高考化學一輪復習講練測（全國通用） 專題講座（六） 電解質介質和隔膜在電化學的作用（練）（原卷版+答案解析）

專題講座（六）隔膜在電化學的作用第一部分：高考真題感悟1．(2023·海南·高考真題）某燃料電池主要構成要素如圖所示，下列說法正確的是A．電池可用于乙醛的制備B．b電極為正極C．電池工作時，a電極附近pH降低D．a電極的反應式為O2+4e--4H+=2H2O2．(2023·山東·高考真題）微生物脫鹽電池是一種高效、經濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現海水淡化?，F以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是A．負極反應為B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當電路中轉移1mol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時間后，正、負極產生氣體的物質的量之比為2:13．(2023·山東·高考真題）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是A．陽極反應為B．電解一段時間后，陽極室的pH未變C．電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解一段時間后，a極生成的O2與b極反應的O2等量4．(2023·天津·高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐漸溶解，下列判斷錯誤的是A．a是電源的負極B．通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現紅色C．隨著電解的進行，CuCl2溶液濃度變大D．當完全溶解時，至少產生氣體336mL(折合成標準狀況下)5．(2023·山東·高考真題）設計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成，將廢舊鋰離子電池的正極材料轉化為，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉移至甲室。已知電極材料均為石墨材質，右側裝置為原電池。下列說法正確的是A．裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后，乙室應補充鹽酸C．乙室電極反應式為D．若甲室減少，乙室增加，則此時已進行過溶液轉移第二部分：最新模擬精練完卷時間：50分鐘一、選擇題（每小題只有一個正確選項，共12*5分）1．(2023·廣西柳州·模擬預測）科學家近年發(fā)明了一種新型水介質電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法正確的是A．放電時，負極區(qū)pH升高B．放電時，1mol轉化為HCOOH，轉移的電子數為4molC．充電時，Zn電極連電源正極D．充電時，產生22.4L(標準狀況下)，生成的Zn為130g2．(2023·廣西玉林·一模）水是魚類賴以生存的環(huán)境，較好的水質能減少魚類疾病的發(fā)生，更有利于魚類的生長和生存。世界水產養(yǎng)殖協會網介紹了一種利用電化學原理凈化魚池中水質的方法，其裝置如圖所示。下列說法正確的是A．Y為電源的正極B．陰極反應式為2+10e-+12H+=N2↑+6H2OC．將該裝置放置于高溫下，可以提高其凈化效率D．若BOD為葡萄糖(C6Hl2O6)，則1mol葡萄糖被完全氧化時，理論上電極上流出22mole-3．(2023·河南河南·二模）天津大學某科研團隊利用電解原理，實現了兩電極體系中甲酸和辛腈的高選擇性合成，其工作原理如下圖所示。下列說法正確的是注：不考慮電極的副反應。A．Ni2P電極與直流電源的負極相連B．通電一段時間后，In/In2O3-x電極附近溶液的pH不變C．工作時，每轉移2mol電子陰極室和陽極室中溶液的質量變化相差46gD．理論上整個反應過程的原子利用率為100%4．(2023·江西江西·模擬預測）我國學者開發(fā)了一種新型高效電解析氫(HER)催化劑，大幅降低了電解所需的電壓，同時可將氣體變廢為寶。其工作原理如圖所示，下列說法正確的是A．Y電極可選擇鐵B．X的電極反應式為C．吸收的反應的離子方程式為D．當回收32t硫時，理論上有通過M由a流向b5．(2023·河南開封·一模）K-O2電池結構如圖所示，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀。關于該電池，下列說法錯誤的是A．正極反應式為O2+2e—+K+=KO2B．隔膜允許K+通過，不允許O2通過C．放電時，電流由b電極沿導線流向a電極D．用此電池電解CuCl2溶液，理論上消耗3.9gK時，產生3.2gCu6．(2023·河南焦作·一模）磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池因特別適于作動力方面的應用，故稱作磷酸鐵鋰動力電池。磷酸鐵鋰電池的內部結構如圖所示，充電時總反應是C6+LiFePO4=Li1-xFePO4+LixC6，下列說法中錯誤的是A．LiFePO4作為電池的正極，與鋁箔相連B．聚合物隔膜將正、負極隔開，可使電子通過C．放電時，正極反應式為Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4D．放電時，Li+從負極移向正極7．(2023·安徽池州·模擬預測）我國科學家最近研發(fā)出一種新型納米硅鋰電池，可反復充電3萬次，電池容量只衰減了不到10%。電池反應式為Li1-xTiO2+LixSiLiTiO2+Si。下列說法錯誤的是A．電池放電時，Li+由N極移向M極B．電池放電時，電池正極反應式為Li1-xTiO2+xLi++xe-=LiTiO2C．精制的飽和食鹽水通入陽極室D．負極質量減輕7g時，理論上最多可制得40gNaOH8．(2023·湖南·模擬預測）“四室電滲析法”可用來制備某些化工產品，原理如圖所示，陽極室中電解質溶液為稀硫酸，陰極室中電解質溶液為稀NaOH溶液。下列說法正確的是A．陰極材料起導電作用，也可以換成銅、鐵、鋁鋰等金屬材料B．若原料室加入濃NaI溶液，產品室每得到1molHI，陽極室溶液減少9gC．該裝置的優(yōu)點之一為電解后在陰極一定可以得到較濃的氫氧化鈉溶液D．若原料室加入濃NaH2PO2溶液，陽極室電解質溶液用H3PO2溶液代替稀硫酸，并撤去陽極室與產品室間的陽膜，會更有利于制備H3PO29．(2023·吉林吉林·模擬預測）利用如圖HCOOH燃料電池裝置，獲得電能的同時還可以得到KHCO3、K2SO4。下列說法錯誤的是A．通入O2的電極為電池正極B．放電過程中需補充的物質X為H2SO4C．負極電極反應式為HCOO-＋2OH-_2e-=HCO＋H2OD．每生成1molKHCO3，有1molK＋通過陽離子膜10．(2023·陜西·西安中學模擬預測）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如下圖所示的電化學裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法不正確的是A．鉛電極連接電源正極，發(fā)生氧化反應B．陽極區(qū)，Br2是氧化劑，把乙二醛氧化成乙醛酸C．雙極膜中間層中的OH-在外電場作用下向石墨電極方向遷移D．外電路中遷移2mol電子，理論上能制得2mol乙醛酸11．(2023·湖北·華中師大一附中模擬預測）利用硫酸錳溶液可通過離子交換膜組合工藝獲得Mn、、，原理如圖所示：下列說法中正確的是A．交換膜a為陰離子交換膜B．陽極電極反應式為C．陰極區(qū)若pH過低，則錳的產率降低，此時陰極副產物為D．電解過程中，每有0.2NA個電子通過，可產生12．(2023·寧夏石嘴山·模擬預測）電滲析法是海水淡化的常用方法之一、一種利用微生物對有機廢水進行處理的電化學裝置如圖所示，該裝置在廢水處理的同時還可以進行海水淡化。下列說法正確的是A．該裝置工作時，化學能轉化為電能，M為正極B．X為陰離子交換膜，Y為陽離子交換膜C．M極電極反應式為CH3CHO+10OH--10e-=2CO2↑+7H2OD．當有1molNa+通過離子交換膜時，N極消耗的空氣體積約為26.7L二、主觀題（共3小題，共40分）13．(2023·河北·磁縣第二中學模擬預測）（14分）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎，鋼鐵生銹現象卻隨處可見，為此每年國家損失大量資金。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的正極電極反應式為：_____________(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖①所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________。A．銅

B．鈉

C．鋅

D．石墨(3)圖②所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的__________極。(4)鋼鐵的防護除了用電化學保護方法之外，在鋼鐵制品表面鍍銅也可以有效地防止其腐蝕，電鍍的裝置如圖所示：①電鍍裝置圖的“直流電源”中，______填“a”或“b”是正極。Fe電極反應式為_________；②接通電源前，裝置圖中的銅、鐵兩個電極質量相等，電鍍完成后，將兩個電極取出，用水小心沖洗干凈、烘干，然后稱量，二者質量之差為5.12g，由此計算電鍍過程中電路中通過電子的物質的量為________。③上述鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕。請簡要說明鍍銅鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕的原因：______。14．(2023·北京·模擬預測）（12分）回答下列問題(1)氫碘酸也可以用“電解法”制備，裝置如圖所示。其中雙極膜(BPM)是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復合層間的H2O解離成H＋和OH-；AB為離子交換膜。①B膜最佳應選擇___________。②陽極的電極反應式是___________。③少量的I－因濃度差通過BPM膜，若撤去A膜，其缺點是___________。(2)利用電化學高級氧化技術可以在電解槽中持續(xù)產生·OH，使處理含苯酚(C6H5OH)廢水更加高效，裝置如下圖所示。已知a極主要發(fā)生的反應是O2生成H2O2，然后在電解液中產生·OH并迅速與苯酚反應。①b極連接電源的___________極(填“正”或“負”)。②a極的電極反應式為___________。③除電極反應外，電解液中主要發(fā)生的反應方程式有___________。15．(2023·重慶·三模）（14分）回答下列問題：(1)我國某科研團隊設計了一種電解裝置，將CO2和NaCl高效轉化為CO和NaClO，原理如圖1所示：通入CO2氣體的一極為_______(填“陰極”、“陽極”、“正極”或“負極”)，寫出該極的電極反應式：_______。(2)全釩液流電池是利用不同價態(tài)的含釩離子在酸性條件下發(fā)生反應，其電池結構如圖2所示。已知酸性溶液中釩以VO(黃色)、V2+(紫色)、VO2+(藍色)、V3+(綠色)的形式存在。放電過程中，電池的正極反應式為________，右側儲液罐中溶液顏色變化為_______。(3)如果用全釩液流電池作為圖1電解裝置的電源，則催化電極b應與該電池的_______極(填“X’或“Y’)相連；若電解時電路中轉移0.4mol電子，則理論上生成NaClO的質量為_______g；電池左儲液罐溶液中n(H+)的變化量為_______。專題講座（六）隔膜在電化學的作用第一部分：高考真題感悟1．(2023·海南·高考真題）某燃料電池主要構成要素如圖所示，下列說法正確的是A．電池可用于乙醛的制備B．b電極為正極C．電池工作時，a電極附近pH降低D．a電極的反應式為O2+4e--4H+=2H2O【答案】A【解析】該燃料電池中，乙烯和水發(fā)生氧化反應，所以通入乙烯和水的電極是負極，氧氣易得電子發(fā)生還原反應，所以通入氧氣的電極是正極，由圖可知負極上乙烯和水生成乙醛和氫離子，氫離子移向正極，正極上氧氣和氫離子反應生成水，x為水。A．該電池將乙烯和水轉化為了乙醛，可用于乙醛的制備，故A符合題意；B．根據分析，a電極為正極，b電極為負極，故B不符合題意；C．電池工作時，氫離子移向正極，a電極的反應式為O2+4e-+4H+=2H2O，a電極附近pH升高，故C不符合題意；D．根據分析，a電極為正極，正極發(fā)生還原反應，a電極的反應式為O2+4e-+4H+=2H2O，故D不符合題意；答案選A。2．(2023·山東·高考真題）微生物脫鹽電池是一種高效、經濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現海水淡化。現以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是A．負極反應為B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當電路中轉移1mol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時間后，正、負極產生氣體的物質的量之比為2:1【答案】B【解析】據圖可知a極上CH3COOˉ轉化為CO2和H+，C元素被氧化，所以a極為該原電池的負極，則b極為正極。A．a極為負極，CH3COOˉ失電子被氧化成CO2和H+，結合電荷守恒可得電極反應式為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正確；B．為了實現海水的淡化，模擬海水中的氯離子需要移向負極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極，即b極，則隔膜2為陽離子交換膜，故B錯誤；C．當電路中轉移1mol電子時，根據電荷守恒可知，海水中會有1molClˉ移向負極，同時有1molNa+移向正極，即除去1molNaCl，質量為58.5g，故C正確；D．b極為正極，水溶液為酸性，所以氫離子得電子產生氫氣，電極反應式為2H++2eˉ=H2↑，所以當轉移8mol電子時，正極產生4mol氣體，根據負極反應式可知負極產生2mol氣體，物質的量之比為4:2=2:1，故D正確；故答案為B。3．(2023·山東·高考真題）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是A．陽極反應為B．電解一段時間后，陽極室的pH未變C．電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解一段時間后，a極生成的O2與b極反應的O2等量【答案】D【解析】a極析出氧氣，氧元素的化合價升高，做電解池的陽極，b極通入氧氣，生成過氧化氫，氧元素的化合價降低，被還原，做電解池的陰極。A.依據分析a極是陽極，屬于放氧生酸性型的電解，所以陽極的反應式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正確，但不符合題意；B.電解時陽極產生氫離子，氫離子是陽離子，通過質子交換膜移向陰極，所以電解一段時間后，陽極室的pH值不變，故B正確，但不符合題意；C.有B的分析可知，C正確，但不符合題意；D.電解時，陽極的反應為：2H2O-4e-=4H++O2↑，陰極的反應為：O2+2e-+2H+=H2O2，總反應為：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧氣，即是a極生成的氧氣小于b極消耗的氧氣，故D錯誤，符合題意；故選：D。4．(2023·天津·高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐漸溶解，下列判斷錯誤的是A．a是電源的負極B．通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現紅色C．隨著電解的進行，CuCl2溶液濃度變大D．當完全溶解時，至少產生氣體336mL(折合成標準狀況下)【答案】C【解析】通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐漸溶解，說明石墨電極Ⅱ為陽極，則電源b為正極，a為負極，石墨電極Ⅰ為陰極。A．由分析可知，a是電源的負極，故A正確；B．石墨電極Ⅱ為陽極，通電一段時間后，產生氧氣和氫離子，所以向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現紅色，故B正確；C．隨著電解的進行，銅離子在陰極得電子生成銅單質，所以CuCl2溶液濃度變小，故C錯誤；D．當完全溶解時，消耗氫離子為0.06mol，根據陽極電極反應式，產生氧氣為0.015mol，體積為336mL(折合成標準狀況下)，故D正確；故選C。5．(2023·山東·高考真題）設計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成，將廢舊鋰離子電池的正極材料轉化為，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉移至甲室。已知電極材料均為石墨材質，右側裝置為原電池。下列說法正確的是A．裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后，乙室應補充鹽酸C．乙室電極反應式為D．若甲室減少，乙室增加，則此時已進行過溶液轉移【答案】BD【解析】由于乙室中兩個電極的電勢差比甲室大，所以乙室是原電池，甲室是電解池。A．電池工作時，甲室中細菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，同時生成H+，電極反應式為CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+，H+通過陽膜進入陰極室，甲室的電極反應式為Co2++2e-=Co，因此，甲室溶液pH逐漸減小，A錯誤；B．對于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，同時得到Li+，其中的O2-與溶液中的H+結合H2O，電極反應式為2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O，負極發(fā)生的反應為CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+，負極產生的H+通過陽膜進入正極室，但是乙室的H+濃度仍然是減小的，因此電池工作一段時間后應該補充鹽酸，B正確；C．電解質溶液為酸性，不可能大量存在OH-，乙室電極反應式為：LiCoO2+4H+=Li++Co2++2H2O，C錯誤；D．若甲室Co2+減少200mg，則電子轉移物質的量為n(e-)=；若乙室Co2+增加300mg，則轉移電子的物質的量為n(e-)=，由于電子轉移的物質的量不等，說明此時已進行過溶液轉移，即將乙室部分溶液轉移至甲室，D正確；故合理選項是BD。第二部分：最新模擬精練完卷時間：50分鐘一、選擇題（每小題只有一個正確選項，共12*5分）1．(2023·廣西柳州·模擬預測）科學家近年發(fā)明了一種新型水介質電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法正確的是A．放電時，負極區(qū)pH升高B．放電時，1mol轉化為HCOOH，轉移的電子數為4molC．充電時，Zn電極連電源正極D．充電時，產生22.4L(標準狀況下)，生成的Zn為130g【答案】D【解析】A．負極上Zn失電子，生成Zn2+，Zn2+結合OH-生成，消耗了溶液中的氫氧根離子，負極區(qū)pH下降，A錯誤；B．放電時，正極反應為，1molCO2轉化為HCOOH，轉移的電子數為2mol，B錯誤；C．充電時，Zn電極連接電源負極，陰極反應為，C錯誤；D．充電時總反應式為，生成1mol氧氣的同時，生成Zn2mol，即生成的Zn為130g，D正確；故答案選D。2．(2023·廣西玉林·一模）水是魚類賴以生存的環(huán)境，較好的水質能減少魚類疾病的發(fā)生，更有利于魚類的生長和生存。世界水產養(yǎng)殖協會網介紹了一種利用電化學原理凈化魚池中水質的方法，其裝置如圖所示。下列說法正確的是A．Y為電源的正極B．陰極反應式為2+10e-+12H+=N2↑+6H2OC．將該裝置放置于高溫下，可以提高其凈化效率D．若BOD為葡萄糖(C6Hl2O6)，則1mol葡萄糖被完全氧化時，理論上電極上流出22mole-【答案】B【解析】從裝置圖中可知，X電極連接的電極上發(fā)生反應是微生物作用下BOD、H2O生成CO2，Y電極連接電極上，微生物作用下，硝酸根離子生成了氮氣，氮元素化合價降低，發(fā)生還原反應，為電解池的陰極，則Y為負極，X為正極。A．Y電極連接電極上，微生物作用下，硝酸根離子生成了氮氣，氮元素化合價降低，發(fā)生還原反應，為電解池的陰極，則Y為電源的負極，故A錯誤；B．陰極是硝酸根離子生成了氮氣，氮元素化合價降低，發(fā)生還原反應，陰極反應式為2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，故B正確；C．若該裝置在高溫下進行，催化劑微生物被滅活，則凈化效率將降低，故C錯誤；D．若BOD為葡萄糖(C6Hl2O6)，則1mol葡萄糖被完全氧化時，碳元素化合價0價變化為+4價，理論上電極上流出電子的物質的量：4e-×6=24mole-，故D錯誤；故選：B。3．(2023·河南河南·二模）天津大學某科研團隊利用電解原理，實現了兩電極體系中甲酸和辛腈的高選擇性合成，其工作原理如下圖所示。下列說法正確的是注：不考慮電極的副反應。A．Ni2P電極與直流電源的負極相連B．通電一段時間后，In/In2O3-x電極附近溶液的pH不變C．工作時，每轉移2mol電子陰極室和陽極室中溶液的質量變化相差46gD．理論上整個反應過程的原子利用率為100%【答案】D【解析】有機反應中：加氧去氫為氧化，加氫去氧為還原，左側In/In2O3-x電極上是CO2加氫生成HCOOH，發(fā)生還原反應，故該電極是電解池陰極，右側Ni2P電極上是CH3(CH2)7NH2去氫生成CH3(CH2)6CN，發(fā)生氧化反應，故該電極是電解池陽極；A．根據分析，Ni2P電極是陽極，所以所連直流電源正極，A錯誤；B．通電一段時間后，In/In2O3-x電極附近HCOOH濃度變高，其電離的H+變多，所以溶液pH變小，B錯誤；C．陽極電極反應式為，陰極電極反應式為，每轉移2mol電子，根據電極反應式可以看到，陰極會有1molCO2進入結合H+生成HCOOH，增加質量為44g，陽極會生成2molH+,且H+會通過陽離子交換膜轉移至陰極區(qū)，陰極區(qū)質量增加2g，陽極區(qū)質量減少2g，所以兩極室質量差是48g，C錯誤；D．理論上，電路上每轉移2mol電子，陽極損失2molH+，H+全部轉移至陰極區(qū)結合CO2生成HCOOH，沒有任何材料浪費，所以原子利用率為100%，D正確；綜上，本題選D。4．(2023·江西江西·模擬預測）我國學者開發(fā)了一種新型高效電解析氫(HER)催化劑，大幅降低了電解所需的電壓，同時可將氣體變廢為寶。其工作原理如圖所示，下列說法正確的是A．Y電極可選擇鐵B．X的電極反應式為C．吸收的反應的離子方程式為D．當回收32t硫時，理論上有通過M由a流向b【答案】C【解析】根據圖示，左側氫離子得電子生成氫氣，故左側X為陰極，右側Y為陽極，亞鐵離子失去電子生成鐵離子，鐵離子與H2S發(fā)生氧化還原反應得到S。A．Y為電解池陽極，若選擇鐵作電極，則電極反應式為，A錯誤；B．X的電極反應式為，B錯誤；C．吸收反應的離子方程式為，C正確；D．當回收32t硫時，S元素化合價由-2價升高為0價，轉移電子數為：，故理論上有通過M由b流向a，D錯誤；故選C。5．(2023·河南開封·一模）K-O2電池結構如圖所示，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀。關于該電池，下列說法錯誤的是A．正極反應式為O2+2e—+K+=KO2B．隔膜允許K+通過，不允許O2通過C．放電時，電流由b電極沿導線流向a電極D．用此電池電解CuCl2溶液，理論上消耗3.9gK時，產生3.2gCu【答案】A【解析】由圖可知，a電極為原電池的負極，鉀失去電子發(fā)生氧化反應生成鉀離子，電極反應式為K—e—=K+，b電極為正極，氧氣在鉀離子作用下得到電子發(fā)生還原反應生成超氧化鉀，電極反應式為O2+e—+K+=KO2。A．由分析可知，b電極為正極，氧氣在鉀離子作用下得到電子發(fā)生還原反應生成超氧化鉀，電極反應式為O2+e—+K+=KO2，故A錯誤；B．鉀是活潑金屬，易與氧氣反應，所以電池工作時，隔膜允許鉀離子通過，不允許氧氣通過，故B正確；C．由分析可知，放電時，a電極為原電池的負極，b電極為正極，電流由正極b電極沿導線流向負極a電極，故C正確；D．由得失電子數目守恒可知，用此電池電解氯化銅溶液，理論上消耗3.9g鉀時，陰極產生銅的質量為××64g/mol=3.2g，故D正確；故選A。6．(2023·河南焦作·一模）磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池因特別適于作動力方面的應用，故稱作磷酸鐵鋰動力電池。磷酸鐵鋰電池的內部結構如圖所示，充電時總反應是C6+LiFePO4=Li1-xFePO4+LixC6，下列說法中錯誤的是A．LiFePO4作為電池的正極，與鋁箔相連B．聚合物隔膜將正、負極隔開，可使電子通過C．放電時，正極反應式為Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4D．放電時，Li+從負極移向正極【答案】B【解析】充電時總反應是C6+LiFePO4=Li1-xFePO4+LixC6，放電時總反應是Li1-xFePO4+LixC6=C6+LiFePO4，負極反應式為：LixC6-xe-=C6+xLi+，正極反應式為Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4；A．由圖及電極反應式分析可知，LiFePO4作為電池的正極，與鋁箔相連，故A正確；B．電池放電時為原電池，負極中的Li+通過聚合物隔膜向正極遷移,電子不能通過聚合物隔膜，故B錯誤；C．由電池總反應可知，正極上Li1-xFePO4得電子發(fā)生還原反應,所以正極電極反應式為Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,故C正確；D．磷酸鐵鋰電池不含重金屬和稀有金屬,是一種安全無毒無污染的綠色環(huán)保電池,故D正確；故答案選B。7．(2023·安徽池州·模擬預測）我國科學家最近研發(fā)出一種新型納米硅鋰電池，可反復充電3萬次，電池容量只衰減了不到10%。電池反應式為Li1-xTiO2+LixSiLiTiO2+Si。下列說法錯誤的是A．電池放電時，Li+由N極移向M極B．電池放電時，電池正極反應式為Li1-xTiO2+xLi++xe-=LiTiO2C．精制的飽和食鹽水通入陽極室D．負極質量減輕7g時，理論上最多可制得40gNaOH【答案】A【解析】電池反應式為Li1-xTiO2+LixSiLiTiO2+Si，M極為負極，電極反應式為LixSi-xe-=xLi++Si，N極為正極，電極反應式Li1-xTiO2+xLi++xe-=LiTiO2，電解池中，左側為陽極，電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，右側電極為2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A．電池放電時，陽離子向正極N移動，故A錯誤；B．電池放電時，N極為正極，電池正極反應式為Li1-xTiO2+xLi++xe-=LiTiO2，故B正確；C．電解池中左側電極為陽極，電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，故陽極室通入精制的飽和食鹽水，故C正確；D．負極質量減輕7g時，轉移電子×1=1mol，電解池中轉移1mol電子生成1molNaOH，即生成1mol×40g/mol=40g，故D正確；故選：A。8．(2023·湖南·模擬預測）“四室電滲析法”可用來制備某些化工產品，原理如圖所示，陽極室中電解質溶液為稀硫酸，陰極室中電解質溶液為稀NaOH溶液。下列說法正確的是A．陰極材料起導電作用，也可以換成銅、鐵、鋁鋰等金屬材料B．若原料室加入濃NaI溶液，產品室每得到1molHI，陽極室溶液減少9gC．該裝置的優(yōu)點之一為電解后在陰極一定可以得到較濃的氫氧化鈉溶液D．若原料室加入濃NaH2PO2溶液，陽極室電解質溶液用H3PO2溶液代替稀硫酸，并撤去陽極室與產品室間的陽膜，會更有利于制備H3PO2【答案】B【解析】由電池裝置圖可知，該電池為電解池，左側石墨電極為陽極，水失去電子生成氧氣和氫離子，右側石墨電極為陰極，水得到電子生成氫氣和氫氧根離子。A．鋁會和NaOH反應，鋰會與水反應，不可以作陰極，A項錯誤；B．陽極電極反應：2H2O-4e-=O2↑+4H+，產品室得到1molHI，則有1mol氫離子通過陽膜轉移到產品室，即陽極轉移1mol電子，生成氧氣8g同時轉移氫離子1g，陽極室溶液減少9g，B項正確；C．陰極要得到濃的氧氧化鈉溶液，原料室加入的溶液必須為鈉鹽，C項錯誤；D．撤掉陽極與產品室的陽膜，H3PO2或H3PO在陽極可能會失電子被氧化成PO，不利于制備H3PO2，D項錯誤；故答案選B。9．(2023·吉林吉林·模擬預測）利用如圖HCOOH燃料電池裝置，獲得電能的同時還可以得到KHCO3、K2SO4。下列說法錯誤的是A．通入O2的電極為電池正極B．放電過程中需補充的物質X為H2SO4C．負極電極反應式為HCOO-＋2OH-_2e-=HCO＋H2OD．每生成1molKHCO3，有1molK＋通過陽離子膜【答案】D【解析】A．燃料電池中燃料失電子作負極，氧氣得電子作正極，A正確；B．由圖示可知，放電過程中正極有K2SO4生成，因此需補充的物質X為H2SO4，B正確；C．由圖示可知，負極HCOOH失電子生成HCO，負極電極反應式為：HCOO-＋2OH-_2e-=HCO＋H2O，C正確；D．每生成1molKHCO3，轉移2mol電子，則有2molK＋通過陽離子膜，D錯誤；答案選D。10．(2023·陜西·西安中學模擬預測）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如下圖所示的電化學裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法不正確的是A．鉛電極連接電源正極，發(fā)生氧化反應B．陽極區(qū)，Br2是氧化劑，把乙二醛氧化成乙醛酸C．雙極膜中間層中的OH-在外電場作用下向石墨電極方向遷移D．外電路中遷移2mol電子，理論上能制得2mol乙醛酸【答案】A【解析】A．乙二酸的分子式為C2H2O4，乙醛酸的分子式為C2H2O3，碳原子的化合價由乙二酸的+3價變?yōu)橐胰┧岬?2價，化合價降低得到電子發(fā)生還原反應，則鉛電極與電源負極相連，為電解池的陰極，A項錯誤；B．石墨電極為電解池的陽極，陽極失去電子化合價升高，乙二醛的分子式為C2H2O2，碳原子的化合價為+1價，則Br2是氧化劑把乙二醛氧化成乙醛酸，B項正確；C．陰離子向陽極移動，則氫氧根離子向石墨電極移動，C項正確；D．陰極電極反應式為：，陽極的電極反應式：，整個電路中電荷守恒，外電路中遷移2mol電子，陽極上產生1mol的乙醛酸，陰極上產生1mol的乙醛酸，理論上能制得2mol乙醛酸，D項正確；答案選A。11．(2023·湖北·華中師大一附中模擬預測）利用硫酸錳溶液可通過離子交換膜組合工藝獲得Mn、、，原理如圖所示：下列說法中正確的是A．交換膜a為陰離子交換膜B．陽極電極反應式為C．陰極區(qū)若pH過低，則錳的產率降低，此時陰極副產物為D．電解過程中，每有0.2NA個電子通過，可產生【答案】C【解析】A．陽離子在溶液中向右移動，所以陽極產生的通過膜a進入中間室，故膜a為陽離子交換膜，A錯誤；B．由圖可知左側為陽極，，電極反應式為，B錯誤；C．陰極區(qū)若pH過低，即溶液中過大，則陰極可能發(fā)生反應，則錳的產率降低，C正確；D．電解總反應為，所以電解過程中，每有個電子通過，可產生，D錯誤；故選C。12．(2023·寧夏石嘴山·模擬預測）電滲析法是海水淡化的常用方法之一、一種利用微生物對有機廢水進行處理的電化學裝置如圖所示，該裝置在廢水處理的同時還可以進行海水淡化。下列說法正確的是A．該裝置工作時，化學能轉化為電能，M為正極B．X為陰離子交換膜，Y為陽離子交換膜C．M極電極反應式為CH3CHO+10OH--10e-=2CO2↑+7H2OD．當有1molNa+通過離子交換膜時，N極消耗的空氣體積約為26.7L【答案】B【解析】A．由圖可知，該裝置為原電池，是將化學能轉化為電能，電極N中氧氣發(fā)生還原反應，作正極；電極M甲醛發(fā)生氧化反應做負極；故A項錯誤；B．電極N中氧氣發(fā)生還原反應，電極反應式為5O2+20e-+10H2O=20OH-，生成陰離子，故鈉離子向N極移動，Y為陽離子交換膜，電極M甲醛發(fā)生氧化反應，電極反應式為CH3CHO+3H2O-10e-=2CO2↑+10H+，X為陰離子交換膜，故B項正確；C．電極M甲醛發(fā)生氧化反應，電極反應式為2CH3CHO+6H2O-20e-=4CO2↑+20H+，故C項錯誤；D．N電極反應式為5O2+20e-+10H2O=20OH-,當有20molNa+通過離子交換膜時,標準狀況消耗氧氣的體積為5；標準狀況，當有1molNa+通過離子交換膜時，N極消耗的空氣體積約為5,選項無標準狀況這一前提，故D項錯誤。故答案選B。二、主觀題（共3小題，共40分）13．(2023·河北·磁縣第二中學模擬預測）（14分）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎，鋼鐵生銹現象卻隨處可見，為此每年國家損失大量資金。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的正極電極反應式為：_____________(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖①所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________。A．銅

B．鈉

C．鋅

D．石墨(3)圖②所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的__________極。(4)鋼鐵的防護除了用電化學保護方法之外，在鋼鐵制品表面鍍銅也可以有效地防止其腐蝕，電鍍的裝置如圖所示：①電鍍裝置圖的“直流電源”中，______填“a”或“b”是正極。Fe電極反應式為_________；②接通電源前，裝置圖中的銅、鐵兩個電極質量相等，電鍍完成后，將兩個電極取出，用水小心沖洗干凈、烘干，然后稱量，二者質量之差為5.12g，由此計算電鍍過程中電路中通過電子的物質的量為________。③上述鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕。請簡要說明鍍銅鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕的原因：______。【答案】（1）O2+2H2O+4e-==4OH-

（2）C

（3）負

（4）①a

Cu2++2e-=Cu

②0.08mol

③鐵比銅活潑，鐵與銅構成原電池的兩個電極，鐵作負極，更易被腐蝕【詳解】（1）鋼鐵腐蝕的吸氧腐蝕，是金屬吸收空氣中的氧氣發(fā)生的反應，正極得電子，化合價降低，故吸氧腐蝕過程中的正極電極反應式為：O2+2H2O+4e-==4OH-；（2）圖①所示的方案為犧牲陽極的陰極保護法，故添加的物質應該比鐵更活潑，但鈉易與水發(fā)生劇烈反應，不安全，故焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用鋅，答案選C；（3）圖②所示的方案是外加電源的陰極保護法，故鐵閘門應該連接在直流電源的負極，做陰極，答案為：負；（4）)①電鍍時電源正極連接的電極為陽極，故a為正極；鐵連接負極，故Fe電極發(fā)生的電極反應為：Cu2++2e-=Cu；②陽極溶解的銅的質量等于陰極上析出的銅的質量，故陽極溶解的銅為2.56g，即0.04mol，故電鍍過程中電路中通過的電子的物質的量為0.08mol；③鍍件鍍層破損后，鍍層金屬與鍍件金屬在周圍環(huán)境中形成原電池,活潑性較強的金屬更容易被腐蝕；故答案為：a；Cu2++2e-=Cu；0.08mol；鐵比銅活潑，鐵與銅構成原電池的兩個電極，鐵作負極，更易被腐蝕。14．(2023·北京·模擬預測）（12分）回答下列問題(1)氫碘酸也可以用“電解法”制備，裝置如圖所示。其中雙極膜(BPM)是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復合層間的H2O解離成H＋和OH-；AB為離子交換膜。①B膜最佳應選擇___________。②陽極的電極反應式是___________。③少量的I－因濃度差通過BPM膜，若撤去A膜，其缺點是___________。(2)利用電化學高級氧化技術可以在電解槽中持續(xù)產生·OH，使處理含苯酚(C6H5