专题05 电化学综合-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟化学真题分类汇编（湖南专用）（解析版）-A4

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1. （2022·湖南卷）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A. 海水起电解质溶液作用
B. N极仅发生的电极反应：
C. 玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D. 该锂-海水电池属于一次电池
【答案】B
【解析】锂海水电池的总反应为4Li+2H2O+O2═4LiOH， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-。海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；由上述分析可知，N为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。
考点2 电解池
2.（2024·湖南卷）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是
A. 电解时，向Ni电极移动
B. 生成的电极反应：
C. 电解一段时间后，溶液pH升高
D. 每生成的同时，生成
【答案】B
【解析】由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为：；Pt电极失去电子生成，作阳极，电极反应为：，同时，Pt电极还伴随少量生成，电极反应为：。由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极移动，A错误；由分析可知，Pt电极失去电子生成，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：，B正确；由分析可知，阳极主要反应为：，阴极反应为：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；根据电解总反应：可知，每生成1ml，生成0.5ml，但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成1mlH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成小于0.5ml，D错误；故选B。
3.（2023·湖南卷）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40-45℃的原因是_______，阴极的电极反应式为_______；
【答案】保证Ga为液体，便于纯Ga流出 Ga3++3eˉ=Ga
【解析】电解池温度控制在40-45℃可以保证Ga为液体，便于纯Ga流出；粗Ga在阳极失去电子，阴极得到Ga，电极反应式为Ga3++3eˉ=Ga；
1．（2024·湖南·二模）利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二腈，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法错误的是
A．放电时，N极的电势低于M极的电势
B．放电时，双极膜中向N极移动
C．充电时，N极的电极反应式为
D．若充电时制得1ml，则放电时需生成1ml，才能使左室溶液恢复至初始状态
【答案】D
【解析】A．放电时N极为负极，M极为正极，M极电势高，故A正确；
B．放电时，双极膜向负极N极移动，B正确；
C．充电时阴极反应：，C正确；
D．充电时制得1ml，转移2ml电子，有2ml移入左室，放电时负极反应：，放电时生成1ml，转移4ml电子，有4ml移入左室，则不能使左室恢复至初始状态，D错误。
故选D。
2．（2024·湖南长沙·三模）近年研究发现，电催化和含氮物质等)在常温常压下合成尿素，有助于实现“碳中和”及解决含氮废水污染问题。用铅酸蓄电池作电源，向含有一定浓度的酸性废水中通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。下列说法正确的是
A．d为电源正极，该电极反应式为
B．为提高溶液导电性，电极区溶液中可加入少量氯化钠
C．当电极区生成尿素时，电极区质量减少
D．每转化为尿素就有由极区迁移到极区
【答案】C
【分析】从电池结构中有电源可知，该电池是电解池，从该电池的H+的移动方向可知，H+从b电极向a电极移动，电解池中阳离子从阳极移向阴极，所以a电极是阴极，b电极是阳极，所以d电极为电源的正极，c电极为电源的负极，据此解答。
【解析】A．d电极为电源的正极，铅酸蓄电池作电源时的正极反应为：，故A错误；
B．b电极是阳极，加入少量氯化钠后氯离子先放电，会产生氯气，故B错误；
C．3.0g尿素的物质的量为=0.05ml，结合a极反应式，转移电子为0.8ml，b极的反应式为，转移0.8ml电子时，会消耗0.4mlH2O，减少的质量为7.2g，故C正确；
D．电解池中阳离子从阳极移向阴极，H+从b电极向a电极移动，H+在a电极参与反应，由其电极反应式可知，每转化为尿素则转移的电子为16ml，通过质子交换膜有16mlH+，故D错误；
故选C。
3．（2024·湖南长沙·模拟预测）一种NO—空气酸性燃料电池的工作原理如图所示。电池工作时，下列说法正确的是
A．通过质子交换膜从右侧向左侧多孔石墨棒移动
B．若产生1ml，则理论上需通入11.2L。
C．负极的电极反应式为
D．电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极
【答案】C
【分析】燃料电池通空气的一极发生还原反应，此电极为正极，所以右边的多孔石墨棒为正极、左边的多孔石墨棒为负极。
【解析】A．阳离子通过质子交换膜向正极定向移动，即从左侧向右侧多孔石墨棒移动，故A错误；
B．题中未明确交代是否为标准状况，所以无法计算产生1ml，理论上需通入氧气的体积，故B错误；
C．负极为NO发生氧化反应生成硝酸，其电极反应式为，故C正确；
D．电子的流动方向应从负极经导线流入正极，电子不经过电解质溶液，故D错误；
故答案为：C。
4．（2024·湖南·二模）下列电极方程式或离子方程式错误的是
A．铅蓄电池的正极反应式为
B．在含双氧水的氨水中加入铜粉，溶液变蓝色：
C．在饱和溶液中滴加少量的溶液生成白色沉淀：
D．以铜为电极，电解溶液的阳极反应式为
【答案】D
【解析】A．原电池正极得电子，铅蓄电池正极是PbO2得电子生成PbSO4，电极反应式为PbO2+2e−+4H++=PbSO4+2H2O，A正确；
B．把铜粉加入含双氧水的氨水中，溶液变蓝发生的反应为铜与过氧化氢和氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水，反应的离子方程式为Cu+H2O2+4NH3⋅H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O，故B正确；
C．在饱和NaHCO3溶液中滴加少量的CaCl2溶液，由于碳酸氢根电离产生碳酸根和钙离子生成碳酸钙沉淀，从而促进了碳酸氢根的电离，最终生成白色沉淀，离子方程式为Ca2++2=CaCO3↓+CO2↑+H2O，C正确；
D．以铜为电极，电解AgNO3溶液，由于阳极不是惰性电极，电极本身失电子变为铜离子，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，D错误；
故选D。
5．（2024·湖南长沙·二模）下图是一种能将底物通过电化学转化为电能的微生物燃料电池，可以大大提高能量转化效率，以下说法不正确的是
A．理论上，每消耗1ml，就有4ml通过质子交换膜
B．两种微生物的存在保证了S元素循环的作用
C．负极电极反应式为：
D．升高温度，可以有效提高该电池的放电效率通过交换膜
【答案】D
【分析】硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成、和，由的移动方向可知，a是负极，在硫氧化菌作用下转化为，失电子发生氧化反应，反应式为：；b是正极，氧气得电子发生还原反应，反应式为：，两种细菌存在，循环作用把有机物氧化成，放出电子。
【解析】A．正极的电极反应式为，1ml氧气参加时，有4ml电子转移，故有4ml通过质子交换膜，故A正确；
B．硫氧化菌将氧化为，硫酸盐还原菌将还原为，恰好完成了S元素的循环，故B正确；
C．由分析可知，a电极为负极，负极反应为：，故C正确；
D．升高温度会把微生物杀死，导致该电池失活，故D不正确；
故选D。
6．（2024·湖南·二模）关于如图所示装置的叙述，正确的是
A．该装置能将电能转化为化学能B．锌是负极，锌片质量逐渐减少
C．电子由铜片经导线流向锌片D．负极反应式为
【答案】B
【分析】由图可知，该装置为将化学能转化为电能的原电池，金属活泼性强的锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气。
【解析】A．由分析可知，该装置为将化学能转化为电能的原电池，故A错误；
B．由分析可知，金属活泼性强的锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极质量逐渐减少，故B正确；
C．由分析可知，金属活泼性强的锌电极为原电池的负极，铜电极为正极，电子由负极锌片经导线流向正极铜片，故C错误；
D．由分析可知，金属活泼性强的锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－＝Zn2+，故D错误；
故选B。
7．（2024·湖南·二模）羟基自由基（•OH）有极强的氧化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚（）氧化为和的原电池⑤电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法正确的是
A．该装置工作时，电流方向为电极b→Ⅲ室→Ⅱ室→Ⅰ室→电极a
B．装置工作时，c极区溶液碱性明显增强
C．电极d的电极反应式为
D．当电极b上有0.6ml生成时，电极c、d两极共产生气体22.4L（标准状况）
【答案】A
【分析】根据装置图可知左边是原电池装置，右边是电解池装置，a电极上Cr元素从+6价变成+3价，化合价降低，得到电子，发生还原反应，则a为正极，b为负极；苯酚废水在d处被氧化，d处水分子失去电子形成羟基自由基，发生氧化反应，则d为电解池阳极，c为电解池阴极。
【解析】A．根据分析可知，a为正极，b为负极，该装置工作时，内电路电流由b极经Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ室流向a极，A正确；
B．电极c上的电极反应式为，与此同时，有从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，因此c极区溶液碱性不会增强，B错误；
C．电极d为阳极，电极反应式为，C错误；
D．电极b的电极反应式为，电极c的电极反应式为，电极d上的电极反应式为，可进一步氧化苯酚，化学方程式为，当电极b上有0.6ml生成时，电极c、d两极共产生气体44.8L（标准状况），D错误;
故答案为：A。
8．（2024·湖南长沙·一模）利用原电池原理，光催化可制备甲烷，其原理如图所示。
下列说法错误的是
A．由b区向a区移动
B．该原理总过程涉及了极性键的断裂和形成
C．a区的电极反应式为
D．标准状况下，每转移4ml电子，生成11.2L气体
【答案】D
【分析】根据图中可知，在a区中CO2得到电子生成CH4，C元素化合价降低，发生还原反应，因此a为正极，在b区H2O得到电子生成O2，生成的H+移动到a区，O元素化合价身高，发生氧化反应，因此b为负极，据此作答。
【解析】A．根据分析可知，图中b区H2O得到电子生成O2，生成的H+移动到a区，故A正确；
B．该过程中H2O得到电子生成O2，为极性键的断裂，生成CH4，为极性键的形成，故B正确；
C．a为正极，CO2得到电子生成CH4，b区生成的H+移动到a区，反应为：，故C正确；
D．标准状况下，每转移4ml电子，a区反应为：，计算可得生成0.5ml CH4即11.2L CH4，b区反应为：，计算可得生成1ml O2即22.4L O2，共生成33.6L气体，故D错误；
故选D。
9．（2024·湖南长沙·一模）科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌-多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是
A．硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化
B．夜间工作时，应将电极ac、bd分别连接
C．日间工作时，b极的电极反应式为+S2-+2e-=
D．H2生产装置中可以使用阳离子交换膜
【答案】D
【分析】由图可知，白天可利用太阳光电池给左侧锌-多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，锌-多硫化物电池处于充电状态，b极是阳极，发生+S2--2e-=，夜间做电池使右侧电解池电解制氢，右侧装置为电解池，d电极发生2H2O+2e-═2OH-+H2↑，据此分析解题。
【解析】A．硅太阳能电池将太阳能转化为电能，A错误；
B．左侧锌-多硫化物电池夜间作电源，给H2生产装置通电，电解产生H2，分析可知，应将电极ad、bc分别连接，B错误；
C．白天工作时，锌-多硫化物电池处于充电状态，b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为+S2--2e-=，C错误；
D．阴极d发生反应；2H2O+2e-=H2↑+2OH-，若使用阳离子交换膜，Na+向阴极区迁移，D正确；
故答案为：D。
10．（2024·湖南·二模）锌-空气电池被认为是替代锂离子电池、满足电动汽车爆炸性需求的下一代候选电池。用光照充电的锌-空气电池的工作原理如图所示。光照时，光电极(空穴)，驱动阴极和阳极反应。下列叙述不正确的是
A．放电时，向光电极迁移B．充电时的阳极反应为
C．放电时，光电子经电解液向极移动D．是配离子，配位数是4
【答案】C
【分析】光照充电时转化为，故充电时为阴极，光电极为阳极；放电时为负极，光电极为正极；总反应为。
【解析】A．放电时，阳离子向正极（光电极）迁移，项正确；
B．充电时，失去的电子填入正电空穴，项正确；
C．光电子只能在外电路中通过，项错误；
D．从结构可以看出其配位数是4，D项正确；
故选C。
11．（2024·湖南怀化·二模）某研究机构使用Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备，其工作原理如下图所示，已知电池反应为，下列说法错误的是
A．膜a、c是阴离子交换膜，膜b是阳离子交换膜
B．电池的e极连接电解池的h极
C．电池中C电极的电极反应式为
D．生成0.5ml时，理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加22克
【答案】A
【分析】由电池反应可知，锂电极是左侧原电池的负极，氯离子作用下，锂在负极失去电子发生氧化反应生成氯化锂，石墨电极是正极，SO2Cl2在正极得到电子发生还原反应生成氯离子和二氧化硫；右侧装置为电解池，与直流电源直接相连的镍电极是电解池的阳极，镍在阳极失去电子发生氧化反应生成镍离子，放电生成的镍离子通过阳离子交换膜进入产品室，不锈钢电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，Ⅲ室中的钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅳ室，次磷酸根离子通过阴离子交换膜进入产品室。
【解析】A．由分析可知，膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜，故A错误；
B．由分析可知，锂电极是左侧原电池的负极，石墨电极是正极，镍电极是电解池的阳极，不锈钢电极为阴极，则电池的e极连接电解池的h极，故B正确；
C．由分析可知，石墨电极是正极，SO2Cl2在正极得到电子发生还原反应生成氯离子和二氧化硫，电极反应式为，故C正确；
D．由分析可知，镍电极是电解池的阳极，镍在阳极失去电子发生氧化反应生成镍离子，放电生成的镍离子通过阳离子交换膜进入产品室，不锈钢电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，Ⅲ室中的钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅳ室，次磷酸根离子通过阴离子交换膜进入产品室，由得失电子数目守恒可知，生成0.5ml次磷酸镍时，理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加(1ml×23g/ml-2ml×1g/ml)g=22g，故D正确；
故选A。
12．（2024·湖南益阳·三模）为探究与溶液能否发生氧化还原反应，设计了如下装置：闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出。下列说法正确的是
A．Y电极为阴极B．右侧烧杯中经盐桥移向左侧烧杯
C．闭合K后右侧烧杯中溶液不断升高D．若将X电极换成，实验现象不变
【答案】C
【分析】根据题目信息和装置可知，该装置为原电池，闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出，则Y电极是正极，生成的银白色物质为银单质，X电极是负极。Y电极的电极反应式是，X电极的电极反应式为。
【解析】A．由分析可知，Y电极是正极，A错误；
B．原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，盐桥中的硝酸根离子向左侧烧杯移动，钾离子向右侧烧杯中移动，右侧烧杯中浓度基本不变，B错误；
C．闭合K后右侧烧杯中银离子得电子生成银单质，银离子浓度下降，溶液会升高，C正确；
D．之前X电极发生，左侧烧杯会显蓝色，若将X电极换成，X电极是负极，左侧烧杯中会产生黄色沉淀，溶液不变蓝，实验现象改变，D错误；
故选C。
13．（2024·湖南常德·一模）水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，该电池以(含、、元素)为正极材料，电解质溶液中主要存在团簇离子。其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，向Y极方向移动
B．放电时，Y极的电极反应式为
C．与间通过离子键结合
D．充电时，增加了1ml时，X极质量增加46g
【答案】C
【分析】电池以为正极材料，因此Y为正极，X为负极，据此作答。
【解析】A．放电时Y为正极，阳离子向正极移动，即向Y极方向移动，故A正确；
B．放电时，Y为正极，发生还原反应，Y极的电极反应式为，故B正确；
C．类比于铵根离子能与氯离子形成离子键，但各原子均达到稳定状态，可推知与铵根离子不能形成离子键，故C错误；
D．充电时，X电极为阴极，Y电极为阳极，发生的反应为 ，增加了1ml时，转移的电子为2ml，根据电荷守恒可知，阴极转移的电子也是2ml，MnO2得电子生成Na0.6MnO2，可知得到2mlNa+，则X极质量增加46g，故D正确；
答案选C。
14．（2024·湖南衡阳·模拟预测）我国科学家研究出一种新型水系电池(甲装置)，既能实现乙炔加氢，又能发电。用该电池作为电源处理废水，实现将苯酚氧化为和(乙装置)。
已知：放电时，转化为。羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氧化剂。下列说法错误的是
A．甲、乙两装置相互连接时，极应接极
B．放电时，苯酚在电极上失电子被氧化
C．放电时，甲装置极区溶液的逐渐减小
D．相同时间内，c、两极产生气体的体积比(相同条件下)为
【答案】B
【分析】由图可知，Zn元素价态升高失电子，故b极为负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，a为正极，电极反应式为C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-；
【解析】A．甲装置中，a极为正极，b极为负极。乙装置为电解池，c极为阴极，d极为阳极。因此a极应接d极，A正确；
B．右侧为电解池装置，d极区为阳极，苯酚失电子氧化为和，B错误；
C．b极发生的电极反应为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，放电时，正极区溶液中的OH-通过阴离子交换膜进入负极区溶液中，所以负极区溶液中的n(OH-)保持不变，但由于负极区有水生成，负极区溶液中的c(KOH)逐渐减小，碱性逐渐减弱，pH逐渐减小，C正确；
D．根据电子得失守恒可写出关系式：28e-~14H2~6CO2，故相同时间内，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为14:6=7:3，D正确；
故选B。
15．（2024·湖南·模拟预测）2023年我国科学家通过铂负载的氢氧化镍正极实现了将充电过程中产生的副产物氧气在放电过程中重新利用，工作原理如下图所示：
下列说法正确的是
A．充电时，Zn电极的电极反应式为
B．充电时，电路中每通过1ml电子，阳极会产生1mlNiOOH
C．放电时，铂作氧还原催化剂
D．放电时，OH-移向氢氧化镍所在的电极
【答案】C
【分析】根据图示可知：放电时为负极，电极反应为，Pt电极为正极，发生还原反应；充电时电极应连接电源负极，发生还原反应：，Pt电极上被氧化变为NiOOH，溶液中部分失去电子被氧化变为。
【解析】A．充电时，电极为阴极，其电极反应式为，故A错误；
B．充电时，阳极由于有副反应发生，电路中每通过1ml电子，产生的NiOOH小于1ml，故B错误；
C．通过铂负载的氢氧化镍正极，可以将氧气在放电过程中重新利用，所以放电时，铂的作用为氧还原催化剂，故C正确；
D．放电时，阴离子向负极迁移，故移向电极，故D错误。
答案选C。
16．（2024·湖南·模拟预测）是碘盐的添加剂，常采用电解制备，装置如图所示。下列叙述错误的是
A．铜极为阴极，产生还原性气体
B．原料室中向石墨极迁移，向铜极迁移
C．石墨极反应式为
D．若电路上转移电子，理论上原料室溶液减少
【答案】D
【分析】电解KI制备KIO3，则I的化合价从-1价升高到+5价，发生氧化反应，则石墨电极为阳极，铜电极为阴极，发生还原反应；
【解析】A．根据以上分析得知，铜极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：，故A项正确
B．原料室中OH−向阳极（石墨电极）迁移，K+向阴极（铜极）迁移，故B项正确；
C．石墨极发生氧化反应，电极反应式为：，故C项正确；
D．若电路上转移0.6ml电子时，理论上原料室溶液减少的质量=0.6×39g/ml+0.6×17g/ml=33.6g，故D项错误；
故本题选D。
17．（2024·湖南·模拟预测）用电解法处理废水中的模拟装置如图所示。a、b为离子选择性透过膜，下列说法正确的是
A．阳极室溶液由无色变成蓝色
B．阴极的电极反应式为
C．a膜为阴离子选择性透过膜
D．每转移2ml电子，阴极室质量增重34g
【答案】A
【分析】根据图片知，Cu为阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应生成Cu2+，电极反应式为，C为阴极，电极方程式为：2H++2e-=H2，以此解答。
【解析】A．阳极上发生氧化反应，溶液由无色变为蓝色，A正确；
B．阴极上H＋发生还原反应：2H＋＋2e-=H2↑，B错误；
C．a膜为阳离子选择性透过膜，通过a膜进入阴极室，C错误；
D．每转移2ml电子，有2ml的进入阴极室，由阴极电极反应式可知有氢气产生，会释放出去，故阴极室质量增重32g，D错误；
故选A。
18．（2024·湖南·三模）某同学查阅资料发现水银电解法电解饱和食盐水可以获得金属钠汞齐(钠汞合金)，装置图和实验现象记录如下：
接通电源，一段时间后，金属汞表面有细微气泡出现，加大电压电解足够长时间后分离出其中的金属Hg。取少量分离出的Hg投入滴有酚酞溶液的水中，酚酞变红且有无色气体放出。有关该实验的说法错误的是
A．Q溶液可以是NaOH溶液，作用是吸收尾气
B．玻璃管的作用是防止铁丝暴露在NaCl溶液中，导致生成大量的H2而无法得到金属Na
C．钠汞齐在有机合成中常用于氢化醛酮等羰基化合物，表现出钠汞齐的强还原性
D．出于安全角度考虑，进行该实验时需要准备硫粉，并开启实验室上方排风扇
【答案】D
【分析】b为阳极，Cl-失电子生成Cl2，需用吸收液吸收，a为阴极，接通电源，一段时间后，金属汞表面有细微气泡出现，该气泡为H2，加大电压电解足够长时间后，Na+在阴极得到电子，生成Na，与Hg混合在一起，分离出其中的金属Hg，取少量分离出的Hg投入滴有酚酞溶液的水中，Na与H2O反应，生成H2和NaOH，酚酞变红且有无色无味气体放出。
【解析】A．在b极，Cl-失电子生成Cl2，需用吸收液吸收，所以Q溶液可以是NaOH溶液，吸收氯气，用作尾气处理，故A正确；
B．若铁丝暴露在NaCl溶液中，溶液中H2O得电子生成H2，无法得到金属Na，故B正确；
C．钠汞齐在有机合成中常用于氢化醛酮等羰基化合物，加氢发生还原反应，钠汞齐做还原剂，表现出钠汞齐的强还原性，故C正确；
D．Hg蒸汽有毒，实验时应该开启排风扇，汞蒸气密度比空气密度大，应打开向下抽气扇，故D错误；
故选D。
19．（2024·湖南·二模）近日，石河子大学化学化工学院陈龙教授团队开发催化电极实现甲醇制氢，如图所示，下列叙述错误的是
A．电极a与电源的负极连接
B．每生成（标准状况）气体X时转移电子
C．电极b的反应式为
D．电解总反应为
【答案】B
【分析】电极b上CH3OH失去电子变为HCOO-，电极b为阳极，电极反应式为，电极a为阴极，水得到电子变为H2，电极反应式为。
【解析】A．电极a为阴极，与电源负极连接，故A正确；
B．（标准状况）气体物质的量为0.1ml，根据电极反应式可知，转移电子物质的量为0.2ml，故B错误；
C．电极b上CH3OH失去电子变为HCOO-，电极反应式为，故C正确；
D．阳极电极反应式为，阴极电极反应式为，即总反应式为：，故D正确；
故选B。
20．（2024·湖南永州·三模）苯酚作为质子穿梭剂可用于高效连续性催化合成氨，电解装置中使用LiBF4的四氢呋喃有机电解液。下列说法错误的是
已知法拉第效率(FE)的定义：
A．a接电源的正极
B．电解过程中，Pt电极区生成了Li和LiNxHy
C．N2与生成NH3的总电极反应式为：N2＋6＋6e-=6＋2NH3
D．若生成NH3的法拉第效率为75%，则生成1ml氨气，消耗H2为1.5ml
【答案】D
【解析】A．PtAu电极H2失电子转化为H+，阳极失电子，故a接电源正极，A正确；
B．根据所给生成按氨气的电极反应，Pt电极区生成了Li和LiNxHy，B正确；
C．N2生成NH3，N元素化合价0变为-3，故1分子N2参与反应共得6个电子，H来源于苯酚的传递，总电极反应式为N2＋6＋6e-=6＋2NH3，C正确；
D．法拉第效率为75%是指生成1ml氨气，需要转移3ml电子，则通过电极的电子物质的量为4ml，由于PtAu电极法拉第效率未知，消耗H2无法计算，D错误；
本题选D。
21．（2024·湖南邵阳·三模）一种能捕获和释放的电化学装置如图所示，其中、均为惰性电极，电解质溶液均为溶液。当连接时，物质转化成物质极区溶液能捕获通入的。下列说法错误的是
A．连接时，连接电源正极
B．连接时，外电路通过，理论上该装置最多能够捕获（标况下）
C．该装置通过“充电”捕获和“放电”释放
D．连接时，极区的值减小
【答案】D
【分析】当K连接时，该装置为电解池，物质得到H原子转化成物质，发生还原反应，N为阴极，M为阳极失电子发生氧化反应；放电时M为正极发生还原反应，得电子，N为负极发生氧化反应，失电子，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，K连接时，M为阳极，与连接电源正极相连，A正确；
B．由分析可知，K连接时，该装置为电解池，N极区物质得到H原子转化成物质，电极方程式为：+H2O+2e-+2OH-，CO2+OH-=，外电路通过时，生成1mlOH-，吸收1ml CO2，标况下体积为22.4L，B正确；
C．由分析可知，当K连接时，该装置为电解池，物质得到H原子转化成物质，极区溶液能捕获通入的，“放电”释放，C正确；
D．K连接时，为原电池，M极为正极，发生还原反应，得电子，，M极区的值增大，D错误；
故选D。
22．（2024·湖南长沙·二模）用金属Pt和金属Ti为电极电解0.1ml/L KOH与0.1ml/L甘油()的混合液制备甲酸钾(HCOOK)的装置如图所示，下列说法正确的是
A．电势：钛电极>铂电极电源
B．阳极的电极反应式为
C．若生成1.5ml HCOOK，理论上阴极生成44.8L气体
D．一段时间后，电解质溶液的碱性增强
【答案】B
【解析】A．钛电极为活性电极，铂电极为惰性电极，故钛电极为阴极，铂电极为阳极，阳极电势大于阴极电势，A项错误；
B．阳极C3H8O3失电子转化为HCOO−，电极反应式为C3H8O3−8e−+11OH−=3HCOO−+8H2O，B项正确；
C．题目中未给出气体所处状态，C项错误；
D．阴极的电极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2OH−，由两电极总反应可知，该反应消耗OH−，则一段时间后，电解质溶液的碱性减弱，D项错误；
本题选B。
23．（2024·湖南邵阳·三模）退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用，是解决新能源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法，也是该产业可持续发展的关键。回收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是Na2SO4，可根据电化学原理采用双极膜(BP)与离子交换膜(A、C)组合技术处理沉锂后的母液，实现废水的净化和资源回收(如图所示)。下列说法错误的是
A．双极膜(BP)可有效阻隔Na+和SO的通过，膜C为阳离子交换膜
B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为
C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高
D．当阳极上放出22.4L(标准状况)气体时，该装置有2mlH2SO4和4mlNaOH生成
【答案】D
【分析】右侧为电解池的阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，左侧为阳极，电极反应式为4OH--4e-═O2↑+2H2O，硫酸钠溶液中Na+经过C离子交换膜移向动，与BP双极膜中转移过来的OH-结合生成NaOH，所以C膜为阳离子交换膜，盐室中SO经过A离子交换膜移动，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成硫酸，所以A膜为阴离子交换膜，据此分析解答。
【解析】A．根据图中、移动方向可知，膜A为阴离子交换膜，膜C为阳离子交换膜，故A正确；
B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为，故B正确；
C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高，故C正确；
D．当阳极上放出(标准状况)气体时，外电路中转移电子，该装置中有2个阴离子交换膜和2个阳离子交换膜，每个阴离子交换膜有通过，每个阳离子交换膜有通过，即该装置有和生成，故D错误。
答案选D。
24．（2024·湖南衡阳·三模）CO2回收和利用是实现“碳中和”的重要途径。我国科学家开发功能催化电极还原CO2合成附加值高的小分子(甲醇、乙烯等)，模拟装置如图所示。双极膜由阴、阳极膜组成，在电场中双极膜中水电离出H+、OH-并向两极迁移。下列叙述正确的是
A．a极为阴极，b极发生还原反应
B．若X为CH3OH，则阳极反应：CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O
C．若X为C2H4，则生成1mlC2H4时转移10ml电子
D．b极收集11.2L气体Y(标准状况)时，双极膜中液体质量减少36g
【答案】D
【分析】从图中可知，电极a上CO2转化为有机物X(甲醇、乙烯等)，说明电极a上CO2得电子被还原，电极a为阴极，则电极b为阳极，阳极上水失电子生成O2和氢离子。
【解析】A．中碳元素为价，达到碳元素最高价，转化成有机物X，碳元素的化合价降低，发生还原反应，故a极为阴极，b极为阳极，阳极上水失电子发生氧化反应，A错误；
B．若X为甲醇，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，B错误；
C．若X为乙烯，阴极反应式为，生成乙烯转移电子，C错误；
D．b极反应式为，标准状况下即，生成，转移2ml电子，向a极迁移，向b极迁移，双极膜中水质量减少，D正确；
故选D。
25．（2024·湖南长沙·三模）据估计，海水中锂的总含量为陆地锂总含量的5000倍以上。Li+能够嵌入某些氧化物中并在一定条件下脱出，据此可以进行锂元素的富集。某电化学集锂系统如图所示，工作时，向MnO2所在腔室加入海水，启动电源l，使海水中的Li+嵌入MnO2结构中形成LixMn2O4；一段时间后，关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2通入空气，使LixMn2O4中的Li+脱出。下列说法错误的是
A．启动电源1后，Li+的嵌入反应为
B．启动电源1后，电极1作阳极
C．启动电源2后，电极2的电极反应为
D．启动电源2后，腔室2中LiOH将减少
【答案】D
【分析】由图可知，该电化学系统工作时，先通入海水，启动电源1，形成LixMn2O4，Mn元素化合价降低得电子，故二氧化锰电极为阴极，电极反应式为2MnO2+xe-+xLi+=LixMn2O4，惰性电极1为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，关闭电源1和海水通道，启动电源2，LixMn2O4转化为MnO2，二氧化锰电极为阳极，电极反应式为LixMn2O4+xe-=2MnO2+xLi+，惰性电极2为阴极，氧气得电子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此作答。
【解析】A．电源1启动时，Li+进入MnO2，Mn被还原，二氧化锰电极为阴极，电极反应式为2MnO2+xe-+xLi+=LixMn2O4，故A正确；
B．电源1启动时，惰性电极1为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故B正确；
C．关闭电源1和海水通道，启动电源2，惰性电极2为阴极，氧气得电子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故C正确；
D．启动电源2，LixMn2O4转化为MnO2，二氧化锰电极为阳极，电极反应式为LixMn2O4+xe-=2MnO2+xLi+，脱出Li+，腔室2中LiOH增加，故D错误；
故选：D。