专题08 电化学及其应用-2022年高考真题和模拟题化学分项汇编（解析版）.doc

专题08 电化学及其应用1（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解离为和，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是A在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B阳极上的反应式为：+2H+2e-=+H2OC制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子D双极膜中间层中的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Br2，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，OH-移向阳极。【解析】AKBr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Br2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Br2，Br2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，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，根据转移电子守恒可知每生成1mol乙醛酸转移电子为1mol，因此制得2mol乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol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。下列叙述错误的是A阳极发生将海水中的氧化生成的反应B管道中可以生成氧化灭杀附着生物的C阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气D阳极表面形成的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+、Cl-、Mg2+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Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-，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Cl-会优先失去电子生成Cl2，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Cl2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H2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：2H2O+2e-=H2+2OH-，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，一种有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=2Na2CO3+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CO2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）钴()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钴的装置示意图。下列说法正确的是A工作时，室和室溶液的均增大B生成，室溶液质量理论上减少C移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D电解总反应：【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-=O2+4H+，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室向室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2+2e-=Co，室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由室向室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2+2H2O2 Co +O2+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室向室移动，使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1mol钴，阳极有1mol水放电，则室溶液质量减少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，电解的总反应的离子方程式为2Co2+2H2O2 Co +O2+4H+，故D正确；故选D。5（2021·河北高考真题）KO2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A隔膜允许K+通过，不允许O2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1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D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Ke-=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通过，不允许通过，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1mol超氧化钾时，消耗1mol氧气，两者的质量比值为1mol×71g/mol：1mol×32g/mol2.22：1，故C正确；D铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4，反应消耗2mol水，转移2mol电子，由得失电子数目守恒可知，耗钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为×18g/mol=1.8g，故D错误；故选D。6（2021·湖南高考真题）锌溴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。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：下列说法错误的是A放电时，N极为正极B放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小C充电时，M极的电极反应式为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，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极反应式为Br2+2e=2Br，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Zn2e=Zn2+，正极放电生成的溴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，维持两侧溴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溴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，锌离子在阴极上得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溴离子通过，维持两侧溴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，充电时得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是A充电时，集流体A与外接电源的负极相连B放电时，外电路通过电子时，薄膜电解质损失C放电时，电极B为正极，反应可表示为D电池总反应可表示为【答案】B【分析】由题中信息可知，该电池充电时得电子成为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a mol电子时，内电路中有a mol 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，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，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，正极上得到电子和变为，故电池总反应可表示为，D说法正确。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）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(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，镍镉电池能量转化形式：化学能电能B断开K1、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D镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2【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-+2H2O=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K1，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能电能，A正确；B断开K1、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-+2OH-=2NiOOH+2H2O，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)2Cd+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，则镍镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正确；答案选C。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A放电时A电极反应式为：Zn2+2e-=ZnB放电时电解质储罐中离子总浓度减小CM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Cl-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Cl-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2mol电子，根据电荷守恒，2molCl-自A区进入C区，2molK+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CH3COO-转化为CO2和H+，右侧CO2和H+转化为CH4)。有关说法正确的是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lmol e-与a相连的电极将产生2.8L CO2Db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CO2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 ，右侧有，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CO2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(MnO2/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：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，MnO2/石墨毡电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2+2H2OD充电时，有机电极的电极反应式为PTO+4e-+4H2O=HQ+4OH-【答案】D【解析】A从工作原理图可知，MnO2生成Mn2+，得到了电子，则MnO2/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，MnO2/石墨毡电极为电源正极，MnO2的电子被还原成Mn2+，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，以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTsCOOH)为正极催化剂构建了可充电KCO2电池(如图所示)，电池反应为4KSn+3CO22K2CO3+C+4Sn，其中生成的K2CO3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MWCNTsCOOHB电池每吸收22.4LCO2，电路中转移4mole-C充电时，阳极电极反应式为：C-4e-+2K2CO3=3CO2+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=3CO2+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，向a极迁移B充电过程中，b电极反应为：Zn2+2e-=ZnC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，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: +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Zn+4OH-2e-= ， a极为正极，则其电极反应式为, MnO2+4H+2e-=Mn2+ +2H2O，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）锌铈液流二次电池，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+2Ce4+=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Zn2+，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0.1mol，交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，所以有0.1molH+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+(1-x)LiFePO4+ LixC6= C6+LiFePO4。放电时工作原理如图所示。下列叙述正确的是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+(1-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)LiFePO4，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A电流方向是从吸附层M通过导线到吸附层NB放电时，吸附层M发生的电极反应：C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：【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-+2OH-2H2O，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H2-2e-+2OH-=2H2O，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-+2OH-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：B。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A离子交换膜可允许H+通过B通电时，电流方向为：a电子导体离子导体电子导体bC阳极的电极反应式为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CH3COO-在电极上失电子被氧化为CO2，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)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，阳极阴极)外电路(电子导体)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：CH3COO-8e-2CO2，根据图示知可添加H+配平电荷守恒，添加H2O配平元素守恒，得完整方程式为：CH3COO-8e-+2H2O2CO2+7H+，C错误；D由图示知，右池生成CO2转化为CH4，根据转移电子关系CH48e-，0.1 mol CH4生成转移0.8 mol电子，由C选项知：CO24e-，故生成CO2的n(CO2)=，故V(CO2)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L，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A工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2：1B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-+H2Db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-+H2，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2 S2-4e-= 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；BH2S是酸性气体，能够和熔融碳酸盐反应生成CO2，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-+H2，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Aa电极为MEC的阳极BMEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移Cb电极的电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2ODa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CO2，发生氧化反应，所以a为阳极，电极b上CO2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上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CO2与b电极室消耗的CO2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，选择性提取锂，第二步接通电源2，中间室为阴极，发生反应释放锂，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，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 ，产生氧气的体积是1.12L气体(标准状态下)，故D正确；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-=O2+4H+C每生成60g异丙醇，电路中转移电子数目一定为18NADH+从光催化剂电极一侧向左移动【答案】C【分析】电池左侧CO2和H+得电子，做原电池的正极；右侧电极为H2O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O2和H+，故该电极的反应为，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即异丙醇，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子数目不一定为18，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，故从光催化剂电极一侧向左移动，D正确；故答案为：C。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CsPbBr3纳米晶锚定在氨基化RGO包覆的-Fe2O3(-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H2O的反应路径如图。下列说法正确的是A-Fe2O3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“CsPbBr3纳米晶”表面上CO2转化为CH4的电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2OD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】H2O能在光催化剂材料作用下，被氧化成O2，同时生成质子(H+)，发生的氧化反应为：；电子转移到“CsPbBr3纳米晶”用于还原CO2，CO2被还原为CO、CH4，发生的还原反应为：CO2+2e-+2H+=CO+H2O、CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。【解析】A由图可知，H2O能在光催化剂材料作用下，被氧化成O2，发生了氧化反应，A错误；B. 该光催化转化反应生成了CH4，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. “CsPbBr3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；D. 该催化转化的总反应：2CO22CO+O2、CO2+2H2OCH4+2O2，CO2、H2O都只含有极性共价键，CO、CH4都只含极性共价键，O2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，某研究团队对基催化剂光催化还原转化为燃料甲醇(原理如图所示)进行研究，取得了大成果。下列说法正确的是ACB极的电势低于VB极的电势BCB极发生的反应是C光照下基产生电子D总反应式为【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；BCB极上得到电子生成甲醇，发生还原反应，故B错误；C根据图示，反应过程中在光照下产生电子，故C正确；DVB极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，CB极上得到电子生成甲醇，发生还原反应，总反应式为，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铬纳米颗粒()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.下列说法不正确的是A电极为阳极，发生氧化反应B该电催化装置的总反应为：2N2+6H2O4NH3+3O2C当产生标准状况下时，通过质子交换膜的数目为D其他条件相同，用电解比电解在相同时间内产生的多【答案】D【解析】A由题中图示图1可知，电极A中将H2OO2，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+6e-+6H+=2NH3，可得总反应为2N2+6H2O4NH3+3O2，故B正确；C当产生标准状况下，即n(NH3)=0.1mol，由阴极电极B的电极反应N2+6e-+6H+=2NH3可知，消耗H+为0.3mol，即通过质子交换膜的数目为，故C正确；D由题中图示图2可知，2.0V时产生NH3速率大于1.8V时产生NH3的速率，只说明相同时间内，生成NH3的浓度多，不能说明产生NH3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AY为该电池的负极，发生氧化反应B电路中流过7.5mol电子时，共产生的体积为C整套装置在高温下发电效果更佳DX极发生的电极反应式为，周围pH减小【答案】D【解析】AY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；DX极发生的电极反应式为，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LiFePO4、负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)，电解液为LiClO4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=Li1-xFePO4+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+xe+C6=LixC6【答案】A【解析】A正极材料为层状的LiFePO4，负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)，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LiFePO4-xe=Li1-xFePO4+xLi+，故B错误；C电池工作时，负极的电极反应为：LixC6-xe=xLi+C6，锂变成Li+离开负极，故材料质量减少1.4g是Li+的质量，转移n(e)=n(Li+)=0.2mol，故C错误；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A。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AX极为阴极，发生还原反应B当电路中有0.2mol电子通过时，Y极质量可能减少3.2gCA极的电极反应式：+e-=+Cl-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；BY极为粗铜，含有Cu、Zn、Fe、Al、Ag、Au等，当电路中有0.2mol电子通过时，Y极为Al失电子时，质量可能减少3.2g，B说法正确；CA极为正极，得电子，与氢离子反应生成苯酚和氯离子，电极反应式：+2e-+H+=+Cl-，C说法错误；D工作时，B极为负极，乙酸根离子失电子，生成二氧化碳和氢离子，则附近液体氢离子浓度增大，pH值减小，D说法正确；答案为C。19（2021·四川成都市·石室中学高三三模）科学家研发出一种新系统，通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，该装置可有效减少碳的排放，其工作原理如图所示。下列有关说法中不正确的是A系统工作时，a极为电源负极，电子从a极流出B系统工作时，将电能转化成化学能C系统工作时，b极区可能会析出固体D系统工作时，b极区的电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2+H2【答案】B【分析】金属Na为活泼金属，易失电子，所以d电极为负极，b电极为正极。【解析】A该电池工作时，钠极(a极)为电源负极，电子从a极流出，流向b极，A描述正确；B由于是原电池，故系统工作时，将化学能转化成电能，B描述错误；CNa+移向正极，遇到有可能形成溶解度较小的