专项07 化学不定项选择题之电化学-2021年新高考复习化学阶段性新题精选专项特训（山东专用 3月期）（解析版）

2021 年新高考复习化学阶段性新题精选专项特训（山东专用·3 月期） 专项七 化学不定项选择题之电化学 1．（2021·北京昌平区·高三期末）科学家研制出一种“一分钟充满电”的新型铝离子电池，该电池以铝和石墨 为电极材料，以 AlCl 4 - 和有机阳离子为电解质溶液，其工作原理如图所示。 下列说法不正确．．．的是( ) A．放电时，Al 为负极，石墨为正极 B．放电时，负极反应：Al-3e-+7AlCl 4  =4Al2Cl 7  C．充电时，石墨电极发生氧化反应 D．充电时，有机阳离子向石墨电极方向移动 【答案】D 【详解】 A．放电时，铝是活泼的金属铝是负极，不活泼石墨为正极，故 A 正确； B．放电时负极发生氧化反应生成铝离子，铝离子与 AlCl 4  结合生成 Al2Cl 7  ，所以电极反应式为： Al-3e-+7AlCl 4  =4Al2Cl 7  ，故 B 正确； C．放电时，铝是活泼的金属铝是负极，不活泼石墨为正极；充电时，铝为阴极，石墨为阳极，阳极发生氧 化反应，故 C 正确； D．充电时，铝为阴极，石墨为阳极，有机阳离子向阴极方向移动，故 D 错误； 故选 D。 2．（2021·山东滨州市·高三一模）科学家以石墨烯为电极材料，设计出一种处理工业尾气中 3NH 的新方案， 其原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．装置工作时 H 向阳极迁移，在阳极上发生氧化反应 B．阴极区发生的反应有 3 2Fe e Fe=   ， 2 3 2 24Fe O 4H =4Fe 2H O     C．该过程的总反应方程式为 3 2 2 24NH +3O 2N +6H O 通电 D．电路中每转移 0.3mol e ，理论上需补充 30.3mol Fe  【答案】BC 【分析】 由图示知，该方案为电解原理的应用，右侧电极上 NH3 失电子转化为 N2，故右侧为阳极，对应电极反应为： 2NH3-6e-=N2+6H+，产生氢离子移向左侧阴极，阴极上 Fe3+得电子生成 Fe2+，Fe2+与 O2 反应再生 Fe3+，循环 使用。 【详解】 A．由分析知，H+移向左侧阴极，A 错误； B．阴极区 Fe3+在电极表面得电子生成 Fe2+，发生反应 Fe3++e-=Fe2+，Fe2+与 O2 反应再生 Fe3+，即发生反应 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，B 正确； C．由图示知，Fe2+/Fe3+起催化剂作用，故过程总反应为：4NH3+3O2 通电 2N2+6H2O，C 正确； D．由图示知，Fe3+可通过 Fe2+与 O2 反应再生，理论上不需要补充，D 错误； 故答案选 BC。 3．（2021·渝中区·高三月考）2020 年 3 月 29 日，全球新能源汽车领导者比亚迪宣布正式推出 “刀片电池”。“刀片电池”是将传统磷酸铁锂电池电芯加长，使单个电芯形状扁平、窄小，再通过多个“刀片” 捆扎形成模组，通过少数几个大模组的组合成电池。“刀片电池”放电时结构如图，正极反应为 Li1-xFePO4＋ xe－＋xLi＋=LiFePO4，下列说法错误的是 A．放电时 Li＋通过聚合物隔膜往正极迁移 B．充电时，阴极反应为 Li1-xC6＋xe－＋xLi＋=LiC6 C．充电时，锂离子在阳极脱嵌；放电时，锂离子在正极脱嵌 D．用该电池电解精炼铜，当转移电子 1.25 mol 时能得到精铜 32 g，则电子利用率为 80％ 【答案】C 【详解】 A．磷酸铁锂电池放电时，负极反应：LiC6－xe－=xLi＋＋Li1−xC6，正极反应：Li1−xFePO4＋xe－＋xLi＋=LiFePO4； 充电时，阳极反应式：LiFePO4－xe－=Li1−xFePO4＋xLi＋，阴极反应式：Li1−xC6＋xLi＋＋xe－=LiC6，放电时阳 离子往正极迁移，故 A 正确； B．充电时为电解池，阴极发生还原反应，电极反应式：Li1−xC6＋xLi＋＋xe－=LiC6，故 B 正确； C．脱嵌意思是锂从正极材料中出来的过程，充电时，阳极的电极材料产生锂离子，电极反应式为 LiFePO4 －xe－=Li1−xFePO4＋xLi＋，放电时，负极材料产生锂离子，电极反应式为 LiC6－xe－=xLi＋＋Li1−xC6，则充电 时，锂离子在阳极脱嵌；放电时，锂离子在负极脱嵌，故 C 错误； D．用该电池电解精炼铜，当转移电子 1.25mol 时理论上能得到精铜1.25 2 mol=0.625mol 即 40g，而实际得 32g，则电子利用率为 80%，故 D 正确。 综上所述，答案为 C。 4．（2021·浙江温州市·高三开学考试）科学家设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池 的放电反应为 x n (1 x) 2 2Li C Li CoO LiC= oO nC  。NA 表示阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该电池用于电动汽车符合绿色化学观念 B．充电时，阳极反应为 - + 2 (1-x) 2LiCoO -xe =Li CoO +xLi ， +Li 由 B 极移向 A 极 C．该电池用惰性电极电解某电解质溶液时，发现两极只有 H2 和 O2 生成。则电解一段时间后，该溶液的浓 度可能不变 D．若初始两电极质量相等，当转移 4NA 个电子时，两电极质量差为 28g 【答案】D 【分析】 根据可充电电池的工作原理示意图中电子流向可知，A 为负极，B 为正极；充电时，A 为阴极，B 为阳极； 可充电电池的放电反应为 LixCn+Li（1-x）CoO2=LiCoO2+nC，则放电时正极反应为 Li（1-x）CoO2+xLi++xe-=LiCoO2， 充电时，原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，则反应为 LiCoO2-xe-=Li（1-x）CoO2+xLi+，由此分析解 答。 【详解】 A．汽车燃烧汽油等化石燃料，排放的汽车尾气含氮的氧化物，大量氮氧化物排放到空气中，电动汽车可有 效减少大气污染，该电池用于电动汽车符合绿色化学观念，故 A 正确； B．可充电电池的放电反应为 LixCn+Li（1-x）CoO2=LiCoO2+nC，则放电时正极反应为 Li（1-x） CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，充电时，原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，则反应为 LiCoO2-xe-=Li（1-x） CoO2+xLi+，阳离子由阳极 B 向阴极 A 移动，故 B 正确； C．两极只有 H2 和 O2 生成，应为电解水型的电解，电解时阳极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极反应为： 4H++4e-=2H2↑，可为电解含氧酸溶液、强碱溶液或活泼金属的含氧酸盐溶液，由于溶剂 H2O 减小，若电解 的溶液为饱和溶液，则浓度不变，故 C 正确； D．若初始两电极质量相等，当转移 4NA 个电子时，负极减少 4molLi 其质量为 28g，正极有 4molLi+迁入， 其质量为 28g，两电极质量差为 56g，故 D 错误； 故选：D。 5．（2021·江苏南通市·高三期末）一种锂电池的工作原理如下图所示，正极反应液可以在正极区和氧化罐间 循环流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8 可以将 Fe2＋氧化，自身被还原为 SO 2- 4 。下列关于该电池说法正确的 是 A．电池放电时将电能转化为化学能 B．放电时 Li＋由正极区移向负极区 C．放电时的负极反应为 Fe3＋＋e-=Fe2＋ D．氧化罐中反应的离子方程式为：2Fe2＋＋S2O 2- 8 =2Fe3＋＋2SO 2- 4 【答案】D 【详解】 A．电池放电是化学能变成电能，A 错误； B．放电时阳离子向正极移动，B 错误； C．放电时，负极失去电子，C 错误； D．根据题意，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8 可以将 Fe2＋氧化，自身被还原为 SO 2- 4 ，离子方程式为 2Fe2＋＋ S2O 2- 8 =2Fe3＋＋SO 2- 4 ，D 正确； 故选 D。 6．（2021·江苏连云港市·高三开学考试）利用脉冲电源(间歇性通入电流)电解废液中的 Pb2+实现 Pb 资源化利 用，其原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极 a 上反应为 2H++2e-=H2↑ B．电解总反应为 Cu+Pb2+ 电解 Pb+Cu2+ C．电解产生 1molPb，约有 6.02×1023 个阳离子透过阳离子交换膜 D．脉冲电源电解能提高电解效率，是因为阴极表面阳离子浓度回升 【答案】D 【分析】 该电解池电解废液中的 Pb2+得到 Pb，含 Pb 废水通入 b 电极区，Pb2+在 b 电极处放电生成 Pb，故 b 为阴极， 电极反应为 Pb2++2e-=Pb，a 为阳极，电极反应为 2H2O-4e-=O2  +4H+，总反应为 2Pb2++2H2O 电解 O2  +4H++2Pb。 【详解】 A．根据分析，电极 a 为阳极，反应为 2H2O-4e-=O2  +4H+，A 错误； B．根据分析，总反应为 2Pb2++2H2O 电解 O2  +4H++2Pb，B 错误； C．电解产生 1molPb，转移电子的物质的量为 2mol，阳极区的 Na+、H+均为+1 价离子，因此有 2mol 的阳 离子通过阳离子交换膜，C 错误； D．在电解过程中，离子浓度会迅速降低，采用脉冲电解，在断电间隙时间内，可以让阴、阳离子充分的移 动到阳极和阴极附近，离子浓度又会得到迅速恢复和补充，电极区相关离子浓度更大，有利于电解，D 正 确； 故选 D。 7．（2021·湖北高三开学考试）电解精炼铜的废液中含有大量的 Cu2+和 SO 2- 4 ，下图为用双膜三室电沉积法采 用惰性电极回收废液中铜的装置示意图。下列说法错误的是( ) A．电极 b 为阴极 B．a 极发生反应的电极反应式为 2Cl--2e-=Cl2↑ C．交换膜 n 为阴离子交换膜 D．若浓缩室得到 1L 0.5mol/L 的 Na2SO4 溶液，则阴极可回收 12.8g 铜(不考虑副反应) 【答案】D 【详解】 A．由题图可知，Na  与 2 4SO  透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知电极 b 为阴极，电极 a 为阳极， 故 A 正确； B．a 极为阳极，电极上 Cl 发生氧化反应生成 2Cl ，发生反应的电极反应式为 22Cl 2e Cl=   ，故 B 正 确； C．阴极区 2 4SO  通过交换膜 n 进入浓缩室，故交换膜 n 为阴离子交换膜，故 C 正确； D．若浓缩室得到 1 L 0.5 1mol L 的 2 4Na SO 溶液，则有 0.4 mol 2 4SO  进入浓缩室，电路上有 0.8 mol 电子 通过，可析出 0.4 mol Cu，其质量为 25.6 g，故 D 错误； 答案选 D。 8．（2021·辽宁沈阳市·高三一模）下图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为 2 2Na S 和 3NaBr ，放电后分别变为 2 4Na S 和 NaBr 。下列叙述正确的是( ) A．放电时，负极反应为 2 2 2 42S 2e =S   B．充电时，阳极反应为 2 2 2 4=2Na S 2e Na S 2Na   C．放电时， Na  经过离子交换膜，由 b 池移向 a 池 D．用该电池电解饱和食盐水，产生 22.24L H 时， b 池生成 2 417.40g Na S 【答案】AC 【分析】 放电前，被膜隔开的电解质为 2 2Na S (右罐)和 3NaBr (左罐)，则 2 2Na S 在负极失电子， 3NaBr 在正极得电子； 充电时，阴极为负极的逆反应，阳极为正极的逆反应，据此分析解答。 【详解】 A．负极 Na2S2 失电子，放电时，负极反应为 2 2 2 42S 2e =S   ，故 A 正确； B．充电时，阳极上 Br 失电子转化为 3Br ，则阳极的电极反应式为： 33Br 2e =Br   ，故 B 错误； C．电池放电时， 2 2Na S 和 3NaBr 反应，用电池的总反应方程式为： 2 2 3 2 42Na S NaBr Na S 3NaBr   ， Na  经过离子交换膜，由 b 池移向 a 池，故 C 正确； D．用该电池电解饱和食盐水，产生 22.24L H 时，此气体不是标准状况下的体积，无法进行换算，则 b 池 生成 2 4Na S 的质量不一定是17.40g ，故 D 错误； 答案选 AC。 9．（2021·山东潍坊市·高三一模）一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为 AlxCly 离子液 体， CuS 在电池反应后转化为 2Cu S和 2 3Al S 。下列说法正确的是( ) A．若 CuS 从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少 B．该电池放电时，正极反应为 2 7 2 2 3 46CuS 8Al Cl 6e 3Cu S Al S 14AlCl       C．为提高电池效率，可以向 CuS@C 电极附近加入适量 2 3Al S 水溶液 D．充电时电池负极的反应为 4 2 7Al 7AlCl 3e 4Al Cl     【答案】AB 【分析】 放电时，铝为负极，被氧化生成 ，电极方程式为 4 2 72Al 14AlCl 6e 8Al Cl     ，正极反应为： 2 7 2 2 3 46CuS 8Al Cl 6e 3Cu S Al S 14AlCl       ；充电时，是电解池：阳极方程式为 4 2 2 3 2 714AlCl 3Cu S Al S 6e 6CuS 8Al Cl      ；阴极反应为 2 7 48Al Cl 6e 2Al+14AlCl   。 【详解】 A．硫化铜反应后转化为硫化亚铜以及 ，且 ， ，化合价改变的只有 Cu，故硫化铜从电极 表面脱落，则电池单位质量释放电量减少，A 项正确； B．根据以上分析，B 项正确； C．如图所示，应加入 ，C 项错误； D．充电时，电极方程式为 4 2 72Al 14AlCl 6e 8Al Cl     ，D 项错误； 答案选 AB。 10．（2021·福建高三零模）一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是( ) A．使用碱性电解质水溶液 B．放电时，正极反应包括 3Mg2++MgS8 - 6e- =4MgS2 C．使用的隔膜是阳离子交换膜 D．充电时，电子从 Mg 电极流出 【答案】C 【分析】 Mg 为活泼金属，所以放电时 Mg 被氧化，Mg 电极为负极，聚合物电极为正极。 【详解】 A．碱性电解质水溶液中负极生成的 Mg2+会生成 Mg(OH)2 沉淀，降低电池效率，A 错误； B．放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，包括 3Mg2++MgS8 +6e- =4MgS2，B 错误； C．据图可知 Mg2+要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，C 正确； D．放电时 Mg 电极发生氧化反应，充电时 Mg 电极得电子发生还原反应，即电子流入 Mg 电极，D 错误； 综上所述答案为 C。 11．（2021·福建泉州市·高三其他模拟）双极膜(BP)是一种能将水分子解离成 H+和 OH-的特殊离子交换膜。 应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m(PFS)的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．M 为阴离子交换膜，乙为 OH- B．电极 a 的电极反应式为 2H+ +2e-= H2↑ C．电流密度过大，会使 PFS 产品含量降低 D．若制得 1mol[Fe(OH)SO4]3，理论上转移的电子为 2mol 【答案】D 【详解】 A．由甲中的产物为硫酸，所以硫酸根从硫酸铁进入到硫酸室中，M 为阴离子交换膜，要有 PFS 生成，甲 为 H+，乙为 OH-，故 A 正确； B．由 EP 的性质，乙为 OH-，甲为 H+，所以 a 为阴极电极反应式为 2H+ +2e-= H2↑，故 B 正确； C．电流过大会使 OH-进入到硫酸铁室中，生成氢氧化铁沉淀，使 PFS 含量降低，故 C 正确； D．若制得 1mol[Fe(OH)SO4]3，则有 3molOH-进入到硫酸铁室中，理论上转移的电子为 3mol，故 D 错误； 故选 D。 12.（2021·福建福州市·高三一模）国内某动力电池研究院运用 FFC 剑桥工艺实现熔盐电解 SiO2 制备硅材料， 装置如图。下列说法中错误的是 A．阳极反应为 C-4e-+2O2-=CO2↑ B．SiO2 电极减重 60g 时，生成 CO2 体积为 22.4L C．电解过程，熔盐中 Ca2+移向 SiO2 所在电极的方向 D．若用其他情性电极代替石墨，可能会生成 O2、Cl2 【答案】B 【详解】 A．石墨电极生成二氧化碳，所以石墨电极为阳极，阳极反应为 C-4e-+2O2-=CO2↑，故 A 正确； B．SiO2 电极减重 60g 时，消耗 1mol SiO2，阳极生成 1molCO2，非标准状况下，体积不一定为 22.4L，故 B 错误； C．电解过程，阳离子移向阴极，SiO2 所在的电极为阴极，所以熔盐中 Ca2+移向 SiO2 所在电极的方向，故 C 正确； D．若用其他情性电极代替石墨作阳极，可能是 O2-、Cl-失电子生成生成 O2、Cl2，故 D 正确； 选 B。 13．（2021·重庆高三一模）合成氨是催化界的经典反应，数次诺贝尔奖的获得，说明其从工业应用到机理认 识都有着重要意义。当前，利用电化学手段进行氨的合成是人类化学控制合成的新目标，一种电化学合成 氨的装置(惰性电极)示意图如图所示。下列说法正确的是( ) A． a 电极连接电源的负极 B． b 电极的电极反应式为： 2 2 3N 6e 6H O 2NH 6OH     C．当有 31mol NH 生成时，理论上产生 216.8L O D．电流从 b 极经共熔物到 a 极，再经电源流回 b 极 【答案】B 【分析】 由图可知，该装置为电解池装置，a 电极为电解池的阳极，在共熔物作用下水蒸气在阳极失去电子发生氧化 反应生成氧气，b 电极为阴极，氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气。 【详解】 A.由分析可知，a 电极为电解池的阳极，与电源的正极相连，故 A 错误； B.由分析可知，b 电极为阴极，氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为 2 2 3N 6e 6H O 2NH 6OH     ，故 B 正确； C.未注明标准状况，无法计算 1mol 氨气生成时生成氧气的体积，故 C 错误； D.由电解原理可知，电流从 b 极流向电源，再经电源流回 a 极，故 D 错误； 故选 B。 14．（2021·山东高三开学考试）科学家提出利用离子交换膜组合工艺将电解制备金属锰和二氧化锰工艺联用， 实现同步制备金属锰和二氧化锰并实现回收硫酸的目的，工艺原理如图，下列有关说法中错误的是( ) A．阴极的电极反应式为计 Mn2++2H2O-2e-=MHO2 +4H+ B．左侧为阳离子交换膜 C．右侧电解液含有 MnSO4 和(NH4)2SO4，可以防止产生 Mn(OH)2 并提高溶液导电性 D．实际生产中不能用氯化锰溶液代替硫酸锰溶液 【答案】A 【详解】 A．根据电解装置可知，阴极的氢离子得电子发生还原反应，A 错误； B．根据电解装置可知， H 从左侧迁移到中间室，左侧为阳离子交换膜，B 正确； C．右侧电解液含有 4MnSO 和 4 42NH SO ，可以防止产生 2Mn(OH) 并提高溶液导电性，C 正确； D．实际生产中不能用氯化锰溶液代替硫酸锰溶液， -Cl 还原性强，在阳极放电产生氯气，D 正确； 故选 A。 15．（2021·山东潍坊市·高三一模）工业吸收 H2S 气体后的 FeCl3 溶液的再生过程可降解酸性污水中的硝酸 盐，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．溶液 M 中的溶质为 FeCl2 B．电极 a 为阴极 C．电极 b 上的反应为： - - - 3 2 22NO +10e +6H O=N +12OH D．随电解的进行，阴极区溶液 pH 增大 【答案】D 【详解】 A．溶液 M 为吸收 H2S 气体后的 FeCl3 溶液，硫化氢与氯化铁反应生成硫单质、氯化亚铁和 HCl，同时还有 剩余的氯化铁，故 A 错误； B．由装置可知 b 电极的反应为硝酸根转变成氮气，得电子的电极应为阴极，则 a 为阳极，故 B 错误； C．电解质溶液呈酸性，电极 b 上的反应为： - - 3 2 22NO +10e +12H =N +6H O  ，故 C 错误； D．由 b 电极的反应可知，反应消耗氢离子，氢离子浓度减小，pH 值增大，故 D 正确； 故选：D。 16．（2021·山东高三其他模拟）最近我国科学家以 CO2 与辛胺为原料实现了甲酸盐和辛腈的高选择性合成， 该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．b 为电源的负极 B．In/ 2 3-xIn O 电极上可能有副产物 O2 生成 C．每生成 1mol 辛腈，同时生成 1mol HCOO- D．在 Ni2P 电极上发生的反应为：    3 2 2 3 2 27 6CH CH NH 4e 4OH O=CH CH CN 4H    【答案】D 【分析】 由图示知，该装置为电解池，In/In2O3-x 电极发生反应 CO2 转化为 HCOO-，C 元素化合价由+4 价降到+2 价， 得电子被还原，故 In/In2O3-x 电极为阴极，则 Ni2P 为阳极，电源 a 极为负极，b 极为正极。 【详解】 A．由分析知，b 为电源正极，A 错误； B．由分析知，In/In2O3-x 电极为阴极，溶液中 H+可能在阴极放电产生副产物 H2，OH-可能在阳极放电产生 副产物 O2，B 错误； C．由辛胺（分子式：C8H19N）→辛腈（分子式：C8H15N），C 元素化合价由-2 价升高到 3- 2 价（平均价）， 即转移电子关系为：辛胺~辛腈~4e-，故 1 mol 辛腈生成，电路中转移 4 mol 电子，由分析知，CO2 转化为 HCOO-，C 元素化合价由+4 价降到+2 价，即生成 1 mol HCOO-转移电子 2 mol，故当电路中转移 4 mol 电子 时，生成 HCOO-应为 2 mol，C 错误； D．由 C 选项分析知，1 mol 辛胺→辛腈转移 4 mol 电子，初步确定电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e-→CH3(CH2)6CN，根据图示，可在左边添加 4 个 OH-配平电荷守恒，右边添加 4 个 H2O 配平元素守恒， 最终得电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e- + 4OH- = CH3(CH2)6CN + 4H2O，D 正确； 故答案选 D。 17．（2021·山东德州市·高三一模）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电， 其工作原理如图所示： 下列说法错误的是( ) A．加入 HNO3 降低了正极反应的活化能 B．电池工作时正极区溶液的 pH 增大 C．1mol CH3CH2OH 被完全氧化时有 1.5mol O2 被还原 D．正极附近的溶液中会发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3 【答案】C 【分析】 乙醇燃料电池中，通入乙醇的为负极，电极反应式为 - + 3 2 2 2CH CH OH+3H O-12e =2CO +12H ，通入氧气 的一极为正极，由工作原理图可知，正极发生反应 - + 3 2HNO +3e +3H =NO +2H O ， 2 2 34NO+3O +2H O=4HNO ，二者加合可得 - + 2 2O +4e +4H =2H O ，则 3HNO 在正极起催化作用，据此分 析解答。 【详解】 A． 由分析知， 3HNO 在正极起催化作用，作催化剂，则加入 3HNO 降低了正极反应的活化能，故 A 正确； B． 电池工作时正极区的总反应为 - + 2 2O +4e +4H =2H O ，则溶液中氢离子浓度减小，pH 增大，故 B 正确； C． 根据得失电子守恒可知， 3 21molCH CH OH 被完全氧化时，转移 12mol 电子，则有 23molO 被还原， 故 C 错误； D． 由分析知，正极附近会发生反应 - + 3 2HNO +3e +3H =NO +2H O ， 2 2 34NO+3O +2H O=4HNO ，故 D 正确； 故选 C。 18．（2021·山东日照市·高三一模）纳米硅基锂电池是一种新型二次电池，电池装置如图所示，工作时硅基 电极上的反应为：LinSi-ne-=Si+nLi+。下列说法正确的是 A．电池工作时，硅基电极的电势高于三元锂电极的电势 B．电池充电时，三元锂电极反应式可能为：LiMxOy-ne-=Li1-nMxOy+nLi+ C．将有机聚合物电解质换为锂盐水溶液，可提高电池工作效率并能延长电池使用寿命 D．若工作前电池两极的质量相等，电路中转移 0.2mol 电子时，两极的质量相差 2.8g 【答案】BD 【详解】 A．电池工作时，硅基电极上的反应为：LinSi-ne-=Si+nLi+，故硅基电极为负极，其电势低于三元锂电极的 电势，选项 A 错误； B．电池充电时，三元锂电极连接正极为阳极，阳极上 LiMxOy 失电子产生 Li+，反应式可能为： LiMxOy-ne-=Li1-nMxOy+nLi+，选项 B 正确； C．锂为活泼金属，能与锂盐水溶液中的水反应，故不能将有机聚合物电解质换为锂盐水溶液，选项 C 错误； D．若工作前电池两极的质量相等，电路中转移 0.2mol 电子时，负极 0.2mol 锂失电子溶解，正极 0.2mol 锂 转化为 LiMxOy，两极的质量相差 2.8g，选项 D 正确； 答案选 BD。 19．（2021·山东青岛市·高三一模）常用电解法处理工业废水中的乙醛。该过程中发生的电极反应为： ①4H2O+4e-=2H2↑+4OH- ②CH3CHO+3H2O-10e-=2CO2↑+10H+ ③2H2O-4e-=O2↑+4H+ ④ 3 2 3 25CH CHO 10H O 10e 5CH CH OH 10OH     ⑤ 3 2 35CH CHO 5H O 10e 5CH COOH 10H     下列说法错误的是 A．反应①⑤发生在阴极 B．乙醛既体现氧化性又体现还原性 C．当生成 46g 乙醇时，电路中转移 2mol 电子 D．电解过程中，电极附近溶液的 pH： 阴极＞阳极 【答案】AC 【详解】 A．由反应①4H2O+4e-=2H2↑+4OH-可知，得到电子发生还原反应，在阴极上发生，由反应⑤ 3 2 35CH CHO 5H O 10e 5CH COOH 10H     可知，失去电子发生氧化反应，在阳极上发生，故 A 错 误； B．由反应④ 3 2 3 25CH CHO 10H O 10e 5CH CH OH 10OH     可知，乙醛得到电子，发生还原反应， 作氧化剂，体现氧化性，由反应⑤ 3 2 35CH CHO 5H O 10e 5CH COOH 10H     可知，乙醛失去电子， 发生氧化反应，作还原剂，体现还原性，故 B 正确； C．阴极上发生①④反应，而由反应④ 3 2 3 25CH CHO 10H O 10e 5CH CH OH 10OH     可知，生成 5mol 乙醇转移 10mol 电子，生成 46g 乙醇即 1mol 乙醇转移 2mol 电子，还要发生反应①，则电路中转移电 子大于 2mol，故 C 错误； D．阴极上发生①④反应，产生 OH-，阳极上发生②③⑤反应，产生 H+，则电解过程中，电极附近溶液的 pH 为阴极＞阳极，故 D 正确； 答案为 AC。 20．（2021·山东济南市·高三其他模拟）近期，天津大学化学团队以 CO2 与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的 高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法正确的是( ) A．Ni2P 电极与电源正极相连 B．辛胺转化为辛腈发生了还原反应 C．In/In2O3-x 电极上可能有副产物 H2 生成 D．在 In/In2O3-x 电极上发生的反应为 CO2+H2O-2e-=HCOO-+OH- 【答案】AC 【详解】 A．辛胺在 Ni2P 电极转化为辛腈，发生氧化反应，Ni2P 电极是电解池的阳极，与电源正极相连，A 正确； B．辛胺转化为辛腈为去氢反应，去氢反应属于氧化反应，B 错误； C．In/In2O3-x 电极为阴极，H+可能在该电极上发生反应生成 H2，所以 In/In2O3-x 电极上可能有副产物 H2 生成， C 正确； D．In/In2O3-x 电极为阴极，阴极上 CO2 发生得电子的还原反应生成 HCOO-，电极反应式为： CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-，D 错误； 故选 AC。 21．（2021·山东青岛市·高三一模）有机电极材料应用于钠离子电池可实现新型电池的跨越式发展。如羰基 化合物 1，4，5，8-萘四甲酸二酐(NTCDA)展现出高比容量，放电原理为 ，装置如图。下列说法正确 的是 A．放电时，Na+向 N 移动 B．放电时，负极电极反应： - + x nNa C -xe =nC+xNa C．充电时，M 与电源的负极相连 D．充电时，阴极电极反应： 【答案】B 【分析】 由总反应可知 x nNa C 转化成 +C Na、 ，其中 C 化合价升高失电子，可知该转化过程应为负极反应，则 N 为负极，M 为正极，据此解答。 【详解】 A．原电池中阳离子向正极移动，则 Na+向 M 移动，故 A 错误； B．由分析知，负极 x nNa C 转化 +C Na、 ，电极反应为： - + x nNa C -xe =nC+xNa ，故 B 正确； C．充电时原电池的负极接电源的负极，正极接电源的正极，则 M 与电源的正极相连，故 C 错误； D．充电时，阴极电极反应： + - x nnC+xNa xe =Na C+ ，故 D 错误； 故选：B。 22．（2020·九龙坡区·高三月考）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图 所示装置是利用浓差电池电解 Na2SO4 溶液(a、b 电极均为石墨电极)，可以制得 O2、H2、H2SO4 和 NaOH。 下列说法正确的是( ) A．b 电极的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH- B．c、d 离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 C．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为 Cu-2e-=Cu2+ D．电池从开始工作到停止放电，电解池阳极区理论上可生成 1molH2SO4 【答案】C 【分析】 浓差电池中，左侧溶液中 Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以 Cu (1) 电极为正极、电极上发生得电子的还 原反应，电极反应为 Cu2++2e-=Cu，则 Cu (2) 电极为负极，电极反应式为 Cu-2e-=Cu2+；电解槽中 a 电极为 阴极、b 电极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上水发生 得电子的还原反应生成氢气，电极反应为 2H2O +2e－=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜 c 生成 NaOH、 为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜 d 生成硫酸、为阴离子交换膜，据此分析解答。 【详解】 A．b 电极的电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故 A 错误； B．钠离子通过离子交换膜 c 生成 NaOH、为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜 d 生成硫酸、为阴离子 交换膜，故 B 错误； C．电池放电过程中，Cu(2) 电极为负极，电极上的电极反应为 Cu-2e-=Cu2+，故 C 正确； D．电池从开始工作到停止放电，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电 解池阳极区理论上可生成 4molH+，故 H2SO4 为 2mol，故 D 错误； 故选 C。 23．（2021·高三月考）羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。 我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为 CO2、H2O 的原电池-电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、 环保二位一体。下列说法错误的是 A．a 极为正极，c 极为阴极 B．b 极的电极反应式为 C6H5OH-28e-＋11H2O=6CO2↑＋28H＋ C．d 极区苯酚被氧化的化学方程式为 C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2O D．右侧装置中，每转移 0.7mole-，c、d 两极共产生气体 3.36L(标准状况) 【答案】D 【详解】 A．根据电池装置图可知，左侧为原电池装置，a 电极上重铬酸根离子得到电子，化合价降低，生成氢氧化 铬，b 电极上苯酚生成二氧化碳，碳元素的化合价升高，被氧化，b 电极是负极，a 电极是正极，c 电极是阴 极，d 是阳极，A 正确； B．b 电极上苯酚转化成二氧化碳，根据元素和电荷守恒，电极反应式为为 C6H5OH-28e-＋11H2O=6CO2↑＋ 28H＋，B 正确； C．右侧装置为电解装置，d 是阳极，结合图示，电极反应中产生羟基自由基(·OH)和 H＋，没有生成氧气， 正确的电极反应式为 H2O-e-=·OH+ H＋，羟基自由基氧化能力极强，能氧化苯酚为二氧化碳和水，故苯酚被 氧化的化学方程式为 C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2O，C 正确； D．c 极上氢离子放电，电极反应为 2H++2e-=H2↑,d 极的电极反应式为 H2O-e-=·OH+ H＋，结合苯酚的氧化过 程可知，当转移 0.7mol 电子时，d 极生成 0.7mol 的·OH，它氧化苯酚时生成 0.7 6 mol 0.15mol28   CO2， 标准状况下的体积为 0.15mol×22.4L/mol=3.36L，c 极上生成 0.35mol 的氢气，标准状况下的体积为 0.35mol×22.4L/mol=7.84L，两极共产生气体的体积为 3.36L+7.84L=11.2L(标况下)，D 错误； 故选 D。 24．（2021·山东济宁市·高三一模）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能 的装置.某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的 2 2 7Cr O  催化还原，其工作原理如图所示.下列说法不 正确的是( ) A．电池工作时外电路电流由 b 极流向 a 极 B．b 极反应式为 2 3 2 7 2Cr O 14H 6e 2Cr 7H O       C．每生成 3lmol Cr(OH) ，右池  Hn  减少 2mol D．每处理 2 2 70.5mol Cr O  ，可生成16.8L (标准状况下) 2CO 【答案】C 【分析】 a 极为负极乙酸发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为：CH3COOH+2H2O-8e-=2CO2+8H+，b 极 2- 2 7Cr O 中 铬由+6 变成+3 价，得电子发生还原反应为正极，电极反应式为 2- 2 7Cr O +6e-+14H+=2Cr3++7H2O，电子由负极 流向正极，据此分析解题。 【详解】 A．a 极为负极乙酸发生氧化反应生成二氧化碳，b 极 2- 2 7Cr O 中铬由+6 变成+3 价，得电子发生还原反应为 正极，所以电池工作过程中电流由 b 极流向 a 极，A 正确； B．b 极 2- 2 7Cr O 中铬由+6 变成+3 价，得电子发生还原反应，电极反应式为： 2- 2 7Cr O +6e-+14H+=2Cr3++7H2O， B 正确； C．根据反应可知每生成 3lmol Cr(OH) ，电路中转移了 3mol 电子，即有 3molH+从进入右池，同时 Cr3+水 解生成了 3molH+，而 2- 2 7Cr O 反应过程中消耗 7molH+，故右池  Hn  减少1 mol ，C 错误； D、根据得失电子守恒，每处理 0.5mol 2- 2 7Cr O ，转移 3mol 的电子，所以生成二氧化碳的物质的量为： 3 2 8  =0.75mol，标况下的体积为：0.75mol×22.4L/mol=16.8L，D 正确； 故答案为：C。 25．（2021·平阴县第一中学高三月考）节能减排是保护环境的有力手段，利用如图所示的装置处理工业尾气 中的硫化氢具有明显优势。下列有关说法错误的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．在 Fe3+存在的条件下可获得硫单质 C．该装置工作时，H+从乙电极移动到甲电极 D．甲电极上的电极反应式为 H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+ 【答案】BC 【分析】 由装置可知，此装置为原电池，乙极为正极，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，甲极为负极，电极反应式 为：H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+，左侧发生的反应：6H++6Fe2+ +SO2=6Fe3++H2S+2H2O，据此分析解答。 【详解】 A．该装置右侧为原电池，可将化学能转化为电能，A 正确； B．根据上述分析，在 Fe3+存在的条件下会得到 H2S，不会得到 S 单质，B 错误； C．该装置工作时，甲电极为负极，乙电极为正极，阳离子向正极移动，故 H+从甲电极移动到乙电极，C 错误； D．由上述分析，甲电极为负极，电极反应式为 H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+，D 正确； 故选 BC。