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专题27 电化学中的“有机”及“晶体”的综合
1．（2025·福建莆田·二模）一种电催化羧酸与芳香酮化合物生成酯的装置(以碘化钾为电解质和催化剂，二甲基
亚砜作溶剂)如下图所示。下列说法正确的是( )
A．b 为电源正极
B．工作时，K+移向碳棒
C．工作时，总反应：
D．工作时，碳棒的电极反应式：
2．（2025·河南新乡·三模）我国科学家利用Pt 和
纳米颗粒催化剂完成硝基芳烃上硝基的选择性加氢，原
理如图所示：
下列有关说法错误的是( )
A．Pt 为负极
B．电池工作时，
从左向右通过质子交换膜
C．
极的电极反应式为
D．Pt 和
位置互换，原电池依然能正常工作
3．（2025·山东烟台·二模）我国科学家设计了一套电化学装置，能够同时实现苯酚的无害化处理和电催化合成
，其工作原理如图。下列说法错误的是( )
A．膜Ⅰ为阳离子交换膜
B．电子由d 经外电路移动到a
C．c 极的电极反应为
D．b 极区每消耗1mol 苯酚，可合成7mol
4．（2025·福建厦门·二模）以废塑料
(聚丁二酸丁二酯)和生物质源马来酸(
)为原料无膜
共电解生产琥珀酸(
)的工作原理如图。下列有关说法正确的是( )
A．
的水解反应为
B．阳极电极反应式为：
C．理论上电解过程转移
，最终至少可获得
琥珀酸
D．若略去碳酸化步骤，可简化分离提纯过程并提高经济效益
5．我国科技工作者设计了一种CO2转化的多功能光电化学平台，实现了CO 生产与塑料到化学品的协同转化，
其原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．光催化电极的电势：a>b
B．电池工作时，负极区溶液的pH 减小
C．正极区的电极反应为CO2＋2e－＋2HCO===CO＋2CO＋H2O
D．当电路中通过1 mol 电子时，正极区溶液质量增大39 g
6．某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是( )
A．放电时，正极电极反应为
＋H2O－2e－===
＋2H＋
B．放电时，Co0.2Ni0.8(OH)2转化为Co0.2Ni0.8OOH
C．充电时，K＋通过交换膜从左室向右室迁移
D．充电时，阴极电极反应为
＋2H2O＋2e－===
＋2OH－
7．一种新型醌类(
)酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性。该电池工作示意图如下，
下列说法错误的是( )
A．放电时，a 极周围溶液pH 增大
B．c 为阴离子交换膜，d 为阳离子交换膜
C．充电时，中间室K2SO4溶液浓度增大(假设溶液体积保持不变)
D．充电时b 极电极反应式为
＋2H2O＋2K＋＋4e－===
＋2OH－
8．利用下图的电化学装置，可实现
对CO2的固定。下列说法错误的是 ( )
A．ClO 向b 电极移动 B．a 电极的电极反应式为
C．电解过程中有H＋生成 D．b 电极的Pt 用Cu 代替后总反应不变
9．科研人员以间硝基甲苯为原料，采用间接成对电解方法合成间氨基苯甲酸。两极材料分别采用Pb、PbO2，
电解质溶液为H2SO4溶液。反应的原理示意图如下，下列说法不正确的是( )
A．a 电极为电解池阴极
B．b 电极反应式为2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O＋14H＋
C．1 mol 间硝基甲苯氧化为1 mol 间硝基苯甲酸时，转移8 mol e－
D．产品
既可与酸反应，也可与碱反应
10．间接电解法合成苯甲醛的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极a 与电源负极相连
B．氧化池中产生的苯甲醛对a 极反应没有干扰
C．电解结束后，电解池阴极区溶液pH 升高(忽略溶液体积变化)
D．“氧化池”中发生反应：
＋4Mn3＋＋H2O
＋4Mn2＋＋4H＋
11．利用燃料电池原理可处理高浓度的氨氮废水，同时电解含有苯酚、乙腈(CH3CN)的水溶液合成扑热息痛(
)，装置如图所示，其中a、b 的电极材料为石墨。下列说法正确的是( )
A．溶液中的H＋由甲室向乙室迁移
B．工作一段时间后，甲室溶液pH 下降
C．乙室每产生1 mol N2，a 电极理论上可产生H2 33.6 L(标准状况下)
D．丙室中反应的总方程式为
12．水系有机液流电池作为大规模储能技术，在实现可再生能源高效利用方面展现出良好的应用潜力。一种新
型有机液流电池的工作原理如图。下列说法不正确的是( )
A．放电时，正极反应式为[Fe(CN)6]3－＋e－===[Fe(CN)6]4－
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．充电时，阴极的电极反应式为
D．通过增大泵的功率提高液体的流速，可以增大电池的电流量
13．由辛二腈[CN(CH2)6CN]制备巴豆腈(2－丁烯腈，即CH3CH==CHCN，非气态)的原理如图所示，下列说法正
确的是( )
已知：电流效率＝×100%。
A．催化电极a 与电源负极相连，电势：催化电极a<催化电极b
B．电子移动方向：催化电极a
电源
催化电极b
阴离子交换膜
催化电极a
C．催化电极b 上发生反应2HCO＋2e－===H2↑＋2CO
D．若催化电极b 上生成7 mol 气体时，催化电极a 生成15 mol 气体，则电流效率约为93%
14．光电催化CO2还原为含C 化合物，不仅实现了CO2的高效转化和利用，并且为合成碳氢化合物提供了一条
新的途径，其工作原理如下。下列分析错误的是( )
A．装置中隔膜为质子交换膜
B．该装置的能量来源是光能和电能
C．阴极产生乙烯的电极反应为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O
D．每产生32 g 氧气，电路中转移电子数为4NA
15．某大学化学团队合成了高曲率的NiCo2O4纳米针尖电极催化剂，实现了溴自由基介导的环氧氯丙烷无膜电
合成，其工作原理如图所示。已知：NiCo2O4具有较低的·OH 和·Br 生成能垒、较高的·OH 氧化的能垒和固定
的Br 吸附位点，同时抑制析氧和析溴竞争反应。下列说法错误的是( )
A．电极a 接电源的正极
B．Ⅱ可能为
C．由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为
D．当合成1 mol 环氧氯丙烷时，至少有22.4 L H2(标准状况)生成
16．环氧乙烷(
，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO 的原理示意图如下。一定
条件下，反应物按一定流速通过该装置。电解效率η 和选择性S 的定义分别为：
η(B)＝×100%，S(B)＝×100％。下列说法错误的是( )
A．阳极室产生Cl2后发生的反应有Cl2＋H2O
HClO＋HCl
B．a 为KOH 和KCl 混合溶液
C．当乙烯完全消耗时，测得η(EO)＝60％，S(EO)＝90％，假设没有生成EO 的乙烯全部在阳极放电生成
CO2，则η(CO2)＝30％
D．制备环氧乙烷总反应为CH2==CH2＋H2O――――→
＋H2
17．英国剑桥大学模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O 和CO2 转化为O2 和燃料
(C3H8O)。下列说法正确的是( )
A．CO2中心原子采取sp2杂化 B．b 电极电势低于a 电极
C．该装置工作时，H＋从b 极区向a 极区迁移 D．每生成1 mol O2有44 g CO2被还原
18．电有机合成是一种应用广泛的新型有机合成方法。某种3-氯-4-氨基苯酚的电有机合成装置如图所示,下列说
法正确的是( )
A．b 与外接电源的正极相连
B．Pb 电极的电极反应式：Pb－2e－===Pb2+
C．电解一段时间后，阴、阳两极室中电解质溶液的质量均增大
D．理论上每生成1 mol
，电路中转移 4 mol e－
19．我国科学家通过Cu2O 超低电位下电催化硝酸盐与甲醛的耦合反应，实现了处理污染物的同时产生增值化学
品，其原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．电极的电势：Cu2O 电极a＞Cu2O 电极b
B．当电源的电压过大时，阳极可能会产生氧气
C．阳极区发生的总反应为HCHO＋3OH－－2e－===HCOO－＋2H2O
D．当电路中转移2 mol e－时，Cu2O 电极a 的质量会增加52 g
20．乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通
电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。下列说法错误的是( )
A．a 极电势高于b 极
B．a 极为电源负极
C．当有0.5 mol 离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为18.5 g
D．乙二醛被氧化的化学方程式：
＋H2O＋Cl2
＋2HCl
21．LiMn2O4为尖晶石型锰系锂离子电池材料，其晶胞由8 个立方单元组成，这8 个立方单元可分为A、B 两种
类型(如图所示)。电池充电过程的总反应可表示为LiMn2O4＋C6===Li1－xMn2O4＋LixC6。已知：充、放电前后
晶体中锰的化合价只有＋3、＋4，分别表示为Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)。下列说法不正确的是( )
A．每个晶胞含8 个Li＋
B．B 立方单元中Mn、O 原子个数比为1∶2
C．放电时，正极反应为Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4
D．若x＝0.6，则充电后材料中Mn(Ⅲ)与Mn(Ⅳ)的数目比为1 4∶
22．镍钴锰三元材料中Ni 为主要活泼元素，镍钴锰电极材料可表示为Li1－nNixCoyMnzO2，x＋y＋z＝1，通常简
写为Li1－nMO2，Ni、Co、Mn 三种元素分别显＋2、＋3、＋4 价。下列说法正确的是( )
A．放电时Ni 元素最先失去电子
B．在Li1－nMO2材料中，若x∶y∶z＝2 3 5
∶∶，则n＝0.3
C．可从充分放电的石墨电极中回收金属锂
D．充电时，当转移n mol 电子，两极材料质量差为14n g
23．LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O 围绕Fe 和P 分别形成正八面体和四面体。电池充放电时，
LiFePO4脱出或嵌入Li＋，结构示意图如(b)所示。下列说法正确的是( )
A．每个Li1－xFePO4晶胞中Li＋个数为1－x
B．图(b)中x＝0.187 5
C．图(b)中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝3 13
∶
D．当FePO4转化为Li1－xFePO4时，每转移电子(1－x) mol，嵌入4(1－x) mol Li＋
24．硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过
程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．当1 mol ZnmS 完全转化为ZnnS 时，转移电子数为2 mol
B．在ZnmS 体对角线的一维空间上会出现“
”的排布规律
C．当ZnmS 完全转化为LixZnyS 时，每转移6 mol 电子，生成3 mol LiZn(合金相)
D．若Li2S 的晶胞参数为a nm，则EF 间的距离为a nm
25．通过Zn2＋在MnO 晶体(正极)中嵌入和脱嵌，实现电极材料充放电的原理如图所示。下列说法正确的是(
)
A．①为MnO 活化过程，其中Mn 的价态不变
B．每个Mn0.61 0.39O 晶胞中含有0.61 个Mn2＋
C．②代表充电过程，③代表放电过程
D．每个Mn0.61 0.39O 晶胞完全转化为ZnxMn0.61 0.39O 晶胞，转移电子数为8x
26．磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为
LixC6＋Li1－xFePO4===6C＋LiFePO4。图1 为某磷酸铁锂电池的切面，图2 为LiFePO4晶胞充放电时Li＋脱出和
嵌入的示意图。其中O 围绕Fe 和P 分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。
下列说法错误的是( )
A．放电时，负极反应：LixC6－xe－===xLi＋＋6C
B．(a)过程中1 mol 晶胞转移的电子数为NA
C．(b)代表放电过程，Li＋脱离石墨，经电解质嵌入正极
D．充电时的阳极反应：LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋
27．某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B 两种正方体单元构成，且两种正方体单元中氧离子的空
间位置相同。通过Li+嵌入或脱嵌该晶胞的棱心和体心，可将该晶体设计为纳米硅基锂电池的正极材料
LiFemOn/Li1－xFemOn (m、n 为正整数)，已知：脱嵌率＝×100%。
下列关于纳米硅基锂电池的说法不正确的是( )
A．当Li+嵌入晶胞体心和所有棱心时，该锂电池正极材料的化学式为LiFe6O8
B．若该锂电池正极材料中n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝5∶7，则Li+的脱嵌率为75%
C．该锂电池充电时阳极发生的反应为LiFemOn－xe－===Li1－xFemOn＋xLi＋
D．该锂电池放电时，每转移2 mol e－，正极材料增重14 g
28．
电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车.某新能源汽车的电池负极材料是
石墨，正极材料
.正极材料充放电过程中晶胞结构变化如图所示.其中O 围绕Fe 和P 分别形成正八面
体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列叙述不正确的是( )
A．(a)
(c)的过程是电池充电过程
B．(b)
(a)的电极反应式为：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C．每个图（a）晶胞中含有LiFePO4的单元数有4 个
D．图(b)中n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝3∶13
29．钠硒电池是一类以单质硒或含硒化合物为正极、金属钠为负极的新型电池，具有能量密度大、导电率高、
成本低等优点。以Cu2－xSe 填充碳纳米管作为正极材料的一种钠硒电池工作原理如图所示，充放电过程中正
极材料立方晶胞内未标出因放电产生的0 价Cu 原子。下列说法错误的是( )
A．每个Cu2－xSe 晶胞中Cu2+个数为4x
B．在Na2Se 晶胞结构中，Se2－占据的位置是顶点和面心
C．充分放电时，正极的电极反应式为Cu2－xSe＋2Na+＋2e－===Na2Se＋(2－x)Cu
D．充电时外电路中转移lmol 电子，两极质量变化差为23 g
30．硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过
程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．m＞n
B．充电过程中ZnmS 转化成LixZnyS 的电极反应式为4ZnS＋6Li+＋6e－===3Zn＋4Li1.5Zn0.25S
C．Li2S 晶胞中，S 在晶胞中的配位数为12
D．若Li2S 的晶胞参数为a nm，则EF 间的距离a nm
31．铈的氧化物(X)中存在O 空位，能填充Li+，因此可用作锂离子电池的正极材料，放电时可转化为Y，X、Y
的晶胞结构如图所示，Y 中无O 空位。下列说法正确的是( )
A．Li+具有8e－稳定结构 B．Y 的化学式为LiCe2O3
C．充电时，正极上的锂的化合价降低 D．X 中O 填入Ce 堆积产生的四面体空隙中，填隙率为100%
1．（2025·陕西、山西青海、宁夏卷）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电
极b 表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是( )
A．电解时，
从右室向左室移动
B．电解总反应：
C．以
为原料，也可得到TQ
D．用
标记电解液中的水，可得到
2．(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu 电催化剂，用H2C2O4和NH2OH 电化学催化合成甘氨酸，
原理如图，双极膜中H2O 解离的H+和OH－在电场作用下向两极迁移。已知在KOH 溶液中，甲醛转化为
HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－
[OCH2O]2－＋H2O。Cu 电极上发生的电子转移反应为
[OCH2O]2－－e－＝HCOO－＋H·。下列说法错误的是( )
A．电解一段时间后阳极区c(OH－)减小
B．理论上生成1 mol H3N+CH2COOH 双极膜中有4 mol H2O 解离
C．阳极总反应式为2HCHO＋4OH－－2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O
D．阴极区存在反应H2C2O4＋2H+＋2e－＝CHOCOOH＋H2O
3．(2024·黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问
题，科技工作者设计耦合HCHO 高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。下列说法错误的是( )
A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5 倍
B．阴极反应：2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑
C．电解时OH−通过阴离子交换膜向b 极方向移动
D．阳极反应：2HCHO＋4OH－－2e−＝2HCOO－＋2H2O＋H2↑
4．(2024·湖南卷)在KOH 水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所
示，下列说法正确的是( )
A．电解时，OH－向Ni 电极移动 B．生成C6N16
4－的电极反应：2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6N＋8H2O
C．电解一段时间后，溶液pH 升高 D．每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16
5．(2024·江西卷)我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子
(如图)。下列说法正确的是( )
A．CuAg 电极反应为2HCHO＋2H2O－4e－＝2HCOO－＋H2↑＋2OH－
B．CuRu 电极反应为NO＋6H2O＋8e－＝NH3↑＋9OH－
C．放电过程中，OH－通过质子交换膜从左室传递到右室
D．处理废水过程中溶液pH 不变，无需补加KOH
6．(2024·黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1 是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；
晶胞2 是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A．结构1 钴硫化物的化学式为Co9S8 B．晶胞2 中S 与S 的最短距离为a
C．晶胞2 中距Li 最近的S 有4 个 D．晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体
7．(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和导电时Li＋迁移
过程如下图所示。已知该氧化物中Ti 为＋4 价，La 为＋3 价。下列说法错误的是( )
A．导电时，Ti 和La 的价态不变
B．若x＝，Li＋与空位的数目相等
C．与体心最邻近的O 原子数为12
D．导电时、空位移动方向与电流方向相反
8．(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产
物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A．析氢反应发生在IrOx－Ti 电极上
B．Cl－从Cu 电极迁移到IrOx－Ti 电极
C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2O
D．每转移1 mol 电子，阳极生成11.2 L 气体(标准状况)
9．(2023·重庆卷)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意
图。下列叙述 错误的是( )
A．电极a 为阴极
B．H+从电极b 移向电极a
C．电极b 发生的反应为：
D．生成3 mol 半胱氨酸的同时生成1 mol 烟酸
10．(2023·河北卷)我国科学家发明了一种以
和
为电极材料的新型电池，其内部结构如下
图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料
转化为
。下列说法错误的是( )
A．充电时，b 电极上发生还原反应
B．充电时，外电源的正极连接b 电极
C．放电时，①区溶液中的SO 向②区迁移
D．放电时，a 电极的电极反应式为MnO2＋4H+＋2e－===Mn2＋＋2H2O
11．(2022·重庆卷)硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要
成分及反应过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．惰性电极2 为阳极 B．反应前后WO、WO 数量不变
C．消耗1 mol 氧气，可得到1 mol 硝酮 D．外电路通过1 mol 电子，可得到1 mol 水
12．(2022·山东卷)(多选)Cu2－xSe 是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成
变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0 价Cu 原子。下列说法正确的是( )
A．每个Cu2－xSe 晶胞中Cu2＋个数为x
B．每个Na2Se 晶胞完全转化为Cu2－xSe 晶胞，转移电子数为8
C．每个NaCuSe 晶胞中0 价Cu 原子个数为1－x
D．当NayCu2－xSe 转化为NaCuSe 时，每转移(1－y) mol 电子，产生(1－x) mol Cu 原子
答案及解析
1.【答案】C
【分析】由图可知，碳棒电极上碘离子失去电子生成碘原子，则a 为正极，铂片上氢离子得到电子生成氢气，
则b 电极为负极，以此解题。
【详解】A．由分析可知，b 电极为负极，A 错误；
B．由分析可知，碳棒为阳极，铂片为阴极，电解池中阳离子向阴极移动，则K+移向铂片，B 错误；
C．由图可知，工作时，总反应：
，C 正确；
D．由分析可知，碳棒电极上碘离子失去电子生成碘原子，电极反应式为：
，D 错误；
故选C。
2.【答案】D
【分析】Pt 电极上H2发生氧化反应生成H+，故Pt 为负极，Fe2O3为正极。
【详解】A．由上述分析可知Pt 为负极，A 正确；
B．原电池中阳离子向正极定向移动，故
从左向右通过质子交换膜，B 正确；
C
．
硝
基
苯
在
极
发
生
还
原
反
应
生
成
苯
胺
，
故
电
极
反
应
式
为
，C 正确；
D．Pt 和
位置互换后，就会失去相应的催化能力，影响电池的正常工作，D 错误；
故答案选D。
3.【答案】C
【分析】左侧
具有氧化性，苯酚具有还原性，有自发的氧化还原反应，所以左侧装置是原电池，右侧装
置是电解池，a 极发生电极反应：
，得电子，发生还原反应，所以a 为正
极，b 极苯酚被氧化为CO2，发生氧化反应，b 是负极，c 是阴极，d 是阳极。
【详解】A．a 极发生电极反应：
，得电子，发生还原反应，a 为正极，为
维持溶液电中性，阳离子要透过膜Ⅰ向阴极区移动，所以膜Ⅰ为阳离子交换膜，A 正确；
B．a 是正极，b 是负极；d 是阳极，c 是阴极；电子在外电路中从阳极流向正极，即由阳极d 经外电路移动到正
极a，B 正确；
C．c 极的电极反应为
，C 错误；
D．b 极区每消耗1mol 苯酚，根据化学方程式
转移28mol 电子，d 极的电极
反应为
，转移28mol 电子时，可合成7mol
，D 正确；
故选C。
4.【答案】C
【分析】
由图可知，左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水，
电极反应式为Ni(OH)2—e—+ OH—=NiOOH+H2O，放电生成的碱式氧化镍碱性条件下与丁二醇反应生成氢氧化镍、
丁二酸根离子和水，离子方程式为
+8NiOOH+2OH—
+8Ni(OH)2；右侧电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H+
+2e—=H2↑，放电生成的氢气与
反应生成
，
+H2
，反应得到的溶液经碳酸化、盐酸沉淀得到琥珀酸。
【详解】
A．由结构简式可知，聚丁二酸丁二酯一定条件下发生水解反应生成丁二酸和丁二醇，反应的化学方程式为
，故A 错误；
B．由分析可知，左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化
镍和水，电极反应式为Ni(OH)2—e—+ OH—=NiOOH+H2O，故B 错误；
C．由题意可知，聚丁二酸丁二酯水解生成1mol 丁二醇时，生成1mol 丁二酸，由分析可知，电解过程转移
8xmol 电子时，阳极消耗xmol 丁二醇、生成xmol
，阴极生成4xmol
，所以理论上生成琥珀酸的物质的量为6xmol，故C 正确；
D．由图可知，向溶液中通入二氧化碳碳酸化时，二氧化碳转化为碳酸氢钠，说明电解所得溶液呈碱性，若略
去碳酸化步骤，会使盐酸沉淀步骤消耗盐酸的量增大，导致经济效益降低，故D 错误；
故选C。
5．D。解析：根据光催化电极a 上CO2转化为CO，发生还原反应，知a 为正极，则b 为负极，光催化电极的电
势：a＞b，A 正确；负极上
降解为
和HOCH2CH2OH，
HOCH2CH2OH 发生氧化反应转化为
HOCH2COO－，电极反应式为HOCH2CH2OH－4e－＋5OH－===HOCH2COO－＋4H2O，负极区消耗OH－，溶液的
pH 减小，B 正确；正极区CO2转化为CO，电极反应为CO2＋2e－＋2HCO===CO＋2CO＋H2O，C 正确；由正、
负极的电极反应及电解液保持电中性知，当电路中通过1 mol 电子时，正极区溶液增加0.5 mol O，同时1 mol K
＋通过阳离子交换膜进入正极区，溶液质量增大8 g＋39 g＝47 g，D 错误。
6．D。解析：放电时，负极发生氧化反应，
转化为
，所以放电时，Rh/Cu 是负极，A 错误；
放电时，正极得电子，Co0.2Ni0.8OOH 转化为Co0.2Ni0.8(OH)2，B 错误；充电时，阳离子向阴极移动，充电时，
Rh/Cu 是阴极，K＋通过交换膜从右室向左室迁移，C 错误
7．C。解析：由题干图示信息可知，放电时a 电极上MnO2转化为Mn2＋，发生还原反应，则a 为正极，电极反
应为MnO2 ＋2e －＋4H ＋===Mn2 ＋＋2H2O ，b 电极为负极，发生氧化反应，电极反应为
，此时阳离子移向正极，阴离子移向负极，则c 交换膜为阴离子
交换膜即SO4
2－进入中间K2SO4室，d 为阳离子交换膜，K＋进入中间K2SO4室，据此分析解题。A.由分析可知，
放电时，a 为正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，则a 极周围溶液pH 增大，A 正确；B.由分
析可知，c 为阴离子交换膜，d 为阳离子交换膜，B 正确；C.由分析可知，充电时，a 为阳极，b 为阴极，c 为阴
离子交换膜，d 为阳离子交换膜，则中间室中SO4
2－经c 膜进入a 电极室，K＋经d 膜进入b 电极室，导致中间室
K2SO4 溶液浓度减小，C 错误；D. 由分析可知，放电时b 电极为负极，电极反应为
，充电时
b
极为阴极，电极反应式为
，D 正确。
8．D。解析：a 电极上
和CO2得电子，发生还原反应，则a 电极为阴极，则b 电极为阳极，发生氧化
反应，水放电生成O2和H＋，据此分析解题。电解池阳极吸引阴离子，ClO 向b 电极移动，故A 正确；a 电极上
和CO2得电子，电极反应式为
，故B 正确；b 电极为阳极，
发生氧化反应，水放电生成O2和H＋，故C 正确；b 电极为阳极，Pt 用Cu 代替后，Cu 放电生成Cu2＋，故D 错
误。
9．C。解析：由题图可知，a 电极上TiO2＋
Ti3＋发生得电子的还原反应，则a 电极为电解池的阴极，TiO2＋在
阴极得到电子发生还原反应生成Ti3＋，电极反应
式为TiO2＋＋e－＋2H＋===Ti3＋＋H2O，阴极区中Ti3＋与间硝基苯甲酸在酸性条件下反应生成间氨基苯甲酸、TiO2
＋和水，反应的离子方程式为
＋6Ti3＋＋6H＋
＋6TiO2＋＋2H2O，b 电极为阳极，水
分子作用下铬离子在阳极失去电子发生氧化反应生成重铬酸根离子和氢离子，电极反应式为2Cr3＋－6e－＋
7H2O===Cr2O＋14H＋，阳极槽外中重铬酸根离子与间硝基甲苯在酸性条件下反应生成间硝基苯甲酸，反应的离
子方程式为
＋Cr2O＋8H＋===
＋2Cr3＋＋5H2O，电解时，氢离子通过阳离子交换膜由阳
极区进入阴极区，据此作答。由分析可知，a 电极为电解池的阴极，故A 正确；由分析可知，电解时b 电极反
应为2Cr3＋－6e－＋7H2O===Cr2O＋14H＋，故B 正确；由分析可知生成1 mol Cr2O 转移电子为6 mol，则1 mol
间硝基甲苯氧化为1 mol 间硝基苯甲酸时，转移电子为6 mol，故C 错误；
中的氨基呈碱性，可与
酸反应，羧基呈酸性，可与碱反应，故D 正确。
10．D。解析：根据装置图，a 电极发生氧化反应，电极反应：Mn2＋－e－===Mn3＋，则a 电极为阳极，与电源正
极相连，b 为阴极，与电源负极相连。A.据分析可知电极a 是阳极，与电源正极相连，A 错误；B.苯甲醛有强还
原性容易在电解池阳极上放电，所以用有机溶剂分离出苯甲醛，避免其在电解池中放电发生副反应引起干扰，
B 错误；C.电解过程中阴极电极b 发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，同时电解质溶液中有等量的H＋通过质子交换
膜进入阴极区，从而电解池阴极区溶液的pH 几乎不变(忽略溶液体积变化)，C 错误；D.阳极电解生成的Mn3＋进
入“氧化池”，将甲苯氧化为苯甲醛，化学方程式：
＋4Mn3＋＋H2O
＋4Mn2＋＋4H＋，D
正确。
11．D。解析：燃料电池甲通入空气为正极，发生得电子的还原反应，乙中铵根离子发生氧化反应生成氮气，
为负极；与燃料电池正极相连的b 极为电解池阳极，与燃料电池负极相连的a 极为电解池阴极；A.原电池中阳
离子由负极移向正极，即溶液中的H＋由乙室向甲室迁移，A 错误；B.甲室为燃料电池正极，电极反应：O2＋4e
－＋4H＋===2H2O，溶液pH 增大，B 错误；C.乙室每产生1 mol N2，转移电子6 mol 电子，根据得失电子守恒，
可生成标准状况下3 mol H2，对应气体体积67.2 L(标准状况下)，C 错误；D.丙室中反应的总方程式为
，D 正确。
12．B。解析：由题图中[Fe(CN)6]3－＋e－===[Fe(CN)6]4－是放电时发生的还原反应知，多孔碳电极A 为正极，多
孔碳电极B 为负极；充电时，多孔碳电极B 为阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为
，阳离子通过阳离子交换膜从左室向右室移动。由分析可知A、C 正
确，B 错误；通过增大泵的功率提高液体的流速，提高氧化剂、还原剂的流速，转移更多的电子，可以增大电
池的电流量，D 正确
13．C。解析：电解池中催化电极a 为阳极，发生反应CN(CH2)6CN－2e－＋2HCO===CH3CH==CHCN＋2CO2↑＋
2H2O；催化电极b 为阴极，发生反应2HCO＋2e－===H2↑＋2CO。催化电极a 为阳极，与电源正极相连，则电势
为催化电极a>催化电极b，A 错误；电子不经过内电路，因此电子移动方向为催化电极a
电源
催化电极
b，B 错误；催化电极b 为阴极，发生反应2HCO＋2e－===H2↑＋2CO，C 正确；由2HCO ＋2e－===H2↑＋2CO 可
知，催化电极b 上生成7 mol 气体时，电解池转移电子的物质的量为14 mol，催化电极a 上发生主反应
CN(CH2)6CN－2e－＋2HCO===CH3CH==CHCN＋2CO2↑＋2H2O(反应中2 mol e－对应2 mol 气体)，发生副反应
4HCO－4e－===O2↑＋4CO2↑＋2H2O(反应中4 mol e-对应5 mol 气体),设主、副反应生成的气体分别为x mol、y
mol,
则
x+y=15,
x+y=14,
联
立
两
式
解
得
x=10,y=5,
因
此
,
电
流
效
率
为
×100%≈71%,D
错
误
。
14．D。解析：阳极发生氧化反应，2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极发生还原反应，CO2还原为含C 化合物。A.
根据图示知，氢离子参与反应，故隔膜为质子交换膜，A 正确；B.根据图示知，该装置的能量来源是光能和电
能，B 正确；C.根据电荷、原子守恒，阴极产生乙烯的电极反应为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O，C 正确；
D.氧气如果只来源于阳极反应，根据2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每产生32 g 氧气，电路中转移电子数为4NA，
但是根据图知，阴极也生成氧气，D 错误。
15．B。解析：左边电极a 为阳极，所以电极a 接电源的正极，A 正确；根据图示，Ⅰ与·OH 结合生成Ⅱ，所以
Ⅱ只能是OHClX，B 错误；根据图示，由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为XClOH＋OH－
ClO＋X－＋H2O，C
正确；当合成1 mol 环氧氯丙烷时，阳极上X－和OH－各失去1 mol 电子，共转移2 mol 电子，根据2H2O＋2e－
===2OH－＋H2↑，转移2 mol 电子时，生成1 mol H2，即22.4 L H2(标准状况)，D 正确。
16．C。解析：由题图可知，通乙烯的电极区氯离子放电生成氯气：2Cl－－2e－===Cl2↑，所以通乙烯的电极为阳
极，阴极区水得电子生成氢气，其电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。A.根据以上分析可知，阳极室产生
Cl2，图中显示Cl2转化为HClO，所以阳极室产生Cl2后发生的反应有Cl2＋H2O
HClO＋HCl，故A 正确；
B.阴极水得电子生成氢气，其电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极生成氢氧根，钾离子通过阳离子交
换膜向阴极定向移动，所以a 为KOH 和KCl 混合溶液，故B 正确；C.设生成的EO 物质的量为a mol，则转化
的乙烯的物质的量为 mol，C2H4中碳元素化合价为－2 价、EO 中碳元素化合价为－1 价，生成EO 转移电子的
物质的量为2a mol，此时转移电子的总物质的量为 mol，转化为二氧化碳的乙烯的物质的量为 mol－a mol＝
mol，由C2H4～2CO2可知，生成的二氧化碳的物质的量为 mol，C2H4中碳元素化合价为－2 价、CO2中碳元素
化合价为＋4 价，假设没有生成EO 的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则η(CO2)＝×100％＝40％，故C 错误；D.
由以上分析可知，由乙烯电解制备EO 时，乙烯转化成EO，水放电生成氢气，所以制备环氧乙烷总反应为
，故D 正确。
17．C。解析：该装置是电解池装置，b 极连接电源正极，b 极为阳极，水转化成氧气，O 元素的化合价升高，
发生失电子的氧化反应，a 极为阴极，CO2得电子发生还原反应生成C3H8O。A.CO2中心C 原子价层电子对数为
2＋＝2，采取sp 杂化，故A 错误；B.b 极为阳极，a 极为阴极，b 电极电势高于a 电极，故B 错误；C.电解池中
阳离子由阳极移向阴极，即H ＋从b 极区向a 极区迁移，故C 正确；D. 电池总的方程式为6CO2 ＋
8H2O===2C3H8O＋9O2，即生成9 mol 氧气，阴极有6 mol 二氧化碳被还原，也就是生成1 mol 氧气，阴极有
mol 二氧化碳被还原，其质量为 mol ×44 g/mol＝g，故D 错误。
18．D。解析：Cu 电极上
发生还原反应生成
，可知Cu 电极是阴极，Pb 电极是阳极，b 与外接
电源的负极相连，故A 错误；Pb 电极是阳极，Pb 电极的电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，故B 错误；转
移2 mol 电子，阳极室有 1 mol SO 转化为PbSO4沉淀，同时有2 mol H+移入阴极室，电解一段时间后，阳极室
中电解质溶液的质量减小，故C 错误；阴极的电极反应式为
+4e-+4H+
+H2O，理论上每生
成1 mol
，电路中转移4 mol e－，故D 正确。
19．D。解析：由题图可知，电极b 上硝酸根还原为氨气，发生还原反应，b 为阴极，a 电极Cu2O 氧化为
Cu(OH)2，发生氧化反应，a 为阳极。A.根据分析，a 为阳极，b 为阴极，故电极的电势：Cu2O 电极a＞Cu2O 电
极b，A 正确；B.当电源的电压过大时，阳极区氢氧根可能会放电产生氧气，B 正确；C.根据分析，阳极a 电极
上Cu2O 氧化为Cu(OH)2，生成的Cu(OH)2与甲醛反应生成甲酸根(碱性环境)和Cu2O，故阳极区发生的总反应为
HCHO＋3OH－－2e－===HCOO－＋2H2O，C 正确；D.当电路中转移2 mol e－时，Cu2O 先转化为Cu(OH)2，
Cu(OH)2与甲醛又生成Cu2O，则电极a 的质量不变，D 错误。
20．B。解析：由题中信息：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合题中装置图，可知阳极生成的Cl2
通入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧，Cl2与乙二醛发生氧化还原反应，生成Cl－移向与a 电极相连的电极，与b
电极相连的电极发生还原反应，生成H2，a 为电源正极，b 为电源负极。根据电解原理，可知阳极发生的电极反
应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极发生还原反应，电极反应方程式为2H＋＋2e－===H2↑。A.据分析，a 电极为电源
正极，b 电极为电源负极，因此a 极电势高于b 极，故A 正确、B 错误；C.根据得失电子守恒有1 mol OHC－
COOH～1 mol Cl2～2 mol e－，则当有0.5 mol 离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为
mol×74 g/mol＝18.5 g，故C 正确；D.氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为
＋H2O＋Cl2
＋2HCl，故D 正确。
21．B。解析：由A 立方单元可知，一个A 中含2 个Li＋，一个晶胞含4 个A，所以每个晶胞含8 个Li＋，A 正
确；由B 立方单元及均摊法可知，B 中Mn 原子个数为1＋6×＝，O 原子个数为8×＋6×＝4，则Mn、O 原子个
数比为∶4＝5 8∶，B 错误；根据充电过程总反应知，放电时，正极Li1－xMn2O4发生还原反应，电极反应为Li1－
xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，C 正确；若x＝0.6，则Li1－xMn2O4为Li0.4Mn2O4，设Mn(Ⅲ)与Mn(Ⅳ)的数目分
别为a、b，则a＋b＝2，0.4＋3a＋4b＝8，解得a＝0.4，b＝1.6，所以Mn(Ⅲ)与Mn(Ⅳ)的数目比为0.4 1.6
∶
＝
1 4∶，D 正确。
22．B。解析：图为原电池时，A 极LinC6，B 极Li1－nMO2，隔膜中X 通过，应该为Li＋，原电池中阳离子定向
移动到正极，故B 为正极，电极反应为Li1－nMO2＋ne－＋nLi＋===LiMO2；A 为负极，电极反应为LinC6－ne－
===nLi＋＋C6，电极总反应为Li1－nMO2＋LinC6===LiMO2＋C6；Ni、Co、Mn 中金属性最强的为Mn，放电时Mn
元素最先失去电子，选项A 错误；在Li1－nNixCoyMnzO2中，x＋y＋z＝1，Ni、Co、Mn 三种元素分别显＋2、＋
3、＋4 价，若x∶y∶z＝2 3 5
∶∶，根据化合物中元素正负化合价的代数和为0 可得：＋1×(1－n)＋(＋2×0.2)＋(＋
3×0.3)＋(＋4×0.5)＋(－2)×2＝0，解得n＝0.3，选项B 正确；A 电极反应为LinC6－ne－===nLi＋＋C6，不能从充
分放电的石墨电极中回收金属锂，选项C 错误；充电时阴极发生反应nLi＋＋C6＋ne－===LinC6，当转移n mol 电
子时，有n mol Li＋进入负极材料中，故理论上负极材料增加n mol Li，质量增加7n g，阳极LiMO2－ne－
===Li1－nMO2＋nLi＋，质量减少7n g，故两极材料质量变化量相差为14n g，由于不知开始时两极质量差，而无
法确定两极质量差，选项D 错误。
23．B。解析：Li＋位于晶胞的顶点、侧面和棱上，故晶胞(b)中Li＋个数＝8×＋3×＋3×＝个，A 错误；对比(a)和
(b)晶胞结构可发现Li1－xFePO4比LiFePO4少了面心的一个Li＋和一个棱上的Li＋，由均摊法计算可知LiFePO4晶
胞的化学式为Li4Fe4P4O16，(b)比(a)少Li＋＝×1＋1×＝0.75，则Li1－xFePO4晶胞为Li3.25Fe4P4O16，所以(1－x) 1∶＝
3.25 4∶，x＝0.187 5，B 正确；设Fe2＋、Fe3＋数目分别为x、y，则x＋y＝1，根据化学式中正负化合价绝对值相等
则(1－0.187 5)＋2x＋3y＋5＝4×2，解出x＝0.812 5，y＝0.187 5，则n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝x∶y＝0.812 5 0.187 5
∶
＝
13 3∶，C 错误；FePO4转化为Li1－xFePO4的电极反应式为FePO4＋(1－x)e－＋(1－x)Li＋===Li1－xFePO4，每转移电
子(1－x) mol，嵌入(1－x) mol Li＋，D 错误。
24．B。解析：ZnmS 晶胞中，均摊的Zn2＋和S2－均为4 个，m＝1，ZnnS 中均摊的Zn2＋和S2－均为2 个，n＝1，
即化学式均为ZnS，故转化过程中只是原子的排列方式发生改变，价态没有发生变化，故转移的电子数为0，A
错误；根据ZnmS 结构，体对角线的一维空间上会出现“
”的排布规律，B 正确；当ZnmS 完全转化为
LixZnyS 时，Li＋、Zn2＋转化为LiZn 合金，生成1 mol LiZn 转移3 mol 电子，每转移6 mol 电子，生成2 mol
LiZn(合金相)，C 错误；若Li2S 的晶胞参数为a nm，将晶胞切三刀分为8 个小立方体，则E 在左后上立方体体
心，则EF 间的距离为❑√(
3a
4 )
2
＋(
a
4)
2
＋(
a
4)
2
nm＝
❑√11
4
a nm，D 错误。
25．D。解析：MnO 中Mn 为＋2 价，Mn0.61 0.39O 中设Mn 化合价为x，由化合物中正负化合价代数和为0 知，
0.61x－2×1＝0，解得x＝＋价，价态发生变化，A 错误；Mn0.61 0.39O 的1 个晶胞中，O 原子占据8 个顶点，6 个
面心，O 原子数为8×＋6×＝4，则1 个晶胞中含有4×0.61 个Mn
2
0.61 ＋，B 错误；由图知，过程②为Mn0.61 0.39O＋
xZn2＋＋2xe－===ZnxMn0.61 0.39O，故为放电过程，Zn2＋在正极中嵌入，过程③为ZnxMn0.61 0.39O－2xe－===xZn2＋＋
Mn0.61 0.39O，即Zn2＋在电极上脱嵌，故为充电过程，C 错误；由B 可知，每个Mn0.61 0.39O 晶胞中含有4 个O 原
子，由选项C 中电极反应知，每个Mn0.61 0.39O 晶胞完全转化为ZnxMn0.61 0.39O，转移电子为4×2x＝8x，D 正确。
26．B。解析：从总反应分析，LixC6 变为C 和Li＋为氧化反应，该极为原电池的负极。而Li1－xFePO4 变为
LiFePO4发生还原反应，它为原电池的正极。由上述分析，放电时负极反应为LixC6－xe－===xLi＋＋6C，A 项正
确；a 过程由于Fe2＋化合价升高变为Fe3＋，为了平衡电荷Li＋脱嵌减少。从图看晶胞中减少了棱上1 个和面心的
一个Li＋总共减少＋＝，所以1 mol 晶体中转移NA电子，B 项错误；放电时，该材料在正极发生还原反应，即
Fe 由＋3 价变为＋2 价，Li＋嵌入正极，为b 过程，C 项正确；充电时的总反应为6C＋LiFePO4===LixC6＋Li1－
xFePO4，阳极发生氧化反应为LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋，D 项正确。
27．B。解析：由A、B 两种正方体单元可知，离子型铁的氧化物晶胞中顶点、面心和体内的亚铁离子个数为
(4×+4×+1)×4＝8、位于体内的铁离子个数为4×4＝16、位于体内的氧离子个数为个数为4×8＝32，由锂离子嵌入
晶胞体心和棱心可知，嵌入或脱嵌的锂离子个数最多为12×＋1＝4。A．由题意可知，锂离子嵌入晶胞体心和所
有棱心时，晶胞中含有锂离子个数为12×
＋1＝4，则晶胞中铁元素的个数为24、氧离子个数为为32，锂电池
正极材料的化学式为LiFe6O8，故A 正确；B．若该正极材料中n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝5 7∶，则含有×24＝10 个Fe2+，14
个Fe3+，即有2 个Li+脱嵌，脱嵌率为
×100%＝50%，故B 错误；C．该锂电池充电时，正极发生氧化反应，该
电极的反应为：LiFemOn－xe－===Li1－xFemOn＋xLi＋，故C 正确；D．该锂电池放电时，正极反应为：Li1－xFemOn
＋xLi＋＋xe－===LiFemOn，故每转移2 mol e－，正极材料增重2mol×7g/mol＝14 g，故D 正确；故选B
28．D。解析：A．正极材料为LiFePO4，(a)
(c)的过程中得电子，是电池充电过程，故A 正确；
B．由图可知，(b)
(a)为Li1－xFePO4得到电子生成LiFePO4，电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－
===LiFePO4，故B 正确；C．由LiFePO4的晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心和棱上的锂离子个数为8×＋
4×＋4×＝4，由化学式可知，晶胞中含有LiFePO4的单元数有4 个，故C 正确；D．设Li1−xFePO4中Fe3＋的个数
为a，由化合价代数和为0 可得1×＋3×a＋2×(1－a)＋5×1＋5×(－2)＝0，解得a＝，则Fe2＋和Fe3＋的物质的量之
比为
(1－)∶＝13 3∶，故D 错误，故答案选D。
29．D。解析：由题意可知，Cu2－xSe 填充碳纳米管作为正极材料，钠较为活泼，钠为负极材料；A．根据“均
摊法”， 每个Cu2－xSe 晶胞中含8×＋6×＝4 个Se，则晶胞内铜离子、亚铜离子和为4×(2－x)个，设铜离子、亚
铜离子分别为a、b，则a＋b=4×(2－x)，由化合价代数和为零可知，2a＋b＝4×2，解得a＝4x，故A 正确；B．
由晶胞图示可知，在Na2Se 晶胞结构中，Se2－占据的位置是项点和面心，故B 正确；C．充分放电时，正极Cu2
－xSe 得到电子发生还原反应生成零价铜，电极反应式为Cu2－xSe＋2Na+＋2e－===Na2Se＋(2－x)Cu，故C 正确；
D．充电时外电路中转移lmol 电子，阳极释放出1mol 钠离子，质量减小23g，阴极生成1mol 钠，质量增加
23g，两极质量变化差为46g，故D 错误；故选D。
30．B。解析：A．ZnmS 晶胞中，均摊的Zn2+和S2－均为4 个，则m＝1，ZnnS 中均摊的Zn2+和S2－均为2 个，则
n＝1，即化学式均为ZnS，故m＝n，A 项错误；B．LixZnyS 根据均摊法计算可知S 的个数为4，根据化合价之
和为0 可知，Li 的个数为6，锌的个数为1，LixZnyS 为Li1.5Zn0.25S，充电过程中ZnS 转化为Li1.5Zn0.25S 的电极反
应式为4ZnS＋6Li+＋6e－===3Zn＋4Li1.5Zn0.25S，B 项正确；C．以底面面心的S 为例，上、下层各有4 个Li+，故
在晶胞中的配位数为8，C 项错误；D．若Li2S 的晶胞参数为a nm，将晶胞切三刀分为8 个小立方体，E 在左后
上立方体体心，则EF 间的距离为
，D 项错误；故选B。
31．B。解析：A．Li+的结构示意图为
，具有2e－稳定结构，A 项错误；B．根据均摊法计算得Ce 的个
数为8×＋6×＝4，Li+的个数为2，O 原子的个数为6，Y 的化学式为LiCe2O3，B 项正确；C．充电时，Li+从O
空位脱嵌，化合价不变，Y 转化为X，Ce 的化合价升高，C 项错误；D．X 中若O 的填隙率为100%，则X 中不
存在O 空位，D 项错误；故选B
1.【答案】D
【分析】电极b 发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b 为阳极，a 为阴极，阴极上氢离子得电
子生成H2，以此解题。
【详解】A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A 正确；
B．根据转化关系图可知，电极b 中TY 是反应物，TQ 是生成物，电极a 上H+得电子生成H2，总反应方程式为：
，B 正确；
C．将TY(
)换成
为原料，仍然能够得到TQ(
)，C 正确；
D．根据右图可知，用
标记电解液中的水，可得到的18O 在环上甲基的邻位上
，D 错误；
答案选D。
2．B。解析：在KOH 溶液中HCHO 转化为HOCH2O－：HCHO＋OH－
HOCH2O－，存在平衡
HOCH2O－＋OH－
[OCH2O]2－＋H2O，Cu 电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2－－e－===HCOO－＋H∙，H∙
结合成H2，Cu 电极为阳极；PbCu 电极为阴极，首先HOOC－COOH 在Pb 上发生得电子的还原反应转化为
OHC－COOH：H2C2O4＋2e－＋2H+===OHC－COOH＋H2O，OHC－COOH 与HO－N+H3反应生成HOOC－
CH==N－OH：OHC－COOH＋HO－N+H3
HOOC－CH==N－OH＋H2O＋H+，HOOC－CH==N－OH 发生得
电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC－CH==N－OH＋4e－＋5H+===H3N+CH2COOH＋H2O。A．根据
分析，电解过程中，阳极区消耗OH－、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH－)减小，A 项正确；B．
根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4＋HO－N+H3＋6e－＋6H+===H3N+CH2COOH＋3H2O，1molH2O 解离成1
mol H+和1 mol OH－，故理论上生成1 mol H3N+CH2COOH 双极膜中有6 mol H2O 解离，B 项错误；C．根据
分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O，C 项正确；D．根据分析，
阴极区的Pb 上发生反应H2C2O4＋2e－＋2H+===OHC－COOH＋H2O，D 项正确；答案选B。
3．A。解析：
电极
电极名称
电极反应式
a
阴极
2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
b
阳极
2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑
传统电解水过程中每转移4 mol e－可制得2 mol H2，耦合HCHO 高效制H2过程中每转移4 mol e－，阴、
阳极均可产生2 mol 氢气，则相同电量下H2理论产量是传统电解水的2 倍，A 错误；由上述分析可知，阴极的
电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B 正确；综合图像中的离子交换膜为阴离子交换膜及电解池中阴离子向
阳极移动知，OH－通过交换膜向b 极区移动，C 正确；由上述分析可知，D 正确。
4．B。解析：由电解原理图可知，Ni 电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH 水溶液，则
电极反应为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；Pt 电极C3N8H4失去电子生成C6N，作阳极，电极反应为：2C3N8H4＋
8OH－－4e－===C6N＋8H2O，同时，Pt 电极还伴随少量O2生成，电极反应为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。
A．由分析可知，Ni 电极为阴极，Pt 电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH－向Pt 电极移动，A
错误；B．由分析可知，Pt 电极C3N8H4失去电子生成C6N，电解质溶液为KOH 水溶液，电极反应为：2C3N8H4
＋8OH－－4e－＝C6N＋8H2O，B 正确；C．由分析可知，阳极主要反应为：2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6N16
4－＋
8H2O，阴极反应为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则电解过程中发生的总反应主要为：2C3N8H4＋4OH－===C6N
＋4H2O＋2H2↑，反应消耗OH－，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH 降低，C 错误；D．根据电解总反应：
2C3N8H4＋4OH－＝C6N＋4H2O＋2H2↑可知，每生成1mol H2，生成0.5 mol K4C6N16，但Pt 电极伴随少量O2生
成，发生电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，则生成1molH2时得到的部分电子由OH－放电产生O2提供，所
以生成K4C6N16小于0.5 mol，D 错误；故选B。
5．B。解析：由原电池中电子移动方向可知，CuAg 为负极，HCHO 失去电子生成HCOO－和H2，电极方程式
为：2HCHO＋4OH－－2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，CuRu 为正极，NO 得到电子生成NH3，电极方程式为：NO
＋6H2O＋8e－＝NH3↑＋9OH－，以此解答。A．由分析可知，CuAg 为负极，HCHO 失去电子生成HCOO-和H2，
根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2HCHO＋4OH－－2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，A 错误；
B．由分析可知，CuRu 为正极，NO 得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：NO
＋6H2O＋8e－＝NH3↑＋9OH－，B 正确；C．质子交换膜只允许H+通过，C 错误；D．由分析可知，负极电极方
程式为：2HCHO＋NO－2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，正极电极方程式为：NO＋6H2O＋8e－＝NH3↑＋9OH－，
总反应为8HCHO＋NO＋7OH－＝NH3↑＋8HCOO－＋4H2↑＋2H2O，处理废水过程中消耗OH－，溶液pH 减小，
需补加 KOH，D 错误；故选B。
6．B。解析：A．由均摊法得，结构1 中含有Co 的数目为4×＋4＝4.5，含有S 的数目为1＋12×＝4，Co 与S 的
原子个数比为9 8∶，因此结构1 的化学式为Co9S8，故A 正确；B．由图可知，晶胞2 中S 与S 的最短距离为面对
角线的，晶胞边长为a，即S 与S 的最短距离为：a，故B 错误；C．如图：
，以图中
的Li 为例，与其最近的S 共4 个，故C 正确；D．如图
，当2 个晶胞
2 放在一起时，图中红框截取的部分就是晶胞3，晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体，故D 正确；故选B。
7．B。解析：A．根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti 和La 的价态不变，A 项正确；
B．由晶胞图可知，LixLayTiO3中Li＋、La3＋和空位均位于晶胞体心，则x＋y＝1－空位数目，根据化合物中正负
化合价代数和为0 可得z＋3y＝2，若x＝，则y＝，空位数目为1－－＝，Li＋与空位的数目不相等，B 项错误；
C．由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O 原子数为12，即位于棱心的12 个O 原子，C 项正确；D．内电
路中电流从负极流向正极，阳离子(Li＋)也移向正极，空位移动方向与Li＋移动方向相反，故空位移动方向与电
流方向相反，D 项正确；答案选B。
8．C。解析：由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx－Ti 电极为电解池的阳极，水在阳极失
去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二
氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2O、
2CO2＋12H+＋12e－＝C2H5OH＋3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。A 项，析
氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A 错误；B 项，离子交换膜为质子交换膜，只允许
氢离子通过，Cl-不能通过，故B 错误；C 项，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反
应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2O，故C 正确；D 项，水在阳极失去电子发
生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，每转移1mol 电子，生成0.25molO2，在
标况下体积为5.6L，故D 错误；故选C。
9．D。解析：该装置
电解池，电极b 上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中‘加氧少氢’，发生氧化反应，则b 为
阳极，a 为阴极，阴极电极反应式为
＋2e－＋2H+＝2
；A．a
极上硫元素化合价升高，a 为阴极，A 正确；B．电解池中阳离子移向阴极，则H+移向a 电极，B 正确；C．电
极b 上3－甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为：
，C 正确；
D．根据电子守恒可得关系式：
～6e－～6
，因
此生成6mol 半胱氨酸的同时生成1 mol 烟酸，D 错误；故选：D。
10．B。解析：放电时，电极材料
转化为
，电极反应
－2ne－===
＋2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变
成锰离子，是原电池的正极，电极反应：MnO2＋4H+＋2e－===Mn2＋＋2H2O，阳离子减少，多余的阴离子需要通
过阴离子交换膜进入②区，故③为碱性溶液是
电极，①为酸性溶液是二氧化锰电极。A．充电
时，b 电极上得到电子，发生还原反应，A 正确；B．充电时，外电源的正极连接a 电极相连，电极失去电子，
电极反应为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H+，B 错误；C．放电时，①区溶液中多余的SO 向②区迁移，C 正
确；D．放电时，a 电极的电极反应式为MnO2＋4H+＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D 正确；故选：B。
11．C。解析：惰性电极2，Br－被氧化为Br2，为阳极，故A 正确；WO、WO 循环反应，反应前后WO、WO
数量不变，故B 正确；总反应为氧气把二丁基N羟基胺氧化为硝酮，1 mol 二丁基N羟基胺失去2 mol H 原子生
成1 mol 硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1 mol 氧气，可得到2 mol 硝酮，故C 错误；外电路通
过1 mol 电子时生成0.5 mol H2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1 mol 水，故D 正确。
12．BD。解析：A．由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×＋6×＝4，位于体内的铜离子和亚铜
离子的个数之和为8，设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a 和b，则a＋b＝8－4x，由化合价代数和为
0 可得2a＋b＝4×2，解得a＝4x，故A 错误；B．由题意可知，Na2Se 转化为Cu2－xSe 的电极反应式为Na2Se－2e
－＋(2－x)Cu===Cu2－xSe＋2Na＋，由晶胞结构可知，硒离子个数为8×＋6×＝4，则每个晶胞中含有4 个Na2Se，
转移电子数为8，故B 正确；C．由题意可知，Cu2－xSe 转化为NaCuSe 的电极反应式为Cu2－xSe＋ e－＋Na＋
===NaCuSe＋(1－x)Cu，由晶胞结构可知，硒离子个数为8×＋6×＝4，则每个晶胞中含有4 个NaCuSe，晶胞中
0 价铜原子个数为(4－4x)，故C 错误；D．由题意可知，NayCu2－xSe 转化为NaCuSe 的电极反应式为
NayCu2－xSe＋(1－y)e－＋ (1－y)Na＋===NaCuSe＋(1－x)Cu，所以每转移(1－y) mol 电子，产生(1－x) mol Cu 原
子，故D 正确；故选BD。
