高考化学一轮复习讲练测（六）电解质介质和隔膜在电化学的作用（练）（原卷版+答案解析）

专题讲座（六）隔膜在电化学的作用

第一部分：高考真题感悟

1.（2023•海南•高考真题）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是

A.电池可用于乙醛的制备

B.b电极为正极

C.电池工作时，a电极附近pH降低

D.a电极的反应式为02+4—4H+=2H2O

2.（2023•山东•高考真题）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电

能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极，用下图装置处理有机废水（以含CH3COO

的溶液为例）。下列说法错误的是

+

A.负极反应为CH3COO+2H2O-8e-=2CO2+7H

B.隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜

C.当电路中转移Imol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g

D.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1

3.（2023・山东•高考真题）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所

示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是

A.阳极反应为2HQ-4e-=4H++。2T

B.电解一段时间后，阳极室的pH未变

C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移

D.电解一段时间后，a极生成的02与b极反应的02等量

4.（2023・天津・高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极H上有02生成，FezCh逐渐溶解，下列判

断簿误的是

阴离子交换膜质子交换服

A.a是电源的负极

B.通电一段时间后，向石墨电极n附近滴加石蕊溶液，出现红色

c.随着电解的进行,CuC12溶液浓度变大

D.当O.OlmolFezOs完全溶解时，至少产生气体336mL（折合成标准状况下）

5.（2023•山东・高考真题）设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO”

将废旧锂离子电池的正极材料LiCoOz（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。下列说法正确的是

A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

+2+

C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e=Li+Co+4OH

D.若甲室C<?+减少200mg,乙室Co?+增加300mg,则此时已进行过溶液转移

第二部分：最新模拟精练

完卷时间：50分钟

一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）

1.（2023广西柳州•模拟预测）科学家近年发明了一种新型Zn-CO?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CO2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。下列说法正确的是

H，O

A.放电时，负极区pH升高

B.放电时，ImolCO2转化为HCOOH,转移的电子数为4moi

C.充电时，Zn电极连电源正极

D.充电时,产生22.4L（标准状况下）。2,生成的Zn为130g

2.（2023•广西玉林•一模）水是鱼类赖以生存的环境，较好的水质能减少鱼类疾病的发生，更有利于鱼类的

生长和生存。世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。

下列说法正确的是

XY

r电源

质子膜

A.Y为电源的正极

B.阴极反应式为2NOg+10e-+12H+=N2T+6H2。

C.将该装置放置于高温下，可以提高其净化效率

D.若BOD为葡萄糖（C6Hl2。6）,贝I1mol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极上流出22moiy

3.（2023•河南河南•二模）天津大学某科研团队利用电解原理，实现了两电极体系中甲酸和辛月青的高选择性

合成，其工作原理如下图所示。下列说法正确的是

■j直流电源I

|co2

CH3(CH2)6CN辛晴

CH3(CH2)7NH2辛胺

质子交换膜Ni2P

注：不考虑电极的副反应。n

A.Ni2P电极与直流电源的负极相连

B.通电一段时间后，In/ImCh-x电极附近溶液的pH不变

C.工作时，每转移21noi电子阴极室和阳极室中溶液的质量变化相差46g

D.理论上整个反应过程的原子利用率为100%

4.（2023•江西江西•模拟预测）我国学者开发了一种新型高效电解析氢（HER）催化剂，大幅降低了电解所需

的电压，同时可将H2s气体变废为宝。其工作原理如图所示，下列说法正确的是

A.Y电极可选择铁

B.X的电极反应式为2Hq+2e-=H2T+2OFT

C.吸收H2s的反应的离子方程式为H2s+2Fe3+=2Fe?++SJ+2H*

D.当回收32t硫时，理论上有2xlC）6molH+通过M由a流向b

5.（2023・河南开封•一模）K-O2电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾。关于该电池,

下列说法错误的是

02

有机电解质1有机电解质2

A.正极反应式为Ch+2e—+K+=KCh

B.隔膜允许K+通过，不允许02通过

C.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极

D.用此电池电解CuCb溶液，理论上消耗3.9gK时，产生3.2gCu

6.（2023•河南焦作•一模）磷酸铁锂（LiFePCU）电池因特别适于作动力方面的应用，故称作磷酸铁锂动力电池。

磷酸铁锂电池的内部结构如图所示，充电时总反应是C6+LiFePO4=Lii.xFePO4+LixC6,下列说法中错误的是

A.LiFePCU作为电池的正极，与铝箔相连

B.聚合物隔膜将正、负极隔开，可使电子通过

C.放电时，正极反应式为Lii-xFePC）4+xLi++xe-=LiFePO4

D.放电时，Li+从负极移向正极

7.（2023・安徽池州•模拟预测）我国科学家最近研发出一种新型纳米硅锂电池，可反复充电3万次，电池容

充电

A.电池放电时，Li+由N极移向M极

B.电池放电时，电池正极反应式为Lii-xTiO2+xLi++xe-=LiTiO2

C.精制的饱和食盐水通入阳极室

D.负极质量减轻7g时，理论上最多可制得40gNaOH

8.（2023・湖南•模拟预测）“四室电渗析法”可用来制备某些化工产品，原理如图所示，阳极室中电解质溶液

为稀硫酸，阴极室中电解质溶液为稀NaOH溶液。下列说法正确的是

A.阴极材料起导电作用，也可以换成铜、铁、铝锂等金属材料

B.若原料室加入浓Nai溶液，产品室每得到1molHI,阳极室溶液减少9g

C.该装置的优点之一为电解后在阴极一定可以得到较浓的氢氧化钠溶液

D.若原料室加入浓NaH2P02溶液，阳极室电解质溶液用H3P02溶液代替稀硫酸，并撤去阳极室与产品室

间的阳膜，会更有利于制备H3P02

9.（2023•吉林吉林•模拟预测）利用如图HCOOH燃料电池装置，获得电能的同时还可以得到KHCO3>K2SO4o

下列说法错误的是

阳离子膜

A.通入02的电极为电池正极

B.放电过程中需补充的物质X为H2s04

C.负极电极反应式为HCOO+2OH--2e=HCO；+H20

D.每生成1molKHCO3,有1molK+通过阳离子膜

10.（2023•陕西•西安中学模拟预测）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如下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。下列说法不正确的

是

A.铅电极连接电源正极，发生氧化反应

B.阳极区，Br2是氧化剂，把乙二醛氧化成乙醛酸

C.双极膜中间层中的0H-在外电场作用下向石墨电极方向迁移

D.外电路中迁移2moi电子，理论上能制得2moi乙醛酸

11.（2023・湖北•华中师大一附中模拟预测）利用硫酸铳溶液可通过离子交换膜组合工艺获得Mn、MnO?、

H2SO4,原理如图所示:

下列说法中正确的是

A.交换膜a为阴离子交换膜

+

B.阳极电极反应式为Mi?++2e+2H2O=MnO2+4H

C.阴极区若pH过低，则铳的产率降低，此时阴极副产物为H?

D.电解过程中，每有0.2NA个电子通过，可产生9.8gH2sO,

12.（2023•宁夏石嘴山•模拟预测）电渗析法是海水淡化的常用方法之一、一种利用微生物对有机废水进行处

理的电化学装置如图所示，该装置在废水处理的同时还可以进行海水淡化。下列说法正确的是

A.该装置工作时，化学能转化为电能，M为正极

B.X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜

C.M极电极反应式为CH3CHO+1OOH-10e=2CO2T+7H2O

D.当有lmolNa+通过离子交换膜时，N极消耗的空气体积约为26.7L

二、主观题（共3小题，共40分）

13.（2023•河北•磁县第二中学模拟预测）（14分）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见,

为此每年国家损失大量资金。

（1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的正极电极反应式为：

（2）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图①所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R

可以采用O

A.铜B.钠C.锌D.石墨

（3）图②所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的极。

（4）钢铁的防护除了用电化学保护方法之外，在钢铁制品表面镀铜也可以有效地防止其腐蚀，电镀的装置如

图所示：

①电镀装置图的“直流电源”中，（填“a”或"b”）是正极。Fe电极反应式为；

②接通电源前，装置图中的铜、铁两个电极质量相等，电镀完成后，将两个电极取出，用水小心冲洗干净、

烘干，然后称量，二者质量之差为5.12g,由此计算电镀过程中电路中通过电子的物质的量为。

③上述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀的原因：。

14.（2023・北京•模拟预测）（12分）回答下列问题

⑴氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜（BPM）是阴、阳复合膜，在直流电的作用下,

阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-；AB为离子交换膜。

①B膜最佳应选择o

②阳极的电极反应式是

③少量的:T因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是o

（2）利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生QH,使处理含苯酚（C6H50H）废水更加高效，装置如

下图所示。已知a极主要发生的反应是02生成H2O2,然后在电解液中产生QH并迅速与苯酚反应。

含苯酚废水（pH=3）

①b极连接电源的极（填“正”或'负"）。

②a极的电极反应式为o

③除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有o

15.（2023•重庆•三模）（14分）回答下列问题：

⑴我国某科研团队设计了一种电解装置，将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO,原理如图1所示:

通入CO2气体的一极为（填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极）写出该极的电极反应式：o

（2）全帆液流电池是利用不同价态的含帆离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如图2所示。已知酸性溶

液中钢以VO；（黄色）、V2+（紫色）、V02+（蓝色）、V3+（绿色）的形式存在。放电过程中，电池的正极反应式为

，右侧储液罐中溶液颜色变化为o

（3）如果用全铀液流电池作为图1电解装置的电源，则催化电极b应与该电池的极（填"X，或"Y，）相连;

若电解时电路中转移0.4mol电子，则理论上生成NaClO的质量为g；电池左储液罐溶液中n（H+）的

变化量为

专题讲座（六）隔膜在电化学的作用

第一部分：高考真题感悟

1.（2023・海南•高考真题）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是

A.电池可用于乙醛的制备

B.b电极为正极

C.电池工作时，a电极附近pH降低

+

D.a电极的反应式为O2+4e-4H=2H2O

【答案】A

【解析】该燃料电池中，乙烯和水发生氧化反应，所以通入乙烯和水的电极是负极，氧气易

得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极是正极，由图可知负极上乙烯和水生成乙醛和氢

离子，氢离子移向正极，正极上氧气和氢离子反应生成水，x为水。A.该电池将乙烯和水

转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故A符合题意；B.根据分析，a电极为正极，b电极

+

为负极，故B不符合题意；C.电池工作时，氢离子移向正极，a电极的反应式为O2+4e-+4H

=2比0,a电极附近pH升高，故C不符合题意；D.根据分析，a电极为正极，正极发生还

原反应，a电极的反应式为O2+4er4H+=2氏0,故D不符合题意；答案选A。

2.（2023・山东•高考真题）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理

有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下

图装置处理有机废水（以含CH3coO-的溶液为例）。下列说法错误的是

+

A.负极反应为CH3COO+2H2O-8e=2CO2+7H

B.隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜

C.当电路中转移Imol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g

D.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1

【答案】B

【解析】据图可知a极上CH3coCF转化为CO2和H+,C元素被氧化，所以a极为该原电池

的负极，则b极为正极。A.a极为负极，CH3coeT失电子被氧化成C02和H+,结合电荷

守恒可得电极反应式为CH3coeT+2H2O-8e-=2CO2T+7H+,故A正确；B.为了实现海水的

淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要

移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；C.当电路中转移Imol电子时,

根据电荷守恒可知，海水中会有ImolCF"移向负极，同时有lmolNa+移向正极，即除去

ImolNaCL质量为58.5g,故C正确；D.b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子

产生氢气，电极反应式为2H++2e=H2T，所以当转移8moi电子时，正极产生4moi气体，根

据负极反应式可知负极产生2moi气体，物质的量之比为4:2=2:1,故D正确；故答案为B。

3.（2023.山东.高考真题）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水

的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是

A.阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2T

B.电解一段时间后，阳极室的pH未变

C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移

D.电解一段时间后，a极生成的02与b极反应的02等量

【答案】D

【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧

化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。A.依据分析a极是阳极，属于放氧

生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2f,故A正确，但不符合题意；B.

电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后,

阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；C.有B的分析可知，C正确，但不符合题

意；D.电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H++O2T，阴极的反应为：C）2+2e-+2H+=H2O2,总

反应为：O2+2H2O=2H2O2）要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D

错误，符合题意；故选：D。

4.（2023•天津•高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极H上有02生成，FezCh逐

渐溶解，下列判断错误的是

石■[---------------------------*石■

电极|二,直流电源T、电极“

（3:^三|溶液

阴离子交换膜质子•交换«!

A.a是电源的负极

B.通电一段时间后，向石墨电极II附近滴加石蕊溶液，出现红色

C.随着电解的进行，CuCL溶液浓度变大

D.当OOlmolFezO3完全溶解时，至少产生气体336mL（折合成标准状况下）

【答案】C

【解析】通电后石墨电极II上有02生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极H为阳极，则电源

b为正极，a为负极，石墨电极I为阴极。A.由分析可知，a是电源的负极，故A正确；B.石

墨电极n为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极n附近滴加石蕊溶

液，出现红色，故B正确；c.随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以

CuCL溶液浓度变小，故C错误；D.当OOlmolFe?。?完全溶解时，消耗氢离子为0.06mol,

根据阳极电极反应式2H2O-4e-=C）2+4H+,产生氧气为0.015mol,体积为336mL（折合成标

准状况下），故D正确；故选C。

5.（2023・山东•高考真题）设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借助其

降解乙酸盐生成C。?，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoOJs）转化为c02+,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。

下列说法正确的是

A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

+2+

C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e=Li+Co+4OH

D.若甲室Co?+减少200mg,乙室Co?+增加300mg,则此时己进行过溶液转移

【答案】BD

【解析】由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池。

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，同时生成H+,

电极反应式为CH3co0-8e-+2H20=2C02f+7H+,H+通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反

应式为Co2++2e=Co,因此，甲室溶液pH逐渐减小，A错误；B.对于乙室，正极上LiCoCh

得到电子，被还原为C。2+,同时得到Li+,其中的02一与溶液中的H+结合H2O,电极反应

式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2co2++4H2O,负极发生的反应为CH3coO=8c+2H2O

=2C02T+7H+,负极产生的H+通过阳膜进入正极室，但是乙室的H+浓度仍然是减小的，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

++2+

0H,乙室电极反应式为：LiCoO2+4H=Li+Co+2H2O,C错误；D.若甲室Co?+减少200

02。

mg,则电子转移物质的量为"0=京产7、2=0.006811101；若乙室Co?+增加300mg,则转

59g/mol

移电子的物质的量为〃(e-)=U11x1=0.005Imol,由于电子转移的物质的量不等，说明此

59g/mol

时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确；故合理选项是BD。

第二部分：最新模拟精练

完卷时间：50分钟

一、选择题(每小题只有一个正确选项，共12*5分)

1.(2023•广西柳州•模拟预测)科学家近年发明了一种新型Zn-CO,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COe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。下列说法正确的是

A.放电时，负极区pH升高

B.放电时，ImolCO2转化为HCOOH,转移的电子数为41noi

C.充电时，Zn电极连电源正极

D.充电时，产生22.4L(标准状况下)。2，生成的Zn为130g

【答案】D

【解析】A.负极上Zn失电子，生成Z/+,Zd+结合OH生成Zn(OH)广，消耗了溶液中的

氢氧根离子，负极区pH下降，A错误；B.放电时，正极反应为CC)2+2H++2e-=HCOOH,

ImolCCh转化为HCOOH,转移的电子数为2mol,B错误；C.充电时，Zn电极连接电源负

极，阴极反应为Zn(OH)j+2e-=Zn+4OlT,C错误；D.充电时总反应式为

2Zn(OH)；-.通电2Zn+O：1+4OH+2H2。,生成Imol氧气的同时，生成Zn2mol,即生

成的Zn为130g,D正确；故答案选D。

2.（2023・广西玉林•一模）水是鱼类赖以生存的环境，较好的水质能减少鱼类疾病的发生，

更有利于鱼类的生长和生存。世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水

质的方法，其装置如图所示。下列说法正确的是

XY

r电源「

质子膜

A.Y为电源的正极

B.阴极反应式为2NC）!+10e-+12H+=N2T+6H2。

C.将该装置放置于高温下，可以提高其净化效率

D.若BOD为葡萄糖（C6Hl2。6）,贝UImol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极上流出22moie-

【答案】B

【解析】从装置图中可知，X电极连接的电极上发生反应是微生物作用下BOD、H20生成

CO2,Y电极连接电极上，微生物作用下，硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发

生还原反应，为电解池的阴极，则Y为负极，X为正极。A.Y电极连接电极上，微生物作

用下，硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还原反应，为电解池的阴极，则Y

为电源的负极，故A错误；B.阴极是硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还

原反应，阴极反应式为2NO!+10e-+12H+=N2T+6H20,故B正确；C.若该装置在高温下进

行，催化剂微生物被灭活，则净化效率将降低，故C错误；D.若BOD为葡萄糖（C6Hl2。6）,

则Imol葡萄糖被完全氧化时，碳元素化合价0价变化为+4价，理论上电极上流出电子的物

质的量：4e-x6=24mole,故D错误；故选：B。

3.（2023•河南河南•二模）天津大学某科研团队利用电解原理，实现了两电极体系中甲酸和

辛睛的高选择性合成，其工作原理如下图所示。下列说法正确的是

4直流电源’

CH3(CH2)6CN辛晴

CH3(CH2)7NH2辛胺

In/In203T质子交换膜QNi2P

注：不考虑电极的副反应。

A.Ni2P电极与直流电源的负极相连

B.通电一段时间后，In/ImCh.x电极附近溶液的pH不变

C.工作时，每转移2moi电子阴极室和阳极室中溶液的质量变化相差46g

D.理论上整个反应过程的原子利用率为100%

【答案】D

【解析】有机反应中：加氧去氢为氧化，加氢去氧为还原，左侧In/In203f电极上是CO2加

氢生成HCOOH,发生还原反应，故该电极是电解池阴极，右侧Ni2P电极上是CH3(CH2)7NH2

去氢生成CH3(CH2)6CN,发生氧化反应，故该电极是电解池阳极；A.根据分析，Ni2P电极

是阳极，所以所连直流电源正极，A错误；B.通电一段时间后，In/ImCh”电极附近HCOOH

浓度变高，其电离的H+变多，所以溶液pH变小，B错误；C.阳极电极反应式为

+

CH3(CH2)7NH2-4e--CH3(CH2)6CN+4H,阴极电极反应式为

+

CO2+2e+2H=HCOOH，每转移2moi电子,根据电极反应式可以看到，阴极会有ImolCCh

进入结合H+生成HCOOH,增加质量为44g,阳极会生成2moiH+,且H+会通过阳离子交换膜

转移至阴极区，阴极区质量增加2g,阳极区质量减少2g,所以两极室质量差是48g,C错

误；D.理论上，电路上每转移2moi电子，阳极损失2moiH+,H+全部转移至阴极区结合

CO2生成HCOOH,没有任何材料浪费，所以原子利用率为100%,D正确；综上，本题选

D„

4.(2023•江西江西•模拟预测)我国学者开发了一种新型高效电解析氢(HER)催化剂，大幅降

低了电解所需的电压，同时可将H2s气体变废为宝。其工作原理如图所示，下列说法正确的

是

A.Y电极可选择铁

B.X的电极反应式为2H2。+2b=凡个+2。11一

3+2++

C.吸收H2S的反应的离子方程式为H2s+2Fe=2Fe+S；+2H

D.当回收32t硫时，理论上有2xl()6molH+通过M由a流向b

【答案】C

【解析】根据图示，左侧氢离子得电子生成氢气，故左侧X为阴极，右侧Y为阳极，亚铁

离子失去电子生成铁离子，铁离子与H2s发生氧化还原反应得到S。A.Y为电解池阳极，

若选择铁作电极，则电极反应式为Fe-2e-=Fe?+,A错误；B.X的电极反应式为

+

2H+2e=H2T,B错误；C.吸收H2s反应的离子方程式为H2s+2Fe?+=2Fe?++SJ+2H+,

C正确；D.当回收32t硫时，S元素化合价由-2价升高为。价，转移电子数为：

3

32x10^xl0gx2=2xlQ6mol,故理论上有2xi（）6moiH+通过M由b流向a,D错误；故选

32g/mol

Co

5.（2023•河南开封•一模）K-Ch电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾。

关于该电池，下列说法错误的是

有机电解质1有机电解质2

A.正极反应式为O?+2e—+K+=KC）2

B.隔膜允许K+通过，不允许02通过

C.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极

D.用此电池电解CuCL溶液，理论上消耗3.9gK时，产生3.2gCu

【答案】A

【解析】由图可知，a电极为原电池的负极，钾失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反

应式为K—e—=K+,b电极为正极，氧气在钾离子作用下得到电子发生还原反应生成超氧化

钾，电极反应式为Oz+e—+K+=KO2。A.由分析可知，b电极为正极，氧气在钾离子作用下

得到电子发生还原反应生成超氧化钾，电极反应式为02+e-+K+=K02,故A错误；B.钾是

活泼金属，易与氧气反应，所以电池工作时，隔膜允许钾离子通过，不允许氧气通过，故B

正确；C.由分析可知，放电时，a电极为原电池的负极，b电极为正极，电流由正极b电

极沿导线流向负极a电极，故C正确；D.由得失电子数目守恒可知，用此电池电解氯化铜

3.9s1

溶液,理论上消耗3.9g钾时，阴极产生铜的质量为39g/molx64g/mol=3.2g,故D正确；

故选Ao

6.（2023•河南焦作•一模）磷酸铁锂（LiFePCU）电池因特别适于作动力方面的应用，故称作磷

酸铁锂动力电池。磷酸铁锂电池的内部结构如图所示，充电时总反应是C6

+LiFePO4=Lii-xFePO4+LixC6,下列说法中错误的是

A.LiFePCU作为电池的正极，与铝箔相连

B.聚合物隔膜将正、负极隔开，可使电子通过

C.放电时，正极反应式为Lii-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4

D.放电时，Li+从负极移向正极

【答案】B

【解析】充电时总反应是C6+LiFePO4=Lii.xFePO4+LixC6,放电时总反应是Lii-xFePO4+LixC6=

C6+LiFePO4,负极反应式为：LixC6-xe=C6+xLi+,正极反应式为LiiFeP04+xLi++xe-

=LiFePO4；A.由图及电极反应式分析可知，LiFePCU作为电池的正极，与铝箔相连，故A

正确；B.电池放电时为原电池，负极中的Li+通过聚合物隔膜向正极迁移，电子不能通过聚

合物隔膜，故B错误；C.由电池总反应可知，正极上LimFePCU得电子发生还原反应，所以

正极电极反应式为Lil一xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,故C正确；D.磷酸铁锂电池不含重金属

和稀有金属，是一种安全无毒无污染的绿色环保电池，故D正确；故答案选B。

7.（2023・安徽池州•模拟预测）我国科学家最近研发出一种新型纳米硅锂电池，可反复充电

充电

3万次，电池容量只衰减了不到10%。电池反应式为Lii-xTiCh+LixSiLiTiO2+Sio下列说

放电

法错误的是

A.电池放电时，Li+由N极移向M极

B.电池放电时，电池正极反应式为LiiJTiO2+xLi++xe=LiTiO2

C.精制的饱和食盐水通入阳极室

D.负极质量减轻7g时，理论上最多可制得40gNaOH

【答案】A

【解析】电池反应式为Li-TiCh+LixST黑•LiTiCh+Si,M极为负极，电极反应式为

+

LixSi-xe-=xLi+Si,N极为正极，电极反应式LHxTiC»2+xLi++xe-=LiTiO2,电解池中，左侧为

阳极，电极反应式为2Cl-2e=C12T，右侧电极为2H2O+2e-=H2f+2OH-。A.电池放电时，

阳离子向正极N移动，故A错误；B.电池放电时，N极为正极，电池正极反应式为

+

Lii.xTiO2+xLi+xe-=LiTiO2,故B正确；C.电解池中左侧电极为阳极，电极反应式为

2Cr-2e=Cl2T，故阳极室通入精制的饱和食盐水，故C正确；D.负极质量减轻7g时，转

7g

移电子;;一;--；xl=lmol,电解池中转移Imol电子生成ImolNaOH,即生成

7g/mol

1molx40g/mol=40g,故D正确；故选：A。

8.（2023・湖南•模拟预测）“四室电渗析法”可用来制备某些化工产品，原理如图所示，阳极

室中电解质溶液为稀硫酸，阴极室中电解质溶液为稀NaOH溶液。下列说法正确的是

A.阴极材料起导电作用，也可以换成铜、铁、铝锂等金属材料

B.若原料室加入浓Nai溶液，产品室每得到1molHI,阳极室溶液减少9g

C.该装置的优点之一为电解后在阴极一定可以得到较浓的氢氧化钠溶液

D.若原料室加入浓NaH2P02溶液，阳极室电解质溶液用H3PCh溶液代替稀硫酸，并撤去

阳极室与产品室间的阳膜，会更有利于制备H3P02

【答案】B

【解析】由电池装置图可知，该电池为电解池，左侧石墨电极为阳极，水失去电子生成氧气

和氢离子，右侧石墨电极为阴极，水得到电子生成氢气和氢氧根离子。A.铝会和NaOH反

应，锂会与水反应，不可以作阴极，A项错误；B.阳极电极反应：2H2O-4e-=O2f+4H+,产

品室得到Imolffl,则有Imol氢离子通过阳膜转移到产品室，即阳极转移Imol电子，生成

氧气8g同时转移氢离子1g,阳极室溶液减少9g,B项正确；C.阴极要得到浓的氧氧化钠

溶液，原料室加入的溶液必须为钠盐，C项错误；D.撤掉阳极与产品室的阳膜，H3P02或

H3PO；在阳极可能会失电子被氧化成P0：,不利于制备H3Po2,D项错误；故答案选B。

9.（2023•吉林吉林•模拟预测）利用如图HCOOH燃料电池装置，获得电能的同时还可以得

至IJKHCO3、K2S04O下列说法错误的是

A.通入O2的电极为电池正极

B.放电过程中需补充的物质X为H2s。4

C.负极电极反应式为HCOO-+2OH-2e=HCO3+H2O

D.每生成1molKHCO3,有1molK卡通过阳离子膜

【答案】D

【解析】A.燃料电池中燃料失电子作负极，氧气得电子作正极，A正确；B.由图示可知,

放电过程中正极有K2s04生成，因此需补充的物质X为H2so4,B正确；C.由图示可知，

负极HCOOH失电子生成HCC）3，负极电极反应式为：HCOO+2OH-2e=HCO3+H20,C

正确；D.每生成1molKHCO3,转移2moi电子，则有2moiK卡通过阳离子膜，D错误；

答案选D。

10.（2023•陕西・西安中学模拟预测）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如下图所示的

电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H20解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分

别向两极迁移。下列说法不正确的是

A.铅电极连接电源正极，发生氧化反应

B.阳极区，Bn是氧化剂，把乙二醛氧化成乙醛酸

C.双极膜中间层中的0H-在外电场作用下向石墨电极方向迁移

D.外电路中迁移2moi电子，理论上能制得2moi乙醛酸

【答案】A

【解析】A.乙二酸的分子式为C2H2O4,乙醛酸的分子式为C2H2O3,碳原子的化合价由乙

二酸的+3价变为乙醛酸的+2价，化合价降低得到电子发生还原反应，则铅电极与电源负极

相连，为电解池的阴极，A项错误；B.石墨电极为电解池的阳极，阳极失去电子化合价升

高，乙二醛的分子式为C2H2。2,碳原子的化合价为+1价，则Br2是氧化剂把乙二醛氧化成

乙醛酸，B项正确；C.阴离子向阳极移动，则氢氧根离子向石墨电极移动，C项正确；D.阴

+

极电极反应式为：C2H2O4+2e-+2H=C2H2O3+H2O,阳极的电极反应式：

C2H2O2-2e-+2OH-=C2H2O3+H2O,整个电路中电荷守恒，外电路中迁移2moi电子，阳

极上产生Imol的乙醛酸，阴极上产生Imol的乙醛酸，理论上能制得2moi乙醛酸，D项正

确；答案选A。

11.（2023・湖北•华中师大一附中模拟预测）利用硫酸铳溶液可通过离子交换膜组合工艺获得

下列说法中正确的是

A.交换膜a为阴离子交换膜

2++

B.阳极电极反应式为Mn+2e-+2H2O=MnO2+4H

C.阴极区若pH过低，则镐的产率降低，此时阴极副产物为H2

D.电解过程中，每有0.2NA个电子通过，可产生9.8gH2sO,

【答案】C

【解析】A.阳离子在溶液中向右移动，所以阳极产生的H+通过膜a进入中间室，故膜a

2+

为阳离子交换膜，A错误；B.由图可知左侧为阳极，Mn^MnO2,电极反应式为

2++

Mn-2e-+2H2O=MnO2+4H,B错误；C.阴极区若pH过低，即溶液中《可）过大，

则阴极可能发生反应2H++2片=凡］，则锦的产率降低，C正确；D.电解总反应为

由解

2MnSO4+2H2O===Mn+MnO2+2H2SO4＞所以电解过程中，每有。・2鼠个电子通过，可产

生9.8gH2so什D错误；故选C。

12.（2023•宁夏石嘴山•模拟预测）电渗析法是海水淡化的常用方法之一、一种利用微生物对

有机废水进行处理的电化学装置如图所示，该装置在废水处理的同时还可以进行海水淡化。

下列说法正确的是

A.该装置工作时，化学能转化为电能，M为正极

B.X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜

C.M极电极反应式为CH3CHO+1OOH--10e=2CO2?+7H2O

D.当有lmolNa+通过离子交换膜时，N极消耗的空气体积约为26.7L

【答案】B

【解析】A.由图可知，该装置为原电池，是将化学能转化为电能，电极N中氧气发生还原

反应，作正极；电极M甲醛发生氧化反应做负极；故A项错误；B.电极N中氧气发生还

原反应，电极反应式为502+20e-+10H20=200H;生成阴离子，故钠离子向N极移动，Y

为阳离子交换膜，电极M甲醛发生氧化反应，电极反应式为

+

CH3CHO+3H2O-10e=2CO2?+10H,X为阴离子交换膜，故B项正确；C.电极M甲醛发生

氧化反应，电极反应式为2cH3cHe)+6H2O-20e=4CO2T+20H+,故C项错误；D.N电极反

应式为5O2+20e+10H2O=200田,当有20moiNa+通过离子交换膜时，标准状况消耗氧气的体

积为5x22.4L/mol；标准状况，当有lmolNa+通过离子交换膜时，N极消耗的空气体积约为

5x5x卷x22.4=28L,选项无标准状况这一前提，故D项错误。故答案选B。

二、主观题(共3小题，共40分)

13.(2023・河北•磁县第二中学模拟预测)(14分)钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈

现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。

(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的正极电极反应式为：

(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图①所示的方案，其中焊接在铁闸门

上的固体材料R可以采用o

A.铜B.钠C.锌D.石墨

(3)图②所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的

__________极。

(4)钢铁的防护除了用电化学保护方法之外，在钢铁制品表面镀铜也可以有效地防止其腐蚀,

电镀的装置如图所示：

宜源电源

<s>-^=v

①电镀装置图的“直流电源”中，(填“a”或"b”)是正极。Fe电极反应式为；

②接通电源前，装置图中的铜、铁两个电极质量相等，电镀完成后，将两个电极取出，用水

小心冲洗干净、烘干，然后称量，二者质量之差为5.12g,由此计算电镀过程中电路中通过

电子的物质的量为。

③上述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀的

原因：。

【答案】(1)O2+2H2O+4e==4OH-

(2)C

(3)负

(4)①aCu2++2e=Cu②0.08mol③铁比铜活泼，铁与铜构成原电池的两个电极，

铁作负极，更易被腐蚀

【详解】(1)钢铁腐蚀的吸氧腐蚀，是金属吸收空气中的氧气发生的反应，正极得电子，

化合价降低，故吸氧腐蚀过程中的正极电极反应式为：O2+2H2O+4e==4OH-;

(2)图①所示的方案为牺牲阳极的阴极保护法，故添加的物质应该比铁更活泼，但钠易与

水发生剧烈反应，不安全，故焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用锌，答案选C；

(3)图②所示的方案是外加电源的阴极保护法，故铁闸门应该连接在直流电源的负极，做

阴极，答案为：负；

(4))①电镀时电源正极连接的电极为阳极，故a为正极；铁连接负极，故Fe电极发生的

电极反应为：Cu2++2e=Cu；②阳极溶解的铜的质量等于阴极上析出的铜的质量，故阳极溶

解的铜为2.56g,即0.04mol,故电镀过程中电路中通过的电子的物质的量为0.08mol；③

镀件镀层破损后，镀层金属与镀件金属在周围环境中形成原电池，活泼性较强的金属更容易

被腐蚀；故答案为：a；Cu2++2e=Cu；0.08mol；铁比铜活泼，铁与铜构成原电池的两个电

极，铁作负极，更易被腐蚀。

14.(2023•北京•模