2021年高考題和模擬題化學(xué)分類匯編 08 電化學(xué)及其應(yīng)用

2021年高考題和模擬題分類匯編

專題08電化學(xué)及其應(yīng)用

I.（2021.全國高考乙卷真題）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水

排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極（如圖所示），通入一定的電流。

A.陽極發(fā)生將海水中的CF?氧化生成CL的反應(yīng)

B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C.陰極生成的H?應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣

D.陽極表面形成的Mg（OH）2等積垢需要定期清理

【答案】D

【分析】海水中除了水，還含有大量的Na+、Cl\Mg?+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性電

極電解海水，陽極區(qū)溶液中的。一會優(yōu)先失電子生成Ch,陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2和0田，結(jié)合海水

成分及電解產(chǎn)物分析解答。

【解析】A.根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的C1-會優(yōu)先失去電子生成Ch,發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；

B.設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的C12與陰極區(qū)生成的OH-在管道中會發(fā)生反應(yīng)生

成NaCl、NaCK）和H2O,其中NaClO具有強氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確：

C.因為H?是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C

正確；

D.陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2T+2OH-,會使海水中的Mg?+沉淀積垢，所以陰極表面會形成Mg（OH）2

等積垢需定期清理，D錯誤。

故選D。

2.（2021?全國高考甲卷真題）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖

中的雙極膜中間層中的H?。解離為H+和OH，并在直流電場作用下分別問兩極遷移。下列說法正確的是

電源

oOO

OHH

“HHCC

crC2-石

O

墨

酸

醛

乙

I年J

H電

+

極

O+oO

HOnH

<HeC

，--

億

二

醛

乙.俘

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr酸溶液

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用

OO00

B.陽極上的反應(yīng)式為:+2H++2e-||II+H2O

HO-C-C-OHHO-C-C-H

C.制得2moi乙醛酸，理論上外電路中遷移了Imol電子

D.雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向鉛電極方向遷移

【答案】D

【分析】該裝置通電時，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極，陽

極上Br-被氧化為Br2,Bn將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場作用下移向陰極，

移向陽極。

【解析】A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2

為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯誤；

B.陽極上為Br失去電子生成Bn,Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯誤；

C.電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，Imol乙二酸生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2moi,Imol乙：醛生成Imol

乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為Imol,因此制得2moi乙醛

酸時，理論上外電路中遷移了2moi電子，故C錯誤：

D.由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確；

綜上所述，說法正確的是D項，故答案為D。

3.（2021?廣東高考真題）火星大氣中含有大量CO?,一種有CO?參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探

測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時

A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.CO2在正極上得電子

C.陽離子由正極移向負(fù)極D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

【答案】B

【解析】根據(jù)題干信息可知，放電時總反應(yīng)為4Na+3co2=2Na2cCh+C。

A.放電時負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+,故A錯誤；

B.放電時正極為CO?得到電子生成C,故B正確；

C.放電時陽離子移向還原電極，即陽離子由負(fù)極移向正極，故C錯誤；

D.放電時裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能等，故D正確；

綜上所述，符合題意的為B項，故答案為B。

4.(2021.廣東高考真題)鉆(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解

制備金屬鉆的裝置示意圖。下列說法正確的是

ifn宣.m室

A.工作時，【室和n室溶液的pH均增大

B.生成1molCo,I室溶液質(zhì)量理論上減少16g

C.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變

2++

D.電解總反應(yīng)：2Co+2H2O-2Co+O2T+4H

【答案】D

【分析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離

子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=CM+4H+,I室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成的氫離子通過陽

離子交換膜由1室向0室移動，鉆電極為陰極，鉆離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鉆，電極反應(yīng)式

為C02++2e=Co,HI室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由HI室向II室移動，電解

的總反應(yīng)的離子方程式為2co2++2*0通電2co+O2廿4H+。

【解析】A.由分析可知，放電生成的如離子通過陽離子交換膜由I室向II室移動，使H室中氫離子濃度增

大，溶液pH減小，故A錯誤；

B.由分析可知，陰極生成Imol鉆，陽極有Imol水放電，貝”室溶液質(zhì)量減少18g,故B錯誤；

C.若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移

除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯誤；

D.由分析可知，電解的總反應(yīng)的離了一方程式為2Co2++2H，O通電2Co+02T+4H+,故D正確；

故選D。

5.（2021?河北高考真題）K-O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下

列說法錯誤的是

有機(jī)電解'質(zhì)1有疝電解質(zhì)2

A.隔膜允許K+通過，不允許Ch通過

B.放電時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極：充電時，b電極為陽極

C.產(chǎn)生lAh電量時，生成K02的質(zhì)量與消耗02的質(zhì)量比值約為2.22

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

【答案】D

【分析】由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式為

K—e=K+,b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀；據(jù)以上分析

解答。

【解析】A.金屬性強的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許K+通過，不

允許。2通過，故A正確;

B.山分析可知，放電時，a為負(fù)極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時，b電極應(yīng)與直流

電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；

C.由分析可知,生成Imol超氧化鉀時，消耗Imol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為lmolx71g/mol：

lmol><32g/mol-2.22：1,故C正確；

D.鉛酸蓄電池充電時的總反應(yīng)方程式為2Pbs6+2H2O=PbCh+Pb+2H2so4,反應(yīng)消耗2moi水，轉(zhuǎn)移2moi

電子,由得失電子數(shù)目守恒可知‘耗3.9g鉀時’鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為荻39g扁xl8g/m°l=L8g,故D

錯誤；

故選D。

6.（2021?湖南高考真題）鋅漠液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲能和智能

電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溟液流電池工作原理如圖所：

循環(huán)回路

下列說法錯誤的是

A.放電時，N極為正極

B.放電時，左側(cè)貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小

C.充電時，M極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn

D.隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過

【答案】B

【分析】由圖可知，放電時，N電極為電池的正極，浪在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成澳離子，電極

反應(yīng)式為Bn+2e-=2BL,M電極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式為

Zn-2e=Zn2+,正極放電生成的濱離子通過離子交換膜進(jìn)入左側(cè)，同時鋅離子通過交換膜進(jìn)入右側(cè)，維持

兩側(cè)溟化鋅溶液的濃度保持不變：充電時，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，N電極與直

流電源的正極相連，做陽極。

【解析】A.由分析可知，放電時，N電極為電池的正極，故A正確；

B.由分析可知，放電或充電時，左側(cè)儲液器和右側(cè)儲液器中澳化鋅的濃度維持不變，故B錯誤：

C.由分析可知，充電時，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生

還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn,故C正確；

D.由分析可知，放電或充電時，交換膜允許鋅離子和澳離子通過，維持兩側(cè)浪化鋅溶液的濃度保持不變，

故D正確；

故選B。

7.（2021?浙江高考真題）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時Li*得

電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為Lie。。?薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不走砸的是

A.充電時，集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時，外電路通過amol電子時，UPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi*

C.放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為LimCoO2+xLi++xe-=LiCoC）2

D.電池總反應(yīng)可表示為LixSi+LijCoO?、詈、Si+LiCoO?

X1X4允用4

【答案】B

【分析】由題中信息可知，該電池充電時Li+得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時作陰極，

故其在放電時作電池的負(fù)極，而電極B是電池的正極。

【解析】A.由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源的

負(fù)極相連，A說法正確；

B.放電時，外電路通過amol電子時，內(nèi)電路中有amolLi*通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極遷移到正極，

但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失Li*，B說法不正確；

C.放電時，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為1字（0。2+*U++乂6-=口（3002,C說法正確;

D.電池放電時，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li「正極上Li-Co。？得到電子和Li，變?yōu)?/p>

充電

LiCoO2，故電池總反應(yīng)可表示為LixSi+Li-CoO,^Si+LiCoO.,D說法正確。

放電

綜上所述，相關(guān)說法不正確的是B,本題選B。

8.(2021?浙江高考真題)鍥鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，跖、K2為開關(guān)，a、b

為直流電源的兩極)。

下列說法不干聊的是

A.斷開K2、合上Ki,銀鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能一電能

B.斷開Ki、合上K2,電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變

放電

D.銀鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2

充電

【答案】C

【分析】根據(jù)圖示，電極A充電時為陰極，則放電時電極A為負(fù)極，負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成

Cd(OH)2,負(fù)極反應(yīng)式為Cd-2e-+2OH=Cd(OH)2,電極B充電時為陽極，則放電時電極B為正極，正極上

NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2,正極反應(yīng)式為2NiOOH+2e+2H?O=2Ni(OH)2+2OH,放電時總反

應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,據(jù)此分析作答。

【解析】A.斷開K2、合上K”為放電過程，銀鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能-電能，A正確；

B.斷開Ki、合上七，為充電過程，電極A與直流電源的負(fù)極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極

反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-，B正確；

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(OH)2-2e-+20H=2NiOOH+2H20,則電極A發(fā)生還原反應(yīng)的電

極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-,此時為充電過程，總反應(yīng)為Cd(OH)2+2Ni(OH)2—Cd+2NiOOH+2H2O,

溶液中KOH濃度減小，C錯誤；

D.根據(jù)分析，放電時總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,則銀鎘二次電池總反應(yīng)式為

放電

Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,D正確;

充電

答案選c。

2021年模擬題

1.(2021.河南?高三模擬)中山大學(xué)化學(xué)科研團(tuán)隊首次將CsPbBn納米晶錨定在氨基化RGO包覆的

a-Fe2O3(a-Fe2O3/Amine-RGO/CsPbBr3),構(gòu)筑Z-Scheme異質(zhì)結(jié)光催化劑，可有效降低電荷復(fù)合，促進(jìn)電荷分

離，從而提升光催化性能。光催化還原CO?和氧化HzO的反應(yīng)路徑如圖。下列說法正確的是

A.a-FezCh表面發(fā)生了還原反應(yīng)

B.該光催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)可以消除溫室效應(yīng)

+

C."CsPbBn納米晶”表面上CO2轉(zhuǎn)化為CH4的電極反應(yīng)式為CO2+8e+8H=CH4+2H2O

D.該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)涉及到極性共價鍵、非極性共價鍵的斷裂和形成

【答案】C

【分析】

比0能在a-FezO：光催化劑材料作用下，被氧化成。2,同時生成質(zhì)子(H+),發(fā)生的氧化反應(yīng)為：

+

2H2O-4e=4H+O2；電子轉(zhuǎn)移到“CsPbBn納米晶”用于還原CO2,CO?被還原為CO、CH4,發(fā)生的還原

++

反應(yīng)為：CO2+2e+2H=CO+H2O,CO2+8e+8H=CH4+2H2Oo

【解析】

A.由圖可知，H2O能在。下02。3光催化劑材料作用下，被氧化成。2,發(fā)生了氧化反應(yīng)，A錯誤：

B.該光催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成了CH4,CH4也能導(dǎo)致溫室效應(yīng)，故該反應(yīng)不能阻止溫室效應(yīng)，B錯誤;

CJ'CsPbBn納米晶““表面上CO?轉(zhuǎn)化為CO、CH4,發(fā)生了還原反應(yīng)：CO2+2e+2H+=CO+H2O、

+

CO2+8e+8H=CH4+2H2O,C正確：

D該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)：2C5典23匹典m+2"CO.%。都只含有極性共

價鍵，CO、CH4都只含極性共價鍵，02只含非極性共價鍵，故只有極性共價鍵斷裂、有極性和非極性共價

鍵生成，D錯誤；

答案選C。

2.（2021?河南高三模擬）目前，某研究團(tuán)隊對Ti。?基催化劑光催化還原CO2轉(zhuǎn)化為燃料甲醇（原理如圖所

示）進(jìn)行研究，取得了大成果。下列說法正確的是

B.CB極發(fā)生的反應(yīng)是CO2+6H+-6e=CH3OH+H2。

C.光照下Ti。?基產(chǎn)生電子

通電

D.總反應(yīng)式為2co2+4402cH3OH+3O2

【答案】C

【分析】

根據(jù)圖示，VB極上水失去電子生成氧氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，CB極上CO?得到電子生成甲醇，發(fā)生還原反應(yīng),

據(jù)此分析解答。

【解析】

A.在光照下，CB極表面聚集了由二氧化鈦基轉(zhuǎn)移過來的電子，因此CB極的電勢高于VB極的電勢，故A

錯誤；

B.CB極上CO?得到電了?生成甲醉，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤;

C.根據(jù)圖示，反應(yīng)過程中TiC）2在光照下產(chǎn)生電子，故C正確;

D.VB極上水失去電子生成氧氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，CB極上CO?得到電子生成甲醇，發(fā)生還原反應(yīng)，總反

催化劑

應(yīng)式為2co2+4凡0,2cH3OH+3O2,反應(yīng)條件不是通電，故D錯誤；

故選C。

3.（2021?河南?高三模擬）中國科學(xué)院大連化物所的研究團(tuán)隊創(chuàng)新性提出鋅碘單液流電池的概念，實現(xiàn)鋅碘

單液流中電解液的利用率近100%,其原理如圖所示。下列說法正確的是

MN

多

孔

薇

敵

電

極

離子交換膜

A.放電時A電極反應(yīng)式為：Zn2++2e-Zn

B.放電時電解質(zhì)儲罐中離子總濃度減小

C.M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜

D.充電時A極增重65g,C區(qū)增加離子數(shù)為2NA

【答案】C

【解析】

A.放電時A電極是負(fù)極，A極反應(yīng)式為：Zn-2e-Zn2+,故A錯誤；

B.放電時，A區(qū)發(fā)生反應(yīng)Zn-2e=Zn2+,C區(qū)Cr進(jìn)入A區(qū)，所以電解質(zhì)儲罐中離子總濃度增大，故B錯誤;

C.放電時，C區(qū)Cl進(jìn)入A區(qū)、K+進(jìn)入B區(qū)，所以M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜，故C正確；

D.充電時A極增重65g,A區(qū)發(fā)生反應(yīng)Zn2++2e=Zn,電路中轉(zhuǎn)移2moi電子，根據(jù)電荷守恒，2moic「自A

區(qū)進(jìn)入C區(qū)，2molK+自B區(qū)進(jìn)入C區(qū)，C區(qū)增加離子數(shù)為4NA,故D錯誤；

選C。

4.（2021?天津高三模擬）微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法是將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，裝置如圖所示（左側(cè)

CH3coO轉(zhuǎn)化為CO2和H+,右側(cè)CO2和H+轉(zhuǎn)化為CH。。有關(guān)說法正確的是

ab

A.電源a為負(fù)極

B.該技術(shù)能助力“碳中和”（二氧化碳“零排放”）的戰(zhàn)略愿景

C.外電路中每通過Imole-與a相連的電極將產(chǎn)生2.8LCCh

+

D.b電極的反應(yīng)為：CO2+8e-+8H=CH4+2H2O

【答案】D

【分析】

電解池中，與電源正極相連的電極是陽極，陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)電極上CH3co0-轉(zhuǎn)化為CCh

和H+,發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)為陽極，與電源負(fù)極相連的電極是陰極，陰極上氧化劑得到電子發(fā)生還原反應(yīng),

右側(cè)CCh和H+轉(zhuǎn)化為CH4；為還原反應(yīng)，右側(cè)為陰極；

【解析】

A.據(jù)分析，左側(cè)電極為陽極，則電源a為正極，A錯誤；

B.電化學(xué)反應(yīng)時，電極上電子數(shù)守恒，則有左側(cè)CH3co。-?8e-~2co2,右側(cè)有CO2?8e.~CH4，

二氧化碳不能零排放，B錯誤；

C.不知道氣體是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況，則難以計算與a相連的電極將產(chǎn)生的CO?的體積，C錯誤；

+

D.右側(cè)為陰極區(qū)，b電極上發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合圖示信息可知，電極反應(yīng)為：CO2+8e+8H=CH4+2H2O,

D正確；

答案選D。

5.（2021?天津高三模擬）我國化學(xué)工作者提出一種利用有機(jī)電極（PTO/HQ）和無機(jī)電極（MnCh/石墨氈），在酸

性環(huán)境中可充電的電池其放電時的工作原理如圖所示：

0H

PTO結(jié)構(gòu)HQ結(jié)構(gòu)

下列說法錯誤的是

A.放電時，MnCh/石墨氈為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.充電時，有機(jī)電極和外接電源的負(fù)極相連

C.放電時，MnCh/石墨氈電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2。

D.充電時，有機(jī)電極的電極反應(yīng)式為PTO+4e-+4H2O=HQ+4OH-

【答案】D

【解析】

A.從工作原理圖可知，MnCh生成MB,得到了電子，則MnCh/石墨氈為電源正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A

正確；

B.充電時，有機(jī)電極得到電子，PTO得到電子和H+生成HQ結(jié)構(gòu)，則有機(jī)電極和外接電源的負(fù)極相連，

故B正確；

C.放電時，MnCh/石墨氈電極為電源正極，MnCh的電子被還原成M/+,則其電極反應(yīng)式為

+2+

MnO2+2e+4H=Mn+2H2O,故C正確；

D.充電時，有機(jī)電極的電極反應(yīng)式為PTO+4e+4H+=HQ,故D錯誤；

本題答案D。

6.（2021?天津高三模擬）近日，南開大學(xué)陳軍院士團(tuán)隊以KSn合金為負(fù)極，以含歿基多壁碳納米管

（MWCNTs—COOH）為正極催化劑構(gòu)建了可充電K—CO2電池（如圖所示），電池反應(yīng)為

4KSn+3c02^1=i2K2cO3+C+4Sn,其中生成的K2cCh附著在正極上。該成果對改善環(huán)境和緩解能源問題

具有巨大潛力。下列說法正確的是

A.放電時，電子由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs—COOH

B.電池每吸收22.4LCO2,電路中轉(zhuǎn)移4moie-

C.充電時，陽極電極反應(yīng)式為：C4e-+2K2co3=3CO2T+4K+

D.為了更好的吸收溫室氣體CO2,可用適當(dāng)濃度的KOH溶液代替酯基電解質(zhì)

【答案】C

【解析】

A.放電時，KSn合金作負(fù)極，MWCNTs-COOH作正極，在內(nèi)電路中電流由負(fù)極流向正極，選項A錯誤；

B.氣體未指明狀況，無法根據(jù)體積確定其物質(zhì)的量，選項B錯誤；

C.充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為C-4e-+2K2co3=3CO2T+4K+,選項C正確；

D.若用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，則KOH會與正極上的MWCNTs-COOH發(fā)生反應(yīng)，因此不能使用KOH

溶液代替酯基電解質(zhì)，選項D錯誤；

答案選C。

7.（2021.四川?高三模擬）鋅鈾液流二次電池，放電工作原理如圖所示。下列說法正確的是

A.充電時，b極發(fā)生還原反應(yīng)

B.放電時，溶液中離子由b極向a電極方向移動

C.放電時，電池的總離子反應(yīng)方程式為Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+

D.充電時，當(dāng)a極增重3.25g時，通過交換膜的離子為0.05mol

【答案】C

【分析】

根據(jù)圖示，充電時a極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，b極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；放電時，a極為負(fù)極，失電子,

發(fā)生氧化反應(yīng)，b極為正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；

【解析】

A.充電時，b極失電子，為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；

B.放電時，a極失電子，b極得電子，為平衡電荷，氫離子由質(zhì)子交換膜從a到b,故溶液中離子由a電極

向b電極方向移動，B錯誤；

C.根據(jù)分析可知a電極Zn被氧化成Z/+,為負(fù)極，b電極Ce，+被還原成Ce3+,為正極，故電池的總離子

反應(yīng)方程式為Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+,C正確；

D.充電時，a電極發(fā)生反應(yīng)ZM++2e-=Zn,增重3.25g,即生成0.05molZn,轉(zhuǎn)移電子為O.lmol,交換膜為

質(zhì)子交換膜,只允許氫離子通過，所以有01molH+通過交換膜以平衡電荷，D錯誤；

答案選C。

8.（2021?天津高三二模）一種“全氫電池”的工作原理如圖所示。下列說法正確的是

A.電流方向是從吸附層M通過導(dǎo)線到吸附層N

B.放電時，吸附層M發(fā)生的電極反應(yīng)：H2-2e-+2OH-=2H2O

C.Na,從右邊穿過離子交換膜向左邊移動

D.“全氫電池”放電時的總反應(yīng)式為：2H2+O2=2H2O

【答案】B

【分析】

由工作原理圖可知，左邊吸附層M上氫氣失電子與氫氧根結(jié)合生成水，發(fā)生了氧化反應(yīng)為負(fù)極，電極反應(yīng)

是H2-2e-+20H=2氏0,右邊吸附層N為正極，發(fā)生了還原反應(yīng)，電極反應(yīng)是26+2k=出，結(jié)合原電池中

陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極解答該題。

【解析】

A.由工作原理圖可知，左邊吸附層M為負(fù)極，右邊吸附層N為正極，則電流方向為從吸附層N通過導(dǎo)線

到吸附層M,故A錯誤；

B.左邊吸附層M為負(fù)極極，發(fā)生了氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)是H2-2e-+2OH=2H2O,故B正確；

C.原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，所以電解質(zhì)溶液中Na+向右正極移動，故C錯誤；

D.負(fù)極電極反應(yīng)是H2-2e+2OH=2H2O,正極電極反應(yīng)是2e+2H+=H2,電池的總反應(yīng)無氧氣參加，故D錯

誤；

故選：Bo

9.（2021.山東.高三模擬）將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，利用微生物電化學(xué)方法生產(chǎn)甲烷，裝置如圖

所示。下列說法錯誤的是

B.通電時，電流方向為：a—電子導(dǎo)體一離子導(dǎo)體—電子導(dǎo)體-b

C.陽極的電極反應(yīng)式為CH3co0一+2凡0-60-=2（：02T+7FT

D.生成0.1molCH4時陽極室中理論上生成CO2的體積是4.48L（STP）

【答案】C

【分析】

由圖示知，左池中CH3coO-在電極上失電子被氧化為CO2,故左池為電解的陽極室，右池為電解的陰極室,

電源a為正極，b為負(fù)極。

【解析】

A.由圖示知，陽極反應(yīng)產(chǎn)生H+,陰極反應(yīng)消耗H+,故H+通過交換膜由陽極移向陰極，A正確；

B.這個裝置中電子的移動方向為：電源負(fù)極(b)-電解陰極，電解陽極-電源正極(a),故電流方向為：電

源正極⑶一外電路(電子導(dǎo)體)一電解質(zhì)溶液(離子導(dǎo)體，陽極一陰極)—外電路(電子導(dǎo)體)一電源負(fù)極(b),形

成閉合回路，B正確；

C.由分析知，左池為陽極，初步確定電極反應(yīng)為：CH3co0-8e-—2cChT，根據(jù)圖示知可添力口H+配平電荷

守恒，添加H2O配平元素守恒，得完整方程式為：CH3co0-8e+2H20T2c(M+7H+,C錯誤；

D.由圖示知，右池生成CO2轉(zhuǎn)化為CFU,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子關(guān)系CH4~8e:0.1molCH4生成轉(zhuǎn)移0.8mol電子,

由C選項知：CO2~4e-,故生成CO2的〃(CO2)="上^=0.2mol,V(CO2)=0.2molx22.4L/mol=4.48L,

4

D正確；

故答案選C。

10.(2021?河南高三模擬)如圖是電化學(xué)膜法脫硫過程示意圖，電化學(xué)膜的主要材料是碳和熔融的碳酸鹽。

下列說法錯誤的是

尾氣凈化氣

M、S?

A.工作一段時間后，生成H2和S2的物質(zhì)的量之比為2：1

B.凈化氣中CO2含量明顯增加，是電化學(xué)膜中的碳被氧化

C.陰極反應(yīng)式為H2s+2e=S2-+H2T

D.b電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)

【答案】B

【分析】

由圖示可知，該裝置為電解池，H2s發(fā)生反應(yīng)生成S2-和Hz,可知a電極為陰極，電極反應(yīng)式為

2

H2S+2e=S+H2T，則b電極為陽極，S?一在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2,電極反應(yīng)式為2S"4e=S?。

【解析】

A.根據(jù)得失電子守恒可知，電解池上作一段時間后，轉(zhuǎn)移相同物質(zhì)的量的電子時，生成H2和S2的物質(zhì)的

量N比為2:1,故A正確；

B.H2s是酸性氣體，能夠和熔融碳酸鹽反應(yīng)生成C02,所以凈化氣中CO2含量明顯增加，故B錯誤；

C.由上述分析可知，陰極的電極反應(yīng)式為H2s+2e=S2-+H2f,故C正確；

D.由上述分析可知，b電極為陽極，陽極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，故D正確；

故選Bo

10.（2021?廣東廣州市?高三三模）中國向世界鄭重承諾，努力爭取2060年前完成“碳中和”。一種微生物電

解池（MEC）既可以處理有機(jī)廢水，又有助于降低碳排放，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

直流電源

A.a電極為MEC的陽極

B.MEC工作時，質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移

C.b電極的電極反應(yīng)式為CO2+8e+8H+=CH4+2H9

D.a電極室產(chǎn)生的CCh與b電極室消耗的CO?相等

【答案】D

【分析】

電極a上有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CCh,發(fā)生氧化反應(yīng)，所以a為陽極，電極b上CCh轉(zhuǎn)化為CH4,發(fā)生還原反應(yīng)，

所以b為陰極。

【解析】

A.電極a上有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CCh,發(fā)生氧化反應(yīng)，所以a為陽極，A正確；

B.工作時為電解池，電解池中陽離子由陽極向陰極遷移，所以質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移，B正確:

C.電極b±CO2得電子被還原，結(jié)合遷移過來的氫離子生成CH4和H2O,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得

+

電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H=CH4+2H2O,C正確；

D.有機(jī)質(zhì)中C元素的化合價不一定和甲烷中C元素的化合價相同，所以a電極室產(chǎn)生的CCh與b電極室

消耗的CO2不一定相等，D錯誤；

綜上所述答案為D。

11.（2021?河南?高三模擬）一種流體電解海水提鋰的工作原理如下圖所示，中間室輔助電極材料

（LiMn2O4/Li-M%Oj具有選擇性電化學(xué)吸附/脫出鋰離子功能。工作過程可分為兩步，第一步為選擇

性吸附鋰，第二步為釋放鋰，通過以上兩步連續(xù)的電解過程，鋰離子最終以LiOH的形式被濃縮到陰極室。

下列說法中錯誤的是

A.第一步接通電源1選擇性提取鋰：第二步接通電源2釋放鋰

B.釋放鋰過程中，中間室材料應(yīng)接電源負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為LiMn?04-xe-=Li1.Mn2O4+xLi+

C.中間室兩側(cè)的離子交換膜選用陽離子交換膜

D.當(dāng)陰極室得到4.8gLiOH時，理論上陽極室產(chǎn)生1.12L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）

【答案】B

【解析】

A.第一步接通電源1,中間室為陰極，發(fā)生反應(yīng)Li_Mn2O4+xe-+xLi*-LiMi^Oq,選擇性提取鋰,

第二步接通電源2,中間室為陰極，發(fā)生反應(yīng)LiMi^Oq-xe-fLi?Mn2O4+xLi+釋放鋰，故A正確;

B.釋放鋰過程中，中間室材料應(yīng)接電源正極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為LiMi^C^-xe-=Li…Mn2C）4+xLi+,

故B錯誤；

C.根據(jù)圖示，第一步為選擇性吸附鋰過程中陽極室中的離子向中間室移動，第二步為釋放鋰的過程中鋰離

子移向陰極室，所以中間室兩側(cè)的離子交換膜選用陽離子交換膜，故c正確；

D.當(dāng)陰極室得到4.8gLiOH時，電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，陽極室電極反應(yīng)式是2H?O-4e-=4H*+O2,產(chǎn)

02

生氧氣的體積是一x224=1.12L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），故D正確；

選B?

12.(2021?遼寧?高三模擬)目前，光電催化反應(yīng)器(PEC)可以有效的進(jìn)行能源的轉(zhuǎn)換和儲存，一種PEC裝置

如圖所示，通過光解水可由C02制得主要產(chǎn)物異丙醇。下列說法中錯誤的是

A.該裝置的能量來源為光能

B.光催化劑電極反應(yīng)為2H2CMe-=O2f+4H+

C.每生成60g異丙酚:，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目一定為18NA

D.H+從光催化劑電極一側(cè)向左移動

【答案】C

【分析】

電池左側(cè)C02和H+得電子，做原電池的正極；右側(cè)電極為H?O失電子，做原電池的負(fù)極。

【解析】

A.由裝置圖可知，該裝置的能量來源是光能，A正確；

B.由圖中可知，光催化劑電極進(jìn)入的物質(zhì)為H?0,出去的物質(zhì)是O2和H+,故該電極的反應(yīng)為

+

2H2O-4e-=O2T+4H,B正確；

+

C.電化學(xué)催化劑電極中，C02發(fā)生的電極反應(yīng)為：3CO2+18H+18e=CH3CH(OH)CH3+5H2O,故每生成60g

6()

即"g異丙醇,但電極上還會發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生氫氣轉(zhuǎn)移電子，所以電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目

60g?mol

不一定為18N，rC錯誤;

D.山圖中可知，左側(cè)是電池的正極，右側(cè)為負(fù)極，陽離子向陽極移動，故H+從光催化劑電極一側(cè)向左移

動，D正確；

故答案為：Co

13.(2021?浙江高三模擬)常溫常壓下用氮氧化銘納米顆粒(CrOomNose)電催化氮氣還原合成氨的工作原

理如圖1所示，氨氣生成速率、電流利用率與電壓的關(guān)系如圖2.下列說法不正確的是

?

IS1

A.電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.該電催化裝置的總反應(yīng)為：2N2+6H2O^4NH3+3O2

C.當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LNH3時，通過質(zhì)子交換膜的H+數(shù)目為0?3NA

D.其他條件相同，用2.0V電解比1.8V電解在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的N&多

【答案】D

【解析】

A.山題中圖示圖1可知，電極A中將H9——>02,氧元素由-2價失電子變?yōu)?價，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極

反應(yīng)為2H2O-4e=C>2+4H+,電極A為陽極，電極B為陰極，故A正確；

B.由題中圖示圖1可知，電極A的電極反應(yīng)為2H2O-4e-=C>2+4H+,電極B的電極反應(yīng)為N2+6e￥6H+=2NH.,,

可得總反應(yīng)為2N2+6H20T4NH3+3O2,故B正確；

224L

C.當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LNH〉即”(NH3)=—:------=0.1mol,由陰極電極B的電極反應(yīng)

22.4L/mol

N2+6e+6H+=2NH3可知，消耗H+為0.3mol,即通過質(zhì)子交換膜的H.數(shù)目為0-3NA,故C正確；

D.由題中圖示圖2可知，2.0V時產(chǎn)生NH3速率大于1.8V時產(chǎn)生NH3的速率，只說明相同時間內(nèi)，生成

N%的濃度多，不能說明產(chǎn)生N%的量多，且2.0V時電流利用率低于1.8V時電流利用率，故D錯誤；

答案為Do

14.(2021.河南高三模擬)某種利用垃圾滲透液實現(xiàn)發(fā)電裝置示意圖如圖所示，當(dāng)該裝置工作時，下列說法

正確的是

A.Y為該電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電路中流過7.5mol電子時，共產(chǎn)生N?的體積為

C.整套裝置在高溫下發(fā)電效果更佳

D.X極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH=N2+6H2。，周圍pH減小

【答案】D

【解析】

A.Y為該電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，選項A錯誤；

B.沒有注明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計算氮氣的體積，選項B錯誤；

c.高溫卜.微生物發(fā)生變性，不利于原電池反應(yīng)，選項C錯誤；

D.X極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2。，氫氧根離子濃度降低，周圍pH減小，選項D

正確；

答案選D。

15.（2021.山東高三模擬）某電動汽車的鋰離子電池的正極材料為層狀的LiFePCU、負(fù)極材料為新型材料石

墨烯（LixC。電解液為LiCICU的丙烯碳酸酯溶液，在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫出；

放電時，Li+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)溶液和離子交換膜嵌入正極；充電時則相反；其工作原理如圖所示。

下列敘述正確的是

a

含有LiClO4的丙烯碳酸脂溶液

A.充電時，電極a與電源正極連接，電極b與電源負(fù)極連接

B.電池充電時，陽極的電極反應(yīng)為LiFePO4+xe-=LiirFePCU+xLi+

C.電池工作時，負(fù)極材料質(zhì)量減少1.4g,轉(zhuǎn)移0.4mol電子

D.充電時，陰極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為xLi++xe—+C6=LixC6

【答案】A

【解析】

A.正極材料為層狀的LiFePO」，負(fù)極材料為新型材料石墨烯(LixC。)，a是正極、b是負(fù)極，故充電時，電極

a與電源正極連接，電極b與電源負(fù)極連接，故A正確；

B.電池充電時，a是陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故其電極反應(yīng)為LiFePO4-xe-=LkFePO4+xLi+,故B錯誤；

C.電池工作時，負(fù)極的電極反應(yīng)為：LixC6-xe=xLi++C6,鋰變成Li卡離開負(fù)極，故材料質(zhì)量減少1.4g是Li+

1.4g

的質(zhì)量，轉(zhuǎn)移n(e-)=n(Li+)------二0.2mol,故C錯誤；

7g/mol

D.充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為xLi++xe、C6=LixC6,故D錯誤；

故選Ao

16.(2021?江西.高三模擬)一種電化學(xué)“大氣固碳”電池工作原理如圖所示。該電池充電時，通過催化劑的

選擇性控制，只有Li2c03發(fā)生氧化，釋放出CCh和02。下列說法正確的是

A.該電池放電時的正極反應(yīng)為2Li—2e-+CO：=Li2CO3

B.圖中Li+的移動方向是充電時的移動方向

+

C.充電時陽極發(fā)生的反應(yīng)為C+2Li2CO3-4e=3CO2+4Li

D.該電池每放、充4moi電子一次，理論上能固定ImolCO?

【答案】D

【解析】

A.根據(jù)圖中信息得到放電時Li為負(fù)極，電極B為正極，因此該電池放電時的正極反應(yīng)為3co2+4e.+4Li

+=2Li2cO3+C故A錯誤:

B.Li為負(fù)極，電極B為正極，因此圖中Li”的移動方向是放電時的移動方向，故B錯誤；

C.根據(jù)信息電池充電時，通過催化劑的選擇性控制，只有Li2c03發(fā)生氧化，釋放出CO?和因此充電

時陽極發(fā)生的反應(yīng)為2Li2co3-4e=2CO2T+4Li+（M，故C錯誤；

D.根據(jù)放電正極電極反應(yīng)式3co2+4e+4L「=2Li2cCh+C,充電陽極反應(yīng)式2Li2cCh-4e-=2CO2T+4Li

+O2t.因此該電池每放、充4moi電子一次，理論上能固定ImolCO?,故D正確。

綜上所述，答案為D。

17.（2021?山東濟(jì)寧市?高三二模）環(huán)氧乙烷是重要的有機(jī)合成原料，2020年《Science》報道科研人員研發(fā)

了一種將乙烯高效轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷的電化學(xué)合成方法。反應(yīng)在KC1電解液的流動池中進(jìn)行，工作原理如圖。

電解結(jié)束后，將陰陽極電解液輸出混合，便可生成環(huán)氧乙烷。下列說法錯誤的是

A.整個過程中，氯離子濃度一直不變

B.離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜

C.泡沫銀電極為陽極，連接電源正極

D.當(dāng)生成0.5mol環(huán)氧乙烷時，陰極區(qū)溶液質(zhì)量減少36.5g

【答案】A

【解析】

A.根據(jù)圖示可知：在反應(yīng)過程中cr的物質(zhì)的量不變，而反應(yīng)會消耗水，因此整個過程中，c（cr）增大，A

錯誤；

B.陽極上CT失去電了一發(fā)生氧化反應(yīng)，2C『-2e-=C12T，為維持溶液電中性，需從陰極向陽極定向移動，

故離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，B正確；

C.根據(jù)圖示可知：泡沫銀電極為陽極，應(yīng)該連接電源正極，C正確：

D.根據(jù)圖示可知反應(yīng)產(chǎn)生0.5mol環(huán)氧乙烷時、需消耗0.5mol的CL,即消耗1molCh陰極有ImolCt

移向陽極，K2H++2e-Hif,生成HzOSmol,則溶液質(zhì)量減少為35.5g/molxlmol+0.5moix2g/mol=36.5g,

D正確；

故合理選項是A?

18.(2021.福建南平市.高三二模)利用微生物燃料電池(MFC)處理氨氮廢水原理如圖。下列敘述正確的是

A.微生物燃料電池工作時外電路的電流方向為AfB

+

B.A極的電極反應(yīng)式：CH,CH2COO-+4H2O-14e-=13H+3CO2T

C.理論上參與反應(yīng)的CH3cH2coeF和NH；的物質(zhì)的量之比為3:14

D.移去質(zhì)子交換膜，可提高厭氧微生物電極的性能

【答案】B

【解析】

A.根據(jù)氫離子的移動方向可判斷A電極是負(fù)極，B電極是正極，則微生物燃料電池工作時外電路的電流方

向為B―>A'A錯誤；

B.A極是負(fù)極，CH3cH2co0一失去電子被氧化生成二氧化碳，電極反應(yīng)式：

+

CH3CH2COO+4H2O-14e-=13H+3CO2T,B正確；

C.正極反應(yīng)為2NO：+10e+12H+=N2t+6H2O,根據(jù)氮原子守恒和電子得失守恒可知理論上參與反應(yīng)的

CH3cH2co0一和NH；的物質(zhì)的量之比為5:14,C錯誤;

D.移去質(zhì)子交換膜后鏤根離子會移向正極，在好氧微生物反應(yīng)器中無法轉(zhuǎn)化為硝酸根，所以不會提高厭氧

微