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专题 08 电化学及其应用
2020年高考真题
1．(2020年新课标Ⅰ)科学家近年发明了一种新型Zn−CO 水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和
2
选择性催化材料，放电时，温室气体CO 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
2
途径。
下列说法错误的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，1 mol CO 转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
2
C．充电时，电池总反应为
D．充电时，正极溶液中OH−浓度升高
【答案】D
【解析】
【分析】由题可知，放电时，CO 转化为HCOOH，即CO 发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左
2 2
侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成 ；充电时，右侧为阳极，HO发生氧化反应生成O，左侧
2 2
为阴极， 发生还原反应生成Zn，以此分析解答。
【详解】A．放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为： ，故A正确，
不选；
B．放电时，CO 转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO 转化为HCOOH时，转移电子数为
2 22mol，故B正确，不选；
C．充电时，阳极上HO转化为O，负极上 转化为Zn，电池总反应为：
2 2
，故C正确，不选；
D．充电时，正极即为阳极，电极反应式为： ，溶液中H+浓度增大，溶液中
c(H+)•c(OH-)=K ，温度不变时，K 不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误，符合题意；
W W
答案选D。
2．(2020年新课标Ⅱ)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WO 薄膜中，生成AgWO，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述
3 x 3
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：WO+xAg=AgWO
3 x 3
【答案】C
【解析】
【分析】从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO 薄膜中，生成Ag WO 器件呈现蓝色，说明通电时，
3 x 3
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。
【详解】A．通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确；
B．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．过程中，W由WO 的+6价降低到Ag WO 中的+(6-x)价，故C项错误；
3 x 3
D．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：
WO+xAg++xe- = AgxWO，故发生的总反应式为：xAg + WO =Ag WO，故D项正确；
3 3 3 x 3
答案选C。
【点睛】电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳
极反应式+阴极反应式=总反应式，加的过程中需使得失电子数相等。3．(2020年新课标Ⅲ)一种高性能的碱性硼化钒(VB )—空气电池如下图所示，其中在VB 电极发生反应：
2 2
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)O 参与反应
2
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
D．电流由复合碳电极经负载、VB 电极、KOH溶液回到复合碳电极
2
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示的电池结构，左侧VB 发生失电子的反应生成 和 ，反应的电极方程式如题
2
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O+4e-+2H O=4OH-，电池的
2 2
总反应方程式为4VB +11O +20OH-+6H O=8 +4 ，据此分析。
2 2 2
【详解】A．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．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．根据分析，电池的总反应为4VB +11O +20OH-+6H O=8 +4 ，C正确；
2 2 2
D．电池中，电子由VB 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
2
极→负载→VB 电极→KOH溶液→复合碳电极，D正确；
2
故选B。【点睛】本题在解答时应注意正极的电极方程式的书写，电解质溶液为碱性，则空气中的氧气得电子生成
氢氧根；在判断电池中电流流向时，电流流向与电子流向相反。
3．(2020年天津卷)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
(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是
A．NaS 的电子式为
2 4
B．放电时正极反应为
C．Na和NaS 分别为电池的负极和正极
2 x
D．该电池是以 为隔膜的二次电池
【答案】C
【解析】
【分析】根据电池反应： 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 ，据此分析。
【详解】A．NaS 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
2 4
，故A正确；
B．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： ，故B正确；
C．放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C错误；
D．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， 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；答案选C。
4．(2020年江苏卷)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．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．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。
5．(2020年山东新高考)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 CHCOO-
3
的溶液为例)。下列说法错误的是A．负极反应为
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】
【分析】据图可知a极上CHCOOˉ转化为CO 和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极
3 2
为正极。
【详解】A．a极为负极，CHCOOˉ失电子被氧化成CO 和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为
3 2
CHCOOˉ+2H O-8eˉ=2CO↑+7H+，故A正确；
3 2 2
B．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．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．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=H↑，所以当转移
2
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；故答案为B。
6．(2020年山东新高考)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
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O 与b极反应的O 等量
2 2
【答案】D
【解析】
【分析】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。
【详解】A．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2HO-4e-=4H++O ↑，
2 2
故A正确，但不符合题意；
B．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．有B的分析可知，C正确，但不符合题意；
D．电解时，阳极的反应为：2HO-4e-=4H++O ↑，阴极的反应为：O+2e-+2H+=H O，总反应为：
2 2 2 2 2
O+2H O=2HO，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；
2 2 2 2
故选：D。
7．(2020年浙江卷)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( )
通电
A．电解总反应方程式：2RCOONa+2H O ¿R−R+2CO ↑+H ↑+2NaOH
2 2 2
¿
B．RCOO−在阳极放电，发生氧化反应
C．阴极的电极反应：
2H O+2e−=2OH−+H ↑
2 2D．电解CH COONa、CH CH COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
3 3 2
【答案】A
【解析】A．因为阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)和产生CO，在强碱性环境中，CO 会与OH-反应生成
2 2
CO2-和HO，故阳极的电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO2-+2H O，阴极上HO电离产生的H+放
3 2 3 2 2
电生成H，同时生成OH-，阴极的电极反应式为2HO+2e-=2OH-+H ↑，因而电解总反应方程式为
2 2 2
通电
2RCOONa+2NaOH = R-R+2Na 2 CO 3 +H 2 ↑，故A说法不正确；
B．RCOO-在阳极放电，电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO2-+2H O， -COO-中碳元素的化合价由
3 2
+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．阴极上HO电离产生的H+放电生成H，同时生成OH-，阴极的电极反应为2HO+2e-=2OH-+H ↑，故C
2 2 2 2
说法正确；
D．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：2CHCOONa+2NaOH通电CH-
3 3
=
CH+2Na CO+H ↑，2CHCHCOONa+2NaOH通电CHCH-CHCH+2Na CO+H ↑，
3 2 3 2 3 2 3 2 2 3 2 3 2
=
CH
3
COONa+CH
3
CH
2
COONa+2NaOH通电CH
3
-CH
2
CH
3
+2Na
2
CO
3
+H
2
↑。因此，电解CH
3
COONa、
=
CHCHCOONa和NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D说法正确。
3 2
答案为A。
2020届高考模拟试题
8．(2020届河北省名校联盟高三联考)我国科学家发明了一种“可固氮”的镁－氮二次电池，其装置如图所
示，下列说法不正确的是
A．固氮时，电池的总反应为3Mg+N=Mg N
2 3 2
B．脱氮时，钌复合电极的电极反应式为MgN-6e-=3Mg2++N
3 2 2
C．固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极
D．当无水LiCl—MgCl 混合物受热熔融后电池才能工作
2
【答案】C【解析】A．固氮时该装置为原电池装置，镁为活泼金属，作负极，被氧化成Mg2+，钌复合电极为正极，
氮气在电极上发生还原反应生成N3-，与熔融电解质中镁离子生成MgN，所以总反应为3Mg+N=Mg N，
3 2 2 3 2
故A正确；
B．脱氮时，-3价的氮要被氧化，钌复合电极应发生氧化反应，MgN 失电子发生氧化反应生成氮气，电
3 2
极反应：MgN-6e-=3M2++N ↑，故B正确；
3 2 2
C．固氮时，镁电极为负极，外电路中电子由负极镁电极流向钌复合电极，故C错误；
D．无水LiCl-MgCl 混合物常温下为固体，无自由移动离子，不能导电，受热熔融后产生自由移动离子导
2
电，电池才能工作，故D正确；
故选：C。
【点睛】固态的离子化合物中没有自由移动的离子不能导电，熔融状态下或者水溶液中形成自由移动的离
子后可以导电。
9．(2020届安徽省皖南八校高三临门一卷)微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H NCH CHNH )氧化成环
2 2 2 2
境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是
A．a电极的电极反应为HNCH CHNH -16e-+4H O=2CO↑+N ↑+16H+
2 2 2 2 2 2 2
B．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
C．a电极上的电势比b电极上的电势低
D．电池工作时b电极附近溶液的pH保持不变
【答案】D
【分析】根据原电池装置图分析，HN(CH )NH 在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和
2 2 2 2
水，则a为负极，电极反应式为HN(CH )NH +4H O－16e－═2CO↑+N ↑+16H+，氧气在正极b上得电子发
2 2 2 2 2 2 2
生还原反应，电极反应式为：O+4e－+4H+=2H O，据此分析解答。
2 2
【详解】A．HN(CH )NH 在负极a上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为
2 2 2 2
HNCH CHNH -16e-+4H O=2CO↑+N ↑+16H+，A选项正确；
2 2 2 2 2 2 2
B．原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H+)通过质子交换膜由负极区向正极区移动，B选项正确；
C．由上述分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C选项正确；
D．电池工作时，氧气在正极b上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为O+4e-+4H+=2H O，H+浓度
2 2
减小，故b电极附近溶液的pH增大，D选项错误；
答案选D。
10．(2020届四川省成都市第七中三诊模拟)锌—空气燃料电池有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，
可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，放电时发生反应：2Zn + O +4OH-+2H O=
2 2
2[Zn(OH) ]2-。下列说法正确的是：
4
A．放电时，负极反应为 Zn-2e- = Zn2+
B．该隔膜为阳离子交换膜，允许K+通过
C．充电时，当 0．1 molO 生成时，流经电解质溶液的电子个数约为 1．204×1022
2
D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
【答案】D
【分析】由放电时总反应2Zn + O +4OH-+2H O=2[Zn(OH) ]2-和装置图可知，金属Zn为负极，放电时发生
2 2 4
反应：Zn +4OH--2e-=[Zn(OH) ]2-，多孔碳为正极反生反应：O+4e-+2H O=4OH-，充电时总反应为
4 2 2
[Zn(OH) ]2-=2Zn + O↑+4OH-+2H O，金属Zn为阴极，多孔碳为阳极，以此分析。
4 2 2
【详解】A．放电时，负极反应为Zn +4OH--2e-=[Zn(OH) ]2-，A项错误；
4
B．正极反生反应：O+4e-+2H O=4OH-，可知该隔膜为阴离子交换膜，允许OH-通过，B项错误；
2 2
C．不论放电还是充电，电子不会流经电解质溶液，C项错误；
D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，D项正确；
答案选D。
11．(2020届宁夏三校高三联考)我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K、
2
断开K 时，制氢并储能；断开K、闭合K 时，供电。下列说法错误的是
1 2 1A．制氢时，溶液中K+向Pt电极移动
B．供电时，Zn电极附近溶液的pH不变
C．供电时，X电极发生还原反应
D．制氢时，X电极反应式为Ni(OH) -e-+OH-=NiOOH+H O
2 2
【答案】B
【分析】闭合K、断开K 时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧
2 1
化反应，为阳极；断开K、闭合K 时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反
2 1
应，为负极。
【详解】A．制氢时，Pt电极为阴极，电子从X电极向Pt电极移动，溶液中K+向Pt电极移动，A正确，
不选；
B．供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO 2-+2H O，消耗OH-，pH减小，B错误，
2 2
符合题意；
C．供电时，X电极发生还原反应，NiOOH转化为Ni(OH) ，C正确，不选；
2
D．制氢时，X电极为阳极，反应式为Ni(OH) -e-+OH-=NiOOH+H O，D正确，不选；
2 2
答案为B。
12．(2020届陕西省咸阳市高三模拟)碳酸二甲酯[(CH O) CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。电
3 2
化学法合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．石墨I与直流电源正极相连
B．H＋由石墨II通过质子交换膜向石墨I移动
C．石墨I上发生的电极反应为2CHOH＋CO－2e－＝(CHO) CO＋2H＋
3 3 2D．电解过程中，阴极和阳极消耗气体的物质的量之比为1：2
【答案】B
【分析】该装置有外接电源，是电解池，由图可知甲醇和一氧化碳失电子发生氧化反应生成碳酸二甲酯，
则电极石墨I为阳极，阳极反应为2CHOH+CO-2e-═(CH O) CO+2H+，电极石墨II为阴极，阳极产生的氢
3 3 2
离子从质子交换通过移向阴极，氧气在阴极得电子与氢离子反应生成水，电极反应为O+4e-+4H+=2H O，
2 2
据此解答。
【详解】A．石墨I为阳极，与直流电源正极相连，故A正确；
B．电解池工作时，阳离子向阴极移动，即H＋由石墨I通过质子交换膜向石墨II移动，故B错误；
C．石墨I为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为2CHOH+CO-2e-
3
=(CH O) CO+2H+，故C正确；
3 2
D．常温常压下甲醇是液体，电解池工作时转移电子守恒，根据关系式2CO～4e-～O 可知阴极消耗的氧气
2
与阳极消耗的一氧化碳物质的量之比为1:2，故D正确；
故答案为B。
13．(2020届四川省成都市树德中学三诊模拟)已知某种二次锂离子电池工作时反应为：LiC + Li CoO
x n (1-x) 2
== LiCoO + nC。电池如图所示。下列说法不正确的是
2
A．放电时，碳材料极失去电子，发生氧化反应，电子经外电路，Li+经内电路同时移向正极
B．放电时正极反应为： Li CoO + xLi+ + xe- = LiCoO
(1-x) 2 2
C．充电时， Li+从负极脱出，又嵌入正极
D．锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输 Li+的反应，少有副反应
【答案】C
【分析】放电时的反应为LiC + Li CoO == LiCoO + nC，Co元素的化合价降低，Li元素的化合价升
x n (1-x) 2 2
高，原电池中负极发生氧化反应，反应式为：LiC -xe-= xLi++ nC，正极发生还原反应，反应式为：Li
x n (1-
CoO + xLi+ + xe- = LiCoO ，再由放电时的反应分析充电时的反应。
x) 2 2
【详解】A．放电时，碳材料极为负极，发生氧化反应，电子经外电路，Li+经内电路同时移向正极，故A正确；
B．由上述分析可知，Co元素的化合价降低，正极反应式为：Li CoO + xLi+ + xe- = LiCoO ，故B正确；
(1-x) 2 2
C．充电时，Li+应从正极脱出，嵌入阴极，故C错误；
D．由上述正负极反应可知，锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输 Li+的反应，少有副反应，故D
正确。
答案选C。
14．(2020届福建省厦门市高三质检)一种双电子介体电化学生物传感器，用于检测水体急性生物毒性，其
工作原理如图。下列说法正确的是
A．图中所示电极为阳极，其电极反应式为KFe(CN)-e-=K Fe(CN)
4 6 3 6
B．甲荼醌在阴极发生氧化反应
C．工作时K+向图中所示电极移动
D．NAD(P)H转化为NAD(P)+的过程失去电子
【答案】D
【解析】A．根据图示可知KFe(CN)在电极表面失电子生成KFe(CN) ，故图示电极为阳极，其电极方程
4 6 3 6
式为KFe(CN)-e-=K Fe(CN) +K+，A项错误；
4 6 3 6
B．甲萘醌应在阴极发生还原反应，B项错误；
C．工作时在电解池中阳离子应向阴极移动，C项错误；
D．根据图示，该过程NAD(P)H被甲萘醌氧化，即失去电子，D项正确；
答案选D。
15．(2020届广西省南宁市第二次适应性测试)DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为
NaBH +4H O=NaBO +6H O。下列关于电池工作时的相关分析不正确的是
4 2 2 2 2A．X极为正极，电流经X流向外电路
B．Y极发生的还原反应为HO+2e-=2OH−
2 2
C．X极区溶液的pH逐渐减小
D．每消耗1．0L0．50mol/L的HO 电路中转移1．0mole-
2 2
【答案】A
【分析】由工作原理装置图可知，负极发生氧化反应，电极反应式为 ，
正极HO 发生还原反应，得到电子被还原生成OH−，电极反应式为 ；
2 2
【详解】A．由图知X极为负极，电子经X流向外电路流入Y，A错误；
B．Y极为正极，HO 发生还原反应：HO+2e-=2OH−，B正确；
2 2 2 2
C．X极发生氧化反应： ，故X极区溶液的pH逐渐减小，C正确；
D．由电极反应式HO+2e-=2OH−知，每消耗1．0L0．50mol/L的HO 电路中转移1．0mole-，D正确；
2 2 2 2
答案选A。
【点睛】如何判断电池的正负极？我们来看看判断负极的常见方法：①电子流出那一极是负极，②发生氧
化反应的一极是负极，③阴离子向负极移动，④负极有可能因参加反应溶解而变细，⑤当电池总反应为金
属与氢离子产生氢气的反应，通常活泼金属做负极，⑥如果是二次电池，与电源负极相连的那一极，在放
电时是负极。
16．(2020届黑龙江省大庆实验中学综合训练)一种双室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中
酸性污水中含有的有机物用C H O 表示。下列有关该电池的说法不正确的是
6 12 6
A．正极的电极反应为Fe(CN) 3-+ e- =Fe(CN) 4-
6 6
B．电池的总反应为C H O + 24Fe(CN) 3-+6H O=6CO↑+Fe(CN) 4-+24H+
6 12 6 6 2 2 6
C．该“交换膜”可选用“质子交换膜”
D．若将“KFe(CN) 溶液”改为“O”,当有22．4L O 参与反应时，理论上转移4mol电子
4 6 2 2
【答案】D
【分析】反应中Fe(CN) 3-生成Fe(CN) 4-，铁元素被还原，应为原电池正极反应，发生Fe(CN) 3-+e-
6 6 6=Fe(CN) 4-，负极C H O 被氧化生成水和二氧化碳，以此解答该题。
6 6 12 6
【详解】A．根据元素化合价的变化可知Fe(CN) 3-生成Fe(CN) 4-的过程铁元素被还原，应为原电池的正极，
6 6
所以正极反应为Fe(CN) 3-+e-=Fe(CN) 4-，故A正确；
6 6
B．C H O 被氧化生成水和二氧化碳，Fe(CN) 3-生成Fe(CN) 4-，则总反应为C H O+24Fe(CN) 3-
6 12 6 6 6 6 12 6 6
+6H O=6CO↑+24Fe(CN) 4-+24H+，故B正确；
2 2 6
C．原电池中阴离子有向负极移动的趋势，为防止Fe(CN) 3-移向负极，同时可以使负极产生的氢离子迁移
6
到正极，可选用质子交换膜，故C正确；
D．氧气所处的压强和温度未知，无法计算氧气的物质的量，故D错误；
故答案为D。
17．(2020届四川省内江市三模)2019 年 11 月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取HO 的
2 2
绿色方法，原理如图所示(已知：HO H+ + H O , K = 2． 4×10一12 )下列说法不正确的是
2 2 2 a
A．b 极上的电极反应为O +H O +2e- =HO - +OH
2 2 2
B．X 膜为选择性阳离子交换膜
C．催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率
D．每生成1 mol H O 电极上流过4 mole-
2 2
【答案】D
【分析】根据图知，a极通入氢气为负极，发生H-2e－=2H+，b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为
2
O+H O+2e-=HO-+OH-，X膜为选择性阳离子交换膜，让H+进入中间，每生成1mo1H O 电极上流过2mo1e
2 2 2 2 2
－，据此分析。
【详解】A．b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O+H O+2e-=HO-+OH-，选项A正确；
2 2 2
B．a极发生H-2e－=2H+，X膜为选择性阳离子交换膜，让H+进入中间，选项B正确；
2
C．催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率，选项C正确；
D．氧元素由0价变成-1价，每生成1mo1H O 电极上流过2mo1e－，选项D错误；
2 2
答案选D。18．(2020届广东省深圳市高三第一次调研)最近，科学家报道了一种新型可充电钠电池，其工作原理如图
所示，下列说法错误的是
A．放电时，X极为负极
B．充电时， 向X极迁移
C．放电时，Y极反应为
D．电极材料中，单位质量金属放出的电能：
【答案】D
【解析】A．放电时，该电池为原电池，X极上钠失电子形成钠离子，发生氧化反应，为原电池的负极，
故A正确；
B．充电时，X极是阴极， 向X极迁移，故B正确；
C．放电时，该装置为原电池，Y极为原电池的正极，由图可知CaFeO 转化为CaFeO ，电极反应为：
3 2．5
，故C正确；
D．锂的摩尔质量比钠小，故锂单位质量输出的电能多，单位质量金属放出的电能： Li＞Na，故D错误；
答案选D。
19．(2020届安徽省江淮十校联考)次磷酸钴[Co(H PO )]广泛应用于化学电镀，工业上利用电渗析法制取次
2 2 2
磷酸钴的原理图如图所示。已知：①该装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢。
②Co(HPO ) 溶液在强碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应，实现化学镀钴。
2 2 2
下列说法中正确的是
A．膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜
B．M电极反应为Co-2e-+2H PO -=Co(H PO )
2 2 2 2 2
C．a为电源的负极
D．Co(HPO ) 溶液化学镀钴过程中反应可能为Co2++H PO -+3OH=Co+HPO -+2H O
2 2 2 2 2 3 2
【答案】A
【分析】该装置为电解池，M为阳极，电极材料为金属钴，钴失电子生成钴离子，钴离子通过膜I进入产
品室，HPO -通过膜Ⅱ、Ⅲ进入产品室与钴离子生成Co(HPO )。
2 2 2 2 2
【详解】A．综上分析，膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜，A正确；
B．Co(HPO ) 在产品室生成，不是在阳极生成，阳极的电极反应式为Co-2e-=Co2+，B错误；
2 2 2
C．M为阳极，应接电源的正极，故a为电源的正极，C错误；
D．离子方程式中电荷不守恒，应为Co2++H PO -+3OH-=Co+HPO 2-+2H O，D错误；
2 2 3 2
答案选A。
20．(2020届东北三省四市联合模拟)2019年3月，我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理
如图所示。下列说法不正确的是
A．放电时B电极反应式为：I+2e-=2I-
2
B．放电时电解质储罐中离子总浓度增大
C．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜
D．充电时，A极增重65g时，C区增加离子数为4N
A
【答案】C
【分析】由装置图可知，放电时，Zn是负极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，石墨是正极，反应式为I+2e-
2
=2I-，外电路中电流由正极经过导线流向负极，充电时，阳极反应式为2I--2e-=I 、阴极反应式为Zn2++2e-
2=Zn，据此分析解答。
【详解】A．放电时，B电极为正极，I 得到电子生成I-，电极反应式为I+2e-=2I-，A正确；
2 2
B．放电时，左侧即负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，所以储罐中的离子总浓度增大，B正确；
C．离子交换膜是防止正负极I、Zn接触发生反应，负极区生成Zn2+、正电荷增加，正极区生成I-、负电荷
2
增加，所以Cl-通过M膜进入负极区，K+通过N膜进入正极区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换
膜，C错误；
D．充电时，A极反应式Zn2++2e-=Zn，A极增重65g转移2mol电子，所以C区增加2molK+、2molCl-，离
子总数为4N ，D正确；
A
故合理选项是C。
21．(2020届广东省佛山市质检)双极电化学法(装置如图)是在传统电解装置中放置了导电性电极BPE，通
电时，BPE两端界面产生电势差，生成梯度合金。下列有关说法错误的是
A．m为电源负极
B．BPE的b端比a端的电势高
C．BPE的a端发生的反应为： 2HO+2e-=H ↑+2OH-
2 2
D．BPE的b端到中心的不同位置，能形成组成不同的铜镍合金
【答案】C
【分析】由电解装置图可知，n极水发生氧化反应生成氧气，则n极为正极，电极反应为：
，则溶液中靠着正极的b端电势高于靠近负极的a端，则b端得到电子发生还原反应，
电极反应为： ，a端失去电子发生氧化反应，电极反应为：
，以此分析。
【详解】A．由电解装置图可知，n极水发生氧化反应生成氧气，则n极为正极，则m为电源负极，故A正确；
B．溶液中靠着正极的b端电势高于靠近负极的a端，故B正确；
C．BPE的a端失去电子发生氧化反应，电极反应为： ，故C错误；
D．BPE的b端到中心的不同位置，由于电势不同，电极反应： 中x不同，
能形成组成不同的铜镍合金，故D正确；
故答案选：C。
22．(2020届山西省运城市高三模拟)Li-SO 充电电池具有高输出功率的优点。多孔碳电极可吸附 SO ，电
2 2
解液为溶解有LiBr的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。下列说法错误的是
A．活性炭具有加快放电速率的作用
B．放电时，电子流向：a→溶液→b→a
C．充电时，阳极上发生的电极反应为：SO2--2e-=2SO
2 4 2
D．该电池的电解质溶液不能换成LiBr的水溶液
【答案】B
【分析】Li为活泼金属，为负极，吸附了SO 的多孔碳电极为正极，结合原电池原理和电解池原理分析解
2
答。
【详解】A．多孔活性炭电极的表面积大，增大了反应的接触面积，速率加快，故A正确；
B．高电池中a为负极，b为正极，原电池中电子不能经过电解质溶液，而是经过外电路，电子流向是a经
用电器到b，故B错误；
C．充电时，电池的正极是电解池的阳极，电极反应是正极反应的逆过程，即SO2--2e-═2SO ，故C正确；
2 4 2
D．活泼金属锂能够与电解质溶液中的水反应，则该电池的电解质溶液不能换成LiBr的水溶液，故D正确；
故选B。
23．(2020届河南省焦作市高三第三次模拟)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯和 ，其原
理如图所示(导电壳内部为纳米铁)。下列说法正确的是A．纳米铁发生还原反应
B．正极电极反应式：C HCl ＋5H＋＋8e－=C H＋3Cl－
2 3 2 6
C．导电壳上电极反应式： ＋ ＋14Fe2＋＋14H＋=FeAsS↓＋13Fe3＋＋7HO
2
D．当电路中有0．4 mol电子转移时，就会有11．2 L乙烷生成
【答案】B
【解析】A．据图可知纳米铁生成Fe2+，化合价升高，发生氧化反应，故A错误；
B．原电池正极得电子发生还原反应，据图可知在酸性条件下，正极上C HCl 被还原为乙烷，则电极反应
2 3
式为：C HCl +5H++8e-=C H+3C1-，故B正确；
2 3 2 6
C．据示意图可判断亚铁离子还原AsO -，但该反应并不是发生在导电壳上，而是发生在含SO 2-的酸性溶液
3 4
中，导电壳上的反应为铁被氧化成亚铁离子，故C错误；
D．根据电极反应式为：C HCl +5H++8e-=C H+3C1-，当电路中有0．4mol电子转移时，就会有0．5mol乙
2 3 2 6
烷生成，但未指明温度和压强，不能确定气体的体积，故D错误；
故答案为B。
24．(2020届陕西省渭南市高三质检)下列有关说法错误的是
A． 为正极
B．①②中，捕获 时碳元素的化合价未发生变化
C． 极电极反应式为D．由 极反应 可知，每转移 电子生成
【答案】D
【分析】根据图片可知c极C O2-→O，发生氧化反应生成单质O，所以a为阳极，d为阴极，阳极与电源
2 5 2 2
正极相接、阴极与电源负极相接，即b极为电源正极、c极为电源负极，阳极反应式为2C O2--4e-
2 5
═4CO ↑+O ↑，阴极电极反应式为：CO2-+4e-═C+3O2-，以此解答该题。
2 2 3
【详解】A．根据上述分析，b极为电源正极，故A正确；
B．根据图示，①②中，CO→C O2−或CO2−时碳元素的化合价均为+4，没有变化，故B正确；
2 2 5 3
C．根据分析，d为阴极，阴极电极反应式为：CO2-+4e-═C+3O2-，故C正确；
3
D．根据分析，a为阳极，阳极反应式为2C O2--4e-═4CO ↑+O ↑，转移1 mol电子可捕获1molCO ，标准状
2 5 2 2 2
况下体积为22．4 L，题中未指明气体的状态条件，不能确定体积，故D错误；
答案选D。
25．(2020届广东省茂名市高三二模)我国科学家在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展——率先提
出并验证了一种全新的基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢的“氢农场”策略，其太阳能光催化
全分解水制氢的效率创国际最高记录(示意图如图所示，M、M 为含铁元素的离子)。下列说法正确的是
1 2
A．制 O 装置中，太阳能转化为电能
2
B．制 H 装置中，交换膜为阴离子交换膜
2
C．系统制得1mol H 的同时可制得 1mol O
2 2
D．制H 时阳极可发生反应：[Fe(CN) ]4––e- = [Fe(CN) ]3–
2 6 6
【答案】D
【分析】制氧气装置中，光催化剂太阳能分解水得到氧气，M 转化为M，O元素化合价升高，则M 中Fe
1 2 1
元素化合价下降；制氢装置中阳极M 转化为M，阴极 ，总反应方程为：
2 1，以此分析。
【详解】A．制 O 装置中，太阳能转化为化学能，故A错误；
2
B．制 H 装置中，阴极发生的反应为 ，其中的交换膜为阳离子交换膜，故B错误；
2
C．由总反应方程式 可知，系统制得2mol H 的同时可制得 1mol O，故C错误；
2 2
D．制H 时阳极M 转化为M，且M 中Fe元素化合价比M 低，可发生反应：[Fe(CN) ]4––e- =
2 2 1 1 2 6
[Fe(CN) ]3–，故D正确；
6
故答案选：D。
26．(2020届安徽省合肥市高三线上考试)荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂
离子电池的日本科学家，他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为
LiC +Li CoO=LiCoO+nC。N 表示阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
x n (1-x) 2 2 A
A．该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染
B．充电时，正极反应为LiCoO -xe-=Li CoO+xLi+
2 (1-x) 2
C．放电时，Li+由A极移向B极
D．若初始两电极质量相等，当转移2N 个电子时，两电极质量差为14g
A
【答案】D
【解析】A．汽车燃烧汽油等化石燃料，排放的汽车尾气含氮的氧化物，大量氮氧化物排放到空气中，在
日光照射下二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后产生
了一种有毒的烟雾，就是光化学烟雾，电动汽车可有效减少光化学烟雾污染，A正确；
B．可充电电池的放电反应为LiC +Li CoO=LiCoO+nC，则放电时正极反应为Li CoO+xLi++xe-=
x n (1-x) 2 2 (1-x) 2
LiCoO ，充电时，原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，则反应为LiCoO -xe-=Li CoO+xLi+，B
2 2 (1-x) 2
正确；
C．由图知，A电极为原电池的负极，B电极为原电池的正极，放电时，Li+由A极移向B极，C正确；
D．若初始两电极质量相等，当转移2N 个电子时，负极减少2molLi其质量为14g,正极有2molLi+迁入，其
A质量为14g，两电极质量差为28g，D错误；
答案选D。
27．(2020届四川省泸州市高三第三次质检)2019 年 5 月，香港理工大学宣布研发出超柔软高效能织物[柔
性S/ HPCNF (分级多孔碳纳米纤维)]锂空气二次电池，在 S/ HPCNF 织物上均匀地沉积铜和镍，取代一般
锂电池表面的金属箔， 以提高柔软度，电池的工作原理如图，下列有关说法错误的是
A．放电时，O 在阳极区发生氧化反应
2
B．沉积铜和镍是为了增强织物的导电性
C．充电时，Li+移向金属锂一极
D．充电时，阳极的电极反应为LiO－2e-＝O↑＋2Li+
2 2 2
【答案】A
【解析】A．放电时，氧原子得电子，化合价降低，O 在阳极区发生还原反应，故A错误；
2
B．铜和镍是金属，属于导体，沉积铜和镍是为了增强织物的导电性，故B正确；
C．充电时，阳离子移向阴极，Li+移向金属锂一极，故C正确；
D．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为LiO－2e-＝O↑＋2Li+，故D正确；
2 2 2
故选A。
