電化學(xué)及其應(yīng)用-2023年高考化學(xué)復(fù)習(xí)（解析版）

專題十電化學(xué)及其應(yīng)用

目錄：

2023年真題展現(xiàn)

考向一原電池的工作原理及應(yīng)用

考向二電解池的工作原理及應(yīng)用

考向三化學(xué)電源裝置分析

真題考查解讀

近年真題對比

考向一原電池的工作原理及應(yīng)用

考向二電解池的工作原理及應(yīng)用

考向三化學(xué)電源裝置分析

考向四金屬的腐蝕與防護(hù)

命題規(guī)律解密

名校模擬探源

易錯(cuò)易混速記

：2023年真題展現(xiàn)

考向一原電池的工作原理及應(yīng)用

1.（2023?廣東卷）負(fù)載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除C1實(shí)現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列

說法正確的是

o-：：：：：：：cr

A.Ag作原電池正極

B.電子由Ag經(jīng)活性炭流向Pt

-

C.Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+2H2O+4e=4OH

D.每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的。2,最多去除ImolCr

【答案】B

【分析】。2在Pt得電子發(fā)生還原反應(yīng)，Pt為正極，CT在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極。

【詳解】A.由分析可知，C1在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極，A錯(cuò)誤;

B.電子由負(fù)極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt,B正確；

C.溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為G>2+4H++4e=2H2。，C錯(cuò)誤；

D.每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的。2,轉(zhuǎn)移電子2mol,而2moic「失去2moi電子，故最多去除2moicD

錯(cuò)誤。

故選B。

考向二電解池的工作原理及應(yīng)用

2.（2023?全國甲卷）用可再生能源電還原CO2時(shí)，采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高

多碳產(chǎn)物（乙烯、乙醇等）的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

太陽能質(zhì)

子

IrOjTi交Cu

KCk

換電極

電極H2so4溶液H3PO4溶液

膜

C2H4,C2H50H

風(fēng)能

A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrO,-Ti電極上

B.CT從Cu電極遷移到Ir。「Ti電極

+

C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2+12H+12e-=C2H4+4H2O

D.每轉(zhuǎn)移lmol電子，陽極生成11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

【答案】C

【分析】由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx-Ti電極為電解池的陽極，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+,銅電極為陰極，酸性條件下二氧

化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2co2+12H++12e-=C2H4+4H2O、

2co2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O,電解池工作時(shí)，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室。

【詳解】A.析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，故A錯(cuò)誤；

B.離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，C1-不能通過，故B錯(cuò)誤；

C.由分析可知，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電

極反應(yīng)式有2co2+12H++12e-=C2H4+4H2O,故C正確；

D.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2H2<D-4e—=O2?+4H+,每轉(zhuǎn)移lmol

電子，生成0.25molO2,在標(biāo)況下體積為5.6L,故D錯(cuò)誤；

答案選c。

3.（2023?湖北卷）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工

作時(shí)陽極無Cl?生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為.miol.hT。下列說法錯(cuò)誤的是

A.b電極反應(yīng)式為2H2。+2「=112個(gè)+2。11-

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過PTFE膜

D.海水為電解池補(bǔ)水的速率為2xmol-hT

【答案】D

【分析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電極與

電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為2H2O+2e=H2f+2OH-,陽極反應(yīng)為40HMe-=。2丁+2H2O,電

通電

池總反應(yīng)為2H2。=2H2T+O2T，據(jù)此解答。

【詳解】A.b電極反應(yīng)式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2T+2OH-,故A正確;

B.該裝置工作時(shí)陽極無CL生成且KOH濃度不變，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH-4e-=O2T+2H20,為保持

OH離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的OH-離子要通過離子交換膜進(jìn)入陽極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸,

故B正確；

C.電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動(dòng)能高的水可穿過PTFE膜，為電解池補(bǔ)水，故C正確；

D.由電解總反應(yīng)可知，每生成ImolHz要消耗ImolHzO,生成H2的速率為;anoLh-,則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是

xrnol?h",故D錯(cuò)誤；

答案選D。

4.（2023?遼寧卷）某無隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制5

產(chǎn)生。下列說法正確的是

_

!?:--

:

-■

A.b端電勢高于a端電勢B.理論上轉(zhuǎn)移2moi1生成4gH2

C.電解后海水pH下降D.陽極發(fā)生：C「+H￡>-2e-=HC10+H+

【答案】D

【分析】由圖可知，左側(cè)電極產(chǎn)生氧氣，則左側(cè)電極為陽極，電極a為正極，右側(cè)電極為陰極，b電極為負(fù)

極，該裝置的總反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和氫氣，相當(dāng)于電解水，以此解題。

【詳解】A.由分析可知，a為正極，b電極為負(fù)極，則a端電勢高于b端電勢，A錯(cuò)誤；

B.右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為：2H++2e=H2f,則理論上轉(zhuǎn)移2mole一生成2gH2,B錯(cuò)誤；

C.由圖可知，該裝置的總反應(yīng)為電解海水的裝置，隨著電解的進(jìn)行，海水的濃度增大，但是其pH基本不

變，C錯(cuò)誤；

D.由圖可知，陽極上的電極反應(yīng)為：Cl+HP-2e=HC10+H+，D正確；

故選D。

5.（2023?北京卷）回收利用工業(yè)廢氣中的C。?和SO?,實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下。

含和一

co:

so,的廢氣

下列說法不正確的是

A.廢氣中SO。排放到大氣中會(huì)形成酸雨

B.裝置a中溶液顯堿性的原因是HCO；的水解程度大于HCO；的電離程度

C.裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的C。?和SO。

D.裝置b中的總反應(yīng)為SO：+CO2+H2O—HCOOH+SOj

【答案】C

【詳解】A.SO?是酸性氧化物，廢氣中SO?排放到空氣中會(huì)形成硫酸型酸雨，故A正確；

B.裝置a中溶液的溶質(zhì)為NaHCOs，溶液顯堿性，說明HCO；的水解程度大于電離程度，故B正確；

C.裝置a中NaHCOs溶液的作用是吸收S0?氣體，C0?與NaHCOs溶液不反應(yīng)，不能吸收CO2,故C錯(cuò)誤;

2電解2

D.由電解池陰極和陽極反應(yīng)式可知，裝置b中總反應(yīng)為SOj+COz+H2。——HCOOH+SO：，故D正確;

選C。

6.（2023?廣東卷）用一種具有“卯樺”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池（下圖），可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液

制氨。工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成H+和0Hi有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確

的是

A.電解總反應(yīng)：KNO3+3H2O=NH3?22T

B.每生成ImolNJVH。，雙極膜處有9moi的H。解離

C.電解過程中，陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變

D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯樺”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率

【答案】B

【分析】由信息大電流催化電解KNO3溶液制氨可知，在電極a處KN!）放電生成NHj,發(fā)生還原反應(yīng)，故

電極a為陰極，電極方程式為NO:+8e-+7H2。=?4凡-比0+9。11-,電極b為陽極，電極方程式為

4OH.4e=O2t+2H2O,“卯樟”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H卡移向電極a,01T移向電極b。

【詳解】A.由分析中陰陽極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為KNOs+BHzOnNH^HzO+ZOzT+KOH,故A

正確；

B.每生成ImolNHs-H?。，陰極得8moie,同時(shí)雙極膜處有8moiH卡進(jìn)入陰極室，即有8moi的HQ解離，

故B錯(cuò)誤；

C.電解過程中，陽極室每消耗4moiOH',同時(shí)有4moiOH通過雙極膜進(jìn)入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不

因反應(yīng)而改變，故C正確；

D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯樺”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于Hz。被催化解離成H+和OHi可提高

氨生成速率，故D正確；

故選B。

考向三化學(xué)電源裝置分析

7.（2023?全國乙卷）室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池

的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪哇膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另

-

一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：!s8+e-^1s*,：S；+e-TSj,2Na++：Sj+2（l-：）e--Na2sx

鈉電極

電解質(zhì)

b—^電極

下列敘述錯(cuò)誤的是

A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a—b

Y

C.放電時(shí)正極反應(yīng)為：2Na++《S8+2e--Na2sx

o

D.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能

【答案】A

【分析】由題意可知放電時(shí)硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負(fù)極。

【詳解】A.充電時(shí)為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時(shí)，Na+由硫電極遷移至鈉電極，

A錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)Na在a電極失去電子，失去的電子經(jīng)外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋

放出的Na+結(jié)合得到NazSx,電子在外電路的流向?yàn)閍-b,B正確；

x

C.由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時(shí)正極的反應(yīng)式為2Na++gS8+2e--Na2Sx,C正確；

O

D.炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導(dǎo)電性，可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能，D正確；

故答案選A。

8.（2023?新課標(biāo)卷）一種以V2O5和Zn為電極、Zn（C耳SC^）?水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。

放電時(shí)，Zn"可插入V2O5層間形成22吊05力耳。。下列說法錯(cuò)誤的是

I

V2O5,ZnxV2O5nH2O

Zn電極V2O5電極

Zn（CF3so3）2水溶液

A.放電時(shí)V2O5為正極

B.放電時(shí)Zi?+由負(fù)極向正極遷移

C.充電總反應(yīng)：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O

2+

D.充電陽極反應(yīng)：ZnxV2O5-nH2O-2xe=xZn+V2O5+nH2O

【答案】C

【分析】由題中信息可知，該電池中Zn為負(fù)極、V2O5為正極，電池的總反應(yīng)為

xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2Oo

【詳解】A.由題信息可知，放電時(shí)，42+可插入VQs層間形成Zn'V/VnH?。，VQ5發(fā)生了還原反應(yīng)，

則放電時(shí)V2O5為正極，A說法正確；

B.Zn為負(fù)極，放電時(shí)Zn失去電子變?yōu)?2+,陽離子向正極遷移，則放電時(shí)Zr?+由負(fù)極向正極遷移，B說

法正確；

C.電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為xZn+VzOs+nHzOZnMOsFHq,則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為

ZnxV2O5nH2Ox=Zn+V2O5+nH2O,C說法不正確；

D.充電陽極上Zn'Os七耳。被氧化為V2O5，則陽極的電極反應(yīng)為2%丫2。5?nHzOlxe—xZnA+VzOs+nHQ,

D說法正確；

綜上所述，本題選C。

9.(2023?山東卷)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSC>4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室

均預(yù)加相同的CUSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是

CuCu

CuSO,低溫，上三三U

溶液一熱解一甲…一ZT

A.甲室Cu電極為正極

B.隔膜為陽離子膜

2+2+

C.電池總反應(yīng)為:Cu+4NH3=[Cu(NH3)4]

D.NH3擴(kuò)散到乙室將對電池電動(dòng)勢產(chǎn)生影響

【答案】CD

【詳解】A.向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室Cu電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成

2+

[CU(NH3)4],因此甲室Cu電極為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；

B.再原電池內(nèi)電路中陽離子向正極移動(dòng)，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動(dòng)，通入

氨氣要消耗銅離子，顯然左側(cè)陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應(yīng)正常進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；

C.左側(cè)負(fù)極是Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4r，正極是Cu?++21=Cu,則電池總反應(yīng)為：

2+2+

Cu+4NH3=[Cu(NH3)4],故C正確；

D.NH3擴(kuò)散到乙室會(huì)與銅離子反應(yīng)生成[CU(NH3)/2+,銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將

對電池電動(dòng)勢產(chǎn)生影響，故D正確。

綜上所述，答案為CD。

10.（2023?遼寧卷）某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是

A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小

B.儲(chǔ)能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

C.放電時(shí)右側(cè)H+通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)

3+2+

D.充電總反應(yīng)：Pb+SO；-+2Fe=PbSO4+2Fe

【答案】B

【分析】該儲(chǔ)能電池放電時(shí)，Pb為負(fù)極，失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4,則多孔碳電極為正極，正極

上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+,充電時(shí)，多孔碳電極為陽極，F(xiàn)e?+失電子生成Fe3+,PbSC>4電極為陰極，PbSO4

得電子生成Pb和硫酸。

【詳解】A.放電時(shí)負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSCU附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A錯(cuò)誤；

B.儲(chǔ)能過程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；

C.放電時(shí)，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動(dòng)，左側(cè)的H+通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯(cuò)誤；

D.充電時(shí)，總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+=Pb+SO：「+2Fe3+,D錯(cuò)誤；

故答案選B。

川

真題考查解讀

=4*

【命題意圖】

電化學(xué)類試題主要考查電解池、原電池的工作原理及其應(yīng)用，意在考查考生的變化觀念與平衡思想、證據(jù)

推理與模型認(rèn)知的學(xué)科素養(yǎng)，及信息獲取、理解掌握和知識(shí)整合的學(xué)科關(guān)鍵能力。

【考查要點(diǎn)】

①原電池的工作原理及其應(yīng)用；

②電解池的工作原理及其應(yīng)用；

③化學(xué)電源裝置的分析

【課標(biāo)鏈接】

①能分析、解釋原電池和電解池的工作原理，能設(shè)計(jì)簡單的原電池和電解池。

②能列舉常見的化學(xué)電源，并能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原理。能利用電化學(xué)原理解

釋金屬腐蝕現(xiàn)象，選擇并設(shè)計(jì)防腐措施。

近年真題對比

考向一原電池的工作原理及應(yīng)用

1.（2021?廣東）火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(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(shí)

A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.C。2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

【詳解】

根據(jù)題干信息可知，放電時(shí)總反應(yīng)為4Na+3co2=2Na2cO3+C。

A.放電時(shí)負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+,故A錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)正極為CO2得到電子生成C,故B正確；

C.放電時(shí)陽離子移向還原電極，即陽離子由負(fù)極移向正極，故C錯(cuò)誤；

D.放電時(shí)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(xiàng)，故答案為B。

考向二電解池的工作原理及應(yīng)用

2.（2022?廣東卷）以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)A1的再

生。該過程中

A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg-2e-=Mg2+B.陰極上A1被氧化

C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等

【答案】C

【解析】根據(jù)電解原理可知，電解池中陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，該題中

以熔融鹽為電解液，含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，通過控制一定的條件，從而可使陽

極區(qū)Mg和A1發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2+和AP+,Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)AF+得電子生

成A1單質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)A1的再生，據(jù)此分析解答。

A.陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實(shí)際上Mg在陽極失電子生成Mg2+,A錯(cuò)誤；

B.Al在陽極上被氧化生成AF+,B錯(cuò)誤；

C.陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；

D.因?yàn)殛枠O除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會(huì)形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生

成鋁單質(zhì)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯(cuò)誤；

故選Co

3.（2022?天津卷）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。接通電源后，用碳棒（a'、b'）作筆，在浸有飽和NaCl溶液和石蕊

溶液的濕潤試紙上同時(shí)寫字，a端的字跡呈白色。下列結(jié)論正確的是

A.a為負(fù)極

B.b’端的字跡呈藍(lán)色

C.電子流向?yàn)椋篵->b'->a'fa

D.如果將a、b’換成銅棒，與碳棒作電極時(shí)的現(xiàn)象相同

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，a，端呈白色，即生成了氯氣，即氯離子失去電子，為陽極，即a為正極，A錯(cuò)

誤；

B.b，端為陰極，水得到電子放電的同時(shí)，生成氫氧根離子，遇石蕊變藍(lán)，B正確；

C.電子從電源的負(fù)極出來，即從a極出來，而不是b極，C錯(cuò)誤；

D.如果換成銅棒，銅做陽極放電，現(xiàn)象與碳作電極時(shí)不相同，D錯(cuò)誤；

故選Bo

4.(2022?海南卷)一種采用HzO(g)和N2(g)為原料制備NHs(g)的裝置示意圖如下。

工作電源

固體氧化物電解質(zhì)

下列有關(guān)說法正確的是

A.在b電極上，M被還原

B.金屬Ag可作為a電極的材料

C.改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變

D.電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中一不斷減少

【答案】A

【解析】由裝置可知，b電極的N2轉(zhuǎn)化為N%,N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此b為

陰極，電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-,a為陽極，電極反應(yīng)式為2C)2-+4e-=O2,據(jù)此分析解答；

A.由分析可得，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3,N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即N2被還原，

A正確；

B.a為陽極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯(cuò)誤；

C.改變工作電源的電壓，反應(yīng)速率會(huì)加快，C錯(cuò)誤；

D.電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3C)2-,陽極電極反應(yīng)式為2C)2-+4e-=O2,因此固體

氧化物電解質(zhì)中。2-不會(huì)改變，D錯(cuò)誤；

答案選A。

5.(2022?遼寧卷)如圖，c管為上端封口的量氣管，為測定乙酸溶液濃度，量取10.00mL待測樣品加入b

+

A.左側(cè)電極反應(yīng)：2H2O-4e=O2T+4H

B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，b中溶液紅色恰好褪去

C.若c中收集氣體11.20mL,則樣品中乙酸濃度為QlmoLL」

D.把鹽橋換為U形銅導(dǎo)線，不影響測定結(jié)果

【答案】A

【分析】本裝置為電解池，左側(cè)陽極析出氧氣，右側(cè)陰極析出氫氣，據(jù)此分析解題。

+

【詳解】A.左側(cè)陽極析出氧氣，左側(cè)電極反應(yīng)：2H2O-4e=O2T+4H,A正確；

B.右側(cè)電極反應(yīng)2cH3co0H+2e=H2f+2cH3coO-,反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中存在CH3COO,水解后溶液顯堿性,

故溶液為紅色，B錯(cuò)誤；

C.若c中收集氣體11.20mL,若在標(biāo)況下，c中收集氣體的物質(zhì)的量為0.5xl(y3mol,轉(zhuǎn)移電子量為

0.5xl0-3molx4=2x]0-3mol,故產(chǎn)生氫氣：lxlO-3moL則樣品中乙酸濃度為：2xl(?3mol+10+10-3=0.2molLji,

并且題中未給定氣體狀態(tài)不能準(zhǔn)確計(jì)算，C錯(cuò)誤；

D.鹽橋換為U形銅導(dǎo)線則不能起到傳遞離子使溶液呈電中性的效果，影響反應(yīng)進(jìn)行，D錯(cuò)誤；

答案選A。

6.（2022?重慶卷）硝酮是重要的有機(jī)合成中間體，可采用“成對間接電氧化”法合成。電解槽中水溶液的主

要成分及反應(yīng)過程如圖所示。

下列說法錯(cuò)誤的是

A.惰性電極2為陽極B.反應(yīng)前后WOj/WO；數(shù)量不變

C.消耗Imol氧氣，可得到Imol硝酮D.外電路通過Imol電子，可得到Imol水

【答案】C

【詳解】A.惰性電極2,Br被氧化為Bn,惰性電極2為陽極，故A正確;

B.WOj/WO；-循環(huán)反應(yīng)，反應(yīng)前后WO=/WO；-數(shù)量不變，故B正確；

C.總反應(yīng)為氧氣把二丁基-N-羥基胺氧化為硝酮，Imol二丁基-N-羥基胺失去2molH原子生成Imol硝酮,

氧氣最終生成水，根據(jù)氧原子守恒，消耗Imol氧氣，可得到2moi硝酮，故C錯(cuò)誤；

D.外電路通過Imol電子，生成O.51110IH2O2,H2O2最終生成水，根據(jù)氧原子守恒，可得到Imol水，故D

正確；

選C。

7.（2021.全國乙卷）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(huì)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。

下列敘述錯(cuò)誤的是

A.陽極發(fā)生將海水中的cr氧化生成cu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H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣

D.陽極表面形成的Mg（0H）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+、ChMg2+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C1-會(huì)優(yōu)先失電子生成Cb,陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H?和OH\結(jié)合海水成分及電

解產(chǎn)物分析解答。

【詳解】

A.根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的cr會(huì)優(yōu)先失去電子生成CL,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0H-在管道中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生

成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；

C.因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時(shí)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(huì)使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面會(huì)形成Mg(OH)2

等積垢需定期清理，D錯(cuò)誤。

故選D。

8.(2021?全國甲卷)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

0O

H

H2C

IIII2-石

鉛HO—C—C—H0

墨

電1

,（乙醛酸）電

極H

,極

+O

、OOOO

IIIIHHH

HO一C—C—OH?-

C-購

醛

-C乙

（乙二酸）

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

OOOO

B.陽極上的反應(yīng)式為:+2H++2e=IIII+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(shí)，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Bn,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，OH移向陽極。

【詳解】

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時(shí)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(cuò)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(cuò)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2mol,Imol乙二醛生成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(shí)，理論上外電路中遷移了2moi電子，故C錯(cuò)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(xiàng)，故答案為D。

考向三化學(xué)電池裝置分析

9.(2022?全國甲卷)一種水性電解液Zn-MnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)

;存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是

MnCh電極離子選擇隔膜Zn電極

1\X

^

W

一

一

三-

一

二-

W-

二

三

二-

一

夜

I治

H2

IIIIII

A.II區(qū)的K+通過隔膜向III區(qū)遷移

B.I區(qū)的SOj通過隔膜向II區(qū)遷移

+2+

C.MnCh電極反應(yīng)：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+2+

D.電池總反應(yīng)：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn(OH)+Mn+2H2O

【答案】A

【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知,111區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e+4OH=Zn(OH)

I區(qū)MnCh為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個(gè)離

子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因此可以得

到I區(qū)消耗H+,生成Mn2+,II區(qū)的K+向I區(qū)移動(dòng)或I區(qū)的SOt向II區(qū)移動(dòng)，III區(qū)消耗0H-,生成Zn(OH)

廣，II區(qū)的soj向ill區(qū)移動(dòng)或ni區(qū)的K+向n區(qū)移動(dòng)。據(jù)此分析答題。

A.根據(jù)分析，II區(qū)的K+只能向I區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)分析，I區(qū)的SO：向H區(qū)移動(dòng)，B正確；

C.MnCh電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C正確；

D.電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)：+Mn2++2H2。，D正確;

故答案選Ao

10.(2022?福建卷)一種化學(xué)“自充電”的鋅-有機(jī)物電池，電解質(zhì)為KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。將電

池暴露于空氣中，某電極無需外接電源即能實(shí)現(xiàn)化學(xué)自充電，該電極充放電原理如下圖所示。下列說法正

確的是

A.化學(xué)自充電時(shí)，c(OH)增大

B.化學(xué)自充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.化學(xué)自充電時(shí)，鋅電極反應(yīng)式：Zn2++2e-=Zn

D.放電時(shí)，外電路通過0.02mol電子，正極材料損耗0.78g

【答案】A

【詳解】A.由圖可知，化學(xué)自充電時(shí)，消耗。2,該反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-,c(0IT)增大，故A正確;

B.化學(xué)自充電時(shí)，無需外接電源即能實(shí)現(xiàn)化學(xué)自充電，該過程不是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B錯(cuò)誤;

C.由圖可知，化學(xué)自充電時(shí)，鋅電極作陰極，該電極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH,故C錯(cuò)誤;

，消耗2molK+,

外電路通過0.02mol電子時(shí)，正極物質(zhì)增加0.02molK+,增加的質(zhì)量為0.02molx39g/mol=0.78g,故D錯(cuò)誤;

故選Ao

11.(2022.全國乙卷)Li-。?電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究

了一種光照充電LiQ,電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)

(Li++e=Li)和陽極反應(yīng)(Li2C>2+2h+=2Li++O2)對電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是

/光

催

金

充

化

屬

電

\電

鋰

L02%極

i20

電解

質(zhì)

A.充電時(shí)，電池的總反應(yīng)Li?。？=2LI+C>2

B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)

C.放電時(shí)，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移

D.放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)O2+2Li++2e-=Liq2

【答案】C

【解析】充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e=Li+)和陽極反應(yīng)

++

(Li2O2+2h=2Li+O2),則充電時(shí)總反應(yīng)為Li2O2=2Li+Ch,結(jié)合圖示，充電時(shí)金屬Li電極為陰極，光催化

電極為陽極；則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極；據(jù)此作答。

A.光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極

反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2,A正確；

B.充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與

光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；

C.放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；

D.放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2,正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2C>2,D正確；

答案選C。

12.(2022?廣東卷)科學(xué)家基于C1?易溶于CC1,的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可

+

作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：NaTi2(PO4)3+2Na+2e-=Na3Ti2(PO4)3o下列說法正確的

是

A.充電時(shí)電極b是陰極

B.放電時(shí)NaCl溶液的pH減小

C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大

D.每生成ImolCl?,電極a質(zhì)量理論上增加23g

【答案】C

【解析】A.由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知，充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽

極，故A錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)電極反應(yīng)和充電時(shí)相反，則由放電時(shí)電極a的反應(yīng)為岫82儼口）3-2片=M?花①。|）3+22+可

知，NaCl溶液的pH不變，故B錯(cuò)誤；

C.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為9方2仍^）3-21=的電仍04）3+22+,正極反應(yīng)為C4+2e-=2”,反應(yīng)后Na+

和Ct濃度都增大，則放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大，故C正確；

D.充電時(shí)陽極反應(yīng)為2c廠-2片=%個(gè)，陰極反應(yīng)為M/772（PQ）3+2Mf+2e-=M/3"（PQ）3，由得失電

子守恒可知，每生成ImolCL,電極a質(zhì)量理論上增加23g/molx2moi=46g,故D錯(cuò)誤；

答案選C。

13.（2022?浙江卷）通過電解廢舊鋰電池中的LiMn?。,可獲得難溶性的Li2cO,和MnC）2,電解示意圖如下（其

中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì)）。下列說法不也

確的是

A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

2++

B.電極B的電極發(fā)應(yīng)：2H2O+Mn-2e=MnO2+4H

C.電解一段時(shí)間后溶液中Mn"濃度保持不變

D.電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mi?+,再加入Na2cO3溶液以獲得Li2cO3

【答案】C

【解析】A.由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnCh,鎰元素化合價(jià)升高，失電子，則電極B

為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；

B.由電解示意圖可知，電極B上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為了MnCh,電極反應(yīng)式為：2H2O+Mn2+-2e-=MnCh+4H+,

B正確；

++2+

C.電極A為陰極，LiMmCU得電子，電極反應(yīng)式為：2LiMn2O4+6e-+16H=2Li+4Mn+8H2O,依據(jù)得失

電子守恒，電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2。，反應(yīng)生成了Mn2+,Mn?+濃度增大，

C錯(cuò)誤；

++2+

D.電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H=2Li+Mn+3MnO2+2H2O,電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH將鋪離

子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確；

答案選C。

14.（2022?遼寧卷）某儲(chǔ)能電池原理如圖。下列說法正確的是

+

A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2（PO4）3-2C=NaTi2（PO4）3+2Na

B.放電時(shí)cr透過多孔活性炭電極向cc」中遷移

C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移Imol電子，理論上CC14吸收。.5molC12

D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大

【答案】A

+

【分析】放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2（PO4）3-2e=NaTi2（PO4）3+2Na,正極反應(yīng)：Cb+2e-=2Cr,消耗氯氣，

放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，充電時(shí)陽極：2Cl--2e=C12,由此解析。

+

【詳解】A.放電時(shí)負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)：Na3Ti2（PO4）3-2e=NaTi2（PO4）3+2Na,故A

正確；

B.放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，放電時(shí)C1透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，故B錯(cuò)誤；

C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移Imol電子，正極：Cb+2e-=2Cr,理論上CC：釋放0.5molC%,故C錯(cuò)誤；

D.充電過程中，陽極：2Cl-2e=Cl2,消耗氯離子，NaCl溶液濃度減小，故D錯(cuò)誤；

故選Ao

15.（2022?山東卷）設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鉆。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2,

將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoC）2（s）轉(zhuǎn)化為C<?+，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。

溶液溶液溶液

A.裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸

+2+

C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e=Li+Co+4OH-

D.若甲室Co?+減少200mg,乙室C<?+增力口300mg,則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移

【答案】BD

【解析】由于乙室中兩個(gè)電極的電勢差比甲室大，所以乙室是原電池，甲室是電解池，然后根據(jù)原電池、

電解池反應(yīng)原理分析解答。

A.電池工作時(shí)，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體,Co?+在另一個(gè)電極上得到電子，

被還原產(chǎn)生C。單質(zhì)，CH3coO-失去電子后，Na+通過陽膜進(jìn)入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變

為中性，溶液pH減小，A錯(cuò)誤；

B.對于乙室，正極上LiCoCh得到電子，被還原為Co2+,同時(shí)得到Li+,其中的O與溶液中的H+結(jié)合H2O,

因此電池工作一段時(shí)間后應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸，B正確；

++2+

C.電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH、乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+e+4H=Li+Co+2H2O,C錯(cuò)

誤；

02g

D.若甲室Co2+減少200mg,電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為〃（人）=59g/90]x2=0.0068mol,乙室C02+增加300mg,

轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為w（e-）=<：把?xl=0.0051mol,說明此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確；

59g/mol

故合理選項(xiàng)是BD?

16.（2021?河北卷）K—O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說

法錯(cuò)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02通過

B.放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽極

C.產(chǎn)生lAh電量時(shí)，生成KO2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(shí)，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。

【詳解】

A.金屬性強(qiáng)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.由分析可知，放電時(shí)，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(shí)，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(shí)，消耗Imol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為lmolx71g/mol：Imolx32g/moh2.22：

1