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专题 05 化学能与电能的转化
1．钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上的电极反应式为
A． B．
C． D．
2．下列有关工业生产的叙述正确的是
A．工业上通常采用电解熔融的MgO制得金属Mg
B．空气吹出法是海水提溴的常用方法，其中用到氯气作还原剂
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量
3．海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A．M极发生的电极反应：
B．隔膜和玻璃陶瓷只具有传导离子的功能，不具有防水的功能
C．海水中的 或者海水中溶解的 等物质在N极反应
D．该锂―海水电池属于一次电池
4．用下图所示装置电解饱和碳酸钠溶液，实验如下：
装置 X电极材料 现象
两极均有气泡产生；
石墨
5min后澄清石灰水变浑浊
两极均有气泡产生；
铂(Pt)
30min后澄清石灰水不变浑浊下列判断正确的是A．X电极为阴极
B．左侧电极附近溶液 增大
C．X为石墨时，石灰水变浑浊的主要原因是阳极产生的 与 反应生成了
D．电解过程中，溶液里一直存在
5．氮化镓(GaN)与Cu可组成如下图所示的人工光合系统，该装置能以 和 为原料合成 。下列
说法正确的是
A．Cu电极上发生氧化反应
B．溶液中 向Cu电极移动
C．该系统的功能是将化学能转化为电能
D．相同条件下，理论上产生的 和 气体的体积比为1：1
6．某课题组以纳米Fe O 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
2 3
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，Fe O 对应电极连接充电电源的负极
2 3
B．该电池的正极的电极反应式：Fe O+6Li++6e−=3Li O+2Fe
2 3 2
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，Fe O 作为电池正极被还原为Fe，电池被磁铁吸引
2 3
7．用一种新型HO 液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、
2 2d均为石墨电极)。下列说法正确的是
A．甲池a极反应式为：
B．一段时间后，乙池中c电极区的pH增大
C．甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区
D．乙池中若生成15 mol m气体，则甲池a、b两极共消耗8 mol N
2
8．用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如下图所示，下列有关说法不正确的是。
A．电极1发生氧化反应
B．电池工作时， 向电极2移动
C．电池工作时，电极1附近溶液的pH值增大
D．电极2发生的电极反应为
9．如图中四种电池装置是依据原电池原理设计的，下列有关叙述正确的是A．①中铁电极做负极
B．②中电子由a电极经溶液流向b电极
C．③中外电路中电流由A电极流向B电极
D．④中锂电池工作时，会有Li+从LiC 中脱落下来
x 6
10．氢氧化钾在医药、轻工业、电化工、纺织等领域有广泛的应用。实验室以铁、石墨为电极，电解饱和
溶液(电解液滴有适量的酚酞)制备 、 等，电解装置如下图所示：
下列说法正确的是
A．a电极材料是铁
B．阴极区电极反应：
C．当电路中有 电子转移时，就有 通过膜进入正极区
D．一段时间后整个电解池均变成红色
11．镁-空气中性燃料电池比能量大，成本低。实验小组以该燃料电池为电源制备PbO ，工作原理示意图
2
如图所示。下列说法错误的是A．采用多孔电极有利于增大接触面积和氧气扩散
B．工作时，电源的正极反应式为
C．工作时，Pb2+在石墨II电极上失去电子
D．外电路中流过2mole-，理论上生成1molPbO
2
12．某科研小组设计如图所示的原电池装置制取硫酸并处理含氯废水 [ ]。下列有关
说法正确的是
A．电极A为原电池负极，电极材料可以选用Fe
B．I区溶液中 升高，II区溶液中 降低
C．电极 的电极反应式为
D．每消耗 气体，理论上可以处理 含氯废水
13．已知反应 为一自发进行的氧化还原反应，将其设计成如下图所
示原电池。下列说法中正确的是
A．电极 是正极，其电极反应为
B．银电极质量逐渐减小， 溶液中 增大C． 电极减少 时，电解质溶液中有 电子转移
D．外电路中电流计的指针有偏转
14．低温非水溶剂铝硫电池是一种新型的二次电池，相比锂电池具有原料来源广泛，电容量大等优点。如
下图所示电池以EtNH+Cl-和AlCl 混合物形成的离子液体作电解质，该电解质中Al元素只以 和 离
3 3
子形态存在，下列说法正确的是
A．放电时，S/Al S 电极为负极
2 3
B．放电时，Al电极的电极反应为
C．充电时，Al电极电势较高
D．充电时，每有1 mol电子转移，S/Al S 电极减轻9 g
2 3
15．实验中制得的 与 在高温条件下与 煅烧可得 ，其常用作锂离子电池电极
材料，如图为 可充电电池的工作原理示意图，锂离子导体膜只允许 通过。下列说法不正确的
是
A．充电时，锂离子向钙电极方向移动
B．钙电极的电解质不可以替换成硫酸锂溶液C．理论上，每消耗x mol Ca，可生成1mol
D．放电时，电极上发生 的嵌入，
16．海水资源的开发利用是自然资源开发利用的重要组成部分。氯碱工业是高耗能产业，某化学习小组设
想将其与氢氧燃料电池相结合可以有效降低能耗，其原理如下(A、B、C、D为情性电极)。下列说法正确的是
A．甲池中发生的总反应为2NaCl+2H O 2NaOH+Cl ↑+H ↑
2 2 2
B．甲池中每生成2molH ，乙池中便会消耗22.4LO
2 2
C．乙池中Na+通过Na+交换膜向C电极移动
D．乙池中C电极上的反应为H-2e-=2H+
2
17．全钒液流电池的工作原理如下图。下列说法不正确的是
A．放电时负极反应式：
B．充电时阳极的 降低
C．电池总反应：D．放电时正极每消耗2mol ，负极区便有2mol 通过质子交换膜移向正极区
\s\do9(放电)
18．某同学为研究原电池原理，设计了如图所示的两种装置，溶液A、溶液B均为硫酸盐溶液，闭合开关
、 后，装置①和装置②中小灯泡均可以发光。
下列有关说法错误的是
A．断开开关 前后，装置①中负极质量均减小
B．溶液A为 溶液，溶液B为 溶液
C．消耗相同质量的金属Zn，装置②产生的电能比装置①更多
D．装置②溶液A中生成 ，溶液B中生成
19．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．电极A为阳极，发生氧化反应B．处理过程中 可循环利用
C．处理后的水垢主要沉降在阴极附近
D．当外电路通过2mol 时，电极A上产生的气体为1mol
20．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解NaSO 溶液
2 4
(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O、H、HSO 和NaOH。下列说法正确的是
2 2 2 4
A．电池放电过程中，Cu(2)作正极，电极反应为Cu2++2e﹣=Cu
B．b为电解池的阴极，电极反应为2HO+2e﹣=H ↑+2OH﹣
2 2
C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160gNaOH
1. （2022·广东卷）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2. (2022·北京卷)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
序
装置示意图 电解质溶液 实验现象
号
阴极表面有无色气体，一段时间后阴
① 极表面有红色固体，气体减少。经检
验电解液中有
阴极表面未观察到气体，一段时间后
② 阴极表面有致密红色固体。经检验电
解液中无 元素
下列说法不正确的是
A. ①中气体减少，推测是由于溶液中 减少，且 覆盖铁电极，阻碍 与铁接触
B. ①中检测到 ，推测可能发生反应：
C. 随阴极析出 ，推测②中溶液 减少， 平衡逆移
D. ②中 生成 ，使得 比①中溶液的小， 缓慢析出，镀层更致密
3.（2022·浙江卷）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃
薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，
pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是
A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol·L-1)
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D.pH计工作时，电能转化为化学能
4.（2021·北京卷）有科学研究提出:锂电池负极材料(Li)由于生成LH而不利于电池容量的保持。一定温度
下，利用足量重水(D O）与含LiH的Li负极材料反应，通过测定n(D )/n(HD)可以获知 n(Li)/n(LiH)。
2 2已知：①LiH+H O=LiOH+H ↑
2 2
②2Li(s)+H 2⇌2LiH △H＜0
下列说法不正确的是
A.可用质谱区分D 和HD
2
B.Li与DO的反应：2Li+2DO=2LiOD+D ↑
2 2 2
C.若n(Li)/n(LiH)越大，则n(D )/n(HD)越小
2
D.80℃反应所得n(D )/n(HD)比25℃反应所得n(D )/n(HD)大
2 2
5.（2021·广东卷）火星大气中含有大量CO，一种有CO 参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供
2 2
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. CO 在正极上得电子
2
C. 阳离子由正极移向负极 D. 将电能转化为化学能
6. （2021·广东卷）钴(Co)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pH均增大 B. 生成 1molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少16g
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：2Co2++2H O 2 Co +O ↑+4H+
2 2
7.（2021·海南卷）液氨中存在平衡：2NH NH ++NH-。如图所示为电解池装置，以 的液氨溶液为电
3 4 2
解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是
A.b电极连接的是电源的负极 B.a电极的反应为C.电解过程中，阴极附近K+浓度减小 D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1
8. （2021·河北卷）K—O 电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说
2
法错误的是（ ）
A. 隔膜允许K+通过，不允许O 通过
2
B. 放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
C. 产生1Ah电量时，生成KO 的质量与消耗O 的质量比值约为2.22
2 2
D. 用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水
9.（2021·湖北卷）NaCr O 的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO。电解法制备CrO 的原理如图
2 2 7 3 3
所示。下列说法错误的是
A.电解时只允许H+通过离子交换膜 B.生成O 和H 的质量比为8∶1
2 2
C.电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D.CrO 的生成反应为：Cr O+2H+=2CrO +H O
3 2 3 2
10. （2021·湖南卷）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电
网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：下列说法错误的是（ ）
A. 放电时，N极为正极
B. 放电时，左侧贮液器中ZnBr 的浓度不断减小
2
C. 充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e—=Zn
D. 隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
11.（2021·辽宁卷）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物 。下列说法正确的是
A.放电时，M电极反应为 B.放电时， 由M电极向N电极移动
C.充电时，M电极的质量减小 D.充电时，N电极反应为
12.（2021·辽宁卷）利用 (Q)与 电解转化法从烟气中分离 的原理如图。
已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是A.a为电源负极 B.溶液中Q的物质的量保持不变
C. 在M极被还原 D.分离出的 从出口2排出
13.（2021·全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如下图所示的电化学装置合成，图中的双
极膜中间层中的HO解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两级迁移，下列说法中正确的是（ ）
2
A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B.阳极上的反应式为：
C.制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子
D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移14.（2021·全国乙卷）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并
降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极（如图所示），通入一定的电流。下列叙述
错误的是 （ ）
A.阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl 的反应
2
B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C.阴极生成的H 应及时通风稀释安全地排入大气
2
D.阳极表面形成的Mg(OH) 等积垢需要定期清理
2
15. （2021·山东卷）以KOH溶液为离子导体，分别组成CHOH—O、NH—O、(CH)NNH—O 清洁
3 2 2 4 2 3 2 2 2
燃料电池，下列说法正确的是( )
A. 放电过程中，K+均向负极移动
B. 放电过程中，KOH物质的量均减小
C. 消耗等质量燃料，(CH)NNH—O 燃料电池的理论放电量最大
3 2 2 2
D. 消耗1molO 时，理论上NH—O 燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
2 2 4 2
16.（2021·天津卷）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O 生成，Fe O 逐渐溶解，下列判断错
2 2 3
误的是
A.a是电源的负极
B.通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
C.随着电解的进行，CuCl 溶液浓度变大
2
D.当 完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)
17.（2021·浙江卷） 镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K、K 为开关，a、b为
1 2
直流电源的两极)。下列说法不正确的是
A. 断开K、合上K，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能
2 1
B. 断开K、合上K，电极A为阴极，发生还原反应
1 2
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+2H O Cd(OH) +2Ni(OH)
2 2 2
18. （2021·浙江卷）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，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；电极B为 薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是
A. 充电时，集流体A与外接电源的负极相连
B. 放电时，外电路通过 电子时， 薄膜电解质损失
C. 放电时，电极B为正极，反应可表示为
D. 电池总反应可表示为
