2021届高考化学二轮备考专题训练： 电化学选择题（原卷+解析卷）

1 电化学选择题【原卷】 1.（2021·河北高三其他模拟）我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离 子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：Na1-xMnO2 + NaxCn  放电 充电 NaMnO2 + nC。下列说法错误的是 A．电池放电过程中，NaMnO2/Al 上的电势低于石墨烯/Al 上的电势 B．电池放电时，正极发生反应 Na1-xMnO2 + xNa+ + xe- = NaMnO2 C．电池充电时，外接电源的负极连接 NaMnO2/Al 电极 D．电池充电时，Na+由 NaMnO2/Al 电极移向石墨烯/Al 电极 2.（2021·河北高三其他模拟）某研究机构使用 Li—SO2Cl2 电池作为电源电解制 备 Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为 2Li＋SO2Cl2=2LiCl＋ SO2↑，下列说法错误的是 A．电池中 C 电极的电极反应式为 SO2Cl2＋2e-=2Cl-＋SO2↑ B．电池的 e 极连接电解池的 g 极 2 C．膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜 D．电解池中不锈钢电极附近溶液的 pH 减小 3.（2021·河北高三其他模拟）一种烷烃催化转化装置如图所示，下列说法正确的 是( ) A．该装置将电能转化为化学能 B．H+向右侧迁移 C．负极的电极反应式为 C2H6-2e-=C2H4+2H+ D．每消耗 0.1mol C2H6，需要消耗标准状况下的空气 2.8L(设空气中氧气的体积 分数为 20%) 4.（2021·河北高三其他模拟）锂－空气电池是一种可充放电池，电池反应为 2Li ＋O2＝Li2O2，某锂－空气电池的构造原理图如图。下列说法正确的是 A．可选用有机电解液或水性电解液 3 B．含催化剂的多孔电极为电池的负极 C．放电时负极的电极反应式为 Li-e－＝Li+ D．充电时锂电极应连接外接电源的正极 5.（2021·河北高三其他模拟）如图是一种新型燃料电池，O2-可在高温条件下在 固体氧化物电解质中自由移动，电极上产生的均为无毒无害的物质。下列说法正 确的是 A．电极甲为负极，发生氧化反应 B．电池内的 O2-由电极甲移向电极乙 C．电池总反应为 N2H4 +O 2=N2 +2H2O D．当甲电极上有 32g N2H4 消耗时，乙电极上有 22.4L O2 参与反应 6.（2021·河北高三其他模拟）某非水相可充电电池工作原理如图所示，下列说法 错误的是 4 A．充电时，a 接直流电源的负极 B．图中的离子交换膜为阴离子交换膜 C．放电时，正极的电极反应式为 - - - 3Br +2e =3Br D．放电过程中负极区 2Mg  浓度逐渐增大 7.（2021·河北高三其他模拟）焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品加工的防腐剂， 制备示意图如下。已知：2NaHSO3=Na2S2O5+H2O。下列说法不正确．．．的是 A．采用的是阴离子交换膜 B．阳极的电极反应式为 2H2O-4e－= 4H+ + O2↑ C．当阴极生成 0.2 g 气体时，a 室溶液质量减少 1.6 g D．电解后将 b 室溶液进行结晶、脱水，可得到 Na2S2O5 8.（2021·河北高三其他模拟）践行“绿水青山就是金山银山”理念，保护环境，处 理厨房污水是一个重要课题。某科研小组设计使用微生物电池处理污水，装置如 图所示(污水中低浓度有机物可用 C6H12O6 表示)，下列说法正确的是 5 A．b 电极为电池负极 B．b 电极附近溶液的 pH 增大 C．a 电极反应式为 C6H12O6+6 H2O-12e-=6CO2 +24 H+ D．y＜x 9.（2021·河北高三其他模拟）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得 到有价值的化学产品，下图为其工作原理及废水中 2- 2 7Cr O 离子浓度与去除率的关 系。下列说法不正确．．．的是： A．有机物被氧化，M 为电源负极 B．电池工作时，N 极附近溶液 pH 减小 C． 2- 2 7Cr O 离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活 D．处理 0.1 mol 2- 2 7Cr O 时有 0.6 mol H+从交换膜右侧向左侧迁移 6 10．（2021·北京昌平区·高三期末）科学家研制出一种“一分钟充满电”的新型铝离 子电池，该电池以铝和石墨为电极材料，以 AlCl 4 - 和有机阳离子为电解质溶液， 其工作原理如图所示。 下列说法不正确．．．的是( ) A．放电时，Al 为负极，石墨为正极 B．放电时，负极反应：Al-3e-+7AlCl 4  =4Al2Cl 7  C．充电时，石墨电极发生氧化反应 D．充电时，有机阳离子向石墨电极方向移动 11．（2021·山东滨州市·高三一模）科学家以石墨烯为电极材料，设计出一种处理 工业尾气中 3NH 的新方案，其原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．装置工作时H 向阳极迁移，在阳极上发生氧化反应 B．阴极区发生的反应有 3 2Fe e Fe=   ， 2 3 2 24Fe O 4H =4Fe 2H O     7 C．该过程的总反应方程式为 3 2 2 24NH +3O 2N +6H O 通电 D．电路中每转移0.3mol e ，理论上需补充 30.3mol Fe  12．（2021·浙江温州市·高三开学考试）科学家设计的可充电电池的工作原理示意 图如图所示。该可充电电池的放电反应为 x n (1 x) 2 2Li C Li CoO LiC= oO nC  。NA 表示 阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该电池用于电动汽车符合绿色化学观念 B．充电时，阳极反应为 - + 2 (1-x) 2LiCoO -xe =Li CoO +xLi ， +Li 由 B 极移向 A 极 C．该电池用惰性电极电解某电解质溶液时，发现两极只有 H2 和 O2 生成。则电 解一段时间后，该溶液的浓度可能不变 D．若初始两电极质量相等，当转移 4NA 个电子时，两电极质量差为 28g 13．（2021·江苏连云港市·高三开学考试）利用脉冲电源(间歇性通入电流)电解废 液中的 Pb2+实现 Pb 资源化利用，其原理如图所示。下列说法正确的是( ) 8 A．电极 a 上反应为 2H++2e-=H2↑ B．电解总反应为 Cu+Pb2+ 电解 Pb+Cu2+ C．电解产生 1molPb，约有 6.02×1023 个阳离子透过阳离子交换膜 D．脉冲电源电解能提高电解效率，是因为阴极表面阳离子浓度回升 14．（2021·湖北高三开学考试）电解精炼铜的废液中含有大量的 Cu2+和 SO 2- 4 ， 下图为用双膜三室电沉积法采用惰性电极回收废液中铜的装置示意图。下列说法 错误的是( ) A．电极 b 为阴极 B．a 极发生反应的电极反应式为 2Cl--2e-=Cl2↑ C．交换膜 n 为阴离子交换膜 D．若浓缩室得到 1L 0.5mol/L 的 Na2SO4 溶液，则阴极可回收 12.8g 铜(不考虑副 反应) 9 15．（2021·福建高三零模）一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法 正确的是( ) A．使用碱性电解质水溶液 B．放电时，正极反应包括 3Mg2++MgS8 - 6e- =4MgS2 C．使用的隔膜是阳离子交换膜 D．充电时，电子从 Mg 电极流出 16．（2021·福建泉州市·高三其他模拟）双极膜(BP)是一种能将水分子解离成 H+ 和 OH-的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m(PFS)的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．M 为阴离子交换膜，乙为 OH- B．电极 a 的电极反应式为 2H+ +2e-= H2↑ C．电流密度过大，会使 PFS 产品含量降低 D．若制得 1mol[Fe(OH)SO4]3，理论上转移的电子为 2mol 10 17．（2021·山东潍坊市·高三一模）工业吸收 H2S 气体后的 FeCl3 溶液的再生过程 可降解酸性污水中的硝酸盐，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．溶液 M 中的溶质为 FeCl2 B．电极 a 为阴极 C．电极 b 上的反应为： - - - 3 2 22NO +10e +6H O=N +12OH D．随电解的进行，阴极区溶液 pH 增大 18．（2021·山东济南市·高三其他模拟）近期，天津大学化学团队以 CO2 与辛胺 为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法正确的 是( ) A．Ni2P 电极与电源正极相连 B．辛胺转化为辛腈发生了还原反应 11 C．In/In2O3-x 电极上可能有副产物 H2 生成 D．在 In/In2O3-x 电极上发生的反应为 CO2+H2O-2e-=HCOO-+OH- 19．（2021·山东青岛市·高三一模）有机电极材料应用于钠离子电池可实现新型电 池的跨越式发展。如羰基化合物 1，4，5，8-萘四甲酸二酐(NTCDA)展现出高比 容量，放电原理为 ，装置如 图。下列说法正确的是 A．放电时，Na+向 N 移动 B．放电时，负极电极反应： - + x nNa C -xe =nC+xNa C．充电时，M 与电源的负极相连 D．充电时，阴极电极反应： 20．（2021·石家庄市第二十七中学高三一模）研究发现，高温时，利用如图所示 装置(加热装置略去)，加入合适的熔盐电解质(可传导 2O  )可直接电解 2SiO 得到 Si Za Mg  合金，其电解原理为 2 2 通电 SiO Si+O↑。下列说法错误的是( ) 12 A． Ar 气保护 Y 电极，防止高温时被氧气氧化损耗石墨 B．石墨坩埚和与之接触的合金作阳极 C．阳极反应为 2 22O 4e =O   D．合金质量增加 2.8g 时，0.4mol电子由 X 流向电源负极 21．（2021·河北高三其他模拟）一种新型可充放电的铝离子电池放电时的工作原 理如图所示，该电池性能优异。电池总反应为   放电- - 4 n 4 n 2 7充电Al+4AlCl +3C AlCl 3C +4Al Cl ( nC 表示石墨烯)，电解质为有机阳离子与阴 离子( 4AlCl 、 - 2 7Al Cl )组成的离子液体(图中的有机阳离子未标出)。已知能量密度是 指一定的空间或质量物质中储存能量的大小。下列说法错误的是( ) A．以轻金属为负极，有利于提高能量密度 B．充电时，铝电极作阳极 C．放电时，负极发生的反应为 4 2 7Al-3e +7AlCl 4Al l= C   D．充电时， 4AlCl 移向石墨烯一极 13 22．（2021·全国高三专题练习）利用 4CH 燃料电池电解制备  2 4 2Ca H PO 并得到副 产物 NaOH 、 2H 、 2Cl ，装置如图所示( M 、 N、 P 、Q极均为惰性电极)。下列说 法正确的是( ) A． P 极、Q极分别为阴极、阳极 B． A 膜、C 膜均为阳离子交换膜， B 膜为阴离子交换膜 C． M 极上的反应为 2 4 2 2CH 4e 4O CO 2H O     D．理论上， M 极消耗2.24L甲烷， P 极产生 20.4molCl 23．（2021·湖北孝感市·高三月考）研究人员开发了一种新型的硼、氮共 掺杂的多孔石墨烯材料作为正极催化剂的锂-二氧化碳二次电池，实现了碳酸锂 在电池中的高度可逆分解，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，N 极发生还原反应 B．充电时，M 极与电源正极相连 C．放电时，正极反应式为 + - 2 2 34Li +3CO +4e =2Li CO +C 14 D．电解液不可选用水溶液 24．（2021·全国高三专题练习）我国科学家提出了一种利用锂化磷酸钒锂 [Li5V2(PO4)3]实现“先予后取”的自预锂化原理，并应用锂化磷酸钒锂和硬碳组成 了具有高比能量、高比功率和宽工作温区的全电池，示意图如图所示。在充电过 程中，锂离子从 Li5V2(PO4)3 中脱出嵌入到硬碳(C)构成 Li2C，充电反应为 Li5V2(PO4)3+C =Li3V2(PO4)3+Li2C。下列说法错误的是( ) A．充电时 M 与外接电源正极相连 B．充电过程中 Li+向硬碳电极移动 C．该电池放电时，正极反应为 Li3V2(PO4)3+2Li++2e-= Li5V2(PO4)3 D．该电池放电时，负极质量增加 25．（2021·辽宁高三开学考试）我国科研工作者研制出基于PANa (聚丙烯酸钠) 电解质的 Zn  空气可充电电池，该电池具有高容量和超长循环稳定性。PANa 是 一种超强吸水聚合物，可吸收大量  3 2Zn CH COO 和KOH 溶液作为水和离子含量调 节剂形成水凝胶电解质，示意图如图。已知：   22 4Zn 4OH = Zn OH       。下列说法 错误的是( ) 15 A．PANa 是一种有机高分子聚合物，在水溶液中不会发生电离 B．放电时，负极反应式为   2 4Zn 2e 4OH = Zn OH        C．充电时，阴极附近 pH 增大，阳极附近 pH 减小 D．充电时，电路中通过 0.4mol 电子时，有 2.24L(标准状况下) 2O 生成 26．（2021·河北高三其他模拟） 2 2Al H O 电池可作为无人水下航行器动力电池， 已知 2 2H O 是一种弱酸，在强碱性溶液中以 2HO 形式存在。现以 2 2Al H O 为电源(如 甲池所示)，电池总反应为 2 2 22Al 3HO =2AlO OH H O     ，处理有机质废水(如乙池 所示)。下列说法错误的是( )。 A．电池工作时，电子流动路径： Al 电极→导线→ A 电极， B 电极→导线→ b 电 极 B． b 电极的电极反应式为 2 23HO 6e 3H O=9OH    C．乙池工作时，质子将从 A 电极室移向B 电极室 D．若 B 电极上转化 21.5mol CO ，则甲池中溶解 4mol Al 16 27．（2021·河北唐山市·高三一模）新型的高比能量锌-碘溴液流电池工作原理示 意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量，下列叙述正确的是 ( ) A．放电时，a 作电池的负极 B．放电时，b 电极每减少 6.5g，a 极区溶液中将增加 0.2molI- C．充电时，a 电极反应为 - - - - 22I +Br -2e =I Br D．充电时，b 电极接外电源正极 28．（2021·河北张家口市·高三一模）电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有应 用。一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作时，下列说法正确的 是( ) A．a 为直流电源负极 B．阴极区溶液 pH 减小 C．Mn2+、Mn3+之间转化可加快电子转移 17 D．导线中流过 4.5mole-同时阳极区溶液质量增加 44g 29．（2021·河北高三二模）钠硫电池作为一种新型化学电源，具有体积小、容量 大、寿命长、效率高等重要优点。其结构与工作原理如图所示，下列说法错误的 是( ) A．放电过程中，A 极为电源正极 B．放电过程中，电池总反应为 2 x2Na xS=Na S C．充电过程中， Na  由 A 极移动到 B 极 D．充电过程中，外电路中流过0.01mol 电子，负极材料增重0.23g 18 电化学选择题 1.（2021·河北高三其他模拟）我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离 子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：Na1-xMnO2 + NaxCn  放电 充电 NaMnO2 + nC。下列说法错误的是 A．电池放电过程中，NaMnO2/Al 上的电势低于石墨烯/Al 上的电势 B．电池放电时，正极发生反应 Na1-xMnO2 + xNa+ + xe- = NaMnO2 C．电池充电时，外接电源的负极连接 NaMnO2/Al 电极 D．电池充电时，Na+由 NaMnO2/Al 电极移向石墨烯/Al 电极 【答案】AC 【详解】放电过程总反应式为：Na1-xMnO2+NaxCn=nC+NaMnO2，由图示信息知， 负极反应为 NaxCn- - xe-=nC+ xNa+、正极反应为 Na1-xMnO2 + xNa+ + xe- = NaMnO2，则负极是石墨烯/Al，正极为 NaMnO2/Al，则充电时石墨烯/Al 发生还 原反应为阴极，NaMnO2/Al 发生氧化反应为阳极。电池放电过程中，负极是石 墨烯/Al，正极为 NaMnO2/Al，则 NaMnO2/Al 上的电势高于石墨烯/Al 上的电势， A 错误；电池放电时，正极上钠离子得电子发生还原反应，电极方程式为： Na1-xMnO2 + xNa+ + xe- = NaMnO2，B 正确；电池充电时，外接电源的负极连接 阴极即石墨烯/Al 电解，而外接电源的正极连接阳极即 NaMnO2/Al 电极，C 错误； 电池充电时，Na+由阳极移向阴极，即由 NaMnO2/Al 电极移向石墨烯/Al 电极， 19 D 正确。 2.（2021·河北高三其他模拟）某研究机构使用 Li—SO2Cl2 电池作为电源电解制 备 Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为 2Li＋SO2Cl2=2LiCl＋ SO2↑，下列说法错误的是 A．电池中 C 电极的电极反应式为 SO2Cl2＋2e-=2Cl-＋SO2↑ B．电池的 e 极连接电解池的 g 极 C．膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜 D．电解池中不锈钢电极附近溶液的 pH 减小 【答案】BD 【详解】根据电池反应为 2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知，放电时 Li 元素化合价 由 0 价变为+1 价，失去电子，所以 Li 电极是负极，反应式为 2Li-2e-═2Li+，则 碳棒是正极，正极是 SO2Cl2 中+6 价的硫得电子、发生还原反应，电极反应式为 SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑；电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，通过膜 a 进入产 品室 II 室，所以 g 电极为阳极、与锂-磺酰氯（Li-SO2Cl2）电池的正极 C 棒相接， H2PO2-由原料室 III 室通过膜 b 进入产品室 II 室，与 Ni2+生成 Ni(H2PO2)2，h 电 极为阴极，与原电池的 e 电极相接，H2O 或 H+发生得电子的还原反应，电极反 应式为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或 2H++2e-=H2↑，Na+通过膜 c 进入 IV 室，形成闭 合回路，所以膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜，据此分析解答。 由图示可知，Li 电极为负极，发生氧化反应，则 C 电极为正极，发生得电子的 20 还原反应，电极反应式为 SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑，故 A 正确；原电池中 Li 电极 为负极，C 电极为正极，电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，即 g 电极为阳极， 则 h 电极为阴极，与原电池的负极 Li 电极 e 相接，故 B 错误；电解池中，Ni 电 极失去电子生成 Ni2+，通过膜 a 进入产品室 II 室，H2PO2-由原料室 III 室通过膜 b 进入产品室 II 室，在产品室 II 室中与 Ni2+生成 Ni(H2PO2)2，Na+通过膜 c 进入 IV 室，形成闭合回路，所以膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜，故 C 正确；电解池中不锈钢电极即 h 电极为为阴极，电极上 H2O 或 H+发生得电子 的还原反应，电极反应式为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或 2H++2e-=H2↑，所以电极附近 溶液的 pH 增大，故 D 错误。 3.（2021·河北高三其他模拟）一种烷烃催化转化装置如图所示，下列说法正确的 是( ) A．该装置将电能转化为化学能 B．H+向右侧迁移 C．负极的电极反应式为 C2H6-2e-=C2H4+2H+ D．每消耗 0.1mol C2H6，需要消耗标准状况下的空气 2.8L(设空气中氧气的体积 分数为 20%) 【答案】BC 21 【详解】根据图像可知，Fe-Co 合金发生反应：C2H6-2e-=C2H4+2H+，做电池的 负极；正极氧气得电子与氢离子反应生成水。该装置为原电池，是将化学能转化 为电能的装置，A 说法错误；原电池的内电路中，H+向正极移动，即向右侧迁移， B 说法正确；分析可知，负极的电极反应式为 C2H6-2e-=C2H4+2H+，C 说法正确； 每消耗 0.1mol C2H6，转移 0.2mol 电子，需要消耗标准状况下的 0.05mol 氧气， 则需空气 5.6L(设空气中氧气的体积分数为 20%)，D 说法错误。 4.（2021·河北高三其他模拟）锂－空气电池是一种可充放电池，电池反应为 2Li ＋O2＝Li2O2，某锂－空气电池的构造原理图如图。下列说法正确的是 A．可选用有机电解液或水性电解液 B．含催化剂的多孔电极为电池的负极 C．放电时负极的电极反应式为 Li-e－＝Li+ D．充电时锂电极应连接外接电源的正极 【答案】C 【详解】在锂－空气电池中，锂失电子作负极，负极反应式为：Li-e-=Li+，以空 气中的氧气作为正极反应物，氧气得电子生成 Li2O2，正极反应为：O2+2Li++2e －=Li2O2，总反应为：2Li+O2=Li2O2 ，据此解答。应选用有机电解液，水性电 解液会与 Li 直接反应，故 A 错误；含催化剂的多孔电极为电池的正极，故 B 错 误； 放电时负极的电极反应式为 Li-e－＝Li+，故 C 正确；充电时锂电极应连接外接电 22 源的负极，发生电极反应：Li++e-=Li，故 D 错误；故选 C。 5.（2021·河北高三其他模拟）如图是一种新型燃料电池，O2-可在高温条件下在 固体氧化物电解质中自由移动，电极上产生的均为无毒无害的物质。下列说法正 确的是 A．电极甲为负极，发生氧化反应 B．电池内的 O2-由电极甲移向电极乙 C．电池总反应为 N2H4 +O 2=N2 +2H2O D．当甲电极上有 32g N2H4 消耗时，乙电极上有 22.4L O2 参与反应 【答案】AC 【详解】反应生成物均为无毒无害的物质，负极上反应生成氮气，则电池总反应 为：N2H4 +O 2=N2 +2H2O，电极甲发生氧化反应，是负极，故 A 正确；放电时， 阴离子向负极移动，即 O2-由电极乙移向电极甲，故 B 错误；反应生成物均为无 毒无害的物质，负极上反应生成氮气，则电池总反应为：N2H4 +O 2=N2 +2H2O， 故 C 正确；由电池总反应为：N2H4 +O 2=N2 +2H2O 可知，当甲电极上有 1molN2H4 消耗时，乙电极上有 1molO2 被还原，状况不知，所以体积不一定是 22.4LO2， 故 D 错误；故选 C。 6.（2021·河北高三其他模拟）某非水相可充电电池工作原理如图所示，下列说法 错误的是 23 A．充电时，a 接直流电源的负极 B．图中的离子交换膜为阴离子交换膜 C．放电时，正极的电极反应式为 - - - 3Br +2e =3Br D．放电过程中负极区 2Mg  浓度逐渐增大 【答案】BD 【详解】Mg 为原电池的负极，所以充电时，a 接直流电源的负极，A 正确；交 换膜允许 2Mg  通过，应选择阳离子交换膜，B 错误；放电时，正极的电极反应式 为 3Br 2e 3Br    ，C 正确；放电过程中负极区每生成 21mol Mg  ，就会有 21mol Mg  通 过阳离子交换膜，所以 2Mg  中浓度保持不变，故 D 错误。 7.（2021·河北高三其他模拟）焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品加工的防腐剂， 制备示意图如下。已知：2NaHSO3=Na2S2O5+H2O。下列说法不正确．．．的是 A．采用的是阴离子交换膜 B．阳极的电极反应式为 2H2O-4e－= 4H+ + O2↑ C．当阴极生成 0.2 g 气体时，a 室溶液质量减少 1.6 g D．电解后将 b 室溶液进行结晶、脱水，可得到 Na2S2O5 24 【答案】AC 【详解】电解池阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，由装置图可知，电 解池阳极为 a 室稀硫酸溶液，氢氧根离子失电子发生氧化反应，则氢离子将移到 b 室与 Na2SO3 反应生成 NaHSO3，阴极为 c 室，主要成分是 NaHSO3 和 Na2SO3， 氢离子发生还原反应生成氢气，则 c 室中 NaHSO3 转变为 Na2SO3，据此分析解 答。根据分析，a 室中氢离子向 b 室移动，则离子交换膜采用的是阳离子交换膜， 故 A 错误；阳极水失电子发生氧化反应，电极反应式为 2H2O-4e－= 4H+ + O2↑， 故 B 正确；阴极氢离子发生还原反应生成氢气，电极反应为： 2H2O+2e−═H2↑+2OH−，生成气体为氢气，0.2 g 氢气的物质的量为 0.1mol，转移 电子 0.2mol，a 室为阳极，电极反应为 2H2O-4e－= 4H+ + O2↑，氧气从 a 室逸出， 氢离子向 b 室移动，则 a 室中减少的质量为水的质量，根据电子守恒，消耗水的 物质的量为 0.1mol，质量为 0.1molｘ18g/mol=1.8g，故 C 错误；电解后将 b 室得 到 NaHSO3 溶液，NaHSO3 溶液经结晶脱水可得到 Na2S2O5，则结晶脱水过程方 程式可表示为 2NaHSO3 ═Na2S2O5 +H2O，故 D 正确。 8.（2021·河北高三其他模拟）践行“绿水青山就是金山银山”理念，保护环境，处 理厨房污水是一个重要课题。某科研小组设计使用微生物电池处理污水，装置如 图所示(污水中低浓度有机物可用 C6H12O6 表示)，下列说法正确的是 25 A．b 电极为电池负极 B．b 电极附近溶液的 pH 增大 C．a 电极反应式为 C6H12O6+6 H2O-12e-=6CO2 +24 H+ D．y＜x 【答案】BD 【详解】由图示信息知，C6H12O6 在 a 电极上转化为 CO2，其失电子表现还原性， a 电极为负极； 3NO 在 b 电极上得电子生成 N2，b 电极为正极。由以上分析知， b 电极为电池正极，A 不正确；b 电极上，发生反应 2 3NO +10e-+6H2O=N2↑+12OH-， 则电极附近溶液的 pH 增大，B 正确；a 电极上，C6H12O6 失电子转化为 CO2 等， 电极反应式为 C6H12O6+6 H2O-24e-=6CO2 +24H+，C 不正确；在阴、阳离子交换 膜之间的溶液中，为平衡两边电极溶液的电性，Cl-移向 a 电极，Na+移向 b 电极， 则氯化钠溶液的浓度减小，所以 x＞y，D 正确。 9.（2021·河北高三其他模拟）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得 到有价值的化学产品，下图为其工作原理及废水中 2- 2 7Cr O 离子浓度与去除率的关 系。下列说法不正确．．．的是： A．有机物被氧化，M 为电源负极 B．电池工作时，N 极附近溶液 pH 减小 C． 2- 2 7Cr O 离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活 26 D．处理 0.1 mol 2- 2 7Cr O 时有 0.6 mol H+从交换膜右侧向左侧迁移 【答案】BD 【解析】由图知，电子流入电极 N，则 N 电极为正极，发生还原反应，Cr2O72- 得电子生成 Cr3+，M 极失电子发生氧化反应，有机物被氧化生成 CO2，为原电 池的负极，以此解答该题。由分析可知，M 电极有机物失电子发生氧化反应，M 为负极，故 A 正确；根据图示，正极反应为 Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O，消 耗氢离子，N 极附近溶液 pH 增大，故 B 错误；Cr2O72－具有强氧化性，能使蛋 白质变性，浓度较大时，可能会造成还原菌失活，故 C 正确；Cr 元素由+6 价变 为+3 价， 处理 0.l mol Cr2O72-时转移 0.6mol 电子，根据电荷守恒，处理 0.1 mol Cr2O72－时有 0.6 mol H＋从交换膜左侧向右侧迁移，故 D 错误。 10．（2021·北京昌平区·高三期末）科学家研制出一种“一分钟充满电”的新型铝离 子电池，该电池以铝和石墨为电极材料，以 AlCl 4 - 和有机阳离子为电解质溶液， 其工作原理如图所示。 下列说法不正确．．． 的是( ) A．放电时，Al 为负极，石墨为正极 B．放电时，负极反应：Al-3e-+7AlCl 4  =4Al2Cl 7  C．充电时，石墨电极发生氧化反应 D．充电时，有机阳离子向石墨电极方向移动 27 【答案】D 【详解】 A．放电时，铝是活泼的金属铝是负极，不活泼石墨为正极，故 A 正确； B．放电时负极发生氧化反应生成铝离子，铝离子与 AlCl 4  结合生成 Al2Cl 7  ，所 以电极反应式为：Al-3e-+7AlCl 4  =4Al2Cl 7  ，故 B 正确； C．放电时，铝是活泼的金属铝是负极，不活泼石墨为正极；充电时，铝为阴极， 石墨为阳极，阳极发生氧化反应，故 C 正确； D．充电时，铝为阴极，石墨为阳极，有机阳离子向阴极方向移动，故 D 错误； 故选 D。 11．（2021·山东滨州市·高三一模）科学家以石墨烯为电极材料，设计出一种处理 工业尾气中 3NH 的新方案，其原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．装置工作时H 向阳极迁移，在阳极上发生氧化反应 B．阴极区发生的反应有 3 2Fe e Fe=   ， 2 3 2 24Fe O 4H =4Fe 2H O     C．该过程的总反应方程式为 3 2 2 24NH +3O 2N +6H O 通电 D．电路中每转移0.3mol e ，理论上需补充 30.3mol Fe  【答案】BC 【分析】 28 由图示知，该方案为电解原理的应用，右侧电极上 NH3 失电子转化为 N2，故右 侧为阳极，对应电极反应为：2NH3-6e-=N2+6H+，产生氢离子移向左侧阴极，阴 极上 Fe3+得电子生成 Fe2+，Fe2+与 O2 反应再生 Fe3+，循环使用。 【详解】 A．由分析知，H+移向左侧阴极，A 错误； B．阴极区 Fe3+在电极表面得电子生成 Fe2+，发生反应 Fe3++e-=Fe2+，Fe2+与 O2 反应再生 Fe3+，即发生反应 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，B 正确； C．由图示知，Fe2+/Fe3+起催化剂作用，故过程总反应为：4NH3+3O2 通电 2N2+6H2O， C 正确； D．由图示知，Fe3+可通过 Fe2+与 O2 反应再生，理论上不需要补充，D 错误； 故答案选 BC。 12．（2021·浙江温州市·高三开学考试）科学家设计的可充电电池的工作原理示意 图如图所示。该可充电电池的放电反应为 x n (1 x) 2 2Li C Li CoO LiC= oO nC  。NA 表示 阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该电池用于电动汽车符合绿色化学观念 B．充电时，阳极反应为 - + 2 (1-x) 2LiCoO -xe =Li CoO +xLi ， +Li 由 B 极移向 A 极 C．该电池用惰性电极电解某电解质溶液时，发现两极只有 H2 和 O2 生成。则电 解一段时间后，该溶液的浓度可能不变 29 D．若初始两电极质量相等，当转移 4NA 个电子时，两电极质量差为 28g 【答案】D 【分析】 根据可充电电池的工作原理示意图中电子流向可知，A 为负极，B 为正极；充电 时，A 为阴极，B 为阳极；可充电电池的放电反应为 LixCn+Li（1-x） CoO2=LiCoO2+nC，则放电时正极反应为 Li（1-x）CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，充电 时，原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，则反应为 LiCoO2-xe-=Li（1-x） CoO2+xLi+，由此分析解答。 【详解】 A．汽车燃烧汽油等化石燃料，排放的汽车尾气含氮的氧化物，大量氮氧化物排 放到空气中，电动汽车可有效减少大气污染，该电池用于电动汽车符合绿色化学 观念，故 A 正确； B．可充电电池的放电反应为 LixCn+Li（1-x）CoO2=LiCoO2+nC，则放电时正极反 应为 Li（1-x）CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，充电时，原电池的正极即为电解池的阳极， 反应逆转，则反应为 LiCoO2-xe-=Li（1-x）CoO2+xLi+，阳离子由阳极 B 向阴极 A 移动，故 B 正确； C．两极只有 H2 和 O2 生成，应为电解水型的电解，电解时阳极反应为： 4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极反应为：4H++4e-=2H2↑，可为电解含氧酸溶液、强碱 溶液或活泼金属的含氧酸盐溶液，由于溶剂 H2O 减小，若电解的溶液为饱和溶 液，则浓度不变，故 C 正确； D．若初始两电极质量相等，当转移 4NA 个电子时，负极减少 4molLi 其质量为 28g，正极有 4molLi+迁入，其质量为 28g，两电极质量差为 56g，故 D 错误； 30 故选：D。 13．（2021·江苏连云港市·高三开学考试）利用脉冲电源(间歇性通入电流)电解废 液中的 Pb2+实现 Pb 资源化利用，其原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极 a 上反应为 2H++2e-=H2↑ B．电解总反应为 Cu+Pb2+ 电解 Pb+Cu2+ C．电解产生 1molPb，约有 6.02×1023 个阳离子透过阳离子交换膜 D．脉冲电源电解能提高电解效率，是因为阴极表面阳离子浓度回升 【答案】D 【分析】 该电解池电解废液中的 Pb2+得到 Pb，含 Pb 废水通入 b 电极区，Pb2+在 b 电极处 放电生成 Pb，故 b 为阴极，电极反应为 Pb2++2e-=Pb，a 为阳极，电极反应为 2H2O-4e-=O2  +4H+，总反应为 2Pb2++2H2O 电解 O2  +4H++2Pb。 【详解】 A．根据分析，电极 a 为阳极，反应为 2H2O-4e-=O2  +4H+，A 错误； B．根据分析，总反应为 2Pb2++2H2O 电解 O2  +4H++2Pb，B 错误； C．电解产生 1molPb，转移电子的物质的量为 2mol，阳极区的 Na+、H+均为+1 价离子，因此有 2mol 的阳离子通过阳离子交换膜，C 错误； 31 D．在电解过程中，离子浓度会迅速降低，采用脉冲电解，在断电间隙时间内， 可以让阴、阳离子充分的移动到阳极和阴极附近，离子浓度又会得到迅速恢复和 补充，电极区相关离子浓度更大，有利于电解，D 正确； 故选 D。 14．（2021·湖北高三开学考试）电解精炼铜的废液中含有大量的 Cu2+和 SO 2- 4 ， 下图为用双膜三室电沉积法采用惰性电极回收废液中铜的装置示意图。下列说法 错误的是( ) A．电极 b 为阴极 B．a 极发生反应的电极反应式为 2Cl--2e-=Cl2↑ C．交换膜 n 为阴离子交换膜 D．若浓缩室得到 1L 0.5mol/L 的 Na2SO4 溶液，则阴极可回收 12.8g 铜(不考虑副 反应) 【答案】D 【详解】 A．由题图可知，Na  与 2 4SO  透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知电极 b 为阴极，电极 a 为阳极，故 A 正确； B．a 极为阳极，电极上Cl 发生氧化反应生成 2Cl ，发生反应的电极反应式为 22Cl 2e Cl=  ，故 B 正确； 32 C．阴极区 2 4SO  通过交换膜 n 进入浓缩室，故交换膜 n 为阴离子交换膜，故 C 正 确； D．若浓缩室得到 1 L 0.5 1mol L 的 2 4Na SO 溶液，则有 0.4 mol 2 4SO  进入浓缩室， 电路上有 0.8 mol 电子通过，可析出 0.4 mol Cu，其质量为 25.6 g，故 D 错误； 答案选 D。 15．（2021·福建高三零模）一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法 正确的是( ) A．使用碱性电解质水溶液 B．放电时，正极反应包括 3Mg2++MgS8 - 6e- =4MgS2 C．使用的隔膜是阳离子交换膜 D．充电时，电子从 Mg 电极流出 【答案】C 【分析】 Mg 为活泼金属，所以放电时 Mg 被氧化，Mg 电极为负极，聚合物电极为正极。 【详解】 A．碱性电解质水溶液中负极生成的 Mg2+会生成 Mg(OH)2 沉淀，降低电池效率， A 错误； B．放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，包括 3Mg2++MgS8 +6e- 33 =4MgS2，B 错误； C．据图可知 Mg2+要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子 交换膜，C 正确； D．放电时 Mg 电极发生氧化反应，充电时 Mg 电极得电子发生还原反应，即电 子流入 Mg 电极，D 错误； 综上所述答案为 C。 16．（2021·福建泉州市·高三其他模拟）双极膜(BP)是一种能将水分子解离成 H+ 和 OH-的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m(PFS)的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．M 为阴离子交换膜，乙为 OH- B．电极 a 的电极反应式为 2H+ +2e-= H2↑ C．电流密度过大，会使 PFS 产品含量降低 D．若制得 1mol[Fe(OH)SO4]3，理论上转移的电子为 2mol 【答案】D 【详解】 A．由甲中的产物为硫酸，所以硫酸根从硫酸铁进入到硫酸室中，M 为阴离子交 换膜，要有 PFS 生成，甲为 H+，乙为 OH-，故 A 正确； B．由 EP 的性质，乙为 OH-，甲为 H+，所以 a 为阴极电极反应式为 2H+ +2e-= H2↑， 34 故 B 正确； C．电流过大会使 OH-进入到硫酸铁室中，生成氢氧化铁沉淀，使 PFS 含量降低， 故 C 正确； D．若制得 1mol[Fe(OH)SO4]3，则有 3molOH-进入到硫酸铁室中，理论上转移的 电子为 3mol，故 D 错误； 故选 D。 17．（2021·山东潍坊市·高三一模）工业吸收 H2S 气体后的 FeCl3 溶液的再生过程 可降解酸性污水中的硝酸盐，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．溶液 M 中的溶质为 FeCl2 B．电极 a 为阴极 C．电极 b 上的反应为： - - - 3 2 22NO +10e +6H O=N +12OH D．随电解的进行，阴极区溶液 pH 增大 【答案】D 【详解】 A．溶液 M 为吸收 H2S 气体后的 FeCl3 溶液，硫化氢与氯化铁反应生成硫单质、 氯化亚铁和 HCl，同时还有剩余的氯化铁，故 A 错误； B．由装置可知 b 电极的反应为硝酸根转变成氮气，得电子的电极应为阴极，则 35 a 为阳极，故 B 错误； C．电解质溶液呈酸性，电极 b 上的反应为： - - 3 2 22NO +10e +12H =N +6H O  ，故 C 错误； D．由 b 电极的反应可知，反应消耗氢离子，氢离子浓度减小，pH 值增大，故 D 正确； 故选：D。 18．（2021·山东济南市·高三其他模拟）近期，天津大学化学团队以 CO2 与辛胺 为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法正确的 是( ) A．Ni2P 电极与电源正极相连 B．辛胺转化为辛腈发生了还原反应 C．In/In2O3-x 电极上可能有副产物 H2 生成 D．在 In/In2O3-x 电极上发生的反应为 CO2+H2O-2e-=HCOO-+OH- 【答案】AC 【详解】 A．辛胺在 Ni2P 电极转化为辛腈，发生氧化反应，Ni2P 电极是电解池的阳极， 与电源正极相连，A 正确； B．辛胺转化为辛腈为去氢反应，去氢反应属于氧化反应，B 错误； 36 C．In/In2O3-x 电极为阴极，H+可能在该电极上发生反应生成 H2，所以 In/In2O3-x 电极上可能有副产物 H2 生成，C 正确； D．In/In2O3-x 电极为阴极，阴极上 CO2 发生得电子的还原反应生成 HCOO-，电 极反应式为：CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-，D 错误； 故选 AC。 19．（2021·山东青岛市·高三一模）有机电极材料应用于钠离子电池可实现新型电 池的跨越式发展。如羰基化合物 1，4，5，8-萘四甲酸二酐(NTCDA)展现出高比 容量，放电原理为 ，装置如 图。下列说法正确的是 A．放电时，Na+向 N 移动 B．放电时，负极电极反应： - + x nNa C -xe =nC+xNa C．充电时，M 与电源的负极相连 D．充电时，阴极电极反应： 【答案】B 【分析】 由总反应可知 x nNa C 转化成 +C Na、 ，其中 C 化合价升高失电子，可知该转化过程 37 应为负极反应，则 N 为负极，M 为正极，据此解答。 【详解】 A．原电池中阳离子向正极移动，则 Na+向 M 移动，故 A 错误； B．由分析知，负极 x nNa C 转化 +C Na、 ，电极反应为： - + x nNa C -xe =nC+xNa ，故 B 正确； C．充电时原电池的负极接电源的负极，正极接电源的正极，则 M 与电源的正 极相连，故 C 错误； D．充电时，阴极电极反应： + - x nnC+xNa xe =Na C+ ，故 D 错误； 故选：B。 20．（2021·石家庄市第二十七中学高三一模）研究发现，高温时，利用如图所示 装置(加热装置略去)，加入合适的熔盐电解质(可传导 2O  )可直接电解 2SiO 得到 Si Za Mg  合金，其电解原理为 2 2 通电 SiO Si+O↑。下列说法错误的是( ) A． Ar 气保护 Y 电极，防止高温时被氧气氧化损耗石墨 B．石墨坩埚和与之接触的合金作阳极 C．阳极反应为 2 22O 4e =O   D．合金质量增加 2.8g 时，0.4mol电子由 X 流向电源负极 【答案】B 【分析】 38 由题给示意图可知，该装置为电解池，石墨电极为电解池的阳极，氧离子在阳极 上失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为 2O2——4e—=O2↑高温下氧气 与石墨发生反应生成碳的氧化物会损耗阳极，石墨坩埚和与之接触的合金做阴 极，二氧化硅在阴极上得到电子发生还原反应生成生成硅，电极反应式为 SiO2+4e—=Si+2O2—。 【详解】 A．由分析可知，石墨电极为电解池的阳极，氧离子在阳极上失去电子发生氧化 反应生成氧气，高温下氧气与石墨发生反应生成碳的氧化物会损耗阳极，则电解 过程中需在阳极通入氩气气保护 Y 电极，防止高温时被氧气氧化损耗石墨，故 A 正确； B．由分析可知，石墨坩埚和与之接触的合金做阴极，故 B 错误； C．由分析可知，石墨电极为电解池的阳极，氧离子在阳极上失去电子发生氧化 反应生成氧气，电极反应式为 2O2——4e—=O2↑，故 C 正确； D．由分析可知，墨坩埚和与之接触的合金做阴极，二氧化硅在阴极上得到电子 发生还原反应生成生成硅，电极反应式为 SiO2+4e—=Si+2O2—，合金质量增加 2.8g 时，阳极生成 0.1mol 硅，有 0.4mol 电子流向负极，故 D 正确； 故选 B。 21．（2021·河北高三其他模拟）一种新型可充放电的铝离子电池放电时的工作原 理如图所示，该电池性能优异。电池总反应为   放电- - 4 n 4 n 2 7充电Al+4AlCl +3C AlCl 3C +4Al Cl ( nC 表示石墨烯)，电解质为有机阳离子与阴 离子( 4AlCl 、 - 2 7Al Cl )组成的离子液体(图中的有机阳离子未标出)。已知能量密度是 指一定的空间或质量物质中储存能量的大小。下列说法错误的是( ) 39 A．以轻金属为负极，有利于提高能量密度 B．充电时，铝电极作阳极 C．放电时，负极发生的反应为 4 2 7Al-3e +7AlCl 4Al l= C   D．充电时， 4AlCl 移向石墨烯一极 【答案】B 【分析】 结合图示，电池总反应   放电- - 4 n 4 n 2 7充电Al+4AlCl +3C AlCl 3C +4Al Cl ，放电时为原电池， Al 作负极，电极反应为 - - - 4 2 7Al-3e +7AlCl =4Al Cl ，石墨稀作正极，电极反应为   - - n 4 n 4=C AlCl +e C +AlCl ，充电时为电解池，石墨稀作阳极，电极反应为  - - n 4 n 4C +AlCl -e C AlCl= ，Al 作阴极，电极反应为 - - - 2 7 44Al Cl +3e =Al+7AlCl ，据此分析解 答。 【详解】 A．能量密度是指一定的空间或质量物质中储存能量的大小，即能量密度 =     J g负 电池 容量 极质量 的 ，轻金属为负极时，质量小，单位质量的能量密度越高，有利于 提高能量密度，故 A 正确； B．根据分析，充电时为电解池，铝电极作阴极，故 B 错误； C．根据分析，放电时为原电池，Al 为负极，负极发生的反应为 - - - 4 2 7Al-3e +7AlCl =4Al Cl ，故 C 正确； D．根据分析，充电时为电解池，石墨稀为阳极，Al 为阴极，电解池中，阴离子 40 向阳极移动，则 4AlCl 移向石墨烯一极，故 D 正确； 答案选 B。 22．（2021·全国高三专题练习）利用 4CH 燃料电池电解制备  2 4 2Ca H PO 并得到副 产物 NaOH 、 2H 、 2Cl ，装置如图所示( M 、 N、 P 、Q极均为惰性电极)。下列说 法正确的是( ) A． P 极、Q极分别为阴极、阳极 B． A 膜、C 膜均为阳离子交换膜， B 膜为阴离子交换膜 C． M 极上的反应为 2 4 2 2CH 4e 4O CO 2H O     D．理论上， M 极消耗2.24L甲烷， P 极产生 20.4molCl 【答案】B 【分析】 由装置图知左边装置：甲烷燃料电池装置，属于原电池 M 极为负极，电极反应为 2 4 2 2CH 8e 4O CO 2H O    N极为正极，电极反应为 2 2O 4e 2O  右边装置：电解池装置 P 极为阳极，电极反应为 22Cl 2e Cl   41 Q极为阴极，电极反应为 2 22H O 2e 2OH H    【详解】 A．由可知，P 极与燃料电池正极相连，为电解池的阳极，Q极为阴极，A 错误； B．由上述分析可知， 2Ca  通过A 膜向产品室移动，原料室中的 Na  通过C 膜向阴 极室移动， 2 4H PO 通过 B 膜向产品室移动，所以，A 膜、C 膜均为阳离子交换膜， B 膜为阴离子交换膜，B 正确； C． M 极为负极，电极反应为 2 4 2 2CH 8e 4O CO 2H O    ，C 错误； D．题中未说明温度、压强，无法计算2.24L甲烷的物质的量(若题目中说明 4CH 为 标准状况下的气体，则甲烷是0.1mol，整个电路中通过的电子数目相等，消耗0.1mol 甲烷时，电路中通过0.8mol电子， P 极得到 20.4molCl )，D 错误； 故选 B。 23．（2021·湖北孝感市·高三月考）研究人员开发了一种新型的硼、氮共 掺杂的多孔石墨烯材料作为正极催化剂的锂-二氧化碳二次电池，实现了碳酸锂 在电池中的高度可逆分解，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是( ) A．放电时，N 极发生还原反应 B．充电时，M 极与电源正极相连 C．放电时，正极反应式为 + - 2 2 34Li +3CO +4e =2Li CO +C 42 D．电解液不可选用水溶液 【答案】B 【分析】 根据题给装置图可知，放电时 Li+移向 N 极，则 N 极为正极，正极上 CO2 和 Li+ 发生还原反应生成 Li2CO3 和 C；M 极为负极，负极上 Li 发生氧化反应生成 Li+。 充电时 Li+移向 M 极，则 M 极为阴极，Li+得电子生成 Li，N 极为阳极，C 发生 氧化反应生成 CO2。 【详解】 A．放电时 N 为正极，得电子发生还原反应，故 A 正确； B．充电时 M 为阴极，与电源的负极相连，故 B 错误； C．放电时 N 为正极，正极上 CO2 和 Li+发生还原反应生成 Li2CO3 和 C，电极 反应为 + - 2 2 34Li +3CO +4e =2Li CO +C，故 C 正确； D．Li 单质性质活泼，若选用水溶液，Li 会与水反应降低电池效率，故 D 正确； 综上所述答案为 B。 24．（2021·全国高三专题练习）我国科学家提出了一种利用锂化磷酸钒锂 [Li5V2(PO4)3]实现“先予后取”的自预锂化原理，并应用锂化磷酸钒锂和硬碳组成 了具有高比能量、高比功率和宽工作温区的全电池，示意图如图所示。在充电过 程中，锂离子从 Li5V2(PO4)3 中脱出嵌入到硬碳(C)构成 Li2C，充电反应为 Li5V2(PO4)3+C =Li3V2(PO4)3+Li2C。下列说法错误的是( ) 43 A．充电时 M 与外接电源正极相连 B．充电过程中 Li+向硬碳电极移动 C．该电池放电时，正极反应为 Li3V2(PO4)3+2Li++2e-= Li5V2(PO4)3 D．该电池放电时，负极质量增加 【答案】D 【分析】 根据充电过程中，锂离子从 Li5V2(PO4)3 中脱出嵌入到硬碳构成 Li2C，可知充电 时 Li3V2(PO4)3 电极为阳极，硬碳电极为阴极。充电时阳极反应为 Li5V2(PO4)3-2e-=Li3V2(PO4)3+2Li+，阴极反应为 2Li++C+2e-=Li2C，充电时总反应 为 Li5V2(PO4)3+C=Li3V2(PO4)3+Li2C；放电时负极反应为 Li2C-2e-=2Li++C，正极 反应为 Li3V2(PO4)3+2Li++2e-= Li5V2(PO4)3，原电池总反应为 Li3V2(PO4)3+Li2C=Li5V2(PO4)3+C。 【详解】 A．充电时 Li5V2(PO4)3 电极为阳极，则 M 与外接电源正极相连，A 项正确； B．充电过程中阳离子(Li+)向阴极(硬碳电极)移动，B 项正确； C．由上述分析知，正极反应为 Li3V2(PO4)3+2Li++2e-= Li5V2(PO4)3，C 项正确； D．该电池放电时，负极中嵌入的锂离子脱出进入溶液，负极质量减小，D 项错 误； 44 故答案选 D。 25．（2021·辽宁高三开学考试）我国科研工作者研制出基于PANa (聚丙烯酸钠) 电解质的 Zn  空气可充电电池，该电池具有高容量和超长循环稳定性。PANa 是 一种超强吸水聚合物，可吸收大量  3 2Zn CH COO 和KOH 溶液作为水和离子含量调 节剂形成水凝胶电解质，示意图如图。已知：   22 4Zn 4OH = Zn OH       。下列说法 错误的是( ) A．PANa 是一种有机高分子聚合物，在水溶液中不会发生电离 B．放电时，负极反应式为   2 4Zn 2e 4OH = Zn OH        C．充电时，阴极附近 pH 增大，阳极附近 pH 减小 D．充电时，电路中通过 0.4mol 电子时，有 2.24L(标准状况下) 2O 生成 【答案】A 【详解】 A．PANa 为有机物钠盐，在水溶液中电离出聚丙烯酸根离子和 Na＋，A 错误； B．放电时负极锌失去电子后结合 OH－生成   2 4Zn OH    ，负极反应式为   2 4Zn 2e 4OH = Zn OH        ，B 正确； C．充电时，阴极反应式为   2 4Zn OH    ＋2e－=Zn＋4OH－，阴极附近 OH－浓度增 大，pH 增大，阳极反应式为 4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，阳极附近 OH－浓度减小， pH 减小，C 正确； D．充电时，阳极反应式为 4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，电路中通过 0.4mol 电子时， 45 有 0.1mol O2 生成，在标准状况下体积为 0.1mol×22.4L/mol=2.24L，D 正确； 故答案为 A。 26．（2021·河北高三其他模拟） 2 2Al H O 电池可作为无人水下航行器动力电池， 已知 2 2H O 是一种弱酸，在强碱性溶液中以 2HO 形式存在。现以 2 2Al H O 为电源(如 甲池所示)，电池总反应为 2 2 22Al 3HO =2AlO OH H O     ，处理有机质废水(如乙池 所示)。下列说法错误的是( )。 A．电池工作时，电子流动路径： Al 电极→导线→ A 电极， B 电极→导线→ b 电 极 B． b 电极的电极反应式为 2 23HO 6e 3H O=9OH    C．乙池工作时，质子将从 A 电极室移向B 电极室 D．若 B 电极上转化 21.5mol CO ，则甲池中溶解 4mol Al 【答案】A 【详解】 根据题干信息结合原电池与电解池的原理可知，甲池是原电池，Al 电极为负极， b 电极为正极，乙池是电解池，B 电极二氧化碳转化为甲烷，C 元素化合价降低， 发生还原反应，则为电解池的阴极，与电源的负极相连，A 电极为阳极，与电源 的正极相连，其电解反应或物质转化如下： 甲池(原电池) 乙池(电解池) 46 电极 电极反应 电极 电极反应(或物质转化) 正极 (电极) - 2 23HO +6e 3H O=9OH  阳极 (电极) 有机质发生失电子的氧化 反应生成二氧化碳 负极 (电极) 2 22Al 6e 8OH =2AlO 4H O     阴极 (电极) 2 4 28e 8H 4H OCO CH     A．电子流动的路径为：电源负极→导线→电解池的阴极，电解池的阳极→导线 →电源正极，即Al 电极→导线→ B 电极，A 电极→导线→b 电极，A 错误； B．由上述分析可知， b 电极 2HO 发生得电子的还原反应，其电极反应式为 2 23HO 6e 3H O=9OH    ，B 正确； C．在电解池里，通常情况下，阳离子向阴极移动，即质子将从 A 电极室移向 B 电极室，C 正确； D．若 B 电极上转化 21.5mol CO ，说明电路中有1.5mol 8=12mol e-转移，根据电子转 移数守恒可知，甲池中溶解12mol =4mol3 Al，D 正确； 答案选 A。 27．（2021·河北唐山市·高三一模）新型的高比能量锌-碘溴液流电池工作原理示 意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量，下列叙述正确的是 ( ) 47 A．放电时，a 作电池的负极 B．放电时，b 电极每减少 6.5g，a 极区溶液中将增加 0.2molI- C．充电时，a 电极反应为 - - - - 22I +Br -2e =I Br D．充电时，b 电极接外电源正极 【答案】BC 【分析】 放电时 Zn 被氧化为 Zn2+，为负极，即 b 极为负极，则 a 极为正极；则充电时 a 极发生氧化反应为阳极，b 极发生还原反应为阴极。 【详解】 A．放电时 Zn 被氧化为 Zn2+，为负极，即 b 极为负极，则 a 极为正极，A 错误； B．放电时 b 极反应为 Zn-2e-=Zn2+，减少 6.5g 即反应 0.1molZn，转移 0.2mol 电子，a 极反应为 I2Br-+2e-=2I-+Br-，根据电子守恒可知增加 0.2molI-，B 正确； C．放电时 a 极反应为 I2Br-+2e-=2I-+Br-，则充电时电极反应为 2I-+Br-2e--=I2Br-， C 正确； D．充电时 b 极为阴极，接外电源的负极，D 错误； 综上所述答案为 BC。 28．（2021·河北张家口市·高三一模）电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有应 用。一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作时，下列说法正确的 是( ) 48 A．a 为直流电源负极 B．阴极区溶液 pH 减小 C．Mn2+、Mn3+之间转化可加快电子转移 D．导线中流过 4.5mole-同时阳极区溶液质量增加 44g 【答案】AC 【分析】 根据图示，与电源 b 极相连的电极上 Mn2+失去电子转化为 Mn3+，发生氧化反应， 则该电极为阳极，b 为电源的正极，因此 a 为电源的负极，左侧电极为阴极，结 合电解原理分析判断。 【详解】 A．根据上述分析，a 为直流电源的负极，故 A 正确； B．右侧电极为阳极，阳极上 Mn2+失去电子转化为 Mn3+，然后 Mn3+与 FeS 发生 氧化还原反应生成 Fe3+和 SO 2- 4 ，反应的方程式为 9Mn2+-9 e-=9Mn3+、 9Mn3++FeS+4H2O= Fe3++SO 2- 4 + 9Mn2++8H+，阴极上的电极反应式为 2H++2e-=H2↑，氢离子通过质子交换膜移向阴极，阴极区溶液的 pH 基本不变， 故 B 错误； C．Mn2+、Mn3+之间转化可以不断提供 Mn3+，使得脱硫反应不断进行，右侧能 够加快脱硫反应，加快电子的转移，故 C 正确； 49 D．阳极区的反应有 9Mn2+-9 e-=9Mn3+、9Mn3++FeS+4H2O= Fe3++SO 2- 4 + 9Mn2++8H+，当导线中流过 4.5mole-，有 0.5mol FeS 溶解，质量为 0.5mol×88g/mol=44g，但阴极区的氢离子移向阳极区，导致阳极区溶液质量增加 少于 44g，故 D 错误； 故选 AC。 29．（2021·河北高三二模）钠硫电池作为一种新型化学电源，具有体积小、容量 大、寿命长、效率高等重要优点。其结构与工作原理如图所示，下列说法错误的 是( ) A．放电过程中，A 极为电源正极 B．放电过程中，电池总反应为 2 x2Na xS=Na S C．充电过程中， Na  由 A 极移动到 B 极 D．充电过程中，外电路中流过0.01mol 电子，负极材料增重0.23g 【答案】AC 【详解】 A．由图可知，充电时，A 接电源的负极，则放电时，A 极为电源负极，故 A 错 误； B．放电过程中，钠作负极失电子，变成钠离子，移向正极，在正极生成 2 xNa S ， 电池总反应为 2 x2Na xS=Na S ，故 B 正确； 50 C．充电过程中， Na  移向阴极，即由 B 极移动到 A 极，故 C 错误； D．充电过程中，外电路中流过0.01mol 电子，有 0.01mol 钠离子转化成钠单质， 所以负极材料增重0.23g ，故 D 正确； 故选 AC。