2022届高考化学考前最后冲刺：电化学及其应用 （解析版）

电化学及其应用【原卷】

L（2021•福建漳州市♦高三三模）南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含皎

基的多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）为正极，构成如图所示的可充电K-CO2电池,

电池反应为4KSn+3c2K2cO3式+4Sn,其中生成的充电K2cO,会附着在正极上。

下列说法正确的是

A.放电时，电子由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs-COOH

B.充电时，阴极的电极反应式为3co2+4e+4K+=2K2cO3+C

C.充电时，电路中通过1mol电子，阳极增重39g

D.不能用KOH溶液代替酯基电解质

2.（2021•山东临沂市•高三二模）利用KzCofh处理含苯酚废水的装置如下图所

示，其中a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜。处理后的废水毒性降低且不引

入其它杂质。工作一段时间后，下列说法错误的是

A.正极区溶液的pH变大

B.每转移3moi电子，N极室溶液质量减少51g

C.中间室NaCl的物质的量保持不变

+

D.M极的电极反应式：C6H5OH+HH2O-28e=6CO21+28H

3.(2021•四川内江市,高三三模)一种高性价比的液流电池，其工作原理：在充

放电过程中，电解液［KOH、K2Zn(OH)4］在液泵推动下不断流动，发生以下反应：

放电

Zn+2NiOOH+2H2O+2OH甫Zn(OH);+2Ni(OH)2

下列说法正确的是

A.充电时，电极B的质量减少

B.放电时，阴离子迁移方向：电极A-*电极B

C.充电时，电极B的反应式：NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH

D.储液罐中的KOH浓度增大时，能量转化形式：化学能一电能

4.(2021•福建厦门市•高三三模)我国研制的碱性锌铁液流电池工作原理如图。

下列说法不正确的是

A.充电时，a电极反应式为Fe(CN)t-e=Fe(CN)。

B.充电时，b电极区pH增大

C.理论上，每消耗6.5gZn,溶液中将增加O.lmolFe(CN)：-

D.采用带负电隔膜可减少充电时产生锌枝晶破坏隔膜

5.(2021•福建高三模拟)近日，南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含竣

基多壁碳纳米管(MWCNTs・COOH)为正极催化剂构建了可充电K-CO2电池(如

图所示)，电池反应为4KSn+3co2=2K2cO3+C+4Sn,其中生成的K2cO3附着在

正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下列说法正确的是

A.充电时，阴极反应为2K2c(h+C4e-=4K++3co2T

B.电池每吸收22.4LCO2,电路中转移4moi®

C.放电时，内电路中电流由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs・COOH

D.为了更好的吸收温室气体CO2,可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质

6.(2021•内蒙古乌兰察布市•高三一模)化学工作者近期研究了一种新型偶氮苯

类水系有机液流电池示意图如下，采用惰性电极材料，电池工作原理X—N——N

放电

34

--X+2[Fe(CN)6]-^X-N=N-X+2[Fe(CN)6]-,下列说法中正确的是

A.放电时，电池的正极反应为：[Fe(CN)6]3--e-=[Fe(CN)6]4-

B.充电时，M为阴极，发生还原反应

C.放电时，Na+通过离子交换膜从右极室移向左极室

D.充电时，当电路中转移0.5mol电子时，有106g[Fe（CN）6『-得到电子

7.（2021•山东高三三模）利用间接成对电化学合成间氨基苯甲酸的工作原理如

图所示。下列说法错误的是

产乩COOH

槽外还AR

COOH/、

do，

3++

A,阳极的电极反应式为：2Cr+7H2O-6e=Cr2O?+14H

H耳HOOC

3+

B.阳极槽外氧化反应为：小+C12O；+8H+一A+2Cr+5H2O

C.通电时阳极区pH增大

D.当电路中转移Imole-时，理论上可得到Imol间氨基苯甲酸

8.（2021•山东高三三模）有一种清洁、无膜的氯碱工艺，它利用含有保护层的

电极（Na°"xMnO2/Na°.44MnOJ中的Na卡的嵌入和脱掉机理，分两步电解生产七、

NaOH和CH其原理如图所示，下列说法错误的是

1moi[iNaOH溶液)(饱和NaCl溶液

第1步制步

+

A.钠离子的嵌入反应是还原反应：Na0>44.xMnO2+xNa+xe-=Naa44MnO2

B.电极b和c所连接的直流电源的电极相同

C.第1步结束后，Na。…MnO/Na^MnO］电极必须用水洗涤干净后，再用于第2

步

D.第一步中的Na+浓度始终保持不变

9.（2021•山东潍坊市•高三模拟）某光电催化反应器如图所示,M电极是Pt/CNT,N

电极是TiO?.通过光解水，可由CO?制得异丙醇，下列说法错误的是

纤维膜

A.M极是电池的正极

B.N极的电极反应为2Hq-4e=O2TMH+

C.M极选用的电化学催化剂对于析氢反应有高选择性

D.生成30g异丙醇，则有lOmolH-通过合成蛋白质纤维膜

10.（2021•海南海口市•高三三模）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

A.电子由O2所在的的电极流出

B.标况下消耗224mL02,通过质子交换膜的H+个数为0.04NA

+

C.电池的负极反应式为CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2t+12H

D.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

11.（2021•山东济南市•高三二模）用质子导体固体氧化物燃料电池（P—SOFC）脱

氢可得丙烯，可实现“烯煌一电力”联产。

―催化剂层

0C3%

质子

下列说法正确的是

A.催化剂促进电能转变为化学能

B.。2-由负极迁移至正极

C.负极上发生的电极反应为C3H8・2e-=C3H6+2H+

D.电池总反应为2c3H8+O2=2C3H6+2H2O

12.（2021•山东临沂市•高三二模）我国科学家利用电解法在常温常压下实现了氨

的合成，该装置工作时阴极区的微观示意图如下，其中电解液为溶解有三氟甲磺

酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。

选择性透过膜

■M

。NH，

■H:0

CH3CH2OH

^E>CH3CHO

下列说法正确的是

A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性

B.选择性透过膜允许N2、NH3和H2O通过

C.该装置用Au作催化剂，目的是改变N2的键能

D.生成NH3的电板反应为N2+6C2H5OH+6e=2NH3+6C2H5O

13.（2021•山东滨州市•高三二模）双极膜能够在直流电场作用下将H2O解离为

H+和OH%以维生素C的钠盐（C6H7O6Na）为原料制备维生素C（C6H8O6,具有弱

酸性和还原性）的装置示意图如图。

直流电源

寓子

溶液维生素溶液维生素

CC交换膜

H2

J\

/「

aa\

离

离

离Y

子

子

子MI

极子极

Na2sO4-J1—Na2s04双极腴

溶液HiOCJiQeNaH：0CeH,ONa溶液

溶液溶液

下列说法错误的是

A.X极右侧的离子交换膜能有效阻止H+、Na+通过

B.将X极区的Na2sCh替换为C6H7（）6Na,可以提高维生素C的产率

C.a离子是OH、b离子是H+

D.阴极区附近pH增大

14.（2021•山东青岛市•高三二模）新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低

成本的储能电池，其工作原理如图。当闭合L时，发生反应为

xMg+xLi2so4+2Li«FePO广xMgSOj2LiFePOj,下列关于该电池说法错误的是

A.当闭合L时，出现图示中1T移动情况

+

B.放电时正极的电极反应式为xLi+LilxFePO4+xe=LiFePO4

C.可以通过提高Li2so4、乂8504溶液的酸度来提高该电池的工作效率

D.若x=；,则HxFePO4中Fe2•与Fe3+的个数比为3:1

15.（2021•江西新余市•高三二模）一种流体电解海水提锂的工作原理如下图所示,

中间室辅助电极材料（LiMnzOJLi—MnzOj具有选择性电化学吸附/脱出锂离子功

能。工作过程可分为两步，第一步为选择性吸附锂，第二步为释放锂，通过以上

两步连续的电解过程，锂离子最终以LiOH的形式被浓缩到阴极室。下列说法中

错误的是

A.第一步接通电源1选择性提取锂：第二步接通电源2释放锂

B.释放锂过程中，中间室材料应接电源负极，发生的电极反应式为

+

LiMn2O4-xe~=Lil_JMn2O4+xLi

c.中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜

D.当阴极室得到4.8gLiOH时，理论上阳极室产生L12L气体（标准状态下）

16.（2021•四川高三三模）废水中的污染物，可以通过电解原理产生絮凝剂使其

沉淀而分离。工作原理如图所示。下列说法错误的是

电源

A.b接电源的负极

B.a、b电极的材料均可为铁棒

2+

C.形成絮凝剂时的反应：4Fe+O2+8OH+2H2O=4Fe(OH)3

D.外电路中通过3mol电子，生成1mol氢氧化铁胶粒

17.(2021•辽宁沈阳市•沈阳二中高三月考)目前，光电催化反应器(PEC)可以有

效的进行能源的转换和储存，一种PEC装置如图所示，通过光解水可由CO2制

得主要产物异丙醇。下列说法中错误的是

A.该装置的能量来源为光能

B.光催化剂电极反应为2H2O・4e-=O2T+4H+

C.每生成60g异丙醇，电路中转移电子数目一定为18NA

D.H+从光催化剂电极一侧向左移动

18.（2021•辽宁沈阳市•沈阳二中高三月考）中山大学化学科研团队首次将

CsPbBi*3纳米晶锚定在氨基化RGO包覆的

a-Fe2O3（a-Fe2O3/Amine-RGO/CsPbBr3）,构筑Z・Scheme异质结光催化剂，可有

效降低电荷复合，促进电荷分离，从而提升光催化性能。光催化还原CO2和氧

化H2。的反应路径如图。下列说法正确的是

A.a・Fe2（）3表面发生了还原反应

B.该光催化转化反应可以消除温室效应

C.“CsPbBi^纳米晶”表面上CO2转化为CH’的电极反应式为

+

CO2+8e+8H=CH4+2H2O

D.该催化转化的总反应涉及到极性共价键、非极性共价键的断裂和形成

19.（2021•天津南开中学高三二模）用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙

烯和ASC）3,其原理如图所示（导电壳内部为纳米铁）。下列说法正确的是

Fe3O4（导电壳）

C2HC13

\,AsO3-+SO42~

(FAsSlF3+

C2H6

A.纳米铁发生还原反应

+

B.正极电极反应式：C2HCl3+5H+8e=C2H6+3CK

2++3+

C.导电壳上电极反应式：AsO；+SO4+14Fe+14H=FeAsS；+13Fe+7H2O

D.该电池的负极材料易被环境腐蚀

20.（2021,河南高三三模）目前，某研究团队对TiO?基催化剂光催化还原CO?转

化为燃料甲醇（原理如图所示）进行研究，取得了大成果。下列说法正确的是

A.CB极的电势低于VB极的电势

B.CB极发生的反应是CO2+6H+-6e=CHQH+H2。

C.光照下TiO?基产生电子

通电

D.总反应式为2co2+飒0^---------2CH30H+302

21.（2021・贵州贵阳市•高三二模）二氧化氯（CIO?）是国际上公认的高效、广谱、

安全的杀菌消毒剂，如图是用石墨做电极通过电解法制取的工艺。下列说法

正确是

精制饱和t里劈击THQ（含少

NaCl溶液交换膜MNaOH）

A.电极A接电源的负极

B.C0为阳极产物

C.阴极溶液的pH将减小

D.阴极产生224mL气体时，通过阳离子交换膜的阳离子数为。O2N,、

22.（2021•江西南昌市♦高三二模）北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示,

其原理是：PbO2+2H2SO4+Cu=PbSO4+CuSO4+2H2O,该电池的主要特点是可以通

过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周

围溶液浓度的稳定。下列说法不正确的是

O

A.b为该电池的负极

+

B.a电极的反应式为：PbO2+4H+SO^+2e-=PbSO4+2H2O

C.当电池工作时，a、b两电极的质量之和几乎不变

D.调节电解质溶液，即补充一定量的H2so4溶液和CuSO4溶液

23.(2021•江西萍乡市•高三二模)新型可充电钠离子电池因具有原料储量丰富,

价格低廉，安全性高等优点而备受青睐，而Fe[Fe(CN)6]因理论比容量较高，充

放电过程中材料结构稳定，有利于Na的可逆脱嵌，可以作为一种非常有潜力的

正极材料，下列说法错误的是

r-@

%-占1Fe[Fe(CN)J

白穹斐I

含KIOLNa发换膜

有机电解店

A.充电时，锌片应该与电源的负极相连

B.放电时，正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e=Na2Fe[Fe(CN)6]

C.放电时，外电路中通过0.2mol电子时，有0.lmolZn(CK)4)2生成

D.对于正极材料，放电可实现Na+的脱嵌，充电可实现Na+的嵌入

24.(2021•浙江高三三模)常温常压下用氮氧化铝纳米颗粒(。0。《$56)电催化氮

气还原合成氨的工作原理如图1所示，氨气生成速率、电流利用率与电压的关系

如图2.下列说法不正俄的是

A.电极A为阳极，发生氧化反应

B.该电催化装置的总反应为：2N2+6H2O管4NH3+3O2

C.当产生标准状况下2.24LNH,时，通过质子交换膜的H数目为0.3N,、

D.其他条件相同，用2.0V电解比L8V电解在相同时间内产生的NH；多

电化学及其应用

1.(2021•福建漳州市♦高三三模)南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含较

基的多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)为正极，构成如图所示的可充电K-CO1电池,

电池反应为4KSn+3c兰公2K2c()3+C+4Sn,其中生成的充电K2cO,会附着在正极上。

下列说法正确的是

A.放电时，电子由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs-COOH

B.充电时，阴极的电极反应式为3co?+4e+4K=2K2c0,+C

C.充电时，电路中通过Imol电子，阳极增重39g

D.不能用KOH溶液代替酯基电解质

【答案】D

【详解】

A.电子是经过导线由负极流向正极，故A错误；

B.充电时阴极反应为K++e-+Sn=KSn,故B错误；

C.充电时阳极反应为C-4er2K2co3=3CO2T+4K+,碳纳米管及附着的K2cO,会减

少，电路中通过Imole-时，阳极减重72g,故C错误；

D.电极材料是KSn和MWCNTs-COOH,合金KSn会和水发生反应，-COOH会和

KOH反应，故不能用KOH溶液代替酯基电解质，故D正确；

故选：Do

2.（2021•山东临沂市•高三二模）利用K2O2O7处理含苯酚废水的装置如下图所

示，其中a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜。处理后的废水毒性降低且不引

入其它杂质。工作一段时间后，下列说法错误的是

A.正极区溶液的pH变大

B.每转移3moi电子，N极室溶液质量减少51g

C.中间室NaCl的物质的量保持不变

+

D.M极的电极反应式：C6H5OH+llH2O-28e=6CO2f+28H

【答案】B

【分析】

在M极，C6H50H转化为CO2,碳元素化合价升高，失去电子，M极是负极，

则N极为正极。

【详解】

A.N为正极，电极反应式为：Cr2oy+6e+7H2O=2Cr(OH)3；+8OH,溶液的pH

变大，故A正确；

B.b是阴离子交换膜，N极室的OH•通过b进入中间室。当转移3moi电子时,

根据N极的电极反应式可知，生成lmolCr(OH)3,同时有3moOIT离开N极室，

则N极室溶液质量减少Imolxl03g/mol+3molxl7g/mol=154g,故B错误；

C.N极室中的OH•进入中间室，M极室的H+进入中间室，OH-和H+中和生成

水，不影响NaCl的物质的量，所以中间室NaCl的物质的量保持不变，故C正

确；

D.M极为负极，C6H50H失去电子生成CO2,电极反应式为：

+

C6H5OH+llH2O-28e=6CO2T+28H,故D正确；

故选B。

3.(2021•四川内江市•高三三模)一种高性价比的液流电池，其工作原理：在充

放电过程中，电解液［KOH、K2Zn(OH)4］在液泵推动下不断流动，发生以下反应：

放电

Zn+2NiOOH+2H2O+2OH,Zn(OH);+2Ni(OH)2

下列说法正确的是

A.充电时，电极B的质量减少

B.放电时，阴离子迁移方向：电极A-电极B

C.充电时，电极B的反应式：NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH

D.储液罐中的KOH浓度增大时，能量转化形式：化学能一电能

【答案】A

【分析】

放电时电极A做负极，电极反应式为：Zn+4OH--2e=Zn(0H)；',电极B做正极，

电极反应式为：NiOOH+HzO+e=Ni(OH)2+OH,充电时则与放电相反，即A做

阴极，B做阳极，据此分析解答。

【详解】

A.分析知，充电时，B做阳极，消耗电极材料，则电极B的质量减少，A正确；

B.放电时，A做负极，阴离子移向负极，即阴离子迁移方向：电极B-电极A,

B错误；

C.充电时，电极B做阳极，电极反应式：Ni(OH)2+OH-e=NiOOH+H2O,C

错误；

D.由总反应式可知，放电时消耗OH：充电时生成OH7则储液罐中的KOH

浓度增大时，为充电，能量转化形式：电能一化学能，D错误；

故选：Ao

4.(2021•福建厦门市•高三三模)我国研制的碱性锌铁液流电池工作原理如图。

下列说法不正确的是

A.充电时，a电极反应式为Fe(CN)t-e=Fe(CN)：-

B.充电时，b电极区pH增大

C.理论上，每消耗6.5gZn,溶液中将增加O.lmolFe(CN)：-

D.采用带负电隔膜可减少充电时产生锌枝晶破坏隔膜

【答案】C

【分析】

Zn为活泼金属，所以放电时b电极为负极,发生氧化反应:Zn-2e+4OH=Zn(OH)

La电极为正极发生还原反应：Fe(CN)：-+e=Fe(CN)：-；则充电时a为阳极发生

氧化反应，b为阴极发生还原反应。

【详解】

A.充电时，a为阳极发生氧化反应，电极反应为Fe(CN)r-e=Fe(CN)r,A正确；

B.充电时，b为阴极发生还原反应：Zn(OH)r+2e=Zn+4OH,生成氢氧根，

所以pH增大，B正确；

C.6.5gZn的物质的量为O.lmol,根据电极方程式可知此时转移0.2mol电子，

生成0.2molFe(CN)1C错误；

D.带负电隔膜对Zn(OH)：离子有排斥作用，可实现碱性锌铁液流电池在充电

过程中锌的沉积方向由沿离子传导膜向沿电极侧转变，避免了锌枝晶对隔膜造成

破坏，D正确；

答案为C。

5.(2021•福建高三模拟)近日，南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含竣

基多壁碳纳米管(MWCNTs・COOH)为正极催化剂构建了可充电K-CO2电池(如

图所示)，电池反应为4KSn+3co2=2K2cO3+C+4Sn,其中生成的K2cO3附着在

正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下列说法正确的是

©

KSnMWCNTS-COOH

A.充电时，阴极反应为2K2c(h+C4e-=4K++3co2T

B.电池每吸收22.4LCO2,电路中转移4moi®

C.放电时，内电路中电流由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs・COOH

D.为了更好的吸收温室气体CO2,可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质

【答案】C

【详解】

A.充电时，阴极发生还原反应，电极反应为K++e-+Sn=KSn,A错误；

B.气体未指明状况，无法根据体积确定其物质的量，B错误；

C.放电时，KSn合金作负极，MWCNTs・COOH作正极，在内电路中电流由负

极流向正极，C正确；

D.若用KOH溶液代替酯基电解质，则KOH会与正极上的MWCNTs・COOH

发生反应，因此不能使用KOH溶液代替酯基电解质，D错误；

故选：Co

6.(2021•内蒙古乌兰察布市•高三一模)化学工作者近期研究了一种新型偶氮苯

类水系有机液流电池示意图如下，采用惰性电极材料，电池工作原理X—N——N

放电

34

--X+2[Fe(CN)6]-^X-N=N-X+2[Fe(CN)6]-,下列说法中正确的是

有机液流电池储能机理示息0B

A.放电时，电池的正极反应为：[Fe(CN)6]3-—e-=[Fe(CN)6]4-

B.充电时，M为阴极，发生还原反应

C.放电时，Na+通过离子交换膜从右极室移向左极室

D.充电时，当电路中转移0.5mol电子时，有106g[Fe(CN)6广得到电子

【答案】B

【详解】

A.放电时，N极得电子，发生还原反应作正极，电极反应方程式为[Fe(CN)6p一

4

+e-=[Fe(CN)6]',A项错误；

B.充电时，M极得到电子作为阴极，发生还原反应，B项正确；

C.放电时，N极作为正极，M极作为负极，Na+通过离子交换膜从左极室移向

右极室，C项错误；

D.充电时，当电路中转移0.5mol电子时，发生反应为[Fe(CN)6：T+e-=[Fe(CN)6]4-,

则有0.5mol[Fe(CN)6]4佚去电子，而不是[Fe(CN)6厂-得到电子，D项错误；

答案选B。

7.(2021•山东高三三模)利用间接成对电化学合成间氨基苯甲酸的工作原理如

图所示。下列说法错误的是

产品COOH

槽外还AR

COOH,、

NO：

u+

A.阳极的电极反应式为：2Cr+7H2O-6e=Cr2O；+14H

HfHOOC

3+

B.阳极槽外氧化反应为：A+CnO；+8H+-A+2Cr+5H2O

C.通电时阳极区pH增大

D.当电路中转移Imole时，理论上可得到Imol间氨基苯甲酸

【答案】CD

【分析】

据图可知左侧与电源负极相连为阴极，Ti"被还原为Ti3+,右侧与电源正极相连

为阳极，CE+被氧化为CnOM

【详解】

A.右侧与电源正极相连为阳极，据图可知反应物为C/+和HzO,产物为CoO；

3++

和H+,根据电子守恒和元素守恒可得电极反应为2Cr+7H2O-6e=Cr2O；+14H,

A正确；

H耳HOOC

B.据图可知阳极槽外氧化为6N0，反应方程式为

HOOC

内+Cr2O；+8H+-内+2CN++5H2O,B正确；

6N-OO>N-<^

C.根据阳极槽内外的反应可知，转移6moi电子时槽内生成ImoICrzO；和

14molH+,槽外消耗ImolCnO；和8molH+,所以通电后阳极区氢离子浓度增大,

pH减小，C错误；

COOHCOOH

4+

D.阴极槽外的反应为4]+6Ti3++6H+-八）+2H2O+6Ti,阴极槽内

反应为Ti4++e=Ti3+,根据方程式可知转移6mol电子时才能生成Imol间氨基苯

甲酸，D错误；

综上所述答案为CDo

8.（2021•山东高三三模）有一种清洁、无膜的氯碱工艺，它利用含有保护层的

电极（Na°.44rMnOJNa。,44M吃）中的Na卡的嵌入和脱掉机理，分两步电解生产七、

NaOH和CL.其原理如图所示，下列说法错误的是

第1步制步

+

A.钠离子的嵌入反应是还原反应：Na044.xMnO2+xNa+xe-=Na044MnO2

B.电极b和c所连接的直流电源的电极相同

C.第1步结束后，Na^MnO/Na。,44M咆电极必须用水洗涤干净后，再用于第2

步

D.第一步中的Na+浓度始终保持不变

【答案】BD

【详解】

+

A.钠离子的嵌入反应：Na044.xMnO2+xNa+xe=Na044MnO2,得电子的反应是还原反

应，故A正确；

B.第一步中，b电极发生Na+脱掉的反应，属于失去电子的氧化反应，作阳极，

连接电源的正极，第二步中，c电极发生Na+嵌入的反应，属于得电子的还原反

应，作阴极，连接电源的正极，故B错误；

C.第1步结束后，叫型小咆/原科叱电极必须用水洗涤干净后，除去OH,

再用于第2步，防止生成的氯气与之反应，故C正确；

D.如图所示，第一步中发生Na+脱掉的反应，所以Na+浓度增大，故D错误。

故选BDO

9.（2021•山东潍坊市•高三模拟）某光电催化反应器如图所示，M电极是Pt/CNT,N

电极是TiO?.通过光解水，可由CO?制得异丙醇，下列说法错误的是

A.M极是电池的正极

B.N极的电极反应为2H20-4©-=0/+4日

C.M极选用的电化学催化剂对于析氢反应有高选择性

D.生成30g异丙醇，则有lOmolH-通过合成蛋白质纤维膜

【答案】CD

【分析】

根据图示，N极水失去电子生成氧气和氢离子，M极二氧化碳得到电子生成异丙

醇，因此N极为负极，M极为正极。

【详解】

A.根据上述分析可知，M极是电池的正极，故A正确；

B.N极上水失去电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O・4e-=O2f+4H+,故

B正确；

C.M的选用高活性和高选择性的电化学催化剂能促进异丙醇的生成，有效抑制

析氢反应，故C错误；

D.30g异丙醇的物质的量为0.5moLM极的电极反应式为

+

3CO2+18H+18e=CH3CH(OH)CH3+5H2O,C元素化合价由+4降低至2因此转

移电子为0.5molx3x6=9moL若同时无析氢反应，则有9moiIF通过合成蛋白质

纤维膜，若同时有析氢反应，则通过合成蛋白质纤维膜的H+的物质的量大于9m01,

故D错误；

故答案为CDo

10.(2021•海南海口市•高三三模)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

A.电子由02所在的的电极流出

B.标况下消耗224mL02,通过质子交换膜的H+个数为0.04NA

+

C.电池的负极反应式为CH3cH2OH+3H20-12-=2CO2T+12H

D.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

【答案】BD

【详解】

A.02所在的饴电极是正极，因此电子会流入02所在的粕电极，故A错误；

B.标况下消耗224mL02即物质的量为O.OlmoL根据02+4©一+411+=21120,

因此通过质子交换膜的H+个数为0.04NA,故B正确；

C.电池的负极进入乙醇，流出乙酸，因此负极的反应式为CH3cH2OH+H2O-4e-

+

=CH3COOH+4H,故C错误；

D.酒精失去电子，因此可以通过微处理器检测的电流大小而计算出被测气体中

酒精的含量，故D正确。

综上所述，答案为BD。

H.(2021•山东济南市•高三二模)用质子导体固体氧化物燃料电池(P-SOFC)脱

氢可得丙烯，可实现“烯烧一电力”联产。

下列说法正确的是

A.催化剂促进电能转变为化学能

B.。2•由负极迁移至正极

C.负极上发生的电极反应为C3H8・2e~C3H6+2H+

D,电池总反应为2c3H8+O2=2C3H6+2H2O

【答案】CD

【详解】

A.该装置为燃料电池，则催化剂能促进化学能转变为电能，A错误；

B.02作正极，得电子后形成O。,。2•带负电荷，会在正极上与H+结合形成H2O,

B错误；

C.通入燃料C3H8的电极为负极，在负极上C3H8失去电子变为C3H6,故负极的

电极反应式为：C3H8・2D=C3H6+2H+,C正确；

D.在电池的正极上02得到电子变为O~,然后再与H+结合形成H2O,故正极

+

的电极反应式为O2+4D+4H+=2H2O。负极电极反应式为：C3H8-2e=C3H6+2Ho

由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以将正极、负极电极反应式叠加，可

得总反应方程式为：2c3H8+（h=2C3H6+2H2O,D正确；

故合理选项是CDo

12.（2021•山东临沂市•高三二模）我国科学家利用电解法在常温常压下实现了氨

的合成，该装置工作时阴极区的微观示意图如下，其中电解液为溶解有三氟甲磺

酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。

选择性透过膜

N2

NH，

H;O

CHCHQH

CHQHQ-

下列说法正确的是

A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性

B.选择性透过膜允许Nz、NH3和HzO通过

C.该装置用Au作催化剂，目的是改变N2的键能

D.生成NH3的电板反应为N2+6C2H5OH+6e=2NH3+6C2H5O

【答案】AD

【详解】

A.三氟甲磺酸锂是离子化合物，可在乙醇溶液中电离出Li+和三氟甲磺酸根离

子，故其的作用是增强导电性，A正确；

B.由示意图可知，选择性透过膜允许Nz、NM通过，但不允许HzO通过，B错

误；

C.催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，不能改变反应物的键能，该装

置用金（Au）作催化剂目的是降低N2的活化能，C错误；

D.阴极区生成NM的电极，是氮气得到电子发生还原反应，电解液为溶解有三

氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂，电极反应：N2+6e+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O,

D正确；

故答案为：ADo

13.（2021•山东滨州市•高三二模）双极膜能够在直流电场作用下将HzO解离为

H+和OH。。以维生素C的钠盐（C6H7O6Na）为原料制备维生素C（C6H8O6,具有弱

酸性和还原性）的装置示意图如图。

直流电源

离子

溶液维生素C溶液维生素C

交换膜

「

「1

寓

离

离

X离Y

子

子

子

极于极

Na2sCh-J1—Na2s04双极膜

溶液

HiOQHQeNaH：0CH,CXNa溶液

溶液溶液

下列说法错误的是

A.X极右侧的离子交换膜能有效阻止H+、Na+通过

B.将X极区的Na2s04替换为C6H7O6Na,可以提高维生素C的产率

C.a离子是OH,b离子是H+

D.阴极区附近pH增大

【答案】AB

【分析】

在X电极，水失电子生成氧气，同时生成氢离子，钠离子通过阳离子交换膜进入

碱室，与a离子即氢氧根离子构成NaOH,则b离子为氢离子，与C6H,0结合为

C6H8。6,Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，据此分析。

【详解】

A.由以上分析可知X极生成的H+以及溶液中的Na+通过阳离子交换膜进入碱室,

与a离子即氢氧根离子构成NaOH,因此离子交换膜应允许H+、Na+通过，故A

错误；

B.若将X极区的Na2s04替换为C6H7（）6Na,一方面生成的导电能力弱，另一方

面维生素C易被生成的氧气氧化，不能提高维生素C的产率，故B错误；

C.由以上分析可知，a离子是OH-，b离子是H+,故C正确；

D.阴极区的反应为：2H2O+2e=H2T+2OH,pH值增大，故D正确；

故选：ABo

14.（2021•山东青岛市•高三二模）新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低

成本的储能电池，其工作原理如图。当闭合L时，发生反应为

xMg+xLi2SO4+2LilxFePO4=xMgSO4+2LiFePO4,下列关于该电池说法错误的是

A.当闭合L时，出现图示中Li+移动情况

B.放电时正极的电极反应式为xLi'Li/ePOjxe•二LiFePO,

C.可以通过提高Li2SO」、MgSO］溶液的酸度来提高该电池的工作效率

D.若x=；,则LiLxFePO4中Fe2♦与Fe3,的个数比为3:1

【答案】AC

【分析】

闭合K2,该电池为原电池装置，发生反应为

xMg+xLi2SO4+2LilxFePO4=xMgSO4+2LiFePO4,则Mg为电池负极，失电子,

Li/ePO4/LiFePO4为原电池的正极，Li-FePO」得电子；闭合KL该装置为电解池，

此时左侧电极为电解池的阴极，得电子，右侧电极为电解池的阳极，失电子。

【详解】

A.当闭合凡时，该装置为原电池，H移向电解池正极，根据分析可知，

Li,.xFePO4/LiFePO4电极为原电池正极,所以不会出现图示中IT移动情况,A错误；

B.放电时正极为LiyFePO4生成LiFePO4,所以电极反应式为：

+

xLi+Li,.xFePO4+xe=LiFePO4,B正确；

C.若提高Li2s0,、MgSO4溶液的酸度，Mg电极在断路时仍会自发的与电解质溶

液反应从而造成损失，从而降低了该电池的工作效率，c错误；

D.若x=；,则该物质为L'FeP。』，根据化合价代数和为零可知该物质中Fc的化

44

合价为2.25,则Fe2+与Fe3+的个数比为3:1,D正确；

答案选：ACo

15.(2021,江西新余市•高三二模)一种流体电解海水提锂的工作原理如下图所示,

中间室辅助电极材料(LiMn?O4/Li-Mn?。,)具有选择性电化学吸附/脱出锂离子功

能。工作过程可分为两步，第一步为选择性吸附锂，第二步为释放锂，通过以上

两步连续的电解过程，锂离子最终以LiOH的形式被浓缩到阴极室。下列说法中

错误的是

A.第一步接通电源1选择性提取锂：第二步接通电源2释放锂

B.释放锂过程中，中间室材料应接电源负极，发生的电极反应式为

+

LiMn2O4-xe=Li,_vMn2O4+xLi

C.中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜

D.当阴极室得到4.8gLiOH时，理论上阳极室产生L12L气体（标准状态下）

【答案】B

【详解】

A.第一步接通电源1,中间室为阴极，发生反应Li-Mnq,+xe-+xLi+fLiM%。一

选择性提取锂，第二步接通电源2,中间室为阴极，发生反应

LiMjO'Xe-fLiiMn20j+xLi+释放锂，故A正确；

B.释放锂过程中，中间室材料应接电源正极，发生的电极反应式为

+

LiMn2O4-xe"=Li,_rMn2O4+xLi,故B错误；

c.根据图示，第一步为选择性吸附锂过程中阳极室中的离子向中间室移动，第

二步为释放锂的过程中锂离子移向阴极室，所以中间室两侧的离子交换膜选用阳

离子交换膜，故c正确；

D.当阴极室得到4.8gLiOH时，电路中转移0.2mol电子，阳极室电极反应式是

n7

+

2H2O-4e=4H+O2,产生氧气的体积是号x22.4=1.12L气体（标准状态下），故D

正确；

选B。

16.（2021•四川高三三模）废水中的污染物，可以通过电解原理产生絮凝剂使其

沉淀而分离。工作原理如图所示。下列说法错误的是

A.b接电源的负极

B.a、b电极的材料均可为铁棒

2+

C.形成絮凝剂时的反应：4Fe+O2+8OH+2H2O=4Fe（OH）3

D.外电路中通过3mol电子，生成1mol氢氧化铁胶粒

【答案】D

【分析】

该装置为电解装置，铁做阳极，则a极为阳极，电极反应式：Fe-2e=Fe2\电

极b为阴极，发生还原反应，电极反应式：2H2O+2e=2OH+H2t,处理废水

时，阳极生成的二价铁离子与阴极生成的氢氧根离子在溶解氧的条件下发生氧化

还原反应生成氢氧化铁，据此分析解答。

【详解】

A.b为阴极，b接电源的负极，A正确；

B.a极为阳极，只能是铁，b电极是阴极，电极材料可以是铁，因此a、b电极

的材料均可为铁棒，B正确；

C.处理废水时，阳极生成的二价铁离子与阴极生成的氢氧根离子在溶解氧的条

2+

件下发生氧化还原反应生成氢氧化铁，因此形成絮凝剂时的反应：4Fe+O2+

8OH+2H2O=4Fe(OH)3,C正确；

D.胶粒是氢氧化铁的聚合体，无法计算生成的氢氧化铁胶粒数，D错误；

答案选D。

17.(2021•辽宁沈阳市•沈阳二中高三月考)目前，光电催化反应器(PEC)可以有

效的进行能源的转换和储存，一种PEC装置如图所示，通过光解水可由CO2制

得主要产物异丙醇。下列说法中错误的是

A.该装置的能量来源为光能

B.光催化剂电极反应为2H2O・4e、O2T+4H+

C.每生成60g异丙醇，电路中转移电子数目一定为18NA

D.H+从光催化剂电极一侧向左移动

【答案】C

【分析】

电池左侧CO2和H+得电子，做原电池的正极；右侧电极为H2O失电子，做原电

池的负极。

【详解】

A.由装置图可知，该装置的能量来源是光能，A正确；

B.由图中可知，光催化剂电极进入的物质为HzO,出去的物质是。2和H+,故

该电极的反应为2H2。-4e=O2T+4H\B正确；

C.电化学催化剂电极中，CO2发生的电极反应为：

60。

+=1mo1

3CO2+18H+18e=CH3CH(OH)CH3+5H2O,故每生成60g即6()0>^01.异丙

醇，但电极上还会发生副反应产生氢气转移电子，所以电路中转移的电子数目不

一定为18$,C错误；

D.由图中可知，左侧是电池的正极，右侧为负极，阳离子向阳极移动，故H，从

光催化剂电极一侧向左移动，D正确；

故答案为：Co

18.(2021•辽宁沈阳市•沈阳二中高三月考)中山大学化学科研团队首次将

CsPbB「3纳米晶锚定在氨基化RGO包覆的

a-Fe2O3(a-Fe2O3/Amine.RGO/CsPbBr3),构筑Z・Scheme异质结光催化剂，可有

效降低电荷复合，促进电荷分离，从而提升光催化性能。光催化还原CO2和氧

化H2O的反应路径如图。下列说法正确的是

A.a-FezCh表面发生了还原反应

B.该光催化转化反应可以消除温室效应

C.“CsPbB门纳米晶”表面上C(h转化为CH4的电极反应式为

+

CO2+8e+8H=CH4+2H2O

D.该催化转化的总反应涉及到极性共价键、非极性共价键的断裂和形成

【答案】C

【分析】

出0能在。艮2。3光催化剂材料作用下，被氧化成02,同时生成质子(H+),发生

+

的氧化反应为：2H2O-4e=4H+O2；电子转移到“CsPbB「3纳米晶”用于还原CO2,

+

CO2被还原为CO、CH4,发生的还原反应为：CO2+2e+2H=CO+H2O>

+

CO2+8e+8H=CH4+2H2O。

【详解】

A.由图可知，HzO能在光催化剂材料作用下，被氧化成02,发生了氧

化反应，A错误；

B.该光催化转化反应生成了CH4，CH4也能导致温室效应，故该反应不能阻止

温室效应，B错误；

C.“CsPbBr3纳米晶“”表面上CO2转化为CO、CH4,发生了还原反应：

++

CO2+2e+2H=CO+H2O>CO2+8e+8H=CH4+2H2O,C正确；

光催化光催化

=

D.该催化转化的总反应：2CO2^2CO+O2^CO2+2H2O^=CH4+2O2,CO2、

H2O都只含有极性共价键，CO、CH4都只含极性共价键，02只含非极性共价键，

故只有极性共价键断裂、有极性和非极性共价键生成，D错误；

答案选C。

19.（2021•天津南开中学高三二模）用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙

烯和AsO：-其原理如图所示（导电壳内部为纳米铁）。下列说法正确的是

2-

3+

A.纳米铁发生还原反应

+

B.正极电极反应式：C2HCl3+5H+8e=C2H6+3C1

2++3+

C.导电壳上电极反应式：ASO5+SO4+14Fe+14H=FeAsS1+13Fe+7H2O

D.该电池的负极材料易被环境腐蚀

【答案】B

【详解】

A.据图可知纳米铁生成Fe?+,化合价升高，发生氧化反应，故A错误；

B.原电池正极得电子发生还原反应，据图可知在酸性条件下，正极上C2HCI3

+

被还原为乙烷，则电极反应式为：C2HCl3+5H+8e=C2H6+3Cr,故B正确；

2++3+

C.据示意图可知AsO；+SO4+14Fe+14H=FeAsS1+13Fe+7H2O反应发生在

含SO：的酸性溶液中，导电壳上的反应为铁被氧化成亚铁离子，故c错误；

D.负极材料铁在导电壳内部，所以负极材料不易被环境腐蚀，故D错误；

选B。

20.（2021•河南高三三模）目前，某研究团队对TiO2基催化剂光催化还原CO2转

化为燃料甲醇（原理如图所示）进行研究，取得了大成果。下列说法正确的是

A.CB极的电势低于VB极的电势

B.CB极发生的反应是CO?+6H+-6e450班也0

C.光照下TiO?基产生电子

通电

D.总反应式为2c（^+理。^-----2CH30II+302

【答案】C

【分析】

根据图示，VB极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，CB极上CO?得到电子

生成甲醇，发生还原反应，据此分析解答。

【详解】

A.在光照下，CB极表面聚集了由二氧化钛基转移过来的电子，因此CB极的电

势高于VB极的电势，故A错误；

B.CB极上CO?得到电子生成甲醇，发生还原反应，故B错误；

C.根据图示，反应过程中TiO?在光照下产生电子，故C正确；

D.VB极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，CB极上CO?得到电子生成甲

催化剂

醇，发生还原反应，总反应式为282+4凡0^^=2（2%0m302,反应条件不是通

光照

电，故D错误；

故选C。

21.（2021•贵州贵阳市•高三二模）二氧化氯（C1O?）是国际上公认的高效、广谱、

安全的杀菌消毒剂，如图是用石墨做电极通过电解法制取C。的工艺。下列说法

正确是

精制饱和t里劈击THQ（含少

NaCl溶液交换膜MNaOH）

A.电极A接电源的负极

B.为阳极产物

C.阴极溶液的pH将减小

D.阴极产生224mL气体时，通过阳离子交换膜的阳离子数为。.02以

【答案】B

【分析】

由钠离子的移动方向可知，电极A为电解池的阳极，氯离子在阳极上失去电子发