押山東卷化學第11題 電化學裝置分析（解析版）-2020年高考化學臨考題號押題（山東專用）

押山東卷化學第11題電化學裝置分析

高考頻度：★★★★★難易程度：★★★★☆

考題分析與預測

電化學是高考選擇題?？贾R點，多考查新型電源裝置，有時候也考查電解池裝置和電化學腐蝕問題。該

類試題常以新型化學電源為載體，或以電解在工業(yè)生產(chǎn)中的應用為背景，由圖示裝置提供信息，全面考查

原電池、電解池的工作原理。題材廣，信息新，注重考查考生閱讀提煉信息的分析能力、獲取知識并遷移

應用的能力，題目具有一定難度。預測2020年的山東卷化學試卷的不定項選擇題中會出現(xiàn)電化學問題，難

度中等。命題角度主要有以下幾點：離子移動方向的判斷（特別注意鹽橋中離子的運動以及離子對于指定交

換膜的通過問題），能量轉(zhuǎn)換類型，正負極、陰陽極的判斷，電極反應式的書寫及判斷，電化學腐蝕，有關

計算問題等。另外，還有可能涉及物質(zhì)結(jié)構、氧化還原反應等其他知識，需要考生注意。

真題展現(xiàn)

1.（2019?新課標I）利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳

遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能

B.陰極區(qū)，在氫化解作用下發(fā)生反應

H?+2MV2+=2H++2MV+

C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N?發(fā)生還原反應生成N比

D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動

【答案】B

【解析】A對：該反應中，可產(chǎn)生電流，反應條件比較溫和，沒有高溫高壓條件。B錯：該生物燃料電池中，

左端電極反應式為MV+-e=MV2+,則左端電極是負極，應為負極區(qū)，在氫化酹作用下，發(fā)生反應

2+++

H2+2MV=2H+2MVoC對：右端電極反應式為MV?++e-=MV+,是正極，在正極區(qū)N?得到電子生成

N%,發(fā)生還原反應。D對：原電池中，內(nèi)電路中H+通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動。

2.（2019?新課標川）為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn（3D-Zn）可以

高效沉積ZnO的特點，設計了采用強堿性電解質(zhì)的3D-Zn—NiOOH二次電池，結(jié)構如下圖所示。電池反應

放電

為Zn(s)+2NiOOH(s)+HO(l)<^ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)o以下說法不正確的是

2充電

尼龍保護層

導電線圈

NiOOH

隔膜

A.一：維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高

B.充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+OH(aq)-c^=Ni()OH(s)+H2O(l)

C.放電時負極反應為Zn(s)+2OH(aq)-2e=ZnO(s)+H2O(l)

D.放電過程中OH-通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)

【答案】D

【解析】A、三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，吸附能力強，所沉積的ZnO分散度高，A正確；

B、充電相當于是電解池，陽極發(fā)生失去電子的氧化反應，根據(jù)總反應式可知陽極是Ni(OH)2失去電子轉(zhuǎn)化

為NiOOH,電極反應式為Ni(OH)2(s)+OH(叫)-e=NiOOH(s)+H2O(l),B正確；

C、放電時相當于是原電池，負極發(fā)生失去電子的氧化反應，根據(jù)總反應式可知負極反應式為

Zn(s)+2OH(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l),C正確；

D、原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，則放電過程中OH-通過隔膜從正極區(qū)移向負極區(qū)，D

錯誤。

答案選Do

3.(2018?新課標III)一種可充電鋰一空氣電池如圖所示。當電池放電時，02與Li+在多孔碳材料電極處生成

02。2-式%=0或1)。下列說法正確的是()

A.放電時，多孔碳材料電極為負極

B.放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極

C.充電時，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移

D.充電時，電池總反應為Li2O2-A=2Li+(l—三)。？

【答案】D

【解析】當電池放電時，為原電池反應裝置，由02與Li+在多孔碳材料電極處生成口202-傘=0或I)可知，

此電極反應在反應過程中氧元素的化合價降低，得電子發(fā)生還原反應，為原電池的正極，則鋰電極為原電

池的負極：放電時，外電路電子從負極流句正極，即由鋰電極流向多孔碳材料電極，故A、B兩項均錯。充

電時電解質(zhì)溶液中的Li+（帶正電的離子）向陰極區(qū)遷移即向鋰材料區(qū)遷移，故C項錯誤。由放電時負極反應

為Li-e-=Li+,正極反應為(2r)O2+4Li*+4e-=2Li2C>2f,可得總反應式為(1—gc>2+2Li=Li2O2r,則充

電時反應為放電時的逆反應，故充電時電池總反應為Li2O2=r=2Li+（l-?O2,D正確。

典例引領

甌（山東省棗莊三中、高密一中、萊西一中2020屆高三下學期第一次在線聯(lián)考）我國科學家設計的二

氧化碳的熔鹽捕獲及電化學轉(zhuǎn)化裝置如圖所示。下列說法正確的是（）

A.a吸是電化學裝置的陰極

B.d吸的電極反應式為CO32--4e-=C+3O2-

C.①中，捕獲CO2時碳元素的化合價發(fā)生了變化

通電

D.上述裝置中反應的化學方程式為~C+Ozt

【答案】D

【解析】由電解裝置示意圖可知，a極生成02,0的化合價升高，失去電子，發(fā)生氧化反應，則a為陽極，

2

連接電源正極（b極），電極反應式為：2C2O5-4e-===4CO2+O2,d極生成C,C的化合價降低，得到電子，

發(fā)生還原反應，則d為陰極，連接電源負極（c極），電極反應式為：CO32+4e===3O2+C,電池總反應為CO2

通電

-C+021,據(jù)此解答問題。

A.根據(jù)上述分析，a極是電化學裝置的陽極，A選項錯誤；

B.d為陰極，電極反應式為：CO32+4e===3O2+C,B選項錯誤；

C.①中，捕獲CO2時，CO2變成C2O52-和CO32-,碳元素的化合價始終為+4價，沒有發(fā)生改變，C選項錯

誤；

通電

D.電池總反應為CCh^=C+O2T，D選項正確;

答案選Do

雨（山東省濟南二中2020屆高三線上檢測）Li—SOCb電池是迄今具有最高能量比的電池。該電池的電

極材料分別為鋰和碳，電解液（熔點-110℃、沸點78.8C）是LiAlCL—SOCL。電池的總反應可表示為：

4Li+2SOC12=4LiCl+S+SO2o下列說法正確的是（）

A.該電池不能在寒冷地區(qū)正常工作

B.SOC12分子的空間構型是平面三角形

C.該電池工作時，正極反應為：2SOCl2+4e=4Cr+S+SO2

D.該電池組裝時，必須在無水無氧條件下進行

【答案】CD

【解析】根據(jù)電池的總反應可知，失電子的是Li,在負極發(fā)生反應，得電子的是SOCL,在正極發(fā)生反應;

電解液的熔點為T10℃、沸點為78.8C,電池可以在T10C~78.8C溫度范圍內(nèi)正常工作。

A.該電池可以在-110℃~78.8℃環(huán)境下正常工作，A項錯誤；

B.SOCb分子的中心原子為S,其價層電子對數(shù)=3+L（6Tx2-2xl）=4,VSEPR模型為四面體形，中心原子

2

上的孤電子對數(shù)=L（6-lx2-2xl）=l,則SOCh分子的立體構型為三角錐形，B項錯誤；

2

C.根據(jù)電池的總反應方程式，可知正極反應為：2SOCh+4e=4CI+S+SO2,C項正確；

D.Li是活潑金屬，易與02反應，也能與水反應，SOCb遇水會發(fā)生反應：SOC12+H2O=SO2+2HCI,因此該

電池組裝時，必須在無水無氧條件下進行，D項正確；

答案選CD。

提分技巧

一、必備知識

（一）原電池的工作原理（如鋅-銅原電池可用簡圖表示）

+2+

總反應離子方程式為Zn+2H=Zn4-H2t

1.電極

（1）負極：失去電子，發(fā)生氧化反應；

（2）正極：得到電子，發(fā)生還原反應。

2.電子定向移動方向和電流方向

（1）電子從負極流出經(jīng)外電路流入正極；

（2）電流從正極流出經(jīng)外電路流入負極；

故電子定向移動方向與電流方向正好相反。

3.離子移動方向

陰離子向負極移動（如SOr），陽離子向正極移動（如Zr?+和H+,溶液中H+在正極上得電子形成氫氣在

銅片上冒出）。

［提醒］①電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動，與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合

回路。

②無論在原電池中還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。

（二）單液原電池（無鹽橋）和雙液原電池（有鹽橋）

名稱單液原電池雙液原電池

電流計

~?~’他-?—1

4CuSOCu

裝置Uz溶液4量

不

.…目

E呼二Jl---y

ZnSOq溶液CuSO4溶液

相同點正、負極電極反應，總反應式，電極現(xiàn)象

還原劑Zn與氧化劑Ci?+直接接觸，既Zn與氧化劑C/+不直接接觸，僅有化學

不同點有化學能轉(zhuǎn)化為電能，又有化學能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化為電能，避免了能量損耗，故電

為熱能，造成能量損耗流穩(wěn)定，持續(xù)時間長

［提醒］鹽橋的作用：使整個裝置構成通路，代替兩溶液直接接觸；平衡電荷：提高電池效率。

（三）電極反應式的書寫

1.八種新型電池的電極反應式

總反應：AgzO+Zn+FW、窗2Ag+Zn(OH)2

鋅銀電池

正極Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH

負極

Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2

總反應：2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)3

鋅空氣電池

正極O2+4e+2H2O=4OH-

負極Zn+4OH--2e-=Zn(0H)F

總反應：NiCh+Fe+2H20THFe(OH)+Ni(OH)

7C,ti22

鍥鐵電池

正極NiO2+2e+2H2O=Ni(OH)2+2OH

負極

Fe-2e+2OH-=Fe(OH)2

總反應：3Zn+2FeO3+8H2Od^3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-

高鐵電池-

正極FeOj+3e+4H2O=Fe(OH)3+5OH

負極Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

總反應：

Cd+2NiOOH+2H2O允電Cd(OH)2+2Ni(OH)2

銀鎘電池

正極NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-

負極Cd-2e-+2OH==Cd(OH)2

+2

總反應：H2O2+2H+Mg=Mg+2H2O

+

Mg-H2O2電池正極H2O2+2H+2e-=2H2O

負極Mg-2c=Mg2+

總反應：Mg+2Age1=2Ag+Mg2++2C「

Mg-AgCI電池正極2AgCI+2e-=2Ag+2Cr

負極Mg-2e-=Mg2+

總反應：2Na2s2+NaB.、7CHJ'Na2s4+3NaBr

鈉硫蓄電池正極NaBn+2e-+2Na+=3NaBr

負極2Na2s2-2e-=Na2s4+2Na+

2.新型化學電源中電極反應式的書寫三步驟

列物質(zhì)U/而后應云:3合“東M而fe—具花卜％”缸形好

寫式子：正極反應式：符合“粗化劑+nef還原產(chǎn)物”的形式；

[1：檢查是否符合原子守恒、電荷守恒,若是酸性介質(zhì)：

H管余的“O”,加“H'”轉(zhuǎn)化為HzO,不能出現(xiàn)0H「

:若是堿性介質(zhì)：多余的“O”加“凡0”轉(zhuǎn)化為。H,

俞詞：不能出現(xiàn)H，.若是在熔融態(tài)電解項中進行的反應，

口則可添加熔融態(tài)電解質(zhì)中的相應離了.

------;例如全軌液流電池的總反應為V5+2IT+V2?4卷

：V^+VOrHaO.正極反應式先寫成:VO；+e-—VO%

皆余的“O”,加“W”轉(zhuǎn)化為HzO,則正極反應式為

2

V：VO；+2H-+e=VO*+H2O

：兩電極反應式相加，與總反應式對照驗證（對于校發(fā)

「雜的電極反應，可用總反應式減去較簡單一極的電極

:反應式得到）

（四）電解池裝置分析

1.電解池的工作原理（陽極為惰性電極）

與電源正極相連與電源負極相連

氧化反應書血題辟生還原反應

M.子.子

電解質(zhì)溶液I-I移向

2.電解池中陰、陽極判斷的五種方法

與正極相連

氧化反應

電子流出

電極質(zhì)狀減小或

有非金屬單質(zhì)生

成，如。2、。2

陰離子移向

3.電解池的電極反應及其放電順序

活潑金屬作電極：電極材料本身失電子板

+

陽氧化：M-?e---M"

一

電極

格性電極：溶液中較易失電子的陰離子優(yōu)

極-_

反先失去電子被輒化：R"-ne--R

應

陰溶液中較易得電子的陽離了?優(yōu)先得到電子

矍被還原：M"*+ne-M

⑴陽離子在陰極上的放電順序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）。

⑵陰離子在陽極上的放電順序：s2->r>Br->cr>OH-o

4.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型

電解類型電解質(zhì)實例溶液復原物質(zhì)

電解水NaOH、H2sO4或Na2sO4水

電解電解質(zhì)HC1或CuCh原電解質(zhì)

放氫生堿型NaClHC1氣體

放氧生酸型C11SO4或AgNChCuO或Ag：O

5.析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性

正極反應2H++2e==H2TO2+2H2O+4e-=4OH

負極反應Fe-2e-^=Fe2+

Fe2++2OH==Fe(OH)21

其他反應4Fe(OH)2+O2+2H2O^=4Fe(OH)3

Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹

6金屬腐蝕快慢的判斷方法

⑴金屬腐蝕類型的差異

電解原理引起的腐蝕〉原電池原理引起的腐蝕〉化學腐蝕〉有防護腐蝕措施的腐蝕。

⑵電解質(zhì)溶液的影響

①對同一金屬來說，腐蝕的快慢(濃度相同)：強電解質(zhì)溶液〉弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。

②對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，腐蝕越快。

(3)活潑性不同的兩金屬

活潑性差別越大，腐蝕越快。

7.金屬電化學保護的''兩種方法”

廣原電池原理

犧牲陽極的」

陰極保護法L正極為被保護的金屬；負極為比被保護的

金屬活潑的金屬

外加電流的r電解原理

陰極保護法L陰極為被保護的金屬，陽極為惰性電極

二、解題技巧

1.原電池中正極、負極判斷的5種方法

較不活潑金

.—活潑金屬—電極材料——>

屬或非金屬

判判

.—氧化反應—電極反應—還原反應—?

斷斷

為<—電子流出電子流向電子流入—.為

負正

不斷溶解電極增重或

—電極現(xiàn)象—

極質(zhì)量減小質(zhì)量不變極

陰離子移向—離子移向—陽離子移向

2不同介質(zhì)下對電極反應式書寫的影響

不同介質(zhì)下電池電極反應式的書寫，對大多數(shù)考生來說是個難點。下面以CH30H燃料電池為例，分析

電極反應式的書寫。

CH30H在負極上失去電子牛成CO2氣體，電極反應為

酸性介質(zhì)

CH3OH-6e+H2O=CO2+6H\Ch在正極上得到電子，在酸性介質(zhì)中

+

生成H2O,電極反應為O2+4H+4e-=2H2O

CH30H在負極上失去電子，在堿性條件下生成cor：

堿性介質(zhì)-

CH3OH-6c+8OH=COr+6H2O；O2在正極上得到電子生成0H：

-

O2+2H2O+4e=4OH-

在電池工作時，CO歹移向負極，CH30H在負極上失去電子，在COM的

熔融碳酸鹽介質(zhì)作用下生成CO2氣體：CH3OH+3COr-6e-==4CO2+2H2O；O2在正極

上得到電子，在C02的作用下生成COM：O2+2CO2+4e-=2COr

摻雜丫2。3的ZrO2固在高溫下能傳導根據(jù)移向負極，在負極上CH30H失電子生

2

體作電解質(zhì)成CO2氣體：CH3OH+3O-6e-=CO2+2H2O：而O2在正極上得電子

生成Cp-：O2+4e-：^2O2_

3以“本”為本破解陌生電化學裝置

⑴燃料電池的遷移應用

教材裝置二以高考裝置

電極A電極B

CO+11a—

s

催

化

圖示重IC

忸Na

彳）脫水｝

CH<+H2O

氫氧燃料電池工作原理熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖

（人教版選修4P77圖4-6）（2015-江蘇高考T10）

H2+CO+2co歹-生--3€：02+出0（氧化

負極H2-2e=2H+(氧化反應)

反應）

原^O+2H++2e-=

22co2-O2+4e==

理正極

2co鼻(還原反應)

比0(還原反應)

H+|O2=H2O

總反應2H2+CO+O2=CO2+H2O

（2）二次電池的遷移應用

教材裝置昌仁高考裝直

（aq）

簟尼龍保護層

卜導電線圖

盤

涌舄fc隔膜

圖示置王3D%

pbc>2（正極）7y二、

Pb（負極）

鉛蒿電池的枸造（二次電池）3D-Zi—NiOOH二次電池

(2019?全國卷HIT13）

（人教版選修4P76圖4-5）

負極：

負極：Pb(s)+SOf

Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)4-H2O(l)

(aq)-2e-=PbSO4(s)(氧化反應)

(氧化反應)

放電

正極：PbO2(s)+4H+(aq)4-SOi正極：

原

(aq)+2e"=PbSO4(s)+2H2O(l)(還NiOOH(s)+H2O(l)+e=Ni(OH)2(s)+O

理

原反應)H(aq)(還原反應)

陰極：

陰極：PbSO4(s)4-2e=Pb(s)+SOr

充電ZnO(s)+H2O(l)+2e=Zn(s)+2OH(aq)

(aq)(還原反應)

(還原反應)

陽極：陽極：

PbSO4(s)+2H2O(l)-2e=PbO2(s)+4Ni(OH)2(s)+OH(aq)-e=Ni00H(s)+

H+(aq)+SO5(aq)(氧化反應)比0(1)(氧化反應)

Pb(s)+PbC)2(s)+2H2so4(aq)

Zn(s)+2NiOOH(s)+HO(l)、器、

總反應2

、當；、2PbSO4(s)+2H2O(l)

ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)

（3）電解裝置的遷移應用

教材裝置W高考裝置

陰極-'陽極

--

圖r:■■

Cu-s二：彳-C1?

示blj-

CuCh溶液的電解電解法制冬K1O,裝置示意圖

（人教版選修4P79圖4-8）（2018-全國卷WT27）

陰極Cu"+2e-=Cu(還原反應)2H2O+2e-=2OH+H2T（還原反應）

2Cl-2e=Cht

原理陽極F+6OH-6e-=IO3+3比0(氧化反應)

（氧化反應）

2+I+3HO=IO3+3H2T

總反應Cu+2Cl=^Cu+Cl2t2

⑷電化學防護的遷移應用

教材裝置高考裝置

圖

示

外加電流的陰極保護法示意圖外加電流的陰極保護法

（人教版選修4P87圖4-20）進行防腐工作原理示意圖

（2017?全國卷IT11）

實戰(zhàn)演練

1.（山東省濟寧市2020屆高三5月模擬）甲是一種在微生物作用下將廢水中的尿素CO（NH2）2轉(zhuǎn)化為環(huán)境

友好物質(zhì)，實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，利用甲、乙兩裝置，實現(xiàn)對冶金硅（Cu-Si作硅源）進行電解精煉

制備高純硅。

甲

下列說法正確的是

A.電極M與a相連接

B.液態(tài)Cu-Si合金作陽極，固體硅作陰極

C.廢水中的尿素的含量不會影響硅提純速率

+

D.M電極反應式為CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2t+N2T+6H

【答案】D

【解析】甲裝置為原電池裝置，氧氣在N電極被還原生成水，所以N電極為正極，M電極為負極；乙裝置

為電解池，a電極上Si被氧化成Si，+,發(fā)生氧化反應，所以a電極為陽極與N極相連，b電極為陰極與M極

相連。

A.根據(jù)分析可知M與b相連，故A錯誤；

B.根據(jù)分析可知a電極為陽極，即液態(tài)Cu-Si合金作陽極；但固體硅不導電，所以不能作陰極，Si”?在鋁

電極上得電子被還原，故B錯誤；

C.廢水中尿素含量不同，電流強度不同，單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不同，會影響硅提純的速率，故C錯誤;

D.CO(NH2)2在負極M上失電子發(fā)生氧化反應，生成N2、CO2,結(jié)合電荷守恒得到電極反應式為

+

CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2t+N2t+6H，故D正確；

故答案為D。

2.(山東省青島市2020屆高三4月統(tǒng)一質(zhì)量檢測)以(CHJ4NHCO3為原料，采用電解法制備電源TMAH［化

學式(CHjaNOH］是一種高效、綠色工藝技術。原理如圖，M、N是離子交爽膜。下列說法錯誤的是()

NazSO；溶液(CHsbNHCOe溶液TMAH溶液

A.a是電源正極

B.M為陰離子交換膜

C.(CH^NHCOs中C、N原子均為sp3雜化

D.通過Imol電子時，電解池中可產(chǎn)生16.8L(STP)氣體

【答案】CD

【解析】A.(CH3)4N?移向右室，HCO3-移向左室，陰離子移向陽極，即a是電源正極，A正確；

B.HCO3-經(jīng)過M移向左室，M為陰離子交換膜，B正確；

C.(CH3)4NHCO3中，(CH3”N+的C、N原子均為sp3雜化，但是，HCO3-中的C原子為sp?雜化，C錯誤;

D.通過1mol電子時，陰極室H+放電,2H++2e=H2f產(chǎn)生H2為0.5mol,陽極室0廣放電,40匹-4e=2H2O+O2t,

產(chǎn)生O2為0.25mol,同時，溶液中剩下的H+與HCO3-反應還要產(chǎn)生二氧化碳，因此，產(chǎn)生的氣體大于0.75

mol,體積大于16.8L(STP)氣體，D錯誤。

答案選CD。

3.市售一種可充電電池，由LaNi5H6、NiO(OH).KOH溶液組成。LaNi5H6+6NiO(OH)W^+LaNi$+6Ni(OH)2

有關該電池的敘述正確的是()

A.放電時，負極反應為LaNi5H6+6OFF-6e-=LaNi5+6H2(D

B.放電時，負極材料是Ni(OH)2

C.充電時，陰極反應為Ni(OH)2+OH-e=NiO(OH)+H2O

D.充電時，電池負極接充電器電源的正極

【答案】A

【解析】放電時為原電池，負極發(fā)生氧化反應，LaNi5H6+6OH--6e--LaNi5+6H2O,A正確；放電時，負

極材料是LaNi5H6,B錯誤；充電時為電解池，陰極發(fā)生還原反應，LaNi5+6H2O+6e=LaNi5H6+6OH,C

錯誤；充電時電解池的陰極應與電源的負極相連，即電池負極接充電器電源的負極，D錯誤。

4.(山東省濰坊市2020屆高三下學期第三次線上檢測)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學能

轉(zhuǎn)化為電能的裝置，某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是

ab

質(zhì)子交換膜

+

A.b電極發(fā)生還原反應：4H+O2+4e-=2H2O

B.電路中有4moi電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，大約消耗標準狀況下22.4L空氣

C.維持兩種細菌存在，該裝置才能持續(xù)將有機物氧化成CO2并產(chǎn)生電子

D.HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO：的反應是HS+4HQ-8e-=SO；+9Hf

【答案】B

【解析】A.燃料電池通氧氣的極為正極，則b電極為正極，發(fā)生還原反應，電極反應為4H“O2+4e-=2H2O,

故A正確；

B.電路中有4moi電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，消耗氧氣的物質(zhì)的量為即必=lmoL標準狀況下體積為22.4L,則大約

4

消耗標準狀況下空氣22.4Lx5=112L,故B錯誤；

C.硫酸鹽還原菌可以將有機物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以將硫氫根離子氧化成硫酸根離子，則兩種

細菌存在，就會循環(huán)把有機物氧化成C02放出電子，故c正確；

D.負極上HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SCV-,失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式是

HS+4H2O-8e=SO42+9H+,故D正確；

故答案為B。

【點睛】考查原電池工作原理以及應用知識，注意知識的遷移應用是解題的關鍵。

5.（滕州一中2020屆高三4月份線上化學模擬試題）我國科學家設計二氧化碳熔鹽捕獲及電化學轉(zhuǎn)化裝

置，其示意圖如下。下列說法不正確的是（）

A.b為電源的正極

B.①②中，捕獲C02時碳元素的化合價發(fā)生了變化

C.a極的電極反應式為2c2O52-4e-=4CO2+O2

D.上述裝置存在的電解總反應式為：CO,電解C+02

【答案】B

【解析】【分析】由電解裝置示意圖可知.a電極生成02,d電極生成C,b為電源正極，a極為陽極，發(fā)生

氧化反應，電極反應式為2c2O52-4e-=4CO2+C>2,c為電源負極，d極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式

為5co2+4e-=2C2O『-+C,電池總反應為CO2衛(wèi)/C+Ch,據(jù)此分析解答問題。

【詳解】A.由電解裝置示意圖可知，a電極生成02,d電極生成C,b為電源正極，A選項正確；

B.由圖可知，捕獲C02時生成的C2O52-和CO32-,碳元素的化合價均為+4價，沒有發(fā)生改變，B選項錯誤;

C.a極為陽極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為2c2O52--4e-=4CO2+O2,C選項正確;

D.電池總反應為CO?電解C+O2,D選孩正確;

答案選B。

6.某新型電池，以NaBH^B的化合價為+3價）和H2O2作原料，負極材料采用Pt，正極材料采用Mn（）2（既

作電極材料又對該極的電極反應具有催化作用），該電池可用作衛(wèi)星、深水勘探等無空氣環(huán)境電源，其工作

原理如圖所示。下列說法不正確的是（

A.每消耗3moi出。2，轉(zhuǎn)移6moic一

B.電池工作時Na+從b極區(qū)移向a極區(qū)

C.a汲上的電極反應式為BH；+8OH--8e=BO7+6H2O

D.b極材料是MnCh，該電池總反應方程式：NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O

【答案】B

【解析】由圖中信息可知,NaBH4是還原劑,其在負極上被氧化為BO2,電極反應式為BH4+8OFT-8e-=BO2

+6H2O,H2O2是氧化劑，其在正極上被還原為0H,電極反應式為4H2O2+8e-=8OH,該電池總反應方程

式為NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O。所以電極a是負極、電極b是正極。每消耗3moiH2O2，O元素的化

合價從T降到-2,故轉(zhuǎn)移6moie,電池工作時Na+從負極區(qū)移向正極區(qū)，由此知A、C、D項正確，B項

錯誤。

7.（滕州一中2020屆高三4月份線上化學模擬試題）下圖為利用電化學方法處理有機廢

水的原理示意圖。下列說法正確的是（）

A.工作時，a極的電勢低于b極的電勢

B.工作一段時間之后，a極區(qū)溶液的pH減小

C.a、b極不能使用同種電極材料

+

D.b極的電極反應式為：CH3COO-+4H2O-8e=2HCO3-4-9H

【答案】BD

【解析】【分析】根據(jù)圖示分析可知，b電極上CH3COO-轉(zhuǎn)化為HCO3,碳元素的化合價升高，發(fā)生了氧

化反應，說明b為原電池負極，則a為原電池的正極，發(fā)生還原反應，據(jù)此分析解答。

【詳解】A.b電極上CH3coeT轉(zhuǎn)化為HCO3-,碳元素的化合價升高，說明b為原電池負極，則a為原電池

的正極，所以a極的電勢高于b極的電勢，A選項錯誤；

B.b電極CH3co失去電子生成HCO3，電極反應式為：CH3coO+4H2O-8e=2HCO3+9H+,生成的H+

可以通過質(zhì)子交換膜進入a電極區(qū)，其物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量相同，在正極上，遷移的氫離子中只

能有一半的被電極反應所消耗，從而導致a極區(qū)溶液pH減小，B選項正確；

C.據(jù)圖可知，該裝置是燃料電池，能使用同種電極材料，C選項錯誤；

D.根據(jù)上述分析可知，b電極CH3cOCT失去電子生成HC03,電極反應式為：

+

CH3COO+4H2O-8e=2HC0?+9H,D選項正確；

答案選BDo

8.（山東省淄博市2020屆高三下學期第二次網(wǎng)考）一種水基二次電池原理如下式，電解液為含ZM+的水

放電

溶液，該電池可用于電網(wǎng)貯能。xZn+Zno二5V2O5.yFhOq2Zno.25V205.zH2O+(y-z)H2O。下列說法正

確的是

層狀ZnwVQuyHQ

A.放電時，Zn?+脫離插層

B.放電時，溶液中Zi?+濃度一直減小

C.充電時，電子由Zn025V2。5+凡0層經(jīng)電解質(zhì)溶液流向Zno0+xVzOsNH2。層

2+

D.充電時，陽極反應為：Zno.25V205.zH20+(y-z)H20-2xe=Zno.25V205.yH2O+xZn

【答案】D

【解析】A.放電時，利用原電池