老高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)講義專題11 新型電池和電解原理的應(yīng)用

[復(fù)習(xí)目標]1.理解原電池和電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能正確書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害及防止金屬腐蝕的措施?？键c一新型電池的分析應(yīng)用1．識別“交換膜”提取信息，書寫電極反應(yīng)式(1)如將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達到低碳排放的目的。如圖是通過人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。負極：2H2O－4e－=O2＋4H＋。正極：2CO2＋4H＋＋4e－=2HCOOH。(2)液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示。負極：N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2O。正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。2．辨析燃料電池不同“介質(zhì)”，書寫電極反應(yīng)式(1)按要求書寫不同“介質(zhì)”下甲醇燃料電池的電極反應(yīng)式。①酸性介質(zhì)，如H2SO4溶液：負極：CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋。正極：eq\f(3,2)O2＋6e－＋6H＋=3H2O。②堿性介質(zhì)，如KOH溶液：負極：CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。正極：eq\f(3,2)O2＋6e－＋3H2O=6OH－。③熔融鹽介質(zhì)，如K2CO3：負極：CH3OH－6e－＋3COeq\o\al(2－,3)=4CO2＋2H2O。正極：eq\f(3,2)O2＋6e－＋3CO2=3COeq\o\al(2－,3)。④摻雜Y2O3的ZrO3固體作電解質(zhì)，在高溫下能傳導(dǎo)O2－：負極：CH3OH－6e－＋3O2－=CO2＋2H2O。正極：eq\f(3,2)O2＋6e－=3O2－。堿性介質(zhì)C→COeq\o\al(2－,3)其余介質(zhì)C→CO2酸性介質(zhì)H→H＋其余介質(zhì)H→H2O(2)明確“充放電”書寫電極反應(yīng)式①鎳鎘(NiCd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛的應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進行：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。負極：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2。陽極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O。②某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時電池總反應(yīng)為Li1－xCoO2＋LixC6eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiCoO2＋C6(x＜1)。則：負極：LixC6－xe－=xLi＋＋C6。正極：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2。鋰離子電池充放電分析常見的鋰離子電極材料正極材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)LiMPO4(M：Fe等)負極材料：石墨(能吸附鋰原子)負極反應(yīng)：LixCn－xe－=xLi＋＋nC正極反應(yīng)：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－=LiMO2總反應(yīng)：Li1－xMO2＋LixCneq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))nC＋LiMO2。1．圖解原電池工作原理2．原電池裝置圖的升級考查說明(1)無論是裝置①還是裝置②，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。(2)在裝置①中，由于不可避免會直接發(fā)生Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，所以裝置②的能量轉(zhuǎn)化率高。(3)鹽橋的作用：原電池裝置由裝置①到裝置②的變化是由鹽橋連接兩個“半電池裝置”，其中鹽橋的作用有三種：a.隔絕正、負極反應(yīng)物，避免直接接觸，導(dǎo)致電流不穩(wěn)定；b.通過離子的定向移動，構(gòu)成閉合回路；c.平衡電極區(qū)的電荷。(4)離子交換膜作用：由裝置②到裝置③的變化是“鹽橋”變成“質(zhì)子交換膜”。離子交換膜是一種選擇性透過膜，允許相應(yīng)離子通過，離子遷移方向遵循電池中離子遷移方向。3.陌生原電池裝置的知識遷移(1)燃料電池(2)二次電池(一)全國卷真題匯編1．(2022·全國乙卷，12)LiO2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電LiO2電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子(e－)和空穴(h＋)，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是()A．充電時，電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋O2B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時，Li＋從正極穿過離子交換膜向負極遷移D．放電時，正極發(fā)生反應(yīng)：O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2答案C解析充電時，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)，則充電時總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋O2，結(jié)合圖示，充電時金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽極；則放電時金屬Li電極為負極，光催化電極為正極；據(jù)此作答。由以上分析可知，充電時，電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋O2，A正確；充電時，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li＋從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；放電時總反應(yīng)為2Li＋O2=Li2O2，則正極反應(yīng)為O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2，D正確。2．(2020·全國卷Ⅰ，12)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型ZnCO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，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，負極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)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2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充電時，正極溶液中OH－濃度升高答案D解析由裝置示意圖可知，放電時負極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，A項正確；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=4H＋＋O2↑，OH－濃度降低，D項錯誤。3．(2020·全國卷Ⅲ，12)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)：VB2＋16OH－－11e－=VOeq\o\al(3－,4)＋2B(OH)eq\o\al(－,4)＋4H2O該電池工作時，下列說法錯誤的是()A．負載通過mol電子時，有L(標準狀況)O2參與反應(yīng)B．正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應(yīng)為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極答案B解析根據(jù)VB2電極發(fā)生的反應(yīng)VB2＋16OH－－11e－=VOeq\o\al(3－,4)＋2B(OH)eq\o\al(－,4)＋4H2O，判斷得出VB2電極為負極，復(fù)合碳電極為正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，所以電池總反應(yīng)為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)，C正確；負載通過mol電子時，有mol氧氣參與反應(yīng)，即標準狀況下有L氧氣參與反應(yīng)，A正確；負極區(qū)消耗OH－，溶液的pH降低，正極區(qū)生成OH－，溶液的pH升高，B錯誤。(二)2022新高考卷真題研究4．(2022·湖南，8)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯誤的是()A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰海水電池屬于一次電池答案B解析海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；N為正極，電極反應(yīng)主要為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故B錯誤；Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確。5．(2022·廣東，16)科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時電極a的反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3。下列說法正確的是()A．充電時電極b是陰極B．放電時NaCl溶液的pH減小C．放電時NaCl溶液的濃度增大D．每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g答案C解析由充電時電極a的反應(yīng)可知，充電時電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；放電時負極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正極反應(yīng)為Cl2＋2e－=2Cl－，反應(yīng)后Na＋和Cl－濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，pH不變，故B錯誤、C正確；充電時陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g·mol－1×2mol＝46g，故D錯誤。1．(2022·湘豫名校聯(lián)考高三下學(xué)期模擬)鋅空氣燃料電池的能量密度較高，廣泛應(yīng)用于需要長時間在低電流下進行的設(shè)備，如助聽器等，其裝置示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A．放電時，A極為正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－B．放電時，電子由B極流出經(jīng)外電路到達A極，再進入電解質(zhì)溶液回到B極構(gòu)成閉合回路C．充電時，B極電極反應(yīng)式為ZnO＋H2O＋2e－=Zn＋2OH－D．電池工作一段時間后，電解質(zhì)溶液pH降低答案C解析放電時，A極上通入的氧氣會被還原，A極為正極，電解質(zhì)為KOH溶液，所以電極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－=4OH－，A錯誤；電子不能在電解質(zhì)溶液中移動，B錯誤；放電時，B極上Zn被氧化，則充電時，B極為陰極，ZnO被還原，電極反應(yīng)為ZnO＋H2O＋2e－=Zn＋2OH－，C正確；放電過程中的總反應(yīng)為2Zn＋O2=2ZnO，溶液體積不變，KOH的物質(zhì)的量不變，電解質(zhì)溶液的pH不變，D錯誤。2．(2022·河南省十所名校高中理綜)研究發(fā)現(xiàn)，在肼(N2H4)酸性燃料電池中添加少量Fe2(SO4)3能持續(xù)大電流放電，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．交換膜M為質(zhì)子交換膜B．Fe3＋能夠降低正極區(qū)反應(yīng)的活化能C．放電時正極區(qū)溶液的pH下降D．負極反應(yīng)式為N2H4－4e－=N2↑＋4H＋答案C解析由圖可知，N2H4失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)為負極，反應(yīng)為N2H4－4e－=N2↑＋4H＋，鐵離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子和氧氣反應(yīng)的離子方程式為4Fe2＋＋4H＋＋O2=4Fe3＋＋2H2O，反應(yīng)中氫離子向正極運動，交換膜M為質(zhì)子交換膜，A、D正確；由圖可知，鐵離子參與反應(yīng)后又生成，即做催化劑，F(xiàn)e3＋能夠降低正極區(qū)反應(yīng)的活化能，B正確；由A項分析，放電時正極區(qū)溶液的酸性減弱，pH升高，C錯誤。3．(2022·成都市高三第二次診斷)鈉離子電池易獲取，正負極材料均采用鋁箔(可減少銅箔用量)，因此鈉離子電池理論成本低于鋰離子電池。現(xiàn)有一種正極材料為KFe2(CN)6，固體電解質(zhì)為Na3PS4，負極材料為Na2Ti3O7的鈉離子電池。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．正極KFe2(CN)6中Fe的化合價為＋2、＋3B．放電時，正極可能發(fā)生Fe2(CN)eq\o\al(－,6)＋e－=Fe2(CN)eq\o\al(2－,6)C．放電時，電子從負極流經(jīng)固體電解質(zhì)到達正極D．充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，并且Na＋增多答案C解析鉀離子呈＋1價、CN－為－1價，化合物中元素的正負化合價代數(shù)和為0，則正極KFe2(CN)6中Fe的化合價為＋2、＋3，A正確；放電時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，可能發(fā)生Fe2(CN)eq\o\al(－,6)＋e－=Fe2(CN)eq\o\al(2－,6)，B正確；放電時，電子從負極流經(jīng)外電路到達正極，電子不流經(jīng)固體電解質(zhì)，C不正確；充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子向陰極移動，則Na＋增多，D正確。4．(2022·山西省高三下學(xué)期高考考前適應(yīng)性測試)利用微生物電池處理有機廢水同時也可實現(xiàn)的溶液)。下列說法錯誤的是()A．電極電勢a極低于b極B．當b極上產(chǎn)生L(標準狀況)氣體時，會有1molCl－通過隔膜1C．a(chǎn)極反應(yīng)為CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋D．當電路中通過4mol電子時，負極區(qū)溶液的質(zhì)量理論上減少44g答案D解析在a極，CH3COO－轉(zhuǎn)化為CO2，C元素化合價升高，則a極為負極，b極為正極。a極發(fā)生的電極反應(yīng)為CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋，b極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑。隔膜1為陰離子交換膜，隔膜2為陽離子交換膜。a極為負極，b極為正極，則電極電勢a極低于b極，A正確；b極為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，當b極上產(chǎn)生L(標準狀況)氣體時，線路中有1mole－轉(zhuǎn)移，則有1molCl－通過隔膜1，B正確；負極反應(yīng)為CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋，當電路中通過4mol電子時，負極區(qū)溶液中釋放1molCO2，同時有4molCl－通過隔膜1進入負極區(qū)，則負極區(qū)溶液的質(zhì)量理論上增加4mol×g·mol－1－1mol×44g·mol－1＝98g，D錯誤?？键c二電解原理的分析應(yīng)用1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電發(fā)生化學(xué)變化()(2)電解精煉銅和電鍍銅，電解液的濃度均會發(fā)生很大的變化()(3)電解飽和食鹽水，在陽極區(qū)得到NaOH溶液()(4)工業(yè)上可用電解MgCl2溶液、AlCl3溶液的方法制備Mg和Al()(5)電解精煉銅時，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料()(6)用惰性電極電解CuSO4溶液，若加入molCu(OH)2固體可使電解質(zhì)溶液復(fù)原，則整個電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√2．按要求書寫電極反應(yīng)式(1)用惰性電極電解NaCl溶液：陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑。陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。(2)用惰性電極電解CuSO4溶液：陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu。(3)鐵作陽極，石墨作陰極電解NaOH溶液：陽極：Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2。陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。(4)用惰性電極電解熔融MgCl2：陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑。陰極：Mg2＋＋2e－=Mg。3．復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫(1)按要求書寫電極反應(yīng)式①以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極反應(yīng)式為2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋。②用Al單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q，寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式：Al＋3HCOeq\o\al(－,3)－3e－=Al(OH)3↓＋3CO2↑。③離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)，則電極反應(yīng)式為陽極：Al－3e－＋7AlCleq\o\al(－,4)=4Al2Cleq\o\al(－,7)。陰極：4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)。④用惰性電極電解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4，則電極反應(yīng)式為陽極：2MnOeq\o\al(2－,4)－2e－=2MnOeq\o\al(－,4)。陰極：2H＋＋2e－=H2↑。⑤將一定濃度的磷酸二氫銨(NH4H2PO4)、氯化鋰混合液作為電解液，以鐵棒作陽極，石墨為陰極，電解析出LiFePO4沉淀，則陽極反應(yīng)式為Fe＋H2POeq\o\al(－,4)＋Li＋－2e－=LiFePO4↓＋2H＋。(2)按要求書寫電極反應(yīng)式①電解裝置如圖，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺。已知：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O陽極：2I－－2e－=I2。陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。②可用氨水作為吸收液吸收工業(yè)廢氣中的SO2，當吸收液失去吸收能力時，可通過電解法使吸收液再生而循環(huán)利用(電極均為石墨電極)，并生成化工原料硫酸。其工作示意如圖：陽極：HSOeq\o\al(－,3)－2e－＋H2O=3H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。1．圖解電解池工作原理(陽極為惰性電極)2．正確判斷電極產(chǎn)物(1)陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序為S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)＞含氧酸根離子。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)。3．對比掌握電解規(guī)律(陽極為惰性電極)電解類型電解質(zhì)實例溶液復(fù)原物質(zhì)電解水NaOH、H2SO4或Na2SO4水電解電解質(zhì)HCl或CuCl2原電解質(zhì)放氫生堿型NaClHCl氣體放氧生酸型CuSO4或AgNO3CuO或Ag2O注意電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，溶液中H＋繼續(xù)放電，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。4．金屬的腐蝕與電化學(xué)防護5．陌生電解池裝置圖的知識遷移(1)電解池(2)金屬腐蝕(一)全國卷真題匯編1．(2021·全國甲卷，13)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是()A．KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B．陽極上的反應(yīng)式為：＋2H＋＋2e－→＋H2OC．制得2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子D．雙極膜中間層中的H＋在外電場作用下向鉛電極方向遷移答案D解析KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯誤；陽極上Br－失去電子生成Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯誤；電解過程中陰、陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移的電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知制得2mol乙醛酸時，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯誤；由上述分析可知，雙極膜中間層的H＋在外電場作用下移向陰極，即H＋移向鉛電極，故D正確。2．(2021·全國乙卷，12)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯誤的是()A．陽極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC．陰極生成的H2應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理答案D解析根據(jù)題干信息分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl－會優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；設(shè)置的裝置為電解池，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH－在管道中會發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；因為H2是易燃性氣體，所以陰極區(qū)生成的H2需及時通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，會使海水中的Mg2＋沉淀積垢，所以陰極表面會形成Mg(OH)2等積垢，需要定期清理，D錯誤。(二)2022新高考卷真題研究3．(2022·廣東，10)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)Al的再生。該過程中()A．陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－=Mg2＋B．陰極上Al被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等答案C解析該題中以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，通過控制一定的條件，可使陽極區(qū)Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2＋和Al3＋，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)Al3＋得電子生成Al單質(zhì)，從而實現(xiàn)Al的再生，A、B錯誤；陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可生成含Cu的陽極泥，C正確；因為陽極除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)得失電子守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯誤。4．(2022·浙江6月選考，21)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說法不正確的是()A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極B的電極反應(yīng)：2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋C．電解一段時間后溶液中Mn2＋濃度保持不變D．電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3答案C解析由電解示意圖可知，電極B上Mn2＋轉(zhuǎn)化為MnO2，錳元素化合價升高，失電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；由電解示意圖可知，電極B上Mn2＋失電子轉(zhuǎn)化為MnO2，電極反應(yīng)式為2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋，B正確；電極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為2LiMn2O4＋6e－＋16H＋=2Li＋＋4Mn2＋＋8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為2LiMn2O4＋4H＋=2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反應(yīng)生成了Mn2＋，Mn2＋濃度增大，C錯誤；電解池總反應(yīng)為2LiMn2O4＋4H＋=2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確。5．(2022·海南，9)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說法正確的是()A．在b電極上，N2被還原B．金屬Ag可作為a電極的材料C．改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D．電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2－不斷減少答案A解析由裝置示意圖可知，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此b為陰極，電極反應(yīng)式為N2＋3H2O＋6e－=2NH3＋3O2－，a為陽極，電極反應(yīng)式為2O2－－4e－=O2，據(jù)此分析解答。由分析可得，在b電極上，N2被還原，A正確；a為陽極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯誤；改變工作電源的電壓，導(dǎo)致電流大小改變，反應(yīng)速率也會改變，C錯誤；電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為2N2＋6H2O＋12e－=4NH3＋6O2－，陽極電極反應(yīng)式為6O2－－12e－=3O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2－不會減少，D錯誤。6．(2022·湖北，14)含磷有機物應(yīng)用廣泛。電解法可實現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2]，過程如圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是()A．生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子B．陰極上的電極反應(yīng)為：P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－C．在電解過程中CN－向鉑電極移動D．電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH答案D解析石墨電極為陽極，對應(yīng)的電極反應(yīng)式為P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－，則生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1mol電子，A錯誤；陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該得電子，電極反應(yīng)式為2HCN＋2e－=H2↑＋2CN－，B錯誤；石墨電極為陽極，鉑電極為陰極，CN－應(yīng)該向陽極移動，即移向石墨電極，C錯誤；由所給圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN－和H2，而HCN中的H來自于LiOH，則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH，D正確。7．(2022·山東，13改編)設(shè)計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2＋，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是()A．裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補充水C．乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2＋2H2O＋e－=Li＋＋Co2＋＋4OH－D．若甲室Co2＋減少200mg，乙室Co2＋增加300mg，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移答案D解析由于右側(cè)裝置為原電池，所以乙室是原電池，甲室是電解池。電池工作時，甲室中細菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，Co2＋在另一個電極上得到電子，被還原為Co單質(zhì)，甲室總反應(yīng)為CH3COO－＋4Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2CO2↑＋4Co＋7H＋，溶液pH減小，A錯誤；乙室電解質(zhì)溶液呈酸性，不可能大量存在OH－，乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2＋e－＋4H＋=Li＋＋Co2＋＋2H2O，消耗H＋，因此電池工作一段時間后應(yīng)該補充鹽酸，B、C錯誤；若甲室Co2＋減少200mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e－)＝eq\f(g,59g·mol－1)×2≈8mol，乙室Co2＋增加300mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e－)＝eq\f(g,59g·mol－1)×1≈1mol，說明此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確。1．(2022·太原市高三下學(xué)期模擬)我國科學(xué)家開發(fā)出一種雙極制氫系統(tǒng)，在低電池電壓下的KOH介質(zhì)中，可將醛類物質(zhì)電催化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的羧酸鹽和氫氣，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．泡沫銅與直流電源的正極相連B．制得1mol氫氣，理論上外電路中遷移了2mol電子C．高電壓下不能實現(xiàn)雙極制氫的原因可能是Cu被氧化從而使催化劑失活D．泡沫銅電極上發(fā)生的反應(yīng)可能為2R—CHO＋4OH－－2e－=2R—COO－＋H2↑＋2H2O答案B解析泡沫銅上醛基轉(zhuǎn)化為羧基，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以泡沫銅為陽極，與直流電源的正極相連，A正確；陽極反應(yīng)為2R—CHO＋4OH－－2e－=2R—COO－＋H2↑＋2H2O，陰極反應(yīng)為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，制得1mol氫氣，則陽極、陰極各產(chǎn)生mol氫氣，轉(zhuǎn)移1mol電子，B錯誤、D正確；銅為金屬，作為陽極，若電壓過高，Cu會被氧化，使催化劑失活，C正確。2．(2022·山東省煙臺市、德州市高三一模)電解法處理含有Cl－、NOeq\o\al(－,3)的酸性廢水，其工作原理及電極b中鐵的化合物的催化機理如圖所示，H表示氫原子。下列說法錯誤的是()A．電極b接電源負極B．處理1molNOeq\o\al(－,3)，電路中轉(zhuǎn)移5mole－C．HClO在陽極生成：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋D．H＋與NOeq\o\al(－,3)反應(yīng)的電極反應(yīng)式為10H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋8e－=NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O答案B解析由圖知，電極b上硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇@根離子，被還原，則電極b為陰極，接電源負極，A正確；硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇@根離子，N元素化合價從＋5價降低到－3價，則處理1molNOeq\o\al(－,3)，電路中轉(zhuǎn)移8mole－，B不正確；陽極氯離子失去電子被氧化，生成HClO：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋，C正確；電極b上硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇@根離子，H＋與NOeq\o\al(－,3)反應(yīng)的電極反應(yīng)式為10H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋8e－=NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O，D正確。3．(2022·鄭州市高三第二次質(zhì)量預(yù)測)鈦鐵合金具有優(yōu)異的性能，在航天和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。下圖是以二氧化鈦、氧化亞鐵混合粉末壓制的塊體和石墨坩堝分別做電極材料，以CaCl2熔鹽為離子導(dǎo)體(不參與電極反應(yīng))制備鈦鐵合金的電解裝置示意圖。下列相關(guān)說法正確的是()A．石墨坩堝連接直流電源的負極B．通入Ar氣主要是為了保護石墨坩堝不被氧化C．TiO2發(fā)生的電極反應(yīng)為TiO2－4e－=Ti＋2O2－D．每生成gTiFe2時，流出氣體在標準狀況下的體積大于L答案D解析該裝置的目的是制備鈦鐵合金，所以Fe2＋、Ti4＋發(fā)生還原反應(yīng)，所以以二氧化鈦、氧化亞鐵混合粉末壓制的塊體應(yīng)為陰極，連接電源的負極，A錯誤；Ti、Fe性質(zhì)活潑，容易被生成的氧氣氧化，所以通入Ar氣主要是為了保護鈦鐵合金不被氧化，B錯誤；TiO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)應(yīng)為TiO2＋4e－=Ti＋2O2－，C錯誤；gTiFe2，即eq\f(16g,160g·mol－1)＝mol，需生成molTi、molFe，根據(jù)電極反應(yīng)TiO2＋4e－=Ti＋2O2－、FeO＋2e－=Fe＋O2－可知，共轉(zhuǎn)移mol電子，O2－在陽極被還原，電極反應(yīng)為2O2－－4e－=O2↑，所以生成mol氧氣，標況下體積為mol×L·mol－1＝L，但同時流出的氣體還有Ar，所以流出氣體在標準狀況下的體積大于L，D正確。4．電滲析法淡化海水裝置示意圖如圖，電解槽中陰離子交換膜和陽離子交換膜相間排列，將電解槽分隔成多個獨立的間隔室，海水充滿在各個間隔室中。通電后，一個間隔室的海水被淡化，而其相鄰間隔室的海水被濃縮，從而實現(xiàn)了淡水和濃縮海水分離。下列說法正確的是()A．離子交換膜b為陽離子交換膜B．各間隔室的排出液中，①③⑤⑦為淡水C．通電時，電極1附近溶液的pH比電極2附近溶液的pH變化明顯D．淡化過程中，得到的濃縮海水沒有任何使用價值答案B－2e－=Cl2↑，電極2為陰極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，離子交換膜a是陽離子交換膜，離子交換膜b是陰離子交換膜，錯誤；B項，結(jié)合陰、陽離子的移向可知，各間隔室的排出液中，①③⑤⑦為淡水，正確；C項，通電時，陽極電極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，電極2附近溶液的pH比電極1附近溶液的pH變化明顯，錯誤；D項，淡化過程中，得到的濃縮海水可以提取氯化鈉、鎂、溴等，有使用價值，錯誤。專題強化練1．(2022·湖北省八市高三3月聯(lián)考)熔融鈉硫電池以鈉和硫分別作電池兩極的活性物質(zhì)，以固態(tài)βAl2O3陶瓷作隔膜和電解質(zhì)。如圖用鉛酸蓄電池給熔融鈉硫電池充電，已知鉛酸蓄電池工作時的反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。下列說法錯誤的是()A．鉛酸蓄電池工作時，b極附近溶液pH變大B．熔融鈉硫電池的反應(yīng)是Na2Sxeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))2Na＋xSC．充電時，Na＋通過βAl2O3向熔融鈉的方向移動D．充電時，每轉(zhuǎn)移1mole－，生成16g硫答案D解析熔融鈉硫電池中鈉比較活潑為負極、硫為正極；由圖可知，b連接熔融鈉硫電池的右側(cè)，則b為鉛酸蓄電池的正極，工作時b極反應(yīng)為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，反應(yīng)消耗氫離子，附近溶液pH變大，A正確；熔融鈉硫電池放電時鈉失去電子生成鈉離子，充電時鈉離子得到電子生成鈉，反應(yīng)是Na2Sxeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))2Na＋xS，B正確；充電時，陽離子向陰=2Na＋＋xS，則每轉(zhuǎn)移1mole－，生成16xg硫，D錯誤。2．(2022·晉中市高三下學(xué)期3月第一次模擬)沉積物微生物燃料電池(SMFC)可以將沉積物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，同時加速沉積物中污染物的去除，用SMFC處理含硫廢水的工作原理如圖所示，酸性增強不利于菌落存活。下列說法錯誤的是()A．碳棒b電勢比碳棒a電勢低B．碳棒a附近酸性增強C．碳棒b存在電極反應(yīng)：S－6e－＋4H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋8H＋D．工作一段時間后，電池效率降低答案B解析光合菌產(chǎn)生的O2得電子結(jié)合H＋生成H2O，碳棒a為正極，F(xiàn)eSx在硫氧化菌的作用下被氧化為S，S在硫氧化菌的作用下被氧化為硫酸根離子，碳棒b為負極，正極的電勢高于負極，A正確；a為正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，酸性減弱，B錯誤；根據(jù)圖示，碳棒b存在電極反應(yīng)：S－6e－＋4H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋8H＋，C正確；酸性增強不利于菌落存活，負極失電子發(fā)生的氧化反應(yīng)會減慢，故工作一段時間后，電池效率降低，D正確。3．(2022·河南省信陽市高三第二次質(zhì)量檢測)某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時Li＋得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoO2薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是()A．充電時，集流體A與外接電源的負極相連B．放電時，外電路通過amol電子時，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi＋C．放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2D．電池總反應(yīng)可表示為LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Si＋LiCoO2答案B解析由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源的負極相連，A正確；放電時，外電路通過amol電子時，內(nèi)電路中有amolLi＋通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失Li＋，B不正確；放電時，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2，C正確；電池放電時，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li＋，正極上Li1－xCoO2得到電子和Li＋變?yōu)長iCoO2，故電池總反應(yīng)可表示為LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Si＋LiCoO2，D正確。4．(2022·安徽省江南十校高三下學(xué)期一模聯(lián)考)我國某公司開發(fā)的“刀片電池”外觀上類似普通干電池，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)看上去像一堆排列整齊的裁紙刀，每一個刀片里又被分成很多個容納腔，每個容納腔里都包含一個電芯，整個刀片是由多個極芯串聯(lián)而成的模組。該電池本質(zhì)上還是磷酸鐵鋰電池，電池的總反應(yīng)方程式為LiM1－xFexPO4＋6Ceq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))M1－xFexPO4＋LiC6，其裝置工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．該電池工作時，負極的電極反應(yīng)式為LiM1－xFexPO4－e－=M1－xFexPO4＋Li＋B．該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由左向右移動C．該電池充電時陰極的電極反應(yīng)式為Li＋＋6C＋e－=LiC6D．刀片電池可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源答案A解析根據(jù)電池裝置圖知，該電池工作時，石墨為負極，電極反應(yīng)式為LiC6－e－=Li＋＋6C，磷酸鐵鋰為正極，電極反應(yīng)式為M1－xFexPO4＋e－＋Li＋=LiM1－xFexPO4，充電時，陰極、陽極反應(yīng)式與負極、正極反應(yīng)式正好相反，據(jù)此分析解題。充電時，石墨電極與電源負極相連，作為陰極，電極反應(yīng)為Li＋＋6C＋e－==M1－xFexPO4＋Li＋，釋放出Li＋，該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由陽極移向陰極即由左向右移動，B、C正確；由題干信息可知，刀片電池是一種新型的可充電電池，故可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源，D正確。5．(2022·遼寧省丹東市高三總復(fù)習(xí)質(zhì)量測試)下圖是Zn空氣二次電池(鋅和鋁的某些性質(zhì)相似)，電池內(nèi)聚丙烯酸鈉吸收了KOH溶液形成導(dǎo)電凝膠。下列說法錯誤的是()A．放電時，K＋向Pt/C－RuO2電極移動B．放電時，鋅電極發(fā)生反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=ZnOeq\o\al(2－,2)＋2H2OC．充電時，陽極附近pH減小D．充電時，導(dǎo)線中每通過4mol電子，陰極產(chǎn)生L(標況下)O2答案D解析放電時Zn極為負極，Pt/C－RuO2電極為正極，所以K＋向Pt/C－RuO2電極移動，A正確；放電時，鋅電極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋4OH－=ZnOeq\o\al(2－,2)＋2H2O，B正確；充電時，陽極區(qū)的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，消耗氫氧根離子同時生成水，所以陽極附近pH減小，C正確；充電時，導(dǎo)線中每通過4mol電子，陽極產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量為1mol，所以標況下其體積為1mol×L·mol－1＝L，D錯誤。6．(2022·湖南省部分學(xué)校高三3月調(diào)研)《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＋＋HOeq\o\al(－,2)，Ka＝×10－12)。下列說法正確的是()A．X膜為陰離子交換膜B．每生成1molH2O2，外電路通過4mole－C．催化劑可加快單位時間內(nèi)反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目D．a(chǎn)極上發(fā)生還原反應(yīng)答案C解析由圖可知，通入氫氣的a極為原電池的負極，氫氣在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫離子，氫離子通過陽離子交換膜進入中間室，通入氧氣的b極為正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成HOeq\o\al(－,2)和氫氧根離子，HOeq\o\al(－,2)和氫氧根離子通過陰離子交換膜進入中間室，中間室中HOeq\o\al(－,2)和氫氧根離子與氫離子反應(yīng)，最終生成過氧化氫，故A、D錯誤；反應(yīng)總方程式為H2＋O2=H2O2，由方程式可知，生成1mol過氧化氫，外電路通過2mol電子，故B錯誤；催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，使單位時間內(nèi)反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目加快，故C正確。7．(2022·許昌市高中畢業(yè)班下學(xué)期階段性測試)高電壓水系鋅有機混合液流電池的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A．充電時，中性電解質(zhì)NaCl的濃度增大B．放電時，負極反應(yīng)式為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)C．充電時，1molFQH2轉(zhuǎn)化為FQ轉(zhuǎn)移2mol電子D．放電時，正極區(qū)溶液的pH增大答案A解析根據(jù)題意，充電時，F(xiàn)QH2生成FQ，被氧化，所以充電時右側(cè)為陽極，左側(cè)為陰極，Zn(OH)eq\o\al(2－,4)被還原為Zn；則放電時左側(cè)為負極，Zn被氧化為Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，右側(cè)為正極，F(xiàn)Q被還原為FQH2。充電時，左側(cè)陰極的電極反應(yīng)為Zn(OH)eq\o\al(2－,4)＋2e－=Zn＋4OH－，陰離子增多，為平衡電荷，中性電解質(zhì)中的Na＋經(jīng)陽膜遷移至左側(cè)，Cl－經(jīng)陰膜遷移至右側(cè)，NaCl的濃度減小，A錯誤；放電時，左側(cè)為負極，Zn被氧化為Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，電極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，B正確；充電時，右側(cè)FQH2被氧化為FQ，電極反應(yīng)為FQH2－2e－=FQ＋2H＋，所以1molFQH2轉(zhuǎn)化為FQ轉(zhuǎn)移2mol電子，C正確；放電時右側(cè)為正極，電極反應(yīng)為FQ＋2H＋＋2e－=FQH2，氫離子被消耗，pH增大，D正確。8．(2022·唐山市高三下學(xué)期第一次模擬)鈉離子電池比鋰離子電池更穩(wěn)定，造價更低，可實現(xiàn)5～10min內(nèi)快速充電，電池結(jié)構(gòu)如圖?？偡磻?yīng)為NaC6＋Na1－xMO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))NaMO2＋Na1－xC6(0≤x≤，M為過渡金屬)，下列敘述正確的是()A．單位質(zhì)量的負極材料，鈉離子電池比鋰離子電池可以提供更多的電量B．放電時，Na＋從石墨烯納米片中脫嵌，經(jīng)電解質(zhì)嵌入過渡金屬氧化物C．充電時，陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Na1－xMO2＋xe－＋xNa＋=NaMO2(0≤x≤)D．充電時，外電路中每轉(zhuǎn)移mole－，理論上石墨烯納米片將增重g答案B解析由圖可知，放電時，石墨烯納米片為負極，NaC6在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鈉離子和Na1－xC6，電極反應(yīng)式為NaC6－xe－=Na1－xC6＋xNa＋(0≤x≤)，過渡金屬氧化物為正極，在鈉離子作用下，Na1－xMO2在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NaMO2，電極反應(yīng)式為Na1－xMO2＋xe－＋xNa＋=NaMO2(0≤x≤)，充電時，石墨烯納米片與直流電源負極相連，做電解池的陰極，過渡金屬氧化物與直流電源正極相連，做電解池的陽極。金屬鈉的摩爾質(zhì)量大于金屬鋰，單位質(zhì)量的鈉失去電子的物質(zhì)的量小于金屬鋰，則鈉離子電池提供的電量少于鋰離子電池，故A錯誤；放電時，鈉離子從石墨烯納米片中脫嵌，經(jīng)電解質(zhì)嵌入過渡金屬氧化物，故B正確；充電時，石墨烯納米片做電解池的陰極，Na1－xC6在鈉離子作用下得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NaC6，電極反應(yīng)式為Na1－xC6＋xNa＋＋xe－=NaC6，由電極反，故C、D錯誤。9．(2022·泰安市高三下學(xué)期一模)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體。利用太陽能電池電解NH3得到高純H2的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．該裝置工作時，只發(fā)生兩種形式能量的轉(zhuǎn)化B．電解過程中OH－由b極區(qū)向a極區(qū)遷移C．電解時b極區(qū)溶液中n(KOH)減少D．電解過程中1molNH3參與反應(yīng)，得到3××1023個電子答案B解析該裝置中有：太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，有3種能量的轉(zhuǎn)化，A錯誤；a極，NH3轉(zhuǎn)化為N2，N元素的化合價升高，失去電子，則電極a為陽極，OH－移向陽極，B正確；b極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，每當有2mole－轉(zhuǎn)移時，會有2molOH－通過陰離子交換膜進入a極，b極區(qū)溶液中n(KOH)不變，C錯誤；1molNH3轉(zhuǎn)化為N2時，失去3mole－，D錯誤。10．(2022·撫順市普通高中高三