專項07電化學

該專題分為兩個板塊

[1]知識清單

一、新型化學電源

1.圖解原電池的工作原理

2.化學電源中電極反應式的書寫

3.可逆電池電極反應式的書寫

二、電解原理的應用

I.圖解電解池工作原理

2.電解時電極反應式的書寫

3.電解計算的三種方法

三、電化學中離子交換膜的分析與應用

1.常見的離子交換膜

2.離子交換膜的作用

3.示例分析

四、金屬的腐蝕與防護

1.金屬電化學保護的兩種方法

2.金屬腐蝕的快慢比較

[2]專項練習

[1]知識清單

一、新型化學電源

1.圖解原電池的工作原理

外也路電子

沿著導線傳遞

氧化.失去負極正極杼到e1還原

移

向|______內(nèi)電路

陰離子電解質(zhì)陽離子

2.化學電源中電極反應式的書寫

(1)書寫步驟

(2)不同介質(zhì)在電極反應式中的“去留”

中性溶液反應物若是H?得電子或0H失電子，則H+或OH均來自水的電離

酸性溶液反應物或生成物中均沒有0FT

堿性溶液反應物或生成物中均沒有H+

水溶液不能出現(xiàn)-

(3)實例

①甲醇、5不同介質(zhì)燃料電池電極反應式的書寫

負極CHQH—6e+H2O===CChT+6H'

酸性介質(zhì)，如稀3.

正極^€)2+6e+6H===3FhO_________

H2SO4

負極CHQH—6屋+80H一===CO3+6H2。

堿性介質(zhì)，如

KOH溶液正極命2+6/+3H2(D===6OH-________

負極CHaOH—6e+3co產(chǎn)===4CO2T+2HQ

熔融鹽介質(zhì)，如

|p2+6e-+3cOg===3CO『________

K2c03正極

高溫下能傳導02負極CH3OH—6e+3C)2—===C02T+2H2O

一的固體作電解

出吐屋===

正極6302-__________

質(zhì)

②微生物燃料電池電極反應式的書寫

微生物燃料電池的一種重要應用就是廢水處理中實現(xiàn)碳氮聯(lián)合轉(zhuǎn)化為C02和N2,如下圖所示，1、2為厭氧

微生物電極，3為陽離子交換膜，4為好氧微生物反應器。

電極判斷反應式其他

信根據(jù)H+移動方向，說明負極：CH3co0—8e+NH4+在好氧微生物反

息電極1為負極、電極22H2O==2CO"+7H'應器中轉(zhuǎn)化為N03：

解為正極，電解質(zhì)為酸性正極：2NO3-+12H'+IQe一NH/+2O?===NO3+

讀介質(zhì)==N2T+6Hq2H++H2O

3.可逆電池電極反應式的書寫

(1)可逆電池充、放電關系圖示

(2)思維模型

放申

以xMg+Mo3s4充電MgxMo3s4為例說明

(3)實例

①Fe(OH)2+2Ni(OH)2澆肅Fe+Ni2O34-3H2O

放電時負極電極反應式：Fe+20H—2e===Fc(OH”；

充電時陽極電極反應式：2Ni(OH)2+2OH—2e==Ni2Ch+3H2O。

放市

②Li-MnCh+LixCn充信nC+LiMnO>

放電時負極電極反應式：—LixCn—xe-===xLi4-nC；

充電時陽極電極反應式：LiMnCh—xe===LiixMnCh+xLi。

二、電解原理的應用

1.圖解電解池工作原理

2.電解時電極反應式的書寫

(1)書寫步驟

(2)?？既N金屬作陽極時電極反應式的書寫

①鐵作陽極

2

鐵作陽極時，其氧化產(chǎn)物可能是Fe\Fe(OH)2或FeOj,如Fe作陽極電解含CrzO?一的酸性廢水去除格時，

陽極反應式為：Fe—2e-===Fe2+:用鐵電極電解KOH溶液制備KzFeCh的陽極反應式為：Fe-6e-+

80H===FeOj+4H2O。

②鋁作陽極

鋁作陽極時其氧化產(chǎn)物可能是AI2O3、Al(0H)3.AIO2-或A13+,如用鋁作陽極，H2s04—H2c2。4混合液作電

解質(zhì)溶液，在鋁制品表面形成致密氧化膜的陽極反應式為：2AL6e+3H9===A12Om+6H'；用鋁作

陽極電解NaOH溶液的陽極反應式為：Al—3e+40H===AKK+2H2O。

③銅作陽極

銅作陽極時，其氧化產(chǎn)物一般是Ci?'或Cu'(Cu20),如用銅作陽極電解NaOH溶液制備Cu2O的陽極反應

式為：2Cu-2e+20H===Cii2O+H2O。

(3)書寫示例

①用惰性電極電解K2MnO4溶液得到化合物KMnO4o

陽極反應式：2MnO/-—2e===2MnO[。

陰極反應式：2H?O+2e===H?T+20H。

②將一定濃度的磷酸二氫鐵(NH4H2Po4)、氯化鋰混合液做電解液，以鐵棒做陽極，石墨做陰極，電解析出

LiFePCh沉淀，則陽極反應式為FcIH【PO「Li—2c===LiFcPO±12H,

③離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、AbCb-和A1C1「組成的離子液體作電解液時,

可在鋼制品上電鍍鋁。已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，則電極反應式為

陽極：Al—3c—F7A1C1￡===4A1202。

陰極：4Abel?+3e===Al+7AlCLf、

3.電解計算的三種方法

⑴根據(jù)得失電子守恒計算

用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。

(2)根據(jù)總反應式計算

先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。

(3)根據(jù)關系式計算

根據(jù)得失電子守恒關系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。

如以道過4mol廣為橋梁可構建如下關系式：

le-?2c1(B.J)?。2?2H2?2Cu?4Ag?2M

y?11

陽極產(chǎn)物

陰極產(chǎn)物

(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)

三、電化學中離子交換膜的分析與應用

1.常見的離子交換膜

種類允許通過的離子及移動方向說明

陽離子

陽離了一移向電解池的陰極或原電池的正極只允許陽離了通過

交換膜

陰離子

陰肉子T移向電解池的陽極或原電池的負極只允許陰離子通過

交換膜

質(zhì)子

質(zhì)子一移向電解池的陰極或原電池的正極只允許H+通過

交換膜

2.離子交換膜的作用

3.示例分析

三室電解法處理含Na2s04的工業(yè)廢水

四、金屬的腐蝕與防護

1.金屬電化學保護的兩種方法

2.金屬腐蝕的快慢比較

1.（北京市海淀區(qū)2021-2022學年高三上學期期末考試化學試題）利用固體氧化物電解池可將CO2轉(zhuǎn)化為

co并存儲，裝置示意圖如圖所示。下列說法不正確的是

情

情

性

性01

電

電

極

極固體網(wǎng)化物

A.a極連接電源的正極

B.a極上的電極反應為。2+4仁=202一

C.b極上的電極反應為CO?+2e-=CO+O1-

D.通過該過程可以實現(xiàn)儲能

【答案】B

【分析】電解池中陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動；由陰離子移動方向可知，a為陽極、b為陰極;

【詳解】A.由分析可知，a為陽極，連接電源正極，A正確；

2

B.a即發(fā)生氧化反應，反應為，2O-4e=O2,B錯誤；

C.b極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應為CO?+2e=CO+O2-,C正確；

D.通過該過程可以將電能轉(zhuǎn)化為化學能，實現(xiàn)儲能，D正確；

故選B。

2.（重慶一中2021-2022學年高三下學期5月月考化學試題）電一Fenton法常用于處理工業(yè)廢水中的有機物，

原理如圖所示。電極反應生成強氧化性的QH（羥基自由基）將有機物氧化。下列說法錯誤的是

TABT

卜"I

OF/\

J>—>.OH+[Fe(OH)]2-

i/?OH、

卜o?H：O^

A.6H向陽極移動

B.A極連接電源負極

C.消耗2.24L(標準狀況)。2理論上可以產(chǎn)生0.4molOH

D.陽極的電極反應式為Hq-e-=QH+H+

【答案】A

【詳解】A.電解過程中，生產(chǎn)的QH為中性基團，不會遷移，A項錯誤；

B.A極發(fā)生得電子的還原反應，則該電極為陰極，所以A為負極，B項正確；

C.陰極上O.lmolCh轉(zhuǎn)化為O.lmolHzOz轉(zhuǎn)移0.2mole，同時Fe3++e-=Fe?+,轉(zhuǎn)移O.lmole,由

Fe2++H2O2=[Fe(OH)p++OH+OH可知，生成O.lmolOH,轉(zhuǎn)移0.3mole-；在陽極上HQ-e-=QH+H*生成

O.3mol-OH,所以消耗O.lmolCh,可以產(chǎn)生0.4molOH,C項正確；

D.陽極上水失電子生成羥基和氫離子，其電極方程式為：H2O-e=OH+H\D項正確；

3.(江西省贛州市2021-2022學高二上學期期末考試化學試題)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中

生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設置一對惰性電極(如

圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯誤的是

A.陽極發(fā)生將海水中的cr還原生成Ch的反應

B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C.陰極生成的H2應及時通風稀釋安全地排入大氣

D.陰極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理

【答案】A

【分析】海水通入管道后，形成電解池，海水作為電解液，依據(jù)提示，為排除排水管中生物的附和，可以

通過電解海水制氯氣，故陽極發(fā)生反應2C「-2e=C12T，陰極發(fā)生反應2H2O+2e-=2OH+H2f,此時海水堿性增

大，由于電解液存在于管道中，生成的氯氣會與堿性海水反應，生成次氯酸鈉進而達到滅殺附著生物的效

果，陰極生成的氫氣應及時通風安全地排入大氣,依據(jù)分析可知陰極發(fā)生反應2H2O+2L2OH-+H23Mg(OH”

等積垢在陰極表面形成，據(jù)此分析回答問題。

【詳解】A.依據(jù)分析可知，陽極發(fā)生反應2Cr-2e-=CbT，為氧化反應，故A錯誤；

B.依據(jù)題意“排水管中生物的附和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率”可知，需要生成次氯酸鈉進而殺

滅附著生物，故B正確；

C.陰極發(fā)生反應2H2O+2e-=2OH+H2T，若不排除，氫氣濃度過大易發(fā)生危險，應及時通風稀釋，故C正

確；

D.依據(jù)分析可知陰極發(fā)生反應2H2O+2e-=2OH-H2T，Mg（0H）2等積垢在陰極表面形成，需要定期清理陰極

表面，故D正確，

故選：Ao

4.圖甲為一種新型污水處理裝置，該裝置可利用一種微生物將有機廢水的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能。圖乙為

電解氯化銅溶液的實驗裝置的一部分。下列說法中不正確的是

A.a極應與X連接

B.N電極發(fā)生還原反應，當N電極消耗I1.2L（標準狀況下）。2時，則a電極增重64g

+

C.若廢水中含有乙醛，則M極的電極反應為：CH.CHO+3H2O-10e-=2C0,?+10H

D.不論b為何種電極材料，b極的電極反應式一定為2。-2e=Cl2T

【答案】D

【解析】根據(jù)題給信息知，甲圖是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，M是負極，N是正極，負極上失電子發(fā)

生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應；電解氯化銅溶液，由圖乙氯離子移向b極，銅離子移向a極，

則a為陰極應與負極相連，b為陽極應與正極相連，根據(jù)得失電了守恒計算，以此解答該題。

【詳解】A.根據(jù)以上分析，M是負極，N是正極，a為陰極應與負極相連即X極連接，故A正確；

B.N是正極氧氣得電子發(fā)生還原反應，a為陰極銅離子得電子發(fā)生還原反應，根據(jù)得失電子守恒，則當N

電極消耗11.2L（標準狀況下）氣體時，則a電極增重1嘉12x；4x64g/mol=64g,故B正確；

C.有機廢水中主要含有乙醛，則圖甲中M極為CH3cH0失電子發(fā)生氧化反應，發(fā)生的電極應為：

+

CH3CHO+3H2O-10c-=2C0,T+10H,故C正確;

D.b為陽極，當為惰性電極，則反應式為2c「-2?一=。2個，當為活性電極，反應式為本身失電子發(fā)生氧化

反應，故D錯誤；

答案選D。

5.（安徽省五校2021屆高三12月聯(lián)考化學試題）光電池在光照條件下可產(chǎn)生電壓，如圖所示裝置可實現(xiàn)

光能的充分利用。雙極膜復合層間的H2O能解離為H+和0H,且雙極膜能實現(xiàn)H+和OH的定向通過。下

列說法正確的是()

A.該裝置將光能最終轉(zhuǎn)化為電能

B.再生池中的反應為2V2++2H2O=2V3++2OFT+H2T

C.當陽極生成33.6LO2時，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA

D.光照過程中陽極區(qū)溶液中的n(OH)基本不變

【答案】D

【詳解】A.在光照條件下光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，電解池中電能又轉(zhuǎn)化為化學能，由題圖可知，電解過

程中的總反應為2H20璧2H2T+O2T，故A錯誤；

B.放電后的溶液中含有V2+和H+,在催化劑作用下H+將V2+氧化為V3+,從而實現(xiàn)V3+的再生，即發(fā)生反

應2V2++2H+催化劑2V3++H2T,故B錯誤：

C.陽極的電極反應4OFT—4e一=O2f+2H2。，標況下每生成33.6L氧氣，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6M,題目中

未指明條件，無法計算，故C錯誤；

D.雙極膜復合層間的HzO能解離為H+和0H，且雙極膜能實現(xiàn)H+和OFT的定向通過，右側(cè)陽極電極反

應式為40H-4e=O2t+2H2O,根據(jù)溶液呈電中性可知陽極放電消耗的與從雙極膜中進入右側(cè)的OFF

數(shù)目相等，故D正確；

故選D。

6.(重慶市2021屆高三第一次聯(lián)合診斷化學試題)合成氨是催化界的經(jīng)典反應，數(shù)次諾貝爾獎的獲得，說

明其從工業(yè)應用到機理認識都有著重要意義。當前，利用電化學手段進行氮的合成是人類化學控制合成的

新目標，一種電化學合成氨的裝置(惰性電極)示意圖如圖所示。下列說法正確的是

A.a電極連接電源的負極

B.b電極的電極反應式為：N2+6e+6H2O=2NH3+6OH-

C.當有ImolNHj生成時，理論上產(chǎn)生16.8LO?

D.電流從b極經(jīng)共熔物到a極，再經(jīng)電源流回b極

【答案】B

【分析】由圖可知，該裝置為電解池裝置，a電極為電解池的陽極，在共熔物作用下水蒸氣在陽極失去電子

發(fā)生氧化反應生成氧氣，b電極為陰極，氮氣在陰極上得到電子發(fā)生還原反應生成氨氣。

【詳解】A.由分析可知，a電極為電解池的陽極，與電源的正極相連，故A錯誤；

B.由分析可知，b電極為陰極，氮氣在陰極上得到電子發(fā)生還原反應生成氨氣，電極反應式為

N2+6e+6H2O=2NH3+6OH,故B正確；

C.未注明標準狀況，無法計算Imol氨氣生成時生成氧氣的體積，故C錯誤；

D.由電解原理可知，電流從b極流向電源，再經(jīng)電源流回a極，故D錯誤；

故選B。

7.（安徽省皖南八校2021屆高三4月第三次聯(lián)考理綜化學試題）最近我國科學家設計了一種C2H5OH+CO2

協(xié)同電解轉(zhuǎn)化裝置，通過回收工業(yè)尾氣中的CO2實現(xiàn)了聯(lián)合生產(chǎn)合成氣（CO+H*和CH3CHO的新工藝，其

工作原理如圖所示，下列說法正確的是

B.電解池工作時，電極a附近的CO；濃度升高

C.電極b上的電極反應式為C2H5OH+2e+2cO；=CH3cH0+2HCCG

D.電解池工作時，CO；透過交換膜向電極a移動

【答案】B

【分析】由圖可知C2H50H在電極b轉(zhuǎn)化為CH3cHO,發(fā)生氧化反應，則電極b為陽極，電極反應式為

C2H5OH+2CO；-2e=CH3CHO+2HCO；:電極a為陰極，電極反應式為3CO2+H2O+4e=CO+H2+2CO；。

【詳解】A.電極b為陽極，電極a為陰極，則電極b與電源正極連接，電極a與電源負極連接，電極a

上的電勢比電極b上的低，A錯誤；

B.電極a為陰極，電極反應式為3cO2+H2O+4e=CO+H2+2CO；,因此電解池工作時，電極a附近的CO；

濃度升高，B正確；

C.電極b為陽極，電極反應式為C2H5OH+2cO；-2e-=CH3CHO+2HCO：,C錯誤；

D.對比陰陽極反應可知電極a產(chǎn)生的CO；向電極b遷移補充左室的CO；,D錯誤；

答案選B。

8.2020年6月，清華大學發(fā)現(xiàn)了一種新型的鉀離子電池正極材料，比過去使用的任何材料都更加穩(wěn)定。電

放電

池示意圖如下，總反應為FeC2O4F+KC（,.C+KFeCzChF。下列有關說法錯誤的是

充電

+

A.放電時，負極反應為：KC6-e=K+C6

+

B.充電時，陽極反應：KFeC2O4F-e-=FeC2O4F+K

C.充電時，當電路中通過的電子為0.02mol時，碳電極增加的質(zhì)量為0.78g

D.用該電池電解飽和食鹽水，陰極產(chǎn)生4.48L氣體時，通過隔膜的K+為0.2mol

【答案】D

放電

【詳解】A.由總反應FeC2O4F+KC61C6+KFeC2O4F知：放電時，負極KC6失去電子生成C6,負極反應

充電

為KC6-e=K++C6,A正確；

放電

B.由總反應FeC2O4F+KC6r*C6+KFeC2O4F知：充電時，C6得電子在陰極反應，則KFeC2O4F在陽極反應，

充電

+

陽極反應為KFeC2O4F-e=FeC2O4F+K,B正確；

C.充電時碳電極為陰極，反應式為C6+efK+=KC6，碳電極增加的質(zhì)量即K+的質(zhì)量，當電路中通過的電

子為0.02mol時，K+的物質(zhì)的量也為0.02mol,質(zhì)量為0.02molx39g/mol=0.78g,C正確；

D.未提到標況下，無法用n二”:?計算,D錯誤；

22.4L/mol

故選D。

9.（重慶市西南大學附屬中學校2021屆第三次月考化學試題）我國某科研機構研究表明，利用KzCrzCh可

實現(xiàn)含苯酚廢水的有效處理，其工作原理如下圖所示。若水分子不能通過陰、陽離子交換膜，則下列說法

正確的是

±

物

A.N為該電池的負極

B.該電池可以在高溫下使用

C.一段時間后，中間室中NaCI溶液的濃度減小

-

D.M的電極反應式為：C6H5OH-28e+28OH-=6CO2+17H2O

【答案】C

【詳解】A.由圖可知Cr元素化合價降低，被還原，N為正極，A項錯誤；

B.該電池用微生物進行發(fā)酵反應，不耐高溫，B項錯誤；

C.由于電解質(zhì)NaCI溶液被陽離子交換膜和陰離子交換膜隔離，使Na+和C「不能定向移動，所以電池工作

時，負極生成的H+透過陽離子交換膜進入NaCI溶液中，正極生成的OH-透過陰離子交換膜進入NaCI溶液

中與H+反應生成水，使NaCI溶液濃度減小。C項正確：

D.苯酚發(fā)生氧化反應、作負極，結(jié)合電子守恒和電荷守恒可知電極反應式為C6H5OH-28e—+IIH2O6CO2T

+28H+,D項錯誤;

答案選C。

10.某銀冶煉車間排放的漂洗廢水中含有一定濃度的Ni2+和C「，圖甲是雙膜三室電沉積法回收廢水中的Ni2+

的示意圖，圖乙描述的是實驗中陰極液pH值與銀回收率之間的關系。下列說法不正確的是（）

O.SM1/L

情

懵

性

性

電

交帙履：電

極

交版服b極

1

0.1?olA0.laol/L廢水

儂短猿（合cr)陰極港(R*)PH

醫(yī)甲89乙

A.交換膜a為陽離子交換膜

B.陽極反應式為2H2O-4e-=O2+4H+

C.陰極液pH=l時，銀的回收率低主要是有較多的Hz生成

D.濃縮室得到1L0.5moi/L的鹽酸時，陰極回收得到U.8g銀

【答案】D

【詳解】陽極區(qū)域是稀硫酸，陽極氫氧根離子失電子生成氧氣，氫離子通過交換膜a進入濃縮室，所以交

換膜a為陽離子交換膜，故A正確；

陽極反應式為2H2O-4e-=Ch+4H+,故B正確；

陰極發(fā)生還原反應，酸性強時主要氫離子發(fā)生還原反應生成氫氣、酸性弱時主要Ni?+發(fā)生還原反應生成Ni,

故C正確；

濃縮室得到1LO.5moi/L的鹽酸時，轉(zhuǎn)移電子0.4mol,陰極生成銀和氫氣，所以陰極回收得到銀小于11.8g,

故D錯誤；

答案選D。

11.（重慶市2021-2022學年高二下學期5月化學競賽試題）研究發(fā)現(xiàn)，在酸性乙醇燃料電池中加入硝酸,

可使電池持續(xù)大電流放電，其工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是

質(zhì)子交換膜

A.電池工作時正極區(qū)溶液的pH降低

B.加入HNO3降低了正極反應的活化能

+

C.負極反應為CH3cH20H+3H2O-12e=2CO2+12H

D.標準狀況下，當有2.24LO2被還原時，通過質(zhì)子交換膜轉(zhuǎn)移的H+數(shù)目為0.4NA

【答案】B

12.K-O2電池結(jié)構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關于該電池，下列說法錯誤的是

0

有機電解質(zhì)1有機電解質(zhì)2

A.隔膜允許K+通過，不允許02通過

B.放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極

C.產(chǎn)生lAh電量時，生成KCh的質(zhì)量與消耗02的質(zhì)量比值約為2.22

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

【答案】D

【分析】由圖可知，a電極為原電池的負極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應生成鉀離子，電極反應式為

K-e=K+,b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成超版化鉀：據(jù)以上分析

解答。

【詳解】A.金屬性強的金屬鉀易與氧氣反應，為防止鉀與氧氣反應，電池所選擇隔膜應允許K'通過，不

允許02通過，故A正確；

B.由分析可知，放電時，a為負極，b為正極，電流由b電極沿導線流向a電極，充電時，b電極應與直流

電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；

C.由分析可知，生成Imol超氧化鉀時，消耗Imol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為lmolx71g/mol：1molx32g/mol-2.22：

1?故C正確；

D.鉛酸蓄電池充電時的總反應方程式為2PbSCh+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4,反應消耗2moi水，轉(zhuǎn)移2moi

電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為瓷Jxl8g/mol=1.8g,故D

39g/mol

錯誤；

故選D。

13.ZulemaBorjas等設計的一種微生物脫鹽池的裝置如圖所示，下列說法正確的是（）

+

B.負極反應為CH3COO+2H2O-8e=2CO2t+7H

C.該裝置可以在高溫下工作

D.X為陽離子交換膜，Y為陰離子交換膜

【答案】B

【分析】由題意和圖片裝置可知，微生物脫鹽池的裝置是將廢水中有機物CLCOO-的化學能轉(zhuǎn)化為電能的

裝置，即為原電池，由圖正極通。2,負極為有機廢水CH3COO,則為正極發(fā)生還原反應，負極發(fā)生氧化反

+

應，負極反應為CH3COO+2H2O-8e=2CO2t+7H,原電池內(nèi)電路中：陽離子通過陽離子交換膜Y移向正極、

陰離子通過陰離子交換膜X移向負極，從而使海水中NaCl含量減少形成淡水，達到脫鹽目的，據(jù)此分析解

答。

【詳解】A.該裝置工作時為原電池，是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故A錯誤；

B.由圖片可知，負極為有機廢水CH3coeT的一極，發(fā)生失電子的氧化反應，電極反應為

+

CH3C0O+2H2O-8e-=2CO2t+7H,故B正確：

C.高溫能使微生物蛋白質(zhì)凝固變性，導致電池工作失效，所以該裝置不能在高溫下工作，故C錯誤；

D.原電池內(nèi)電路中：陽離子移向正極、陰離子移向負極，從而達到脫鹽目的，所以Y為陽離子交換膜、X

為陰離子交換膜，故D錯誤：

答案選B。

放電.

二A

14.一種新型可充電電池的工作原理如圖所示?？偡磻獮锳I+3Cn(AlCL)+4AlCLr■充電4Al2Cl7-+3Cn(Cn

石墨)。下列說法正確的是()

A.放電時負極反應為2Al-6e+7C「=A12Cb-

B.放電時A1CL移向正極

C.充電時陽極反應為AlC14-e+C?=Cn(AlC14)

D.電路中每轉(zhuǎn)移3moi電子，最多有ImolCn(AlCL)被還原

【答案】C

【詳解】A.放電時鋁為負極，失去電子被氧化為AkCl；,電極反應式為Al-3e+7AlCl4=4AhCl；,A項錯誤；

B.原電池工作時，陰離子移向電源負極，B項錯誤；

C.充電時該裝置相當于電解池，陽極失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cn+AlCL-e=Cn(AlCL),C項正

確；

D.ImolCn(AlCL)被還原僅轉(zhuǎn)移Imol電子，D項錯誤；

答案選C。

【點睛】原電池工作時，陰離子移向負極，陽離子移向正極，而電解池工作時，陰離子移向陽極，陽離子

移向陰極，同學們注意區(qū)分。

15.下圖是新型鎂-鋰雙離子一次電池，下列關于該電池的說法不正確的是

A.放電時,Li+由左向右移動

B.放電時，正極的電極反應式為Lii.xFePO4+xLi++xe=LiFePO4

C.充電時，外加電源的正極與Y相連

D.充電時，導線上每通過Imole；左室溶液質(zhì)量減輕12g

【答案】D

【分析】放電時，左邊鎂為負極失電子發(fā)生氧化反應，反應式為Mg-2e-=Mg2+,右邊為正極得電子發(fā)生還原

反應，反應式為LizFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,陽離子移向正極；充電時，外加電源的正極與正極相連，負

極與負極相連，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移進行計算解答。

【詳解】A.放電時，為原電池，原電池中陽離子移向正極，所以Li+由左向右移動，故A正確；

B、放電時，右邊為正極得電子發(fā)生還原反應，反應式為Lii.xFePO4+xLi++xe=LiFePO4，故B正確；

C、充電時，外加電源的正極與正極相連，所以外加電源的正極與Y相連，故C正確；

D、充電時，導線上每通過Imole,左室得電子發(fā)生還原反應，反應式為Mg2++2e=Mg,但右側(cè)將有ImolLi*

移向左室，所以溶液質(zhì)量減輕12-7=5g,故D錯誤；

答案選D。

【點睛】正確判斷放電和充電時的電極類型是解答本題的關鍵。本題的難點為D,要注意電極反應和離子

的遷移對左室溶液質(zhì)量的影響。

16.(重慶市主城區(qū)2022屆高三第二次學業(yè)教學質(zhì)量抽測化學試題)某新型可充電鈉離子電池放電時的工

作原理如下圖所示，下列說法正確的是

2+

|Mg2ClJ

離

子Mg

交

換

膜

含Na+的有機電解質(zhì)

A.放電時，Mo箔為電池的負極

B.充電時，電源的正極應與Mg箔連接

C.放電時，Na+通過交換膜從左室移向右室

+

D.充電時，陽極反應為：Na2Fe[Fe(CN)6]-2e-=Fe[Fe(CN)6]+2Na

【答窠】D

【分析】由圖可知該裝置為原電池，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]一Na2Fe[Fe(CN)6],發(fā)生得電子的還原反應，則

Mo箔作正極；Mg箔上Mg失電子生成Mg2+?Mg箔電極作負極。正極反應式為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-

=Na2Fe[Fe(CN)6],負極反應式為2Mg+2Cr-4e=[Mg2c卜產(chǎn)，充電時為電解池，原電池的正負極連接電源的

正負極，陰陽極反應和原電池負正極的相反，據(jù)此分析解答。

【詳解】A.放電時，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]TNa2Fe[Fe(CN)6],發(fā)生得電子的還原反應，Mo箔作正極，A錯

誤；

B.放電時M。箔為正極，Mg箔電極為負極，充電時電源正極與該電池的正極M。箔連接，B錯誤；

C.放電時，Na，通過交換膜向正極移動，即從右室移向左室，C錯誤；

D.充電時，Mo箔電極連接電源的正極做陽極，陽極失去電子發(fā)生氧化反應，則陽極的電極反應為：

+

Na2Fe[Fe（CN）6]-2e-=Fe[Fe（CN）6]+2Na,D正確；

故合理選項是Do

17.（四川省成都市2021-2022學年高三上學期第一次診斷性檢測理綜化學試題）某化學小組為了探究原電

池和電解池的基本原理，設計裝置如圖。下列相關分析錯誤的是

A.電池I工作時，石墨電極發(fā)生反應：Ag++e-=Ag

B.電池【中Cu塊取出前后燈泡亮度沒有變化

C.電解池n工作時，電子從b端流向a端

D.電解池II工作一段時間后，b與石墨C2電極之間會產(chǎn)生藍色沉淀

【答案】B

【分析】由題干裝置圖可知，電池I工作時，Zn為負極發(fā)生的電極反應為：Zn-2e=Zn2+,石墨為正極，發(fā)

生的電極反應為：Ag++e=Ag,中央銅塊的左側(cè)為正極，電極反應為：Ag++e=Ag,中央銅塊的右側(cè)為負極，

發(fā)生的電極反應為：Cu-2e=Cu2+,電解池H工作時，石墨Ci為陽極，電極反應為：2c「laCLT，C2為陰

極，電極反應為：2H2O+2e-=2OH+H2T，中央銅塊a端為陰極，電極反應為：2H2O+2e=20口+比3b端為

陽極，電極反應為：Cu-2e-=Cu2+,據(jù)此分析解題。

【詳解】A.由分析可知，電池I工作時，石墨電極發(fā)生反應：Ag++e=Ag,A正確：

B.由分析可知，電池I中Cu塊取出前是兩個原電池串聯(lián)供電，取出后只有一個電池供電，故燈泡亮度將

發(fā)生明顯的變化，B錯誤；

C.由分析可知，電解池II工作時，中央銅塊a端為陰極，電極反應為：2H2O+2e-=2OH+H2T，b端為陽極，

電極反應為：Cu-2e=Cu2+,故電子從b端流向a端，C正確；

D.由分析可知，電解池II工作一段時間后，b端為陽極，電極反應為：Cu-2e=Cu2+,C2為陰極，電極反

2+

應為：2H2O+2e-=2OH+H2f,Cu+2OH=Cu（OH）21,b與石墨C2電極之間會產(chǎn)生藍色沉淀，D正確；

故答案為：Bo

18.（海南省2021-2022學年高三下學期化學學業(yè)水平診斷三（聯(lián)考）化學試題）工業(yè)上常采用電滲析法從

含葡萄糖酸鈉（用GCOONa表示）的廢水中提取化工產(chǎn)品葡萄糖酸（GCOOH）和燒堿，模擬裝置如圖所示（電極

均為石墨）。

下列說法錯誤的是

A.交換膜1、2分別為陽離子、陰離子交換膜

B.a電極為陰極，b電極上發(fā)生氧化反應

C.一段時間后，a、b電極產(chǎn)生氣體的質(zhì)量之比為8：1

D.電路中通過Imol電子時，理論上回收40gNaOH

【答案】C

【分析】在電解池的左側(cè)，桶NaOH溶液轉(zhuǎn)化為濃NaOH溶液，則表明Na，透過交換膜1進入左側(cè)，在a

電極上比0得電子生成H2和。H，此電極為陰極；在右側(cè)，稀GCOOH轉(zhuǎn)化為濃GCOOH,表明GCOCT

透過交換膜2進入右側(cè)，在b電極上HzO失電子生成。2和H+,b電極為陽極。

【詳解】A.由分析可知，交換膜1為陽離子，交換膜2為陰離子交換膜，A正確；

B.由分析可知，a電極為陰極，b電極上為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，B正確；

C.電解發(fā)生后，a電極生成Hz，b電極生成02，依據(jù)得失電子守恒，氏與。2的物質(zhì)的量之比為2:1,所

以一段時間后，a、b電極產(chǎn)生氣體的質(zhì)量之比為1：8,C不正確；

D.電路中通過Imol電子時，a電極上有l(wèi)molH+得電子，則有ImolNa,透過交換膜1進入左側(cè)，理論上回

收ImNNaOH,質(zhì)量為40g,D正確;

故選C。

19.（重慶市第一中學校2021-2022學年高三3月月考化學試題）某甲醇燃料電池裝置如圖所示，下列說法

錯誤的是

A.乙池負極反應為：CH3OH-6e+3C0f=4CO2T+2H2O

B.乙池中電池工作時，CO：不斷移向負極

C.甲池中Cu電極發(fā)生的反應為2Cl-2e=Cl2T

D.甲池中Cu電極發(fā)生的反應為2C「消耗時，C極上放出氣體體積（標準狀況下）為67.2L

【答案】C

【分析】乙為甲醇燃料電池，通入甲醇的一極負極、通入氧氣的一極為正極；甲池為電解池，銅與電源正

極相連，銅為陰極，C與電源負極相連，C為陰極。

【詳解】A.乙池為原電池，乙醇在負極失電子生成二氧化碳，反應式為CH3OH-6D+3c4cO2T+2H20,

故A正確：

B.原電池中陰離子移向負極，乙池是原電池，電池工作時，C0『不斷移向負極，故B正確；

C.甲是電解池，銅與電源正極相連，銅是陽極，Cu電極發(fā)生的反應為Cu-2cHeM+,故C錯誤；

32g

D.根據(jù)乙池中反應CH3OH-6e-3cO：=4CO2T+2H2O,當32g甲醇被消耗時，轉(zhuǎn)移電子式禽x6=6mol,

C極是電解池陰極，發(fā)生反應2H++2e-=H2f,根據(jù)電子守恒，放出3moi氫氣，體積（標準狀況下）為67.2L,

故D正確；

選C。

20.（重慶市2021-2022學年高三上學期學業(yè)質(zhì)量調(diào)研抽測（第一次）化學試卷）我國科學家設計的一種甲

酸（HCOOH）燃料電池如下圖所示（半透膜只允許K+、H+通過），下列說法錯誤的是

半透膜

A.物質(zhì)A可以是硫酸氫鉀

B.左側(cè)為電池負極，HCOO-發(fā)生氧化反應生成HCO；

C.該燃料電池的總反應為：2HCOOH+02+2OH-=2HCO；+2H.0

D.右側(cè)每消耗1L2LO2（標況），左側(cè)有1molK+通過半透膜移向右側(cè)

【答案】D

【分析】HCOOH燃料電池中，HCOOH發(fā)生失去電子被氧化生成HCOy,所在電極為負極，電極反應式為：

HCO0+2OH--2e-=HCO3+H2O,正極上O2得電子生成H2O,O2+4e+4H+=2比0（需消耗H+）,從裝置中分離

出的物質(zhì)為K2SO4,所以放電過程中需補充的物質(zhì)A是H2so4,HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH

與6的反應將化學能轉(zhuǎn)化為電能，總反應為2HCOOH+2OH+O2=2HCO3-+2H2O,原電池工作時K+通過半

透膜移向正極。

【詳解】A.由圖可知，原電池工作時K，通過半透膜移向正極（右惻），右側(cè)電極反應為：Fe3++e=Fe2+,從

裝置中分離出的物質(zhì)為K2so4。放電過程中需補充的物質(zhì)A是H2SO4或硫酸氫鉀，A正確；

B.HC00H在堿性燃料電池中，左側(cè)電極發(fā)生HC00-失去電子的反應生成HCO3,所在電極為負極，電極

反應式為HCOO+20H-2e-HCO3+H2O,B正確；

C.根據(jù)上述分析可知該燃料電池的總反應為：2HCOOH+2OH+O2=2HCO3+2H2O,C正確；

D.右側(cè)每消耗11.2LOX標況），反應的。2的物質(zhì)的量是0.5mol,轉(zhuǎn)移2moi電子，則左側(cè)有2moiIC通過

半透膜移向右側(cè)，D錯誤；

故合理選項是D。

21.（重慶市第一中學2021-2022學年高三上學期第三次月考化學試題）高鐵酸鹽在電池領域的應用日趨成

熟.用電解法制備高鐵酸鹽的裝置如下圖所示.下列說法錯誤的是

I-直流電源—I

Nil------I

NaOHNaOH

溶液溶液

離子交換膜

A.該離子交換膜為陽膜，Na，由右至左移動

B.陽極的電極反應式為Fe+80H-6e=FeO;+4H2O

C.電解一段時間后，陰極室的pH值不變

D.高鐵酸鹽還可用于水的消毒和凈化

【答案】C

【分析】用電解法制備高鐵酸鹽，F(xiàn)e失電子發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e是陽極，陽極反應式為

Fe+80H-6e=FeO^+4H2O,陰極反應式為2H2（）+2e-=H2T+2OfT；

【詳解】A.Fe是陽極，陽極生成FeO：,為防止FeO：向陰極移動，該離子交換膜為陽膜，Na，由右至左

移動，故A正確；

B.用電解法制備高鐵酸鹽，F(xiàn)e失電子發(fā)生氧化反應，陽極的電極反應式為R+8OH--6e=FeO：+4Hq,故

B正確；

C.陰極反應式為2H2（H2e-=H2T+2OH"電解?段時間后，陰極室的pH值增大，故C錯誤；

D.高鐵酸鹽中鐵的化合價為+6,具有強同化性，F(xiàn)eO：的還原產(chǎn)物水解為Fe（OH）3膠體，吸附水中雜質(zhì)，

所以可用于水的消毒和凈化，故D正確；

選C。

22.（河南部分學校2022屆新高三8月份摸底聯(lián)考化學試題）我國科研團隊開發(fā)了一種新型鎧甲催化劑

"篦0@石墨烯，可以高效去除合成氣中的H2s雜質(zhì)并耦合產(chǎn)氫，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

A.鎧甲催化劑電極上的電勢高于M電極上的電勢

B.陰極的電極反應式為2H，+2e=H2T

C.通電后，陽極區(qū)溶液的pH值降低

D.生成Hz和Sx的物質(zhì)的量之比為1：x

【答案】D

【詳解】A.由圖中信息知，鎧甲催化劑電極為陽極，M電極為陰極，陽極上的電勢高于陰極上的電勢，A

項正確；

B.陰極上氫離子得電子，電極反應式為2H++2?--也個，B項正確；

C.陽極區(qū)H2s反應生成S］和H+導致陽極區(qū)溶液的pH減小，C項正確：

D.陰極上生成1mol凡得到2moi電子，陽極上生成1molS.失去2xmol電子，由電子守恒知，生成H?和

S,的物質(zhì)的量之比為x:l,D項錯誤；

故選D。

23.（浙江省創(chuàng)新致遠協(xié)作體2021-2022學年高三上學期12月適應性考試化學試題）利用膜電解技術（裝置

如圖所示），以Na2CrO4為主要原料制備Na2cl"zCh的總反應方程式為：

通電，4

4Na2CrO,t+4H2O=_2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2t+02to下列說法不正確的是

離子交換膜

A.當電路中有2moi電子通過時，陽極會產(chǎn)生H.2L（在標準狀況下）氣體

B.NazSCh在陽極室制得

C.電解過程中，陰極溶液pH增大

D.該離子交換膜為陰離子交換膜

【答案】D

【詳解】A.電解池中陽極產(chǎn)生02,陰極產(chǎn)生H2,根據(jù)總反應方程式可知當電路中有2moi電子通過時，陽

極會產(chǎn)生0.5molCh，即標況下產(chǎn)生11.2L氧氣，故A正確；

+

B.電解池中陽極產(chǎn)生02,陽極區(qū)氫離子濃度增大，2CrO^+2H=Cr2O；+H2O,故NazCnO?在陽極室制得，

故B正確；

C.陰極水電解產(chǎn)生氫氣，電極反應為4H2O+4e=2H2f+4OH-,電解過程中，陰極溶液pH增大，故C正確；

D.陰極水電解產(chǎn)生氫氣，和OH,陽極室的Na+移向陰極，離子交換膜為陽離子交換膜，故D錯誤；

答案為D。

24.（遼寧省沈陽市2021-2022學年高三上學期教學質(zhì)量檢測（一）化學試卷）下圖裝置利用燃料電池與電

解池組合制備KMnCh，電極甲、乙、丙、丁均為惰性電極。下列說法中錯誤的是

A.氣體X為H?

B.K0H溶液的質(zhì)量分數(shù)：a%<b%<c%

C.丁電極發(fā)生的電極反應為MnO：?e-=MnO」

D.甲電極上每消耗22.4L氣體時，陽極質(zhì)量減輕78g

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)題意，電解法制備KMnO〉所以丁電極K2MnO4發(fā)生氧化反應生成KMnO〉丁是陽極,

則丙是陰極，閃電極氫離子得電子生成氫氣，所以氣體