统考版2024高考化学二轮专题复习第一部分高考选择题专项突破题型7电化学原理应用-化学电源与电解技术教师用书

题型7电化学原理应用——化学电源与电解技术真题·考情全国卷1.[2023·全国甲卷]用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应可提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是()A．析氢反应发生在IrOx­Ti电极上B．Cl－从Cu电极迁移到IrOx­Ti电极C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD．每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体(标准状况)2．[2023·全国乙卷]室温钠­硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠­硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：12S8＋e－→12S82-，12S82-＋e－→S42-，2Na＋下列叙述错误的是()A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移B．放电时外电路电子流动的方向是a→bC.放电时正极反应为：2Na＋＋x8S8＋2e－→Na2SD．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能3．[2023·新课标卷]一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是()A．放电时V2O5为正极B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2OD．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O4．[2022·全国乙卷]Li­O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li­O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－=Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li＋O2B．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－=Li2O25．[2022·全国甲卷]一种水性电解液Zn­MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)42-存在]。电池放电时，下列叙述错误的是A．Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移B．Ⅰ区的SO42-C．MnO2电极反应：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2OD．电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn(OH)42-＋Mn2＋＋6．[2021·全国甲卷]乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是()A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B．阳极上的反应式为：CHOOCOOH＋2H＋＋2e－→CHOOCOH＋H2OC.制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子D．双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移省市卷1.[2023·浙江1月]在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是()A．石墨电极为阴极，发生氧化反应B．电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－=TiSi＋4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动2．[2023·湖北卷]我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol·h－1。下列说法错误的是()A．b电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D．海水为电解池补水的速率为2xmol·h－13．[2023·辽宁卷]某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是()A．放电时负极质量减小B．储能过程中电能转变为化学能C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧D．充电总反应：Pb＋SO42-＋2Fe3＋=PbSO4＋4．[2023·辽宁卷]某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是()A．b端电势高于a端电势B．理论上转移2mole－生成4gH2C．电解后海水pH下降D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋5．[2022·湖南卷]海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂—海水电池构造示意图如下，下列说法错误的是A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂—海水电池属于一次电池6．[2022·广东卷]科学家基于Cl2易溶于CCl4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)3。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1molCl2，电极a质量理论上增加23g考情分析考向考点考情1新型化学电源正、负极判断离子移动方向电极反应式、原电池总方程式的正误判断电极及电解液转移电子计算考情2电解原理与技术阴、阳极的判断离子交换膜的作用溶液酸碱性的改变及副反应分析电极方程式的正误判断考情3金属的腐蚀与防护电化学腐蚀的原因分析金属的防护技术题型·练透精准备考·要有方向——研析题型角度题型角度1新型化学电源分析例12019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为xLiFePO4－xe－=xLi＋＋xFePO4，放电工作示意图如图。下列叙述不正确的是()A．放电时，Li＋通过隔膜移向正极B．放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔C．放电时正极反应为：xFePO4＋xLi＋＋xe－=xLiFePO4D．磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li＋迁移实现，C、Fe、P元素化合价均不发生变化练1锂—铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法错误的是()A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动B．放电时，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD．整个反应过程中，氧化剂为O2练2为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D­Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D­Zn—NiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－=NiOOH(s)＋H2O(l)C．放电时负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－=ZnO(s)＋H2O(l)D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区题型角度2电解原理与工业技术例2最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA­Fe2＋－e－=EDTA­Fe3＋②2EDTA­Fe3＋＋H2S=2H＋＋S＋2EDTA­Fe2＋该装置工作时，下列叙述错误的是()A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2OB．协同转化总反应：CO2＋H2S=CO＋H2O＋SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA­Fe3＋/EDTA­Fe2＋，溶液需为酸性练1用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，CN－与阳极产生的ClO－反应生成无污染的气体，下列说法不正确的是()A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O练2碳酸二甲酯(DMC)结构简式为(CH3O)2CO，化学性质非常活泼，极易水解。用电解法制备碳酸二甲酯的模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A.图中左侧电极为阴极，右侧电极为阳极B．阳极反应：CO－2e－＋2CH3OH=(CH3O)2CO＋2H＋C．质子通过交换膜从阴极区移向阳极区D．离子液体必须是水溶液，目的是传递电荷题型角度3金属腐蚀与防护技术例3深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所示，下列与此原理有关的说法错误的是()A．正极反应：SO42-＋5H2O＋8e－=HS－B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2OD．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀练支撑海港码头基础的防腐技术，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整精准备考·要有方案——高考必备基础一、电化学“两池”原理1．构建原电池模型，分析原电池工作原理构建如图Zn­Cu­H2SO4原电池模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断原电池的正、负极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确书写电极反应式和电池总反应式，掌握原电池的工作原理。2．构建电解池模型，分析电解基本原理构建如图电解CuCl2溶液模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断电解池的阴、阳极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式，掌握电解基本原理。3．“两池”中“两极”的判断判断依据电极材料电极反应电子流向离子移向电极现象原电池负极活泼金属氧化反应流出阴离子移向电极质量减小正极不活泼金属或非金属还原反应流入阳离子移向电极增重或质量不变电解池阳极与电源正极相连氧化反应流出阴离子移向电极溶解或pH减小阴极与电源负极相连还原反应流入阳离子移向电极增重或pH增大二、“交换膜”技术在两池中的应用种类允许通过的离子及移动方向说明阳离子交换膜阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极阴离子和气体不能通过阴离子交换膜阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极阳离子和气体不能通过质子交换膜质子→移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H＋通过如：三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。判断ab、[模型解题]①弄清是原电池还是电解池，判断电极有外接电源→电解池；n→阳极，m→阴极②根据电极判断离子的移动方向和交换膜的种类Na＋→通过ab→阴极⇒ab是阳离子交换膜SO42-→通过cd→阳极③根据放电顺序写出电极反应式阴极，阳离子竞争放电，放电顺序：H＋>Na＋，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；阳极，阴离子竞争放电，放电顺序：OH->SO42-，阳极的电极反应式为2H2O－4e－=O④根据电极反应式和离子移动方向确定电极反应物阴极H＋放电生成H2，剩余OH－与迁移过来的Na＋生成NaOH；阳极OH－放电生成O2，剩余H＋与迁移过来的SO42-生成H2三、新型化学电源电极反应式书写1．燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例)(1)注意介质环境(2)掌握书写程序2．其他新型一次电池钠硫电池总反应：2Na＋xS=Na2Sx正极：xS+2e-负极：2Na－2e－=2Na＋全钒液流电池总反应：VO2+＋2H＋＋V2＋eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))V3＋＋VO2＋＋H2O正极：VO2+＋2H＋＋e－=VO2＋＋H负极：V2＋－e－=V3＋锂—铜电池总反应：2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－正极：Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－负极：2Li－2e－=2Li＋Mg­H2O2电池总反应：H2O2＋2H＋＋Mg=Mg2＋＋2H2O正极：H2O2＋2H＋＋2e－=2H2O负极：Mg－2e－=Mg2＋Mg­AgCl电池总反应：Mg＋2AgCl=2Ag＋MgCl2正极：2AgCl＋2e－=2Cl－＋2Ag负极：Mg－2e－=Mg2＋3.充电(可逆)电池锌银电池总反应：Ag2O＋Zn＋H2Oeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2Ag＋Zn(OH)2正极：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－负极：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2阳极：2Ag＋2OH－－2e－=Ag2O＋H2O阴极：Zn(OH)2＋2e－=Zn＋2OH－镍铁电池总反应：NiO2＋Fe＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Fe(OH)2＋Ni(OH)2正极：NiO2＋2e－＋2H2O=Ni(OH)2＋2OH－负极：Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2阳极：Ni(OH)2＋2OH－－2e－=NiO2＋2H2O阴极：Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－镍镉电池总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2正极：2NiOOH＋2H2O＋2e－=2Ni(OH)2＋2OH－负极：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2阳极：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O阴极：Cd(OH)2＋2e－=Cd＋2OH－锌铁电池总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH正极：2FeO42-＋6e－＋8H2O=2Fe(OH)3负极：3Zn－2e－＋6OH－=3Zn(OH)2阳极：2FeOH3+10OH阴极：3Zn(OH)2＋6e－=3Zn＋6OH－锂离子电池总反应：Li1－xCoO2＋LixC6eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiCoO2＋C6(x<1)正极Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2负极：LixC6－xe－=xLi＋＋C6阳极：LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋阴极：xLi＋＋xe－＋C6=LixC6四、金属腐蚀原理及防护方法总结(1)常见的电化学腐蚀有两类：①形成原电池时，金属作负极，大多数是吸氧腐蚀；②形成电解池时，金属作阳极。(2)金属防腐的电化学方法：①原电池原理——牺牲阳极的阴极保护法：与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。注意：此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。②电解池原理——外加电流的阴极保护法：被保护的金属与电池负极相连，形成电解池，作阴极。模考·预测1.一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是()A．Pd电极b为阴极B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－=2NH3C．H＋由阳极向阴极迁移D．陶瓷可以隔离N2和H22．世界某著名学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁－空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()A．a极发生氧化反应B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－=Fe＋xO2－C．若有22.4L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4mol电子转移D．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe=FeOx＋xH23．科学家设想，N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。下列说法不正确的是()A．通入N2的电极发生的电极反应式为NB．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸C．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl4．在N­羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中，可实现醇向醛的转化，原理如图。下列说法错误的是()A．理论上NHPI的总量在反应前后不变B．海绵Ni电极作阳极C．D．每消耗1mmol苯甲醇，产生22.4mL氢气5．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。下列有关说法正确的是(A．外电路的电流方向是由a极流向b极B．电池正极反应式为MnO2＋e－＋Li＋=LiMnO2C．可用水代替电池中的混合有机溶剂D．每转移0.1mol电子，理论上消耗Li的质量为3.5g6．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A．铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀题型7电化学原理应用——化学电源与电解技术真题·考情全国卷1．解析：由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx­Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，A错误；铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－=C2H5OH＋3H2O，C正确；电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室，B错误；水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，每转移1mol电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D错误；答案选C。答案：C2．解析：由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A错误；放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na＋结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；将题给的一系列方程式依次标号为①②③，由x4×①＋x4×②＋③可以得到放电时正极的反应式为2Na＋＋x8S8＋2e－→Na2Sx，C正确；炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D答案：A3．解析：由题给信息可知，放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A说法正确；放电时Zn为负极，Zn失去电子变为Zn2＋，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2＋由负极向正极迁移，B说法正确；电池在放电时的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O=xZn＋V2O5＋nH2O，C说法不正确；充电阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D说法正确；故选C。答案：C4．解析：根据题给电池装置图并结合阴、阳极电极反应可知，充电时，电池的总反应为Li2O2=2Li＋O2，A项正确；由题干中光照时阴、阳极反应可知，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B项正确；放电时题给装置为原电池，阳离子(Li＋)向正极迁移，C项错误；根据题给装置图可知，放电时正极上O2得电子并与Li＋结合生成Li2O2，即O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2，D项正确。答案：C5．解析：根据题图可知Zn为负极，电极反应为Zn－2e－＋4OH－=ZnOH42-，MnO2为正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O。A项，根据负极反应可知，Ⅲ区中负电荷减少，为了平衡溶液中电荷，放电时Ⅲ区的钾离子向Ⅱ区迁移，错误；B项，根据正极反应可知，Ⅰ区中正电荷减少，为了平衡溶液中电荷，硫酸根离子从Ⅰ区迁移至答案：A6．解析：根据图示，石墨电极一侧发生反应2Br－－2e－=Br2、OHC—CHO＋Br2＋H2O→HOOC—CHO＋2HBr，总反应为OHC—CHO－2e－＋H2O=HOOC—CHO＋2H＋，因此石墨电极为阳极，KBr不只是起到电解质的作用，A项错误，B项错误；根据阳极总反应OHC—CHO－2e－＋H2O=HOOC—CHO＋2H＋、阴极反应HOOC—COOH＋2e－＋2H＋=HOOC—CHO＋H2O，可得总反应式为OHC—CHO＋HOOC—COOH=2HOOC—CHO，故制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了2mol电子，C项错误；根据阴极(铅电极)反应，双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向阴极(铅电极)迁移，D项正确。答案：D省市卷1．解析：根据各电极上的物质变化，判断反应类型，确定电极类型。石墨电极为阳极，A项错误；该电解池的电解质为熔融盐，不存在H＋，B项错误；根据阳极上生成CO知，石墨优先于Cl－参与反应，C项正确；石墨电极为阳极，阴离子O2－向石墨电极移动，D项错误。答案：C2．解析：由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，阳极反应为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，电池总反应为2H2O通电2H2↑＋O2↑b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故A正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，为保持OH－离子浓度不变，则阴极产生的OH－离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为xmol·h－1，则补水的速率也应是xmol·h－1，故D错误；答案选D。答案：D3．解析：该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3＋得电子转化为Fe2＋，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2＋失电子生成Fe3＋，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H＋通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电时，总反应为PbSO4＋2Fe2＋=Pb＋SO42-＋2Fe3＋，D答案：B4．解析：由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，a为电源正极，右侧电极为阴极，b为电源负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。由分析可知，a为正极，b为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H＋＋2e－=H2↑，则理论上转移2mole－生成2gH2，B错误；由图可知，该装置的总反应为电解海水，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；由图可知，阳极上的电极反应为：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋，D正确；故选D。答案：D5．解析：海水中含有大量的电解质，故A项正确；Li是活泼金属，作负极，则N极是正极，正极上海水中溶解的O2、CO2等均能放电，B项错误；由于Li易与水反应，故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能，同时为形成闭合的回路，也应具有传导离子的功能，C项正确；该电池属于一次电池，D项正确。答案：B6．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，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋可知，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Cl2＋2e－=2Cl－，反应后Na＋和Cl－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2Cl－－2e－=Cl2↑，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1molCl2，电极a质量理论上增加23g·mol－1×2mol＝46g，故D错误。答案：C题型·练透题型角度1【例1】解析：放电时，Li＋通过隔膜移向正极，故A正确；放电时，电子由负极即铝箔沿导线流向正极即铜箔，故B正确；放电正极得电子，发生还原反应为：xFePO4＋xLi＋＋xe－=xLiFeO4，故C正确；磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li＋迁移实现，Fe元素化合价发生变化，故D错误；综上所述，答案为D。答案：D练1解析：因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以Li＋透过固体电解质向Cu极移动，A正确；由总反应方程式可知Cu2O中Cu元素化合价降低，被还原，正极反应式应为Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－，B错误；放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，C正确；由C项分析知，Cu先与O2反应生成Cu2O，放电时Cu2O重新生成Cu，则整个反应过程中，Cu相当于催化剂，O2为氧化剂，D正确。答案：B练2解析：本题涉及二次电池知识，以新型三维多孔海绵状Zn的信息为切入点，考查了学生接受、吸收、整合化学信息的能力，运用电化学原理解决实际问题，体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养。A项，依题干信息可知正确；B项，充电时阳极发生氧化反应，正确；C项，放电时Zn作负极失去电子，发生氧化反应，正确；D项，放电时，OH－由正极区向负极区迁移，错误。答案：D题型角度2【例2】解析：阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋=CO＋H2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2＋H2S=S＋CO＋H2O，B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于ZnO@石墨烯的，C项错误；Fe3＋、Fe2＋在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。答案：C练1解析：阳极产生ClO－，发生的反应为Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2O，该电解质溶液呈碱性，电解时，用不活泼金属或导电非金属作负极，可以用较不活泼金属作正极，A、B两项正确；阴极是水得电子产生H2和OH－，C项正确；溶液的pH为9～10，显碱性，因而除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋2OH－=N2↑＋