2023年高考化学题型(三)电化学

命题视角一新型化学电源

理二核心知识

1.图解化学电源工作原理

活

泼金I观察闭合回路特征］

属

电

氧

极

0,、

燃

料-

性

化

物

、

还

原

性

等

质

，

物

质

等

质

中

物

物

质

中

元

素

有

有

元

素

合

价

化

化

价

合

低

观察两极材料或通降

升

高入物质、反应特征

2.电极反应式的书写

（1）三步法（也适用于电解池）

示例

步骤

（A1IK0H溶液|Ag2O2）

①根据题中信息（如总反应方程式或原

强碱性溶液中：A1被氧化为A107,

理图中元素化合价的升降等）判断还原

Ag2O2被还原为Ag和0H

剂和氧化产物、氧化剂和还原产物

②根据电池负极（或电解池阳极）为“还

原剂一〃片一氧化产物”、电池正极负极：4A1—12e—>4A1O2;

（或电解池阴极）为“氧化剂+〃广一还正极：3Ag2Ch+12e—**6Ag+60H

原产物”初步写出电极反应式

根据电荷守恒和反应环境呈强碱性进行

③根据电荷守恒、原子守恒及电解质性补项。负极：在左边补充“40H”、右

质，在初步书写的电极反应式两侧补充边补充“2比0”，得4Al—12e「+16OH「

介质，配平电极反应式。介质常为H2。、=4A1O2+8H2OO正极：在左边补充

H+、or等“2比0”、右边补充“2OIT”，得3Ag2O2

+12e+6H2O=6Ag+120H

⑵加减法（一般适用于燃料电池或给出电池总反应的电池）

①根据题给信息，将已知的电池总反应写成''氧化剂+还原剂+介质1=还原产

物+氧化产物+介质2”的形式，介质常为H2O、H+或OFF等。燃料电池电池总

反应往往与燃料燃烧反应相同(注意介质)。

②燃料电池的正极反应式较简单，一般为。2得电子的还原反应，写出该电极反应

式，并使反应式中02的化学计量数与总反应式中02的化学计量数相等。

③用电池总反应减去简单的电极反应式即得复杂的电极反应式。书写时要满足电

荷守恒、质量守恒等。

[典例1]科学家近年发明了一种新型Zn—CCh水介质电池。电池示意图如下，

电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体C02被转化为储氢物质甲酸

等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是()

-2-

A.放电时，负极反应为Zn-2e+4OH=[Zn(OH)4]

B.放电时，1molCCh转化为HC00H,转移的电子为2moi

C.充电时，电池总反应为2[Zn(OH)4]2-至里2Zn+02t+40H+2H2O

D.充电时，正极溶液中OFT浓度增大

答案D

解析第一步，根据图示判断电化学装置的类型，该装置为二次电池，既可充电

又可放电。

第二步，根据粒子变化，判断正、负极和阴、阳极，放电时Zn失电子生成[Zn(0H)4p

Zn作负极。充电时在阳极上水失电子生成氧气，阴极上[Zn(0H)4p，得电子

生成Zn。

第三步，根据电极反应原理确定各电极上发生的反应。负极电极反应为Zn-2e

2-

+40H=[Zn(OH)4],正极电极反应为CCh+2H++2e-—HCOOH,同时说明

电解质溶液1为碱性溶液，电解质溶液2为酸性溶液。

第四步，逐项分析判断。

原电池：电极及电极反应的判断

放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应

A项

为Zn-2e-+4OH-=[Zn（OH）j",所以正确,不

符合题意

定量计算：电极反应转移电子数的计算

CO2转化为HCOOH,C元素化合价降低2,则

----）B项

1molCO?转化为HCOOH时，转移电子2mol,

所以正确.不符合题意

次充电时,电池总反应式的判断

电充电时，阴极电极反应为[Zn（OH）]-+2e-=

池”Zn+4OH',阳极电极反应为2Hq-4e-=O/+

4H*,两者加和得2[Zn（OH）,j2-三22Zn+O/+

4OH-+2Hq,所以正确.不符合题意

电解质溶液中离子浓度的变化

由图示可知，充电时.正极上水放电生成氢

D项离子和氧气，溶液中氢离子浓度增大，因温

度不变，水的离子积不变，因此氢氧根离子

浓度减小，所以错误，符合题意

I方法模型,

分析可充电电池的思维流程

放电一原电池；充电一电解池

放电时的正极为充电时的阳极，

放电时的负极为充电时的阴极

放电时的正极反应式颠倒整理过来

为充电时的阳极反应式：放电时的

负极反应式颠倒整理过来为充电时

口的阴极反应式__________________

由生成一极向消耗一极移动，区域

pH变化；0H-生成区、H+消耗区，

pH增大；OFT消耗区、H+生成区，

pH减小

练:应试能力

1.（2022.广东卷）科学家基于Cb易溶于CCL的性质，发展了一种无需离子交换膜

的新型氯流电池，可作储能设备（如图）。充电时电极a的反应为NaTi2（PO4）3+2Na

+2e-=Na3Ti2（PO4）3o下列说法正确的是（）

A.充电时电极b是阴极

B.放电时NaCl溶液的pH减小

C.放电时NaCl溶液的浓度增大

D.每生成1molCI2，电极a质量理论上增加23g

答案C

解析由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是

阴极，则电极b是阳极，故A错误；放电时电极反应和充电时相反，则放电时电

极a的反应为Na3Ti2（PO4）3—2e-=NaTi2（PO4）3+2Na+,NaCl溶液的pH不变，

故B错误；放电时负极反应为Na3Ti2（PO4）3—2e-—NaTi2（PO4）3+2Na+,正极反

应为Ch+2e=2C1,反应后Na.和C「浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓

度增大，故C正确；充电时阳极反应为2C「一2e-==C123阴极反应为NaTi2（PO4）3

+2Na++2e==Na3Ti2（PO4）3,由得失电子守恒可知，每生成1molCh,电极a

质量理论上增加23g-moLX2moi=46g,故D错误。

2.（2022.全国乙卷）Li—Ch电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前

景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li—02电池（如图所示）。光照时，光催

化电极产生电子（b）和空穴（h+）,驱动阴极反应（Li++e-=Li）和阳极反应（U2O2

+2h+=2Li++O2）对电池进行充电。下列叙述错误的是（）

8——

光

催

化

电

极

A.充电时，电池的总反应为Li2O2=2Li+O2

B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C.放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移

+

D.放电时，正极发生反应：O2+2Li+2e==Li2O2

答案C

解析充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e-==Li)和阳

极反应(Li2O2+21T=2Li++O2),则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2,A正确;

充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空

穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；放电时，金属Li

电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误;

放电时总反应为2Li+O2=Li2O2,则正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2,D正

确。

命题视角二电解原理的应用

理二核心知识

1.图解电解池工作原理

阳离子［观察闭合回路特征］

转化为

活泼电极：

发生

单质；发生

金属溶解

毓化

还

阴离子原占X

反应

反

应失电子；

中部分阳离子

阴阴离子阳惰性电极

元素的

极移向移向极(Pt、Au

价态降匝

或石墨)；

低，如

观察两极的物质溶液中的

；

SOJ信息及反应特征物质失电子

s2or

2.电解原理分析模型

以制备KI03的电解装置为例

(1)提取信息

呈碱性

(2)分析流程

第

一确定阴、阳极.其中a为阳极.b为阴极

步

书写电极反应式.其中阳极变化

第12-

一10e--►210；

一结合电解质溶液呈碱性.利用电荷守

步

恒书写阳极反应式为k-10广十

12OH--2IC)7+6H2。

阴极是由水电离出的H得电子的

还原反应.电极反应式为2H2()+

南

2e------H2t4-2OFF判断离子移

一

一动方向.依据电极IX域电中性原则及

步

离子交换膜的类型判断.a极区域剩

余K+而b极区域产生。卜「，故K+

穿过阳离子交换膜由afb迁移

［典例2］双极膜(BP)为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的水分子解离，提

供H,、0H,利用双极膜与离子交换膜组合可以实现含硫酸钠工业废水的净化和

资源回收，原理如图所示。下列说法错误的是()

A.BP可有效阻隔Na-和SO/的通过

B.A为阳离子交换膜，C为阴离子交换膜

C.X为H2s04溶液、Y为NaOH溶液

D.一段时间后，阴、阳极产生气体的物质的量之比为2：1

答案B

解析根据题意和图示，该装置为电解池，与电源正极相连的为阳极，与电源负

极相连的为阴极，则左侧为阳极，右侧为阴极，阳极上反应为：2H2。-4-=。2t

+4H+,阴极上反应为2H2O+2e-=H2f+20H根据BP膜中H'向右移动，

OUT向左移动，电解池中阴离子向阳极移动、阳离子向阴极移动，则A为阴离子

交换膜，C为阳离子交换膜，X为H2so4,Y为NaOHoA.根据题意，利用双极

膜与离子交换膜之间生成硫酸和氢氧化钠，可以实现硫酸钠工业废水的净化和资

源回收，则BP能有效阻隔Na*和SO/的通过，故A正确；B.根据分析可知，A

为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜，故B错误；C.根据分析可知，X为H2s04

溶液、Y为NaOH溶液，故C正确；根据阳极上反应为：2H2。一4e「=O2t+

4H+,阴极上反应为2H2O+2e.=H2t+20H,一段时间后，当阳极上生成1mol

O2时转移4moi电子，则阴极上产生2molH2,则阴、阳极产生气体的物质的量

之比为2：1,故D正确。

n练二应试能力

3.（2022・济南检测）采用电渗析法可以从含NH4H2P。4和（NHGzHPCU的废水中回收

NH3H2O和H3Po4，电解装置如图所示。下列说法正确的是（）

X电极Y电极

稀氨水-*i_0XX-°J—

b11年

废水

A.X电极应连电源的正极

B.M口处回收产生的浓氨水

C.隔膜ab为阳离子交换膜，隔膜cd为阴离子交换膜

D.电解一段时间后，产生的NH3-H2O和H3P。4的物质的量相等

答案C

解析由图示可知，左侧电极室通入稀氨水，说明左侧电极室的产品为NH3H2O,

则废水中的NH；通过隔膜ab进入左侧电极室，发生反应NH：+0H-=NH3-H2O,

故隔膜ab为阳离子交换膜，X电极的电极反应式为2H2O+2e=H2t+20H\

则X电极为阴极，与电源的负极相连，右侧电极室的产品为H3Po4,废水中的

H2Po1、HP0/经过隔膜cd进入右侧电极室，与H+结合形成H3Po4,故隔膜cd

为阴离子交换膜，Y电极为阳极，电极反应式为2H2。-4b一。2t+4H+。由以

上分析可知，A错误，B错误，C正确；由于NH3H2O和H3P。4均为弱电解质，

产生的物质的量无法计算，D错误。

4.（2022.浙江6月选考）通过电解废旧锂电池中的LiMmCM可获得难溶性的Li2c。3

和MnCh,电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。

电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法不正确的是（）

A.电极A为阴极，发生还原反应

B.电极B的电极反应：2H2O+Mn2+—2e-=MnO2+4H*

C.电解一段时间后溶液中ME+浓度保持不变

2+

D.电解结束，可通过调节pH除去Mn,再加入Na2c。3溶液以获得Li2CO3

答案c

解析由电解示意图可知，电极B上Mi?'转化为MnO2,镒元素化合价升高，失

电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；电极

B上Mi?+失电子转化为MnO2,电极反应式为2H2O+M/+—2e-=MnO2+4H‘，

B正确；电极A电极反应式为2LiMn2O4+6e-+16H-=2Li++4Mn2++8H2。，

依据得失电子守恒，电解池总反应为2LiMn2O4+4H'=2Li'+Mn?’+3MnC）2+

2H2O,反应生成了Md+,M/+浓度增大，C错误；电解结束后，可通过调节溶

液pH将镒离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D

正确。

II随堂训练

1.科学家设想利用图示装置进行C02的固定，同时产生电能。该装置工作时，生

成的碳附着在电极上。下列说法错误的是（）

<5>

电极板（Li）、多孔催化

剂电极

阳离子交换膜

A.电极板（Li）作该电池的负极

B.若导线中流过4moie,理论上负极区减少4moiLi十

C.负极区不适合选用水溶液作电解质溶液

D.采用多孔催化剂电极有利于C02扩散到电极表面

答案B

解析A.由图知，Li为负极，多孔催化剂电极为正极，故A正确；B.导线中流过

4mole-,负极产生4moiLi',同时有4moiLi*向正极区移动，所以理论上负极

区Li+的物质的量不变，故B错误；C.Li能与水反应，负极区不适合选用水溶液

作电解质溶液，故C正确；D.多孔结构有利于气体扩散，即有利于C02扩散到电

极表面，故D正确。

2.（2022.邯郸二模）《X—MOL》报道了一种两相无膜锌/吩口塞嗪电池，其放电时的

工作原理如图所示（PFA在水系/非水系电解液界面上来回穿梭，维持电荷守恒）。

ZnSO,+KPF6

的水溶液

PTZ+TBAPF,,

的CH2clz溶液

已知：CH2c12的密度为1.33g-cm-3,难溶于水。下列说法错误的是（）

A.电池使用时不能倒置

B.充电时，石墨毡上的电极反应式为PTZ—e-=PTZ+

C.放电时，PF展由CH2cL层移向水层

D.放电时，Zn板每减轻6.5g,水层增重29g

答案D

解析放电时，Zn失电子，发生氧化反应，故Zn作负极；石墨毡作正极。充电

时，Zn电极发生得电子反应，作阴极；石墨毡作阳极。A.水和二氯甲烷的不互溶

性和密度差能够将正极与负极分隔开，故不能倒置，故A正确；B.由分析可知，

石墨毡作阳极，电极反应式为PTZ-e=PTZ+,故B正确；C.放电时，阴离子

移向负极，故移向水层，故C正确；D.放电时，Zn板每减轻6.5g,同时水层增

重6.5g,转移电子的物质的量为0.2mol,有0.2molPF《移动到水层，故水层增

重为0.2molX145g/mol+6.5g=35.5g,故D错误。

3.（2022.日照联考）一种利用垃（CxHv）来消除氮氧化物污染的工作原理如图所示，装

置中电极均为惰性电极，两侧电解质为同浓度的盐酸。下列说法错误的是（）

A.通入N02的电极为正极，发生还原反应

B.若使用的嫌为C2H6，该电极反应为：C2H6+4H2O-14e-=2CO2+14H^

C.装置中转移0.4mol电子时，有0.4NA个H+通过质子交换膜

D.装置工作一段时间后，两侧电极室中溶液的pH不变

答案D

解析通入N02的电极上N02转化为N2,发生还原反应，该电极为正极，A项

正确；若使用的姓为C2H6,C2H6转化为C02,结合电解质溶液显酸性，知该电

+

极反应为：C2H6+4H2O-14e-=2CO2+14H,B项正确；为平衡电荷，装置中

转移04moi电子时，有0.4NA个H+通过质子交换膜，C项正确；结合B项中负

极反应和正极反应：2NO2+8e「+8H'=N2+4H2。，知装置工作一段时间后，左

室中溶液pH增大，右室中溶液pH减小，D项错误。

4.（2022.广东卷）以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进

行电解，实现A1的再生。该过程中（）

A.阴极发生的反应为Mg—2e-=Mg2'

B.阴极上Al被氧化

C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥

D.阳极和阴极的质量变化相等

答案C

解析根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电

子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳

极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和A1发生失电子的氧化

反应，分别生成Mg2+和AV，Cu和Si不参与反应，阴极区AF+得电子生成A1

单质，从而实现A1的再生。阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极

失电子生成Mg2+,A错误；Al在阳极上被氧化生成AF+,B错误；阳极材料中

Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；因为阳极除了

铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子

得电子生成铝单质，根据转移电子数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变

化不相等，D错误。

I课下作业

A卷

1.（2022.湖南卷）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂一海水电池构造示意

图如下。下列说法错误的是（）

用电器

MF]N

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OIT+H2t

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D.该锂一海水电池属于一次电池

答案B

解析海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故

A正确；N为正极，电极反应为O2+2H2O+4e一=40H，故B错误；Li为活泼

金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C

正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。

2.（2022-重庆抽测）我国科学家设计的一种甲酸（HCOOH）燃料电池如图所示（半透

膜只允许K+、H+通过），下列说法错误的是（）

A.物质A可以是硫酸氢钾

B.左侧电极为电池负极，HCOCT发生氧化反应生成HCO；

C.该燃料电池的总反应为2HCOOH+O2+2OET=2HCO,+2H2O

D.右侧每消耗11.2LO2（标准状况），左侧有1molK+通过半透膜移向右侧

答案D

解析由图中物质转化知，右侧电解质储罐中发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3

+

+2H2O,结合电解质储罐中流出K2so4,知物质A可为KHSO4,A项正确；左

侧电极上HCOCT转化为HCO,,碳元素由+2价升高为+4价，发生氧化反应,

故左侧电极为电池负极，B项正确；根据图示知，该燃料电池总反应为HCOOH

和02在碱性条件下反应，生成KHCCh和H20,C项正确；右侧每消耗11.2LO2（标

1121

准状况），电路中通过的电子为刀77V一万?X4=2mol,则左侧有2moiK+通过半

22.4Lmol1

透膜移向右侧，D项错误。

3.（2022.全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示［KOH

溶液中，Zi?+以Zn（OH）/存在］。电池放电时，下列叙述错误的是（）

MnOz电极离子选择隔膜Zn电极

HfO,溶液:夕KQ溶液

A.n区的K+通过隔膜向in区迁移

B.I区的sor通过隔膜向II区迁移

+2+

C.MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O

+2+

D.电池总反应：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn（OH）i+Mn+2H2O

答案A

解析根据图示的电池结构和题目所给信息可知，HI区Zn为电池的负极，电极

反应为Zn—2—+4（汨-=Zn（OH）/，I区MnCh为电池的正极，电极反应为MnCh

+2+

+2e-+4H=Mn+2H2O,K*从III区通过隔膜向II区迁移，A错误；I区的

SO/通过隔膜向II区移动，B正确；MnCh电极的电极反应式为MnCh+2e+4H

1=Mn21+2H?O,C正确；电池的总反应为Zn+4OH'+MnO2+4H=Zn（OH）F

2+

+Mn+2H2O,D正确。

4.科学家利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯，原理如图所示。已知：电解前后

电解液浓度几乎不变。下列说法错误的是（）

阴离子多晶铜

钠电极i交换膜

\专，，I,电极

/fr=持续通入C0：

pH=8KHCO：,溶液

A.钳电极产生的气体是02和C02

B.铜电极的电极反应式为2co2+12HCO,+12e-=C2H4+12COT+4H2。

C.通电过程中，溶液中HC03"通过阴离子交换膜向左槽移动

D.当电路中通过0.6mol电子时，理论上能产生标况下C2H41.12L

答案B

解析C02制乙烯，碳的化合价降低，得电子，故多晶铜电极作电解池的阴极；

阴极生成的HCO,,HCO］经阴离子交换膜进入阳极区，因电解前后电解液浓度几

乎不变，可判断HCO,与水一起失去电子生成02和CO2。A.据分析，粕电极产生

的气体是。2和C02,A正确；B.铜电极的电极反应式为14co2+12e-+

8H20=C2H4+I2HCO3,B错误；C.通电过程中，溶液中HC03朝阳极移动，即

通过阴离子交换膜向左槽移动，C正确；D.根据14CO2+12e^+8H2O=C2H4+

12HC0J,电路中通过0.6mol电子时理论上能产生0.05molC2H4,即标况下1.12

L,D正确。

5.我国科学家最近发明了一种Zn—PbCh电池，电解质为K2so八H2sO4和KOH,

通过a和b两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液

区域，结构示意图如下。下列说法正确的是()

A.b为阳离子交换膜

B.R区域的电解质为H2s。4

C.放电时，Zn电极反应为：Zn-2e-+40H=Zn(OH)F

D.消耗6.5gZn,N区域电解质溶液减少8.0g

答案C

解析该电池为Zn—PbCh电池，从图中可知，Zn转化为Zn(OH)/，则M区为

KOH,R区为K2so4,N区为H2so4。A.正极(b)PbO2+2e+4H'+S0Z=PbSO4

+2H2O,负极(a)Zn—2e-+4OH-=Zn(OH)r,溶液维持电中性，则a为阳离子

交换膜，A错误；B.根据分析，R区为K2so4,B错误；C.根据分析，放电过程

中，Zn电极反应为：Zn-2e-+4OH==Zn(OH)F,C正确；D.消耗6.5gZn,

电子转移0.2mol,N区消耗0.4molH‘，0.1molSO?,同时有0.1molSO2移向

R区，则相当于减少0.2molH2s。4,同时生成0.2mol氏0,则R区实际减少质

量为0.2molX98g/mol—0.2moiX18g/mol=16g,D错误。

6.硫酸工业尾气中的SO2可用Na2s。3溶液吸收，并通过电解方法实现吸收液的循

环再生。如图所示，下列有关说法中正确的是()

A.阳极发生的反应之一为SOF+20H-2e-=SOF+2H2O

B.电解一段时间后，阴极室pH升高

C.电解一段时间后，b°/o<a°/o

D.电解一段时间后，两室生成的Na2s。3与H2s。4的物质的量相等

答案B

解析由装置图可知，阳离子移向阴极，Pt(I)为阴极，阴离子移向阳极，Pt(II)

为阳极，电解池中，阳极发生氧化反应，化合价上升，失电子；阴极发生还原反

应，化合价下降，得电子；阳极：SOr+H2O-2e-=SOr+2H+；HSO3+H2O

-2e=S0F+3H\阴极：2H++2b=H2t;A.酸性介质中不存在氢氧根，A

项错误；B.阴极氢离子放电，氢离子浓度减小，pH增大，B项正确；C.阳极可不

断产生硫酸根离子和氢离子,8%>a%,C项错误;D.阳极产生1mol硫酸转移2moi

电子，阴极消耗2moi电子产生2moi亚硫酸钠，两者物质的量不相等，D项错

误。

7.(2022.保定二模)研究人员利用膜电解技术，以Na2CrO4溶液为主要原料制备

Na2CnO7的装置如图1所示，下列叙述正确的是()

已知：50厂和CrO厂的物质的量浓度的对数(lgc)与pH的关系如图2所示。

A.a为电源负极，b为正极

B.NazCrzCh在阴极室制得

C.交换膜为阳离子交换膜

D.每转移1mol电子，产生16.8L气体

答案C

解析A.CrO1转化为CnOy反应：2CrO/+2H+C^O>+H2O,电解过程实

质是电解水，左室是产品室，电解提供H+,故左侧是H20放电生成02和H+,

左侧为阳极室，右侧为阴极室，故a为电源正极、b为电源负极，故A错误；B.

由A项分析可知NazCnCh在阳极室制得，故B错误；C.左室中Na卡经过离子交

换膜进入右室，交换膜为阳离子交换膜，故C正确；D.电解过程实质是电解水，

外电路中每通过1mol电子，根据电子转移守恒，生成02为号^=0.25mol,生

成H2为号1=0.5m01,未指明标准状况，不能计算产生气体的体积，故D错误。

8.工业上一种制备C102的装置如图所示。阴极生成的C102会进一步得电子产生

瞬间中间体C102,C105随即与溶液中的C103反应又生成002,下列说法正确的

是（）

气体x［「他叫J气体Y

.......W11.........■.......

■I.■-…1

疏酸溶液同三号鬻丸

质子交换膜

A.a极的电极材料可以是Fe

B.电解一段时间后，阴极室的pH减小

+

C.阴极生成中间体C105的过程可表示为C10I+2H+e^=C102t+H2O、C102

+e=C102

D.当电路中转移1mol电子时，a极生成2.8L（标准状况）气体X

答案C

解析由题干信息：阴极生成的C1O2会进一步得电子产生瞬间中间体CIO晨C1O2

随即与溶液中的CIO,反应又生成C1O2可知a极与电源正极相连，作阳极，电极

反应为：2H2。-4广==02t+4H+；b极与电源负极相连，作阴极，电极反应为：

1

CIO3+2H+e=C1O2t+H2O,ClO2+e"=ClOI»A.由分析可知，a为阳极,

若a极的电极材料为Fe,则电极反应为Fe—2e「==Fe2+,中间是质子交换膜，则

电解池工作一段时间后，由于a极区无质子转移到b极区而无法工作，A错误；

B.由分析可知，电解一段时间后，阴极室不断消耗H+,且有水生成，故溶液的

pH增大，B错误；C.由分析可知，C正确；D.由分析可知，a极发生的电极反应

为2H2。-4屋=02t+4H+,故当电路中转移1mol电子时，生成气体X在标准

状况下的体积为］molX22.4mol/L=5.6L,D错误。

B卷

9.（2022・湖北十一校联考）二氧化铅一铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池

（如图所示），电池总反应为PbO2+Cu+2H2SO4=PbSO4+CuSO4+2H2Oo下列

有关该电池的说法正确的是（）

A.电池工作时，电子由Cu电极经电解质溶液流向PbO2电极

B.电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐减小

+

C.正极反应式：PbO2+2e+4H+SOf=PbSO4+2H2O

D.放电后，循环液中H2sCU和CuSCM的物质的量之比不变

答案C

解析电子不能流经电解质溶液，A项错误；根据电池总反应知，若反应的PbCh

为1mol,电解质溶液中增加2moiO,1molCu,减少1molSO/,故反应前后

电解质溶液的质量不变，B项错误；根据电池总反应知，正极上PbCh得电子生成

PbSCU和H2O,C项正确；根据电池总反应知，放电后，循环液中H2so4减少，

CuS04增多，D项错误。

lO.Ca-LiFePCU可充电电池的工作原理示意图如图，其中锂离子交换膜只允许Li

+通过，电池反应为：•xCa+2Lii-.rFePO4+2xLi+=ACa2-+2LiFePO4。下列说法正

确的是（）

____放电_______

£~©目~Li,_tFePO,/

钙电极■一旅■V■r^LiFePO,电极

LiPF./LiAsF,.锂离子交换膜jSO,溶液

电解质

A.LiPF6/LiAsF6电解质与Li2s04溶液可互换

B.充电时，当转移0.1mol电子时，左室中电解质的质量减轻1.3g

C.充电时，阴极反应为：LijrFePO4+xLi'+xe「=LiFePO4

D.放电时，LiiFePCU/LiFePCU电极发生Li+脱嵌，充电时发生Li卡嵌入

答案B

解析A.Ca是活泼金属，易与水发生剧烈反应，所以LiPF6/LiAsF6为非水电解质，

而Li2s04溶液中有水，不可互换，A项错误；B.充电时每转移0.1mol电子，左

室中就有0.（）5molCa2+转化为Ca,同时有0.1molLi卡迁移到左室，所以左室中电

解质的质量减轻0.05molX40g/mol—0.1molX7g/mol=1.3g,B项正确;C.充电

时，钙电极为阴极，电极反应为Ca2++2b==Ca,C项错误；D.充电时为电解池，

电解池中阳离子流向阴极，LiiFePO4/LiFePO4为阳极，所以Li—FePOVLiFePC^

电极发生Li+脱嵌然后流向阴极，放电时为原电池，原电池中阳离子流向正极，

所以放电时发生Li.嵌入，D项错误。

11.（2022.山东卷改编）设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借

助其降解乙酸盐生成C02,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoOMs）转化为Co2+,

工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材

质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是（）

A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

C.乙室电极反应式为LiCoCh+2H2O+e=Li++Co2++4OH

口.若甲室©02，减少2001^,乙室C02+增加300mg,则此时已进行过溶液转移

答案C

解析A.电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为C02气体，

C02+在另一个电极上得到电子，被还原产生C。单质，CH3coeT失去电子后，Na

+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减

小，A正确；B.对于乙室，正极上LiCoCh得到电子，被还原为C02+,同时得到

Li+,其中的O与溶液中的H+结合H2O,因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，

B正确；C.电解质溶液为酸性，不可能大量存在0H,乙室电极反应式为：LiCoCh

-+2+

+e+4H'=Li+Co+2H2O,C错误；D.若甲室C(?+减少200mg,电子转移

02g

物质的量为"(b)=59g/；o]X2=00068mol,乙室Co?+增加300mg,转移电子

03s

的物质的量为几左一)=□二yg。/m舄o4i义1=0.0051mol,说明此时已进行过溶液转移，D

正确。

12.(2022.岳阳二模)利用如图的电解装置分离含A1(OH)3、MnCh和少量Na2CrO4

的混合物浆液，使其分离成固体混合物和含格元素溶液。下列有关分析错误的是

ab

I--------1直流电源I----------1

石墨1石墨2

搅拌桨气体

混合物浆液

NazSO,溶液阳离子膜阴离子膜Na?SO,溶液

A.电解装置工作时，石墨2应该连接铅蓄电池的PbO2电极

B.分离后，含格元素的粒子有CrO厂和CrzOM，存在于阳极室中

C.每转移1mole时，阴极室电解质溶液的质量增加23g

D.阴极室生成的物质可用于固体混合物A1(OH)3和MnO2的分离

答案C

解析A.由图可知，左侧电极氢得到电子发生还原反应生成氢气，为阴极，则右

侧为阳极；铅蓄电池的PbO2电极为正极，连接阳极区电极石墨2,A正确；B.

含铝元素的粒子有CrO?和CnO彳，阴离子向阳极移动，分离后，存在于阳极室

中，B正确；C.阴极发生的电极反应为2H2O+2e-=2OlT+H2t,同时钠离子

通过阳离子膜进入阴极室，每转移1mole一时，生成H20.5mol质量为1g,同时

进入钠离子1mol质量为23g,则阴极室电解质溶液的质量增加23—l=22g,C

错误；D.阴极室生成的物质为氢氧化钠，氢氧化铝可溶于强碱氢氧化钠而二氧化

镒不溶，故可用于固体混合物A1(OH)3和MnCh的分离，D正确。

13.一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为ALCb离子液体,CuS

在电池反应后转化为Cu2s和AI2S3。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不变

B.该电池放电时，正极反应为6CuS+8AhC17+6e=3Cu2S+AI2S3+14A1C14

C.为提高电池效率，可以向CuS@C电极附近加入适量AI2S3水溶液

D.充电时电池负极的反应为Al+7Ale万-3e=4A12C17

答案B

解析放电时，铝为负极，被氧化生成Al2c17,电极方程式为2A1+14Ale14-6e

=8A12C17,正极反应为：6CuS+8AhC17+6e=3Cu2S+AI2S3+14A1C1；；充

电时,是电解池：阳极方程式为14A1C14+3Cu2S+Al2S3-6e=6CUS+8A12C17;

阴极反应为8AHC17+6e=2Al+14AleLA.硫化铜反应后转化为硫化亚铜以及

Al2s3,且AbCB,A1CU,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项错误；B.根据以上分析，B项正确；C.如图所

示，应加入ALC17,C项错误；D.充电时，阴极电极方程式为8Al2C17+6e=2AI

+14A1C1；,D项错误。

14.微生物电池在运行时，可同时实现无污染净化高浓度苯酚污水、高浓度酸性

N03废水和海水淡化，其装置如图所示。图中M和N为阳离子交换膜或阴离子

交换膜，Z以食盐水模拟海水。下列说法错误的是()

A.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜

B.X为高浓度酸性N03■废水，Y为高浓度苯酚污水

C.每消耗苯酚9.4g,模拟海水理论上除盐163.8g

D.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为7：15

答案B

解析根据装置中电子的流向可知，该原电池中生物膜为负极，而碳布为正极，

负极区发生氧化反应，则苯酚失电子被氧化为C02气体，原电池工作时阳离子向

正极移动，则N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜。A.分析知生物膜为负极，

阴离子向负极移动，则M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故A正确；B.

负极区发生氧化反应，则X为高浓度苯酚污水，发生氧化反应生成C02气体，而

正极区发生还原反应，Y为高浓度酸性N03废水，发生还原反应生成N2,故B

错误；C.9.4g苯酚的物质的量为湍扁=0.1mol,苯酚中碳元素平均化合价为

2?

一1价，完全氧化共转移电子的物质的量为0.1molX6X(4