通关练09 重温“两池”原理及应用（解析版）

通关练09重温“两池”原理及应用目录01挑战题型·查知识漏洞【题型一】新型一次电池装置分析【题型二】新型可充电池装置分析【题型三】新型燃料电池装置分析【题型四】新型电解装置分析 【题型五】桥膜式电化学装置分析【题型六】串联组合式电化学装置分析【题型七】金属腐蚀型原电池装置分析【题型八】金属防护型电化学装置分析【题型九】守恒法在电化学计算中应用02回顾教材·补知识漏洞03知识通关·限时演练【题型一】新型一次电池装置分析1．（23-24高三·河南南阳）电池可用于治疗某些心律失常所致的心脏起搏器的驱动。该电池的工作原理示意图如图所示：

下列说法错误的是A．负极材料为，发生氧化反应B．正极反应式为C．有助于电池内部的导电D．电池工作时向电极移动【答案】B【解析】A．负极材料为，锂失电子发生氧化反应，故A正确；B．正极发生还原反应，根据图示，正极反应式为，故B错误；C．有助于电池内部的导电，故C正确；D．电池工作时，阴离子向负极移动，向电极移动，故D正确；选B。2．（2023·云南曲靖·二模）实验室模拟工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸(HOOC-CHO)，原理如下图1所示，该装置中M、N均为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。直流电源可用普通锌锰干电池，简图如下图2所示，该电池工作时的总反应为Zn+2+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O。下列说法正确的是A．干电池提供电流很弱时，可接入电源充电后再使用B．以干电池为电源进行粗铜电解精炼时，金属锌质量减少6.5g时，理论上精炼池阳极质量减少6.4gC．N电极上的电极反应式：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2OD．若有2molH+通过质子交换膜并完全参与反应，则电解生成的乙醛酸为1mol【答案】C【分析】电解池中阳离子向阴极移动，“双极室成对电解法”装置中根据H+​的移向可判断M电极是阳极，而N电极是阴极；根据Zn+2+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O，判断得出Zn​失去电子发生氧化反应，该电极为负极，石墨电极上二氧化锰得到电子发生还原反应，该电极为正极，以此解题。【解析】A．干电池属于一次电池，发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后，不能再使用，故A错误B．金属锌质量减少6.5g，即减少0.1molZn，转移0.2mol电子，而电解精炼铜时，阳极上金属铜和比铜活泼的金属杂质都失去电子，则消耗的Cu不是0.1mol，阳极质量减少不一定是6.4g，故B错误；C．N电极为阴极，发生还原反应，即HOOC−COOH​得电子生成HOOC−CHO​，电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O​，故C正确；D．根据电解池的总反应OHC-CHO+HOOC-COOH=2HOOC-CHO可推知，若有2molH+通过质子交换膜并完全参与反应时，电路中有2mole-发生转移，可生成2mol乙醛酸，故D错误；答案选C。【题型二】新型可充电池装置分析3．（2024·河北·一模）近日，复旦大学研究团队成功研发双离子钠电池，实现秒充80％、极低温-70℃使用。其电池结构如图所示。该电池的负极材料为人造石墨(AG)，正极材料为聚三苯胺(PTPAn)。在充、放电过程中，-溶剂复合物(-Slovent)在人造石墨电极嵌入和脱嵌，同时阴离子()在聚三苯胺电极嵌入和脱嵌。下列说法正确的是A．电池充电时，B．电池放电时，阴阳离子同时参与电极反应，有利于提高电池工作效率C．电池充电时，聚三苯胺为阴极，-溶剂复合物得电子后嵌入阴极D．由于未使用稀缺锂元素，量产后的钠离子电池生产成本一定比锂离子电池的高【答案】B【分析】放电时，负极材料为人造石墨(AG)，正极材料为聚三苯胺(PTPAn)，放电过程中，-溶剂复合物(-Slovent)在人造石墨电极脱嵌，阴离子()在聚三苯胺电极脱嵌；充电时-溶剂复合物(-Slovent)嵌入人造石墨电极，阴离子()嵌入聚三苯胺电极，据此分析解答。【解析】A．双离子钠电池中，人造石墨为电池负极材料，充电时-溶剂复合物获得电子嵌入人造石墨电极，A错误；B．双离子钠电池中，阴阳离子同时参与电极反应，使得电池能量密度更大，使用效率更高，B正确；C．电池充电时，聚三苯胺为阳极，阴离子在聚三苯胺电极嵌入，-溶剂复合物在阴极得电子后嵌入，C错误；D．由于锂比较稀缺，量产后钠离子电池成本比锂离子电池成本可能更低，D错误；故选：B。4．（2024·广东韶关·二模）锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一，如图为碱性锌铁液流电池放电时的工作原理示意图，以和作为电极氧化还原产物。已知：聚苯并咪唑（PBI）膜允许离子通过。下列说法正确的是A．充电时，惰性电极连接电源的负极B．放电过程中，当有2mol电子转移时，负极区电解液增重65gC．充电过程中，总反应为：D．充电过程中，惰性电极区的溶液pH逐渐增大【答案】D【分析】由图可知，Zn失去电子生成，则Zn作负极，电极反应式：Zn−2e−+4OH−=，惰性电极为正极，得电子生成，电极反应式：，据此回答。【解析】A．充电时，惰性电极作阳极，连接电源的正极，A错误；B．放电过程中，根据分析可知，转移2mol电子时溶解1molZn，同时溶液中的OH-透过聚苯并咪唑(PBI)膜向阴极移动，则负极区电解液增重大于65g，B错误；C．充电过程中，总反应为：，C错误；D．充电过程中，阴极区的OH-透过聚苯并咪唑(PBI)膜向阳极（惰性电极）移动，OH-的浓度增大，惰性电极区的溶液pH逐渐增大，D正确；故选D。【题型三】新型燃料电池装置分析5．（2024·江西·一模）氯碱工业是一种高耗能产业，一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能30%以上，下图是该工艺图示(电极未标出)，下列说法正确的是A．右池为电解池，Y为H2B．通入空气的电极反应式为：C．a>b>cD．两池的钠离子均从左往右侧移动【答案】D【分析】由题可知，右池中通入空气和Y，空气作氧化剂，且整个装置是原电池和电解池组合的装置，右池中能自发的进行氧化还原反应，所以右池是原电池，左池是电解池；燃料电池中右侧通入空气一极中氧气发生还原反应为正极，左侧一极为负极；电解池中左侧氯化钠溶液浓度降低，则氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，为阳极，右侧为阴极；【解析】A．右池中能自发的进行氧化还原反应，所以右池是原电池，故A错误；B．通入空气一极中氧气发生还原反应为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误；C．右池是原电池，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，导致正极区域氢氧化钠浓度增大，所以c>a，故C错误；D．原电池中溶液阳离子往正极移动，电解池中阳离子往阴极移动。题中原电池右侧为正极，所以钠离子从左往右侧移动；电解池中右侧为阴极，所以钠离子从左往右侧移动，故D正确。故选D。6．（23-24高三上·浙江·开学考试）有科学家研究用姜黄素(姜黄中的物质)和金纳米粒子结合制造出新型纳米复合材料作为电极A的材料，得到更安全、更高效的乙醇燃料电池。下列说法不正确的是

A．石墨电极为正极，发生还原反应B．电极A的电极反应：C．加入可使电池持续大电流放电D．放电时，阳离子向电极A移动【答案】D【分析】根据图示，右侧石墨电极上的转化为NO，N的化合价降低，发生还原反应，石墨电极为正极，则左侧电极A为负极。【解析】A．石墨电极上的转化为NO，N的化合价降低，发生还原反应，A不符合题意；B．由图知，电极A上乙醇失去电子被氧化为二氧化碳，再根据电荷守恒和原子守恒可确定对应的电极反应为：，B不符合题意；C．NO可看作催化剂，则的加入有利于石墨电极的电子流动，可使电池持续大电流放电，C不符合题意；D．放电时，电极A产生的阳离子透过质子交换膜向右侧的石墨电极移动，D符合题意；故选D。【题型四】新型电解装置分析7．（2024·福建莆田·二模）某双离子电池如下图所示。该电池以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极，以室温离子液体为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时，PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是A．放电时，PCT电极是负极B．脱离电极时，电池处于充电过程C．PCT完全反应，理论上嵌入石墨电极D．放电时，石墨电极发生反应【答案】B【解析】A．充电时，PCT电极发生还原反应，放电时，PCT电极发生氧化反应，是负极，A正确；B．充电时，PCT电极为阴极，阳离子向阴极移动，向电极移动，B错误；C．由反应可知，完全反应时，中有4个-CO-可以得到4个电子，2C22H10O4+4e-=2C22H10O，PCT完全反应，转移2mol电子，理论上嵌入石墨电极，C正确；

D．放电时，石墨电极发生还原反应，从电极中脱出，反应式为：，D正确；故选B。8．（2024·河南·二模）最近，科学家开发一种宽温域的锂离子电池，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是A．X极电势高于Y极电势B．放电时，X极电极反应式为C．充电时，电极Y与电源负极连接D．充电时，每生成1.4gLi时理论上转移电子数约为【答案】B【分析】观察图示利用活泼金属作负极可知，放电时：电极X为正极，电极Y为负极；【解析】A．根据分析且电池中正极电势高于负极电势，电势：电极X高于电极Y，A项正确；B．放电时，X极是正极，得电子，发生还原反应，电极反应式为：Li3V2(PO4)3＋2e－＋2Li＋＝Li5V2(PO4)3，B项错误；C．充电时，电极Y为阴极，阴极与电源负极连接，C项正确；D．阴极反应式为Li＋＋e－＝Li，n(Li)==0.2mol，转移n(e－)=0.2mol，转移电子数目约为1.204×1023，D项正确。故答案选B。【题型五】桥膜式电化学装置分析9．（2024·江苏南通·二模）一种电解装置如图所示，电解时从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是A．左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ”B．右室发生的电极反应为C．“转化Ⅱ”发生的反应为D．“转化Ⅰ”生成1mol，理论上电路中通过：3mol【答案】C【分析】根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，阳极反应：，阴极反应：，阳极生成具有强氧化性，阴极生成具有还原性，“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现，“转化II”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，。【解析】A．根据分析，“转化Ⅰ”为氧化反应，应加入氧化剂，左室电解液含，右室电解液含，所以实现“转化Ⅰ”需右室电解获得电解液，A错误；B．根据分析，右室发生的电极反应：，B错误；C．“转化II”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，，C正确；D．“转化Ⅰ”为，根据得失电子守恒，生成1mol理论上电路中通过：6mol，D错误；答案选C。10．（22-23高三上·黑龙江）关于如图装置的说法中正确的是A．该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于电解池B．盐桥的存在使内电路离子流动不畅，因此灯泡忽明忽暗C．相比于单池单液原电池，该装置电流更持续和稳定D．盐桥中K+向左侧烧杯移动，因为左侧是负极区【答案】C【解析】A．由图中所示可知，该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于原电池，A错误；B．盐桥内的K+和Cl-可以自由移动，故盐桥的存在使内电路离子流动顺畅，因此灯泡不会出现忽明忽暗的现象，B错误；C．相比于单池单液原电池，该装置使用了盐桥能够有效防止锌和硫酸铜直接接触而发生反应，这样电流更持续和稳定，C正确；D．在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故盐桥中K+向右侧烧杯移动，因为右侧是正极区，D错误；故答案为：C。11．（2024·四川资阳·二模）铬酸钠主要用于有机合成氧化剂、印染等，现以铅蓄电池为电源，用电渗析法分离回收混合物浆液中的。装置如图所示，下列对分离过程的相关判断错误的是A．混合物浆液中穿过阴离子膜进入乙池B．电极a连接铅蓄电池负极，甲池中NaOH浓度逐渐增大C．铅蓄电池的正极反应为：D．若电路中通过0.2mole⁻，理论上铅蓄电池负极增重30.3g【答案】D【解析】A．从图中信息可以判断，穿过阴离子膜进入乙池，惰性电极b为阳极，A正确；B．惰性电极A为电解池的阴极，与铅蓄电池负极相连，电极反应式为：，甲池中NaOH浓度逐渐增大，B正确；C．铅蓄电池的正极材料为二氧化铅，发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：，C正确；D．铅蓄电池负极反应为：，电路中通过0.2mole⁻，理论上负极增加点质量为0.1mol的质量，为9.6g，D错误；故选D。【题型六】串联组合式电化学装置分析12．（2024·云南曲靖·一模）镁―空气中性燃料电池是一种能被海水激活的电池，其能量比干电池高20~50倍。实验小组以该燃料电池为电源制备，工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是A．工作时，乙池可能产生导致光化学污染的气体B．石墨电极Ⅱ增重239g时，外电路中流过2mol电子C．工作时，电源的正极反应式为D．采用多孔电极有利于增大接触面积便于氧气扩散【答案】B【分析】由图可知，左池为镁—空气中性燃料电池，右池为电解池，镁电极为燃料电池的负极，多孔电极为正极，与正极相连的石墨Ⅰ电极为电解池的阳极，与负极相连的石墨Ⅱ电极为电解池的阴极。【解析】A．工作时，乙池中可能有硝酸根离子得到电子会生成氮的氧化物，会导致光化学污染，A正确；B．工作时，Pb2+在石墨Ⅰ电极上失去电子，生成PbO2等，电极反应式为Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+，则石墨电极Ⅰ增重239g时，外电路中流过2mol电子，B错误；C．由分析可知，工作时富氧空气中氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为，C正确；D．采用多孔电极增大了富氧空气中氧气与电极的接触面积，有利于增大氧气扩散，D正确；故选B。13．（2024·四川成都·二模）为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰、碳中和的重大战略部署，某研究团队设计了以下装置，用和反应提供电能，电解制取，实现资源化利用。下列说法正确的是A．电极应通入电极应通入B．外电路电子的流向为：C．参与的电极反应式：D．电解一段时间后，B装置左池中溶液浓度降低【答案】D【分析】根据用和反应提供电能，电解制取可知A为原电池，B为电解池。B池中制取，为氧化剂，得到电子被还原为HCOO-，Sn片为电解池的阴极，Pt片为阳极；A中a为负极，b为正极。【解析】A．和反应提供电能时为还原剂，通入负极，氧气为氧化剂，通入正极，故电极应通入电极应通入，A错误；B．电池中电子从负极流出，流入正极，电解池中电子从阳极流出，流入阴极，故外电路电子的流向为：，B错误；C．在负极失电子发生氧化反应，极反应式：，C错误；D．电解时，在阴极上CO2得到电子被还原为HCOO-，则阴极的电极反应式为：；在阳极上H2O电离产生的OH-失去电子被氧化为O2，阳极的电极反应式为：，生成的H+与反应产生CO2气体逸出，导致的浓度降低，同时部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区，因此电解一段时间后，左池中KHCO3溶液浓度降低，D正确；故答案为：D。【题型七】金属腐蚀型原电池装置分析14．（2024·广东广州·二模）航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是A．舰艇腐蚀是因为形成了电解池 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀【答案】D【分析】由图可知，该腐蚀过程是因为形成了原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e→Fe2+，Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此作答。【解析】A．舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，故A错误；B．海水中含有电解质浓度大，腐蚀速度快，故乙为海水环境下的腐蚀情况，甲为淡水环境下的腐蚀情况，故B错误；C．Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C错误；D．焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，故D正确；故选：D。15．（2024·四川·一模）硫酸盐还原菌()会腐蚀许多金属及合金。模拟诱导腐蚀碳素钢发生厌氧电化学腐蚀实验，实验后发现碳素钢表面覆盖物成分是硫化物(主要含)，腐蚀机理如图所示。下列说法正确的是A．碳素钢厌氧腐蚀过程中做还原剂B．温度越高，诱导碳素钢厌氧腐蚀速率越快C．碳作负极，电极反应为：D．该实验生成的总反应：【答案】D【解析】A．氢原子将+6价的硫酸根离子还原为-2价的硫离子，SRB不做还原剂，A错误；B．温度超过一定范围，硫酸盐还原菌(SRB)活性下降，速率减慢，B错误；C．碳作正极，电极反应为：H++e−=H，C错误；D．根据示意图可知，总反应的化学方程式为，D正确；故选D。【题型八】金属防护型电化学装置分析16．（2024·广东梅州·一模）城镇地面下埋有纵横交错的金属管道，在潮湿的土壤中易腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计了如图所示的装置。下列说法正确的是A．钢铁输水管作为负极B．金属镁是作为牺牲阳极材料C．该装置只有一条电线，没有构成闭合回路D．这种防腐蚀的方法称为外加电流法【答案】B【分析】钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。【解析】A．该方法属于牺牲阳极的阴极保护法，其中镁作为负极，钢铁输水管是正极，A错误；B．金属镁是作为牺牲阳极材料，B正确；C．该装置接地，故已经构成了闭合回路，C错误；D．这种方法是牺牲阳极的阴极保护法，D错误；故选B。17．（23-24高三上·浙江舟山·阶段练习）某学习小组按下图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是A．若b为正极，K连接A时，铁棒防腐的方式称为牺牲阳极的阴极保护法B．相同条件下，若X为食盐水，K分别连接B、C时前者铁棒的腐蚀速度更慢C．若X为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多，腐蚀最严重的位置则是FD．若在X溶液中预先加入适量的K4[Fe(CN)6]溶液，可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果【答案】C【分析】K连接A时，可形成外加电流阴极保护法，被保护金属Fe应作为阴极；K连接B时，Fe作为负极，被腐蚀；K连接C时，形成牺牲阳极的阴极保护法，即牺牲Zn，保护Fe，据此解答。【解析】A．牺牲阳极的阴极保护法原理为原电池，无外加电流；若b为正极，K连接A时，铁棒成为电解池的阳极，加速腐蚀速率，A错误；B．K连接B时，Fe作为负极，被腐蚀；K连接C时，Zn作负极，Fe作正极，即牺牲Zn，保护Fe，所以后者铁棒的腐蚀速度更慢，B错误；C．此时F位置腐蚀最严重，但Fe不是变成铁锈，E点(界面处)氧气浓度较大，生成的OH-浓度最大，而Fe(OH)2经氧化才形成铁锈，所以是E点铁锈最多，C正确；D．Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀，通过观察沉淀量的多少判断铁棒腐蚀或防腐的效果，应加K3[Fe(CN)6]溶液，不是K4[Fe(CN)6]溶液，D错误；故选C。【题型九】守恒法在电化学计算中应用18．（23-24高三上·贵州贵阳·阶段练习）空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化。某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图所示，下列说法正确的是A．a膜为阴离子交换膜B．乙池中阴极的电极反应式为C．当浓缩室得到的盐酸时，M室溶液的质量变化为(溶液体积变化忽略不计)D．标况下，若甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为【答案】C【分析】由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池；甲中通入一氧化氮的电极为负极，通入氧气的电极为正极；乙池中通入二氧化硫的电极连为电解池的阳极，水分子作用二氧化硫在阳极上失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，通入一氧化氮的电极为阳极，酸性条件下一氧化氮在阴极上得到电子发生还原反应生成铵根离子和水；丙池中，左侧电极为电解池的阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过阳离子交换膜a膜进入浓缩室，右侧电极为阴极，镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍，N室中氯离子通过阴离子交换膜b膜进入浓缩室，最终在浓缩室得到较浓的盐酸。【解析】A．由分析可知，a膜为阳离子交换膜，故A错误；B．由分析可知，乙池中通入一氧化氮的电极为阳极，酸性条件下一氧化氮在阴极上得到电子发生还原反应生成铵根离子和水，电极反应式为，故B错误；C．当浓缩室得到4L0.6mol/L盐酸时，从M室通过阳离子交换膜a膜进入浓缩室的氢离子物质的量为(0.6mol/L—0.1mol/L)×4L=2mol/L，则M室消耗水的质量为2mol/L××18g/mol=18g，故C正确；D．由得失电子数目守恒可知，标况下，若甲池有11.2L氧气参加反应时，乙池中处理废气的体积为(×2+×)×22.4L/mol=31.36L，故D错误；故选C。19．（23-24高三上·安徽·阶段练习）制造尼龙—66的原料己二腈[]在工业上用量很大，传统上以乙炔和甲醛为原料需经过很长路线才能合成己二腈，现一般改用电合成法先以丙烯为原料制备丙烯腈()，再用丙烯腈电解合成己二腈。某研究小组利用如图所示两个甲烷燃料电池串联后作为电源电合成己二腈，下列有关说法不正确的是A．当电路中转移1mol时，阳极室溶液质量减少9gB．离子交换膜应选用阳离子交换膜C．若每个电池甲烷通入量为5.6L(标准状况)且反应完全，则理论上最多能获得2mol的D．与传统有机合成相比，电有机合成法反应条件温和、反应试剂纯净且生产效率高【答案】C【解析】A．阳极的电极反应式为：，当电路中转移1mol时，生成8g从溶液中逸出，同时有1mol通过离子交换膜向阴极室迁移，所以阳极室溶液质量共减少9g，故A正确；B．阳极室产生，阴极电极反应式为：，消耗，应选用阳离子交换膜使通过离子交换膜由阳极室向阴极室迁移，故B正确；C．通入甲烷一极的电极反应式为：，石墨电极b上的电极反应式为：，每个电池甲烷通入量为5.6L(标准状况)且反应完全，则电路中转移电子为2mol，理论上最多能获得1mol的，故C错误；D．根据题意，与传统有机合成相比，电有机合成法反应条件温和、反应试剂纯净且生产效率高，故D正确；选C。1．原电池正极和负极的5种判定方法2．微粒流向(1)电子流向：负极→正极(电流的方向正好相反)。[注意]电子沿导线传递但不能通过电解质溶液。(2)离子流向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。3．盐桥式原电池①导电：盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路②平衡电荷：使由它连接的两溶液保持电中性，使电池能持续提供电流③隔离：相互反应的电极和溶液通过盐桥隔离开4．二次电池（1）放电时为原电池，电极属性为正负极；充电时为电解池，电极属性为阴阳极（2）阳极连正极，阴极连负极，电极反应和电极反应式相反，充放电时电极互变①充电时，阳极变成正极，阴极变成负极②放电时，正极变成阳极，负极变成阴极（3）铅蓄电池：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O①负极反应：Pb+SO42－－2e－PbSO4②正极反应：PbO2+4H++SO42－+2e－PbSO4+2H2O③阳极反应：PbSO4+2H2O－2e－PbO2+4H++SO42－④阴极反应：PbSO4+2e－Pb+SO42－（4）钴酸锂电池：LixC6+Li1－xCoO2C6+LiCoO2①负极反应：LixC6－xe－C6+xLi+②正极反应：Li1－xCoO2+xLi+LiCoO2－xe－③阳极反应：LiCoO2－xe－Li1－xCoO2+xLi+④阴极反应：C6+xLi++xe－LixC6（5）LaNi5H6+6NiOOHLaNi5+6Ni(OH)2（储氢合金和储氢物质中各元素的化合价均为0价）①负极反应：LaNi5H6－6e－+6OH－LaNi5+6H2O②正极反应：6NiOOH+6e－6Ni（OH）2+6OH－③阳极反应：6Ni（OH）2+6OH－－6e－6NiOOH+6H2O④阴极反应：LaNi5+6H2O+6e－LaNi5H6+6OH－5．燃料电池（1）氧气在正极上的反应式环境氧气氮气酸性环境4H++O2+4e－2H2ON2+6e－+8H+2NH4+碱性环境2H2O+O2+4e－4OH－N2+6e－+6H+2NH3中性环境2H2O+O2+4e－4OH－N2+6e－+6H+2NH3熔融氧化物O2+4e－2O2－N2+6e－2N3－有CO2存在O2+4e－+2CO22CO32－（2）燃料电池的负极反应式环境甲烷氢气酸性环境CH4+2H2O－8e－CO2+8H+H2－2e－2H+碱性环境CH4+10OH－－8e－CO32－+7H2OH2－2e－+2OH－2H2O熔融碳酸盐CH4+4CO32－－8e－5CO2↑+2H2OH2－2e－+CO32－H2O+CO2↑碳酸盐溶液CH4+9CO32－－8e－+3H2O10HCO3－H2－2e－+CO32－H2O+CO2↑熔融氧化物CH4+5O2－－8e－CO32－+2H2OH2－2e－+O2－2H2O环境甲醇肼酸性环境CH3OH+H2O－6e－CO2↑+6H+N2H4－4e－N2↑+4H+碱性环境CH3OH+8OH－－6e－CO32－+6H2ON2H4－4e－+4OH－N2↑+4H2O熔融碳酸盐CH3OH－6e－+3CO32－4CO2↑+2H2O碳酸盐溶液CH3OH+7CO32－－6e－+2H2O8HCO3－熔融氧化物CH3OH+4O2－－6e－CO32－+2H2ON2H4－4e－+2O2－N2↑+2H2O6．电解池的工作原理（1）电极反应①阳极：连原电池的正极，发生氧化反应②阴极：连原电池的负极，发生还原反应（2）三个“流向”①电子流向：阳极eq\o(→,\s\up7(外电路))阴极②电流流向：阴极eq\o(→,\s\up7(外电路))阳极eq\o(→,\s\up7(内电路))阴极③离子流向：阳离子→阴极；阴离子→阳极（3）电势高低①原电池：正极＞负极②电解池：阴极＞阳极7．电极按性质分类（1）惰性电极：由Pt（铂）、Au（金）、C（石墨）组成的电极（2）活泼电极：除了Pt、Au以外的其他金属电极8．阴阳两极上放电顺序（1）阴极（与电极材料无关）：氧化性强的微粒先放电，放电顺序：（2）阳极（与电极材料有关）：①若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。②若是惰性电极作阳极，放电顺序为：（3）三注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag+＞Cu2+＞H+。③电解水溶液时，K+～Al3+不可能在阴极放电。9．离子交换膜在电解池中的作用（1）隔离：将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触①防止副反应发生，避免影响所制取产品的质量②防止副反应发生，避免引发不安全因素（如爆炸）（2）通透：能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用（3）实例：氯碱工业中阳离子交换膜的作用①平衡电荷，形成闭合回路；②防止Cl2和H2混合而引起爆炸；③避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量；④避免Cl－进入阴极区导致制得的NaOH不纯。10．常见的离子交换膜（隔膜）（1）阳离子交换膜：简称阳膜，只允许阳离子通过（2）阴离子交换膜：简称阴膜，只允许阴离子通过（3）质子交换膜：只允许氢离子通过11．含离子交换膜电化学装置的几个区域（1）原料区①主料区：加入原料的浓溶液，流出原料的稀溶液②辅料区：加入辅料的稀溶液，流出辅料的浓溶液（2）产品区：产品中的阴阳离子通过离子交换膜进入该区域（3）缓冲区：两侧的离子交换膜属性相同，起防漏的保护作用（4）计算含交换膜电化学装置中某一区域质量变化，注意离子的迁移装置问题根据O2~4e－~4H+，阳极产生lmolO2时，有4molH+由阳极移向阴极，则阳极溶液的质量减轻32g+4g＝36g12.多池串联池属性的判断ⅰ.有外接电源的全部都是原电池ⅱ.无明显外接电源的一般只有1个原电池，其余全是电解池（1）有盐桥的是原电池（2）有燃料电池的是原电池（3）能发生自发氧化还原反应的装置为原电池（4）多个自发，两电极金属性相差最大的为原电池ⅲ.电极的连接顺序：负→阴→阳→阴→…→阳→正ⅳ.串联电路的特点：每一个电极转移的电子数都相等13．电化学腐蚀的类型（1）析氢腐蚀①形成条件：水膜酸性较强②特点：在密闭容器中气体压强增大（2）吸氧腐蚀①形成条件：形成条件：水膜酸性很弱或呈中性甚至碱性②特点：在密闭容器中气体压强减小（3）特殊性：在酸性条件下，氢前的活泼金属发生析氢腐蚀，氢后的不活泼金属发生吸氧腐蚀（4）普遍性：吸氧腐蚀更为普遍14．钢铁吸氧腐蚀的过程（1）腐蚀过程①负极反应：Fe－2e－Fe2+②正极反应：2H2O+O2+4e－4OH－③电池反应：2Fe+2H2O+O22Fe（OH）2（2）后续反应①氧化反应：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3②部分分解：2Fe（OH）3Fe2O3·xH2O+（3－x）H2O（3）铁锈成分：Fe2O3的复杂水合物（Fe2O3·nH2O）（4）铁在无氧条件下的生锈过程：FeFe2+Fe(OH)215．金属的电化学防护（1）原电池防护法：牺牲阳极的阴极保护法①负极：比被保护金属活泼的金属②正极：被保护的金属设备（2）电解池防护法：外加电流的阴极保护法①阳极：惰性电极②阴极：被保护的金属设备16．金属腐蚀速率的比较（1）同一金属：离子浓度大＞离子浓度小＞非电解质（2）同一电解液①电解质浓度越大，金属腐蚀越快②电解腐蚀＞原电池腐蚀＞化学腐蚀＞有防护的腐蚀（3）不同金属、同一电解液：两金属活动性相差越大，活泼金属腐蚀越快17．电子守恒和电荷守恒列关系式（1）电子守恒：两极得失电子数相等①串联电路各支路转移的电子数相同，按支路算（2）电荷守恒：1个电子对应1个正电荷或负电荷（3）常用关系式：O2~4e－~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH－~4H+~Mn+18．电化学计算的物理公式（1）电量公式：Q＝It＝nNAq＝nF（2）电能公式：W＝UIt＝UQ①n——得失电子的物质的量（mol）②NA——阿伏加德罗常数（6.02×1023mol－1）③q——1个电子所带的电量（1.60×10－19C）④I——电流强度（A）⑤t——时间（s）⑥F——法拉弟常数（96500C/mol）⑦U——电压（V）⑧W——电能（J）19．几个注意问题（1）气体体积相关计算时，必须注明标准状况（2）计算含交换膜电化学装置中某一区域质量变化，注意离子的迁移1．（2024·湖南益阳·三模）为探究与溶液能否发生氧化还原反应，设计了如下装置：闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出。下列说法正确的是A．Y电极为阴极 B．右侧烧杯中经盐桥移向左侧烧杯C．闭合K后右侧烧杯中溶液不断升高 D．若将X电极换成，实验现象不变【答案】C【分析】根据题目信息和装置可知，该装置为原电池，闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出，则Y电极是正极，生成的银白色物质为银单质，X电极是负极。Y电极的电极反应式是，X电极的电极反应式为。【解析】A．由分析可知，Y电极是正极，A错误；B．原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，盐桥中的硝酸根离子向左侧烧杯移动，钾离子向右侧烧杯中移动，右侧烧杯中浓度基本不变，B错误；C．闭合K后右侧烧杯中银离子得电子生成银单质，银离子浓度下降，溶液会升高，C正确；D．之前X电极发生，左侧烧杯会显蓝色，若将X电极换成，X电极是负极，左侧烧杯中会产生黄色沉淀，溶液不变蓝，实验现象改变，D错误；故选C。2．（2023·安徽池州·二模）我市某校学习小组研究利用电化学的原理处理酸性污水的一种方法，装置如下图，若上端开口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的·OH(羟基自由基)；若上端开口关闭，可得到强还原性的H·氢原子)。下列说法正确的是A．无论是否鼓入空气，正极的电极反应式均为B．上端开口打开，鼓入空气时，每生成1mol·OH转移电子数目为C．处理含有草酸(H2C2O4)的污水时，应打开上端开口D．该原理是基于电解原理、氧化还原、物理吸附等共同对污水进行处理【答案】C【分析】根据题目信息判断参与反应的正极反应的物质。根据反应实质判断反应类型。铁粉做负极，碳粉做正极，砂芯板起吸附作用，让正极反应物充分接触。【解析】A．该装置为原电池，在原电池中，铁做负极，电极反应式是Fe-2e-═Fe2+，故A错误；B．鼓入空气时，氧气在正极发生的电极反应为O2+2e-+2H+=2·OH，每生成1mol·OH有1mol电子发生转移，故B错误；C．处理含有草酸(H2C2O4)的污水时，C2O有还原性，需要用氧化剂把C2O氧化为CO2，所以应上端开口，生成·OH，故C正确；D．根据该工艺图判断属于原电池，实质发生氧化还原反应，砂芯板起吸附作用，故D错误；答案为C。3．（2024·广东汕头·一模）液流电池在储能领域发挥着重要作用．下图是碱性锌铁液流电池，其具有电压高、成本低的优点．已知该电池放电时正极发生反应：，下列叙述正确的是A．放电时，M处发生氧化反应，N为负极B．放电时，右侧贮液器中溶液浓度减小C．充电时，N极电极反应为：D．该离子交换膜为阴离子交换膜，当有65gZn发生反应时，有1mol通过【答案】C【分析】由图可知：碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成[Zn(OH)4]2-。负极发生电极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-；左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极反应为[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-，充电时和放电时刚好相反，电池连接方式是正极与电源正极相连，负极与电源负极连接，据此分析解答；【解析】A．由分析可知放电时，M极为正极，发生还原反应，N电极为负极，发生失去电子的氧化反应，A错误；B．放电时，右侧电极发生反应：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，贮液器中溶液浓度增大，B错误；C．充电时，右侧电极连接电源负极，作阴极，发生还原反应，电极反应式为：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，C正确；D．在放电时，M为正极，发生反应为：[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-，右侧N电极为负极，发生反应：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，当左侧有65gZn反应时，转移2mol电子，右侧反应产生1mol的[Zn(OH)4]2-，负电荷减少2mol，为维持电荷守恒，就会2molOH-通过阴离子交换膜由左侧移向右侧的负极N极，D错误；答案选C。4．（23-24高三上·北京·阶段练习）下列事实能用平衡移动原理解释的是A．H2O2溶液中加入少量FeCl3固体，促进H2O2分解B．铁钉放入浓HNO3中不再变化后，加热能产生大量红棕色气体C．氯碱工业中阳极区的溶液用盐酸调pH为2~3，促进Cl2的产生D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生【答案】C【解析】A．FeCl3作H2O2分解的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，所以不能用平衡移动原理解释，A错误；B．常温下，Fe和浓硝酸发生钝化现象，加热使铁表面的氧化物薄膜溶解，且在加热条件下铁和浓硝酸发生氧化还原反应生成NO2，NO2呈红棕色，与平衡移动原理无关，不能用平衡移动原理解释，B错误；C．氯碱工业中阳极区生成Cl2，阳极区的溶液用盐酸调pH为2~3，使化学平衡向左移动，有利于Cl2的逸出，C正确；D．Zn能置换出Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池而促进H2的产生，与平衡移动原理无关，不能用平衡移动原理解释，D错误；答案选C。5．（2023高三·全国·专题练习）a、b、c、d四种金属，已知：①a+b2+=b+a2+；②将金属片a、c插入稀硫酸中，用导线将它们与电流表相连，a表面有大量气泡逸出；③b、d用导线连接放入d的硫酸盐溶液中，电极反应为d2++2e-=d，b-2e-=b2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是A．c>a>b>d B．d>b>a>c C．c>b>a>d D．d>c>a>b【答案】A【解析】由a+b2+=b+a2+反应，可知a的还原性大于b，金属活动性强弱顺序为a>b；a、c用导线连接插入稀硫酸溶液中，a表面有大量气泡逸出，说明a为原电池的正极，故金属活动性强弱顺序为；b、d构成的原电池中，b失电子发生氧化反应，b作负极，故金属活动性强弱顺序为；综上可知，四种金属的活动性由强到弱的顺序是c>a>b>d，故选A。6．（2023高三·全国·专题练习）化学电源在生活中有广泛的应用，各种电池的示意图如图，下列有关说法正确的是A．甲：电流由锌片经导线流向铜片B．乙：负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+C．丙：锌筒作负极，发生还原反应，使用一段时间锌筒会变薄D．丁：使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱，导电能力减弱【答案】D【解析】A．该装置中Zn易失电子作负极、Cu作正极，则放电时电流由正极铜锌片经导线流向负极即锌片，A错误；B．该装置中Zn易失电子作负极，负极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，Ag2O作正极，正极上Ag2O得电子和水反应生成Ag和OH-，B错误；C．该装置中Zn作负极、二氧化锰作正极，负极上Zn失电子发生氧化反应生成锌离子，使用一段时间锌筒会变薄，C错误；D．溶液导电能力与离子浓度成正比，根据以上分析知，电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O，消耗硫酸且生成水，使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱，同时导致溶液中离子浓度减小，所以溶液导电能力下降，D正确；故答案为：D。7．（2024·云南·二模）钛被称为21世纪金属，是卫星、火箭、宇宙飞船等高科技领域的重要材料，目前制备纯钛的新型工艺是“熔盐直接电解脱氧法”，其工作原理如下图所示，下列说法正确的是A．石墨作阳极，电极反应为B．产生22.4LCO2(标准状况)气体时理论上可以制得2mol金属TiC．Cr-Al电热棒上的电势高于石墨电极上的电势D．若用铅蓄电池作该装置的电源，a为Pb电极【答案】A【分析】由图示可知，二氧化钛转化为钛，发生了还原反应，所以Cr-Al电热棒为阴极、石墨棒为阳极，a为正极、b为负极。【解析】A．根据以上分析可知，石墨作阳极，O2-向阳极定向移动，阳极生成二氧化碳，电极反应为，故A正确；B．22.4LCO2(标准状况)的物质的量为1mol，产生22.4LCO2(标准状况)气体转移4mol电子，生成1mol金属Ti时转移4mol电子，所以理论上产生22.4LCO2(标准状况)气体时可以制得1mol金属Ti，故B错误；C．据以上分析可知，Cr-Al电热棒为阴极，阴极电势低于阳极电势，故C错误；D．铅蓄电池中Pb作负极，若用铅蓄电池作该装置的电源，b为Pb电极，故D错误；故答案为：A。8．（2024·辽宁辽阳·一模）氢键在电池中的应用广泛，可精细调控电极和电解质的性质，提高可充电电池的性能。某可充电电池装置如图所示（其他阴离子不参与反应，已略去）。下列叙述错误的是A．放电时，电极X为负极B．放电时，阳离子向电极Y迁移C．充电时，电极Y与电源正极连接D．充电时，电极X的电极反应式为【答案】D【分析】根据图示可知，电极X为阴极，充电时生成氢气，电极Y为阳极，充电时生成氧气；则放电时，电极X为负极，电极Y为正极，据此分析；【解析】A．根据分析，放电时，电极X为负极，A正确；B．放电时，电极Y为正极，阳离子向电极Y迁移，B正确；C．充电时，电极Y为阳极，与电源正极连接，C正确；D．充电时，电极X为阴极，发生还原反应，生成氢气，电极反应式为，D错误；故选D。9．（23-24高三上·福建福州·期中）如图所示是一种以液态肼()为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。已知：在工作温度高达时，可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质，下列说法正确的是A．该电池可以在常温下正常工作B．电池的总反应为C．标况下，当电极甲上消耗时，电极乙上有参与反应D．该电池的能量转化效率可能为【答案】C【分析】该电池反应生成物均为无毒无害的物质，由图可知，通入肼的电极甲为燃料电池的负极，肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极乙为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，则电池的总反应为。【解析】A．在工作温度高达时，可在该固体氧化物电解质中自由移动，故该电池在常温下无法正常工作，A项错误；B．由分析可知，电池的总反应为，B项错误；C．由可知，当电极甲上消耗时，电极乙消耗1mol，标况下，1mol的体积为22.4L，C项正确；D．燃料电池工作时，化学能不可能完全转化为电能，D项错误；答案选C。10．（2024·湖南常德·一模）水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，该电池以(含、、元素)为正极材料，电解质溶液中主要存在团簇离子。其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是A．放电时，向Y极方向移动B．放电时，Y极的电极反应式为C．与间通过离子键结合D．充电时，增加了1mol时，X极质量增加46g【答案】C【分析】电池以为正极材料，因此Y为正极，X为负极，据此作答。【解析】A．放电时Y为正极，阳离子向正极移动，即向Y极方向移动，故A正确；B．放电时，Y为正极，发生还原反应，Y极的电极反应式为，故B正确；C．类比于铵根离子能与氯离子形成离子键，但各原子均达到稳定状态，可推知与铵根离子不能形成离子键，故C错误；D．充电时，X电极为阴极，Y电极为阳极，发生的反应为，增加了1mol时，转移的电子为2mol，根据电荷守恒可知，阴极转移的电子也是2mol，MnO2得电子生成Na0.6MnO2，可知得到2molNa+，则X极质量增加46g，故D正确；答案选C。11．（2024·安徽合肥·一模）复旦大学设计了一种新型碱性H2/Na0.44MnO2气体可逆电池，工作原理示意图如下。下列叙述错误的是A．放电时N为电池正极B．放电时负极反应：C．充电时Na+由N极向M极移动D．充电时阳极反应：【答案】D【分析】由图可知，放电时，M极氢元素化合价升高失电子，故M极为负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，N极为正极，电极反应式为Na0.44-xMnO2+(x+y)Na++(x+y)e-=Na0.44+yMnO2，充电时，M极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，N极为阳极，电极反应式为Na0.44+yMnO2-(x+y)e-=Na0.44-xMnO2+(x+y)Na+，据此作答。【解析】A．放电时，M极氢元素化合价升高失电子，故M极为负极，N极为正极，故A正确；B．放电时M极为负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，故B正确；C．充电时Na+由N极(阴极)向M极(阳极)移动，故C正确；D．充电时，N极为阳极，电极反应式为Na0.44+yMnO2-(x+y)e-=Na0.44-xMnO2+(x+y)Na+，故D错误；答案选D。12．（22-23高三下·辽宁抚顺·阶段练习）如图所示是利用并联电解槽从铝废料(含Si、Mg、Fe、Cu、Mn和Zn杂质)中回收金属铝的固态电解工艺，利用熔融LiCl、KCl和AlCl3三种盐做电解液，电解过程中在阴阳两极发生Al2Cl和AlCl的转化。下列叙述正确的是A．固态电解工艺有利于金属铝的回收利用B．当电路中转移1mol电子时，理论上一块阴极板可回收9g金属铝C．阴极的电极反应式为Al2Cl+6e-=2Al+7Cl-D．阳极泥中可回收的金属有Mg、Fe、Cu、Mn和Zn【答案】A【解析】A．由题可知固态电解工艺能够从铝废料中回收金属铝，有利于金属铝的回收利用，A正确；B．该电路为并联电路，当电路中转移1mol电子时，所有阴极板一共生成mol、9g的铝单质，一块电极板生成铝的质量为3g，B错误；C．由题给信息可知，电解过程中发生和的转化，因此阴极反应式为，C错误；D．Mg的活泼性强于Al，比Al先放电，因此阳极泥中不可能回收Mg，D错误；故选A。13．（23-24高三上·广东珠海·阶段练习）某实验小组利用铅笔芯作为电极材料电解饱和食盐水，实验装置如图所示。下列说法错误的是A．左侧铅笔芯是阴极，发生氧化反应B．左侧干燥管中棉花变蓝，说明还原性C．点燃右侧肥皂泡，产生爆鸣声D．实验结束后U形管中的溶液呈碱性【答案】A【解析】A．与正极相连的是阳极，发生氧化反应，A项错误；B．左侧干燥管中棉花变蓝，说明有生成，还原性，B项正确；C．右侧铅笔芯是阴极，产生氢气，点燃肥皂泡有爆鸣声，C项正确；D．电解过程中有生成，溶液呈碱性，D项正确；故选A。14．（23-24高三上·天津武清·阶段练习）关于如图所示各装置的叙述中，正确的是A．装置①是原电池，总反应是：B．装置②通电一段时间后石墨I电极附近溶液红褐色加深(已知氢氧化铁胶粒带正电荷)C．若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电子迁移方向为b→d→c→aD．若用装置④电镀，M为溶液，可以实现在铁上镀铜【答案】D【解析】A．图1为原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极，电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误；B．由图可知，石墨Ⅱ为阴极，氢氧化铁胶粒带正电荷向阴极移动，通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深，故B错误；C．由图可知，a为电流的流出极，故a极为正极，b极为负极，电子迁移方向为b→d,c→a,电子不经过电解质溶液，故C错误；D．用图4电镀，Fe作阴极，M为CuSO4溶液，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,接通电源后铁表面会有Cu析出，可以实现在铁上镀铜，故D正确；故选：D。15．（23-24高三上·广东广州·期末）高纯镓是制备第三代半导体的重要原料，其化学性质与铝相似。下图为工业精炼镓的装置示意图。下列说法不正确的是A．阴极的电极反应为B．电解过程中，阳极室中的物质的量减小C．电路中每转移电子，理论上粗镓熔融液减少D．电解后粗镓中的以离子形式进入溶液中【答案】D【分析】电解精炼法提纯镓时，纯金属镓作阴极，含有杂质的粗镓作阳极，电解池中的阴阳极分别与电源的负正极相接，即M为电源负极，N为电源正极，阳极上活泼性强的金属Zn、Ga失电子进入溶液中，镓离子与溶液中的氢氧根离子结合生成，然后在阴极得电子生成镓，阳极反应为Ga-3e-+4OH-=2H2O+，阴极反应为2H2O++3e-═Ga+4OH-，据此分析解答。【解析】A．由分析可知，阴极的电极反应为，A正确；B．由分析可知，电解过程中，阳极反应为Ga-3e-+4OH-=2H2O+，根据电荷守恒每消耗4molOH-只有3molOH-或者由阴极上进入阳极室，则阳极室中OH-的物质的量减小，B正确；C．由分析可知，阳极反应为Ga-3e-+4OH-=2H2O+，虽然阳极上还有Zn等放电，但产生的Zn2+不进入NaOH溶液，而是Ga3+经Ga3+快离子导体进入NaOH溶液，故电路中每转移电子，理论上粗镓熔融液减少，C正确；D．由C项分析可知，电解后粗镓中的Zn失电子以离子形式进入粗镓熔融液，而不是NaOH溶液中，Fe比Ga更不活泼，不失电子，D错误；故答案为：D。16．（20-21高三上·黑龙江哈尔滨·期末）近日，上海交通大学周保学教授等人提出了一种如下图所示的光电催化体系，该体系既能将SO2转化为所释放的化学能用于驱动阴极H2O2的高效生成，也可以实现烟气脱SO2。则下列说法不正确的是A．阴极反应为：B．电路中转移电子时，阴极消耗的氧气C．每生成，伴随着1molH2O2的生成D．电解液中有2个离子交换膜，靠近阳极的为阴离子交换膜，靠近阴极的为阳离子交换膜【答案】B【分析】从图中可以看出，在左侧电极，转化为，S元素化合价升高，则电解池中左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，O2得电子产物与H+反应生成H2O2。【解析】A．由分析可知，右侧电极为阴极，O2得电子产物与H+反应生成H2O2，则阴极反应为：，A正确；B．从阴极反应式可以看出，电路中转移电子时，阴极消耗1molO2，由于未指明温度和压强，所以消耗的O2的体积不一定是，B不正确；C．依据得失电子守恒，当阳极生成时，电路中转移2mole-，伴随着1molH2O2的生成，C正确；D．从图中可以看出，OH-从左侧离子