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2020届高考化学二轮复习题型特训（精编30题）——电化学基础【 答案+解析】
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这是一份2020届高考化学二轮复习题型特训（精编30题）——电化学基础【 答案+解析】，共24页。
二轮复习题型特训：
电化学基础
【精编30题 答案+解析】
1．银Ferrozine法检测甲醛(HCHO)的原理为①在原电池装置中，氧化银能将甲醛充分氧化为CO2；②Fe3＋与产生的Ag定量反应生成Fe2＋；③Fe2＋与Ferrozine形成有色配合物；④测定溶液的吸光度(吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比)。下列说法正确的是( )
A．①中，负极上消耗1 mol甲醛时转移2 mol电子
B．①溶液中的H＋由正极移向负极
C．理论上消耗的甲醛与生成的Fe2＋的物质的量之比为1∶4
D．④中，甲醛浓度越大，吸光度越小
解析：选C。①中，负极的电极反应式：HCHO－4e－＋H2O===CO2↑＋4H＋；正极的电极反应式：2Ag2O＋4H＋＋4e－===4Ag＋2H2O。负极上消耗1 mol甲醛时转移4 mol电子，A项错误；①溶液中的H＋由负极向正极迁移，B项错误；存在关系式：HCHO～4Ag～4Fe2＋，故理论上消耗的甲醛与生成的Fe2＋的物质的量之比为1∶4，C项正确；甲醛浓度越大，理论上生成的Fe2＋的浓度越大，进而得到有色配合物的浓度也越大，溶液吸光度越大，D项错误。
2.钠离子电池具有成本低、能量转换效率高、寿命长等优点。一种钠离子电池用碳基材料(NamCn)作负极，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，该钠离子电池的工作原理为Na1－mCoO2＋NamCnNaCoO2＋Cn。下列说法不正确的是( )
A．放电时，Na＋向正极移动
B．放电时，负极的电极反应式为NamCn－me－===mNa＋＋Cn
C．充电时，阴极质量减小
D．充电时，阳极的电极反应式为NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa＋
解析：选C。放电时阳离子向正极移动，即Na＋向正极移动，故A正确；放电时，负极电极反应式为NamCn－me－===mNa＋＋Cn，故B正确；充电时，Na＋在阴极上得电子，发生还原反应，电极质量会增大，故C错误；充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa＋，故D正确。
3.直接氨硼烷(NH3·BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，电池反应为NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O 。已知两极室中电解质足量，下列说法正确的是( )
A．正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．电池工作时，H＋通过质子交换膜向负极移动
C．电池工作时，正、负极分别放出H2和NH3
D．工作一段时间后，若左右两极室质量差为1.9 g，则电路中转移0.6 mol电子
解析：选D。根据电池反应可知，正、负极的电极反应式分别为3H2O2＋6H＋＋6e－===6H2O、NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH4BO2＋6H＋，两极均没有气体生成，A、C错误。原电池工作时，阳离子移向正极，B错误。假定有6 mol电子转移，则左极室质量增加31 g－6 g＝25 g，右极室质量增加6 g，两极室质量之差为19 g，故左右两极室质量差为1.9 g时，电路中转移0.6 mol电子，D正确。
4.一种双室微生物燃料电池,以苯酚(C6H6O)为燃料,同时消除酸性废水中的硝酸盐。下列说法正确的是( )
A.a为正极
B.左池电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-6CO2↑+28H+
C.若右池产生0.672 L气体(标况下),则转移电子0.15 mol
D.左池消耗的苯酚与右池消耗的NO3-的物质的量之比为28∶5
B 解析 根据装置示意图分析可知,a为负极,故A项错误;左池电极为负极,电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-6CO2↑+28H+,故B项正确;右池产生的气体为氮气,n(N2)=0.672 L22.4 L·mol-1=0.03 mol,由正极的电极反应式可知转移电子的物质的量为0.3 mol,故C项错误;根据电子守恒,结合电极反应式可知左池消耗的苯酚与右池消耗的NO3-的物质的量之比应为5∶28,故D项错误。
5.H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－632 kJ·mol－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是( )
A．电池工作时，电流从电极a经过负载流向电极b
B．电极a上发生的电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋
C．当反应生成64 g S2时，电池内部释放632 kJ热量
D．当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入负极区
解析：选B。H2S发生氧化反应，电极a是负极，电子从电极a经过负载流向电极b，电流方向与电子流向相反，A错误；电极a上H2S发生氧化反应生成S2，电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋，B正确；燃料电池中化学能主要转化为电能，C错误；当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入正极区，D错误。
6.已知：锂硫电池的总反应为2Li＋xS===Li2Sx。以锂硫电池为电源，通过电解含(NH4)2SO4的废水制备硫酸和化肥的示意图如图(不考虑其他杂质离子的反应)。下列说法正确的是( )
A．b为电源的正极
B．每消耗32 g硫，理论上导线中一定通过2 mol e－
C．SO通过阴膜由原料室移向M室
D．N室的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
解析：选C。结合题意及题图知，M室得到硫酸，则M室中氢氧根离子放电，M室发生反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故a为电源的正极，b为电源的负极，A项错误；根据锂硫电池的总反应知，正极反应式为xS＋2e－===S，则每消耗32 g(1 mol)硫，理论上导线中通过mol电子，因Li2Sx中x值不确定，故不一定转移2 mol电子，B项错误；SO通过阴膜由原料室移向M室，C项正确；N室中氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。
7.最近报道的一种处理垃圾渗透液并用其发电的示意图如下。装置工作时,下列说法不正确的是( )
A.化学能转变为电能
B.盐桥中K+向X极移动
C.电子由X极沿导线流向Y极
D.Y极发生的反应式为2NO3-+10e-+12H+N2↑+6H2O,周围溶液pH增大
B 解析 处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置,该过程是化学能转化为电能,故A正确;处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置,盐桥中的阴离子移向负极,即氯离子向X极移动,盐桥中K+向Y极移动,故B错误;电子由负极流向正极,即电子由X极沿导线流向Y极,故C正确;Y是正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为2NO3-+10e-+12H+N2↑+6H2O,消耗氢离子,周围溶液pH增大,故D正确。
8.如图电解装置可将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4，下列说法正确的是( )
A．电极a发生反应：SO2＋2e－＋2H2O===SO＋4H＋
B．电解过程中阴极溶液的pH减小
C．物质X是H2SO4
D．当电路中通过1 mol电子时，总共转化15.68 L SO2和NO
解析：选C。A项，电极a发生氧化反应：SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，错误；B项，电极b为阴极，发生反应：NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O，c(H＋)减小，pH增大，错误；C项，根据总反应：5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4，正确；D项，总反应中转移电子数为10，则电路中通过1 mol电子时，发生反应的SO2和NO共0.7 mol，在标准状况下体积为22.4 L·mol－1×0.7 mol＝15.68 L，错误。
9.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,其中离子交换膜Ⅰ、Ⅱ分别是氯离子交换膜和钠离子交换膜中的一种,图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是( )
A.a电极为该电池的负极,离子交换膜Ⅰ是钠离子交换膜
B.a电极附近溶液的氯离子浓度增大,b电极附近溶液的pH减小
C.a电极的电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+
D.中间室中Na+移向左室,Cl-移向右室
C 解析 a电极为该电池的负极,负极反应生成氢离子,为维持溶液呈电中性,咸水中阴离子Cl-移向负极室左室,则离子交换膜Ⅰ是氯离子交换膜,故A错误;电解质溶液中阴离子Cl-移向负极室左室,a电极附近溶液的氯离子浓度增大,b电极消耗氢离子,附近溶液的pH增大,故B错误;a电极是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+,故C正确;放电时,电解质溶液中阳离子Na+移向正极右室,阴离子Cl-移向负极室左室,故D错误。
10．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S＋O2===H2O2＋S，已知甲池中发生反应：。
下列说法正确的是( )
A．甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ＋2H＋－2e－===H2AQ
B．乙池溶液中发生的反应为H2S＋I===3I－＋S＋2H＋
C．该装置中电能转化为光能
D．H＋从甲池移向乙池
解析：选B。根据题图可知，甲池中碳棒上AQ得电子，结合H＋发生还原反应生成H2AQ，电极反应式为AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，A项错误；乙池溶液中I与H2S发生反应：H2S＋I===3I－＋S＋2H＋，B项正确；该装置中利用N型半导体将光能转化为电能，C项错误；原电池中阳离子向正极移动，甲池中碳棒是正极，所以H＋从乙池移向甲池，D项错误。
11．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是( )
A．乙装置中溶液颜色会变浅
B．铁电极应与Y相连接
C．M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
D．当N电极消耗0.25 mol气体时，铜电极质量减少16 g
解析：选C。乙装置为电镀装置，电镀液的浓度不变，因此溶液颜色不变，A项错误；电镀时，待镀金属作阴极，与电源负极相连，而N电极上O2转化为H2O，发生还原反应，N电极为正极，B项错误；根据N电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O、铜电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，由各电极上转移电子数相等，可得关系式：O2～2Cu，则N电极消耗0.25 mol O2时，铜电极质量减少0.25 mol×2×64 g·mol－1＝32 g，D项错误。M电极为负极，发生氧化反应：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋，C项正确。
12．某科研小组研究采用BMED膜堆(如图所示)，模拟精制浓海水为原料直接制备酸碱。BMED膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知：在直流电源的作用下，双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法错误的是( )
A．电极a连接电源的正极
B．B为阳离子交换膜
C．电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生
D．Ⅱ口排出的是淡水
解析：选B。由题给装置图可知，电极a上OH－放电，所以电极a为阳极，连接电源的正极，A项正确；由装置图可知，Ⅰ口排出的是混合酸，则H＋不能通过B，故B为阴离子交换膜，B项错误；电解质溶液采用Na2SO4溶液，电解过程中生成的气体为H2和O2，避免了有害气体的生成，C项正确；B为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜，浓海水中的阴、阳离子分别通过B膜和C膜，从而在Ⅱ口得到淡水，D项正确。
13.某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法错误的是( )
A.放电时,负极的电极反应式为Li-e-Li+
B.放电时,电子通过电解质从Li流向Fe2O3
C.充电时,Fe作阳极,电池逐渐摆脱磁铁吸引
D.充电时,阳极的电极反应式为2Fe+3Li2O-6e-Fe2O3+6Li+
B 解析 该电池在充、放电时的反应为6Li+Fe2O33Li2O+2Fe。放电时Li为负极,失去电子,发生氧化反应,电极反应式为Li-e-Li+,选项A正确;放电时,电子通过外电路从负极Li流向正极Fe2O3,不能经过电解质,选项B错误;充电时,Fe作阳极,失去电子发生氧化反应,被氧化变为Fe2O3,Fe2O3不能被磁铁吸引,故电池逐渐摆脱磁铁吸引,选项C正确;充电时,阳极失去电子发生氧化反应,该电极反应式为2Fe-6e-+3Li2OFe2O3+6Li+,选项D正确。
14.图甲是利用一种微生物将废水中尿素[CO(NH2)2]的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置在图乙中的铁上镀铜。下列说法中不正确的是( )
A．铜电极应与Y电极相连接
B．H＋通过质子交换膜由左向右移动
C．当N电极消耗0.25 mol气体时，则铁电极增重16 g
D．M电极的电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
解析：选C。根据题图甲中N电极上O2转化为H2O可知，N电极上发生还原反应，则N电极为正极，M电极为负极，题图乙装置为铁上镀铜装置，铜电极为阳极，故其应与Y电极相连，A项正确；H＋通过质子交换膜向正极移动，B项正确；N电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，铁电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，根据各电极上转移电子数相同，可得关系式：O2～2Cu，故当N电极消耗0.25 mol O2时，铁电极上析出0.5 mol Cu，铁电极增重64 g·mol－1×0.5 mol＝32 g，C项错误；M电极上尿素失电子，发生氧化反应，转化为N2、CO2，D项正确。
15．以氨作为燃料的燃料电池，具有能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。NH3－O2燃料电池的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．a极为电池的正极
B．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
C．当生成1 mol N2时，电路中通过的电子的物质的量为3 mol
D．外电路的电流方向为从a极流向b极
解析：选B。选项A，a极上NH3发生氧化反应生成N2和H2O，a极是原电池的负极，A错误；选项B，负极发生氧化反应失电子，2 mol NH3变为1 mol N2失去6 mol电子，所以电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，B正确；选项C，生成1 mol N2失去6 mol电子，C错误；选项D，外电路的电流方向是从正极到负极，即从b极流向a极，D错误。
16.厨房垃圾发酵液通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。下列说法正确的是( )
A．通电后，阳极附近pH增大
B．电子从负极经电解质溶液回到正极
C．通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
D．当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol O2生成
解析：选C。由题图可知，阳极上氢氧根离子放电，所以通电后，阳极附近pH减小，A项错误；电子不进入电解质溶液，电解质溶液导电是通过带电离子的定向移动，B项错误；电解池中，阴离子向阳极移动，故通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，C项正确；根据阳极的电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有0.5 mol O2生成，D项错误。
17.下图为某二次电池充电时的工作原理示意图,该过程可实现盐溶液的淡化。下列说法错误的是( )
A.充电时,a为电源正极
B.充电时,Cl-向Bi电极移动,Na+向NaTi2(PO4)3电极移动
C.放电时,正极的电极反应式为BiOCl+2H++3e-Bi+Cl-+H2O
D.充电时,新增入电极中的离子:n(Na+)∶n(Cl-)=1∶3
D 解析 充电时Bi→BiOCl失电子,所以Bi电极为阳极,a为电源正极,故A正确;充电时Bi电极为阳极,NaTi2(PO4)3电极为阴极,阴离子向阳极定向移动,阳离子向阴极定向移动,故B正确;放电时作为原电池,正极得电子发生还原反应,电极反应为BiOCl+2H++3e-Bi+Cl-+H2O,故C正确;充电时,阳极的电极反应式为Bi+Cl-+H2O-3e-BiOCl+2H+,阴极的电极反应式为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3,根据得失电子守恒可得n(Na+)∶n(Cl-)=3∶1,故D错误。
18．以铅蓄电池为电源，将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法不正确的是( )
A．b为铅蓄电池的正极
B．电解过程中，阳极区溶液中c(H＋)逐渐减小
C．阴极反应式：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
D．每生成1 mol乙烯，理论上铅蓄电池中消耗12 mol硫酸
解析：选B。CO2转化为乙烯，碳元素化合价降低，发生还原反应，则左侧电极为阴极，故a为负极，b为正极，A项正确；阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故电解过程中阳极区溶液中c(H＋)逐渐增大，B项错误；阴极上CO2得到电子，并结合H＋生成乙烯，阴极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，C项正确；由2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O可知，每生成1 mol乙烯转移12 mol电子，铅蓄电池的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，该反应转移2e－，根据得失电子守恒可知，每生成1 mol乙烯，理论上消耗12 mol硫酸，D项正确。
19.以纯碱溶液为原料,通过电解的方法可制备小苏打,原理装置图如下:
上述装置工作时,下列有关说法正确的是( )
A.Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
B.甲池电极反应为4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O2↑
C.乙池电极接电源正极,气体X为H2
D.NaOH溶液Y比NaOH溶液Z的浓度小
B 解析 根据题意分析可得甲池中电极为阳极,乙池中电极为阴极。Na+向阴极移动,由甲池穿过交换膜进入乙池,故A错误;甲池电极上水放电生成氧气和氢离子,氢离子与碳酸根反应生成碳酸氢根,电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O2↑,故B正确;乙池电极为阴极,乙池电极接原电源负极,阴极上水放电生成氢气和氢氧根,故C错误;电解时,甲池得到碳酸氢钠,乙池得到氢氧化钠,则NaOH溶液Y比NaOH溶液Z的浓度大,故D错误。
20.锂－铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其放电过程2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法不正确的是( )
A．放电时，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，氧化剂为O2
解析：选A。A.根据电池反应式知，正极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===Cu＋2OH－，A错误；B.放电时，阳离子向正极移动，则Li＋透过固体电解质向Cu极移动，B正确；C.放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，因此通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，C正确；D.通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，氧化剂为O2，D正确；答案选A。
21.乙醛酸(HOOC—CHO)是一种重要的有机合成中间体。在乙二酸(HOOC—COOH)电还原法合成乙醛酸的基础上,化学工作者创新性地提出双极室成对电解法装置模型及工作原理如图所示。下列说法中错误的是( )
A.该离子交换膜应选择阳离子交换膜
B.HCl是制取乙醛酸反应的催化剂,并起导电作用
C.该方法的总反应为OHC—CHO+HOOC—COOH2HOOC—CHO
D.乙二醛、乙二酸分别在阴、阳电极表面放电,故称为双极室成对电解法
D 解析 由图可知,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中D电极上HOOC—COOH得电子生成HOOC—CHO,C电极氯离子失电子生成氯气,氯气具有氧化性,能将醛基氧化为羧基,则乙二醛与氯气反应生成乙醛酸。根据以上分析可知,C为阳极,发生的反应为2Cl--2e-Cl2↑、OHC—CHO+Cl2+H2OHOOC—CHO+2Cl-+2H+,D为阴极,电极反应式为HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2O,氢离子由阳极向阴极移动,所以应选择阳离子交换膜,故A正确;由于阳极发生的反应为2Cl--2e-Cl2↑、OHC—CHO+Cl2+H2OHOOC—CHO+2Cl-+2H+,反应后HCl并没改变,所以HCl是制取乙醛酸反应的催化剂,并起导电作用,故B正确;根据两电极反应可知,总反应为OHC—CHO+HOOC—COOH2HOOC—CHO,故C正确;根据以上分析可知,乙二醛在阳极被阳极产物氧化为HOOC—CHO,但乙二醛不在阳极表面放电;乙二酸在阴极得电子生成HOOC—CHO,故D错误。
22．磷酸铁锂电池具有高效率输出、可快速充电、对环境无污染等优点，其工作原理如图。M电极是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xFeO4LiFePO4＋6C。下列说法正确的是( )
A．放电时Li＋从右边移向左边
B．放电时M是负极，电极反应式为C－xe－===6C
C．充电时电路中通过0.5 mol电子，消耗36 g C
D．充电时N极连接电源的正极，电极反应式为LiFePO4－xe－===
Li1－xFeO4＋xLi＋
解析：选D。A.根据电池反应式，得出LixC6作负极，Li1－xFePO4作正极，依据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即从左向右移动，故A错误；B.根据A选项分析，M为负极，其电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋6C，故B错误；C.充电时，阴极反应式xLi＋＋6C＋xe－===LixC6，通过0.5 mol电子，消耗36/x g的C，故C错误；D.充电时，N极连接电源的正极，作阳极，电极反应式是电池正极反应式的逆过程，即LiFeO4－xe－＝ Li1－xFeO4＋xLi＋，故D正确。
23.国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li+电池体系,该体系正极采用含有I-、Li+的水溶液,负极采用固体有机聚合物,电解质溶液采用LiNO3溶液,聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(原理示意图如下)。已知I-+I2I3-,则下列有关判断正确的是( )
A.图甲是原电池工作原理图,图乙是电池充电原理图
B.放电时,正极液态电解质溶液的颜色变浅
C.充电时,Li+从右向左通过聚合物离子交换膜
D.放电时,负极的电极反应式为
B 解析 甲图是电子传向固体有机聚合物,电子传向负极材料,则图甲是电池充电原理图,图乙是原电池工作原理图,A项错误;放电时,正极液态电解质溶液的I2也会得电子生成I-,故电解质溶液的颜色变浅,B项正确;充电时,Li+向阴极移动,Li+从左向右通过聚合物离子交换膜,C项错误;放电时,负极失电子,故负极的电极反应式为
,D项错误。
24．“银针验毒”在我国有上千年历史，银针主要用于检验是否有含硫元素的有毒物质。其反应原理之一为：Ag＋2H2S＋O2→Ag2S＋H2O。当银针变色后，将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原。以下说法不正确的是( )
A．当银针变黑时，所检验的物质有毒
B．银针验毒时，Ag被氧化
C．上述验毒反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1
D．银针复原发生的反应可能为：3Ag2S＋2Al===6Ag＋Al2S3
解析：选D。A.当银针变黑时，说明Ag氧化为Ag2S，则说明所检验的物质有毒，故A正确；B.银针验毒时，Ag元素化合价升高，被氧化，故B正确；C.在反应4Ag＋2H2S＋O2→2Ag2S＋2H2O中，氧化产物为Ag2S，还原产物为H2O，两者的物质的量之比为1∶1，故C正确；D.将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原，说明发生原电池反应，正极为Ag2S，负极为Al，总反应式为3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋Al(OH)3↓＋3H2S↑，故D错误。
25.下图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3,放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是( )
A.放电时,负极反应为3NaBr-2e-NaBr3+2Na+
B.充电时,阳极反应为2Na2S2-2e-Na2S4+2Na+
C.放电时,Na+经过离子交换膜,由b池移向a池
D.用该电池电解饱和食盐水,产生2.24 L H2时,b池生成17.40 g Na2S4
C 解析 放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2(右罐)和NaBr3(左罐),则Na2S2在负极失电子,NaBr3在正极得电子。充电时,阴极反应为放电时负极的逆反应,阳极反应为放电时正极的逆反应,放电时负极Na2S2失电子,则负极的电极反应式为2S22--2e-S42-,故A错误;充电时,阳极上Br-失电子转化为Br3-,则阳极的电极反应式为3Br--2e-Br3-,故B错误;电池放电时,Na2S2和NaBr3反应,则电池的总反应方程式为2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr,Na+经过离子交换膜,由b池移向a池,故C正确;用该电池电解饱和食盐水,产生2.24 L H2时,此气体体积不一定是标准状况下的体积,不能进行计算,则b池生成Na2S4的质量不一定是17.40 g,故D错误。
26．钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na＋)为电解质，电池反应为2Na＋xS===Na2Sx，电池结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．放电时，Na作负极，反应式为Na－e－===Na＋
B．钠硫电池在常温下也能正常工作
C．放电时Na＋向正极移动
D．当外电路通过0.25 mol电子时消耗16 g硫，则x＝4
解析：选B。A.放电时，负极反应式为Na－e－===Na＋，故A正确；B.钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫作为电极的，则常温下不能正常工作，故B错误；C.原电池放电时Na＋向正极移动，故C正确；D.正极反应式为xS＋2e－===S，当外电路通过0.25 mol电子时消耗16 g硫，硫的物质的量为0.5 mol，则x∶2＝0.5∶0.25，解得x＝4，故D正确。
27.微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,该电池的工作原理和废水中Cr2O72-的浓度与去除率的关系如下图。下列说法正确的是( )
A.反应一段时间后,N极附近的溶液pH下降
B.外电路转移4 mol电子时,M极产生22.4 L CO2
C.Cr2O72-浓度较大时,可能会造成还原菌失活
D.M为电池正极,CH3COOH被还原
C 解析 由图中信息可知,电池工作时,N极上氧气得到电子转化为水,氢离子浓度减小,故N附近溶液pH增大,选项A错误;负极上CH3COOH被氧化生成CO2,负极的电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O2CO2↑+8H+,外电路转移4 mol电子时,M极产生标况下的22.4 L CO2,选项B错误;由图可知,Cr2O72-浓度较大时,其去除率几乎为0,因其有强氧化性和毒性,可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活,选项C正确;由题图可知,该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳,所以M电极为负极,氧气和Cr2O72-被还原,N电极为正极,选项D错误。
28．某同学通过如图所示装置探究铝制品表面出现的白斑，下列说法正确的是( )
A．铝箔为正极，发生氧化反应而被腐蚀
B．负极反应为 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，铝箔表面有氯气产生
D．白斑的主要成分可能是Al2O3
解析：选D。A.铝是活泼金属，应作负极，故A错误；B.应为正极反应，故B错误；C.根据原电池的工作原理，阴离子应从正极移向负极，即移向活性炭区，故C错误；D.反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，氢氧化铝进一步分解成氧化铝，因此白斑是氧化铝，故D正确。
29.目前海水液化可采用双极膜电液析法、同时获得副产品,其模拟工作原理如图所示。其中双极膜(BP)是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-,作为H+和OH-离子源。M、N为离子交换膜。下列说法正确的是( )
A.X电极为电解池的阴极,该电极反应式为2H+-2e-H2↑
B.电子流向:电源负极→X电极→Y电极→电源正极
C.电路中每转移1 mol电子,X、Y两极共得到标准状况下16.8 L的气体
D.M为阳离子交换膜,A室获得副产品NaOH,若去掉B室双极膜,B室产物不变
C 解析 电解池中阳离子向阴极移动,故X电极为阴极,电极反应式为2H++2e-H2↑,选项A错误;电子流向:电源负极→阴极X电极、阳极Y电极→电源正极,选项B错误;阴极反应为2H++2e-H2↑,阳极反应为4OH--4e-O2↑+2H2O,当电路中通过1 mol电子时,阴极得到0.5 mol H2,阳极得到0.25 mol O2,两极一共得到气体为0.5 mol+0.25 mol=0.75 mol,标准状况下气体体积为16.8 L,选项C正确;电解池中,电解时溶液中的阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,因此M为阳离子交换膜,A室获得副产品NaOH,若去掉双极膜(BP),则Cl-会在阳极失去电子生成Cl2,在阳极室会有Cl2生成,B室产物发生变化,选项D错误。
30．我国对可呼吸的钠－二氧化碳电池的研究取得突破性进展，该电池的总反应式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C，其工作原理如下图所示(放电时产生的碳酸钠固体储存于纳米管中)。下列说法中错误的是( )
A．充电时，Na＋从阳极向阴极移动
B．可以用乙醇代替TEGDME做有机溶剂
C．放电时，当转移1 mol电子时负极质量减轻23 g
D．放电时，正极反应为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C
解析：选B。已知4Na＋3CO22Na2CO3＋C，放电时Na为负极，充电时Na金属片连接电源的负极为阴极。A.充电时是电解池，Na＋从阳极向阴极移动，故A正确；B.Na能与乙醇反应，不可代替TEGDME做有机溶剂，故B错误；C.放电时，当转移1 mol电子时，负极氧化的钠为1 mol，即质量减轻23 g，故C正确；D.放电时，正极上CO2发生还原反应生成C，发生的电极反应为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C，故D正确。
二轮复习题型特训：
电化学基础
【精编30题 答案+解析】
1．银Ferrozine法检测甲醛(HCHO)的原理为①在原电池装置中，氧化银能将甲醛充分氧化为CO2；②Fe3＋与产生的Ag定量反应生成Fe2＋；③Fe2＋与Ferrozine形成有色配合物；④测定溶液的吸光度(吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比)。下列说法正确的是( )
A．①中，负极上消耗1 mol甲醛时转移2 mol电子
B．①溶液中的H＋由正极移向负极
C．理论上消耗的甲醛与生成的Fe2＋的物质的量之比为1∶4
D．④中，甲醛浓度越大，吸光度越小
解析：选C。①中，负极的电极反应式：HCHO－4e－＋H2O===CO2↑＋4H＋；正极的电极反应式：2Ag2O＋4H＋＋4e－===4Ag＋2H2O。负极上消耗1 mol甲醛时转移4 mol电子，A项错误；①溶液中的H＋由负极向正极迁移，B项错误；存在关系式：HCHO～4Ag～4Fe2＋，故理论上消耗的甲醛与生成的Fe2＋的物质的量之比为1∶4，C项正确；甲醛浓度越大，理论上生成的Fe2＋的浓度越大，进而得到有色配合物的浓度也越大，溶液吸光度越大，D项错误。
2.钠离子电池具有成本低、能量转换效率高、寿命长等优点。一种钠离子电池用碳基材料(NamCn)作负极，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，该钠离子电池的工作原理为Na1－mCoO2＋NamCnNaCoO2＋Cn。下列说法不正确的是( )
A．放电时，Na＋向正极移动
B．放电时，负极的电极反应式为NamCn－me－===mNa＋＋Cn
C．充电时，阴极质量减小
D．充电时，阳极的电极反应式为NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa＋
解析：选C。放电时阳离子向正极移动，即Na＋向正极移动，故A正确；放电时，负极电极反应式为NamCn－me－===mNa＋＋Cn，故B正确；充电时，Na＋在阴极上得电子，发生还原反应，电极质量会增大，故C错误；充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa＋，故D正确。
3.直接氨硼烷(NH3·BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，电池反应为NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O 。已知两极室中电解质足量，下列说法正确的是( )
A．正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．电池工作时，H＋通过质子交换膜向负极移动
C．电池工作时，正、负极分别放出H2和NH3
D．工作一段时间后，若左右两极室质量差为1.9 g，则电路中转移0.6 mol电子
解析：选D。根据电池反应可知，正、负极的电极反应式分别为3H2O2＋6H＋＋6e－===6H2O、NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH4BO2＋6H＋，两极均没有气体生成，A、C错误。原电池工作时，阳离子移向正极，B错误。假定有6 mol电子转移，则左极室质量增加31 g－6 g＝25 g，右极室质量增加6 g，两极室质量之差为19 g，故左右两极室质量差为1.9 g时，电路中转移0.6 mol电子，D正确。
4.一种双室微生物燃料电池,以苯酚(C6H6O)为燃料,同时消除酸性废水中的硝酸盐。下列说法正确的是( )
A.a为正极
B.左池电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-6CO2↑+28H+
C.若右池产生0.672 L气体(标况下),则转移电子0.15 mol
D.左池消耗的苯酚与右池消耗的NO3-的物质的量之比为28∶5
B 解析 根据装置示意图分析可知,a为负极,故A项错误;左池电极为负极,电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-6CO2↑+28H+,故B项正确;右池产生的气体为氮气,n(N2)=0.672 L22.4 L·mol-1=0.03 mol,由正极的电极反应式可知转移电子的物质的量为0.3 mol,故C项错误;根据电子守恒,结合电极反应式可知左池消耗的苯酚与右池消耗的NO3-的物质的量之比应为5∶28,故D项错误。
5.H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－632 kJ·mol－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是( )
A．电池工作时，电流从电极a经过负载流向电极b
B．电极a上发生的电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋
C．当反应生成64 g S2时，电池内部释放632 kJ热量
D．当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入负极区
解析：选B。H2S发生氧化反应，电极a是负极，电子从电极a经过负载流向电极b，电流方向与电子流向相反，A错误；电极a上H2S发生氧化反应生成S2，电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋，B正确；燃料电池中化学能主要转化为电能，C错误；当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入正极区，D错误。
6.已知：锂硫电池的总反应为2Li＋xS===Li2Sx。以锂硫电池为电源，通过电解含(NH4)2SO4的废水制备硫酸和化肥的示意图如图(不考虑其他杂质离子的反应)。下列说法正确的是( )
A．b为电源的正极
B．每消耗32 g硫，理论上导线中一定通过2 mol e－
C．SO通过阴膜由原料室移向M室
D．N室的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
解析：选C。结合题意及题图知，M室得到硫酸，则M室中氢氧根离子放电，M室发生反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故a为电源的正极，b为电源的负极，A项错误；根据锂硫电池的总反应知，正极反应式为xS＋2e－===S，则每消耗32 g(1 mol)硫，理论上导线中通过mol电子，因Li2Sx中x值不确定，故不一定转移2 mol电子，B项错误；SO通过阴膜由原料室移向M室，C项正确；N室中氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。
7.最近报道的一种处理垃圾渗透液并用其发电的示意图如下。装置工作时,下列说法不正确的是( )
A.化学能转变为电能
B.盐桥中K+向X极移动
C.电子由X极沿导线流向Y极
D.Y极发生的反应式为2NO3-+10e-+12H+N2↑+6H2O,周围溶液pH增大
B 解析 处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置,该过程是化学能转化为电能,故A正确;处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置,盐桥中的阴离子移向负极,即氯离子向X极移动,盐桥中K+向Y极移动,故B错误;电子由负极流向正极,即电子由X极沿导线流向Y极,故C正确;Y是正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为2NO3-+10e-+12H+N2↑+6H2O,消耗氢离子,周围溶液pH增大,故D正确。
8.如图电解装置可将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4，下列说法正确的是( )
A．电极a发生反应：SO2＋2e－＋2H2O===SO＋4H＋
B．电解过程中阴极溶液的pH减小
C．物质X是H2SO4
D．当电路中通过1 mol电子时，总共转化15.68 L SO2和NO
解析：选C。A项，电极a发生氧化反应：SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，错误；B项，电极b为阴极，发生反应：NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O，c(H＋)减小，pH增大，错误；C项，根据总反应：5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4，正确；D项，总反应中转移电子数为10，则电路中通过1 mol电子时，发生反应的SO2和NO共0.7 mol，在标准状况下体积为22.4 L·mol－1×0.7 mol＝15.68 L，错误。
9.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,其中离子交换膜Ⅰ、Ⅱ分别是氯离子交换膜和钠离子交换膜中的一种,图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是( )
A.a电极为该电池的负极,离子交换膜Ⅰ是钠离子交换膜
B.a电极附近溶液的氯离子浓度增大,b电极附近溶液的pH减小
C.a电极的电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+
D.中间室中Na+移向左室,Cl-移向右室
C 解析 a电极为该电池的负极,负极反应生成氢离子,为维持溶液呈电中性,咸水中阴离子Cl-移向负极室左室,则离子交换膜Ⅰ是氯离子交换膜,故A错误;电解质溶液中阴离子Cl-移向负极室左室,a电极附近溶液的氯离子浓度增大,b电极消耗氢离子,附近溶液的pH增大,故B错误;a电极是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+,故C正确;放电时,电解质溶液中阳离子Na+移向正极右室,阴离子Cl-移向负极室左室,故D错误。
10．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S＋O2===H2O2＋S，已知甲池中发生反应：。
下列说法正确的是( )
A．甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ＋2H＋－2e－===H2AQ
B．乙池溶液中发生的反应为H2S＋I===3I－＋S＋2H＋
C．该装置中电能转化为光能
D．H＋从甲池移向乙池
解析：选B。根据题图可知，甲池中碳棒上AQ得电子，结合H＋发生还原反应生成H2AQ，电极反应式为AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，A项错误；乙池溶液中I与H2S发生反应：H2S＋I===3I－＋S＋2H＋，B项正确；该装置中利用N型半导体将光能转化为电能，C项错误；原电池中阳离子向正极移动，甲池中碳棒是正极，所以H＋从乙池移向甲池，D项错误。
11．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是( )
A．乙装置中溶液颜色会变浅
B．铁电极应与Y相连接
C．M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
D．当N电极消耗0.25 mol气体时，铜电极质量减少16 g
解析：选C。乙装置为电镀装置，电镀液的浓度不变，因此溶液颜色不变，A项错误；电镀时，待镀金属作阴极，与电源负极相连，而N电极上O2转化为H2O，发生还原反应，N电极为正极，B项错误；根据N电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O、铜电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，由各电极上转移电子数相等，可得关系式：O2～2Cu，则N电极消耗0.25 mol O2时，铜电极质量减少0.25 mol×2×64 g·mol－1＝32 g，D项错误。M电极为负极，发生氧化反应：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋，C项正确。
12．某科研小组研究采用BMED膜堆(如图所示)，模拟精制浓海水为原料直接制备酸碱。BMED膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知：在直流电源的作用下，双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法错误的是( )
A．电极a连接电源的正极
B．B为阳离子交换膜
C．电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生
D．Ⅱ口排出的是淡水
解析：选B。由题给装置图可知，电极a上OH－放电，所以电极a为阳极，连接电源的正极，A项正确；由装置图可知，Ⅰ口排出的是混合酸，则H＋不能通过B，故B为阴离子交换膜，B项错误；电解质溶液采用Na2SO4溶液，电解过程中生成的气体为H2和O2，避免了有害气体的生成，C项正确；B为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜，浓海水中的阴、阳离子分别通过B膜和C膜，从而在Ⅱ口得到淡水，D项正确。
13.某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法错误的是( )
A.放电时,负极的电极反应式为Li-e-Li+
B.放电时,电子通过电解质从Li流向Fe2O3
C.充电时,Fe作阳极,电池逐渐摆脱磁铁吸引
D.充电时,阳极的电极反应式为2Fe+3Li2O-6e-Fe2O3+6Li+
B 解析 该电池在充、放电时的反应为6Li+Fe2O33Li2O+2Fe。放电时Li为负极,失去电子,发生氧化反应,电极反应式为Li-e-Li+,选项A正确;放电时,电子通过外电路从负极Li流向正极Fe2O3,不能经过电解质,选项B错误;充电时,Fe作阳极,失去电子发生氧化反应,被氧化变为Fe2O3,Fe2O3不能被磁铁吸引,故电池逐渐摆脱磁铁吸引,选项C正确;充电时,阳极失去电子发生氧化反应,该电极反应式为2Fe-6e-+3Li2OFe2O3+6Li+,选项D正确。
14.图甲是利用一种微生物将废水中尿素[CO(NH2)2]的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置在图乙中的铁上镀铜。下列说法中不正确的是( )
A．铜电极应与Y电极相连接
B．H＋通过质子交换膜由左向右移动
C．当N电极消耗0.25 mol气体时，则铁电极增重16 g
D．M电极的电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
解析：选C。根据题图甲中N电极上O2转化为H2O可知，N电极上发生还原反应，则N电极为正极，M电极为负极，题图乙装置为铁上镀铜装置，铜电极为阳极，故其应与Y电极相连，A项正确；H＋通过质子交换膜向正极移动，B项正确；N电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，铁电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，根据各电极上转移电子数相同，可得关系式：O2～2Cu，故当N电极消耗0.25 mol O2时，铁电极上析出0.5 mol Cu，铁电极增重64 g·mol－1×0.5 mol＝32 g，C项错误；M电极上尿素失电子，发生氧化反应，转化为N2、CO2，D项正确。
15．以氨作为燃料的燃料电池，具有能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。NH3－O2燃料电池的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．a极为电池的正极
B．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
C．当生成1 mol N2时，电路中通过的电子的物质的量为3 mol
D．外电路的电流方向为从a极流向b极
解析：选B。选项A，a极上NH3发生氧化反应生成N2和H2O，a极是原电池的负极，A错误；选项B，负极发生氧化反应失电子，2 mol NH3变为1 mol N2失去6 mol电子，所以电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，B正确；选项C，生成1 mol N2失去6 mol电子，C错误；选项D，外电路的电流方向是从正极到负极，即从b极流向a极，D错误。
16.厨房垃圾发酵液通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。下列说法正确的是( )
A．通电后，阳极附近pH增大
B．电子从负极经电解质溶液回到正极
C．通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
D．当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol O2生成
解析：选C。由题图可知，阳极上氢氧根离子放电，所以通电后，阳极附近pH减小，A项错误；电子不进入电解质溶液，电解质溶液导电是通过带电离子的定向移动，B项错误；电解池中，阴离子向阳极移动，故通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，C项正确；根据阳极的电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有0.5 mol O2生成，D项错误。
17.下图为某二次电池充电时的工作原理示意图,该过程可实现盐溶液的淡化。下列说法错误的是( )
A.充电时,a为电源正极
B.充电时,Cl-向Bi电极移动,Na+向NaTi2(PO4)3电极移动
C.放电时,正极的电极反应式为BiOCl+2H++3e-Bi+Cl-+H2O
D.充电时,新增入电极中的离子:n(Na+)∶n(Cl-)=1∶3
D 解析 充电时Bi→BiOCl失电子,所以Bi电极为阳极,a为电源正极,故A正确;充电时Bi电极为阳极,NaTi2(PO4)3电极为阴极,阴离子向阳极定向移动,阳离子向阴极定向移动,故B正确;放电时作为原电池,正极得电子发生还原反应,电极反应为BiOCl+2H++3e-Bi+Cl-+H2O,故C正确;充电时,阳极的电极反应式为Bi+Cl-+H2O-3e-BiOCl+2H+,阴极的电极反应式为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3,根据得失电子守恒可得n(Na+)∶n(Cl-)=3∶1,故D错误。
18．以铅蓄电池为电源，将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法不正确的是( )
A．b为铅蓄电池的正极
B．电解过程中，阳极区溶液中c(H＋)逐渐减小
C．阴极反应式：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
D．每生成1 mol乙烯，理论上铅蓄电池中消耗12 mol硫酸
解析：选B。CO2转化为乙烯，碳元素化合价降低，发生还原反应，则左侧电极为阴极，故a为负极，b为正极，A项正确；阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故电解过程中阳极区溶液中c(H＋)逐渐增大，B项错误；阴极上CO2得到电子，并结合H＋生成乙烯，阴极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，C项正确；由2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O可知，每生成1 mol乙烯转移12 mol电子，铅蓄电池的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，该反应转移2e－，根据得失电子守恒可知，每生成1 mol乙烯，理论上消耗12 mol硫酸，D项正确。
19.以纯碱溶液为原料,通过电解的方法可制备小苏打,原理装置图如下:
上述装置工作时,下列有关说法正确的是( )
A.Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
B.甲池电极反应为4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O2↑
C.乙池电极接电源正极,气体X为H2
D.NaOH溶液Y比NaOH溶液Z的浓度小
B 解析 根据题意分析可得甲池中电极为阳极,乙池中电极为阴极。Na+向阴极移动,由甲池穿过交换膜进入乙池,故A错误;甲池电极上水放电生成氧气和氢离子,氢离子与碳酸根反应生成碳酸氢根,电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O2↑,故B正确;乙池电极为阴极,乙池电极接原电源负极,阴极上水放电生成氢气和氢氧根,故C错误;电解时,甲池得到碳酸氢钠,乙池得到氢氧化钠,则NaOH溶液Y比NaOH溶液Z的浓度大,故D错误。
20.锂－铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其放电过程2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法不正确的是( )
A．放电时，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，氧化剂为O2
解析：选A。A.根据电池反应式知，正极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===Cu＋2OH－，A错误；B.放电时，阳离子向正极移动，则Li＋透过固体电解质向Cu极移动，B正确；C.放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，因此通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，C正确；D.通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，氧化剂为O2，D正确；答案选A。
21.乙醛酸(HOOC—CHO)是一种重要的有机合成中间体。在乙二酸(HOOC—COOH)电还原法合成乙醛酸的基础上,化学工作者创新性地提出双极室成对电解法装置模型及工作原理如图所示。下列说法中错误的是( )
A.该离子交换膜应选择阳离子交换膜
B.HCl是制取乙醛酸反应的催化剂,并起导电作用
C.该方法的总反应为OHC—CHO+HOOC—COOH2HOOC—CHO
D.乙二醛、乙二酸分别在阴、阳电极表面放电,故称为双极室成对电解法
D 解析 由图可知,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中D电极上HOOC—COOH得电子生成HOOC—CHO,C电极氯离子失电子生成氯气,氯气具有氧化性,能将醛基氧化为羧基,则乙二醛与氯气反应生成乙醛酸。根据以上分析可知,C为阳极,发生的反应为2Cl--2e-Cl2↑、OHC—CHO+Cl2+H2OHOOC—CHO+2Cl-+2H+,D为阴极,电极反应式为HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2O,氢离子由阳极向阴极移动,所以应选择阳离子交换膜,故A正确;由于阳极发生的反应为2Cl--2e-Cl2↑、OHC—CHO+Cl2+H2OHOOC—CHO+2Cl-+2H+,反应后HCl并没改变,所以HCl是制取乙醛酸反应的催化剂,并起导电作用,故B正确;根据两电极反应可知,总反应为OHC—CHO+HOOC—COOH2HOOC—CHO,故C正确;根据以上分析可知,乙二醛在阳极被阳极产物氧化为HOOC—CHO,但乙二醛不在阳极表面放电;乙二酸在阴极得电子生成HOOC—CHO,故D错误。
22．磷酸铁锂电池具有高效率输出、可快速充电、对环境无污染等优点，其工作原理如图。M电极是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xFeO4LiFePO4＋6C。下列说法正确的是( )
A．放电时Li＋从右边移向左边
B．放电时M是负极，电极反应式为C－xe－===6C
C．充电时电路中通过0.5 mol电子，消耗36 g C
D．充电时N极连接电源的正极，电极反应式为LiFePO4－xe－===
Li1－xFeO4＋xLi＋
解析：选D。A.根据电池反应式，得出LixC6作负极，Li1－xFePO4作正极，依据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即从左向右移动，故A错误；B.根据A选项分析，M为负极，其电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋6C，故B错误；C.充电时，阴极反应式xLi＋＋6C＋xe－===LixC6，通过0.5 mol电子，消耗36/x g的C，故C错误；D.充电时，N极连接电源的正极，作阳极，电极反应式是电池正极反应式的逆过程，即LiFeO4－xe－＝ Li1－xFeO4＋xLi＋，故D正确。
23.国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li+电池体系,该体系正极采用含有I-、Li+的水溶液,负极采用固体有机聚合物,电解质溶液采用LiNO3溶液,聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(原理示意图如下)。已知I-+I2I3-,则下列有关判断正确的是( )
A.图甲是原电池工作原理图,图乙是电池充电原理图
B.放电时,正极液态电解质溶液的颜色变浅
C.充电时,Li+从右向左通过聚合物离子交换膜
D.放电时,负极的电极反应式为
B 解析 甲图是电子传向固体有机聚合物,电子传向负极材料,则图甲是电池充电原理图,图乙是原电池工作原理图,A项错误;放电时,正极液态电解质溶液的I2也会得电子生成I-,故电解质溶液的颜色变浅,B项正确;充电时,Li+向阴极移动,Li+从左向右通过聚合物离子交换膜,C项错误;放电时,负极失电子,故负极的电极反应式为
,D项错误。
24．“银针验毒”在我国有上千年历史，银针主要用于检验是否有含硫元素的有毒物质。其反应原理之一为：Ag＋2H2S＋O2→Ag2S＋H2O。当银针变色后，将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原。以下说法不正确的是( )
A．当银针变黑时，所检验的物质有毒
B．银针验毒时，Ag被氧化
C．上述验毒反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1
D．银针复原发生的反应可能为：3Ag2S＋2Al===6Ag＋Al2S3
解析：选D。A.当银针变黑时，说明Ag氧化为Ag2S，则说明所检验的物质有毒，故A正确；B.银针验毒时，Ag元素化合价升高，被氧化，故B正确；C.在反应4Ag＋2H2S＋O2→2Ag2S＋2H2O中，氧化产物为Ag2S，还原产物为H2O，两者的物质的量之比为1∶1，故C正确；D.将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原，说明发生原电池反应，正极为Ag2S，负极为Al，总反应式为3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋Al(OH)3↓＋3H2S↑，故D错误。
25.下图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3,放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是( )
A.放电时,负极反应为3NaBr-2e-NaBr3+2Na+
B.充电时,阳极反应为2Na2S2-2e-Na2S4+2Na+
C.放电时,Na+经过离子交换膜,由b池移向a池
D.用该电池电解饱和食盐水,产生2.24 L H2时,b池生成17.40 g Na2S4
C 解析 放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2(右罐)和NaBr3(左罐),则Na2S2在负极失电子,NaBr3在正极得电子。充电时,阴极反应为放电时负极的逆反应,阳极反应为放电时正极的逆反应,放电时负极Na2S2失电子,则负极的电极反应式为2S22--2e-S42-,故A错误;充电时,阳极上Br-失电子转化为Br3-,则阳极的电极反应式为3Br--2e-Br3-,故B错误;电池放电时,Na2S2和NaBr3反应,则电池的总反应方程式为2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr,Na+经过离子交换膜,由b池移向a池,故C正确;用该电池电解饱和食盐水,产生2.24 L H2时,此气体体积不一定是标准状况下的体积,不能进行计算,则b池生成Na2S4的质量不一定是17.40 g,故D错误。
26．钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na＋)为电解质，电池反应为2Na＋xS===Na2Sx，电池结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．放电时，Na作负极，反应式为Na－e－===Na＋
B．钠硫电池在常温下也能正常工作
C．放电时Na＋向正极移动
D．当外电路通过0.25 mol电子时消耗16 g硫，则x＝4
解析：选B。A.放电时，负极反应式为Na－e－===Na＋，故A正确；B.钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫作为电极的，则常温下不能正常工作，故B错误；C.原电池放电时Na＋向正极移动，故C正确；D.正极反应式为xS＋2e－===S，当外电路通过0.25 mol电子时消耗16 g硫，硫的物质的量为0.5 mol，则x∶2＝0.5∶0.25，解得x＝4，故D正确。
27.微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,该电池的工作原理和废水中Cr2O72-的浓度与去除率的关系如下图。下列说法正确的是( )
A.反应一段时间后,N极附近的溶液pH下降
B.外电路转移4 mol电子时,M极产生22.4 L CO2
C.Cr2O72-浓度较大时,可能会造成还原菌失活
D.M为电池正极,CH3COOH被还原
C 解析 由图中信息可知,电池工作时,N极上氧气得到电子转化为水,氢离子浓度减小,故N附近溶液pH增大,选项A错误;负极上CH3COOH被氧化生成CO2,负极的电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O2CO2↑+8H+,外电路转移4 mol电子时,M极产生标况下的22.4 L CO2,选项B错误;由图可知,Cr2O72-浓度较大时,其去除率几乎为0,因其有强氧化性和毒性,可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活,选项C正确;由题图可知,该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳,所以M电极为负极,氧气和Cr2O72-被还原,N电极为正极,选项D错误。
28．某同学通过如图所示装置探究铝制品表面出现的白斑，下列说法正确的是( )
A．铝箔为正极，发生氧化反应而被腐蚀
B．负极反应为 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，铝箔表面有氯气产生
D．白斑的主要成分可能是Al2O3
解析：选D。A.铝是活泼金属，应作负极，故A错误；B.应为正极反应，故B错误；C.根据原电池的工作原理，阴离子应从正极移向负极，即移向活性炭区，故C错误；D.反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，氢氧化铝进一步分解成氧化铝，因此白斑是氧化铝，故D正确。
29.目前海水液化可采用双极膜电液析法、同时获得副产品,其模拟工作原理如图所示。其中双极膜(BP)是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-,作为H+和OH-离子源。M、N为离子交换膜。下列说法正确的是( )
A.X电极为电解池的阴极,该电极反应式为2H+-2e-H2↑
B.电子流向:电源负极→X电极→Y电极→电源正极
C.电路中每转移1 mol电子,X、Y两极共得到标准状况下16.8 L的气体
D.M为阳离子交换膜,A室获得副产品NaOH,若去掉B室双极膜,B室产物不变
C 解析 电解池中阳离子向阴极移动,故X电极为阴极,电极反应式为2H++2e-H2↑,选项A错误;电子流向:电源负极→阴极X电极、阳极Y电极→电源正极,选项B错误;阴极反应为2H++2e-H2↑,阳极反应为4OH--4e-O2↑+2H2O,当电路中通过1 mol电子时,阴极得到0.5 mol H2,阳极得到0.25 mol O2,两极一共得到气体为0.5 mol+0.25 mol=0.75 mol,标准状况下气体体积为16.8 L,选项C正确;电解池中,电解时溶液中的阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,因此M为阳离子交换膜,A室获得副产品NaOH,若去掉双极膜(BP),则Cl-会在阳极失去电子生成Cl2,在阳极室会有Cl2生成,B室产物发生变化,选项D错误。
30．我国对可呼吸的钠－二氧化碳电池的研究取得突破性进展，该电池的总反应式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C，其工作原理如下图所示(放电时产生的碳酸钠固体储存于纳米管中)。下列说法中错误的是( )
A．充电时，Na＋从阳极向阴极移动
B．可以用乙醇代替TEGDME做有机溶剂
C．放电时，当转移1 mol电子时负极质量减轻23 g
D．放电时，正极反应为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C
解析：选B。已知4Na＋3CO22Na2CO3＋C，放电时Na为负极，充电时Na金属片连接电源的负极为阴极。A.充电时是电解池，Na＋从阳极向阴极移动，故A正确；B.Na能与乙醇反应，不可代替TEGDME做有机溶剂，故B错误；C.放电时，当转移1 mol电子时，负极氧化的钠为1 mol，即质量减轻23 g，故C正确；D.放电时，正极上CO2发生还原反应生成C，发生的电极反应为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C，故D正确。
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