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2021届高考化学一轮复习过关训练：电化学 【解析版】
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电化学
1．有人设想以N2和H2为反应物，以溶有物质A的稀盐酸为电解质溶液，制造出一种新型燃料电池，装置如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．通入N2的一极的电极反应式为N2＋6e－＋6H＋===2NH3
B．通入H2的一极的电极反应式为H2＋2e－===2H＋
C．物质A是NH4Cl
D．反应过程中左边区域溶液的pH逐渐减小
解析：选C A项，本题以N2和H2为反应物形成新型燃料电池，两者反应生成NH3，考生易忽视在稀盐酸存在下，NH3会继续与HCl反应生成NH4Cl。正极发生还原反应，即N2被还原为NH，电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH，错误。B项，放电过程中，通入H2的电极为负极，H2失去电子，发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－===2H＋，错误。C项，根据负极和正极的电极反应式可得到电池总反应式为N2＋3H2＋2HCl===2NH4Cl，因此物质A为NH4Cl，正确。D项，正极消耗H＋，则反应过程中左边区域溶液的pH逐渐增大，错误。
2.(2019·全国卷Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。
下列说法错误的是( )
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)
C．放电时负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)
D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区
[解析] 三维多孔海绵状Zn为多孔结构，具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高，A项正确；二次电池充电时作为电解池使用，阳极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)，B项正确；二次电池放电时作为原电池使用，负极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，由电池总反应可知负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)，C项正确；二次电池放电时作为原电池使用，阴离子从正极区向负极区移动，D项错误。
[答案] D
3.(2019·山东八校联考)熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪声低、无污染等优点。熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用
B．负极反应式为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O
C．电子流向：电极a→负载→电极b→熔融碳酸盐→电极a
D．电池工作时，外电路中通过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2
解析：选B 电池工作时，负极反应式：H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，正极反应式：O2＋4e－＋2CO2===2CO，故熔融碳酸盐不仅起到导电的作用，还参与了电极反应，A项错误，B项正确；电子只能在电极和外电路中移动，不会通过熔融碳酸盐，C项错误；根据正极的反应式可知，外电路中通过0.2 mol电子，消耗氧气的物质的量为0.05 mol，质量为1.6 g，D项错误。
4．(2019·昆明摸底)一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为Li1－xNiO2＋xLiC6LiNiO2＋xC6。下列说法错误的是( )
A．该锂离子电池为二次电池
B．该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源正极
C．该锂离子电池放电时，Li＋从a极移向b极
D．该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2
解析：选B 根据图示可知该储能电池左边为太阳能电池，右边为锂离子电池。结合锂离子电池总反应可知：放电时a极为负极，b极为正极；充电时a极为阴极，b极为阳极。题图所示锂离子电池能实现充电和放电，为二次电池，A项正确；电池充电时a极为阴极，则n型半导体为电源负极，B项错误；电池放电时，Li＋从负极向正极移动，即Li＋从a极向b极移动，C项正确；电池放电时，b极为正极，发生还原反应，其电极反应式为Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2，D项正确。
5．(2019·辽宁五校联考)高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
解析：选C 通电时，锌环与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，A项正确；通电时，铁帽为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B项正确；断电时，形成原电池，锌环为负极，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋，C项错误；断电时，形成原电池，铁帽为正极，此为牺牲阳极的阴极保护法，仍能防止铁帽被腐蚀，D项正确。
6．直接煤空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少
B．负极的电极反应式为C＋2CO －4e－===3CO2↑
C．电极X为负极，O2－向X极迁移
D．直接煤空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
解析：选A 氧化物电解质的量不会减少，在电极Y上O2得到电子生成O2－不断在补充，A项错误；由原理图分析可知，其负极反应式为C＋2CO －－4e－===3CO2↑，B项正确；原电池内部的阴离子向负极移动，C项正确；直接煤空气燃料电池是把化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电是把化学能转化为热能，再转化为电能，其中能量损耗较大，D项正确。
7．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3 为电解质、以CH4 为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是( )
A．Li＋、K＋移向左侧电极
B．外电路中电子由右侧电极移向左侧电极
C．通入1 mol气体A时，左侧电极上生成5 mol CO2
D．相同条件下，通入气体B与气体C的体积比为2∶1
解析：选C 该原电池为甲烷燃料电池，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，负极反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O，正极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，负极上产生的二氧化碳可以为正极所利用，所以A是负极，B是正极。原电池放电时，阳离子向正极移动，Li＋、K＋向右侧电极移动，A错误；外电路中电子由负极流向正极，即从左侧电极移向右侧电极，B错误；由正、负极反应式可知，通入1 mol CH4气体时，左侧电极上生成5 mol CO2，C正确；相同条件下，通入气体B与气体C的体积比为1∶2，D错误。
8．某新型电池，以NaBH4(B的化合价为＋3价)和H2O2作原料，负极材料采用Pt，正极材料采用MnO2(既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用)，该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．每消耗3 mol H2O2，转移6 mol e－
B．电池工作时Na＋从b极区移向a极区
C．a极上的电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
D．b极材料是MnO2，该电池总反应方程式：
NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O
解析：选B 由图中信息可知，NaBH4是还原剂，其在负极上被氧化为BO，电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，H2O2是氧化剂，其在正极上被还原为OH－，电极反应式为4H2O2＋8e－===8OH－，该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。所以电极a是负极、电极b是正极。每消耗3 mol H2O2，O元素的化合价从－1降到－2，故转移6 mol e－，电池工作时Na＋从负极区移向正极区，由此知A、C、D项正确，B项错误。
9．锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，电解液中Li＋由多孔电极迁移向锂电极
B．放电时，负极发生还原反应
C．充电时，阳极的反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑
D．电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等
解析：选C 放电时，锂电极作负极，多孔电极作正极，电解液中阳离子移向正极，所以Li＋由锂电极迁移向多孔电极，故A错误；该电池放电时，负极发生氧化反应，故B错误；充电时，阳极的反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，故C正确；金属锂与稀盐酸发生反应，所以电池中的电解液不可以是稀盐酸，故D错误。
10．市售一种可充电电池，由LaNi5H6、NiO(OH)、KOH溶液组成。LaNi5H6＋6NiO(OH)LaNi5＋6Ni(OH)2有关该电池的叙述正确的是( )
A．放电时，负极反应为
LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O
B．放电时，负极材料是Ni(OH)2
C．充电时，阴极反应为
Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O
D．充电时，电池负极接充电器电源的正极
解析：选A 放电时为原电池，负极发生氧化反应，LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O，A正确；放电时，负极材料是LaNi5H6，B错误；充电时为电解池，阴极发生还原反应，LaNi5＋6H2O＋6e－===LaNi5H6＋6OH－，C错误；充电时电解池的阴极应与电源的负极相连，即电池负极接充电器电源的负极，D错误。
11．据报道，我国钒电池研究获得重大突破，未来十年市场有望突破1 000亿美元。某钒电池反应为2VCl2＋BrCl2VCl3＋Br－，电极均为惰性材料，储液罐里存有反应物和酸性电解质溶液，模拟装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A．放电时，Ⅰ极的电极反应式为VCl2－e－＋Cl－===VCl3
B．放电时，H＋由交换膜右侧向左侧迁移
C．充电时，Ⅰ极与电源负极相连，发生还原反应
D．充电时，Ⅱ极的电极反应式为
2Cl－＋Br－－2e－===BrCl
解析：选B Ⅰ极为负极，由钒电池反应式可知，放电时VCl2在负极失电子生成VCl3，电极反应式为VCl2－e－＋Cl－===VCl3，故A正确；H＋是阳离子，放电时H＋移向正极，所以H＋由交换膜左侧向右侧迁移，故B错误；Ⅰ极为负极，充电时连接电源的负极构成电解池的阴极，发生还原反应，故C正确；Ⅱ极为原电池的正极，充电时为电解池的阳极，电极反应式为2Cl－＋Br－－2e－===BrCl，故D正确。
12.(2016·全国卷Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )
A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成
[解析] A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。
[答案] B
13．用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是( )
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
解析：选D 阳极要产生ClO－，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是活性电极铁失电子，A正确；阳极是Cl－失电子产生ClO－，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又知该溶液呈碱性，B正确；阴极是H＋得电子产生H2，溶液呈碱性，C正确；溶液呈碱性，反应物中不该有H＋，故除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，D错误。
14．(2019·武汉调研)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池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．Y极的电极反应：Pb－2e－===Pb2＋
B．铅蓄电池工作时SO向Y极移动
C．电解池中发生的反应仅有2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
D．每消耗103.5 g Pb，理论上电解池阴极上有0.5 mol H2生成
解析：选D 根据电解池中Fe电极上H2O转化为H2，发生还原反应，知Fe电极为阴极，故X极为负极，Y极为正极，Y极的电极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，A项错误；原电池中阴离子向负极移动，因此铅蓄电池工作时SO向X极移动，B项错误；根据题图可知Al电极上既有铝离子生成，又有氧气放出，说明铝电极上发生的氧化反应有两个：Al－3e－===Al3＋、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，因此电解池中发生的反应有2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑、2H2O2H2↑＋O2↑，C项错误；原电池负极发生反应：Pb－2e－＋SO===PbSO4，电解池阴极发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，由题图可知原电池和电解池串联，因此各电极上转移电子数相等，由此可得关系式：Pb～H2，每消耗103.5 g Pb，理论上阴极生成H2的物质的量n(H2)＝n(Pb)＝＝0.5 mol，D项正确。
15 (2018·全国卷Ⅰ)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：
①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋
②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋
该装置工作时，下列叙述错误的是( )
A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O
B．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S
C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需为酸性
[解析] 由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。由题图可知，电解时阴极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B项正确；阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C项错误；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D项正确。
[答案] C
16．用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH同时得到某种副产品。其供电装置和电解装置如图所示(电极材料均为惰性电极)。下列说法不正确的是( )
A．为了达到目的，需将m电极与a电极相连，n电极与b电极相连
B．甲装置中正极的电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO
C．电解池左侧应为阴离子交换膜，右侧为阳离子交换膜
D．A口进入的是稀NaOH溶液，作用是增强溶液的导电性；C口流出的是较浓的硫酸
解析：选C 甲装置为燃料电池，其中m电极为负极，n电极为正极；乙装置为电解池，结合题意和题图可知，A口进入的应是稀NaOH溶液，a电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B口放出的气体为H2，产生的OH－与Na＋结合成NaOH，实现NaOH的再生，因此，电解池左侧为阳离子交换膜，这样才能使Na2SO3溶液中的Na＋顺利通过。b电极为电解池的阳极，SO有强还原性，在阳极失电子，生成SO，所以C口流出的是较浓的硫酸，综上分析，C错误。
17．氮氧化物(NOx)是有毒的大气污染物，研究发现，可以采用如图装置有效去除氮的氧化物，下列说法正确的是( )
A．Pt电极Ⅰ为电解池的阳极
B．电解过程中，质子由左极室移向右极室
C．电解过程中，左极室pH会逐渐减小
D．若NOx为NO，转移1 mol电子时吸收塔中可以生成1 mol HSO
解析：选D 根据图示，可以得出HSO得到电子被还原为S2O，所以Pt电极Ⅰ为电解池的阴极，Pt电极Ⅱ为电解池的阳极，A错误；质子在电解池中向阴极移动，即由右极室移向左极室，B错误；电解过程中，Pt电极Ⅰ上发生的反应为2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O，Pt电极Ⅱ上发生反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，H＋通过质子交换膜移向左极室，但左极室中消耗的H＋和从右极室移动过来的H＋一样多，且不断生成水，所以pH会逐渐增大，C错误；根据得失电子守恒，可得关系式NO～2HSO，故D正确。
18.H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是( )
A．M室发生的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
B．N室中：a%
D．理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成5.6 L(标准状况)气体
[解析] A项，M室为阳极室，发生氧化反应，但电解质溶液为稀硫酸，易不清楚哪种离子放电，其实是水电离出的OH－放电，其电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，正确。
B项，易因忽视Na＋能透过阳离子交换膜进入阴极室而出错，N室为阴极室，发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，原料室的Na＋透过阳离子交换膜进入阴极室，则NaOH的质量分数为a%
D项，易因未抓住阴、阳极得失电子守恒而出错，产品室发生的反应为B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2O，理论上每生成1 mol H3BO3，需要消耗1 mol H＋，转移1 mol电子，阴极室可生成氢气11.2 L(标准状况)，错误。
[答案] D
19．高铁酸盐在环保能源领域有广泛的用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是( )
A．Fe电极是阳极，电极反应式为Fe－6e－＋4H2O===FeO＋8H＋
B．电解时电子的流向：负极→Ni电极→电解液→Fe电极→正极
C．若隔膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO
D．电解时阳极区pH减小、阴极区pH增大，撤去隔膜，溶液混合后，与原溶液相比，pH减小(电解前后溶液体积变化忽略不计)
解析：选D A项，由图可知，Fe电极与直流电源的正极相连，作阳极，碱性溶液中不能生成H＋，故电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，错误。B项，电解过程中电子从电源的负极流向Ni电极，不能通过电解质溶液，而是通过电解质溶液中离子作定向移动形成闭合电路，电子通过Fe电极流向正极，错误。C项，阴离子交换膜只允许阴离子通过，阴离子移向阳极，则OH－从左向右迁移，故左侧溶液中不可能含有FeO，错误。D项，根据阳极电极反应式可知，OH－在阳极参与反应，溶液的pH减小；阴极区由水电离产生的H＋得到电子生成H2，溶液中OH－的浓度增大，溶液的pH增大，电极反应式为6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；由阴、阳极的电极反应式得到总反应式Fe＋2H2O＋2OH－===3H2↑＋FeO，OH－被消耗，浓度减小，故撤去隔膜后，溶液pH减小，正确。
20．乙醛酸()是有机合成的重要中间体。工业上用铅蓄电池“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
下列说法中不正确的是( )
A．N电极上的电极反应式为HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O
B．若有2NA个电子在外电路通过，则该装置中生成的乙醛酸最多为2 mol
C．其中a为铅蓄电池的PbO2电极
D．若有2 mol H＋通过质子交换膜，则铅蓄电池的负极质量减轻207 g
解析：选D A项，容易对有机物元素化合价变化判断错误。由“两极室均可产生乙醛酸”可知N电极上HOOC—COOH发生反应生成HOOC—CHO，碳元素的平均化合价分别为＋3、＋2，为还原反应，N为阴极，根据电荷守恒及原子守恒可写出电极反应式为HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O，正确。B项，忽视“两极室均可产生乙醛酸”而出错。当有2NA个电子在外电路通过时，N极产生1 mol乙醛酸；乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸，说明阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2，产生的1 mol Cl2能将1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸：OHC—CHO＋Cl2＋H2O===HOOC—CHO＋2HCl，两极共产生2 mol乙醛酸，正确。C项，M为阳极，则a应为铅蓄电池的PbO2电极，正确。D项，忽视“PbSO4微溶”而出错。铅蓄电池负极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，所以2 mol H＋通过质子交换膜，铅蓄电池的负极质量增重96 g，错误。
21．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是( )
A．电极丁的电极反应式为MnO－e－===MnO
B．电极乙附近溶液的pH减小
C．KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b%
D．导线中流过2 mol电子时，理论上有2 mol K＋移入阴极区
解析：选C 分析两装置的特点可以判断左边是燃料电池，右边是电解池。通氧气的甲电极是燃料电池的正极，与此电极相连的丁电极是电解池的阳极，则丁电极上MnO被氧化为MnO。丙电极为阴极，阴极上水电离产生的H＋放电被还原为H2，所以X为H2。丁电极的电极反应式为MnO－e－===MnO，A正确；乙电极上发生的反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，氢氧根离子浓度减小，所以附近溶液的pH减小，B正确；丙电极上发生反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，甲电极上发生反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，根据溶液流向可判断KOH溶液的质量分数：c%＞b%＞a%，C不正确；导线中流过2 mol电子时，理论上有2 mol K＋移入阴极区，D正确。
22. 用电解法可提纯含有某种钾的含氧酸盐杂质(如硫酸钾、碳酸钾等)的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极N为阳极，电极M上H＋发生还原反应
B．电极M的电极反应式为
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．d处流进粗KOH溶液，e处流出纯KOH溶液
D．b处每产生11.2 L气体，必有1 mol K＋穿过阳离子交换膜
[解析] 根据图示，K＋移向电极N，所以N是阴极，M极是阳极，OH－发生氧化反应生成氧气，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，故A错误，B正确；c处流进粗KOH溶液，f处流出纯KOH溶液，故C错误；N极是阴极，H＋发生还原反应生成氢气，非标准状况下11.2 L氢气的物质的量不一定是0.5 mol，故D错误。
[答案] B
23．(2019·山西吕梁期末)某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2＋和Cl－，图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的Ni2＋的示意图，图乙描述的是实验中阴极液pH与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是( )
A．交换膜a为阳离子交换膜
B．阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．阴极液pH＝1时，镍的回收率低主要是有较多的H2生成
D．浓缩室得到1 L 0.5 mol·L－1的盐酸时，阴极回收得到11.8 g镍
解析：选D 阳极氢氧根离子失电子生成氧气，氢离子通过交换膜a进入浓缩室，所以交换膜a为阳离子交换膜，故A正确；阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故B正确；阴极发生还原反应，酸性强时主要是氢离子发生还原反应生成氢气，酸性弱时主要是Ni2＋发生还原反应生成Ni，故C正确；浓缩室得到1 L 0.5 mol·L－1的盐酸时，转移电子0.4 mol，阴极生成镍和氢气，所以阴极回收得到的镍小于11.8 g，故D错误。
24．一种生物电化学方法脱除水体中NH的原理如下图所示：
下列说法正确的是( )
A．装置工作时，化学能转变为电能
B．装置工作时，a极周围溶液pH降低
C．装置内工作温度越高，NH脱除率一定越大
D．电极b上发生的反应之一是
2NO－2e－===N2↑＋3O2↑
解析：选B 该装置是把电能转化为化学能，A错误；a极为阳极，电极反应为NH＋2H2O－6e－===NO＋8H＋，所以a极周围溶液的pH降低，B正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，NH脱除率会减小，C错误；b极上反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，D错误。
25.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
[解析] 依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，铁不容易失去电子，故钢管桩表面腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)，接近于0，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。
[答案] C
26.在城市中，地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀，原理简化如图所示，则下列有关说法不正确的是( )
A．原理图可理解为两个串联的电解装置
B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色
C．地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)
D．溶液中铁丝左侧的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
解析：选D 由题图可知，左侧Fe电极与电源的正极相连为阳极，铁丝左侧为阴极，形成电解池；铁丝右侧为阳极，右侧Fe电极与电源负极相连为阴极，形成电解池，故该装置可看作两个串联的电解装置，A正确。铁丝左侧为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，左侧Fe电极生成的Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2白色沉淀，随后被氧化变成灰绿色，B正确，D错误。埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)，可减缓金属管道的腐蚀，C正确。
27．(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是( )
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应
H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋
C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
解析：选B A对：该反应中，可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件。B错：该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋。C对：右端电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，是正极，在正极区N2得到电子生成NH3，发生还原反应。D对：原电池中，内电路中H＋通过交换膜由负极区向正极区移动。
28.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是( )
A．放电时，ClO向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C
D．充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na
解析：选D 根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e－===4Na＋；正极反应：3CO2＋4e－===2CO＋C。充电时，阴(负)极：4Na＋＋4e－===4Na；阳(正)极：2CO＋C－4e－===3CO2↑。放电时，ClO向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。
29.MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
解析：选B MgAgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。
30.一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是( )
A．Pd电极b为阴极
B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3
C．H＋由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N2和H2
解析：选A 此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。
31.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4—H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
解析：选C 利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选
用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。
32．(2019·江苏高考)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
解析：选C A、D错：铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。B错：铁的电化学腐蚀过程中，化学能除转化为电能外还有部分转化为热能。
33.一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是( )
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2
[解析] 当电池放电时，为原电池反应装置，由O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)可知，此电极反应在反应过程中氧元素的化合价降低，得电子发生还原反应，为原电池的正极，则锂电极为原电池的负极；放电时，外电路电子从负极流向正极，即由锂电极流向多孔碳材料电极，故A、B两项均错。充电时电解质溶液中的Li＋(带正电的离子)向阴极区迁移即向锂材料区迁移，故C项错误。由放电时负极反应为Li－e－===Li＋，正极反应为(2－x)O2＋4Li＋＋4e－===2Li2O2－x，可得总反应式为O2＋2Li===Li2O2－x，则充电时反应为放电时的逆反应，故充电时电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2，D正确。
[答案] D
34．环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂尾气中的氮氧化物是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．“对电极”是负极
B．“工作电极”上发生的电极反应为NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O
C．传感器工作时，H＋由“对电极”移向“工作电极”
D．“工作电极”的材料可能为活泼金属锌
解析：选D A项，解本题时易因不会根据题图所示的物质变化来判断电极类型而出错，“工作电极”上通入NO2生成了NO，说明“工作电极”上发生还原反应，为正极，则“对电极”为负极，正确。B项，“工作电极”上通入NO2生成了NO，并结合电解质溶液为H2SO4溶液可知，“工作电极”上发生的电极反应为NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O，正确。C项，原电池工作时，阳离子移向正极，故H＋由“对电极”移向“工作电极”，正确。D项，易因忽视“工作电极”作正极而出错，活泼金属锌通常作负极，“工作电极”的材料不可能为活泼金属锌，错误。
35．尿素[CO(NH2)2]与NO在碱性条件下可形成燃料电池，如图所示，反应的方程式为2CO(NH2)2＋6NO＋4NaOH===5N2＋2Na2CO3＋6H2O。下列说法正确的是( )
A．甲电极为电池的负极，发生还原反应
B．电子流向：甲电极→负载→乙电极→溶液→甲电极
C．一段时间后，乙电极周围溶液酸性增强
D．甲电极的反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===CO＋N2↑＋6H2O
解析：选D CO(NH2)2中N为－3价，在反应中化合价升高，发生氧化反应，故甲电极为负极，A项错误；负极失电子，正极得电子，故电子由负极经外电路流向正极，而溶液中只有离子的移动，没有电子的流动，B项错误；乙电极为电池的正极，发生反应：6NO＋12e－＋6H2O===3N2＋12OH－，故乙电极周围溶液碱性增强，C项错误；甲电极为负极，CO(NH2)2失电子，发生反应：CO(NH2)2－6e－＋8OH－===CO＋N2↑＋6H2O，D项正确。
36.锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是( )
A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小
C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)
[解析] A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动；B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c(OH－)逐渐增大；C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)；D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。
[答案] C
37．糖生物电池(假设原料为葡萄糖)是一种酶催化燃料电池(EFC)，它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断正确的是( )
A．该电池可在熔融碳酸钾环境下工作，负极反应式为C6H12O6－24e－＋12CO===18CO2↑＋6H2O
B．若该电池为酸性介质，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C．该电池若为固体氧化物介质，则放电过程中，电池内O2－向正极迁移
D．若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为C6H12O6－24e－＋24OH－===6CO2↑＋18H2O
解析：选B A项，忽视酶催化对温度的要求。由于高温酶失活，所以该电池不能在熔融碳酸钾环境下工作，错误。B项，酸性环境下正极O2放电反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，正确。C项，根据电路中带电粒子移动方向，内电路中阴离子(O2－)应从正极移向负极，错误。D项，忽视碱性环境下含碳燃料反应最终产物应为CO。负极反应式应为C6H12O6－24e－＋36OH－===6CO＋24H2O，错误。
38．金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．有机电解液可以是乙醇等无水有机物
B．放电时，充入O2的一极作负极
C．放电时，电池反应为4Li＋O2===2Li2O
D．在更换锂电极的同时，要更换水性电解液
解析：选D A项，电解液不能是无水乙醇，因为无水乙醇与金属锂会发生置换反应，且无水乙醇是非电解质，不能导电，错误。B项，锂电极为活泼电极，放电时金属锂失电子，发生氧化反应，作负极，错误。C项，放电时负极反应为4Li－4e－===4Li＋，正极电解液是水性电解液，因此O2得电子生成OH－，而非O2－，则正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，错误。D项，负极材料锂不断损耗，需要补充，但易忽视水性电解液的变化，在水性电解液中生成的LiOH溶解度较小，会有沉淀生成，故水性电解液也需要更换，正确。
1．有人设想以N2和H2为反应物，以溶有物质A的稀盐酸为电解质溶液，制造出一种新型燃料电池，装置如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．通入N2的一极的电极反应式为N2＋6e－＋6H＋===2NH3
B．通入H2的一极的电极反应式为H2＋2e－===2H＋
C．物质A是NH4Cl
D．反应过程中左边区域溶液的pH逐渐减小
解析：选C A项，本题以N2和H2为反应物形成新型燃料电池，两者反应生成NH3，考生易忽视在稀盐酸存在下，NH3会继续与HCl反应生成NH4Cl。正极发生还原反应，即N2被还原为NH，电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH，错误。B项，放电过程中，通入H2的电极为负极，H2失去电子，发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－===2H＋，错误。C项，根据负极和正极的电极反应式可得到电池总反应式为N2＋3H2＋2HCl===2NH4Cl，因此物质A为NH4Cl，正确。D项，正极消耗H＋，则反应过程中左边区域溶液的pH逐渐增大，错误。
2.(2019·全国卷Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。
下列说法错误的是( )
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)
C．放电时负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)
D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区
[解析] 三维多孔海绵状Zn为多孔结构，具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高，A项正确；二次电池充电时作为电解池使用，阳极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)，B项正确；二次电池放电时作为原电池使用，负极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，由电池总反应可知负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)，C项正确；二次电池放电时作为原电池使用，阴离子从正极区向负极区移动，D项错误。
[答案] D
3.(2019·山东八校联考)熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪声低、无污染等优点。熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用
B．负极反应式为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O
C．电子流向：电极a→负载→电极b→熔融碳酸盐→电极a
D．电池工作时，外电路中通过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2
解析：选B 电池工作时，负极反应式：H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，正极反应式：O2＋4e－＋2CO2===2CO，故熔融碳酸盐不仅起到导电的作用，还参与了电极反应，A项错误，B项正确；电子只能在电极和外电路中移动，不会通过熔融碳酸盐，C项错误；根据正极的反应式可知，外电路中通过0.2 mol电子，消耗氧气的物质的量为0.05 mol，质量为1.6 g，D项错误。
4．(2019·昆明摸底)一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为Li1－xNiO2＋xLiC6LiNiO2＋xC6。下列说法错误的是( )
A．该锂离子电池为二次电池
B．该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源正极
C．该锂离子电池放电时，Li＋从a极移向b极
D．该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2
解析：选B 根据图示可知该储能电池左边为太阳能电池，右边为锂离子电池。结合锂离子电池总反应可知：放电时a极为负极，b极为正极；充电时a极为阴极，b极为阳极。题图所示锂离子电池能实现充电和放电，为二次电池，A项正确；电池充电时a极为阴极，则n型半导体为电源负极，B项错误；电池放电时，Li＋从负极向正极移动，即Li＋从a极向b极移动，C项正确；电池放电时，b极为正极，发生还原反应，其电极反应式为Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2，D项正确。
5．(2019·辽宁五校联考)高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
解析：选C 通电时，锌环与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，A项正确；通电时，铁帽为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B项正确；断电时，形成原电池，锌环为负极，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋，C项错误；断电时，形成原电池，铁帽为正极，此为牺牲阳极的阴极保护法，仍能防止铁帽被腐蚀，D项正确。
6．直接煤空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少
B．负极的电极反应式为C＋2CO －4e－===3CO2↑
C．电极X为负极，O2－向X极迁移
D．直接煤空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
解析：选A 氧化物电解质的量不会减少，在电极Y上O2得到电子生成O2－不断在补充，A项错误；由原理图分析可知，其负极反应式为C＋2CO －－4e－===3CO2↑，B项正确；原电池内部的阴离子向负极移动，C项正确；直接煤空气燃料电池是把化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电是把化学能转化为热能，再转化为电能，其中能量损耗较大，D项正确。
7．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3 为电解质、以CH4 为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是( )
A．Li＋、K＋移向左侧电极
B．外电路中电子由右侧电极移向左侧电极
C．通入1 mol气体A时，左侧电极上生成5 mol CO2
D．相同条件下，通入气体B与气体C的体积比为2∶1
解析：选C 该原电池为甲烷燃料电池，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，负极反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O，正极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，负极上产生的二氧化碳可以为正极所利用，所以A是负极，B是正极。原电池放电时，阳离子向正极移动，Li＋、K＋向右侧电极移动，A错误；外电路中电子由负极流向正极，即从左侧电极移向右侧电极，B错误；由正、负极反应式可知，通入1 mol CH4气体时，左侧电极上生成5 mol CO2，C正确；相同条件下，通入气体B与气体C的体积比为1∶2，D错误。
8．某新型电池，以NaBH4(B的化合价为＋3价)和H2O2作原料，负极材料采用Pt，正极材料采用MnO2(既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用)，该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．每消耗3 mol H2O2，转移6 mol e－
B．电池工作时Na＋从b极区移向a极区
C．a极上的电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
D．b极材料是MnO2，该电池总反应方程式：
NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O
解析：选B 由图中信息可知，NaBH4是还原剂，其在负极上被氧化为BO，电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，H2O2是氧化剂，其在正极上被还原为OH－，电极反应式为4H2O2＋8e－===8OH－，该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。所以电极a是负极、电极b是正极。每消耗3 mol H2O2，O元素的化合价从－1降到－2，故转移6 mol e－，电池工作时Na＋从负极区移向正极区，由此知A、C、D项正确，B项错误。
9．锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，电解液中Li＋由多孔电极迁移向锂电极
B．放电时，负极发生还原反应
C．充电时，阳极的反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑
D．电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等
解析：选C 放电时，锂电极作负极，多孔电极作正极，电解液中阳离子移向正极，所以Li＋由锂电极迁移向多孔电极，故A错误；该电池放电时，负极发生氧化反应，故B错误；充电时，阳极的反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，故C正确；金属锂与稀盐酸发生反应，所以电池中的电解液不可以是稀盐酸，故D错误。
10．市售一种可充电电池，由LaNi5H6、NiO(OH)、KOH溶液组成。LaNi5H6＋6NiO(OH)LaNi5＋6Ni(OH)2有关该电池的叙述正确的是( )
A．放电时，负极反应为
LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O
B．放电时，负极材料是Ni(OH)2
C．充电时，阴极反应为
Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O
D．充电时，电池负极接充电器电源的正极
解析：选A 放电时为原电池，负极发生氧化反应，LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O，A正确；放电时，负极材料是LaNi5H6，B错误；充电时为电解池，阴极发生还原反应，LaNi5＋6H2O＋6e－===LaNi5H6＋6OH－，C错误；充电时电解池的阴极应与电源的负极相连，即电池负极接充电器电源的负极，D错误。
11．据报道，我国钒电池研究获得重大突破，未来十年市场有望突破1 000亿美元。某钒电池反应为2VCl2＋BrCl2VCl3＋Br－，电极均为惰性材料，储液罐里存有反应物和酸性电解质溶液，模拟装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A．放电时，Ⅰ极的电极反应式为VCl2－e－＋Cl－===VCl3
B．放电时，H＋由交换膜右侧向左侧迁移
C．充电时，Ⅰ极与电源负极相连，发生还原反应
D．充电时，Ⅱ极的电极反应式为
2Cl－＋Br－－2e－===BrCl
解析：选B Ⅰ极为负极，由钒电池反应式可知，放电时VCl2在负极失电子生成VCl3，电极反应式为VCl2－e－＋Cl－===VCl3，故A正确；H＋是阳离子，放电时H＋移向正极，所以H＋由交换膜左侧向右侧迁移，故B错误；Ⅰ极为负极，充电时连接电源的负极构成电解池的阴极，发生还原反应，故C正确；Ⅱ极为原电池的正极，充电时为电解池的阳极，电极反应式为2Cl－＋Br－－2e－===BrCl，故D正确。
12.(2016·全国卷Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )
A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成
[解析] A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。
[答案] B
13．用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是( )
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
解析：选D 阳极要产生ClO－，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是活性电极铁失电子，A正确；阳极是Cl－失电子产生ClO－，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又知该溶液呈碱性，B正确；阴极是H＋得电子产生H2，溶液呈碱性，C正确；溶液呈碱性，反应物中不该有H＋，故除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，D错误。
14．(2019·武汉调研)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池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．Y极的电极反应：Pb－2e－===Pb2＋
B．铅蓄电池工作时SO向Y极移动
C．电解池中发生的反应仅有2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
D．每消耗103.5 g Pb，理论上电解池阴极上有0.5 mol H2生成
解析：选D 根据电解池中Fe电极上H2O转化为H2，发生还原反应，知Fe电极为阴极，故X极为负极，Y极为正极，Y极的电极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，A项错误；原电池中阴离子向负极移动，因此铅蓄电池工作时SO向X极移动，B项错误；根据题图可知Al电极上既有铝离子生成，又有氧气放出，说明铝电极上发生的氧化反应有两个：Al－3e－===Al3＋、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，因此电解池中发生的反应有2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑、2H2O2H2↑＋O2↑，C项错误；原电池负极发生反应：Pb－2e－＋SO===PbSO4，电解池阴极发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，由题图可知原电池和电解池串联，因此各电极上转移电子数相等，由此可得关系式：Pb～H2，每消耗103.5 g Pb，理论上阴极生成H2的物质的量n(H2)＝n(Pb)＝＝0.5 mol，D项正确。
15 (2018·全国卷Ⅰ)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：
①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋
②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋
该装置工作时，下列叙述错误的是( )
A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O
B．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S
C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需为酸性
[解析] 由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。由题图可知，电解时阴极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B项正确；阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C项错误；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D项正确。
[答案] C
16．用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH同时得到某种副产品。其供电装置和电解装置如图所示(电极材料均为惰性电极)。下列说法不正确的是( )
A．为了达到目的，需将m电极与a电极相连，n电极与b电极相连
B．甲装置中正极的电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO
C．电解池左侧应为阴离子交换膜，右侧为阳离子交换膜
D．A口进入的是稀NaOH溶液，作用是增强溶液的导电性；C口流出的是较浓的硫酸
解析：选C 甲装置为燃料电池，其中m电极为负极，n电极为正极；乙装置为电解池，结合题意和题图可知，A口进入的应是稀NaOH溶液，a电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B口放出的气体为H2，产生的OH－与Na＋结合成NaOH，实现NaOH的再生，因此，电解池左侧为阳离子交换膜，这样才能使Na2SO3溶液中的Na＋顺利通过。b电极为电解池的阳极，SO有强还原性，在阳极失电子，生成SO，所以C口流出的是较浓的硫酸，综上分析，C错误。
17．氮氧化物(NOx)是有毒的大气污染物，研究发现，可以采用如图装置有效去除氮的氧化物，下列说法正确的是( )
A．Pt电极Ⅰ为电解池的阳极
B．电解过程中，质子由左极室移向右极室
C．电解过程中，左极室pH会逐渐减小
D．若NOx为NO，转移1 mol电子时吸收塔中可以生成1 mol HSO
解析：选D 根据图示，可以得出HSO得到电子被还原为S2O，所以Pt电极Ⅰ为电解池的阴极，Pt电极Ⅱ为电解池的阳极，A错误；质子在电解池中向阴极移动，即由右极室移向左极室，B错误；电解过程中，Pt电极Ⅰ上发生的反应为2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O，Pt电极Ⅱ上发生反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，H＋通过质子交换膜移向左极室，但左极室中消耗的H＋和从右极室移动过来的H＋一样多，且不断生成水，所以pH会逐渐增大，C错误；根据得失电子守恒，可得关系式NO～2HSO，故D正确。
18.H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是( )
A．M室发生的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
B．N室中：a%
D．理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成5.6 L(标准状况)气体
[解析] A项，M室为阳极室，发生氧化反应，但电解质溶液为稀硫酸，易不清楚哪种离子放电，其实是水电离出的OH－放电，其电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，正确。
B项，易因忽视Na＋能透过阳离子交换膜进入阴极室而出错，N室为阴极室，发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，原料室的Na＋透过阳离子交换膜进入阴极室，则NaOH的质量分数为a%
D项，易因未抓住阴、阳极得失电子守恒而出错，产品室发生的反应为B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2O，理论上每生成1 mol H3BO3，需要消耗1 mol H＋，转移1 mol电子，阴极室可生成氢气11.2 L(标准状况)，错误。
[答案] D
19．高铁酸盐在环保能源领域有广泛的用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是( )
A．Fe电极是阳极，电极反应式为Fe－6e－＋4H2O===FeO＋8H＋
B．电解时电子的流向：负极→Ni电极→电解液→Fe电极→正极
C．若隔膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO
D．电解时阳极区pH减小、阴极区pH增大，撤去隔膜，溶液混合后，与原溶液相比，pH减小(电解前后溶液体积变化忽略不计)
解析：选D A项，由图可知，Fe电极与直流电源的正极相连，作阳极，碱性溶液中不能生成H＋，故电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，错误。B项，电解过程中电子从电源的负极流向Ni电极，不能通过电解质溶液，而是通过电解质溶液中离子作定向移动形成闭合电路，电子通过Fe电极流向正极，错误。C项，阴离子交换膜只允许阴离子通过，阴离子移向阳极，则OH－从左向右迁移，故左侧溶液中不可能含有FeO，错误。D项，根据阳极电极反应式可知，OH－在阳极参与反应，溶液的pH减小；阴极区由水电离产生的H＋得到电子生成H2，溶液中OH－的浓度增大，溶液的pH增大，电极反应式为6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；由阴、阳极的电极反应式得到总反应式Fe＋2H2O＋2OH－===3H2↑＋FeO，OH－被消耗，浓度减小，故撤去隔膜后，溶液pH减小，正确。
20．乙醛酸()是有机合成的重要中间体。工业上用铅蓄电池“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
下列说法中不正确的是( )
A．N电极上的电极反应式为HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O
B．若有2NA个电子在外电路通过，则该装置中生成的乙醛酸最多为2 mol
C．其中a为铅蓄电池的PbO2电极
D．若有2 mol H＋通过质子交换膜，则铅蓄电池的负极质量减轻207 g
解析：选D A项，容易对有机物元素化合价变化判断错误。由“两极室均可产生乙醛酸”可知N电极上HOOC—COOH发生反应生成HOOC—CHO，碳元素的平均化合价分别为＋3、＋2，为还原反应，N为阴极，根据电荷守恒及原子守恒可写出电极反应式为HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O，正确。B项，忽视“两极室均可产生乙醛酸”而出错。当有2NA个电子在外电路通过时，N极产生1 mol乙醛酸；乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸，说明阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2，产生的1 mol Cl2能将1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸：OHC—CHO＋Cl2＋H2O===HOOC—CHO＋2HCl，两极共产生2 mol乙醛酸，正确。C项，M为阳极，则a应为铅蓄电池的PbO2电极，正确。D项，忽视“PbSO4微溶”而出错。铅蓄电池负极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，所以2 mol H＋通过质子交换膜，铅蓄电池的负极质量增重96 g，错误。
21．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是( )
A．电极丁的电极反应式为MnO－e－===MnO
B．电极乙附近溶液的pH减小
C．KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b%
D．导线中流过2 mol电子时，理论上有2 mol K＋移入阴极区
解析：选C 分析两装置的特点可以判断左边是燃料电池，右边是电解池。通氧气的甲电极是燃料电池的正极，与此电极相连的丁电极是电解池的阳极，则丁电极上MnO被氧化为MnO。丙电极为阴极，阴极上水电离产生的H＋放电被还原为H2，所以X为H2。丁电极的电极反应式为MnO－e－===MnO，A正确；乙电极上发生的反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，氢氧根离子浓度减小，所以附近溶液的pH减小，B正确；丙电极上发生反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，甲电极上发生反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，根据溶液流向可判断KOH溶液的质量分数：c%＞b%＞a%，C不正确；导线中流过2 mol电子时，理论上有2 mol K＋移入阴极区，D正确。
22. 用电解法可提纯含有某种钾的含氧酸盐杂质(如硫酸钾、碳酸钾等)的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极N为阳极，电极M上H＋发生还原反应
B．电极M的电极反应式为
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．d处流进粗KOH溶液，e处流出纯KOH溶液
D．b处每产生11.2 L气体，必有1 mol K＋穿过阳离子交换膜
[解析] 根据图示，K＋移向电极N，所以N是阴极，M极是阳极，OH－发生氧化反应生成氧气，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，故A错误，B正确；c处流进粗KOH溶液，f处流出纯KOH溶液，故C错误；N极是阴极，H＋发生还原反应生成氢气，非标准状况下11.2 L氢气的物质的量不一定是0.5 mol，故D错误。
[答案] B
23．(2019·山西吕梁期末)某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2＋和Cl－，图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的Ni2＋的示意图，图乙描述的是实验中阴极液pH与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是( )
A．交换膜a为阳离子交换膜
B．阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．阴极液pH＝1时，镍的回收率低主要是有较多的H2生成
D．浓缩室得到1 L 0.5 mol·L－1的盐酸时，阴极回收得到11.8 g镍
解析：选D 阳极氢氧根离子失电子生成氧气，氢离子通过交换膜a进入浓缩室，所以交换膜a为阳离子交换膜，故A正确；阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故B正确；阴极发生还原反应，酸性强时主要是氢离子发生还原反应生成氢气，酸性弱时主要是Ni2＋发生还原反应生成Ni，故C正确；浓缩室得到1 L 0.5 mol·L－1的盐酸时，转移电子0.4 mol，阴极生成镍和氢气，所以阴极回收得到的镍小于11.8 g，故D错误。
24．一种生物电化学方法脱除水体中NH的原理如下图所示：
下列说法正确的是( )
A．装置工作时，化学能转变为电能
B．装置工作时，a极周围溶液pH降低
C．装置内工作温度越高，NH脱除率一定越大
D．电极b上发生的反应之一是
2NO－2e－===N2↑＋3O2↑
解析：选B 该装置是把电能转化为化学能，A错误；a极为阳极，电极反应为NH＋2H2O－6e－===NO＋8H＋，所以a极周围溶液的pH降低，B正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，NH脱除率会减小，C错误；b极上反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，D错误。
25.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
[解析] 依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，铁不容易失去电子，故钢管桩表面腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)，接近于0，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。
[答案] C
26.在城市中，地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀，原理简化如图所示，则下列有关说法不正确的是( )
A．原理图可理解为两个串联的电解装置
B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色
C．地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)
D．溶液中铁丝左侧的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
解析：选D 由题图可知，左侧Fe电极与电源的正极相连为阳极，铁丝左侧为阴极，形成电解池；铁丝右侧为阳极，右侧Fe电极与电源负极相连为阴极，形成电解池，故该装置可看作两个串联的电解装置，A正确。铁丝左侧为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，左侧Fe电极生成的Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2白色沉淀，随后被氧化变成灰绿色，B正确，D错误。埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)，可减缓金属管道的腐蚀，C正确。
27．(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是( )
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应
H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋
C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
解析：选B A对：该反应中，可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件。B错：该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋。C对：右端电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，是正极，在正极区N2得到电子生成NH3，发生还原反应。D对：原电池中，内电路中H＋通过交换膜由负极区向正极区移动。
28.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是( )
A．放电时，ClO向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C
D．充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na
解析：选D 根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e－===4Na＋；正极反应：3CO2＋4e－===2CO＋C。充电时，阴(负)极：4Na＋＋4e－===4Na；阳(正)极：2CO＋C－4e－===3CO2↑。放电时，ClO向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。
29.MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
解析：选B MgAgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。
30.一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是( )
A．Pd电极b为阴极
B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3
C．H＋由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N2和H2
解析：选A 此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。
31.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4—H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
解析：选C 利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选
用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。
32．(2019·江苏高考)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
解析：选C A、D错：铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。B错：铁的电化学腐蚀过程中，化学能除转化为电能外还有部分转化为热能。
33.一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是( )
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2
[解析] 当电池放电时，为原电池反应装置，由O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)可知，此电极反应在反应过程中氧元素的化合价降低，得电子发生还原反应，为原电池的正极，则锂电极为原电池的负极；放电时，外电路电子从负极流向正极，即由锂电极流向多孔碳材料电极，故A、B两项均错。充电时电解质溶液中的Li＋(带正电的离子)向阴极区迁移即向锂材料区迁移，故C项错误。由放电时负极反应为Li－e－===Li＋，正极反应为(2－x)O2＋4Li＋＋4e－===2Li2O2－x，可得总反应式为O2＋2Li===Li2O2－x，则充电时反应为放电时的逆反应，故充电时电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2，D正确。
[答案] D
34．环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂尾气中的氮氧化物是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．“对电极”是负极
B．“工作电极”上发生的电极反应为NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O
C．传感器工作时，H＋由“对电极”移向“工作电极”
D．“工作电极”的材料可能为活泼金属锌
解析：选D A项，解本题时易因不会根据题图所示的物质变化来判断电极类型而出错，“工作电极”上通入NO2生成了NO，说明“工作电极”上发生还原反应，为正极，则“对电极”为负极，正确。B项，“工作电极”上通入NO2生成了NO，并结合电解质溶液为H2SO4溶液可知，“工作电极”上发生的电极反应为NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O，正确。C项，原电池工作时，阳离子移向正极，故H＋由“对电极”移向“工作电极”，正确。D项，易因忽视“工作电极”作正极而出错，活泼金属锌通常作负极，“工作电极”的材料不可能为活泼金属锌，错误。
35．尿素[CO(NH2)2]与NO在碱性条件下可形成燃料电池，如图所示，反应的方程式为2CO(NH2)2＋6NO＋4NaOH===5N2＋2Na2CO3＋6H2O。下列说法正确的是( )
A．甲电极为电池的负极，发生还原反应
B．电子流向：甲电极→负载→乙电极→溶液→甲电极
C．一段时间后，乙电极周围溶液酸性增强
D．甲电极的反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===CO＋N2↑＋6H2O
解析：选D CO(NH2)2中N为－3价，在反应中化合价升高，发生氧化反应，故甲电极为负极，A项错误；负极失电子，正极得电子，故电子由负极经外电路流向正极，而溶液中只有离子的移动，没有电子的流动，B项错误；乙电极为电池的正极，发生反应：6NO＋12e－＋6H2O===3N2＋12OH－，故乙电极周围溶液碱性增强，C项错误；甲电极为负极，CO(NH2)2失电子，发生反应：CO(NH2)2－6e－＋8OH－===CO＋N2↑＋6H2O，D项正确。
36.锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是( )
A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小
C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)
[解析] A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动；B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c(OH－)逐渐增大；C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)；D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。
[答案] C
37．糖生物电池(假设原料为葡萄糖)是一种酶催化燃料电池(EFC)，它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断正确的是( )
A．该电池可在熔融碳酸钾环境下工作，负极反应式为C6H12O6－24e－＋12CO===18CO2↑＋6H2O
B．若该电池为酸性介质，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C．该电池若为固体氧化物介质，则放电过程中，电池内O2－向正极迁移
D．若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为C6H12O6－24e－＋24OH－===6CO2↑＋18H2O
解析：选B A项，忽视酶催化对温度的要求。由于高温酶失活，所以该电池不能在熔融碳酸钾环境下工作，错误。B项，酸性环境下正极O2放电反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，正确。C项，根据电路中带电粒子移动方向，内电路中阴离子(O2－)应从正极移向负极，错误。D项，忽视碱性环境下含碳燃料反应最终产物应为CO。负极反应式应为C6H12O6－24e－＋36OH－===6CO＋24H2O，错误。
38．金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．有机电解液可以是乙醇等无水有机物
B．放电时，充入O2的一极作负极
C．放电时，电池反应为4Li＋O2===2Li2O
D．在更换锂电极的同时，要更换水性电解液
解析：选D A项，电解液不能是无水乙醇，因为无水乙醇与金属锂会发生置换反应，且无水乙醇是非电解质，不能导电，错误。B项，锂电极为活泼电极，放电时金属锂失电子，发生氧化反应，作负极，错误。C项，放电时负极反应为4Li－4e－===4Li＋，正极电解液是水性电解液，因此O2得电子生成OH－，而非O2－，则正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，错误。D项，负极材料锂不断损耗，需要补充，但易忽视水性电解液的变化，在水性电解液中生成的LiOH溶解度较小，会有沉淀生成，故水性电解液也需要更换，正确。
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