學而優(yōu)教有方PAGE8PAGE1頁碼回歸教材重難點07重溫“兩池”原理電化學通常是以新型電池或電解裝置為背景材料，基于電化學原理廣泛設(shè)問，綜合考查電化學基礎(chǔ)知識，包括電極與離子移動方向的判斷、電極反應式的正誤判斷、溶液酸堿性和pH的變化、有關(guān)計算、金屬的腐蝕和防護、電鍍、電冶煉、電精煉、離子交換膜屬性的判斷等。試題素材新穎，陌生度大，屬于中等難度題。本考點是高考五星高頻考點，2020年~2022年高考全國卷均為必考題。1．原電池、電解池的區(qū)別2．原電池原理及應用3．電解池原理及應用4．金屬的腐蝕和防護5．離子交換膜6．電化學中兩種基本計算模型7．重要的電化學反應式（水的化學計量數(shù)為2）（1）鉛蓄電池充放電反應：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（2）吸氧腐蝕的正極反應①弱酸性、中性或堿性：2H2O+O2+4e－4OH－②酸性：4H++O2+4e－2H2O③CO2：O2+4e－+2CO22CO32－（3）陽極OH－的放電反應①堿溶液中OH－的放電反應：4OH－－4e－2H2O+O2↑②水中的OH－的放電反應：2H2O－4e－O2↑+4H+（4）陰極H+的放電反應①酸溶液中H+的放電反應：2H++2e－H2↑②水中的H+的放電反應：2H2O+2e－H2↑+2OH－（5）惰性電極電解溶液①NaCl：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑②CuSO4：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4③AgNO3：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3④Cu（NO3）2：2Cu（NO3）2+2H2O2Cu+O2↑+4HNO38．幾個注意事項（1）電解原理的兩個應用①電鍍：待鍍件作陰極、鍍層金屬作陽極、含鍍層金屬陽離子的溶液作電鍍液。②酸性：電解精煉銅：純銅作陰極、粗銅作陽極、硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液。（2）電解后溶液pH變化①若電極產(chǎn)物只有H2而無O2，則pH變大。②若電極產(chǎn)物只有O2而無H2，則pH變小。③若電極產(chǎn)物既有O2又有H2，原溶液呈酸性則pH變小，原溶液呈堿性則pH變大，原溶液呈中性則pH不變。（3）電勢高低①原電池：正極＞負極②電解池：陽極＞陰極（4）析氫腐蝕和吸氧腐蝕的判斷①氫前的活潑金屬在強酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕；在弱酸性、中性或堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕。②氫后的不活潑金屬，在任何溶液中發(fā)生的腐蝕必定是吸氧腐蝕。1．（2022·全國甲卷）一種水性電解液Zn－MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示（KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）42－存在）。電池放電時，下列敘述錯誤的是（）。A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42－通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應：MnO2+2e－+4H+Mn2++2H2OD．電池總反應：Zn+4OH－+MnO2+4H+Zn（OH）42－+Mn2++2H2O2．（2022·全國乙卷）Li－O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應用前景。近年來科學家研究了一種光照充電Li－O2電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子（e－）和空穴（h+），驅(qū)動陰極反應（Li++e－Li）和陽極反應（Li2O2+2h+2Li++O2）對電池進行充電。下列敘述錯誤的是（）。A．充電時，電池的總反應Li2O22Li+O2B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移D．放電時，正極發(fā)生反應O2+2Li++2e－Li2O23．（2022·山東省等級考）設(shè)計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2（s）轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是（）。A．裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后，乙室應補充鹽酸C．乙室電極反應式為LiCoO2+e－+2H2O＝Li++Co2++4OH－D．若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移4．（2022·浙江6月選考）通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下（其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計）。下列說法不正確的是（）。A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應B．電極B的電極發(fā)應：2H2O+Mn2+－2e－MnO2+4H+C．電解一段時間后溶液中Mn2+濃度保持不變D．電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO35．（2022·海南省選擇考）一種采用H2O（g）和N2（g）為原料制備NH3（g）的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說法正確的是（）。A．在b電極上，N2被還原B．金屬Ag可作為a電極的材料C．改變工作電源電壓，反應速率不變D．電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2－不斷減少6．（2022·廣東省等級考）科學家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備（如圖）。充電時電極a的反應為：NaTi2（PO4）3+2e－+2Na+Na3Ti2（PO4）3。下列說法正確的是（）。A．充電時電極b是陰極B．放電時NaCl溶液的pH減小C．放電時NaCl溶液的濃度增大D．每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g7．（廣東省廣州市2022~2023學年高三第二次階段性考試）KIO3廣泛用于化工、醫(yī)學和生活中，工業(yè)上制備KIO3的工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）。A．a(chǎn)為正極，B極上發(fā)生氧化反應B．電子流向：A→a→b→BC．X氣體是H2，每轉(zhuǎn)移2mole－，可產(chǎn)生22.4LX氣體D．A極的電極反應式為：I－+6OH－－6e－IO3－+3H2O8．（安徽省亳州市2023屆高三3月模擬）海水提取金屬鋰的裝置如下圖，工作時，在電極C依次檢測到兩種氣體。下列說法正確的是（）。A．電子的流向為：電極d→電極b→電極a→電極cB．離子交換膜為質(zhì)子交換膜C．丁基鋰可用LiNO3水溶液代替D．若導線中轉(zhuǎn)移1mol電子，則電極c產(chǎn)生氣體質(zhì)量在8g和35.5g之間9．（河南省新鄉(xiāng)市2023年高三3月模擬）微生物燃料電池在凈化廢水的同時能獲得能源或得到有價值的化學產(chǎn)品，下圖為其工作原理及廢水中Cr2O72－離子濃度與去除率的關(guān)系。下列說法正確的是（）。A．正極反應式是Cr2O72－+7H2O+6e－2Cr（OH）3+8OH－B．電池工作時，N極附近溶液pH減小C．處理1molCr2O72－時有6molH+從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移D．Cr2O72－離子濃度較大時，可能會造成還原菌失活10．（河南省六市2023屆高三第一次聯(lián)合調(diào)研）我國科研團隊設(shè)計了一種表面鋰摻雜的錫納米粒子催化劑s－SnLi可提高電催化制甲酸鹽的產(chǎn)率，同時釋放電能，實驗原理如圖所示。下列說法不正確的是（）。A．充電時，Zn電極周圍pH升高B．放電時，每生成1molHCOO－，轉(zhuǎn)移NA個電子C．使用催化劑Sn或者s－SnLi均能有效減少副產(chǎn)物CO的生成D．使用s－SnLi催化劑，中間產(chǎn)物更不穩(wěn)定11．（湖南省衡陽市2022~2023學年高三3月模擬）中國科學家設(shè)計出如圖裝置實現(xiàn)CO2的轉(zhuǎn)化，可有效解決溫室效應及能源問題，總反應為CO2+NaClCO+NaClO。忽略氣體在溶液中的溶解及溶液的體積變化，下列敘述正確的是（）。A．A極為太陽能電池的正極B．電極II的電極反應式為Cl－+2e－+H2OClO－+2H+C．理論上轉(zhuǎn)化44gCO2，左室溶液質(zhì)量增重18gD．電解結(jié)束后，電極II所在電極室溶液的pH變小12．（陜西省咸陽市2023年高考一模）某課題組以納米Fe2O3作為電極材料制備鋰離子電池（另一極為金屬鋰和石墨的復合材料），通過在室溫條件下對鋰離子電池進行循環(huán)充放電，成功地實現(xiàn)了對磁性的可逆調(diào)控（見右圖），下列說法不正確的是（）。A．充電時，F(xiàn)e2O3對應電極連接充電電源的負極B．該電池的正極的電極反應式：Fe2O3+6Li++6e?3Li2O+2FeC．該電池不能使用氫氧化鈉溶液作為電解液D．該電池工作的原理：放電時，F(xiàn)e2O3作為電池正極被還原為Fe，電池被磁鐵吸引13．（青海西寧市2023屆高三復習檢測二）十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，對大氣污染防治比過去要求更高。硫化氫－空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了發(fā)電、環(huán)保的有效結(jié)合，已知：2H2S（g）+O2（g）S2（s）+2H2O（l）?H＝－632kJ/mol，下列說法正確的是（）。A．電子從電極b流出，經(jīng)負載流向電極aB．當電極a的質(zhì)量增加64g時，電池內(nèi)部釋放632kJ的熱能C．電極b上發(fā)生的電極反應為O2+4H++4e－2H2OD．標準狀況下，每11.2LH2S參與反應，有1molH+經(jīng)固體電解質(zhì)膜進入負極區(qū)14．（福建省漳州市2023年高三3月模擬）驗證鋼鐵腐蝕的類型與溶液pH的關(guān)系。①②③腐蝕較快，主要產(chǎn)物Fe2+腐蝕較慢，主要產(chǎn)物Fe2O3腐蝕較快，主要產(chǎn)物FeO2－下列說法不正確的是（）。A．在pH＝3溶液中，主要發(fā)生析氫腐蝕，現(xiàn)象是鐵棒逐漸溶解，碳棒表面有氣泡產(chǎn)生B．在pH＝7溶液中，主要發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應式為2H2O+O2+4e－4OH－C．在pH＝7溶液中，主要發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應式為Fe－2e－Fe2+D．在pH＝14溶液中，主要發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應式為Fe－3e－+4OH－＝FeO2－+2H2O15．（湘豫名校高三2023年3月聯(lián)考）青銅器文物腐蝕物以粉末狀有害銹最為嚴重，某種堿式氯化銅粉狀銹的形成過程分下面三個階段：階段一.：銅在電解質(zhì)溶液中發(fā)生一般腐蝕：Cu－e－→Cu+；Cu++Cl－→CuCl（灰白色）；CuCl+H2O→Cu2O+HCl階段二：Cu2O+H2O+HCl+O2→CuCl2·Cu（OH）2·H2O階段三：CuCl和O2具有很強穿透力，可深人銅體內(nèi)部，產(chǎn)生粉狀銹：CuCl+O2+H2O→CuCl2·3Cu（OH）2+HCl.下列說法正確的是（）。A．該粉狀銹生成的條件中需要有：潮濕環(huán)境、可溶性的氯化物、氧化性的物質(zhì)B．上述過程涉及的化學反應有：電解反應、水解反應、氧化還原反應C．依據(jù)反應CuCl+H2O→Cu2O+HCl，可以判斷氧化亞銅不能溶于鹽酸D．利用外加電源保護法保護銅制文物時，青銅器應連接電源的正極16．（廣東省東莞市2023屆高三3月大聯(lián)考）目前，鋰硫電池是最接近實用的大容量儲能電池。一種鋰硫電池的工作原理如圖所示：下列說法中正確的是（）。A．放電時，鋰電極的電勢高B．電解質(zhì)溶液可以用無機物水溶液代替C．放電時，Li+由右室通過致密交聯(lián)陽離子膜移到左室D．放電時，正極反應式為16Li++S8+16e－8Li2S17．（湖南永州市2023年高考第一次適應性考試）雙膜堿性多硫化物空氣液流二次電池可用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等，電極I為摻雜Na2S2的電極，電極II為碳電極。電池工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是（）。A．離子交換膜a為陽離子交換膜，離子交換膜b為陰離子交換膜B．放電時，中間儲液器中NaOH的濃度不斷減小C．充電時，電極I的電極反應式為：2S22－－2e－S42－D．充電時，電路中每通過1mol電子，陽極室溶液質(zhì)量理論上增加9g18．（湖南省常德市2023屆高三2月模擬）羥基自由基（·OH）是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學家設(shè)計了一種能將苯酚氧化為CO2和H2O的原電池－電解池組合裝置（如下圖所示），該裝置能實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯誤的是（）。A．b極為負極，d極為陽極B．b電極區(qū)每產(chǎn)生3molCO2，c電極區(qū)溶液質(zhì)量減輕14gC．d電極的電極反應式：H2O－e－·OH+H+D．工作時，如果II室中Na+、Cl?數(shù)目都減小，則M為陽離子交換膜19．（四川省南充市2022~2023學年高三3月模擬）某化學課外活動小組擬用鉛蓄電池為直流電源，進行電絮凝凈水的實驗探究，設(shè)計的實驗裝置如圖所示，下列敘述正確的是（）。A．X電極質(zhì)量減輕，Y電極質(zhì)量增加B．電解池陽極上被氧化的還原劑有Al和H2OC．電解池的總反應為2Al+6H2O2Al（OH）3+3H2↑D．每消耗103.5gPb，理論上電解池陰極上有1molH2生成20．（河北省“五個一名校聯(lián)盟”2023屆高三第一次診斷）某研究機構(gòu)使用Li－SO2Cl2電池作為電源電解制備Ni（H2PO2）2，其工作原理如圖所示。已知電池反應為2Li+SO2Cl22LiCl+SO2↑，下列說法錯誤的是（）。A．電池中C電極的電極反應式為SO2Cl2+2e－2Cl－+SO2↑B．電池的e極連接電解池的g極C．膜a、c是陽離子交換膜，膜b是陰離子交換膜D．電解池中不銹鋼電極附近溶液的pH增大學而優(yōu)教有方PAGE1頁碼回歸教材重難點07重溫“兩池”原理電化學通常是以新型電池或電解裝置為背景材料，基于電化學原理廣泛設(shè)問，綜合考查電化學基礎(chǔ)知識，包括電極與離子移動方向的判斷、電極反應式的正誤判斷、溶液酸堿性和pH的變化、有關(guān)計算、金屬的腐蝕和防護、電鍍、電冶煉、電精煉、離子交換膜屬性的判斷等。試題素材新穎，陌生度大，屬于中等難度題。本考點是高考五星高頻考點，2020年~2022年高考全國卷均為必考題。1．原電池、電解池的區(qū)別2．原電池原理及應用3．電解池原理及應用4．金屬的腐蝕和防護5．離子交換膜6．電化學中兩種基本計算模型7．重要的電化學反應式（水的化學計量數(shù)為2）（1）鉛蓄電池充放電反應：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（2）吸氧腐蝕的正極反應①弱酸性、中性或堿性：2H2O+O2+4e－4OH－②酸性：4H++O2+4e－2H2O③CO2：O2+4e－+2CO22CO32－（3）陽極OH－的放電反應①堿溶液中OH－的放電反應：4OH－－4e－2H2O+O2↑②水中的OH－的放電反應：2H2O－4e－O2↑+4H+（4）陰極H+的放電反應①酸溶液中H+的放電反應：2H++2e－H2↑②水中的H+的放電反應：2H2O+2e－H2↑+2OH－（5）惰性電極電解溶液①NaCl：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑②CuSO4：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4③AgNO3：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3④Cu（NO3）2：2Cu（NO3）2+2H2O2Cu+O2↑+4HNO38．幾個注意事項（1）電解原理的兩個應用①電鍍：待鍍件作陰極、鍍層金屬作陽極、含鍍層金屬陽離子的溶液作電鍍液。②酸性：電解精煉銅：純銅作陰極、粗銅作陽極、硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液。（2）電解后溶液pH變化①若電極產(chǎn)物只有H2而無O2，則pH變大。②若電極產(chǎn)物只有O2而無H2，則pH變小。③若電極產(chǎn)物既有O2又有H2，原溶液呈酸性則pH變小，原溶液呈堿性則pH變大，原溶液呈中性則pH不變。（3）電勢高低①原電池：正極＞負極②電解池：陽極＞陰極（4）析氫腐蝕和吸氧腐蝕的判斷①氫前的活潑金屬在強酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕；在弱酸性、中性或堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕。②氫后的不活潑金屬，在任何溶液中發(fā)生的腐蝕必定是吸氧腐蝕。1．（2022·全國甲卷）一種水性電解液Zn－MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示（KOH溶液中，Zn2+以Zn（OH）42－存在）。電池放電時，下列敘述錯誤的是（）。A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42－通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應：MnO2+2e－+4H+Mn2++2H2OD．電池總反應：Zn+4OH－+MnO2+4H+Zn（OH）42－+Mn2++2H2O【解析】選A。根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負極，電極反應為Zn－2e－+4OH－Zn（OH）42－，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應為MnO2+2e－+4H+Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動或Ⅰ區(qū)的SO42－向Ⅱ區(qū)移動，Ⅲ區(qū)消耗OH－，生成Zn（OH）42－，Ⅱ區(qū)的SO42－向Ⅲ區(qū)移動或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動。據(jù)此分析答題。根據(jù)分析，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動，A錯誤；根據(jù)分析，Ⅰ區(qū)的SO42－向Ⅱ區(qū)移動，B正確；MnO2電極的電極反應式為MnO2+2e－+4H+Mn2++2H2O，C正確；電池的總反應為Zn+4OH－+MnO2+4H+Zn（OH）42－+Mn2++2H2O，D正確。2．（2022·全國乙卷）Li－O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應用前景。近年來科學家研究了一種光照充電Li－O2電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子（e－）和空穴（h+），驅(qū)動陰極反應（Li++e－Li）和陽極反應（Li2O2+2h+2Li++O2）對電池進行充電。下列敘述錯誤的是（）。A．充電時，電池的總反應Li2O22Li+O2B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移D．放電時，正極發(fā)生反應O2+2Li++2e－Li2O2【解析】選C。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應和陽極反應對電池進行充電，結(jié)合陰極反應和陽極反應，充電時電池的總反應為Li2O22Li+O2，A正確；充電時，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應與電子有關(guān)，陽極反應與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li+從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；放電時總反應為2Li+O2Li2O2，正極反應為O2+2Li++2e－Li2O2，D正確。3．（2022·山東省等級考）設(shè)計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2（s）轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是（）。A．裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后，乙室應補充鹽酸C．乙室電極反應式為LiCoO2+e－+2H2O＝Li++Co2++4OH－D．若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移【解析】選BD。電池工作時，甲室中細菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，Co2+在另一個電極上得到電子，被還原產(chǎn)生Co單質(zhì)，CH3COO－失去電子后，Na+通過陽膜進入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變?yōu)橹行裕芤簆H減小，A錯誤；對于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，同時得到Li+，其中的O與溶液中的H+結(jié)合H2O，因此電池工作一段時間后應該補充鹽酸，B正確；電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH－，乙室電極反應式為：LiCoO2+e－+4H+Li++Co2++2H2O，C錯誤；若甲室Co2+減少200mg，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n（e－）＝×2＝0.0068mol，乙室Co2+增加300mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n（e－）＝×1＝0.0051mol，說明此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確。4．（2022·浙江6月選考）通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下（其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計）。下列說法不正確的是（）。A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應B．電極B的電極發(fā)應：2H2O+Mn2+－2e－MnO2+4H+C．電解一段時間后溶液中Mn2+濃度保持不變D．電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3【解析】選C。由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnO2，錳元素化合價升高，失電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應，A正確；由電解示意圖可知，電極B上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為了MnO2，電極反應式為：2H2O+Mn2+－2e－MnO2+4H+，B正確；電極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應式為：2LiMn2O4+6e－+16H+2Li++4Mn2++8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應為：2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反應生成了Mn2+，Mn2+濃度增大，C錯誤；電解池總反應為：2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確。5．（2022·海南省選擇考）一種采用H2O（g）和N2（g）為原料制備NH3（g）的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說法正確的是（）。A．在b電極上，N2被還原B．金屬Ag可作為a電極的材料C．改變工作電源電壓，反應速率不變D．電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2－不斷減少【解析】選A。由裝置可知，b電極的N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應，因此b為陰極，電極反應式為N2+3H2O+6e－＝2NH3+3O2－，a為陽極，電極反應式為2O2－+4e－＝O2。由分析可得，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應，即N2被還原，A正確；a為陽極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯誤；改變工作電源的電壓，反應速率會加快，C錯誤；電解過程中，陰極電極反應式為N2+3H2O+6e－＝2NH3+3O2－，陽極電極反應式為2O2－+4e－＝O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2－不會改變，D錯誤。6．（2022·廣東省等級考）科學家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備（如圖）。充電時電極a的反應為：NaTi2（PO4）3+2e－+2Na+Na3Ti2（PO4）3。下列說法正確的是（）。A．充電時電極b是陰極B．放電時NaCl溶液的pH減小C．放電時NaCl溶液的濃度增大D．每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g【解析】選C。由充電時電極a的反應可知，充電時電極a發(fā)生還原反應，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；放電時電極反應和充電時相反，則由放電時電極a的反應為Na3Ti2（PO4）3－2e－NaTi2（PO4）3+2Na+可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；放電時負極反應為Na3Ti2（PO4）3－2e－NaTi2（PO4）3+2Na+，正極反應為Cl2+2e－2Cl－，反應后Na+和Cl－濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；充電時陽極反應為2Cl－－2e－Cl2↑，陰極反應為NaTi2（PO4）3+2e－+2Na+Na3Ti2（PO4）3，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g/mol2mol＝46g，故D錯誤。7．（廣東省廣州市2022~2023學年高三第二次階段性考試）KIO3廣泛用于化工、醫(yī)學和生活中，工業(yè)上制備KIO3的工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）。A．a(chǎn)為正極，B極上發(fā)生氧化反應B．電子流向：A→a→b→BC．X氣體是H2，每轉(zhuǎn)移2mole－，可產(chǎn)生22.4LX氣體D．A極的電極反應式為：I－+6OH－－6e－IO3－+3H2O【解析】選D。根據(jù)圖示，該裝置為電解池，A電極上I－發(fā)生失電子的氧化反應生成IO3－，A電極為陽極，則a為電源的正極，b為電源的負極，B電極為陰極；據(jù)此分析作答。a為電源的正極，B電極為陰極，B極上發(fā)生得電子的還原反應，A錯誤；A電極為陽極，a為電源的正極，b為電源的負極，B電極為陰極，電子流向為：A→a、b→B，電子不通過電源的內(nèi)電路，B錯誤；B極電極反應式為2H2O+2e－H2↑+2OH－，X氣體是H2，每轉(zhuǎn)移2mole－生成1molH2，由于H2所處溫度和壓強未知，不能計算H2的體積，C錯誤；A電極上I－發(fā)生失電子的氧化反應生成IO3－，電極反應式為I－+6OH－－6e－IO3－+3H2O，D正確。8．（安徽省亳州市2023屆高三3月模擬）海水提取金屬鋰的裝置如下圖，工作時，在電極C依次檢測到兩種氣體。下列說法正確的是（）。A．電子的流向為：電極d→電極b→電極a→電極cB．離子交換膜為質(zhì)子交換膜C．丁基鋰可用LiNO3水溶液代替D．若導線中轉(zhuǎn)移1mol電子，則電極c產(chǎn)生氣體質(zhì)量在8g和35.5g之間【解析】選D。根據(jù)海水提取金屬鋰的裝置圖知，電極d為陰極得電子發(fā)生還原反應析出金屬鋰，則電極c為陽極，依次檢測到兩種氣體即氯離子先放電生成氯氣，后氫氧根放電放出氧氣，所以電極b是負極、電極a是正極，據(jù)此分析解答。根據(jù)以上分析，電極b是負極、電極a是正極，電極d為陰極，電極c為陽極，所以電子的流向為：電極b→電極d，電極c→電極a，故A錯誤；因為電極c首先放出氯氣，為平衡電荷，所以離子交換膜為陽離子交換膜，故B錯誤；因為金屬鋰與水發(fā)生反應，所以LiNO3水溶液電解提取不到金屬鋰，故C錯誤；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，若導線中轉(zhuǎn)移1mol電子，則電極c產(chǎn)生氣體全是氯氣質(zhì)量為35.5g，全是氧氣氣體質(zhì)量為8g，所以產(chǎn)生氣體質(zhì)量在8g和35.5g之間，故D正確。9．（河南省新鄉(xiāng)市2023年高三3月模擬）微生物燃料電池在凈化廢水的同時能獲得能源或得到有價值的化學產(chǎn)品，下圖為其工作原理及廢水中Cr2O72－離子濃度與去除率的關(guān)系。下列說法正確的是（）。A．正極反應式是Cr2O72－+7H2O+6e－2Cr（OH）3+8OH－B．電池工作時，N極附近溶液pH減小C．處理1molCr2O72－時有6molH+從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移D．Cr2O72－離子濃度較大時，可能會造成還原菌失活【解析】選D。電解質(zhì)溶液呈酸性，則電極產(chǎn)物不可以出現(xiàn)OH－，正極的電極反應式為：Cr2O72－+6e－+14H+2Cr3++7H2O，A錯誤；由圖中信息可知，電池工作時，N極上H+與－2價的O結(jié)合產(chǎn)生水，溶液中c（H+），故N附近溶液pH增大，B錯誤：由電極反應Cr2O72－+6e－+14H+＝2Cr3++7H2O可知：處理1molCr2O72－時需要14mol的H+，同時會有一定量O2得電子，故從交換摸左側(cè)向右遷移的氫離子的物質(zhì)的量大于14mol，C錯誤；由圖可知，Cr2O72－離子濃度較大時，其去除率幾乎為0，因為其有強氧化性和毒性，可能會造成還原菌的蛋白質(zhì)變性而失去活性，D正確。10．（河南省六市2023屆高三第一次聯(lián)合調(diào)研）我國科研團隊設(shè)計了一種表面鋰摻雜的錫納米粒子催化劑s－SnLi可提高電催化制甲酸鹽的產(chǎn)率，同時釋放電能，實驗原理如圖所示。下列說法不正確的是（）。A．充電時，Zn電極周圍pH升高B．放電時，每生成1molHCOO－，轉(zhuǎn)移NA個電子C．使用催化劑Sn或者s－SnLi均能有效減少副產(chǎn)物CO的生成D．使用s－SnLi催化劑，中間產(chǎn)物更不穩(wěn)定【解析】選B。根據(jù)裝置圖，充電時，外電路電子流向Zn電極，即Zn電極反應式為Zn（OH）42－+2e－Zn+4OH－，c（OH－）增大，pH增大，故A說法正確；根據(jù)裝置圖可知，放電時，右側(cè)電極反應式為CO2+2e－+H2OHCOO－+OH－，生成1molHCOO－時，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為2mol，故B說法錯誤；根據(jù)圖像可知，在使用催化劑Sn和s－SnLi生成CO時活化能大，活化能大反應速率慢，且CO能量比HCOOH能量高，能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，因此使用催化劑Sn和s－SnLi可以減少副產(chǎn)物CO的生成，故C說法正確；根據(jù)圖像可知，使用催化劑s－SnLi，中間產(chǎn)物能量高，不穩(wěn)定，故D說法正確。11．（湖南省衡陽市2022~2023學年高三3月模擬）中國科學家設(shè)計出如圖裝置實現(xiàn)CO2的轉(zhuǎn)化，可有效解決溫室效應及能源問題，總反應為CO2+NaClCO+NaClO。忽略氣體在溶液中的溶解及溶液的體積變化，下列敘述正確的是（）。A．A極為太陽能電池的正極B．電極II的電極反應式為Cl－+2e－+H2OClO－+2H+C．理論上轉(zhuǎn)化44gCO2，左室溶液質(zhì)量增重18gD．電解結(jié)束后，電極II所在電極室溶液的pH變小【解析】選C。根據(jù)圖示可知，反應原理為電解池原理，總反應為CO2+NaClCO+NaClO，則催化電極I附近CO2被還原為CO，為電解池的陰極，催化電極II附近NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO，為電解池的陽極。根據(jù)上述分析可知，催化電極I附近CO2被還原為CO，為電解池的陰極，所以A極為電源的負極，A錯誤；電極II附近NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO，發(fā)生失電子的氧化反應，其電極反應式為Cl－－2e－+H2OClO－+2H+，B錯誤；左室CO2被還原為CO，其電極反應式為：CO2+2e－+2H+CO+H2O，則理論上轉(zhuǎn)化44gCO2（1mol），左室溶液質(zhì)量增加的是1molH2O的質(zhì)量，為18g，C正確；電解結(jié)束后，電極II發(fā)生反應的離子方程式為：Cl－－2e－+H2OClO－+2H+，但生成的氫離子會通過質(zhì)子交換膜遷移到左室，消耗水分子的同時，生成的次氯酸根離子會發(fā)生水解，使溶液顯堿性，因此所在電極室溶液的pH會變大，D錯誤。12．（陜西省咸陽市2023年高考一模）某課題組以納米Fe2O3作為電極材料制備鋰離子電池（另一極為金屬鋰和石墨的復合材料），通過在室溫條件下對鋰離子電池進行循環(huán)充放電，成功地實現(xiàn)了對磁性的可逆調(diào)控（見右圖），下列說法不正確的是（）。A．充電時，F(xiàn)e2O3對應電極連接充電電源的負極B．該電池的正極的電極反應式：Fe2O3+6Li++6e?3Li2O+2FeC．該電池不能使用氫氧化鈉溶液作為電解液D．該電池工作的原理：放電時，F(xiàn)e2O3作為電池正極被還原為Fe，電池被磁鐵吸引【解析】選A。據(jù)圖可知放電時，Li被氧化Li+，所以金屬鋰和石墨的復合材料為負極，納米Fe2O3為正極。放電時Fe2O3對應電極為正極，則充電時為陽極，與電源正極相連，A錯誤；放電時Fe2O3對應電極為正極，F(xiàn)e2O3被還原為Fe，O元素轉(zhuǎn)化為Li2O，根據(jù)電子守恒、元素守恒可得電極反應式為Fe2O3+6Li++6e?3Li2O+2Fe，B正確；Li為活潑金屬，會與氫氧化鈉溶液中的水反應，C正確；據(jù)圖可知，該電池工作時，F(xiàn)e2O3為正極，被還原為Fe，使電池被磁鐵吸引，D正確。13．（青海西寧市2023屆高三復習檢測二）十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，對大氣污染防治比過去要求更高。硫化氫－空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了發(fā)電、環(huán)保的有效結(jié)合，已知：2H2S（g）+O2（g）S2（s）+2H2O（l）?H＝－632kJ/mol，下列說法正確的是（）。A．電子從電極b流出，經(jīng)負載流向電極aB．當電極a的質(zhì)量增加64g時，電池內(nèi)部釋放632kJ的熱能C．電極b上發(fā)生的電極反應為O2+4H++4e－2H2OD．標準狀況下，每11.2LH2S參與反應，有1molH+經(jīng)固體電解質(zhì)膜進入負極區(qū)【解析】選C。電極a上H2S失電子產(chǎn)生S2，為電池的負極，電極b上氧氣得電子產(chǎn)生水，為正極，電子由負極流向正極。a為負極，b為正極，電子從電極a流出，經(jīng)負載流向電極b，選項A錯誤；當電極a的質(zhì)量增加64g時，即生成1molS2（s），反應中化學能主要轉(zhuǎn)化為電能，則電池內(nèi)部釋放的熱能遠小于632kJ，選項B錯誤；該電池是質(zhì)子固體做電解質(zhì)，所以電極b反應式為O2+4H++4e－2H2O，選項C正確；由電極反應式2H2S－4e－4H++S2可知，標準狀況下，每11.2LH2S物質(zhì)的量n（H2S）＝＝0.5mol，H2S參與反應，有1molH+經(jīng)固體電解質(zhì)膜進入正極區(qū)，選項D錯誤。14．（福建省漳州市2023年高三3月模擬）驗證鋼鐵腐蝕的類型與溶液pH的關(guān)系。①②③腐蝕較快，主要產(chǎn)物Fe2+腐蝕較慢，主要產(chǎn)物Fe2O3腐蝕較快，主要產(chǎn)物FeO2－下列說法不正確的是（）。A．在pH＝3溶液中，主要發(fā)生析氫腐蝕，現(xiàn)象是鐵棒逐漸溶解，碳棒表面有氣泡產(chǎn)生B．在pH＝7溶液中，主要發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應式為2H2O+O2+4e－4OH－C．在pH＝7溶液中，主要發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應式為Fe－2e－Fe2+D．在pH＝14溶液中，主要發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應式為Fe－3e－+4OH－＝FeO2－+2H2O【解析】選D。pH＝3符合①實驗，主要發(fā)生析氫腐蝕，負極反應式為Fe－2e－Fe2+、正極反應式為2H++2e－H2↑，實驗現(xiàn)象鐵棒逐漸溶解，碳棒表面有氣泡產(chǎn)生，A項正確；pH＝7符合②實驗，主要發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應式為Fe－2e－Fe2+、正極反應式為2H2O+O2+4e－4OH－，總反應式為2Fe+O2+2H2O2Fe（OH）2。隨后發(fā)生反應4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3，2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O，B項正確、C項正確；pH＝14符合③實驗，主要發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應式為Fe－2e－Fe2+，正極反應式為2H2O+O2+4e－4OH－；可繼續(xù)發(fā)生反應：4Fe2++O2+12OH－4FeO2－+2H2O，D項錯誤。15．（湘豫名校高三2023年3月聯(lián)考）青銅器文物腐蝕物以粉末狀有害銹最為嚴重，某種堿式氯化銅粉狀銹的形成過程分下面三個階段：階段一.：銅在電解質(zhì)溶液中發(fā)生一般腐蝕：Cu－e－→Cu+；Cu++Cl－→CuCl（灰白色）；CuCl+H2O→Cu2O+HCl階段二：Cu2O+H2O+HCl+O2→CuCl2·Cu（OH）2·H2O階段三：CuCl和O2具有很強穿透力，可深人銅體內(nèi)部，產(chǎn)生粉狀銹：CuCl+O2+H2O→CuCl2·3Cu（OH）2+HCl.下列說法正確的是（）。A．該粉狀銹生成的條件中需要有：潮濕環(huán)境、可溶性的氯化物、氧化性的物質(zhì)B．上述過程涉及的化學反應有：電解反應、水解反應、氧化還原反應C．依據(jù)反應CuCl+H2O→Cu2O+HCl，可以判斷氧化亞銅不能溶于鹽酸D．利用外加電源保護法保護銅制文物時，青銅器應連接電源的正極【解析】選A。由題意可知，該粉狀銹生成的條件中需要有：潮濕環(huán)境、可溶性的氯化物、氧化性的物質(zhì)，A正確；不涉及電解反應，B錯誤；水解生成的鹽酸量少，氧化亞銅可以和一定濃度的鹽酸反應，C錯誤；青銅器連接。電源的負極才能起到保護作用，D錯誤。16．（廣東省東莞市2023屆高三3月大聯(lián)考）目前，鋰硫電池是最接近實用的大容量儲能電池。一種鋰硫電池的工作原理如圖所示：下列說法中正確的是（）。A．放電時，鋰電極的電勢高B．電解質(zhì)溶液可以用無機物水溶液代替C．放電時，Li+由右室通過致密交聯(lián)陽離子膜移到左室D．放電時，正極反應式為16Li++S8+16e－8Li2S【解析】選D。本題以鋰硫電池的工作原理圖為情境，考查二次電池知識，意在考查分析與辨析的能力，證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)。放電時，Li失去電子，是負極，電勢低，A項錯誤；Li能與水反應，B項錯誤；放電時，Li+向正極移動，故由左室通過致密交聯(lián)陽離子膜移到右室，C項錯誤；放電時，正極反應式為16Li++S8+16e－8Li2S，D項正確。17．（湖南永州市2023年高考第一次適應性考試）雙膜堿性多硫化物空氣液流二次電池可用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等，電極I為摻雜Na2S2的電極，電極II為碳電極。電池工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是（）。A．離子交換膜a為陽離子交換膜，離子交換膜b為陰離子交換膜B．放電時，中間儲液器中NaOH的濃度不斷減小C．充電時，電極I的電極反應式為：2S22－－2e－S42－D．充電時，電路中每通過1mol電子，陽極室溶液質(zhì)量理論上增加9g【解析】選BC。由圖分析可知，電極II為碳電極，放電時，氧氣發(fā)生還原反應生成氫氧根離子，為正極，則電極I為負極。放電時，正極發(fā)生還原反應，反應為O2+2H2O+4e－4OH－；負極發(fā)生氧化反應，反應為2S22－－2e－S42－；正極區(qū)氫氧根離子向左側(cè)運動，離子交換膜b為陰離子交換膜；負極區(qū)鈉離子向右側(cè)運動，離子交換膜a為陽離子交換膜，中間儲液器中NaOH的濃度不斷變大，A正確；由A分析可知，中間儲液器中NaOH的濃度不斷變大，B錯誤；充電時，電極I為陰極，得到電子發(fā)生還原反應，C錯誤；充電時，電極II為陽極區(qū)，反應為4OH－－4e－O2+2H2O，電路中每通過1mol電子，陽極室從中間儲液器進入1mol氫氧根離子、同時生成0.25mo