解析匯編化學(xué)-08電化學(xué)及其應(yīng)用（教師版）

專題08電化學(xué)及其應(yīng)用20202020年高考真題1．（2020年新課標(biāo)Ⅰ）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn?CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是A．放電時，負(fù)極反應(yīng)為B．放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC．充電時，電池總反應(yīng)為D．充電時，正極溶液中OH?濃度升高【答案】D【解析】【分析】由題可知，放電時，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，即CO2發(fā)生還原反應(yīng)，故放電時右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負(fù)極，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)生成；充電時，右側(cè)為陽極，H2O發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，左側(cè)為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn，以此分析解答?！驹斀狻緼．放電時，負(fù)極上Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：，故A正確，不選；B．放電時，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，C元素化合價降低2，則1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，故B正確，不選；C．充電時，陽極上H2O轉(zhuǎn)化為O2，負(fù)極上轉(zhuǎn)化為Zn，電池總反應(yīng)為：，故C正確，不選；D．充電時，正極即為陽極，電極反應(yīng)式為：，溶液中H+濃度增大，溶液中c(H+)?c(OH-)=KW，溫度不變時，KW不變，因此溶液中OH-濃度降低，故D錯誤，符合題意；答案選D。2．（2020年新課標(biāo)Ⅱ）電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時，Ag+注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍色，對于該變化過程，下列敘述錯誤的是A．Ag為陽極 B．Ag+由銀電極向變色層遷移C．W元素的化合價升高 D．總反應(yīng)為：WO3+xAg=AgxWO3【答案】C【解析】【分析】從題干可知，當(dāng)通電時，Ag+注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈現(xiàn)藍色，說明通電時，Ag電極有Ag+生成然后經(jīng)固體電解質(zhì)進入電致變色層，說明Ag電極為陽極，透明導(dǎo)電層時陰極，故Ag電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電致變色層發(fā)生還原反應(yīng)?！驹斀狻緼．通電時，Ag電極有Ag+生成，故Ag電極為陽極，故A項正確；B．通電時電致變色層變藍色，說明有Ag+從Ag電極經(jīng)固體電解質(zhì)進入電致變色層，故B項正確；C．過程中，W由WO3的+6價降低到AgxWO3中的+(6-x)價，故C項錯誤；D．該電解池中陽極即Ag電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：xAg-xe-=xAg+，而另一極陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：WO3+xAg++xe-=AgxWO3，故發(fā)生的總反應(yīng)式為：xAg+WO3=AgxWO3，故D項正確；答案選C?！军c睛】電解池的試題，重點要弄清楚電解的原理，陰、陽極的判斷和陰、陽極上電極反應(yīng)式的書寫，陽極反應(yīng)式+陰極反應(yīng)式=總反應(yīng)式，加的過程中需使得失電子數(shù)相等。3．（2020年新課標(biāo)Ⅲ）一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：該電池工作時，下列說法錯誤的是A．負(fù)載通過0．04mol電子時，有0．224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B．正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應(yīng)為D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極【答案】B【解析】【分析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應(yīng)生成和，反應(yīng)的電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)生成OH-，反應(yīng)的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應(yīng)方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，據(jù)此分析。【詳解】A．當(dāng)負(fù)極通過0．04mol電子時，正極也通過0．04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0．04mol電子消耗0．01mol氧氣，在標(biāo)況下為0．224L，A正確；B．反應(yīng)過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH升高，負(fù)極消耗OH-使負(fù)極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯誤；C．根據(jù)分析，電池的總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，C正確；D．電池中，電子由VB2電極經(jīng)負(fù)載流向復(fù)合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向為復(fù)合碳電極→負(fù)載→VB2電極→KOH溶液→復(fù)合碳電極，D正確；故選B。【點睛】本題在解答時應(yīng)注意正極的電極方程式的書寫，電解質(zhì)溶液為堿性，則空氣中的氧氣得電子生成氫氧根；在判斷電池中電流流向時，電流流向與電子流向相反。3．（2020年天津卷）熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲能電池。下圖中的電池反應(yīng)為(x=5~3，難溶于熔融硫)，下列說法錯誤的是A．Na2S4的電子式為B．放電時正極反應(yīng)為C．Na和Na2Sx分別為電池的負(fù)極和正極D．該電池是以為隔膜的二次電池【答案】C【解析】【分析】根據(jù)電池反應(yīng)：可知，放電時，鈉作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Na-e-=Na+，硫作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為，據(jù)此分析。【詳解】A．Na2S4屬于離子化合物，4個硫原子間形成三對共用電子對，電子式為，故A正確；B．放電時發(fā)生的是原電池反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：，故B正確；C．放電時，Na為電池的負(fù)極，正極為硫單質(zhì)，故C錯誤；D．放電時，該電池是以鈉作負(fù)極，硫作正極的原電池，充電時，是電解池，為隔膜，起到電解質(zhì)溶液的作用，該電池為二次電池，故D正確；答案選C。4．（2020年江蘇卷）將金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是

A．陰極的電極反應(yīng)式為B．金屬M的活動性比Fe的活動性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快【答案】C【解析】A．陰極的鋼鐵設(shè)施實際作原電池的正極，正極金屬被保護不失電子，故A錯誤；B．陽極金屬M實際為原電池裝置的負(fù)極，電子流出，原電池中負(fù)極金屬比正極活潑，因此M活動性比Fe的活動性強，故B錯誤；C．金屬M失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護，故C正確；D．海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯誤；故選C。5．（2020年山東新高考）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是A．負(fù)極反應(yīng)為B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，模擬海水理論上除鹽58．5gD．電池工作一段時間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1【答案】B【解析】【分析】據(jù)圖可知a極上CH3COOˉ轉(zhuǎn)化為CO2和H+，C元素被氧化，所以a極為該原電池的負(fù)極，則b極為正極。【詳解】A．a(chǎn)極為負(fù)極，CH3COOˉ失電子被氧化成CO2和H+，結(jié)合電荷守恒可得電極反應(yīng)式為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正確；B．為了實現(xiàn)海水的淡化，模擬海水中的氯離子需要移向負(fù)極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極，即b極，則隔膜2為陽離子交換膜，故B錯誤；C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，根據(jù)電荷守恒可知，海水中會有1molClˉ移向負(fù)極，同時有1molNa+移向正極，即除去1molNaCl，質(zhì)量為58．5g，故C正確；D．b極為正極，水溶液為酸性，所以氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)式為2H++2eˉ=H2↑，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移8mol電子時，正極產(chǎn)生4mol氣體，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知負(fù)極產(chǎn)生2mol氣體，物質(zhì)的量之比為4:2=2:1，故D正確；故答案為B。6．（2020年山東新高考）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是A．陽極反應(yīng)為B．電解一段時間后，陽極室的pH未變C．電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解一段時間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量【答案】D【解析】【分析】a極析出氧氣，氧元素的化合價升高，做電解池的陽極，b極通入氧氣，生成過氧化氫，氧元素的化合價降低，被還原，做電解池的陰極?！驹斀狻緼．依據(jù)分析a極是陽極，屬于放氧生酸性型的電解，所以陽極的反應(yīng)式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正確，但不符合題意；B．電解時陽極產(chǎn)生氫離子，氫離子是陽離子，通過質(zhì)子交換膜移向陰極，所以電解一段時間后，陽極室的pH值不變，故B正確，但不符合題意；C．有B的分析可知，C正確，但不符合題意；D．電解時，陽極的反應(yīng)為：2H2O-4e-=4H++O2↑，陰極的反應(yīng)為：O2+2e-+2H+=H2O2，總反應(yīng)為：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧氣，即是a極生成的氧氣小于b極消耗的氧氣，故D錯誤，符合題意；故選：D。7．（2020年浙江卷）電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液，在陽極RCOO-放電可得到R-RA．電解總反應(yīng)方程式：2B．RCOO-C．陰極的電極反應(yīng)：2D．電解CH3COONa、CH3【答案】A【解析】A．因為陽極RCOO-放電可得到R-R(烷烴)和產(chǎn)生CO2，在強堿性環(huán)境中，CO2會與OH-反應(yīng)生成CO32-和H2O，故陽極的電極反應(yīng)式為2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O，陰極上H2O電離產(chǎn)生的H+放電生成H2，同時生成OH-，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，因而電解總反應(yīng)方程式為2RCOONa+2NaOH=通電R-R+2Na2CO3+H2B．RCOO-在陽極放電，電極反應(yīng)式為2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O，-COO-中碳元素的化合價由+3價升高為+4價，發(fā)生氧化反應(yīng)，烴基-R中元素的化合價沒有發(fā)生變化，故B說法正確；C．陰極上H2O電離產(chǎn)生的H+放電生成H2，同時生成OH-，陰極的電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故C說法正確；D．根據(jù)題中信息，由上述電解總反應(yīng)方程式可以確定下列反應(yīng)能夠發(fā)生：2CH3COONa+2NaOH=通電CH3-CH3+2Na2CO3+H2↑，2CH3CH2COONa+2NaOH=通電CH3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑，CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOH=通電CH3-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑。因此，電解CH3COONa、CH3答案為A。20202020屆高考模擬試題8．（2020屆河北省名校聯(lián)盟高三聯(lián)考）我國科學(xué)家發(fā)明了一種“可固氮”的鎂－氮二次電池，其裝置如圖所示，下列說法不正確的是A．固氮時，電池的總反應(yīng)為3Mg+N2=Mg3N2B．脫氮時，釕復(fù)合電極的電極反應(yīng)式為Mg3N2-6e-=3Mg2++N2C．固氮時，外電路中電子由釕復(fù)合電極流向鎂電極D．當(dāng)無水LiCl—MgCl2混合物受熱熔融后電池才能工作【答案】C【解析】A．固氮時該裝置為原電池裝置，鎂為活潑金屬，作負(fù)極，被氧化成Mg2+，釕復(fù)合電極為正極，氮氣在電極上發(fā)生還原反應(yīng)生成N3-，與熔融電解質(zhì)中鎂離子生成Mg3N2，所以總反應(yīng)為3Mg+N2=Mg3N2，故A正確；

B．脫氮時，-3價的氮要被氧化，釕復(fù)合電極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，Mg3N2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮氣，電極反應(yīng)：Mg3N2-6e-=3M2++N2↑，故B正確；

C．固氮時，鎂電極為負(fù)極，外電路中電子由負(fù)極鎂電極流向釕復(fù)合電極，故C錯誤；

D．無水LiCl-MgCl2混合物常溫下為固體，無自由移動離子，不能導(dǎo)電，受熱熔融后產(chǎn)生自由移動離子導(dǎo)電，電池才能工作，故D正確；

故選：C?！军c睛】固態(tài)的離子化合物中沒有自由移動的離子不能導(dǎo)電，熔融狀態(tài)下或者水溶液中形成自由移動的離子后可以導(dǎo)電。9．（2020屆安徽省皖南八校高三臨門一卷）微生物燃料電池能將污水中的乙二胺（H2NCH2CH2NH2）氧化成環(huán)境友好的物質(zhì)，示意圖如圖所示，a、b均為石墨電極。下列說法錯誤的是A．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)為H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+B．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動C．a(chǎn)電極上的電勢比b電極上的電勢低D．電池工作時b電極附近溶液的pH保持不變【答案】D【分析】根據(jù)原電池裝置圖分析，H2N(CH2)2NH2在a電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮氣、二氧化碳和水，則a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2N(CH2)2NH2+4H2O－16e－═2CO2↑+N2↑+16H+，氧氣在正極b上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+4e－+4H+=2H2O，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．H2N(CH2)2NH2在負(fù)極a上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮氣、二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+，A選項正確；B．原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，因此，電池工作時質(zhì)子(H+)通過質(zhì)子交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動，B選項正確；C．由上述分析可知，a電極為負(fù)極，b電極為正極，故a電極上的電勢比b電極上的電勢低，C選項正確；D．電池工作時，氧氣在正極b上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O，H+濃度減小，故b電極附近溶液的pH增大，D選項錯誤；答案選D。10．（2020屆四川省成都市第七中三診模擬）鋅—空氣燃料電池有比能量高、容量大、使用壽命長等優(yōu)點，可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時發(fā)生反應(yīng)：2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。下列說法正確的是：A．放電時，負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+B．該隔膜為陽離子交換膜，允許K+通過C．充電時，當(dāng)0．1molO2生成時，流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子個數(shù)約為1．204×1022D．采用多孔炭可提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面【答案】D【分析】由放電時總反應(yīng)2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-和裝置圖可知，金屬Zn為負(fù)極，放電時發(fā)生反應(yīng)：Zn+4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，多孔碳為正極反生反應(yīng)：O2+4e-+2H2O=4OH-，充電時總反應(yīng)為[Zn(OH)4]2-=2Zn+O2↑+4OH-+2H2O，金屬Zn為陰極，多孔碳為陽極，以此分析?！驹斀狻緼．放電時，負(fù)極反應(yīng)為Zn+4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，A項錯誤；B．正極反生反應(yīng)：O2+4e-+2H2O=4OH-，可知該隔膜為陰離子交換膜，允許OH-通過，B項錯誤；C．不論放電還是充電，電子不會流經(jīng)電解質(zhì)溶液，C項錯誤；D．采用多孔炭可提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面，D項正確；答案選D。11．（2020屆寧夏三校高三聯(lián)考）我國某科研團隊設(shè)計了一種新型能量存儲/轉(zhuǎn)化裝置（如圖所示）。閉合K2、斷開K1時，制氫并儲能；斷開K2、閉合K1時，供電。下列說法錯誤的是A．制氫時，溶液中K+向Pt電極移動B．供電時，Zn電極附近溶液的pH不變C．供電時，X電極發(fā)生還原反應(yīng)D．制氫時，X電極反應(yīng)式為Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O【答案】B【分析】閉合K2、斷開K1時，制氫并儲能，構(gòu)成電解池，Pt電極發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，X電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極；斷開K2、閉合K1時，構(gòu)成原電池，X電極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極?！驹斀狻緼．制氫時，Pt電極為陰極，電子從X電極向Pt電極移動，溶液中K+向Pt電極移動，A正確，不選；B．供電時，Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O，消耗OH-，pH減小，B錯誤，符合題意；C．供電時，X電極發(fā)生還原反應(yīng)，NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，C正確，不選；D．制氫時，X電極為陽極，反應(yīng)式為Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，D正確，不選；答案為B。12．（2020屆陜西省咸陽市高三模擬）碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品。電化學(xué)法合成碳酸二甲酯的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．石墨I與直流電源正極相連B．H＋由石墨II通過質(zhì)子交換膜向石墨I移動C．石墨I上發(fā)生的電極反應(yīng)為2CH3OH＋CO－2e－＝(CH3O)2CO＋2H＋D．電解過程中，陰極和陽極消耗氣體的物質(zhì)的量之比為1：2【答案】B【分析】該裝置有外接電源，是電解池，由圖可知甲醇和一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸二甲酯，則電極石墨I為陽極，陽極反應(yīng)為2CH3OH+CO-2e-═(CH3O)2CO+2H+，電極石墨II為陰極，陽極產(chǎn)生的氫離子從質(zhì)子交換通過移向陰極，氧氣在陰極得電子與氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O，據(jù)此解答?！驹斀狻緼．石墨I為陽極，與直流電源正極相連，故A正確；B．電解池工作時，陽離子向陰極移動，即H＋由石墨I通過質(zhì)子交換膜向石墨II移動，故B錯誤；C．石墨I為陽極，陽極上是甲醇和一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，故C正確；D．常溫常壓下甲醇是液體，電解池工作時轉(zhuǎn)移電子守恒，根據(jù)關(guān)系式2CO～4e-～O2可知陰極消耗的氧氣與陽極消耗的一氧化碳物質(zhì)的量之比為1:2，故D正確；故答案為B。13．（2020屆四川省成都市樹德中學(xué)三診模擬）已知某種二次鋰離子電池工作時反應(yīng)為：LixCn+Li(1-x)CoO2==LiCoO2+nC。電池如圖所示。下列說法不正確的是A．放電時，碳材料極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子經(jīng)外電路，Li+經(jīng)內(nèi)電路同時移向正極B．放電時正極反應(yīng)為：Li(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2C．充電時，Li+從負(fù)極脫出，又嵌入正極D．鋰離子二次電池正負(fù)極之間充放電時發(fā)生傳輸Li+的反應(yīng)，少有副反應(yīng)【答案】C【分析】放電時的反應(yīng)為LixCn+Li(1-x)CoO2==LiCoO2+nC，Co元素的化合價降低，Li元素的化合價升高，原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為：LixCn-xe-=xLi++nC，正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：Li(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，再由放電時的反應(yīng)分析充電時的反應(yīng)?！驹斀狻緼．放電時，碳材料極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子經(jīng)外電路，Li+經(jīng)內(nèi)電路同時移向正極，故A正確；B．由上述分析可知，Co元素的化合價降低，正極反應(yīng)式為：Li(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，故B正確；C．充電時，Li+應(yīng)從正極脫出，嵌入陰極，故C錯誤；D．由上述正負(fù)極反應(yīng)可知，鋰離子二次電池正負(fù)極之間充放電時發(fā)生傳輸Li+的反應(yīng)，少有副反應(yīng)，故D正確。答案選C。14．（2020屆福建省廈門市高三質(zhì)檢）一種雙電子介體電化學(xué)生物傳感器，用于檢測水體急性生物毒性，其工作原理如圖。下列說法正確的是A．圖中所示電極為陽極，其電極反應(yīng)式為K4Fe(CN6)-e-=K3Fe(CN)6B．甲荼醌在陰極發(fā)生氧化反應(yīng)C．工作時K+向圖中所示電極移動D．NAD(P)H轉(zhuǎn)化為NAD(P)+的過程失去電子【答案】D【解析】A．根據(jù)圖示可知K4Fe(CN6)在電極表面失電子生成K3Fe(CN)6，故圖示電極為陽極，其電極方程式為K4Fe(CN6)-e-=K3Fe(CN)6+K+，A項錯誤；B．甲萘醌應(yīng)在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，B項錯誤；C．工作時在電解池中陽離子應(yīng)向陰極移動，C項錯誤；D．根據(jù)圖示，該過程NAD(P)H被甲萘醌氧化，即失去電子，D項正確；答案選D。15．（2020屆廣西省南寧市第二次適應(yīng)性測試）DBFC燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖，該電池的總反應(yīng)為NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O。下列關(guān)于電池工作時的相關(guān)分析不正確的是A．X極為正極，電流經(jīng)X流向外電路B．Y極發(fā)生的還原反應(yīng)為H2O2+2e-=2OH?C．X極區(qū)溶液的pH逐漸減小D．每消耗1．0L0．50mol/L的H2O2電路中轉(zhuǎn)移1．0mole-【答案】A【分析】由工作原理裝置圖可知，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，正極H2O2發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH?，電極反應(yīng)式為；【詳解】A．由圖知X極為負(fù)極，電子經(jīng)X流向外電路流入Y，A錯誤；B．Y極為正極，H2O2發(fā)生還原反應(yīng)：H2O2+2e-=2OH?，B正確；C．X極發(fā)生氧化反應(yīng)：，故X極區(qū)溶液的pH逐漸減小，C正確；D．由電極反應(yīng)式H2O2+2e-=2OH?知，每消耗1．0L0．50mol/L的H2O2電路中轉(zhuǎn)移1．0mole-，D正確；答案選A。【點睛】如何判斷電池的正負(fù)極？我們來看看判斷負(fù)極的常見方法：①電子流出那一極是負(fù)極，②發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是負(fù)極，③陰離子向負(fù)極移動，④負(fù)極有可能因參加反應(yīng)溶解而變細(xì)，⑤當(dāng)電池總反應(yīng)為金屬與氫離子產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)，通?；顫娊饘僮鲐?fù)極，⑥如果是二次電池，與電源負(fù)極相連的那一極，在放電時是負(fù)極。16．（2020屆黑龍江省大慶實驗中學(xué)綜合訓(xùn)練）一種雙室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中酸性污水中含有的有機物用C6H12O6表示。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是A．正極的電極反應(yīng)為Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-B．電池的總反應(yīng)為C6H12O6+24Fe(CN)63-+6H2O=6CO2↑+Fe(CN)64-+24H+C．該“交換膜”可選用“質(zhì)子交換膜”D．若將“K4Fe(CN)6溶液”改為“O2”,當(dāng)有22．4LO2參與反應(yīng)時，理論上轉(zhuǎn)移4mol電子【答案】D【分析】反應(yīng)中Fe(CN)63-生成Fe(CN)64-，鐵元素被還原，應(yīng)為原電池正極反應(yīng)，發(fā)生Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-，負(fù)極C6H12O6被氧化生成水和二氧化碳，以此解答該題?！驹斀狻緼．根據(jù)元素化合價的變化可知Fe(CN)63-生成Fe(CN)64-的過程鐵元素被還原，應(yīng)為原電池的正極，所以正極反應(yīng)為Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-，故A正確；B．C6H12O6被氧化生成水和二氧化碳，F(xiàn)e(CN)63-生成Fe(CN)64-，則總反應(yīng)為C6H12O6+24Fe(CN)63-+6H2O=6CO2↑+24Fe(CN)64-+24H+，故B正確；C．原電池中陰離子有向負(fù)極移動的趨勢，為防止Fe(CN)63-移向負(fù)極，同時可以使負(fù)極產(chǎn)生的氫離子遷移到正極，可選用質(zhì)子交換膜，故C正確；D．氧氣所處的壓強和溫度未知，無法計算氧氣的物質(zhì)的量，故D錯誤；故答案為D。17．（2020屆四川省內(nèi)江市三模）2019年11月《Science》雜志報道了王浩天教授團隊發(fā)明的制取H2O2的綠色方法，原理如圖所示（已知：H2O2H++H2O,Ka=2．4×10一12)下列說法不正確的是A．b極上的電極反應(yīng)為O2+H2O+2e-=HO2-+OHB．X膜為選擇性陽離子交換膜C．催化劑可促進反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，加快反應(yīng)速率D．每生成1molH2O2電極上流過4mole-【答案】D【分析】根據(jù)圖知，a極通入氫氣為負(fù)極，發(fā)生H2-2e－=2H+，b為正極，氧氣得電子，b極上的電極反應(yīng)為O2+H2O+2e-=HO2-+OH-，X膜為選擇性陽離子交換膜，讓H+進入中間，每生成1mo1H2O2電極上流過2mo1e－，據(jù)此分析?！驹斀狻緼．b為正極，氧氣得電子，b極上的電極反應(yīng)為O2+H2O+2e-=HO2-+OH-，選項A正確；B．a(chǎn)極發(fā)生H2-2e－=2H+，X膜為選擇性陽離子交換膜，讓H+進入中間，選項B正確；C．催化劑可促進反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，加快反應(yīng)速率，選項C正確；D．氧元素由0價變成-1價，每生成1mo1H2O2電極上流過2mo1e－，選項D錯誤；答案選D。18．（2020屆廣東省深圳市高三第一次調(diào)研）最近，科學(xué)家報道了一種新型可充電鈉電池，其工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是A．放電時，X極為負(fù)極B．充電時，向X極遷移C．放電時，Y極反應(yīng)為D．電極材料中，單位質(zhì)量金屬放出的電能：【答案】D【解析】A．放電時，該電池為原電池，X極上鈉失電子形成鈉離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為原電池的負(fù)極，故A正確；B．充電時，X極是陰極，向X極遷移，故B正確；C．放電時，該裝置為原電池，Y極為原電池的正極，由圖可知CaFeO3轉(zhuǎn)化為CaFeO2．5，電極反應(yīng)為：，故C正確；D．鋰的摩爾質(zhì)量比鈉小，故鋰單位質(zhì)量輸出的電能多，單位質(zhì)量金屬放出的電能：Li＞Na，故D錯誤；答案選D。19．（2020屆安徽省江淮十校聯(lián)考）次磷酸鈷[Co(H2PO2)2]廣泛應(yīng)用于化學(xué)電鍍，工業(yè)上利用電滲析法制取次磷酸鈷的原理圖如圖所示。已知：①該裝置的電極材料分別為金屬鈷和不銹鋼。②Co(H2PO2)2溶液在強堿性條件下通過自身催化發(fā)生氧化還原反應(yīng)，實現(xiàn)化學(xué)鍍鈷。下列說法中正確的是A．膜Ⅱ、膜Ⅲ均為陰離子交換膜B．M電極反應(yīng)為Co-2e-+2H2PO2-=Co(H2PO2)2C．a(chǎn)為電源的負(fù)極D．Co(H2PO2)2溶液化學(xué)鍍鈷過程中反應(yīng)可能為Co2++H2PO2-+3OH=Co+HPO3-+2H2O【答案】A【分析】該裝置為電解池，M為陽極，電極材料為金屬鈷，鈷失電子生成鈷離子，鈷離子通過膜I進入產(chǎn)品室，H2PO2-通過膜Ⅱ、Ⅲ進入產(chǎn)品室與鈷離子生成Co(H2PO2)2?！驹斀狻緼．綜上分析，膜Ⅱ、膜Ⅲ均為陰離子交換膜，A正確；B．Co(H2PO2)2在產(chǎn)品室生成，不是在陽極生成，陽極的電極反應(yīng)式為Co-2e-=Co2+，B錯誤；C．M為陽極，應(yīng)接電源的正極，故a為電源的正極，C錯誤；D．離子方程式中電荷不守恒，應(yīng)為Co2++H2PO2-+3OH-=Co+HPO32-+2H2O，D錯誤；答案選A。20．（2020屆東北三省四市聯(lián)合模擬）2019年3月，我國科學(xué)家研發(fā)出一種新型的鋅碘單液流電池，其原理如圖所示。下列說法不正確的是A．放電時B電極反應(yīng)式為：I2+2e-=2I-B．放電時電解質(zhì)儲罐中離子總濃度增大C．M為陽離子交換膜，N為陰離子交換膜D．充電時，A極增重65g時，C區(qū)增加離子數(shù)為4NA【答案】C【分析】由裝置圖可知，放電時，Zn是負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，石墨是正極，反應(yīng)式為I2+2e-=2I-，外電路中電流由正極經(jīng)過導(dǎo)線流向負(fù)極，充電時，陽極反應(yīng)式為2I--2e-=I2、陰極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．放電時，B電極為正極，I2得到電子生成I-，電極反應(yīng)式為I2+2e-=2I-，A正確；B．放電時，左側(cè)即負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，所以儲罐中的離子總濃度增大，B正確；C．離子交換膜是防止正負(fù)極I2、Zn接觸發(fā)生反應(yīng)，負(fù)極區(qū)生成Zn2+、正電荷增加，正極區(qū)生成I-、負(fù)電荷增加，所以Cl-通過M膜進入負(fù)極區(qū)，K+通過N膜進入正極區(qū)，所以M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜，C錯誤；D．充電時，A極反應(yīng)式Zn2++2e-=Zn，A極增重65g轉(zhuǎn)移2mol電子，所以C區(qū)增加2molK+、2molCl-，離子總數(shù)為4NA，D正確；故合理選項是C。21．（2020屆廣東省佛山市質(zhì)檢）雙極電化學(xué)法(裝置如圖)是在傳統(tǒng)電解裝置中放置了導(dǎo)電性電極BPE，通電時，BPE兩端界面產(chǎn)生電勢差，生成梯度合金。下列有關(guān)說法錯誤的是A．m為電源負(fù)極B．BPE的b端比a端的電勢高C．BPE的a端發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．BPE的b端到中心的不同位置，能形成組成不同的銅鎳合金【答案】C【分析】由電解裝置圖可知，n極水發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，則n極為正極，電極反應(yīng)為：，則溶液中靠著正極的b端電勢高于靠近負(fù)極的a端，則b端得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：，a端失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：，以此分析?！驹斀狻緼．由電解裝置圖可知，n極水發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，則n極為正極，則m為電源負(fù)極，故A正確；B．溶液中靠著正極的b端電勢高于靠近負(fù)極的a端，故B正確；C．BPE的a端失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：，故C錯誤；D．BPE的b端到中心的不同位置，由于電勢不同，電極反應(yīng)：中x不同，能形成組成不同的銅鎳合金，故D正確；故答案選：C。22．（2020屆山西省運城市高三模擬）Li-SO2充電電池具有高輸出功率的優(yōu)點。多孔碳電極可吸附SO2，電解液為溶解有LiBr的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。下列說法錯誤的是A．活性炭具有加快放電速率的作用B．放電時，電子流向：a→溶液→b→aC．充電時，陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：S2O42--2e-=2SO2D．該電池的電解質(zhì)溶液不能換成LiBr的水溶液【答案】B【分析】Li為活潑金屬，為負(fù)極，吸附了SO2的多孔碳電極為正極，結(jié)合原電池原理和電解池原理分析解答?！驹斀狻緼．多孔活性炭電極的表面積大，增大了反應(yīng)的接觸面積，速率加快，故A正確；B．高電池中a為負(fù)極，b為正極，原電池中電子不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液，而是經(jīng)過外電路，電子流向是a經(jīng)用電器到b，故B錯誤；C．充電時，電池的正極是電解池的陽極，電極反應(yīng)是正極反應(yīng)的逆過程，即S2O42--2e-═2SO2，故C正確；D．活潑金屬鋰能夠與電解質(zhì)溶液中的水反應(yīng)，則該電池的電解質(zhì)溶液不能換成LiBr的水溶液，故D正確；故選B。23．（2020屆河南省焦作市高三第三次模擬）用原電池原理可以除去酸性廢水中的三氯乙烯和，其原理如圖所示（導(dǎo)電殼內(nèi)部為納米鐵）。下列說法正確的是A．納米鐵發(fā)生還原反應(yīng)B．正極電極反應(yīng)式：C2HCl3＋5H＋＋8e－=C2H6＋3Cl－C．導(dǎo)電殼上電極反應(yīng)式：＋＋14Fe2＋＋14H＋=FeAsS↓＋13Fe3＋＋7H2OD．當(dāng)電路中有0．4mol電子轉(zhuǎn)移時，就會有11．2L乙烷生成【答案】B【解析】A．據(jù)圖可知納米鐵生成Fe2+，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯誤；B．原電池正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)圖可知在酸性條件下，正極上C2HCl3被還原為乙烷，則電極反應(yīng)式為：C2HCl3+5H++8e-=C2H6+3C1-，故B正確；C．據(jù)示意圖可判斷亞鐵離子還原AsO3-，但該反應(yīng)并不是發(fā)生在導(dǎo)電殼上，而是發(fā)生在含SO42-的酸性溶液中，導(dǎo)電殼上的反應(yīng)為鐵被氧化成亞鐵離子，故C錯誤；D．根據(jù)電極反應(yīng)式為：C2HCl3+5H++8e-=C2H6+3C1-，當(dāng)電路中有0．4mol電子轉(zhuǎn)移時，就會有0．5mol乙烷生成，但未指明溫度和壓強，不能確定氣體的體積，故D錯誤；故答案為B。24．（2020屆陜西省渭南市高三質(zhì)檢）下列有關(guān)說法錯誤的是A．為正極B．①②中，捕獲時碳元素的化合價未發(fā)生變化C．極電極反應(yīng)式為D．由極反應(yīng)可知，每轉(zhuǎn)移電子生成【答案】D【分析】根據(jù)圖片可知c極C2O52-→O2，發(fā)生氧化反應(yīng)生成單質(zhì)O2，所以a為陽極，d為陰極，陽極與電源正極相接、陰極與電源負(fù)極相接，即b極為電源正極、c極為電源負(fù)極，陽極反應(yīng)式為2C2O52--4e-═4CO2↑+O2↑，陰極電極反應(yīng)式為：CO32-+4e-═C+3O2-，以此解答該題?！驹斀狻緼．根據(jù)上述分析，b極為電源正極，故A正確；B．根據(jù)圖示，①②中，CO2→C2O52?或CO32?時碳元素的化合價均為+4，沒有變化，故B正確；C．根據(jù)分析，d為陰極，陰極電極反應(yīng)式為：CO32-+4e-═C+3O2-，故C正確；D．根據(jù)分析，a為陽極，陽極反應(yīng)式為2C2O52--4e-═4CO2↑+O2↑，轉(zhuǎn)移1?mol電子可捕獲1molCO2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22．4?L，題中未指明氣體的狀態(tài)條件，不能確定體積，故D錯誤；答案選D。25．（2020屆廣東省茂名市高三二模）我國科學(xué)家在太陽能可規(guī)?；纸馑茪浞矫嫒〉眯逻M展——率先提出并驗證了一種全新的基于粉末納米顆粒光催化劑太陽能分解水制氫的“氫農(nóng)場”策略，其太陽能光催化全分解水制氫的效率創(chuàng)國際最高記錄(示意圖如圖所示，M1、M2為