1、电化学及其应用【原卷】1羟基自由基(OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池-电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是Aa极为正极，c极为阴极Bb极的电极反应式为C6H5OH-28e-11H2O=6CO228HCd极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH28OH=6CO217H2OD右侧装置中，每转移0.7mole-，c、d两极共产生气体3.36L(标准状况)2一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是( )A使用碱性电解质水溶液B放电时，正极反应包括3Mg2+MgS8 - 6e- =4MgS2
2、C使用的隔膜是阳离子交换膜D充电时，电子从Mg电极流出3我国科学家发明了制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H+HO，Y膜为HO选择性交换膜)。下列说法错误的是( )AX膜为选择性阳离子交换膜B电池工作时，a极室的pH不变Cb极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO+OH-D理论上，每生成1molH2O2，电路中转移4mol电子4下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()Ab电极为阳极，发生氧化反应B阴极反应式为 H2S+2e- =S2-+H2C净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化D工作一段时间后，生成H2和S2的
3、物质的量之比为215海泥细菌电池作为一种新型电池是一种新型海洋可再生能源技术。海泥细菌电池可以作为电源在海底原位长期驱动检测仪器进行，在海底仪器电源自供给技术及其长期运行方面具有良好的应用前景，将来可望服务于“透明海洋”研究等海洋开发的诸多方面。下列有关海泥细菌电池的原理不正确的是()A电子在外电路中由B极流向A极B正极发生的反应O2+4H+4e2H2OC每当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，A极消耗5.6L O2D海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，导电性高，内阻小，有利于电池电能输出6一种钾离子电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是A放电时，K+通过阳离子交换膜向石墨电极移
4、动B放电时，负极的电极反应式：KC6e=K+6CC充电时，阳极的电极反应式：K0.5xMnO2+xK+xe=K0.5MnO2D若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，钾离子电池转移的电子数比锂离子电池的多7纳米Fe2O3在常压电化学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NaOHKOH为电解液，Fe2O3在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是A惰性电极是电解池的阴极，发生还原反应B产生2.24 L O2时，转移的电子数为0.4 NAC惰性电极I的电极反应：Fe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH-D生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH38光
5、电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH，且双极膜能实现H+和OH的定向通过。下列说法正确的是()A该装置将光能最终转化为电能B再生池中的反应为2V2+2H2O=2V3+2OH+H2C当阳极生成33.6LO2时，电路中转移电子数为6NAD光照过程中阳极区溶液中的n(OH)基本不变9下列是几种常见的电化学示意图。有关说法错误的是( )A图甲中，盐桥连接两电极电解质溶液，盐桥中可以选择CaCl2作为电解质B图乙中，K分别与M、N连接，均可保护Fe电极，连接N时称为“牺牲阳极的阴极保护法”C图丙装置，可判断具支锥形瓶中不同pH条件下铁发生
6、的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀D图丁装置中，ZnMnO2干电池放电时，负极电极反应为Zn2e+2OH=Zn(OH)210我国新能源电动汽车使用三元电池已经成为趋势，镍、钴、锰三元材料通常可以表示为LiNixCoyMnzO2，其中镍、钴、锰3种元素的主要化合价分别是2、3和4，且xyz1。充电时电池总反应为：LiNixCoyMnzO26C=Li1aNixCoyMnzO2LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法不正确的是A允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜B充电时，A为阴极，发生还原反应C放电时，正极反应式为Li1aNixCoyMnzO2aLiae=LiNi
7、xCoyMnzO2D充电时，转移的电子数为0.2 mol，则B极质量增加1.4g11含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示(-C6H5表示苯基，C6H6为苯)。下列叙述错误的是( )AN极为电池的负极B随温度升高，电池的效率可能降低C每生成1 mol CO2，有4 mol H迁入M极区DM极的电极反应式为Cl-C6H5+e-=C6H6+Cl-12以熔融 Li2CO3 和 K2CO3 为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确 的是A以此电池为电源电解饱和食盐水，当有 0.2 mol e转移时，阳极产生标准状况下 2.24
8、 L 氢气B若以甲烷在燃料极反应时，负极电极反应式为： CH448e=5CO22H2OC该电池使用过程中需补充 Li2CO3 和 K2CO3D空气极发生的电极反应式为 O24e2CO2 =213南开大学研发了一种开放式(电极材料可随时更换)的酸性水系锌离子电池,该电池具有化学自充电/恒流充电双充电模式,电极材料分别是锌和,放电时的电池反应是,该电池化学自充电的原理是正极产物可被空气中的氧气氧化复原并释放出。下列相关说法错误的是A恒流充电时正极反应为:B电池放电时,负极质量减少6.5g的同时有个电子通过外电路流向正极C电池自充电时电解质溶液的酸性会逐渐增强D电池若长时间采用化学自充电模式需要及时
9、更换负极材料14一种高性能水系铁-氢气二次电池工作原理如图所示，下列说法中正确的是A放电时，碳网电极为负极B离子交换膜为阳离子交换膜，充电时，K+通过离子交换膜从左极室移向右极室C放电时，负极区pH变大D充电时，电池总反应为15最近我国科学家设计了一种C2H5OH+CO2协同电解转化装置，通过回收工业尾气中的CO2实现了联合生产合成气(CO+H2)和CH3CHO的新工艺，其工作原理如图所示，下列说法正确的是A电极a上的电势比电极b上的高B电解池工作时，电极a附近的CO浓度升高C电极b上的电极反应式为C2H5OH+2e-+2CO=CH3CHO+2HCOD电解池工作时，CO透过交换膜向电极a移动1
10、6环戊二烯可用于制备二茂铁Fe(C5H5)2，结构简式为，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法正确的是A阳极电极反应式为：2Br-2e-=Br2BNi电极与电源负极连接C电解制备可以在NaBr的水溶液中进行D制备二茂铁总反应为：Fe+2=+2H217中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨()和中间相炭微粒球()为电极，电解质溶液为含有的有机溶液，其充电示意图如下。下列说法错误的是 A固态为离子晶体B放电时，向左迁移C放电时，负极反应为D充电时，若阴极增重则阳极增重18钠硫电池作
11、为一种新型化学电源，具有体积小、容量大、寿命长、效率高等重要优点。其结构与工作原理如图所示。下列说法错误的是A放电过程中，A极为电源负极B放电过程中，电池总反应为2Na+xS=Na2SxC充电过程中，Na+由A极移动到B极D充电过程中，外电路中流过0.01mol电子，负极材料增重0.23g19中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内，形成电池如图，该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是A该电池是将生物能转化成电能的装置B随着反应不断进行，负极区的pH不断增大Cb极的电极反应式为MnO2+2H2O+2e-=Mn2+4OH-D每消耗0.
12、01mol葡萄糖，外电路中转移0.02mole-20燃料电池能量转化率高，以下是氢氧燃料电池结构示意图：(*PTFE为聚四氟乙烯的缩写，工作温度65左右)下列说法不正确的是A电极室a为负极室，电极室b为正极室B燃料电池的能量转化率比柴油发动机的能量利用率高C碱性电解液的氢氧燃料电池，氧化生成的水在侧产生；酸性电解液电池，水在侧产生D多孔隔膜既是电解液的仓库，也是反应产物的通道，电解液除KOH外也可用或固态离子导体21可充电水系电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如下图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法
13、不正确的是A放电时，电极a为负极，发生氧化反应B放电时，b极的电极反应为：C充电时，若电路中通过，则有转化为D充电时，水电离出的氢离子在阴极放电，阴极区溶液增大22镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是A断开K2、合上K1，电极A的电势低于电极BB断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生氧化反应C电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度有变化D镍镉二次电池的总反应式： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O23我国科学家利用光能处理含苯酚()废水，装置如图所示。下列说法错误的是Aa极电势高于b极电
14、势Ba极的电极反应式为+2e-+2H+=+H2OCH+由II区移向I区，II区溶液的pH增大D若有2mol电子通过导线，I区混合液体质量增大2g24多硫化物是指含有硫硫键的化合物，在电池、橡胶等多种工业中均有重要用途，其结构如图。下列推测不正确的是A黄铜矿中不存在类似多硫化物的硫硫键B多硫化物盐在酸性条件下不稳定，可生成硫磺和硫化氢C天然橡胶硫化生成多硫链后，可以优化橡胶的性能D在钠硫高能电池中，做负极反应物25基于惰性电极电解水的氧化还原反应原理，设计了一种电化学灭活新冠病毒的装置。下列说法正确的是A新冠病毒主要是被碱性溶液灭活的BNaCl代替Na2CO3更绿色高效Ca电极电势比b电极电势低
15、D转移4mole-时，可以收集到标况下22.4LO226环氧乙烷又名氧化乙烯，可杀灭各种微生物包括细菌芽孢，属灭菌剂。利用电化学反应制备环氧乙烷的具体过程如图所示。在电解结束后，打开阀门，将阴、阳极电解液导入混合器，便可反应生成环氧乙烷。下列说法不正确的是已知：APt电极做阳极，其电极反应式为2Cl-2e-=Cl2B当电路中转移2mol电子时，阴极区质量减少2gC该过程的总反应为：CH2=CH2+H2O+H2D混合器中可能有少量乙二醇产生27沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图.下列说法中错误的是A碳棒b极电势比碳棒a极电势高B光照强度对电池的输出功率无影响C碳棒b电极反应式为O
16、2+4e-+4H+=2H2OD酸性增强不利于菌落存活，工作一段时间后，电池效率降低28科学家发明了一种新型ZnMnO2水介质可逆的二次电池，原理如图所示。下列说法错误的是A放电时，正极反应为MnO2+2e+4H+=Mn2+2H2OBX和Y分别为阴离子膜和阳离子膜，放电时中间室cK2SO4(aq)减小C充电后溶液pH由小到大的顺序为：正极室、中间室、负极室D充电时，阴极反应为：+2e=Zn+4OH29全球铂资源匮乏；铂成本高；铂催化剂的抗毒能力差。华中科技大学能量转换与存储材料化学教育部重点实验室研究出Pt 基合金结构催化剂 PtM(M=Fe、Co、Ni、Cu、Pd、Au等)在减少铂用量的同时提
17、高甲醇燃料电池的电催化活性下列说法不正确的是A在Pt 基合金结构催化剂 PtM表面只有甲醇的O-H键断裂B反应中产物水参与了负极反应C第步的反应式为2*HCOO+*O2CO2+H2OD这种燃料电池用作汽车的能源时，能有效减少环境污染30我国学者以单原子Fe-N-C为催化剂，在1，2-二氯乙烷电催化脱氯方面取得新进展，同时回收乙烯和对氯苯甲醚。下图所示，下列有关说法不正确的是A该电池在催化剂作用下实现了氯原子的转移，减少环境污染且经济价值高B电极a与电源正极相连C电极b发生电极反应：ClCH2CH2Cl-2e-=CH2=CH2+2Cl-D电池工作时，氯离子在阴极生成后移向阳极31一种以二硒化钒(
18、VSe2)、金属锌为电极材料的可充电电池(如图所示)具有超薄、高能、柔性、康价等特点，放电时电池总反应为VSe2+xZn=ZnxVSe2下列说法错误的是A充电时，Zn极接外接电源的负极B放电时，VSe2极的电极反应为VSe2+ xZn2+2xe-=ZnxVSe2C电池中的离子交换膜为阴离子交换膜D充电时，电路中转移0.2 mol 电子，Zn极质量增加6.5 g32如图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)的示意图。已知储氢装置的电流效率= 100%，下列说法不正确的是A若 =75%，则参加反应的苯为 0.8 molB该过程中通过CH 键断裂实现氢的储存C采用多孔电极增
19、大了接触面积，可降低电池能量损失D生成目标产物的电极反应式 6e-6H=33研究发现，1100C时，加入合适的熔盐电解质可直接电解SiO2，电解原理为SiO2Si+O2。利用下图装置电解SiO2(加热装置略去)，得到的Si直接进入锌镁合金形成硅锌镁合金，再通过真空蒸馏除去锌镁得到高纯硅。下列说法不正确的是( )AX极接正极B通入氩气的目的是防止高温时氧气氧化石墨电极C阳极反应为2O2-4e- =O2D当电路中通过0.4 mol电子时，合金质量增加2.8 g34重铬酸钾是工业合成的常用氧化剂和催化剂，如图所示的微生物电池，能利用K2Cr2O7实现对含苯酚(或醛类)废水的有效处理，该电池工作一段时
20、间后，中间室内的NaC1溶液浓度减小，则下列叙述正确的是Aa电极为负极，电子从a电极经过中间室到达b电极BM为阳离子交换膜，电解过程中中间室内的n(NaC1)减小C处理含苯甲醛废水时a电极反应式为：C6H5CHO32e+13H2O=7CO2+32H+D当b电极消耗等物质的量的K2Cr2O7时，a电极消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物质的量之比为8：735用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是( )A压强增大主要是因为产生了B整个过程中，负极电极反应式为C时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀D时，
21、正极电极反应式为和36双离子电池是全新的高效、低成本储能电池，如图是新型镁锂双离子二次电池，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是A放电时，电子从Y电极经过导线流向X电极B放电时，正极的电极反应式：C充电时，外加电源的正极与X相连D充电时，导线上每通过，左室溶液增加37图中为一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置，总反应方程式为2CO2=2CO+O2。下列说法正确的是A所用离子交换膜为阴离子交换膜，OH-通过离子交换膜迁向左室B阴极生成28 g CO时，阳极有22.4 L O2(标准状况)生成C反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强D阴极的电极反应为CO2+H2O+2e-=
22、CO+2OH-38美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：下列说正确的是( )A图中能量转化方式只有2种BH+向a极区移动Cb极发生的电极反应为：N2+6H+6e-=2NH3Da极上每产生22.4LO2流过电极的电子数一定为46.02102339 2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO2+4H2=CH4+2H2O，这是迄今最接近人造光合作用的方法。某光电催化反应器如图所示，A电极是Pt/CNT，B电极是TiO2。通过光解水，可由CO2制得异丙醇。下列说法不正确的
23、是( )AA极是电池的正极BB极的电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+CA极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应D每生成30g异丙醇转移的电子数目为9mol40氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F-从乙电极移向甲电极，下列关于该电池的说法正确的是A放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e-+3F-=BiF3B充电时，外加电源的正极与乙电极相连C放电时，乙电极电势比甲电极电势高D充电时，导线上每通过0.1mole-，甲电极质量增加1.9g41荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是
24、最早开发具有商业价值锂离子电池的日本科学家，他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为LixCn+Li(1x)CoO2=LiCoO2+nC (x1)，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是A该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染B充电时，Li+由A极移向B极C充电时，阳极反应为LiCoO2xe=Li(1x)CoO2+xLi+D若初始两电极质量相等，当转移2NA个电子时，两电极质量差为28g42采用曝气一电解生物浮床法，可将河道水体中的NH、H2PO等离子转化为MgHPO4、Mg3(PO4)2等沉淀，以实现水体高营养化治理，原理如图。通电一段时间后，生物质碳
25、中发现大量块状白色沉淀。下列说法错误的是（ ）A电解过程中，NH向石墨电极区迁移B阳极发生的主要电极反应为Mg-2e-=Mg2+C电解过程中，水体的pH将会降低D当电路中通过1mole-时，理论上阴极产生11.2L(标准状况)气体电化学及其应用1羟基自由基(OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池-电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是Aa极为正极，c极为阴极Bb极的电极反应式为C6H5OH-28e-11H2O=6CO228HCd极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH28OH=6CO217H2OD右侧装
26、置中，每转移0.7mole-，c、d两极共产生气体3.36L(标准状况)【答案】D【详解】A根据电池装置图可知，左侧为原电池装置，a电极上重铬酸根离子得到电子，化合价降低，生成氢氧化铬，b电极上苯酚生成二氧化碳，碳元素的化合价升高，被氧化，b电极是负极，a电极是正极，c电极是阴极，d是阳极，A正确；Bb电极上苯酚转化成二氧化碳，根据元素和电荷守恒，电极反应式为为C6H5OH-28e-11H2O=6CO228H，B正确；C右侧装置为电解装置，d是阳极，结合图示，电极反应中产生羟基自由基(OH)和H，没有生成氧气，正确的电极反应式为H2O-e-=OH+ H，羟基自由基氧化能力极强，能氧化苯酚为二氧
27、化碳和水，故苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH28OH=6CO217H2O，C正确；Dc极上氢离子放电，电极反应为2H+2e-=H2,d极的电极反应式为H2O-e-=OH+ H，结合苯酚的氧化过程可知，当转移0.7mol电子时，d极生成0.7mol的OH，它氧化苯酚时生成 CO2，标准状况下的体积为0.15mol22.4L/mol=3.36L，c极上生成0.35mol的氢气，标准状况下的体积为0.35mol22.4L/mol=7.84L，两极共产生气体的体积为3.36L+7.84L=11.2L(标况下)，D错误；故选D。2一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是( )A使用碱性
28、电解质水溶液B放电时，正极反应包括3Mg2+MgS8 - 6e- =4MgS2C使用的隔膜是阳离子交换膜D充电时，电子从Mg电极流出【答案】C【分析】Mg为活泼金属，所以放电时Mg被氧化，Mg电极为负极，聚合物电极为正极。【详解】A碱性电解质水溶液中负极生成的Mg2+会生成Mg(OH)2沉淀，降低电池效率，A错误；B放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，包括3Mg2+MgS8 +6e- =4MgS2，B错误；C据图可知Mg2+要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，C正确；D放电时Mg电极发生氧化反应，充电时Mg电极得电子发生还原反应，即电子流入Mg电极，D错误
29、；综上所述答案为C。3我国科学家发明了制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H+HO，Y膜为HO选择性交换膜)。下列说法错误的是( )AX膜为选择性阳离子交换膜B电池工作时，a极室的pH不变Cb极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO+OH-D理论上，每生成1molH2O2，电路中转移4mol电子【答案】D【分析】由示意图可知左边a电极氢气为负极，被氧化生成H+，电极方程式为H2 -2e-2H+，H+经过X膜进入多孔固体电解质中，则X膜为选择性阳离子交换膜，右边b电极氧气为正极，被还原生成HO2-，反应为O2 +2e-+H2OHO2-+OH-，HO2-和OH-经过Y膜进入多孔固
30、体电解质中，则Y膜为选择性阴离子交换膜，总反应为H2 +O2 H2O2，以此解答该题。【详解】A由示意图可知X膜为选择性阳离子交换膜，故A正确；B由分析可知，a电极氢气为负极，被氧化生成H+，电极方程式为H2 -2e-2H+，但产生的氢离子全部进入中间的产品室，pH不变，故B正确；C右边b电极氧气为正极，被还原生成HO2-，反应为O2 +2e-+H2OHO2-+OH-，故C正确；D氧元素由0价变为-1价，每生成1molH2O2，电路中转移2mol电子，故D错误；故选D。4下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()Ab电极为阳极，发生氧化反应B阴极
31、反应式为 H2S+2e- =S2-+H2C净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化D工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为21【答案】C【分析】由题给示意图可知，该装置为电解池，H2S在阴极上得到电子发生还原反应生成S2-和H2，电极反应式为H2S+2e- =S2-+H2，则a极为阴极，b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2S2-4e- =S2。【详解】A.由分析可知，b极为阳极，S2-在阳极失去电子发生氧化反应生成S2，故A正确；B.由分析可知，a极为阴极，H2S在阴极上得到电子发生还原反应生成S2-和H2，电极反应式为H2S+2e- =S2-
32、+H2，故B正确；C.硫化氢是酸性气体，净化气中CO2含量明显增加的原因是硫化氢气体与熔融碳酸盐反应生成二氧化碳，故C错误；D.由得失电子数目守恒可知，工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为21，故D正确；故选C。5海泥细菌电池作为一种新型电池是一种新型海洋可再生能源技术。海泥细菌电池可以作为电源在海底原位长期驱动检测仪器进行，在海底仪器电源自供给技术及其长期运行方面具有良好的应用前景，将来可望服务于“透明海洋”研究等海洋开发的诸多方面。下列有关海泥细菌电池的原理不正确的是()A电子在外电路中由B极流向A极B正极发生的反应O2+4H+4e2H2OC每当有1mol质子穿过海底沉积层/海水
33、交界面时，A极消耗5.6L O2D海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，导电性高，内阻小，有利于电池电能输出【答案】C【分析】由图可知，A极氧气得电子生成水，为正极；B极失电子为负极；以此解答。【详解】A由分析可知，A极是正极，B极是负极，电子由负极B经过用电器流向正极A，故A正确；BA极是原电池正极，正极上O2得电子生成H2O，电极反应式为O2+4H+4e2H2O，故A正确；C当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，电路中转移1mol电子，正极反应式为O2+4H+4e2H2O，则A极消耗0.25molO2，标准状况下的体积为0.25mol22.4L/mol5.6L，但选项中没有已知气
34、体的存在状态，所以A极消耗O2的体积不一定是5.6L，故C错误；D海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，可增强水的导电性，减小导电阻力，有利于电池电能及时输出，故D正确；故选：C。6一种钾离子电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是A放电时，K+通过阳离子交换膜向石墨电极移动B放电时，负极的电极反应式：KC6e=K+6CC充电时，阳极的电极反应式：K0.5xMnO2+xK+xe=K0.5MnO2D若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，钾离子电池转移的电子数比锂离子电池的多【答案】B【详解】A根据放电，KC6中K失去电子，因此左边为原电池负极，右边为原电池正极，放电时，根据“同性相吸
35、”原理，因此K+通过阳离子交换膜向正极即K0.5MnO2电极移动，故A错误；B放电时，KC6中K失去电子，变为K+，其负极的电极反应式：KC6e=K+6C，故B正确；CK0.5xMnO2+xK+xe=K0.5MnO2是放电时正极的电极反应式，故C错误；D若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，由于钾的摩尔质量大于锂的摩尔质量，因此钾离子电池转移的电子数比锂离子电池的少，故D错误。综上所述，答案为B。7纳米Fe2O3在常压电化学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NaOHKOH为电解液，Fe2O3在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是A惰性电极是电解池的阴极，发生
36、还原反应B产生2.24 L O2时，转移的电子数为0.4 NAC惰性电极I的电极反应：Fe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH-D生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3【答案】D【分析】根据图示可知，惰性电极产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，惰性电极I为阴极，由此解答。【详解】A惰性电极产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，故惰性电极为电解池的阳极，A错误；B产生2.24 L O2，未标注状态，故不能计算转移的电子数，B错误；C根据图示可知，惰性电极I为阴极，反应得电子，电极反应式为：Fe2O3+3H2O+6e-=2Fe+6OH-，C错误；
37、D结合图示及阴极电极反应式可知，生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3，D正确；答案选D。8光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH，且双极膜能实现H+和OH的定向通过。下列说法正确的是()A该装置将光能最终转化为电能B再生池中的反应为2V2+2H2O=2V3+2OH+H2C当阳极生成33.6LO2时，电路中转移电子数为6NAD光照过程中阳极区溶液中的n(OH)基本不变【答案】D【详解】A在光照条件下光电池将光能转化为电能，电解池中电能又转化为化学能，由题图可知，电解过程中的总反应为2H2O2H2+O2，故A
38、错误；B放电后的溶液中含有V2+和H+，在催化剂作用下H+将V2+氧化为V3+，从而实现V3+的再生，即发生反应2V2+2H+2V3+H2，故B错误；C阳极的电极反应4OH4e=O2+2H2O，标况下每生成33.6L氧气，电路中转移电子数为6NA，题目中未指明条件，无法计算，故C错误；D双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH，且双极膜能实现H+和OH的定向通过，右侧阳极电极反应式为4OH4e=O2+2H2O，根据溶液呈电中性可知阳极放电消耗的OH与从双极膜中进入右侧的OH数目相等，故D正确；故选D。9下列是几种常见的电化学示意图。有关说法错误的是( )A图甲中，盐桥连接两电极电解质溶液，盐桥
39、中可以选择CaCl2作为电解质B图乙中，K分别与M、N连接，均可保护Fe电极，连接N时称为“牺牲阳极的阴极保护法”C图丙装置，可判断具支锥形瓶中不同pH条件下铁发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀D图丁装置中，ZnMnO2干电池放电时，负极电极反应为Zn2e+2OH=Zn(OH)2【答案】A【详解】A原电池装置中，盐桥中的阴阳离子向电解质溶液定向移动维持电解质溶液的电中性，但是不能与溶液中的物质反应，装置图甲中Ca2+与反应，所以A项符合题意；BK与M连接时构成电解池，Zn为阴极材料，不会参与反应，受到保护，为“阴极电保护法”，K与N相连时构成原电池，Fe的活泼性弱于Zn，Fe作原电池的正极被保护属于
40、牺牲阳极的阴极保护法，B项不符合题意；C如果是吸氧腐蚀，体系中的O2会减少，压强减小，如果是析氢腐蚀，体系中H2会增多，压强会增大，在溶解氧传感器和压强传感器上都会有数据的体现，C项不符合题意；D根据的是电子守恒、电荷守恒、元素守恒可知，碱性锌锰干电池负极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，D项不符合题意；故正确选项为A。10我国新能源电动汽车使用三元电池已经成为趋势，镍、钴、锰三元材料通常可以表示为LiNixCoyMnzO2，其中镍、钴、锰3种元素的主要化合价分别是2、3和4，且xyz1。充电时电池总反应为：LiNixCoyMnzO26C=Li1aNixCoyMnzO2LiaC6，
41、其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法不正确的是A允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜B充电时，A为阴极，发生还原反应C放电时，正极反应式为Li1aNixCoyMnzO2aLiae=LiNixCoyMnzO2D充电时，转移的电子数为0.2 mol，则B极质量增加1.4g【答案】D【分析】根据充电时电池的总反应LiNixCoyMnzO2+6C=Li1aNixCoyMnzO2+LiaC6可知，放电时负极的反应式为：LiaC6-ae-=6C+aLi+，正极反应式为Li1aNixCoyMnzO2+aLi+ae-= LiNixCoyMnzO2，将放电时负极、正极反应式左
42、右颠倒，即分别得到充电时阴、阳极反应式。【详解】A放电时，A为负极、B为正极，Li+向正极移动，则X为Li+，则允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜，A说法正确；B分析可知，充电时，A为阴极，得电子，化合价降低，发生还原反应，B说法正确；C分析可知，放电时，正极得电子，反应式为Li1aNixCoyMnzO2aLiae=LiNixCoyMnzO2，C说法正确；D充电时，转移的电子数为0.2 mol，B极的锂离子向A极移动，所以B极质量减小，A极质量增加，且转移0.2mol锂离子，A极的质量增加1.4g，D说法错误；答案为D。11含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除
43、去，其原理如图所示(-C6H5表示苯基，C6H6为苯)。下列叙述错误的是( )AN极为电池的负极B随温度升高，电池的效率可能降低C每生成1 mol CO2，有4 mol H迁入M极区DM极的电极反应式为Cl-C6H5+e-=C6H6+Cl-【答案】D【分析】该装置为原电池装置，根据H+移动的方向，M极为正极，根据装置图，正极反应式为Cl-C6H5+H+2e-=C6H6+Cl-，N极为负极，其电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，据此分析；【详解】A. 根据H+移动的方向以及原电池的工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即M极为正极，N极为负极，故A说法正确；B
44、. 高温使蛋白质变性失去活性，杀死微生物，使电池的效率降低，故B说法正确；C. 负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，生成1molCO2，转移电子物质的量为4mol，整个电路中通过的电量相同，因此生成1molCO2，有4molH+迁入M极区，故C说法正确；D. 根据上述分析，M极的电极反应式为Cl-C6H5+H+2e-=C6H6+Cl-，故D说法错误；答案选D；【点睛】电极反应式的书写是本题的难点，一般根据装置图，书写出：氧化剂+ne-还原产物，还原剂- ne-氧化产物，然后判断酸碱性，如果是酸性，负极产生H+，正极消耗H+，如果是碱性，负极消耗OH-，正极则产生OH-，最后根据电荷守恒和原子守恒配平其他。12以熔融 Li2CO3 和 K2CO3 为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确 的是A以此电池为电源电解饱和食盐水，当有 0.2 mol e转移时，阳极产生标准状况下 2.24 L 氢气B若以甲烷在燃料极反应时，负极电极反应式为： CH448e=5CO22H2OC该电池使用过程中需补充 Li2CO3 和 K2CO3D空气极发生的电极反应式为 O24e2CO2 =2【答案】B【分析】根据图示信息知道，天然气中的甲烷在催化剂作用下转化为H2，H2在负极发生失电子的氧化反应
