最新高考化学总复习高频考点必刷1000题 必练14 电化学40题（广东专用）

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【尖子生创造营】2023年高考化学总复习高频考点必刷1000题（广东专用）
必练14 电化学40题
【原电池】
1． (2022·广东高考真题)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是
A．加入溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入溶液无红色出现D．加入溶液无蓝色沉淀生成
【答案】D
【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。
【详解】
A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；
B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；
C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；
D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
2. (2021·广东高考真题) 火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应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=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错误；
综上所述，符合题意的为B项，故答案为B。
3． (2022佛山一模)一款新型-空气电池装置如图所示、该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道，放电时生成的NaOx填充在“空位”中，当“空位”填满后，放电终止。下列说法正确的是
A．a极为电池正极
B．b极发生电极反应：
C．选用“多孔”石墨电极是为了增加“空位”，提高电池能量存储
D．理论上a极每减重46 g，则b极消耗氧气约22.4 L
【答案】B
【解析】
A．在a电极上Na失去电子变为Na+，发生氧化反应，所以a电极为负极，A错误；
B．在b电极上O2得到电子，与Na+结合形成NaOx，所以b电极为正极，电极反应式为：，B正确；
C．选用“多孔”石墨电极是为了增加“空位”，增大电势差，而与电池能量存储大小无关，C错误；
D．理论上a极每减重46 g，反应消耗2 ml Na，反应过程中转移2 ml电子，但b电极上未指明通入的O2所处的外界条件，因此不能确定消耗的O2的体积大小，D错误；
故合理选项是B。
4．(2022珠海高三上学期摸底测试)肼(N2H4)燃料电池是一种理想的电池，产物无污染，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是
A．当消耗lmlO2时，负极生成1ml气体
B．电池工作时，负极的pH升高
C．正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
D．X最好用阴离子交换膜
【答案】A
【解析】
A．负极N2H4失电子生成N2，当消耗lmlO2时转移4ml电子，根据电子守恒，负极生成1mlN2，故A正确；
B．电池工作时，负极反应式是，负极的pH降低，故B错误；
C．根据图示，正极生成氢氧化钠，正极反应为O2+4e-+2H2O =4OH-，故C错误；
D．负极通入氢氧化钠，正极流出氢氧化钠，X最好用阳离子交换膜，故D错误；
故选A。
5． (2022肇庆市高中毕业班第三次教学质量检测)在船体的钢铁外壳上镶嵌锌块可以有效避免船体遭受腐蚀。下列说法不正确的是
A．锌块作原电池的负极 B．钢铁在海水中易发生吸氧腐蚀
C．电子由船体钢铁外壳向锌块移动 D．在海水中阳离子向船体钢铁外壳移动
【答案】C
【解析】牺牲阳极法安装活泼金属做原电池负极，被保护的钢铁做正极，A项正确；海水中pH接近中性，易发生吸氧腐蚀，B项正确；原电池中电子从负极经外电路流向正极，C项错误；原电池电解质中阳离子向正极移动，D项正确
故选C。
6．(2022肇庆二模)我国科学家在Li-CO2电池的研究上取得重大科研成果，设计分别以金属Li及碳纳米管复合Li2CO3做电池的电极，其放电时电池反应为3CO2+4Li=2L2CO3+C。该电池放电时
A．Li电极发生还原反应
B．Li+在电解质中移向负极。
C．CO2在正极上得到电子
D．电流由Li电极经外电路流向石墨复合Li2CO3电极
【答案】C
【解析】根据放电时电池反应为3CO2+4Li=2L2CO3+C，可知Li失去电子，为负极；CO2在正极上发生得电子的反应。
A．由电池反应可知，Li电极为负极，石墨复合Li2CO3电极为正极，Li电极反应式为Li-e-=Li+，发生氧化反应，A项错误；
B．电池放电时，电解质中阳离子移向正极，B项错误；
C．碳纳米管复合Li2CO3电极反应式为3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+C，C项正确；
D．电流由碳纳米管复合Li2CO3电极经外电路流向Li电极，D项错误。
故选C。
7．(2022湛江一模)在船体的钢铁外壳上镶嵌锌块可以有效避免船体遭受腐蚀。下列说法不正确的是
A．锌块作原电池的负极B．钢铁在海水中易发生吸氧腐蚀
C．电子由船体钢铁外壳向锌块移动D．在海水中阳离子向船体钢铁外壳移动
【答案】C
【解析】在船体的钢铁外壳上镶嵌锌块可形成原电池，其中锌作负极、钢铁作正极。
【详解】
A．牺牲阳极法安装活泼金属做原电池负极，被保护的钢铁做正极，锌块作负极，A项正确；
B．海水中pH接近中性，易发生吸氧腐蚀，B项正确；
C．原电池中电子从负极经外电路流向正极，C项错误；
D．原电池正极得电子，电解质中阳离子向正极移动，D项正确；
答案选C。
8. (2022广东四校第二次联考)十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，对污染防治要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下。下列说法正确的是
A．盐桥中K+向X极移动，Cl-向Y极移动
B．X极附近溶液pH增大，Y极附近溶液pH减小
C．每在Y极上发生氧化反应可制得0.5 ml氮气，转移5 ml电子
D．电路中通过7.5 ml电子时，理论上共产生N2的体积为44.8 L(标准状况)
【答案】D
【解析】
根据处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图可知：装置属于原电池装置，氨气发生失电子的氧化反应生成N2，则X电极是负极，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O=N2↑+ 12OH-，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电流从正极流向负极，据此分析解答。
【详解】
A．处理垃圾渗透液装置属于原电池装置，电极X上NH3失去电子帮我N2，所以X电极是负极，Y是正极，盐桥中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即盐桥中K+向Y极移动，Cl-向X极移动，A错误；
B．X电极是负极，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O=N2↑+12OH-。由于X电极消耗OH-，导致c(OH-)减小，附近溶液pH减小；Y电极生成OH-，导致c(OH-)增大，Y电极周围溶液pH增大，B错误；
C．Y是原电池的正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O=N2↑+12OH-，根据电极反应式可知：每有1 ml 在电极上得到电子发生还原反应，会产生0.5 ml N2，反应过程中转移5 ml电子，C错误；
D．NH3发生失电子的氧化反应，发生得电子的还原反应，总反应方程式为：5NH3+ 3=4N2+6H2O+3OH-，根据方程式可知：反应每产生4 ml N2，同时转移电子15 ml，则当电路中通过7.5 ml电子时，生成2 ml N2，其在标准状况下的体积V(N2)=2 ml×22.4 L/ml=44.8 L，D正确；
故合理选项是D。
9. (2022广州二模)银器日久表面因生成Ag2S而逐渐变黑。利用原电池原理处理的方法是在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色褪去。下列说法正确的是
A. 铝作正极，银作负极
B. 负极上发生还原反应
C. Ag2S在正极得到电子
D. 工作时电能转化为化学能
【答案】C
【解析】
A．利用原电池原理处理，铝活动性较强做负极，银活动性较弱做正极，A错误；
B．负极上铝失去电子，化合价升高，发生氧化反应，B错误；
C．Ag2S在正极得到电子，银元素化合价降低，发生还原反应生成银，C正确；
D．工作时原电池把化学能转化为电能，D错误；
故选C。
10．(2022惠州一模)可用于检测CO的某气敏传感器的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．工作过程中化学能转化为电能
B．工作一段时间后溶液的pH几乎不变
C．电极I上发生反应：CO - 2e- + H2O = CO2 + 2H+
D．电极II上发生反应：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH
【答案】D
【解析】该传感器在工作过程中，负极上CO失电子生成CO2，，则Ⅰ为负极，氧气在正极上得电子，Ⅱ为正极，，其电池的总反应为。
【详解】
A. 装置属于原电池装置，工作过程中化学能转化为电能，故A正确；
B. 电池的总反应为，工作一段时间后溶液的pH几乎不变，故B正确；
C. 由图可知，CO在负极上失去电子生成二氧化碳，则通CO的电极反应式为，故C正确；
D. 氧气在正极上得电子，Ⅱ为正极，酸性环境中电极反应式为：，故D错误；
故选：D。
11．(2022江门高三上学期调研测试)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。下列说法不正确的是
A．A极是电池的正极
B．B极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+
C．A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9ml
【答案】D
【解析】
根据图像可知，H+移向A极，A极作正极；B极水失电子生成氢离子和氧气，作负极。
【详解】
A．分析可知，A极是电池的正极，A说法正确；
B．B极水失电子生成氢离子和氧气，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，B说法正确；
C．A极上H+得电子被还原成H2、CO2得电子被还原成异丙醇，A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，C说法正确；
D．二氧化碳中的C为+4价，而异丙醇中C为-2价，生成1ml异丙醇转移18ml电子，反应中除生成异丙醇外，还生成氢气，则每生成30g异丙醇至少转移的电子数目为9ml，D说法错误；
答案为D。
12．(2022江门高三上学期调研测试)银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，其工作示意图如下。下列说法不正确的是
A．Zn电极是负极
B．Ag2O电极发生还原反应
C．Zn电极的电极反应式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D．放电前后电解质溶液的pH保持不变
【答案】D
【解析】
A、活泼金属Zn为负极，Ag2O为正极，选项A正确；
B、Ag2O电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，选项B正确；
C、Zn为负极，电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2，选项C正确；
D、电极总反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag，放电后水消耗了，氢氧化钾的浓度增大，电解质溶液的pH增大，选项D错误。
答案选D。
13．(2022茂名二模）)搭载全气候电池的电动车在北京冬奥会零下30度的环境里亮相，成功地解决了锂离子电池不耐低温的问题，锂离子电池通常以碳材料(容纳锂离子)为负极，LiCO2、LiMnPO4等锂的活性化合物为正极，放电时下列说法不正确的是
A．化学能转化为电能
B．正极上发生氧化反应
C．Li+向正极迁移
D．当电路中转移0.1ml电子时，负极重量减少0.7g
【答案】B
【解析】
A．锂离子电池是化学能转化为电能的装置，A正确；
B．原电池正极发生得电子的还原反应，B错误；
C．原电池中阳离子移向正极，C正确；
D．当电路中转移0.1ml电子时，负极中有0.1ml锂离子脱嵌，重量减少0.7g，D正确；
故选B。
14．(2022汕头市高三上学期期末质量监测)锂铁热激活电池常用作火箭、导弹的工作电源，在接收到启动信号后引燃，加热片迅速放热使固体电解质LiCl-KCl熔化从而激活电池，电池总反应为：。下列有关说法不正确的是。
A．反应过程中负极质量将增加
B．放电时正极发生还原反应
C．电池在常温下较稳定，引燃时会迅速反应
D．电池工作时电解质中移向Li电极
【答案】A
【解析】
A．该电池的锂电池，根据电池总反应可知，负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为FeS2+2Li++2e-=Fe+Li2S，负极质量减少，故A说法错误；
B．根据选项A的分析，正极上得到电子，发生还原反应，故B说法正确；
C．根据题中信息可知，该种电池常温下稳定，引燃时会迅速反应，故C说法正确；
D．根据原电池工作原理，Cl-向负极移动，即Cl-向Li电极移动，故D说法正确；
答案为A。
15．(2022粤港澳大湾区二模)铝空气电池因成本低廉、安全性高，有广阔的开发应用前景。一种铝空气电池放电过程示意如图，下列说法正确的是
A．a为正极，放电时发生氧化反应
B．放电时OH-往b极迁移碱性电
C．电路中每转移4 ml电子，消耗22.4 L氧气
D．该电池负极电极反应为：
【答案】D
【解析】
A．根据图示可知：在a电极Al失去电子被氧化为，所以a电极为负极，放电时失去电子发生氧化反应，A错误；
B．放电时OH-往负极区移动，对于该电池来说，移向a电极，与Al失去电子产生的Al3+反应产生，B错误；
C．题干未指明气体所处的外界条件，故不能根据转移电子数目确定消耗的氧气的体积，C错误；
D．根据图示可知：在a电极Al失去电子产生Al3+，Al3+与溶液中的OH-反应产生为，则负极的电极反应式为：，D正确；
故合理选项是D。
【电解及电化学综合】
16． (2022·广东高考真题)以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中
A．阴极发生的反应为B．阴极上被氧化
C．在电解槽底部产生含的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等
【答案】C
【解析】
根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含和等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。
【详解】
A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；
B．Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误；
C．阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；
D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；
故选C。
17．(2022·广东高考真题)科学家基于易溶于的性质，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： 。下列说法正确的是
A．充电时电极b是阴极
B．放电时溶液的减小
C．放电时溶液的浓度增大
D．每生成，电极a质量理论上增加
【答案】C
【解析】
A．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；
B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；
C．放电时负极反应为，正极反应为，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；
D．充电时阳极反应为，阴极反应为，由得失电子守恒可知，每生成1mlCl2，电极a质量理论上增加23g/ml2ml=46g，故D错误；
答案选C。
18. (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，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大
B. 生成，Ⅰ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
【解析】
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+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ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C2++2e-=C，Ⅲ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Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2C2++2H2O2 C +O2↑+4H+。
【详解】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Ⅱ室移动，使Ⅱ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1ml钴，阳极有1ml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，电解的总反应的离子方程式为2C2++2H2O2 C +O2↑+4H+，故D正确；
故选D。
19. (2022东莞市上学期期末考试)电化学修复技术是近年迅速发展的一种污染土壤绿色原位修复技术。处理土壤重金属污染时，在污染土壤区域插入电极(下图)，土壤中污染物定向迁移，富集在电极区域，再通过其他方法(电镀、沉淀/共沉淀、抽出、离子交换树脂等)去除。下列说法正确的是
A. H+在阳极区反应
B. 土壤中胶体粒子不带电
C. 阴极区抽提物发生的是阴离子交换
D. 金属离子在碱性区域去除
【答案】D
【解析】
A．H+在阴极区得电子产生氢气，选项A错误；
B．土壤中污染物定向迁移，说明土壤中胶体粒子带电，选项B错误；
C．阳离子定向移动到了有极区，故阴极区抽提物发生的是阳离子交换，选项C错误；
D．金属离子在碱性区域产生氢氧化物而去除，选项D正确；
答案选D。
20．(2022珠海高三上学期期末)一种三室可充电电池如图所示，膜N为阳离子交换膜。充电时Zn电极反应式为：。下列说法不正确的是
A．放电时，c室的pH减小
B．放电时，Zn电极电势比电极低
C．充电时，由b室透过M膜到a室
D．充电时，电极反应式为
【答案】D
【解析】
充电时Zn电极反应式为：，发生还原反应，则Zn极为阴极，放电时Zn为负极，MnO2为正极；
【详解】
A．放电时，Zn失电子，作负极，电极反应式与充电的相反，即为：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，消耗OH-，c室的pH减小，故A正确；
B．放电时Zn为负极，MnO2为正极，则Zn电极电势比电极低，故B正确；
C．充电时，阴离子移向阳极，由分析可知Zn极为阴极，MnO2为阳极，则由b室透过M膜到a室，故C正确；
D．充电时，MnO2为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，故D错误；
故选：D。
21．(2022肇庆市高中毕业班第三次教学质量检测)我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为H+和OH－，并分别向两极迁移。下列说法正确的是
A．电极a为电源正极
B．膜q为阳离子交换膜
C．工作时，NaOH溶液浓度保持不变
D．N极的电极反应式为Cr2O72- +14H＋＋6e－＝ 2Cr3+＋7H2O
【答案】D
【解析】由信息可知，电极M上乙烯被氧化为环氧乙烷、电极N上Cr2O72-被还原为Cr3+，则电极M为阳极、电极N为阴极，电极a为负极、电极b为正极。A项错误；双极膜中水解离出来的氢氧根离子向阳极区移动，膜q适合选用阴离子交换膜，B项错误；工作时阳极区生成水，NaOH溶液浓度减小．C项错误；Cr元素由＋6价变为＋3价，N极的反应方程式为Cr2O72- +14H＋＋6e－＝ 2Cr3+＋7H2O，D项正确。
故选：D。
22．(2022肇庆二模)用如图甲所示装置模拟对含高浓度Cl-的工业废水进行脱氮，该溶液中ClO-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N2被脱去。
下列说法错误的是
A．b接电源负极
B．开始时ClO-的浓度增长较慢的原因可能是氧化溶液中的
C．电解过程中，a极附近pH降低
D．理论上溶液中的先被脱尽
【答案】D
【解析】
A．由装置中反应物和产物判断，b接电源负极，A项正确；
B．根据一段时间后溶液中所有氮原子均转化为N2被脱去，可知开始时ClO-的浓度增长较慢的原因可能是氧化溶液中的，B项正确；
C．电解过程中，a极发生的电极反应式为Cl--2e-十2OH-=ClO-+H2O，可知a极附近pH降低，C项正确；
D．根据得失电子守恒可知，理论上溶液中的先被脱尽，D项错误；
答案选D。
23．(2022湛江一模)我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层解离为和，并分别向两极迁移。下列说法正确的是
A．电极a为电源正极
B．膜q为阳离子交换膜
C．工作时，NaOH溶液浓度保持不变
D．N极的电极反应式为
【答案】D
【解析】
A．由信息可知，电极M上乙烯被氧化为环氧乙烷、电极N上被还原为，则电极M为阳极、电极N为阴极，电极a为负极、电极b为正极，选项A错误；
B．双极膜中水解离出来的氢氧根离子向阳极区移动，膜q适合选用阴离子交换膜，选项B错误；
C．工作时阳极区生成水，NaOH溶液浓度减小，选项C错误；
D．Cr元素由价变为价，N极的反应方程式为，选项D正确。
答案选D。
24．(2022潮州高三上学期期末)甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子()的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．X为电源的负极
B．Ni电极上发生的电极反应方程式为
C．电解一段时间后熔融盐中的物质的量变多
D．该条件下，每产生22.4L H2，电路中转移2ml电子
【答案】B
【解析】
电解反应在温度于500℃时进行，电解质为熔融碳酸盐，则阳极的电极反应是甲烷失电子生成氢气和二氧化碳的过程，阴极是碳酸根离子得到电子生成碳，依据电子守恒和传导离子分析。
【详解】
A． 电解池电极Ni-YSZ中甲烷变成CO2， C元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，作阳极，因此X为电源的正极，故A错误；
B． 阴极上发生还原反应，Ni电极上发生的电极反应方程式为，故B正确；
C． 电解一段时间后熔融盐中的物质的量不会变多，生成的通过熔融盐转移到阳极参加反应，故C错误；
D． 总反应为：CH4 C+2H2 ,反应条件为500℃，该条件下不是标准状况，故D错误；
故选B。
25. (2022佛山二模) 有机物电极材料具有来源丰富、可降解等优点，一种负极材料为固态聚酰亚胺-水系二次电池的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 充电时有机电极发生了氧化反应
B 充电时每转移，右室离子数目减少
C. 放电时负极电极反应为：-2e-=
D. 将由换成，电池的比能量会下降
【答案】D
【解析】A．由题干可知，该结构为一种负极材料为固态聚酰亚胺-水系二次电池，则有机电极为负极，充电时负极为电解池阴极，发生还原反应，A错误；B．充电时，右侧电解为阳极，发生氧化反应，3I--2e-=I，则充电时每转移，左侧减少2ml阴离子，同时有2mlM+离子进入左室，右室离子数目减少4ml，B错误；C．由图可知，放电时负极电极的失去电子，发生氧化反应，生成，反应为-2e-=，C错误；D．比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能，钠的相对原子质量大于锂，高故将由换成，电池的比能量会下降，D正确；
故选D。
26. (2022广州二模)四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作光刻显影剂。以四甲基碳酸氢铵[(CH3)4NHCO3]水溶液为原料，电解制备(CH3)4NOH的装置如图所示。下列说法不正确的是
A. 工作时原料室(CH3)4N+向II室迁移
B. Ⅰ室可得到H2和CO2
C. 当外电路中有1ml电子通过时，理论上能生成lml(CH3)4NOH
D. 电解总反应：4(CH3)4NHCO3+2H2O4(CH3)4NOH+2H2↑+O2↑+4CO2↑
【答案】B
【解析】
A．电解池中阳离子向阴极运动，(CH3)4N+向II室迁移，A正确；
B．Ⅰ室为阳极室，水电离出的氢氧根离子放电发生氧化反应生成氧气，2H2O- 4e- =4H++O2↑，向Ⅰ室迁移与生成的氢离子生成水和二氧化碳气体，B错误；
C．阴极室中水电离出的氢离子放电发生还原反应生成氢气，2H2O+2e- =2OH-+H2↑，溶液中氢氧根离子浓度变大，原料室中(CH3)4N+向II室迁移生成(CH3)4NOH，(CH3)4N++ OH-=(CH3)4NOH，当外电路中有1ml电子通过时，理论上能生成lml(CH3)4NOH，C正确；
D．由BC分析可知，总反应为 (CH3)4NHCO3和H2O反应生成氧气、二氧化碳、氢气、(CH3)4NOH，电解总反应：4(CH3)4NHCO3+2H2O4(CH3)4NOH+2H2↑+O2↑+4CO2↑，D正确；
故选B。
27. (2022广州一模)某学生设计了一种家用消毒液发生器，装置如图如示。下列说法错误的是
A. 该消毒液的有效成分是NaClOB. 通电时Cl-发生氧化反应
C. 通电时电子从阳极经食盐溶液流向阴极D. 该装置的优点是随制随用
【答案】C
【解析】
【详解】A．电解食盐溶液会生成氯气、氢气和氢氧化钠，氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，故有效成分为是次氯酸钠，A正确；
B．通电时Cl-发生氧化反应生成氯气，Cl的化合价由-1变为0，B正确；
C．溶液中只有阴阳离子没有电子，电子不能经过电解质溶液，C错误；
D．该装置的优点是随制随用，以防旧制的次氯酸钠分解失效，D正确；
答案选C。
28．(2022江门一模)生活污水中的氮和磷元素主要以铵盐和磷酸盐形式存在，可用铁、石墨作电极，用电解法去除。电解时：如图甲原理所示可进行除氮；翻转电源正负极，可进行除磷，原理是利用Fe2+将转化为沉淀。下列说法不正确的是
A．图乙中0~20 min脱除的元素是氮元素，此时石墨作阳极
B．溶液pH越小，有效氯浓度越大，氮的去除率越高
C．图乙中20~40 min脱除的元素是磷元素，此时阴极电极反应式为
D．电解法除氮中有效氯ClO-氧化NH3的离子方程为
【答案】B
【解析】
A．因0~20 min脱除的元素是氮元素，所以需要将铵根离子、氨气氧化成氮气，若铁作阳极，则被氧化的是铁，所以此时石墨作阳极，A正确；
B．随溶液pH减小，c(H+)增大，反应的化学平衡逆向移动，导致溶液中减小，使的氧化率降低，则氮的去除率随pH的减小而降低，B错误；
C．翻转电源正负极开始除磷，除磷时，Fe作阳极失电子生成的Fe2+和结合转化为沉淀，所以石墨作阴极，水电离出的氢离子在阴极放电生成氢气，电极反应式为2，C正确；
D．ClO-氧化NH3生成N2，ClO-被还原为Cl-，结合得失电子守恒和电荷守恒、元素守恒可得高子方程式为，D正确；
故合理选项是B。
29．(2022揭阳市高三上学期期末)研究人员提出了一种基于Li元素的电化学过程来合成氨，其工艺路线如图所示。下列说法不正确的是
A．第一步阳极反应式为
B．第二步“高温反应”是氮的固定的一种形式
C．该工艺的总反应为
D．整个电化学合成氨过程中能循环利用的物质有LiOH
【答案】C
【解析】
A．LiOH熔融后，OH-在阳极放电，电极反应式为：，A正确；
B．第二步“高温反应”是氮气和单质Li的反应，N元素由单质转变为化合态，属于“氮的固定”，B正确；
C．整个过程除了生成氨以外，还有第一步反应产生的O2剩余，不是传统的“合成氨”工艺，将三不反应方程式叠加，可得总反应方程式：2N2+6H2O=4NH3+3O2，C错误；
D．第一步消耗LiOH，第三步重新生成等量的LiOH，故LiOH可循环利用，D正确；
故合理选项是C。
30．(2022茂名二模）)城市污水循环用作城市稳定的第二水源，对缓解城市水危机有重要意义。高铁酸盐[Fe(VI)]作为一种绿色环保水处理剂，兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果，图为电解制备高铁酸盐的装置示意图(电解液为NaOH溶液)，下列说法正确的是
A．石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极方程式为：
C．生成1ml高铁酸盐，II室溶液质量理论上增大56g
D．工作时，I室和II室溶液的pH均增大
【答案】B
【解析】
A．根据电解装置示意图，石墨电极生成氢气，铁电极生成，石墨作阴极，铁作阳极，故A错误；
B．根据电解装置示意图，阳极铁失电子生成，阳极的电极方程式为，故B正确；
C．根据阳极的电极方程式，可知生成1ml高铁酸盐，理论上会有6mlNa+通过阳离子交换膜移向阴极，II室溶液质量理论上会减小23g×6-56g=82g，故C错误；
D．阳极的电极方程式为，阳极消耗氢氧根离子，溶液的pH减小，D错误；
故选B。
31．(2022茂名一模）)一种新型可充放电锂硒电池如图，下列说法正确的是
A．交换膜是阴离子交换膜
B．放电时，向b极移动
C．放电时，外电路流过电子，负极减轻
D．充电时，b极可发生反应
【答案】B
【解析】
放电时，a极上Li失电子生成Li+，电极反应式为：Li-e-= Li+，a做负极，b为正极，电极反应式为：，充电时则相反；
【详解】
A．Li+由a极向b极移动，则交换膜是阳离子交换膜，故A错误；
B．放电时，a做负极，b为正极，溶液中阳离子移向正极，则向b极移动，故B正确；
C．放电时，负极的电极反应式为：Li-e-= Li+，外电路流过电子，负极减轻0.2mlLi，质量为m=nM=0.2ml×7g/ml=1.4g，故C错误；
D．放电时，b为正极，充电时，b为电解池的阳极，发生氧化反应，可发生反应，故D错误；
故选：B。
32．(2022梅州二模）)《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示。下列说法正确的是
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2ml e-时，消耗22.4L O2
D．该装置可实现化学能与电能间的完全转化
【答案】B
【解析】
本题中通入H2的a极发生氧化反应，是原电池的负极，其电极反应式为：H2-2e-=2H+。通入O2的b极发生还原反应，是原电池的正极，考虑到最终产物为H2O2，故其电极反应式为：H2O+O2+2e-=HO+OH-。负极生成的H+通过阳离子交换膜进入到电解质中，正极生成的HO通过阴离子交换膜进入到电解质中，二者结合得到H2O2。据此可分析各个选项。
【详解】
A．在该原电池中，a极通入氢气，发生氧化反应，是原电池的负极，A项错误；
B．a极生成的H+需要穿过X膜进入到电解质中与HO结合，X膜是阳离子交换膜，B项正确；
C．当外电路流过2ml e-时，根据b极的电极反应式可知需要消耗1ml O2，但本题中未指明是否为标准状况，不能确定O2体积一定为22.4L，C项错误；
D．原电池不可能实现化学能与电能的完全转化，还有一部分化学能会转化为其他形式的能量，如内能，D项错误；
答案选B。
33．(2022清远市高三上学期期末)水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势而备受关注。一种新型无隔膜液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体，和的混合液作电解质溶液，下列说法正确的是
A．放电时，当外电路转移时，两电极质量变化的差值为11g
B．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极的电极反应为
C．过程Ⅰ为锌沉积过程，A连电源的正极，锌离子得到电子发生还原反应生成锌
D．放电时，沉积在石墨毡上的逐渐溶解，石墨毡电极质量减小，锌箔质量增大
【答案】A
【解析】
此为新型无隔膜液流电池，则过程Ⅱ为放电过程，Zn为负极，石墨毡为正极。
【详解】
A．放电时，负极发生反应Zn-2e-=Zn2+，转移2ml电子，质量减少65g；正极发生反应，转移2ml电子，质量减少87g，故转移2ml电子，两极质量变化的差值为22g，故当外电路转移时，两电极质量变化的差值为11g，故A正确；
B．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极为原电池的正极，得电子，B项错误；
C．锌沉积过程发生转化为的还原反应，A极连电源的负极，C项错误；
D．放电时，沉积在石墨毡上的逐渐溶解，石墨毡电极质量减小，锌箔中锌失电子被氧化，锌箔质量也减小，D项错误。
故选A。
34．(2022汕头市高三上学期期末质量监测)LiPON薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜锂离子电池。下图为其工作示意图，LiPON薄膜只允许通过，电池反应为LixSi+Li1-xCO2eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))Si+LiCOO2。下列有关说法正确的是。
A．LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化
B．导电介质C可为溶液
C．放电时b极为正极，发生反应：
D．充电时，当外电路通过0.2ml电子时，非晶硅薄膜上质量减少1.4g
【答案】C
【解析】
由题干信息中电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCO2Si+LiCO2可知，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，则电极a为阴极，电极反应式为xLi++xe-+Si=LixSi，电极b为阳极，电极反应式为LiCO2-xe-═Li1-xCO2+xLi+，放电时电极a为负极，电极反应为LixSi-xe-═Si+xLi+，电极b为正极，电极反应式为Li1-xCO2+xLi++xe-═LiCO2，据此分析解题。
【详解】
A．LiPON薄膜在充放电过程中仅仅起到盐桥的作用，并未参与电极反应，故其质量不发生变化，A错误；
B．由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故导电介质C中不能有水，则不可为溶液，B错误；
C．由分析可知，放电时b极为正极，发生反应：，C正确；
D．由分析可知，充电时，电极a为阴极，电极反应式为xLi++xe-+Si=LixSi，则当外电路通过0.2ml电子时，非晶硅薄膜上质量增重0.2ml×7g∙ml-1=1.4g，D错误；
故答案为：C。
35．(2022汕头市高三下学期第一次模拟考试)硬水除垢可以让循环冷却水系统稳定运行。某科研团队改进了主动式电化学硬水处理技术，原理如图所示(其中R为有机物)。下列说法不正确的是
A．b端为电源正极，处理后的水垢沉淀在阳极底部
B．处理过程中可循环利用
C．流程中发生离子反应：，
D．若R为，则消耗1ml 生成时，铂电极N处产生的应大于3ml
【答案】A
【解析】
b为阴极，水放电产生氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O-4e-=H2↑+2OH-；a为阳极，氯离子放电产生氯气；氯气与水的反应为可逆反应，次氯酸将有机物R如氧化生成。
【详解】
A． 硬水中存在镁离子、钙离子和碳酸氢根离子，阴极放电产生氢氧根离子，氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁，氢氧根离子与碳酸氢根离子生成碳酸根离子，钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙，氢氧化镁和碳酸钙主要沉降在阴极附近，故Ａ错误；
B． 阳极产生氯气，氯气与水反应生成次氯酸和HCl，HClO能将有机物氧化为二氧化碳和水，HClO自身被还原为氯离子，Cl-可以循环利用，故B正确；
C． 阴极放电产生氢氧根离子，氢氧根离子与碳酸氢根离子生成碳酸根离子，钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙，氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁，流程中发生离子反应：，，故C正确；
D． a极反应产生Cl2，氯气与水反应生成次氯酸为可逆反应，次氯酸将有机物R如氧化生成，通过消耗CO(NH2)2的量计算得到氯气的量小于反应生成的氯气的量，若R为，则消耗1ml 生成时，转移6ml电子，铂电极N处产生的应大于3ml，故D正确；
故选A。
36. (2022汕尾市高三上学期期末调研考试)近年来，我国在能源研发与能量转化领城所获得的成就领跑全球。下图是我国科学家研发的一种能量转化装置，利用该装置可实现将CO2转化为CO，并获得NaClO溶液。下列说法错误的是
A. a为太阳能电池的正极
B. 该装置可实现多种能量之间的转化
C. 电极Y反应为Cl--2e-+H2O=ClO-+2H+
D. 当有22.4 LCO2参与反应时，外电路通过2NA个电子
【答案】D
【解析】
该装置有太阳能电池为电源、为电解池，总反应为CO2+NaC1电解CO+NaClO ，其中C元素的化合价降低、Cl元素的化合价升高，CO2发生得电子的还原反应生成CO，装置图中电极X为阴极，电极反应为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，电极Y为阳极，电极反应为Cl- -2e-+H2O=ClO-+2H+，与阴极相接的为电源负极，b为负极，与阳极相接的为电源正极，即a为正极，据此分析解答。
A．根据上述分析可知：a为正极，b为负极，A正确；
B．该装置有太阳能电池为电源，太阳能电池将太阳能转化为电能，实现了CO2与NaCl电解生成CO和NaClO，电能转化为化学能，该装置工作时，至少实现了三种能量形式的转化，B正确；
C．电极Y为阳极，在Y电极上Cl-失去电子变为ClO-，所以Y电极反应为：Cl- -2e-+H2O =ClO-+2H+，C正确；
D．未指出CO2气体所处的外界条件，不能根据其体积计算物质的量，也就不能计算反应过程中电子转移数目，D错误；
故合理选项是D。
37. (2022汕尾市高三上学期期末调研考试)铅蓄电池是应用广泛的二次电池，其工作原理可表示为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)⇌放电充电2PbSO4(s)+2H2O(l)。下列说法错误的是
A. Pb是电池的负极材料
B. 放电时，SO2-4移向Pb电极
C. 充电时，PbO2电极接外电源负极
D. 放电时，PbO2电极增重64g时，外电路理论上通过2NA个电子
【答案】C
【解析】
由总反应Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)⇌放电充电2PbSO4(s)+2H2O(l)可得，Pb失电子生成PbSO4，作负极；PbO2得电子作正极。
A．Pb失电子，故作负极，故A正确；
B．放电时，阴离子移向负极，故SO2-4移向Pb电极，故B正确；
C．充电时，原电池的正极外接电源的正极，故PbO2电极接外电源正极，故C错误；
D．放电时，正极发生反应PbO2(s)+2e-+4H++SO42−=PbSO4(s)+2H2O，每1mlPbO2(s)生成1mlPbSO4(s)，转移2ml电子，增重64g，故D正确；
故选C。
38．(2022韶关市高三上学期综合测试)某锂离子电池的总反应为：2Li+FeS = Fe +Li2S。某小组以该电池为电源电解处理含Ba(OH)2废水和含Ni2+、Cl-的酸性废水，并分别获得BaCl2溶液和单质镍。电解处理的工作原理如下图所示[LiPF6·SO(CH3)2为锂离子电池的电解质]。下列说法正确的是
A．X与锂离子电池的Li电极相连
B．a室的电极反应式为：2H2O—4e—=O2↑+4H+
C．离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜
D．若去掉离子膜M将a、b两室合并，则X电极的反应不变
【答案】C
【解析】
由方程式可知，锂为锂离子电池的负极，FeS为正极，由图可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O，a室中溶液中钡离子通过阳离子交换膜进入b室；Y电极与锂电极相连，为电解池的阴极，镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍，电极反应式为Ni2++2 e—=Ni，c室中氯离子通过阳离子交换膜进入b室，则离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜。
【详解】
A．由分析可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，故A错误；
B．由分析可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，a室的电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O，故B错误；
C．由分析可知，离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，故C正确；
D．若去掉离子膜M将a、b两室合并，放电能力强于氢氧根离子的氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl——2e—=Cl2↑，故D错误；
故选C。
39．(2022深圳二模)一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺工作原理的示意图如图。下列说法不正确的是
A．与传统氯碱工艺相比，该方法可避免使用离子交换膜
B．第一步中阳极反应为：Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+
C．第二步中，放电结束后，电解质溶液中NaCl的含量增大
D．理论上，每消耗1ml O2，可生产4ml NaOH和2ml Cl2
【答案】C
【解析】
A．传统氯碱工艺电解饱和食盐水，使用阳离子交换膜；与传统氯碱工艺相比，该方法可避免使用离子交换膜，故A正确；
B．根据图示，第一步中阳极反应为：Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+，故B正确；
C. 第二步中，放电结束后，Na0.44-xMnO2→Na0.44MnO2，Ag→AgCl，电解质溶液中NaCl的含量降低，故C错误；
D．理论上，每消耗1ml O2，转移4ml电子，第一步生成4ml NaOH；根据钠守恒，第二步提取4ml NaCl，第三步生成生成2ml Cl2，故D正确；
故选C。
40. (2022深圳一模)利用电化学原理可对海水(主要成分NaCl和H2O，还含有少量微生物)进行消毒，并能清除残留的含氯消毒物质(工作原理如图，其中电极均为惰性电极)。
已知：工作时，先断开K2，闭合K1，一段时间后，断开K1，闭合K2
下列说法不正确的是
A. 闭合K1后的总反应为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
B. 闭合K2后，Na+通过离子交换膜从Ⅱ室迁移至Ⅲ室
C. 工作完成后，Ⅱ室中有金属Na剩余
D. 残留的含氯消毒物质在III室放电被脱除
【答案】A
【解析】
A．闭合K1后为电解池，阳极海水中的Cl-被氧化为氯气，阴极为含Na+的有机电解液，所以应是Na+被还原生成Na单质，总反应为2Cl-+2Na+Cl2↑+Na，A错误；
B．闭合K2后为原电池，Ⅱ室中Na单质被氧化为Na+，所以为负极，Ⅲ室为正极，原电池中阳离子流向正极，所以Na+通过离子交换膜从Ⅱ室迁移至Ⅲ室，B正确；
C．闭合K1时在Ⅰ室生成的氯气与水反应生成HClO(含氯消毒物质)，假设此过程生成1ml氯气，则生成1mlHClO，根据电子守恒可知生成2ml钠单质；HClO可以氧化微生物，进行消毒，未反应的HClO在闭合K2后的Ⅲ室中被还原，由于部分HClO是被微生物还原，所以在Ⅲ室中被还原的HClO的物质的量小于1ml，则消耗的钠单质小于2ml，所以有金属Na剩余，C正确；
D．闭合K1时在Ⅰ室生成的氯气与水反应生成含氯消毒物质，含氯消毒物质可以氧化微生物，进行消毒，闭合K2后Ⅲ室为正极，剩余的氯消毒物质被还原，D正确；
综上所述答案为A。