氮的氧化物，大量氮氧化物排

放到空气中，电动汽车可有效减少大气污染，该电池用于电动汽车符合绿色化学

观念，故A正确；

B.可充电电池的放电反应为LixC+Li(Lx)CoO2=LiCoO2+nC,则放电时正极反

应为Liax)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2,充电时，原电池的正极即为电解池的阳极,

反应逆转，则反应为LiCoO2-xe-=Li<人CoO2+xLi+,阳离子由阳极B向阴极A

移动，故B正确；

C.两极只有H2和02生成，应为电解水型的电解，电解时阳极反应为：

+

4OH-4e=2H2O+O2T，阴极反应为：4H+4e=2H2T，可为电解含氧酸溶液、强碱

溶液或活泼金属的含氧酸盐溶液，由于溶剂HzO减小，若电解的溶液为饱和溶

液，则浓度不变，故C正确；

D.若初始两电极质量相等，当转移4NA个电子时，负极减少4moiLi其质量为

28g,正极有4moiLi+迁入，其质量为28g,两电极质量差为56g,故D错误；

29

故选：Do

13.（2021•江苏连云港市•高三开学考试）利用脉冲电源（间歇性通入电流）电解废

液中的Pb2+实现Pb资源化利用，其原理如图所示。下列说法正确的是（）

A.电极a上反应为2H++2e-=H2T

B.电解总反应为Cu+Pb2+=Pb+Cu2+

C.电解产生ImolPb,约有6.02x1023个阳离子透过阳离子交换膜

D.脉冲电源电解能提高电解效率，是因为阴极表面阳离子浓度回升

【答案】D

【分析】

该电解池电解废液中的Pb2+得至!）Pb,含Pb废水通入b电极区，Pb2+在b电极处

放电生成Pb,故b为阴极，电极反应为Pb2++2e-=Pb,a为阳极，电极反应为

+

2H2O-4e=O2T+4H,总反应为2Pb2++2丛0蛙O2T+4H++2Pb。

【详解】

A.根据分析，电极a为阳极，反应为2H2O-4e-=O2T+4H+,A错误；

电解

B.根据分析，总反应为2Pb2++2H2O-O2T+4H++2Pb,B错误；

C.电解产生ImolPb,转移电子的物质的量为2moL阳极区的Na+、H+均为+1

价离子，因此有2moi的阳离子通过阳离子交换膜，C错误；

30

D.在电解过程中，离子浓度会迅速降低，采用脉冲电解，在断电间隙时间内，

可以让阴、阳离子充分的移动到阳极和阴极附近，离子浓度又会得到迅速恢复和

补充，电极区相关离子浓度更大，有利于电解，D正确；

故选D。

14.（2021•湖北高三开学考试）电解精炼铜的废液中含有大量的Ci?+和SO：,

下图为用双膜三室电沉积法采用惰性电极回收废液中铜的装置示意图。下列说法

B.a极发生反应的电极反应式为2C「-2e-=Cl2T

C.交换膜n为阴离子交换膜

D.若浓缩室得到1L0.5moi/L的Na2sCh溶液，则阴极可回收12.8g铜（不考虑副

反应）

【答案】D

【详解】

A.由题图可知，Na+与SOj透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知电极b

为阴极，电极a为阳极，故A正确；

B.a极为阳极，电极上C「发生氧化反应生成C*发生反应的电极反应式为

2Cr-2e-=Cl2T,故B正确；

31

C.阴极区SO：通过交换膜门进入浓缩室，故交换膜n为阴离子交换膜，故C正

确；

D.若浓缩室得到1L0.5moiL的Na2sO’溶液，则有0.4molSO：进入浓缩室，

电路上有0.8mol电子通过，可析出0.4molCu,其质量为25.6g,故D错误；

答案选D。

15.（2021•福建高三零模）一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法

正确的是（）

硫颗粒

石墨烯

聚合物

A.使用碱性电解质水溶液

B.放电时，正极反应包括3Mg2++MgS16e-=4MgS2

C.使用的隔膜是阳离子交换膜

D.充电时，电子从Mg电极流出

【答案】C

【分析】

Mg为活泼金属，所以放电时Mg被氧化，Mg电极为负极，聚合物电极为正极。

【详解】

A.碱性电解质水溶液中负极生成的Mg2+会生成Mg（OH）2沉淀，降低电池效率,

A错误；

B.放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，包括3Mg2++MgS8+6e-

32

=4MgS2,B错误；

C.据图可知Mg2+要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子

交换膜，C正确；

D.放电时Mg电极发生氧化反应，充电时Mg电极得电子发生还原反应，即电

子流入Mg电极，D错误；

综上所述答案为Co

16.(2021•福建泉州市•高三其他模拟)双极膜(BP)是一种能将水分子解离成H+

和OH的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂

[Fe2(OH)n(SO4)3W2]m(PFS)的电化学装置如图所示。下列说法错误的是

硫酸帙临硫酸

A.M为阴离子交换膜，乙为OH-

B.电极a的电极反应式为2H++2e=H2T

C.电流密度过大，会使PFS产品含量降低

D.若制得lmol[Fe(OH)SO4]3,理论上转移的电子为2moi

【答案】D

【详解】

A.由甲中的产物为硫酸，所以硫酸根从硫酸铁进入到硫酸室中，M为阴离子交

换膜，要有PFS生成，甲为H+,乙为OH：故A正确；

+

B.由EP的性质，乙为OH-,甲为H+,所以a为阴极电极反应式为2H+2e=H2?,

33

故B正确；

C.电流过大会使OH一进入到硫酸铁室中，生成氢氧化铁沉淀，使PFS含量降低,

故C正确；

D.若制得lmoI[Fe(OH)SO4]3,则有3moiOH进入到硫酸铁室中，理论上转移的

电子为3moL故D错误；

故选D。

17.(2021•山东潍坊市•高三一模)工业吸收H2s气体后的FeCb溶液的再生过程

可降解酸性污水中的硝酸盐，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()

FeCb溶液Fe3+质子膜

惰

情

性

性

电

反应池电

极

极

1溶液M14电解池

H2s----、---------

渐淀

A.溶液M中的溶质为FeCL

B.电极a为阴极

C.电极b上的反应为：2NO-+l()e+6H2O=N2T+12OH-

D.随电解的进行，阴极区溶液pH增大

【答案】D

【详解】

A.溶液M为吸收H2s气体后的FeCb溶液，硫化氢与氯化铁反应生成硫单质、

氯化亚铁和HCL同时还有剩余的氯化铁，故A错误；

B.由装置可知b电极的反应为硝酸根转变成氮气，得电子的电极应为阴极，则

34

a为阳极，故B错误；

C.电解质溶液呈酸性，电极b上的反应为：2NO；+10e+l2H"=N2T+6H2O,故C

错误；

D.由b电极的反应可知，反应消耗氢离子，氢离子浓度减小，pH值增大，故

D正确；

故选：D。

18.（2021•山东济南市•高三其他模拟）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晴的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法正确的

是（）

A.Ni2P电极与电源正极相连

B.辛胺转化为辛晴发生了还原反应

C.In/ImCh-x电极上可能有副产物H2生成

D.在In/ImOE电极上发生的反应为CO2+H2O-2e=HCOO+OH

【答案】AC

【详解】

A.辛胺在Ni2P电极转化为辛晴，发生氧化反应，Ni2P电极是电解池的阳极,

与电源正极相连，A正确；

B.辛胺转化为辛晴为去氢反应，去氢反应属于氧化反应，B错误；

35

C.In/In2O3-x电极为阴极，H+可能在该电极上发生反应生成H2,所以In/ImCh-x

电极上可能有副产物H2生成，C正确；

D.In/IzCh-x电极为阴极，阴极上CO2发生得电子的还原反应生成HCOCT,电

极反应式为：CO2+H2O+2e=HCOO+OH,D错误；

故选ACo

19.(2021•山东青岛市•高三一模)有机电极材料应用于钠离子电池可实现新型电

池的跨越式发展。如瘦基化合物1,4,5,8-蔡四甲酸二酊(NTCDA)展现出高比

容量，放电原理为2Na、Cn装置如

图。下列说法正确的是

A.放电时，Na+向N移动

+

B.放电时，负极电极反应：NaxCn-xe=nC+xNa

C.充电时，M与电源的负极相连

D.充电时，阴极电极反应:

【答案】B

【分析】

+

由总反应可知Na、Cn转化成C、Na,其中C化合价升高失电子，可知该转化过程

36

应为负极反应，则N为负极，M为正极，据此解答。

【详解】

A.原电池中阳离子向正极移动，则Na+向M移动，故A错误；

+-

B.由分析知，负极NaC转化c、Na,电极反应为：NaxCn-xe=nC+xNa+,故B

正确；

C.充电时原电池的负极接电源的负极，正极接电源的正极，则M与电源的正

极相连，故C错误；

+-

D.充电时，阴极电极反应：nC+xNa+xe=NaxCn9故D错误；

故选：Bo

20.（2021•石家庄市第二十七中学高三一模）研究发现，高温时，利用如图所示

装置（加热装置略去），加入合适的熔盐电解质（可传导O2-）可直接电解SiO2得到

Si-Za-Mg合金，其电解原理为Si（）2姓Si+（V。下列说法错误的是（）

A.Ar气保护Y电极，防止高温时被氧气氧化损耗石墨

B.石墨珀崩和与之接触的合金作阳极

C.阳极反应为2。2--4e-=C）2f

D.合金质量增加2.8g时，0.4mol电子由X流向电源负极

【答案】B

【分析】

37

由题给示意图可知，该装置为电解池，石墨电极为电解池的阳极，氧离子在阳极

上失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为202-_4e-=02]高温下氧气

与石墨发生反应生成碳的氧化物会损耗阳极，石墨用烟和与之接触的合金做阴

极，二氧化硅在阴极上得到电子发生还原反应生成生成硅，电极反应式为

+2

SiO24e-=Si+2O-o

【详解】

A.由分析可知，石墨电极为电解池的阳极，氧离子在阳极上失去电子发生氧化

反应生成氧气，高温下氧气与石墨发生反应生成碳的氧化物会损耗阳极，则电解

过程中需在阳极通入氨气气保护Y电极，防止高温时被氧气氧化损耗石墨，故A

正确；

B.由分析可知，石墨生堪和与之接触的合金做阴极，故B错误；

C.由分析可知，石墨电极为电解池的阳极，氧离子在阳极上失去电子发生氧化

反应生成氧气，电极反应式为20j—4e—=O2f,故C正确；

D.由分析可知，墨用堪和与之接触的合金做阴极，二氧化硅在阴极上得到电子

发生还原反应生成生成硅，电极反应式为SiCh+4e-=Si+2C>2-,合金质量增加2.8g

时，阳极生成O.lmol硅，有0.4mol电子流向负极，故D正确；

故选B。

21.（2021•河北高三其他模拟）一种新型可充放电的铝离子电池放电时的工作原

理如图所示，该电池性能优异。电池总反应为

Al+4AlCL；+3Cn[AlClJ目藕曲3cli+4A12cEQ表示石墨烯），电解质为有机阳离子与阴

离子（A1C1：、Al2。；）组成的离子液体（图中的有机阳离子未标出）。已知能量密度是

指一定的空间或质量物质中储存能量的大小。下列说法错误的是（）

38

A.以轻金属为负极，有利于提高能量密度

B.充电时，铝电极作阳极

C.放电时，负极发生的反应为A1-3e-+7AlCl；=4Al2a；

D.充电时，A1C1：移向石墨烯一极

【答案】B

【分析】

结合图示，电池总反应A1+4Ale1；+3C/A1C1J目醯曲3C0+4A12C1「放电时为原电池，

A1作负极，电极反应为Al-3e+7AlC14=4Al。；，石墨稀作正极，电极反应为

Cn[AlCl4]+e-=Cn+AlCl；,充电时为电解池，石墨稀作阳极，电极反应为

C,+AlCl4-e-=Cn[AlCl4],Al作阴极，电极反应为4川。；+3广闪+7内。4,据此分析解

答。

【详解】

A.能量密度是指一定的空间或质量物质中储存能量的大小，即能量密度

=喘器,，轻金属为负极时，质量小，单位质量的能量密度越高，有利于

提高能量密度，故A正确；

B.根据分析，充电时为电解池，铝电极作阴极，故B错误；

C.根据分析，放电时为原电池，A1为负极，负极发生的反应为

Al-3e+7AlCl4=4Al2Cl；,故C正确；

D.根据分析，充电时为电解池，石墨稀为阳极，A1为阴极，电解池中，阴离子

39

向阳极移动，则AIC1：移向石墨烯一极，故D正确;

答案选B。

22.（2021•全国高三专题练习）利用CH’燃料电池电解制备Ca（HFOj并得到副

产物NaOH、凡、Cl2,装置如图所示（M、N、P、Q极均为惰性电极）。下列说

法正确的是（）

A.P极、Q极分别为阴极、阳极

B.A膜、c膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜

C.M极上的