夜雨聆风
真题回顾：
1．(2021•浙江1月选考)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+2H2O
Ca(OH)2+2Ni(OH)2
【答案】C
【解析】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。A项，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项，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项，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)2
Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH浓度减小，C错误；D项，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+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2，D正确；故选C。
2．(2020•浙江1月选考)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是( )
离子交换膜
A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出
D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量
【答案】D
【解析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极。A项，根据分析可知电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气，故A正确；B项，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从b口流出，所以要防止OH-流向阳极即电极A，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确；C项，根据B选项的分析可知饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出，故C正确；D项，根据总反应方程式可知当反应中转移4mol电子时，生成2mol OH-，故D错误；故选D。
3．(2020•浙江7月选考)电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO−放电可得到R−R(烷烃)。下列说法不正确的是( )
A．电解总反应方程式：2RCOONa＋2H2O
R−R＋2CO2↑＋H2↑＋2NaOH
B．RCOO−在阳极放电，发生氧化反应
C．阴极的电极反应：2H2O＋2e−===2OH−＋H2↑
D．电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
【答案】A
【解析】A项，因为阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)和产生CO2，在强碱性环境中，CO2会与OH-反应生成CO32-和H2O，故阳极的电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O，阴极上H2O电离产生的H+放电生成H2，同时生成OH-，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，因而电解总反应方程式为2RCOONa+2NaOH
R-R+2Na2CO3+H2↑，故A说法不正确；B项，RCOO-在阳极放电，电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O， -COO-中碳元素的化合价由+3价升高为+4价，发生氧化反应，烃基-R中元素的化合价没有发生变化，故B说法正确；C项，阴极上H2O电离产生的H+放电生成H2，同时生成OH-，阴极的电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故C说法正确；D项，根据题中信息，由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够发生：2CH3COONa+2NaOH
CH3-CH3+2Na2CO3+H2↑，2CH3CH2COONa+2NaOH
CH3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑，CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOH
CH3-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑。因此，电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D说法正确。故选A。
4．(2020•新课标Ⅰ卷)科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是( )
A．放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42+
B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)42+=2 Zn+O2↑+4OH-+2H2O
D．充电时，正极溶液中OH−浓度升高
【答案】D
【解析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)42+；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，Zn(OH)42+发生还原反应生成Zn。A项，放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42+，故A正确，不选；B项，放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确，不选；C项，充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上Zn(OH)42+转化为Zn，电池总反应为：2Zn(OH)42+=2 Zn+O2↑+4OH-+2H2O，故C正确，不选；D项，充电时，正极即为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)•c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误，符合题意；故选D。
5．(2020•新课标Ⅱ卷)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是( )
A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移
C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3
【答案】C
【解析】从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时，Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层时阴极，故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。A项，通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确；B项，通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，故B项正确；C项，过程中，W由WO3的+6价降低到AgxWO3中的+(6-x)价，故C项错误；D项，该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe-= xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO3+xAg++xe- = AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg + WO3=AgxWO3，故D项正确；故选C。
6．(2020•新课标Ⅲ卷)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2+16OH-－11e－= VO43-+2B(OH)4-+ 4H2O，该电池工作时，下列说法错误的是( )
A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C．电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
【答案】B
【解析】根据图示的电池结构，左侧VB2发生失电子的反应生成VO43-和B(OH)4-，反应的电极方程式如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-，反应的电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-。A项，当负极通过0.04mol电子时，正极也通过0.04mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气，在标况下为0.224L，A正确；B项，反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低，B错误；C项，根据分析，电池的总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-，C正确；D项，电池中，电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极，D正确；故选B。
7．(2020•天津卷)熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xS
Na2Sx (x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是( )
A．Na2S4的电子式为
B．放电时正极反应为2Na++xS+2e-= Na2Sx
C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D．该电池是以Na —β—Al2O3为隔膜的二次电池
【答案】C
【解析】根据电池反应：2Na+xS
Na2Sx可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：Na-e-= Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为2Na++xS+2e-= Na2Sx。A项，Na2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为
，故A正确；B项，放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：2Na++xS+2e-= Na2Sx，故B正确；C项，放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C错误；D项，放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池，Na —β—Al2O3为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D正确；故选C。
8．(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】A项，阴极的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项，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项，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项，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。
9．(2020•山东卷)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是( )
A．负极反应为 CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
【答案】B
【解析】据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。A项，a极为负极，CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正确；B项，为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；C项，当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，故C正确；D项，b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H2↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，故D正确；故选B。
10．(2020•山东卷)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是( )
A．阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑
B．电解一段时间后，阳极室的pH未变
C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
【答案】D
【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。A项，依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正确，但不符合题意；B项，电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；C项，有B的分析可知，C正确，但不符合题意；D项，电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意；故选D。
11．(2020•江苏卷)(2) HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为_____________；放电过程中需补充的物质A为_________(填化学式)。
②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为_______________。
【答案】(2)①HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ= HCO3-+H2O H2SO4
②2HCOOH+O2+2OHˉ = 2 HCO3-+2H2O或2HCOOˉ+O2= 2 HCO3-
【解析】(2)①左侧为负极，碱性环境中HCOOˉ失电子被氧化为HCO3-，根据电荷守恒和元素守恒可得电极反应式为HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ= HCO3-+H2O；电池放电过程中，钾离子移向正极，即右侧，根据图示可知右侧的阴离子为硫酸根，而随着硫酸钾不断被排除，硫酸根逐渐减少，铁离子和亚铁离子进行循环，所以需要补充硫酸根，为增强氧气的氧化性，溶液最好显酸性，则物质A为H2SO4；②根据装置图可知电池放电的本质是HCOOH在碱性环境中被氧气氧化为HCO3-，根据电子守恒和电荷守恒可得离子方程式为2HCOOH+O2+2OHˉ = 2 HCO3-+2H2O或2HCOOˉ+O2= 2 HCO3-。
模拟测试：
1．(2021·浙江省“超级全能生”高三联考)如图为一氧化氮气体传感器工作原理示意图。电流方向如图中所示。电极A、B外覆盖一层聚四氟乙烯纳米纤维膜，可以让气体透过下列相关叙述，正确的是( )
A．该传感器运用了原电池原理，正极反应为NO+2H2O-3e-=NO3-+4H+
B．当外电路中流过0.2mol电子时，电池正极消耗1.12L氧气
C．该传感器工作时，接触到的NO浓度增大，输出的电流强度也相应增大
D．为了使传感器连续工作，可以不断补充NaCl，增强导电性
【答案】C
【解析】A项，由图中信息可知，电流从A电极经外电路流向B电极，则A为正极、B为负极。该传感器运用了原电池原理，O2在正极上发生还原反应，电极反应式为O2+4H++4e-= 2H2O，A项错误；B项，由选项A分析可知，当外电路中流过0.2mol电子时，电池正极消耗0.05mol氧气，标准状况下体积为1.12L，B项错误；C项，该传感器工作时，接触到的NO浓度增大，则化学反应速率加快，单位时间内化学能转化的电能增多，输出的电流强度也相应增大，C项正确；D项，若补充氯化钠，Cl-也会失去电子生成氯气，影响NO的测定，且造成污染，D项错误；故选C。
2．(2021·浙江省名校协作体高三选考模拟)某种处理废水中NO3-的装置如图所示，当该装置工作时，下列说法正确的是( )
A．盐桥中Cl-向Y电极移动
B．电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．X电极发生的反应为2NH3-6e-＋6OH- =N2＋6H2O
D．最终可以在Y电极收集到高浓度硝酸钾副产物，可用作氮肥
【答案】C
【解析】分析题中所给的装置，属于原电池装置，且X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，NO3-发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO3-+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。A项，原电池中，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，盐桥中Cl-向X电极移动，A错误；B项，X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，NO3-发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO3-+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，则总反应式为：5NH3+3NO3-═4N2+6H2O+3OH-，则电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为
×4mol×22.4L/mol=44.8L，B错误；C项，X是负极，氨气发生失电子的氧化反应， X电极发生的反应为2NH3-6e-＋6OH- =N2＋6H2O，C正确；D项，Y是正极，NO3-发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO3-+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，最终可以在Y电极收集到高浓度氢氧化钾副产物，D错误；故选C。
3．(2021·浙江省宁波市高三适应性考试)钠离子电池是非常有发展潜力的电池体系，其工作原理如图所示。放电时电池反应为：Na1-xMO2+NaxC=C+NaMO2 (M代表过渡金属)。下列说法不正确的是( )
A．放电时，含硬碳材料电极为负极
B．充电时，电解质溶液中Na+向硬碳材料区迁移
C．放电时，正极的电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2
D．充电时，若转移1mol e-，硬碳材料电极将增重23x g
【答案】D
【解析】由题干信息，放电时电池反应为：Na1-xMO2+NaxC=C+NaMO2，可知反应中NaxC中Na的化合价升高转化为+1价的Na+，发生氧化反应，故为负极，充电时与电源的负极相连，Na1-xMO2中M的化合价降低转化为NaMO2，发生还原反应，故为正极，充电时与电源的正极相连。A项，放电时，含硬碳材料电极为负极，A正确；B项，充电时，硬碳材料接电源的负极，含钠过渡金属氧化物一极接电源的正极，故电解质溶液中Na+向硬碳材料区迁移，B正确；C项，放电时，正极发生还原反应，故电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2，C正确；D项，充电时硬碳材料电极发生的反应为：C + xe- + xNa+=NaxC，故若转移1mol e-，硬碳材料电极将增重23 g，D错误；故选D。
4．(2021·浙江省温州市高三适应性考试)一种高性价比的液流电池，其工作原理：在充放电过程中，电解液[KOH、K2 Zn(OH)4]]在液泵推动下不断流动，发生以下反应：Zn+ NiOOH +2OH- +2H2O
Zn(OH)42-+2Ni(OH)2，下列说法不正确的是( )
A．电极A发生还原反应时，电极B的质量增加
B．充电时，阴离子迁移：电极A→电极B
C．放电时，电极A的反应式：Zn+4OH--2e-= Zn(OH)42-
D．储液罐中的KOH浓度减少时，能量转化形式：化学能→电能
【答案】A
【解析】放电时Zn被氧化，所以放电时电极A为负极，电极B为正极，则充电时电极A为阴极，电极B为阳极。A项，充电时电极A为阴极，发生还原反应，此时B为阳极，发生氧化反应，根据总反应可知电极反应为OH-+Ni(OH)2-e-=NiOOH+H2O，电极质量减小，A错误；B项，充电时为电解池，阴离子由阴极向阳极移动，即电极A→电极B，B正确；C项，放电时电极A为负极，发生氧化反应，根据总反应可知电极反应为Zn+4OH--2e-= Zn(OH)42-，C正确；D项，根据总反应可知放电时消耗OH-，即储液罐中的KOH浓度减少时为原电池，能量转化形式：化学能→电能，D正确；故选A。
5．(2021·广东省高三“六校联盟”高三第三次联考)近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A．工作时，电子流入 a 极
B．阳极区的电极反应为：N2+6H2O-10e-=2NO3-+12H+
C．阳极区和阴极区消耗的 N2的质量之比为 5：3
D．该离子交换膜应使用质子交换膜
【答案】C
【解析】A项，由图可知，a极N2生成NH3，发生还原反应，为阴极，电子由电源负极流入阴极，A项正确；B项，由图可知，阳极是N2反应生成HNO3，失去电子，电极反应为：N2+6H2O-10e-=2NO3-+12H+，B项正确；C项，由图可知，a极N2→2NH3，得到6e-，b极N2→2NO3-，失去10 e-，根据电子得失相等计算，阳极区和阴极区消耗的 N2 的质量之比为 3：5，C项错误；D项，阳极反应为N2+6H2O-10e-=2NO3-+12H+，生成H+，阴极反应为N2+6H++6e-=2NH3，消耗H+，该离子交换膜应使用质子交换膜，D项正确；故选C。
6．(2021·江苏南通市高三质量调研)一种锂电池的工作原理如下图所示，正极反应液可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2＋氧化，自身被还原为SO42-。下列关于该电池说法正确的是
A．电池放电时将电能转化为化学能
B．放电时Li＋由正极区移向负极区
C．放电时的负极反应为Fe3＋＋e-=Fe2＋
D．氧化罐中反应的离子方程式为：2Fe2＋＋S2O82-=2Fe3＋＋2SO42-
【答案】D
【解析】A项，电池放电是化学能变成电能，A错误；B项，放电时阳离子向正极移动，B错误；C项，放电时，负极失去电子，C错误；D项，根据题意，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2＋氧化，自身被还原为SO42-，离子方程式为2Fe2＋＋S2O82-=2Fe3＋＋2SO42-，D正确；故选D。
7．(2021·福建福州市高三毕业班质量检测)国内某动力电池研究院运用FFC剑桥工艺实现熔盐电解SiO2制备硅材料，装置如图。下列说法中错误的是
A．阳极反应为C-4e-+2O2-=CO2↑
B．SiO2电极减重60g时，生成CO2体积为22.4L
C．电解过程，熔盐中Ca2+移向SiO2所在电极的方向
D．若用其他情性电极代替石墨，可能会生成O2、Cl2
【答案】B
【解析】A项，石墨电极生成二氧化碳，所以石墨电极为阳极，阳极反应为C-4e-+2O2-=CO2↑，故A正确；B项，SiO2电极减重60g时，消耗1mol SiO2，阳极生成1molCO2，非标准状况下，体积不一定为22.4L，故B错误；C项，电解过程，阳离子移向阴极，SiO2所在的电极为阴极，所以熔盐中Ca2+移向SiO2所在电极的方向，故C正确；D项，若用其他情性电极代替石墨作阳极，可能是O2-、Cl-失电子生成生成O2、Cl2，故D正确；故选B。
8．(2021·山东德州市高三一模)研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示：
下列说法错误的是( )
A．加入 HNO3降低了正极反应的活化能
B．电池工作时正极区溶液的 pH增大
C．1mol CH3CH2OH 被完全氧化时有1.5mol O2被还原
D．正极附近的溶液中会发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3
【答案】C
【解析】乙醇燃料电池中，通入乙醇的为负极，电极反应式为CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，通入氧气的一极为正极，由工作原理图可知，正极发生反应HNO3+3H+ +3e-=NO↑+2H2O，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，二者加合可得O2+4H+ +4e-=2H2O，则HNO3在正极起催化作用。A项，由分析知，HNO3在正极起催化作用，作催化剂，则加入HNO3降低了正极反应的活化能，故A正确；B项，电池工作时正极区的总反应为O2+4H+ +4e-=2H2O，则溶液中氢离子浓度减小，pH增大，故B正确；C项，根据得失电子守恒可知，1mol CH3CH2OH被完全氧化时，转移12mol电子，则有3mol O2被还原，故C错误；D项，由分析知，正极附近会发生反应，HNO3+3H+ +3e-=NO↑+2H2O，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，故D正确；故选C。
9．(2021·广西南宁市高三一模)有机物电化学合成是化学研究的重要方向。下图所示电解装置可以生成葡萄糖酸C6H12O7)和山梨醇(C6H14O6)。葡萄糖酸再与CaCO3反应可以生产补钙剂葡萄糖酸钙。
下列说法错误的是
A．a为电源正极，a连接的惰性电极发生反应为：2Br--2e-=Br2
B．在电解质溶液1中，葡萄糖被HBrO还原成葡萄糖酸
C．阳极区的H+通过阳离子交换膜向阴极区移动
D．阴极反应为：C6H12O6+2H+2e=C6H14O6
【答案】
B
【解析】根据图示，在与电源a极相连电极上Br-失去电子生成Br2，发生氧化反应，则该电极为阳极，在与电源b极相连电极上C6H12O6得到电子生成C6H14O6，发生还原反应，则该电极为阴极，因此a为电源正极，b为电源负极。A项， a为电源正极，发生氧化反应，a连接的惰性电极发生的反应为：2Br--2e-=Br2，故A正确；B项，根据图示，在电解质溶液1中，HBrO被还原为Br-，则葡萄糖被HBrO氧化成葡萄糖酸，故B错误；C项，在电解池中，阳极区的H+通过阳离子交换膜向阴极区移动，故C正确；D项，阴极上C6H12O6得到电子生成C6H14O6，发生还原反应，电极反应为C6H12O6+2H+2e=C6H14O6，故D正确；故选B。
10．(2021·四川泸州市高三第二次教学质量诊断性考试)己知Fe2+与H2O2溶液混合发生Fenton反应生成氧化性很强的羟基自由基(•OH)，可将CN-氧化为低毒的CNO-，实现废水处理的目的。三维电极电解-Fenton反应处理废水的原理如图所示，多孔焦炭电极将整个电解槽变成了许多微电解池。下列说法错误的是
A．钛合金电极反应式为2H2O- 2e- =2H++2•OH
B．阴极电极反应式为O2+ 2H++ 2e - = H2O2
C．焦炭电极表面能产生•OH使废水处理效率提高
D．Fe(OH)2+能在钛合金电极实现再生循环利用
【答案】D
【解析】由图示知，钛合金电极连接电源正极，作电解的阳极，H2O在电极表面放电生成·OH和H+，电极反应为：2H2O-2e- =2H++2·OH，石墨电极为电解的阴极，O2在电极表面得电子生成H2O2，电极反应为：O2+2e-+2H+=H2O2。A项，由分析知，A正确；B项，由分析知，B正确；C项，多孔焦炭电极将整个电解槽变成许多微电解池，其作阳极的部分对应电极反应与钛合金电极相同，也可产生·OH，使废水处理效率提高，C正确；D项，Fe(OH)2+中Fe元素为+3价，变回Fe2+需得电子，故可在石墨电极(阴极)上再生循环，D错误；故选D。
11．(2021·贵州贵阳市高三一模)某锂铜二次电池工作质理如图所示。在该电池中，水系电解液和非水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON) 隔开。下列有关说法错误的是
A．放电时，N极电极反应式为Cu2++2e -=Cu
B．Li+可以通过陶瓷片，水分子不能
C．充电时，接线柱B应与电源的负极相连
D．充电时，M电极发生还原反应
【答案】C
【解析】锂铜可充电电池，工作原理：放电时，金属锂是负极，发生失电子的氧化反应，在充电时，电源的正极连接原电池的正极，发生失电子的氧化反应，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON)隔开，则陶瓷片允许Li+通过，不允许水分子通过。A项，放电时，N极是原电池的正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故A正确；B项，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON)隔开，则陶瓷片允许Li+通过，不允许水分子通过，故B正确；C项，放电时，N极是原电池的正极，充电时，接线柱B应与电源的正极相连，故C错误；D项，充电时，M极是阴极，因此M电极发生还原反应，故D正确；故选C。
12．(2021·江苏盐城市高三一模)对固体电解质体系的研究是电化学研究的重要领域之一、用离子交换膜H+/
型 Nafion膜作电解质，在一定条件下实现了常温常压下电化学合成氨，原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．电极M接电源的正极
B．离子交换膜中H+、NH4+浓度均保持不变
C．H+/ NH4+型离子交换膜具有较高的传导质子能力
D．阴极的电极反应式：N2+6e-+6H+=2NH3，2H++2e-=H2↑
【答案】B
【解析】由装置可知H2通入M极，在M极上失电子转变成氢离子，则M作电解池的阳极，接电源的正极，N2通入N极，在N极上得电子并结合电解质中的氢离子生成NH3，同时部分氢离子也在阴极得电子转变氢气，则电极N作电解池的阴极，连接电源的负极。A项，由以上分析可知M作阳极，连接电源的正极，故A正确；B项，由图示信息可知，铵根离子在电解过程中转变成氨气和氢离子，浓度下降，故B错误；C项，由图可知H+/ NH4+型离子交换膜允许氢离子自由通过，具有较高的传导氢离子的能力，故C正确；D项，由图可知阴极电极上氮气和氢离子均得电子分别转变成氨气和氢气，电极反应分别为：N2+6e-+6H+=2NH3，2H++2e-=H2↑，故D正确；故选B。
13．(2021·河北省“五个一名校联盟”高三联考)钠硫电池作为一种新型化学电源，具有体积小、容量大、寿命长、效率高等重要优点。其结构与工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．放电过程中，A极为电源负极
B．放电过程中，电池总反应为2Na+ xS= Na2Sx
C．充电过程中，Na+由A极移动到B极
D．充电过程中，外电路中流过
电子，负极材料增重0.23 g
【答案】C
【解析】A项，由图可知，充电时，A接电源的负极，则放电时，A极为电源负极，故A正确；B项，放电过程中，钠作负极失电子，变成钠离子，移向正极，在正极生成Na2Sx，电池总反应为2Na+ xS= Na2Sx，故B正确；C项，充电过程中，Na+移向阴极，即由B极移动到A极，故C错误；D项，充电过程中，外电路中流过0.01mol电子，有0.01mol钠离子转化成钠单质，所以负极材料增重0.23 g，故D正确；故选C。
39．(2021·湖南炎德英才高三大联考)对氨基苯甲酸(
)是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以对硝基苯甲酸(
)为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。下列说法不正确的是( )
A．电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源
B．阴极的主要电极反应式为
C．每转移1 mol e－时，阳极电解质溶液的质量减少9g
D．反应结束后阳极区pH增大
【答案】D
【解析】A项，该电解池右侧为阳极，失电子发生氧化反应，则电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源，故A正确； B项，阴极得电子发生还原反应生成氨基苯甲酸，则阴极的主要电极反应式为
+6e-+6H+→
+2H2O，故B正确； C项，阳极发生反应2H2O-4e-=O2↑+ 4H+，氢离子移动向阴极，当转移4mole－时，阳极电解质溶液减少2mol水，则每转移1mole－时，阳极电解质溶液减少0.5mol水，质量为9g，故C正确；D项，阳极发生反应2H2O-4e-=O2↑+ 4H+，氢离子移动向阴极，则反应结束后阳极区硫酸浓度会增大，pH减小，故D错误；故选A。
14．(2021•浙江省山水联盟高三12月联考)某实验小组用锂离子电池电解氧化苯酚废水，电解槽两极为惰性电极，采用质子交换膜，苯酚在阳极生成CO2，该锂离子电池用石墨烯(C)和LiCoO2为电极材料。下列说法不正确的是( )
A．苯酚在阳极发生氧化反应
B．阳极的电极反应：C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2+28H+
C．阴极H+放电，电解后阴极的电解液pH增大
D．电流方向：LiCoO2→a→b→石墨烯→LiCoO2
【答案】C
【解析】A项，由电解池可知，苯酚在阳极生成CO2，苯酚中碳元素化合价升高，失去电子，所以苯酚在阳极发生氧化反应，故A正确；B项，苯酚在阳极，苯酚中碳元素化合价升高，失去电子，阳极的电极反应式为C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2+28H+，故B正确；C项，阴极H+得电子生成氢气，苯酚在阳极不断放电生成氢离子，通过质子交换膜到阴极，在阴极放电生成氢气，电解后阴极的pH保持不变，故C错误；D项，LiCoO2为阳极，石墨烯为阴极，a为电源正极，b为电源负极，苯酚在LiCoO2失电子，流向a，a到b，从b流出，流向石墨烯阴极，再到LiCoO2，所以电流方向：LiCoO2→a→b→石墨烯→LiCoO2，故D正确；故选C。
15．(2021•浙江省十校联盟高三联考)氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F-从乙电极流向甲电极，已知BiF3和MgF2均难溶于水，下列关于该电池的说法正确的是( )
A．放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e-+3F-=BiF3
B．充电时，外加电源的负极与甲电极相连
C．充电时，导线上每通过0.5mole-，乙电极质量增加9.5g
D．放电时，电子由乙电极经外电路流向甲电极，再经电解质溶液流向乙电极
【答案】C
【解析】充电时F－从乙电极流向甲电极，说明乙为阴极，甲为阳极。A项，放电时，为原电池，甲电极为正极，发生还原反应，甲电极的电极反应式为BiF3 + 3e－= Bi＋3F－，故A错误；B项，充电时，外加电源的负极与乙电极相连，故B错误；C项，充电时，甲电极发生Bi－3e－＋3F－= BiF3，导线上每通过0.5mole－，则有0.5mol F－变为BiF3，其质量增加9.5g，故C正确；D项，电子能够经过电极、导线流经外电路，不能经过电解质溶液，故D错误；故选C。
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