2021届高考化学重点·难点专练：电化学（原卷+解析卷）

电化学【原卷】

1.利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。其工作原理如下图

所示，其中瓜N为厌氧微生物电极。

下列有关叙述错误的是

+

A.负极的电极反应为CH3COO-8e+2H2O=2CO21+7H

B.电池工作时，IT由M极移向N极

C.相同条件下，M、N两极生成的CO2和用的体积之比为3：2

-+

D.好氧微生物反应器中发生的反应为NH3+202=N03+2H+H20

2.锌电池是一种极具前景的电化学储能装置。VSz/Zn扣式可充电电池组成示意

图如下。Z/可以在取晶体中可逆地嵌入和脱除，总反应为

VS2+^Zn^=±Zn,VS2o下列说法错误的是

A.放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应

B.放电时负极的反应为Zn-2e-=Zn2+

C.充电时锌片与电源的负极相连

2+

D.充电时电池正极上的反应为：ZnxVS2+2^e+xZn=VS2+2^Zn

3.水溶液锂电池是当今锂电池研发的前沿和方向之一，它用普通的水溶液替换

传统锂电池中的有机电解质溶液。我国化学家研发的一种水锂电池采用复合

膜包裹的金属锂作负极，镒酸锂（LiMrMD作正极，以0.5mol・LLi2sO,水

溶液作电解质，工作时电池的总反应为：LiMihO,+LiTiMhO”下列有关

该电池的说法不正确的是

--------@--------

A.该电池放电时，溶液中的锂离子向电极b移动

B.该电池的负极反应式为：2Li+2H2O=2LiOH+H21

C.负极产生等量电子时，消耗锂的质量比用钠时少

+

D.电池充电时的阳极反应式为：Li2Mn204-e=LiMn204+Li

4.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池为电源，采用电解法精炼粗银（含Zn、Cu、

Au、Pt等杂质），装置如图所示。

J

n

r

质子交换膜AgNOx溶液

下列说法不正确的是

A.Y极的电极反应式为Ag+e=Ag

B.H由交换膜右侧向左侧迁移

C.Pt(1)极发生还原反应

D.消耗9.0g葡萄糖冶炼出Ag的质量小于129.6g

5.如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2+Pb

+

+4H+2S0r=2PbS04+2H2Oo下列有关说法正确的是

A.K与N相接时，能量由电能转化为化学能

B.K与N相接时，H+向负极区迁移

C.K与M相接时，所用电源的a极为负极

D.K与M相接时，阳极附近的pH逐渐增大

6.纯碱工业排放的废水中含少量Na£03,用三室式电渗析法处理可以得到氢气、

氧气、浓度较高的碳酸和氢氧化钠溶液。下列说法正确的是()

A.出口B导出的气体是乩

B.制得的氢氧化钠溶液从出口A导出

3

C.通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数

D.当有1molNa+通过阳离子交换膜时，会有0.5mol的6生成

7.锌滨液流电池是一种新型电化学储能装置（如图所示），电解液为溟化锌水溶

液，其在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是

)

A.放电时，负极反应为Zn-2e—=Zn2+

B.充电时，电极a连接电源的负极

C.阳离子交换膜可阻止B。与Zn直接发生反应

D.放电时，左侧电解质储罐中的离子总浓度增大

8.我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放,

循环利用人体呼出的CO?并提供我国科学家设计了一种装置（如图），实现

了“太阳能-电能-化学能”的转化，总反应方程式为2co2=2C0+02。下列关

于该装置的说法中正确的是（）

离子交换膜

A.图中N型半导体为正极，P型半导体为负极

B,图中离子交换膜为阳离子交换膜

4

C.反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强

-

D.人体呼出的气体参与X电极的反应：C02+2e~+H20=C0+20H

9.如图所示为用固体二氧化钛(TiOj生产海绵钛的装置示意图，其原理是Ti02

中的氧解离进入熔融盐中而得到纯钛。下列说法中正确的是()

电源U

石墨

广生气泡

高纯一

二氧化钛CO)

熔融事化钙

A.a极是正极，石墨极是阴极

B.反应后，石墨电极的质量不发生变化

C.电解过程中，。2一、C「均向a极移动

D.阴极的电极反应式为TiO2+4e—=Ti+2()2一

10.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.。〜

6.0之间，通过电解生成Fe(0H)3。Fe(OH)3胶体有吸附性，可吸附水中的污染

物而沉积下来，具有净化水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是

()

L

ilHII

1

A+H2O*————

A.石墨电极上发生氧化反应

B.根据图示，物质A为CO2

C.甲烷燃料电池中C0厂向空气一极移动

D.为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇

5

11.下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏染料

（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由镀钳导电玻璃构成，电池中发生

的反应为：

hV

Ti02/S---4IO2/S*（激发态）

+

TiO2/S*-->TiO2/S+e-

-

I3+2e"-->31一

+-

2TiO2/S+3r-->2TiO2/S+I3

下列关于该电池叙述错误的是（）

A.电池工作时，I一离子在镀钳导电玻璃电极上放电

B.电池工作时，是将太阳能转化为电能

C.电池的电解质溶液中1一和L的浓度不会减少

D.电池中镀的导电玻璃为正极

12.[2019新课标I]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时

MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是

6

A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应Hz+ZMVS=zir+ZMr

C.正极区，固氮酶为催化剂，弗发生还原反应生成NH3

D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

13.[2019新课标W]为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海

绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-

Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为

Zn(s)+2NiOOH(s)+H0(1)ZnO(s)+2Ni(OH)(s)o

2充电2

下列说法错误的是

尼龙保护层

导电线圈

NiOOH

隔膜

3D-Zn

A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高

B.充电时阳极反应为Ni(0H)2(s)+0IT(aq)-e--Ni00H(s)+H20(l)

--

C.放电时负极反应为Zn(s)+20H(aq)-2e=Zn0(s)+H20(1)

D.放电过程中OH■通过隔膜从负极区移向正极区

7

14.最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中COZ和

H2s的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹

的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

石

相

烯

天然气..天然气

（CH4,CO^）（CH4cO,,H,S等）

质子交换膜

®EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+

3++2+

@2EDTA-Fe+H2S=2H+S+2EDTA-Fe

该装置工作时，下列叙述错误的是

4-

A.阴极的电极反应：C02+2H+2e=C0+H20

B.协同转化总反应：C02+H2S=C0+H20+S

C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe"/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性

15.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原

理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是

8

直流电源

高硅铸铁

海水

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

16.锂■铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一

种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu20+H20=2Cu

+2Li++20H-,下列说法不正确的是()

A.放电时，正极的电极反应式为Cii20+H20+2e—=20旷+23

B.放电时，电子透过固体电解质向Li极移动

C,通空气时，铜被腐蚀，表面产生CihO

D.整个反应过程中，氧化剂为

17.一种光化学电池的结构如下图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，

AgCl(s)=Ag(s)+C1(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表

面],接着Cl(AgCl)+e——Cr(aq),若将光源移除，电池会立即回复至初

9

始状态。下列说法正确的是()

奴离子选择性透过膜

A.光照时，电流由Y流向X

B.光照时，Pt电极发生的反应为2Cr+2e-=C12

C.光照时，向Ag电极移动

D.光照时，电池总反应为AgCl(s)+Cu+(aq)=^=Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)

18.碳酸二甲酯［(CAObCO］是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，电化学合

成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物

质)。下列说法正确的是()

A.电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为1：2

+

B.石墨1极发生的电极反应为2CH30H4-C0-e-=(CH30)2CO+H

C.石墨2极与直流电源正极相连

D.H+由石墨2极通过质子交换膜向石墨1极移动

10

19.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的过，模拟装置如图所示。

下列说法正确的是(

透过膜

A,阳极室溶液由无色变成棕黄色

B.阴极的电极反应式为40旷一4院=2乩0+02t

C.电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高

D.电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NHJP04

充电

20.某电动汽车使用的是高铁电池，其总反应为3Zn(0H)2+2Fe(0H)3+4K0H百

3Zn+2K2Fe04+8H20,下列说法正确的是()

A.放电时，若有6mol电子发生转移，则有2molKFeO,被氧化

B.放电时，正极反应为FeOT+4H20-3e—=Fe(0H)3+50H—

C.充电时，电池的负极与外接电源的负极相连

D.充电时，阴极附近溶液的pH变小

21.用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法中正确

的是()

11

A.当a、b都是铜作电极时，电解的总反应方程式为2C11SO4+2H2O更属

2H2S04+2CU+02t

B.燃料电池工作时，正极反应为02+240+40一=40IT

C.当燃料电池消耗2.24L甲醛气体时，电路中理论上转移0.2mole-

D.燃料电池工作时，负极反应为HCH0+H20—2e—=HC00H+2H+

22.用Na2sO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循

环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再

生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是（）

|Na2SO3、NaHSO；Q]|a%硫酸丽

A.X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极

--

B.阳极反应为40H-4e=2H20+021

C.图中的力a

D.该过程中的产品主要为H2sO4和乩

放电

23.某充电宝锂离子电池的总反应为ALi+Li-Mi0>LiMn0(0<Kl),某

124充电24

12

手机银氢电池总反应为NiOOH+MH告M+Ni(0H)2(M为储氢金属或合金)，

有关上述两种电池的说法不正确的是()

电

解

LiirMmO,Ni(OH)

质2

A.锂离子电池放电时，Li+向正极迁移

-

B.银氢电池放电时，正极的电极反应式：Ni00H+H20+e-=Ni(OH)2+0H

C.如图表示用锂离子电池给银氢电池充电

D.锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：LiMiMX—糜一=Li】_Mi204+ALi+

电化学

1.利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。其工作原理如下图

所示，其中M、N为厌氧微生物电极。

下列有关叙述错误的是

+

A.负极的电极反应为CH3COO-8e+2H2O=2CO21+7H

B.电池工作时，叶由乂极移向N极

C.相同条件下，M、N两极生成的CO2和M的体积之比为3：2

+

D.好氧微生物反应器中发生的反应为NH3+202=N03-+2H+H20

13

【答案】C

【解析】图示分析可知：N极N03一离子得到电子生成氮气、发生还原反应，则N

极正极。M极CLCOO-失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体，则M极为原电池

负极，NH；在好氧微生物反应器中转化为NOJ,据此分析解答。A.M极为负极，

CRCOO一失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体，电极反应为CH3COO-8e-

+2H20=2C021+71T,故A正确；B.原电池工作时，阳离子向正极移动，即H*

-

由M极移向N极，故B正确；C.生成1molCO2转移4mole,生成1molN2

转移10mole-,根据电子守恒，M、N两极生成的CO2和N的物质的量之比为10

mol：4mol=5:2,相同条件下的体积比为5:2,故C错误；D.NH,+在好氧微生物

反应器中转化为N(V,则反应器中发生的反应为NH3+202=N(V+2H++H20,故D正

确；故答案为C。

2.锌电池是一种极具前景的电化学储能装置。VSz/Zn扣式可充电电池组成示意

图如下。Zd可以在取晶体中可逆地嵌入和脱除，总反应为

VS2+^ZnJ=±Zn,VS2o下列说法错误的是

三氟甲涂vs?

磺酸锌的不锈

水溶液钢箔

A.放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应

B.放电时负极的反应为Zn-2e--Zn"

C.充电时锌片与电源的负极相连

2+

D.充电时电池正极上的反应为：Zn,VS2+2;re+xZn=VS2+2jrZn

【答案】D

14

【解析】根据图示，结合总反应方程式可知，锌反应后化合价升高，发生氧化反

应，因此放电时，锌为负极，涂底不锈钢为正极，结合原电池和电解池原理分

析解答。A.根据上述分析，放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应，故A正确;

B.放电时，锌为负极，发生氧化反应，负极的反应为Z/rfe-Z/?2+,故B正确;

C.充电时，原电池的负极接电源的负极充当阴极，因此锌片与电源的负极相连,

故C正确；D.充电时，原电池的正极接电源的正极充当阳极，失去电子，发生

氧化反应，故D错误；答案选D。

3.水溶液锂电池是当今锂电池研发的前沿和方向之一，它用普通的水溶液替换

传统锂电池中的有机电解质溶液。我国化学家研发的一种水锂电池采用复合

膜包裹的金属锂作负极，镒酸锂（LiMrMW作正极，以0.5mol・LLi2sO,水

溶液作电解质，工作时电池的总反应为：LiMn204+Li=Li2Mn204o下列有关

该电池的说法不正确的是

--------@--------

A.该电池放电时，溶液中的锂离子向电极b移动

B.该电池的负极反应式为：2Li+2H2O=2LiOH+H21

C.负极产生等量电子时，消耗锂的质量比用钠时少

+

D.电池充电时的阳极反应式为：Li2Mn2O4-e=LiMn2O4+Li

【答案】B

【解析】在放电时阳离子移向正极，根据题干信息可知b为正极，A项正确；用

15

复合膜包裹的锂作负极，不直接与溶液中的乩0接触，因而负极反应为：Li-e-

=Li*,B项错误;Li和Na同时失去1mol电子，则消耗/(Li)=7g,消耗S(Na)=23

g,C项正确；充电时阳极发生氧化反应，根据总反应，可得阳极反应式：Li2M%04

+

-e-=LiMn204+Li,D项正确。

4.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池为电源，采用电解法精炼粗银(含Zn、Cu、

Au、Pt等杂质)，装置如图所示。

葩

0|生CO,

2

II匚

Pt⑴心2)

质子交换膜AgNO,溶液

下列说法不近碉的是

A.Y极的电极反应式为Ag+e=Ag

B.H由交换膜右侧向左侧迁移

C.Pt(1)极发生还原反应

D.消耗9.0g葡萄糖冶炼出Ag的质量小于129.6g

【答案】A

【解析】CB2O6与。2反应生成CO2和压0。A项，Pt(1)为正极，与正极相连的Y

极为阳极，Pt(2)为负极，与负极相连的X极为阴极，Y极的电极反应式为Zn

-2e=Zn2+,Cu-2e=^Cu2+,Ag-e(主要)，错误；B项，Pt(1)极反

++

应式为02+4e+4H=2H20,Pt(2)极反应式为C6H1206-24e+6H20=6C021+24H,

为了维持电荷平衡，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，正确；C项，由图示知，

Pt(1)极附近氧气转化成水，发生了还原反应，正确；D项，Z?(C6H1206)=0.05mol,

16

转移电子数为L2mol,理论上，获得银为1.2mol,勿(Ag)=1.2molX108

g•mol1=129.6g,但由于含有杂质，故冶炼出Ag的质量小于129.6g,正确。

5.如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2+Pb

+

+4H+2S0r=2PbS04+2H2Oo下列有关说法正确的是

A.K与N相接时，能量由电能转化为化学能

B.K与N相接时，H+向负极区迁移

C.K与M相接时，所用电源的a极为负极

D.K与M相接时，阳极附近的pH逐渐增大

【答案】C

【解析】A项，K与N相接时形成原电池，化学能转化为电能；B项，原电池工

作时，H+向正极迁移；D项，K与M相接时，为充电过程，阳极反应式为PbS04

-+

+2H20-2e=Pb02+4H+S04\阳极附近的pH减小。

6.纯碱工业排放的废水中含少量Na2c用三室式电渗析法处理可以得到氢气、

氧气、浓度较高的碳酸和氢氧化钠溶液。下列说法正确的是()

B.制得的氢氧化钠溶液从出口A导出

C.通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数

D.当有1molNa+通过阳离子交换膜时，会有0.5mol的生成

17

【答案】C

【解析】电解Na£03溶液实质是电解水，阴极产生Hz,阳极产生Oz,出口B导出

的气体是A错误；Na+通过阳离子交换膜向阴极区移动，制得的氢氧化钠溶

液从出口D导出，B错误；1mol的CO厂通过阴离子交换膜时，有2molNa.通

过阳离子交换膜，C正确；有1molNa+通过阳离子交换膜时，此时电路中通过

1mol电子，有0.25mol的。2生成，D错误。

7.锌溟液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为嗅化锌水溶

液，其在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是

()

A.放电时，负极反应为Zn-2e-=Zn2+

B.充电时，电极a连接电源的负极

C,阳离子交换膜可阻止BG与Zn直接发生反应

D.放电时，左侧电解质储罐中的离子总浓度增大

【答案】B

【解析】由题知电解液为漠化锌水溶液，结合电解装置图分析可知充电时左侧电

极上发生氧化反应：2Br--2e-=Br2,则左侧电极为阳极，充电时电极a连接电

源的正极；充电时右侧电极上发生还原反应：Zn2++2e-=Zn,则右侧电极为阴

极，充电时电极b连接电源的负极，B错误。该电池放电时负极反应为充电时阴

极反应的逆反应，即为Zn—2e—=Zn2+,A正确。阳离子交换膜只允许阳离子通

过，可阻止B。与Zn直接发生反应，C正确。该电池放电时正极反应为充电时阳

极反应的逆反应，即为Br2+2e-=2Br-,放电时作原电池，原电池中阳离子向

18

正极移动，阴离子向负极移动，且该装置使用了阳离子交换膜，其只允许阳离子

通过，即左侧电极上生成了Br，同时Z-+不断移向左侧电极区，所以放电时左

侧电解质储罐中的离子总浓度增大，D正确。

8.我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放，

循环利用人体呼出的COZ并提供我国科学家设计了一种装置（如图），实现

了“太阳能•电能•化学能”的转化，总反应方程式为2co2=2C0+02。下列关

于该装置的说法中正确的是（）

A.图中N型半导体为正极，P型半导体为负极

B.图中离子交换膜为阳离子交换膜

C.反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强

-

D.人体呼出的气体参与X电极的反应：C02+2e+H20=€0+20H-

【答案】D

【解析】根据题图中左边电源内负电荷的移向，可知N型半导体为负极，P型半

导体为正极，A错误；N型半导体为负极，X极为电解池的阴极，电极反应为CO?

+2e-+H20=C0+20H-,生成的氢氧根离子通过离子交换膜在Y极参加反应，所

以图中的离子交换膜为阴离子交换膜,B错误,D正确;总反应方程式为2c02=2C0

+O2,根据总反应可知，反应前后电解质溶液的碱性不变，C错误。

9.如图所示为用固体二氧化钛（TiOj生产海绵钛的装置示意图，其原理是Ti02

中的氧解离进入熔融盐中而得到纯钛。下列说法中正确的是（）

19

电源u

石品

广生气泡

々、世、

高纯一

二氧化钛CO)

熔融事化钙

A.a极是正极，石墨极是阴极

B.反应后，石墨电极的质量不发生变化

C.电解过程中，02->C「均向a极移动

D.阴极的电极反应式为Ti02+4e-=ri+2()2—

【答案】D

【解析】TiOz发生还原反应得到纯钛，故加入高纯TiOz的电极是电解池的阴极，

a极是电源的负极，石墨极是阳极，A项错误；(/-在阳极发生氧化反应生成(J2,

高温下，石墨与反应生成CO、C02,导致石墨质量减少，B项错误；电解过程

中，阴离子向阳极(石墨极)移动，C项错误；TiOz中的氧解离进入熔融盐而得到

纯钛，发生了还原反应，生成了Ti和(T,D项正确。

10.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0〜

6.0之间，通过电解生成Fe(0H)3。Fe(0H)3胶体有吸附性，可吸附水中的污染

物而沉积下来，具有净化水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是

()

一」

A+凡。一----A---------1

A.石墨电极上发生氧化反应

B.根据图示，物质A为CO2

C.甲烷燃料电池中C0厂向空气一极移动

D.为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇

20

【答案】B

【解析】甲烷发生氧化反应，所在电极为电源的负极，故石墨为阴极，发生还原

反应，A项错误；甲烷在负极的反应为CH4—8e—+4C0T=5C02+2H2（）,A为CO2,

B项正确；COT在工作过程中向负极移动，通入空气的一极为电源的正极，C项

错误；乙醇为非电解质，不能增强水溶液的导电能力，D项错误。

11.下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏染料

（S）涂覆在TiOz纳米晶体表面制成，另一电极由镀钳导电玻璃构成，电池中发生

的反应为：

hV

Ti02/S--4WS*（激发态）

+-

Ti（VS*-->TiO2/S+e

--

I3+2e--^31一

+

2TiO2/S+31一一--2TiO2/S+1；

下列关于该电池叙述错误的是（）

A.电池工作时，I一离子在镀钳导电玻璃电极上放电

B.电池工作时，是将太阳能转化为电能

C.电池的电解质溶液中1一和L-的浓度不会减少

D.电池中镀的导电玻璃为正极

21

【答案】A

【解析】二氧化钛电极上的材料失去电子作太阳能电池的负极，则镀钳导电玻璃

为电池的正极，电解质中的13.到钳电极上得电子转化为I，然后I一到二氧化钛

电极上将部分电子失去，再次转化为1人故整个过程中叮、I一浓度不会减少，

题目中的四个方程式相加得：可知，该电池的能量转化过程为有机光敏染料吸收

光能变为激发态，激发态在电池内部转化为电能后又恢复原态，如此循

环。

12.[2019新课标I]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时

MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是

A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV*=2H++2MV+

C.正极区，固氮酶为催化剂，N发生还原反应生成NH3

D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

【答案】B

【解析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负

极失电子发生氧化反应生成MV。电极反应式为MV+飞一二MV",放电生成的MV"在

氢化酶的作用下与此反应生成T和MT,反应的方程式为%+2呻2+=2叶+2呻+；右室

电极为燃料电池的正极，MV”在正极得电子发生还原反应生成MV,电极反应式为

22

MV2++e=MV+,放电生成的MT与用在固氮酶的作用下反应生成附和MV2+,反应的

+2+

方程式为N2+6H+6MV=6MV+NH3,电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极

移动。

13.[2019新课标ID]为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海

绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-

Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为

Zn(s)+2NiOOH(s)+H0(1)ZnO(s)+2Ni(OH)(s)。

2充电2

下列说法错误的是

尼龙保护层

导电线圈

NiOOH

隔膜

3D-Zn

A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高

B.充电时阳极反应为Ni(0H)2(s)+OIT(aq)-e--NiOOH(s)+H2O(l)

C.放电时负极反应为Zn(s)+20ir(aq)-2e--Zn0(s)+H20(l)

D.放电过程中0H•通过隔膜从负极区移向正极区

【答案】D

【解析】A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO

分散度高，A正确；B、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，

根据总反应式可知阳极是Ni(0H)2失去电子转化为NiOOH,电极反应式为

--

Ni(0H)2(S)+0H(aq)-e=NiOOH(s)+H2O(1),B正确；C、放电时相当于是原

电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)+

-

20H(aq)-2e=ZnO(s)+H2O(1),C正确；D、原电池中阳离子向正极移动，阴

离子向负极移动，则放电过程中0万通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。答

23

案选D。

14.最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中COZ和

H2s的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹

的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

®EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+

3++2+

@2EDTA-Fe+H2S=2H+S+2EDTA-Fe

该装置工作时，下列叙述错误的是

4-

A.阴极的电极反应：C02+2H+2e=C0+H20

B.协同转化总反应：C02+H2S=C0+H20+S

C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe*/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性

【答案】C

【解析】A、CO?在ZnO@石墨烯电极上转化为CO,发生得到电子的还原反应，为

阴极，电极反应式为CO2+H++2e-=CO+H2。，A正确；B、根据石墨烯电极上发生的

-+

电极反应可知①+②即得到H2S-2e=2H+S,因此总反应式为C02+H2S=

24

CO+H2O+S,B正确；c、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的

电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，

所以如果采用Fe3+/Fe?+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需要酸性，D正确。答

案选C。

15.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原

理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

【答案】C

【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保

护。A.外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱,

A正确；B.通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此外电路电

子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C.高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以

高硅铸铁不损耗，C错误；D.通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，

因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案选C。

16.锂•铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一

25

种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu20+H20=2Cu

+2Li++20H，下列说法不正确的是()

~I负载I—空气

A.放电时，正极的电极反应式为Cu20+H20+2e-=20H-+2Cu

B.放电时，电子透过固体电解质向Li极移动

C,通空气时，铜被腐蚀，表面产生CW。

D.整个反应过程中，氧化剂为

【答案】B

【解析】放电过程为2Li+C*0+H20=2Cu+2Li++20H，正极上C^O反应，碱

性条件下通空气时，铜被氧化，表面产生Cu20,A、C正确；放电时，阳离子向

正极移动，则Li+透过固体电解质向Cu极移动，但电子不能在电解质中移动，B

错误；D.碱性条件下通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu?。，放电时C/0转化为

Cu,则整个反应过程中，铜相当于催化剂，氧化剂为02,故D正确。

17.一种光化学电池的结构如下图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，

AgCl(s)=Ag(s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表

面],接着Cl(AgCl)+e——C=(aq),若将光源移除，电池会立即回复至初

始状态。下列说法正确的是()

26

氯离子选择性透过膜

A.光照时，电流由Y流向X

B.光照时，Pt电极发生的反应为2cl-+2e-=Cb

C.光照时，Cr向Ag电极移动

D.光照时，电池总反应为AgCl(s)+Cu+(aq)£=Ag(s)+Cu2+(aq)+C「(aq)

【答案】D

【解析】光照时，AgCl在X电极得到电子，X电极是正极，Y电极是负极，电流

由X流向Y,A错误；光照时，Pt电极发生的反应为2Cu+-e—==Cu2+,B错误；

光照时，向负极Pt电极移动，C错误。

18.碳酸二甲酯KCLObCO］是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，电化学合

成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物

质)。下列说法正确的是()

A.电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为1：2

+

B.石墨1极发生的电极反应为2CH30H+C0-e-=(CH30)2C0+H

C.石墨2极与直流电源正极相连

27

D.H+由石墨2极通过质子交换膜向石墨1极移动

【答案】A

【解析】通O2的一极，得到电子生成上0,发生还原反应，为阴极,则阳极上

是CH30H和C0反应失电子发生氧化反应。故石墨1极为阳极，则电极反应式为

-+

2CH30H+C0-2e=(CH3O)2C0+2H,石墨2极为阴极，电极反应式为。2+4。一+

+

4H=2H20,根据电极反应式，电解一段时间后，阴极消耗的和阳极消耗的C0

的物质的量之比为1：2,A正确；石墨1极为阳极，电极反应为2CH30H+C0-

+

2e-=(CH30)2C0+2H,B错误；石墨2极为阴极，与直流电源的负极相连，C

错误；阳离子向阴极移动，故氢离子由石墨1极通过质子交换膜向石墨2极移动,

D错误。

19.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的过，模拟装置如图所示。

下列说法正确的是()

阴离子选择透过膜

透过膜

A,阳极室溶液由无色变成棕黄色

B,阴极的电极反应式为40H-—4e-=2H20+021

C.电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高

D.电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NHJP04

【答案】C

【解析】Fe与电源正极相连为阳极，失电子发生氧化反应生成Fe2+,故溶液由

+

无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H+发生还原反应：2H+2e-=H2f,B项错

误；根据阴极上电极反应，阴极消耗电解一段时间后，阴极室溶液pH升高,

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C项正确；电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，阴极室溶液中溶质可以有很

多种，比如(阿)正。4、NHHPO,、(NH4)JiP04sH3PCh等，D项错误。