2021届新高考108所化学押题考点06 电化学及其应用选（解析版）

2021届新高考108所名校化学押题考点

押题精选06电化学及其应用

1.荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值锂离子电池的日本科学家，他设计的可充

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+Li（i-x）CoO2=LiCoO2+nC（x<1）,NA

表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是

A.该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染

B.充电时，Li+由A极移向B极

C.充电时，阳极反应为LiCoO2—xe=Liu、）CoO2+xLi+

D.若初始两电极质量相等，当转移2必个电子时，两电极质量差为28g

【答案】B

【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，产生光化学

烟雾，电动汽车可的效减少汽车尾气，从而减少光化学烟雾污染，故A正确；

B.放电时为原电池，据图可知A为负极，B为正极，充电时为电解池，则A为阴极，B为阳极，电解池

中阳离子流向阴极，所以Li+由B极移向A极，故B错误；

C.可充电电池的放电反应为LixCn+Li（i-x）CoO2=LiCoO2+nC,则放电时正极反应为

+

Li（l-x）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（i-x）CoO2+xLi+,故C正确：

D.若初始两电极质量相等，当转移2NA个电子时，负极减少2moiLi,其质量为14g,正极有2moiLi+迁入,

其质量为14g,两电极质量差为28g,故D正确：

综上所述答案为B。

2.采用曝气一电解生物浮床法，可将河道水体中的NH：、HzPO；等离子转化为MgHPO«、Mg3（PC>4）2等

沉淀，以实现水体高营养化治理，原理如图。通电一段时间后，生物质碳中发现大量块状白色沉淀。下列

说法错误的是（）

A.电解过程中，NH：向石墨电极区迁移

B.阳极发生的主要电极反应为Mg-2e=Mg2+

C.电解过程中，水体的pH将会降低

D.当电路中通过1mole时，理论上阴极产生11.2L（标准状况）气体

【答案】C

【解析】

【分析】

镁铝合金是阳极，电极反应为Mg-2e=M『+,石墨是阴极，阴极反应为2H2O+2e=2OH+H2T，由此分析。

【详解】

A.电解过程中，镁铝合金是阳极，石墨是阴极，阳离子向阴极移动，NH；向石墨电极区迁移，故A正确:

B.阳极发生氧化反应，主要电极反应为Mg-2c=Mg2，故B正确；

C.电解过程中，阴极反应为2H2O+2e—=2014一+a3水体的pH将会升高，故C错误；

D.当电路中通过Imole时，根据2H2O+2e-=2OK+H2f生成0.5mol气体，理论上阴极产生11.2L（标准

状况汽体，故D正确；故选C。

3.研究发现，1100。（2时，加入合适的熔盐电解质可直接电解SiCh,电解原理为SiCh曾Si+ChJ利用下

图装置电解SiS（加热装置略去），得到的Si直接进入锌镁合金形成硅锌镁合金，再通过真空蒸储除去锌镁

得到高纯硅。下列说法不正确的是（）

出气口xY通气气

:寸才日

A.X极接正极

B.通入氮气的目的是防止高温时氧气氧化石墨电极

C.阳极反应为2O"4e-=O2f

D.当电路中通过0.4mol电子时，合金质量增加2.8g

【答案】A

【解析】

A.电解SiCh得到的Si直接进入锌镁合金形成硅锌镁合金，同时为防止与石墨生烟作阳极使与之接触的合

金放电，X极应接电源的负极，Y极应接电源的正极，故A错误；

B.在阳极2O"4e-=O2T，产生氧气，防止高温时氧气氧化石墨电极，在阳极通入鼠气，故B正确；

C.阳极发生失电子的氧化反应，阳极电极反应为2O"4e-=O23故C正确；

D.由阴极的电极反应Si，++4e-=Si可知，当电路中通过0.4mol电子时，产生O.lmolSi,即合金质量增加

2.8g,故D正确：答案为A。

4.重铭酸钾是工业合成的常用氧化剂和催化剂，如图所示的微生物电池，能利用KaCnCh实现对含苯酚(或

醛类)废水的有效处理，该电池工作一段时间后，中间室内的NaCl溶液浓度减小，则下列叙述正确的是

A.a电极为负极，电子从a电极经过中间室到达b电极

B.M为阳离子交换膜，电解过程中中闾室内的n(NaCl)减小

+

C.史理含苯甲醛废水时a电极反应式为：C6H5cHO—32e+13H2O=7CO2+32H

D.当b电极消耗等物质的量的KzCnCh时，a电极消耗的C6HsOH或C6HseHO的物质的量之比为8：7

【答案】CD

【解析】

A.根据电池装置图可知，a极上苯酚或苯甲醛反应生成CO2,碳元素化合价升高发生氧化反应，故a极为

负极，电子从a电极经过导线到达b电极，A错误；

B.因阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，为保证电解质溶液导电的稳定性，M应为阴离子交换膜，中

间室内的n(NaCl)减小,B错误；

c.处理含苯甲醛废水时，苯甲醛中碳元素失电子化合价升高生成CO2,根据元素和电荷守恒，电极反应式

+

为C6H5CHO-32e+13H2O=7CO2+32H,C正确；

D.b极上，CnCM-中铝元素化合价降低生成Cr(OH)3,每消耗ImolKzSCh转移6mol电子，当转移6mol

电子E寸，根据电极反应式C6H5OH-28e>lIH2O=6CO2+28H\C6H5cH0—32屋+13H2O7CS+32H+可知,

AA

消耗的的C6H50H或CHCHO的物质的量之比为一:―=8:7,D正确；

652832

答案选CDo

5.用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶

解氧随时间变化关系的曲线如下。

5

4.

4.0pH=2.0

3.

3.

Z5pH>4.0

pH=6.0

0

5

2.0......................................—'

0100200300400500

〃S

海解税随时间变化的曲线

下列说法不巧聊的是()

A.压强增大主要是因为产生了H?

B.整个过程中，负极电极反应式为Fe-2e-=Fe"

C.pH=4.0时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀

D.pH=2.0时，正极电极反应式为2H++2e-=H2T和。2+4。一+4H+=2凡0

【答案】C

【分析】

Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氯气参与，此时Fe就

会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，以此解答。

【详解】

A.pH=2的溶液酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀；析氢腐蚀产生氢气，因此锥形瓶内压

强增大，A项正确；

B.锥形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，电极方程式为：

Fe-2e=Fe2+»故B项正确：

C.若pH=4时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶中压强会下降；而图中pH=4时，锥形瓶中的压强几乎不变，

说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀；消耗氧气的同时产生氢气，因此锥形瓶中的压强几乎不变，

故C项错误；

D.由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生；同时锥形瓶中的气

压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生；因此正极反应有：2H'+2仁=H2T和02+4e-+4H，=2H2O,

故D项正确；故选C。

6.双离子电池是全新的高效、低成本储能电池，如图是新型镁一锂双离子二次电池，该电池的工作原理

为xMg+xLi2so4+2LijFeP()4、然、xMgS0.1+2LiFeP0,1。下列关于该电池的说法正确的是

A.放电时，电子从Y电极经过导线流向X电极

+

B.放电时，正极的电极反应式：Li,_xFePO4+xLi+xe~=LiFePO4

C.充电时，外加电源的正极与X相连

D.充电时，导线上每通过1mole,左室溶液增加2moiLi+

【答案】B

【分析】

放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+,右边为正极得电子发生还原反应,

+

反应式为Lii-xFePO4+xLi+xe=LiFePO4,电解质溶液中锂离子透过锂离子交换膜移向正极；

充电时，外加电源的正极与正极相连，阳极上LiFePCU失电子发生氧化反应，负极与负极相连，结合电子

转移进行计算解答。

【详解】

A.放电时左边镁为负极，电子由负极经导线流向正极，即由X经导线流向Y,故A错误；

B.右边为正极、得电子、发生还原反应，电极反应式为LiiFePOq+xLi++xeJLiFePO-故B正确；

C.左边镁失电子、为负极，右边电极上得电子、为正极，即X为负极接线柱、Y为正极接线柱，充电时,

外加电源的正极与电池正极相连，负极与电池负极相连，即外加电源的负极与X相连，故c错误：

D.充电时，导线上每通过1mole,左室得电子发生还原反应，为维持溶液中电荷守恒，右侧将有ImolLi

一移向左室，故D错误；

故选：B。

7.区中为一种可以循环利用人体呼出的COz并提供6的装置，总反应方程式为2co2=2CO+O2。下列说

法正询的是

太阳光离子交换膜

N型结

P-N结f♦

帕极I

A.所用离子交换膜为阴离子交换膜，OH•通过离子交换膜迁向左室

B.阴极生成28gCO时，阳极有22.4L02（标准状况）生成

C.反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强

D.阴极的电极反应为CO2+H2O+2e-=CO+2OH-

【答案】D

【分析】

装置实现“太阳能一电能一化学能”转化，电能转化为化学能,该装置为电解装置，总反应为:2co2=2CO+O2,

阴极发生还原反应生成CO,阳极发生氧化反应生成O2,由电子的定向移动可知X为阴极，Y为阳极，以

此解答该题。

【详解】

A.图中离子交换膜允许0H-通过，则该离子交换膜为阴离子交换膜，在离子交换膜右侧的Y电极上0H-

失去电子变为02,因此OH-通过离子交换膜迁向右室，A错误；

B.若阴极生成28gCO时，则产生CO的物质的量是ImoL反应转移2moi电子，由于每反应产生1mol

O2转移4moi电子，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知反应产生02的物质的量是0.5mol,其

在标准状况下的体积是11.2L,B错误;

C.根据总反应方程式：2co2=2CO+O2可知：反应前后溶液的pH不变，溶液的碱性不会发生变化，C错

误;

D.在阴极上C02得到电子，与H2O结合产生CO和0H,故阴极的电极反应为：CO2+H2O+2e=CO+2OH,

在阳极上OH•失去电子变为O2,4OH-4e=2H2O+O2t，D正确;

故合理选项是D«

8.美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：下列说正确的是（）

R极I1b极

电解^

溶液＜

A.图中能量转化方式只有2种

B.H+向a极区移动

+

C.b极发生的电极反应为：N2+6H+6e=2NH3

D.a极上每产生22.4LO2流过电极的电子数一定为4x6.02x1023

【答案】C

【分析】

从图中可以看出，生成氧气的一极为阳极，即a极为阳极，发生氧化反应，其电极反应为

+

2H2O-4e=4H+O2T：b极为阴极，发生还原反应，其电极反应式为N#6e+6H+=2NH3。

【详解】

A.图中装置为电解池装置，其能量转化方式为电能转化为化学能；该电源由太阳能和风能转化而来，故

有3种能量转化方式，故A错误；

B.电解池中阳离子向阴极移动，故H+向b极移动，故B错误；

C.b极为阴极，氮气得电子，与H+生成氨气，其电极反应式为N2+6e+6H+=2NH3,故C正确；

D.氧气为气体，非标况下不能确定Vm数值，故D错误；

故选Co

【点睛】

非标况下Vm不一定等于22.4L/molo

9.2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可

借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO2+4H2=CH4+2H2O,这是迄今最接近人造光合作用

的方法。某光电催化反应器如图所示，A电极是Pt/CNT,B电极是TiCh。通过光解水，可由CO2制得异

丙醇,下列说法不无哪的是（）

A.A极是电池的正极

B.B极的电极反应为2H2O-4e=O2T+4H+

C.A极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应

D.每生成30g异丙醇转移的电子数目为9moi

【答案】D

【分析】

根据图像可知，H+移向A极，A极作正极；B极水失电子生成氢离子和氯气，作负极。

【详解】

A.分析可知，A极是电池的正极，A说法正确；

B.B极水失电子生成氢离子和氧气，电吸反应为2H2O-4e=O2T+4H+,B说法正确；

C.A极上H♦得电子被还原成H2、CO2得电子被还原成异丙醇，A极选用高活性和高选择性的电化学催化

剂能芍效抑制析氢反应，C说法正确；

D.二氧化碳中的C为+4价，而异丙醇中C为-2价，生成Imol异丙醉转移18moi电子，反应中除生成异

丙醇外，还生成氢气，则每生成30g异诙醉至少转移的电子数目为9m01,D说法错误；

答案为D。

10.氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成

安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F从乙电极移向甲电极，下列关于该电池的说法正

确的是

A.放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e+3F=BiF3

B.充电时，外加电源的正极与乙电极相连

C.放电时，乙电极电势比甲电极电势高

D.充电时，导线上每通过0.1mole-,甲电极质量增加1.9g

【答案】D

【分析】

充电时F从乙电极流向甲电极，则充电时，甲电极为电解池的阳极，电极反应式为Bi+3F-3e=BiF3,乙电

极为阴极，反应式为MgF2+2c=Mg+2P,又充电时，电解池的阳极、阴极与原电池的正极、负极对应，所

以放电时，乙电极为负极，Mg失去电子结合F生成MgFz,电极反应式为Mg+2F-2e=MgF2,甲为正极，

正极上BiF3+3e=Bi+3F,据此解答。

【详解】

A.放电时，甲为正极，正极上BiF3+3e=Bi+3F\A错误；

B.充电时，外加电源的正极与正极甲电极相连，B错误；

C.放电时，乙电极为负极，甲为正极，所以乙电极电势比甲电极低，C错误；

D.充电时，甲电极为阳极，电极反应式为Bi+3F-3e=BiF3,所以导线上每通过0.1mole,增加O.lmolF,

则中电极质量增加0.1molxl9g/mol=1.9g,D正确；

故答案为：Do

11.羟基自由基(,OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、

比0的原电池-电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是

i・OH+H<一石墨烯复合导

电凝胶颗粒

itr^

高浓度含

苯酚废水

A.a极为正极，c极为阴极

B.b极的电极反应式为C6H5OH-28e-+llH2O=6CO2T+28H+

C.d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6HsOH+28-OH=6CO2T+17H2O

D.右侧装置中，每转移0.7mole,c、d两极共产生气体3.36L（标准状况）

【答案】D

【详解】

A.根据电池装置图可知，左侧为原电池装置，a电极上重格酸根离子得到电子，化合价降低，生成氢氧化

络，b电极上苯酚生成二氧化碳，碳元素的化合价升高，被氧化，b电极是负极，a电极是正极，c电极是

阴极，d是阳极，A正确：

B.b电极上苯酚转化成二氧化碳，根据元素和电荷守恒，电极反应式为为C6H50H.28e+llH2O=6CO2T+

28H+,B正确；

C.右侧装置为电解装置，d是阳极，结合图示，电极反应中产生羟基自由基（,OH）和H+,没有生成氧气，

正确的电极反应式为H20-e=・0H+H+,羟基自由基氧化能力极强，能氧化苯酚为二氧化碳和水，故苯酚被

氧化的化学方程式为QH5OH+28OH=6CO2t+17H2O,C正确；

D.c极上氢离子放电，电极反应为2H，+2e-=H2t,d极的电极反应式为HzO-e-:-OH+H,结合率酚的氧化

过程可知，当转移0.7mol电子时，d极生成0.7mol的.OH,它氧化苯酚时生成巴Wmol=0.15molCO2,

28

标准状况下的体积为0.15molX22.4L/mol=3.36L,c极上生成0.35mol的氢气，标准状况下的体积为

0.35molX22.4L/mol=7.84L,两极共产生气体的体积为3.36L+7.84L=11.2L（标况下），D错误；

故选D。

12.一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（）

用电器

A.使用碱性电解质水溶液

B.放电时，正极反应包括3Mg2++MgS8-6e-=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，聚合物电极为正吸。

【详解】

A.碱性电解质水溶液中负极生成的Mg»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++MgSg+6e-=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C。

13.我国科学家发明了制取H2O2的绿色方法，原理如图所示（已知：H2O2噜?H++HO；,Y膜为H0：选

择性交换膜）。下列说法错误的是（）

―负载，~~

去离子水

电极aIII电极b

X多

留

膜Y:

幡

体

…

电H

暮

>5一

&极室产品室b极室

（纯净H:。：溶液）

A.X膜为选择性阳离子交换膜

B.电池工作时，a极室的pH不变

C.b极上的电极反应为O2+H2O+2”HO；+OH-

D.理论上，每生成Imol+Ch,电路中转移4moi电子

【答案】D

【分析】

由示意图可知左边a电极氢气为负极，被氧化生成H+,电极方程式为H2-2e=2H+,H+经过X膜进入多孔

固体电解质中，则X膜为选择性阳离子交换膜，右边b电极氧气为正极，被还原生成HO%反应为02

+2e+H2O=HO2+OH,HO2和OH•经过Y膜进入多孔固体电解质中，则Y膜为选择性阴离子交换膜，总反

应为H2+O2=H2O2,以此解答该题。

【详解】

A.由示意图可知X膜为选择性阳离子交换膜，故A正确：

B.由分析可知，a电极氢气为负极，被氧化生成H+,电极方程式为Hz-2e=2H+,但产生的氢离子全部进

入中间的产品室，pH不变，故B正确；

C.右边h电极氧气为正极，被还原生成HO，反应为。2+2e+H2O=HO2-+OH-,故C正确：

D.氧元素由0价变为-1价，每生成ImolHzCh,电路中转移2moi电子，故D错误；故选D。

14.下图是电化学膜法脱硫过程示意图，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

।A

IH2S

电化学膜IS2-

cb-

N2

is2

A.b电极为阳极，发生氧化反应

B.阴极反应式为H2s+2e=S2-+H2t

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

【分析】

由题给示意图可知，该装置为电解池，H2s在阴极上得到电子发生还原反应生成S2•和H2,电极反应式为

2

H2S+2e=S+H2t，则a极为阴极，b极为阳极，S?•在阳极失去电子发生氧化反应生成S2,电极反应式为

2

2S—4e-=S2o

【详解】

A.由分析可知，b极为阳极，S?-在阳极失去电子发生氧化反应生成S2,故A正确；

B.由分析可知，a极为阴极，H2s在阴极上得到电子发生还原反应生成S2和H2,电极反应式为H2s+2e-

2

=S-+H2?,故B正确；

C.硫化氢是酸性气体，净化气中C02含量明显增加的原因是硫化氢气体与熔融碳酸盐反应生成二氧化碳，

故c错误；

D.由得失电子数目守恒可知，工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2：1,故D正确：故选C。

15.海泥细菌电池作为一种新型电池是一种新型海洋可再生能源技术。海泥细菌电池可以作为电源在海底

原位长期驱动检测仪器进行，在海底仪器电源自供给技术及其长期运行方面具有良好的应用前景，将来可

望服务于“透明海洋”研究等海洋开发的诸多方面。下列有关海泥细菌电池的原理不正确的是（）

电

V

M#1%南俏电博I力酷再小急图

A.电子在外电路中由B极流向A极

B.正极发生的反应O2+4H++4e=2H2O

C.每当有Imol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，A极消耗5.6LO2

D.海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，导电性高，内阻小，有利于电池电能输出

【答案】C

【分析】

由图可知，A极氧气得电子生成水，为正极；B极失电子为负极；以此解答c

【详解】

A.由分析可知，A极是正极，B极是负吸，电子由负极B经过用电器流向正极A,故A正确；

B.A极是原电池正极，正极上02得电子生成HzO,电极反应式为O2+4H++4e=2也0,故A正确；

C.当有Imol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，电路中转移Imol电子,正极反应式为02+4田+41=2比0,

贝JA极消耗0.25molC>2,标准状况下的体积为0.25molx22.4L/mol=5.6L,但选项中没有已知气体的存在状

态，所以A极消耗02的体积不一定是5.6L,故C错误；

D.海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，可增强水的导电性，减小导电阻力，有利于电池电能及

时输出，故D正确：故选：Co

16.一种钾离子电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是

A.放电时，K+通过阳离子交换膜向石墨电极移动

B.放电时，负极的电极反应式：KC6—b=K++6c

+-

C.充电时，阳极的电极反应式：Ko.5-xMn02+xK+xe=Ko.5Mn02

D.若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，钾离子电池转移的电子数比锂离子电池的多

【答案】B

【详解】

A.根据放电，KG＞中K失去电子，因此左边为原电池负极，右边为原电池正极，放电时，根据“同性相

吸”原理，因此K+通过阳离子交换膜向正极即KosMnCh电极移动，故A错误；

B.放电时，KJ中K失去电子，变为K+,其负极的电极反应式：KC6-e-=K++6C,故B正确；

C.Ko.5-xMn02+xK++xe-=Ko.5Mn02是放电时正极的电极反应式，故C错误；

D.若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，由于钾的摩尔质量大于锂的摩尔质量，因此钾

离子电池转移的电子数比锂离子电池的少，故D错误。

综上所述，答案为B。

17.纳米Fez。?在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融NaOH—KOH

为电解液，FezCh在发生反应时生成中间体Fe。下列说法氐崩的是

N2

B.产生2.24LO2时，转移的电子数为0.4NA

惰性电极的电极反应：

C.IFe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH

生成氨气的反应：

D.2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3

【答案】D

【分析】

根据图示可知，惰性电极产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，惰性电极I为

阴极，由此解答。

【详解】

A.惰性电极产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，故情性电极为电解池的阳极，A错误；

B.产生2.24LCh,未标注状态，故不能计算转移的电子数，B错误；

根据图示可知，惰性电极为阴极，反应得电子，电极反应式为：错误;

C.IFe2O3+3H2O+6e=2Fe+6OH,C

结合图示及阴极电极反应式可知，生成氨气的反应：正确；答案选。

D.2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3,DD

18.光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解

离为H+和OH,且双极膜能实现H+和OFT的定向通过。下列说法正确的是。

A.该装置将光能最终转化为电能

B.再生池中的反应为2V2++2H2O=2V3++2OH+H2T

C.当阳极生成33.6LO2时，电路中转移电子数为6NA

D.光照过程中阳极区溶液中的n(OH)基本不变

【答案】D

【详解】

A.在光照条件下光电池将光能转化为电能，电解池中电能又转化为化学能，由题图可知，电解过程中的

总反应为2H20通电2H2T+O2T,故A错误；

B.放电后的溶液中含有V2+和H+,在催化剂作用下H+将W+氧化为V3+,从而实现V3+的再生，即发生反

应2V2++2H+催化齐I」2V3++比3故B错误；

C.阳极的电极反应40H-4e=O2t+2H2O,标况下每生成33.6L氧气，电路中转移电子数为6NA,题目

中未指明条件，无法计算，故C错误；

D.双极膜复合层间的H2O能解离为H+和0H,且双极膜能实现H+和0K的定向通过，右侧阳极电极反

应式为40H一一生一二02廿2H20,根据溶液呈电中性可知阳极放电消耗的0H一与从双极膜中进入右侧的0H

一数目相等，故D正确；故选D。

19.下列是几种常见的电化学示意图。)

怦粉和KOH

的混合物

-MnO2

一金属外壳

A.图甲中，盐桥连接两电极电解质溶液，盐桥中可以选择CaCL作为电解质

B.图乙中，K分别与M、N连接，均可保护Fe电极，连接N时称为“牺牲阳极的阴极保护法”

C.图丙装置，可判断具支锥形瓶中不同pH条件下铁发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀

D.图丁装置中，Zn—Mn5干电池放电时，负极电极反应为Zn—2e+2OH=Zn(OH)2

【答案】A

【详解】

A.原电池装置中，盐桥中的阴阳离子向电解质溶液定向移动维持电解质溶液的电中性，但是不能与溶液

中的物质反应，装置图甲中Ca?+与S0：反应，所以A项符合题意；

B.K与M连接时构成电解池，Zn为阴极材料，不会参与反应，受到保护，为“阴极电保护法”，K与N相

连时构成原电池，Fe的活泼性弱于Zn,Fe作原电池的正极被保护属于牺牲阳极的阴极保护法，B项不符

合题意；

C.如果是吸氧腐蚀，体系中的02会减少，压强减小，如果是析氢腐蚀，体系中H2会增多，压强会增大,

在溶解氧传感器和压强传感器上都会有数据的体现，C项不符合题意；

D.根据的是电子守恒、电荷守恒、元素守恒可知，碱性锌镒干电池负极反应为Zn-2e-+2OH=Zn(OH)2,D

项不符合题意；故正确选项为A。

20.我国新能源电动汽车使用三元电池已经成为趋势，锲、钻、镒三元材料通常可以表示为LiNixCoyMnzCh,

其中保、钻、镒3种元素的主要化合价分别是+2、+3和+4,且x+y+z=L充电时电池总反应为：

LiNixCoyMnzO2+6C=LiiaNixCoyMnzO2+LiaC6,其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定离子

X通过的隔膜。下列说法不正确的是

0

A.允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜

B.充电时，A为阴极，发生还原反应

C.放电时，正极反应式为LijNixCoyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCoyMnzO2

D.充电时，转移的电子数为0.2mol,则B极质量增加1.4g

【答案】D

【分析】

根据充电时电池的总反应LiNi£oyMnzO2+6C=Lii—aNixCoyMmO2+LiaC6可知，放电时负极的反应式为：

+

LiaC6-ae=6C+aLi,正极反应式为Lii—aNi£oyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCo、，MnzO2,将放电时负极、正极反应

式左右颠倒，即分别得到允电时阴、阳极反应式。

【详解】

A.放电时，A为负极、B为正极，Li+向正极移动，则X为Li+,则允许离子X通过的隔膜属于阳离子交

换膜，A说法正确；

B.分析可知，充电时，A为阴极，得电子，化合价降低，发生还原反应，B说法正确；

C.分析可知，放电时，正极得电子，反应式为Li—NixCOyMrizCh+aLi'+ae-=LiNixCoyMnzO2,C说法正

确；

D.充电时，转移的电子数为0.2mol,B极的锂离子向A极移动，所以B极质量减小，A极质量增加，且

转移0.2mol锂离子，A极的质量增加1.4g,D说法错误；

答案为D。

21.含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示

（-C«H5表示苯基，C6H6为苯）。下列叙述错误的是（）

A.N极为电池的负极

B.随温度升高，电池的效率可能降低

C.每生成ImolCCh,有.4molH+迁入M极区

D.M极的电极反应式为Cl-C6H5+e•二C6H6+CT

【答案】D

【分析】

该装置为原电池装置，根据H+移动的方向，M极为正极，根据装置图，正极反应式为

Cl-C6H5+H++2e=C6H6+C1-,N极为负极，其电极反应式为CH3coO+2H2O-8e=2CO2+7H+,据此分析；

【详解】

A.根据H♦移动的方向以及原电池的工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即M极为正极，

N极为负极，故A说法正确；

B.高温使蛋白质变性失去活性，杀死微生物，使电池的效率降低，故B说法正确；

C.负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+,生成ImolCCh,转移电子物质的量为4mol,整个电路中

通过的电量相同，因此生成ImolCCh,有4moiH+迁入M极区，故C说法正确：

D.根据上述分析，M极的电极反应式为Cl-C6H5+H，+2e-=C6H6+C「，故D说法错误；

答案选D：

【点睛】

电极反应式的书写是本题的难点，一般根据装置图，书写出：氧化剂+ne--还原产物，还原剂-ng—氧化

产物，然后判断酸碱性，如果是酸性，负极产生H+,正极消耗H+,如果是碱性，负极消耗0H,正极则

产生0H-,最后根据电荷守恒和原子守恒配平其他。

22.以熔融Li2c03和K2c03为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正

确的是

内禾搐碳酸盐燃料电池的原理图

A.以此电池为电源电解饱和食盐水，当有0.2mole」转移时，阳极产生标准状况下2.24L氢气

B.若以甲烷在燃料极反应时，负极电极反应式为：CH4+4CO：—8e―5CO2+2H2O

C.该电池使用过程中需补充Li2c03和K2c03

D.空气极发生的电极反应式为O2—4e+2CO2=2CO；

【答案】B

【分析】

根据图示信息知道，天然气中的甲烷在催化剂作用下转化为H2,H2在负极发生失电子的氧化反应，负极

电极反应式为：H2-2e+CO^-=CO2+H2O,通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反

应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO3依此解答。

【详解】

A.电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2。=2NaOH+CbT+H2T，转移2moi电子，阳极产生

电解

ImolCh,A错误：

B.若以甲烷在燃料极反应时，通入甲烷的电极是负极，在负极上，发生氧化反应，负极电极反应式为CH4

+4CO；-8e=5CO2+2H2。，B正确；

c.空气中的co?会不断转化为co：,不需要补充U2CO3和K2co3,C错误；

D.空气极为正极，正极上的电极反应式为：O2+4e+2CO2=2CO^,D错误；

答案选B。

23.南开大学研发了一种开放式（电极材料可随时更换）的酸性水系锌离子电池，该电池具有化学自充电/恒流

充电双充电模式,电极材料分别是锌和CaV6Ol6，放电时的电池反应是3.6Zn+CaV6O16=CaZn36V6O16,

该电池化学自充电的原理是正极产物CaZi^VeO^可被空气中的氧气氧化复原并释放出Zn2+。下列相关

说法错误的是

A.恒流充电时正极反应为:CaZ/fVeC^-7.2e-=3.6Zn2++CaV6Om

B.电池放电时,负极质量减少6.5g的同时有0.2NA个电子通过外电路流向正极

C.电池自充电时电解质溶液的酸性会逐渐增强

D.电池若长时间采用化学自充电模式需要及时更换负极材料

【答案】C

【详解】

A.放电时正极反应为3.6Zn2♦+CaV6O16+7.2e-=CaZn3.6V6Os，恒流充电时正极反应为

-2+

CaZn36V6O16-7.2e=3.6Zn+CaVfiO16,A正确；

B.放电时负极质量减少6.5g即消耗O.lmol锌，转移电子数是0.2川』，电子通过外电路流向正极，B正确:

C.电池自充电时发生的反应为CaZn36V6Oi6+L80,+7.2H+=CaV6Om+3.6Zn2++3.6H,O,溶液酸性

会逐渐减弱，c错误；

D.电池在化学自充电时正极材料可复原，但负极材料锌不会复原，因此若长时间采用化学自充电模式需

要及时更换负极材料锌，D正确；

答案选C。

24.一种高性能水系铁-氢气二次电池工作原理如图所示，下列说法中正确的是

离子交换膜

A.放电时，碳网电极为负极

B.离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从左极室移向右极室

C.放电时，负极区pH变大

D.充电时，电池总反应为2[Fe(CN)6「+2H2O=2[Fe(CN)6r+2OH—+H2T

【答案】D

【详解】

A.放电时，PUC电极失电子作负极，发生氧化反应，碳网电极为正极，发生还原反应，A项错误；

B.充电时，碳网作阳极，发生氧化反应，Pt/C电极作阴极，发生还原反应，离子交换膜为阳离子交换膜,

充电时，K+通过离子交换膜从阳极室移向阴极室，即从右极室移向左极室，B项错误；

C.放电时，负极发生H2-2e-+2OH-=2H2。，负极区pH减小，C项错误；

D.充电时，电池总反应为2[Fe(CN)6，"+2H2O=2[Fe(CN)6『+2OH-+H2T，D项正确；

故答案为：Do

25.最近我国科学家设计了一种C2H5OH+CO2协同电解转化装置，通过回收工业尾气中的CO2实现了联合

生产合成气(CO+H»和CHIHO的新工艺，其工作原理如图所示，下列说法正确的是

A.电极a上的电势比电极b上的高

B.电解池工作时，电极a附近的CO：浓度升高

C.电极b上的电极反应式为C2H5OH+2e+2CO3=CH3CHO+2HCO3

D.电解池工作时，CO；透过交换膜向电极a移动

【答案】B

【分析】

由图可知C2H50H在电极b转化为CH3cHO,发生氧化反应，则电极b为阳极，电极反应式为

C2H50H+2CO3--2e=CH3CHO+2HCO3：电极a为阴极，电极反应式为3cO2-H2O+4e=CO+H2+2CO；。

【详解】

A.电极b为阳极，电极a为阴极，则电极b与电源正极连接，电极a与电源负极连接，电极a上的电势

比电极b上的低，A错误；

B.电极a为阴极，电极反应式为3cO2+H2O+4e=CO+H2+2CO；,因此电解池工作时，电极a附近的CO；

浓度升高，B正确；

C.电极b为阳极，电极反应式为C2H50H+2cO；-2e-=CH3cHO+2HCO；,C错误；

D.对比阴阳极反应可知电极a产生的CO：向电极b迁移补充左室的COf,D错误；

答案选B。

◎

26.环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe（CsH5）2