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专题 08 电化学及其应用
1．(2021·全国高考甲卷真题)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果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 解离为 和 ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是
A． 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： +2H++2e-= +H O
2
C．制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子
D．双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移
2．(2021·全国高考乙卷真题)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 氧化生成 的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C．阴极生成的 应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的 等积垢需要定期清理
3．(2021·广东高考真题)火星大气中含有大量 ，一种有 参加反应的新型全固态电池有望为火星探
测器供电。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． 在正极上得电子
C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能
4．(2021·广东高考真题)钴( )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 均增大
B．生成 ，Ⅰ室溶液质量理论上减少
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：
5．(2021·河北高考真题)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
2
列说法错误的是
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
6．(2021·湖南高考真题)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 的浓度不断减小
C．充电时，M极的电极反应式为
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
7．(2021·浙江高考真题)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 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
8．(2021·浙江高考真题)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
1 2
为直流电源的两极)。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
1．(2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高三其他模拟)中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单
液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时A电极反应式为：Zn2++2e-=Zn
B．放电时电解质储罐中离子总浓度减小
C．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜
D．充电时A极增重65g，C区增加离子数为2N
A
【答案】C
【解析】
A．放电时A电极是负极，A极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故A错误；B．放电时，A区发生反应Zn-2e-=Zn2+，C区Cl-进入A区，所以电解质储罐中离子总浓度增大，故B错误；
C．放电时，C区Cl-进入A区、K+进入B区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C正确；
D．充电时A极增重65g，A区发生反应Zn2++2e-=Zn，电路中转移2mol电子，根据电荷守恒，2molCl-自A
区进入C区，2molK+自B区进入C区，C区增加离子数为4N ，故D错误；
A
选C。
2．(2021·天津高三一模)微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示(左侧
CHCOO-转化为CO 和H+，右侧CO 和H+转化为CH)。有关说法正确的是
3 2 2 4
A．电源a为负极
B．该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景
C．外电路中每通过lmol e-与a相连的电极将产生2.8L CO
2
D．b电极的反应为：CO+8e-+8H+=CH +2H O
2 4 2
【答案】D
【分析】
电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，左侧电极上CHCOO-转化为
3
CO 和H+，发生氧化反应，左侧为阳极，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原
2
反应，右侧CO 和H+转化为CH；为还原反应，右侧为阴极；
2 4
【解析】
A． 据分析，左侧电极为阳极，则电源a为正极，A错误；
B．电化学反应时，电极上电子数守恒，则有左侧 ，右侧有 ，
二氧化碳不能零排放，B错误；
C． 不知道气体是否处于标准状况，则难以计算与a相连的电极将产生的CO 的体积，C错误；
2D． 右侧为阴极区，b电极上发生还原反应，结合图示信息可知，电极反应为：CO+8e-+8H+=CH +2H O，
2 4 2
D正确；
答案选D。
3．(2021·天津高三三模)我国化学工作者提出一种利用有机电极(PTO/HQ)和无机电极(MnO /石墨毡)，在酸
2
性环境中可充电的电池其放电时的工作原理如图所示：
下列说法错误的是
A．放电时，MnO /石墨毡为正极，发生还原反应
2
B．充电时，有机电极和外接电源的负极相连
C．放电时，MnO /石墨毡电极的电极反应式为MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O
2 2 2
D．充电时，有机电极的电极反应式为PTO+4e-+4H O=HQ+4OH-
2
【答案】D
【解析】
A．从工作原理图可知，MnO 生成Mn2+，得到了电子，则MnO /石墨毡为电源正极，发生还原反应，故A
2 2
正确；
B．充电时，有机电极得到电子，PTO得到电子和H+生成HQ结构，则有机电极和外接电源的负极相连，
故B正确；
C．放电时，MnO /石墨毡电极为电源正极，MnO 的电子被还原成Mn2+，则其电极反应式为MnO +2e-
2 2 2
+4H+=Mn2++2H O，故C正确；
2
D．充电时，有机电极的电极反应式为PTO+4e-+4H+=HQ，故D错误；
本题答案D。
4．(2021·天津高三一模)近日，南开大学陈军院士团队以KSn合金为负极，以含羧基多壁碳纳米管
(MWCNTs—COOH)为正极催化剂构建了可充电K—CO 电池(如图所示)，电池反应为4KSn+3CO
2 2
2KCO+C+4Sn，其中生成的KCO 附着在正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下
2 3 2 3
列说法正确的是A．放电时，电子由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs—COOH
B．电池每吸收22.4LCO ，电路中转移4mole-
2
C．充电时，阳极电极反应式为：C-4e-+2K CO=3CO ↑+4K+
2 3 2
D．为了更好的吸收温室气体CO，可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质
2
【答案】C
【解析】
A．放电时，KSn合金作负极，MWCNTs-COOH作正极，在内电路中电流由负极流向正极，选项A错误；
B．气体未指明状况，无法根据体积确定其物质的量，选项B错误；
C．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为C-4e-+2K CO=3CO ↑+4K+，选项C正确；
2 3 2
D．若用KOH溶液代替酯基电解质，则KOH会与正极上的MWCNTs-COOH发生反应，因此不能使用
KOH溶液代替酯基电解质，选项D错误；
答案选C。
5．(2021·天津高三一模)锌电池具有价格便宜、比能量大、可充电等优点。一种新型锌电池的工作原理如
图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法正确的是
A．放电过程中， 向a极迁移B．充电过程中，b电极反应为：Zn2++2e-=Zn
C．充电时，a电极与电源正极相连
D．放电过程中，转移0.4mole-时，a电极消耗0.4molH+
【答案】C
【解析】
A．放电过程中，a为正极， b极为负极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以放电过程中，
向b极迁移，A项错误；
B．充电过程中b电极得到电子发生还原反应，由于在碱性环境中Zn以 形式存在，则充电过程
中, b电极应为: +2e-=Zn+4OH-，B项错误；
C．由图示可知，充电时，a电极失电子发生氧化反应，即a电极与电源正极相连，C项正确；
D．放电过程中b电极为负极，其电极反应式为Zn+4OH--2e-= ， a极为正极，则其电极反应式
为, MnO +4H++2e-=Mn2+ +2H O，所以放电过程中，转移0.4mole-时，a电极消耗0.8molH+，D项错误；
2 2
答案选C。
6．(2021·四川德阳市·高三二模)锌铈液流二次电池，放电工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．充电时，b极发生还原反应
B．放电时，溶液中离子由b极向a电极方向移动
C．放电时，电池的总离子反应方程式为Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+
D．充电时，当a极增重3.25g时，通过交换膜的离子为0.05mol
【答案】C
【分析】根据图示，充电时a极得电子，发生还原反应，b极失电子，发生氧化反应；放电时，a极为负极，失电子，
发生氧化反应，b极为正极，得电子，发生还原反应；
【解析】
A．充电时，b极失电子，为阳极，发生氧化反应，A错误；
B．放电时，a极失电子，b极得电子，为平衡电荷，氢离子由质子交换膜从a到b，故溶液中离子由a电极
向b电极方向移动，B错误；
C．根据分析可知a电极Zn被氧化成Zn2+，为负极，b电极Ce4+被还原成Ce3+，为正极，故电池的总离子
反应方程式为Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+，C正确；
D．充电时，a电极发生反应Zn2++2e-=Zn，增重3.25g，即生成0.05molZn，转移电子为0.1mol，交换膜为
质子交换膜，只允许氢离子通过，所以有0.1molH+通过交换膜以平衡电荷，D错误；
答案选C。
7．(2021·四川达州市·高三二模)磷酸铁锂锂离子电池是目前电动汽车动力电池的主要材料，其特点是放电
容量大，价格低廉，无毒性。放电时的反应为：xFePO +(1-x)LiFePO + LiC = C +LiFePO 。放电时工作原
4 4 x 6 6 4
理如图所示。下列叙述正确的是
A．充电时，Li+通过隔膜向左移动
B．放电时，铜箔所在电极是负极
C．充电时，阳极反应式为：LiFePO +xe-=xFePO+(1-x)LiFePO +xLi+
4 4 4
D．放电时电子由正极经导线、用电器、导线到负极
【答案】A
【分析】
根据放电时原电池的总反应方程式和工作原理图，左侧铝箔上LiC 发生氧化反应，故铝箔做负极，铜箔做
x 6
正极，充电时铝箔做阴极，铜箔做阳极。【解析】
A．充电时为电解池，阳离子向阴极移动，故Li+向铝箔移动，向左移动，A正确；
B．放电时为原电池，铜箔做正极，B错误
C．充电时为电解池，阳极失去电子，发生氧化反应，LiFePO -xLi+-xe-=xFePO+(1-x)LiFePO ，C错误；
4 4 4
D．放电时为原电池，电子由负极经过导线、用电器、导线到正极，D错误；
故选A。
8．(2021·天津高三二模)一种“全氢电池”的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电流方向是从吸附层M通过导线到吸附层N
B．放电时，吸附层M发生的电极反应：
C． 从右边穿过离子交换膜向左边移动
D．“全氢电池”放电时的总反应式为：
【答案】B
【分析】
由工作原理图可知，左边吸附层M上氢气失电子与氢氧根结合生成水，发生了氧化反应为负极，电极反应
是H-2e-+2OH-═2H O，右边吸附层N为正极，发生了还原反应，电极反应是2e-+2H+═H ，结合原电池中
2 2 2
阳离子移向正极，阴离子移向负极解答该题。
【解析】
A．由工作原理图可知，左边吸附层M为负极，右边吸附层N为正极，则电流方向为从吸附层N通过导线
到吸附层M，故A错误；
B．左边吸附层M为负极极，发生了氧化反应，电极反应是H-2e-+2OH-=2H O，故B正确；
2 2
C．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以电解质溶液中Na+向右正极移动，故C错误；D．负极电极反应是H-2e-+2OH-═2H O，正极电极反应是2e-+2H+═H ，电池的总反应无氧气参加，故D错
2 2 2
误；
故选：B。
8．(2021·山东潍坊市·高三三模)将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法生产甲烷，装
置如图所示。下列说法错误的是
A．离子交换膜可允许H+通过
B．通电时，电流方向为：a→电子导体→离子导体→电子导体→b
C．阳极的电极反应式为
D．生成0.1molCH 时阳极室中理论上生成CO 的体积是4.48L(STP)
4 2
【答案】C
【分析】
由图示知，左池中CHCOO-在电极上失电子被氧化为CO，故左池为电解的阳极室，右池为电解的阴极室，
3 2
电源a为正极，b为负极。
【解析】
A．由图示知，阳极反应产生H+，阴极反应消耗H+，故H+通过交换膜由阳极移向阴极，A正确；
B．这个装置中电子的移动方向为：电源负极(b)→电解阴极，电解阳极→电源正极(a)，故电流方向为：电
源正极(a)→外电路(电子导体)→电解质溶液(离子导体，阳极→阴极)→外电路(电子导体)→电源负极(b)，形
成闭合回路，B正确；
C．由分析知，左池为阳极，初步确定电极反应为：CHCOO--8e-→2CO↑，根据图示知可添加H+配平电荷
3 2
守恒，添加HO配平元素守恒，得完整方程式为：CHCOO--8e-+2H O→2CO ↑+7H+，C错误；
2 3 2 2
D．由图示知，右池生成CO 转化为CH，根据转移电子关系CH~8e-，0.1 mol CH 生成转移0.8 mol电子，
2 4 4 4由C选项知：CO~4e-，故生成CO 的n(CO)= ，故V(CO)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L，
2 2 2 2
D正确；
故答案选C。
9．(2021·辽宁高三三模)如图是电化学膜法脱硫过程示意图，电化学膜的主要材料是碳和熔融的碳酸盐。
下列说法错误的是
A．工作一段时间后，生成H 和S 的物质的量之比为2：1
2 2
B．净化气中CO 含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化
2
C．阴极反应式为HS+2e-=S2-+H ↑
2 2
D．b电极为阳极，发生氧化反应
【答案】B
【分析】
由图示可知，该装置为电解池，HS发生反应生成S2-和H，可知a电极为阴极，电极反应式为HS+2e-=S2-
2 2 2
+H ↑，则b电极为阳极，S2-在阳极失去电子发生氧化反应生成S，电极反应式为2 S2--4e-= S 。
2 2 2
【解析】
A．根据得失电子守恒可知，电解池上作一段时间后，转移相同物质的量的电子时，生成H 和S 的物质的
2 2
量之比为2:1，故A正确；
B．HS是酸性气体，能够和熔融碳酸盐反应生成CO，所以净化气中CO 含量明显增加，故B错误；
2 2 2
C．由上述分析可知，阴极的电极反应式为HS+2e-=S2-+H ↑，故C正确；
2 2
D．由上述分析可知，b电极为阳极，阳极上发生的是氧化反应，故D正确；
故选B。
10．(2021·广东广州市·高三三模)中国向世界郑重承诺，努力争取2060年前完成“碳中和”。一种微生物
电解池(MEC)既可以处理有机废水，又有助于降低碳排放，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A．a电极为MEC的阳极
B．MEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移
C．b电极的电极反应式为CO+8e-+8H+=CH +2H O
2 4 2
D．a电极室产生的CO 与b电极室消耗的CO 相等
2 2
【答案】D
【分析】
电极a上有机质转化为CO，发生氧化反应，所以a为阳极，电极b上CO 转化为CH，发生还原反应，所
2 2 4
以b为阴极。
【解析】
A．电极a上有机质转化为CO，发生氧化反应，所以a为阳极，A正确；
2
B．工作时为电解池，电解池中阳离子由阳极向阴极迁移，所以质子将从a电极室向b电极室迁移，B正确；
C．电极b上CO 得电子被还原，结合迁移过来的氢离子生成CH 和HO，根据电子守恒和元素守恒可得
2 4 2
电极反应式为CO+8e-+8H+=CH +2H O，C正确；
2 4 2
D．有机质中C元素的化合价不一定和甲烷中C元素的化合价相同，所以a电极室产生的CO 与b电极室
2
消耗的CO 不一定相等，D错误；
2
综上所述答案为D。
11．(2021·江西新余市·高三二模)一种流体电解海水提锂的工作原理如下图所示，中间室辅助电极材料
具有选择性电化学吸附/脱出锂离子功能。工作过程可分为两步，第一步为选择
性吸附锂，第二步为释放锂，通过以上两步连续的电解过程，锂离子最终以LiOH的形式被浓缩到阴极室。
下列说法中错误的是A．第一步接通电源1选择性提取锂：第二步接通电源2释放锂
B．释放锂过程中，中间室材料应接电源负极，发生的电极反应式为
C．中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜
D．当阴极室得到4.8gLiOH时，理论上阳极室产生1.12L气体(标准状态下)
12．(2021·辽宁沈阳市·沈阳二中高三月考)目前，光电催化反应器(PEC)可以有效的进行能源的转换和储存，
一种PEC装置如图所示，通过光解水可由CO 制得主要产物异丙醇。下列说法中错误的是
2
A．该装置的能量来源为光能
B．光催化剂电极反应为2HO-4e-=O ↑+4H+
2 2
C．每生成60g异丙醇，电路中转移电子数目一定为18N
A
D．H+从光催化剂电极一侧向左移动13．(2021·辽宁沈阳市·沈阳二中高三月考)中山大学化学科研团队首次将CsPbBr 纳米晶锚定在氨基化RGO
3
包覆的α-Fe O(α-Fe O/Amine-RGO/CsPbBr )，构筑Z-Scheme异质结光催化剂，可有效降低电荷复合，促
2 3 2 3 3
进电荷分离，从而提升光催化性能。光催化还原CO 和氧化HO的反应路径如图。下列说法正确的是
2 2
A．α-Fe O 表面发生了还原反应
2 3
B．该光催化转化反应可以消除温室效应
C．“CsPbBr 纳米晶”表面上CO 转化为CH 的电极反应式为CO+8e-+8H+=CH +2H O
3 2 4 2 4 2
D．该催化转化的总反应涉及到极性共价键、非极性共价键的断裂和形成
14．(2021·河南高三三模)目前，某研究团队对 基催化剂光催化还原 转化为燃料甲醇(原理如图所
示)进行研究，取得了大成果。下列说法正确的是
A．CB极的电势低于VB极的电势
B．CB极发生的反应是
C．光照下 基产生电子D．总反应式为
15．(2021·浙江高三三模)常温常压下用氮氧化铬纳米颗粒( )电催化氮气还原合成氨的工作原理
如图1所示，氨气生成速率、电流利用率与电压的关系如图2.下列说法不正确的是
A．电极 为阳极，发生氧化反应
B．该电催化装置的总反应为：2N+6H O 4NH +3O
2 2 3 2
C．当产生标准状况下 时，通过质子交换膜的 数目为
D．其他条件相同，用 电解比 电解在相同时间内产生的 多
16．(2021·辽宁高三模拟)某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如图所示，当该装置工作时，下列说法
正确的是
A．Y为该电池的负极，发生氧化反应B．电路中流过7.5mol电子时，共产生 的体积为
C．整套装置在高温下发电效果更佳
D．X极发生的电极反应式为 ，周围pH减小
17．(2021·山东高三模拟)某电动汽车的锂离子电池的正极材料为层状的LiFePO 、负极材料为新型材料石
4
墨烯(Li C )，电解液为LiClO 的丙烯碳酸酯溶液，在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出；
x 6 4
放电时，Li+从负极脱嵌，经过电解质溶液和离子交换膜嵌入正极；充电时则相反；其工作原理如图所示。
下列叙述正确的是
A．充电时，电极a与电源正极连接，电极b与电源负极连接
B．电池充电时，阳极的电极反应为LiFePO +xe−=Li FePO +xLi+
4 1-x 4
C．电池工作时，负极材料质量减少1.4g，转移0.4mol电子
D．充电时，阴极发生氧化反应，电极反应为xLi++xe−+C =Li C
6 x 6
18．(2021·辽宁葫芦岛市·高三二模)如图为拟通过甲装置除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚，同时利用此装置
产生的电能进行粗铜的精炼。下列说法不正确的是
A．X极为阴极，发生还原反应
B．当电路中有0.2mol电子通过时，Y极质量可能减少3.2gC．A极的电极反应式： +e-= +Cl-
D．工作时，B极附近液体pH值减小
19．(2021·四川成都市·石室中学高三三模)科学家研发出一种新系统，通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发
电化学反应，该装置可有效减少碳的排放，其工作原理如图所示。下列有关说法中不正确的是
A．系统工作时，a极为电源负极，电子从a极流出
B．系统工作时，将电能转化成化学能
C．系统工作时，b极区可能会析出固体
D．系统工作时，b极区的电极反应式为2CO+2H O+2e-=2 +H
2 2 2
20．(2021·黑龙江哈尔滨市·哈九中高三二模)一种电化学“大气固碳”电池工作原理如图所示。该电池充电
时，通过催化剂的选择性控制，只有LiCO 发生氧化，释放出CO 和O。下列说法正确的是
2 3 2 2
A．该电池放电时的正极反应为2Li－2e－＋CO ＝LiCO
2 3
B．图中Li＋的移动方向是充电时的移动方向
C．充电时阳极发生的反应为C＋2LiCO－4e－＝3CO＋4Li＋
2 3 2D．该电池每放、充4mol电子一次，理论上能固定1molCO
2
21．(2021·山东济宁市·高三二模)环氧乙烷是重要的有机合成原料，2020年《Science》报道科研人员研发
了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法。反应在KCl电解液的流动池中进行，工作原理如图。
电解结束后，将阴阳极电解液输出混合，便可生成环氧乙烷。下列说法错误的是
A．整个过程中，氯离子浓度一直不变
B．离子交换膜应为阴离子交换膜
C．泡沫镍电极为阳极，连接电源正极
D．当生成0.5 mol环氧乙烷时，阴极区溶液质量减少36.5 g
22．(2021·福建南平市·高三二模)利用微生物燃料电池 处理氨氮废水原理如图。下列叙述正确的是
A．微生物燃料电池工作时外电路的电流方向为
B． 极的电极反应式：
C．理论上参与反应的 和 的物质的量之比为
D．移去质子交换膜，可提高厌氧微生物电极的性能
23．(2021·江西高三二模)双极膜是一种复合膜，在直流电场的作用下，复合层间的HO解离成H+和OH-，
2
并实现定向移动。该技术对淡水缺乏的地区有重大的意义，下图利用双极膜组合电解法模拟海水淡化，下列说法正确的是
A．Y极接电源的正极
B．电路中通过0.1mol电子时，则NaCl溶液质量减少5.85g
C．OH-移向双极膜的右侧
D．X极的电极反应式为：4OH-+4e-=O ↑+2H O
2 2
24．(2021·北京高三一模)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
原理如下图所示。下列说法不正确的是
A．加入HNO 降低了正极反应的活化能
3
B．电池工作时正极区溶液的pH降低
C．当有 反应时，有 被还原
D．负极反应为
25．(2021·山东日照市·高三三模)包覆纳米硅复合材料(GS-Si)的可充电石墨烯电池工作原理如图所示。放电
时，GS-Si包覆石墨烯电极上的物质变化为：C Li→C Li ；多元含锂过渡金属氧化物电极上的物质变化为：
6 6 1-x
Li MO →LiMO ，下列说法错误的是
1-x 2 2A．放电时，胶状聚合物电解质和固体电解质的作用均为传导离子，构成闭合回路
B．若放电前两个电极质量相等，转移0.1mol电子后两个电极质量相差0.7g
C．充电时，与正极连接的电极反应为LiMO -xe-=Li MO +xLi+
2 l-x 2
D．为保护电池，GS-Si包覆石墨烯的电极反应不能进行至C Li-e-=C +Li+
6 6
26．(2021·广东汕头市·高三二模)2021年3月5日，李克强总理在国务院政府报告中指出，扎实做好碳达峰、
碳中和各项工作。科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO 转化为CO，实现
2
节能减排的目标。如图所示，下列有关说法正确的是
A．N极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．阳极的电极反应式为CO+2e-+2H+=CO+H O
2 2
D．理论上该装置在工作时，HPO 与KH PO 缓冲溶液的pH保持不变
3 4 2 4
27．(2021·陕西西安市·高三二模)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。下列说法中不
正确的是A．铅合金与电源负极相连
B．阴极的主要电极反应式为 +6e-+6H+→ +2H O
2
C．每转移1 mole-时，阳极电解质溶液的质量减少9 g
D．反应一段时间后阳极区pH不变
28．(2021·河北石家庄市·高三二模)我国科学家报道了如图所示的可充电Na—Zn双离子电池体系。下列说
法正确的是
A．充电时，a为电源正极
B．充电时，Na+从正极中脱出进入溶液
C．放电时，负极附近溶液的碱性增强
D．放电时，正极反应式为Na MnO +xe-=Na MnO +xNa+
0.6 2 0.6-x 2
29．(2021·河南郑州市·高三三模)中国科学院唐永炳团队设计的新型铝一石墨双离子电池，工作原理如图，
其放、充电的反应为：AlLi+C (PF ) LiPF +xC+Al，下列说法正确的是
x 6 6A．放电时锂离子向负极移动
B．充电时阳极反应为Al-3e-=Al3+
C．该电池负极和正极的铝均未参与电极放电
D．该电池可用LiPF 水溶液做电解质溶液
6
30．(2021·浙江杭州市·高三三模)某课外研究小组设计了一款可充电电池，在两惰性电极(多孔碳棒)上加装
两个玻璃罩，装置如图所示。先关闭K，打开K，工作一段时间后，再打开K，关闭K。下列说法不正
1 2 1 2
确的是
A．打开K，关闭K 时，Na+向B极迁移
1 2
B．该装置电解过程总反应方程式为：2HO 2H+O
2 2 2
C．电极A发生还原反应过程中，A区域碱性增强
D．关闭K，打开K，转移2mol电子，左池增重44g
1 2
31．(2021·四川绵阳市·高三三模)我国电动汽车产业发展迅猛，多种车型采用三元锂电池，该电池放电时工
作原理如图所示。下列说法错误的是A．无论充电或放电，A极电势均低于B极
B．充电时，外电路中流过0.1mol电子，A极质量减少0.7g
C．放电时，正极反应为Li Ni Co MnO＋aLi＋＋ae-=LiNi Co MnO
1-a x y z 2 x y z 2
D．失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生，实现循环利用
32．(2021·四川成都市·高三三模)锂空气电池因其比能量非常高，具有广阔应用前景。下图是两种不同的锂
空气(Li-O )电池，下列分析错误的是
2
A．放电时图1中电流从a电极经电解液流回b电极
B．放电时，两种电池负极反应式均为：Li-e-=Li+
C．转移相同电子，两种电池正极产物的物质的量相同
D．两种不同的锂空气电池比能量不同
33．(2021·山东滨州市·高三二模)科学家利用垃圾渗透液研发出新型环保电池，实现发电、环保二位一体化
结合的装置如图。当该装置工作时，下列说法正确的是
A．盐桥中K+向X极移动，Cl-向Y极移动
B．电路中流过3.75 mol电子时，产生N 的体积为22.4 L(标准状况)
2
C．电流由X极沿导线流向Y极
D．Y极反应式为2 +10e-+12H+=N ↑+6H O
2 2
34．(2021·四川内江市·高三三模)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、KZn(OH) ]在液泵推动下不断流动，发生以下反应：Zn+2NiOOH+2HO+2OH-
2 4 2
+2Ni(OH)
2
下列说法正确的是
A．充电时，电极B的质量减少
B．放电时，阴离子迁移方向：电极A→电极B
C．充电时，电极B的反应式：NiOOH+e-+H O=Ni(OH) +OH-
2 2
D．储液罐中的KOH浓度增大时，能量转化形式：化学能→电能
35．(2021·福建厦门市·高三三模)我国研制的碱性锌铁液流电池工作原理如图。下列说法不正确的是A．充电时，a电极反应式为
B．充电时，b电极区pH增大
C．理论上，每消耗6.5gZn，溶液中将增加0.1
D．采用带负电隔膜可减少充电时产生锌枝晶破坏隔膜
36．(2021·福建高三模拟)近日，南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTs-
COOH)为正极催化剂构建了可充电K-CO 电池(如图所示)，电池反应为4KSn+3CO 2KCO+C+4Sn，其中
2 2 2 3
生成的KCO 附着在正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下列⇌说法正确的是
2 3A．充电时，阴极反应为2KCO+C-4e-=4K++3CO ↑
2 3 2
B．电池每吸收22.4LCO ，电路中转移4mole-
2
C．放电时，内电路中电流由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs-COOH
D．为了更好的吸收温室气体CO，可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质
2
37．(2021·山东高三三模)有一种清洁、无膜的氯碱工艺，它利用含有保护层的电极(
)中的Na+的嵌入和脱掉机理，分两步电解生产H、NaOH和Cl 其原理如图所
2 2.
示，下列说法错误的是
A．钠离子的嵌入反应是还原反应：
B．电极b和c所连接的直流电源的电极相同
C．第1步结束后， 电极必须用水洗涤干净后，再用于第2步
D．第一步中的Na+浓度始终保持不变
38．(2021·山东潍坊市·高三模拟)某光电催化反应器如图所示，M电极是 电极是 .通过光
解水，可由 制得异丙醇，下列说法错误的是A．M极是电池的正极
B．N极的电极反应为
C．M极选用的电化学催化剂对于析氢反应有高选择性
D．生成 异丙醇，则有 通过合成蛋白质纤维膜
39．(2021·山东济南市·高三二模)用质子导体固体氧化物燃料电池(P—SOFC)脱氢可得丙烯，可实现“烯烃
—电力”联产。
下列说法正确的是
A．催化剂促进电能转变为化学能
B．O2-由负极迁移至正极
C．负极上发生的电极反应为C H-2e-=C H+2H+
3 8 3 6
D．电池总反应为2C H+O =2C H+2H O
3 8 2 3 6 2
40．(2021·山东青岛市·高三二模)新型 双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图。当闭合 时，发生反应为 ，下列关于该
电池说法错误的是
A．当闭合 时，出现图示中 移动情况
B．放电时正极的电极反应式为
C．可以通过提髙 、 溶液的酸度来提髙该电池的工作效率
D．若 ，则 中 与 的个数比为
