1、专题 08 电化学及其应用 1(2020 年新课标)科学家近年发明了一种新型 ZnCO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和 选择性催化材料，放电时，温室气体 CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新 途径。 下列说法错误的是 A放电时，负极反应为 2 4 Zn2e4OH Zn(OH) B放电时，1 mol CO2转化为 HCOOH，转移的电子数为 2 mol C充电时，电池总反应为 2 422 2Zn OH) 2ZnO4OHO(2H D充电时，正极溶液中 OH浓度升高 【答案】D 【解析】 【分析】由题可知，放电时，CO2转化为 HCOOH，即 CO2发生还原反应
2、，故放电时右侧电极为正极，左侧 电极为负极，Zn 发生氧化反应生成 2- 4 Zn(OH)；充电时，右侧为阳极，H2O 发生氧化反应生成 O2，左侧为 阴极， 2- 4 Zn(OH)发生还原反应生成 Zn，以此分析解答。 【详解】A放电时，负极上 Zn 发生氧化反应，电极反应式为： -2- 4 Zn-2e +4OH =Zn(OH)，故 A 正确， 不选； B 放电时， CO2转化为 HCOOH， C 元素化合价降低 2， 则 1molCO2转化为 HCOOH 时， 转移电子数为 2mol， 故 B 正确，不选； 2020 年高考真题年高考真题 C充电时，阳极上 H2O 转化为 O2，负极上 2
3、- 4 Zn(OH)转化为 Zn，电池总反应为： 2- 422 2Zn(OH) =2Zn+O+4OH +2H O，故 C 正确，不选； D充电时，正极即为阳极，电极反应式为： -+ 22 2H O-4e =4H +O ，溶液中 H+浓度增大，溶液中 c(H+)c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中 OH-浓度降低，故 D 错误，符合题意； 答案选 D。 2(2020 年新课标)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示 意图。当通电时，Ag+注入到无色 WO3薄膜中，生成 AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述 错误的是 AAg 为阳
4、极 BAg+由银电极向变色层迁移 CW 元素的化合价升高 D总反应为：WO3+xAg=AgxWO3 【答案】C 【解析】 【分析】从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色 WO3薄膜中，生成 AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时， Ag 电极有 Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明 Ag 电极为阳极，透明导电层时阴极，故 Ag 电 极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。 【详解】A通电时，Ag 电极有 Ag+生成，故 Ag 电极为阳极，故 A 项正确； B通电时电致变色层变蓝色，说明有 Ag+从 Ag 电极经固体电解质进入电致变色层，故 B 项正确； C过程中，W 由 WO3的+6
5、 价降低到 AgxWO3中的+(6-x)价，故 C 项错误； D该电解池中阳极即 Ag 电极上发生的电极反应为：xAg-xe-= xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为： WO3+xAg+xe- = AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg + WO3=AgxWO3，故 D 项正确； 答案选 C。 【点睛】电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳 极反应式+阴极反应式=总反应式，加的过程中需使得失电子数相等。 3(2020 年新课标)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如下图所示，其中在 VB2电极发生反应： -3- 2442 VB +16OH
6、 -11e =VO +2B(OH) +4H O该电池工作时，下列说法错误的是 A负载通过 004 mol 电子时，有 0224 L(标准状况)O2参与反应 B正极区溶液的 pH 降低、负极区溶液的 pH 升高 C电池总反应为 3 22244 4VB11O20OH6H O8B(OH)4VO D电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH 溶液回到复合碳电极 【答案】B 【解析】 【分析】根据图示的电池结构，左侧 VB2发生失电子的反应生成 3- 4 VO和 - 4 B(OH)，反应的电极方程式如题 干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成 OH-，反应的电极方程式为 O2+4e-+2H2O=4
7、OH-，电池的 总反应方程式为 4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8 - 4 B(OH)+4 3- 4 VO，据此分析。 【详解】 A 当负极通过 0 04mol 电子时， 正极也通过 0 04mol 电子， 根据正极的电极方程式， 通过 0 04mol 电子消耗 001mol 氧气，在标况下为 0224L，A 正确； B反应过程中正极生成大量的 OH-使正极区 pH 升高，负极消耗 OH-使负极区 OH-浓度减小 pH 降低，B 错 误； C根据分析，电池的总反应为 4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8 - 4 B(OH)+4 3- 4 VO，C 正确； D电池中，电子由 V
8、B2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极 负载VB2电极KOH 溶液复合碳电极，D 正确； 故选 B。 【点睛】本题在解答时应注意正极的电极方程式的书写，电解质溶液为碱性，则空气中的氧气得电子生成 氢氧根；在判断电池中电流流向时，电流流向与电子流向相反。 3(2020 年天津卷)熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为 2x 2Na+xSNa S 放电 充电 (x=53，难溶于熔融硫)，下列说法错误 的是 ANa2S4的电子式为 B放电时正极反应为 +- 2x xS+2Na +2e =Na S CNa 和 Na2Sx分别为电池的负
9、极和正极 D该电池是以 23 Na-Al O为隔膜的二次电池 【答案】C 【解析】 【分析】根据电池反应： 2x 2Na+xSNa S 放电 充电 可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为： Na-e-= Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为 +- 2x xS+2Na +2e =Na S，据此分析。 【详解】 A Na2S4属于离子化合物， 4 个硫原子间形成三对共用电子对， 电子式为 ， 故 A 正确； B放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为： +- 2x xS+2Na +2e =Na S，故 B 正确； C放电时，Na 为电池的负极，正极为硫单质，故 C 错
10、误； D放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池， 23 Na-Al O为隔膜，起到电 解质溶液的作用，该电池为二次电池，故 D 正确； 答案选 C。 4(2020 年江苏卷)将金属 M 连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中， 下列有关说法正确的是 A阴极的电极反应式为 2 Fe2eFe B金属 M 的活动性比 Fe 的活动性弱 C钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【答案】C 【解析】A阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故 A 错误； B阳极金属 M 实际为原电池装置的负极
11、，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此 M 活动性比 Fe 的活动性强，故 B 错误； C金属 M 失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子 从而被保护，故 C 正确； D海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中 的腐蚀速率比在河水中快，故 D 错误； 故选 C。 5 (2020 年山东新高考)微生物脱盐电池是一种高效、 经济的能源装置， 利用微生物处理有机废水获得电能， 同时可实现海水淡化。现以 NaCl 溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO- 的溶液为例)。下
12、列说法错误的是 A负极反应为 -+- 322 CH COO +2H O-8e =2CO +7H B隔膜 1 为阳离子交换膜，隔膜 2 为阴离子交换膜 C当电路中转移 1mol 电子时，模拟海水理论上除盐 585g D电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为 2:1 【答案】B 【解析】 【分析】据图可知 a 极上 CH3COO转化为 CO2和 H+，C 元素被氧化，所以 a 极为该原电池的负极，则 b 极 为正极。 【详解】Aa 极为负极，CH3COO失电子被氧化成 CO2和 H+，结合电荷守恒可得电极反应式为 CH3COO+2H2O-8e=2CO2+7H+，故 A 正确； B为了
13、实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即 a 极，则隔膜 1 为阴离子交换膜，钠离子 需要移向正极，即 b 极，则隔膜 2 为阳离子交换膜，故 B 错误； C当电路中转移 1mol 电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有 1molCl移向负极，同时有 1molNa+移向正 极，即除去 1molNaCl，质量为 585g，故 C 正确； D b 极为正极， 水溶液为酸性， 所以氢离子得电子产生氢气， 电极反应式为 2H+2e=H2， 所以当转移 8mol 电子时，正极产生 4mol 气体，根据负极反应式可知负极产生 2mol 气体，物质的量之比为 4:2=2:1，故 D 正 确；故答案为
14、 B。 6 (2020 年山东新高考)采用惰性电极， 以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。 忽略温度变化的影响，下列说法错误的是 A阳极反应为 22 2H O4e4HO B电解一段时间后，阳极室的 pH 未变 C电解过程中，H+由 a 极区向 b 极区迁移 D电解一段时间后，a 极生成的 O2与 b 极反应的 O2等量 【答案】D 【解析】 【分析】a 极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b 极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的 化合价降低，被还原，做电解池的阴极。 【详解】A依据分析 a 极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是 2H2O-4e-
15、=4H+O2， 故 A 正确，但不符合题意； B电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的 pH 值不变，故 B 正确，但不符合题意； C有 B 的分析可知，C 正确，但不符合题意； D 电解时， 阳极的反应为： 2H2O-4e-=4H+O2， 阴极的反应为： O2+2e-+2H+=H2O2， 总反应为： O2+2H2O=2H2O2， 要消耗氧气，即是 a 极生成的氧气小于 b 极消耗的氧气，故 D 错误，符合题意； 故选：D。 7(2020 年浙江卷)电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO放电可得到R R(烷烃)。下 列
16、说法不正确 的是( ) A电解总反应方程式：2RCOONa + 2H2O通电R R + 2CO2 +H2 +2NaOH BRCOO在阳极放电，发生氧化反应 C阴极的电极反应：2H2O + 2e= 2OH+ H2 D电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷 【答案】A 【解析】A因为阳极 RCOO-放电可得到 R-R(烷烃)和产生 CO2，在强碱性环境中，CO2会与 OH-反应生成 CO32-和 H2O，故阳极的电极反应式为 2RCOO-2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O，阴极上 H2O 电离产生的 H+放 电生成 H2，同时生成 OH-
17、，阴极的电极反应式为 2H2O+2e-=2OH-+H2，因而电解总反应方程式为 2RCOONa+2NaOH = 通电R-R+2Na2CO3+H2，故 A 说法不正确； BRCOO-在阳极放电，电极反应式为 2RCOO-2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O， -COO-中碳元素的化合价由 +3 价升高为+4 价，发生氧化反应，烃基-R 中元素的化合价没有发生变化，故 B 说法正确； C阴极上 H2O 电离产生的 H+放电生成 H2，同时生成 OH-，阴极的电极反应为 2H2O+2e-=2OH-+H2，故 C 说法正确； D根据题中信息，由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够发生：
18、 2CH3COONa+2NaOH = 通电CH 3-CH3+2Na2CO3+H2， 2CH3CH2COONa+2NaOH = 通电CH 3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2， CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOH = 通电CH 3-CH2CH3+2Na2CO3+H2。因此，电解 CH3COONa、 CH3CH2COONa 和 NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D 说法正确。 答案为 A。 8 (2020 届河北省名校联盟高三联考)我国科学家发明了一种可固氮的镁氮二次电池， 其装置如图所示， 下列说法不正确的是 A固氮时，电池的总反应为 3Mg+N2=Mg3N2
19、 B脱氮时，钌复合电极的电极反应式为 Mg3N2-6e-=3Mg2+N2 C固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极 D当无水 LiClMgCl2混合物受热熔融后电池才能工作 【答案】C 【解析】A固氮时该装置为原电池装置，镁为活泼金属，作负极，被氧化成 Mg2+，钌复合电极为正极， 氮气在电极上发生还原反应生成 N3-，与熔融电解质中镁离子生成 Mg3N2，所以总反应为 3Mg+N2=Mg3N2， 故 A 正确； B脱氮时，-3 价的氮要被氧化，钌复合电极应发生氧化反应，Mg3N2失电子发生氧化反应生成氮气，电极 反应：Mg3N2-6e-=3M2+N2，故 B 正确； C固氮时，镁电极为负
20、极，外电路中电子由负极镁电极流向钌复合电极，故 C 错误； D无水 LiCl-MgCl2混合物常温下为固体，无自由移动离子，不能导电，受热熔融后产生自由移动离子导 电，电池才能工作，故 D 正确； 故选：C。 【点睛】固态的离子化合物中没有自由移动的离子不能导电，熔融状态下或者水溶液中形成自由移动的离 子后可以导电。 9(2020 届安徽省皖南八校高三临门一卷)微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环 境友好的物质，示意图如图所示，a、b 均为石墨电极。下列说法错误的是 2020 届高考模拟试题届高考模拟试题 Aa 电极的电极反应为 H2NCH2CH2NH2-16e
21、-+4H2O=2CO2+N2+16H+ B电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 Ca 电极上的电势比 b 电极上的电势低 D电池工作时 b 电极附近溶液的 pH 保持不变 【答案】D 【分析】根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在 a 电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和 水，则 a 为负极，电极反应式为 H2N(CH2)2NH2+4H2O16e2CO2+N2+16H+，氧气在正极 b 上得电子发 生还原反应，电极反应式为：O2+4e+4H+=2H2O，据此分析解答。 【详解】AH2N(CH2)2NH2在负极 a 上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反
22、应式为 H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2+N2+16H+，A 选项正确； B原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H+)通过质子交换膜由负极 区向正极区移动，B 选项正确； C由上述分析可知，a 电极为负极，b 电极为正极，故 a 电极上的电势比 b 电极上的电势低，C 选项正确； D电池工作时，氧气在正极 b 上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为 O2+4e-+4H+=2H2O，H+浓度减 小，故 b 电极附近溶液的 pH 增大，D 选项错误； 答案选 D。 10(2020 届四川省成都市第七中三诊模拟)锌空气燃料电池有比能量高、容量大
23、、使用寿命长等优点，可 用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，放电时发生反应：2Zn + O2+4OH-+2H2O= 2Zn(OH)42-。下列说法正确的是： A放电时，负极反应为 Zn-2e- = Zn2+ B该隔膜为阳离子交换膜，允许 K+通过 C充电时，当 01 molO2 生成时，流经电解质溶液的电子个数约为 1204 1022 D采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面 【答案】D 【分析】由放电时总反应 2Zn + O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-和装置图可知，金属 Zn 为负极，放电时发生 反应：Zn +4OH-2e-=
24、Zn(OH)42-，多孔碳为正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，充电时总反应为 Zn(OH)42-=2Zn + O2+4OH-+2H2O，金属 Zn 为阴极，多孔碳为阳极，以此分析。 【详解】A放电时，负极反应为 Zn +4OH-2e-=Zn(OH)42-，A 项错误； B正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，可知该隔膜为阴离子交换膜，允许 OH-通过，B 项错误； C不论放电还是充电，电子不会流经电解质溶液，C 项错误； D采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，D 项正确； 答案选 D。 11(2020 届宁夏三校高三联考)我国某科研团
25、队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合 K2、 断开 K1时，制氢并储能；断开 K2、闭合 K1时，供电。下列说法错误的是 A制氢时，溶液中 K+向 Pt 电极移动 B供电时，Zn 电极附近溶液的 pH 不变 C供电时，X 电极发生还原反应 D制氢时，X 电极反应式为 Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O 【答案】B 【分析】闭合 K2、断开 K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt 电极发生还原反应，为阴极，X 电极发生氧化 反应，为阳极；断开 K2、闭合 K1时，构成原电池，X 电极发生还原反应，为正极，Zn 电极发生氧化反应， 为负极。 【详解】A制氢时，Pt 电极
26、为阴极，电子从 X 电极向 Pt 电极移动，溶液中 K+向 Pt 电极移动，A 正确， 不选； B供电时，Zn 电极发生氧化反应，发生反应 Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O，消耗 OH-，pH 减小，B 错误， 符合题意； C供电时，X 电极发生还原反应，NiOOH 转化为 Ni(OH)2，C 正确，不选； D制氢时，X 电极为阳极，反应式为 Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，D 正确，不选； 答案为 B。 12(2020 届陕西省咸阳市高三模拟)碳酸二甲酯(CH3O)2CO是一种具有发展前景的绿色化工产品。电化 学法合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。下列说法错误
27、的是 A石墨 I 与直流电源正极相连 BH由石墨 II 通过质子交换膜向石墨 I 移动 C石墨 I 上发生的电极反应为 2CH3OHCO2e(CH3O)2CO2H D电解过程中，阴极和阳极消耗气体的物质的量之比为 1：2 【答案】B 【分析】该装置有外接电源，是电解池，由图可知甲醇和一氧化碳失电子发生氧化反应生成碳酸二甲酯， 则电极石墨 I 为阳极，阳极反应为 2CH3OH+CO-2e-(CH3O)2CO+2H+，电极石墨 II 为阴极，阳极产生的氢 离子从质子交换通过移向阴极，氧气在阴极得电子与氢离子反应生成水，电极反应为 O2+4e-+4H+=2H2O， 据此解答。 【详解】A石墨 I 为
28、阳极，与直流电源正极相连，故 A 正确； B电解池工作时，阳离子向阴极移动，即 H由石墨 I 通过质子交换膜向石墨 II 移动，故 B 错误； C石墨 I 为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为 2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，故 C 正确； D常温常压下甲醇是液体，电解池工作时转移电子守恒，根据关系式 2CO4e-O2可知阴极消耗的氧气 与阳极消耗的一氧化碳物质的量之比为 1:2，故 D 正确； 故答案为 B。 13 (2020 届四川省成都市树德中学三诊模拟)已知某种二次锂离子电池工作时反应为： LixCn + Li(1-x)CoO2 =
29、LiCoO2 + nC。电池如图所示。下列说法不正确的是 A放电时，碳材料极失去电子，发生氧化反应，电子经外电路，Li+经内电路同时移向正极 B放电时正极反应为： Li(1-x)CoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2 C充电时， Li+从负极脱出，又嵌入正极 D锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输 Li+的反应，少有副反应 【答案】C 【分析】 放电时的反应为 LixCn + Li(1-x)CoO2 = LiCoO2 + nC， Co 元素的化合价降低， Li 元素的化合价升高， 原电池中负极发生氧化反应，反应式为：LixCn-xe-= xLi+ nC，正极发生还原反应，反应
30、式为：Li(1-x)CoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2，再由放电时的反应分析充电时的反应。 【详解】A放电时，碳材料极为负极，发生氧化反应，电子经外电路，Li+经内电路同时移向正极，故 A 正确； B由上述分析可知，Co 元素的化合价降低，正极反应式为：Li(1-x)CoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2，故 B 正确； C充电时，Li+应从正极脱出，嵌入阴极，故 C 错误； D由上述正负极反应可知，锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输 Li+的反应，少有副反应，故 D 正确。 答案选 C。 14(2020 届福建省厦门市高三质检)一种双电子介体电化学生物传
31、感器，用于检测水体急性生物毒性，其工 作原理如图。下列说法正确的是 A图中所示电极为阳极，其电极反应式为 K4Fe(CN6)-e-=K3Fe(CN)6 B甲荼醌在阴极发生氧化反应 C工作时 K+向图中所示电极移动 DNAD(P)H 转化为 NAD(P)+的过程失去电子 【答案】D 【解析】A根据图示可知 K4Fe(CN6)在电极表面失电子生成 K3Fe(CN)6，故图示电极为阳极，其电极方程 式为 K4Fe(CN6)-e-=K3Fe(CN)6+K+，A 项错误； B甲萘醌应在阴极发生还原反应，B 项错误； C工作时在电解池中阳离子应向阴极移动，C 项错误； D根据图示，该过程 NAD(P)H
32、被甲萘醌氧化，即失去电子，D 项正确； 答案选 D。 15(2020 届广西省南宁市第二次适应性测试)DBFC 燃料电池的结构如图，该电池的总反应为 NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O。下列关于电池工作时的相关分析不正确的是 AX 极为正极，电流经 X 流向外电路 BY 极发生的还原反应为 H2O2+2e-=2OH CX 极区溶液的 pH 逐渐减小 D每消耗 10L050mol/L 的 H2O2电路中转移 10mole- 【答案】A 【分析】由工作原理装置图可知，负极发生氧化反应，电极反应式为 422 BH8OH8eBO6H O ， 正极 H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成 O
33、H，电极反应式为 22 H O2e2OH ； 【详解】A由图知 X 极为负极，电子经 X 流向外电路流入 Y，A 错误； BY 极为正极，H2O2发生还原反应：H2O2+2e-=2OH，B 正确； CX 极发生氧化反应： 422 BH8OH8eBO6H O ，故 X 极区溶液的 pH 逐渐减小，C 正确； D由电极反应式 H2O2+2e-=2OH知，每消耗 10L050mol/L 的 H2O2电路中转移 10mole-，D 正确； 答案选 A。 【点睛】如何判断电池的正负极？我们来看看判断负极的常见方法：电子流出那一极是负极，发生氧 化反应的一极是负极，阴离子向负极移动，负极有可能因参加反应溶
34、解而变细，当电池总反应为金 属与氢离子产生氢气的反应，通常活泼金属做负极，如果是二次电池，与电源负极相连的那一极，在放 电时是负极。 16 (2020 届黑龙江省大庆实验中学综合训练)一种双室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示， 图中酸 性污水中含有的有机物用 C6H12O6表示。下列有关该电池的说法不正确的是 A正极的电极反应为 Fe(CN)63-+ e- =Fe(CN)64- B电池的总反应为 C6H12O6 + 24Fe(CN)63-+6H2O=6CO2+Fe(CN)64-+24H+ C该交换膜可选用质子交换膜 D若将K4Fe(CN)6溶液改为O2,当有 224L O2参与反应时，理
35、论上转移 4mol 电子 【答案】D 【分析】 反应中 Fe(CN)63-生成 Fe(CN)64-， 铁元素被还原， 应为原电池正极反应， 发生 Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-， 负极 C6H12O6被氧化生成水和二氧化碳，以此解答该题。 【详解】 A 根据元素化合价的变化可知 Fe(CN)63-生成 Fe(CN)64-的过程铁元素被还原， 应为原电池的正极， 所以正极反应为 Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-，故 A 正确； BC6H12O6被氧化生成水和二氧化碳，Fe(CN)63-生成 Fe(CN)64-，则总反应为 C6H12O6+24Fe(CN)63-+6H2O
36、=6CO2+24Fe(CN)64-+24H+，故 B 正确； C原电池中阴离子有向负极移动的趋势，为防止 Fe(CN)63-移向负极，同时可以使负极产生的氢离子迁移到 正极，可选用质子交换膜，故 C 正确； D氧气所处的压强和温度未知，无法计算氧气的物质的量，故 D 错误； 故答案为 D。 17(2020 届四川省内江市三模)2019 年 11 月Science杂志报道了王浩天教授团队发明的制取 H2O2 的 绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2 H+ + H2O , Ka = 2 4 10 一12 )下列说法不正确的是 Ab 极上的电极反应为 O2 +H2O +2e- =HO2 - +OH
37、 BX 膜为选择性阳离子交换膜 C催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率 D每生成 1 mol H2O2 电极上流过 4 mole- 【答案】D 【分析】根据图知，a 极通入氢气为负极，发生 H2-2e=2H+，b 为正极，氧气得电子，b 极上的电极反应为 O2+H2O+2e-=HO2-+OH-， X 膜为选择性阳离子交换膜， 让 H+进入中间，每生成 1mo1H2O2电极上流过 2mo1e ，据此分析。 【详解】Ab 为正极，氧气得电子，b 极上的电极反应为 O2+H2O+2e-=HO2-+OH-，选项 A 正确； Ba 极发生 H2-2e=2H+，X 膜为选择性阳离子交换膜，让 H+进
38、入中间，选项 B 正确； C催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率，选项 C 正确； D氧元素由 0 价变成-1 价，每生成 1mo1H2O2电极上流过 2mo1e，选项 D 错误； 答案选 D。 18(2020 届广东省深圳市高三第一次调研)最近，科学家报道了一种新型可充电钠电池，其工作原理如图所 示，下列说法错误 的是 A放电时，X 极为负极 B充电时，Na向 X 极迁移 C放电时，Y 极反应为 32.52 CaFeONaeCa=FeO0.5Na O D电极材料中，单位质量金属放出的电能：NaLi 【答案】D 【解析】A放电时，该电池为原电池，X 极上钠失电子形成钠离子，发生氧化反应，
39、为原电池的负极，故 A 正确； B充电时，X 极是阴极，Na向 X 极迁移，故 B 正确； C放电时，该装置为原电池，Y 极为原电池的正极，由图可知 CaFeO3转化为 CaFeO25，电极反应为： 32.52 CaFeONaeCa=FeO0.5Na O ，故 C 正确； D锂的摩尔质量比钠小，故锂单位质量输出的电能多，单位质量金属放出的电能： LiNa，故 D 错误； 答案选 D。 19(2020 届安徽省江淮十校联考)次磷酸钴Co(H2PO2)2广泛应用于化学电镀，工业上利用电渗析法制取次 磷酸钴的原理图如图所示。 已知：该装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢。 Co(H2PO2)2溶液在强
40、碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应，实现化学镀钴。 下列说法中正确的是 A膜、膜均为阴离子交换膜 BM 电极反应为 Co-2e-+2H2PO2-=Co(H2PO2)2 Ca 为电源的负极 DCo(H2PO2)2溶液化学镀钴过程中反应可能为 Co2+H2PO2-+3OH=Co+HPO3-+2H2O 【答案】A 【分析】该装置为电解池，M 为阳极，电极材料为金属钴，钴失电子生成钴离子，钴离子通过膜 I 进入产 品室，H2PO2-通过膜、进入产品室与钴离子生成 Co(H2PO2)2。 【详解】A综上分析，膜、膜均为阴离子交换膜，A 正确； BCo(H2PO2)2在产品室生成，不是在阳极生成，阳极
41、的电极反应式为 Co-2e-=Co2+，B 错误； CM 为阳极，应接电源的正极，故 a 为电源的正极，C 错误； D离子方程式中电荷不守恒，应为 Co2+H2PO2-+3OH-=Co+HPO32-+2H2O，D 错误； 答案选 A。 20(2020 届东北三省四市联合模拟)2019 年 3 月，我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理 如图所示。下列说法不正确的是 A放电时 B 电极反应式为：I2+2e-=2I- B放电时电解质储罐中离子总浓度增大 CM 为阳离子交换膜，N 为阴离子交换膜 D充电时，A 极增重 65g 时，C 区增加离子数为 4NA 【答案】C 【分析】 由装置图可
42、知， 放电时， Zn 是负极， 负极反应式为 Zn-2e-=Zn2+， 石墨是正极， 反应式为 I2+2e-=2I-， 外电路中电流由正极经过导线流向负极，充电时，阳极反应式为 2I-2e-=I2、阴极反应式为 Zn2+2e-=Zn，据 此分析解答。 【详解】A放电时，B 电极为正极，I2得到电子生成 I-，电极反应式为 I2+2e-=2I-，A 正确； B放电时，左侧即负极，电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+，所以储罐中的离子总浓度增大，B 正确； C离子交换膜是防止正负极 I2、Zn 接触发生反应，负极区生成 Zn2+、正电荷增加，正极区生成 I-、负电荷 增加，所以 Cl-通过 M 膜
43、进入负极区，K+通过 N 膜进入正极区，所以 M 为阴离子交换膜，N 为阳离子交换 膜，C 错误； D充电时，A 极反应式 Zn2+2e-=Zn，A 极增重 65g 转移 2mol 电子，所以 C 区增加 2molK+、2molCl-，离 子总数为 4NA，D 正确； 故合理选项是 C。 21(2020 届广东省佛山市质检)双极电化学法(装置如图)是在传统电解装置中放置了导电性电极 BPE，通电 时，BPE 两端界面产生电势差，生成梯度合金。下列有关说法错误的是 Am 为电源负极 BBPE 的 b 端比 a 端的电势高 CBPE 的 a 端发生的反应为： 2H2O+2e-=H2+2OH- DB
44、PE 的 b 端到中心的不同位置，能形成组成不同的铜镍合金 【答案】C 【分析】 由电解装置图可知， n极水发生氧化反应生成氧气， 则n极为正极， 电极反应为： -+ 22 2H O-4e =O +4H， 则溶液中靠着正极的 b 端电势高于靠近负极的 a 端，则 b 端得到电子发生还原反应，电极反应为： 2+2+- x1-x (1-x)Cu +xNi +2e =Ni Cu，a 端失去电子发生氧化反应，电极反应为： -+ 22 2H O-4e =O +4H，以此 分析。 【详解】A由电解装置图可知，n 极水发生氧化反应生成氧气，则 n 极为正极，则 m 为电源负极，故 A 正确； B溶液中靠着正
45、极的 b 端电势高于靠近负极的 a 端，故 B 正确； CBPE 的 a 端失去电子发生氧化反应，电极反应为： -+ 22 2H O-4e =O +4H，故 C 错误； D BPE 的 b 端到中心的不同位置， 由于电势不同， 电极反应： 2+2+- x1-x (1-x)Cu +xNi +2e =Ni Cu中 x 不同， 能形成组成不同的铜镍合金，故 D 正确； 故答案选：C。 22(2020 届山西省运城市高三模拟)Li-SO2充电电池具有高输出功率的优点。多孔碳电极可吸附 SO2，电解 液为溶解有 LiBr 的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。下列说法错误的是 A活性炭具有加快放电速率的作用 B放电时
46、，电子流向：a溶液ba C充电时，阳极上发生的电极反应为：S2O42-2e-=2SO2 D该电池的电解质溶液不能换成 LiBr 的水溶液 【答案】B 【分析】Li 为活泼金属，为负极，吸附了 SO2的多孔碳电极为正极，结合原电池原理和电解池原理分析解 答。 【详解】A多孔活性炭电极的表面积大，增大了反应的接触面积，速率加快，故 A 正确； B高电池中 a 为负极，b 为正极，原电池中电子不能经过电解质溶液，而是经过外电路，电子流向是 a 经 用电器到 b，故 B 错误； C充电时，电池的正极是电解池的阳极，电极反应是正极反应的逆过程，即 S2O42-2e-2SO2，故 C 正确； D 活泼金属
47、锂能够与电解质溶液中的水反应， 则该电池的电解质溶液不能换成 LiBr 的水溶液， 故 D 正确； 故选 B。 23(2020 届河南省焦作市高三第三次模拟)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯和 3 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 A纳米铁发生还原反应 B正极电极反应式：C2HCl35H8e=C2H63Cl C导电壳上电极反应式： 3 AsO 2 4 SO 14Fe214H=FeAsS13Fe37H 2O D当电路中有 04 mol 电子转移时，就会有 112 L 乙烷生成 【答案】B 【解析】A据图可知纳米铁生成 Fe2+，化合价升高，发生氧化反应，故
48、 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 C2HCl3被还原为乙烷，则电极反应 式为：C2HCl3+5H+8e-=C2H6+3C1-，故 B 正确； C据示意图可判断亚铁离子还原 AsO3-，但该反应并不是发生在导电壳上，而是发生在含 SO42-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根据电极反应式为：C2HCl3+5H+8e-=C2H6+3C1-，当电路中有 04mol 电子转移时，就会有 05mol 乙烷生成，但未指明温度和压强，不能确定气体的体积，故 D 错误； 故答案为 B。 24(2020 届陕西省渭南市高三质检)下列有关说法错误的是 Ab为正极 B中，捕获 2 CO时碳元素的化合价未发生变化 Cd极电极反应式为 22 3 CO4eC3O D由a极反应 2 25 2C O4e 22 4COO 可知，每转移1mol电子生成 2 22.4LCO 【答案】D 【分析】根据图片可知 c 极 C2O52-O2，发生氧化反应生成单质 O2，所以 a 为阳极，d 为阴极，阳极与电源 正极相接、 阴极与电源负
