2021届高考化学备考寒假突破训练：电化学基础（解析版）

电化学基础（原卷）

1.（2020•重庆西南大学附中月考）一种新型镒氢二次电池原理如

图所示。该电池以MnS04溶液为电解液，碳纤维与Pt/C分别为电极

充电

材料，电池的总反应为向2++240索普向02+2丁+上t。下

列说法错误的是

1

碳

充电

纤P

F

放

电

维C

Mn

2+H+

膜

隔Mn

A.充电时，碳纤维电极做阳极

B.充电时，碳纤维电极附近溶液的pH增大

C.放电时，电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极

D.放电时，正极反应式为Mn02+4H++2e-=Mn2++2H2。

2.（2020•西安联考）利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫

酸和绿色硝化剂弗。5,装置如图所示，下列说法正确的是

惰性

］。2惰性电极电极

50%

H2SO^

N2

H2sO4质子膜（•只允.°t5赢福水

许H+通过）水硝酸（阻止水溶液

分子通过）

甲乙

A.电极b反应式是0z+4e-+2H20=40H-

B.电解后乙装置d电极附近溶液的pH不变

C.c电极上的电极反应式为吊04—26一+乩0=弗05+2}{+

D.甲中每消耗1molS02,乙装置中有1molf通过隔膜

3.(2020•龙岩质检)高能锂离子电池总反应式为2Li+FeS=Fe

+Li?S,LiPF6«S0(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含银酸性废

水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法正确的是

LiPF6-

SO（CH3）2

碳棒阳离阴离镀银

子膜子膜铁棒

0.5mol•L-1l%NaCl含Ni2+、Cl-

NaOH溶液溶液酸性废水

ab

A.LiPF6・S0(CH3)2可用Li2S04水溶液代替

B.当转移1mole一时，b室离子数增加及个

C.该电池充电时阳极反应式为Fe+Li2s—2e-=FeS+2Li+

D.若去除图中阴离子膜，则电解反应总方程式发生改变

4.(2020•天津市红桥区一模)化学可以变废为宝，利用电解法

处理烟道气中的N0,将其转化为NHNO3的原理如下图所示，下列说

法错误的是

NH4NO3稀溶液

A.该电解池的阳极反应为

+

NO—3e-+2H20=N0r+4H

B.该电解池的电极材料为多孔石墨，目的是提高NO的利用率和

加快反应速率

C.用喇03的稀溶液代替水可以增强导电能力，有利于电解的

顺利进行

D.为使电解产物全部转化为NHN)3,需补充物质A为HNO3

5.验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化

的3%NaCl溶液)。

①②③

一段时间后滴人

K3［Fe(CN)6］溶液

在Fe表面生成蓝色沉

试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀

淀

下列说法不正确的是

A.对比②③，可以判定Zn保护了Fe

B.对比①②，K31Fe(CN)6］可能将Fe氧化

C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼

6.（2020•保定模拟）用以葡萄糖为燃料的生物燃料电池甲与盛

有足量硫酸铜溶液的装置乙相连,起始电路接入状况如图以电流强度

0.1A,通电10min后，将电池的正、负极互换接入，移动滑动变阻

器：以电强度0.2A,继续通电lOmin,结束实验。下列有关说法正

确的是

A.葡萄糖在装置甲的正极参加反应，氧气在负极参加反应

B.在该电池反应中，每消耗1mol氧气理论上能生成标准状况

下二氧化碳11.2L

C.电池工作20min时，乙装置电极析出固体和电极上产生气体

的质量比为2：1

D.电池工作15分钟时，乙装置中铜棒的质量与起始通电前相等

7.（2020•烟台、荷泽联考）已知过氧化氢在强碱性溶液中主要

以HOF存在。我国研究的Al—H2O2燃料电池可用于深海资源的勘查、

军事侦察等国防科技领域，装置示意图如下。下列说法错误的是

山（）2和NaOH的混合溶液

A.电池工作时，溶液中Of通过阴离子交换膜向Al极迁移

B.Ni极的电极反应式是H07+2e-+H20=30H一

C.电池工作结束后，电解质溶液的pH降低

D.A1电极质量减轻13.5g,电路中通过9.03X1023个电子

8.（2020•临沂二模）我国科学家发明了一种“可固氮”的锂-氮

二次电池，将可传递Li+的酸类作电解质，电池的总反应为6Li+

固氮

N2脱氮2Li3No下列说法正确的是

用电器

离子交换膜

J▲N2

钉

复

合。

电

极

酸类电解质

A.固氮时，锂电极发生还原反应

B.脱氮时，钉复合电极的电极反应2Li3N—6e-=6Li++N2t

C.固氮时，外电路中电子由钉复合电极流向锂电极

D.脱氮时，Li+向钉复合电极迁移

9.（2020•惠州一调）下图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究

的装置图，下列说法正确的是

KOH落液过量CuS＞溶液

甲池乙池

A.甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为：2cH30H+

302=2C02+4H20

B.乙池中的Ag不断溶解

C.反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量CU（OH）2

固体

D.当甲池中2801nL（标准状况下）。2参加反应时，乙池中理论上

可析出1.6g固体

10.（2020•德州模拟）高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上

以Nad。,为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是

A.上述装置中，f极为光伏电池的正极

B.阴极的电极反应为2H20—4e-=4H++02t

C.d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HC104

D.若转移2mol电子，理论上生成100.5gHC104

11.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误

的是

n

铁片电极《

海水士整驾

A.d为石墨，铁片腐蚀加快

B.d为石墨，石墨上电极反应为02+2H20+4e--40H-

C.d为锌块，铁片不易被腐蚀

D.d为锌块，铁片上电极反应为2H++2e--H2t

12.（2020•平顶山二调）某实验小组模拟光合作用，采用电解

COZ和H2O的方法制备CH3cH20H和th装置如图所示。下列说法不正确

的是

质子交换膜

A.钳极为阳极，发生氧化反应

B.电解过程中，H+由交换膜左侧向右侧迁移

+

C.阴极的电极反应式为2C02+12H+12e-=CH3CH20H+3H20

D.电路上转移2mol电子时钳极产生11.2L。2（标准状况）

13.某新型水系钠离子电池工作原理如图所示。TiOz光电极能使

电池在太阳光照下充电，充电时Na2s4还原为NazS。下列说法不正确

的是

暮

出

O

LK

A.充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能

B.放电时，a极为负极

C.M是阴离子交换膜

D.充电时，阳极的电极反应式为3「一2e—=n

14.（2020•黑龙江大庆中学模拟）世界水产养殖协会介绍了一种

利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其原理如图所示，电极3、

C2为惰性电极，下列说法正确的是

质字膜

A.G极上发生还原反应

B.Y为电源的负极

C.若有1molNOT被还原，则有1mol『通过质子膜迁移至阴

极区

D.若有机物为葡萄糖96&2。6）,则1mol葡萄糖被完全氧化时,

理论上电极流出20mole-

电化学基础（解析）

1.（2020•重庆西南大学附中月考）一种新型镒氢二次电池原理如

图所示。该电池以MnS04溶液为电解液，碳纤维与Pt/C分别为电极

充电

材料，电池的总反应为向2++2乩0诚看M11O2+2H++H21。下

列说法错误的是

碳

充电

纤

电

放

维

M♦

n2+1

隔

膜Mn

A.充电时，碳纤维电极做阳极

B.充电时，碳纤维电极附近溶液的pH增大

C.放电时，电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极

D.放电时，正极反应式为Mn02+4H++2e-=Mn2++2H2。

解析充电时是电解池，碳纤维表面Mr产发生氧化反应生成

2++

MnO2,电极反应为Mn+2H2O-2e-=MnO2+4H,则碳纤维电极做

阳极，附近溶液的pH减小，故A正确，B错误；放电时是原电池，

+2+

碳纤维为正极，电极反应式为Mn02+4H+2e-=Mn+2H20,Pt/C

为负极，则电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极，故C、D正确。

答案B

2.（2020•西安联考）利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫

酸和绿色硝化剂N2O5,装置如图所示，下列说法正确的是

wq—h————————Lx*---------——-------------—■—

k----[---------------------]]卜---------------------------卜------------

H2SO4质子膜（只允电。4+无隔膜硝酸水

许H嗡过）水硝酸（鹿赊溶液

甲乙

A.电极b反应式是02+4e-+2H20=40H-

B.电解后乙装置d电极附近溶液的pH不变

C.c电极上的电极反应式为用04—26一+乩0=弗（）5+211+

D.甲中每消耗1molS02,乙装置中有1molT通过隔膜

解析甲装置为原电池，b电极为正极，。2得电子结合父生成

+

水：02+4e-+4H=2H20,A错误；乙装置是一个电解池，均采用了

惰性电极，c极为阳极，发生氧化反应：N204-2e-+2HN03=2N205+

+

2H+,d极为阴极，发生的反应为：2H+2e-=H21,消耗的『与从

阳极区迁移过来的H+相等，故溶液的pH不变，B正确，C错误；依

-+

据电子转移数相同可知，a电极反应式:S02-2e+2H20=4H+SOt,

消耗1molSO2转移2mol电子，则乙装置中为了平衡电荷，有2moi

H+通过隔膜，D错误。选B。

答案B

3.（2020•龙岩质检）高能锂离子电池总反应式为2Li+FeS=Fe

+Li?S,LiPF6・S0（CH3）2为电解质，用该电池为电源电解含银酸性废

水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法正确的是

LiPF-

X6Y

SO（CH3）2

碳棒.阳离阴离.镀银

I子膜子膜■铁棒

0.5mol-L-1l%NaCl含Ni2+、Cl-

NaOH溶液溶液酸性废水

a

A.LiPF6・S0(CH3)2可用Li2S04水溶液代替

B.当转移1mole一时，b室离子数增加及个

C.该电池充电时阳极反应式为Fe+Li2s-2e-=FeS+2Li+

D.若去除图中阴离子膜，则电解反应总方程式发生改变

解析Li是活泼金属可与水反应，A不正确；当转移1mole-

时，b室中从a过来1molNa+,从b过来1molCl，离子数应该

增加2儿个，B不正确；该电池充电时阳极反应式是正极反应的逆反

应，C正确；若去除图中阴离子膜，则依然是阳极0H一失电子，阴极

银离子得电子，总方程式不会发生改变，D不正确。

答案C

4.(2020•天津市红桥区一模)化学可以变废为宝，利用电解法

处理烟道气中的N0,将其转化为NHNO3的原理如下图所示，下列说

法错误的是

NH4NO3稀溶液

A.该电解池的阳极反应为

+

N0-3e-+2H20=N0r+4H

B.该电解池的电极材料为多孔石墨，目的是提高NO的利用率和

加快反应速率

C.用NHNOs的稀溶液代替水可以增强导电能力，有利于电解的

顺利进行

D.为使电解产物全部转化为NHN03,需补充物质A为HNO3

解析根据装置图可知：在阳极NO失去电子，被氧化产生NOT：

-+

NO-3e+2H2O=NO；+4H；在阴极NO被还原产生NH；,电极反应式

-+

^/N0+5e+6H=NH；+H20,总反应方程式为8NO+7H2O^^3NH4NO3

+2HNO3,为使电解产物全部转化为NH4NO3,要适当补充NB,A正确，

D错误；多孔石墨电极表面积大，吸附力强，因此可提高NO的利用

率和加快反应速率，B正确；NH4NO3的稀溶液导电能力比水强，因此

用NH4NO3稀溶液代替水有利于电解的顺利进行，C正确。故选D。

答案D

5.验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化

下列说法不正确的是

A.对比②③，可以判定Zn保护了Fe

B.对比①②，K3[Fe(CN)61可能将Fe氧化

C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼

2+

解析K31Fe(CN)6]可将单质铁氧化为Fe,Fe?+与K3[Fe(CN)6]

生成蓝色沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D错；实验

②中加入K3[Fe(CN”],溶液无变化，说明溶液中没有Fe?+；实验③

中加入K31Fe(CN)6]生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe?+,A对；对比①

②可知，①中K3[Fe(CN”]可将Fe氧化成Fe?+,Fe?+再与MFeGN”]

反应生成蓝色沉淀，B对；由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可

以用②③做对比实验，C对。

答案D

6.(2020•保定模拟)用以葡萄糖为燃料的生物燃料电池甲与盛

有足量硫酸铜溶液的装置乙相连,起始电路接入状况如图以电流强度

0.1A,通电10min后，将电池的正、负极互换接入，移动滑动变阻

器：以电强度0.2A,继续通电10min,结束实验。下列有关说法正

确的是

A.葡萄糖在装置甲的正极参加反应，氧气在负极参加反应

B.在该电池反应中，每消耗1mol氧气理论上能生成标准状况

下二氧化碳11.2L

C.电池工作20min时，乙装置电极析出固体和电极上产生气体

的质量比为2：1

D.电池工作15分钟时，乙装置中铜棒的质量与起始通电前相等

解析甲装置中负极是葡萄糖失电子，电极反应为C6Hl2。6+6庆0

-24e-=6C02f+24H+；正极是氧气得电子，电极反应式为602+24H

+

4-24e-==12H20,则每消耗1mol氧气理论上能生成1mol二氧化

碳，标准状况下体积为22.4L；乙装置中碳棒连接负极作为阴极，

铜棒连接正极作为阳极，硫酸铜溶液为电解质溶液，相当于在碳棒上

镀铜。电池工作20min时，乙装置电极析出固体发生的电极反应为

2+

Cu+2e-=Cu,电极上产生气体的电极反应为2H20+4e-=02+4H

十,根据电量后者为前者的两倍可知，则质量比为64g/molXlmol：

32g/molX2mol=l：1；电池工作15分钟时，乙装置中正负极互换

所经过电量相等，前10分钟铜失电子减少的质量与后5分钟铜离子

得电子产生铜时质量增加相等。

答案D

7.（2020•烟台、荷泽联考）已知过氧化氢在强碱性溶液中主要

以H0『存在。我国研究的Al—H2（）2燃料电池可用于深海资源的勘查、

军事侦察等国防科技领域，装置示意图如下。下列说法错误的是

凡。2和NaOH的混合溶液

A.电池工作时，溶液中0H-通过阴离子交换膜向A1极迁移

B.Ni极的电极反应式是H07+2e-+H20=30ir

C.电池工作结束后，电解质溶液的pH降低

D.Al电极质量减轻13.5g,电路中通过9.03X1023个电子

解析A1作负极，可推知0旷（阴离子）穿过阴离子交换膜，往

A1电极移动，A正确；Ni为正极，因而电极附近氧化性较强的氧化

剂得电子，又已知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO『存在，可知nor

得电子变为0H,电极反应式是HO『+2e-+H2O=3OH，B正确；A1

电极反应式为Al-3e-+40H-=A10；+2H20,Ni极的电极反应式是

---

HOr+2e+H2O=3OH,总反应为2A1+3HO；=2A1O7+H20+OH,

显然电池工作结束后，电解质溶液的pH升高，C错误；A1电极质量

减轻13.5g,即Al消耗了0.5mol,因而转移电子数为0.5X3%=

9.03X1023,D正确。故选C。

答案C

8.（2020•临沂二模）我国科学家发明了一种“可固氮”的锂-氮

二次电池，将可传递Li+的酸类作电解质，电池的总反应为6Li+

固氮

N2▼脱氮2Li3No下列说法正确的是

用电器

离子交换膜

j竭LN2

钉G

复

合0

电

极2

\/

醒类电解质

A.固氮时，锂电极发生还原反应

B.脱氮时，钉复合电极的电极反应2Li3N—6e-=6Li++N2t

C.固氮时，外电路中电子由钉复合电极流向锂电极

D.脱氮时，Li+向钉复合电极迁移

解析固氮时，锂电极失电子发生氧化反应，故A错误；脱氮时,

钉复合电极的电极反应为正极反应的逆反应：2Li3N-6e-=6Li++

N2f,故B正确；固氮时，外电路中电子由锂电极流向钉复合电极，

故C错误；脱氮时，Li+向锂电极迁移，故D错误。选B。

答案B

9.（2020•惠州一调）下图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究

的装置图，下列说法正确的是

KOH落液过量CuS＞溶液

甲池乙池

A.甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为：2CH30H+

302=2C02+4H20

B.乙池中的Ag不断溶解

C.反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量CU（0H）2

固体

D.当甲池中2801nL（标准状况下）。2参加反应时，乙池中理论上

可析出1.6g固体

解析甲池为燃料电池，电解质为K0H,C02与K0H反应生成K2c

因此总反应式为2cH30H+302+4K0H=2K2co3+6H2O,故A错误；甲池

中通甲醇一极为负极，Ag与甲池的负极相连为阴极，反应式为Cu2+

+2e-=Cu,质量增重，故B错误；乙池中电解后生成硫酸、铜和氧

气，要想复原，需要加入CuO,故C错误；建立。2〜4e一〜2Cu,氧气

280X10-3L

的物质的量为今。）T-------7^1=0.0125mol,/z7（Cu）=0.0125mol

乙乙.4L,mol

X2X64g・molT=1.6g,D正确。

答案D

10.（2020•德州模拟）高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上

以NaClO,为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是

♦1~~7r

;离子交换膜b

A.上述装置中，f极为光伏电池的正极

B.阴极的电极反应为2H20—4e-=4H++02t

C.d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HC104

D.若转移2mol电子，理论上生成100.5gHC104

解析电解池中阳离子向阴极移动，即d极为阴极，f为电源的

负极，A错误；阴极上阳离子得到电子发生还原反应，B错误；阳极

的电极反应为240—46一=411++023阴极电极反应为：4H20+4e-

=40H-+2H21,可知是电解水的过程，即在阳极水失去电子，所以

在阳极得到高氯酸的浓溶液，在阴极得到浓的NaOH溶液，C正确；

根据阴极电极方程式可知，转移2mol电子时，生成HCIO42mol,

理论上生成HCIO4201g,D错误。选C。

答案C

11.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误

的是

A.d为石墨，铁片腐蚀加快

B.d为石墨，石墨上电极反应为02+2H20+4e--40联

C.d为锌块，铁片不易被腐蚀

D.d为锌块，铁片上电极反应为2H++2e「一H2t

解析A.由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原

电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe?+进入溶液，溶解在海水

中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率

快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，

石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为02+2H20+4e--

-40H，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe,Zn为

原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护，铁片

不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是

吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为02+2Hz0+4e--40H,错误。

答案D

12.（2020•平顶山二调）某实验小组模拟光合作用，采用电解

CO?和H20的方法制备CH3cH20H和装置如图所示。下列说法不正确

的是

质子交换膜

A.的极为阳极，发生氧化反应

B.电解过程中，H+由交换膜左侧向右侧迁移