專項訓練電化學中電極質量、溶液質量變化的計算(解析

版)

1.(2023?全國?高三統考專題練習)科學家設計了一種能產生羥基自由基(-0H)的原電

池一電解池組合裝置，?0H能將苯酚氧化為CO2和H2。，實現發(fā)電、環(huán)保二位一體，如

圖所示。下列說法錯誤的是

高濃度含

苯酚廢水

!1|_d

Cr2O^

石墨烯復合導

電凝膠顆粒

Cr(OH)3

Na2SO4低濃度含

I室II室HI室溶液苯酚廢水

A.a極為正極，N為陰離子交換膜

B.d極的電極反應式為出0-e-=?OH+H+

C.a極區(qū)每產生lmolCr(OH)3,c極區(qū)溶液質量減輕3g

D.b極區(qū)消耗ImolC6H5OH,理論上電路中轉移電子28moi

【答案】C

【分析】由圖可知，a極上Cr2Ch2-發(fā)生還原反應生成Cr(0H)3,b電極上苯酚發(fā)生氧化

反應生成C02,則a電極為正極，b電極為負極，正極反應為

2+

Cr2O7+6e+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-,負極反應為C6H5OH-28e+11H2O=6CO2t+28H；c

電極為電解池陰極，d電極為電解池陽極，陰極反應為2H++2e=H2T，陽極反應為

+

H2O-e=H+.OH,羥基自由基(PH)具有強氧化性，進一步氧化苯酚達到除去苯酚的目

的，發(fā)生的反應為C6H50H+280H=6C02T+17H20,據此分析解答。

【詳解】A.由上述分析可知，左側裝置為原電池，右側裝置為電解池，a電極為正極，

+

b電極為負極，負極方程式為：C6H5OH-28e+l1H2O=6CO2T+28H,陽離子濃度增大，

則Ct通過N膜計入b極區(qū)，N為陰離子交換膜，故A正確；

+

B.d電極為電解池陽極,陽極上H2O失電子生成H+-OH,陽極反應為H2O-e=H+-OH,

故B正確；

C.正極反應為CnO^-+6e+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-,a極區(qū)每產生ImolCr(OH)3時轉

移3mol電子,通過質子交換膜移向陰極的n(H+)=3mol,陰極反應為2H++2日=112丁,n(H2)=

|n(H+)=1.5mol,m(H2)=1.5molx2g/mol=3g,即c極區(qū)溶液質量不變，故C錯誤；

+

D.由分析可知，b極區(qū)電極方程式為：C6H5OH-28e+11H2O=6CO2T+28H,消耗

lmolC6H5OH,理論上電路中轉移電子28mo1,故D正確；

故選C。

2.（2023?湖北?校聯考模擬預測）我國科學家正在研究一種可充電Na—Zn雙離子電池

體系（如圖）。下列說法不正確的是

NaOH溶液

A.閉合Ki時，鋅電極為電池負極

B.閉合K2時，裝置中的電能轉化為化學能

C.放電時，每轉移0.2mol電子，負極區(qū)電解質溶液質量增加6.5g

D.充電時，陽極反應式為Nao.6Mn02-xe-=Nao.6-xMn02+xNa+

【答案】C

【詳解】A.閉合Ki時，該裝置為原電池，鋅電極為負極，A正確；

B.閉合K2時，該裝置為電解池，電解池是將電能轉化為化學能，B正確；

C.放電時，裝置為原電池，負極發(fā)生反應：Zn-2e=Zn2+,每轉移0.2mol電子，負極

區(qū)由Zn失去電子生成0.1molZn2+,0.1molZi?+與0.4molO1T結合生成0.1mol

Na2[Zn（OH）4],有0.2molNa+通過陽離子交換膜到正極，故負極區(qū)電解質溶液質量增重

0.1molx65g/mol-0.2molx23g/mol=1.9g,C錯誤；

D.充電時，陽極失電子,Mn的化合價升高，反應式為Nao.eMn02-xe-=Nao.6-xMn02+xNa+,

D正確；

故合理選項是Co

3.（2023?福建三明?統考模擬預測）一種清潔、低成本的三步法氯堿工藝工作原理的示

意圖如下，下列說法錯誤的是

11/NaMnOI1

r04402

Na。'vMnO2

稀NaOH溶液濃NaCl溶液HC1溶液

第一步:生產NaOH第二步：淡化食鹽水第三步:生產Cl?

+

A.第一步中陽極的電極反應式為Nao.4MnC）2-xe-=Na044-xMnO2+xNa

B.第二步中正極質量每增加4.6g,負極質量減少21.6g

C.第三步的總反應為2AgCl=2Ag+Cl2T

D.與傳統氯堿工藝相比，該方法不需要使用離子交換膜

【答案】B

【詳解】A.第一步為電解池，陽極為與電池正極相連接的電極，失去電子電極反應為

-+

Na04MnO2-xe=Na044-xMnO2+xNa,故A正確；

B.第二步為原電池，正極得到電子電極反應為Nao.44-xMn02+xNa++xe-=Nao.4MnC>2,

負極電極反應為Ag+Cr-e-=AgClI,正極增加的為鈉離子，負極生成的為氯化銀是沉淀,

質量增加，故B錯誤；

C.第三步為電解池，陽極反應為：2C1-2e-=Cl2T，陰極反應為：AgCl+e-=Ag+Cl',

總反應為2Age1=2Ag+CkT,故C正確；

D.該方法不需要使用離子交換膜，傳統氯堿工藝需要，該方法優(yōu)點是不需要使用離子

交換膜，故D正確；

故選：Bo

4.（2023春?遼寧?高一校聯考期中）科學家研發(fā)一種“全氫電池”，其工作時原理如圖所

示：

<*>

下列說法錯誤的是

A,電子移動方向N

B.M極電極反應：H2-2e-+20H-=2H2O

C.保證穩(wěn)定通入H2一段時間后，電流表示數可能歸零

D.標準狀況下，右側電池產生22.4LH2時，兩側電解質溶液質量差46g

【答案】D

【分析】吸附層a吸收H2，作負極，發(fā)生的電極反應：H2-2e-+2OH-=2H2O,吸

附層b釋放H2,作正極，發(fā)生的電極反應：2H++2e=H2T,離子交換膜為陽離子交換

膜，鈉離子從左邊移動到右邊，電池的總反應為口++0比=出0,據此分析解答。

【詳解】A.電子移動方向，從負極出發(fā)通過導線到達正極，A正確；

B.由分析M極電極反應：H2-2e-+2OH-=2H2O,B正確；

C.電池的總反應為H++0H-=H2。，所以通入H2一段時間后，電流表示數可能歸零，C

正確；

D.由電極反應2H++2&=&T,標準狀況下右側電池產生22.4LH2時轉移電子2摩爾，

所以有2摩爾鈉離子通過離子交換膜移動到右側，右側質量增加(2x23-1x2)g=44g,

左側質量減少為(2x23-1X2)g=44g,兩側電解質溶液質量差88g,D錯誤；

故選D。

5.(2023春?河南?高二洛寧縣第一高級中學校聯考期中)基于硫化學的金屬硫電池是有

望替代當前鋰離子電池技術，滿足人類社會快速增長的能源需要，該電池的結構及原理

如圖所示。下列有關敘述正確的是

A.該電池可采用含K+的水溶液或有機物為電解質溶液

B.放電時，電子的移動方向：電極a—電極b—隔膜—電極a

C.充電時，電路中轉移2moie-時，負極質量減重78g

D.充電時，正極區(qū)可能發(fā)生的反應有xK2s3-6e-=3S^+2xK+

【答案】D

【詳解】A.該電池的負極為金屬K,易與H2O發(fā)生反應，不能用含K+的水溶液為電

解質溶液，A錯誤；

B.由分析可知，放電時，電極a為負極，電子從電極a通過導線流向電極b,在內電

路是K+的定向移動形成電流，B錯誤；

C.充電時，電路中轉移2moie-時，負極（即充電時的陰極）發(fā)生的反應為K++e=K,

故電極應增重78g,C錯誤；

D.由分析可知，充電時，電極b接電源的正極，發(fā)生氧化反應，其電子反應可能存

-

在K2s3-2e=3S+2K+或8K2s3-10e=3sg+16K+或xK2S3-（2x-6）e-=

3Sf+2xK+或4K2S3-2e-=3Sk+8K+,D正確;

故選D。

6.（2023?山東煙臺?校聯考模擬預測）鹽酸羥胺（NH20H-HC1）可用作合成抗癌藥，其化

學性質類似NH4CI。工業(yè)上制備鹽酸羥胺的裝置及含Fe的催化電極反應機理如圖。下

列說法正確的是

質

子

交

鹽酸

換

膜

含Fe的催化電極Pt電極H

A.電子從含Fe的催化電極流出沿導線流入Pt電極

B.電池工作一段時間后，正極區(qū)溶液的pH減小

C.電池工作時，當有標準狀況下3.36LH2參與反應，左室溶液質量增加3.3g

D.X為H+和e「，Y為NH3OH+

【答案】C

【分析】由圖可知，氫氣在Pt電極失電子，Pt電極為負極，電極反應式為Hz-2e=

2H+,含Fe的催化電極上NO—NH20HHe1,N元素化合價降低，為正極，電極反應式

+

為NO+3e+4H+Cr=NH2OH-HC1,據此作答。

【詳解】A.由分析知，Pt電極為負極，含Fe的催化電極為正極，原電池中電子從負

極流出，流入正極，即電子從Pt電極流出沿導線流入含Fe的催化電極，故A錯誤；

B.由分析知，含Fe的催化電極為正極，正極電極反應為：NO+3e「+4H++C1=

NH2OHHCL正極區(qū)H+濃度減小，pH增大，故B錯誤；

C.由分析知，負極上H2~2e',正極上N0~3e,當有標準狀況下3.36LH2（即0.15molH2）

參與反應時，根據得失電子守恒可知，左室中含Fe的催化電極上參與反應的NO為

0.1mol,電極反應式為NO+3e-+4H++C「=NH20HHe1,左室增加的質量為O.lmolNO

和從右室遷移過來的0.3molH*的質量，即0.1molx30g/mol+0.3molxlg/mol=3.3g,故C

正確；

D.由題意“鹽酸羥胺(NH20H-HC1)的化學性質類似NH4CI”可知，NH20H具有和氨氣類

似的弱堿性，可以和鹽酸反應生成鹽酸羥胺(NH20HHe1),所以圖中缺少的一步反應

+++

為NH2OH+H=NH3OH,圖2中貝!|X為H+,Y為NH3OH,故D錯誤；

故選：Co

7.(2023?全國?模擬預測)某課題組設計了一種新型的A位K/Na摻雜Ni-Co-Zn-Mn

鈣鈦礦氟化物(K/Na-NCZMF)電極材料，并構建了先進的水系鋅基電池，如圖所示。下

列敘述正確的是

CO(OH)2

NiOjMnO2

Ni(OH)Co,O>CoO

J2j42J

NiOOH/CoOOH/ZnO/MnOOH

K/Na-NCZMF

A.放電時，N極電勢高于M極電勢

B.放電時，M113O4轉化成MnOOH

C.充電時，OH-向K/Na-NCZMF極遷移

D.充電時，轉移2moi電子理論上N極凈增16g

【答案】C

【詳解】A.放電時，N極為負極，M極為正極，負極電勢低于正極，故A錯誤；

B.放電時，M極為正極，發(fā)生還原反應，鎰的化合價降低，MnOOH生成M1I3O4，故

B錯誤；

C.充電時，M極為陽極。N極為陰極，陰離子向陽極遷移，故C正確；

D.充電時，氧化鋅轉化成鋅，N極質量減輕，故D錯誤；

故答案選C。

8.(2023?新疆阿勒泰?統考二模)鉀氧電池是一種新型金屬-空氣可充電電池，其使用雙

酰亞胺鉀(KTFSI)與乙醛(DME)組成的電解液，石墨和液態(tài)Na-K合金作為電極，相關

裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

A.放電時，a為負極，發(fā)生氧化反應

B.放電時，正極的電極反應式為K++e-+O2=KCh

C.充電時，電流由b電極經電解液流向a電極

D.充電時，b極生成2.24L（標準狀況下）02時，a極質量增重15.6g

【答案】D

【分析】由電路中電子移動方向可知a為負極，b為正極，K在負極失去電子生成K+,

+

電離方程式為：Ke=K+,Ch在正極得到電子生成KO?，電極方程式為：K+e+O2=KO2,

以此解答。

【詳解】A.由分析可知，a為負極，K在負極失去電子生成K+,發(fā)生氧化反應，A正

確；

B.由分析可知,b為正極,。2在正極得到電子生成K02,電極方程式為:K++U+C）2=KO2,

B正確；

C.由分析可知，a為負極，b為正極，充電時，a為陰極，b為陽極，電流由b電極經

電解液流向a電極，C正確；

D.充電時，b為陽極，電極方程式為：KOs-e=K++02,a為陰極，電極方程式為：K++e-=

K,b極生成2.24L（標準狀況下）。2時，。2的物質的量為（Mmol,轉移O.lmol電子，陰

極生成O.lmolK,a極質量增重3.9g,D錯誤；

故選D。

9.（2023?湖北?高三統考專題練習）雙極膜是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、

陽膜復合層間的比0解離成H+和OHM作為H+和0H-離子源。利用雙極膜制取NaOH

和H3PO4，產品室1的產品是NaOH,其裝置如圖所示。

-------------------4鉛蓄電池冉------------

雙極膜膜1膜2雙極膜

電

電

極x<——7

I極

In

上QNaH2PO4I

產品室1原料室產品室2

已知：產品室1的產品是NaOH,則下列說法正確的是

A.a為鉛蓄電池的正極，電子由b極流出經裝置流入a極

B.膜1為陰離子交換膜，膜2為陽離子交換膜

C.電極II的電極反應式為2H2(3+4e-=。2T+4H+

D.若要制60gNaOH,理論上鉛蓄電池的負極增重72g

【答案】D

【分析】已知產品室1的產品是NaOH,說明原料室中Na+往左移動，電極I是陰極，a

為鉛蓄電池的負極，b為鉛蓄電池的正極，膜1為陽離子交換膜，H2Po2向右移動到

產品室2中，膜2為陰離子交換膜，雙極膜向左解離生成氫離子，從而得到磷酸，解離

生成的氫氧根離子向右移動到電極H(陽極)區(qū)，陽極發(fā)生失電子的氧化反應，據此分

析解答。

【詳解】A.根據上述分析可知，a為鉛蓄電池的負極，電子由a極流出經裝置流入b

極，A錯誤；

B.結合上述分析可知，膜1為陰離子交換膜，膜2為陽離子交換膜，B錯誤；

C.電極II為陽極，水發(fā)生失電子的氧化反應，其電極反應式為：2H2。-4e-=C)2T+4H+,

C錯誤；

D.鉛蓄電池的負極反應為：Pb-2e-+S0t=PbSC)4，當轉移2moi電子時，負極增加

ImolSOr的質量，即96g,生成的60gNaOH,即為1.5moL轉移的Na+也是L5mol,

電路中轉移L5mol電子，負極增重的質量為72g,故D正確；

故選D。

/放電\

10.(2023?遼寧?高三統考專題練習)某研究團隊發(fā)現向鋰空氣電池2Li+C>2ULiO

\充電22，

的有機電解液中添加LiN()3，充電時可發(fā)生如圖轉化(圖中所示不完全)而使充電過程更

穩(wěn)定。下列說法錯誤的是

A.電極Li與NO,反應生成NO］和Li?。

B.充電時，陽極區(qū)域涉及反應：口2。2+2NC)2=2Li++。2+2N。］

C.充電時，每轉移Imol電子，陽極質量增加23g

D.放電時，Li+由a極移至b極

【答案】c

【詳解】A.電解液中的NO］由Li與NO］反應得來，故電極Li與NO］發(fā)生反應：2Li+

=

NO3Li2O+NO2,A正確；

=+

B.由題圖可知，充電時，發(fā)生反應：NO］-e-=N（）2和U2O2+2NO22Li+02+2N0￡,

即在陽極區(qū)產生氧氣，B正確；

C.由B項分析可知，充電時，陽極反應式為出。2-2e-=2Li++。2T，每轉移1mol

電子，陽極消耗0.5molLi2（）2，質量減少23g,C錯誤；

D.由上述分析可知，充電時b為陽極，a為陰極，則放電時a為負極，b為正極，Li+由

負極（a極）移至正極（b極），D正確；

故選C。

11.（2023?全國?模擬預測）液流電池是一種新型的蓄電池，如圖是一種多硫化物/碘化

物氧化還原液流電池（PSIB）,其放電時的工作原理如圖所示。下列說法正確的是

A.放電時，電極a的電極反應式為2s2-+2e-=SL

B.放電時，當電路中轉移Imole-時，負極區(qū)質量增加39g

C.充電時，溶液中離子的數目減少

D.充電時，電極b接外接電源負極

【答案】C

【分析】本題以一種多硫化物/碘化物氧化還原液流電池（PSIB）為背景考查電化學原理,

具體考查電極反應式、電化學計算、離子數目變化、電極判斷等，意在考查考生獲取和

運用信息的能力及證據推理與模型認知的化學學科核心素養(yǎng)。

【詳解】A.由題圖可知，放電時，電極a為負極，失電子，電極反應式為2s2--2e-=S方，

A錯誤；

B.放電時，當電路中轉移Imole-時，負極區(qū)有l(wèi)molK+通過隔膜移動到正極區(qū)，負極

區(qū)質量減少39g,B錯誤；

C.充電時，陰極的電極反應式為S叁-+2e-=2S2-,陽極的電極反應式為3r-2e-=l^,

通過電極反應式可以看出，充電時溶液中的離子數目減少，C正確；

D.充電時，電極b為陽極，接外接電源正極，D錯誤。

故選C。

12.（2023?遼寧?高三統考專題練習）化學性質類似NH4cl的鹽酸羥胺（NH3OHCI）是一種

常見的還原劑和顯像劑。工業(yè)上主要采用圖1所示的方法制備，其電池裝置中含Fe的

催化電極反應機理如圖2所示。圖3是用圖1的電池電解處理含有（Cr、NO1的酸性廢

水的裝置。下列說法正確的是

NOi--------（A）--------|H2

氫

離

子

］鹽酸交盅酸

換

膜電解法處理酸性廢水

含Fe的催化電極Pt電極

圖1圖3

A.圖1電池工作時，Pt電極是正極

B.圖2中，A為H+和e：B為NH3OH+

C.電極b接電源負極，處理1molNO3,電路中轉移5moie-

D.電池工作時，每消耗2.24LNO（標準狀況下），左室溶液質量增加3.3g

【答案】D

【詳解】A.鐵電極上,NO->NH3OHCLN元素的化合價降低，為正極,Pt電極上,出+H+,

元素化合價升高，發(fā)生氧化反應，為負極，A錯誤；

B.根據題意可知，NH20H與NH3的性質相似，能與鹽酸反應生成NH3OHCI,所以缺少

++

反應：NH2OH+H=NH3OH,所以圖2中，a為H+,B為NH3OH+,B錯誤；

+

C.電解時，b電極發(fā)生：NO3+8e+10H=NHt+3H2O,發(fā)生還原反應，為陰極，接

電源的負極，處理1molNO3,電路中轉移8moie-,C錯誤；

D.含鐵的催化電極為正極，發(fā)生反應：N0+3e-+4H++C「-NH3OHCI,4個氫離子

中有1個是左側溶液中鹽酸提供的，3個是右側遷移的，標況下消耗的n（NO）=0.1mol,

左室增加的質量為O.lmolNO和0.3mol氫離子，質量為：0,1X30+0.3=3.3g,D正

確；

故選D。

13.（2023春.四川.高二遂寧中學?？计谥校┛茖W家基于Ch易溶于CCL的性質，發(fā)展

了一種新型儲能氯流電池（如圖），其中電極a為NaTi2（PO4）3/Na3Ti2（PO4）3通過風力發(fā)電

進行充電時，電極a的反應為NaTi2（PC>4）3+2Na++2e-=Na3Ti2（PO4）3；下列說法錯誤的是

A.放電時，電子的流向：電極a—輸電網-電極b

B.充電時，電極b為陽極，發(fā)生氧化反應

C.放電時總反應：NaTi2（PO4）3+2NaClB=Na3Ti2（PO4）3+Cl2T

D.充電時，每轉移0.2mol電子，NaCl溶液質量減少11.7g

【答案】C

【分析】充電時，電極a的反應為NaTi2（PO4）3+2Na++2e-=Na3Ti2（PO4）3,a極發(fā)生還原反

應，a為陰極，b為陽極；那么放電時a為負極、b為正極；

【詳解】A.由分析可知，放電時a為負極，則電子的流向為負極流向正極：電極a-

輸電網一電極b,A正確；

B.充電時，電極b為陽極，失去電子發(fā)生氧化反應，B正確；

C.放電時總反應為Na3Ti2（PO4）3失去電子發(fā)生氧化反應生成鈉離子、氯氣得到電子發(fā)

__放電

生還原反應生成氯離子，總反應為：Na3Ti2（PO4）3+C12^NaTi2（PO4）3+2NaCl,C錯誤；

D.充電時，根據電子守恒可知，2Na+~2e-~2NaCL每轉移0.2mol電子，NaCl溶液質

量減少0.2molx58.5g/mol=l1.7g,D正確；

故選C。

14.（2023?重慶?高三重慶巴蜀中學?？茧A段練習）微信山城學術圈刊登了一種Zn-PbO2

電池，電解質為K2so4、H2sO4和KOH,通過a和b兩種離子交換膜將電解質溶液隔開

（減少參加電極反應的離子的遷移更有利于放電），形成M、R、N三個電解質溶液區(qū)域，

結構示意圖如圖所示。下列說法正確的是

0

A.a為陰離子交換膜，b為陽離子交換膜

B.電池放電后R區(qū)域的電解質溶液濃度增大

C.充電時，Zn電極反應為Zn-2e-+4OJT=Zn(OH)失

D.放電時，消耗13gZn,N區(qū)域電解質溶液減少39.2g

【答案】B

【分析】由圖可知，原電池工作時，Zn為負極，被氧化生成Zn(OH)/PbCh為正極，

發(fā)生還原反應，電解質溶液M為KOH,R為K2so4，N為H2so4，原電池工作時，負

極反應為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH?,則消耗OHL鉀離子向正極移動，正極電極反應

式為PbCh+SO彳+2e+4H+=PbSO4+2H2。，正極消耗氫離子，陰離子向負極移動，則a是

陽離子交換膜，b是陰離子交換膜，在同一閉合回路中電子轉移數目相等，結合溶液酸

堿性及電極材料書寫電極反應式和總反應的方程式，以此解答該題。

【詳解】A.Zn為負極，負極反應為Zn-2e-+4OJT=Zn(0H)/則消耗OHL鉀離子

向正極移動，則a是陽離子交換膜，PbCh為正極，正極電極反應式為PbCh+SO本+2e「

+

+4H=PbSO4+2H2O,消耗H+的物質的量為SO彳的4倍，則SOf離子向負極移動，b是陰

離子交換膜，A錯誤；

B.原電池工作時，負極反應為Zn-2e-+4OJT=Zn(OH)/則消耗OH"鉀離子向正

極移動，正極電極反應式為PbCh+SO彳+2e「+4H+=PbSO4+2H2。，正極消耗氫離子，陰離

子向負極移動，電池放電后R區(qū)域的電解質溶液濃度增大，B正確；

C.充電時，Zn為陰極，Zn電極反應為Zn(OH)彳+2e=Zn+4OH"C錯誤；

D.13gZn的物質的量為0.2mol,負極反應為Zn-2e-+40lT=Zn(OH)/電路中轉移電

子0.4mol,N區(qū)域轉移0.2molSO彳，正極反應為PbCh+SO彳+2e「+4H+=PbSO4+2H2O,電

路中轉移電子0.4mol,消耗0.2molS0/溶液中增加0.4molO原子，所以N區(qū)域電解

質溶液減少的質量為0.4molx96g/mol-0.4molxl6g/mol=32.0g,D錯誤；

故選B。

【點睛】根據電極材料金屬的活潑性判斷出正負極，書寫出電極反應，從而可以確定各

區(qū)域的電解質溶液種類，根據陰陽離子的移動方向可以確定離子交換膜種類，進行電解

質溶液質量計算時要綜合考慮離開體系和進入體系的粒子。

15.（2023?全國?高三專題練習）電化學合成是種環(huán)境友好的化學合成方法，以對硝基

苯甲酸（）為原料，采用電解法合成對氨基苯甲酸

i—M泓端

）的裝置如圖所示。下列說法正確的是

a直流電源b

COOH

NH2

COOH

A.a極電勢低于b極電勢

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.每生成0.2mol對氨基苯甲酸，陽極室電解液質量減少10.8g

D.生成,|W*-L座的總反應為:

“Ml

【答案】C

【詳解】A.根據裝置示意圖可知，碘單質在N極得電子生成碘離子，故N極為陰極,

b極為負極，則a極電勢高于b極電勢，A錯誤;

B.對硝基苯甲酸轉化成對氨基苯甲酸需要氫離子，故離子交換膜為陽離子交換膜，B

錯誤;

C.每生成0.2mol對氨基苯甲酸需要1.2moir和1.2molH+,根據電極反應式L+2e-=2I-可

知電路中要轉移L2mol電子,陽極發(fā)生反應2H2O-4e-=（M+4H+,陽極要產生0.3molO2,

遷移向N極1.2molH+,陽極室電解質液質量減少10.8g,C正確;

D.生成對氨基苯甲酸的總反應為:+6I+6H+=

''W'+3L+2H2O,D錯誤;

答案選C。

16.（2023?高二課時練習）內重整碳酸鹽燃料電池（熔融Li2cO3和K2cO3為電解質）的原理

如圖所示，下列說法不正確的是

u''燃料極

H2+COf-2e-=CO2+H2O(Ni)

電解質

（內含熔融碳酸鹽）

空氣極（NiO）

A.常溫下，Imol甲烷參加反應正極需要通入2moic）2

B.以甲烷為燃料氣時，負極反應式為CH4—8e-+4co歹=SCO2+2Hz。

C.該電池使用過程中需補充C0『

D.以此電池為電源精煉銅，當有0.2mole-轉移時，陰極增重6.4g

【答案】C

【詳解】A.常溫下，負極電極反應式：CH4+4C0歹-8e-=5CO2+2H2。，Imol甲烷參

加反應，轉移的電子數為8mol,正極電極反應式0?+4e-+2cCh=2C01需要通入2moi。2,

故A正確；

B.若以甲烷為燃料氣時負極電極反應式為CH4+4C0『-8e-=5CO2+2H2。,故B正確；

C.總反應為燃料和氧氣反應，所以使用過程中不需補充co『，故c錯誤；

D.以此電池為電源精煉銅，陰極電極反應Cu2++2e=Cu,當有0.2mole-轉移時，增重

6.4g,故D正確；

選D。

17.（2023?河北石家莊?高三專題練習）我國科學家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CCh電池，

電池工作原理如圖所示，電極材料為金屬鋅和選擇性催化材料，圖中的雙極膜層間的

H?O解離成H+和OH：并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是

電解質溶液1畫邈溶液2

ZnZn

HCOOH

雙極隔膜

A.電解質溶液2一定是堿性溶液

B.充電時，每生成標況下11.2LCh在陽極可生成65gZn

C.放電時，ImolCCh轉化為HC00H,轉移的電子數為2NA

D.放電時，電池總反應為2Zn+02+40H+2H2O=2Zn(0H)^-

【答案】C

【分析】由圖可知，放電時，鋅為原電池負極，堿性條件下失去電子發(fā)生氧化反應生成

四羥基合鋅離子，電極反應式為Zn-2e-+40H-=Zn(0H)f,右側電極為正極，酸性條件下

+

二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應生成甲酸，電極反應式為CO2+2e+2H=HCOOH；

充電時，鋅與直流電源的負極相連，做電解池的陰極，電極反應式為

Zn(OH)^+2e=Zn+4OH-,右側電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成氧氣和

氫離子，電極反應式為2H2O-4e-=O2T+4H+,則電解質溶液1是堿性溶液、電解質溶液2

是酸性溶液。

【詳解】A.由分析可知電解質溶液2是酸性溶液，A錯誤；

B.充電時陰極反應式為Zn(OH)孑+2e-=Zn+40H;陽極反應式為2H20-4日=027+41廣，則

L

電池總反應式為2Zn(0H)i-+2H2O=2Zn+40H+O2t+4H2Oon(02)=Q?^,=0.5moL

22.4L/mol

生成ImolCh時生成2moiZn,則生成0.5molC)2，生成n(Zn)="㈣x2mol=lmoh

lmol

m(Zn)=1molx65g/mol=65g,則陰極上生成65gZn,B錯誤；

C.放電時，正極反應式為CO2+2e-+2H+=HCOOH,則ImolCCh轉化為HCOOH轉移電

子的物質的量為2mol,轉移電子數為2NA，C正確；

+

D.放電時,負極反應式為Zn-2e-+40H-=Zn(0H)3正極反應式為CO2+2e+2H=HCOOH,

則電池總反應式為Zn+CO2+20H+2H2O=Zn(0H)^+HCOOH,D錯誤；

故選C。

18.(2023春?寧夏石嘴山?高二平羅中學?？茧A段練習)利用電化學原理可將CO2電催化

還原為C2H*裝置如圖所示。下列說法正確的是

質f交帙膜

A.玻碳電極連接電源的負極

B.若有2moi電子通過外電路，玻碳電極上生成11.2LC)2

C.若有l(wèi)mol電子通過外電路，理論上右側溶液質量減少9g

+

D.陰極電極反應只有2cO2+12H+12e-=C2H4+4H20

【答案】C

【分析】由圖示可知，玻碳電極發(fā)生的電極反應為：2H2<3—4e-=。2T+4H+,為陽極

反應故應連接電源的正極，則柏電極為陰極，電極反應除了2co2+12H++12e-=

C2H4+4H20,還有AgCl+e-=Ag+C「。

【詳解】A.由圖示可知，玻碳電極發(fā)生的電極反應為：2H20-4e-=。2T+4H+,為

陽極反應故應連接電源的正極，故A錯誤；

B.沒有說明標準狀況，故B錯誤；

+

C.若有l(wèi)mol電子通過外電路，右側發(fā)生的電極反應2H2。-4e-=02?+4H,理論上

減少了0.25moK)2,另有l(wèi)molH+通過質子交換膜遷移到陰極區(qū)，故理論上右側溶液質量

減少9g,故C正確；

+

D.陰極電極反應除了2CC)2+12H+12e-=C2H4+4H20,還有AgQ+e-=Ag+CP,

故D錯誤。

故選C。

19.(2023?天津和平?耀華中學?？家荒?近期，科學家研發(fā)出了一種新型鋁電池。該電

池電極分別為鋁和硒，熔鹽電解質由氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)和氯化鋁(AICI3)組成(如

圖所示)。其中，電池放電過程中會形成AlnQ薪+「放電總反應的離子方程式為

2Al+3Se=Al2Se3.下列說法錯誤的是

B.放電時,A1電極附近的陰離子濃度降低

C.放電時,電路中每轉移1mol電子，理論上正極質量增加9g

D.充電時,陽極的電極反應式為(n-l)Al-3(n-l)e-+(3n+l)AlCG=4AlnC&+i

【答案】D

【分析】放電總反應的離子方程式為2Al+3Se=A12Se3,則反應中鋁發(fā)生氧化反應為負

極、惰性電極為正極;

【詳解】A.放電時鋁發(fā)生氧化反應為負極，則充電時，電極A1為陰極，故A正確;

B.電池放電過程中鋁極反應為nAl-3ne-+(3n+l)C「=AlnC13n+i，Al電極附近的陰離子

濃度降低，故B正確；

C.放電時，電路中每轉移1mol電子，A1?3e1結合反應2Al+3Se=A125e3，則電路

中每轉移1mol電子，理論上正極質量增加9g,故C正確；

D.充電時，陽極的電極反應與放電時正極反應有關，反應為

nAl2Se3-6ne-+2(3n+l)Cr=2AlnC13n+1+3nSe,故D錯誤；

故選D。

20.(2023?全國?模擬預測)有機雙鹽鋰鎂是為解決現代智能電網對儲能電池應用的需求

而被研發(fā)出來的，具有較高的電池效率，其工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是

1負載

A.放電時，Mg電極為負極

B.往電解液中加入硫酸能提高電流效率

C.充電時，陽極電極反應式為Fe+Li2s-2e-=FeS+2Li+

D.充電時，每轉移Imol電子，電解質溶液質量減少5g

【答案】B

【分析】由圖可知，放電時，鎂失去電子發(fā)生氧化反應生成鎂離子，故Mg電極為負極，

則FeS為正極；

【詳解】A.由分析可知，Mg電極為負極，A正確；

B.鎂、FeS均會和硫酸反應，故不能加硫酸，B錯誤；

C.充電時，FeS為陽極，鐵發(fā)生氧化反應生成FeS,陽極電極反應式為Fe+Li2s-2e-=

FeS+2Li+,C正確;

D.充電時，陽極電極反應式為Fe+Li2s—2e-=FeS+2Li+,陰極反應為Mg2++2e-=

Mg,則每轉移lmol電子，生成Imol鋰離子、消耗0.5mol鎂離子，電解質溶液質量減

少12g-7g=5g,D正確；

故選B。

21.（2023?全國?高三專題練習）鎂鋰雙鹽電池是結合鎂離子電池和鋰離子電池而設計的

新型二次離子電池。其工作原理如圖所示，己知放電時,b極轉化關系為:VS?-LixVS2o

下列說法正確的是

放電

3二

'Mg2+

、議｝S!滾浪不

?Li+

L*

?廠

充電VS2

A.充電或放電時，a極電勢均高于b極

B.放電過程中正極質量減少，負極質量增加

+

C.充電時陽極的電極反應式為I4VS2—xe-=VS2+xLi

D.該電池工作時，若通過電路轉移電子的物質的量為O.lmol,則負極質量變化2.4g

【答案】C

【分析】鎂鋰雙鹽電池的工作原理為：放電時，電池負極材料金屬鎂失去電子生成Mg2+,

電解液中的Li+得到電子嵌入正極材料，達到電荷平衡；充電時，電池正極材料中LixVS2

失去電子，生成Li+,電解液中的Mg?+得到電子沉積到金屬鎂負極上去，再次達到電

荷平衡。放電時負極反應為Mg-2e=Mg2+,正極反應為VS2+xe-xLi+=LixVS2，總反

+2+

應為xMg+2VS2+2xLi=2LixVS2+xMgo

【詳解】A.Mg為負極，VS2為正極，所以充電或放電時，b極電勢均高于a極，選項

A錯誤；

B.放電過程中正極質量增加，負極質量減少，選項B錯誤；

C.充電時，陽極的電極反應式為1[*丫52-*仃=丫52+*/+,選項C正確；

D.該電池負極為Mg電極，通過電路轉移電子的物質的量為O.lmol時，負極質量變化

為0.05molx24g/mol=l.2g,選項D錯誤；

答案選C。

22.（2023秋?山東日照?高三統考期末）工業(yè)上利用電解含有NaHPbCh的廢液回收Pb,

裝置如圖。下列說法錯誤的是

MN

A.M的電極電勢高于N

B.若轉移2moi電子，陰極室溶液質量減少207g

C.陰極電極式為HPbO2+2e+H2O=Pb+3OH-

D.將陽離子交換膜換成陰離子交換膜，對Pb的產率無影響

【答案】B

【分析】左側電極OH-失去電子生成。2，則為陽極，電極反應為4OH-+4e-=O2+2H2。,

M為正極；右側電極HPbO5得到電子生成Pb,為陰極，電極反應為

HPbO2+2e+H2O=Pb+3OH-,N為負極，鈉離子由左側經陽離子交換膜到達右側，據

此解答。

【詳解】A.根據分析，M為正極，N為負極，M的電極電勢高于N,A正確；

B.陰極電極反應為HPbO2+2e+H2O=Pb+3OH-,轉移2moi電子，鈉離子由左側經陽

離子交換膜到達右側為2mol,陰極室溶液質量減少207g-2molx23g/mol=161g,B錯誤；

C.根據分析，陰極電極式為HPbO2+2e+H2O=Pb+3OH--C正確；

D.將陽離子交換膜換成陰離子交換膜，多余的氫氧根離子經右側到達左側，對Pb的

產率無影響，D正確；

故選B。

23.（2023?全國?高三專題練習）我國某科研機構設計如圖所示的電池，利用長2的2。7實

現含苯酚廢水的有效處理，處理后的廢水毒性降低且不引入其他雜質。一段時間后，中

間室中NaCl溶液的濃度減小。下列說法錯誤的是

0

微

生

物

■NaCl溶液-

--一--C6H50H

A.工作時，N極附近溶液的pH增大

B.工作時，每轉移3moi電子，N極室和M極室質量變化相差65g

C.a為質子交換膜，b為0H-交換膜

D.N極的電極反應式為Co。支+6e~+7H2O=2Cr(OH)3+80H-

【答案】B

【詳解】A.工作時，N極室中的C^O廠轉化為Cr(0H)3，Cr的化合價降低，則N極為

正極，電極反應式為SO歹+6e-+7H2O[32Cr(OH)3+80H：貝IN極附近溶液的pH增

大，A正確；

B.由以上分析可知M極為負極，電極反應式為C6H5OH-286-+11出0回6co2T

+

+28H+,每轉移3moi電子，M極室減少3moiH^-molC02,質量約31.3g；N極室

減少3mol0H-,質量共51g,因此N極室和M極室質量變化相差19.7g,B錯誤；

C.由于該裝置的目的是對廢水進行有效處理且不引入其他雜質，則M極室生成的H+應

遷移到中間室，a為質子交換膜，N極室生成的0H-遷移到中間室，與H+反應生成H2O,

NaCl溶液的濃度減小，b為0H-交換膜，C正確；

D.根據A分析，N極為正極，電極反應式為Cr2。歹+6e-+7H2OE2Cr(OH)3+80H：

D正確；

故選B。

24.(2023?黑龍江綏化?統考模擬預測)天津大學化學團隊以CO2和辛胺為原料實現了甲

酸和辛月青的高選擇性合成，裝置工作原理如圖(隔膜a只允許0H-通過，右池反應無氣

體生成)。下列說法錯誤的是

A.Ni2P電極的電勢比In/In2C>3一x電極的高

B.陰極發(fā)生的電極反應為CO2+2e-+H2O=HCOO-+0H-

C.電解過程中，OH-由111/皿2。3一x電極區(qū)向Ni2P電極區(qū)遷移

D.當電路中有2moi電子轉移時，陽極區(qū)液體質量增加10g（不考慮氣體的溶解）

【答案】D

【分析】由圖中In/I^Ch-x電極上CO2fHe00-可知，CO?發(fā)生得電子的還原反應，

In/ImO3一x電極為陰極，陰極反應為：CO2+2e-+H2O=HCOO+OH-,則Ni2P電極為陽極，

辛胺在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應生成辛晴，電極反應為

CH3（CH2）6CH2NH2+4OH-4e-=CH3（CH2）6CN+4H2O,據此分析解答。

【詳解】A.根據分析，Ni2P電極為陽極，連接電源的正極，電勢比In/In2（）3一x電極的

IWJ,A正確；

B.In/ImCh-x電極為陰極，陰極反應為：CO2+2e-+H2O=HCOO+OH-,B正確；

C.電解過程中，陰離子向陽極移動，則OH由In/ImCh-x電極區(qū)向Ni2P電極區(qū)遷移，C

正確；

D.陽極上發(fā)生失電子的氧化反應生成辛月青，電極反應為

CH3（CH2）6CH2NH2+4OH-4e=CH3（CH2）6CN+4H2O,當電路中有