2021年高考化学考点08 电化学及其应用

考点08电化学及其应用

1.（2021•嫩江市高级中学高三月考）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。

90.0-----------------------------------------------------------------

0100200300400500

下列说法不可硼的是（）

A.压强增大主要是因为产生了H?

B.整个过程中，负极电极反应式为Fe—2e-=Fe?+

C.pH=4.0时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀

D.pH=2.（）时，正极电极反应式为2H++2e-=H2T和。2+4^+4H+=2凡0

【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粉能发生析匐腐蚀；析域腐蚀产生城气，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：

Fe-2e-=Fe2+，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粉还发生了析械腐蚀；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：2H++2e-=H2T和Oz+4e-+4H+=2凡0,

故D项正确；故选C。

2.（2021.天津高三期末）双离子电池是全新的高效、低成本储能电池，如图是新型镁一锂双离子二次电池,

放电

该电池的工作原理为xMg+xLi2so4+2LijFeP01±xMgSO+2LiFePO。下列关于该电池的说

砌44

法正确的是

FePO4/LiFePO4

、Li2sO4溶液U2SO4水溶液

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：Li]_xFePO4+xLi'+xe'=LiFePO4

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1mole,左室溶液增加2moiLi+

【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LiiFePO4+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LiFePCU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LiiFePO4+xLi++xe-=LiFePC>4,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Imole,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ImolLi'

移向左室，故D错误；

故选：B。

3.（2021•曲靖市第二中学高三月考）图中为一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供的装置，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，0H-通过离子交换膜迁向左室

B.阴极生成28gCO时，阳极有22.4LC>2（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：282=28+02,

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2moi电子，由于每反应产生1molCh

转移4moi电子，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知反应产牛O2的物质的量是0.5mol,其在标

准状况下的体积是11.2L,B错误；

C.根据总反应方程式：2co2=2CO+Ch可知：反应前后溶液的pH不变，溶液的碱性不会发生变化，C错误;

D.在阴极上CO2得到电子，与H?0结合产生CO和0H,故阴极的电极反应为：CO2+H2O+2e=CO+2OH,

在阳极上OH失去电子变为O2,4OH-4e-2H2O+O2t，D正确；

故合理选项是D。

4.（2021•广东广州市•执信中学高三月考）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（）

一企一

a极IIb极

空气

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-2NH3

D.a极上每产生22.4LCh流过电极的电子数一定为4x6.02x1（）23

【答案】C

【分析】

从图中可以看出，生成氧气的一极为阳极，即a极为阳极，发生氧化反应，其电极反应为

+

2H2O-4e=4H+O2T：b极为阴极，发生还原反应，其电极反应式为N?+6e+6H+=21^^。

【详解】

A.图中装置为电解池装置，其能量转化方式为电能转化为化学能；该电源由太阳能和风能转化而来，故有

3种能量转化方式，故A错误；

B.电解池中阳离子向阴极移动，故H+向b极移动，故B错误；

C.b极为阴极，氮气得电子，与H+生成氨气，其电极反应式为N2+6e+6H+=2NH3,故C正确；

D.氧气为气体，非标况下不能确定Vm数值，故D错误；

故选C。

【点睛】

非标况下不一定等于

Vm22.4L/molo

.民勤县第四中学高三期末）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸，的二次电池。将

5.（2021Na—CO2NaC104

溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的银网分别作为电极材料，电池的总反应为：

3co2+4Na=2Na2cCh+C。下列说法正确的是（）

r—a-

A.放电时，CIO；向正极移动

B.充电时释放CO2,放电时吸收C02

C.放电时，负极反应为：3co2+4"2c0；+C

D.充电时，正极反应为：Na++e-=Na

【答案】B

【分析】

根据电池总反应可知：放电时Na被氧化，CO?被还原，则放电时Na为负极，负极反应式为Na-e=Na+：Ni

为正极，正极上C02得电子生成Na2cCh和C,正极反应式为3co2+4e=2COj+C。放电时，阳离子移向正

极Ni、阴离子移向负极Na；充电时原电池的正负极与外加电源的正负极相接，即Na为阴极，Ni为阳极，

电极反应与原电池反应相反，据此分析解答。

【详解】

A.放电时，Na失电子作负极，Ni作正极，电解质溶液中阴离子向负极移动，即CIO；向负极移动，A错误;

B.放电时Na作负极,Ni作正极，充电时Ni作阳极,Na作阴极，则放电电池反应式为3co2+4Na=2Na2co3+C；

充电电池反应式为2Na2co3+C=3CC>2+4Na,所以充电时释放CO2,放电时吸收CO2,B正确；

C.放电时，Na为负极，失去电子变为Na+,所以负极的电极反应式为：Na-e-=Na+,C错误；

D.充电时，Ni接直流电源的正极、Na接直流电源的负极，则阳极的电极反应式为：2cO；-+C-4e=3CO2,

D错误；

故合理选项是B„

6.（2021•云南昆明市•昆明一中高三月考）银氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种绿色电池，具有

寿命长、稳定安全，无污染等特点，是最成熟的电池技术之一，已经在汽车动力电池领域得到了广泛应用。

放电

银氢电池的工作原理如图(M为储氢材料)，电池总反应可表示为：MH+NiOOHQM+Ni(OH)2.下列叙

充电

述正确的是

充电

A.放电时，电极a为正极

B.放电时，向电极b迁移

C.充电时，电极b的电极反应式为：Ni(OH)2+OH-e=NiOOH+H2O

D.已知F=96500C-mol充电时，每消耗电量96500C,电极a质量增加2g

【答案】C

【详解】

A.放电时，电子由电极a流出，电极a应为负极，A错误；

B.放电时，电解质溶液中阴离子应向负极(电极a)迁移，B错误；

C.放电时电极b为正极，发生还原反应，即NiOOHfNi(OH)2,充电时则发生氧化反应，故电极反应式为:

Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O,C正确；

D.充电时，每消耗电量96500C,电子转移Imol,则有ImolH原子进入电极a,质量应增加lg,D错误;

答案选C。

7.(2021.江苏高三期末)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制得异丙醒。下列说法不氐确的是()

用电器

A极

CH3CH(OH)CH311

电化学催化剂合成蛋白质光催化剂

纤维膜

A.A极是电池的正极

B.B极的电极反应为2H2O-4e=C）2T+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9moi

【答案】D

【分析】

根据图像可知，H+移向A极，A极作正极；B极水失电子生成氢离子和氧气，作负极。

【详解】

A.分析可知，A极是电池的正极，A说法正确；

B.B极水失电子生成氢离子和氧气，电极反应为2H2O-4e=C>2T+4H+,B说法正确；

C.A极上H+得电子被还原成H2、CO2得电子被还原成异丙醇，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，C说法正确；

D.二氧化碳中的C为+4价，而异丙醇中C为-2价，生成1mol异丙醇转移18moi电子，反应中除生成异丙

醇外，还生成氢气，则每生成30g异丙醇至少转移的电子数目为9mol,D说法错误；

答案为D。

8.（2021•徐州市铜山区大许中学高三期末）某种微生物电池，其工作原理示意图如图，下列说法不正确的

是

C02

C«HnO«

质子（H+>交换原

A.H+向左移动

B.电子由a极沿导线流向b极

+

C.b极电极反应式为：C6Hl2O6-24e+6H2O=6CO2+24H

D.当电路中转移0.2mole-时，a极质量减少8.7g

【答案】B

【分析】

a电极，”〃。2—丽2+,化合价降低发生还原反应，做正极，则b为负极，原电池工作时，阳离子移向正

极，负极发生氧化反应，据此作答。

【详解】

2+

A.a电极，MnO2Mn,化合价降低发生还原反应，做正极，则b为负极，原电池工作时，阳离子移

向正极，H+向左移动，A正确；

B.电子由负极经用电器流向正极，由分析a为正极b为负极，所以电子由b极沿导线流向a极，B错误；

C.b极为负极发生氧化反应，由于电解质溶液显酸性，所以最终产物为二氧化碳，所以电极反应式为

C6Hl2。6-24日+6H2O=6CO2+24H+,C正确：

2+

D.有MnO2->Mn,每消耗ImolMnCh,转移2moie1所以当电路中转移0.2mole-时，a极消耗O.lmolMnCh

质量减少8.7g,D正确；故选B。

9.（2021・广西河池市•高三期末）一种帆多卤化物电池结构示意图如图所示，电池和储液罐均存储有反应物

放电

和酸性电解质溶液。电池中发生的反应为2VCb+BrClZU2VCh+Br。下列说法错误的是

充电

L电源或负载「

n__□

正极负极

储液罐宁储液罐

A.VCI2存储在负极储液罐内

B.放电时，H+从负极区移至正极区

C.充电时，阳极反应为BrCl：+2e-=B「+2Cr

D.充电时，电池的负极与电源的负极相连，阴极反应式为V3++e=V2+

【答案】C

【分析】

该装置连有负载时，该装置为电池，根据原电池工作原理，化合价升高是负极，根据总反应，负极反应为

V2+-e=V3+,化合价降低是正极，正极反应式为BrCl：+2e=Br+2C1；连有电源，则该装置为电解池,

根据电解原理分析；

【详解】

A.负极上失去电子，化合价升高，根据电池总反应，VC12中V的化合价由+2价一+3价，化合价升高，

VC12存储在负极储液罐内，故A说法正确；

B.放电时，该装置为电池，根据原电池工作原理，H.从负极区向正极区移动，故B说法正确；

C.充电时，有外加电源，该装置为电解池，根据电解原理，阳极上失去电子，化合价升高，即电极反应式

为Br+2Cr-2e-=BrCl-,故C说法错误；

D.充电时，电池的负极接电源的负极，该电极为阴极，得电子，发生还原反应，电极反应式为V>+e=V2

+,故D说法正确：

答案为Co

10.（202r江西吉安市•高三一模）利用CH4燃料电池电解制备Ca（H2Po4）2并得到副产物NaOH、h、Cl2,

装置如图所示。下列说法不正确的是（）

a极电解质b极阳极室产品室原料室阴极室

2

A.a极反应：CH4-8e+4O-CO2+2H2O

B.A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜

C.可用铁电极替换阴极的石墨电极

D.a极上通入2.24L甲烷，阳极室Ca?+减少0.4mol

【答案】D

【详解】

A.阴离子移向负极，a极为负极，反应为CH4-8e-+4O=C02+2H20,A正确；

B.阴极室为氢离子得电子，有大量氢氧根生成，故C膜为阳离子交换膜，产品室与原料室阴离子相同，故

B膜为阴离子交换膜，阳极室与产品室阳离子相同，故A膜为阳离子交换膜，B正确；

C.阴极材料不参与反应，故可用铁电极替换阴极的石墨电极，C正确；

D.不知道气体所处的温度和压强，所以无法计算甲烷的物质的量，D错误；

故选D。

11.(2021.广西桂林市.高三一模)一种高效的除去废水中的PO：的电化学装置如图所示，一般认为溶液中

某离子浓度小于1.0x10-5molL"时，该离子已除尽［已知常温下，Ksp(FeP04)=l.3x10-22］。下列说法错误的是

02凸光伏电池方

FeC(石墨)

<<三三三:PO.:—三:三二

A.光伏电池中，a极为正极，b极为负极

2++

B.废水中发生的总反应为4Fe+O2+4H+4PO^=4FePO4l+2H2O

C.电路中有6moi电子通过时，理论上最多可除去2moiPO：

D.当废水中c(Fe3+)=1.0xl0」5moiL”时，PO：已除尽

【答案】C

【详解】

A.要沉淀PO：需用Fe",利用Fe3+与PO：反应生成FePCh沉淀除去PO：,故铁为阳极，电极反应为

Fe-2e=Fe2+,Fe?+被O?氧化为Fe3+,石墨为阴极，故a极为正极，b极为负极，A正确；

2++

B.Fe?+被Ch氧化为Fe3+,可PO：反应生成FePCU沉淀，总反应为4Fe+O2+4H+4PO^-HFePOJ+ZH?。,

B正确；

C.电路中有6mol电子通过时,根据Fe-2e=Fe2+,可生成3molFe2+,被氧化可得3molFe3+,故可除去3molP0：,

C错误；

飞K(FePO)13x10-22

D.当废水中c(Fe3+)=l.OxlO,5mol-L1时，c(P0：)=-^sn——r—4------=1.3xlO-7mol/L<1.0xlO-5mol/L,

c(Fe3+)l.OxlO15

故PO：已除尽，D正确;

故选C。

12.(2021•四川成都市•成都七中高三月考)利用生物电化学系统处理废水的原理如图。下列对系统工作时

的说法错误的是

三一处理水

L电子工业

产废水

A.b电极为负极，发生氧化反应

B.双极膜内的水解离成的H+向b电极移动

C.有机废水发生的反应之一为CH3coO-8e+2H2O=2CO2T+7H+

D.该系统可处理废水、回收铜等金属，还可提供电能

【答案】A

【详解】

A.根据图示可知在b电极上废水溶液中的Cu2+得到电子，发生还原反应，被还原产生Cu单质，A错误；

B.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在双极膜内的水电离产生的H+向负电荷较多的正

极b电极移动，B正确：

C.在a电极上有机废水中的有机物失去电子，发生氧化反应产生CO2气体逸出，发生的反应之一为CH3coO

-8e-+2H2O=2CO2T+7H+,C正确；

D.该系统处理废水时，金属C/+得到电子变为Cu单质，反应发生时有电子转移，实现了化学能向电能的

转化，因此还可提供电能，D正确；

故合理选项是A。

13.（2021.四川成都市.龙泉中学高三月考）我国科学家开发设计一种天然气脱硫装置，利用如图装置可实

现：H2S+O2=H2O2+SIO已知甲池中有如图所示的转化。下列说法错误的是（）

H

2S

全氟

酸

磺

膜

、

碳棒\

N型半导体

甲池乙池

A.该装置可将光能转化为电能和化学能

B.该装置工作时，溶液中的H+从甲池经过全氟磺酸膜进入乙池

+

C.甲池碳棒上发生电极反应：AQ+2H+2e=H2AQ

+

D.乙池①处发生反应：H2S+I；=3r+S；+2H

【答案】B

【详解】

A.该装置是原电池装置，根据图中信息知道是将光能转化为电能和化学能的装置，故A正确；

B.原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以氢离子从乙池移向甲池，故B错误；

C.甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ+2H++2e=HzAQ,故C正确；

D.在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，Is■得电子生成「，发生的反应为H2S+I3=3「+SJ+2H+,故D正确;

答案选B。

14.（2021•浙江高三期末）用铜丝作阴、阳极在U形管中电解饱和食盐水时，可以观察到许多有趣的实验

现象：

铜丝—

i^

3

AEB

d饱和食盐水

^0

①开始时，A极附近出现白色混浊，B极有无色气体放出；

②一段时间后，A极附近白色混浊逐渐增多、下沉，在U形管底部逐渐形成一个很明显的橙黄色沉淀面；

③约15min后，A极附近逐渐变为浅蓝色，U形管底部的橙黄色沉淀中混杂有砖红色沉淀。

根据上述实验现象，下列说法正确的是

A.将SO2通入CuCL溶液中可能得到题中白色混浊

B.白色浑浊转变为橙黄色沉淀、橙黄色沉淀转变为砖红色沉淀都是由于溶解度差异所致

C.当橙黄色沉淀在U形管底部聚集较多时，将其取出置于试管中，加入稀硫酸，可观察到橙黄色沉淀完

全溶解，溶液变为蓝色

D.用带火星的木条检验B极放出的无色气体，可观察到木条复燃

【答案】A

【分析】

用铜电极电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，电极反应为Cu-e-+CI=CuCL阴极发生还原反应，电

极方程式为2H'+2e=H2f,开始时生成CuCl白色生成，随着反应进行，溶液pH逐渐增大，因CuOH的

溶解度小于CuCl,则可生成CuOH橙黄色沉淀，而CuOH不稳定易分解成砖红色的氧化亚铜，据此解答.

【详解】

A.SO2具有强的还原性，CuCh具有氧化性，两者能发生氧化还原反应生成CuCl,故A正确；

B.白色浑浊转变为橙黄色沉淀是因为CuOH的溶解度小于CuCl,橙黄色沉淀转变为砖红色沉淀则是因为

CuOH不稳定易分解成砖红色的氧化亚铜，故B错误；

C.橙黄色沉淀CuOH在酸性条件下发生歧化反应产生铜离子和铜单质，因此固体不会完全溶解，故C错误;

D.B极为阴极，溶液中的氢离子在阴极放电产生氢气，氢气不具有助燃性，不能使带火星木条复燃，故D

错误；

故选：Ao

15.（2021•江苏连云港市•高三月考）最近一个科研小组创建了一种通过连续电解将能量储存为化学能的装

置。在氧化轨基质的阳极和二氧化钛涂覆的钛阴极之间是可通过H+的固体聚合物电解质。其结构如图所示,

OX

则下列说法错误的是（）

A.0X中碳原子的杂化方式为sp2,Ti4+的电子排布式为Is22s22P63s23P6

B.在能量转换过程中，固体电解质中H+由阳极向阴极移动

C.阴极电极反应式为：OX+4H++4e=GC+H2。

D.为增强阳极电解液导电性，可在水中添加适量NaCI

【答案】D

【详解】

A.OX中含有碳氧双键，碳的杂化方式为sp2,Ti失去4s、3d上的4个电子形成Ti」+,Ti」+的电子排布式为

Is22s22P63s23P6,故A正确；

B.该装置为电解池，在能量转换过程中，固体电解质中H+由阳极向阴极移动，故B正确：

C.根据装置图，阴极电极反应式为OX+4H++4e=GC+H?O,故C正确；

D.若在水中添加适量NaCL则阳极氯离子失电子生成氯气，故D错误；

选D。

16.（2021•山东威海市•高三期末）研究人员设计出新型电解池（如图），可实现水分解与糠醛（HMF）转化过

程高效有机耦合，总反应为：%^H+2H2O->H/©^°H+3H2,下列说法错误的是（）

HMFFDCA

A.HMF—FDCA发生氧化反应

B.Pt作阴极，电极反应为：2Hq+2e=凡T+20H

C.HMF和FDCA中官能团种类相同

D.水分解过程和糠醛的氧化过程二者相互促进、效率高

【答案】C

【详解】

A.HMFfFDCA中属于去氢加氧的反应，因此发生氧化反应，A正确；

B.Pt电极产生氢气，说明氢离子放电，因此作阴极，电极反应为：2H2O+2e=H2T+2OH,B正确;

c.HMF和FDCA中官能团种类不相同，前者含有羟基、酸键、醛基和碳碳双键，后者含有竣基、醛键

和碳碳双键，C错误；

D.根据题干信息可判断水分解过程和糠醛的氧化过程二者相互促进、效率高，D正确；

答案选C。

17.（2021.安徽芜湖市.高三期末）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=BiF3

B.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1.9g

【答案】D

【分析】

充电时F从乙电极流向甲电极，则充电时，甲电极为电解池的阳极，电极反应式为Bi+3F”3e=BiF3，乙电

极为阴极，反应式为MgF2+2e-=Mg+2F;又充电时，电解池的阳极、阴极与原电池的正极、负极对应，所

以放电时，乙电极为负极，Mg失去电子结合F生成MgF2,电极反应式为Mg+2F:2e=MgF2,甲为正极，

正极上BiF3+3e=Bi+3F;据此解答。

【详解】

A.放电时，甲为正极，正极上BiF3+3e=Bi+3F\A错误；

B.充电时，外加电源的正极与正极甲电极相连，B错误；

C.放电时，乙电极为负极，甲为正极，所以乙电极电势比甲电极低，C错误；

D.充电时,甲电极为阳极,电极反应式为Bi+3F-3e=BiF3，所以导线上每通过0.1mole,增加O.lmolF,

则甲电极质量增加0.1molx19g/mol=1.9g,D正确;

故答案为：D。

18.（2021.河南高三期末）羟基自由基（QH）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、HzO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

C

,石墨烯复合导

NazSO,溶液高浓度含

苯酚废水

A.a极为正极，c极为阴极

1

B.b极的电极反应式为C6H5OH-28e+11H2O=6CO2T+28H

C.d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH+28OH=6CO2T+17H2O

D.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电极上重辂酸根离子得到电子，化合价降低，生成氢氧化

铭，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-+llH2O=6CO2T+

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（QH）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+28OH=6CO2t+17H2O,C正确；

D.c极上氢离子放电，电极反应为2H++2e=H2t,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QH,它氧化苯酚时生成丝3moi=0.15molCO2,

28

标准状况下的体积为015molX22.4L/mol=3.36L,c极上生成0.35mol的氢气，标准状况下的体积为0.35mol

X22.4L/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。

19.（2021•江西吉安市•高三期末）CCh辅助的Na-CCh电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效

放电

利用C02,电池的总反应为3co2+4NaU2Na2cO3+C。下列有关说法正确的是（）

充电

含NaClO,的离子液体

A.放电时，CIO；向a极移动

B.放电时，正极反应为：3co2+4e=2CO，+C

C.充电时，电极b与外加电源正极相连

D.充电时，电路中每转移4moi电子，可释放67.2LCO2

【答案】B

【分析】

放电

山电池的总反应3co2+4Na02Na2cCh+C可知，放电时CO?被还原为C,Na被氧化为Na2co3，故放电时

充电

a为正极，b为负极，据此分析解题。

【详解】

A.由分析可知，放电时，b为负极，故阴离子CIO；向b极移动，A错误；

放电时是原电池，正极是。?得电子，转化为正极反应为：-正确；

B.CC,3CO2+4e=2CO1+C.B

C.电极b为原电池的负极，充电时，原电池的负极与电源的负极相连，作阴极，C错误；D.充电时阳极

的电极反应式为：2coj+C-4e-=3CO2T，每转移4moi电子，有3moicO2生成，未知温度、压强,

无法确定气体的体积，D错误；

故答案为：B。

20.（2021•湖北宜昌市•高三期末）硼化钮（VB2）—空气电池是目前储电能力最高的电池之一。如图所示，在

VB电极发生反应：VB2+16OH-lle-=VO=+2B（OH）：+4H2O。该电池工作时，下列说法错误的是（）

负毅

1

电极I—匚二一|复合廉电极

KOH溶椒离子选释性・

A.电子从VB2电极流出

B.正极区溶液的pH升高

C.电池总反应为4VB2+1102+20OH+6H2O=8B(OH)；+4VO4-

D.如果将负载换成惰性电极电解足量硫酸铜溶液的电解池，当复合碳电极有0.224L(标准状况)02参与反应

时，电解池阳极析出1.28gCu

【答案】D

【分析】

由已知：硼化钢(VB2)-空气电池中，VB2在负极发生电极反应为：VB2+16OH」le-=VO：

+2B(OH)4+4H2O,失电子的氧化反应，即VB2电极为负极，氧气在正极上发生得电子的还原反应，电极

反应为：O2+4e-2H2O=4OH;即a电极为正极，故电池总反应为：

4VB2+1102+200H+6H2O=8B(OH)；+4VO^,原电池工作时，电子从负极经过导线流向正极，溶液中阴离

子向负极移动，据此分析解题。

【详解】

A.原电池工作时，电子从负极经过导线流向正极，由分析可知电子从VB?电极流出，A正确；

B.由分析可知，正极区的电极反应式为：O2+4e，+2H2O=4OH,故正极区溶液的pH升高，B正确；

C.由分析可知，电池总反应为4VB2+IIO2+2OOH+6H2O=8B(OH)；+4VO；,C正确；

D.根据电子守恒可知，如果将负载换成惰性电极电解足量硫酸铜溶液的电解池，当复合碳电极有0.224L(标

0224L

准状况)。2参与反应时，4n(Ch)=2n(Cu),故4x—：-----------=2n(Cu),故n(Cu)=0.02moL故电解池阴极析出

22.4L/mol

0.02molx64g/mol=1.28gCu,阳极区发生氧化反应，2H2O-4e=Ch+4H+,不会析出Cu,D错误；

故答案为：D。

21.(2021•山东青岛市•高三期末)中科院化学所在锂硫电池的研究上取得重大突破，该电池充放电过程中

有关物质的转化如图所示。下列说法错误的是

LiS8

A.放电时，电池总反应为16Li+S8=8Li2S

B.充电时，硫原子间形成非极性共价键

C.放电时，Li+向正极移动

D.充电时，阳极总电极反应式是S2-2e=S

【答案】D

【分析】

从图示转化过程可推知，充电过程中，锂的硫化物最终变为单质锂和此过程中，锂元素发生了还原反

2

应，硫元素发生了氧化反应，所以充电时，阳极电极反应式为：8S-16e=S8,阴极反应式为：Li+e=Li：原

电池反应原理和充电过程正好相反，放电时，负极锂失电子变为Li,发生氧化反应，极反应式为：Li-e=L1,

充电

只在正极发生还原反应，极反应式为：S+16e=8S2,所以该电池的总反应为：16LZ+S^8LZ；S，据

s8放电-

此进行解答。

【详解】

A.放电时属于原电池，负极发生氧化反应，电极反应式为：Li-e=L「，在正极发生还原反应，极反应式为:

Ss+16e=8S"所以放电时电池总反应为16Li+Ss=8Li2S,故A正确；

B.同种原子间形成非极性共价键，据图示可知，充电时，形成分子硫原子间形成非极性共价键，故B

正确；

C.原电池中，阳离子向正极移动，所以放电时，Lr向正极移动，故C正确；

D.充电时为电解池，阳极发生氧化反应，硫离子被氧化为S,,电极反应式为：8S-16e=S8,故D错误；

故选D。

22.(2021.湖北)一种钉(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是

)

工作

电极X电极

A.电池工作时，将太阳能转化为电能

B.X电极为电池的负极

C.Y电极发生的电极反应为31-2e-="

D.电池工作时，电解质溶液中I和I：的浓度基本不变

【答案】C

【详解】

A.电池工作时，太阳光使Ru（n）失电子转化为Ru（III）,发生氧化还原反应，将太阳能转化为电能，故A正

确；

B.X电极电子流出，发生氧化反应，为电池的负极，故B正确；

C.Y电极电子流入，发生还原反应，电极反应为I；+2e-=3I,故C错误；

D.电池工作时，I；+2e-=3h生成的又可与Ru（IlI）反应重新生成“，整个过程电解质溶液中r和L的浓

度基本不变，故D正确；

故选：Co

23.（2021•山东青岛市•高三期末）某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置（a、b、c、d均为惰性电极）,

以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是

A.气体X为Ch,气体Y为CO?

B.一段时间后，甲装置中生成的X与消耗的X等量

C.乙装置中，d极上发生氧化反应，CO：移向该电极

D.乙装置中，c极的电极反应式为：Ch+4e-+2co2=2CO；-

【答案】B

【分析】

由图可知，装置乙为燃料电池，通入氧气的c极为燃料电池的正极，在二氧化碳作用下，氧气在正极得到电

子发生还原反应生成碳酸根，通入甲烷的d极为负极，在熔融碳酸盐的作用下，甲烷在负极失去电子发生

氧化反应生成二氧化碳和水；装置甲为电解池，与d极相连的a极为电解池的阴极，酸性条件下氧气在阴极

得到电子发生还原反应生成过氧化氢，与c极相连的b极为阳极，酸性条件下，水在阳极失去电子发生氧化

反应生成氧气。

【详解】

A.由分析可知，甲池中的X为氧气，乙池中的Y为二氧化碳，故A正确；

B.由分析可知，若电路中通过4amol电子，由得失电子数目守恒可知，阴极匕消耗2ainol氧气，阳极上生

成amol氧气，生成氧气的量和消耗氧气的量不相等，故B错误；

C.阴离子碳酸根向负极移动，由分析可知，乙装置中，通入甲烷的d极为负极，d极上发生氧化反应，碳酸

根离子向d极移动，故C正确；

D.由分析可知，乙装置中，通入氧气的c极为燃料电池的正极，在二氧化碳作用下，氧气在正极得到电子

发生还原反应生成碳酸根，电极反应式为O2+4e-+2co2=2CO),故D正确：

故选B。

24.(2021•浙江高三期末)某研究机构使用Li-SO2ch电池电解制备Ni(H2Po2)2,其工作原理如图所示。B

知电池反应为2Li+S02cL=2LiCl+SO2T，下列说法不正确的是

A.该制备过程还能得到副产物浓NaOH溶液

B.e接口连接h,f接口连接g

C.膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜

D.Li电极的电极反应式为Li-e=Li+；LiAlCk介质也可用LiCl水溶液替代

【答案】D

【分析】

根据电池反应为可知，放电时元素化合价由价变为价，失去电子，所以

2Li+SO2C12=2LiCl+SO2tLi0+1

Li电极是负极，反应式为2Li-2e=2Li+,则碳棒是正极，正极是SO2cb中+6价的硫得电子、发生还原反应，

电极反应式为SO2Ch+2e-=2Q+SCht,电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+,通过膜a进入产品室II室，

所以g电极为阳极、与锂-磺酰氯(Li-SO2c12)电池的正极C棒相接，H2PCh-由原料室III室通过膜b进入产

品室II室，与Ni?+生成Ni(H?PC)2)2,h电极为阴极，与原电池的e电极相接，比0或H+发生得电子的还原反

应，电极反应式为2H2O+2e=H2t+20H-或2H++2，=氏t,Na+通过膜c进入IV室，形成闭合回路，所以膜

a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜，据此分析解答。

【详解】

A.根据上述分析，IV室中NaOH溶液浓度增大，所以该制备过程还能得到副产物浓NaOH溶液，故A正

确；

B.原电池中Li电极为负极，C电极为正极，电解池中，Ni电极失去电子生成Ni?+,即g电极为阳极，则h

电极为阴极，与原电池的负极Li电极e相接，故B正确；

电解池中，电极失去电子生成