2021屆新高考108所名校化學押題考點

押題精選06電化學及其應用

1.榮獲2019年諾貝爾化學獎的吉野彰是最早開發具有商業價值鋰離子電池的日本科學家，他設計的可充

電電池的工作原理示意圖如圖所示。該可充電電池的放電反應為LixCn+Li（i-x）CoO2=LiCoO2+nC（x<1）,NA

表示阿伏加德羅常數的值。下列說法不正確的是

A.該電池用于電動汽車可有效減少光化學煙霧污染

B.充電時，Li+由A極移向B極

C.充電時，陽極反應為LiCoO2—xe=Liu、）CoO2+xLi+

D.若初始兩電極質量相等，當轉移2必個電子時，兩電極質量差為28g

【答案】B

【詳解】

A.汽車燃燒汽油等化石燃料，排放的汽車尾氣含氮的氧化物，大量氮氧化物排放到空氣中，產生光化學

煙霧，電動汽車可的效減少汽車尾氣，從而減少光化學煙霧污染，故A正確；

B.放電時為原電池，據圖可知A為負極，B為正極，充電時為電解池，則A為陰極，B為陽極，電解池

中陽離子流向陰極，所以Li+由B極移向A極，故B錯誤；

C.可充電電池的放電反應為LixCn+Li（i-x）CoO2=LiCoO2+nC,則放電時正極反應為

+

Li（l-x）CoO2+xLi+xe=LiCoO2,充電時，原電池的正極即為電解池的陽極，反應逆轉，則反應為

LiCoO2-xe=Li（i-x）CoO2+xLi+,故C正確：

D.若初始兩電極質量相等，當轉移2NA個電子時，負極減少2moiLi,其質量為14g,正極有2moiLi+遷入,

其質量為14g,兩電極質量差為28g,故D正確：

綜上所述答案為B。

2.采用曝氣一電解生物浮床法，可將河道水體中的NH：、HzPO；等離子轉化為MgHPO?、Mg3（PC>4）2等

沉淀，以實現水體高營養化治理，原理如圖。通電一段時間后，生物質碳中發現大量塊狀白色沉淀。下列

說法錯誤的是（）

A.電解過程中，NH：向石墨電極區遷移

B.陽極發生的主要電極反應為Mg-2e=Mg2+

C.電解過程中，水體的pH將會降低

D.當電路中通過1mole時，理論上陰極產生11.2L（標準狀況）氣體

【答案】C

【解析】

【分析】

鎂鋁合金是陽極，電極反應為Mg-2e=M『+,石墨是陰極，陰極反應為2H2O+2e=2OH+H2T，由此分析。

【詳解】

A.電解過程中，鎂鋁合金是陽極，石墨是陰極，陽離子向陰極移動，NH；向石墨電極區遷移，故A正確:

B.陽極發生氧化反應，主要電極反應為Mg-2c=Mg2，故B正確；

C.電解過程中，陰極反應為2H2O+2e—=2014一+a3水體的pH將會升高，故C錯誤；

D.當電路中通過Imole時，根據2H2O+2e-=2OK+H2f生成0.5mol氣體，理論上陰極產生11.2L（標準

狀況汽體，故D正確；故選C。

3.研究發現，1100。（2時，加入合適的熔鹽電解質可直接電解SiCh,電解原理為SiCh曾Si+ChJ利用下

圖裝置電解SiS（加熱裝置略去），得到的Si直接進入鋅鎂合金形成硅鋅鎂合金，再通過真空蒸儲除去鋅鎂

得到高純硅。下列說法不正確的是（）

出氣口xY通氣氣

:寸才日

A.X極接正極

B.通入氮氣的目的是防止高溫時氧氣氧化石墨電極

C.陽極反應為2O"4e-=O2f

D.當電路中通過0.4mol電子時，合金質量增加2.8g

【答案】A

【解析】

A.電解SiCh得到的Si直接進入鋅鎂合金形成硅鋅鎂合金，同時為防止與石墨生煙作陽極使與之接觸的合

金放電，X極應接電源的負極，Y極應接電源的正極，故A錯誤；

B.在陽極2O"4e-=O2T，產生氧氣，防止高溫時氧氣氧化石墨電極，在陽極通入鼠氣，故B正確；

C.陽極發生失電子的氧化反應，陽極電極反應為2O"4e-=O23故C正確；

D.由陰極的電極反應Si，++4e-=Si可知，當電路中通過0.4mol電子時，產生O.lmolSi,即合金質量增加

2.8g,故D正確：答案為A。

4.重銘酸鉀是工業合成的常用氧化劑和催化劑，如圖所示的微生物電池，能利用KaCnCh實現對含苯酚(或

醛類)廢水的有效處理，該電池工作一段時間后，中間室內的NaCl溶液濃度減小，則下列敘述正確的是

A.a電極為負極，電子從a電極經過中間室到達b電極

B.M為陽離子交換膜，電解過程中中閭室內的n(NaCl)減小

+

C.史理含苯甲醛廢水時a電極反應式為：C6H5cHO—32e+13H2O=7CO2+32H

D.當b電極消耗等物質的量的KzCnCh時，a電極消耗的C6HsOH或C6HseHO的物質的量之比為8：7

【答案】CD

【解析】

A.根據電池裝置圖可知，a極上苯酚或苯甲醛反應生成CO2,碳元素化合價升高發生氧化反應，故a極為

負極，電子從a電極經過導線到達b電極，A錯誤；

B.因陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，為保證電解質溶液導電的穩定性，M應為陰離子交換膜，中

間室內的n(NaCl)減小,B錯誤；

c.處理含苯甲醛廢水時，苯甲醛中碳元素失電子化合價升高生成CO2,根據元素和電荷守恒，電極反應式

+

為C6H5CHO-32e+13H2O=7CO2+32H,C正確；

D.b極上，CnCM-中鋁元素化合價降低生成Cr(OH)3,每消耗ImolKzSCh轉移6mol電子，當轉移6mol

電子E寸，根據電極反應式C6H5OH-28e>lIH2O=6CO2+28H\C6H5cH0—32屋+13H2O7CS+32H+可知,

AA

消耗的的C6H50H或CHCHO的物質的量之比為一:―=8:7,D正確；

652832

答案選CDo

5.用下圖所示裝置及試劑進行鐵的電化學腐蝕實驗探究，測定具支錐形瓶中壓強隨時間變化關系以及溶

解氧隨時間變化關系的曲線如下。

5

4.

4.0pH=2.0

3.

3.

Z5pH>4.0

pH=6.0

0

5

2.0......................................—'

0100200300400500

〃S

海解稅隨時間變化的曲線

下列說法不巧聊的是()

A.壓強增大主要是因為產生了H?

B.整個過程中，負極電極反應式為Fe-2e-=Fe"

C.pH=4.0時，不發生析氫腐蝕，只發生吸氧腐蝕

D.pH=2.0時，正極電極反應式為2H++2e-=H2T和。2+4。一+4H+=2凡0

【答案】C

【分析】

Fe在酸性環境下會發生析氫腐蝕，產生氫氣；若介質的酸性很弱或呈中性，并且有氯氣參與，此時Fe就

會發生吸氧腐蝕，吸收氧氣，以此解答。

【詳解】

A.pH=2的溶液酸性較強，因此錐形瓶中的Fe粉能發生析氫腐蝕；析氫腐蝕產生氫氣，因此錐形瓶內壓

強增大，A項正確；

B.錐形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液構成了原電池，Fe粉作為原電池的負極，電極方程式為：

Fe-2e=Fe2+?故B項正確：

C.若pH=4時只發生吸氧腐蝕，那么錐形瓶中壓強會下降；而圖中pH=4時，錐形瓶中的壓強幾乎不變，

說明除了吸氧腐蝕，Fe粉還發生了析氫腐蝕；消耗氧氣的同時產生氫氣，因此錐形瓶中的壓強幾乎不變，

故C項錯誤；

D.由圖可知，pH=2.0時，錐形瓶內的溶解氧減少，說明有消耗氧氣的吸氧腐蝕發生；同時錐形瓶中的氣

壓增大，說明有產生氫氣的析氫腐蝕發生；因此正極反應有：2H'+2仁=H2T和02+4e-+4H，=2H2O,

故D項正確；故選C。

6.雙離子電池是全新的高效、低成本儲能電池，如圖是新型鎂一鋰雙離子二次電池，該電池的工作原理

為xMg+xLi2so4+2LijFeP()4、然、xMgS0.1+2LiFeP0,1。下列關于該電池的說法正確的是

A.放電時，電子從Y電極經過導線流向X電極

+

B.放電時，正極的電極反應式：Li,_xFePO4+xLi+xe~=LiFePO4

C.充電時，外加電源的正極與X相連

D.充電時，導線上每通過1mole,左室溶液增加2moiLi+

【答案】B

【分析】

放電時，左邊鎂為負極失電子發生氧化反應，反應式為Mg-2e-=Mg2+,右邊為正極得電子發生還原反應,

+

反應式為Lii-xFePO4+xLi+xe=LiFePO4,電解質溶液中鋰離子透過鋰離子交換膜移向正極；

充電時，外加電源的正極與正極相連，陽極上LiFePCU失電子發生氧化反應，負極與負極相連，結合電子

轉移進行計算解答。

【詳解】

A.放電時左邊鎂為負極，電子由負極經導線流向正極，即由X經導線流向Y,故A錯誤；

B.右邊為正極、得電子、發生還原反應，電極反應式為LiiFePOq+xLi++xeJLiFePO-故B正確；

C.左邊鎂失電子、為負極，右邊電極上得電子、為正極，即X為負極接線柱、Y為正極接線柱，充電時,

外加電源的正極與電池正極相連，負極與電池負極相連，即外加電源的負極與X相連，故c錯誤：

D.充電時，導線上每通過1mole,左室得電子發生還原反應，為維持溶液中電荷守恒，右側將有ImolLi

一移向左室，故D錯誤；

故選：B。

7.區中為一種可以循環利用人體呼出的COz并提供6的裝置，總反應方程式為2co2=2CO+O2。下列說

法正詢的是

太陽光離子交換膜

N型結

P-N結f?

帕極I

A.所用離子交換膜為陰離子交換膜，OH?通過離子交換膜遷向左室

B.陰極生成28gCO時，陽極有22.4L02（標準狀況）生成

C.反應完畢，該裝置中電解質溶液的堿性增強

D.陰極的電極反應為CO2+H2O+2e-=CO+2OH-

【答案】D

【分析】

裝置實現“太陽能一電能一化學能”轉化，電能轉化為化學能,該裝置為電解裝置，總反應為:2co2=2CO+O2,

陰極發生還原反應生成CO,陽極發生氧化反應生成O2,由電子的定向移動可知X為陰極，Y為陽極，以

此解答該題。

【詳解】

A.圖中離子交換膜允許0H-通過，則該離子交換膜為陰離子交換膜，在離子交換膜右側的Y電極上0H-

失去電子變為02,因此OH-通過離子交換膜遷向右室，A錯誤；

B.若陰極生成28gCO時，則產生CO的物質的量是ImoL反應轉移2moi電子，由于每反應產生1mol

O2轉移4moi電子，根據同一閉合回路中電子轉移數目相等，可知反應產生02的物質的量是0.5mol,其

在標準狀況下的體積是11.2L,B錯誤;

C.根據總反應方程式：2co2=2CO+O2可知：反應前后溶液的pH不變，溶液的堿性不會發生變化，C錯

誤;

D.在陰極上C02得到電子，與H2O結合產生CO和0H,故陰極的電極反應為：CO2+H2O+2e=CO+2OH,

在陽極上OH?失去電子變為O2,4OH-4e=2H2O+O2t，D正確;

故合理選項是D?

8.美國研究人員成功實現在常溫常壓下用氮氣和水生產氨，原理如下圖所示：下列說正確的是（）

R極I1b極

電解^

溶液＜

A.圖中能量轉化方式只有2種

B.H+向a極區移動

+

C.b極發生的電極反應為：N2+6H+6e=2NH3

D.a極上每產生22.4LO2流過電極的電子數一定為4x6.02x1023

【答案】C

【分析】

從圖中可以看出，生成氧氣的一極為陽極，即a極為陽極，發生氧化反應，其電極反應為

+

2H2O-4e=4H+O2T：b極為陰極，發生還原反應，其電極反應式為N#6e+6H+=2NH3。

【詳解】

A.圖中裝置為電解池裝置，其能量轉化方式為電能轉化為化學能；該電源由太陽能和風能轉化而來，故

有3種能量轉化方式，故A錯誤；

B.電解池中陽離子向陰極移動，故H+向b極移動，故B錯誤；

C.b極為陰極，氮氣得電子，與H+生成氨氣，其電極反應式為N2+6e+6H+=2NH3,故C正確；

D.氧氣為氣體，非標況下不能確定Vm數值，故D錯誤；

故選Co

【點睛】

非標況下Vm不一定等于22.4L/molo

9.2021年1月20日中國科學院和中國工程院評選出2020年世界十大科技進展，排在第四位的是一種可

借助光將二氧化碳轉化為甲烷的新型催化轉化方法：CO2+4H2=CH4+2H2O,這是迄今最接近人造光合作用

的方法。某光電催化反應器如圖所示，A電極是Pt/CNT,B電極是TiCh。通過光解水，可由CO2制得異

丙醇,下列說法不無哪的是（）

A.A極是電池的正極

B.B極的電極反應為2H2O-4e=O2T+4H+

C.A極選用高活性和高選擇性的電化學催化劑能有效抑制析氫反應

D.每生成30g異丙醇轉移的電子數目為9moi

【答案】D

【分析】

根據圖像可知，H+移向A極，A極作正極；B極水失電子生成氫離子和氯氣，作負極。

【詳解】

A.分析可知，A極是電池的正極，A說法正確；

B.B極水失電子生成氫離子和氧氣，電吸反應為2H2O-4e=O2T+4H+,B說法正確；

C.A極上H?得電子被還原成H2、CO2得電子被還原成異丙醇，A極選用高活性和高選擇性的電化學催化

劑能芍效抑制析氫反應，C說法正確；

D.二氧化碳中的C為+4價，而異丙醇中C為-2價，生成Imol異丙醉轉移18moi電子，反應中除生成異

丙醇外，還生成氫氣，則每生成30g異詼醉至少轉移的電子數目為9m01,D說法錯誤；

答案為D。

10.氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池，其能量密度是目前鋰電池的十倍以上且不會因為過熱而造成

安全風險。如圖是氟離子電池工作示意圖，其中充電時F從乙電極移向甲電極，下列關于該電池的說法正

確的是

A.放電時，甲電極的電極反應式為Bi-3e+3F=BiF3

B.充電時，外加電源的正極與乙電極相連

C.放電時，乙電極電勢比甲電極電勢高

D.充電時，導線上每通過0.1mole-,甲電極質量增加1.9g

【答案】D

【分析】

充電時F從乙電極流向甲電極，則充電時，甲電極為電解池的陽極，電極反應式為Bi+3F-3e=BiF3,乙電

極為陰極，反應式為MgF2+2c=Mg+2P,又充電時，電解池的陽極、陰極與原電池的正極、負極對應，所

以放電時，乙電極為負極，Mg失去電子結合F生成MgFz,電極反應式為Mg+2F-2e=MgF2,甲為正極，

正極上BiF3+3e=Bi+3F,據此解答。

【詳解】

A.放電時，甲為正極，正極上BiF3+3e=Bi+3F\A錯誤；

B.充電時，外加電源的正極與正極甲電極相連，B錯誤；

C.放電時，乙電極為負極，甲為正極，所以乙電極電勢比甲電極低，C錯誤；

D.充電時，甲電極為陽極，電極反應式為Bi+3F-3e=BiF3,所以導線上每通過0.1mole,增加O.lmolF,

則中電極質量增加0.1molxl9g/mol=1.9g,D正確；

故答案為：Do

11.羥基自由基(,OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學家設計了一種能將苯酚氧化為CO2、

比0的原電池-電解池組合裝置(如圖)，該裝置能實現發電、環保二位一體。下列說法錯誤的是

i?OH+H<一石墨烯復合導

電凝膠顆粒

itr^

高濃度含

苯酚廢水

A.a極為正極，c極為陰極

B.b極的電極反應式為C6H5OH-28e-+llH2O=6CO2T+28H+

C.d極區苯酚被氧化的化學方程式為C6HsOH+28-OH=6CO2T+17H2O

D.右側裝置中，每轉移0.7mole,c、d兩極共產生氣體3.36L（標準狀況）

【答案】D

【詳解】

A.根據電池裝置圖可知，左側為原電池裝置，a電極上重格酸根離子得到電子，化合價降低，生成氫氧化

絡，b電極上苯酚生成二氧化碳，碳元素的化合價升高，被氧化，b電極是負極，a電極是正極，c電極是

陰極，d是陽極，A正確：

B.b電極上苯酚轉化成二氧化碳，根據元素和電荷守恒，電極反應式為為C6H50H.28e+llH2O=6CO2T+

28H+,B正確；

C.右側裝置為電解裝置，d是陽極，結合圖示，電極反應中產生羥基自由基（,OH）和H+,沒有生成氧氣，

正確的電極反應式為H20-e=?0H+H+,羥基自由基氧化能力極強，能氧化苯酚為二氧化碳和水，故苯酚被

氧化的化學方程式為QH5OH+28OH=6CO2t+17H2O,C正確；

D.c極上氫離子放電，電極反應為2H，+2e-=H2t,d極的電極反應式為HzO-e-:-OH+H,結合率酚的氧化

過程可知，當轉移0.7mol電子時，d極生成0.7mol的.OH,它氧化苯酚時生成巴Wmol=0.15molCO2,

28

標準狀況下的體積為0.15molX22.4L/mol=3.36L,c極上生成0.35mol的氫氣，標準狀況下的體積為

0.35molX22.4L/mol=7.84L,兩極共產生氣體的體積為3.36L+7.84L=11.2L（標況下），D錯誤；

故選D。

12.一種新型鎂硫電池的工作原理如下圖所示。下列說法正確的是（）

用電器

A.使用堿性電解質水溶液

B.放電時，正極反應包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2

C.使用的隔膜是陽離子交換膜

D.充電時，電子從Mg電極流出

【答案】C

【分析】

Mg為活潑金屬，所以放電時Mg被氧化，Mg電極為負極，聚合物電極為正吸。

【詳解】

A.堿性電解質水溶液中負極生成的Mg?會生成Mg（OH）2沉淀，降低電池效率，A錯誤；

B.放電時為原電池，原電池正極發生得電子的還原反應，包括3Mg2++MgSg+6e-=4MgS2,B錯誤；

C.據圖可知Mg2+要通過隔膜移向正極參與電極反應，所以使用的隔膜是陽離子交換膜，C正確：

D.放電時Mg電極發生氧化反應，充電時Mg電極得電子發生還原反應，即電子流入Mg電極，D錯誤;

綜上所述答案為C。

13.我國科學家發明了制取H2O2的綠色方法，原理如圖所示（已知：H2O2嚕?H++HO；,Y膜為H0：選

擇性交換膜）。下列說法錯誤的是（）

―負載，~~

去離子水

電極aIII電極b

X多

留

膜Y:

幡

體

…

電H

暮

>5一

&極室產品室b極室

（純凈H:。：溶液）

A.X膜為選擇性陽離子交換膜

B.電池工作時，a極室的pH不變

C.b極上的電極反應為O2+H2O+2”HO；+OH-

D.理論上，每生成Imol+Ch,電路中轉移4moi電子

【答案】D

【分析】

由示意圖可知左邊a電極氫氣為負極，被氧化生成H+,電極方程式為H2-2e=2H+,H+經過X膜進入多孔

固體電解質中，則X膜為選擇性陽離子交換膜，右邊b電極氧氣為正極，被還原生成HO%反應為02

+2e+H2O=HO2+OH,HO2和OH?經過Y膜進入多孔固體電解質中，則Y膜為選擇性陰離子交換膜，總反

應為H2+O2=H2O2,以此解答該題。

【詳解】

A.由示意圖可知X膜為選擇性陽離子交換膜，故A正確：

B.由分析可知，a電極氫氣為負極，被氧化生成H+,電極方程式為Hz-2e=2H+,但產生的氫離子全部進

入中間的產品室，pH不變，故B正確；

C.右邊h電極氧氣為正極，被還原生成HO，反應為。2+2e+H2O=HO2-+OH-,故C正確：

D.氧元素由0價變為-1價，每生成ImolHzCh,電路中轉移2moi電子，故D錯誤；故選D。

14.下圖是電化學膜法脫硫過程示意圖，電化學膜的主要材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯誤的是

()

凈化氣

?A

IH2S

電化學膜IS2-

cb-

N2

is2

A.b電極為陽極，發生氧化反應

B.陰極反應式為H2s+2e=S2-+H2t

C.凈化氣中CO2含量明顯增加，是電化學膜中的碳被氧化

D.工作一段時間后，生成H2和S2的物質的量之比為2：1

【答案】C

【分析】

由題給示意圖可知，該裝置為電解池，H2s在陰極上得到電子發生還原反應生成S2?和H2,電極反應式為

2

H2S+2e=S+H2t，則a極為陰極，b極為陽極，S??在陽極失去電子發生氧化反應生成S2,電極反應式為

2

2S—4e-=S2o

【詳解】

A.由分析可知，b極為陽極，S?-在陽極失去電子發生氧化反應生成S2,故A正確；

B.由分析可知，a極為陰極，H2s在陰極上得到電子發生還原反應生成S2和H2,電極反應式為H2s+2e-

2

=S-+H2?,故B正確；

C.硫化氫是酸性氣體，凈化氣中C02含量明顯增加的原因是硫化氫氣體與熔融碳酸鹽反應生成二氧化碳，

故c錯誤；

D.由得失電子數目守恒可知，工作一段時間后，生成H2和S2的物質的量之比為2：1,故D正確：故選C。

15.海泥細菌電池作為一種新型電池是一種新型海洋可再生能源技術。海泥細菌電池可以作為電源在海底

原位長期驅動檢測儀器進行，在海底儀器電源自供給技術及其長期運行方面具有良好的應用前景，將來可

望服務于“透明海洋”研究等海洋開發的諸多方面。下列有關海泥細菌電池的原理不正確的是（）

電

V

M#1%南俏電博I力酷再小急圖

A.電子在外電路中由B極流向A極

B.正極發生的反應O2+4H++4e=2H2O

C.每當有Imol質子穿過海底沉積層/海水交界面時，A極消耗5.6LO2

D.海水和海泥作為電極電解質一部分富含鹽分，導電性高，內阻小，有利于電池電能輸出

【答案】C

【分析】

由圖可知，A極氧氣得電子生成水，為正極；B極失電子為負極；以此解答c

【詳解】

A.由分析可知，A極是正極，B極是負吸，電子由負極B經過用電器流向正極A,故A正確；

B.A極是原電池正極，正極上02得電子生成HzO,電極反應式為O2+4H++4e=2也0,故A正確；

C.當有Imol質子穿過海底沉積層/海水交界面時，電路中轉移Imol電子,正極反應式為02+4田+41=2比0,

貝JA極消耗0.25molC>2,標準狀況下的體積為0.25molx22.4L/mol=5.6L,但選項中沒有已知氣體的存在狀

態，所以A極消耗02的體積不一定是5.6L,故C錯誤；

D.海水和海泥作為電極電解質一部分富含鹽分，可增強水的導電性，減小導電阻力，有利于電池電能及

時輸出，故D正確：故選：Co

16.一種鉀離子電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是

A.放電時，K+通過陽離子交換膜向石墨電極移動

B.放電時，負極的電極反應式：KC6—b=K++6c

+-

C.充電時，陽極的電極反應式：Ko.5-xMn02+xK+xe=Ko.5Mn02

D.若僅把鉀離子換成鋰離子，當負極減少的質量相同時，鉀離子電池轉移的電子數比鋰離子電池的多

【答案】B

【詳解】

A.根據放電，KG＞中K失去電子，因此左邊為原電池負極，右邊為原電池正極，放電時，根據“同性相

吸”原理，因此K+通過陽離子交換膜向正極即KosMnCh電極移動，故A錯誤；

B.放電時，KJ中K失去電子，變為K+,其負極的電極反應式：KC6-e-=K++6C,故B正確；

C.Ko.5-xMn02+xK++xe-=Ko.5Mn02是放電時正極的電極反應式，故C錯誤；

D.若僅把鉀離子換成鋰離子，當負極減少的質量相同時，由于鉀的摩爾質量大于鋰的摩爾質量，因此鉀

離子電池轉移的電子數比鋰離子電池的少，故D錯誤。

綜上所述，答案為B。

17.納米Fez。?在常壓電化學法合成氨過程中起催化作用。該電解裝置如圖所示。已知熔融NaOH—KOH

為電解液，FezCh在發生反應時生成中間體Fe。下列說法氐崩的是

N2

B.產生2.24LO2時，轉移的電子數為0.4NA

惰性電極的電極反應：

C.IFe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH

生成氨氣的反應：

D.2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3

【答案】D

【分析】

根據圖示可知，惰性電極產生氧氣，氧元素化合價升高，發生氧化反應，為電解池的陽極，惰性電極I為

陰極，由此解答。

【詳解】

A.惰性電極產生氧氣，氧元素化合價升高，發生氧化反應，故情性電極為電解池的陽極，A錯誤；

B.產生2.24LCh,未標注狀態，故不能計算轉移的電子數，B錯誤；

根據圖示可知，惰性電極為陰極，反應得電子，電極反應式為：錯誤;

C.IFe2O3+3H2O+6e=2Fe+6OH,C

結合圖示及陰極電極反應式可知，生成氨氣的反應：正確；答案選。

D.2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3,DD

18.光電池在光照條件下可產生電壓，如圖所示裝置可實現光能的充分利用。雙極膜復合層間的H2O能解

離為H+和OH,且雙極膜能實現H+和OFT的定向通過。下列說法正確的是。

A.該裝置將光能最終轉化為電能

B.再生池中的反應為2V2++2H2O=2V3++2OH+H2T

C.當陽極生成33.6LO2時，電路中轉移電子數為6NA

D.光照過程中陽極區溶液中的n(OH)基本不變

【答案】D

【詳解】

A.在光照條件下光電池將光能轉化為電能，電解池中電能又轉化為化學能，由題圖可知，電解過程中的

總反應為2H20通電2H2T+O2T,故A錯誤；

B.放電后的溶液中含有V2+和H+,在催化劑作用下H+將W+氧化為V3+,從而實現V3+的再生，即發生反

應2V2++2H+催化齊I」2V3++比3故B錯誤；

C.陽極的電極反應40H-4e=O2t+2H2O,標況下每生成33.6L氧氣，電路中轉移電子數為6NA,題目

中未指明條件，無法計算，故C錯誤；

D.雙極膜復合層間的H2O能解離為H+和0H,且雙極膜能實現H+和0K的定向通過，右側陽極電極反

應式為40H一一生一二02廿2H20,根據溶液呈電中性可知陽極放電消耗的0H一與從雙極膜中進入右側的0H

一數目相等，故D正確；故選D。

19.下列是幾種常見的電化學示意圖。)

怦粉和KOH

的混合物

-MnO2

一金屬外殼

A.圖甲中，鹽橋連接兩電極電解質溶液，鹽橋中可以選擇CaCL作為電解質

B.圖乙中，K分別與M、N連接，均可保護Fe電極，連接N時稱為“犧牲陽極的陰極保護法”

C.圖丙裝置，可判斷具支錐形瓶中不同pH條件下鐵發生的是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕

D.圖丁裝置中，Zn—Mn5干電池放電時，負極電極反應為Zn—2e+2OH=Zn(OH)2

【答案】A

【詳解】

A.原電池裝置中，鹽橋中的陰陽離子向電解質溶液定向移動維持電解質溶液的電中性，但是不能與溶液

中的物質反應，裝置圖甲中Ca?+與S0：反應，所以A項符合題意；

B.K與M連接時構成電解池，Zn為陰極材料，不會參與反應，受到保護，為“陰極電保護法”，K與N相

連時構成原電池，Fe的活潑性弱于Zn,Fe作原電池的正極被保護屬于犧牲陽極的陰極保護法，B項不符

合題意；

C.如果是吸氧腐蝕，體系中的02會減少，壓強減小，如果是析氫腐蝕，體系中H2會增多，壓強會增大,

在溶解氧傳感器和壓強傳感器上都會有數據的體現，C項不符合題意；

D.根據的是電子守恒、電荷守恒、元素守恒可知，堿性鋅鎰干電池負極反應為Zn-2e-+2OH=Zn(OH)2,D

項不符合題意；故正確選項為A。

20.我國新能源電動汽車使用三元電池已經成為趨勢，鍥、鉆、鎰三元材料通常可以表示為LiNixCoyMnzCh,

其中保、鉆、鎰3種元素的主要化合價分別是+2、+3和+4,且x+y+z=L充電時電池總反應為：

LiNixCoyMnzO2+6C=LiiaNixCoyMnzO2+LiaC6,其電池工作原理如圖所示，兩極之間有一個允許特定離子

X通過的隔膜。下列說法不正確的是

0

A.允許離子X通過的隔膜屬于陽離子交換膜

B.充電時，A為陰極，發生還原反應

C.放電時，正極反應式為LijNixCoyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCoyMnzO2

D.充電時，轉移的電子數為0.2mol,則B極質量增加1.4g

【答案】D

【分析】

根據充電時電池的總反應LiNi￡oyMnzO2+6C=Lii—aNixCoyMmO2+LiaC6可知，放電時負極的反應式為：

+

LiaC6-ae=6C+aLi,正極反應式為Lii—aNi￡oyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCo、，MnzO2,將放電時負極、正極反應

式左右顛倒，即分別得到允電時陰、陽極反應式。

【詳解】

A.放電時，A為負極、B為正極，Li+向正極移動，則X為Li+,則允許離子X通過的隔膜屬于陽離子交

換膜，A說法正確；

B.分析可知，充電時，A為陰極，得電子，化合價降低，發生還原反應，B說法正確；

C.分析可知，放電時，正極得電子，反應式為Li—NixCOyMrizCh+aLi'+ae-=LiNixCoyMnzO2,C說法正

確；

D.充電時，轉移的電子數為0.2mol,B極的鋰離子向A極移動，所以B極質量減小，A極質量增加，且

轉移0.2mol鋰離子，A極的質量增加1.4g,D說法錯誤；

答案為D。

21.含氯苯的廢水可通過加入適量乙酸鈉，設計成微生物電池將氯苯轉化為苯而除去，其原理如圖所示

（-C?H5表示苯基，C6H6為苯）。下列敘述錯誤的是（）

A.N極為電池的負極

B.隨溫度升高，電池的效率可能降低

C.每生成ImolCCh,有.4molH+遷入M極區

D.M極的電極反應式為Cl-C6H5+e?二C6H6+CT

【答案】D

【分析】

該裝置為原電池裝置，根據H+移動的方向，M極為正極，根據裝置圖，正極反應式為

Cl-C6H5+H++2e=C6H6+C1-,N極為負極，其電極反應式為CH3coO+2H2O-8e=2CO2+7H+,據此分析；

【詳解】

A.根據H?移動的方向以及原電池的工作原理，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，即M極為正極，

N極為負極，故A說法正確；

B.高溫使蛋白質變性失去活性，殺死微生物，使電池的效率降低，故B說法正確；

C.負極反應式為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+,生成ImolCCh,轉移電子物質的量為4mol,整個電路中

通過的電量相同，因此生成ImolCCh,有4moiH+遷入M極區，故C說法正確：

D.根據上述分析，M極的電極反應式為Cl-C6H5+H，+2e-=C6H6+C「，故D說法錯誤；

答案選D：

【點睛】

電極反應式的書寫是本題的難點，一般根據裝置圖，書寫出：氧化劑+ne--還原產物，還原劑-ng—氧化

產物，然后判斷酸堿性，如果是酸性，負極產生H+,正極消耗H+,如果是堿性，負極消耗0H,正極則

產生0H-,最后根據電荷守恒和原子守恒配平其他。

22.以熔融Li2c03和K2c03為電解質，天然氣經重整催化作用提供反應氣的燃料電池如圖。下列說法正

確的是

內禾搐碳酸鹽燃料電池的原理圖

A.以此電池為電源電解飽和食鹽水，當有0.2mole」轉移時，陽極產生標準狀況下2.24L氫氣

B.若以甲烷在燃料極反應時，負極電極反應式為：CH4+4CO：—8e―5CO2+2H2O

C.該電池使用過程中需補充Li2c03和K2c03

D.空氣極發生的電極反應式為O2—4e+2CO2=2CO；

【答案】B

【分析】

根據圖示信息知道，天然氣中的甲烷在催化劑作用下轉化為H2,H2在負極發生失電子的氧化反應，負極

電極反應式為：H2-2e+CO^-=CO2+H2O,通入空氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極，發生還原反

應，電極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO3依此解答。

【詳解】

A.電解飽和食鹽水的化學方程式為2NaCl+2H2。=2NaOH+CbT+H2T，轉移2moi電子，陽極產生

電解

ImolCh,A錯誤：

B.若以甲烷在燃料極反應時，通入甲烷的電極是負極，在負極上，發生氧化反應，負極電極反應式為CH4

+4CO；-8e=5CO2+2H2。，B正確；

c.空氣中的co?會不斷轉化為co：,不需要補充U2CO3和K2co3,C錯誤；

D.空氣極為正極，正極上的電極反應式為：O2+4e+2CO2=2CO^,D錯誤；

答案選B。

23.南開大學研發了一種開放式（電極材料可隨時更換）的酸性水系鋅離子電池，該電池具有化學自充電/恒流

充電雙充電模式,電極材料分別是鋅和CaV6Ol6，放電時的電池反應是3.6Zn+CaV6O16=CaZn36V6O16,

該電池化學自充電的原理是正極產物CaZi^VeO^可被空氣中的氧氣氧化復原并釋放出Zn2+。下列相關

說法錯誤的是

A.恒流充電時正極反應為:CaZ/fVeC^-7.2e-=3.6Zn2++CaV6Om

B.電池放電時,負極質量減少6.5g的同時有0.2NA個電子通過外電路流向正極

C.電池自充電時電解質溶液的酸性會逐漸增強

D.電池若長時間采用化學自充電模式需要及時更換負極材料

【答案】C

【詳解】

A.放電時正極反應為3.6Zn2?+CaV6O16+7.2e-=CaZn3.6V6Os，恒流充電時正極反應為

-2+

CaZn36V6O16-7.2e=3.6Zn+CaVfiO16,A正確；

B.放電時負極質量減少6.5g即消耗O.lmol鋅，轉移電子數是0.2川』，電子通過外電路流向正極，B正確:

C.電池自充電時發生的反應為CaZn36V6Oi6+L80,+7.2H+=CaV6Om+3.6Zn2++3.6H,O,溶液酸性

會逐漸減弱，c錯誤；

D.電池在化學自充電時正極材料可復原，但負極材料鋅不會復原，因此若長時間采用化學自充電模式需

要及時更換負極材料鋅，D正確；

答案選C。

24.一種高性能水系鐵-氫氣二次電池工作原理如圖所示，下列說法中正確的是

離子交換膜

A.放電時，碳網電極為負極

B.離子交換膜為陽離子交換膜，充電時，K+通過離子交換膜從左極室移向右極室

C.放電時，負極區pH變大

D.充電時，電池總反應為2[Fe(CN)6「+2H2O=2[Fe(CN)6r+2OH—+H2T

【答案】D

【詳解】

A.放電時，PUC電極失電子作負極，發生氧化反應，碳網電極為正極，發生還原反應，A項錯誤；

B.充電時，碳網作陽極，發生氧化反應，Pt/C電極作陰極，發生還原反應，離子交換膜為陽離子交換膜,

充電時，K+通過離子交換膜從陽極室移向陰極室，即從右極室移向左極室，B項錯誤；

C.放電時，負極發生H2-2e-+2OH-=2H2。，負極區pH減小，C項錯誤；

D.充電時，電池總反應為2[Fe(CN)6，"+2H2O=2[Fe(CN)6『+2OH-+H2T，D項正確；

故答案為：Do

25.最近我國科學家設計了一種C2H5OH+CO2協同電解轉化裝置，通過回收工業尾氣中的CO2實現了聯合

生產合成氣(CO+H?和CHIHO的新工藝，其工作原理如圖所示，下列說法正確的是

A.電極a上的電勢比電極b上的高

B.電解池工作時，電極a附近的CO：濃度升高

C.電極b上的電極反應式為C2H5OH+2e+2CO3=CH3CHO+2HCO3

D.電解池工作時，CO；透過交換膜向電極a移動

【答案】B

【分析】

由圖可知C2H50H在電極b轉化為CH3cHO,發生氧化反應，則電極b為陽極，電極反應式為

C2H50H+2CO3--2e=CH3CHO+2HCO3：電極a為陰極，電極反應式為3cO2-H2O+4e=CO+H2+2CO；。

【詳解】

A.電極b為陽極，電極a為陰極，則電極b與電源正極連接，電極a與電源負極連接，電極a上的電勢

比電極b上的低，A錯誤；

B.電極a為陰極，電極反應式為3cO2+H2O+4e=CO+H2+2CO；,因此電解池工作時，電極a附近的CO；

濃度升高，B正確；

C.電極b為陽極，電極反應式為C2H50H+2cO；-2e-=CH3cHO+2HCO；,C錯誤；

D.對比陰陽極反應可知電極a產生的CO：向電極b遷移補充左室的COf,D錯誤；

答案選B。

◎

26.環戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe（CsH5）2