2023年高考化学题型(三)电化学

命题视角一新型化学电源

理•核心知识

1.图解化学电源工作原理

活

泼金［观察闭合回路将福

属电

氧

极5

'

燃料

化

性

物

、

还原

性

质

等

，

物质

等

物

质

中

物质

中

有

元

素

有元

素

价

化

合

价

化合

降

观察两极材料或通低

升高入物质、反应特征

2.电极反应式的书写

⑴三步法（也适用于电解池）

示例

步骤

（A1|KOH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A102,

理图中元素化合价的升降等）判断还原

AgO被还原为Ag和0H-

剂和氧化产物、氧化剂和还原产物22

②根据电池负极（或电解池阳极）为“还

原剂一“1—一氧化产物”、电池正极负极：4A1—12e—>4A1O2；

（或电解池阴极）为“氧化剂+”屋一一还正极：3Ag2O2+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“40IT”、右

质，在初步书写的电极反应式两侧补充边补充“2H2。”，得4A1—12心+160H

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

H1、OfT等“2比0”、右边补充“2OH-”，得3Ag2O2

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

（2）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OIF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—C02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，ImolCCh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-重型2Zn+02t+40H+2H2O

D.充电时，正极溶液中OH一浓度增大

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

一，Zn作负极。充电时在阳极上水失电子生成氧气，阴极上[Zn(OH)4]2一,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-

+40IT=[Zn(OH)4p-,正极电极反应为CC)2+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

为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)]一,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

1mole。2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),]2-+2e-=

-阳极电极反应为

池项Zn+4OH,2H2O-4e-=Ozt+

C齐由

4H+,两者加和得2[Zn(OH)]--2Zn+O2t+

4OH+2H.O,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

一度不变，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

|方法模型，

分析可充电电池的思维流程

一定

装置类型-1放电—原电池；充电一电解池

二判放电时的正极为充电时的阳极，

电极名称[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

三写负极反应式颠倒整理过来为充电时

电极反应式口的阴极反应式

由生成一极向消耗一■极移动，区域

pH变化；OFT生成区、H+消耗区，

四看pH增大；OFT消耗区、H+生成区，

离子移动[pH减小

练二应试能力

1.(2022.广东卷)科学家基于Ch易溶于CC14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1molCb,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—2b=NaTi2(PO4)3+2Na+,正极反

应为Cl2+2e-=2Cr,反应后Na+和C厂浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓

度增大，故C正确；充电时阳极反应为2CF—2底==Cbt,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1molCI2,电极a

质量理论上增加23g-mol^Xlmol=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—Ch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++b=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()

光

催

金

化

属

电

锂

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++b=")和阳

极反应(Li2O2+2h+=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++2L=口2。2,D正

确。

命题视角二电解原理的应用

理［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

发

单质；生

金属溶解

氧

化

还

阴离子原

反

应

反

应回失电子；

中部分阴阳离子阴离子阳

解惰性电极

元素的极,移向

更移向(Pt、Au

价态降

或石墨)；

低,如

观察两极的物质溶液中的

；

SO--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

(①该装置是电解池

.I②阴、阳极都是惰性电极

|③电解质溶液是KOH溶液、呈碱性

〔④交换膜为阳离子交换膜

装置图信息

(2)分析流程

第

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12-

10e--►210；

5

结合电解质溶液呈碱性，利用电荷守

否

恒书写阳极反应式为卜一10e-+

12OH--210；+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。+

第2e-H2f+2OFT判断离子移

三

步动方向.依据电极IX：域电中性原则及

离子交换膜的类型判断，a极区域剩

余K+而b极区域产生OH1故K+

穿过阳离子交换膜由a-b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+、OHo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H2sCU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。-41=02t

+4H+,阴极上反应为2H2O+2e-=H2t+20H,根据BP膜中H+向右移动，

OH」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NaOH。A.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厂的通过，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。-4「=。2t+

4H+,阴极上反应为2H2。+2屋=H2t+20H,一段时间后，当阳极上生成1mol

。2时转移4moi电子，则阴极上产生2m0IH2,则阴、阳极产生气体的物质的量

之比为2：1,故D正确。

练:应试能力

3.（2022.济南检测）采用电渗析法可以从含NH4H2P。4和（NH4）2HPO4的废水中回收

NH3-H2。和H3P。4，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f0口一

t"d

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NH3H2O和H3PO4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NHl+OH=NH3H2O,

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

H2Po3、HP0k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。-4底=02t+4H+。由以

上分析可知，A错误，B错误，C正确；由于NH3-H2O和H3P04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LiMnzCU可获得难溶性的Li2CO3

和M11O2,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（）

I-------------------1

电极A电极B为

Mn2\rf

H2sO4、\

MnSO,)

溶液J

MnO2

j/LiMn2O4

滤布

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Mr+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Mn2+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MnC）2,电极反应式为2H2O+Mn2+—2e-=MnC）2+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2LiMn2C）4+4H+=2Li++Mn2++3MnC）2+

2H20,反应生成了Mi?*,Mi?+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（）

电极板（L“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*

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4molLi+,同时有4moiLi卡向正极区移动，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/吩睡嗪电池，其放电时的

工作原理如图所示（PF6在水系/非水系电解液界面上来回穿梭，维持电荷守恒）。

ZnSO4+KPF6

的水溶液

PTZ+TBAPF6

的CH2C%溶液

已知：CH2c12的密度为L33g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—「==PTZ+

C.放电时，PF6由CH2cb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0.2molPFW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）一种利用煌（CxH），）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（）

质子交换膜

A.通入N02的电极为正极，发生还原反应

+

B.若使用的煌为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0.4mol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.广东卷似熔融盐为电解液，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AF+,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（）

M1一,用电器|一

海电

Li水极

/

隔膜玻璃陶瓷

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H2。+2「=20fT+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+4L=40fT,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HCO3

C.该燃料电池的总反应为2HCOOH+O2+2OH-=2HCO3+2H2。

D.右侧每消耗H.2LO2（标准状况），左侧有1molK卡通过半透膜移向右侧

答案D

2++3

解析由图中物质转化知，右侧电解质储罐中发生反应4Fe+O2+4H=4Fe

+

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

侧电极上HCOCT转化为HCO1,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KHC03和H2O,C项正确；右侧每消耗H.2L。2(标

1121

准状况)，电路中通过的电子为：77昔77X4=2mol,则左侧有2moiK卡通过半

22.4L-mol

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)歹存在］。电池放电时，下列叙述错误的是()

MnO2电极离子选择隔膜Zn电极

Inm

A.n区的K+通过隔膜向ni区迁移

B.I区的SO1通过隔膜向II区迁移

C.MnO2电极反应：Mn02+2e+4H1=Mn2++2H2O

+2+

D.电池总反应：Zn+40H^+MnO2+4H=Zn(OH)F+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，in区Zn为电池的负极，电极

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

+2+

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

SO厂通过隔膜向n区移动，B正确；MnCh电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H

+=Mn2++2H2O,C正确；电池的总反应为Zn+40fT+MnO2+4H+=Zn(OH)/

2+

+Mn+2H2O,D正确。

4.科学家利用多晶铜高效催化电解C02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()

持续通入CO?

A.铝电极产生的气体是02和C02

B.铜电极的电极反应式为2c。2+12HC0?+12e==C2H4+12COr+4H2O

C.通电过程中，溶液中HCO,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-HC03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C02。A.据分析，箱电极产生

的气体是。2和C02,A正确；B.铜电极的电极反应式为14co2+12广十

8H2O=C2H4+12HCO,,B错误；C.通电过程中，溶液中HC(K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+12屋+8H20=C2H4+

12HCO3,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K2so4、H2s04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

-H

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

+2H2O,负极(a)Zn—2e-+40fT=Zn(OH)厂，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+40H=Zn(OH)F,C正确；D.消耗6.5gZn,

电子转移0.2mol,N区消耗0.4molH卡,0.1molSOF,同时有0.1molSO封移向

R区，则相当于减少0.2molH2so4,同时生成0.2mol氏0,则R区实际减少质

量为0.2molX98g/mol—0.2molX18g/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SO歹+20tr—2e-=S0歹+2氏0

B.电解一段时间后，阴极室pH升高

C.电解一段时间后，b°/0<a%

D.电解一段时间后，两室生成的Na2sCh与H2s04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：sot+H2o-2e=S0F+2H；HSO?+H2O

-2e-=SOr+3H+,阴极：2H++2屋=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,6%>a%,C项错误;D.阳极产生1mol硫酸转移2moi

电子，阴极消耗2nlol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NazCrCU溶液为主要原料制备

NazCnO7的装置如图1所示，下列叙述正确的是()

已知：CnO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.Na2Cr2O7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.CrCT转化为C"。厂反应：2CrO^+2H+CnO厂十氏0,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H2O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NazCn。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。2为,：°1=0.25mol,生

成H2为号包=0.5mol,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,C102随即与溶液中的C103反应又生成C102,下列说法正确的

是（）

气体X]口反刃J气体Y

...-4............-....

r---■....r-----■[

I*''']I■I

硫酸溶液器,液

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C107+2H+e===C102f+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C1O2,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葭==。2t+4H+；b极与电源负极相连，作阴极，电极反应为：

+--

CIO3+2H+e=C102t+H2O,ClO2+e=ClO2oA.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—=Fe?+,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。一4底==。2t+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WmolX22.4mol/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~+SOr=PbSO4+2H2O

D.放电后，循环液中H2s。4和CuSO4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PbO2

为1mol,电解质溶液中增加2moi0,1molCu,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PbO2得电子生成

PbS04和H2。，C项正确；根据电池总反应知，放电后，循环液中H2s04减少，

CuS04增多，D项错误。

lO.Ca—LiFeP04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

+2+

+通过，电池反应为：%Ca+2LiixFeP04+2xLi=xCa+2LiFePO40下列说法正

确的是（）

____放电________

L一忱，—ZZ1Li,_tFePO,/

钙电极Qk•之器.LiFePO用极

〜、.一

LiPF（/LiAsF„锂离子交换膜Li2so油液

电解质

A.LiPF6/LiAsF6电解质与Li2s。4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：LiifFePO4+xLi++xe-=LiFeP04

D.放电时，LiiFePCh/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LizSCU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0.0511101©22+转化为©2,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Ca?++2e—==Ca,C项错误；D.充电时为电解池，

电解池中阳离子流向阴极，Lii-JePO4/LiFePO4为阳极，所以LiiFePO4/LiFePC）4

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

2+

助其降解乙酸盐生成CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2（s）转化为Co,

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（）

--

--

-L---.-

-二

-l-.)--

-

--

细菌--

之-

--

里--

乙酸盐阳膜CoCl2乙酸盐阳膜盐酸

溶液溶液溶液

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LiCoO2+2H2O+e-=Li++Co2++4OH-

D.若甲室C02+减少200mg,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CO2气体,

C02+在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3co0一失去电子后，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OH,乙室电极反应式为：LiCoCh

-++2+

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

物质的量为代）=5；；品X2=0.0068mol,乙室C02+增加300mg,转移电子

的物质的量为“（I）=5；j，oiX1=。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铭元素溶液。下列有关分析错误的是

ab

直流电源

石墨I石墨2

搅拌桨气体

混合物浆液

NaAO,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PbCh电极

B.分离后，含铭元素的粒子有CrCT和CnO广，存在于阳极室中

C.每转移1molb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.

含辂元素的粒子有CrO,和CnO歹，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2H2。+2-=2OH—+H2t,同时钠离子

通过阳离子膜进入阴极室，每转移1