電化學及其應用【原卷】

L（2021?福建漳州市?高三三模）南開大學科研團隊以KSn合金為負極，以含皎

基的多壁碳納米管（MWCNTs-COOH）為正極，構(gòu)成如圖所示的可充電K-CO2電池,

電池反應為4KSn+3c2K2cO3式+4Sn,其中生成的充電K2cO,會附著在正極上。

下列說法正確的是

A.放電時，電子由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs-COOH

B.充電時，陰極的電極反應式為3co2+4e+4K+=2K2cO3+C

C.充電時，電路中通過1mol電子，陽極增重39g

D.不能用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)

2.（2021?山東臨沂市?高三二模）利用KzCofh處理含苯酚廢水的裝置如下圖所

示，其中a為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜。處理后的廢水毒性降低且不引

入其它雜質(zhì)。工作一段時間后，下列說法錯誤的是

A.正極區(qū)溶液的pH變大

B.每轉(zhuǎn)移3moi電子，N極室溶液質(zhì)量減少51g

C.中間室NaCl的物質(zhì)的量保持不變

+

D.M極的電極反應式：C6H5OH+HH2O-28e=6CO21+28H

3.(2021?四川內(nèi)江市,高三三模)一種高性價比的液流電池，其工作原理：在充

放電過程中，電解液［KOH、K2Zn(OH)4］在液泵推動下不斷流動，發(fā)生以下反應：

放電

Zn+2NiOOH+2H2O+2OH甫Zn(OH);+2Ni(OH)2

下列說法正確的是

A.充電時，電極B的質(zhì)量減少

B.放電時，陰離子遷移方向：電極A-*電極B

C.充電時，電極B的反應式：NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH

D.儲液罐中的KOH濃度增大時，能量轉(zhuǎn)化形式：化學能一電能

4.(2021?福建廈門市?高三三模)我國研制的堿性鋅鐵液流電池工作原理如圖。

下列說法不正確的是

A.充電時，a電極反應式為Fe(CN)t-e=Fe(CN)。

B.充電時，b電極區(qū)pH增大

C.理論上，每消耗6.5gZn,溶液中將增加O.lmolFe(CN)：-

D.采用帶負電隔膜可減少充電時產(chǎn)生鋅枝晶破壞隔膜

5.(2021?福建高三模擬)近日，南開大學科研團隊以KSn合金為負極，以含竣

基多壁碳納米管(MWCNTs?COOH)為正極催化劑構(gòu)建了可充電K-CO2電池(如

圖所示)，電池反應為4KSn+3co2=2K2cO3+C+4Sn,其中生成的K2cO3附著在

正極上。該成果對改善環(huán)境和緩解能源問題具有巨大潛力。下列說法正確的是

A.充電時，陰極反應為2K2c(h+C4e-=4K++3co2T

B.電池每吸收22.4LCO2,電路中轉(zhuǎn)移4moi?

C.放電時，內(nèi)電路中電流由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs?COOH

D.為了更好的吸收溫室氣體CO2,可用適當濃度的KOH溶液代替酯基電解質(zhì)

6.(2021?內(nèi)蒙古烏蘭察布市?高三一模)化學工作者近期研究了一種新型偶氮苯

類水系有機液流電池示意圖如下，采用惰性電極材料，電池工作原理X—N——N

放電

34

--X+2[Fe(CN)6]-^X-N=N-X+2[Fe(CN)6]-,下列說法中正確的是

A.放電時，電池的正極反應為：[Fe(CN)6]3--e-=[Fe(CN)6]4-

B.充電時，M為陰極，發(fā)生還原反應

C.放電時，Na+通過離子交換膜從右極室移向左極室

D.充電時，當電路中轉(zhuǎn)移0.5mol電子時，有106g[Fe（CN）6『-得到電子

7.（2021?山東高三三模）利用間接成對電化學合成間氨基苯甲酸的工作原理如

圖所示。下列說法錯誤的是

產(chǎn)乩COOH

槽外還AR

COOH/、

do，

3++

A,陽極的電極反應式為：2Cr+7H2O-6e=Cr2O?+14H

H耳HOOC

3+

B.陽極槽外氧化反應為：小+C12O；+8H+一A+2Cr+5H2O

C.通電時陽極區(qū)pH增大

D.當電路中轉(zhuǎn)移Imole-時，理論上可得到Imol間氨基苯甲酸

8.（2021?山東高三三模）有一種清潔、無膜的氯堿工藝，它利用含有保護層的

電極（Na°"xMnO2/Na°.44MnOJ中的Na卡的嵌入和脫掉機理，分兩步電解生產(chǎn)七、

NaOH和CH其原理如圖所示，下列說法錯誤的是

1moi[iNaOH溶液)(飽和NaCl溶液

第1步制步

+

A.鈉離子的嵌入反應是還原反應：Na0>44.xMnO2+xNa+xe-=Naa44MnO2

B.電極b和c所連接的直流電源的電極相同

C.第1步結(jié)束后，Na?！璏nO/Na^MnO］電極必須用水洗滌干凈后，再用于第2

步

D.第一步中的Na+濃度始終保持不變

9.（2021?山東濰坊市?高三模擬）某光電催化反應器如圖所示,M電極是Pt/CNT,N

電極是TiO?.通過光解水，可由CO?制得異丙醇，下列說法錯誤的是

纖維膜

A.M極是電池的正極

B.N極的電極反應為2Hq-4e=O2TMH+

C.M極選用的電化學催化劑對于析氫反應有高選擇性

D.生成30g異丙醇，則有l(wèi)OmolH-通過合成蛋白質(zhì)纖維膜

10.（2021?海南海口市?高三三模）如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具

有自動吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測。下列說法正確

的是

A.電子由O2所在的的電極流出

B.標況下消耗224mL02,通過質(zhì)子交換膜的H+個數(shù)為0.04NA

+

C.電池的負極反應式為CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2t+12H

D.微處理器通過檢測電流大小而計算出被測氣體中酒精的含量

11.（2021?山東濟南市?高三二模）用質(zhì)子導體固體氧化物燃料電池（P—SOFC）脫

氫可得丙烯，可實現(xiàn)“烯煌一電力”聯(lián)產(chǎn)。

―催化劑層

0C3%

質(zhì)子

下列說法正確的是

A.催化劑促進電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能

B.。2-由負極遷移至正極

C.負極上發(fā)生的電極反應為C3H8?2e-=C3H6+2H+

D.電池總反應為2c3H8+O2=2C3H6+2H2O

12.（2021?山東臨沂市?高三二模）我國科學家利用電解法在常溫常壓下實現(xiàn)了氨

的合成，該裝置工作時陰極區(qū)的微觀示意圖如下，其中電解液為溶解有三氟甲磺

酸鋰和乙醇的惰性有機溶劑。

選擇性透過膜

■M

。NH，

■H:0

CH3CH2OH

^E>CH3CHO

下列說法正確的是

A.三氟甲磺酸鋰的作用是增強導電性

B.選擇性透過膜允許N2、NH3和H2O通過

C.該裝置用Au作催化劑，目的是改變N2的鍵能

D.生成NH3的電板反應為N2+6C2H5OH+6e=2NH3+6C2H5O

13.（2021?山東濱州市?高三二模）雙極膜能夠在直流電場作用下將H2O解離為

H+和OH%以維生素C的鈉鹽（C6H7O6Na）為原料制備維生素C（C6H8O6,具有弱

酸性和還原性）的裝置示意圖如圖。

直流電源

寓子

溶液維生素溶液維生素

CC交換膜

H2

J\

/「

aa\

離

離

離Y

子

子

子MI

極子極

Na2sO4-J1—Na2s04雙極腴

溶液HiOCJiQeNaH：0CeH,ONa溶液

溶液溶液

下列說法錯誤的是

A.X極右側(cè)的離子交換膜能有效阻止H+、Na+通過

B.將X極區(qū)的Na2sCh替換為C6H7（）6Na,可以提高維生素C的產(chǎn)率

C.a離子是OH、b離子是H+

D.陰極區(qū)附近pH增大

14.（2021?山東青島市?高三二模）新型Li-Mg雙離子可充電電池是一種高效、低

成本的儲能電池，其工作原理如圖。當閉合L時，發(fā)生反應為

xMg+xLi2so4+2Li?FePO廣xMgSOj2LiFePOj,下列關(guān)于該電池說法錯誤的是

A.當閉合L時，出現(xiàn)圖示中1T移動情況

+

B.放電時正極的電極反應式為xLi+LilxFePO4+xe=LiFePO4

C.可以通過提高Li2so4、乂8504溶液的酸度來提高該電池的工作效率

D.若x=；,則HxFePO4中Fe2?與Fe3+的個數(shù)比為3:1

15.（2021?江西新余市?高三二模）一種流體電解海水提鋰的工作原理如下圖所示,

中間室輔助電極材料（LiMnzOJLi—MnzOj具有選擇性電化學吸附/脫出鋰離子功

能。工作過程可分為兩步，第一步為選擇性吸附鋰，第二步為釋放鋰，通過以上

兩步連續(xù)的電解過程，鋰離子最終以LiOH的形式被濃縮到陰極室。下列說法中

錯誤的是

A.第一步接通電源1選擇性提取鋰：第二步接通電源2釋放鋰

B.釋放鋰過程中，中間室材料應接電源負極，發(fā)生的電極反應式為

+

LiMn2O4-xe~=Lil_JMn2O4+xLi

c.中間室兩側(cè)的離子交換膜選用陽離子交換膜

D.當陰極室得到4.8gLiOH時，理論上陽極室產(chǎn)生L12L氣體（標準狀態(tài)下）

16.（2021?四川高三三模）廢水中的污染物，可以通過電解原理產(chǎn)生絮凝劑使其

沉淀而分離。工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

電源

A.b接電源的負極

B.a、b電極的材料均可為鐵棒

2+

C.形成絮凝劑時的反應：4Fe+O2+8OH+2H2O=4Fe(OH)3

D.外電路中通過3mol電子，生成1mol氫氧化鐵膠粒

17.(2021?遼寧沈陽市?沈陽二中高三月考)目前，光電催化反應器(PEC)可以有

效的進行能源的轉(zhuǎn)換和儲存，一種PEC裝置如圖所示，通過光解水可由CO2制

得主要產(chǎn)物異丙醇。下列說法中錯誤的是

A.該裝置的能量來源為光能

B.光催化劑電極反應為2H2O?4e-=O2T+4H+

C.每生成60g異丙醇，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目一定為18NA

D.H+從光催化劑電極一側(cè)向左移動

18.（2021?遼寧沈陽市?沈陽二中高三月考）中山大學化學科研團隊首次將

CsPbBi*3納米晶錨定在氨基化RGO包覆的

a-Fe2O3（a-Fe2O3/Amine-RGO/CsPbBr3）,構(gòu)筑Z?Scheme異質(zhì)結(jié)光催化劑，可有

效降低電荷復合，促進電荷分離，從而提升光催化性能。光催化還原CO2和氧

化H2。的反應路徑如圖。下列說法正確的是

A.a?Fe2（）3表面發(fā)生了還原反應

B.該光催化轉(zhuǎn)化反應可以消除溫室效應

C.“CsPbBi^納米晶”表面上CO2轉(zhuǎn)化為CH’的電極反應式為

+

CO2+8e+8H=CH4+2H2O

D.該催化轉(zhuǎn)化的總反應涉及到極性共價鍵、非極性共價鍵的斷裂和形成

19.（2021?天津南開中學高三二模）用原電池原理可以除去酸性廢水中的三氯乙

烯和ASC）3,其原理如圖所示（導電殼內(nèi)部為納米鐵）。下列說法正確的是

Fe3O4（導電殼）

C2HC13

\,AsO3-+SO42~

(FAsSlF3+

C2H6

A.納米鐵發(fā)生還原反應

+

B.正極電極反應式：C2HCl3+5H+8e=C2H6+3CK

2++3+

C.導電殼上電極反應式：AsO；+SO4+14Fe+14H=FeAsS；+13Fe+7H2O

D.該電池的負極材料易被環(huán)境腐蝕

20.（2021,河南高三三模）目前，某研究團隊對TiO?基催化劑光催化還原CO?轉(zhuǎn)

化為燃料甲醇（原理如圖所示）進行研究，取得了大成果。下列說法正確的是

A.CB極的電勢低于VB極的電勢

B.CB極發(fā)生的反應是CO2+6H+-6e=CHQH+H2。

C.光照下TiO?基產(chǎn)生電子

通電

D.總反應式為2co2+颯0^---------2CH30H+302

21.（2021?貴州貴陽市?高三二模）二氧化氯（CIO?）是國際上公認的高效、廣譜、

安全的殺菌消毒劑，如圖是用石墨做電極通過電解法制取的工藝。下列說法

正確是

精制飽和t里劈擊THQ（含少

NaCl溶液交換膜MNaOH）

A.電極A接電源的負極

B.C0為陽極產(chǎn)物

C.陰極溶液的pH將減小

D.陰極產(chǎn)生224mL氣體時，通過陽離子交換膜的陽離子數(shù)為。O2N,、

22.（2021?江西南昌市?高三二模）北京化工大學新開發(fā)的一種流動電池如圖所示,

其原理是：PbO2+2H2SO4+Cu=PbSO4+CuSO4+2H2O,該電池的主要特點是可以通

過電解質(zhì)溶液的循環(huán)流動，在電池外部調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，以保持電池內(nèi)部電極周

圍溶液濃度的穩(wěn)定。下列說法不正確的是

O

A.b為該電池的負極

+

B.a電極的反應式為：PbO2+4H+SO^+2e-=PbSO4+2H2O

C.當電池工作時，a、b兩電極的質(zhì)量之和幾乎不變

D.調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，即補充一定量的H2so4溶液和CuSO4溶液

23.(2021?江西萍鄉(xiāng)市?高三二模)新型可充電鈉離子電池因具有原料儲量豐富,

價格低廉，安全性高等優(yōu)點而備受青睞，而Fe[Fe(CN)6]因理論比容量較高，充

放電過程中材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有利于Na的可逆脫嵌，可以作為一種非常有潛力的

正極材料，下列說法錯誤的是

r-@

%-占1Fe[Fe(CN)J

白穹斐I

含KIOLNa發(fā)換膜

有機電解店

A.充電時，鋅片應該與電源的負極相連

B.放電時，正極反應為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e=Na2Fe[Fe(CN)6]

C.放電時，外電路中通過0.2mol電子時，有0.lmolZn(CK)4)2生成

D.對于正極材料，放電可實現(xiàn)Na+的脫嵌，充電可實現(xiàn)Na+的嵌入

24.(2021?浙江高三三模)常溫常壓下用氮氧化鋁納米顆粒(。0。《$56)電催化氮

氣還原合成氨的工作原理如圖1所示，氨氣生成速率、電流利用率與電壓的關(guān)系

如圖2.下列說法不正俄的是

A.電極A為陽極，發(fā)生氧化反應

B.該電催化裝置的總反應為：2N2+6H2O管4NH3+3O2

C.當產(chǎn)生標準狀況下2.24LNH,時，通過質(zhì)子交換膜的H數(shù)目為0.3N,、

D.其他條件相同，用2.0V電解比L8V電解在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的NH；多

電化學及其應用

1.(2021?福建漳州市?高三三模)南開大學科研團隊以KSn合金為負極，以含較

基的多壁碳納米管(MWCNTs-COOH)為正極，構(gòu)成如圖所示的可充電K-CO1電池,

電池反應為4KSn+3c蘭公2K2c()3+C+4Sn,其中生成的充電K2cO,會附著在正極上。

下列說法正確的是

A.放電時，電子由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs-COOH

B.充電時，陰極的電極反應式為3co?+4e+4K=2K2c0,+C

C.充電時，電路中通過Imol電子，陽極增重39g

D.不能用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)

【答案】D

【詳解】

A.電子是經(jīng)過導線由負極流向正極，故A錯誤；

B.充電時陰極反應為K++e-+Sn=KSn,故B錯誤；

C.充電時陽極反應為C-4er2K2co3=3CO2T+4K+,碳納米管及附著的K2cO,會減

少，電路中通過Imole-時，陽極減重72g,故C錯誤；

D.電極材料是KSn和MWCNTs-COOH,合金KSn會和水發(fā)生反應，-COOH會和

KOH反應，故不能用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，故D正確；

故選：Do

2.（2021?山東臨沂市?高三二模）利用K2O2O7處理含苯酚廢水的裝置如下圖所

示，其中a為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜。處理后的廢水毒性降低且不引

入其它雜質(zhì)。工作一段時間后，下列說法錯誤的是

A.正極區(qū)溶液的pH變大

B.每轉(zhuǎn)移3moi電子，N極室溶液質(zhì)量減少51g

C.中間室NaCl的物質(zhì)的量保持不變

+

D.M極的電極反應式：C6H5OH+llH2O-28e=6CO2f+28H

【答案】B

【分析】

在M極，C6H50H轉(zhuǎn)化為CO2,碳元素化合價升高，失去電子，M極是負極，

則N極為正極。

【詳解】

A.N為正極，電極反應式為：Cr2oy+6e+7H2O=2Cr(OH)3；+8OH,溶液的pH

變大，故A正確；

B.b是陰離子交換膜，N極室的OH?通過b進入中間室。當轉(zhuǎn)移3moi電子時,

根據(jù)N極的電極反應式可知，生成lmolCr(OH)3,同時有3moOIT離開N極室，

則N極室溶液質(zhì)量減少Imolxl03g/mol+3molxl7g/mol=154g,故B錯誤；

C.N極室中的OH?進入中間室，M極室的H+進入中間室，OH-和H+中和生成

水，不影響NaCl的物質(zhì)的量，所以中間室NaCl的物質(zhì)的量保持不變，故C正

確；

D.M極為負極，C6H50H失去電子生成CO2,電極反應式為：

+

C6H5OH+llH2O-28e=6CO2T+28H,故D正確；

故選B。

3.(2021?四川內(nèi)江市?高三三模)一種高性價比的液流電池，其工作原理：在充

放電過程中，電解液［KOH、K2Zn(OH)4］在液泵推動下不斷流動，發(fā)生以下反應：

放電

Zn+2NiOOH+2H2O+2OH,Zn(OH);+2Ni(OH)2

下列說法正確的是

A.充電時，電極B的質(zhì)量減少

B.放電時，陰離子遷移方向：電極A-電極B

C.充電時，電極B的反應式：NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH

D.儲液罐中的KOH濃度增大時，能量轉(zhuǎn)化形式：化學能一電能

【答案】A

【分析】

放電時電極A做負極，電極反應式為：Zn+4OH--2e=Zn(0H)；',電極B做正極，

電極反應式為：NiOOH+HzO+e=Ni(OH)2+OH,充電時則與放電相反，即A做

陰極，B做陽極，據(jù)此分析解答。

【詳解】

A.分析知，充電時，B做陽極，消耗電極材料，則電極B的質(zhì)量減少，A正確；

B.放電時，A做負極，陰離子移向負極，即陰離子遷移方向：電極B-電極A,

B錯誤；

C.充電時，電極B做陽極，電極反應式：Ni(OH)2+OH-e=NiOOH+H2O,C

錯誤；

D.由總反應式可知，放電時消耗OH：充電時生成OH7則儲液罐中的KOH

濃度增大時，為充電，能量轉(zhuǎn)化形式：電能一化學能，D錯誤；

故選：Ao

4.(2021?福建廈門市?高三三模)我國研制的堿性鋅鐵液流電池工作原理如圖。

下列說法不正確的是

A.充電時，a電極反應式為Fe(CN)t-e=Fe(CN)：-

B.充電時，b電極區(qū)pH增大

C.理論上，每消耗6.5gZn,溶液中將增加O.lmolFe(CN)：-

D.采用帶負電隔膜可減少充電時產(chǎn)生鋅枝晶破壞隔膜

【答案】C

【分析】

Zn為活潑金屬，所以放電時b電極為負極,發(fā)生氧化反應:Zn-2e+4OH=Zn(OH)

La電極為正極發(fā)生還原反應：Fe(CN)：-+e=Fe(CN)：-；則充電時a為陽極發(fā)生

氧化反應，b為陰極發(fā)生還原反應。

【詳解】

A.充電時，a為陽極發(fā)生氧化反應，電極反應為Fe(CN)r-e=Fe(CN)r,A正確；

B.充電時，b為陰極發(fā)生還原反應：Zn(OH)r+2e=Zn+4OH,生成氫氧根，

所以pH增大，B正確；

C.6.5gZn的物質(zhì)的量為O.lmol,根據(jù)電極方程式可知此時轉(zhuǎn)移0.2mol電子，

生成0.2molFe(CN)1C錯誤；

D.帶負電隔膜對Zn(OH)：離子有排斥作用，可實現(xiàn)堿性鋅鐵液流電池在充電

過程中鋅的沉積方向由沿離子傳導膜向沿電極側(cè)轉(zhuǎn)變，避免了鋅枝晶對隔膜造成

破壞，D正確；

答案為C。

5.(2021?福建高三模擬)近日，南開大學科研團隊以KSn合金為負極，以含竣

基多壁碳納米管(MWCNTs?COOH)為正極催化劑構(gòu)建了可充電K-CO2電池(如

圖所示)，電池反應為4KSn+3co2=2K2cO3+C+4Sn,其中生成的K2cO3附著在

正極上。該成果對改善環(huán)境和緩解能源問題具有巨大潛力。下列說法正確的是

?

KSnMWCNTS-COOH

A.充電時，陰極反應為2K2c(h+C4e-=4K++3co2T

B.電池每吸收22.4LCO2,電路中轉(zhuǎn)移4moi?

C.放電時，內(nèi)電路中電流由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs?COOH

D.為了更好的吸收溫室氣體CO2,可用適當濃度的KOH溶液代替酯基電解質(zhì)

【答案】C

【詳解】

A.充電時，陰極發(fā)生還原反應，電極反應為K++e-+Sn=KSn,A錯誤；

B.氣體未指明狀況，無法根據(jù)體積確定其物質(zhì)的量，B錯誤；

C.放電時，KSn合金作負極，MWCNTs?COOH作正極，在內(nèi)電路中電流由負

極流向正極，C正確；

D.若用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，則KOH會與正極上的MWCNTs?COOH

發(fā)生反應，因此不能使用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，D錯誤；

故選：Co

6.(2021?內(nèi)蒙古烏蘭察布市?高三一模)化學工作者近期研究了一種新型偶氮苯

類水系有機液流電池示意圖如下，采用惰性電極材料，電池工作原理X—N——N

放電

34

--X+2[Fe(CN)6]-^X-N=N-X+2[Fe(CN)6]-,下列說法中正確的是

有機液流電池儲能機理示息0B

A.放電時，電池的正極反應為：[Fe(CN)6]3-—e-=[Fe(CN)6]4-

B.充電時，M為陰極，發(fā)生還原反應

C.放電時，Na+通過離子交換膜從右極室移向左極室

D.充電時，當電路中轉(zhuǎn)移0.5mol電子時，有106g[Fe(CN)6廣得到電子

【答案】B

【詳解】

A.放電時，N極得電子，發(fā)生還原反應作正極，電極反應方程式為[Fe(CN)6p一

4

+e-=[Fe(CN)6]',A項錯誤；

B.充電時，M極得到電子作為陰極，發(fā)生還原反應，B項正確；

C.放電時，N極作為正極，M極作為負極，Na+通過離子交換膜從左極室移向

右極室，C項錯誤；

D.充電時，當電路中轉(zhuǎn)移0.5mol電子時，發(fā)生反應為[Fe(CN)6：T+e-=[Fe(CN)6]4-,

則有0.5mol[Fe(CN)6]4佚去電子，而不是[Fe(CN)6廠-得到電子，D項錯誤；

答案選B。

7.(2021?山東高三三模)利用間接成對電化學合成間氨基苯甲酸的工作原理如

圖所示。下列說法錯誤的是

產(chǎn)品COOH

槽外還AR

COOH,、

NO：

u+

A.陽極的電極反應式為：2Cr+7H2O-6e=Cr2O；+14H

HfHOOC

3+

B.陽極槽外氧化反應為：A+CnO；+8H+-A+2Cr+5H2O

C.通電時陽極區(qū)pH增大

D.當電路中轉(zhuǎn)移Imole時，理論上可得到Imol間氨基苯甲酸

【答案】CD

【分析】

據(jù)圖可知左側(cè)與電源負極相連為陰極，Ti"被還原為Ti3+,右側(cè)與電源正極相連

為陽極，CE+被氧化為CnOM

【詳解】

A.右側(cè)與電源正極相連為陽極，據(jù)圖可知反應物為C/+和HzO,產(chǎn)物為CoO；

3++

和H+,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得電極反應為2Cr+7H2O-6e=Cr2O；+14H,

A正確；

H耳HOOC

B.據(jù)圖可知陽極槽外氧化為6N0，反應方程式為

HOOC

內(nèi)+Cr2O；+8H+-內(nèi)+2CN++5H2O,B正確；

6N-OO>N-<^

C.根據(jù)陽極槽內(nèi)外的反應可知，轉(zhuǎn)移6moi電子時槽內(nèi)生成ImoICrzO；和

14molH+,槽外消耗ImolCnO；和8molH+,所以通電后陽極區(qū)氫離子濃度增大,

pH減小，C錯誤；

COOHCOOH

4+

D.陰極槽外的反應為4]+6Ti3++6H+-八）+2H2O+6Ti,陰極槽內(nèi)

反應為Ti4++e=Ti3+,根據(jù)方程式可知轉(zhuǎn)移6mol電子時才能生成Imol間氨基苯

甲酸，D錯誤；

綜上所述答案為CDo

8.（2021?山東高三三模）有一種清潔、無膜的氯堿工藝，它利用含有保護層的

電極（Na°.44rMnOJNa。,44M吃）中的Na卡的嵌入和脫掉機理，分兩步電解生產(chǎn)七、

NaOH和CL.其原理如圖所示，下列說法錯誤的是

第1步制步

+

A.鈉離子的嵌入反應是還原反應：Na044.xMnO2+xNa+xe-=Na044MnO2

B.電極b和c所連接的直流電源的電極相同

C.第1步結(jié)束后，Na^MnO/Na。,44M咆電極必須用水洗滌干凈后，再用于第2

步

D.第一步中的Na+濃度始終保持不變

【答案】BD

【詳解】

+

A.鈉離子的嵌入反應：Na044.xMnO2+xNa+xe=Na044MnO2,得電子的反應是還原反

應，故A正確；

B.第一步中，b電極發(fā)生Na+脫掉的反應，屬于失去電子的氧化反應，作陽極，

連接電源的正極，第二步中，c電極發(fā)生Na+嵌入的反應，屬于得電子的還原反

應，作陰極，連接電源的正極，故B錯誤；

C.第1步結(jié)束后，叫型小咆/原科叱電極必須用水洗滌干凈后，除去OH,

再用于第2步，防止生成的氯氣與之反應，故C正確；

D.如圖所示，第一步中發(fā)生Na+脫掉的反應，所以Na+濃度增大，故D錯誤。

故選BDO

9.（2021?山東濰坊市?高三模擬）某光電催化反應器如圖所示，M電極是Pt/CNT,N

電極是TiO?.通過光解水，可由CO?制得異丙醇，下列說法錯誤的是

A.M極是電池的正極

B.N極的電極反應為2H20-4?-=0/+4日

C.M極選用的電化學催化劑對于析氫反應有高選擇性

D.生成30g異丙醇，則有l(wèi)OmolH-通過合成蛋白質(zhì)纖維膜

【答案】CD

【分析】

根據(jù)圖示，N極水失去電子生成氧氣和氫離子，M極二氧化碳得到電子生成異丙

醇，因此N極為負極，M極為正極。

【詳解】

A.根據(jù)上述分析可知，M極是電池的正極，故A正確；

B.N極上水失去電子生成氧氣和氫離子，電極反應式為2H2O?4e-=O2f+4H+,故

B正確；

C.M的選用高活性和高選擇性的電化學催化劑能促進異丙醇的生成，有效抑制

析氫反應，故C錯誤；

D.30g異丙醇的物質(zhì)的量為0.5moLM極的電極反應式為

+

3CO2+18H+18e=CH3CH(OH)CH3+5H2O,C元素化合價由+4降低至2因此轉(zhuǎn)

移電子為0.5molx3x6=9moL若同時無析氫反應，則有9moiIF通過合成蛋白質(zhì)

纖維膜，若同時有析氫反應，則通過合成蛋白質(zhì)纖維膜的H+的物質(zhì)的量大于9m01,

故D錯誤；

故答案為CDo

10.(2021?海南?？谑?高三三模)如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具

有自動吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測。下列說法正確

的是

A.電子由02所在的的電極流出

B.標況下消耗224mL02,通過質(zhì)子交換膜的H+個數(shù)為0.04NA

+

C.電池的負極反應式為CH3cH2OH+3H20-12-=2CO2T+12H

D.微處理器通過檢測電流大小而計算出被測氣體中酒精的含量

【答案】BD

【詳解】

A.02所在的飴電極是正極，因此電子會流入02所在的粕電極，故A錯誤；

B.標況下消耗224mL02即物質(zhì)的量為O.OlmoL根據(jù)02+4?一+411+=21120,

因此通過質(zhì)子交換膜的H+個數(shù)為0.04NA,故B正確；

C.電池的負極進入乙醇，流出乙酸，因此負極的反應式為CH3cH2OH+H2O-4e-

+

=CH3COOH+4H,故C錯誤；

D.酒精失去電子，因此可以通過微處理器檢測的電流大小而計算出被測氣體中

酒精的含量，故D正確。

綜上所述，答案為BD。

H.(2021?山東濟南市?高三二模)用質(zhì)子導體固體氧化物燃料電池(P-SOFC)脫

氫可得丙烯，可實現(xiàn)“烯燒一電力”聯(lián)產(chǎn)。

下列說法正確的是

A.催化劑促進電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能

B.。2?由負極遷移至正極

C.負極上發(fā)生的電極反應為C3H8?2e~C3H6+2H+

D,電池總反應為2c3H8+O2=2C3H6+2H2O

【答案】CD

【詳解】

A.該裝置為燃料電池，則催化劑能促進化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，A錯誤；

B.02作正極，得電子后形成O。,。2?帶負電荷，會在正極上與H+結(jié)合形成H2O,

B錯誤；

C.通入燃料C3H8的電極為負極，在負極上C3H8失去電子變?yōu)镃3H6,故負極的

電極反應式為：C3H8?2D=C3H6+2H+,C正確；

D.在電池的正極上02得到電子變?yōu)镺~,然后再與H+結(jié)合形成H2O,故正極

+

的電極反應式為O2+4D+4H+=2H2O。負極電極反應式為：C3H8-2e=C3H6+2Ho

由于同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以將正極、負極電極反應式疊加，可

得總反應方程式為：2c3H8+（h=2C3H6+2H2O,D正確；

故合理選項是CDo

12.（2021?山東臨沂市?高三二模）我國科學家利用電解法在常溫常壓下實現(xiàn)了氨

的合成，該裝置工作時陰極區(qū)的微觀示意圖如下，其中電解液為溶解有三氟甲磺

酸鋰和乙醇的惰性有機溶劑。

選擇性透過膜

N2

NH，

H;O

CHCHQH

CHQHQ-

下列說法正確的是

A.三氟甲磺酸鋰的作用是增強導電性

B.選擇性透過膜允許Nz、NH3和HzO通過

C.該裝置用Au作催化劑，目的是改變N2的鍵能

D.生成NH3的電板反應為N2+6C2H5OH+6e=2NH3+6C2H5O

【答案】AD

【詳解】

A.三氟甲磺酸鋰是離子化合物，可在乙醇溶液中電離出Li+和三氟甲磺酸根離

子，故其的作用是增強導電性，A正確；

B.由示意圖可知，選擇性透過膜允許Nz、NM通過，但不允許HzO通過，B錯

誤；

C.催化劑能降低反應的活化能，加快反應速率，不能改變反應物的鍵能，該裝

置用金（Au）作催化劑目的是降低N2的活化能，C錯誤；

D.陰極區(qū)生成NM的電極，是氮氣得到電子發(fā)生還原反應，電解液為溶解有三

氟甲磺酸鋰和乙醇的惰性有機溶劑，電極反應：N2+6e+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O,

D正確；

故答案為：ADo

13.（2021?山東濱州市?高三二模）雙極膜能夠在直流電場作用下將HzO解離為

H+和OH。。以維生素C的鈉鹽（C6H7O6Na）為原料制備維生素C（C6H8O6,具有弱

酸性和還原性）的裝置示意圖如圖。

直流電源

離子

溶液維生素C溶液維生素C

交換膜

「

「1

寓

離

離

X離Y

子

子

子

極于極

Na2sCh-J1—Na2s04雙極膜

溶液

HiOQHQeNaH：0CH,CXNa溶液

溶液溶液

下列說法錯誤的是

A.X極右側(cè)的離子交換膜能有效阻止H+、Na+通過

B.將X極區(qū)的Na2s04替換為C6H7O6Na,可以提高維生素C的產(chǎn)率

C.a離子是OH,b離子是H+

D.陰極區(qū)附近pH增大

【答案】AB

【分析】

在X電極，水失電子生成氧氣，同時生成氫離子，鈉離子通過陽離子交換膜進入

堿室，與a離子即氫氧根離子構(gòu)成NaOH,則b離子為氫離子，與C6H,0結(jié)合為

C6H8。6,Y電極為陰極，水得電子生成氫氣和氫氧根離子，據(jù)此分析。

【詳解】

A.由以上分析可知X極生成的H+以及溶液中的Na+通過陽離子交換膜進入堿室,

與a離子即氫氧根離子構(gòu)成NaOH,因此離子交換膜應允許H+、Na+通過，故A

錯誤；

B.若將X極區(qū)的Na2s04替換為C6H7（）6Na,一方面生成的導電能力弱，另一方

面維生素C易被生成的氧氣氧化，不能提高維生素C的產(chǎn)率，故B錯誤；

C.由以上分析可知，a離子是OH-，b離子是H+,故C正確；

D.陰極區(qū)的反應為：2H2O+2e=H2T+2OH,pH值增大，故D正確；

故選：ABo

14.（2021?山東青島市?高三二模）新型Li-Mg雙離子可充電電池是一種高效、低

成本的儲能電池，其工作原理如圖。當閉合L時，發(fā)生反應為

xMg+xLi2SO4+2LilxFePO4=xMgSO4+2LiFePO4,下列關(guān)于該電池說法錯誤的是

A.當閉合L時，出現(xiàn)圖示中Li+移動情況

B.放電時正極的電極反應式為xLi'Li/ePOjxe?二LiFePO,

C.可以通過提高Li2SO」、MgSO］溶液的酸度來提高該電池的工作效率

D.若x=；,則LiLxFePO4中Fe2?與Fe3,的個數(shù)比為3:1

【答案】AC

【分析】

閉合K2,該電池為原電池裝置，發(fā)生反應為

xMg+xLi2SO4+2LilxFePO4=xMgSO4+2LiFePO4,則Mg為電池負極，失電子,

Li/ePO4/LiFePO4為原電池的正極，Li-FePO」得電子；閉合KL該裝置為電解池，

此時左側(cè)電極為電解池的陰極，得電子，右側(cè)電極為電解池的陽極，失電子。

【詳解】

A.當閉合凡時，該裝置為原電池，H移向電解池正極，根據(jù)分析可知，

Li,.xFePO4/LiFePO4電極為原電池正極,所以不會出現(xiàn)圖示中IT移動情況,A錯誤；

B.放電時正極為LiyFePO4生成LiFePO4,所以電極反應式為：

+

xLi+Li,.xFePO4+xe=LiFePO4,B正確；

C.若提高Li2s0,、MgSO4溶液的酸度，Mg電極在斷路時仍會自發(fā)的與電解質(zhì)溶

液反應從而造成損失，從而降低了該電池的工作效率，c錯誤；

D.若x=；,則該物質(zhì)為L'FeP?！唬鶕?jù)化合價代數(shù)和為零可知該物質(zhì)中Fc的化

44

合價為2.25,則Fe2+與Fe3+的個數(shù)比為3:1,D正確；

答案選：ACo

15.(2021,江西新余市?高三二模)一種流體電解海水提鋰的工作原理如下圖所示,

中間室輔助電極材料(LiMn?O4/Li-Mn?。,)具有選擇性電化學吸附/脫出鋰離子功

能。工作過程可分為兩步，第一步為選擇性吸附鋰，第二步為釋放鋰，通過以上

兩步連續(xù)的電解過程，鋰離子最終以LiOH的形式被濃縮到陰極室。下列說法中

錯誤的是

A.第一步接通電源1選擇性提取鋰：第二步接通電源2釋放鋰

B.釋放鋰過程中，中間室材料應接電源負極，發(fā)生的電極反應式為

+

LiMn2O4-xe=Li,_vMn2O4+xLi

C.中間室兩側(cè)的離子交換膜選用陽離子交換膜

D.當陰極室得到4.8gLiOH時，理論上陽極室產(chǎn)生L12L氣體（標準狀態(tài)下）

【答案】B

【詳解】

A.第一步接通電源1,中間室為陰極，發(fā)生反應Li-Mnq,+xe-+xLi+fLiM%。一

選擇性提取鋰，第二步接通電源2,中間室為陰極，發(fā)生反應

LiMjO'Xe-fLiiMn20j+xLi+釋放鋰，故A正確；

B.釋放鋰過程中，中間室材料應接電源正極，發(fā)生的電極反應式為

+

LiMn2O4-xe"=Li,_rMn2O4+xLi,故B錯誤；

c.根據(jù)圖示，第一步為選擇性吸附鋰過程中陽極室中的離子向中間室移動，第

二步為釋放鋰的過程中鋰離子移向陰極室，所以中間室兩側(cè)的離子交換膜選用陽

離子交換膜，故c正確；

D.當陰極室得到4.8gLiOH時，電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，陽極室電極反應式是

n7

+

2H2O-4e=4H+O2,產(chǎn)生氧氣的體積是號x22.4=1.12L氣體（標準狀態(tài)下），故D

正確；

選B。

16.（2021?四川高三三模）廢水中的污染物，可以通過電解原理產(chǎn)生絮凝劑使其

沉淀而分離。工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

A.b接電源的負極

B.a、b電極的材料均可為鐵棒

2+

C.形成絮凝劑時的反應：4Fe+O2+8OH+2H2O=4Fe（OH）3

D.外電路中通過3mol電子，生成1mol氫氧化鐵膠粒

【答案】D

【分析】

該裝置為電解裝置，鐵做陽極，則a極為陽極，電極反應式：Fe-2e=Fe2\電

極b為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式：2H2O+2e=2OH+H2t,處理廢水

時，陽極生成的二價鐵離子與陰極生成的氫氧根離子在溶解氧的條件下發(fā)生氧化

還原反應生成氫氧化鐵，據(jù)此分析解答。

【詳解】

A.b為陰極，b接電源的負極，A正確；

B.a極為陽極，只能是鐵，b電極是陰極，電極材料可以是鐵，因此a、b電極

的材料均可為鐵棒，B正確；

C.處理廢水時，陽極生成的二價鐵離子與陰極生成的氫氧根離子在溶解氧的條

2+

件下發(fā)生氧化還原反應生成氫氧化鐵，因此形成絮凝劑時的反應：4Fe+O2+

8OH+2H2O=4Fe(OH)3,C正確；

D.膠粒是氫氧化鐵的聚合體，無法計算生成的氫氧化鐵膠粒數(shù)，D錯誤；

答案選D。

17.(2021?遼寧沈陽市?沈陽二中高三月考)目前，光電催化反應器(PEC)可以有

效的進行能源的轉(zhuǎn)換和儲存，一種PEC裝置如圖所示，通過光解水可由CO2制

得主要產(chǎn)物異丙醇。下列說法中錯誤的是

A.該裝置的能量來源為光能

B.光催化劑電極反應為2H2O?4e、O2T+4H+

C.每生成60g異丙醇，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目一定為18NA

D.H+從光催化劑電極一側(cè)向左移動

【答案】C

【分析】

電池左側(cè)CO2和H+得電子，做原電池的正極；右側(cè)電極為H2O失電子，做原電

池的負極。

【詳解】

A.由裝置圖可知，該裝置的能量來源是光能，A正確；

B.由圖中可知，光催化劑電極進入的物質(zhì)為HzO,出去的物質(zhì)是。2和H+,故

該電極的反應為2H2。-4e=O2T+4H\B正確；

C.電化學催化劑電極中，CO2發(fā)生的電極反應為：

60。

+=1mo1

3CO2+18H+18e=CH3CH(OH)CH3+5H2O,故每生成60g即6()0>^01.異丙

醇，但電極上還會發(fā)生副反應產(chǎn)生氫氣轉(zhuǎn)移電子，所以電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目不

一定為18$,C錯誤；

D.由圖中可知，左側(cè)是電池的正極，右側(cè)為負極，陽離子向陽極移動，故H，從

光催化劑電極一側(cè)向左移動，D正確；

故答案為：Co

18.(2021?遼寧沈陽市?沈陽二中高三月考)中山大學化學科研團隊首次將

CsPbB「3納米晶錨定在氨基化RGO包覆的

a-Fe2O3(a-Fe2O3/Amine.RGO/CsPbBr3),構(gòu)筑Z?Scheme異質(zhì)結(jié)光催化劑，可有

效降低電荷復合，促進電荷分離，從而提升光催化性能。光催化還原CO2和氧

化H2O的反應路徑如圖。下列說法正確的是

A.a-FezCh表面發(fā)生了還原反應

B.該光催化轉(zhuǎn)化反應可以消除溫室效應

C.“CsPbB門納米晶”表面上C(h轉(zhuǎn)化為CH4的電極反應式為

+

CO2+8e+8H=CH4+2H2O

D.該催化轉(zhuǎn)化的總反應涉及到極性共價鍵、非極性共價鍵的斷裂和形成

【答案】C

【分析】

出0能在。艮2。3光催化劑材料作用下，被氧化成02,同時生成質(zhì)子(H+),發(fā)生

+

的氧化反應為：2H2O-4e=4H+O2；電子轉(zhuǎn)移到“CsPbB「3納米晶”用于還原CO2,

+

CO2被還原為CO、CH4,發(fā)生的還原反應為：CO2+2e+2H=CO+H2O>

+

CO2+8e+8H=CH4+2H2O。

【詳解】

A.由圖可知，HzO能在光催化劑材料作用下，被氧化成02,發(fā)生了氧

化反應，A錯誤；

B.該光催化轉(zhuǎn)化反應生成了CH4，CH4也能導致溫室效應，故該反應不能阻止

溫室效應，B錯誤；

C.“CsPbBr3納米晶“”表面上CO2轉(zhuǎn)化為CO、CH4,發(fā)生了還原反應：

++

CO2+2e+2H=CO+H2O>CO2+8e+8H=CH4+2H2O,C正確；

光催化光催化

=

D.該催化轉(zhuǎn)化的總反應：2CO2^2CO+O2^CO2+2H2O^=CH4+2O2,CO2、

H2O都只含有極性共價鍵，CO、CH4都只含極性共價鍵，02只含非極性共價鍵，

故只有極性共價鍵斷裂、有極性和非極性共價鍵生成，D錯誤；

答案選C。

19.（2021?天津南開中學高三二模）用原電池原理可以除去酸性廢水中的三氯乙

烯和AsO：-其原理如圖所示（導電殼內(nèi)部為納米鐵）。下列說法正確的是

2-

3+

A.納米鐵發(fā)生還原反應

+

B.正極電極反應式：C2HCl3+5H+8e=C2H6+3C1

2++3+

C.導電殼上電極反應式：ASO5+SO4+14Fe+14H=FeAsS1+13Fe+7H2O

D.該電池的負極材料易被環(huán)境腐蝕

【答案】B

【詳解】

A.據(jù)圖可知納米鐵生成Fe?+,化合價升高，發(fā)生氧化反應，故A錯誤；

B.原電池正極得電子發(fā)生還原反應，據(jù)圖可知在酸性條件下，正極上C2HCI3

+

被還原為乙烷，則電極反應式為：C2HCl3+5H+8e=C2H6+3Cr,故B正確；

2++3+

C.據(jù)示意圖可知AsO；+SO4+14Fe+14H=FeAsS1+13Fe+7H2O反應發(fā)生在

含SO：的酸性溶液中，導電殼上的反應為鐵被氧化成亞鐵離子，故c錯誤；

D.負極材料鐵在導電殼內(nèi)部，所以負極材料不易被環(huán)境腐蝕，故D錯誤；

選B。

20.（2021?河南高三三模）目前，某研究團隊對TiO2基催化劑光催化還原CO2轉(zhuǎn)

化為燃料甲醇（原理如圖所示）進行研究，取得了大成果。下列說法正確的是

A.CB極的電勢低于VB極的電勢

B.CB極發(fā)生的反應是CO?+6H+-6e450班也0

C.光照下TiO?基產(chǎn)生電子

通電

D.總反應式為2c（^+理。^-----2CH30II+302

【答案】C

【分析】

根據(jù)圖示，VB極上水失去電子生成氧氣，發(fā)生氧化反應，CB極上CO?得到電子

生成甲醇，發(fā)生還原反應，據(jù)此分析解答。

【詳解】

A.在光照下，CB極表面聚集了由二氧化鈦基轉(zhuǎn)移過來的電子，因此CB極的電

勢高于VB極的電勢，故A錯誤；

B.CB極上CO?得到電子生成甲醇，發(fā)生還原反應，故B錯誤；

C.根據(jù)圖示，反應過程中TiO?在光照下產(chǎn)生電子，故C正確；

D.VB極上水失去電子生成氧氣，發(fā)生氧化反應，CB極上CO?得到電子生成甲

催化劑

醇，發(fā)生還原反應，總反應式為282+4凡0^^=2（2%0m302,反應條件不是通

光照

電，故D錯誤；

故選C。

21.（2021?貴州貴陽市?高三二模）二氧化氯（C1O?）是國際上公認的高效、廣譜、

安全的殺菌消毒劑，如圖是用石墨做電極通過電解法制取C。的工藝。下列說法

正確是

精制飽和t里劈擊THQ（含少

NaCl溶液交換膜MNaOH）

A.電極A接電源的負極

B.為陽極產(chǎn)物

C.陰極溶液的pH將減小

D.陰極產(chǎn)生224mL氣體時，通過陽離子交換膜的陽離子數(shù)為。.02以

【答案】B

【分析】

由鈉離子的移動方向可知，電極A為電解池的陽極，氯離子在陽極上失去電子發(fā)