讲义09 电化学基础-2021年高考化学三轮题型抢分讲义

讲义 09 电化学基础（选择 9） 【高考定位】电化学基础是高考每年必考内容，主要题型是选择题，有时也会在非选择题中 出现，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电 池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的 腐蚀与防护等。同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能 力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。 【知识讲解】 1.常见考点归纳 电极判断 负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质 正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质 阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极 阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极 电子流向 原电池：负极→正极 电解池：电源负极→阴极，阳极→电源正极 离子流向 原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极 电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极 电极反应式 “放电”时依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化， 判断转移电子的数目；根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应注意电 极产物是否与电解质溶液共存 充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电 时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程 2．原电池中正负极的判断 依据 正负极判断 依据构成原电池两极的电极材料判断 一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的 金属或能导电的非金属为正极 依据原电池两极发生的变化判断 原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原 反应 依据电子流动方向或电流方向判断 电子由负极流向正极；电流由正极流向负极 依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判 断 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 依据原电池盐桥中离子的移动方向判断 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 3．电解池中阴阳极的判断 依据 阴阳极判断 根据所连接的外加电源判断 与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源 负极相连的为阴极 根据电子流动方向判断 电子从电源负极流向阴极，从阳极流向电源 正极 根据电解池电解质溶液中离子的移动方向 判断 阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动 根据电解池两极产物判断 一般情况下：阴极上的现象是析出金属(质量 增加)或有无色气体(H2)放出；阳极上的现象 是有非金属单质生成，呈气态的有 Cl2、O2 或 电极质量减小(活性电极作阳极) 4．新型电池的电极反应式 锌银电池 总反应：Ag2O＋Zn＋H2O 2Ag＋Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 镍铁电池 总反应：NiO2＋Fe＋2H2O Fe(OH)2＋Ni(OH)2 正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 高铁电池 总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 正极：FeO2－ 4 ＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 镍镉电池 总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 正极：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 负极：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2 MgH2O2 电池 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正极：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 负极：Mg－2e－===Mg2＋ MgAgCl 电池 总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 正极：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－ 负极：Mg－2e－===Mg2＋ 钠硫电池 总反应：2Na＋xS===Na2Sx 正极：xS＋2e－===S2－ x 负极：2Na－2e－===2Na＋ 全钒液流电池 总反应：VO＋ 2 ＋2H＋＋V2＋ V3＋＋VO2＋＋H2O 正极：VO＋ 2 ＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 负极：V2＋－e－===V3＋ 锂铜电池 总反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 正极：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ 负极：Li－e－===Li＋ 锂离子电池 总反应：Li1－xCoO2＋LixC6 LiCoO2＋C6(x＜1) 正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6 5．燃料电池的电极反应式(以 CH3OH 为例) 电池类型 导电介质 反应式 酸性燃料电池 H＋ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O 正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极：CH3OH－6e－＋H2O=== CO2↑＋6H＋ 碱性燃料电池 OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO2－ 3 ＋6H2O 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 负极：CH3OH－6e－＋8OH－=== CO2－ 3 ＋6H2O 熔融碳酸盐燃料电池 CO2－ 3 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O 正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO2－ 3 负极：CH3OH－6e－＋3CO2－ 3 ===4CO2↑＋2H2O 固态氧化物燃料电池 O2－ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O 正极：O2＋4e－===2O2－ 负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O 质子交换膜燃料电池 H＋ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O 正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极：CH3OH－6e－＋H2O=== CO2↑＋6H＋ 6.析氢腐蚀和吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性 正极反应 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3 失去部分水转化为铁锈 7.金属腐蚀的防护方法 （1）加防护层：如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料； 采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。 （2）电化学防护法：牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理：正极为被保护的金属，负极 为比被保护的金属活泼的金属；外加电流的阴极保护法——电解原理：阴极为被保护的金属， 阳极为惰性电极。 【过关搏杀】 1．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 3xIn 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    2． 3 4Fe O 中含有 Fe(II)、Fe(III)，以 3 4Fe O /Pd 为催化材料，可实现用 2H 消除酸性废水中 的致癌物 2NO ，其反应过程如图所示。下列说法正确的是( ) A． Pd 作正极 B．反应过程中 2NO 被 Fe(II)氧化为 2N C．Fe(II)与 Fe(III)，的相互转化起到了传递电子的作用 D．用该法处理后水体的 pH 降低 3．研究发现钾离子可在有机与无机材料层间脱嵌实现电池的充放电过程。如图所示是一种 钾离子的二次电池模型。下列说法正确的是( ) A．放电时，a 为负极，碳元素化合价不变 B．放电时，转移 0.2NA 电子，正极增重 7.8g C．充电时，b 极反应为 K2C6O6e+K+=K3C6O6 D．电池总反应为 K4C6O6+K2C6O6 充电 放电 2K3C6O6 4．SiH4 广泛用于微电子、光电子行业，用粗硅作原料熔融盐电解法制取硅烷原理如图，下 列叙述正确的是( ) A．通入 H2 的一极为电解池的阳极，反应式为 H22e=2H+ B．电解过程中，Li+由粗硅一极向通入 H2 的一极迁移 C．为增强导电性，使用粗硅 D．粗硅上反应：Si+4H++4e=SiH4↑ 5．2020 年，中国科学院在钠离子电池的研究上取得新突破，其应用领域广、安全性能好， 在未来有巨大市场前景。某水系钠离子二次电池总反应为：2NaFePO4F+ Na3Ti2(PO4)3  放电 充电 2Na2FePO4F+ NaTi2(PO4)3，下列说法正确的是 A．放电时，溶液中的 Na+移向 a 极 B．放电时，     + 3 2 4 2 43 3Na Ti PO 2e =NaTi PO +2Na C．充电时，Na2FePO4F 发生还原反应 D．充电时，电路中通过 1mol e时，b 极增重 46g 6．研究人员设计出一种新型太阳能催化电解装置，利用过渡金属化合物作催化剂制得合成 气，同时减少温室气体的排放。下列说法不正确的是 A．M 是光电池的负极 B．阳极电极反应式为 2H2O4e=O2↑+ 4H+ C．该装置工作一段时间后，H3PO4 与 KH2PO4 混合液的 pH 增大 D．A 极收集到 0.5 mol 合成气时，B 极收集到 0.25mol 氧气 7．用三室电渗析法处理含 K2SO4 的废水得 KOH 和 H2SO4，装置如图所示。下列说法错误 的是 A．直流电源的 A 为负极，B 为正极 B．ab 为阳离子交换膜，cd 为阴离子交换膜 C．阴极区加入 KOH 溶液，阳极区加入稀硫酸，目的是增加导电性同时又不引入新杂质 D．当电路上通过 0.5 mol e时，理论上溶液中共有 NA 个离子通过离子交换膜 8．一种以 NaBH4 和 H2O2 为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电池的正极反应为 H2O2+2e=2OH B．电池放电时，Na+移向 b 极区 C．温度越高，该电池性能提高越大 D．理论上两极分别产生的 OH和 2BO 的物质的量之比为 8：1 9．一种新型水锂充电电池采用复合膜包裹的金属锂和锰酸锂( 2 4LiMn O )作电极材料，以 2 4Li SO 水溶液作电解质，工作时电池的总反应为 2 4 2 2 4LiMn O +Li=Li Mn O 。下列有关该 电池的说法错误．．的是( ) A．该电池放电时，溶液中的 2 4SO  向电极 a 移动 B．该电池的负极反应式为 +Lie =Li C．电池充电时，阳极的锂元素质量分数减小 D．去掉包裹金属锂的复合膜能使金属锂的利用率更高 10．Li/SOCl2 电池以锂、碳膜为电极，LiAlCl4(SOCl2)为电解质溶液，为防止锂电极上形成 致密的 LiCl 薄膜产生电压滞后现象，可采用如图所示的双膜结构。该电池工作时的总反应 为 4Li+ 2SOCl2=S+ SO2+ 4LiCl。下列说法错误的是 A．锂为电池的负极 B．锂电极周围需使用阳离子交换膜 C．碳膜上的电极反应为 2SOCl2+4e =S+ SO2 +4Cl D．电流由锂电极流经负载、碳膜、电解质溶液回到锂电极 11．用小粒径零价铁( ZVI )的电化学腐蚀处理三氯乙烯( 2 3C HCl )，进行水体修复的过程如 图所示。H 、 2O 、 3NO 等共存物的存在会影响水体修复效果。定义单位时间内 ZVI 释放 电子的物质的量为 tn ，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为 en 。下列说法错误的是( ) A．反应①②③④均在正极发生 B．④的电极反应式为 3 4 2NO 10H 8e NH 3H O       C．单位时间内，三氯乙烯脱去 a mol Cl 时 en a mol D．过程中有可能形成  3Fe OH 12．近日，我国学者在 Science 报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清 洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳 极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是 A．Ni 电极与电源负极相连 B．工作过程中阴极附近 pH 增大 C．电解结束后，输出混合过程前两极电解液 KCl 浓度相同 D．该过程的总反应为 2 2 2CH CH H O   2H 13．有机物液流电池因其电化学性能可调控等优点而备受关注。南京大学研究团队设计了一 种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池(图 1)。该电池在充电过程中，聚对苯二酚(图 2)被氧化， 下列说法错误的是( ) A．放电时，电流由 a 电极经外电路流向 b 电极 B．充电时，a 电极附近的 pH 减小 C．充电时，b 电极的电极反应方程式为 +4ne+4nH+= D．电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜，放电时 H+从 a 极区经过半透膜向 b 极区迁移 14．利用 CH4 燃料电池电解制备 Ca(H2PO4)2 并得到副产物 NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。 下列说法不正确的是( ) A．a 极反应：CH48e+4O2=CO2+2H2O B．A、C 膜均为阳离子交换膜，B 膜为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a 极上通入 2.24L 甲烷，阳极室 Ca2+减少 0.4mol 15．多伦多大学 EdwardSargent 教授团队研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合 成方法。反应在 KCl 电解液的流动池中进行，示意图如图。电解结束后，将阴阳极电解液 输出混合，便可生成环氧乙烷。下列说法正确的是( ) A．泡沫镍电极连接电源负极 B．铂箔电极附近溶液 pH 下降 C．该过程的总反应为 CH2=CH2+HOCl→ +HCl D．当电路中通过 1mol 电子时，铂箔电极上会产生 11.2L 气体(标准状况) 16．某研究团队发现，利用微生物电化学系统可处理含氮废水。下图是一种新型的浸没式双 极室脱盐—反硝化电池，中间由质子交换膜隔开，阳极室中的 3NO 通过泵循环至阴极室。 下列说法错误的是（ ） A．电极电势：阴极室高于阳极室 B．负极的电极反应式：CH2O4e+H2O=CO2+4H+ C．当处理 1 mol 3NO 时，有 5 mol H+经过质子交换膜，移向阴极室 D．该装置需在适宜的温度下进行，温度不宜过高 17．利用如图 HCOOH 燃料电池装置，获得电能的同时也得到 3KHCO 、 2 4K SO 。下列说 法错误的是( ) A．通入 2O 的目的是将 2Fe  转化为 3Fe  B．放电过程中需补充的物质 X 为 2 4H SO C．负极电极反应式为 3 2HCOO 2OH 2e HCO H= O      D．每生成 31mol KHCO ，有1mol K 通过阳离子膜 18．某研究机构使用 Li—SO2Cl2 电池作为电源电解制备 Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。 已知电池反应为 2Li＋SO2Cl2=2LiCl＋SO2↑，下列说法错误的是 A．电池中 C 电极的电极反应式为 SO2Cl2＋2e=2Cl＋SO2↑ B．电池的 e 极连接电解池的 g 极 C．膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜 D．电解池中不锈钢电极附近溶液的 pH 增大 19．液流电池是一种新型可充电的高性能器电池，其工作原理如下图。两边电解液存储罐盛 放的电解液分别是含有 V3+、V2+的混合液和 VO 2  、VO2+酸性混合液，且两极电解液分开， 各自循环。下列说法不正确的是 A．充电时阴极的电极反应是 V3++e=V2+ B．放电时，V2+在负极被氧化 C．若离子交换膜为质子交换膜，充电时当有 1 mol e发生转移时，左槽电解液的 H+的物质 的量增加了 2 mol D．若离子交换膜为阴离子交换膜，放电时阴离子由左罐移向右罐 20．青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀原理如图所示：多孔催化层中的 Cl扩散到孔口， 与电极产物作用生成多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是（ ） A．此过程为电化学腐蚀中的析氢腐蚀 B．电极 b 发生的反应：O2+4e+2H2O=4OH C．生成 Cu2(OH)3Cl 的反应：2Cu2++3H2O+Cl=Cu2(OH)3Cl↓+3H+ D．若采用牺牲阳极的阴极保护法保护青铜器是利用了电解的原理 21．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化 氢—空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知：2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) △ H= 632 kJ/mol，下列说法正确的是（ ） A．电极 a 发生反应为还原反应 B．标准状况下，每 11.2 L H2S 参与反应，有 1 mol H+ 经固体电解质膜进入正极区 C．当电极 a 的质量增加 64 g 时，电池内部释放 632 kJ 的热能 D．电极 b 上发生的电极反应为 O2+2H2O+4e = 4OH 22．一种利用 LiCl、Li2CO3 制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极 M 应与电源的负极相连 B．每产生 22.4 L Cl2，将有 2 mol Li+通过隔膜 C．隔膜右电极室每产生 1.4 g Li，消耗 7.4 g Li2CO3 D．电解过程中，需要不断补充 LiCl 23．一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，发生反应：AgCl(s) Ag(s)+Cl(AgCl)， [Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着 Cl(AgCl)+e－ →Cl－(aq)，若将光源移除，电池会立即回复至初始状态。下列说法正确的是 A．光照时，电流由 Y 流向 X B．光照时，当转移 0.1mole时在 Pt 电极上有 0.05molCl2 生成 C．光照时，Cl－向 Ag 电极移动 D．光照时，电池总反应为：AgCl(s) +Cu+(aq) Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl－ 24．2020 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”放电时结构如下，正极反应为： Li1xFePO4+xe+xLi+=LiFePO4，下列说法错误的是（ ） A．“刀片电池”和三元锂电池（镣钻锭酸锂电池）相比几乎没有污染 B．放电时，负极反应为 LiC6xe=xLi++Li1xC6 C．充电时，锂离子在阴极脱嵌；放电时，锂离子在正极脱嵌 D．该电池维持电流强度 4.825A，工作 10 分钟，理论上正极增加重量 0.21g（已知 F=96500C/mol） 25．磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的循环寿命，放电 时的反应为：LixC6＋Li1—xFePO4=6C＋LiFePO4 。某磷酸铁锂电池的切面如下图所示。下列 说法错误的是 A．放电时 Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极 B．充电时电子从电源经铝箔流入正极材料 C．隔膜在反应过程中只允许 Li+ 通过 D．充电时电池正极上发生的反应为：LiFePO4－xe－== Li1－xFePO4＋xLi+ 参考答案 【过关搏杀】 1．D【解析】由图示知，该装置为电解池，In/In2O3x 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/In2O3x 电极为阴极，则 Ni2P 为阳极， 电源 a 极为负极，b 极为正极。 A．由分析知，b 为电源正极，A 错误； B．由分析知，In/In2O3x 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。 2．C【解析】A．由图可知 Pd 上氢气得电子生成氢离子，电极反应为: H2 2e = 2H+，Pd 作负极，A 项错误； B．由图可知反应过程中 2NO 得到 Fe(Ⅱ)给的电子生成 N2，所以反应过程中 2NO 被 Fe(II) 还原为 N2，B 项错误； C．Fe(Ⅲ) 得电子生成 Fe(II)，Fe(II)失电子生成 F(Ⅲ)，则 Fe(II)与 Fe(II) 的相互转化起到了 传递电子的作用，C 项正确； D．由图可知总反应方程式为： + 2 2 2 22H +2NO +3H = N +4H O 催化剂 ，所以用该法处理后水体的 pH 升高，D 项错误。 3．B【解析】A．放电时，钾离子向 b 电极移动，b 电极是正极，a 为负极，碳元素失去电 子，化合价升高，A 错误； B．放电时正极反应是为 K2C6O6+e－+K＋＝K3C6O6，因此转移 0.2NA 电子，正极增重 0.2mol×39g/mol＝7.8g，B 正确； C．充电时，b 极反应为 K3C6O6e＝K2C6O6+K+，C 错误； D．根据以上分析可知电池总反应为 K4C6O6+K2C6O6  充电 放电 2K3C6O6，D 错误。 4．B【解析】熔融盐 LiH 中，含有 Li+和 H，所以 H2 应转化为 H，从而得出通入 H2 的电 极为阴极，粗硅为阳极。 A．由以上分析知，通入氢气的电极为电解池的阴极，反应式为：H2+2e=2H，A 错误； B．电解过程中，通入氢气的一极为阴极，带负电荷，Li+由粗硅一极向通入 H2 的一极迁移， B 正确； C．粗硅为电解池的阳极，使用粗硅的主要目的不是为增强导电性，是为了降低生产成本， C 错误； D．粗硅上反应式为：Si+4H4e=SiH4↑，D 错误。 5．B【解析】由电池总反应知，放电时，NaFePO4F 转化为 Na2FePO4F，Fe 元素化合价由+3 价降低到+2 价，发生还原反应，故 b 极为正极，Na3Ti2(PO4)3 转化为 NaTi2(PO4)3，Ti 元素化 合价由+3 价升高到+4 价，发生氧化反应，故 a 极为负极。 A．由分析知，a 极为负极，b 为正极，放电时，Na+移向正极，即 b 极，A 错误； B．由分析知，放电时，Na3Ti2(PO4)3 转化为 NaTi2(PO4)3，对应电极反应为： Na3Ti2(PO4)32e=NaTi2(PO4)3+2Na+，B 正确； C．充电时，Na2FePO4F 转化为 NaFePO4F，Fe 元素由+2 价升高到+3，发生氧化反应，C 错 误； D．充电时，b 极发生反应 Na2FePO4F 转化为 NaFePO4F，对应电极反应为：Na2FePO4Fe =NaFePO4F+Na+，1 mol 电子转移时，b 电极失去 1 mol Na+，故电极质量减小 23 g，D 错误。 6．C【解析】CO2 转化成 CO，C 元素的化合价降低，则 A 作为阴极，电极反应式： CO2+2H++2e=CO+H2O，H2O 转化成 O2，O 元素化合价升高，则 B 作为阳极，电极反应式： 2H2O4e=O2↑+ 4H+，总反应：2CO2=2CO+ O2。 A．分析知 A 作为阴极，则连接 M 是电源负极，A 正确； B．阳极是 H2O 失电子转化成 O2，电极反应式为 2H2O4e=O2↑+ 4H+，B 正确； C．该电解池不消耗 H+，混合液的 pH 不变，C 错误； D．总反应：2CO2=2CO+ O2，A 极收集到 0.5 mol CO 时，收集氧气为 0.25mol，D 正确。 7．D【解析】由示意图可知，该装置为电解池，水在阴极上得到电子生成氢气，同时破坏 水的电离平衡，使阴极区溶液呈碱性，硫酸钾浓溶液中的钾离子通过阳离子交换膜进入阴极 区，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，同时破坏水的电离平衡，使阳极区溶液呈 酸性，硫酸钾浓溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，电解结束时，在阴极区 得到氢氧化钾溶液，在阳极区得到硫酸。 A．由图可知，A 电极与阴极区的石墨电极相连，则 A 电极为直流电源的负极，B 为正极， 故 A 正确； B．由分析可知，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入 阳极区，则 ab 为阳离子交换膜，cd 为阴离子交换膜，故 B 正确； C．由分析可知，电解结束时，在阴极区得到氢氧化钾溶液，在阳极区得到硫酸，则向阴极 区溶液中加入 KOH 溶液，阳极区溶液中加入稀硫酸，可以增大溶液中离子的浓度，增强溶 液的导电性，同时又不会引入新杂质，故 C 正确； D．当电路上通过 0.5 mol e时，有 0.5mol 钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区和 0.25mol 硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，则理论上溶液中共有 0.75NA 个离子通过离子交 换膜，故 D 错误。 8．C【解析】A．由图示可知，b 电极 H2O2→OH，发生还原反应，b 是正极，电池的正极 反应为 H2O2+2e=2OH，故 A 正确； B．电池放电时，阳离子移向正极，b 是正极，Na+移向 b 极区，故 B 正确； C．温度过高，过氧化氢分解为水和氧气的速率加快，故 C 错误； D．负极反应 BH48e+8OH=BO2+6H2O、正极反应式是 H2O2+2e=2OH，根据得失电子守 恒，理论上两极分别产生的 OH和 2BO 的物质的量之比为 8：1，故 D 正确。 9．D【解析】A． 电极 a 为负极，放电时，阴离子移动向负极，则溶液中的 2 4SO  向电极 a 移动，A 正确； B． 电极 a 为负极，锂失去电子生成锂离子，负极反应式为 +Lie =Li ，B 正确； C． 电极 b 为正极，充电时，电极 b 为阳极，电极反应式为 + 2 2 4 2 4Li Mn O e =Li +LiMn O ， 则阳极的锂元素质量分数减小，C 正确； D． 去掉包裹金属锂的复合膜，由于锂化学性质活泼，易与水或氧气反应，使金属锂的利 用率降低，D 错误。 10．D【解析】A．从电池总反应可知锂被氧化，从电池结构示意图还可知工作时电子从锂 流出， 均可推出锂为电池的负极(当然碳膜为电池的正极)，A 正确； B．为防止在锂极上形成致密的 LiCl 薄膜产生电压滞后现象，需要阻断 Cl移向 Li 极，故 锂极需使用阳离子能透过、阴离子不能透过的隔膜，B 正确； C．根据电池总反应可知负极反应为 4Li 4e = 4Li+、正极反应为 2SOCl2 + 4e = S + SO2 + 4Cl，C 正确； D．电子由锂极流经负载、碳膜、电解质溶液回到锂极，但电流方向与电子流动的方向相反， D 错误。 11．C【解析】A．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为 化合价降低得电子的反应，所以应在正极发生，故 A 正确； B．由示意图及 N 元素的化合价变化可写出如下转化 3NO ~8e~ + 4NH ，由于生成物中有 + 4NH 所以只能用 H+和 H2O 来配平该反应，所以 ④的电极反应式为 3 4 2NO 10H 8e NH 3H O       ，故 B 正确； C．三氯乙烯 C2HCl3 中 C 原子化合价为+1 价，乙烯中 C 原子化合价为2 价，1 mol C2HCl3 转化为 1 molC2H4 时，得到 6 mol 电子，脱去 3 mol 氯原子，所以脱去 a mol Cl 时 ne =2a mol， 故 C 错误； D．由修复过程示意图可知，生成的二价铁与氧气、氢氧根结合可能产生 Fe(OH)3，故 D 正 确。 12．C【解析】结合题意和电解池装置知，制备环氧乙烷的原理为：氯离子在阳极表面被氧 化成氯气，后者与水发生歧化反应生成 HCl 和 HClO，HClO 与通入电解液的乙烯反应生成 氯乙醇，而 HCl 没有被消耗，因此在电解过程中阳极电解液变成酸性。在阴极表面，水得 到电子生成氢气和氢氧根离子，因此在电解结束时，阴极电解液变为碱性。在电解结束后， 将阳极电解液和阴极电解液输出混合，氢氧根离子与氯乙醇反应生成环氧乙烷。同时，在阴 极处生成的氢氧根离子也可以中和阳极电解液山的 HCl. A． 由反应流程可知，Pt 电极区要将 Cl转化为 Cl2，发生氧化反应，故 Pt 为阳极，Ni 电极 为阴极，故与电源负极相连，A 正确； B． 工作过程中阴极区的反应为：2H2O+2e=2OH+H2↑，故阴极附近 pH 增大，B 正确； C． 在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷，则可知左侧阳 极得到氯乙醇，右侧生成 KOH，阴极区的反应为：2H2O+2e=2OH+H2↑，Cl移动向左侧，， 则右侧 KCl 浓度减小，右侧氯离子被消耗，同时有等量的 Cl移动向左侧，则左侧 KCl 浓度 几乎不变，C 错误； D． 根据阳极的反应历程 和阴极区的反应 2H2O+2e=2OH+H2↑，可知该过程的总反应为：CH2=CH2+H2O→ +H2，D 正确。 13．D【解析】A．放电为原电池，电流由正极流向负极，即由 a 极流向 b 极，A 项不符合 题意； B．充电时，聚对苯二酚在 a 电极被氧化，释放出 H+，酸性增强，pH 减小，B 项不符合题 意； C．充电 b 电极为阴极，发生还原反应，根据得失电子守恒和环境知该电极反应式正确，C 项不符合题意； D．放电为原电池，阳离子从负极项正极迁移，即由 b 极向 a 极迁移，D 项符合题意。 14．D【解析】A．阴离子移向负极，a 极为负极，反应为 CH48e+4O2=CO2+2H2O，A 正确； B．阴极室为氢离子得电子，有大量氢氧根生成，故 C 膜为阳离子交换膜，产品室与原料室 阴离子相同，故 B 膜为阴离子交换膜，阳极室与产品室阳离子相同，故 A 膜为阳离子交换 膜，B 正确； C．阴极材料不参与反应，故可用铁电极替换阴极的石墨电极，C 正确； D．不知道气体所处的温度和压强，所以无法计算甲烷的物质的量，D 错误. 15．D【解析】据图可知泡沫镍电极上 Cl失电子被氧化生成 Cl2，所以泡沫镍电极为阳极， 则铂箔电极为阴极，电解质溶液为 KCl 溶液，所以阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气。 A．根据分析可知泡沫镍电极为阳极，应连接电源正极，故 A 错误； B．铂箔电极为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生大量氢氧根，所以铂箔电 极附近溶液 pH 升高，故 B 错误； C．铂箔电极的产物为 H2 和 KOH，所以阳极区生成的 HCl 又会反应生成 KCl，初始反应物 没有 HOCl，该物质是阳极产物氯气和水反应生成的，据图可知 HOCl 中氯元素最终又生成 了氯离子，所以该反应的实际反应物只有乙烯和水，最终的生成物为环氧乙烷和氢气，总反 应为 ，故 C 错误； D．铂箔电极反应为：2H2O+2e=H2↑+2OH，转移 1mol 电子生成 0.5mol 氢气，标况下体积 为 11.2L，故 D 正确。 16．B【解析】根据原电池的图示及电子移动的方向(左→右)，可知左边为负极，发生反应 (CH2O)n4ne+nH2O=nCO2↑+4nH+，右边为正极，发生反应 2NO 3  +12H++10e=N2↑+6H2O。 A．原电池中电极电势，右侧正极高于左侧负极，则右侧阴极高于左侧阳极，故 A 正确； B．负极电极反应式为(CH2O)n4ne+nH2O=nCO2↑+4nH+，故 B 错误； C．由正极电极反应式 2NO 3  +12H++10e=N2↑+6H2O 可知，当处理 1 mol 3NO 时，有 5 mol H+ 经过质子交换膜，移向阴极室，故 C 正确； D．温度过高(CH2O)n 会变成气体，因此需要控制温度，故 D 正确. 17．D【解析】A．由图可知，通入 2O 的目的是将 2Fe  转化为 3Fe  ，A 项正确； B．因为有 2 4K SO 生成，故放电过程中需补充的物质 X 为 2 4H SO ，B 项正确； C．负极电极反应式为 3 2HCOO 2OH 2e HCO H O      ，C 项正确； Ｄ．每生成 31mol KHCO ，通过阳离子膜的 K  为 2mol，D 项错误。 18．B【解析】根据电池反应为 2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知，放电时 Li 元素化合价由 0 价 变为+1 价，失去电子，所以 Li 电极是负极，反应式为 2Li2e═2Li+，则碳棒是正极，正极 是 SO2Cl2 中+6 价的硫得电子、发生还原反应，电极反应式为 SO2Cl2+2e=2Cl+SO2↑；电解 池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，通过膜 a 进入产品室 II 室，所以 g 电极为阳极、与锂磺 酰氯（LiSO2Cl2）电池的正极 C 棒相接，H2PO2由原料室 III 室通过膜 b 进入产品室 II 室， 与 Ni2+生成 Ni(H2PO2)2，h 电极为阴极，与原电池的 e 电极相接，H2O 或 H+发生得电子的还 原反应，电极反应式为 2H2O+2e=H2↑+2OH或 2H++2e=H2↑，Na+通过膜 c 进入 IV 室，形成 闭合回路，所以膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜. A．由图示可知，Li 电极为负极，发生氧化反应，则 C 电极为正极，发生得电子的还原反应， 电极反应式为 SO2Cl2+2e=2Cl+SO2↑，故 A 正确； B．原电池中 Li 电极为负极，C 电极为正极，电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，即 g 电极为阳极，则 h 电极为阴极，与原电池的负极 Li 电极 e 相接，故 B 错误； C．电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，通过膜 a 进入产品室 II 室，H2PO2由原料室 III 室通过膜 b 进入产品室 II 室，在产品室 II 室中与 Ni2+生成 Ni(H2PO2)2，Na+通过膜 c 进入 IV 室，形成闭合回路，所以膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜，故 C 正确； D．电解池中不锈钢电极即 h 电极为为阴极，电极上 H2O 或 H+发生得电子的还原反应，电 极反应式为 2H2O+2e=H2↑+2OH或 2H++2e=H2↑，所以电极附近溶液的 pH 增大，故 D 正确。 19．C【解析】由图知，充电时左侧电极与电源正极相连，则为电解池的阳极，阳极上还原 剂失电子化合价升高发生氧化反应，右侧区则为阴极区；阴极上氧化剂得电子发生还原反应， 元素化合价降低。该装置放电时为原电池，负极失电子，化合价升高，正极得电子元素化合 价降低。 A．充电时阴极上氧化剂得电子发生还原反应，元素化合价降低，阴极的电极反应是 V3++e=V2+，A 正确； B．放电时，正极上发生得电子的还原反应，VO2++2H++e=VO2++H2O，VO2+作氧化剂，在 正极被还原，负极上发生失电子的氧化反应，V2+e=V3+，V2+做还原剂，V2+在负极被氧化， B 正确； C．充电时左槽是阳极区，阳极上还原剂失电子化合价升高发生氧化反应，电极反应式为： VO2++H2O e= VO2++2H+，充电时当有 1 mol e发生转移时，左槽电解液中有 2molH+生成、 若离子交换膜为质子交换膜，则又有 1molH+从左向右进入阴极区，故左侧溶液中实际增加 了 1molH+，C 错误； D．放电过程中，电解质溶液中的阴离子向负极移动，即放电时阴离子由由左罐移向右罐， D 正确。 20．B【解析】根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu 失电子生成铜离子，发生吸氧 腐蚀，则 Cu 作负极被氧化，腐蚀过程中，负极是 e，多催化层作正极。 A．根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu 失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，A 不 正确； B．氧气在正极得电子生成氢氧根离子电极反应式为：O2＋4e＋2H2O=4OH，B 正确； C．Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl，负 极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子 反应生成 Cu2(OH)3Cl 沉淀，离子方程式为 2Cu2++3OH+Cl=Cu2(OH)3Cl↓，C 不正确； D．牺牲阳极的阴极保护法是利用了原电池的原理，D 不正确。 21．B【解析】由 2H2S(g)+O2(g) =S2(s)+2H2O(l)可知，O2 在正极 b 发生还原反应，电极反应 式为 O2+4H++4e =2H2O，H2S 在负极 a 发生氧化反应，电极反应式为 2H2S4e=4H++S2。 A. 电极 a 为负极，发生氧化反应，A 错误。 B. 由电极反应式 2H2S4e=4H++S2 可知，标准状况下，每 11.2 L H2S 即 0.5 mol H2S 参与反 应，有 1 mol H+ 经固体电解质膜进入正极区，B 正确。 C. 反应由化学能转化为电能，电池内部释放的热能小于 632 kJ，C 错误。 D. 该电池是质子固体做电解质，所以电极反应式为 O2+4H++4e =2H2O，D 错误。 22．C【解析】据图可知，有外接电源，所以该装置为电解池，在该电解池中，根据 Li+由 左向右移动可知，M 为阳极，电极反应：2Cl——2e—=Cl2，N 为阴极，电极反应：Li++ e—=Li。 A.M 为阳极，应与电源的正极相连，故 A 错误； B.根据电荷守恒，当有 2 mol Li+通过隔膜，左侧电极室消耗 2molCl则电路中转移 2mol 电 子，产生 1 mol Cl2，但没有说明温度和压强，故不能确定氯气体积，故 B 错误； C.根据电极反应式，阴极产生 1.4 g Li，即 0.2 mol Li，转移 0.2 mol 电子，产生 0.1 mol Cl2， 电解池左侧的反应为 2Cl2+2Li2CO3=4LiCl+2CO2+O2，消耗 0.1 mol Li2CO3，即 7.4 g Li2CO3， 故 C 正确； D.由图可知，补充到电解池中的 LiCl 是由碳酸锂和 Cl2 反应产生的，故需要不断补充的是 Li2CO3，故 D 错误。 23．D【解析】该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应，所以银作正极、铂作负极， A．光照时，电流从正极银 X 流向负极铂 Y，A 错误；B．光照时，Pt 电极作负极，负极上 亚铜离子失电子发生氧化反应，电极反应式为）Cu+（aq）e=Cu2+（aq），B 错误；C．光照 时，该装置是原电池，银作正极，铂作负极，电解质中氯离子向负极铂移动，C 错误；D．光 照时，正极上氯原子得电子发生还原反应，负极上亚铜离子失电子，所以电池反应式为 AgCl(s) +Cu+(aq) Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl－，D 正确。 24．C【解析】磷酸铁锂电池放电时，负极反应：LiC6xe=xLi++Li1xC6，正极反应： Li1xFePO4+xe+xLi+=LiFePO4；充电时，阳极接正极，电极反应式：LiFePO4 xe= Li1xFePO4+xLi+，阴极接负极，电极反应式：Li1xC6+ xLi++ xe= LiC6。 A．“刀片电池”的总反应：LiC6+ Li1xFePO4= Li1xC6+LiFePO4，由锂离子的得失转移而发生 反应，几乎无污染，A 正确，不选； B．放电时为原电池，负极发生氧化反应，电极反应式为：LiC6xe=xLi++Li1xC6，B 正确， 不选； 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= Li1xFePO4+xLi+，放电时，负极材料产生锂离子，电极反应式为： LiC6xe=xLi++Li1xC6，则充电时，锂离子在阳极脱嵌；放电时，锂离子在负极脱嵌，C 错误， 符合题意； D．维持电流强度 4.825A，工作 10 分钟，则电量为 4.825A×600s=2895C，转移电子的物质 的量为 2895C 96500C / mol ，则正极增加重量为： 2895C 6.941g / mol=0.21g96500C / mol  ，D 正确。 25．B【解析】A．原电池放电时，电解质中阳离子移向正极，即 Li+脱离石墨，经电解质嵌 入正极，故 A 正确； B．充电时电子从外电源负极→阴极、阳极→电源正极，即充电时电子从电源经铜箔流入负 极材料，故 B 错误； C．放电时，正极反应式为 Li1xFeO4+xLi++xe=LiFePO4，充电时，原电池的正极与外加电源 正极相接，电极反应与原电池正极反应相反，即充电时电池正极上发生的反应为 LiFePO4xe═Li1xFePO4+xLi+，故 C 正确； D．该原电池中，负极反应式为 LixC6xe=6C+xLi+，正极反应式为 Li1xFeO4+xLi++xe=LiFePO4， 所以隔膜为阳离子交换膜，在反应过程中只允许 Li+通过，故 D 正确。