專題六新型電源電解原理與應(yīng)用

專題六新型電源、電解原理與應(yīng)用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，能夠書寫新型化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。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(diǎn)一新型電池的分析應(yīng)用1．原電池工作原理示意圖2．原電池裝置圖的判斷【特別提醒】(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(huì)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(gè)“半電池裝置”，其中鹽橋的作用有三種：a.隔絕正、負(fù)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(dòng)，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(shí)遷移(1)燃料電池(2)二次電池4．識(shí)別“交換膜”情境下，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(dá)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(fù)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(diǎn)。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示。負(fù)極：N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2O。正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。5．辨析燃料電池不同“介質(zhì)”情境下，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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)極：CH3OH－6e－＋3O2－=CO2＋2H2O。正極：eq\f(3,2)O2＋6e－=3O2－?！咎貏e提醒】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→H2O6.明確“充放電”情境下，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(jìn)行：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。負(fù)極：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2。陽極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O。②某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時(shí)電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xCoO2＋LixC6eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiCoO2＋C6(x＜1)。則：負(fù)極：LixC6－xe－=xLi＋＋C6。正極：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2?！痉椒记伞夸囯x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(fù)極材料：石墨(能吸附鋰原子)負(fù)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．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流入正極，然后通過溶液流回負(fù)極。(2)原電池工作時(shí)，溶液中的陽離子向正極移動(dòng)。(3)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，較活潑的金屬一定作負(fù)極。(4)鐵與鹽酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的速率不變。(5)C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2可設(shè)計(jì)成原電池?！咎崾尽?1)×(2)√(3)×(4)×(5)×1.（2023·海南卷第8題）利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說法正確的是A.b電極為電池正極B.電池工作時(shí)，海水中的Na+向a電極移動(dòng)C.電池工作時(shí)，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強(qiáng)堿性D.每消耗1kgAl，電池最多向外提供37mol電子的電量【答案】A【解析】鋁為活潑金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極，則石墨為正極，b電極為電池正極，A正確；電池工作時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，故海水中的Na+向b電極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，a電極反應(yīng)為鋁失去電子生成鋁離子，鋁離子水解顯酸性，C錯(cuò)誤；每消耗1kgAl（為），電池最多向外提供mol電子的電量，D錯(cuò)誤；故選A。2.（2023·新課標(biāo)卷第10題）一種以V2O5和Zn為電極、水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時(shí)，Zn2+可插入V2O5層間形成。下列說法錯(cuò)誤的是A.放電時(shí)V2O5為正極B.放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移C.充電總反應(yīng)：D.充電陽極反應(yīng)：【答案】C【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負(fù)極、V2O5為正極，電池的總反應(yīng)為。由題信息可知，放電時(shí)，Zn2+可插入V2O5層間形成，V2O5發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時(shí)V2O5為正極，A說法正確；Zn為負(fù)極，放電時(shí)Zn失去電子變?yōu)閆n2+，陽離子向正極遷移，則放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移，B說法正確；電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為，則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為，C說法不正確；充電陽極上被氧化為V2O5，則陽極的電極反應(yīng)為，D說法正確；故選C。3.（2023·全國(guó)乙卷第12題）室溫鈉硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：S8+e→S，S+e→S，2Na++S+2(1)e→Na2Sx下列敘述錯(cuò)誤的是A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bC.放電時(shí)正極反應(yīng)為：2Na++S8+2e→Na2SxD.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能【答案】A【解析】由題意可知放電時(shí)硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負(fù)極。充電時(shí)為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時(shí)，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯(cuò)誤；放電時(shí)Na在a電極失去電子，失去的電子經(jīng)外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的Na+結(jié)合得到Na2Sx，電子在外電路的流向?yàn)閍→b，B正確；由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時(shí)正極的反應(yīng)式為2Na++S8+2e→Na2Sx，C正確；炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導(dǎo)電性，可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能，D正確；故選A。4.（2023·遼寧卷第11題）某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是（）A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B.儲(chǔ)能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.放電時(shí)右側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.充電總反應(yīng)：【答案】B【解析】該儲(chǔ)能電池放電時(shí)，Pb為負(fù)極，失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4，則多孔碳電極為正極，正極上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+，充電時(shí)，多孔碳電極為陽極，F(xiàn)e2+失電子生成Fe3+，PbSO4電極為陰極，PbSO4得電子生成Pb和硫酸。放電時(shí)負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A錯(cuò)誤；儲(chǔ)能過程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；放電時(shí)，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動(dòng)，左側(cè)的H+通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+=Pb+SO42+2Fe3+，D錯(cuò)誤；故選B。5.（2023·廣東卷第6題）負(fù)載有和的活性炭，可選擇性去除實(shí)現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是（）A.作原電池正極B.電子由經(jīng)活性炭流向C.表面發(fā)生的電極反應(yīng)：D.每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的，最多去除【答案】B【解析】O2在Pt得電子發(fā)生還原反應(yīng)，Pt為正極，Cl在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極。由分析可知，Cl在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極，A錯(cuò)誤；電子由負(fù)極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt，B正確；溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為，C錯(cuò)誤；每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，轉(zhuǎn)移電子2mol，而失去2mol電子，故最多去除，D錯(cuò)誤。故選B。1．（2023·廣東·校聯(lián)考一模）電化學(xué)“大氣固碳”方法是我國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)的，相關(guān)裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)電極A為負(fù)極，該電池只可選用無水電解液B．充電時(shí)，電極B上發(fā)生的反應(yīng)是C．充電時(shí)的移動(dòng)方向是從電極B移向電極AD．放電時(shí)，電路中每通過1mol電子，正極區(qū)質(zhì)量增加40g【答案】B【分析】放電時(shí)，A為負(fù)極，電極反應(yīng)為，B為正極，電極反應(yīng)為，充電時(shí)，A為陰極，電極反應(yīng)式為，B為陽極，電極反應(yīng)為，據(jù)此分析?！窘馕觥緼．放電時(shí)電極A為負(fù)極，電極材料為L(zhǎng)i，會(huì)與水反應(yīng)，因此該電池只可選用無水電解液，A正確；B．充電時(shí)，B為陽極，電極反應(yīng)為，B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，陽離子移向陰極，則的移動(dòng)方向是從電極B移向電極A，C正確；D．放電時(shí)，正極電極反應(yīng)為，增加的質(zhì)量為二氧化碳與鋰離子的總質(zhì)量，當(dāng)有4mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，增加的質(zhì)量為(3×44+4×7)g=160g，則電路中每通過1mol電子時(shí)，正極區(qū)質(zhì)量增加40g，D正確；故選B。2．（2024·四川成都·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）下列電池模型實(shí)現(xiàn)了由自發(fā)反應(yīng)向外輸出能量，原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．右側(cè)為正極，外電路電勢(shì)右側(cè)較高B．分別通過a膜、b膜向中間移動(dòng)C．負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)D．該電池利用中和反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋敬鸢浮緽【分析】左側(cè)氧元素被氧化生成氧氣是負(fù)極，發(fā)生；右側(cè)氧氣得電子被還原是正極，發(fā)生；a膜與b膜間的鉀離子向右邊移動(dòng)、硫酸根離子向左邊移動(dòng)，因此中間的硫酸鉀溶液濃度變稀。【解析】A．據(jù)分析右側(cè)為正極，正極的電勢(shì)比負(fù)極高，故A正確；B．據(jù)分析a膜與b膜間的鉀離子向右邊移動(dòng)、硫酸根離子向左邊移動(dòng)，因此中間的硫酸鉀溶液濃度變稀，故B錯(cuò)誤；C．據(jù)分析左側(cè)為負(fù)極，發(fā)生，故C正確；D．該裝置為原電池，是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故D正確；故選B。3．（2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）科學(xué)家研發(fā)了一種新型短路膜電池，利用這種電池可以消除空氣中的，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．甲電極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．乙電極的電極反應(yīng)式為：C．電子流向：負(fù)極→電解質(zhì)→正極D．當(dāng)捕獲的時(shí)，理論上轉(zhuǎn)移2mol電子【答案】C【分析】由圖可知乙電極通入的是氫氣，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)是負(fù)極，甲電極一端通入的是二氧化碳，發(fā)生還原反應(yīng)是正極，短路膜中可以移動(dòng)的有電子和離子?！窘馕觥緼．甲電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．乙電極為負(fù)極發(fā)生失電子反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：，B錯(cuò)誤；C．從示意圖可知，電子通過短路膜，因此電子流向：負(fù)極→電解質(zhì)→正極，C正確；D．沒有注明標(biāo)準(zhǔn)狀況條件下，D錯(cuò)誤；故選C。4．（2024·廣西·校聯(lián)考一模）微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法正確的是A．該裝置是原電池，b極是負(fù)極B．該電池工作時(shí)，應(yīng)選用質(zhì)子交換膜C．該電池工作時(shí)，電子從a經(jīng)電流表A流向b，離子從右經(jīng)交換膜向左遷移D．電極a反應(yīng)：(C6H10O5)n24e+7H2O=6CO2↑+24H+【答案】B【分析】由題意利用一種微生物將廢水中有機(jī)物[主要成分是(C6H10O5)n]的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，即為原電池，由圖b極通O2，a極為有機(jī)物，則b極為正極氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，a極為負(fù)極有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，負(fù)極電極反應(yīng)為(C6H10O5)n+7nH2O24ne﹣=6nCO2↑+24nH+，原電池中陽離子移向正極b極；【解析】A．由分析可知，該裝置是原電池，b極是正極，A錯(cuò)誤；B．該電池工作時(shí)，氫離子在通過交換膜移向正極，故應(yīng)選用質(zhì)子交換膜，B正確；C．該電池工作時(shí)，電子從負(fù)極a經(jīng)電流表A流向正極b，離子從左側(cè)經(jīng)交換膜向右側(cè)遷移，C錯(cuò)誤；D．負(fù)極電極反應(yīng)為(C6H10O5)n+7nH2O24ne﹣=6nCO2↑+24nH+，D錯(cuò)誤；故選B。5．（2023·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）高壓科學(xué)研究中心研究的一種通過壓力梯度驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的電池裝置如圖所示。金剛石壓砧把H2壓入儲(chǔ)氫電極PdHx，它在壓力梯度的驅(qū)動(dòng)下生成質(zhì)子，電子先后通過下層鉑電極和外接線路轉(zhuǎn)移到Pd電極參與反應(yīng)，形成閉合回路。下列說法錯(cuò)誤的是A．Pd電極為正極 B．交換膜為質(zhì)子交換膜C．電池正極反應(yīng)為 D．Pd與PdHx之間含氫差異和壓力梯度都會(huì)導(dǎo)致電勢(shì)差【答案】C【分析】PdHx是負(fù)極材料，它在壓力梯度的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生反應(yīng)：，生成的質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳輸?shù)缴蠈逾Z電極(正極)，而電子先后通過下層鉑電極和外接線路轉(zhuǎn)移到鈀電極，并在此與質(zhì)子重新結(jié)合發(fā)生還原反應(yīng)，至此形成閉合回路?！窘馕觥緼．PdHx是負(fù)極材料，它在壓力梯度的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生反應(yīng)：，生成的質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳輸?shù)缴蠈逾Z電極(正極)，而電子先后通過下層鉑電極和外接線路轉(zhuǎn)移到鈀電極，并在此與質(zhì)子重新結(jié)合發(fā)生還原反應(yīng)，至此形成閉合回路。Pd電極為正極，A項(xiàng)正確；B．交換膜需要H+通過并在正極發(fā)生反應(yīng)；，所以交換膜為質(zhì)子交換膜，B項(xiàng)正確；C．電池正極反應(yīng)為，C錯(cuò)誤；D．分析原理可知，Pd與PdHx之間含氫差異和壓力梯度都會(huì)導(dǎo)致電勢(shì)差，D正確；故選C?？键c(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用1．電解池工作原理(陽極為惰性電極)2．電極產(chǎn)物的正確判斷(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?yàn)镾2－＞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(jìn)行判斷：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)。3．電解規(guī)律(陽極為惰性電極)分析電解類型電解質(zhì)實(shí)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【特別提醒】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．不同情境下，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。5．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(jìn)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(jī)陽離子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)組成的離子液體作電解液時(shí)，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(jī)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(lán)色，一段時(shí)間后，藍(lán)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(dāng)吸收液失去吸收能力時(shí)，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－。6．金屬的腐蝕與電化學(xué)防護(hù)7．陌生電解池裝置圖的知識(shí)遷移(1)電解池(2)金屬腐蝕2．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)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(huì)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(shí)，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0.1molCu(OH)2固體可使電解質(zhì)溶液復(fù)原，則整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4NA()【提示】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√1.（2023·湖北卷第10題）我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽極無生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.b電極反應(yīng)式為B.離子交換膜為陰離子交換膜C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過PTFE膜D.海水為電解池補(bǔ)水的速率為【答案】D【解析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電極與電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為2H2O+2e=H2↑+2OH，陽極反應(yīng)為4OH4e=O2↑+2H2O，電池總反應(yīng)為2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑+O2↑，據(jù)此解答。b電極反應(yīng)式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O+2e=H2↑+2OH，故A正確；該裝置工作時(shí)陽極無Cl2生成且KOH濃度不變，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH4e=O2↑+2H2O，為保持OH離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的OH離子要通過離子交換膜進(jìn)入陽極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸，故B正確；電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動(dòng)能高的水可穿過PTFE膜，為電解池補(bǔ)水，故C正確；由電解總反應(yīng)可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率為，則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是，故D錯(cuò)誤；故選D。2.（2023·遼寧卷第7題）某無隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑可抑制產(chǎn)生。下列說法正確的是（）A.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)B.理論上轉(zhuǎn)移生成C.電解后海水下降D.陽極發(fā)生：【答案】D【解析】由圖可知，左側(cè)電極產(chǎn)生氧氣，則左側(cè)電極為陽極，電極a為正極，右側(cè)電極為陰極，b電極為負(fù)極，該裝置的總反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和氫氣，相當(dāng)于電解水，以此解題。由分析可知，a為正極，b電極為負(fù)極，則a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)，A錯(cuò)誤；右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為：2H++2e=H2↑，則理論上轉(zhuǎn)移生成，B錯(cuò)誤；由圖可知，該裝置的總反應(yīng)為電解海水的裝置，隨著電解的進(jìn)行，海水的濃度增大，但是其pH基本不變，C錯(cuò)誤；由圖可知，陽極上的電極反應(yīng)為：，D正確；故選D。3.（2023·浙江選考1月第11題）在熔融鹽體系中，通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料（TiSi），電解裝置如圖，下列說法正確的是（）A.石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極A的電極反應(yīng)：C.該體系中，石墨優(yōu)先于Cl參與反應(yīng)D.電解時(shí)，陽離子向石墨電極移動(dòng)【答案】C【解析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，與電源正極相連，則電極A作陰極，TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料（TiSi），電極反應(yīng)為。在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，A錯(cuò)誤；電極A的電極反應(yīng)為，B錯(cuò)誤；根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于Cl參與反應(yīng)，C正確；電解池中石墨電極為陽極，陽離子向陰極電極A移動(dòng)，D錯(cuò)誤；故選C。4.（2023·廣東卷第13題）利用活性石墨電極電解飽和食鹽水，進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)。閉合，一段時(shí)間后A.U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是和 B.a處布條褪色，說明具有漂白性C.b處出現(xiàn)藍(lán)色，說明還原性： D.斷開，立刻閉合，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】D【解析】閉合K1，形成電解池，電解飽和食鹽水，左側(cè)為陽極，陽極氯離子失去電子生成氯氣，電極反應(yīng)為2Cl—2e=Cl2↑，右側(cè)為陰極，陰極電極反應(yīng)為2H++2e=H2↑，總反應(yīng)為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，據(jù)此解答。根據(jù)分析，U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是Cl2和H2，A錯(cuò)誤；左側(cè)生成氯氣，氯氣遇到水生成HClO，具有漂白性，則a處布條褪色，說明HClO具有漂白性，B錯(cuò)誤；b處出現(xiàn)藍(lán)色，發(fā)生Cl2+2KI=I2+2KCl，說明還原性：，C錯(cuò)誤；斷開K1，立刻閉合K2，此時(shí)構(gòu)成氫氯燃料電池，形成電流，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D正確；故選D。5.（2023·廣東卷第16題）用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解溶液制氨。工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成和，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是A.電解總反應(yīng)：B.每生成，雙極膜處有的解離C.電解過程中，陽極室中的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率【答案】B【解析】由信息大電流催化電解KNO3溶液制氨可知，在電極a處KNO3放電生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極方程式為，電極b為陽極，電極方程式為，“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H＋移向電極a，OH－移向電極b。由分析中陰陽極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為，故A正確；每生成，陰極得8mole－，同時(shí)雙極膜處有8molH+進(jìn)入陰極室，即有8mol的H2O解離，故B錯(cuò)誤；電解過程中，陽極室每消耗4molOH，同時(shí)有4molOH通過雙極膜進(jìn)入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變，故C正確；相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于H2O被催化解離成H+和OH，可提高氨生成速率，故D正確；故選B。1．（2024·四川資陽·統(tǒng)考二模）鉻酸鈉主要用于有機(jī)合成氧化劑、印染等，現(xiàn)以鉛蓄電池為電源，用電滲析法分離回收混合物漿液中的。裝置如圖所示，下列對(duì)分離過程的相關(guān)判斷錯(cuò)誤的是A．混合物漿液中穿過陰離子膜進(jìn)入乙池B．電極a連接鉛蓄電池負(fù)極，甲池中NaOH濃度逐漸增大C．鉛蓄電池的正極反應(yīng)為：D．若電路中通過0.2mole?，理論上鉛蓄電池負(fù)極增重30.3g【答案】D【解析】A．從圖中信息可以判斷，穿過陰離子膜進(jìn)入乙池，惰性電極b為陽極，A正確；B．惰性電極A為電解池的陰極，與鉛蓄電池負(fù)極相連，電極反應(yīng)式為：，甲池中NaOH濃度逐漸增大，B正確；C．鉛蓄電池的正極材料為二氧化鉛，發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)為：，C正確；D．鉛蓄電池負(fù)極反應(yīng)為：，電路中通過0.2mole?，理論上負(fù)極增加點(diǎn)質(zhì)量為0.1mol的質(zhì)量，為9.6g，D錯(cuò)誤；故選D。2．（2024·陜西西安·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．B是電源的負(fù)極B．相同條件下，陰，陽兩極產(chǎn)生氣體的體積比為2：1C．電解后陽極區(qū)溶液的濃度基本不變D．陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為【答案】B【分析】由圖可知，左室氯離子失電子產(chǎn)物為Cl2，為陽極，右室水得電子產(chǎn)生H2，為陰極，則A為電源的正極，B為電源的負(fù)極；【解析】A．根據(jù)以上分析可知B為電源的負(fù)極，A正確；B．陽極室首先是氯離子放電生成氯氣，氯氣再氧化尿素生成氮?dú)?、二氧化碳，同時(shí)會(huì)生成HCl，因此陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為：、，陰極反應(yīng)為（或），則同條件下，陰，陽兩極產(chǎn)生氣體的體積比不會(huì)是2:1，B錯(cuò)誤；C．由B分析可知，電解轉(zhuǎn)化氯離子轉(zhuǎn)化為氯氣，氯氣又轉(zhuǎn)化為氯離子，電解后陽極區(qū)溶液的濃度基本不變，C正確；D．由B分析可知，陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)正確，D正確；故選B。3．（2024·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）微生物電解池(MEC)作為一種新的CO2再利用技術(shù)，可通過將電活性微生物與電化學(xué)刺激相結(jié)合的方式，將CO2轉(zhuǎn)化為低碳燃料CH4，從而實(shí)現(xiàn)CO2固定和能量回收，下列說法正確的是A．直流電源a極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．N極上的電極反應(yīng)為：C．在電解過程中H+從N極向M極移動(dòng)D．電活性微生物可以加快電子轉(zhuǎn)移【答案】D【分析】由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極a極相連的M極為電解池的陽極，在微生物作用下有機(jī)物在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)二氧化碳，與負(fù)極b極相連的N電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲烷和水?！窘馕觥緼．由分析可知，與直流電源正極a極相連的M極為電解池的陽極，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，與負(fù)極b極相連的N電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲烷和水，電極反應(yīng)式為，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，M極為電解池的陽極、N電極為陰極，則在電解過程中氫離子從M極向N極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．電活性微生物可以使有機(jī)物被氧化的反應(yīng)速率較快，從而加快電子轉(zhuǎn)移，故D正確；故選D。4．（2023·四川成都·石室中學(xué)?？家荒＃┪覈?guó)科學(xué)家報(bào)道了機(jī)理如圖所示的電化學(xué)過程。下列說法正確的是A．電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極上的電極反應(yīng)式為C．理論上，每有與結(jié)合，電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為D．該過程是將甲烷轉(zhuǎn)化成了二氧化碳，比甲烷燃燒更高效地利用了甲烷的化學(xué)能【答案】C【解析】A．由圖可知，NiYSZ電極CH4→CO2，C元素化合價(jià)升高，電極反應(yīng)式為CH4＋2O24e=CO2＋2H2，為該電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．Ni電極C元素化合價(jià)降低得電子，故Ni電極為陰極，電極反應(yīng)式為＋4e=C＋3O2?；B錯(cuò)誤；C．Ni電極上每轉(zhuǎn)移4mol電子會(huì)生成3molO2?，其中2molO2?用于參加陽極反應(yīng)生成CO2，另1molO2?與生成的CO2結(jié)合成，故理論上，每有1molCO2與O2結(jié)合，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA，C正確；D．該過程是利用電解的條件，將甲烷分解成碳和氫氣，是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，不是甲烷氧化提供能量的過程，D錯(cuò)誤。故選C。5．（2023·吉林長(zhǎng)春·東北師大附中?？既＃?shí)驗(yàn)小組研究金屬電化學(xué)腐蝕，實(shí)驗(yàn)如下：實(shí)驗(yàn)裝置5min時(shí)現(xiàn)象25min時(shí)現(xiàn)象I

鐵釘表面及周邊未見明顯變化。鐵釘周邊出現(xiàn)少量紅色和藍(lán)色區(qū)域，有少量紅棕色鐵銹生成。Ⅱ

鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域，未見藍(lán)色出現(xiàn)，鋅片周邊未見明顯變化。鐵釘周邊紅色加深，區(qū)域變大，未見藍(lán)色出現(xiàn)，鋅片周邊未見明顯變化。下列說法不正確的是A．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中時(shí)出現(xiàn)紅色區(qū)域，說明鐵釘腐蝕速率比Ⅰ快B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中正極的電極反應(yīng)式：C．實(shí)驗(yàn)I如果使用純鐵材質(zhì)鐵釘能減慢其腐蝕速率D．若將Zn片換成Cu片，推測(cè)Cu片周邊會(huì)出現(xiàn)紅色，鐵釘周邊會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色【答案】A【分析】實(shí)驗(yàn)Ⅰ鐵釘周邊零星、隨機(jī)出現(xiàn)極少量紅色和藍(lán)色區(qū)域，正極發(fā)生的是氧氣得電子的還原反應(yīng)，即2H2O+O2+4e=4OH，使酚酞溶液變紅，負(fù)極是金屬鐵失電子的氧化反應(yīng)，即Fe2e=Fe2+，與K3[Fe(CN)6]出現(xiàn)藍(lán)色區(qū)域，F(xiàn)e2++2OH=Fe(OH)2，合并得到：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，有少量紅棕色鐵銹生成，實(shí)驗(yàn)Ⅱ5min鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域，未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化，25min鐵釘周邊紅色加深，區(qū)域變大，未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化，說明Zn保護(hù)了Fe，使鐵的腐蝕速率比實(shí)驗(yàn)I慢，據(jù)此分析答題。【解析】A．實(shí)驗(yàn)Ⅱ5min鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域，未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化，25min鐵釘周邊紅色加深，區(qū)域變大，未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化，說明Zn保護(hù)了Fe，使鐵的腐蝕速率比實(shí)驗(yàn)I慢，A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中金屬銅是正極，氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：O2+2H2O+4e═4OH，B正確；C．實(shí)驗(yàn)I如果使用純鐵材質(zhì)鐵釘只能進(jìn)行化學(xué)腐蝕，而不純的鐵質(zhì)材料則能夠形成電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕速率比化學(xué)腐蝕快，故能減慢其腐蝕速率，C正確；D．將Zn片換成Cu片，鐵做負(fù)極加快腐蝕，推測(cè)Cu片周邊會(huì)出現(xiàn)紅色，鐵釘周邊會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色，D正確；故選A。1．（2023·重慶·育才中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）下列文物修復(fù)與保護(hù)，主要運(yùn)用“金屬電化學(xué)腐蝕與金屬保護(hù)”原理的是選項(xiàng)ABCD文物名稱元青花四愛圖梅瓶越王勾踐劍云夢(mèng)睡虎地秦簡(jiǎn)石家河玉人像【答案】B【解析】“瓶”主要成分是硅酸鹽；“劍”主要成分是合金；“簡(jiǎn)”主要成分是纖維素；“玉”主要成分是硅酸鹽等，劍的修復(fù)和保護(hù)要運(yùn)用金屬電化學(xué)腐蝕知識(shí)和金屬保護(hù)知識(shí)；故選B。2．（2023·河北滄州·聯(lián)考三模）出土于陜西的兩千多年前的越王劍(主要成分為鐵)，現(xiàn)藏于廣州博物館，該劍劍格左右側(cè)皆以鳥蟲書體鑄刻“王戊”二字，劍色為水銀古，時(shí)至如今，依然鋒利。劍脊含銅量較多，韌性好，不易折斷；刃部含錫高，硬度強(qiáng)，可見其性能優(yōu)異，鍛造技術(shù)優(yōu)良。下列敘述錯(cuò)誤的是已知：劍在地下因構(gòu)成原電池發(fā)生了腐蝕，導(dǎo)致生銹(Fe2O3)。A．鐵與銅、錫構(gòu)成原電池時(shí)，鐵為負(fù)極B．鐵發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe3e=Fe3+C．酸性環(huán)境下劍腐蝕的過程中會(huì)產(chǎn)生氫氣D．生成80gFe2O3時(shí)理論上轉(zhuǎn)移3mol電子【答案】B【解析】A．鐵與銅、錫構(gòu)成原電池時(shí)，鐵的活潑性強(qiáng)于銅和錫，鐵作負(fù)極，A正確；B．鐵電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2+，B錯(cuò)誤；C．酸性環(huán)境下劍腐蝕的過程為析氫腐蝕，正極會(huì)產(chǎn)生氫氣：2H++2e=H2，C正確；D．生成Fe2O3時(shí)理論上轉(zhuǎn)移電子3mol，D正確；故選B。3．（2023·遼寧沈陽·校聯(lián)考一模）2023年星恒電源發(fā)布“超鈉F1”開啟鈉電在電動(dòng)車上產(chǎn)業(yè)化元年。該二次電池的電極材料為(普魯士白)和(嵌鈉硬碳)。下列說法中錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，左邊電極電勢(shì)高B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式可表示為：C．充電時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移電子，陽極質(zhì)量增加D．比能量：鋰離子電池高于鈉離子電池【答案】C【分析】根據(jù)圖示，放電時(shí)，中的鈉失去電子生成，因此為負(fù)極，據(jù)此答題?！窘馕觥緼．放電時(shí)，左邊電極為正極，電極電勢(shì)高，A正確；B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式可表示為：，B正確；C．充電時(shí)，陽極反應(yīng)式為：，電路中每轉(zhuǎn)移電子，陽極質(zhì)量減少，C錯(cuò)誤；D．比能量就是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，Li、Na原子正常狀態(tài)下反應(yīng)時(shí)均為失去1個(gè)電子，但Li的相對(duì)原子質(zhì)量小于Na的，故鋰離子電池的比能量高于鈉離子電池，D正確；故選C。4．（2023·河北衡水·聯(lián)考三模）釩電池是化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，儲(chǔ)能大、壽命長(zhǎng)，利用該電池電解含的廢水制備硝酸和氨水的原理如圖所示，a、b、c、d電極均為惰性電極。下列說法中正確的是A．用釩電池處理廢水時(shí)，a電極區(qū)溶液由藍(lán)色變成黃色B．電勢(shì)：a極高于c極C．膜2為陰離子交換膜，p口流出液為D．當(dāng)釩電池有通過質(zhì)子交換膜時(shí)，處理含的廢水【答案】B【分析】釩電池放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，則a為正極，b電極為負(fù)極，右圖為電解池，電解含NH4NO3的廢水制備硝酸和氨水，c電極為陰極，d電極為陽極，以此解答?！窘馕觥緼．釩電池放電時(shí)，a電極上VO→VO2+、發(fā)生得電子的還原反應(yīng)、a電極為正極，b電極作負(fù)極，正極反應(yīng)式為VO+2H++e=VO2++H2O，a電極區(qū)溶液由黃色變成藍(lán)色，A錯(cuò)誤；B．釩電池放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，則a為正極，b電極為負(fù)極，電解池中c極為陰極，則電勢(shì)：a極高于c極，B正確；C．右圖為電解池，電解含NH4NO3的廢水制備硝酸和氨水，c電極為陰極，d電極為陽極，陰極上H2O得電子生成H2和OH，廢水中NH通過隔膜1進(jìn)入X區(qū)，OH與NH反應(yīng)生成NH3·H2O，陽極上H2O失電子生成O2和H+，廢水中NO通過隔膜2進(jìn)入Y區(qū)，H+與NO結(jié)合為HNO3，隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜，故q口流出液為硝酸，C錯(cuò)誤；D．右圖中陽極反應(yīng)式為2H2O4e=O2↑+4H+，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2↑+2OH，當(dāng)左圖裝置中有2molH+通過質(zhì)子交換膜時(shí)n()=2mol，所以質(zhì)量為2mol×80g/mol=160g，D錯(cuò)誤；故選B。5．（2024·陜西商洛·校聯(lián)考一模）某新型光催化鈉離子二次電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為B．離子交換膜應(yīng)選擇陽離子交換膜C．放電時(shí)，每消耗，離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量理論上增加46gD．適當(dāng)提高電解液的濃度可提升該電池存儲(chǔ)的能量【答案】C【分析】充電時(shí)，為電解池，石墨電極S元素被還原，為陰極，光催化電極I元素被氧化，作陽極；則放電時(shí)石墨電極為負(fù)極，光催化電極為正極，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼．充電時(shí)，石墨電極為陰極，電極反應(yīng)式為，故A正確；B．放電時(shí)，鈉離子由左側(cè)向右側(cè)遷移，充電時(shí)，鈉離子由右側(cè)向左側(cè)遷移，故離子交換膜為陽離子交換膜，故B正確；C．放電時(shí)，消耗NaI3，電極反應(yīng)式為，每消耗1molNaI3，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為，且鈉離子由左側(cè)向右側(cè)遷移，離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少46g，故C錯(cuò)誤；D．適當(dāng)提高電解液的濃度有利于提升該電池的存電量，故D正確；故選C。6．（2023·廣東·惠州一中校聯(lián)考三模）如圖，某液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬化合物下列說法中正確的是A．放電時(shí)，電子從外電路進(jìn)入M電極B．放電時(shí)，由M電極向N電極移動(dòng)C．充電時(shí)，N電極反應(yīng)為D．可用LiCl和KCl水溶液代替熔融LiCl和KCl【答案】C【分析】M極比活潑，也比N極的金屬活潑，故放電時(shí)，M極作負(fù)極，電極反應(yīng)為，N極為為正極，電極反應(yīng)為?！窘馕觥緼．由分析可知，放電時(shí)，M極失去電子，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，M為負(fù)極，N為正極，由N電極向M電極移動(dòng),B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，N電極反應(yīng)為，C正確；D．不可用LiCl和KCl水溶液代替熔融LiCl和KCl，堿金屬會(huì)與水反應(yīng)，D錯(cuò)誤；故選C。7．（2023·吉林長(zhǎng)春·統(tǒng)考一模）我國(guó)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。設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，B電極反應(yīng)式：B．放電時(shí)，電解質(zhì)儲(chǔ)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(shí)，A極增重32.5g時(shí)，C區(qū)增加的離子數(shù)為【答案】C【分析】由裝置圖可知，放電時(shí)，Zn是負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Zn2e═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(shí)，陽極反應(yīng)式為2I2e=I2、陰極反應(yīng)式為Zn2++2e=Zn,據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．放電時(shí)，B電極為正極，I2得到電子生成I，電極反應(yīng)式為I2+2e=2I，故A正確；B．放電時(shí)，左側(cè)即負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e═Zn2+，所以儲(chǔ)罐中的離子總濃度增大，故B正確；C．離子交換膜是防止正負(fù)極I2、Zn接觸發(fā)生自發(fā)電，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(jìn)入負(fù)極，K+通過N膜進(jìn)入正極，所以M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜，故C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)，A極反應(yīng)式Zn2++2e=Zn，A極增重32.5g轉(zhuǎn)移1mol電子，所以C區(qū)增加1molK+、1molCl，離子總數(shù)為2NA，故D正確。故選C。8．（2023·河南新鄉(xiāng)·統(tǒng)考一模）鋅電池具有成本低、安全性強(qiáng)、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。一種新型鋅電池的工作原理如圖所示(凝膠中允許離子生成或遷移)。下列說法錯(cuò)誤的是A．基態(tài)錳原子價(jià)電子排布式為B．放電過程中，a極的電極反應(yīng)式為C．放電過程中，轉(zhuǎn)移時(shí)，b極消耗D．配離子中Zn采用的是雜化，該配離子為空間四面體結(jié)構(gòu)【答案】B【分析】該新型鋅電池放電時(shí)b極為負(fù)極，Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2，a極為正極，MnO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Mn2+；充電時(shí)，b極為陰極，a極為陽極?！窘馕觥緼．Mn原子核外有25個(gè)電子，基態(tài)Mn原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，價(jià)電子排布式為3d54s2，A項(xiàng)正確；B．放電過程中a極為正極，a極上MnO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Mn2+，電極反應(yīng)式為MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．放電過程中，b極為負(fù)極，b極電極反應(yīng)式為Zn2e+4OH=[Zn(OH)4]2，轉(zhuǎn)移2mol電子b極消耗0.4molOH，則轉(zhuǎn)移0.4mole時(shí)b極消耗0.8molOH，C項(xiàng)正確；D．[Zn(OH)4]2中中心離子Zn2+的價(jià)電子排布式為3d10、處于全充滿，不參與成鍵，1個(gè)Zn2+與4個(gè)OH形成4個(gè)配位鍵，則Zn2+的4s、4p軌道采取sp3雜化，[Zn(OH)4]2為空間四面體結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)正確；故選B。9．（2023·寧夏銀川·?？家荒＃┠壳翱刹捎谩半p極膜組“電滲析法淡化海水，同時(shí)獲得副產(chǎn)品A和B，其模擬工作原理如圖所示。M和N為離子交換膜，在直流電作用下(BP)復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH﹣，作為H+和OH﹣的離子源。下列說法正確的是A．X電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑B．“雙極膜組”電滲析法可應(yīng)用于從鹽溶液(MX)制備相應(yīng)的酸(HX)和堿(MOH)C．M為陽離子交換膜，N為陰離子交換膜，BP膜作用是選擇性通過Cl﹣和Na+D．電路中每轉(zhuǎn)移0.5mol電子，理論上獲得副產(chǎn)品A和B各0.25mol【答案】B【分析】由BP雙極膜中H+、OH﹣移動(dòng)方向可知：X電極為電解池的陽極，電極反應(yīng)式為：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；Y電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2H++2e﹣=H2↑，電解總反應(yīng)為2H2O+2Cl﹣Cl2↑+H2↑+2OH﹣。精制鹽水中Na+經(jīng)過M離子交換膜移向產(chǎn)品A室，與BP雙極膜中轉(zhuǎn)移過來的OH﹣結(jié)合生成NaOH，所以M膜為陽離子交換膜，鹽室中Cl﹣經(jīng)過N離子交換膜移向產(chǎn)品B室，與BP雙極膜中轉(zhuǎn)移過來的H+結(jié)合生成HCl，所以N膜為陰離子交換膜?！窘馕觥緼．由以上分析知，X電極反應(yīng)式為：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；Y電極為陰極2H++2e﹣=H2↑，故A錯(cuò)誤；B．“雙極膜組”電滲析法從NaCl溶液獲得酸(HCl)和堿(NaOH)，故B正確；C．由題意可知：精制鹽水中Na+經(jīng)過M離子交換膜移向產(chǎn)品A室，Na+與BP雙極膜中轉(zhuǎn)移過來的OH﹣結(jié)合生成NaOH，所以M膜為陽離子交換膜，Cl﹣經(jīng)過N離子交換膜移向產(chǎn)品B室，與BP雙極膜中轉(zhuǎn)移過來的H+結(jié)合生成HCl，所以N膜為陰離子交換膜，BP膜作用是選擇性通過H+和OH，故C錯(cuò)誤；D．陽極反應(yīng)式為電極反應(yīng)式為：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，電路中每生成1molCl2，轉(zhuǎn)移電子2mol，理論上獲得副產(chǎn)品A(NaOH溶液)和B(HCl溶液)各2mol，則電路中每轉(zhuǎn)移0.5mol電子，理論上獲得副產(chǎn)品A和B各0.5mol，故D錯(cuò)誤；故選B。10．（2023·浙江杭州·?？寄M預(yù)測(cè)）用惰性電極電解法制備硼酸[或]的工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子和陰離子通過)。下列有關(guān)說法正確的是A．1、3膜為陰膜，2膜為陽膜B．b極的電極反應(yīng)式為C．每增加產(chǎn)品，NaOH溶液增重23gD．產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是【答案】D【分析】由圖可知，b電極為陽極，電解時(shí)陽極上水失電子生成O2和H+，a電極為陰極，電解時(shí)陰極上水得電子生成H2和OH，原料室中的Na+通過陽膜1進(jìn)入a極室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中的通過陰膜2進(jìn)入產(chǎn)品室，b極室中氫離子通入陽膜3進(jìn)入產(chǎn)品室，、H+發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3；a、b電極反應(yīng)式分別為2H2O+2e=H2↑+2OH、2H2O4e=O2↑+4H+?！窘馕觥緼．由上述分析可知，1、3膜為陽膜，2膜為陰膜，故A錯(cuò)誤；B．b極為陽極，電極反應(yīng)為2H2O4e=O2↑+4H+，故B錯(cuò)誤；C．每增加1molH3BO3產(chǎn)品，則有1molNa+移向NaOH溶液，同時(shí)有0.5molH2生成，因此NaOH溶液質(zhì)量增加1mol×23g/mol0.5mol×2g/mol=22g，故C錯(cuò)誤；D．產(chǎn)品室中、H+發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3，反應(yīng)離子方程式為+H+=B(OH)3+H2O，故D正確；故選D。11．（2023·陜西漢中·統(tǒng)考一模）一種新型電池是利用催化劑Ag@AgBr/mp―可以光降解2萘酚，將其處理成無害物，裝置如圖。下列說法正確的是A．工作時(shí)的負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：B．裝置只是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．工作時(shí)，從負(fù)極遷移到正極D．b極電勢(shì)高于a極【答案】A【分析】該裝置為原電池，由圖可知，a極氧元素價(jià)態(tài)降低得電子，故a極為正極，b極為負(fù)極，據(jù)此作答?！窘馕觥緼．b極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：46e+23O2=10CO2↑+4H2O，故A正確；B．該裝置為原電池，由圖可知，光能和化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯(cuò)誤；C．原電池工作時(shí)，O2(陰離子)從正極遷移到負(fù)極，故C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)極為正極，b極為負(fù)極，a極電勢(shì)高于b極，故D錯(cuò)誤。故選A。12．（2023·吉林長(zhǎng)春·統(tǒng)考一模）科學(xué)家設(shè)想利用圖示裝置進(jìn)行的固定，同時(shí)產(chǎn)生電能，該裝置工作時(shí)，生成的碳附著在電極上，下列說法錯(cuò)誤的是A．多孔催化劑電極為正極，放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)B．采用多孔催化劑電極有利于擴(kuò)散到電極表面C．導(dǎo)線中流過，理論上就有由負(fù)極區(qū)進(jìn)入正極區(qū)D．負(fù)極區(qū)可以選用水溶液作電解質(zhì)溶液【答案】D【分析】由鋰離子的移動(dòng)方向可知，電解板(Li)為原電池的負(fù)極，鋰在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i—e—=Li+，多孔催化劑電極為正極，二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸根離子和碳，電極反應(yīng)式為3CO2+4e—=2CO+C。【解析】A．由分析可知，多孔催化劑電極為正極，二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸根離子和碳，故A正確；B．多孔催化劑電極可以增大電極的表面積，有利于二氧化碳擴(kuò)散到電極表面參與放電，故B正確；C．由分析可知，導(dǎo)線中流過2mol電子，負(fù)極生成2mol的鋰離子通過陽離子交換膜由負(fù)極區(qū)進(jìn)入正極區(qū)，故C正確；D．鋰能與水反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣，則負(fù)極區(qū)不能選用水溶液作電解質(zhì)溶液，故D錯(cuò)誤；故選D。13．（2024·浙江溫州·統(tǒng)考一模）利用電化學(xué)富集海水中鋰的電化學(xué)系統(tǒng)如圖所示。該電化學(xué)系統(tǒng)的工作步驟如下：①啟動(dòng)電源1，所在腔室的海水中的進(jìn)入結(jié)構(gòu)而形成；②關(guān)閉電源1和海水通道，啟動(dòng)電源2，使中的脫出進(jìn)入腔室2。下列說法不正確的是A．啟動(dòng)電源1時(shí)，電極1為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．啟動(dòng)電源2時(shí)電極反應(yīng)式為：C．電化學(xué)系統(tǒng)提高了腔室2中LiOH的濃度D．啟動(dòng)至關(guān)閉電源1，轉(zhuǎn)化的與生成的之比為，可得中的x=1.2【答案】B【分析】由題意知，啟動(dòng)電源1，使海水中Li+進(jìn)入MnO2結(jié)構(gòu)形成LiMn2O4；可知二氧化錳中錳的化合價(jià)降低，為陰極，電極反應(yīng)式為2MnO2+Li++e=LiMn2O4，電極1為陽極，連接電源正極；關(guān)閉電源1和海水通道，啟動(dòng)電源2，向電極2上通入空氣，使中的Li+脫出進(jìn)入室2，