2021届高考化学二轮备考高频热点特训：电化学基础（解析版）

电化学基础

1.某废水含Na\I、Mg?*、CP和S（V等离子。利用微生物电池进行废水脱

盐的同时处理含OCN■的酸性废水，装置如图所示。下列说法错误的是（）

d用电器卜

合格水

厌辄微生物电极M好氧微生物电极N

()CN-J

废水膜2

A.好氧微生物电极N为正极

B.膜1、膜2依次为阴离子、阳离子交换膜

C.通过膜1和膜2的阴离子总数一定等于阳离子总数

D.电极M的电极反应式为20CN--6e-+2H20=2C02t+N2t+4H+

【答案】C

【解析】A项由物质转化知，OCN-中C为+4价，N为一3价，在M极上N

的化合价升高，说明M极为负极，N极为正极，A项正确；B项在处理过程中，M

极附近电解质溶液正电荷增多，所以阴离子向M极迁移，膜1为阴离子交换膜,

N极反应式为0z+4e-+2H20=40H，N极附近负电荷增多，阳离子向N极迁移，

膜2为阳离子交换膜，B项正确；C项根据电荷守恒知，迁移的阴离子、阳离子

所带负电荷总数等于正电荷总数，但是离子所带电荷不相同，故迁移的阴、阳

离子总数不一定相等，C项错误；D项M极发生氧化反应，水参与反应，生成了

H+,D项正确；故选C。

2.如图为一氧化碳气体传感器工作原理示意图。图中电流方向已示。电极

A、B外覆盖一层聚四氟乙烯纳米纤维膜，可以让气体透过。下列相关叙述，正

确的是（）

1

聚四氟乙皤纲米纤维膜

A.该传感器运用了原电池原理，正极反应为C0-2e*H2（）=C02+2H+

B.当外电路中流过0.002mol电子时，电池正极消耗0.OOlmol氧气

C.该传感器工作时，接触到的C0浓度增大，输出的电流强度也相应增大

D.给传感器充电时，传感器内部H+将由B极向A极迁移

【答案】C

【解析】由图中信息可知，电流从A电极经外电路流向B电极，则A为正

极、B为负极。A项，该传感器运用了原电池原理，在正极上发生还原反应，

电极反应式为02+4e*4H+=2乩0,A不正确；B项，由A中分析可知，当外电路中

流过0.002mol电子时，电池正极消耗0.0005mol氧气，B不正确；C项，该传

感器工作时，接触到的CO浓度增大，则化学反应速率加快，单位时间内化学能

转化的电能增多，输出的电流强度也相应增大，C正确；D项，给传感器充电时,

A电极变为阳极，B变为阴极，传感器内部IT将由A极向B极迁移，D不正确。

故选C。

3.考古发掘出的古代青铜器（含铜锡等金属）表面经常出现小孔腐蚀，这是

一种电化学腐蚀现象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物（铜锈）的成份如下图所示:

小孔夕卜

潮湿的含CT的杂质CU2(OH)2COJ

空气\/CU2(OH)3C!

形成小孔，铜锈逐渐将小孔口堵住,

随着时间的推移，小孔内部继续交大

小孔附近

小孔内壁Cu2O

CuCl

已知：2CUC1+H20==CU20+2HC1。下列分析不正确的是（）

A.氧气是正极反应物B.铜锈的成份与氧气浓度、pH有关

2

C.图2中，C「从小孔内向小孔外移动D.青铜中的锡也会发生电化学腐

蚀

【答案】c

【解析】A项，青铜器中含铜锡等金属，也含有其它金属及非金属杂质，由

于物质活动性不同，周围有电解质溶液，形成了原电池，Cu为原电池的负极，

失去电子发生氧化反应，由于电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，正极上氧气

得到电子，变为0H，因此氧气是正极反应物，A正确；B项，根据图2可知：

在锈蚀小孔外物质成分为Cuz（OH）2c。3、CU2（0H）3C1,Cu元素化合价为+2价；在

小孔附近物质是Cu2。，小孔内壁物质成分是CuCl,Cu元素化合价为+1价，小孔

外氧气浓度大，Cu元素价态高，小孔内氧气浓度小，Cu元素价态低，物质成分

与氧气浓度有关；在溶液酸性较强时可逆反应2CUC1+H2。=CU20+2HC1的平衡

逆向移动，物质成分主要是CuCL若溶液酸性弱，，平衡正向移动，物质成分主

要是C&0,可见物质成分也与溶液的pH有关，B正确；C项，溶液中微粒C「

总是向低洼处流动，因此会从小孔外向小孔内移动，与氧气浓度较小时的+1价

Cu形成难溶性固体CuCl,C错误；D项，由于Sn是比较活泼的金属，因此也

会与活动性比Sn弱的金属构成原电池，Sn为负极，被氧化而引起电化学腐蚀,

D正确；故选C。

4.四甲基氢氧化核［（CH，NOH］常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化镂

［（CDMCl］为原料，采用电渗析法合成KCH3）4N0H］,其工作原理如图所示（a、b

为石墨电极，c、d、e为离子交换膜），下列说法不正确的是（）

3

—当电源自一

(CH3),NC1NaCl

浓溶般稀溶液

itlillill

(CH)NOHcde

34L

浓溶液.

(CII3)4NOII」NaOH

溶液M溶液

3

(CIDNCI稀溶液NaCl浓溶液

A.N为电源正极

B.b极电极反应式：40H-4e=02t+2H20

C.c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜

D.a、b两极均有气体生成，同温同压下体积比为2:1

【答案】C

【解析】以四丁基溟化镂［(屈)NC1］为原料，采用电渗析法合成［(CH3)4N0H］

的过程中，根据第三个池中浓度变化得出：钠离子从第四池通过e膜，氯离子

从第二池通过d膜，得到c、e均为阳离子交换膜，a为阴极b为阳极，阳极电

极反应式为40H--4e-=021+2H20。A项，a为阴极b为阳极，N为电源正极，故

A正确；B项，b为阳极，发生氧化反应，b极电极反应式：40H-4e-

=02f+2H20,故B正确；C项，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过

d膜，得到c、e均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C错误；D项，a

+

电极为氢离子放电生成氢气，故电极反应方程式为2H+2e-=H21,b电极为氢氧

根离子放电生成氧气40H--4e-=021+2H2。，标况下制备lmol(CH3)4N0H,转移电

子是lmol,a、b两极产生气体物质的量分别为0.5mol和0.25mol,a、b两

极均有气体生成，同温同压下体积比为2：1,故D正确；故选C。

5.用特殊电极材料制作的新型二次电池，放电时发生如下图所示的电极反

应，下列说法正确的是()

4

A.A为原电池的负极，失去电子，发生氧化反应

+

B.B上发生的电极反应为CH20H(CHOH)CH20H—2e=CH20HC0CH20H+2H

C.若通过交换膜的离子是HC(V,则B上发生的电极反应为

-

CH20H(CHOH)CH2OH—2e+2HC03=CH20HC0CH20H+2H20+2C02

D.若A处产生的CO和庆的物质的量之比为1：3,则B处消耗丙三醇的物

质的量为4mol

【答案】C

【解析】A项，根据图中电子的移动方向，电子是由负极经导线流向正极的,

故A为原电池的正极，得到电子，发生还原反应，A错误；B项，由于电解质是

碱性条件，故B上发生的电极反应为CH20H(CHOH)CH20H=2e+2

0H=CH20HC0CH20H+2H20,B错误；C项，B电极上CH20H(CHOH)CH20H失电子后生

成CH2OHCOCH20H和T,故若通过交换膜的离子是HC(V,贝！JHCO3一与H*反应，故

-

则B上发生的电极反应为CH2OH(CHOH)CH2OH—2e+2HCO3=

CH2OHCOCH2OH+2H2O+2CO2,C正确；D项，若A处产生的CO和4的物质的量之比

为1：3,并不知道产生的C0和乩的物质的量是多少，故无法计算B处消耗丙

三醇的物质的量，D错误；故选C。

6.某化学兴趣小组进行有关电解食盐水的探究实验，电解装置如图所示。

5

铁棒A

实验一：电解饱和食盐水。

(1)配制饱和食盐水所需的玻璃仪器有：烧杯、量筒、O

(2)电解饱和食盐水的化学方程式为o

实验二：电解不饱和食盐水及产物分析。

相同条件下，电解lmol-L1NaCl溶液并收集两极产生的气体。在X处收

集到LmL气体，同时，在Y处收集到V2mL气体，停止电解。结果发现V?4,且

与电解饱和食盐水相比，Y处收集到的气体颜色明显较浅。经讨论分析，导致上

述现象的原因有：

i.有部分Cb溶于NaCl溶液中；ii.有生成。

(3)设计实验证明有部分CL溶于NaCl溶液中。实验方案为：取少量

电极附近溶液。

(4)证明有生成并测定Ch的体积。按如右图所示装置进行实验，通过注射

器缓缓地将在Y处收集到V2mL气体全部推入装置A(盛有足量试剂NaOH溶液)中,

最终，量气管中收集到V3mL气体(设％、V2>V3均在相同条件下测得)。

①装置A的作用是

②本实验中，观察到的现象，说明石墨电极上有生成。

6

③实验中是否需要预先除尽装置中的空气？（填“是"或

“否"）0

（5）实验二中，在石墨电极上产生的CL的总体积为mL（用代数式表

示）。

【答案】⑴玻璃棒（1分）（2）2NaCl+2H20=H=Cl21+H2f+2NaOH（l分）

（3）取少量石墨电极附近溶液，滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝（2分）

（4）①除去Cb（l分）②量气管右侧液面上升（或其他合理答案）（2分）③

否（1分）

（5）v-2V3（2分）

【解析】实验一：电解饱和食盐水。

（1）一定水中不能再溶解食盐固体时所得的溶液即为饱和食盐水，所以配制

饱和食盐水的操作为在烧杯中加入一定量的蒸储水，边搅拌边加入食盐固体，

直到固体不再继续溶解为止，所需的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒，故答

案为玻璃棒；（2）电解饱和食盐水阳极为氯离子失电子生成氯气，阴极为氢离子

得电子生成氢气，化学方程式为：2NaCl+2H2。四Cbt+H2t+2NaOH。

实验二：电解不饱和食盐水及产物分析。

（3）因为氯气可使湿润的淀粉KI试纸变蓝，所以证明有部分Cb溶解于NaCl

溶液中，可取少量石墨电极附近溶液，滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝，说明含

有氯气；（4）①因为Y为阳极处收集到的V2mL气体中主要是氯气，所以证明有

生成首先要除去氯气，则装置A的作用是完全吸收氯气，除去Cb；②当量气

管的右侧液面上升，则说明含有氧气生成；③本身的空气对压强不影响，所以

实验中不需要预先除净装置中的空气；（5）因为阴极X处收集到的氢气为V】mL

气体，阳极Y处收集到为氯气和氧气，根据（4）最终量气管中收集到V3mL气体即

7

氧气，设在石墨电极上生成Cb的总体积为xml,则根据电解阴阳两极的得失电

子守恒，V1X2=XX2+V3X4,所以X=V「2V3。

7.辂是常见的过渡金属之一，研究铭的性质具有重要意义。回答下列问题:

甲乙

(1)在如图装置中，观察到装置甲中铜电极上产生大量的无色气体，而装置

乙中铜电极上无气体产生，格电极上产生大量红棕色气体。由此可知，金属活

动性CrCu(填“V”或“=”)；装置乙中正极的电极反应式为

(2)CrO3和K2C0O7均易溶于水，它们是工业废水造成铝污染的主要原因。要

将Cr(VI)转化为Cr(m)常见的处理方法是电解法。将含CoCV-的废水加入电解

槽内，用石墨和铁做电极，在酸性环境中，加入适量的NaCl进行电解。

①铁做极(填“阳”或“阴”)o

②CoCV一转化为Cr升的离子方程式为o

③阴极上CeCF-、H\Fe"都可能放电。若CoCV-放电，则阴极的电极反应

式为;若H+放电，则阴极区形成Fe(0H)3和Cr(0H)3沉

淀，已知：常温下，C产J(OH-)W10/。1(OH)3c(0H闫0“moLL,CrO2,则阴极区溶

液pH的范围为o

【答案】(1)>(1分)N0「+2H++e-=NO2t+H20(2分)

3+3+

(2)①阳(1分)②Cr2(V-+6Fe2++14H+=2Cr+6Fe+7H2O(2分)

③CnCV+Ge—+14H+=2Cd++7H2O(2分)8VpHV10(或10>pH>8)(2

8

分)

【解析】(1)原电池中，负极上是失电子的氧化反应，装置甲铜电极上产生

大量的无色气体，说明金属铜是正极，铭为负极；装置乙中铜电极上无气体产

生，铭电极上产生大量红棕色气体为二氧化氮，则硝酸得到电子产生二氧化氮,

发生还原反应的电极是正极，则金属铭是正极，铜作负极，由装置甲知铭的金

属活动性比铜强，由装置乙知常温下铭在浓硝酸中钝化；装置乙中正极的电极

反应式为N0:+2H++e-=NOzt+乩0；(2)要将CnC”转化为Cr",需要有还原

性物质，因此铁作阳极，失去电子生成Fe2+,在酸性环境中，Fe?+将CoCV-还原

为Cr",①由以上分析知，铁作阳极；②在酸性环境中，Fe2+将CefV还原为Cd

+,故Cr2(V-转化为Cr"的离子方程式为Cr2(V-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++

7H20；③阴极上发生得电子的还原反应，若Cr2(V在阴极放电，则阴极的电极反

应式为Cr207"+6e-+l4H+=2Cr"+7H2。；若父放电，则阴极区形成Fe(0H)3和

Cr(OH)3沉淀，根据Cd+J(OH-闫州molRr(OH)*c(OH闫>行0一要生成

CrSH”沉淀，则10%ol/LVc(0H)V10%oi/L,则阴极区溶液pH的范围为8

VpHVlO(或10>pH>8)o

8.电化学在我们的工业生产、生活中发挥着越来越大的作用。根据题给信

息，回答问题：

(1)电化学降解法治理硝酸盐污染的工作原理如图所示。

号直流电源分

质顼换膜

①A为直流电源的极。

②Ag-Pt电极发生的电极反应为

9

③当阳极室溶液质量减少45g,则阴极室溶液质量减少_g。

（2）某工业废水中含有一定浓度的Ni?+和Cl-,现采用双膜三室电沉积法回

收Ni,根据图甲、图乙所给信息回答下列问题：

O.lmoLLO.lmolL破

H：SO4溶液盐酸含零、CT

图甲

①交换膜a是（填“阴离子”“阳离子”）交换膜。

②根据图乙分析，pH过高或过低，镇的回收率都低的原因:

③当浓缩室得到lL0.6mol/L盐酸时，转移电子mole

+

【答案】（1）①正（1分）@2N03+10e+12H=N21+6H20（2分）③9（2

分）

（2）①阳离子（1分）②pH过高，Ni?+可能转变为Ni（0H）2沉淀，pH过低,

溶液中IT浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni"被还原的量减少，所以镇的回收率

都低（2分）

③0.5（2分）

【解析】（1）①由分析可知，Pt电极为电解池的阳极，则与Pt电极相连的

直流电源的A电极为正极；②由分析可知，Ag-Pt电极为电解池的阴极，硝酸

+

根离子在阴极得电子发生还原反应生成氮气，电极反应式为2N03+10e+12H=

+

N21+6H20；③阳极反应式为2H2。-4eW）21+4H,若阳极转移2mol电子，阳极消

耗Imol水，同时生成2mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区，减少质量为18g,

阴极室放出0.2mol氮气，同时有2moi氢离子进入，阴极室质量减少为

10

0.2molx28g/mol-2molXlg/mol=3.6g,则当阳极室溶液质量减少45g,则阴极

室溶液质量减少管g=9g；(2)①由分析可知，交换膜a为阳离子交换膜；②

根据图乙可知，若溶液pH过高，Ni?+可能转变为Ni(0H)2沉淀，若pH过低，溶

液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Nt?+被还原的量减少，所以镇的回收率都

低；③当浓缩室得到1L0.6moi/L盐酸时，溶液中氢离子增大的物质的量为

0.5mol,则转移电子的物质的量0.5mol。

9.探究电解精炼铜(粗铜含有Ag、Zn、Fe)和电化学腐蚀装置如图，下列

叙述正确的是()

A.精炼铜时，电解质为硫酸铜溶液，X电极反应为C/++2e-=Cu

B.精炼铜时，溶液中Ag+、Zn2+.Fe?+浓度增大

C.X电极为石墨，Y电极为Cu,则铜受到保护

D.X电极为Fe,Y电极为Cu,则铁受到保护

【答案】C

【解析】A项，精炼铜时，X为阳极，铜及比铜活泼的金属失电子，错误；

B项，Ag的金属性弱于铜，不会在阳极放电，以沉淀形式形成阳极泥，错误；C

项，Y为阴极，受到保护，正确；D项，X为阳极，铁作阳极，优先失电子，错

误。

10.下列图示内容的对应说明正确的是

编

ABCD

号

11

-Zn

-1丫T1+隆里

=—经过酸生

化的3%1

图）NaCl溶液

—海水二二^

—!=

示w的铁口15J片刻后彳生Fe电阴CC

辅印阳极反应物

各性）L...

反应过程

食盐水极附困商入

K3[Fe（C]N”]溶液

验证铁钉发

说验证Fe电极被该装置是牺牲阳该化学反应为

生

明保护极的阴极保护法放热反应

吸氧腐蚀

【答案】A

【解析】A项，食盐水浸泡过的铁钉，会发生吸氧腐蚀,、装置内的得到

电子，方程式为0z+4e-+2H2。=40犷，装置内减小，压强减小，右侧试管内

导管中的液面上升，A正确；B项，Fe电极被保护，应该外界电源作阴极，Fe

应该与电源的负极相连，B错误；C项，该保护措施利用的是电解池的原理，是

外接电源的阴极保护法，C错误；D项，图示中反应

11.工业上常用纳米级零价铁（ZVI）处理废水[含C2HCI3（三氯乙烯）和NO门o

处理后GHCh转化为C2H4和C「、NO「转化为NHJ。下列说法正确的是（）

A.水体中含NOJ越多，三氯乙烯脱C1的效果越好

B.当产生3moiFe?+时有Imol三氯乙烯完全脱C1

12

C.用纳米级零价铁处理被三氯乙烯污染的水体可加快脱氯速率

D.NO3一发生的电极反应为N0「+7H20+8e=NHj+lOOH-

【答案】C

【解析】根据图示，铁转化为亚铁离子，发生氧化反应，三氯乙烯CzHCL

中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价,C2HCI3转化为C2H4和cr,

C2HCI3发生还原反应；NO「转化为NH；,NO）也是发生还原反应，结合原电池原理

分析解答。A项，三氯乙烯C2HCI3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合

价为-2价，处理后C2HCI3转化为C2H4和CP,C2HCI3发生还原反应；NO「转化为

NH；,NO）也是发生还原反应，根据得失电子守恒，水体中含NO「越多，三氯乙烯

脱C1的效果越差，故A错误；B项，三氯乙烯C2HCI3中C原子化合价为+1价，

乙烯中C原子化合价为-2价，ImolCzHCb脱去3mol氯原子转化为ImolC2H4时，

得到6moi电子，再加上NO「转化为NH；,发生反应得到的电子，则得失电子总

量大于6mol,所以产生的Fe2+的总量大于3mol,故B错误；C项，用纳米级零

价铁处理被三氯乙烯污染的水体，增大了单位体积水体中小微粒ZVI的投入量,

可以增大ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可加快水体修复

速率，故C正确；D项，由示意图及N元素的化合价变化，NO「发生反应的电极

反应式为N0-10H++8e—瓯++340,故D错误；故选C。

12.下列有关电化学装置完全正确的是（）

13

【答案】c

【解析】铁上镀银，铁作阴极，银作阳极，电解质溶液为硝酸银溶液，A错

误；工业上得到金属钠，电解熔融状态的氯化钠，电解氯化钠溶液得到NaOH、

乩和Cl2,B错误；锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，这叫牺牲阳极的阴极保

护法，C正确；铜极烧杯中盛放硫酸铜溶液，锌极烧杯中盛放硫酸锌，D错误。

13.城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流

泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但

若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下

列有关说法不正确的是（）

A.该装置能够将电能转化为化学能

B.管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe-2e-—Fe"

C.如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀

D.钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜

【答案】B

【解析】A项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项,

左端为阳极，其腐蚀速率较右端快，错误；C项，如果没有外加电源，潮湿的土

壤（接近中性）中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D

项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了

一层致密的保护膜，正确。

14

14.沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所示。下列说

法错误的是（）

1

电阻

J

+

A.碳棒b的电极反应式为：02+4e-+4H=2H20

B.光照强度对电池的输出功率有影响

C.外电路的电流方向：碳棒af碳棒b

D.酸性增强不利于菌落存活，故工作一段时间后，电池效率降低

【答案】C

【解析】由图可知，碳棒a失去电子，作负极，碳棒b得到电子作正极，正

+

极上得电子生成水，电极反应式为：02+4e-+4H=2H20,故A正确；碳棒

b上，CO?在光照和光合菌的作用下反应生成氧气，光照强度对电池的输出功率

有影响，故B正确；外电路电子由负极流向正极，即碳棒a-碳棒b,电流方向

与电子方向相反，即为碳棒bf碳棒a,故C错误；酸性增强会使菌落失活，故

工作一段时间后，电池效率降低，故D正确。

15.中国科学家研究出对环境污染小、便于铝回收台海水电池，其工作原理

示意图如下:

囊丙烯半透膜

下列说法正确的是（）

A.电极I为阴极，其反应为：02+4H++4e-=2H2。

15

B.聚丙烯半透膜允许阳离子从右往左通过

C.如果电极H为活性镁铝合金，则负极区会逸出大量气体

D.当负极质量减少5.4g时，正极消耗3.36L气体

【答案】C

【解析】A项，电极I为正极，其反应为：+44+4e-=2H2。，故A错误;

B项，根据图中信息右边酸性溶液，左边为碱性海水，右边氢离子不能通过聚丙

烯半透膜，故B错误；C项，如果电极H为活性镁铝合金，镁铝形成很多细小

的原电池，镁失去电子，铝上氢离子得到电子，因此在负极区会逸出大量气体,

故C正确；D项，当不是标准状况下，无法算正极消耗气体的体积，故D错误。

故选C。

16.我国科学家在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展一一率先提出

并验证了一种全新的基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢的“氢农场”

策略，其太阳能光催化全分解水制氢的效率创国际最高记录(示意图如图所示，

M1、M2为含铁元素的离子)。下列说法正确的是()

清洁电源

循环泵交换膜

A.制02装置中，太阳能转化为电能

B.制H2装置中，交换膜为阴离子交换膜

C.系统制得lmolC的同时可制得Imol02

3

D.制通时阳极可发生反应：[Fe(CN)6「--e=[Fe(CN)6]-

16

【答案】D

【解析】A项，制02装置中，太阳能转化为化学能，故A错误；B项，制H2

装置中，阴极发生的反应为2H*+2e.=H23其中的交换膜为阳离子交换膜，故B

错误；C项，由总反应方程式2H2。型2112t+02t可知，系统制得2mol乩的同时

可制得Imol02,故C错误；D项，制乩时阳极M2转化为端,且Mi中Fe元素化

43

合价比M2低，可发生反应：[Fe(CN)6]--e'=[Fe(CN)6]',故D正确；故选D。

17.半导体光催化CO2机理如图甲所示，设计成电化学装置如图乙所示，

则下列说法正确的是()

图甲图乙

A.若导线上有4mol电子移动，则质子交换膜左侧产生22.4L02

B.装置中进行的总反应一定是自发的氧化还原反应

C.图乙中的能量转化形式为：光能一电能一化学能

+-

D.b极上的电极反应为：C02+6H-6e==CH30H+H20

【答案】C

【解析】A项，若导线上有4moi电子移动，根据原电池的正极，2H20fo2

f4e,则质子交换膜左侧产生lmol02,没有状态无法计算体积，故A错误；B

项，.装置中进行的反应是通过光能作用完成的，不是自发的氧化还原反应，故

B错误；C项，图乙中的能量转化形式为：光能一电能一化学能，故C正确；D

+-

项，b极为原电池的正极，其电极反应为：C02+6H+6e=CH30H+H20,故D错

误；故选C。

17

18.利用图中装置可以制备一元弱酸HECL下列说法不无碉的是()

A.M室产生的气体为氧气

--

B.阴极的电极反应式为：2H20-2e=20H+H21

C.原料室的［B(OH)』-穿过阴离子交换膜进入产品室

D.当电路中通过Imol电子时，可得到I1110IH3BO3

【答案】B

【解析】M室中的石墨电极与电源的正极相连，则M室的石墨电极为阳极,

-+

溶液中的H20失去电子，电极方程式为2H2O-4e=O2f+4H0M室中的阳离子会

通过阳离子交换膜向产品室移动；原料室中的［B(OH)/一会通过阴离子交换膜进

入产品室，［B(0H)4「与H+反应生成H3BO3。N室的石墨电极与电源的负极相连，

则N室的石墨电极为阴极，溶液中乩0会得到电子，2H2O+2e-=H21+20H-,原

料室中的Na+会经过阳离子交换膜进入N室中，与Of结合生成NaOH。A项，根

+

据分析，M室中发生的电极反应为2H2O-4e-=O21+4H,产生的是氧气，A正确,

不选；B项，根据分析，N室中的石墨电极为阴极，电极反应方程式为2H20+2e

-=H2t+20H-,B错误，符合题意；C项，电解池中，阴离子向阳极移动，即向

M室移动，即原料室中的［B(OH)4「会通过阴离子交换膜进入产品室，C正确，不

选；D项，根据阳极的电极反应方程式2H20-4/=021+4H+,以及N+［B(OH)J

-=H3B03+H20,可知，转移Imol电子时，可得到lmolRBOs,D正确，不选；故

18

选Bo

19.电解NaB(0H)4溶液制备H3BO3的原理如下图所示，下列叙述错误的是

I<；IL_b%NaOH

Ip*浴液

“J必H.BO,NaB(OH)."

稀硫酸||祐溶液||蒜液||二~a%jjq)H

M室酒品堂原料室N室浴濯

+

A.M室发生的电极反应式：2H20-4e=021+4H

B.a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜

C.N室中：a%<b%

D.理论上每生成1molH3BO3,两极室共产生标准状况下16.8L气体

【答案】B

【解析】M室中石墨电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成。2和H1电

极反应式为2H2。-4M—02t+4H*,故A正确；原料室中的B(OH)4一通过b膜进入产

品室、Na，通过c膜进入N室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，则a、c为阳

离子交换膜，b为阴离子交换膜，故B错误；N室中石墨为阴极，电解时阴极

上水得电子生成4和OH',原料室中的钠离子通过c膜进入N室,溶液中c(NaOH)

增大，所以N室：a%<b%,故C正确；理论上每生成Imol产品，M室生成lmolH+,

转移电子lmoLM、N室电极反应式分别为2H20-41=021+4H\2H20+2e=H21+20E,

N室生成0.5molH2,M室生成0.25mol氧气，两极室共产生标准状况下16.8L

气体，故D正确。

20.中科院张涛院士的研究团队研究发现纳米ZnO可作为一些催化剂的载

体。图是通过锌精矿(主要成分为ZnS)与软镒矿(主要成分为Mn02)酸性共融法制

19

备纳米ZnO及MnOz的工艺流程。回答下列问题:

20%

焙烧

纳米ZnO

(1)“酸浸”时，锌、镒离子浸出率与溶液温度的关系如图所示。当锌、镒

离子浸出效果最佳时，所采用的最适宜温度为

05

W0()

SS5

3()

器75

蠹7()

G5

蚯

60

55

5()

758085QO0510()

温度/P

⑵写出酸浸时ZnS与MnOz发生的主要反应的化学方程式(无单质硫生

成)____________________________________

(3)P507(酸性磷酸酯)作萃取剂分离锌、镒离子时，溶液的初始pH与分离

系数的关系如表所示:

初始pH1.01.52.02.53.03.54.04.5

锌、镒离

子分离7.648.839.9711.2112.1013.1713.3611.75

系数

已知：分离系数越大，分离效果越好；萃取剂P507是一种不溶于水的淡黄

色透明油状液体，属于酸性萃取剂。

20

试分析初始pH>4.0时，锌、镒离子分离系数降低的原因是

（4）（NH4）2S2（）8是一种强氧化剂，能与Mn"反应生成S（V一和紫色MnOJ。用

（NHjzSzOg检验水相中的时发生反应的离子方程式为

（5）二氧化镒广泛用于电池。一种海水中的“水”电池的电池总反应可表示

为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5Oio+2AgCl。电池放电时，负极的电极反应式为

（6）电解尿素的碱性溶液制取用和丛的装置如图所示。（电解池中的隔膜仅

阻止气体通过，两电极都是惰性电极）

A电极的名称为,若起始时加入电解池的原料配比

可却蜉=3,完全反应后，电解排出液中爸=----------------。

【答案】（1）95℃（1分）

（2）ZnS十4MnO2+4H2S04=ZnS04+4MnS04+4H2。（2分）

（3）锌离子与镒离子水解程度变大（1分）

22+2

（4）5S208'+2Mn+8H20=2MnOJ+10S04'+161r（2分）

（5）Ag+Cl--e=AgCl（1分）

（6）阳极（1分）1:1（2分）

【解析】（D由图中数据可知，当温度达到95C时，锌离子和镒离子的浸出

21

率基本上达到了最大值；(2)ZnS与血。2在硫酸溶液中反应生成硫酸锌、硫酸

镒和水，反应的化学方程式为：ZnS+4MnO2+4H2sO4=ZnS04+4MnS04+4H20；

(3)锌离子和镒离子属于弱碱阳离子，在溶液中会发生水解，pH过大时，锌离子

与镒离子水解程度变大，锌镒离子分离系数降低；(4)(NH，S2()8与Mr?*反应生

22+

成高镒酸根离子和硫酸根离子，反应的离子方程式为：5S208+2Mn+8H20=

2+

2MnO；+10S04'+16H；(5)已知电池总反应可表示为

5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5Olo+2AgCl,反应中Ag失电子，则Ag在负极反应，负极

上Ag失电子生成氯化银，电极方程式为：：Ag+Cr-e=AgCl；(6)电解时，N

元素的化合价升高，则生成氮气的一极为阳极，所以A电极为阳极，H元素的化

合价降低，生成氢气的一极为阴极，电解时总化学方程式为：C0(NH2)2+20H=C032-

+N2t+3H2t,若起始时加入电解池的原料配比;=3,则Imol尿素与

2molK0H反应，生成Imol碳酸根离子，剩余Imol氢氧根离子，所以电解排出液

21.铜及其化合物广泛应用于工农业生产及生活中。

(1)用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可

得到C30,阳极及溶液中物质的有关转化如图所示，阳极的电极反应式为

，每生成14.4gC112O转移电子_______molo

Cu(OH)CI

(2)将CuC