高中化学专题08 电化学及其应用-2021年高考化学真题与模拟题分类训练（教师版含解析）

专题08电化学及其应用

:@2021年高考真题

I.（2021.全国高考甲卷真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果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H2。解离为H+和0H1并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是

电源

OO

OOHH

HCC

IIII2-石

铅

HO—C—C—HO

墨

电（乙醛酸）I

电

极H

—极

+

o0O

IIIIH

H0—C—C—0H,

（乙二酸）（乙醛酸）

饱和乙二酸溶液双极膜乙二醛+KBr酸溶液

A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用

oo

OOnn+H

B.阳极上的反应式为:+2H++2e=ee20

HO-C-C-OH

C.制得2moi乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子

D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移

【答案】D

【分析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳

极上Br•被氧化为Bn,Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，

移向阳极。

【解析】A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Bn

为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；

B.阳极上为Br■失去电子生成Bn,Bn将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；

C.电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，Imol乙二酸生成Imol乙醛酸转移电子为2moLImol乙二醛生成Imol

乙醛酸转移电子为2mol,根据转移电子守恒可知每生成Imol乙酸酸转移电子为Imol,因此制得2moi乙醛

酸时，理论上外电路中迁移了2moi电子，故C错误；

D.由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D正确；

综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。

2.（2021•全国高考乙卷真题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排

放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极（如图所示），通入一定的电流。

A.阳极发生将海水中的C「氧化生成CL的反应

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO

C.阴极生成的H?应及时通风稀释安全地排入大气

D.阳极表面形成的Mg（OH）2等积垢需要定期清理

【答案】D

【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、CKMg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电

极电解海水，阳极区溶液中的C1-会优先失电子生成C12,阴极区HzO优先得电子生成H2和0H,结合海水

成分及电解产物分析解答。

【解析】A.根据分析可知，阳极区海水中的cr会优先失去电子生成CL,发生氧化反应，A正确；

B.设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的C12与阴极区生成的OH•在管道中会发生反应生

成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；

C.因为H?是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C

正确；

D.阴极的电极反应式为：2H9+2e=H2T+20H1会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg（OH）2

等积垢需定期清理，D错误。

故选D。

3.（2021.广东高考真题）火星大气中含有大量CO?,一种有C。?参加反应的新型全固态电池有望为火星探

测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时

A.负极上发生还原反应B.CO2在正极上得电子

C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能

【答案】B

【解析】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3co2=2Na2cCh+C。

A.放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+,故A错误；

B.放电时正极为C02得到电子生成C,故B正确；

C.放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；

D.放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D正确；

综上所述，符合题意的为B项，故答案为B。

4.(2021•广东高考真题)钻(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制

备金属钻的装置示意图。下列说法正确的是

ifnt.mt

A.工作时，I室和II室溶液的pH均增大

B.生成1molCo,I室溶液质量理论上减少16g

C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变

2++

D.电解总反应：2Co+2H2O-2Co+O2T+4H

【答案】D

【分析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离

子，电极反应式为2H2O-4e=ChT+4H+,I室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳

离子交换膜由I室向H室移动，钻电极为阴极，偌离子在阴极得到电子发生还原反应生成钻，电极反应式

为C02++2e=Co,山室中阴离子电荷数大手阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由W室向II室移动，电解

的总反应的离子方程式为2co2++2H2O通电2co+O2T+4H+。

【解析】A.由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由I室向n室移动，使n室中氢离子浓度增

大，溶液pH减小，故A错误；

B.由分析可知，阴极生成Imol钻，阳极有Imol水放电，则I室溶液质量减少18g,故B错误；

C.若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移

除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；

D.由分析可知，电解的总反应的圈子方程式为2co2++2比0通电2Co+O21+4H+,故D正确；

故选D。

5.（2021•河北高考真题）K—Ch电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下

列说法错误的是

有机电解'质1有疝电解质2

A.隔膜允许K+通过，不允许02通过

B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极

C.产生lAh电量时，生成KCh的质量与消耗02的质量比值约为2.22

D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水

【答案】D

【分析】由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片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，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾：据以上分析

解答。

【解析】A.金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K+通过，不

允许。2通过，故A正确;

B.由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极应与直流

电源的正极相连，做电解池的为阳极，故B正确：

C.由分析可知，生成Imol超氧化钾时，消耗hnol氧气，两者的质量比值为lmolx71g/mol：

1mol><32g/rnol-2.22：1,故C正确；

D.铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为2PbSO4+2H9=PbCh+Pb+2H2so4,反应消耗2moi水，转移2moi

电子'由得失电子数目守恒可知，耗3.9g钾时’铅酸蓄电池消耗水的质量为39会gxl8g-g,故D

错误；

故选D。

6.（2021•湖南高考真题）锌漠液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电

网的备用电源等。三单体串联锌溟液流电池工作原理如图所：

循环回路

双极性碳和塑料电极-------Br?活性电极Br:宜合物贮存

下列说法错误的是

A.放电时,N极为正极

B.放电时，左侧贮液器中ZnB^的浓度不断减小

C.充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e-=Zn

D.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

【答案】B

【分析】由图可知，放电时，N电极为电池的正极，澳在正极上得到电子发生还原反应生成溟离子，电极

反应式为Bn+2e-=2B「，M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为

Zn—2e-=Zn2+,正极放电生成的滨离子通过离子交换膜进入左侧，同时锌离子通过交换膜进入右侧，维持

两侧溪化锌溶液的浓度保持不变；充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，N电极与直

流电源的正极相连，做阳极。

【解析】A.由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；

B.由分析可知，放电或充电时，左侧储液器和右侧储液器中澳化锌的浓度维持不变，故B错误；

C.由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极匕导到电子发生

还原反应生成锌，电极反应式为Zn2++2e-=Zn,故C正确；

D.由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和澳离子通过，维持两侧演化锌溶液的浓度保持不变，

故D正确：

故选B。

7.(2021•浙江高考真题)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li,得

电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为Lie。。?薄膜；集流体起导电作用.下列说法不至碘的是

A.充电时，集流体A与外接电源的负极相连

B.放电时，外电路通过amol电子时，LiPON薄膜电解质损失amolLi*

C.放电时，电极B为正极，反应可表示为Li|_xCoC)2+xLi'+xe-=LiCoC)2

D.电池总反应可表示为LixSi+Li-Co()2、黑、Si+LiCo()2

【答案】B

【分析】由题中信息可知，该电池充电时Li+得电子成为Li嵌入电极A中，可知电极A在充电时作阴极，

故其在放电时作电池的负极，而电极B是电池的正极。

【解析】A.由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的

负极相连，A说法正确；

B.放电时，外电路通过amol电子时，内电路中有amolLi*通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，

但是LiPON薄膜电解质没有损失Li'B说法不正确；

C.放电时，电极B为正极，发生还原反应，反应可表示为LiiCoC)2+xLi++xe-=LiCoO2,C说法正确;

D.电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子变成Li'，正极上Li-xCoO2得到电子和Li,变为

充电

LiCoO,,故电池总反应可表示为HS'+axCoO,USi+LiCoO,,D说法正确.

放电

综上所述，相关说法不正确的是B,本题选B。

8.(2021.浙江高考真题)银镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，Ki、K2为开关，a、b

为直流电源的两极)。

下列说法不氐做的是

A.断开K2、合上Ki,镣镉电池能量转化形式：化学能一电能

B.断开Ki、合上K2,电极A为阴极，发生还原反应

C.电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变

放电

D.银镉二次电池的总反应式：Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2

充电

【答案】C

【分析】根据图示，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成

Cd(OH)2,负极反应式为Cd-2e-+2OH=Cd(OH)2,电极B充电时为阳极，则放电时电极B为正极，正极上

NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2,正极反应式为2NiOOH+2e+2H?O=2Ni(OH)2+2OH,放电时总反

应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,据此分析作答。

【解析】A.断开K2、合上K”为放电过程，银镉电池能量转化形式：化学能t电能，A正确；

B.断开Ki、合上K2,为充电过程，电极A与直流电源的负极相连，电极A为阴极，发生还原反应，电极

反应式为Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-,B正确；

C.电极B发生氧化反应的电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+20H=2NiOOH+2H20,则电极A发生还原反应的电

极反应式为Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-,此时为充电过程，总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2-Cd+2NiOOH+2H2O,

溶液中KOH浓度减小，C错误；

D.根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,则镇镉二次电池总反应式为

放电

Cd+2NiOOH+2HO=Cd(OH)+2Ni(OH),D正确;

2充电22

答案选C。

备2021年高考模拟试题

1.（2021.黑龙江哈尔滨市.哈尔滨三中高三其他模拟）中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液

流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%,其原理如图所示。下列说法正确的是

聚

多

惕

孔

燃

隙

多

敌

孔

电

电

极

极

泵

环离子交换膜

A.放电时A电极反应式为：Zn2++2e-Zn

B.放电时电解质储罐中离子总浓度减小

C.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜

D.充电时A极增重65g,C区增加离子数为2NA

【答案】C

【解析】

A.放电时A电极是负极，A极反应式为：Zn-2e-Zn2+,故A错误；

B.放电时，A区发生反应Zn-2e=Zn2+,C区进入A区，所以电解质储罐中离子总浓度增大，故B错误;

C.放电时，C区Ct进入A区、K+进入B区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C正确；

D.充电时A极增重65g,A区发生反应Zn2++2e=Zn,电路中转移2moi电子，根据电荷守恒，2moic卜自A

区进入C区，2moiK+自B区进入C区，C区增加离子数为4NA,故D错误；

选C。

2.（2021•天津高三一模）微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示（左侧

CH3co0-转化为C02和H+,右侧CO2和H+转化为CHQ。有关说法正确的是

ab

A.电源a为负极

B.该技术能助力“碳中和”（二氧化碳“零排放”）的战略愿景

C.外电路中每通过Imole-与a相连的电极将产生2.8LCO2

+

D.b电极的反应为：CO2+8e+8H-CH4+2H2O

【答案】D

【分析】

电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，左侧电极上CH3coO转化为CO2

和H+,发生氧化反应，左侧为阳极，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，

右侧CCh和H+转化为CH4；为还原反应，右侧为阴极；

【解析】

A.据分析，左侧电极为阳极，则电源a为正极，A错误；

B.电化学反应时，电极上电子数守恒，则有左侧CH3coCF〜8"~2CC）2,右侧有CO2〜8e-~CH「

二氧化碳不能零排放，B错误；

C.不知道气体是否处于标准状况，则难以计算与a相连的电极将产生的CO?的体积，C错误；

+

D.右侧为阴极区，b电极上发生还原反应，结合图示信息可知，电极反应为：CO2+8e+8H=CH4+2H2O,

D正确；

答案选D。

3.（2021•天津高三三模）我国化学工作者提出一种利用有机电极（PTO/HQ）和无机电极（MnCh/石墨毡），在酸

性环境中可充电的电池其放电时的工作原理如图所示：

0

0H

PTO结构HQ结构

下列说法错误的是

A.放电时，MnO2/石墨毡为正极，发生还原反应

B.充电时，有机电极和外接电源的负极相连

C.放电时，MnCh/石墨毡电极的电极反应式为MnC）2+2e-+4H+=Mn2++2H2O

D.充电时，有机电极的电极反应式为PT0+4e+4H2O=HQ+4OH-

【答案】D

【解析】

A.从工作原理图可知，MnOz生成Mn2+,得到了电子，则MnCh/石墨毡为电源正极，发生还原反应，故A

正确;

B.充电时，有机电极得到电子，PTO得到电子和H+生成HQ结构，则有机电极和外接电源的负极相连，

故B正确；

C.放电时，MnCh/石墨毡电极为电源正极，MnCh的电子被还原成MM+,则其电极反应式为

MnO2+2e+4H+=Mn2*+2H2O,故C正确；

D.充电时，有机电极的电极反应式为PTO+4e-+4H+=HQ,故D错误；

本题答案D。

4.（2021•天津高三一模）近日，南开大学陈军院士团队以KSn合金为负极，以含竣基多壁碳纳米管

（MWCNTs—COOH）为正极催化剂构建了可充电K—CO2电池（如图所示），电池反应为

4KSn+3c02嗡12K2cCh+C+4Sn,其中生成的K2c。3附着在正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题

具有巨大潜力。下列说法正确的是

A.放电时，电子由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs—COOH

B.电池每吸收22.4LCCh,电路中转移4moie-

C.充电时，阳极电极反应式为：C-4e+2K2co3=3CO2T+4K+

D.为了更好的吸收温室气体CO2,可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质

【答案】C

【解析】

A.放电时，KSn合金作负极，MWCNTs-COOH作正极，在内电路中电流由负极流向正极，选项A错误;

B.气体未指明状况，无法根据体积确定其物质的量，选项B错误;

C.充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为C-4e-+2K2co3=3CO2T+4K+,选项C正确；

D.若用KOH溶液代替酯基电解质，则KOH会与正极上的MWCNTs-COOH发生反应，因此不能使用KOH

溶液代替酯基电解质，选项D错误；

答案选C。

5.（2021•天津高三一模）锌电池具有价格便宜、比能量大、可充电等优点。一种新型锌电池的工作原理如图

所示（凝胶中允许离子生成或迁移）。下列说法正确的是

A.放电过程中，SO：向a极迁移

B.充电过程中，b电极反应为：ZM++2e=Zn

C.充电时，a电极与电源正极相连

D.放电过程中，转移0.4mole-时，a电极消耗0.4molH+

【答案】C

【解析】

A.放电过程中，a为正极，b极为负极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以放电过程中，SO：

向b极迁移，A项错误；

B.充电过程中b电极得到电子发生还原反应，由于在碱性环境中Zn以形式存在，则充电过程

中,b电极应为：Zn（OH）：+2e=Zn+4OH-,B项错误；

C.由图示可知，充电时，a电极失电子发生氧化反应，即a电极与电源正极相连，C项正确；

D.放电过程中b电极为负极，其电极反应式为2什40k2仁=2〃（。"）：，a极为正极，则其电极反应式

为,MnO2+4H++2e-=Mn2++2比0,所以放电过程中，转移0.4mole-时，a电极消耗0.8molH+,D项错误；

答案选C。

6.（2021.四川德阳市.高三二模）锌铀液流二次电池，放电工作原理如图所示。下列说法正确的是

A.充电时，b极发生还原反应

B.放电时，溶液中离子由b极向a电极方向移动

C.放电时，电池的总离子反应方程式为Zn+2Ce，+=Zn2++2Ce3+

D.充电时，当a极增重3.25g时，通过交换膜的离子为0.05mol

【答案】C

【分析】

根据图示，充电时a极得电子，发生还原反应，b极失电子，发生氧化反应；放电时，a极为负极，失电子,

发生氧化反应，b极为正极，得电子，发生还原反应；

【解析】

A.充电时，b极失电子，为阳极，发生氧化反应，A错误；

B.放电时，a极失电子，b极得电子，为平衡电荷，氢离子由质子交换膜从a到b,故溶液中离子由a电极

向b电极方向移动，B错误；

C.根据分析可知a电极Zn被氧化成Z/+,为负极，b电极Ce4+被还原成Ce3+,为正极，故电池的总离子

反应方程式为Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+,C正确；

D.充电时，a电极发生反应Zn2++2e=Zn,增重3.25g,即生成0.05molZn,转移电子为O.lnioL交换膜为

质子交换膜，只允许氢离子通过，所以有O.lmolH*通过交换膜以平衡电荷，D错误；

答案选C。

7.(2021•四川达州市•高三二模)磷酸铁锂锂离子电池是目前电动汽车动力电池的主要材料，其特点是放电容

量大，价格低廉，无毒性。放电时的反应为：xFePO4+(l-x)LiFePO4+LixC6=C6+LiFePO4。放电时工作原理

如图所示。下列叙述正确的是

铝箔锂盐有机溶液FePOq铜箔

A.充电时，Li+通过隔膜向左移动

B.放电时，铜箔所在电极是负极

+

C.充电时，阳极反应式为：LiFePO4+xe-xFePO4+(l-x)LiFePO4+xLi

D.放电时电子由正极经导线、用电器、导线到负极

【答案】A

【分析】

根据放电时原电池的总反应方程式和工作原理图，左侧铝箔上LixC6发生氧化反应，故铝箔做负极，铜箔做

正极，充电时铝箔做阴极，铜箔做阳极。

【解析】

A.充电时为电解池，阳离子向阴极移动，故Li+向铝箔移动，向左移动，A正确;

B.放电时为原电池，铜箔做正极，B错误

C.充电时为电解池，阳极失去电子，发生氧化反应，LiFePO4-xLi+-xe=xFePO4+(1-x)LiFeP04,C错误;

D.放电时为原电池，电子由负极经过导线、用电器、导线到正极，D错误；

故选A»

8.(2021•天津高三二模)一种“全氢电池”的工作原理如图所示。下列说法正确的是

吸附层M离子交换膜吸附层N

A.电流方向是从吸附层M通过导线到吸附层N

B.放电时，吸附层M发生的电极反应：H2-2e-+2OH-=2H2O

C.Na,从右边穿过离子交换膜向左边移动

D.“全氢电池”放电时的总反应式为：2H2+O2=2H2O

【答案】B

【分析】

由工作原理图可知，左边吸附层M上氢气失电子与氢氧根结合生成水，发生了氧化反应为负极，电极反应

是H2-2e-+20H=2比0,右边吸附层N为正极，发生了还原反应，电极反应是2e-+2H+=H2,结合原电池中

阳离子移向正极，阴离子移向负极解答该题。

【解析】

A.由工作原理图可知，左边吸附层M为负极，右边吸附层N为正极，则电流方向为从吸附层N通过导线

到吸附层M,故A错误：

B.左边吸附层M为负极极，发生了氧化反应，电极反应是H?-2e+20H=2出0,故B正确；

C.原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以电解质溶液中Na+向右正极移动，故C错误;

D.负极电极反应是H2-2e-+20H=2H2O,正极电极反应是2e-+2H+=H2,电池的总反应无氧气参加，故D错

误；

故选:Bo

8.(2021•山东潍坊市•高三三模)将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法生产甲烷，装置

如图所示。下列说法错误的是

B.通电时，电流方向为：a-＞电子导体一离子导体-电子导体-b

C.阳极的电极反应式为CH3coO—2H2O-6e-=2C。2T+7H+

D.生成0.1molCH4时阳极室中理论上生成CO2的体积是4.48L(STP)

【答案】C

【分析】

由图示知，左池中CH3co0-在电极上失电子被氧化为C02,故左池为电解的阳极室，右池为电解的阴极室,

电源a为正极，b为负极。

【解析】

A.由图示知，阳极反应产生H+,阴极反应消耗H+,故H+通过交换膜由阳极移向阴极，A正确；

B.这个装置中电子的移动方向为：电源负极(b)T电解阴极，电解阳极-电源正极(a),故电流方向为：电

源正极(a)-外电路(电子导体)—电解质溶液(离子导体，阳极一阴极)—外电路(电子导体)一电源负极(b),形

成闭合回路，B正确；

C.由分析知，左池为阳极，初步确定电极反应为：CH3co0-8e-T2cChT，根据图示知可添加H+配平电荷

守恒，添加H20配平元素守恒，得完整方程式为：CH3coeT8e-+2H20T2cO2T+7H+,C错误；

D.由图示知，右池生成C02转化为CH»,根据转移电子关系CH4~8e:0.1molCH4生成转移0.8mol电子,

由C选项知：CO2~4e-,故生成CO2的〃(CO2)="~㈣=0.2mol,故V(CO2)=0.2molx22.4L/mol=4.48L,

4

D正确；

故答案选C。

9.(2021・辽宁高三三模)如图是电化学膜法脱硫过程示意图，电化学膜的主要材料是碳和熔融的碳酸盐。下

列说法错误的是

尾气.

_____a_____

电化学膜IS"

tb

%

A.工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2：1

B.净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化

C.阴极反应式为H2s+2e=S2-+H2f

D.b电极为阳极，发生氧化反应

【答案】B

【分析】

由图示可知，该装置为电解池，H2s发生反应生成S2-和H2,可知a电极为阴极，电极反应式为

H2s+2e=S2-+H2T，则b电极为阳极，S2-在阳极失去电子发生氧化反应生成S2,电极反应式为2S"4e-=S2。

【解析】

A.根据得失电子守恒可知，电解池上作一段时间后，转移相同物质的量的电子时，生成H2和S2的物质的

量之比为2:1,故A正确；

B.H2s是酸性气体，能够和熔融碳酸盐反应生成CO?,所以净化气中CO2含量明显增加，故B错误；

C.由上述分析可知，阴极的电极反应式为H2s+2e-=S2-+H2f,故C正确；

D.由上述分析可知，b电极为阳极，阳极上发生的是氧化反应，故D正确；

故选B。

10.(2021•广东广州市•高三三模)中国向世界郑重承诺，努力争取2060年前完成“碳中和”。一种微生物电解

池(MEC)既可以处理有机废水，又有助于降低碳排放，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是

直流电源

co2

A.a电极为MEC的阳极

B.MEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移

C.b电极的电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O

D.a电极室产生的CO2与b电极室消耗的CO2相等

【答案】D

【分析】

电极a上有机质转化为CCh,发生氧化反应，所以a为阳极，电极b±CCh转化为CH4,发生还原反应，

所以b为阴极。

【解析】

A.电极a上有机质转化为CO2,发生氧化反应，所以a为阳极，A正确：

B.工作时为电解池，电解池中阳离子由阳极向阴极迁移，所以质子将从a电极室向b电极室迁移，B正确;

C.电极b±CO2得电子被还原，结合迁移过来的氢离子生成CH4和H2O,根据电子守恒和元素守恒可得

+

电极反应式为CO2+8e+8H=CH4+2H2O,C正确；

D.有机质中C元素的化合价不一定和甲烷中C元素的化合价相同，所以a电极室产生的CO?与b电极室

消耗的C02不一定相等，D错误；

综上所述答案为D。

11.（2021•江西新余市•高三二模）一种流体电解海水提锂的工作原理如下图所示，中间室辅助电极材料

（LiM%。」/Li具有选择性电化学吸附/脱出锂离子功能。工作过程可分为两步，第一步为选择

性吸附锂，第二步为释放锂，通过以上两步连续的电解过程，锂离子最终以LiOH的形式被浓缩到阴极室。

下列说法中错误的是

A.第一步接通电源1选择性提取锂：第二步接通电源2释放锂

B.释放锂过程中，中间室材料应接电源负极，发生的电极反应式为LiMn2O4-xe-=LiiMn2C)4+xLi+

C.中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜

D.当阴极室得到4.8gLiOH时，理论上阳极室产生1.12L气体(标准状态下)

【答案】B

【解析】

A.第一步接通电源1,中间室为阴极，发生反应LiiMn2C)4+xe-+xLi*-LiM%。」，选择性提取锂，

第二步接通电源2,中间室为阴极，发生反应LiMi^O4-xe-->LiiMn2C)4+xLi+释放锂，故A正确；

B.释放锂过程中，中间室材料应接电源正极，发生的电极反应式为LiMn2C)4-xe-=LiiMn2O4+xLi+,

故B错误；

C.根据图示，第一步为选择性吸附锂过程中阳极室中的离子向中间室移动，第二步为释放锂的过程中锂离

子移向阴极室，所以中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜，故C正确；

D.当阴极室得到4.8gLiOH时，电路中转移0.2mol电子，阳极室电极反应式是2H2。-46-=4H*+02,产

02

生氧气的体枳是一X22.4=1.12L气体(标准状态下)，故D正确；

4

选B。

12.(2021•辽宁沈阳市•沈阳二中高三月考)目前，光电催化反应器(PEC)可以有效的进行能源的转换和储存，

一种PEC装置如图所示，通过光解水可由CO2制得主要产物异丙醇。下列说法中错误的是

A.该装置的能量来源为光能

B.光催化剂电极反应为2H2O-4e=O2T+4H+

C.每生成60g异丙醇，电路中转移电子数目一定为18NA

D.H+从光催化剂电极一侧向左移动

【答案】C

【分析】

电池左侧CCh和H+得电子，做原电池的正极；右侧电极为H?O失电子，做原电池的负极。

【解析】

A.由装置图可知，该装置的能量来源是光能，A正确：

B.由图中可知，光催化剂电极进入的物质为H2O,出去的物质是和H+,故该电极的反应为

-+

2H2O-4e=O2T+4H,B正确；

+

C.电化学催化剂电极中，CO2发生的电极反应为：3CO2+18H+18e=CH3CH(OH)CH3+5H2O,故每生成60g

60g.,

即左—―=1mol异内醇，但电极上还会发生副反应产生氢气转移电子，所以电路中转移的电了•数目

60g•mol

不一定为18NA，C错误；

D.由图中可知，左侧是电池的正极，右侧为负极，阳离子向阳极移动，故H+从光催化剂电极一侧向左移

动，D正确；

故答案为：Co

13.(2021•辽宁沈阳市•沈阳二中高三月考)中山大学化学科研团队首次将CsPbBn纳米晶锚定在氨基化RGO

包覆的a-Fe2Ch(a-Fe2O3/Amine-RGO/CsPbBr3),构筑Z-Scheme异质结光催化剂，可有效降低电荷复合，促

进电荷分离，从而提升光催化性能。光催化还原CO2和氧化HzO的反应路径如图。下列说法正确的是

A.a-FezCh表面发生了还原反应

B.该光催化转化反应可以消除温室效应

+

C."CsPbBn纳米晶”表面上C02转化为CFU的电极反应式为CO2+8e+8H=CH4+2H2O

D.该催化转化的总反应涉及到极性共价键、非极性共价键的断裂和形成

【答案】C

【分析】

H2。能在a-Fe2（）3光催化剂材料作用下，被氧化成。2,同时生成质子（H+）,发生的氧化反应为：

+

2H2O-4e=4H+O2；电子转移到“CsPbBn纳米晶”用于还原CCh,CO?被还原为CO、CH4,发生的还原

+

反应为：CCh+2e-+2H+=8+比0、CO2+8e+8H=CH4+2H2Oo

【解析】

A.由图可知，HzO能在a-Fe?。?光催化剂材料作用下，被氧化成0?,发生了氧化反应，A错误；

B.该光催化转化反应生成了CHJ，CH4也能导致温室效应，故该反应不能阻止温室效应，B错误；

+

C."CsPbBn纳米晶“”表面上CO2转化为CO、CH4,发生了还原反应：CO2+2e+2H=CO+H2O.

+

CO2+8e+8H=CH4+2H2O,C正确；

光催化光催化

D.该催化转化的总反应：28228+02、CO2+2H2OCH4+2O2,CO2、比0都只含有极性共

价键，CO、CH4都只含极性共价键，02只含非极性共价键，故只有极性共价键断裂、有极性和非极性共价

键生成，D错误；

答案选C。

14.（2021•河南高三三模）目前，某研究团队对TiC>2基催化剂光催化还原CO?转化为燃料甲醇（原理如图所

示)进行研究，取得了大成果。

A.CB极的电势低于VB极的电势

B.CB极发生的反应是CO2+6H+-6e=CH3OH+H2。

C.光照下TiC)2基产生电子

通电

D.总反应式为2C02+4H20-2CH30H+302

【答案】C

【分析】

根据图示，VB极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，CB极上CO?得到电子生成甲醇，发生还原反应,

据此分析解答。

【解析】

A.在光照下，CB极表面聚集了由二氧化钛基转移过来的电子，因此CB极的电势高于VB极的电势，故A

错误；

B.CB极上CO?得到电子生成甲醇，发生还原反应，故B错误；

C.根据图示，反应过程中TiC)2在光照下产生电子，故C正确：

D.VB极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，CB极上CO?得到电子生成甲醇，发生还原反应，总反

催化剂

应式为2co?+4见0、J2CHQH+3O2,反应条件不是通电，故D错误：

故选C。

15.(2021•浙江高三三模)常温常压下用氮氧化铭纳米颗粒(CrOo«No.56)电催化氮气还原合成氨的工作原理

如图1所示，氨气生成速率、电流利用率与电压的关系如图2.下列说法不亚独的是

@

©

01

A.电极A为阳极，发生氧化反应

illi

B.该电催化装置的总反应为：2N2+6H2O!i4NH3+3O2

C.当产生标准状况下2.24LNH3时，通过质子交换膜的H*数目为0・3NA

D.其他条件相同，用2.0V电解比1.8V电解在相同时间内产生的NH,多

【答案】D

【解析】

A.由题中图示图1可知，电极A中将H?0——>O2,氧元素由-2价失电子变为0价，发生氧化反应，电极

反应为2H2O-4e=O2+4H+,电极A为阳极，电极B为阴极，故A正确；

B.由题中图示图1可知，电极A的电极反应为2H2O-4e=O2+4H+,电极B的电极反应为N2+6D+6H+=2NH3,

可得总反应为2N2+6H2O臂4NH3+3O2,故B正确；

2241

C.当产生标准状况下2.24LNH〉即”(NH3)=—:-------0.1mol,由阴极电极B的电极反应

N2+6S+6H+=2NH3可知，消耗H+为0.3mol,即通过质子交换膜的H卡数目为03NA,故C正确；

D.由题中图示图2可知，2.0V时产生N%速率大于1.8V时产生NHa的速率，只说明相同时间内，生成

NH3的浓度多，不能说明产生NM的量多，且2.0V时电流利用率低于1.8V时电流利用率，故D错误；

答案为D。

16.(2021・辽宁高三模拟)某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如图所示，当该装置工作时，下列说法正

确的是

A.Y为该电池的负极，发生氧化反应

B.电路中流过7.5mol电子时,共产生N?的体积为

C.整套装置在高温下发电效果更佳

D.X极发生的电极反应式为2NH3-6e+60H=电+6凡0,周围pH减小

【答案】D

【解析】

A.Y为该电池的正极，发生还原反应，选项A错误；

B.没有注明标准状况，无法计算氮气的体积，选项B错误；

C.高温下微生物发生变性，不利于原电池反应，选项C错误；

D.X极发生的电极反应式为2NH「6e+6OH=N2+6H2O,氢氧根离子浓度降低，周围pH减小，选项D

正确；

答案选D。

17.（2021.山东高三模拟）某电动汽车的锂离子电池的正极材料为层状的LiFePOh负极材料为新型材料石墨

烯（LixC。电解液为LiCIOs的丙烯碳酸酯溶液，在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出；放

电时，Li+从负极脱嵌，经过电解质溶液和离子交换膜嵌入正极；充电时则相反：其工作原理如图所示。下

列叙述正确的是

/FePO』a

用电器/电源

UFePO4fe\Y

离子交换膜/LAi.,CO,

\z

含有LiClO」的丙烯碳酸脂溶液

A.充电时，电极a与电源正极连接，电极b与电源负极连接

B.电池充电时，阳极的电极反应为LiFePO4+xe-=LijFePO4+xLi+

C.电池工作时，负极材料质量减少1.4g,转移0.4mol电子

D.充电时，阴极发生氧化反应，电极反应为xLi++xeMC6=LixC6

【答案】A

【解析】

A.正极材料为层状的LiFeP("负极材料为新型材料石墨烯(LixCe),a是正极、b是负极，故充电时，电极

a与电源正极连接，电极b与电源负极连接，故A正确；

B.电池充电时，a是阳极，阳极发生氧化反应，故其电极反应为LiFePO#xe=Lii*FePCU+xLi+,故B错误;

C.电池工作时，负极的电极反应为；LixC6-xe=xLi++G,,锂变成Li+离开负极，故材料质量减少1.4g是Li"

1.4g

的质量，转移n(e-)=n(Li+)=L；~-=0.2mol,故C错误；

7g/mol

D.充电时，阴极发生还原反应，电极反应为xLi++xe+C6=LixC6,故D错误；

故选Ao

18.(2021•辽宁葫芦岛市•高三二模)如图为拟通过甲装置除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚，同时利用此装置

产生的电能进行粗铜的精炼。下列说法不正确的是

A.X极为阴极，发生还原反应

B.当电路中有0.2mo1电子通过时，Y极质量可能减少3.2g

c.A极的电极反应式：01—<~>0H+e=\~>OH+CI-

D.工作时，B极附近液体pH值减小

【答案】C

【分析】

过甲装置除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚，同时利用此装置产生的电能进行粗铜的精炼，则甲装置为原电

池，乙为电解池，甲中，质子向A极移动，则A极为正极，与A极相连的Y极为阳极；B极为阴极，则X

极为阴极。

【解析】

A.分析可知，X极为阴极，得电子，化合价降低，发生还原反应，A说法正确；

B.Y极为粗铜，含有Cu、Zn、Fe、Al、Ag、Au等，当电路中有0.2mol电子通过B寸，Y极为Al失电子