回归教材重难点07 重温“两池”原理-【查漏补缺】2023年高考化学三轮冲刺过关（新高考专用）（解析版）

这是一份回归教材重难点07 重温“两池”原理-【查漏补缺】2023年高考化学三轮冲刺过关（新高考专用）（解析版），共12页。试卷主要包含了原电池、电解池的区别，原电池原理及应用，电解池原理及应用，金属的腐蚀和防护，离子交换膜，电化学中两种基本计算模型，重要的电化学反应式，几个注意事项等内容，欢迎下载使用。

回归教材重难点07 重温“两池”原理

电化学通常是以新型电池或电解装置为背景材料，基于电化学原理广泛设问，综合考查电化学基础知识，包括电极与离子移动方向的判断、电极反应式的正误判断、溶液酸碱性和pH的变化、有关计算、金属的腐蚀和防护、电镀、电冶炼、电精炼、离子交换膜属性的判断等。试题素材新颖，陌生度大，属于中等难度题。
本考点是高考五星高频考点，2020年~2022年各地新高考卷均为必考题。

1．原电池、电解池的区别

2．原电池原理及应用

3．电解池原理及应用


4．金属的腐蚀和防护

5．离子交换膜

6．电化学中两种基本计算模型

7．重要的电化学反应式（水的化学计量数为2）
（1）铅蓄电池充放电反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
（2）吸氧腐蚀的正极反应
①弱酸性、中性或碱性：2H2O+O2+4e－4OH－
②酸性：4H++O2+4e－2H2O
③CO2：O2+4e－+2CO22CO32－
（3）阳极OH－的放电反应
①碱溶液中OH－的放电反应：4OH－－4e－2H2O+O2↑
②水中的OH－的放电反应：2H2O－4e－O2↑+4H+
（4）阴极H+的放电反应
①酸溶液中H+的放电反应：2H++2e－H2↑
②水中的H+的放电反应：2H2O+2e－H2↑+2OH－
（5）惰性电极电解溶液
①NaCl：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
②CuSO4：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
③AgNO3：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
④Cu（NO3）2：2Cu（NO3）2+2H2O2Cu+O2↑+4HNO3
8．几个注意事项
（1）电解原理的两个应用
①电镀：待镀件作阴极、镀层金属作阳极、含镀层金属阳离子的溶液作电镀液。
②酸性：电解精炼铜：纯铜作阴极、粗铜作阳极、硫酸铜溶液作电解质溶液。
（2）电解后溶液pH变化
①若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。
②若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。
③若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。
（3）电势高低
①原电池：正极＞负极
②电解池：阳极＞阴极
（4）析氢腐蚀和吸氧腐蚀的判断
①氢前的活泼金属在强酸性条件下发生析氢腐蚀；在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀。
②氢后的不活泼金属，在任何溶液中发生的腐蚀必定是吸氧腐蚀。

1．（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示（KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）42－存在）。电池放电时，下列叙述错误的是（ ）。

A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO42－通过隔膜向Ⅱ区迁移
C．MnO2电极反应：MnO2+2e－+4H+Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH－+MnO2+4H+Zn（OH）42－+Mn2++2H2O
【解析】选A。根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn－2e－+4OH－Zn（OH）42－，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e－+4H+Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO42－向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH－，生成Zn（OH）42－，Ⅱ区的SO42－向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；根据分析，Ⅰ区的SO42－向Ⅱ区移动，B正确；MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e－+4H+Mn2++2H2O，C正确；电池的总反应为Zn+4OH－+MnO2+4H+Zn（OH）42－+Mn2++2H2O，D正确。
2．（2022·全国乙卷）Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li－O2电池（如图所示）。光照时，光催化电极产生电子（e－）和空穴（h+），驱动阴极反应（Li++e－Li）和阳极反应（Li2O2+2h+2Li++O2）对电池进行充电。下列叙述错误的是（ ）。

A．充电时，电池的总反应Li2O22Li+O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应O2+2Li++2e－Li2O2
【解析】选C。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O22Li+O2，A正确；充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；放电时总反应为2Li+O2Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e－Li2O2，D正确。
3．（2022·山东省等级考）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2（s）转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（ ）。

A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为LiCoO2+e－+2H2O＝Li++Co2++4OH－
D．若甲室Co2+减少200mg，乙室Co2+增加300mg，则此时已进行过溶液转移
【解析】选BD。电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2+在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO－失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH－，乙室电极反应式为：LiCoO2+e－+4H+Li++Co2++2H2O，C错误；若甲室Co2+减少200mg，电子转移物质的量为n（e－）＝×2＝0.0068mol，乙室Co2+增加300mg，转移电子的物质的量为n（e－）＝×1＝0.0051mol，说明此时已进行过溶液转移，D正确。
4．（2022·浙江6月选考）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法不正确的是（ ）。

A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极发应：2H2O+Mn2+－2e－MnO2+4H+
C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
【解析】选C。由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+－2e－MnO2+4H+，B正确；电极A为阴极，LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e－+16H+2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确。
5．（2022·海南省选择考）一种采用H2O（g）和N2（g）为原料制备NH3（g）的装置示意图如下。

下列有关说法正确的是（ ）。
A．在b电极上，N2被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
【解析】选A。由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e－＝2NH3+3O2－，a为阳极，电极反应式为2O2－+4e－＝O2。由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A正确；a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源的电压，反应速率会加快，C错误；电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e－＝2NH3+3O2－，阳极电极反应式为2O2－+4e－＝O2，因此固体氧化物电解质中O2－不会改变，D错误。
6．（2022·广东省等级考）科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备（如图）。充电时电极a的反应为：NaTi2（PO4）3+2e－+2Na+Na3Ti2（PO4）3。下列说法正确的是（ ）。

A．充电时电极b是阴极
B．放电时NaCl溶液的pH减小
C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g
【解析】选C。由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2（PO4）3－2e－NaTi2（PO4）3+2Na+可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；放电时负极反应为Na3Ti2（PO4）3－2e－NaTi2（PO4）3+2Na+，正极反应为Cl2+2e－2Cl－，反应后Na+和Cl－浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；充电时阳极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，阴极反应为NaTi2（PO4）3+2e－+2Na+Na3Ti2（PO4）3，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol2mol＝46g，故D错误。
7．（广东省广州市2022~2023学年高三第二次阶段性考试）KIO3广泛用于化工、医学和生活中，工业上制备KIO3的工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ）。

A．a为正极，B极上发生氧化反应
B．电子流向：A→a→b→B
C．X气体是H2，每转移2mole－，可产生22.4LX气体
D．A极的电极反应式为：I－+6OH－－6e－IO3－+3H2O
【解析】选D。根据图示，该装置为电解池，A电极上I－发生失电子的氧化反应生成IO3－，A电极为阳极，则a为电源的正极，b为电源的负极，B电极为阴极；据此分析作答。a为电源的正极，B电极为阴极，B极上发生得电子的还原反应，A错误；A电极为阳极，a为电源的正极，b为电源的负极，B电极为阴极，电子流向为：A→a、b→B，电子不通过电源的内电路，B错误；B极电极反应式为2H2O+2e－H2↑+2OH－，X气体是H2，每转移2mole－生成1molH2，由于H2所处温度和压强未知，不能计算H2的体积，C错误；A电极上I－发生失电子的氧化反应生成IO3－，电极反应式为I－+6OH－－6e－IO3－+3H2O，D正确。
8．（安徽省亳州市2023届高三3月模拟）海水提取金属锂的装置如下图，工作时，在电极C依次检测到两种气体。下列说法正确的是（ ）。

A．电子的流向为：电极d→电极b→电极a→电极c
B．离子交换膜为质子交换膜
C．丁基锂可用LiNO3水溶液代替
D．若导线中转移1mol电子，则电极c产生气体质量在8g和35.5g之间
【解析】选D。根据海水提取金属锂的装置图知，电极d为阴极得电子发生还原反应析出金属锂，则电极c为阳极，依次检测到两种气体即氯离子先放电生成氯气，后氢氧根放电放出氧气，所以电极b是负极、电极a是正极，据此分析解答。根据以上分析，电极b是负极、电极a是正极，电极d为阴极，电极c为阳极，所以电子的流向为：电极b→电极d，电极c→电极a，故A错误；因为电极c首先放出氯气，为平衡电荷，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误；因为金属锂与水发生反应，所以LiNO3水溶液电解提取不到金属锂，故C错误；根据转移电子数相等，若导线中转移1mol电子，则电极c产生气体全是氯气质量为35.5g，全是氧气气体质量为8g，所以产生气体质量在8g和35.5g之间，故D正确。
9．（河南省新乡市2023年高三3月模拟）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，下图为其工作原理及废水中Cr2O72－离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是（ ）。

A．正极反应式是Cr2O72－+7H2O+6e－2Cr（OH）3+8OH－
B．电池工作时，N极附近溶液pH减小
C．处理1molCr2O72－时有6molH+从交换膜右侧向左侧迁移
D．Cr2O72－离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活
【解析】选D。电解质溶液呈酸性，则电极产物不可以出现OH－，正极的电极反应式为：Cr2O72－+6e－+14H+2Cr3++7H2O，A错误；由图中信息可知，电池工作时，N极上H+与－2价的O结合产生水，溶液中c（H+），故N附近溶液pH增大，B错误：由电极反应Cr2O72－+6e－+14H+＝2Cr3++7H2O可知：处理1molCr2O72－时需要14mol的H+，同时会有一定量O2得电子，故从交换摸左侧向右迁移的氢离子的物质的量大于14mol，C错误；由图可知，Cr2O72－离子浓度较大时，其去除率几乎为0，因为其有强氧化性和毒性，可能会造成还原菌的蛋白质变性而失去活性，D正确。
10．（河南省六市2023届高三第一次联合调研）我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s－SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）。

A．充电时，Zn电极周围pH升高
B．放电时，每生成1molHCOO－，转移NA个电子
C．使用催化剂Sn或者s－SnLi均能有效减少副产物CO的生成
D．使用s－SnLi催化剂，中间产物更不稳定
【解析】选B。根据装置图，充电时，外电路电子流向Zn电极，即Zn电极反应式为Zn（OH）42－+2e－Zn+4OH－，c（OH－）增大，pH增大，故A说法正确；根据装置图可知，放电时，右侧电极反应式为CO2+2e－+H2OHCOO－+OH－，生成1molHCOO－时，转移电子物质的量为2mol，故B说法错误；根据图像可知，在使用催化剂Sn和s－SnLi生成CO时活化能大，活化能大反应速率慢，且CO能量比HCOOH能量高，能量越低，物质越稳定，因此使用催化剂Sn和s－SnLi可以减少副产物CO的生成，故C说法正确；根据图像可知，使用催化剂s－SnLi，中间产物能量高，不稳定，故D说法正确。
11．（湖南省衡阳市2022~2023学年高三3月模拟）中国科学家设计出如图装置实现CO2的转化，可有效解决温室效应及能源问题，总反应为CO2+NaClCO+NaClO。忽略气体在溶液中的溶解及溶液的体积变化，下列叙述正确的是（ ）。

A．A极为太阳能电池的正极
B．电极II的电极反应式为Cl－+2e－+H2OClO－+2H+
C．理论上转化44gCO2，左室溶液质量增重18g
D．电解结束后，电极II所在电极室溶液的pH变小
【解析】选C。根据图示可知，反应原理为电解池原理，总反应为CO2+NaClCO+NaClO，则催化电极I附近CO2被还原为CO，为电解池的阴极，催化电极II附近NaCl转化为NaClO，为电解池的阳极。根据上述分析可知，催化电极I附近CO2被还原为CO，为电解池的阴极，所以A极为电源的负极，A错误；电极II附近NaCl转化为NaClO，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Cl－－2e－+H2OClO－+2H+，B错误；左室CO2被还原为CO，其电极反应式为：CO2+2e－+2H+CO+H2O，则理论上转化44gCO2（1mol），左室溶液质量增加的是1molH2O的质量，为18g，C正确；电解结束后，电极II发生反应的离子方程式为：Cl－－2e－+H2OClO－+2H+，但生成的氢离子会通过质子交换膜迁移到左室，消耗水分子的同时，生成的次氯酸根离子会发生水解，使溶液显碱性，因此所在电极室溶液的pH会变大，D错误。
12．（陕西省咸阳市2023年高考一模）某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池（另一极为金属锂和石墨的复合材料），通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功地实现了对磁性的可逆调控（见右图），下列说法不正确的是（ ）。

A．充电时，Fe2O3对应电极连接充电电源的负极
B．该电池的正极的电极反应式：Fe2O3+6Li++6e−3Li2O+2Fe
C．该电池不能使用氢氧化钠溶液作为电解液
D．该电池工作的原理：放电时，Fe2O3作为电池正极被还原为Fe，电池被磁铁吸引
【解析】选A。据图可知放电时，Li被氧化Li+，所以金属锂和石墨的复合材料为负极，纳米Fe2O3为正极。放电时Fe2O3对应电极为正极，则充电时为阳极，与电源正极相连，A错误；放电时Fe2O3对应电极为正极，Fe2O3被还原为Fe，O元素转化为Li2O，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应式为Fe2O3+6Li++6e−3Li2O+2Fe，B正确；Li为活泼金属，会与氢氧化钠溶液中的水反应，C正确；据图可知，该电池工作时，Fe2O3为正极，被还原为Fe，使电池被磁铁吸引，D正确。
13．（青海西宁市2023届高三复习检测二）十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢－空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知：2H2S（g）+O2（g）S2（s）+2H2O（l） ∆H＝－632kJ/mol，下列说法正确的是（ ）。

A．电子从电极b流出，经负载流向电极a
B．当电极a的质量增加64g时，电池内部释放632kJ的热能
C．电极b上发生的电极反应为O2+4H++4e－2H2O
D．标准状况下，每11.2LH2S参与反应，有1molH+经固体电解质膜进入负极区
【解析】选C。电极a上H2S失电子产生S2，为电池的负极，电极b上氧气得电子产生水，为正极，电子由负极流向正极。a为负极，b为正极，电子从电极a流出，经负载流向电极b，选项A错误；当电极a的质量增加64g时，即生成1molS2（s），反应中化学能主要转化为电能，则电池内部释放的热能远小于632kJ，选项B错误；该电池是质子固体做电解质，所以电极b反应式为O2+4H++4e－2H2O，选项C正确；由电极反应式2H2S－4e－4H++S2可知，标准状况下，每11.2LH2S物质的量n（H2S）＝＝0.5mol，H2S参与反应，有1molH+经固体电解质膜进入正极区，选项D错误。
14．（福建省漳州市2023年高三3月模拟）验证钢铁腐蚀的类型与溶液pH的关系。
①
②
③



腐蚀较快，主要产物Fe2+
腐蚀较慢，主要产物Fe2O3
腐蚀较快，主要产物FeO2－
下列说法不正确的是（ ）。
A．在pH＝3溶液中，主要发生析氢腐蚀，现象是铁棒逐渐溶解，碳棒表面有气泡产生
B．在pH＝7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为2H2O+O2+4e－4OH－
C．在pH＝7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－Fe2+
D．在pH＝14溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为Fe－3e－+4OH－＝FeO2－+2H2O
【解析】选D。pH＝3符合①实验，主要发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－Fe2+、正极反应式为2H++2e－H2↑，实验现象铁棒逐渐溶解，碳棒表面有气泡产生，A项正确；pH＝7符合②实验，主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－Fe2+、正极反应式为2H2O+O2+4e－4OH－，总反应式为2Fe+O2+2H2O2Fe（OH）2。随后发生反应4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3，2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O，B项正确、C项正确；pH＝14符合③实验，主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－Fe2+，正极反应式为2H2O+O2+4e－4OH－；可继续发生反应：4Fe2++O2+12OH－4FeO2－+2H2O，D项错误。
15．（湘豫名校高三2023年3月联考）青铜器文物腐蚀物以粉末状有害锈最为严重，某种碱式氯化铜粉状锈的形成过程分下面三个阶段：
阶段一.：铜在电解质溶液中发生一般腐蚀：Cu－e－→Cu+；Cu++Cl－→CuCl（灰白色）；CuCl+H2O→Cu2O+HCl
阶段二：Cu2O+H2O+HCl+O2→CuCl2·Cu（OH）2·H2O
阶段三：CuCl和O2具有很强穿透力，可深人铜体内部，产生粉状锈：CuCl+O2+H2O→CuCl2·3Cu（OH）2+HCl.
下列说法正确的是（ ）。
A．该粉状锈生成的条件中需要有：潮湿环境、可溶性的氯化物、氧化性的物质
B．上述过程涉及的化学反应有：电解反应、水解反应、氧化还原反应
C．依据反应CuCl+H2O→Cu2O+HCl，可以判断氧化亚铜不能溶于盐酸
D．利用外加电源保护法保护铜制文物时，青铜器应连接电源的正极
【解析】选A。由题意可知，该粉状锈生成的条件中需要有：潮湿环境、可溶性的氯化物、氧化性的物质，A正确；不涉及电解反应，B错误；水解生成的盐酸量少，氧化亚铜可以和一定浓度的盐酸反应，C错误；青铜器连接。电源的负极才能起到保护作用，D错误。
16．（广东省东莞市2023届高三3月大联考）目前，锂硫电池是最接近实用的大容量储能电池。一种锂硫电池的工作原理如图所示：

下列说法中正确的是（ ）。
A．放电时，锂电极的电势高
B．电解质溶液可以用无机物水溶液代替
C．放电时，Li+由右室通过致密交联阳离子膜移到左室
D．放电时，正极反应式为16Li++S8+16e－8Li2S
【解析】选D。本题以锂硫电池的工作原理图为情境，考查二次电池知识，意在考查分析与辨析的能力，证据推理与模型认知的核心素养。放电时，Li失去电子，是负极，电势低，A项错误；Li能与水反应，B项错误；放电时，Li+向正极移动，故由左室通过致密交联阳离子膜移到右室，C项错误；放电时，正极反应式为16Li++S8+16e－8Li2S，D项正确。
17．（湖南永州市2023年高考第一次适应性考试）双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极I为掺杂Na2S2的电极，电极II为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是（ ）。

A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜
B．放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断减小
C．充电时，电极I的电极反应式为：2S22－－2e－S42－
D．充电时，电路中每通过1mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9g
【解析】选BC。由图分析可知，电极II为碳电极，放电时，氧气发生还原反应生成氢氧根离子，为正极，则电极I为负极。放电时，正极发生还原反应，反应为O2+2H2O+4e－4OH－；负极发生氧化反应，反应为2S22－－2e－S42－；正极区氢氧根离子向左侧运动，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧运动，离子交换膜a为阳离子交换膜，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，A正确；由A分析可知，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，B错误；充电时，电极I为阴极，得到电子发生还原反应，C错误；充电时，电极II为阳极区，反应为4OH－－4e－O2+2H2O，电路中每通过1mol电子，阳极室从中间储液器进入1mol氢氧根离子、同时生成0.25mol氧气，溶液质量理论上增加17g－8g＝9g，D正确。
18．（湖南省常德市2023届高三2月模拟）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和H2O的原电池－电解池组合装置（如下图所示），该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是（ ）。

A．b极为负极，d极为阳极
B．b电极区每产生3molCO2，c电极区溶液质量减轻14g
C．d电极的电极反应式：H2O－e－·OH+H+
D．工作时，如果II室中Na+、Cl−数目都减小，则M为阳离子交换膜
【解析】选B。苯酚氧化为CO2和H2O的原电池中C6H6O→CO2+H2O，发生了氧化反应，作负极，c为阴极：Cr2O72－→Cr（OH）3发生了还原反应，作正极，d为阳极。b极为负极，d极为阳极，故A正确；1molC6H6O→6molCO2→28mole－，c极区2H+→H2↑→2mole－。所以b电极区每产生3molCO2，转移14mol电子，c电极产生7molH2，d极质子通过质子交换膜进入c极区，溶液质量不会变化，故B错误；d为阳极，其电极的电极反应式：H2O－e－·OH+H+，故C正确；a为正极，其电极的电极反应式：7H2O+Cr2O72－+6e－2Cr（OH）3+8OH－，阴离子浓度增大，Na+透过M膜进入a极区，所以M为阳离子交换膜，故D正确。
19．（四川省南充市2022~2023学年高三3月模拟）某化学课外活动小组拟用铅蓄电池为直流电源，进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是（ ）。

A．X电极质量减轻，Y电极质量增加
B．电解池阳极上被氧化的还原剂有Al和H2O
C．电解池的总反应为2Al+6H2O2Al（OH）3+3H2↑
D．每消耗103.5gPb，理论上电解池阴极上有1molH2生成
【解析】选B。蓄电池中两电极都生成硫酸铅，因此两个电极的质量都增加，A错误；铝电极失电子作阳极，电极反应为：2Al－6e－2Al3+，在铝表面有氧气产生，说明有部分氢氧根离子放电，OH－是水电离产生，说明电解池阳极上被氧化的还原剂有Al和H2O，B正确；阳极铝电极反应为：2Al－6e－2Al3+，阴极铁电极电极反应为6H2O+6e－3H2↑+6OH－，总反应为2Al+6H2O2Al（OH）3（胶体）+3H2↑，在铝的表面有氧气产生，说明还存在电解水的过程：2H2OO2↑+2H2↑，C错误；n（Pb）＝＝0.5mol，Pb是+2价的金属，反应的Pb的物质的量是0.5mol，则反应转移电子的物质的量是0.5mol×2＝1mol，根据串联电路中电子转移守恒，则电解池的阴极上反应产生H2的物质的量是0.5mol，D错误。
20．（河北省“五个一名校联盟”2023届高三第一次诊断）某研究机构使用Li－SO2Cl2电池作为电源电解制备Ni（H2PO2）2，其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li+SO2Cl22LiCl+SO2↑，下列说法错误的是（ ）。

A．电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2+2e－2Cl－+SO2↑
B．电池的e极连接电解池的g极
C．膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜
D．电解池中不锈钢电极附近溶液的pH增大
【解析】选B。由图示可知，Li电极为负极，发生氧化反应，则C电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为SO2Cl2+2e－2Cl－+SO2↑，故A正确；原电池中Li电极为负极，C电极为正极，电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，即g电极为阳极，则h电极为阴极，与原电池的负极Li电极e相接，故B错误；电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，通过膜a进入产品室II室，在产品室II室中与Ni2+生成Ni（H2PO2）2，Na+通过膜c进入IV室，形成闭合回路，所以膜a、c都是阳离子交换膜，H2PO2－由原料室III室通过膜b进入产品室II室，膜b是阴离子交换膜，故C正确；电解池中不锈钢电极即h电极为为阴极，电极上H2O或H+发生得电子的还原反应，电极反应式为2H2O+2e－H2↑+2OH－或2H++2e－H2↑，故D正确。