2024届新高考二轮复习 电化学原理 作业

电化学原理

1.雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项形成，它们与雾气结合在一起，让天

空瞬间变得阴沉灰暗，若选择酸性乙醇燃料电池将NO、SO?转化为硫酸镂，可实现废气的回收

再利用，其回收利用装置如图所示。下列有关说法正确的是（）

(N>V1s•溶液

A.b电极的电极反应式为CH3CHQH-12e-+5H2O——2CO；+16H+

B.通入NO的电极为阴极，发生氧化反应

C.该装置实际工作过程中不通入NH,也能达到相同的效果

D.当消耗46g乙醇时（不计算电解过程中的能量损耗），则通入的NH3的物质的量为9.6mol

2.利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是（）

册子交换膑

A.该电池能在高温下工作

B.该电池工作时，电流由A电极经用电器流入B电极

HCOOHCOOH

C.A电极是负极，电极反应式为"e--女工3+2H，

H

D.电池工作过程中，H+从右室透过质子交换膜移动到左室

3.国际社会高度赞扬中国在应对新冠肺炎疫情时所采取的措施。疫情防控中要对环境进行彻底

消毒，二氧化氯（CIO小易溶于水的黄绿色气体）是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂，工业

上通过惰性电极电解氯化镂和盐酸的方法制备CIO。的原理如图所示。下列说法错误的是（）

A.c为电源的正极，Y溶液是稀盐酸

+

B.电解池a极区发生的电极反应为NH：-6e-+3Cr=NCl3+4H

C.电解装置中离子交换膜为阴离子交换膜

D.当b极区产生标准状况下6.72LH2时，二氧化氯发生器中得到0.3molC1O2

4.中科院研发的一种双离子电池的工作原理如图所示，涂炭铝箔作为负极和集流体，石墨

C”（PF6）,为正极，电解液为4moi的LiP耳溶液［溶剂为碳酸甲乙酯（EMC）］,下列说法正确

的是（）

*EMC电IB液石

*,

$-LTPTJ电

极

箔

A.放电时溶液中阴离子浓度减小

B.放电时，正极电极式为C„（PF6）V+xe-=C„+A-PF6

C.充电时，IT与金属Al发生化学反应

D.充电时，转移Imol电子时，两极质量变化差为152g

5.用一种新型锂电池电解处理含NH：的工业废水的装置如图，处理过程中NH：转化为可参与大

气循环的气体。下列说法不正确的是（）

**■3%

有机电网废

A.电极Z为负极，Z极区电解质不可以换成Li2sO,溶液

B.W电极的电极反应式为02+4e-+2H2O=4OH-

C.X电极处理废水，ImolNH；发生转化时有4molH+通过质子交换膜

D.装置工作过程中稀硫酸浓度不变

6.电化学氧化法处理兰炭废水中含氮粒子（以NHs-N表示）的装置如图所示。下列说法错误

的是（）

A.可以用石墨作阳极，钛合金作阴极

B.该装置工作过程中，不需要补充NaCl

C.当处理1molNH3-N时，电路中转移3mol电子

D.该装置也可处理含苯酚的废水

7.一种锌帆（Z11/V2O5）水性混合离子电池的结构示意图如图，放电时正极发生的反应为

+

xLi+^e-+V2O5=LiAV2O5o下列说法错误的是（）

悴弑和锂盐水溶液作电解粉溶液

A.放电时，Li+在正极被还原

B.充电时，溶液中IT浓度不断增大

C.充电时，电极B上的电势比电极A的高

D.放电时，电极A每减少6.5g,有0.211101口+嵌入电极8

8.2021年10月16日，神舟十三号乘组成功进驻天宫空间站，空间站水处理循环系统如图甲所

示，萨巴蒂尔反应器生成的CH,可供燃料电池（如图乙所示）使用，燃料电池的生成物可返回

至萨巴蒂尔反应器中重复利用。

co,

下列有关说法正确的是（）

A.电解水时加入一定量硫酸钠的作用是增强溶液的导电性，Na+向阳极移动

2

B.燃料电池放电时Pt电极反应为CH4+5O-8e-——CO：+2H2O

C.以燃料电池为电源电解水时，NiO2电极连接水电解系统的阴极

D.萨巴蒂尔反应器中每生成1molCH4,转移电子8mol

9.科学家最近发明了一种Al-PM）?电池，电解质为K2sO,、H^SCVKOH,通过x和y两种离子

交换膜将电解池隔开，形成M、R、N三个区域，分别加入不同的电解质，结构如图所示，已

知。＞6。下列说法错误的是（）

A.K+通过x膜移向M区

B.R区域的电解质浓度逐渐增大

C.消耗3.6gAl时N区域电解质溶液质量减少32.0g

D.放电时，A1电极反应为Al-3e-+4OH-『［A1（OH）4「

10.海洋中富含资源，利用如图装置（电极为惰性电极），可淡化海水，同时得到氯气和烧碱。

下列有关说法不正确的是（）

淡盐水

增刈食心水

A.A接电源的正极，a室中C「被氧化生成S

B.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜

C.随着反应的进行c室溶液的碱性增强

D.阴极电极反应为2H++2e-——H2T

H.利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的原理可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品的缝

隙处氧浓度比海水中低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀机理如图所示。下列说法

不正确的是（）

A.金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极

B.缝隙内溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率

C.海水中大量C「进入缝隙

D.可以在外自由表面看到红褐色固体

12.Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理如图，刻蚀溶液由具有一定浓度的氢氯酸和过氧化氢溶液混

合而成，刻蚀时间为2~16min,由Ag薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉，剩余部分就形成

了硅纳米线。下列说法不正确的是（）

sa片

A.该刻蚀过程的是由微小的Si、Ag、HF和HQ2的原电池组成

+

B.Si极发生的反应为Si-4e「+2H2c)^SiO?+4H,SiO2+6HF^H2SiF6+2H2O

C.该刻蚀过程的总反应可表示为Si+6HF+2H2O2=H2SiI^+4H2O

D.Ag薄膜附近随着反应的进行，pH逐渐减小

13.PbO溶解在HC1和NaCl的混合溶液中，得到含Na2Pbe的电解液，电解Na2Pbe1,溶液生成

Pb的装置如图，下列说法不正确的是（）

阳离子交换项

A.电解时阴极的电极反应式为PbClj+2e=Pb+4Cr

B.电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为H+

C.电解过程中，Na2PbeL电解液浓度不断减小

D.为了恢复溶液浓度，可以向阳极室加入PbO

14.由于钠与锂具有相似的物理和化学性质，因此钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似。

有机钠离子电池一般采用对苯二甲酸钠（结构简式如图）作为电极材料。有机钠离子电池的工

作原理图如图（SEI代表钠离子交换膜）。下列说法中正确的是（）

A.充电时，a连接电源的负极

B.放电时，电解质溶液中Na+向右移动

0NaO=ONa

c.有机钠离子电池工作时，正极反应式为>〃+2Na.+2e_^\=f\=<

D.用铅蓄电池对该有机钠离子电池充电，每消耗20.7g铅，有机钠离子电池正极区域质量增加

4.6g

15.天津大学研究团队以KOH溶液为电解质溶液，CoP和Ni?P纳米片为催化电极材料，电催化

合成偶氮苯（II）的装置如图所示（R代表煌基）。下列说法正确的是（）

离子交换膜KOHiS液

A.若用铅蓄电池作电源，CoP极连接铅蓄电池的正极

-

B.Ni2P电极反应式为RCH2NH2-4e+4OH=RCN+4H2O

C.合成Imol偶氮苯，需转移4mol电子

D.离子交换膜是阳离子交换膜

答案以及解析

L答案：D

解析：本题考查电解池的工作原理分析等。根据装置图中信息判断，SO?在左侧电极被氧化为

SO）,NO在右侧电极被还原为NH；,则左侧电极为阳极，右侧电极为阴极。b电极与右侧电

极相连，为原电池负极，电极反应式为CH3CHQH-12-+3Hq——2CO2T+12H+,A项错误；由

分析可知，通入NO的电极为阴极，发生还原反应，B项错误；电池的总反应为

5SO2+2N。+8H2O『（NHJSO4+4H2SO4,则实际工作时，需要补充NH,中和反应生成的HAO：

C项错误；根据化学方程式关系判断：每转移lOmol电子，需要通入8moiNH,,当消耗46g

乙醇时，转移12moi电子，则需要通入的〃（NH3）=9.6mol,D项正确。

2.答案：C

解析：本题考查原电池的工作原理。该电池工作时有菌株参与，不能在高温下工作，A错误；

Hf0°HCOOH

由图可知，A电极上IQ'33转化为,发生氧化反应，A电极为负极，B

电极上。2发生得电子的还原反应，B电极为正极，原电池工作时电流由正极（B电极）经用电

器流入负极（A电极），B错误；A电极的电极反应式为

MH."正确；由原电池工作原理可知，H+

从左室透过质子交换膜移动到右室，D错误。

3.答案：D

解析：本题考查电解原理。装置右侧为电解池，由b极区生成应可知b为阴极，因此c为直

流电源的正极，电解池工作时，b极发生H+得电子生成凡的还原反应，同时CT移向a极区，

HC1浓度降低，故在b极区流出的Y溶液是稀盐酸，A正确；b极为阴极，则a极为阳极，a

极区发生NH：失去电子生成NC§的氧化反应，电极反应式为NH：-6e-+3C「『NCL+4H+,B

正确；由B项分析可知，a极附近需要消耗CT的置多于NH：,因此b极区溶液中CT通过阴离

子交换膜移动到a极区参与电极反应，C正确；由得失电子守恒得NCL-6e-~3H2，当b极区

产生标准状况下6.72L(即0.3mol)凡时，a极区产生0.1molNC13,二氧化氯发生器中NC13与

NaClO?反应生成CQ和NH,,由N。~6e「~N%NaClO~e一~CQ可知，二氧化氯发生器中可

得到0.6molCK)2,D错误。

4.答案：B

解析：本题考查二次电池的工作原理。题目给出的示意图上有电源，为充电示意图。充电时溶

液中阴离子浓度减小，则放电时，溶液中阴离子浓度增大，A错误；充电时P琮移向石墨电极,

放电时，正极(石墨电极)反应式为C,(PF6)「xe-——C“+xPF(T,B正确；充电时，Li+发生的

电极反应为Li++e-——Li,不与金属Al发生化学反应，C错误；充电时，转移Imol电子时，

两极质量变化差为(31+19x6-7)g=138g,D错误。

5.答案：C

解析：本题考查串联的电化学装置，涉及电极判断、电解质溶液选择、电极反应式书写、电解

质溶液变化分析。锂失电子发生氧化反应，Z电极为负极，Li能与H2。发生反应，所以Z极区

的电解质不可以换成Li2s溶液,A正确;Z电极为负极，则W为正极，在正极被还原，Li2s

溶液为中性，电极反应式为5+4e-+2HQ『4OIT,B正确；X与锂电池的正极相连，为电解

池阳极，发生氧化反应，电极反应式为2NH；-6F——N2T+8H+,Y为阴极，电极反应式为

+-+

2H+2e^=H2T,ImolNH：发生转化时有3moiH卡通过质子交换膜,C错误；当电极上有2molH

发生反应时，转移2moiel有2molH+由阳极室迁入阴极室，因此稀硫酸中《可)保持不变，

稀硫酸浓度不变，D正确。

6.答案：C

解析：本题考查电解原理的综合应用。根据题图，该电解池的阴、阳电极均未参与反应，仅起

导电作用，所以阴极可以使用钛合金电极，阳极可以使用石墨电极，A正确；由题图可知，阳

极的电极反应式为2C1-2e-=C12T和4OH-4e-=2H2O+O2T,电解池中除去NH3-N的反

应为3C1CT+2NH3-N-2N/+3Hq+3C「，被消耗后，又重新生成，可重复利用，所以电

解过程中不需要补充NaCbB正确；处理1molNH3-N需要L5molC1Q-,则需要1.5molCl2,

此时转移3moi电子，但由于阳极还有OIF同时放电，所以转移电子的物质的量应大于3mol,

C错误；苯酚具有还原性，能被C1CT氧化，也可利用该装置处理含苯酚的废水，D正确。

7.答案：A

解析：本题以新型电池工作过程为情境，考查电化学相关知识。电池充放电过程中，Li+从VQs

中脱嵌或嵌入V2O5电极，没有发生还原反应，A错误；由放电时的电极反应式可知，放电时Li+

嵌入V2O5电极，则充电时IT从V2O5电极脱嵌，溶液中Li+浓度不断增大，B正确；放电时，V2O5

电极得电子，为正极，则充电时，V2O5电极为阳极，电极B连接电源正极，电极A连接电源

负极，电源正极的电势比负极高，即电极B的电势比电极A的高，C正确；放电时，电极A

每减少6.5g,有0.111101211转化为7112+,转移电子0.2mol,W0.2molLT嵌入电极B,D正确。

8.答案：D

解析：本题考查电解池和燃料电池的工作原理。水是弱电解质，导电性较弱，电解水时加入一

定量硫酸钠，可以增强溶液的导电性，但在电解池中Na+向阴极移动，A项错误；根据燃料电

池的生成物可返回至萨巴蒂尔反应器中重复利用，可知燃料电池工作时产生CO?,Nit),电极上

氧气转化为O”,发生得电子的还原反应，NiO2电极为正极，Pt电极为负极，电极反应式为

2

CH4+4O-8e=CO2+2H2O,B项错误；NiO,电极为燃料电池的正极，作电源时应连接电解

池的阳极，c项错误；萨巴蒂尔反应器中发生反应的化学方程式为

一定条件

CO2+4H2—CH4+2H2O,由反应可知反应器中每生成1molCH,转移8mol电子，D项

正确。

9.答案:A

解析：本题考查电化学知识。由图可知，原电池工作时，A1为负极，被氧化生成[A1(OH)4「，PbO2

为正极，发生还原反应，M区电解质为KOH,R区电解质为K2so-N区电解质为H2so-

原电池工作时，负极反应为A1-3e-+4OH-——[A1(OH)4「，消耗OT,钾离子向正极(由M区

向R区)移动，x为阳离子交换膜，A错误，D正确；正极电极反应式为

+

PbO2+SO；-+2e^+4H=PbSO4+2H2O,消耗氢离子，SO；向负极(由N区向R区)移动，则

y是阴离子交换膜，且R区域的电解质浓度逐渐增大，B正确；消耗3.6gAl时转移电子0.4mol,

++

根据PbC)2+sot+2e-+4H=PbSO4+2H2O,转移0.4mol电子时，消耗0.2molSO7，0.8molH,

同时流出0.2molSO:，相当于N区消耗了0.4molH2sO,，同时生成了O/hnolH2。，故N区域

电解质溶液质量减少了0.4molx98g-moF1-0.4molxl8g-mof1=32.0g,C正确。

10.答案：D

解析：本题考查电解原理的应用，涉及阴、阳极和离子交换膜类型的判断，电极反应式的书写

等。由图可知，a室通入精制食盐水，C室通入稀氢氧化钠溶液，b室发生的是海水淡化，由

题干可知，该装置不仅可淡化海水，同时得到氯气和烧碱，则A为阳极，B为阴极，阳极区

溶液中C「失电子生成C",阴极区HQ得电子生成H?和。HL由上述分析可知，A为阳极，接

电源的正极，a室中CT被氧化为C4,A正确；a室氯离子放电生成Cl2,b室中的氯离子经过

阴离子交换膜向阳极移动，c室H?O放电生成H?和OH-,b室中的Na经过阳离子交换膜向阴

极移动，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，B正确；c室H?。放电生成H?和OH-,

故随着反应进行溶液碱性增强，C正确；碱性环境中H+不能大量存在，阴极的电极反应式为

2H2O+2e=H2T+2OH,D错误。

1L答案：B

解析：本题考查原电池的相关知识。氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，所以金属缝隙

外自由表面为正极，金属缝隙内表面为负极，A正确；金属缝隙外自由表面为正极，生成氢氧

根离子，缝隙外溶液pH增大，加快了缝隙外腐蚀速率，B错误；阴离子由正极向负极移动，

所以大量CT进入缝隙，C正确；正极电极反应为O2+2HQ+4e--4OH\生成的OT和Fe?+生

成氢氧化亚铁，后又被氧化为红褐色氢氧化铁，D正确。

12.答案：D

解析：本题考查电化学原理。根据图示可知，氧在Ag电极上得电子，Si失电子，电解质溶液

为HF和H?。?，它们形成闭合回路，实现了化学能向电能的转化，即构成了原电池，A正确；

根据图示可知：在Si电极上，Si失去电子，与HF结合形成H^SiR和H+,反应的化学方程式

为Si-4e+2Hq-SM+4H+,SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O,B正确；在Ag电极上发生的反应

为2H++25+HQ2-2Hq,结合B项分析可知总反应化学方程式为

Si+6HF+2H2O2=H2SiF6+4H2O,C正确；根据图示可知，在Ag薄膜附近H卡被消耗，所以随

着反应的进行，溶液中4H+）减小，故溶液的pH逐渐增大，D错误。

13.答案：D

解析：本题考查电解池工作原理、电极反应式的书写、离子移动方向等。电解时阴极Pbaj；

得电子生成Pb,其电极反应式为PbClj+2e-——Pb+4C「，A正确；电解过程中，阳极上CT失

电子发生氧化反应，其电极反应式为2cCl）,为平衡电荷，多余的H+会通过阳离子

交换膜移向阴极，B正确；电解过程中，阴极PbC里不断得电子生成Pb,