2024新高考化学第一轮章节复习：化学反应与电能（含答案）

专题十化学反应与电能

1.NiOOH-Zn电池(KOH溶液为电解液)的工作原理如图所示,下列说法错误的是()

A.工作时,0H一向负极移动

B.工作一段时间后，电解液pH减小

C.负极电极反应式为Zn-2e+40H=Zn0^+2H20

D.当电路中转移0.2mol电子时，电解液质量增加6.4g

答案D由题图信息可知,Zn转化为ZnO『，发生氧化反应，电极反应为Zn-2e+40T—ZnO『+2H2。,

则Zn作负极;NiOOH转化为Ni(0H)2,发生还原反应，电极反应为NiOOH+d+HQ^Ni(OH)2+OH；贝ijNiOOH

作正极。电池的总反应式为Zn+2NiOOH+2OH-ZnO^+2Ni(0H)2o原电池工作时，电解质溶液中阴离

子移向负极,A正确；由电池总反应可知工作一段时间后,0H一浓度减小，电解液pH减小,B正确；由上述分

析可知,C正确；当电路中转移0.2mol电子时，由负极反应可知,Zn溶解0.1mol,由正极反应可知，电解

质溶液减少0.2g,则电解液质量增加65g/molX0.1mol-0.2g=6.3g,D错误。

2.电解法处理含有C「、NO1的酸性废水，其工作原理如图所示,H表示氢原子。下列说法错误的是

()

电解法处理酸性废水

A.电极b接电源负极

B.处理1molNO3,电路中转移5mole「

C.HC10在阳极生成：Cr+Hz0-2e-^HC10+H+

D.电极b的电极反应式为10H++NO尹8e-^NH++3H20

答案B电极b上NO,转变为NH3发生还原反应，则电极b为阴极，接电源负极,A正确;NO,转变为

NH3处理1molNO3,电路中转移8mole,B不正确；阳极C「失去电子，生成HC10:C「+H2-2e-一

+

HC1O+H,C正确；电极b上NO］转变为NH上电极反应式为104+而/86-NHt+3H2O,D正确。

3.我国科学家设计如图装置实现了分步电解制氢、制氧,下列说法正确的是()

A.c接电源正极,b接电源负极

B.闭合K2,Y极发生氧化反应,向Y电极移动

+

C.闭合Ki,Y极电极反应式为PT0+4e+4H^PT0H4

D.该装置实现了PTO、PTOH,的循环利用，且硫酸的浓度保持不变

+

答案C当闭合K2,Y极作阳极，电极反应式为PT0H「4e--PT0+4H,RuO2/IrO2-Ti电极作阴极，电极

+

反应式为2H+2e-H2t;当闭合Ki,Y极作阴极，电极反应式为PTO+4H++4片-PTOH4,Pt/Ti极作阳

极，电极反应式为2Hz0-4e-02f+4H\当闭合KbY极作阴极,c接电源负极，当闭合K2,Y极作阳极,b

接电源正极,A错误；闭合K2,Y极作阳极,发生氧化反应，阳离子移向阴极，即向Ru02/Ir02-Ti电极移

动,B错误；由上述分析可知,C正确;该装置电解了H。硫酸的浓度增大,D错误。

4.（双选）用惰性电极电解法制备硼酸［H3BO3或B（0H）3］的工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳

离子和阴离子通过）。下列有关说法正确的是（）

稀溶液浓溶液稀溶液

A.1、3膜为阴膜,2膜为阳膜

B.b极的电极反应式为2H02t+4H+

C.产品室中发生的反应是B(OH)；+H+^H3BO3+HQ

D.产品室中每增加1molH3BO3产品,a极室NaOH溶液增重22g

答案CD由图可知,b电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H；a电极为阴极，电解时阴极上水

得电子生成压和OF,原料室中的Na,通过阳膜(1膜)进入a极室,溶液中c(NaOH)增大,原料室中的B(OH)£

通过阴膜(2膜)进入产品室,b极室中氢离子通过阳膜(3膜)进入产品室,B(OH)］、H+发生反应生成H3BO3。

1、3膜为阳膜,2膜为阴膜,A错误;b极为阳极，电极反应式为2H0?t+4H：B错误;产品室中

B(OH)］、lT发生反应生成H3BO3,反应的离子方程式为B(OH)］+lT-H3BO3+H2O,C正确;每增加1molH3BO3

产品，则有1molNa'移向a极室，同时a极室有0.5molHz生成，因此NaOH溶液质量增加1molX23

g/mol-0.5molX2g/mol=22g,D正确。

5.Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理如图所示,刻蚀液由一定浓度的HF和H◎混合而成,刻蚀时间为2~16

min,由Ag薄膜覆盖的部分硅晶片被刻蚀掉，剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法错误的是()

H\H2O2H2O

+

H2SiF6,H

HF

Si晶片

A.该刻蚀过程利用了原电池原理,Si作负极

B.Ag极发生的反应为H22+2e+2H，^2H20

C.Si极附近溶液pH增大

D.每刻蚀14gSi,有2.0mol电子迁移到Ag电极

答案C该刻蚀过程利用了原电池原理,Si失去电子,Si作负极,A正确；在Ag薄膜上发生反

应:2H++2e-+H202-2HzO,B正确；在Si电极上发生反应:Si+6HF-4e「一HfiFe+dH：故Si极附近溶液

pH减小,C错误;每刻蚀14gSi,即0.5molSi,有2.0mol电子迁移到Ag电极,D正确。

6.聚阴离子型正极材料在钠离子电池中具有应用前景。一种钠离子电池用硬碳材料(Na£)作负极,利用

放电,

钠离子在正、负极上的嵌、脱过程实现充放电，该电池的工作原理为Na3-,(VOPOJF+Na£瓢

Na3(VOPO4)2F+CO下列说法错误的是()

A.充电时,Na,从阳极脱嵌,经电解质嵌入阴极

B.电解液可以是含Na,的导电有机聚合物或水溶液

C.放电时，正极的电极反应为Na3-.!-(V0P04)2F+^e-+ANa—Na3(V0P04)2F

D.用该电池作电源，使用惰性电极电解硫酸钠溶液,负极质量减少23g时，阳极产生标准状况下气体5.6

L

答案B充电时阴极的电极反应为C+xe*如a'-NaX,Na,从阳极脱嵌,经电解质嵌入阴极,A正确；

金属钠与水能反应,故电解液不能为含Na+的水溶液,B错误;放电时,正极Na3-XVOPO4)2F得电子，电极反

应式为Na3-XVOPO4)舟松+加—-Na3(VOPO4)zF,C正确；负极反应为Na£-xe-^C+^Na,质量减少23

+

g时电路中转移电子1mol,阳极的电极反应式为2H2-4e「-4H+02t，阳极产生氧气0.25mol,标准

状况下的体积为5.6L,D正确。

7.我国科技工作者发明了一种可快速充、放电的铝离子电池,其放电时的工作原理示意图如下,正极反

应为C〃(AlCL)+e—-G+AlCIJo下列有关该电池的说法错误的是

/CH,

已知:EMIM"的结构简式为

A.A1为负极，电极反应式为A『3e--Al3+

B.离子液体中的不参与反应,只起传递离子的作用

C.电池工作时，阳离子从负极区域移向正极区域

D.电路中转移1mole「时，正极区域减少的质量为58g

答案A根据工作原理示意图中的物质转化可知,Al极反应为Al-3e-+7AlCl][4AkCE，A错误；昌

子液体中为溶剂,不参与反应,只起传递离子的作用,B正确；电池工作时，阳离子从负极区域移

向正极区域，电子由导线从负极移向正极,C正确；电路中转移1mol电子时，从正极区迁移出1molAlClJ,

/CH3

即减少169g,移入正极区1mol阳离子、CH，，即增加Uig,故正极区质量减少58g,D正确。

8.热激活电池主要用于导弹、火箭以及应急电子仪器供电,是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。

一种热激活电池的结构如图1所示。

火药

%:；；口下9::oa

彳LiCl和KC1混合物

乡：；；MnO,~F7oh

ZI'...I

V////////////////////////////////////7

图1

800

落600

出400

200

(

KC1的物质的量分数

图2

已知:①放电后的两极产物分别为Li?Si3和LiMn。；

②LiCl和KC1混合物的熔点与KC1的物质的量分数的关系如图2所示。

下列说法错误的是()

A.放电时,Li*的移动方向:a极区fb极区

+

B.放电时,a极的电极反应:3LLSi厂lie—-4Li7Si3+llLi

C.调节混合物中KC1的物质的量分数可改变电池的启动温度

D.若放电前两电极质量相等,转移0.1mol电子后两电极质量相差0.7g

答案D该热激活电池为原电池装置，放电后的两极产物分别为Li’Si,和LiMmO,,根据结构图可知,a

为负极，电极反应为3Li13Si4-lle「—4Li7Si3+llLrb为正极，电极反应为Li++e「+2Mn()2-LiMn204o

放电时,Li,的移动方向：由负极移向正极，即a极区一b极区,A正确；由上述分析知,B正确;根据图2可

知,KC1的物质的量分数影响LiCl和KC1混合物的熔点,该电池是一种电解质受热熔融即可开始工作的

电池,故调节混合物中KC1的物质的量分数可改变电池的启动温度,C正确;若放电前两电极质量相等，

转移0.1mol电子,负极有0.1molLi'生成,负极质量减少0.7g,0.1molLi，迁移到正极,正极质量增

加0.7g,两电极质量相差1.4g,D错误。

9.Mg-空气电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是

A.电极A是该电池的正极

B.电极B附近溶液的pH增大

C.电池工作时，电子由电极B经外电路流向电极A

2+

D.电池工作时的主要反应为Mg+2H,-Mg+H2t

答案BMg失去电子，发生氧化反应,则电极A为该电池的负极,A错误；电极B上通入空气,0z得到电

子发生还原反应,则电极B为正极,发生反应0?+45+2压0-40H；所以电极B附近溶液中c(OH)增大,

溶液的pH增大,B正确；电池工作时，电子由负极(电极A)经外电路流向正极(电极B),C错误;负极上Mg

失去电子变为Mg”进入溶液,正极上Oz得到电子发生还原反应产生0%总反应为2Mg+02+2H20=

2Mg(OH)2,D错误。

10.一种水性电解液Zn-MnOz离子选择双隔膜电池如图所示。已知在KOH溶液中，Zn?+以Zn(OH)/形式存

在。下列叙述不正确的是()

A.放电时Zn作负极

B.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜

2+

C.放电时MnO2电极上发生的反应:施1。2+4田+2占^=Mn+2H20

D.电路中每通过1mol电子,Zn电极的质量减小32.5g

答案B此装置为原电池,Zn转化为Zn（0H）2-,Zn元素化合价升高，发生氧化反应,Zn作负极,A正

+-2+

确;MnO?作正极,在酸性条件下发生还原反应,MnO2+4H+2eMn+2H2O,C正确;Zn电极反应式为

Zn-2e-+40H-^Zn（OH）广，所以电路中每通过1mol电子,Zn电极溶解的质量为0.5molX65

1

g-mor=32.5g,D正确;根据Mn02电极反应式可知，I室被消耗,SO厂通过离子交换膜a向负极移动,

最终留在II室,a为阴离子交换膜,根据Zn电极反应式可知,III室消耗0H-,K*从III室通过离子交换膜b向

正极移动,最终留在II室,b为阳离子交换膜，II室KzSO,溶液浓度增大,B错误。

11.工业上用电解法处理含银酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是（）

碳棒口阳离子阴离子口镀银铁棒

交换膜交换膜

0.5布l%NaCE：含Ni2*、C1-

N-H溶液W溶液表:注酸性废水

ARC

已知:①NF能发生水解反应；

②阴极处得电子能力:Ni'+（高浓度）〉H〉NF（低浓度）

A.碳棒上发生的电极反应:40H--4e「-02t+2H20

B.电解过程中,B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断增大

C.为了抑制N产的水解,阴极处溶液酸性越强越好

D.电解时碳棒质量不变,镀银铁棒质量增加

答案C碳棒为阳极,发生氧化反应:40H-4e~04+2H。镀银铁棒为阴极，发生还原反

应:NF+2e~Ni、2H++2e~H",A正确；阴极室的C「通过阴离子交换膜向B室移动，阳极室的Na,

通过阳离子交换膜向B室移动,则B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断增大,B正确；已知阴极处得电

子能力:NF（高浓度）〉T〉N产（低浓度），若酸性太强,T优先于N产放电而产生&使单质Ni的产率降低,C

错误；电解时碳棒质量不变,镀银铁棒上析出固体Ni,质量增加,D正确。

12.纳米FezOs在常压电解法合成氨过程中起催化作用，该电解装置如图所示。已知熔融NaOH-KOH为电

解液,FeG在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是（：

A.惰性电极II是电解池的阴极,发生还原反应

B.产生2.24L时,转移的电子数为0.4及

-

C.惰性电极I的电极反应为Fe203+3H20-6e^2Fe+60H「

D.生成氨气的反应为2Fe+Nz+3H2。^Fe203+2NH3

答案D惰性电极II产生02,氧元素化合价升高,发生氧化反应,故惰性电极H为电解池的阳极,A错误;

未标注气体所处的温度和压强,故不能计算转移的电子数,B错误;惰性电极I为阴极,发生还原反应，电

极反应式为Fe23+3H20+6e-2Fe+60H\C错误;结合题图及阴极的电极反应式可知,生成N&的反应为

==

2Fe+N2+3H20Fe2O3+2NH3,D

13.一种可充电锂硫电池装置示意图如图。电池放电时,Ss与Li，在硫碳复合电极处生成Li£,（Fl、2、4、

6或8）。大量LizS,沉积在硫碳复合电极上，少量LizS/容于非水性电解质并电离出L『和暖一。Li\S2'

和S厂能通过离子筛,S广、S公和S，不能通过离子筛。下列说法不正确的是（

A.S厂、S/和喘一不能通过离子筛的原因是它们的离子直径较大

B.放电时,外电路电流从硫碳复合电极流向锂电极

+

C.充电时,硫碳复合电极中LiS转化为Ss的电极反应式为4Li2sSs+8Li

D.充电时，当有0.1molLi2S转化成SB时,锂电极质量增加0.7g

答案DSt、S公和S，的离子直径大于Li\S?和S尸的离子直径,则以-、S*和S/不能通过离子筛,A

项正确;放电时,锂电极为负极,硫碳复合电极为正极,则外电路电流从硫碳复合电极流向锂电极,B项正

确；充电时,硫碳复合电极为阳极,其中Li2sz会失去电子转化为&,电极反应式为4Li2s二8葭=

++

S8+8Li,C项正确;充电时LizS转化成SB,电极反应式为8Li2S-16e-S8+16Li,而锂电极的电极反应

式为Li,+e-Li,当有0.1molLizS转化成&时，锂电极质量增加0.2molX7g/mol=l.4g,D项错

误。

14.近年来，电化学还原二氧化碳的课题吸引了大批研究者的关注,其中将双极膜应用于二氧化碳制备

甲醇过程中的电解原理如图所示。已知:双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作

用下，双极膜间40解离成H*和0H,并向两极迁移。下列说法错误的是（）

-------------------OO----------------------

双极膜

/(■CO

石

墨

一一催化

电

极电极

\KOHCH3OH，

溶液2

KHCO3

溶液

a膜b膜

A.a膜为阴离子交换膜

B.电解过程中KOH溶液的浓度逐渐降低

C.催化电极上的电极反应式为CO?+6HCO]+6e「^=CH30H+6CO^+H20

D.双极膜内每消耗18g水，理论上石墨电极上产生H.2L。2（标准状况下）

答案D石墨电极上有0?生成,发生氧化反应，催化电极上CO2-CH3OH,发生还原反应,故石墨电极为阳

极，催化电极为阴极,0E向阳极移动，即通过a膜向左室移动,故a膜为阴离子交换膜,A正确；电解过程

中，阳极的电极反应式为40E-4e-02t+2HQ,阳极区消耗0H；生成HQ,KOH溶液的浓度逐渐降低,B

正确;催化电极为阴极,C0?得电子发生还原反应生成CHsOH,C正确;双极膜内每消耗18g水,移向左室的

0H「为1mol,石墨电极上有1mol0田放电，由阳极的电极反应式可知,生成0.25mol02,标准状况下体

积为0.25molX22.4L/mol=5.6L,D错误。

名师点睛根据电解装置图,先判断出阴、阳极，结合阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，进而判断

出a膜、b膜的类型。

答案DA项,要制备Ca（H2P04）2,则Ca2+应通过膜a进入Ca（H2P0j稀溶液中，所以膜a为阳离子交换

膜,M极处C「放电生成CL,所以M极与电源正极相连,错误;B项,N极为阴极,H2放电生成员和Off,溶

液pH增大,错误;C项,N极处H20放电,产生0E,则Na,要通过膜c进入N极处,则膜c为阳离子交换膜，

由电荷守恒分析知,NaH2P0」中HzPO]要通过膜b移向Ca（HFOj2稀溶液中，则膜b为阴离子交换膜,错误;D

项,M极处生成CL,N极处生成压和NaOH,正确。

15.双极膜电渗析法固碳技术是将捕集的C0?转化为CaCOs而矿化封存,其工作原理如图所示。双极膜中

间层中的压0解离成H，和0F,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.两个双极膜中间层中的H,均向左侧迁移

B.若碱室中嘿鸟比值增大,则有利于COz的矿化封存

C.电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大

一汕电

+

D.该技术中电解固碳总反应的离子方程式为2Ca2++2C02+4H2-2CaC03I+2H2t+02f+4H

答案B要将捕集的CO?转化为CaCOs而矿化封存，“碱室”中CO『需通过阴离子交换膜进入CaCk溶

液从而生成CaC03,左侧双极膜中0E向右移动进入“碱室”与CO,反应生成COg,向左移动进入左侧

NaNOs溶液中发生反应2H，+2e-H?t;CaCb溶液中的CH1过阴离子交换膜进入“酸室”，右侧双极

膜中的向左移动进入“酸室”，0H一向右移动进入右侧NaM）3溶液中发生反应40H=4e「—2H2+02f,

.通电

2++

该技术中电解固碳总反应的离子方程式为2Ca+2C02+4H20—2CaC03I+2H2f+02t+4H,D正确。由上

述分析知，两个双极膜中间层中的H，均向左侧迁移,A正确。若“碱室”中喘餐比值增大，即COz转化

为更多的HCO1,而HCO］与Ca/不产生沉淀，且HCO］能够通过阴离子交换膜向右侧移动，与“酸室”中

H+反应产生C02,所以不利于CO?的矿化封存,B错误。CaCk溶液中的C「通过阴离子交换膜进入“酸室”,

右侧双极膜中的H*向左移动进入“酸室”，所以电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大,C正确。

16.利用电解原理制备CaGlFOj的装置如图所示（M、N均为惰性电极）。下列说法正确的是（）

A.M极与电源负极相连

B.常温下，电解后N极附近溶液pH减小

C.膜a、膜c均为阴离子交换膜,膜b为阳离子交换膜

D.电解时可获得副产物NaOH、4、Cl2

答案DA项,要制备Ca（H2P04）2,则Ca2+应通过膜a进入Ca（4P0》稀溶液中,所以膜a为阳离子交换

膜,M极处C「放电生成CL,所以M极与电源正极相连,错误;B项,N极为阴极,H20放电生成乩和0%溶

液pH增大,错误;C项,N极处压0放电,产生0E,则Na,要通过膜c进入N极处,则膜c为阳离子交换膜,

由电荷守恒分析知,NaH2Poi中H2Poi要通过膜b移向CaOLPO%稀溶液中，则膜b为阴离子交换膜,错误;D

项,M极处生成CL,N极处生成压和NaOH,正确。

17.某科研团队提出了一种水基Li-CO,二次电池,它由纳米孔Pd膜电极、固体电解质膜等构成,下图为

其工作示意图。下列说法错误的是（）

Li负载纳米孔

却膜

固体电尸CO、

解质膜

、HCOOH

A.放电时,Pd膜作正极

B.固体电解质膜可将Li电极与LiCl溶液隔离

C.充电时,Pd膜表面发生反应：HC00H-2e「一CO?t+2H+

D.理论上，当消耗7gLi时吸收5.6LC02（标准状况）

答案D放电时,Pd膜电极上CO2-HCOOH,该过程中C元素化合价由+4降到+2,作正极,A正确;Li作负

极，电极反应式为Li-e「—Li；消耗7gLi时转移1mole,正极的电极反应式为CO2+2H++2e-=

HCOOH,则吸收0.5molC02,其在标准状况下的体积为11.2L,D错误。

HOOCNO

18.以对硝基苯甲酸（2）为原料,用铅蓄电池电解合成对氨基苯甲酸

HOOCNH

2）的装置如图。下列说法错误的是)

A.装置中铅合金电极与铅蓄电池的Pb电极相连

HOOCNOHOOCNH

2+2

B.阴极的主要电极反应为'+6e+6H+2H20

C.每转移4mol电子时，阳极电解质溶液的质量减少32g

D.生成对氨基苯甲酸的同时还产生少量H2

答案C对硝基苯甲酸转化为对氨基苯甲酸是还原反应，故电解池中铅合金电极是阴极，铅蓄电池中

铅电极是负极,阴极连接负极,A正确；阴极周围是酸性溶液,故用H+配平电荷,根据原子守恒和电荷守恒

可写出阴极的电极反应式,B正确；阳极的电极反应式:2比0-46~。2+4£每转移4moi电子时，阳极有

2molHQ参与反应,生成的32gO2全部逸出，生成的4molIf穿过阳离子交换膜移向阴极，故阳极电解

质溶液的质量减少36g,C错误；阴极的电解质溶液呈酸性,故有少量的氢离子得电子生成电D正确。

19.某小组利用电解法处理废水中苯甲醛,获得苯甲醇和苯甲酸,装置如图所示。

质子交换膜

下列说法错误的是)

A.石墨I上发生还原反应

B.加入Br一的目的是提供氧化剂和增强导电性

CH,OH

C.阴极反应式为

CHO

D.迁移2molT理论上处理1mol

答案D石墨H上BE转化为Br2,Br元素化合价升高,故石墨II为阳极,则石墨I为阴极,发生还原反

应,A正确。加入Br,溶液中离子数目增多，导电性增强;BE在阳极上反应生成澳单质，将苯甲醛氧化为

苯甲酸,B正确。阴极反应式为+2e+2H+,转移2mol电子,有2molH+

从阳极迁移至阴极，阴极能够处理1mol苯甲醛;阳极反应式为2Br<2e「-Br〃转移2mol电子，生

COOH

成1molBr2,根据+H20+Br2+2HBr,可知生成的1molBn还能够处理1mol

苯甲醛，故迁移2molH：理论上处理2mol苯甲醛,C正确,D错误。

20.锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是多种便携式电子设备和交通工具的

常用电池。一种锂离子电池的结构及工作原理如图所示，电解质溶液为LiPFe（六氟磷酸锂）的碳酸酯溶

液（无水）。下列说法错误的是（）

放电充电

。锂・氧。钻石墨

A.放电时电极a为电池的正极,充电时电极b作阳极

B.放电时负极反应式为Li£7-xe-ALi*+yC

C.电池放电时总反应为LiC+Li-CoO'^LiCoO?+咒

D.放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间，完成化学能与电能的相互转化

答案A分析题图可知，放电时阳离子（Li，）向电极a移动，推知电极a为正极，电极b为负极，充电时阳

离子（Li，）向电极b移动,推知电极b为阴极，电极a为阳极,A错误;放电时负极b上的电极反应式为

Li£，-xeT4i'+jC,正极a上的电极反应式为Lii-£oC）2+xe-+ai+H=LiCoCh,电池放电时总反应为

==

Li^+Lii-£o02LiCo02+jC,B、C正确。

21.羟基自由基（•0H）具有强氧化性,可用于处理废水中还原性污染物。利用电化学方法可产生羟基自

由基，其原理如图所示。下列说法正确的是（）

A.电子移动方向为a-Y-X-b

B.甲池中离子交换膜为质子交换膜

C.Y电极上得到的反应为O「2e-+2H+-H。

D.当乙池中产生1mol羟基自由基（•0H）时，甲池中理论上至少消耗标准状况下8.4LCH4

答案BD根据电极上的反应可知，甲池为燃料电池,通入燃料CH,的a电极为负极,与之相连的是电解

池的阴极Y,通入氧气的b电极为正极,与之相连的是电解池阳极Xo串联装置中，电子由原电池负极流

向电解池阴极,即a-Y,由电解池的阳极流向原电池的正极，即X-b,电子不能在电解质溶液中转移,A

错误。甲池中，负极a的电极反应为CH「8e-+2H2-CO2+8H；正极b的电极反应为2()2+8e「+8H'=

4H20,T应该从a电极向b电极移动,推知离子交换膜为质子交换膜,B正确。Y电极为电解池的阴极，电

+2++==3+

极反应为02+2e+2H^H202,C错误。乙池中生成羟基自由基的反应为Fe+H202+HFe+-0H+H2,

产生1mol羟基自由基时，此反应转移1mol电子，由于消耗了1molHQ?,根据生成HQ2的电极反应知,

生成1molH2O2转移2mol电子,故总共转移3mol电子，由a电极的电极反应可得CH「8e,甲池中理

论上至少消耗0.375molCH”标准状况下的体积为8.4L,D正确。

22.我国学者在报道了一种氯离子介导的电化学合成方法,能将乙烯高效清洁、选择性地转化

为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生

成环氧乙烷。

物质转化原理:

CH=CH

Cl-Cl-HC1O—二--------CH2cH20H

Aci

-^H2C—CH2

C1-

下列说法错误的是)

A.Pt电极与电源正极相连

B.电解时右侧电解质溶液pH减小

O

通电/\

=HC——CH

C.该过程的总反应为CH2CH2+H2O—>22+HZ

D.当电路中通过2mole」时,消耗的CH2=CH2为22.4L

答案BD由物质转化原理可知,Pt电极区要将CF转化为CLCI2与水反应生成HC10后再与乙烯发生

加成反应，则Pt电极为阳极，与电源正极相连,A正确;Ni电极为阴极，电极反应为2H20+2e-20H-+H?

t,当电路中转移2mol电子时,Ni电极上反应生成2molOH；2molOR通过阴离子交换膜迁移到左侧

电解质溶液中,所以当转移电子数相等时,右侧电解质溶液pH不变,B错误;结合阳极的物质转化原理及

-=

电极反应和阴极的电极反应可知C正确；因2CF-2e-^CLt>C12+H2OHC1+HC10,CH2CH2+HC10

—CHElCHzOH,当电路中通过2mol时，消耗乙烯1mol,由于题中没有指明乙烯所处状态,故无法

计算乙烯的体积,D错误。

23.天津大学研究团队以KOH溶液为电解质,CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物

］的装置如图所示（R代表煌基）。下列说法不正确的是()

直流电源

/RCHNH

离子22

交换

\RCN

膜、

乂K

KOH溶液

A.若用铅蓄电池作为电源,CoP极连接铅蓄电池的铅电极

-+

B.NizP极的电极反应式为RCH2NH2-4e^RCN+4H

C.合成1mol偶氮化合物，需转移4mol电子

D.离子交换膜是阴离子交换膜

答案BC结合有机化学中还原的概念（加氢去氧）可知，左边CoP电极上发生还原反应，故CoP极为阴

极,连接铅蓄电池的铅电极,A正确;Ni?P极为阳极，电解质溶液呈碱性,其电极反应式为RCH2NH2-4e*40H-

NO,

=

RCN+4H20,B错误;CoP极为阴极，电极反应式为2+8e-+4H

+80H；则合成1mol偶氮化合物,需转移8mol电子,C错误;左侧CoP电极上生

成OH,右侧Ni2P电极上消耗0H；左侧0H一要迁移到右侧,则离子交换膜是阴离子交换膜,D正确。

24.以铜作催化剂的一种铝硫电池的示意图如图所示，电池放电时的反应原理为3CUAS+2A1+14A1C1J

2

=3ACU+8A12CU+3S\下列说法错误的是

0K+

OS2-

Cu/CuS

阳离子交换膜

A.充电时,Cu/Cu*电极为阳极

B.充电时，阳极区的电极反应式为j<Cu-2xe+S"^CuAS

C.放电时,K，通过阳离子交换膜向Cu/Cu,S电极移动

D.放电时，每转移1mol电子,负极区电解质溶液质量减轻30g

答案B分析题图右室物质转化可知,放电时A1元素化合价升高,A1电极为负极,Cu/Cu*电极为正极,

充电时Cu/Cu,8电极为阳极，电极反应式为式u+Si2e-CuSA正确、B错误;放电时，阳离子移向正

极,C正确;放电时,每转移1mol电子，1molK,从负极移向正极，使负极区电解质溶液质量减轻39g,Al

作负极，电极反应式为Al+7AlCq-3e「——4AL（E，转移1mol电子时有!molAl参与反应进入电解质

溶液，使负极区电解质溶液质量增重27g/moix|mol=9g,故负极区电解质溶液减少的质量为39g-9

g=30g,D正确。

25.我国科学家在Li-COz电池的研究上取得重大科研成果,分别以金属Li及碳纳米管复合Li2cO3作电池

的电极，其放电时电池反应为3co?+4Li_2Li2cO3+C。该电池放电时（）

A.Li电极发生还原反应

B.L/在电解质中移向负极

C.COz在正极上得到电子

D.电流由Li电极经外电路流向碳纳米管复合Li2cO3电极

答案CA项，根据放电时的电池反应可知,Li作负极，电极反应式为Li-e-Li:发生氧化反应，错

误;B项,在原电池中阳离子移向正极,所以L『在电解质中移向正极,错误;C项,CO?在正极得到电子发生

+

还原反应，电极反应式为3C02+4Li+4e_2Li2C03+C,正确;D项，负极上Li失去电子，电子沿着导线经

过外电路流向正极（碳纳米管复合Li£03电极），电流的方向与电子的方向相反,错误。

26.Sc/e〃ce杂志报道了王浩天教授团队发明的制取上。2的绿色方法,原理如图所示。下列说法正确的是

覆盖催化剂专离I子咨覆盖催化剂

电极'II\/电极

多

X孔

Y'憔

膜

H固O

2体:-2

电

，

离

解

离

子

子

质

^

>

净

溶

纯

液

H.,O

A.a极为正极,发生还原反应

B.X膜为阳离子交换膜

C.当外电路通过2mole「时，消耗22.4L02

D.该装置可实现化学能与电能间的完全转化

答案BA项,a极通入的是电电极反应式为H?-2e~2H+,所以a极为负极,发生氧化反应,错误;B

项,在原电池中阳离子移向正极,a极产生的通过X膜向正极移动,所以X膜为阳离子交换膜,正确;C

项,未指明是否在标准状况下,无法计算,错误;D项,该装置实现了化学能与电能的转化，但不能达到完

全转化,错误。

27.我国报道了一种新型的锌一空气电池,其工作原理如图所示。该电池以一种富含Zn"的非碱性水性溶

液为电解质溶液，放电时总反应为Zn+Oz-Zn02o下列有关该电池放电时的说法正确的是（）

A.放电时Zn”向空气电极迁移

B.正极的电极反应:O2+2HzO+4e_40H「

C.外电路电流的方向:锌电极一负载一空气电极

D.当空气电极消耗22.4L（标准状况下）空气时,锌电极质量减少65g

答案A该电池中锌电极作负极，空气电极作正极。A项,在原电池中阳离子移向正极，即放电时Zn-

向空气电极迁移,正确;B项，电解质溶液为富含Zr?’的非碱性水性溶液,则正极的电极反应为02+Zn"+2e-

=ZnOz,错误;C项,在原电池中，负极失去电子，电子沿着导线移动到正极，电流移动方向与电子移动

方向相反,所以外电路电流的方向：空气电极一负载f锌电极,错误;D项,〃（空气）=1mol,空气中氧气的

体积分数约为21%,故〃（。2）70.21mol,根据电极反应&+Zn2++2e-ZnO?可知转移电子0.21molX

2+

2=0.42mol,负极的电极反应为Zn-2e「^Zn,所以锌电极质量减少0.42mol4-2X65g•mOr=13.65

g,错误。

28.用如图甲所示装置模拟对含高浓度C「的工业废水进行脱氮,该溶液中C10一的浓度随时间变化的关系

如图乙所示。一段时间后溶液中所有氮原子均转化为N?被脱去。

Na。、NH.NO,

混合溶液.

甲

30

25

20

15

10

5

102030405060

时间/min

乙

下列说法错误的是（）

A.b接电源负极

B.开始时Cl（y的浓度增长较慢的原因可能是C1（T氧化溶液中的NH+

C.电解过程中,a极附近溶液pH降低

D.理论上溶液中的NO］先被脱尽

答案DA项，图甲中b极NO］转化为N2,氮元素化合价由+5变为0,化合价降低,得到电子发生还原反

应,所以b极作阴极,与电源负极相连,正确;B项,根据题干信息,一段时间后溶液中所有氮原子均转化

为N?被脱去,可知开始时C10-的浓度增长较慢的原因可能是C1CT氧化溶液中的NH：,正确;C项，电解过

程中，a极的电极反应式为Cr-2e+20r-C1CT+H。所以a极附近溶液pH降低，正确;D项，由图乙可

知，阳极产生的C10一与NH/反应的速率快,所以理论上N期;先被脱尽,错误。

29.我国有着丰富的海风资源,在海水中建立风电设备,防腐蚀是一个突出问题。下列说法正确的是

（）

A.钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀

B.可将钢铁构件与电源负极连接减缓腐蚀发生

C.钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe-3e-Fe3+

D.海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率

答案BA项,钢铁构件表面的镀铜破损后,Cu、Fe和海水构成原电池