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新高考化学一轮复习考点过关练习专题 12化学反应与电能（含解析）
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这是一份新高考化学一轮复习考点过关练习专题 12化学反应与电能（含解析），共18页。试卷主要包含了有关原电池的下列说法中正确的是，下列有关叙述正确的是，下列有关电化学的说法正确的是，下列说法正确的是，下列有关电化学装置完全正确的是，下列图示内容的对应说明正确的是，关于下列装置，叙述不正确的是等内容，欢迎下载使用。
专题12 化学反应与电能
1．有关原电池的下列说法中正确的是( )
A．在外电路中电子由正极流向负极 B．在原电池中，只有金属锌作为负极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动 D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
【答案】C
【解析】在原电池中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是Zn；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。答案为C。
2．下列有关叙述正确的是( )
A．在空气中金属铝发生原电池反应表面迅速氧化形成保护层
B．原电池电解质溶液中阳离子向负极移动
C．最早使用的锌锰干电池的寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池
D．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转变成电能
【答案】C
【解析】A项，Al和氧气直接反应生成致密的氧化铝薄膜，不涉及原电池反应，A错误；B项，原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极，B错误；C项，最早使用的锌锰干电池电解质溶液显酸性容易腐蚀锌皮，寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池，C正确；D项，太阳能电池阵是将光能转化为电能，描述错误，D错误；故选C。
3．下列有关电化学的说法正确的是( )
A．原电池的金属负极质量一定减小 B．待充电电池的负极应与电源正极相连
C．电解池的电解质溶液质量一定减小 D．原电池工作时在溶液中电流由负极到正极
【答案】D
【解析】A项，原电池放电时，负极质量可能增大、可能不变也可能减小，如铅蓄电池中负极电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4↓，负极质量增加，燃料电池中负极材料质量不变，故A错误；B项，蓄电池充电时，其负极应与电源的负极相连，正极与电源的正极相连，故B错误；C项，电解池的电解质溶液质量可能不变，如精炼铜，电解质溶液CuSO4的质量不变，故C错误；D项，原电池工作时，外电路中电流是从正极经过导线到负极，电池内部电流从负极经溶液到正极，故D正确；故选D。
4．下列说法正确的是( )
A．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
B．用H2S作沉淀剂，可除去废水中的Fe2+和Cu2+
C．电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属
D．将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量的浓AgNO3溶液，AgCl沉淀少于AgBr
【答案】A
【解析】A项，海轮外壳连接锌块时，锌和外壳构成了原电池，锌做负极，外壳受到了保护不被腐蚀，采用了牺牲阳极的阴极保护法，A正确；B项，若用H2S作沉淀剂除去废水中的Fe2+和Cu2+后溶液呈酸性，应选择Na2S做沉淀剂，B错误；C项，电解精炼铜时，阳极泥中含有比铜稳定的金属，如Ag、Au等金属，没有Zn、Fe，C错误；D项，因为Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，所以将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合后，c (Cl-) ＞c (Br-)，再加入足量的浓AgNO3溶液，AgCl沉淀多于AgBr，D错误；故选 A。
5．下列有关电化学装置完全正确的是( )
A
B
C
D
铁上镀银
电解法制钠
保护铁
铜锌原电池
【答案】C
【解析】铜极烧杯中盛放硫酸铜溶液，锌极烧杯中盛放硫酸锌，A错误；工业上得到金属钠，电解熔融状态的氯化钠，电解氯化钠溶液得到NaOH、H2和Cl2，B错误；锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，这叫牺牲阳极的阴极保护法，C正确；铁上镀银，铁作阴极，银作阳极，电解质溶液为硝酸银溶液，D错误。
6．下列图示内容的对应说明正确的是( )
编号
A
B
C
D
图示
食盐水
片刻后在Fe 电极附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液
说明
验证铁钉发生
吸氧腐蚀
验证 Fe 电极被保护
该装置是牺牲阳极的阴极保护法
该化学反应为放热反应
【答案】A
【解析】A项，食盐水浸泡过的铁钉，会发生吸氧腐蚀，、装置内的O2得到电子，方程式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，装置内O2减小，压强减小，右侧试管内导管中的液面上升，A正确；B项，Fe电极被保护，应该外界电源作阴极，Fe应该与电源的负极相连，B错误；C项，该保护措施利用的是电解池的原理，是外接电源的阴极保护法，C错误；D项，图示中反应物的总能量小于生成物的总能量，表示的吸热反应，D错误；故选A。
7．下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
【答案】C
【解析】电镀铜时，Cu作阳极，镀件作阴极，故C错。
8．关于如图所示装置(盐桥含KCl)的叙述，正确的是( )
A．铜离子在铜片表面被氧化
B．铜作负极，铜片上有气泡产生
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．右侧烧杯中，SO42-的物质的量几乎不变，K+的数目增多
【答案】D
【解析】A项，铜作正极，铜离子在铜片表面发生还原反应，A错误；B项，原电池中Zn作负极，Cu作正极，无气泡产生，B错误；C项，电流从正极向负极流动，所以应是从铜片经导线流向锌片，C错误；D项，反应本质是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，SO42-的物质的量几乎不变，原电池中，盐桥中的K+向正极移动，所以右侧烧杯中的K+的数目增多，而硫酸根离子的数目几乎不变，D正确；故选D。
9．一种水果电池的示意图如图所示，该电池工作时，下列有关说法正确的是( )
A．锌片作正极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
B．内外电路中电流均由电子定向移动形成
C．柳橙的成分不会发生变化
D．若将锌片换为铁片，LED灯仍然发光
【答案】D
【解析】A项，Zn比Cu活泼，Zn做负极，故A错误；B项，外电路由电子的定向移动形成，内电路由电解质中离子定向移动形成，故B错误；C项，柳橙中的电解质氢离子得电子生成氢气，其成分会改变，故C错误；D项，将锌片换为铁片，Fe与Cu有活泼性差异，能构成原电池，能产生电流，LED灯仍然发光，故D正确；故选D。
10．关于下列装置，叙述不正确的是( )
A．石墨电极反应式： O2+4H++4e-=2H2O
B．温度计的示数会上升
C．加入少量NaCl ，会加快 Fe 生锈
D．加入 HCl，石墨电极反应式： 2H++2e-=H2↑
【答案】A
【解析】A项，电解质溶液不是酸性的，所以石墨电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；B项，原电池放电时会放出热量，所以温度计的示数会上升，故B正确；C项，加入少量NaCl，溶液中自由移动离子浓度增大，溶液导电能力增强，会加快 Fe 生锈，故C正确；D项，加入 HCl，溶液呈酸性，在正极石墨上是H+得到电子，电极反应式为 2H++2e-=H2↑，故D正确；故选A。
11．如图所示实验装置，下列说法不正确的是( )
A．装置为铁的吸氧腐蚀实验
B．一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀产生
C．向插入石墨棒的玻璃筒内滴入石蕊溶液，可观察到石墨附近的溶液变红
D．若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置为析氢腐蚀
【答案】C
【解析】食盐水显中性，装置为铁的吸氧腐蚀实验，A正确；一段时间后，有亚铁离子产生，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀产生，B正确；石墨棒是正极，氧气得到电子转化为氢氧根，滴入石蕊溶液，可观察到石墨附近的溶液变蓝，C错误；若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置为析氢腐蚀，D正确，答案选C。
12．中科院研制出一种陶瓷基混合导体透氧膜，它允许电子和O2-同时透过，可实现水连续分解制H2，工作时，CO、H2O分别在透氧膜的两侧反应，工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．CO在b侧反应
C．当产生H2 33.6 L时，CO消耗1.5 mol
D．a侧的电极反应式为：H2O + 2e- = H2↑+ O2-
B．该装置实现了太阳能转化为化学能
【答案】B
【解析】A项，由图知，CO在b侧失去电子被氧化，电子从b侧透过膜进入a侧，水得电子转变为氢气，A正确；B项，未指明处于标准状况，当产生H2 33.6 L时，不能计算出消耗CO的物质的量，B不正确；C项，a侧，水得电子转变为氢气，电极反应式为：H2O + 2e- = H2↑+ O2-，C正确；D项，光照下，水得电子生成H2和 O2-，O2-经过透氧膜进入b侧，CO在b侧失去电子被氧化、在O2-参与下生成二氧化碳，则该装置实现了太阳能转化为化学能，D正确；故选B。
13．下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A．铅蓄电池放电时负极反应：PbO2+2e—+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
B．电解饱和MgCl2溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
C．用惰性电极电解CuCl2溶液：Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+Cl2↑+H2↑
D．铜片上电镀银的总反应(银作阳极，硝酸银溶液作电镀液)：Ag(阳极)Ag(阴极)
【答案】D
【解析】A项，铅蓄电池放电时，铅为电池的负极，铅失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb—2e—+ SO42-=PbSO4，A错误；B项，电解饱和MgCl2溶液会生成氢氧化镁沉淀，离子方程式应为：Mg 2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+ Mg(OH)2↓，B错误；C项，用惰性电极电解CuCl2溶液，Cu2+氧化性比H+强，故Cu2+先放电，正确的离子方程式为CuCl2Cu+Cl2↑，C错误；D项，银作阳极，阳极的电极反应式为Ag-e-=Ag+，铜片作阴极，阴极的电极反应式为Ag++e-=Ag，总反应为Ag(阳极)Ag(阴极)，D正确；故选D。
14．我国千吨级“液态太阳燃料合成示范项目”在兰州通过了鉴定，该工艺具有完全自主知识产权，整体技术处于国际领先，其技术路线如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．太阳能最终转化为电能和热能
B．燃料电池正极反应式为H2 -2e- = 2H+
C．H2O和CO2可循环利用
D．该技术的关键是氢气如何安全、高效储存及转移
【答案】B
【解析】A项，从图中可以看出，通过光伏发电，太阳能转化为电能，水在电能作用下分解为氧气和氢气，最后氢气和氧气生成水，所以太阳锌专化为电能、热能和化学能，A不符合题意；B项，发生还原反应的是正极，所以燃料电池正极反应式为O2+4H++4e- =2H2O，B符合题意；C项，水分解为氢气和氧气，最后氢气和氧气又生成水，故水可以循环使用，氢气和二氧化碳反应生成水和甲醇，水和甲醇又生成二氧化碳，所以二氧化碳也可以循环利用，C不符合题意；D项，氢气易燃易爆，使用氢气时如何安全、高效储存及转移是关键，D不符合题意；故选B。
15．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为73g，则转移电子数为NA
B．14.0gFe发生吸氧腐蚀生成Fe2O3·xH2O，电极反应转移的电子数为0.5NA
C．用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32 g Cu转化为Cu2+
D．利用2ClO2＋2Cl－2ClO2－＋Cl2生成1 mol Cl2时转移电子数为8NA
【答案】B
【解析】A项，电解饱和食盐水时电极总反应为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，若阴阳两极产生气体分别是氢气与氯气，且物质的量之比为1:1，若气体的总质量为73g，则说明反应生成的氢气与氯气的物质的量各自为1mol，根据关系式H22e-可知，转移的电子数为2NA，A错误；B项，14.0gFe的物质的量为，Fe发生吸氧腐蚀的负极反应式为Fe-2e- = Fe2+，则电极反应转移的电子数为0.25mol×2NA=0.5NA，B正确；C项，电解精炼铜时，阳极为粗铜，阳极发生的电极反应有：比铜活泼的杂质金属失电子发生氧化反应以及Cu失电子的氧化反应：Cu-2e-=Cu2+，当电路中通过的电子数为NA时，即电路中通过1mol电子，Cu失去的电子应小于1mol，阳极反应的Cu的物质的量小于0.5mol，则阳极反应的Cu的质量小于0.5mol×64g/mol=32g，C错误；D项，根据氧化还原反应的规律，ClO2→ClO2－，2Cl－→Cl2，氯气只作氧化产物，ClO2－只作还原产物，生成1molCl2时转移电子物质的量为1mol×2×[0－(－1)]=2mol，D错误；故选B。
16．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图示，下列与此原理有关说法错误的是( )
A．正极反应为：SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】C
【解析】A项，原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-，故A正确；B项，硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；C项，由图示可知，Fe腐蚀的最终产物为FeO，故C错误；D项，管道上刷富锌油漆，形成Zn—Fe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确；故选C。
17．电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示(a、b为不同离子交换膜)。下列有关说法错误的是( )
A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
B．阴极区电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．X为淡盐水，Y为浓盐水
D．该方法可得到副产品NaOH
【答案】A
【解析】A项，根据题意，图中左侧是电解池的阳极，阴离子向左侧迁移，相反阳离子向右侧迁移，则a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，A项错误；B项，阴极区电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；C项，X为淡盐水，Y为浓盐水，C项正确；D项，根据电解原理可知，该方法可得到副产品NaOH，D项正确。故选A。
18．一种新型Na－CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-
B．充电时，M应与电源的正极相连接
C．放电时，Na+向M电极移动
D．电极材料中，单位质量放出的电能大小：Na＞Li
【答案】A
【解析】由题干工作原理图可知，Na电极M发生的电极反应为：Na-e-=Na+， 发生氧化反应，故M为负极；则N为电池正极，发生还原反应，电极反应为： 2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-。A项，放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-，A正确；B项， M极为原电池的负极，故充电时，M应与电源的负极相连接，B错误；C项，放电时，M电极为负极带正电，Na+向N极移动，C错误；D项，电极材料中，Na 的单位质量放出的电能为，Li的单位质量放出的电能为，故Na
A．单位质量的铝放出的电量高，并且价格低廉，储量丰富
B．铝储能电池是二次电池
C．放电时，Al3+从正极材料的空隙中脱出进入电解液，再以单质铝的形式沉积负极材料表面
D．该电池中金属铝电极易形成致密的氧化铝钝化膜，阻断铝离子的传输从而降低电池效能
【答案】D
【解析】A项，铝在地壳中的含量丰富，且单位质量的铝放出的电量高，可以用于制造水系铝离子储能电池，故A正确；B项，根据题意，储能电池通过对电能的存储、汇集，再集中供电，说明铝储能电池是二次电池，故B正确；C项，放电时，铝失去电子变成Al3+，铝为负极，石墨为正极，Al3+从正极材料的空隙中脱出进入电解液，再以单质铝的形式沉积负极材料表面，故C正确；D项，该电池中没有氧气产生，金属铝电极表面不会形成致密的氧化铝钝化膜，故D错误；故选D。
20．H2S可通过电化学循环法转化为H2SO4和H2，其装置如图所示。下列分析错误的是( )
已知氧化过程发生两步反应：H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2。
A．电极a周围溶液pH减小
B．电流由电极b经负载、电极a、离子导体回到电极b
C．理论上1molH2S参加反应可产生1mol H2
D．用此电池为铅蓄电池充电，该电池生成19.6g H2SO4时，铅蓄电池消耗7.2g水
【答案】C
【解析】A项，电极a为负极，是二氧化硫生成硫酸，即溶液的酸性增强，pH减小，A正确；B项，电极a为负极，电极b为正极，电流从b经过负载流向a，通过离子导体回到电极b，B正确；C项，H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2，1mol硫化氢反应生成2mol二氧化硫，二氧化硫失去4mol电子生成硫酸，对应产生2mol氢气，即理论上1mol硫化氢参与反应可以产生2mol氢气，C错误；D项，该电池生成19.6克硫酸，即0.2mol硫酸，转移0.4mol电子，铅蓄电池中每消耗2mol水转移2mol电子，故消耗0.4mol水，即7.2克水，D正确；故选C。
21．工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理，减少硫排放。脱硫原理：将Mn2+氧化成Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和SO42-，FeS2+15Mn3++8H2O= Fe3++15 Mn2++2SO42-+16H+。模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极a为负极
B．石墨1上的反应式为Mn3++e—=Mn3+
C．电子流向：a→b，b→石墨2
D．电路上转移1.5mol电子理论上处理12.0g FeS2
【答案】D
【解析】由Mn2+离子氧化为Mn3+可知，石墨1为电解池的阳极，a为电源正极，阳极电极反应式为Mn2+—e—= Mn3+；b为电源负极，石墨电极2为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑。A项，电极a为正极，故A错误；B项，石墨1为电解池的阳极，Mn2+离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成Mn3+离子，电极反应式为Mn2+-e-= Mn3+，故B错误；C项，电子由电源的负极b流向电解池的阴极石墨2，由电解池阳极石墨1流向电源正极a，电池内电路和电解池电解质溶液中无电子流动，故C错误；D项，由图可知1molFeS2为1molFe3+和2molSO42-，则有FeS2~失15e-，则电路上转移1.5mol电子理论上处理FeS2的质量为0.1mol×120g/mol=12.0g，故D正确；故选D。
22．中国科学院福建物质结构研究所课题组基于二氧化碳和甲酸的相互转化反应设计并实现了一种可逆的水系金属—二氧化碳二次电池，放电时工作原理如图所示。下列有关电池放电时的说法错误的是( )
A．N极发生还原反应
B．电子由N极流出经导线流入M极
C．N极的电极反应式为CO2+2e—+2H+=HCOOH
D．若电路中流过个电子，则理论上M极有3.25g锌参加反应
【答案】B
【解析】由图可知，放电时，M极为二次电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，双极膜中产生的氢氧根离子移向负极区，N极为正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，双极膜中产生的氢离子移向正极区。A项，N极为二次电池的正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，故A正确；B项，放电时，M极为二次电池的负极，N极为正极，电子由负极M极流出经导线流入正极N极，故B错误；C项，N极为二次电池的正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为为CO2+2e—+2H+=HCOOH，故C正确；D项，放电时，M极为二次电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电路中流过6.02×10-23个电子时，M极理论上参加反应的锌的质量为××65g/mol=3.25 g，故D正确；故选B。
23．实验室利用原电池原理吸收SO2制备少量硫酸(如图所示)。下列有关说法正确的是( )
A．放电过程中可实现化学能全部转化为电能
B．电子从a电极流出，经电解质流向b电极
C．有1molO2参加反应时，通过质子交换膜的H+为4mol
D．a电极上的电极反应式为SO2-2e-+2H2O=H2SO4+2H+
【答案】C
【解析】A项，放电过程中有一部分化学能转化为热能，不能全部转化为电能，A错误；B项，电子从a电极流出，经导线负载流向b电极，电子不能在电解质溶液中移动，B错误；C项，a极为负极，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=H2SO4+2H+，b极为正极，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，根据反应方程式可知，氢离子从负极透过质子交换膜移动到正极，有1molO2参加反应时转移4mol电子，所以通过质子交换膜的H+为4mol，C正确；D项，a极为负极，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=H2SO4+2H+，硫酸在溶液中完全电离生成氢离子和硫酸根，D错误；故选C。
24．中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时A电极反应式为：Zn2++2e-=Zn
B．放电时电解质储罐中离子总浓度减小
C．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜
D．充电时A极增重65g，C区增加离子数为2NA
【答案】C
【解析】A项，放电时A电极是负极，A极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故A错误；B项，放电时，A区发生反应Zn-2e-=Zn2+，C区Cl-进入A区，所以电解质储罐中离子总浓度增大，故B错误；C项，放电时，C区Cl-进入A区、K+进入B区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C正确；D项，充电时A极增重65g，A区发生反应Zn2++2e-=Zn，电路中转移2mol电子，根据电荷守恒，2molCl-自A区进入C区，2molK+自B区进入C区，C区增加离子数为4NA，故D错误；故选C。
25．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的离子交换膜隔开，下列说法错误的是( )
A．该燃料电池的总反应方程式为：HCOOH+Fe3+=CO2↑+H2O
B．放电过程中，K+向右移动
C．放电过程中需要补充的物质A为H2SO4
D．电池负极电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO3-+H2O
【答案】A
【解析】A项，该装置是燃料电池，因此总方程式为2HCOOH+O2+2OH-=2 HCO3-+2H2O，A错误；B项，根据图示，该燃料电池加入HCOOH的一端为负极，通入O2的一端为正极，因此放电时K+向正极移动，即向右移动，B正确；C项，在正极一端发生的反应为O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O，需要消耗H+，且排出K2SO4，可推出需要补充的物质A为H2SO4，C正确；D项，根据图示，负极的电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-= HCO3-+H2O，D正确。故选A。
26．一种高性能水系铁-氢气二次电池工作原理如图所示，下列说法中正确的是( )
A．放电时，碳网电极为负极
B．离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从左极室移向右极室
C．放电时，负极区pH变大
D．充电时，电池总反应为2[Fe(CN)6]4-+2H2O=2[Fe(CN)6]3-+2OH-+H2↑
【答案】D
【解析】A项，放电时，Pt/C电极失电子作负极，发生氧化反应，碳网电极为正极，发生还原反应，A项错误；B项，充电时，碳网作阳极，发生氧化反应，Pt/C电极作阴极，发生还原反应，离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从阳极室移向阴极室，即从右极室移向左极室，B项错误；C项，放电时，负极发生H2+2OH--2e-=2H2O，负极区pH减小，C项错误；D项，充电时，电池总反应为2[Fe(CN)6]4-+2H2O=2[Fe(CN)6]3-+2OH-+H2↑，D项正确；故选D。
27．室温铝二次电池采用铝或铝插层化合物为电极，离子液体{ AlCl3[EMIm]Cl}为电解液，Al3+能在电解液中移动，电极反应式为Al+Mn2O4AlMn2O4，下列说法不正确的是(已知氧气难溶于离子液体) ( )
A．放电时当外电路中有3 mol电子通过时，电解液中就有1 mol Al3+移向Al
B．放电时Al作负极，发生氧化反应
C．充电时阳极的电极反应式为AlMn2O4 -3e- =Al3++Mn2O4
D．AlCl3型离子液体能够抑制金属铝表面氧化物的生成
【答案】A
【解析】根据总反应Al+Mn2O4AlMn2O4可知，作为原电池时，金属铝做负极，失电子发生氧化反应，Mn2O4做正极，得电子发生还原反应；充电时，电极反应与原电池正好相反；根据题给信息氧气难溶于离子液体可知，AlCl3型离子液体能够抑制金属铝表面氧化物的生成。A项，放电时，1个铝原子失3e-变为Al3+，电极反应式为：Al-3e-= Al3+，铝电极失电子为负极，所以当外电路有3mol电子通过时，有1 mol Al3+移向正极Mn2O4，故A错误；B项，放电时Al作负极，失电子发生氧化反应，故B正确；C项，充电时，阳极失电子发生氧化反应，电极反应为：AlMn2O4 -3e- =Al3++Mn2O4，故C正确；D项，氧气难溶于离子液体，AlCl3型离子液体会抑制金属铝表面氧化物的生成，故D正确；故选A。
28．中国科学院研发了一种新型钾电池，有望成为锂电池的替代品。该电池的电解质为CF3SO3K溶液，其简要组成如图所示。电池放电时的总反应为2 KC14H10+ x MnFe(CN)6 = 2 K1-xC14H10 + x K2MnFe(CN)6，则下列说法中，正确的是( )
A．放电时，电子从电极A经过CF3SO3K溶液流向电极B
B．充电时，电极A质量增加，电极B质量减少
C．放电时，CF3SO3K溶液的浓度变大
D．充电时，阳极反应为K2MnFe(CN)6－2e－= 2K+ + MnFe(CN)6
【答案】D
【解析】A项，放电时，该装置为电池装置，即放电时电子不可能经过电解质溶液，故A错误；B项，放电时，负极(电极B)反应式为KC14H10-xe-=K1-xC14H10+xK+，正极(电极A)反应式为MnFe(CN)6+2e-+2K+=K2MnFe(CN)6，充电时应将放电反应倒过来看，显然电极A的质量是减少的，电极B的质量是增加的，故B错误；C项，根据B分析，放电时， CF3SO3K溶液的浓度不发生变化的，故C错误；D项，充电时，电池的正极接电源的正极，充电时的电极反应式应是放电时电极反应逆过程，即阳极反应式为K2MnFe(CN)6－2e－= 2K+ + MnFe(CN)6，故D正确；故选D。
29．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是( )
A．a电极的电极反应为4H2O+4e-=2H2↑+4OH-
B．c、d离子交换膜依次为阳子交换膜和阴离子交换膜
C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为Cu2++2e-=Cu
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320g NaOH
【答案】D
【解析】浓差电池放电时，两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓 度完全相等时，放电停止，电池放电过程中，Cu(1)电极上发生使Cu2+浓度降低的还原反应， 作正极，Cu(2)电极上发生使Cu2+浓度升高的氧化反应，作负极，则在右池的电解池中，a为电解池的阴极，H2O中的H+得到电子发生还原反应生成H2，b为电解池的阳极，H2O中的OH-失去电子发生氧化反应生成O2。电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液的浓度同时由2.5mol·L-1降低到1.5mol·L-1，负极区硫酸铜溶液同时由 0.5 mol·L-1升到1.5 mol·L-1， 正极反应可还原Cu2+的物质的量为2L ×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，电路中转移4mol 电子，电解 池的阴极生成4mol OH-，即阴极区可得4mol氢氧化钠，其质量为160g。A项，a为电解池的阴极，H2O中的H+得到电子发生还原反应生成H2，电极反应为4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，A项正确；B项，因溶液为电中性，a电极附近产生了阴离子，必须让阳离子发生移动，c为阳离子交换膜，b电极附近阴离子减少，必须让阴离子发生移动，d为阴离子交换膜，B项正确；C项，Cu(1)作正极，得到电子，电极反应为Cu2++2e-=Cu，C项正确；D项，电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液浓度同时由2.5mol·L-1降到1.5mol·L-1，负极区硫酸铜溶液同时由0.5 mol·L-1升到1.5 mol·L-1，正极反应可还原Cu2+的物质的量为2L ×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，电路中转移4mol 电子，电解池的阴极生成4mol OH-，即阴极区可得4mol氢氧化钠，其质量为160g，D选项错误；故选D。
30．某实验小组利用燃料电池浓缩溶液，装置如图所示。已知通入左右两室的溶液的体积相同且体积变化忽略不计，钠离子交换膜只允许通过。下列说法正确的是( )
A．工作时，电能转变为化学能
B．负极的反应式： H2-2e—=2H+
C．数值大小：b＞a＞c
D．如每升溶液消耗H20.1mol，则
【答案】C
【解析】由图可知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，通入氢气的铂电极是原电池的负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为H2—2e—+2OH—=H2O，通入氧气的铂电极是正极，在水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e—+2H2O= 4OH—，电池工作时，钠离子通过钠离子交换膜由负极移向正极。A项，该装置是将化学能转化为电能的原电池，故A错误；B项，由分析可知，通入氢气的铂电极是原电池的负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为H2—2e—+2OH—=H2O，故B错误；C项，负极消耗氢氧根离子，氢氧化钠溶液的浓度减小，正极生成氢氧根离子，氢氧化钠溶液的浓度增大，则氢氧化钠溶液浓度的大小顺序为b＞a＞c，故C正确；D项，负极消耗氢氧根离子，氢氧化钠溶液的浓度减小，正极生成氢氧根离子，氢氧化钠溶液的浓度增大，若1L溶液消耗0.1mol氢气，由电极反应式可知=0.2+0.2=0.4，故D错误；故选C。
专题12 化学反应与电能
1．有关原电池的下列说法中正确的是( )
A．在外电路中电子由正极流向负极 B．在原电池中，只有金属锌作为负极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动 D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
【答案】C
【解析】在原电池中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是Zn；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。答案为C。
2．下列有关叙述正确的是( )
A．在空气中金属铝发生原电池反应表面迅速氧化形成保护层
B．原电池电解质溶液中阳离子向负极移动
C．最早使用的锌锰干电池的寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池
D．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转变成电能
【答案】C
【解析】A项，Al和氧气直接反应生成致密的氧化铝薄膜，不涉及原电池反应，A错误；B项，原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极，B错误；C项，最早使用的锌锰干电池电解质溶液显酸性容易腐蚀锌皮，寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池，C正确；D项，太阳能电池阵是将光能转化为电能，描述错误，D错误；故选C。
3．下列有关电化学的说法正确的是( )
A．原电池的金属负极质量一定减小 B．待充电电池的负极应与电源正极相连
C．电解池的电解质溶液质量一定减小 D．原电池工作时在溶液中电流由负极到正极
【答案】D
【解析】A项，原电池放电时，负极质量可能增大、可能不变也可能减小，如铅蓄电池中负极电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4↓，负极质量增加，燃料电池中负极材料质量不变，故A错误；B项，蓄电池充电时，其负极应与电源的负极相连，正极与电源的正极相连，故B错误；C项，电解池的电解质溶液质量可能不变，如精炼铜，电解质溶液CuSO4的质量不变，故C错误；D项，原电池工作时，外电路中电流是从正极经过导线到负极，电池内部电流从负极经溶液到正极，故D正确；故选D。
4．下列说法正确的是( )
A．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
B．用H2S作沉淀剂，可除去废水中的Fe2+和Cu2+
C．电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属
D．将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量的浓AgNO3溶液，AgCl沉淀少于AgBr
【答案】A
【解析】A项，海轮外壳连接锌块时，锌和外壳构成了原电池，锌做负极，外壳受到了保护不被腐蚀，采用了牺牲阳极的阴极保护法，A正确；B项，若用H2S作沉淀剂除去废水中的Fe2+和Cu2+后溶液呈酸性，应选择Na2S做沉淀剂，B错误；C项，电解精炼铜时，阳极泥中含有比铜稳定的金属，如Ag、Au等金属，没有Zn、Fe，C错误；D项，因为Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，所以将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合后，c (Cl-) ＞c (Br-)，再加入足量的浓AgNO3溶液，AgCl沉淀多于AgBr，D错误；故选 A。
5．下列有关电化学装置完全正确的是( )
A
B
C
D
铁上镀银
电解法制钠
保护铁
铜锌原电池
【答案】C
【解析】铜极烧杯中盛放硫酸铜溶液，锌极烧杯中盛放硫酸锌，A错误；工业上得到金属钠，电解熔融状态的氯化钠，电解氯化钠溶液得到NaOH、H2和Cl2，B错误；锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，这叫牺牲阳极的阴极保护法，C正确；铁上镀银，铁作阴极，银作阳极，电解质溶液为硝酸银溶液，D错误。
6．下列图示内容的对应说明正确的是( )
编号
A
B
C
D
图示
食盐水
片刻后在Fe 电极附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液
说明
验证铁钉发生
吸氧腐蚀
验证 Fe 电极被保护
该装置是牺牲阳极的阴极保护法
该化学反应为放热反应
【答案】A
【解析】A项，食盐水浸泡过的铁钉，会发生吸氧腐蚀，、装置内的O2得到电子，方程式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，装置内O2减小，压强减小，右侧试管内导管中的液面上升，A正确；B项，Fe电极被保护，应该外界电源作阴极，Fe应该与电源的负极相连，B错误；C项，该保护措施利用的是电解池的原理，是外接电源的阴极保护法，C错误；D项，图示中反应物的总能量小于生成物的总能量，表示的吸热反应，D错误；故选A。
7．下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
【答案】C
【解析】电镀铜时，Cu作阳极，镀件作阴极，故C错。
8．关于如图所示装置(盐桥含KCl)的叙述，正确的是( )
A．铜离子在铜片表面被氧化
B．铜作负极，铜片上有气泡产生
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．右侧烧杯中，SO42-的物质的量几乎不变，K+的数目增多
【答案】D
【解析】A项，铜作正极，铜离子在铜片表面发生还原反应，A错误；B项，原电池中Zn作负极，Cu作正极，无气泡产生，B错误；C项，电流从正极向负极流动，所以应是从铜片经导线流向锌片，C错误；D项，反应本质是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，SO42-的物质的量几乎不变，原电池中，盐桥中的K+向正极移动，所以右侧烧杯中的K+的数目增多，而硫酸根离子的数目几乎不变，D正确；故选D。
9．一种水果电池的示意图如图所示，该电池工作时，下列有关说法正确的是( )
A．锌片作正极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
B．内外电路中电流均由电子定向移动形成
C．柳橙的成分不会发生变化
D．若将锌片换为铁片，LED灯仍然发光
【答案】D
【解析】A项，Zn比Cu活泼，Zn做负极，故A错误；B项，外电路由电子的定向移动形成，内电路由电解质中离子定向移动形成，故B错误；C项，柳橙中的电解质氢离子得电子生成氢气，其成分会改变，故C错误；D项，将锌片换为铁片，Fe与Cu有活泼性差异，能构成原电池，能产生电流，LED灯仍然发光，故D正确；故选D。
10．关于下列装置，叙述不正确的是( )
A．石墨电极反应式： O2+4H++4e-=2H2O
B．温度计的示数会上升
C．加入少量NaCl ，会加快 Fe 生锈
D．加入 HCl，石墨电极反应式： 2H++2e-=H2↑
【答案】A
【解析】A项，电解质溶液不是酸性的，所以石墨电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；B项，原电池放电时会放出热量，所以温度计的示数会上升，故B正确；C项，加入少量NaCl，溶液中自由移动离子浓度增大，溶液导电能力增强，会加快 Fe 生锈，故C正确；D项，加入 HCl，溶液呈酸性，在正极石墨上是H+得到电子，电极反应式为 2H++2e-=H2↑，故D正确；故选A。
11．如图所示实验装置，下列说法不正确的是( )
A．装置为铁的吸氧腐蚀实验
B．一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀产生
C．向插入石墨棒的玻璃筒内滴入石蕊溶液，可观察到石墨附近的溶液变红
D．若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置为析氢腐蚀
【答案】C
【解析】食盐水显中性，装置为铁的吸氧腐蚀实验，A正确；一段时间后，有亚铁离子产生，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀产生，B正确；石墨棒是正极，氧气得到电子转化为氢氧根，滴入石蕊溶液，可观察到石墨附近的溶液变蓝，C错误；若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置为析氢腐蚀，D正确，答案选C。
12．中科院研制出一种陶瓷基混合导体透氧膜，它允许电子和O2-同时透过，可实现水连续分解制H2，工作时，CO、H2O分别在透氧膜的两侧反应，工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．CO在b侧反应
C．当产生H2 33.6 L时，CO消耗1.5 mol
D．a侧的电极反应式为：H2O + 2e- = H2↑+ O2-
B．该装置实现了太阳能转化为化学能
【答案】B
【解析】A项，由图知，CO在b侧失去电子被氧化，电子从b侧透过膜进入a侧，水得电子转变为氢气，A正确；B项，未指明处于标准状况，当产生H2 33.6 L时，不能计算出消耗CO的物质的量，B不正确；C项，a侧，水得电子转变为氢气，电极反应式为：H2O + 2e- = H2↑+ O2-，C正确；D项，光照下，水得电子生成H2和 O2-，O2-经过透氧膜进入b侧，CO在b侧失去电子被氧化、在O2-参与下生成二氧化碳，则该装置实现了太阳能转化为化学能，D正确；故选B。
13．下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A．铅蓄电池放电时负极反应：PbO2+2e—+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
B．电解饱和MgCl2溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
C．用惰性电极电解CuCl2溶液：Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+Cl2↑+H2↑
D．铜片上电镀银的总反应(银作阳极，硝酸银溶液作电镀液)：Ag(阳极)Ag(阴极)
【答案】D
【解析】A项，铅蓄电池放电时，铅为电池的负极，铅失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb—2e—+ SO42-=PbSO4，A错误；B项，电解饱和MgCl2溶液会生成氢氧化镁沉淀，离子方程式应为：Mg 2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+ Mg(OH)2↓，B错误；C项，用惰性电极电解CuCl2溶液，Cu2+氧化性比H+强，故Cu2+先放电，正确的离子方程式为CuCl2Cu+Cl2↑，C错误；D项，银作阳极，阳极的电极反应式为Ag-e-=Ag+，铜片作阴极，阴极的电极反应式为Ag++e-=Ag，总反应为Ag(阳极)Ag(阴极)，D正确；故选D。
14．我国千吨级“液态太阳燃料合成示范项目”在兰州通过了鉴定，该工艺具有完全自主知识产权，整体技术处于国际领先，其技术路线如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．太阳能最终转化为电能和热能
B．燃料电池正极反应式为H2 -2e- = 2H+
C．H2O和CO2可循环利用
D．该技术的关键是氢气如何安全、高效储存及转移
【答案】B
【解析】A项，从图中可以看出，通过光伏发电，太阳能转化为电能，水在电能作用下分解为氧气和氢气，最后氢气和氧气生成水，所以太阳锌专化为电能、热能和化学能，A不符合题意；B项，发生还原反应的是正极，所以燃料电池正极反应式为O2+4H++4e- =2H2O，B符合题意；C项，水分解为氢气和氧气，最后氢气和氧气又生成水，故水可以循环使用，氢气和二氧化碳反应生成水和甲醇，水和甲醇又生成二氧化碳，所以二氧化碳也可以循环利用，C不符合题意；D项，氢气易燃易爆，使用氢气时如何安全、高效储存及转移是关键，D不符合题意；故选B。
15．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为73g，则转移电子数为NA
B．14.0gFe发生吸氧腐蚀生成Fe2O3·xH2O，电极反应转移的电子数为0.5NA
C．用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32 g Cu转化为Cu2+
D．利用2ClO2＋2Cl－2ClO2－＋Cl2生成1 mol Cl2时转移电子数为8NA
【答案】B
【解析】A项，电解饱和食盐水时电极总反应为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，若阴阳两极产生气体分别是氢气与氯气，且物质的量之比为1:1，若气体的总质量为73g，则说明反应生成的氢气与氯气的物质的量各自为1mol，根据关系式H22e-可知，转移的电子数为2NA，A错误；B项，14.0gFe的物质的量为，Fe发生吸氧腐蚀的负极反应式为Fe-2e- = Fe2+，则电极反应转移的电子数为0.25mol×2NA=0.5NA，B正确；C项，电解精炼铜时，阳极为粗铜，阳极发生的电极反应有：比铜活泼的杂质金属失电子发生氧化反应以及Cu失电子的氧化反应：Cu-2e-=Cu2+，当电路中通过的电子数为NA时，即电路中通过1mol电子，Cu失去的电子应小于1mol，阳极反应的Cu的物质的量小于0.5mol，则阳极反应的Cu的质量小于0.5mol×64g/mol=32g，C错误；D项，根据氧化还原反应的规律，ClO2→ClO2－，2Cl－→Cl2，氯气只作氧化产物，ClO2－只作还原产物，生成1molCl2时转移电子物质的量为1mol×2×[0－(－1)]=2mol，D错误；故选B。
16．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图示，下列与此原理有关说法错误的是( )
A．正极反应为：SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】C
【解析】A项，原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-，故A正确；B项，硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；C项，由图示可知，Fe腐蚀的最终产物为FeO，故C错误；D项，管道上刷富锌油漆，形成Zn—Fe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确；故选C。
17．电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示(a、b为不同离子交换膜)。下列有关说法错误的是( )
A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
B．阴极区电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．X为淡盐水，Y为浓盐水
D．该方法可得到副产品NaOH
【答案】A
【解析】A项，根据题意，图中左侧是电解池的阳极，阴离子向左侧迁移，相反阳离子向右侧迁移，则a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，A项错误；B项，阴极区电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；C项，X为淡盐水，Y为浓盐水，C项正确；D项，根据电解原理可知，该方法可得到副产品NaOH，D项正确。故选A。
18．一种新型Na－CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-
B．充电时，M应与电源的正极相连接
C．放电时，Na+向M电极移动
D．电极材料中，单位质量放出的电能大小：Na＞Li
【答案】A
【解析】由题干工作原理图可知，Na电极M发生的电极反应为：Na-e-=Na+， 发生氧化反应，故M为负极；则N为电池正极，发生还原反应，电极反应为： 2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-。A项，放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-，A正确；B项， M极为原电池的负极，故充电时，M应与电源的负极相连接，B错误；C项，放电时，M电极为负极带正电，Na+向N极移动，C错误；D项，电极材料中，Na 的单位质量放出的电能为，Li的单位质量放出的电能为，故Na
A．单位质量的铝放出的电量高，并且价格低廉，储量丰富
B．铝储能电池是二次电池
C．放电时，Al3+从正极材料的空隙中脱出进入电解液，再以单质铝的形式沉积负极材料表面
D．该电池中金属铝电极易形成致密的氧化铝钝化膜，阻断铝离子的传输从而降低电池效能
【答案】D
【解析】A项，铝在地壳中的含量丰富，且单位质量的铝放出的电量高，可以用于制造水系铝离子储能电池，故A正确；B项，根据题意，储能电池通过对电能的存储、汇集，再集中供电，说明铝储能电池是二次电池，故B正确；C项，放电时，铝失去电子变成Al3+，铝为负极，石墨为正极，Al3+从正极材料的空隙中脱出进入电解液，再以单质铝的形式沉积负极材料表面，故C正确；D项，该电池中没有氧气产生，金属铝电极表面不会形成致密的氧化铝钝化膜，故D错误；故选D。
20．H2S可通过电化学循环法转化为H2SO4和H2，其装置如图所示。下列分析错误的是( )
已知氧化过程发生两步反应：H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2。
A．电极a周围溶液pH减小
B．电流由电极b经负载、电极a、离子导体回到电极b
C．理论上1molH2S参加反应可产生1mol H2
D．用此电池为铅蓄电池充电，该电池生成19.6g H2SO4时，铅蓄电池消耗7.2g水
【答案】C
【解析】A项，电极a为负极，是二氧化硫生成硫酸，即溶液的酸性增强，pH减小，A正确；B项，电极a为负极，电极b为正极，电流从b经过负载流向a，通过离子导体回到电极b，B正确；C项，H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2，1mol硫化氢反应生成2mol二氧化硫，二氧化硫失去4mol电子生成硫酸，对应产生2mol氢气，即理论上1mol硫化氢参与反应可以产生2mol氢气，C错误；D项，该电池生成19.6克硫酸，即0.2mol硫酸，转移0.4mol电子，铅蓄电池中每消耗2mol水转移2mol电子，故消耗0.4mol水，即7.2克水，D正确；故选C。
21．工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理，减少硫排放。脱硫原理：将Mn2+氧化成Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和SO42-，FeS2+15Mn3++8H2O= Fe3++15 Mn2++2SO42-+16H+。模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极a为负极
B．石墨1上的反应式为Mn3++e—=Mn3+
C．电子流向：a→b，b→石墨2
D．电路上转移1.5mol电子理论上处理12.0g FeS2
【答案】D
【解析】由Mn2+离子氧化为Mn3+可知，石墨1为电解池的阳极，a为电源正极，阳极电极反应式为Mn2+—e—= Mn3+；b为电源负极，石墨电极2为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑。A项，电极a为正极，故A错误；B项，石墨1为电解池的阳极，Mn2+离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成Mn3+离子，电极反应式为Mn2+-e-= Mn3+，故B错误；C项，电子由电源的负极b流向电解池的阴极石墨2，由电解池阳极石墨1流向电源正极a，电池内电路和电解池电解质溶液中无电子流动，故C错误；D项，由图可知1molFeS2为1molFe3+和2molSO42-，则有FeS2~失15e-，则电路上转移1.5mol电子理论上处理FeS2的质量为0.1mol×120g/mol=12.0g，故D正确；故选D。
22．中国科学院福建物质结构研究所课题组基于二氧化碳和甲酸的相互转化反应设计并实现了一种可逆的水系金属—二氧化碳二次电池，放电时工作原理如图所示。下列有关电池放电时的说法错误的是( )
A．N极发生还原反应
B．电子由N极流出经导线流入M极
C．N极的电极反应式为CO2+2e—+2H+=HCOOH
D．若电路中流过个电子，则理论上M极有3.25g锌参加反应
【答案】B
【解析】由图可知，放电时，M极为二次电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，双极膜中产生的氢氧根离子移向负极区，N极为正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，双极膜中产生的氢离子移向正极区。A项，N极为二次电池的正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，故A正确；B项，放电时，M极为二次电池的负极，N极为正极，电子由负极M极流出经导线流入正极N极，故B错误；C项，N极为二次电池的正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为为CO2+2e—+2H+=HCOOH，故C正确；D项，放电时，M极为二次电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电路中流过6.02×10-23个电子时，M极理论上参加反应的锌的质量为××65g/mol=3.25 g，故D正确；故选B。
23．实验室利用原电池原理吸收SO2制备少量硫酸(如图所示)。下列有关说法正确的是( )
A．放电过程中可实现化学能全部转化为电能
B．电子从a电极流出，经电解质流向b电极
C．有1molO2参加反应时，通过质子交换膜的H+为4mol
D．a电极上的电极反应式为SO2-2e-+2H2O=H2SO4+2H+
【答案】C
【解析】A项，放电过程中有一部分化学能转化为热能，不能全部转化为电能，A错误；B项，电子从a电极流出，经导线负载流向b电极，电子不能在电解质溶液中移动，B错误；C项，a极为负极，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=H2SO4+2H+，b极为正极，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，根据反应方程式可知，氢离子从负极透过质子交换膜移动到正极，有1molO2参加反应时转移4mol电子，所以通过质子交换膜的H+为4mol，C正确；D项，a极为负极，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=H2SO4+2H+，硫酸在溶液中完全电离生成氢离子和硫酸根，D错误；故选C。
24．中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时A电极反应式为：Zn2++2e-=Zn
B．放电时电解质储罐中离子总浓度减小
C．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜
D．充电时A极增重65g，C区增加离子数为2NA
【答案】C
【解析】A项，放电时A电极是负极，A极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故A错误；B项，放电时，A区发生反应Zn-2e-=Zn2+，C区Cl-进入A区，所以电解质储罐中离子总浓度增大，故B错误；C项，放电时，C区Cl-进入A区、K+进入B区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C正确；D项，充电时A极增重65g，A区发生反应Zn2++2e-=Zn，电路中转移2mol电子，根据电荷守恒，2molCl-自A区进入C区，2molK+自B区进入C区，C区增加离子数为4NA，故D错误；故选C。
25．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的离子交换膜隔开，下列说法错误的是( )
A．该燃料电池的总反应方程式为：HCOOH+Fe3+=CO2↑+H2O
B．放电过程中，K+向右移动
C．放电过程中需要补充的物质A为H2SO4
D．电池负极电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO3-+H2O
【答案】A
【解析】A项，该装置是燃料电池，因此总方程式为2HCOOH+O2+2OH-=2 HCO3-+2H2O，A错误；B项，根据图示，该燃料电池加入HCOOH的一端为负极，通入O2的一端为正极，因此放电时K+向正极移动，即向右移动，B正确；C项，在正极一端发生的反应为O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O，需要消耗H+，且排出K2SO4，可推出需要补充的物质A为H2SO4，C正确；D项，根据图示，负极的电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-= HCO3-+H2O，D正确。故选A。
26．一种高性能水系铁-氢气二次电池工作原理如图所示，下列说法中正确的是( )
A．放电时，碳网电极为负极
B．离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从左极室移向右极室
C．放电时，负极区pH变大
D．充电时，电池总反应为2[Fe(CN)6]4-+2H2O=2[Fe(CN)6]3-+2OH-+H2↑
【答案】D
【解析】A项，放电时，Pt/C电极失电子作负极，发生氧化反应，碳网电极为正极，发生还原反应，A项错误；B项，充电时，碳网作阳极，发生氧化反应，Pt/C电极作阴极，发生还原反应，离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从阳极室移向阴极室，即从右极室移向左极室，B项错误；C项，放电时，负极发生H2+2OH--2e-=2H2O，负极区pH减小，C项错误；D项，充电时，电池总反应为2[Fe(CN)6]4-+2H2O=2[Fe(CN)6]3-+2OH-+H2↑，D项正确；故选D。
27．室温铝二次电池采用铝或铝插层化合物为电极，离子液体{ AlCl3[EMIm]Cl}为电解液，Al3+能在电解液中移动，电极反应式为Al+Mn2O4AlMn2O4，下列说法不正确的是(已知氧气难溶于离子液体) ( )
A．放电时当外电路中有3 mol电子通过时，电解液中就有1 mol Al3+移向Al
B．放电时Al作负极，发生氧化反应
C．充电时阳极的电极反应式为AlMn2O4 -3e- =Al3++Mn2O4
D．AlCl3型离子液体能够抑制金属铝表面氧化物的生成
【答案】A
【解析】根据总反应Al+Mn2O4AlMn2O4可知，作为原电池时，金属铝做负极，失电子发生氧化反应，Mn2O4做正极，得电子发生还原反应；充电时，电极反应与原电池正好相反；根据题给信息氧气难溶于离子液体可知，AlCl3型离子液体能够抑制金属铝表面氧化物的生成。A项，放电时，1个铝原子失3e-变为Al3+，电极反应式为：Al-3e-= Al3+，铝电极失电子为负极，所以当外电路有3mol电子通过时，有1 mol Al3+移向正极Mn2O4，故A错误；B项，放电时Al作负极，失电子发生氧化反应，故B正确；C项，充电时，阳极失电子发生氧化反应，电极反应为：AlMn2O4 -3e- =Al3++Mn2O4，故C正确；D项，氧气难溶于离子液体，AlCl3型离子液体会抑制金属铝表面氧化物的生成，故D正确；故选A。
28．中国科学院研发了一种新型钾电池，有望成为锂电池的替代品。该电池的电解质为CF3SO3K溶液，其简要组成如图所示。电池放电时的总反应为2 KC14H10+ x MnFe(CN)6 = 2 K1-xC14H10 + x K2MnFe(CN)6，则下列说法中，正确的是( )
A．放电时，电子从电极A经过CF3SO3K溶液流向电极B
B．充电时，电极A质量增加，电极B质量减少
C．放电时，CF3SO3K溶液的浓度变大
D．充电时，阳极反应为K2MnFe(CN)6－2e－= 2K+ + MnFe(CN)6
【答案】D
【解析】A项，放电时，该装置为电池装置，即放电时电子不可能经过电解质溶液，故A错误；B项，放电时，负极(电极B)反应式为KC14H10-xe-=K1-xC14H10+xK+，正极(电极A)反应式为MnFe(CN)6+2e-+2K+=K2MnFe(CN)6，充电时应将放电反应倒过来看，显然电极A的质量是减少的，电极B的质量是增加的，故B错误；C项，根据B分析，放电时， CF3SO3K溶液的浓度不发生变化的，故C错误；D项，充电时，电池的正极接电源的正极，充电时的电极反应式应是放电时电极反应逆过程，即阳极反应式为K2MnFe(CN)6－2e－= 2K+ + MnFe(CN)6，故D正确；故选D。
29．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是( )
A．a电极的电极反应为4H2O+4e-=2H2↑+4OH-
B．c、d离子交换膜依次为阳子交换膜和阴离子交换膜
C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为Cu2++2e-=Cu
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320g NaOH
【答案】D
【解析】浓差电池放电时，两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓 度完全相等时，放电停止，电池放电过程中，Cu(1)电极上发生使Cu2+浓度降低的还原反应， 作正极，Cu(2)电极上发生使Cu2+浓度升高的氧化反应，作负极，则在右池的电解池中，a为电解池的阴极，H2O中的H+得到电子发生还原反应生成H2，b为电解池的阳极，H2O中的OH-失去电子发生氧化反应生成O2。电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液的浓度同时由2.5mol·L-1降低到1.5mol·L-1，负极区硫酸铜溶液同时由 0.5 mol·L-1升到1.5 mol·L-1， 正极反应可还原Cu2+的物质的量为2L ×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，电路中转移4mol 电子，电解 池的阴极生成4mol OH-，即阴极区可得4mol氢氧化钠，其质量为160g。A项，a为电解池的阴极，H2O中的H+得到电子发生还原反应生成H2，电极反应为4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，A项正确；B项，因溶液为电中性，a电极附近产生了阴离子，必须让阳离子发生移动，c为阳离子交换膜，b电极附近阴离子减少，必须让阴离子发生移动，d为阴离子交换膜，B项正确；C项，Cu(1)作正极，得到电子，电极反应为Cu2++2e-=Cu，C项正确；D项，电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液浓度同时由2.5mol·L-1降到1.5mol·L-1，负极区硫酸铜溶液同时由0.5 mol·L-1升到1.5 mol·L-1，正极反应可还原Cu2+的物质的量为2L ×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，电路中转移4mol 电子，电解池的阴极生成4mol OH-，即阴极区可得4mol氢氧化钠，其质量为160g，D选项错误；故选D。
30．某实验小组利用燃料电池浓缩溶液，装置如图所示。已知通入左右两室的溶液的体积相同且体积变化忽略不计，钠离子交换膜只允许通过。下列说法正确的是( )
A．工作时，电能转变为化学能
B．负极的反应式： H2-2e—=2H+
C．数值大小：b＞a＞c
D．如每升溶液消耗H20.1mol，则
【答案】C
【解析】由图可知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，通入氢气的铂电极是原电池的负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为H2—2e—+2OH—=H2O，通入氧气的铂电极是正极，在水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e—+2H2O= 4OH—，电池工作时，钠离子通过钠离子交换膜由负极移向正极。A项，该装置是将化学能转化为电能的原电池，故A错误；B项，由分析可知，通入氢气的铂电极是原电池的负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为H2—2e—+2OH—=H2O，故B错误；C项，负极消耗氢氧根离子，氢氧化钠溶液的浓度减小，正极生成氢氧根离子，氢氧化钠溶液的浓度增大，则氢氧化钠溶液浓度的大小顺序为b＞a＞c，故C正确；D项，负极消耗氢氧根离子，氢氧化钠溶液的浓度减小，正极生成氢氧根离子，氢氧化钠溶液的浓度增大，若1L溶液消耗0.1mol氢气，由电极反应式可知=0.2+0.2=0.4，故D错误；故选C。
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