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文档简介
点1电化学及其应用
1.(2026•河北•高考真题)我国科研工作者研发了•种高效双功能电催化剂,可实现硝酸盐与前萄糖的
同时转化,其原理如图所示:
电源R
•阳
O离
子
交
换
膜
KOH+C6H12O6
下列说法错误的是
A.M是电源正极,N是电源负极
B.电解一段时间后,电极II附近c(OH-)减小
C.电路中每通过3moi电子,理论上产生0.5molC6HQ0l-
通电
-
D.总反应为4c6H12。6+3NO3+50H二4c6H8。:一+3NH3T+6H2O
【答案】B
【分析】左侧电极I上,CM。;转化为碳元素的化合价从0升高到+1,发生氧化反应,电极反应
式为C6H12。6-6e-+80H-=C6Hs0l-+6H2O,因此电极I是阳极。右侧电极II上,NO]转化为NH”氨
元素的化合价从+5降低到-3,发生还原反应,电极反应式为NOJ+8e~+6H20=NH3T+90”一,因此电
极H是阴极。
【解析】A.根据上述分析,电极I是阳极,应连接电源正极小电极H是阴极,应连接电源负极N,A项正
确;
B.电极II是阴极,发生还原反应。NOJ转化为NH,N的化合价从+5降为-3,每个N原子获得8e。在碱性
条件下,电极反应式为NOJ+8e-+6H2。=NH3T+90H:阴极生成了OH,导致电极H附近c(0H)增大,
而不是减小,B项错误;
C.根据分析可知电极I发生的电极反应式为:C6H12〃-6。一+8。"一=C6H8Ol~+6%0每转移6mol。-,
生成ImolC6H8。t。因此转移3moi。时,生成0.5molC6H8窗,C正确;
D.将两极电极反应结合:阳极:C6H12。6+8。,--6。一=C6H80l~+6H2。,阴极:
NO^+8e-+6H20=NH3T+90H-,将阳极X4,阴极X3,使得失电子数相等,相加得
4c6H12。6+3N0&+50/T=4c6H8。;-+3NH3+6H2O,I)项正确;
故选B。
2.(2025•河北・高考真题)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料口式002。<1)再锂化的电化学装置,
其示意图如下:
已知:参比电极的作用是确定Li/。。?再锂化为LiCoO2的最优条件,不干扰电极反应。下列说法正确的是
+
A.口第0。2电极上发生的反应:LirCoO2+xe+xLi=LiCoQ2
B.产生标准状况卜5.6LO2时,理论上可转化Wmol的Li《o()2
C.再锂化过程中,SO/向Li4o02电极迁移
D.电解过程中,阳极附近溶液pH升高
【答案】B
【分析】由装置图可知,该装置中有百流电源,为电解池,则LiiCo()2(x<1)转化为LiCoOz过程中,Co元
素化合价由+(4一切降为+3,Li/oOz得电子发生还原反应,为阴极.电极反应式为
+
LixCoO2+(l-x)e-+(1-x)Li=LiCoO2,Pt电极为阳极,失电子,发生氧化反应,口极反应式为
2H2。-4e-=。2T+4H+,据此回答。
+
【解析】A.由分析知,〃式0。2电极上发生的反应:LixCoO2+(l-x)e-+(1-x)Li=LiCoO2,A错
误;
B.由电极反应式可知,产生标准状况下5.6L(即0.25mol)。2时转移1mol电子,理论上转化占mol的
LixCoOz,B正确;
c.SO/为阴离子,应向阳极移动,即向Pl电极迁移,c错误;
D.由阳极电极反应式可知,电解过程中,阳极产生H+、消耗/。,酸性增强,则阳极附近pH降低,D错
误;
故选B.
3.(2024•河北•高考真题)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CC)2电池,以Mg(TFSI)2为电解
质,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2,使放电时CO2还原产物为MgC2。”该设计克服了MgCC)3
导电性差和释放CO2能力差的障碍,同时改善了Mg2+的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。
CO?\多孔
碳纳
Mg(TFSI)隔Mg(TFSI)
22米管
膜
PDAPDA电极
MgC2O/
何答下列问题。
1.下列说法错误的是
A.放电时,电池总反应为2c()2+Mg=MgC2/
B.充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C.充电时,电子由Mg电极流向阳极,Mg?+向阴极迁移
D.放电时,每转移Imol电子,理论上可转化IrnolCOz
2.对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究,电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对
能量变化如图(*表示吸附态)。
路径
✓
>・CO:+.CO
。
工.____<、.JMgCO、
一/S
♦CO2VH,N^NH,#CO?+
签\'+・C0;,"O,
安
正
•MgC,O4
反应进程
下列说法错误的是
H?N/V^NH,+CO、------►
A.PDA捕获82的反应为'H
B.路径2是优先路径,速控步骤反应式为
O
zs
*CO;,H2M人OH+e-―►*020^+
H
C.路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同;路径2、3起始物相同但产物不同
D.三个路径速控步骤均涉及*C0『转化,路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生
【答案】1.C2.D
【分析】放电时CO?转化为MgCO,碳元素化合价由+4价降低为+3价,发生还原反应,所以放电时,多孔
碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极,则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极:
定位:二次电池,放电时阳离子向正极移动,充电时阳离子向阴极移动。
电极过程电极反应式
Mg电极放电Mg-2e-=Mg2+
充电Mg2++2e~=Mg
2+
多孔碳纳米管电极放电Mg+2CO2+2e-=MgC2O4
2+
充电MgC2O4-2e-=Mg+2CO2T
(1)题详解:
A.根据以上分析,放电时正极反应式为Mg2++2C()2+2e-=MgC2O4、负极反应式为Mg-2e-=Mg2+,
将放电时正、负电极反应式相加,可得放电时电池总反应:Mg+2CO2=MgC2O4>A正确;
B.充电时,多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应,则多孔碳纳米管在充电时是阳极,与电源正极连
接,B正确;
C.充电时,Mg电极为阴极,电子从电源负极经外电路流向Mg电极,同时Mg2+向阴极迁移,C错误:
D.根据放电时的电极反应式Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4每转移2moi电子,有2moi〜CO2参与反应,
因此每转移Imol电子,理论上可转化ImolCO?,D正确:
故选Co
(2)题详解:
/X/X
H2NN0H
A.根据题给反应路径图可知,PDA(1,3-丙二胺)捕获CO2的产物为2H,因此PDA捕
+CO,--------►
获CO?的反应为H,A正确;
B.由反应进程一相对能量图可知,路径2的最大能垒最小,因此与路径1和路径3相比,路径2是优先路
径:且路径2的最大能垒为*C0fT*C2。/的步骤,据反应路径2的图示可知,该步骤有
H,N八八N0H
2H应,因此速控步骤反应式为
/X
*co;~+2八〜>*C2O;-+H2N^NH2
,B正确;
C.根据反应路径图可知,路径1、3的中间产物不同,即经历了不同的反应步骤,但产物均为*MgCC)3,
0
/s/x/kx
H2NNOH
而路径2、3的起始物均为H,产:物分别为*MgCz^和*MgCO?,C正确:
D.根据反应路径与相对能量的图像可知,三个路径的速控步骤中*COT都参与了反应,且由B项分析可知,
路径2的速控步骤伴有PDA再生,但路径3的速控步骤为*C0『得电子转化为*CO和*C01,没有PDA的生
成,D错误;
故选D。
4.(2023•河北・高考真题)我国科学家发明了一种以
其内部结构如下图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时,电极材料
KOOKOO
n转化为下列说法错误的是
阴
阳
离
离
子
a子
b
电
交
交电
极
换
换极
膜
膜
K?SO4溶液
①区②区
A.充电时,b电极上发生还原反应
B.充电时,外电源的正极连接b电极
C.放电时,①区溶液中的SO厂向②区迁移
2+
D.放电时,a电极的电极反应式为Mn()2+4,++2e-=Mn+2H2O
【答案】B
+2+
得到电子变成锦离子,是原电池的正极,电极反应:MnO2+4H+2e-=Mn+2/72O,阳离子减少,多
KOOK
余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区,故③为碱性溶液是1电极,①为酸性溶液
是二氧化锌电极。
【解析】A.充电时,b电极上得到电子,发生还原反应,A正确;
B.充电时,外电源的正极连接a电极相连,电极失去电子,电极反应为MM++2H2O-2e-=MnO2+44+,
B错误;
C.放电时,①区溶液中多余的SO/向②区迁移,C正确;
1).放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2。,D正确;
故选:B。
5.(2022•河北•高考真题)(多选)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置,
A.电极b为阳极
B.隔膜为阴离子交换膜
C.生成气体M与N的物质的量之比为2:1
D.反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]1+4OH-催化剂4[Fe(CN)6『-+O2T+2H2。
【答案】BD
【分析】由图可知,a电极为阳极,减性条件下[Fc(CN)6:r一离子在阳极失去电子发生氧化反应生成[Fe(CN)jA
离子,催化剂作用下,[Fe(CN)6:T离子与氢氧根离子反应生成[Fe(CN)J”离子、氧气和水,b电极为阴极,
水分子作用下DHPS在阴极得到电子发生还原反应生成DHPS-2I1和氢氧根离子,催化剂作用下,DHPS-2H
与水反应生成DHPS和氢气,氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动,则M为氧气、N为氢气。
【解析】A.由分析可知,b电极为电解池的阴极,故A错误:
B.由分析可知,氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动,则隔膜为阴离子交换膜,故B正确;
C.由分析可知,M为氧气、N为氢气,由得失电子数目守恒可知,氧气和氢气的物质的量之比为1:2,故
C错误;
I).由分析可知,反应器I中发生的反应为催化剂作用下,[Fe(CN)6:T离子与氢氧根离子反应生成[Fc(CN)J
离子、氧气和水,反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH•催化剂4[Fe(CN)6『-+O2T+2H2。,故D正确:
故选BDo
6.(2021•河北・高考真题)K一色电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,
下列说法错误的是
A.隔膜允许K+通过,不允许02通过
B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阳极
C.产生1Ah电量时,生成KO2的质量与消耗02的质量比值约为2.22
D.,由此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9g水
【答案】D
【分析】由图可知,a电极为原电池的负极,单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子,电极反应式为
K-e=K;b电极为正极,在钾离子作用下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾;据以上分析
解答。
【解析】A.金属性强的金属钾易与氧气反应,为防止钾与氧气反应,电池所选择隔膜应允许K+通过,不允
许。2通过,故。正确;
B.由分析可知,放电时,a为负极,b为正极,电流由b电极沿导线流向a电极,充电时,b可极应与直流
电源的正极相连,做电解池的为阳极,故B正确;
C.产生lAh电量时电路中转移0.0373mol电子,由分析可知,生成Imol超氧化钾时,消耗5。氧气,两
者的质量比值为(hnolX71g/mol):(ImolX32g/mol)^2.22:1,故C正确;
D.铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为2PbSOi+2H2O=PbO2+Pb+2H£0」,反应消耗2moi水,转移2moi电子,
由得失电子数目守恒可知,耗3.9g钾时,铅酸蓄电池消耗水的质量为僦^X18g/mol=1.8g,故D错误;
HN
2NH2
1.(2026•河北沧州•一模)我国科研工作者利用HN—N(DAT)的电化学氧化偶联反应,在
绿色合成高附加值含能材料2(DAAT)的同时实现双极制氢,装置如
图所示。卜列说法正确的是
电源
b
U
lmolL“KOH溶液
K.SI
DATN
+同
lmolL“KOH溶液J
:感了•交换膜N
A.CuO@CF是阴极催化剂,可抑制竞争反应40H--4e-=02T+2H20
B.离子交换膜为阴离子交换膜,OFT由a极向b极迁移
-
C.a极的电极反应式可能为2DAT-2e-+20H=DAAT+H2t+2H2O
D.理论上电路中转移4mol电子,则两极共生成4〜mol〜H?
【答案】C
【分析】该装置为电解池,电极a发生DAT转化为DAAT,该反应失氢,属于氧化反应,为阳极;电极b为
阴极,发生还原反应,电极反应:2,2。+2。一="21+2。『,据此解答。
【解析】A.CuO@CF所在的a极发生DAT的氧化反应,为阳极,CuO酰F是阳极催化剂,其作用是催化DAT
氧化偶联并抑制竞争反应,A错误;
B.电解池中阴离子向阳极(a极)迁移,OFT应由b极向a极迁移,B错误;
C.a极为阳极,发生失电子的氧叱反应,DAT转化为DAAT,部分电子被〃+得到生成小,电极反应可能是:
2DAT+20H--2e-=DAAT+H2T+2H2O.该反应遵守电荷守恒、电子守恒和原子守恒,由于副反应的
存在,具体的电极反应无法确定,C正确;
D.该装置实现双极制氢,每转移2mol电子,阴极生成1molH2,阳极生成的/由电子分配比例决定,
因此两极生成为的总量不确定,C错误;
故选Co
2.(2026•河北保定♦一模)科学家采用电化学法用环己醇制备己二酸,装置如图(电极材料均为Pt)。i.先
闭合K一段时间后,阳极液由蓝绿色化产+)变为橙色(。2。尸),断开K;ii.向阳极液中滴加环己醇,溶液
变为蓝绿色,继续滴加一定量环己醇;iii.闭合K,一段时间后,阳极液变为橙色且颜色不再改变时,断
开K:iv.将阳极液移出,冷却结晶得到己一酸.下列说法中正确的是
Hi^
KCKSOA溶液叁]宣爰舂寸菱一稀碎酶
和稀硫酸宓I宓-1尊柿硫酸
质子交换膜
A.阴极室中稀硫酸的浓度变小
B.若阴极室产生22.4L(标准状况)气体,理论上最多生成己二酸的物质的量为0.5mol
-
C.步骤i中溶液颜色发生变化的方程式为2C/+-6e-+UGH=Cr20j-+7H2O
D.步骤iii的主要目的是使环己醇转化完全
【答案】D
【分析】该装置为电解池,左侧接电源正极,为阳极室,"3+在此被氧化为52。厂,右侧接电源负极,为
阴极室,H+在此放电生成用,质子交换膜允许H+迁移,据此分析:
【解析】A.阴极反应为2,++20-=,2九阳极反应生成〃+,生成的”+会通过质子交换膜迁移到阴极,
迁移的H+物质的量等于阴极消耗的,+物质的量,因此阴极中出,。4总物质的量不变,阴极反应为
¥
2H+2e-=H2T,不消耗水,同时阳极生成的H+通过质子交换膜进入阴极,使阴极室中硫酸浓度基本不
变,A错误;
B.标况下22.4〜L〜出为1~11101,转移电子为2〜mol,根据电子守恒,整个过程中5循环,总反应中阴极得电
子数二环己醇氧化失电子数,1〜mol环己醇生成1〜mol己二酸,共失去8〜mol电子,因此生成己二酸的物质
的量为—=0.25〜mol,B错误;
8
C.阳极液为酸性环境,反应式中不能出现OFT,正确的反应为2Cr3+-6e-+7H2。=行2。针+14H+,C
错误;
D.步骤ii中仃2。勺氧化环己醇后被还原为53+,步骤iii闭合K,可重新将0*3+氧化为er?。针,继续氧化
环己醇,最终溶液颜色不再改变说明环己醇已完全转化,因此步骤iii的目的是使环己醇转化完全,D正确;
答案选D。
3.(2026•河北张家口-一-模)近期,我国科研团队报道了电催化-酸催化级联策略,将乙二静高效转化成
了多碳氧杂环化合物1,4-二氧六环-2,5-二醉,为更多领域的级联催化设计提供了参考,其工作原理如图
所示。下列说法正确的是
A.直流电源电极a的电势低于电极b的电势
B.交换膜适合选用阴离子交换膜
C.工作一段时间后,催化电极区和电极M区溶液的pH不变
D.导线中通过2〜mol〜e一,理论上可制得1mol
【答案】C
【分析】由信息可知,水分子在催化电极表面失电子形成・OH和H+,故催化电极为阳极,电极反腐式为
+
4H2O-4e-=4/7+4-OH,•OH再将HOCH2cH20H氧化为HOCF^CHO,阳极区进一步发生反应
2HoeH2cH20H+4•OH=2HOCH2CHO+4H20、2H0CFLCH0=,总反应为2HOCH2CH.OH-4e=
【解析】A.电极M作阴极,电极反应式为4H++4e=2%%直流电源的电极a为正极,电极上的电势高
于电极b的电势,A错误;
B.根据电极反应和目标产物可知,交换膜适合选用质子交换膜.B错误;
C.由阳极区总反应可得工作•段时间后生成的H+全通过质子交换膜进入阴极,故阳极区pH不变,电极M
+
区电极反应:2H+2e-=H2T,该电极反应需要的“+全部由阳极转移进来,故pH不变,C正确:
O、,OH
D.根据阳极总反应,制得1molHO^O,需转移4wle",故通过2mol。仅能制得0.5mol
O、/OH
w5,D错误;
故选Co
4.(2026•河北承德•一模)橘岂色的双环戊二烯基铁(0/3)可作为火箭添加剂、汽油抗
爆剂,催化剂和抗溃疡药物等。非水电解体系中电化学方法合成双环戊二烯基铁的原理为:
2~Na+Fe2^-----►~~+
该法具有工艺简单、产率高和环境友好等优点。以环戊二烯、无水乙醇和溟化钠(三者的质量比为6:43:1)
制备双环戊二烯基铁的装置如图所示。
下列说法错误的是
A.a为电源的正极
B.NaBr的主要作用有为电解池提供离子导体
C.转移2mol电子,理论上可制得Imol双环戊二烯基铁
+
D.阳极的电极反应为2cH3cH20H+2e-+2Na=2CH3CH2ONa+H2
【答案】D
【分析】据图可知,电极B上,乙静中H得到电子,生成氢气,则电极B为阴极,电极反应为
+
2CH3CH2OH+2e-+2Na=2CH3CH2ONa+H2f,因此b为电源的负极,则a为电源的正极,阳极的电极
反应为Fe—2e-=Fe2+,据此分析作答。
【脩析】A.根据分析可知,a为电源的正极,A项正确;
B.环戊二烯、无水乙0?都不导电,则在非水电解体系中电解合成产品,NaBr的主要作用有为可解池提供离
子导体,B项正确;
2Na+Fe2+-----►-Fe-+2Na,
C.电化学方法合成双环戊二烯基铁的原理为:0/0/3,
根据阳极的电极反应为Fe-2°一=Fe?+可知,生成lmo1Fe2+转移2mol电子,理论上可制得Inol双环戊二
烯基铁,C项正确;
D.根据分析可知,阳极的电极反应为Fe-2e--Fe?+,D项错误:
答案选D。
5.(2026•河北邯郸•一•模)实验室制备NaBrC)3的原理是3BQ+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2To
下列说法正确的是
也28187
A.BL的结构示意图为)
B.CO/中。键、"键数目之比为2:1
C.NaBrC)3中Br元素的化合价为+5
D.CO"和BrOJ的空间结构相同
【答案】C
【脩析】A.Br为澳原子得到1个电子形成的阴离子,澳的原子序数为35,核外电子数为35,Br核外电子
数为36,其结构示意图应为2、8、18、8,而图片中电子排布为2、8、18、7,为澳原子结构示意图,A错
误;
B.C6的结构式为0=C=0,每个双缝含1个。犍和1个兀键,分子中含2个C=0双键,故。筵数目为2,
n键数目为2,o键、n键数目之比为1:1,B错误;
C.NaBrO」中Na为+1价,()为-2价,设Br化合价为x,由化合物中正负化合价代数和为()可得:+l+x+3X(-2)=0,
解得x=+5,C正确;
D.C0(中C的价层电子对数=(4+2)/2=3,无孤电子对,空间结构为平面三角形:BrOJ中Br的价层电子对
数=(7+1)/2=4,含1个孤电子对,空间结构为三角锥形,二者空间结构不同,D错误;
故选Co
6.(2026•河北邯郸•一模)我国科学家开发出了高燃稀土氧化物,可用于电催化CO2合成乙烯(如图)。下
列说法错误的是
已知:电解时,电解质溶液为KOH溶液,电极均为惰性电极。
A.在电解过程中,OFT向阳极移动
B.制备的乙烯产品中可能混有CO杂质
C.若电路中转移4mol电子,理论上阳极能收集到22.4L(标准状况)。2
-
D.阴极发生的电极反应之一为2c。2+8H2。-12e-=C2H4+120H
【答案】D
【解析】A.电解池中阴离子向阳极移动,OFT为阴离子,故向阳极移动,A正确;
B.由题图可知,CO2还原过程中有副产物CO生成,故乙烯产品中可能混有CO杂质,B正确:
C.阳极反应为4OFT-4。-=。2T+2H2。,转移4moi电子时生成lmoiq,标准状况下体积为22.4LC1E
确;
D.阴极发生得电子的还原反应,选项中电极反应式为失电子的氧化反应,正确的阴极反应应为
2c。2+8H2。+12e-=C2W4+120H-,1)错误;
故选【)。
7.(2026•河北百师联盟-一模)有机质子一氢气电池具有保持超过十万圈的稳定循环和-70℃的低温可行
性,展示出其在极端气候下应用的潜力。下图是四氯苯酸质子一氢气电池工作机理。
下列有关说法正确的是
A.放电时,a电极为正极,发生还原反应
B.放电时,当有ImolFT迁移到正极时,转移电子的物质的量为Imol
OHO
A
0A产一QYQ刈
C.充电时的阳极反应为CHO
D.与氢氧燃料电池相比,当有In⑹出反应时,该电池转移的电子数更多
【答案】B
【分析】放电时电子从a电极流出,说明a为负极,发生氧化反应,b是正极,四氯苯醍被还原为四氯对苯
二酚,充电时,a为阴极,b为阳极,据此解答。
【解析】A.根据分析可知,a为负极,发生氧化反应,A错误;
B.放电时为维持溶液电中性,外电路每转移1mol电子,就有lmo]H+从负极迁移到正极,因此迁
移到正极时转移电子物质的量为1mol,B正确;
C.放电时正极四氯苯配得2e一生成四氯对苯二酚,充电时阳极是放电止极的逆反应,四氯对苯二酚应失2。-
+2H*
生成四氯苯醍,电极反应:,C错误;
D.两种电池中1mol/反应时,H元素均从0价升高到+1价,均转移2mol电子,转移电子数相等,D错
误;
故选B。
8.(2026•河北五个一联盟-一模)某研究小组利用太阳能碱性电化学法将CO?还原为CH4和的原理如
图所示。下列说法正确的是
A.太阳能电池通过氧化还原反应将太阳能转化为电能
B.电极H生成乙烯的反应式为2c。2+12H++12e-=C2H4+4H2。
C.OH-由电极/室经阴离子交换膜流向电极II室
D.理论上两极所生成的气体物质的量关系为:2Mo2)=以,2)+4n(CH4)+6n(C2H4)
【答案】I)
【分析】由电解装置和题干可知,电极I:氧元素化合价升高,发生氧化反应,为阳极,电极反应式为:
40旷一4°-=2”2。+。2丁;电极II:碳元素化合价降低,发生还原反应,为阴极,电极反应式为:
-
2H2O+2e-=20H+七T、2C02+12e-+8H2O=C2H4+120H-.C02+8e~+6H20=CH4+80H-,
据此分析回答。
【解析】A.太阳能电池没有发生化学反应,是直接将太阳能转化为电能,故A错误;
B.由分析可知,电极II生成乙烯的反应式为:2(:02+126-+8,2。=。2“4+12014一,故B错误:
C.阴离了•移向阳极,则氢氧根离子通过阴离子交换膜移向电极I,故C错误;
D.根据阳极电极反应式可知,生成1molO2失去4mol电子;根据阴极电极反应式可知,生成1mol上
得到2mol电子,生成1molCH闱至ij8mol电子,生成1molC2H.i得到12mol电子,根据得失电子守恒,
则4n(。2)=2n(也)+8n(CH4)+12n(C2H4),即2n(。2)=n(H2)+4n(CH4)+6n(C2H4),故D正确:
故选Do
9.(2026•河北八校联考•一模)仝固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理可表示为
16Li+xS8=8Li2Sx;用该电池电解含钵酸性废水可得到MnO2,装置如图所示。下列说法错误的是
abc
A.M极为负极,发生氧化反应
B.当N极质量增加1.4g时,有0.2molC厂由c区移动至b区
C.电解一段时间后,a区溶液的pH增大
+
D.Y极电极反应式为Mn"-2e~+2H2O=MnO2+4H
【答案】B
【解析】A.电解时M/+转化成MnOz,发生氧化反应,则Y极为阳极,N为正极,M为负极,发生氧化反应,
A正确;
B.N为正极,Li+嵌入,当N极质量增加1.4g时,增加0.2molLi+,转移0.2mol电子,同时有0.2molC「
由b区移动至c区,B错误;
C.X极电极反应方程式为:2H2O+2e-="2T+2OH-,a区溶液的OFT增大,pH增大,C正确;
D.Y极电极反应式为Mn2+-2e-+2〃2O=MnO2+4H+,D正确;
故答案选B。
10.(2026•河北名校联盟--模)•种有机多孔电极材料电催化还原CO?的装置如图1所示。控制其他条
件相同,将一定量的CO?通入该电催化装置中,b极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。卜列
说法正确的是
电源---------
b「
CO4
C凡OH
7
H+HCOOH
H,1
HCOOH
CH3OH/
C?HQHW
图1
A.b极电势高于a极电势
B.质子由b极移向a极
C.b极生成HCOOH的电极反应为CO2-2e-+2II+=HCOOH
D.控制电压为0.8V,电解时阳极生成气体的体积为15.68L(标准状况)
【答案】D
【分析】从图1可以看出,在a电极,也。被氧化为。2,a电极为阳极,与外接电源正极连接。则b电极为
阴极,与外接电源负极连接,据此作答。
【解析】A.由分析可知,a电极为阳极,b电极为阴极,分别与外接电源正极和负极连接,因比,a极电势
高于b极,A错误;
R.a电极反应方程式为2%。-4。-=4月++。2匕反应生成〃+,由图1可知,h电极反应消耗因此,
质子由a极移向b极,B错误;
+
C.由分析可知,b电极是阴极,发生还原反应,电极反应方程式为:CO2+2H+2e-=HCOOH,C错误;
1).从图2可以看出,当电源电压为0.8V时。,电解过程生成0.2molC2W5OH^0.2mol也。反应生成。2〃50H
的电极方程式为:2CO2+12H++12e-=C2“5OH+3H2。,生成”2的电极方程式为:2”++26-="2九
从电极反应方程式可以看出,反应生成().2molQ"50H转移电子的物质的量
3伯一)=12n(C2/75OH)=12x0.2〜mol=2.4〜mol,牛.成0.2mol也转移电子的物质的量
/l2(e")=2〃(,2)=2x0.2~mol=0.4~mul»则反应转移电了的总物质的量
_+
n(e)=几式6一)+n2(e~)=2.4〜mol+0.4-mol=2.8〜mol。结合阳极反应方程式2H2。-4e~=4H+O?T
可知,当反应转移2.8mol电子时,阳极生成。2的物质的量九(&)=亨=竺普=。・7〜mol,其标准状况
下的体积口。2)="(。2),下=0.7~molX22.4L-mol-1=15.68L,I)正确;
故答案选D。
11.(2026•河北名校联考•一-模)以A1和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成〜种新型电池,其工
作原理如图所示。放电时NiO(OH)转化为Ni(OH%,下列说法正确的是
-
A.A1电极反应式为Al+3OH-3e-=A1(OH)3
B.溶液中OFT由左通过阴离子交换膜向右迁移
C.电池工作一段时间,正极区溶液的pH变小
D.当有lmolNiO(OH)消耗,转移电子的物质的量为1mol
【答案】D
【分析】该原电池放电时,NiO(OH)转化为Ni(0H)2,发生还原反应,为正极,电极反应式为
NiO(OH)十H2O十。一二N1(OH)2+OFT;Al电极为负极,发生氧化反应,电极反应式为
Al4-40H--3e-=[Al(0H)4]~;
-
【解析】A.根据分析,Al电极为负极,NiO(OH)为正极,负极电极反应式为Al+40H--3e-=[Al(0H)4],
A错误;
B.阴离子应向负极移动,即OFT从右向左移动,B错误;
C.正极的电极反应式为NiO(OH)+%O+e-=Ni(OH)2+OH,有OFT生成,溶液的pH变大,C错误;
D.结合分析可知,正极电极反应式为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,当有lmolNiO(OH)消耗,转
移电子的物质的量为Imcl,D正确:
故答案选Do
12.(2026•河北沧州十二校联考•一模)某兴趣小组设计的水果电池装置如图所示。下列关于该装置的叙
述正确的是
A.电流表指针不发生偏转
B.铜片作负极
C.将化学能转化为电能
D.锌片发生还原反应
【答案】C
【分析】由图可知,该装置为原电池装置,能将化学能转化为电能,活泼金属锌做原电池的负极,发生氧
化反应,不活泼金属铜做正极,发生还原反应。
【解析】A.由分析可知,该装置为原电池装置,能将化学能转化为电能,电流表指针会发生偏转,故A错
误;
B.由分析可知,不活泼金属铜做原电池的正极,故B错误;
C.由分析可知,该装置为原电池装置,能将化学能转化为电能,故C正确;
D.由分析可知,该装置为原电池装置,活泼金属锌做原电池的负极,发生氧化反应,故D错误:
故选C。
13.(2026•河北衡水中学-一模)利用板状碳封装银纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为
2,5-吠喃二甲酸(FDCA),工作原理如图所示(双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用K双极膜中
离子向两极迁移)。下列说法
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