选择题满分策略 第一篇 专题六 电化学基础复习题
1．(2017·全国卷Ⅰ，11)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
答案 C
解析 钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。
2．(2017·全国卷Ⅱ，11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
答案 C
解析 A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。
3．(2017·全国卷Ⅲ，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )
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A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
答案 D
解析 A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li＋移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8→Li2S8→ Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极方程式为Li－e－===Li＋，当外电路中流过0.02 mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol，其质量为0.14 g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能力，正确；D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li2Sx16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量会越来越少，错误。
角度一 原电池原理和化学电池
1．构建原电池模型，类比分析原电池工作原理
构建如图Zn—Cu—H2SO4原电池模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断原电池的正、负极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确书写电极反应式和电池总反应式，掌握原电池的工作原理。
2．化学电源中电极反应式书写的思维模板
(1)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。
(2)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。
(3)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
注意 ①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境中结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得较难写出的另一极的电极反应式。
3．有关原电池解题的思维路径
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例1 (2016·全国卷Ⅱ，11)Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
[解题思路]
解析 根据题意，Mg—海水—AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，正确；B项，正极反应式为2AgCl＋2e－===2Cl－＋ 2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正确。
答案 B
例2 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，其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法错误的是( )
A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
B．放电时，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
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
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[解题思路] 结合原电池结构，明确原电池的工作原理，结合总反应方程式判断电极及电极反应式是解本题的关键。解答时注意结合装置图和题干信息分析判断。
解析 因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以Li＋透过固体电解质向Cu极移动，A正确；由总反应方程式可知Cu2O中Cu元素化合价降低，被还原，正极反应式应为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－，B错误；放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，C正确；由C项分析知，Cu先与O2反应生成Cu2O，放电时Cu2O重新生成Cu，则整个反应过程中，Cu相当于催化剂，O2为氧化剂，D正确。
答案 B
1．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
答案 C
解析 A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的 c(SO)不变，错误；C项，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。
2．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
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A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
答案 A
解析 由电池结构图可知，在正极上氧气得到电子发生还原反应，与移向正极的H＋反应生成水，A错误；微生物在反应中促进葡萄糖的氧化，即促进了电子的转移，B正确；利用原电池工作原理知，质子可通过质子交换膜由负极区移向正极区，C正确；该电池的总反应为葡萄糖发生氧化反应生成二氧化碳和水，D正确。
3．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。下列有关说法正确的是( )
A．外电路的电流方向是由a极流向b极
B．电池正极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
C．可用水代替电池中的混合有机溶剂
D．每转移0.1 mol电子，理论上消耗Li的质量为3.5 g
答案 B
解析 Li是负极，MnO2是正极，且Li是活泼金属，能与水直接反应。
4．一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( )
A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子
B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O
C．电池工作时，CO向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO
答案 D
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解析 A项，H4→O，则该反应中每消耗1 mol CH4转移6 mol电子，错误；该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为O2＋4e－＋2CO2===2CO，正确。
[新题预测]
5．科学家设想，N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A．通入N2的电极发生的电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH
B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸
C．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极
D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl
答案 C
解析 A项，该电池的原理是合成氨，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH，正确；B项，反应过程中，H＋不断被消耗，pH变大，需要加入盐酸，正确；C项，该装置是原电池装置，电流由正极通过外电路流向负极，即由通入氮气的电极沿外电路流向通入氢气的电极，错误；D项，通入H2的电极为负极，A为NH4Cl，正确。
6．为了强化安全管理，某油库引进一台空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说法不正确的是( )
A．石墨电极作正极，发生还原反应
B．铂电极的电极反应式：C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋
C．H＋由质子交换膜左侧向右侧迁移
D．每消耗5.6 L O2，电路中通过1 mol电子
答案 D
解析 由图像知，石墨电极通入O2，发生还原反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A项不符合题意。铂电极上发生氧化反应，电极反应式为C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋
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，B项不符合题意。在原电池中，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，C项不符合题意。由于没有指明反应温度和压强，不能通过体积计算O2的物质的量，也就无法确定转移电子的物质的量，D项符合题意。
7．最新发明的一种有望用在电动汽车上的锂—硫电池装置如图所示，用有机聚合物作电解质，已知放电时电池反应为Li2S6＋10Li===6Li2S。下列说法正确的是( )
A．放电时，Li＋向负极移动
B．充电时，阳极质量减小，阴极质量增加
C．放电时，正极的电极反应为S－10e－===6S2－
D．可用LiCl水溶液代替聚合物电解质
答案 B
解析 在原电池中，阳离子向正极迁移，A项错误。充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为6S2－－10e－===S，阴极发生还原反应，电极反应式为Li＋＋e－===Li，B项正确。放电时，正极发生还原反应，电极反应式为S＋10e－===6S2－，C项错误。由于Li是活泼金属，能与水发生剧烈反应，D项错误。
角度二 电解原理及应用
1．构建电解池模型，类比分析电解基本原理
构建如图电解CuCl2溶液模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断电解池的阴、阳极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式，掌握电解基本原理。
2．“六点”突破电解应用题
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(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。
(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
(3)注意放电顺序。
(4)书写电极反应式，注意得失电子守恒。
(5)正确判断产物
①阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)>含氧酸根>F－。
②阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋> Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。
(6)恢复原态措施
电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。
例1 (2016·全国卷Ⅰ，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成
[思维导图]
解析 电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO离子向正极区移动，Na＋
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向负极区移动，正极区水电离的OH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H＋发生还原反应生成氢气，OH－留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B项正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的O2生成，D项错误。
答案 B
例2 用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，CN－与阳极产生的ClO－反应生成无污染的气体，下列说法不正确的是( )
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
解析 阳极产生ClO－，发生的反应为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，所以阳极一定是石墨电极而不是铁电极，A、B两项正确；阴极是H＋得电子产生H2，C项正确；溶液的pH为9～10，显碱性，因而除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋2OH－===N2↑＋2CO＋5Cl－＋H2O，D项错误。
答案 D
1．根据如图判断，下列说法正确的是( )
A．甲电极附近溶液pH会升高
B．甲极生成氢气，乙极生成氧气
C．当有0.1 mol电子转移时，乙电极产生1.12 L气体
D．图中b为阴离子交换膜、c为阳离子交换膜，利用该装置可以制硫酸和氢氧化钠
答案 D
解析 甲为阳极，放氧生酸，电极附近H＋浓度增大；乙为阴极，产生H2；C项未指明标准状况，错。
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2．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A．装置①中阳极上析出红色固体
B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连
C．装置③中外电路电子由a极流向b极
D．装置④中所连的X是外接电源的正极
答案 C
解析 电解CuCl2溶液时，阳极产生氯气，阴极析出红色的铜，A项错误；电镀时，镀层金属作阳极，连电源的正极，待镀铁制品作阴极，连电源的负极，B项错误；装置③中，通入氢气的a极是负极，通入氧气的b极是正极，在外电路中，电子由a极经电流表流向b极，C项正确；装置④是利用电解原理防腐，钢闸门应是被保护的电极，为阴极，所连的X电极是外接电源的负极，D项错误。
3．工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化SO2(A、B均为惰性电极)。下列说法正确的是( )
A．A电极接电源的正极
B．A极区溶液的碱性逐渐增强
C．本装置中使用的是阴离子交换膜
D．B极的电极反应式为SO2＋2e－＋2H2O===SO＋4H＋
答案 B
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解析 由HSO生成S2O，发生还原反应，A电极为阴极，接电源负极，A项错误；阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O，碱性增强，B项正确；阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，离子交换膜应使H＋通过，应为阳离子交换膜，C项错误；B电极为阳极，发生的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，D项错误。
[新题预测]
4．储氢合金表面镀铜过程中发生的反应为Cu2＋＋2HCHO＋4OH－===Cu＋H2↑＋2H2O＋2HCOO－。下列说法正确的是( )
A．阴极发生的电极反应只有Cu2＋＋2e－===Cu
B．镀铜过程中化学能转变为电能
C．合金作阳极，铜作阴极
D．电镀过程中OH－向阳极迁移
答案 D
解析 A项，阴极上还会析出氢气，发生的电极反应还有2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，错误。B项，利用电解原理在合金表面镀铜，是将电能转化为化学能，错误。C项，合金作阴极，铜作阳极，错误。D项，阳极反应式为HCHO－2e－＋3OH－===HCOO－＋2H2O，OH－向阳极迁移，并在阳极上发生反应，正确。
5．纳米氧化亚铜在制作陶瓷等方面有广泛应用。利用电解的方法可得到纳米Cu2O，电解原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A．b极为负极
B．铜极的电极反应式为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O
C．钛极附近逸出O2
D．每生成1 mol Cu2O，理论上有2 mol OH－从离子交换膜左侧向右侧迁移
答案 C
解析 A项，铜为阳极，钛为阴极，阴极与负极相连，所以b极为负极，不符合题意。B项，铜极上发生氧化反应生成氧化亚铜，不符合题意。C项，钛极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，符合题意。D项，左侧生成OH－，右侧消耗OH－，且每生成1 mol Cu2O时，消耗2 mol OH－，为维持电荷平衡，则理论上有2 mol OH－从离子交换膜左侧向右侧迁移，不符合题意。
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6．常温下，将物质的量浓度相等的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液的pH随时间t的变化曲线如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．A点对应溶液pH小于7，因为Cu2＋水解使溶液显酸性
B．整个电解过程中阳极先产生Cl2，后产生O2
C．BC段对应的电解过程阳极产物是Cl2
D．CD段对应的电解过程电解的物质是水
答案 C
解析 根据图像，AB段对应的电解过程阳极产物为Cl2、阴极产物为Cu；BC段对应的电解过程阳极产物为O2、阴极产物为Cu；CD段对应的电解过程阳极产物为O2、阴极产物为H2；CuSO4水解，溶液呈酸性，A点对应溶液pH小于7，A项说法正确；根据阳极放电顺序，整个过程中阳极上Cl－先放电，产生Cl2，H2O后放电，产生O2，B项说法正确；阳极先产生Cl2，后产生O2，BC段对应的电解过程溶液pH减小，阳极电解H2O，阳极产物是O2，阴极产物为Cu，C项说法错误；CD段对应的电解过程溶液pH下降速率减小，为电解H2O，阳极产物为O2、阴极产物为H2，D项说法正确。
角度三 电化学原理的综合判断
1．金属腐蚀原理及防护方法总结
(1)常见的电化学腐蚀有两类：
①形成原电池时，金属作负极，大多数是吸氧腐蚀；
②形成电解池时，金属作阳极。
(2)金属防腐的电化学方法：
①原电池原理——牺牲阳极的阴极保护法：与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。
注意：此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。
②电解池原理——外加电流的阴极保护法：被保护的金属与电池负极相连，形成电解池，作阴极。
2．可充电电池的反应规律
(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。
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(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
(3)可充电电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连接电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为负连负，正连正。
3．“串联”类电池的解题流程
例1 (2016·全国卷Ⅲ，11)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是( )
A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小
C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)
[解题思路] 充电时应用电解原理，阳离子向阴极运动，阴离子向阳极运动；从方程式的角度看是已知反应，逆向进行。
放电时应用原电池原理，Zn为负极，O2在正极得电子，应用电子守恒可判断D项。
解析 A项，充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应方程式为2Zn(OH)2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，所以电解质溶液中c(OH－)逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2＋将与OH－结合生成Zn(OH)，正确；D项，O2～4e－，故电路中通过2 mol电子，消耗氧气0.5 mol，在标准状况下体积为11.2 L，错误。
答案 C
例2 (2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。
实验一
实验二
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装置
现象
a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
[解题思路] 根据实验一装置的宏观现象，可推测实验一装置的变化符合两个电解池串联，类比实验一，溶液中的铜珠也可看作导体，左右两测看作两个电极，则实验二装置为三个电解池串联，应用活泼电极的电解原理，分析判断各项，得出正确答案。
解析 实验一可以看作两个电解池串联，a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极。a、d均为阴极，溶液中的阳离子即水中的H＋放电生成H2和OH－，试纸变蓝，A正确；b为阳极，b处变红，说明有H＋生成，即水中的OH－放电生成O2和H2O，局部褪色，说明Cl－放电生成Cl2，溶于水中生成HCl和HClO，HClO的漂白性使局部褪色，B错误；c处铁作阳极，活性电极作阳极，优先失电子：Fe－2e－===Fe2＋，C正确；由实验一原理，可知实验二中形成3个电解池(1个球的两面为阴、阳两极)，m为阴极，相当于电镀铜原理，m处有铜析出，D正确。
答案 B
1．某同学组装了如图所示的电化学装置。电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则( )
A．电流方向：电极Ⅳ→→电极Ⅰ
B．电极Ⅰ发生还原反应
C．电极Ⅱ逐渐溶解
D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu
答案 A
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解析 根据原电池的构成原理可知，电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，电极Ⅲ为阳极，电极Ⅳ为阴极。电子流向为电极Ⅰ→→电极Ⅳ，故电流方向为电极Ⅳ→→电极Ⅰ，A正确；电极Ⅰ为负极，发生氧化反应，B错误；电极Ⅱ为正极，Cu2＋被还原得到Cu，C错误；电极Ⅲ为阳极，发生反应：Cu－2e－===Cu2＋，D错误。
2．如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有足量饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是( )
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体
答案 B
解析 K1闭合，该装置为原电池，根据原电池原理，铁棒为负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，石墨棒为正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，所以A错误，B正确；K2闭合则为电解池装置，根据电解原理，铁棒为阴极，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C错误；电解饱和NaCl溶液，当电路中有0.002 mol电子通过时，阴、阳两极分别产生H2、Cl2，二者的物质的量均为0.001 mol，D错误。
3．对如图装置(铁的防护)的分析正确的是( )
A．甲装置是牺牲阳极的阴极保护法
B．乙装置是牺牲阳极的阴极保护法
C．一段时间后甲、乙装置中pH均增大
D．甲、乙装置中铁电极的电极反应式均为2H＋＋2e－===H2↑
答案 B
29
解析 A项，甲装置中C为阳极，阳极上氯离子失电子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子，属于外加电流的阴极保护法，故A错误；B项，乙装置中Zn为负极，Fe为正极，正极上氧气得电子，Fe不参加反应，Fe被保护，所以是牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；C项，甲装置中电解氯化钠生成氢氧化钠，溶液的pH增大，乙装置中负极Zn失电子，正极氧气得电子，最终生成氢氧化锌，溶液的pH几乎不变，故C错误；D项，乙中正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以Fe电极上没有氢气生成，故D错误。
4．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x＜1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )
A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C．充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
答案 C
解析 A项，原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B项，放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，正确；C项，充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，错误；D项，充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，正确。
[新题预测]
5．一种高能纳米级Fe3S4和镁的二次电池，其工作原理为Fe3S4＋4Mg3Fe＋4MgS，装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A．放电时，镁电极为负极
B．放电时，正极的电极反应式为Fe3S4＋8e－===3Fe＋4S2－
C．充电时，阴极的电极反应式为MgS＋2e－===Mg＋S2－
D．充电时，S2－通过阴离子交换膜从左侧向右侧迁移
答案 D
解析 二次电池放电时为原电池原理，充电时为电解池原理。放电时Mg转化为MgS，化合价升高，故为负极，则Fe3S4为正极，其电极反应式为Fe3S4＋8e－===3Fe＋4S2－，因此A、B两项正确；充电时，MgS转化为Mg，故为阴极，其电极反应式为MgS＋2e－===Mg＋S2－，因此C项正确；充电时，阴离子向阳极移动，则S2－通过阴离子交换膜从右侧向左侧迁移，故D项错误。
6．肼(分子式为N2H4，又称联氨)具有可燃性，在氧气中完全燃烧生成氮气，可用作燃料电池的燃料。
29
由题图信息可知下列叙述不正确的是( )
A．甲为原电池，乙为电解池
B．b电极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－
C．d电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
D．c电极质量变化128 g时，理论消耗标准状况下的空气约为112 L
答案 B
解析 由题图信息可知，甲为乙中的电解提供能量，A项不符合题意；水溶液中不可能存在O2－，B项符合题意；d电极与负极相连，发生还原反应，生成Cu，C项不符合题意；铜质量减少128 g，减少的物质的量为2 mol，故转移 4 mol电子，由N2H4＋O2===N2＋2H2O可知，N元素的化合价由－2升高到0，故转移4 mol电子时，参与反应的O2的物质的量为1 mol，即消耗空气的物质的量约为＝5 mol，即标准状况下的体积为5 mol×22.4 L·mol－1＝112 L，D项不符合题意。
7．在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀，原理简化如图所示。则下列有关说法中不正确的是( )
A．原理图可理解为两个串联电解装置
B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色
C．溶液中铁丝左端的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)
答案 C
解析 题中原理图可理解为两个串联的电解装置，A项不符合题意。左侧铁棒为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，铁丝左侧为阴极，氢离子在阴极放电生成氢气，同时有OH－生成，亚铁离子与OH－结合，产生少量白色沉淀，随后被氧化为灰绿色，B项不符合题意、C项符合题意。
29
高考12题逐题特训
A组
1．如图所示的装置中，金属片紧贴着滤纸，下列判断错误的是( )
A．两处的锌片均发生氧化反应
B．左侧铜片上的电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．阳离子移动方向分别由②→①、③→④
D．最先观察到红色的区域是④
答案 C
解析 左边是原电池，锌作负极被氧化，铜作正极，铜电极上发生吸氧腐蚀：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；右边是电解池，锌作阳极被氧化，铜作阴极2H＋＋2e－===H2↑使④处呈碱性(速率快于②)，A、D正确；左侧阳离子移动方向是由①→②，C错误。
2．某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是( )
A．石墨电极与直流电源负极相连
B．用湿润的KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色
C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na＋向石墨电极迁移
D．铜电极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑
答案 D
解析 设计本装置的目的是探究氯碱工业原理，也就是电解氯化钠溶液，故铜电极只能作阴极，应连接电源的负极，A项错误；铜电极上得到的产物是氢气，没有生成Cl2，无法使湿润的KI淀粉试纸变蓝色，B项错误；铜电极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，H＋放电过程中，大量OH－在铜电极附近产生，Na＋向铜电极迁移，C项错误，D项正确。
3．“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
29
A．电池反应中有NaCl生成
B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C．正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－
D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
答案 B
解析 结合蓄电池装置图，利用原电池原理分析相关问题。A项，负极反应式为Na－e－===Na＋，正极反应式为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有NaCl生成；B项，电池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C项，正极上NiCl2发生还原反应，电极反应式为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D项，钠在负极失电子，被氧化生成Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移动。
4．下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d。符合上述实验结果的盐溶液是( )
选项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
AgNO3
Pb(NO3)2
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
CuSO4
AgNO3
答案 D
解析 根据装置图分析a、b、c、d依次为阳极、阴极、阳极、阴极，结合电解原理，溶液中离子的放电顺序分析判断电极反应，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，说明溶液中金属离子在阴极析出金属单质。A项中b极不能析出金属单质；C项中d极不能析出金属单质，故A、C均不符合题意；B、D项中依据电子守恒2Ag～Cu～Pb，2 mol Ag为216 g,1 mol
29
Cu、Pb的质量分别为64 g、207 g，依据增重b＜d，知只有D正确。
5．Al—H2O2电池功率大，可作为许多机械的动力电池，其结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．铝作负极，电池工作时将不断溶解
B．该电池不是二次电池，不可充电
C．碳纤维电极的电极反应是H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O
D．电池工作时OH－从碳纤维电极透过离子交换膜移向Al电极
答案 C
解析 该电池的负极为铝，正极是碳纤维，A项正确；该电池不是二次电池，不能充电，B项正确；电解质溶液为KOH溶液，电极反应式中应无H＋，C项错误；电池工作时，阴离子移向负极，D项正确。
6．镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是( )
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
答案 A
解析 放电时Cd的化合价升高，Cd作负极，Ni的化合价降低，NiOOH作正极，则充电时Cd(OH)2作阴极，Ni(OH)2作阳极，电极反应式为 Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，A对；充电过程是电能转化为化学能的过程，B错；放电时负极电极反应式为Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，Cd电极周围的OH－浓度下降，C错；放电时OH－向负极移动，D错。
7．用如图所示装置处理含NO的酸性工业废水，某电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2＋6H2O，则下列说法错误的是( )
29
A．电源正极为A，电解过程中有气体放出
B．电解时H＋从质子交换膜左侧向右侧移动
C．电解过程中，右侧电解液pH保持不变
D．电解池一侧生成5.6 g N2，另一侧溶液质量减少18 g
答案 C
解析 A项，根据题意，与B极相连的电极反应为2NO＋12H＋＋10e－===N2＋6H2O，作电解池的阴极，故B为负极，则A为正极，溶液中的OH－放电，生成O2，正确；B项，电解时，左侧阳极室OH－发生反应，剩余了H＋，故H＋从质子交换膜左侧向右侧移动，正确；C项，在电解过程中，H＋从质子交换膜左侧向右侧移动，故电解液的酸性增强，pH减小，错误；D项，电解池一侧生成5.6 g N2，转移的电子的物质的量为2 mol，故另一侧发生反应的水的物质的量为1 mol，溶液质量减少18 g，正确。
8．如图a、b、d均为石墨电极，c为Mg电极，通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是( )
A．向甲中加入适量Cu(OH)2，溶液组成可以恢复
B．电解一段时间，乙溶液中会产生白色沉淀
C．当b极增重3.2 g时，d极产生的气体体积为1.12 L
D．甲中b极上的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
答案 B
解析 甲中CuSO4足量，电解过程中溶液减少的是“O”和“Cu”，应补CuO，A错；B项，c电极Mg－2e－===Mg2＋，d电极水电离的H＋放电产生H2，剩余OH－，溶液显碱性，因而会产生Mg(OH)2白色沉淀；C项未指明标准状况，无法计算；D项，b极为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu。
B组
1．我国科学家设计出的一种装置(如图所示)，实现了“太阳能→电能→化学能”的转化，总反应为2CO2===2CO＋O2。下列有关说法正确的是( )
29
A．该装置属于原电池
B．人体呼出的水蒸气参与Y极反应：CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－
C．反应完毕，该太阳能装置中的电解质溶液碱性增强
D．X极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
答案 B
解析 该装置实现了太阳能→电能→化学能的转化，而将电能转化为化学能属于电解池，A项错误；由图可知Y极发生的是得电子的反应，人体呼出的气体中含有CO2和H2O，B项正确；由得失电子守恒原理知，X极消耗的OH－总量等于Y极生成的OH－总量，即电解质溶液的碱性没有改变，C项错误；从电子的流向看，X电极失去电子，故X电极是负极，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，D项错误。
2．锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．该电池放电时，正极的反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
B．该电池充电时，阴极发生了氧化反应：Li＋＋e－===Li
C．电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替
D．正极区产生的LiOH可回收利用
答案 D
解析 正极的反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A项错误；电池充电时，阴极发生还原反应，B项错误；有机电解液不能用稀盐酸代替，因为金属锂与稀盐酸能发生反应，C项错误。
3．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是( )
A．a为直流电源的负极
B．阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋e－===S2O＋2H2O
C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋
D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室
答案 C
29
解析 由装置左侧反应可知，电极上SO2发生反应后生成H2SO4，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，为电解池的阳极，故a极为电源的正极，A项错误，C项正确；在阴极上HSO得电子生成S2O，根据两者中S的化合价可知，1 mol HSO得到1 mol电子，B项错误；电解池中H＋由阳极室通过阳离子交换膜进入到阴极室，D项错误。
4．(2015·浙江理综，11)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．X是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
答案 D
解析 根据图示可知，X极的产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X极为电源的负极，A项正确；根据题意，电解质为固体金属氧化物时可以传导O2－，故在阴极上发生的反应为H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－，B项正确；根据电极产物及电极反应可知，该反应的总化学方程式为H2O＋CO2H2＋CO＋O2，C项正确；根据电解总反应的化学方程式可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为2∶1，D项错误。
5．铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理，按照如图所示装置连接，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是( )
A．电解时，电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极
B．在电解过程中，H＋向铝片移动，SO向铅片移动
C．电解过程阳极周围溶液的pH下降
29
D．电解的总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
答案 C
解析 A项中电子流出方向错；B项，H＋(阳离子)向阴极(铅片)移动，阴离子向阳极移动，错；C项，阳极的电极反应为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋，产生H＋，因而pH下降；D项，该电池反应的目的是制氧化膜，因而主要反应不能生成Al3＋。
6．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图装置①。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。下列叙述不正确的是( )
A．该燃料电池负极发生的电极反应为N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O
B．用该燃料电池作为装置②的直流电源，产生1 mol Cl2至少需要通入0.5 mol N2H4
C．该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触
D．该燃料电池中，电子从右侧电极经过外电路流向左侧电极，溶液中OH－则迁移到左侧
答案 D
解析 A项，通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，故A正确；B项，电解氯化铜生成氯气的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，生成1 mol氯气转移2 mol电子，燃料电池中的负极反应为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，则转移2 mol电子，消耗0.5 mol的N2H4，故B正确；C项，因为电池中电极上有气体参与的反应，所以采用多孔导电材料，可以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触，故C正确；D项，电子从左侧电极经过外电路流向右侧电极，故D错误。
7．利用下图装置进行实验，甲、乙两池中均为1 mol·L－1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始时先闭合K1，断开K2。一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池，电流表指针偏转(Ag＋浓度越大氧化性越强)。下列说法不正确的是( )
29
A．闭合K1，断开K2后，A电极增重
B．闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度上升
C．断开K1，闭合K2后，NO向B电极移动
D．断开K1，闭合K2后，A电极发生氧化反应
答案 C
解析 闭合K1，断开K2，构成电解池，阴极(A)析出银，质量增加，阳极(B)溶解使银离子浓度增大，甲池中NO移向乙池，A、B正确；断开K1，闭合K2后形成原电池，乙池银离子浓度大，氧化性强，故B为正极，A为负极，阴离子向负极移动，A极发生氧化反应，C错误，D正确。
8．电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．通入甲烷的石墨电极的电极反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O
C．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量工业用食盐
D．若左池石墨电极产生44.8 L(标准状况)气体，则消耗1.0 mol甲烷
答案 D
解析 右池中充入甲烷的一极为原电池的负极，充入空气的一极为原电池的正极，故左池中Fe电极为阳极，石墨电极为阴极，Fe电极发生失电子的氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，A项正确；原电池的负极发生氧化反应，B项正确；食盐(NaCl)是易溶的离子化合物，加入食盐可使溶液的导电能力增强，C项正确；电解池中石墨电极(阴极)上阳离子(即酸性污水中的H＋)发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，n(e－)＝2n(H2)＝2×＝4 mol，而每消耗1 mol CH4，转移8 mol e－，D项错误。
C组
1．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
29
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu—Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn—MnO2干电池放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
答案 B
解析 插入海水中的铁棒，靠近水面的部分(有氧气)腐蚀严重，A错误；图b中，开关由M改置于N时，Cu—Zn作正极，Cu—Zn合金的腐蚀速率减小，B正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt上放出，C错误；图d中干电池放电时MnO2发生还原反应，体现锌的还原性，D错误。
2．下图是利用盐桥电池从某些含碘物质中提取碘的两个装置：
下列说法中正确的是( )
A．两个装置中，石墨Ⅰ和石墨Ⅱ均作负极
B．碘元素在装置①中被还原，在装置②中被氧化
C．装置①中MnO2的电极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－===Mn2＋＋4OH－
D．装置①、②中的反应生成等量的I2时，导线上通过的电子数之比为1∶5
答案 D
解析 装置①中石墨Ⅰ区的NaI生成I2是失去电子的过程，故石墨Ⅰ作负极，装置②中石墨Ⅱ区的NaIO3生成I2是得到电子的过程，故石墨Ⅱ作正极，A项错误；装置①中碘元素的化合价升高，被氧化，装置②中碘元素的化合价降低，被还原，B项错误；在装置①中，电解质溶液为酸性溶液，不可能生成OH－，C项错误；2I－→I2，生成1 mol I2时转移2 mol e－，由装置②可知，2IO→I2，生成1 mol I2时转移10 mol e－，所以当生成等量的I2
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时，转移电子数之比为1∶5，D项正确。
3．厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，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，乳酸的摩尔质量为90 g·mol－1)。下列有关说法中正确的是( )
A．阳极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．H＋从阳极通过阳离子交换膜向阴极移动
C．A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
D．400 mL 10 g·L－1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 g·L－1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为4.48 L
答案 C
解析 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。阴极区A－移向浓缩室，阳极区H＋移向浓缩室，得到浓乳酸溶液，增加的乳酸的物质的量为＝0.6 mol，所以产生H2的体积(标准状况)为×22.4 L·mol－1＝6.72 L。
4．(2017·临沂一模)研究人员研制出一种可快速充放电的超性能铝离子电池，Al、Cn为电极，有机阳离子与阴离子(AlCl、Al2Cl)组成的离子液体为电解质。如图为该电池放电过程示意图。下列说法错误的是( )
A．充电时，Al作阴极，Cn作阳极
B．充电时，每生成1 mol铝，同时消耗4 mol Al2Cl
C．放电时，电解质中的有机阳离子向铝电极方向移动
D．放电时，正极反应式为Cn[AlCl4]＋e－===Cn＋AlCl
答案 C
解析 充电时，Al作阴极，Cn作阳极，A项正确；由图可知，充电时阴极发生反应：4Al2Cl＋3e－===7AlCl＋Al，则每生成1 mol铝，同时消耗4 mol Al2Cl，B项正确；放电时，Cn
29
作正极，原电池电解质中的有机阳离子向Cn电极方向移动，C项错误；放电时，正极反应式为Cn[AlCl4]＋e－===Cn＋AlCl，D项正确。
5．某充电宝锂离子电池的总反应为xLi＋Li1－xMn2O4LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为NiOOH＋MHM＋Ni(OH)2(M为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是( )
A．锂离子电池放电时Li＋向正极迁移
B．镍氢电池放电时，正极的电极反应式：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
C．如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电
D．锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：LiMn2O4－xe－===Li1－xMn2O4＋xLi＋
答案 D
解析 锂离子电池放电时阳离子移向正极，所以Li＋向正极迁移，A项正确；镍氢电池放电时，正极发生还原反应，正极的反应式为NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，B项正确；题图表示锂离子电池为放电过程，而镍氢电池为充电过程，即用锂离子电池给镍氢电池充电，C项正确；锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：Li＋＋e－===Li，D项错误。
6．H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错误的是( )
A．M室发生的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
B．N室中：a%＜b%
C．b膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸
D．理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6 L气体
答案 D
解析 制备原理是原料室中[B(OH)4]－通过阴膜(b膜)进入产品室，M室中石墨电极上H2O放电产生O2和H＋，H＋通过阳膜(a膜)进入产品室，H＋＋[B(OH)4]－===H3BO3＋H2O；原料室中的Na＋通过阳膜(c膜)进入N室，N室中石墨电极H2O放电产生H2和OH－，因而N室中NaOH溶液会增大。
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7．利用电解原理净化含有机物的废水，其原理是：在电解条件下将较低价态的金属离子(Co2＋)氧化成较高价态的金属离子(Co3＋)，利用较高价态的金属离子将废水中的有机物氧化成CO2。装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．锌极为负极，发生氧化反应
B．石墨极上发生的电极反应式为Co2＋－e－===Co3＋
C．电解过程中，阴极附近溶液pH减小
D．氧化1 mol HCHO时电路中至少转移3 mol电子
答案 B
解析 根据图示知，锌为阴极、石墨为阳极，阴极发生还原反应，A项错误；石墨极发生氧化反应，电极反应式为Co2＋－e－===Co3＋，B项正确；锌极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阴极附近的电解质溶液pH增大，C项错误；4Co3＋＋HCHO＋H2O===CO2↑＋4H＋＋4Co2＋，氧化1 mol HCHO时至少要转移4 mol电子，D项错误。
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