2021届高考化学临考押题训练：电化学及其应用-(解析版)

电化学及其应用【原卷】1．羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池-电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是A．a极为正极，c极为阴极B．b极的电极反应式为C6H5OH-28e-＋11H2O=6CO2↑＋28H＋C．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2OD．右侧装置中，每转移0.7mole-，c、d两极共产生气体3.36L(标准状况)2．一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是()A．使用碱性电解质水溶液B．放电时，正极反应包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2C．使用的隔膜是阳离子交换膜D．充电时，电子从Mg电极流出3．我国科学家发明了制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H++HO，Y膜为HO选择性交换膜)。下列说法错误的是()A．X膜为选择性阳离子交换膜B．电池工作时，a极室的pH不变C．b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO+OH-D．理论上，每生成1molH2O2，电路中转移4mol电子4．下图是电化学膜法脱硫过程示意图，电化学膜的主要材料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是()A．b电极为阳极，发生氧化反应B．阴极反应式为H2S+2e-=S2-+H2↑C．净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化D．工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2∶15．海泥细菌电池作为一种新型电池是一种新型海洋可再生能源技术。海泥细菌电池可以作为电源在海底原位长期驱动检测仪器进行，在海底仪器电源自供给技术及其长期运行方面具有良好的应用前景，将来可望服务于“透明海洋”研究等海洋开发的诸多方面。下列有关海泥细菌电池的原理不正确的是()A．电子在外电路中由B极流向A极B．正极发生的反应O2+4H++4e﹣═2H2OC．每当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，A极消耗5.6LO2D．海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，导电性高，内阻小，有利于电池电能输出6．一种钾离子电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是A．放电时，K+通过阳离子交换膜向石墨电极移动B．放电时，负极的电极反应式：KC6－e－=K++6CC．充电时，阳极的电极反应式：K0.5−xMnO2+xK++xe－=K0.5MnO2D．若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，钾离子电池转移的电子数比锂离子电池的多7．纳米Fe2O3在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融NaOH—KOH为电解液，Fe2O3在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是A．惰性电极是电解池的阴极，发生还原反应B．产生2.24LO2时，转移的电子数为0.4NAC．惰性电极I的电极反应：Fe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH-D．生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH38．光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH－，且双极膜能实现H+和OH－的定向通过。下列说法正确的是()A．该装置将光能最终转化为电能B．再生池中的反应为2V2++2H2O=2V3++2OH－+H2↑C．当阳极生成33.6LO2时，电路中转移电子数为6NAD．光照过程中阳极区溶液中的n(OH－)基本不变9．下列是几种常见的电化学示意图。有关说法错误的是()A．图甲中，盐桥连接两电极电解质溶液，盐桥中可以选择CaCl2作为电解质B．图乙中，K分别与M、N连接，均可保护Fe电极，连接N时称为“牺牲阳极的阴极保护法”C．图丙装置，可判断具支锥形瓶中不同pH条件下铁发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀D．图丁装置中，Zn—MnO2干电池放电时，负极电极反应为Zn－2e－+2OH－=Zn(OH)210．我国新能源电动汽车使用三元电池已经成为趋势，镍、钴、锰三元材料通常可以表示为LiNixCoyMnzO2，其中镍、钴、锰3种元素的主要化合价分别是＋2、＋3和＋4，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为：LiNixCoyMnzO2＋6C=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法不正确的是A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜B．充电时，A为阴极，发生还原反应C．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2D．充电时，转移的电子数为0.2mol，则B极质量增加1.4g11．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示(-C6H5表示苯基，C6H6为苯)。下列叙述错误的是()A．N极为电池的负极B．随温度升高，电池的效率可能降低C．每生成1molCO2，有4molH＋迁入M极区D．M极的电极反应式为Cl-C6H5+e-=C6H6+Cl-12．以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确的是A．以此电池为电源电解饱和食盐水，当有0.2mole－转移时，阳极产生标准状况下2.24L氢气B．若以甲烷在燃料极反应时，负极电极反应式为：CH4＋4－8e－=5CO2＋2H2OC．该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3D．空气极发生的电极反应式为O2－4e－＋2CO2=213．南开大学研发了一种开放式(电极材料可随时更换)的酸性水系锌离子电池,该电池具有化学自充电/恒流充电双充电模式,电极材料分别是锌和,放电时的电池反应是,该电池化学自充电的原理是正极产物可被空气中的氧气氧化复原并释放出。下列相关说法错误的是A．恒流充电时正极反应为:B．电池放电时,负极质量减少6.5g的同时有个电子通过外电路流向正极C．电池自充电时电解质溶液的酸性会逐渐增强D．电池若长时间采用化学自充电模式需要及时更换负极材料14．一种高性能水系铁-氢气二次电池工作原理如图所示，下列说法中正确的是A．放电时，碳网电极为负极B．离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从左极室移向右极室C．放电时，负极区pH变大D．充电时，电池总反应为15．最近我国科学家设计了一种C2H5OH+CO2协同电解转化装置，通过回收工业尾气中的CO2实现了联合生产合成气(CO+H2)和CH3CHO的新工艺，其工作原理如图所示，下列说法正确的是A．电极a上的电势比电极b上的高B．电解池工作时，电极a附近的CO浓度升高C．电极b上的电极反应式为C2H5OH+2e-+2CO=CH3CHO+2HCOD．电解池工作时，CO透过交换膜向电极a移动16．环戊二烯可用于制备二茂铁［Fe(C5H5)2，结构简式为］，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法正确的是A．阳极电极反应式为：2Br--2e-=Br2B．Ni电极与电源负极连接C．电解制备可以在NaBr的水溶液中进行D．制备二茂铁总反应为：Fe+2=+2H2↑17．中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨()和中间相炭微粒球()为电极，电解质溶液为含有的有机溶液，其充电示意图如下。下列说法错误的是A．固态为离子晶体B．放电时，向左迁移C．放电时，负极反应为D．充电时，若阴极增重则阳极增重18．钠硫电池作为一种新型化学电源，具有体积小、容量大、寿命长、效率高等重要优点。其结构与工作原理如图所示。下列说法错误的是A．放电过程中，A极为电源负极B．放电过程中，电池总反应为2Na+xS=Na2SxC．充电过程中，Na+由A极移动到B极D．充电过程中，外电路中流过0.01mol电子，负极材料增重0.23g19．中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内，形成电池如图，该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是A．该电池是将生物能转化成电能的装置B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大C．b极的电极反应式为MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-D．每消耗0.01mol葡萄糖，外电路中转移0.02mole-20．燃料电池能量转化率高，以下是氢氧燃料电池结构示意图：(*PTFE为聚四氟乙烯的缩写，工作温度65℃左右)下列说法不正确的是A．电极室a为负极室，电极室b为正极室B．燃料电池的能量转化率比柴油发动机的能量利用率高C．碱性电解液的氢氧燃料电池，氧化生成的水在侧产生；酸性电解液电池，水在侧产生D．多孔隔膜既是电解液的仓库，也是反应产物的通道，电解液除KOH外也可用或固态离子导体21．可充电水系电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如下图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法不正确的是A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应B．放电时，b极的电极反应为：C．充电时，若电路中通过，则有转化为D．充电时，水电离出的氢离子在阴极放电，阴极区溶液增大22．镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是A．断开K2、合上K1，电极A的电势低于电极BB．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生氧化反应C．电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度有变化D．镍镉二次电池的总反应式：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O23．我国科学家利用光能处理含苯酚()废水，装置如图所示。下列说法错误的是A．a极电势高于b极电势B．a极的电极反应式为+2e-+2H+=+H2OC．H+由II区移向I区，II区溶液的pH增大D．若有2mol电子通过导线，I区混合液体质量增大2g24．多硫化物是指含有硫硫键的化合物，在电池、橡胶等多种工业中均有重要用途，其结构如图。下列推测不正确的是A．黄铜矿中不存在类似多硫化物的硫硫键B．多硫化物盐在酸性条件下不稳定，可生成硫磺和硫化氢C．天然橡胶硫化生成多硫链后，可以优化橡胶的性能D．在钠—硫高能电池中，做负极反应物25．基于惰性电极电解水的氧化还原反应原理，设计了一种电化学灭活新冠病毒的装置。下列说法正确的是A．新冠病毒主要是被碱性溶液灭活的B．NaCl代替Na2CO3更绿色高效C．a电极电势比b电极电势低D．转移4mole-时，可以收集到标况下22.4LO226．环氧乙烷又名氧化乙烯，可杀灭各种微生物包括细菌芽孢，属灭菌剂。利用电化学反应制备环氧乙烷的具体过程如图所示。在电解结束后，打开阀门，将阴、阳极电解液导入混合器，便可反应生成环氧乙烷。下列说法不正确的是已知：A．Pt电极做阳极，其电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑B．当电路中转移2mol电子时，阴极区质量减少2gC．该过程的总反应为：CH2=CH2+H2O→+H2D．混合器中可能有少量乙二醇产生27．沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图.下列说法中错误的是A．碳棒b极电势比碳棒a极电势高B．光照强度对电池的输出功率无影响C．碳棒b电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2OD．酸性增强不利于菌落存活，工作一段时间后，电池效率降低28．科学家发明了一种新型Zn－MnO2水介质可逆的二次电池，原理如图所示。下列说法错误的是A．放电时，正极反应为MnO2+2e—+4H+=Mn2++2H2OB．X和Y分别为阴离子膜和阳离子膜，放电时中间室c[K2SO4(aq)]减小C．充电后溶液pH由小到大的顺序为：正极室、中间室、负极室D．充电时，阴极反应为：+2e—=Zn+4OH—29．全球铂资源匮乏；铂成本高；铂催化剂的抗毒能力差。华中科技大学能量转换与存储材料化学教育部重点实验室研究出Pt基合金结构催化剂PtM(M=Fe、Co、Ni、Cu、Pd、Au等)在减少铂用量的同时提高甲醇燃料电池的电催化活性下列说法不正确的是A．在Pt基合金结构催化剂PtM表面只有甲醇的O-H键断裂B．反应②中产物水参与了负极反应C．第③步的反应式为2*HCOO+*O→2CO2+H2OD．这种燃料电池用作汽车的能源时，能有效减少环境污染30．我国学者以单原子Fe-N-C为催化剂，在1，2-二氯乙烷电催化脱氯方面取得新进展，同时回收乙烯和对氯苯甲醚。下图所示，下列有关说法不正确的是A．该电池在催化剂作用下实现了氯原子的转移，减少环境污染且经济价值高B．电极a与电源正极相连C．电极b发生电极反应：ClCH2CH2Cl-2e-=CH2=CH2+2Cl-D．电池工作时，氯离子在阴极生成后移向阳极31．一种以二硒化钒(VSe2)、金属锌为电极材料的可充电电池(如图所示)具有超薄、高能、柔性、康价等特点，放电时电池总反应为VSe2+xZn=ZnxVSe2．下列说法错误的是A．充电时，Zn极接外接电源的负极B．放电时，VSe2极的电极反应为VSe2+xZn2++2xe-=ZnxVSe2C．电池中的离子交换膜为阴离子交换膜D．充电时，电路中转移0.2mol电子，Zn极质量增加6.5g32．如图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)的示意图。已知储氢装置的电流效率η=×100%，下列说法不正确的是A．若η=75%，则参加反应的苯为0.8molB．该过程中通过C—H键断裂实现氢的储存C．采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失D．生成目标产物的电极反应式＋6e-＋6H＋=33．研究发现，1100°C时，加入合适的熔盐电解质可直接电解SiO2，电解原理为SiO2Si+O2↑。利用下图装置电解SiO2(加热装置略去)，得到的Si直接进入锌镁合金形成硅锌镁合金，再通过真空蒸馏除去锌镁得到高纯硅。下列说法不正确的是()A．X极接正极B．通入氩气的目的是防止高温时氧气氧化石墨电极C．阳极反应为2O2--4e-=O2↑D．当电路中通过0.4mol电子时，合金质量增加2.8g34．重铬酸钾是工业合成的常用氧化剂和催化剂，如图所示的微生物电池，能利用K2Cr2O7实现对含苯酚(或醛类)废水的有效处理，该电池工作一段时间后，中间室内的NaC1溶液浓度减小，则下列叙述正确的是A．a电极为负极，电子从a电极经过中间室到达b电极B．M为阳离子交换膜，电解过程中中间室内的n(NaC1)减小C．处理含苯甲醛废水时a电极反应式为：C6H5CHO－32e－+13H2O=7CO2+32H+D．当b电极消耗等物质的量的K2Cr2O7时，a电极消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物质的量之比为8：735．用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是()A．压强增大主要是因为产生了B．整个过程中，负极电极反应式为C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀D．时，正极电极反应式为和36．双离子电池是全新的高效、低成本储能电池，如图是新型镁—锂双离子二次电池，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是A．放电时，电子从Y电极经过导线流向X电极B．放电时，正极的电极反应式：C．充电时，外加电源的正极与X相连D．充电时，导线上每通过，左室溶液增加37．图中为一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置，总反应方程式为2CO2=2CO+O2。下列说法正确的是A．所用离子交换膜为阴离子交换膜，OH-通过离子交换膜迁向左室B．阴极生成28gCO时，阳极有22.4LO2(标准状况)生成C．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强D．阴极的电极反应为CO2+H2O+2e-=CO+2OH-38．美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：下列说正确的是()A．图中能量转化方式只有2种B．H+向a极区移动C．b极发生的电极反应为：N2+6H++6e-=2NH3D．a极上每产生22.4LO2流过电极的电子数一定为4×6.02×102339．2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO2+4H2=CH4+2H2O，这是迄今最接近人造光合作用的方法。某光电催化反应器如图所示，A电极是Pt/CNT，B电极是TiO2。通过光解水，可由CO2制得异丙醇。下列说法不正确的是()A．A极是电池的正极B．B极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+C．A极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应D．每生成30g异丙醇转移的电子数目为9mol40．氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F-从乙电极移向甲电极，下列关于该电池的说法正确的是A．放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e-+3F-=BiF3B．充电时，外加电源的正极与乙电极相连C．放电时，乙电极电势比甲电极电势高D．充电时，导线上每通过0.1mole-，甲电极质量增加1.9g41．荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值锂离子电池的日本科学家，他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为LixCn+Li(1－x)CoO2=LiCoO2+nC(x＜1)，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是A．该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染B．充电时，Li+由A极移向B极C．充电时，阳极反应为LiCoO2－xe－=Li(1－x)CoO2+xLi+D．若初始两电极质量相等，当转移2NA个电子时，两电极质量差为28g42．采用曝气一电解生物浮床法，可将河道水体中的NH、H2PO等离子转化为MgHPO4、Mg3(PO4)2等沉淀，以实现水体高营养化治理，原理如图。通电一段时间后，生物质碳中发现大量块状白色沉淀。下列说法错误的是（）A．电解过程中，NH向石墨电极区迁移B．阳极发生的主要电极反应为Mg-2e-=Mg2+C．电解过程中，水体的pH将会降低D．当电路中通过1mole-时，理论上阴极产生11.2L(标准状况)气体电化学及其应用1．羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池-电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是A．a极为正极，c极为阴极B．b极的电极反应式为C6H5OH-28e-＋11H2O=6CO2↑＋28H＋C．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2OD．右侧装置中，每转移0.7mole-，c、d两极共产生气体3.36L(标准状况)【答案】D【详解】A．根据电池装置图可知，左侧为原电池装置，a电极上重铬酸根离子得到电子，化合价降低，生成氢氧化铬，b电极上苯酚生成二氧化碳，碳元素的化合价升高，被氧化，b电极是负极，a电极是正极，c电极是阴极，d是阳极，A正确；B．b电极上苯酚转化成二氧化碳，根据元素和电荷守恒，电极反应式为为C6H5OH-28e-＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，B正确；C．右侧装置为电解装置，d是阳极，结合图示，电极反应中产生羟基自由基(·OH)和H＋，没有生成氧气，正确的电极反应式为H2O-e-=·OH+H＋，羟基自由基氧化能力极强，能氧化苯酚为二氧化碳和水，故苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2O，C正确；D．c极上氢离子放电，电极反应为2H++2e-=H2↑,d极的电极反应式为H2O-e-=·OH+H＋，结合苯酚的氧化过程可知，当转移0.7mol电子时，d极生成0.7mol的·OH，它氧化苯酚时生成CO2，标准状况下的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L，c极上生成0.35mol的氢气，标准状况下的体积为0.35mol×22.4L/mol=7.84L，两极共产生气体的体积为3.36L+7.84L=11.2L(标况下)，D错误；故选D。2．一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是()A．使用碱性电解质水溶液B．放电时，正极反应包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2C．使用的隔膜是阳离子交换膜D．充电时，电子从Mg电极流出【答案】C【分析】Mg为活泼金属，所以放电时Mg被氧化，Mg电极为负极，聚合物电极为正极。【详解】A．碱性电解质水溶液中负极生成的Mg2+会生成Mg(OH)2沉淀，降低电池效率，A错误；B．放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，包括3Mg2++MgS8+6e-=4MgS2，B错误；C．据图可知Mg2+要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，C正确；D．放电时Mg电极发生氧化反应，充电时Mg电极得电子发生还原反应，即电子流入Mg电极，D错误；综上所述答案为C。3．我国科学家发明了制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H++HO，Y膜为HO选择性交换膜)。下列说法错误的是()A．X膜为选择性阳离子交换膜B．电池工作时，a极室的pH不变C．b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO+OH-D．理论上，每生成1molH2O2，电路中转移4mol电子【答案】D【分析】由示意图可知左边a电极氢气为负极，被氧化生成H+，电极方程式为H2-2e-═2H+，H+经过X膜进入多孔固体电解质中，则X膜为选择性阳离子交换膜，右边b电极氧气为正极，被还原生成HO2-，反应为O2+2e-+H2O═HO2-+OH-，HO2-和OH-经过Y膜进入多孔固体电解质中，则Y膜为选择性阴离子交换膜，总反应为H2+O2═H2O2，以此解答该题。【详解】A．由示意图可知X膜为选择性阳离子交换膜，故A正确；B．由分析可知，a电极氢气为负极，被氧化生成H+，电极方程式为H2-2e-═2H+，但产生的氢离子全部进入中间的产品室，pH不变，故B正确；C．右边b电极氧气为正极，被还原生成HO2-，反应为O2+2e-+H2O═HO2-+OH-，故C正确；D．氧元素由0价变为-1价，每生成1molH2O2，电路中转移2mol电子，故D错误；故选D。4．下图是电化学膜法脱硫过程示意图，电化学膜的主要材料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是()A．b电极为阳极，发生氧化反应B．阴极反应式为H2S+2e-=S2-+H2↑C．净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化D．工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2∶1【答案】C【分析】由题给示意图可知，该装置为电解池，H2S在阴极上得到电子发生还原反应生成S2-和H2，电极反应式为H2S+2e-=S2-+H2↑，则a极为阴极，b极为阳极，S2-在阳极失去电子发生氧化反应生成S2，电极反应式为2S2-—4e-=S2。【详解】A.由分析可知，b极为阳极，S2-在阳极失去电子发生氧化反应生成S2，故A正确；B.由分析可知，a极为阴极，H2S在阴极上得到电子发生还原反应生成S2-和H2，电极反应式为H2S+2e-=S2-+H2↑，故B正确；C.硫化氢是酸性气体，净化气中CO2含量明显增加的原因是硫化氢气体与熔融碳酸盐反应生成二氧化碳，故C错误；D.由得失电子数目守恒可知，工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2∶1，故D正确；故选C。5．海泥细菌电池作为一种新型电池是一种新型海洋可再生能源技术。海泥细菌电池可以作为电源在海底原位长期驱动检测仪器进行，在海底仪器电源自供给技术及其长期运行方面具有良好的应用前景，将来可望服务于“透明海洋”研究等海洋开发的诸多方面。下列有关海泥细菌电池的原理不正确的是()A．电子在外电路中由B极流向A极B．正极发生的反应O2+4H++4e﹣═2H2OC．每当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，A极消耗5.6LO2D．海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，导电性高，内阻小，有利于电池电能输出【答案】C【分析】由图可知，A极氧气得电子生成水，为正极；B极失电子为负极；以此解答。【详解】A．由分析可知，A极是正极，B极是负极，电子由负极B经过用电器流向正极A，故A正确；B．A极是原电池正极，正极上O2得电子生成H2O，电极反应式为O2+4H++4e﹣═2H2O，故A正确；C．当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，电路中转移1mol电子，正极反应式为O2+4H++4e﹣═2H2O，则A极消耗0.25molO2，标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L，但选项中没有已知气体的存在状态，所以A极消耗O2的体积不一定是5.6L，故C错误；D．海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，可增强水的导电性，减小导电阻力，有利于电池电能及时输出，故D正确；故选：C。6．一种钾离子电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是A．放电时，K+通过阳离子交换膜向石墨电极移动B．放电时，负极的电极反应式：KC6－e－=K++6CC．充电时，阳极的电极反应式：K0.5−xMnO2+xK++xe－=K0.5MnO2D．若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，钾离子电池转移的电子数比锂离子电池的多【答案】B【详解】A．根据放电，KC6中K失去电子，因此左边为原电池负极，右边为原电池正极，放电时，根据“同性相吸”原理，因此K+通过阳离子交换膜向正极即K0.5MnO2电极移动，故A错误；B．放电时，KC6中K失去电子，变为K+，其负极的电极反应式：KC6－e－=K++6C，故B正确；C．K0.5−xMnO2+xK++xe－=K0.5MnO2是放电时正极的电极反应式，故C错误；D．若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，由于钾的摩尔质量大于锂的摩尔质量，因此钾离子电池转移的电子数比锂离子电池的少，故D错误。综上所述，答案为B。7．纳米Fe2O3在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融NaOH—KOH为电解液，Fe2O3在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是A．惰性电极是电解池的阴极，发生还原反应B．产生2.24LO2时，转移的电子数为0.4NAC．惰性电极I的电极反应：Fe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH-D．生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3【答案】D【分析】根据图示可知，惰性电极产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，惰性电极I为阴极，由此解答。【详解】A．惰性电极产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，故惰性电极为电解池的阳极，A错误；B．产生2.24LO2，未标注状态，故不能计算转移的电子数，B错误；C．根据图示可知，惰性电极I为阴极，反应得电子，电极反应式为：Fe2O3+3H2O+6e-=2Fe+6OH-，C错误；D．结合图示及阴极电极反应式可知，生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3，D正确；答案选D。8．光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH－，且双极膜能实现H+和OH－的定向通过。下列说法正确的是()A．该装置将光能最终转化为电能B．再生池中的反应为2V2++2H2O=2V3++2OH－+H2↑C．当阳极生成33.6LO2时，电路中转移电子数为6NAD．光照过程中阳极区溶液中的n(OH－)基本不变【答案】D【详解】A．在光照条件下光电池将光能转化为电能，电解池中电能又转化为化学能，由题图可知，电解过程中的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，故A错误；B．放电后的溶液中含有V2+和H+，在催化剂作用下H+将V2+氧化为V3+，从而实现V3+的再生，即发生反应2V2++2H+2V3++H2↑，故B错误；C．阳极的电极反应4OH－－4e－=O2↑+2H2O，标况下每生成33.6L氧气，电路中转移电子数为6NA，题目中未指明条件，无法计算，故C错误；D．双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH－，且双极膜能实现H+和OH－的定向通过，右侧阳极电极反应式为4OH－－4e－=O2↑+2H2O，根据溶液呈电中性可知阳极放电消耗的OH－与从双极膜中进入右侧的OH－数目相等，故D正确；故选D。9．下列是几种常见的电化学示意图。有关说法错误的是()A．图甲中，盐桥连接两电极电解质溶液，盐桥中可以选择CaCl2作为电解质B．图乙中，K分别与M、N连接，均可保护Fe电极，连接N时称为“牺牲阳极的阴极保护法”C．图丙装置，可判断具支锥形瓶中不同pH条件下铁发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀D．图丁装置中，Zn—MnO2干电池放电时，负极电极反应为Zn－2e－+2OH－=Zn(OH)2【答案】A【详解】A．原电池装置中，盐桥中的阴阳离子向电解质溶液定向移动维持电解质溶液的电中性，但是不能与溶液中的物质反应，装置图甲中Ca2+与反应，所以A项符合题意；B．K与M连接时构成电解池，Zn为阴极材料，不会参与反应，受到保护，为“阴极电保护法”，K与N相连时构成原电池，Fe的活泼性弱于Zn，Fe作原电池的正极被保护属于牺牲阳极的阴极保护法，B项不符合题意；C．如果是吸氧腐蚀，体系中的O2会减少，压强减小，如果是析氢腐蚀，体系中H2会增多，压强会增大，在溶解氧传感器和压强传感器上都会有数据的体现，C项不符合题意；D．根据的是电子守恒、电荷守恒、元素守恒可知，碱性锌锰干电池负极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，D项不符合题意；故正确选项为A。10．我国新能源电动汽车使用三元电池已经成为趋势，镍、钴、锰三元材料通常可以表示为LiNixCoyMnzO2，其中镍、钴、锰3种元素的主要化合价分别是＋2、＋3和＋4，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为：LiNixCoyMnzO2＋6C=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法不正确的是A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜B．充电时，A为阴极，发生还原反应C．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2D．充电时，转移的电子数为0.2mol，则B极质量增加1.4g【答案】D【分析】根据充电时电池的总反应LiNixCoyMnzO2+6C=Li1－aNixCoyMnzO2+LiaC6可知，放电时负极的反应式为：LiaC6-ae-=6C+aLi+，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCoyMnzO2，将放电时负极、正极反应式左右颠倒，即分别得到充电时阴、阳极反应式。【详解】A．放电时，A为负极、B为正极，Li+向正极移动，则X为Li+，则允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜，A说法正确；B．分析可知，充电时，A为阴极，得电子，化合价降低，发生还原反应，B说法正确；C．分析可知，放电时，正极得电子，反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2，C说法正确；D．充电时，转移的电子数为0.2mol，B极的锂离子向A极移动，所以B极质量减小，A极质量增加，且转移0.2mol锂离子，A极的质量增加1.4g，D说法错误；答案为D。11．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示(-C6H5表示苯基，C6H6为苯)。下列叙述错误的是()A．N极为电池的负极B．随温度升高，电池的效率可能降低C．每生成1molCO2，有4molH＋迁入M极区D．M极的电极反应式为Cl-C6H5+e-=C6H6+Cl-【答案】D【分析】该装置为原电池装置，根据H+移动的方向，M极为正极，根据装置图，正极反应式为Cl-C6H5+H++2e-=C6H6+Cl-，N极为负极，其电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，据此分析；【详解】A.根据H+移动的方向以及原电池的工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即M极为正极，N极为负极，故A说法正确；B.高温使蛋白质变性失去活性，杀死微生物，使电池的效率降低，故B说法正确；C.负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，生成1molCO2，转移电子物质的量为4mol，整个电路中通过的电量相同，因此生成1molCO2，有4molH+迁入M极区，故C说法正确；D.根据上述分析，M极的电极反应式为Cl-C6H5+H++2e-=C6H6+Cl-，故D说法错误；答案选D；【点睛】电极反应式的书写是本题的难点，一般根据装置图，书写出：氧化剂+ne-→还原产物，还原剂-ne-→氧化产物，然后判断酸碱性，如果是酸性，负极产生H+，正极消耗H+，如果是碱性，负极消耗OH-，正极则产生OH-，最后根据电荷守恒和原子守恒配平其他。12．以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确的是A．以此电池为电源电解饱和食盐水，当有0.2mole－转移时，阳极产生标准状况下2.24L氢气B．若以甲烷在燃料极反应时，负极电极反应式为：CH4＋4－8e－=5CO2＋2H2OC．该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3D．空气极发生的电极反应式为O2－4e－＋2CO2=2【答案】B【分析】根据图示信息知道，天然气中的甲烷在催化剂作用下转化为H2，H2在负极发生失电子的氧化反应，负极电极反应式为：H2-2e-+=CO2+H2O，通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2，依此解答。【详解】A．电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，转移2mol电子，阳极产生1molCl2，A错误；B．若以甲烷在燃料极反应时，通入甲烷的电极是负极，在负极上，发生氧化反应，负极电极反应式为CH4＋4－8e－=5CO2＋2H2O，B正确；C．空气中的CO2会不断转化为，不需要补充Li2CO3和K2CO3，C错误；D．空气极为正极，正极上的电极反应式为：O2+4e−+2CO2=2，D错误；答案选B。13．南开大学研发了一种开放式(电极材料可随时更换)的酸性水系锌离子电池,该电池具有化学自充电/恒流充电双充电模式,电极材料分别是锌和,放电时的电池反应是,该电池化学自充电的原理是正极产物可被空气中的氧气氧化复原并释放出。下列相关说法错误的是A．恒流充电时正极反应为:B．电池放电时,负极质量减少6.5g的同时有个电子通过外电路流向正极C．电池自充电时电解质溶液的酸性会逐渐增强D．电池若长时间采用化学自充电模式需要及时更换负极材料【答案】C【详解】A．放电时正极反应为，恒流充电时正极反应为，A正确；

B．放电时负极质量减少6.5g即消耗0.1mol锌，转移电子数是，电子通过外电路流向正极，B正确；

C．电池自充电时发生的反应为,溶液酸性会逐渐减弱，C错误；

D．电池在化学自充电时正极材料可复原，但负极材料锌不会复原，因此若长时间采用化学自充电模式需要及时更换负极材料锌，D正确；

答案选C。14．一种高性能水系铁-氢气二次电池工作原理如图所示，下列说法中正确的是A．放电时，碳网电极为负极B．离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从左极室移向右极室C．放电时，负极区pH变大D．充电时，电池总反应为【答案】D【详解】A．放电时，Pt/C电极失电子作负极，发生氧化反应，碳网电极为正极，发生还原反应，A项错误；

B．充电时，碳网作阳极，发生氧化反应，Pt/C电极作阴极，发生还原反应，离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从阳极室移向阴极室，即从右极室移向左极室，B项错误；

C．放电时，负极发生，负极区pH减小，C项错误；

D．充电时，电池总反应为，D项正确；

故答案为：D。15．最近我国科学家设计了一种C2H5OH+CO2协同电解转化装置，通过回收工业尾气中的CO2实现了联合生产合成气(CO+H2)和CH3CHO的新工艺，其工作原理如图所示，下列说法正确的是A．电极a上的电势比电极b上的高B．电解池工作时，电极a附近的CO浓度升高C．电极b上的电极反应式为C2H5OH+2e-+2CO=CH3CHO+2HCOD．电解池工作时，CO透过交换膜向电极a移动【答案】B【分析】由图可知C2H5OH在电极b转化为CH3CHO，发生氧化反应，则电极b为阳极，电极反应式为C2H5OH+2CO-2e-=CH3CHO+2HCO；电极a为阴极，电极反应式为3CO2+H2O+4e-=CO+H2+2CO。【详解】A．电极b为阳极，电极a为阴极，则电极b与电源正极连接，电极a与电源负极连接，电极a上的电势比电极b上的低，A错误；B．电极a为阴极，电极反应式为3CO2+H2O+4e-=CO+H2+2CO，因此电解池工作时，电极a附近的CO浓度升高，B正确；C．电极b为阳极，电极反应式为C2H5OH+2CO-2e-=CH3CHO+2HCO，C错误；D．对比阴阳极反应可知电极a产生的CO向电极b迁移补充左室的CO，D错误；答案选B。16．环戊二烯可用于制备二茂铁［Fe(C5H5)2，结构简式为］，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法正确的是A．阳极电极反应式为：2Br--2e-=Br2B．Ni电极与电源负极连接C．电解制备可以在NaBr的水溶液中进行D．制备二茂铁总反应为：Fe+2=+2H2↑【答案】B【分析】根据转化关系可知，过程中需要获得亚铁离子，故铁电极为阳极，与电源正极相连。Ni电极为阴极，与电源负极相连，Na+在阴极放电生成钠单质，钠单质和环戊二烯反应生成氢气，之后再与亚铁离子反应生成目标产物。【详解】A．据分析可知阳极电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，选项A错误；B．据分析可知Ni电极与电源负极连接做阴极，选项B正确；C．中间产物Na可与水发生反应，所以需要在无水条件下进行，选项C错误；D．据分析可知钠离子仅为中间产物，故总反应为：Fe+2+H2↑，选项D错误；答案选B。17．中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨()和中间相炭微粒球()为电极，电解质溶液为含有的有机溶液，其充电示意图如下。下列说法错误的是A．固态为离子晶体B．放电时，向左迁移C．放电时，负极反应为D．充电时，若阴极增重则阳极增重【答案】C【分析】由图可知充电时石墨电极与电源正极相连，因此放电时石墨电极为正极，MCMB电极为负极。【详解】A．在电解液中以的形式存在，则由构成，为离子化合物，故A正确；B．放电时阳离子移向正极，即向左迁移，故B正确；C．放电时，MCMB作负极，负极反应为，故C错误；D．充电时，阳极；阴极；当阴极增重39g时，即转移1mol电子，即有1mol附着在电极上，使其增重39g，则电路中转移1mol电子，故有1mol与结合生成1mol，1mol的质量为145g，故阳极增重145g，故D正确；答案选C。18．钠硫电池作为一种新型化学电源，具有体积小、容量大、寿命长、效率高等重要优点。其结构与工作原理如图所示。下列说法错误的是A．放电过程中，A极为电源负极B．放电过程中，电池总反应为2Na+xS=Na2SxC．充电过程中，Na+由A极移动到B极D．充电过程中，外电路中流过0.01mol电子，负极材料增重0.23g【答案】C【详解】A．根据电池的结构，放电过程中A电极上是钠失电子的氧化反应，所以电极A是负极，故A正确；B．根据电池工作原理和内部结构示意图，得到电池总反应为2Na+xS=Na2Sx，故B正确；C．充电过程中，阳离子移向电解池的阴极，阴极是和电池的负极相连的电极，Na+由B极移动到A极，故C错误；D．充电过程中，阴极上是钠离子得电子的还原反应Na++e-=Na，外电路中流过0.01mol电子，负极材料增重金属钠是0.01mol23g/mol=0.23g，故D正确；答案选C。19．中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内，形成电池如图，该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是A．该电池是将生物能转化成电能的装置B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大C．b极的电极反应式为MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-D．每消耗0.01mol葡萄糖，外电路中转移0.02mole-【答案】D【详解】A．该电池是将化学能转化成电能的装置，A项错误；B．.负极区电极反应式为，负极溶液中c(H+)增大，则溶液的pH减小，B项错误；C．.b电极上二氧化锰得电子和氢离子反应生成水和锰离子，电极反应式为，C项错误；D．根据可知，消耗1mol葡萄糖，外电路中转移2mole-，则消耗0.01mol葡萄糖，外电路中转移0.02mole-，D项正确；答案选D。20．燃料电池能量转化率高，以下是氢氧燃料电池结构示意图：(*PTFE为聚四氟乙烯的缩写，工作温度65℃左右)下列说法不正确的是A．电极室a为负极室，电极室b为正极室B．燃料电池的能量转化率比柴油发动机的能量利用率高C．碱性电解液的氢氧燃料电池，氧化生成的水在侧产生；酸性电解液电池，水在侧产生D．多孔隔膜既是电解液的仓库，也是反应产物的通道，电解液除KOH外也可用或固态离子导体【答案】C【详解】A．电极室a中氢气失电子产生氢离子，为负极室，电极室b中氧气得电子产生氢氧根离子，为正极室，选项A正确；B．燃烧电池的能量主要为化学能转化为电能，转化率比柴油发动机的能量（热能部分转化为动能再转化为电能）利用率高，选项B正确；C．碱性电解液的氢氧燃料电池，失电子产生的氢离子与氢氧根离子反应生成水，氧化生成的水在侧产生；酸性电解液电池，和电子产生氢氢根离子与氢离子反应生成水，水在侧产生，选项C不正确；D．多孔隔膜既是电解液的仓库，也是反应产物的通道，电解液除KOH外也可用或固态离子导体，起到导电的作用，选项D正确；答案选C。21．可充电水系电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如下图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法不正确的是A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应B．放电时，b极的电极反应为：C．充电时，若电路中通过，则有转化为D．充电时，水电离出的氢离子在阴极放电，阴极区溶液增大【答案】D【详解】A．放电时a作负极，故充电时应接电源的负极，发生氧化反应，故A正确；B．放电时，b极为正极，由图中可知，二氧化碳在酸性条件下生成甲酸，电极反应为：，故B正确；C．充电时，，若电路中通过，则有转化为，故C正确；D．充电时，水电离出的氢离子在阴极放电，多余的氢氧根离子会进入双极膜复合层间，阴极区溶液不变，故D错误；故选D。22．镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是A．断开K2、合上K1，电极A的电势低于电极BB．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生氧化反应C．电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度有变化D．镍镉二次电池的总反应式：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O【答案】B【分析】根据图示，电极A与直流电源的负极相连，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极B充电时为阳极，则放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，据此分析作答。【详解】A．断开K2、合上K1，为原电池，电极A为负极，则其电势低于电极B，A正确；B．断开K1、合上K2，为充电过程，电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B错误；C．放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，溶液中的氢氧根浓度增大，C正确；D．根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，D正确；答案选B。23．我国科学家利用光能处理含苯酚()废水，装置如图所示。下列说法错误的是A．a极电势高于b极电势B．a极的电极反应式为+2e-+2H+=+H2OC．H+由II区移向I区，II区溶液的pH增大D．若有2mol电子通过导线，I区混合液体质量增大2g【答案】C【分析】从图中可以看出，该装置为原电池装置，苯酚在a极得电子，被还原，所以a极为正极，b极为负极。【详解】A．a为正极，b为负极，a极电势高于b负极，故A正确；B．苯酚在a极得电子被还原，其电极反应为+2e-+2H+=+H2O，故B正确；C．氢离子向阳极移动，负极反应为，a极消耗的氢离子和b极产生的氢离子相等，pH不变，故C错误；D．有2mol氢离子通过导线，进入I区的氢离子为2mol，液体质量增加2g，故D正确；故选C。24．多硫化物是指含有硫硫键的化合物，在电池、橡胶等多种工业中均有重要用途，其结构如图。下列推测不正确的是A．黄铜矿中不存在类似多硫化物的硫硫键B．多硫化物盐在酸性条件下不稳定，可生成硫磺和硫化氢C．天然橡胶硫化生成多硫链后，可以优化橡胶的性能D．在钠—硫高能电池中，做负极反应物【答案】D【详解】A．黄铜矿中S元素为-2价，而多硫化物中S元素的化合价≥-1价，所以黄铜矿中不存在类似多硫化物的硫硫键，A正确；B．根据过氧化物的性质可推测多硫化物盐在酸性条件下不稳定，易发生歧化反应生成S单质和硫化氢，B正确；C．天然橡胶硫化生成多硫链后，使其物理机械性能和化学性能得到了改善，C正确；D．Na2S5具有一定的氧化性，易被还原，所以应作正极反应物，负极反应物应为易被氧化的钠单质，D错误；综上所述答案为D。25．基于惰性电极电解水的氧化还原反应原理，设计了一种电化学灭活新冠病毒的装置。下列说法正确的是A．新冠病毒主要是被碱性溶液灭活的B．NaCl代替Na2CO3更绿色高效C．a电极电势比b电极电势低D．转移4mole-时，可以收集到标况下22.4LO2【答案】C【分析】惰性电极电解Na2CO3溶液，阳极是氢氧根失去电子生成氧气，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。阳极产生的活性氧能使病毒灭活，则b为电源正极，a为负极。【详解】A．Na2CO3溶液的碱性较弱，不能灭活病毒，灭活病毒的是活性氧，故A错误；B．用NaCl代替，阳极会是Cl-失电子产生有毒的Cl2，并不绿色环保，故B错误；C．分析可知，b为电源正极，电解产生的活性氧使病毒灭活，则a为负极，负极的电势比正极电势低，故C正确；D．阳极电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，由于灭活病毒需要一定量的O2，则转移4mol电子时收集到标况下O2小于22.4L，故D错误；故选：C。26．环氧乙烷又名氧化乙烯，可杀灭各种微生物包括细菌芽孢，属灭菌剂。利用电化学反应制备环氧乙烷的具体过程如图所示。在电解结束后，打开阀门，将阴、阳极电解液导入混合器，便可反应生成环氧乙烷。下列说法不正确的是已知：A．Pt电极做阳极，其电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑B．当电路中转移2mol电子时，阴极区质量减少2gC．该过程的总反应为：CH2=CH2+H2O→+H2D．混合器中可能有少量乙二醇产生【答案】B【分析】根据图示分析，Pt电极与电源正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，Ni电极与电源负极相连为阴极，发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，据此答题。【详解】A．图示可知，Pt电极周围乙烯和氯水中HClO发生加成反应，即Pt电极周围有Cl2生成，则说明Pt电极与电源正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，故A正确；B．原电池工作时右侧溶液中Cl-透过阴离子交换膜向Pt电极周围移动，则当电路中转移2mol电子时，阴极区除生成1molH2，还有2molCl-移向阳极，则质量减少73g，故B错误；C．电解池电池反应式为①2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑、氯气和水反应方程式为②Cl2+H2OH++Cl-+HClO、HClO和乙烯反应方程式为③H2C=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl、两区混合反应方程式为④HOCH2CH2Cl+OH-→Cl-+H2O+，将四个方程式相加得到制备总反应方程式为：CH2=CH2+H2O→+H2，故C正确；D．电解过程中阳极区发生反应H2C=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl，混合器中少量HOCH2CH2Cl与KOH溶液发生水解反应能生成乙二醇，故D正确；故答案为B。27．沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图.下列说法中错误的是A．碳棒b极电势比碳棒a极电势高B．光照强度对电池的输出功率无影响C．碳棒b电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2OD．酸性增强不利于菌落存活，工作一段时间后，电池效率降低【答案】B【分析】根据氢离子的流向可知碳棒b为正极，光合菌产生的O2的电子结合H+得到H2O，碳棒a为负极，FeSx在硫氧化菌的作用下被氧化为S，S在硫氧化菌的作用下被氧化为硫酸根。【详解】A．根据分析可知b极为正极，a极为负极，正极的电势高于负极，A正确；B．光照强度越强，光合作用越强，产生的氧气越多，电池的输出功率更大，即光照强度对电池的输出功率有影响，B错误；C．b为正极，光合菌产生的O2的电子结合H+得到H2O，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，C正确；D．酸性增强不利于菌落存活，负极失电子发生的氧化反应会减慢，故工作一段时间后，电池效率降低，D正确；综上所述答案为B。28．科学家发明了一种新型Zn－MnO2水介质可逆的二次电池，原理如图所示。下列说法错误的是A．放电时，正极反应为MnO2+2e—+4H+=Mn2++2H2OB．X和Y分别为阴离子膜和阳离子膜，放电时中间室c[K2SO4(aq)]减小C．充电后溶液pH由小到大的顺序为：正极室、中间室、负极室D．充电时，阴极反应为：+2e—=Zn+4OH—【答案】B【详解】A．由图示可知，Zn为负极失去电子被氧化为，即；为正极，酸性溶液中得到电子被还原为，即，故A不选；B．放电时，正极室消耗“4mol”生成“1mol”，根据电荷守恒正极室的由富余，穿过X膜(阴离子膜)进入中间室；负极室消耗“4mol”生成“1mol”，根据电荷守恒负极室有富余，穿过Y膜(阳离子膜)进入中间室，所以中间室增大，而不是减小，故选B；C．充电时，阳极反应为：，氢离子浓度增大，pH较小，pH＜7，阴极反应为：，氢氧根离子浓度增大，pH增大，pH＞7，充电或放电前后中间室溶液的pH=7保持不变，故C不选；D．由C分析可知D正确，故D不选；答案选B29．全球铂资源匮乏；铂成本高；铂催化剂的抗毒能力差。华中科技大学能量转换与存储材料化学教育部重点实验室研究出Pt基合金结构催化剂PtM(M=Fe、Co、Ni、Cu、Pd、Au等)在减少铂用量的同时提高甲醇燃料电池的电催化活性下列说法不正确的是A．在Pt基合金结构催化剂PtM表面只有甲醇的O-H键断裂B．反应②中产物水参与了负极反应C．第③步的反应式为2*HCOO+*O→2CO2+H2OD．这种燃料电池用作汽车的能源时，能有效减少环境污染【答案】A【详解】A．由图可知甲醇在Pt基合金结构催化剂PtM表面生成了，则甲醇当中有O-H键断，还有C-H键断，故A错误；B．由图可知，反应历程③需要水，则反应②中产物水参与了负极反应，故B正确；C．由图可知，第③步的反应式为2*HCOO+*O→2CO2+H2O，故C正确；D．甲醇燃料电池的最终产物是二氧化碳和水，能有效减少环境污染，故D正确。故答案选A。30．我国学者以单原子Fe-N-C为催化剂，在1，2-二氯乙烷电催化脱氯方面取得新进展，同时回收乙烯和对氯苯甲醚。下图所示，下列有关说法不正确的是A．该电池在催化剂作用下实现了氯原子的转移，减少环境污染且经济价值高B．电极a与电源正极相连C．电极b发生电极反应：ClCH2CH2Cl-2e-=CH2=CH2+2Cl-D．电池工作时，氯离子在阴极生成后移向阳极【答案】C【详解】A.该电池在催化剂作用下将苯甲醚转化为对氯苯甲醚，同时将1，2-二氯乙烷转化为乙烯，实现了氯原子的转移，减少环境污染且经济价值高，选项A正确；B．电极a苯甲醚转化为对氯苯甲醚，发生失电子的氧化反应，为电解池的阳极，与电源正极相连，选项B正确；C．电极b上1，2-二氯乙烷得电子产生乙烯和氯离子，发生的电极反应式为：ClCH2CH2Cl+2e-=CH2=CH2+2Cl-，选项C不正确；D.电池工作时，氯离子在阴极生成后移向电解池的阳极，选项D正确；答案选C。31．一种以二硒化钒(VSe2)、金属锌为电极材料的可充电电池(如图所示)具有超薄、高能、柔性、康价等特点，放电时电池总反应为VSe2+xZn=ZnxVSe2．下列说法错误的是A．充电时，Zn极接外接电源的负极B．放电时，VSe2极的电极反应为VSe2+xZn2++2xe-=ZnxVSe2C．电池中的离子交换膜为阴离子交换膜D．充电时，电路中转移0.2mol电子，Zn极质量增加6.5g【答案】C【详解】A．充电时，原电池的负极接外接电源的负极，则Zn极接外接电源的负极，选项A正确；B．由放电时电池总反应可知，放电时VSe2极的电极反应为VSe2+xZn2++2xe-=ZnxVSe2，选项B正确；C．由放电时电池总反应可知，Zn2+需移向VSe2极，电池中的离子交换膜为阳离子交换膜，选项C错误；D．充电时，Zn极的电极反应为Zn2++2e-=Zn，则电路中转移0.2mol电子，Zn极质量增加6.5g，选项D正确；答案选C。32．如图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)的示意图。已知储氢装置的电流效率η=×100%，下列说法不正确的是A．若η=75%，则参加反应的苯为0.8molB．该过程中通过C—H键断裂实现氢的储存C．采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失D．生成目标产物的电极反应式＋6e-＋6H＋=【答案】B【分析】根据题意，阴极＋6e-＋6H＋=，则阳极反应2H2O-4e-=4H++O2；【详解】A．阳极生成1.6mol氧气，转移6.4mol电子，根据＋6e-＋6H＋=，若η=75%，则参加反应的苯为0.8mol，故A正确；B．生成，该过程中通过C—H形成裂实现氢的储存，故B错误；C．采用多孔电极增大了接触面积，增大电流效率，可降低电池能量损失，故C正确；D．目标产物是环己烷，生成目标产物的电极反应式＋6e-＋6H＋=，故D正确；选B。33．研究发现，1100°C时，加入合适的熔盐电解质可直接电解SiO2，电解原理为SiO2Si+O2↑。利用下图装置电解SiO2(加热装置略去)，得到的Si直接进入锌镁合金形成硅锌镁合金，再通过真空蒸馏除去锌镁得到高纯硅。下列说法不正确的是()A．X极接正极B．通入氩气的目的是防止高温时氧气氧化石墨电极C．阳极反应为2O2--4e-=O2↑D．当电路中通过0.4mol电子时，合金质量增加2.8g【答案】A【解析】A．电解SiO2得到的Si直接进入锌镁合金形成硅锌镁合金，同时为防止与石墨坩埚作阳极使与之接触的合金放电，X极应接电源的负极，Y极应接电源的正极，故A错误；B．在阳极2O2--4e-=O2↑，产生氧气，防止高温时氧气氧化石墨电极，在阳极通入氩气，故B正确；C．阳极发生失电子的氧化反应，阳极电极反应为2O2--4e-=O2↑，故C正确；D．由阴极的电极反应Si4++4e-=Si可知，当电路中通过0.4mol电子时，产生0.1molSi，即合金质量增加2.8g，故D正确；答案为A。34．重铬酸钾是工业合成的常用氧化剂和催化剂，如图所示的微生物电池，能利用K2Cr2O7实现对含苯酚(或醛类)废水的有效处理，该电池工作一段时间后，中间室内的NaC1溶液浓度减小，则下列叙述正确的是A．a电极为负极，电子从a电极经过中间室到达b电极B．M为阳离子交换膜，电解过程中中间室内的n(NaC1)减小C．处理含苯甲醛废水时a电极反应式为：C6H5CHO－32e－+13H2O=7CO2+32H+D．当b电极消耗等物质的量的K2Cr2O7时，a电极消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物质的量之比为8：7【答案】CD【解析】A.根据电池装置图可知，a极上苯酚或苯甲醛反应生成CO2，碳元素化合价升高发生氧化反应，故a极为负极，电子从a电极经过导线到达b电极，A错误；B.因阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，为保证电解质溶液导电的稳定性，M应为阴离子交换膜，中间室内的n(NaC1)减小，B错误；C.处理含苯甲醛废水时，苯甲醛中碳元素失电子化合价升高生成CO2，根据元素和电荷守恒，电极反应式为C6H5CHO－32e－+13H2O=7CO2+32H+，C正确；D.b极上，Cr2O72-中铬元素化合价降低生成Cr(OH)3，每消耗1molK2Cr2O7转移6mol电子，当转移6mol电子时，根据电极反应式C6H5OH－28e－+11H2O=6CO2+28H+、C6H5CHO－32e－+13H2O=7CO2+32H+可知，消耗的的C6H5OH或C6H5CHO的物质的量之比为，D正确；答案选CD。35．用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是()A．压强增大主要是因为产生了B．整个过程中，负极电极反应式为C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀D．时，正极电极反应式为和【答案】C【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，以此解答。【详解】A．pH=2的溶液酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀；析氢腐蚀产生氢气，因此锥形瓶内压强增大，A项正确；B．锥形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，电极方程式为：，故B项正确；C．若pH=4时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶中压强会下降；而图中pH=4时，锥形瓶中的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀；消耗氧气的同时产生氢气，因此锥形瓶中的压强几乎不变，故C项错误；D．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生；同时锥形瓶中的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生；因此正极反应有：和，故D项正确；故选C。36．双离子电池是全新的高效、低成本储能电池，如图是新型镁—锂双离子二次电池，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是A．放电时，电子从Y电极经过导线流向X电极B．放电时，正极的电极反应式：C．充电时，外加电源的正极与X相连D．充电时，导线上每通过，左室溶液增加【答案】B【分析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg−2e−＝Mg2＋，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为Li1−xFePO4＋xLi＋＋xe−＝LiFePO4，电解质溶液中锂离子透过锂离子交换膜移向正极；充电时，外加电源的正极与正极相连，阳极上LiFePO4失电子发生氧化反应，负极与负极相连，结合电子转移进行计算解答。【详解】A．放电时左边镁为负极，电子由负极经导线流向正极，即由X经导线流向Y，故A错误；B．右边为正极、得电子、发生还原反应，电极反应式为，故B正确；C．左边镁失电子、为负极，右边电极上得电子、为正极，即X为负极接线柱、Y为正极接线柱，充电时，外加电源的正极与电池正极相连，负极与电池负极相连，即外加电源的负极与X相连，故C错误；D．充电时，导线上每通过1mole−，左室得电子发生还原反应，为维持溶液中电荷守恒，右侧将有1molLi＋移向左室，故D错误；故选：B。37．图中为一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置，总反应方程式为2CO2=2CO+O2。下列说法正确的是A．所用离子交换膜为阴离子交换膜，OH-通过离子交换膜迁向左室B．阴极生成28gCO时，阳极有22.4LO2(标准状况)生成C．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强D．阴极的电极反应为CO2+H2O+2e-=CO+2OH-【答案】D【分析】装置实现“太阳能一电能一化学能”转化，电能转化为化学能，该装置为电解装置，总反应为：2CO2=2CO+O2，阴极发生还原反应生成CO，阳极发生氧化反应生成O2，由电子的定向移动可知X为阴极，Y为阳极，以此解答该题。【详解】A．图中离子交换膜允许OH-通过，则该离子交换膜为阴离子交换膜，在离子交换膜右侧的Y电极上OH-失去电子变为O2，因此OH-通过离子交换膜迁向右室，A错误；B．若阴极生成28gCO时，则产生CO的物质的量是1mol，反应转移2mol电子，由于每反应产生1molO2转移4mol电子，根据同一闭合回路中电子转移