新高考化学二轮复习培优练习重难点07 电化学（2份打包，原卷版+解析版）

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电化学是历年高考的重要考点之一，很好的落实了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学精神与社会责任等学科素养。明确原电池过程、图示中的物质转化是解题的关键。考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写及产物的判断和计算，，提供反应方程式设计原电池，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。展望2023年高考化学试题呈现仍然会以我国化学领域最近取得的重大创新科研成果为载体考查考生的必备知识和关键能力，考查社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。
一、原电池的工作原理及应用
1．单液电池
2．双液电池
3．间接电池
媒质也称为“电对”或“介对”，其首先在电极表面失去(或得到)电子，形成氧化态(或还原态)在电解溶液中进一步氧化(或还原)反应基质，最终生成目的产物。
其原理如下图所示：
4．二次电池
5．燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例)
二、电解池原理及应用
1．电解池的工作原理
2．电极上离子放电顺序
(1)阴极：与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序：
eq \(―――――――――――――――――――――→,\s\up11(Ag＋ Fe3＋ Cu2＋H＋酸 Fe2＋ Zn2＋ H＋水 Al3＋ Mg2＋ Na＋ Ca2＋ K＋),\s\d4(得到电子 由易到难))
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序：
eq \(―――――――――――――――――――――→,\s\up11(活泼电极> S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子＞F－),\s\d4(失去电子 由易到难))
①放电指的是电极上的得、失电子。
②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。
③阴极材料若为金属电极，一般是增强导电性但不参与反应。
3．惰性电极电解电解质溶液的四种类型
4．电解原理的应用
（1）电解饱和食盐水（氯碱工业）
阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)
总反应方程式：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
电解精炼铜 ：电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。电极反应：阳极：Zn－2e－==Zn2＋、Fe－2e－==Fe2＋、Ni－2e－==Ni2＋、Cu－2e－==Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－==Cu。阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。
电镀：图为金属表面镀银的工作示意图
镀件作阴极，镀层金属银作阳极。电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。
电极反应：阳极：Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。
金属的腐蚀与防护
1．化学腐蚀与电化学腐蚀
2．析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例进行分析）
3．
金属的防护
(1)电化学防护。①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属；
b．正极：被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法—电解原理
a．阴极：被保护的金属设备； b．阳极：惰性金属或石墨。
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
1. （2023江苏卷节选）（3）催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。

其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
①当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，阴极主要还原产物为___________(填化学式)。
②当电解电压为时，阴极由生成的电极反应式为___________。
③当电解电压为时，电解生成的和的物质的量之比为___________(写出计算过程)。
【答案】（3） ①. H2 ②. ③. 每生成1ml转移12mle-，每生成1ml转移2mle-，故电解生成的和的物质的量之比为
【解析】当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，说明二氧化碳为得电子，为氢离子得电子变成氢气。当电解电压为时，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由生成的电极反应式为。当电解电压为时，电解过程中还原产物的为24%，还原产物的为8%，每生成1ml转移12mle-，每生成1ml转移2mle-，故电解生成的和的物质的量之比为。
3. （2021·江苏卷）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是
A. 电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B. 电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
C. 电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑
D. 电解过程中转移4ml电子，理论上可获得22.4LO2
【答案】B
【解析】
【解析】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误；
B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正确；
C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误；
D．电解过程中转移4ml电子，生成4mlNiOOH，根据，生成1ml氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误；
选B。
3.（2020·江苏卷）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是
A. 阴极的电极反应式为
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极，据此分析解答。
A.阴极钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；
B.阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；
C.金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；
D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；
故选：C。
（建议用时：25分钟）
1．（2023上·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校联考期中）钛合金耐高温，被称之为“航天金属”。工业上可以在时电解制得钛，装置如图所示，下列叙述不正确的是
A．石墨电极是阳极
B．常温下为液体，可直接电解液体制钛
C．阴极电极反应方程式为：
D．阳极可能会产生有毒的气，石墨电极需要定期更换
【答案】B
【分析】电解池中阴离子向阳极移动，根据氧离子的移动方向，石墨电极是阳极，电极反应方程式为：；TiO2是阴极，电极反应方程式为：。
【解析】A．据分析，石墨电极是阳极，故A正确；
B．由四氯化钛常温下为液体可知，四氯化钛是液态不能导电的共价化合物，所以不能用电解四氯化钛的方法制备钛，故B错误；
C．据分析，二氧化钛为阴极，发生还原反应生成Ti：，故C正确；
D．电解时，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成有毒的氯气，氧离子在阳极上放电生成的氧气高温下能与石墨反应生成一氧化碳、二氧化碳，导致石墨电极损耗，所以石墨电极需要定期更换，故D正确；
故选B。
2．（2023上·山东潍坊·高三统考期中）科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发明了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，放电时钛电极电极反应为：Na3Ti2(PO4)3－2e﹣ =NaTi2(PO4)3+2Na+。下列说法正确的是
A．放电时NaCl溶液的浓度减小
B．放电时Cl﹣透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C．充电时生成1ml Cl2，理论上钛电极质量增加46g
D．充电时电路中每转移2mle﹣，理论上从CCl4中释放1mlCl2
【答案】C
【分析】由图可知，放电时钛电极为负极，电极方程式为，放电时正极为左侧Cl2/CCl4，电极方程式为，充电时，左侧Cl2/CCl4为阳极，钛电极为阴极。
【解析】A．根据正负极电极反应式，放电时生成NaCl，NaCl溶液的浓度增大，A错误；
B．放电时Cl－透过多孔活性炭向NaCl溶液移动，B错误；
C．充电时生成1ml Cl2，转移电子2ml，根据，理论上钛电极质量增加，C正确；
D．根据，充电时电路中每转移2mle﹣，理论上生成1mlCl2进入CCl4中，D错误；
故选C。
3．（2023上·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校联考期中）沉积型锌镍单液流电池是介于双液流电池和传统二次电池之间的一种储能装置，放电时的电池结构见如图。下列说法正确的是
A．充电时电极电势：电极电极
B．放电时向电极移动
C．放电时储液罐中溶液浓度减小
D．充电时电极发生反应：
【答案】A
【分析】由图可知，放电时：Zn作负极，电极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，NiOOH电极为正极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni (OH)2+OH-，充电时：Zn作阴极，NiOOH电极作阳极，电极反应式为：Ni (OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，据此解题。
【解析】A．根据负变阴、正变阳，充电时电极a为阴极，电极b为阳极，阳极电势高于阴极电势，A正确；
B．OH-是阴离子，放电时移向负极，即a电极，B错误；
C．放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，即生成[Zn(OH)4]2-，所以储液罐中K2[Zn (OH)4]溶液的浓度增大， C错误；
D．充电时，b电极发生的反应是Ni (OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，D错误；
故选A。
【点睛】
4．（2023上·黑龙江哈尔滨·高三哈九中校考）直接H2O2-H2O2电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是
A．电极Ⅰ电势低
B．电极Ⅱ的反应为H2O2-2e- +2H+=2H2O
C．内电路电流方向：电极Ⅰ→电极Ⅱ
D．该电池的设计利用了H2O2在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异
【答案】B
【分析】原电池中，电解质溶液中的阳离子向正极移动。外电路中电子由负极流向正极；所以电极Ⅰ为负极，失去电子，电极反应式为H2O2-2e- +2OH-=2H2O+O2；电极Ⅱ为正极，得电子，电极反应式为H2O2+2e- +2H+=2H2O；据此分析解题。
【解析】A．电极Ⅰ为负极，电势低，故A正确；
B．电极Ⅱ为正极，得电子，电极反应式为H2O2-2e- +2H+=2H2O，故B错误；
C．电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，内电路电流方向为电极Ⅰ→电极Ⅱ，故C正确；
D．H2O2在不同的酸碱性条件下的氧化性、还原性不同，利用此可构建原电池，故D正确；
故答案选B。
5．（2023上·黑龙江哈尔滨·高三哈九中校考）从海水中利用电化学富集锂是有效的方法之一，其电化学装置如图所示，MnO2电极通过阳离子交换膜与两个电化学装置的另一电极隔开。该装置工作步骤如下：
步骤Ⅰ．向MnO2所在腔室通入海水，启动电源1，使海水中的Li进入MnO2结构而形成LixMn2O4；
步骤Ⅱ．关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2上通入空气，使LixMn2O4中的Li+脱出进入腔室2。下列说法正确的是
A．a为电源1的正极
B．腔室2中Li+通过阳离子交换膜从左向右移动
C．工作时电极1附近和电极2附近溶液的pH均增大
D．步骤Ⅱ中MnO2电极的反应式为：LixMn2O4-xe-=xLi++2MnO2
【答案】D
【分析】启动电源1，使海水中Li+进入MnO2结构形成LixMn2O4，MnO2中锰元素的化合价降低，作阴极，与电源1的负极a相连，电极反应式为：2MnO2+Li++e-=LiMn2O4；电极1作阳极，连接电源正极b，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+。关闭电源1和海水通道，启动电源2，向电极2上通入空气，使LixMn2O4中的Li+脱出进入腔室2，则电极2为阴极，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，阳极的电极反应式为：LixMn2O4-xe-=xLi++2MnO2；据此分析解答。
【解析】A．由以上分析知，a为电源1的负极，A错误；
B．启动电源2，LixMn2O4中的Li+脱出，通过阳离子交换膜从右向左移动进入腔室2，B错误；
C．工作时电极1作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，附近溶液的pH减小，C错误；
D．由以上分析知，步骤Ⅱ中MnO2电极的反应式为：LixMn2O4-xe-=xLi++2MnO2，D正确；
故选D。
6．（2023上·浙江·高三校联考）某科研机构用溶液吸收硫酸工业废气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生，同时得到某种副产物，其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．a电极连接电源负极
B．通入稀溶液是为了增强溶液导电性
C．电极上发生的反应为：
D．当电路中转移电子，共有离子通过离子交换膜
【答案】D
【分析】亚硫酸钠电解，钠离子向左侧移动，说明左侧是阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，随着电解进行，氢氧根离子浓度增大，B口出来的是浓NaOH。亚硫酸根离子向右侧移动，右侧为阳极，阳极上亚硫酸失电子生成硫酸根离子，C口出来的是浓度较大的硫酸。
【解析】A．根据分析可知，左侧电极为阴极，a连接电源负极，A正确；
B．通入稀NaOH溶液可增强溶液的导电性，B正确；
C．b电极上亚硫酸失电子结合水生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为，C正确；
D．电路中转移2ml电子时，1ml亚硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右侧电极室，2ml钠离子经过阳离子交换膜进入左侧电极室，共有3ml离子通过离子交换膜，D错误；
故答案选D。
7．（2023上·北京朝阳·高三统考期中）基于水煤气转化反应，通过电化学装置制备纯氢的原理示意如下。下列说法不正确的是
A．电解质溶液可以是KOH溶液
B．阴极电极反应为：
C．使用阴离子交换膜能减缓单位时间内乙室中c(OH-)的降低
D．该装置中氧化反应和还原反应分别在两极进行，利于制得高纯度氢气
【答案】B
【解析】A．阳极失去电子变成，但阳极出来的是 所以乙池里电解质溶液应为碱性，可以是KOH溶液，A正确；
B．阳极电极反应为：，阴极的电极反应式为：，B错误；
C．阴极的电极反应式为： 若为阴离子交换膜，从甲池向乙池迁移，因此能减缓单位时间内乙室中c(OH-)的降低，C正确；
D．在阴极生成，在阳极产生且在乙池被吸收变成，因此利于制得高纯度氢气，D正确；
故选B。
8．（2023上·全国·高三统考）我国科研工作者通过研发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的转化为，实现碳中和目标，原理如图所示。下列说法正确的是
A．该过程中存在的能量转化形式只有太阳能→化学能
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．P极的电极反应式为：
D．N极催化转化时，P极生成的质量为
【答案】C
【分析】光伏电池产生电能，二氧化碳在负极得电子变成甲酸，所以P为阴极，电极反应为：，N为阳极，电极反应为：，氢气失去电子变成氢离子。
【解析】A．该过程中存在的能量转化形式有光伏电池产生电能是太阳能→电能，光伏电池电解是电能→化学能，故A错误；
B．阴极消耗氢离子需要氢离子补充，需要阳离子交换膜，故B错误；
C．P极的电极反应式为：，故C正确；
D．N极催化转化时，没有说是标准状况，无法计算，故D错误；
故选：C。
9．（2023上·天津·高三天津一中校考）下列关于各装置图的叙述正确的是
A．用图①装置进行电镀实验，极为镀层金属，极为待镀金属制品
B．图②装置盐桥中的移向甲烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连，称之为“牺牲阳极法”
D．图④电解精炼铜的过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
【答案】B
【解析】A．图①中电极a为阳极、电极b为阴极，若进行电镀实验，则a极为镀层金属、b极为待镀金属制品，A项错误；
B．图②中Zn为负极，Zn极电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，Cu极电极反应为Cu2++2e-=Cu，盐桥中KCl的阴离子Cl-移向甲烧杯，B项正确；
C．图③装置中钢闸门与外接电源的负极相连，钢闸门为阴极，辅助电极为阳极，称之为“外加电流法”，C项错误；
D．图④电解精炼铜，粗铜为阳极，纯铜为阴极，粗铜上是比Cu活泼的金属Zn、Fe等先失电子转化成Zn2+、Fe2+等，然后Cu失电子转化成Cu2+，活泼性比Cu弱的金属如Ag等形成阳极泥，纯铜上的电极反应为Cu2++2e-=Cu，根据得失电子守恒，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，D项错误；
答案选B。
10．（2023上·四川成都·高三四川省成都列五中学校考）据2022年1月统计，我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢化铵［］常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵［］为原料，采用电渗析法合成［］，工作原理如图。下列说法正确的是
A．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜
B．光伏并网发电装置中N型半导体为正极
C．制备182g，两极共产生33.6L气体(标准状况)
D．保持电流恒定，升高温度可加快合成四甲基氢氧化铵的速率
【答案】C
【分析】根据第三个池中浓度变化得出，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动知，a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极。
【解析】A．Na+通过e膜，Cl-通过d膜，(CH3)4N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，A错误；
B．由分析可知，N型半导体为负极，B错误；
C．的物质的量为，a极电极反应式为，则收集氢气1ml时转移电子为2ml，b极电极反应式为，则收集的氧气为0.5ml，标况下两极可得气体体积为，C正确；
D．温度过高，四甲基氯化铵会分解，四甲基氯化铵浓度降低，不能加快合成四甲基氢氧化铵的速率，D错误；
故选C。
11．（2023上·湖北·高三武汉二中校联考）以浓差电池(因电解质溶液浓度不同而形成的电池)为电源，以石墨为电极将转化为高纯的装置如图。下列说法错误的是
A．电解过程中，丙池溶液的会减小
B．转移时乙室电解质溶液质量减少
C．停止工作后若要使电池恢复原状态，连接的是电源负极
D．N极电极反应式为：
【答案】B
【分析】由题意知，右池为电解NH3生成H2的装置，左池为浓差电池，右池电极M区NH3失电子被氧化为N2，故电极M为阳极，发生电极反应：2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，则N为阴极，发生电极反应：2H2O+2e- =H2↑+2OH-，所以左池Cu(1)为正极，正极发生反应：Cu2++2e=Cu，Cu (2)为负极，负极发生反应：Cu-2e-=Cu2+。
【解析】A．电极M为阳极，发生电极反应：2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，消耗了OH-，碱性减弱，pH减小，A正确；
B．转移2ml电子时，Cu(1)极析出1ml铜，即64g，同时有1ml即96g硫酸根从乙室到甲室，乙室电解质溶液质量共减少64g+96g=160g，B错误；
C．恢复原浓差Cu(2)电极需发生还原反应，Cu2+放电析出铜单质，所以和电源负极相连，C正确；
D．N 为阴极，电极反应式为：2H2O+2e- =H2↑+2OH-，D正确；
故选B。
12．（2023上·山东烟台·高三统考期中）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是
A．“卯榫”结构的双极膜中的移向电极a，移向电极b
B．b电极的反应式为
C．每生成，双极膜处有8ml的解离
D．电解过程中，Ⅱ室中逐渐增大
【答案】D
【分析】催化电解KNO3溶液制氨，硝酸钾发生还原反应，则电极a为阴极、电极b为阳极，双极膜界面产生的H+移向阴极，而OH-移向阳极，阴极反应式为+6H++8e-=NH3•H2O+2H2O，阳极反应式为8OH--8e-=2O2↑+4H2O，电解总反应为+2OH-═NH3•H2O+2O2↑，而“卯榫”结构可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨，单位时间内电子转移增大，可以提高氨生成速率；
【解析】A．“卯榫”结构的双极膜中的移向阴极电极a，移向阳极电极b，选项A正确；
B．b电极阳极的反应式为，选项B正确；
C．由分析可知，阴极反应式为+6H++8e-=NH3•H2O+2H2O，生成1mlNH3•H2O转移8ml电子，则双极膜处有8ml的H2O解离，选项C正确；
D．每生成1mlNH3•H2O，双极膜处有8ml的H2O解离，产生的8mlOH-移向电极b所在的Ⅱ室且全部放电，Ⅱ室中KOH的物质的量不变，选项D错误；
答案选D。
13．（2023上·浙江嘉兴·高三统考）现在广泛使用的锂离子电池有多种类型，某可充电钴酸锂电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A．该电池放电时，其中正极的电极反应式是
B．充电时A极与电源的正极相连
C．放电时，移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应
D．拆解废电池前先进行充电处理既可以保证安全又有利于回收锂
【答案】D
【解析】A．根据电池反应式可知，放电时LixC6失去电子，LixC6做负极，故负极反应为，A项错误；
B．充电时，电池负极与电源负极相连做电解池阴极，电池正极与电源正极相连做电解池阳极，由A项分析可知，该电池中A电极为负极，B电极为正极，故充电时，电池的B电极与电源正极相连，B项错误；
C．放电时，移向电势较高的正电极，发生得到电子的还原反应为钴酸根离子，C项错误；
D．“充电处理”废旧钴酸锂电池，让Li＋进入石墨中有利于锂的回收，D项正确；
故选Ｄ。
14．（2023上·全国·高三校联考）利用电化学方法制备氨可以大大降低目前的热Haber—Bsch工艺产生的温室气体排放。下图所示为一种合成氨的方法，下列说法错误的是
A．电子的移动方向由电极a经导线到电极b
B．起到传输质子的作用
C．反应过程中的质量增加
D．电极b发生的总反应为
【答案】D
【分析】据图可知，a电极上氢气被氧化为氢离子发生氧化反应，a为阳极；电极b为阴极，锂离子得电子发生还原反应生成锂，锂再与氮气反应生成氨气。
【解析】A．作还原剂，在电极a失电子，作氧化剂，在电极b得电子，电子由a到b，A正确；
B．电极a上物质得质子生成物质，电极b上物质失质子生成物质，所以、 起传输质子作用，B正确；
C．电极b为阴极，锂离子得电子发生还原反应生成锂，锂再与氮气反应生成氨气和锂离子，在整个过程中质量保持不变，C错误；
D．电极b上锂离子得电子被还原成锂，锂再与氮气反应生成氨气，锂离子相当于没参加反应，所以电极b的总反应为：，D正确；
故选C。
15．（2023·河北·统考高考真题）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是

A．充电时，b电极上发生还原反应
B．充电时，外电源的正极连接b电极
C．放电时，①区溶液中的向②区迁移
D．放电时，a电极的电极反应式为
【答案】B
【分析】放电时，电极材料转化为，电极反应 -2ne-= +2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③为碱性溶液是电极，①为酸性溶液是二氧化锰电极。
【解析】A．充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确；
B．充电时，外电源的正极连接a电极相连，电极失去电子，电极反应为，B错误；
C．放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确；
D．放电时，a电极的电极反应式为，D正确；
故选：B。
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属跟非金属单质直接接触
不纯金属或合金跟电解质溶液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
电极
反应
负极
Fe－2e－===Fe2＋
正极
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应式
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2
联系
吸氧腐蚀更普遍