2024年大二輪化學(xué)（新高考）教案：專題四電化學(xué)

1.原電池原理及簡單應(yīng)用1．突破原電池工作原理2．金屬的兩種腐蝕與三種保護(hù)(1)兩種腐蝕：析氫腐蝕、吸氧腐蝕(關(guān)鍵在于電解液的pH)。(2)三種保護(hù)：電鍍保護(hù)、犧牲陽極法、外加電流法。1．(2023·廣東，6)負(fù)載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除Cl－實(shí)現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是()A．Ag作原電池正極B．電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC．Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，最多去除1molCl－答案B解析由題圖分析可知，Cl－在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極，A錯誤；電子由負(fù)極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt，B正確；溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，C錯誤；每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，轉(zhuǎn)移2mol電子，最多去除2molCl－，D錯誤。2．(2022·廣東，11)為檢驗(yàn)犧牲陽極的陰極保護(hù)法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說明鐵片沒有被腐蝕的是()A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍(lán)色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)D．加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍(lán)色沉淀生成答案D解析將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中，會構(gòu)成原電池，由于鋅比鐵活潑，鋅作原電池的負(fù)極，鐵片作正極，溶液中破損的位置會變大，鐵也會繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，溶液中會有亞鐵離子生成。氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會出現(xiàn)白色沉淀，故A不符合題意；淀粉碘化鉀溶液可檢測氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質(zhì)生成，故B不符合題意；KSCN溶液可檢測鐵離子的存在，上述過程中不會出現(xiàn)鐵離子，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，故C不符合題意；K3[Fe(CN)6]溶液是用于檢測Fe2＋的試劑，若鐵片沒有被腐蝕，則溶液中不會生成亞鐵離子，則加入K3[Fe(CN)6]溶液就不會出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，故D符合題意。1．(2023·廣州天河區(qū)高三三模)文物的腐蝕是指出土前由于自然的侵蝕、損壞而破壞文物的原貌，電化學(xué)腐蝕也是重要因素之一。三星堆是中華文明的重要組成部分，下列出土文物可能涉及電化學(xué)腐蝕的是()ABCD青銅神樹玉璋陶瓷馬頭黃金面罩答案A解析青銅神樹中含有Sn和Cu，可能涉及電化學(xué)腐蝕，故A符合題意；玉璋屬于玉器、陶瓷馬頭以黏土為主要原料制成、黃金面罩由黃金制成，只含有金，均不涉及電化學(xué)腐蝕，故B、C、D不符合題意。2．(2023·廣東茂名第一中學(xué)高三三模)銀鋅電池的放電反應(yīng)為Zn＋Ag2O＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2，下列說法錯誤的是()A．基態(tài)Zn2＋的簡化核外電子排布式：[Ar]3d10B．負(fù)極為Zn，發(fā)生氧化反應(yīng)C．放電過程中，正極附近的pH下降D．放電過程中，OH－向負(fù)極移動答案C解析基態(tài)Zn原子的電子排布式為[Ar]3d104s2，失去2個電子后形成基態(tài)Zn2＋的簡化核外電子排布式為[Ar]3d10，A正確；活潑金屬Zn作負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；放電過程中，正極電極反應(yīng)為Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－，正極附近的pH增大，C錯誤；原電池放電過程中，陰離子(OH－)向負(fù)極移動，D正確。3．(2023·廣東茂名第一中學(xué)高三模擬)將兩根鐵釘分別纏繞銅絲和鋁條，放入滴有混合溶液的容器中，如圖所示，下列敘述錯誤的是()A．a(chǎn)中鐵釘附近產(chǎn)生藍(lán)色沉淀B．b中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色C．a(chǎn)中銅絲附近有氣泡產(chǎn)生D．b中發(fā)生吸氧腐蝕答案B解析a中Fe電極發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，亞鐵離子和鐵氰酸鉀反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，所以a中鐵釘附近出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，A正確；b中Fe作正極被保護(hù)，F(xiàn)e不參加反應(yīng)，沒有鐵離子生成，所以鐵釘附近不呈現(xiàn)紅色，B錯誤；a中Fe為負(fù)極，Cu為正極，在Cu電極上H＋得到電子生成H2，因此銅絲附近有氣泡產(chǎn)生，C正確；b中Fe為正極，Al作負(fù)極，電解質(zhì)溶液顯中性，發(fā)生吸氧腐蝕，D正確。4．(2023·廣東華南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三第三次模擬)微電解技術(shù)是處理高鹽、難降解、高色度廢水的一種工藝，其原理是在不通電的條件下，將酸性廢水通過鐵、碳構(gòu)成的填料，利用電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行廢水處理。下列敘述錯誤的是()A．鐵失電子產(chǎn)生的Fe2＋可以還原廢水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)B．碳表面的廢水pH降低C．若向裝置內(nèi)通入O2，則O2在碳表面發(fā)生還原反應(yīng)D．溶液中產(chǎn)生的Fe3＋，能凈化廢水中懸浮的微小顆粒答案B解析鐵為原電池的負(fù)極，失電子變?yōu)镕e2＋，F(xiàn)e2＋具有強(qiáng)還原性，可以還原廢水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)，A正確；碳為原電池的正極，酸性廢水中氫離子得電子被還原，碳表面的廢水氫離子濃度下降、pH增大，B不正確；若向裝置內(nèi)通入O2，氧氣為氧化劑，在正極發(fā)生還原反應(yīng)，則O2在碳表面發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；溶液中產(chǎn)生的Fe3＋水解產(chǎn)生的氫氧化鐵膠體具有吸附性，能吸附水中的固體懸浮物并使之沉降，即能凈化廢水中懸浮的微小顆粒，D正確。

2.新型燃料電池1．氫氧燃料電池負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式酸性介質(zhì)2H2－4e－=4H＋O2＋4e－＋4H＋=2H2O堿性介質(zhì)2H2－4e－＋4OH－=4H2OO2＋4e－＋2H2O=4OH－2.有機(jī)物燃料電池(1)在酸性電池中，電極反應(yīng)式用H＋平衡電荷，不能出現(xiàn)OH－。負(fù)極生成H＋，正極消耗H＋。以CH4燃料電池為例(電解液為H2SO4溶液)，寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：CH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋。正極：O2＋4e－＋4H＋=2H2O。電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O。(2)在堿性電池中，電極反應(yīng)式用OH－平衡電荷，不能出現(xiàn)H＋、CO2(應(yīng)為COeq\o\al(2－,3))。負(fù)極消耗OH－，正極生成OH－。以CH4燃料電池為例(電解液為KOH溶液)，寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：CH4＋10OH－－8e－=7H2O＋COeq\o\al(2－,3)。正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2KOH=K2CO3＋3H2O。(3)熔融碳酸鹽燃料電池(COeq\o\al(2－,3)平衡電荷)。負(fù)極：燃料失去電子，生成CO2。正極：氧氣得到電子，生成COeq\o\al(2－,3)。以CH4燃料電池為例，寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：CH4＋4COeq\o\al(2－,3)－8e－=5CO2＋2H2O。正極：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。(4)固態(tài)氧化物燃料電池(O2－平衡電荷)。以CH4燃料電池為例，寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：CH4＋4O2－－8e－=CO2＋2H2O。正極：O2＋4e－=2O2－。(5)微生物燃料電池微生物(或酶)電池是指在微生物的作用下(類似催化作用)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示：①微生物有利于有機(jī)物的氧化反應(yīng)，促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。②有機(jī)物在負(fù)極失去電子，負(fù)極反應(yīng)中有CO2生成，同時生成H＋(如葡萄糖在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2＋24H＋)，H＋通過質(zhì)子交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)。應(yīng)用舉例[2020·江蘇，20(2)]HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖所示，兩電極區(qū)間用允許K＋、H＋通過的半透膜隔開。①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為__________________________________；放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為______________(填化學(xué)式)。②如圖所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________________________________________。答案①HCOO－＋2OH－－2e－=HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2SO4②2HCOOH＋2OH－＋O2=2HCOeq\o\al(－,3)＋2H2O(或2HCOO－＋O2=2HCOeq\o\al(－,3))解析①由圖示可知，燃料電池負(fù)極區(qū)是HCOO－→HCOeq\o\al(－,3)，因在堿性條件下，故電極反應(yīng)式為HCOO－＋2OH－－2e－=HCOeq\o\al(－,3)＋H2O。電池正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：Fe3＋＋e－=Fe2＋，F(xiàn)e2＋又被通入的O2氧化為Fe3＋：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，同時還生成K2SO4，則需要補(bǔ)充的物質(zhì)A為H2SO4。②根據(jù)電池反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為HCOOH與O2反應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)，可寫出電池反應(yīng)的離子方程式為2HCOOH＋2OH－＋O2=2HCOeq\o\al(－,3)＋2H2O或2HCOO－＋O2=2HCOeq\o\al(－,3)。1．(2021·山東，10)以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清潔燃料電池，下列說法正確的是()A．放電過程中，K＋均向負(fù)極移動B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2-O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4-O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L答案C解析放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯誤；堿性環(huán)境下，N2H4-O2清潔燃料電池總反應(yīng)為N2H4＋O2=N2＋2H2O，其總反應(yīng)中未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量均減小，B錯誤；理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量(物質(zhì)的量表達(dá)式)分別是eq\f(mg,32g·mol－1)×6、eq\f(mg,32g·mol－1)×4、eq\f(mg,60g·mol－1)×16，通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗1molO2生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4L，D錯誤。2．在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動答案B解析相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法選用酶作催化劑，條件溫和，同時利用MV＋和MV2＋的相互轉(zhuǎn)化，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故可提供電能，故A正確；左室為負(fù)極區(qū)，MV＋在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2＋，電極反應(yīng)式為MV＋－e－=MV2＋，放電生成的MV2＋在氫化酶的作用下與H2反應(yīng)生成H＋和MV＋，反應(yīng)的方程式為H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋，故B錯誤；右室為正極區(qū)，MV2＋在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MV＋，電極反應(yīng)式為MV2＋＋e－=MV＋，放電生成的MV＋與N2在固氮酶的作用下反應(yīng)生成NH3和MV2＋，故C正確；電池工作時，氫離子(即質(zhì)子)通過交換膜由負(fù)極向正極移動。1．(2023·汕頭高三調(diào)研)研究發(fā)現(xiàn)，在肼(N2H4)酸性燃料電池中添加少量Fe2(SO4)3能持續(xù)大電流放電，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．交換膜M為質(zhì)子交換膜B．Fe3＋能夠降低正極區(qū)反應(yīng)的活化能C．放電時正極區(qū)溶液的pH下降D．負(fù)極反應(yīng)式為N2H4－4e－=N2↑＋4H＋答案C解析由圖可知，N2H4失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極，反應(yīng)為N2H4－4e－=N2↑＋4H＋，鐵離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子和氧氣反應(yīng)的離子方程式為4Fe2＋＋4H＋＋O2=4Fe3＋＋2H2O，反應(yīng)中氫離子向正極移動，交換膜M為質(zhì)子交換膜，A、D正確；由圖可知，鐵離子參與反應(yīng)后又生成，即作催化劑，F(xiàn)e3＋能夠降低正極區(qū)反應(yīng)的活化能，B正確；由A項(xiàng)分析，放電時正極區(qū)溶液的酸性減弱，pH升高，C錯誤。2．沉積物微生物燃料電池(SMFC)可以將沉積物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，同時加速沉積物中污染物的去除，用SMFC處理含硫廢水的工作原理如圖所示，酸性增強(qiáng)不利于菌落存活。下列說法錯誤的是()A．碳棒b電勢比碳棒a電勢低B．碳棒a附近酸性增強(qiáng)C．碳棒b存在電極反應(yīng)：S－6e－＋4H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋8H＋D．工作一段時間后，電池效率降低答案B解析光合菌產(chǎn)生的O2得電子結(jié)合H＋生成H2O，碳棒a為正極，F(xiàn)eSx在硫氧化菌的作用下被氧化為S，S在硫氧化菌的作用下被氧化為硫酸根離子，碳棒b為負(fù)極，正極的電勢高于負(fù)極，A正確；a為正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，酸性減弱，B錯誤；根據(jù)圖示，碳棒b存在電極反應(yīng)：S－6e－＋4H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋8H＋，C正確；酸性增強(qiáng)不利于菌落存活，負(fù)極失電子發(fā)生的氧化反應(yīng)會減慢，故工作一段時間后，電池效率降低，D正確。3．(2023·河北邢臺一中檢測)一種雙陰極微生物燃料電池裝置如圖所示。該裝置可以同時進(jìn)行硝化和反硝化脫氮，其中硝化過程中NHeq\o\al(＋,4)被O2氧化。下列敘述正確的是()A．電池工作時，“厭氧陽極”為正極，“缺氧陰極”和“好氧陰極”為負(fù)極B．電池工作時，“缺氧陰極”電極附近溶液的pH減小C．“好氧陰極”存在反應(yīng)：NHeq\o\al(＋,4)－6e－＋8OH－=NOeq\o\al(－,2)＋6H2OD．“厭氧陽極”區(qū)質(zhì)量減少28.8g時，該電極輸出電子2.4mol答案D解析該裝置為原電池，“厭氧陽極”上C6H12O6轉(zhuǎn)化為CO2，C由0價變?yōu)椋?價，則“厭氧陽極”為負(fù)極；“缺氧陰極”上NOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為NO2，再轉(zhuǎn)化為N2，N由＋5價變?yōu)椋?價，最后變?yōu)?價，則“缺氧陰極”為正極；“好氧陰極”上O2轉(zhuǎn)化為H2O，O由0價變?yōu)椋?價，則“好氧陰極”為正極，A項(xiàng)錯誤；“缺氧陰極”上電極反應(yīng)式分別為NOeq\o\al(－,3)＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O,2NO2＋8e－＋8H＋=N2＋4H2O，電池工作時，“缺氧陰極”上消耗H＋，其附近溶液的pH增大，B錯誤；“好氧陰極”上的反應(yīng)有O2＋4H＋＋4e－=2H2O,2NHeq\o\al(＋,4)＋3O2=2NOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋4H＋，2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)，C錯誤；“厭氧陽極”的電極反應(yīng)式為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，1molC6H12O6反應(yīng)消耗6molH2O，轉(zhuǎn)移24mol電子，“厭氧陽極”區(qū)質(zhì)量減少288g，故“厭氧陽極”區(qū)質(zhì)量減少28.8g時，該電極輸出電子2.4mol，D正確。

3.金屬(或金屬離子)電池濃差電池鋰(或鋰離子)電池的工作原理。1．Li-CO2電池(1)電池裝置(2)電池反應(yīng)4Li＋3CO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Li2CO3＋C(隔膜只允許鋰離子通過，向正極移動)。(3)電極反應(yīng)放電時負(fù)極：Li－e－=Li＋。正極：3CO2＋4Li＋＋4e－=2Li2CO3＋C。2．LiFePO4-C電池(1)電池裝置(2)電池反應(yīng)Li1－xFePO4＋LixC6eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiFePO4＋6C(隔膜只允許鋰離子通過，向正極移動)。(3)電極反應(yīng)放電時負(fù)極：LixC6－xe－=6C＋xLi＋。正極：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4。充電時陰極：xLi＋＋6C＋xe－=LixC6。陽極：LiFePO4－xe－=xLi＋＋Li1－xFePO4。3．全固態(tài)鋰硫電池(1)電池裝置(2)電池反應(yīng)16Li＋xS8eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))8Li2Sx(2≤x≤8)(Li＋移向正極a)。電極a摻有石墨烯的目的是增強(qiáng)電極導(dǎo)電性。(3)電極反應(yīng)放電時，電極b為負(fù)極，電極反應(yīng)式：Li－e－=Li＋。電極a是正極，發(fā)生還原反應(yīng)：S8＋2e－=Seq\o\al(2－,8)(2Li＋＋Seq\o\al(2－,8)=Li2S8)、2Li＋＋3Li2S8＋2e－=4Li2S6、2Li＋＋2Li2S6＋2e－=3Li2S4、2Li＋＋Li2S4＋2e－=2Li2S2。4．“濃差電池”的分析方法濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，離子均是由“高濃度”移向“低濃度”，陰離子移向負(fù)極區(qū)域，陽離子移向正極區(qū)域。1．(2021·廣東，9)火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時()A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B．CO2在正極上得電子C．陽離子由正極移向負(fù)極D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能答案B解析根據(jù)題干信息可知，放電時總反應(yīng)為4Na＋3CO2=2Na2CO3＋C。放電時負(fù)極上Na失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Na＋，故A錯誤；放電時正極上CO2得到電子生成C，故B正確；放電時陽離子移向正極，故C錯誤；放電時該裝置為原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤。2．(2023·全國乙卷，12)室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：eq\f(1,2)S8＋e－→eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)，eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)＋e－→Seq\o\al(2－,4)，2Na＋＋eq\f(x,4)Seq\o\al(2－,4)＋2(1－eq\f(x,4))e－→Na2Sx下列敘述錯誤的是()A．充電時Na＋從鈉電極向硫電極遷移B．放電時外電路電子流動的方向是a→bC．放電時正極反應(yīng)為2Na＋＋eq\f(x,8)S8＋2e－→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能答案A解析充電時為電解池裝置，陽離子移向陰極，Na＋由硫電極遷移至鈉電極，A錯誤；放電時Na在a電極失去電子，失去的電子經(jīng)外電路流向b電極，即電子在外電路的流向?yàn)閍→b，B正確；將題給硫電極發(fā)生的反應(yīng)依次編號為①②③，由eq\f(x,4)×①＋eq\f(x,4)×②＋③可得正極的反應(yīng)式為2Na＋＋eq\f(x,8)S8＋2e－→Na2Sx，C正確；炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導(dǎo)電性，可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能，D正確。3．(2023·新課標(biāo)卷，10)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說法錯誤的是()A．放電時V2O5為正極B．放電時Zn2＋由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2OD．充電陽極反應(yīng)：ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O答案C解析放電時，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時V2O5為正極，A正確；Zn為負(fù)極，放電時Zn失去電子變?yōu)閆n2＋，陽離子向正極遷移，則放電時Zn2＋由負(fù)極向正極遷移，B正確；電池在放電時的總反應(yīng)為xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2O，則其在充電時的總反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O=xZn＋V2O5＋nH2O，C不正確；充電時陽極上ZnxV2O5·nH2O被氧化為V2O5，則陽極的電極反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D正確。4．(2023·遼寧，11)某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是()A．放電時負(fù)極質(zhì)量減小B．儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C．放電時右側(cè)H＋通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D．充電總反應(yīng)：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe3＋=PbSO4＋2Fe2＋答案B解析放電時，負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A錯誤；儲能過程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；放電時，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動，左側(cè)的H＋通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯誤；充電時，總反應(yīng)為PbSO4＋2Fe2＋=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe3＋，D錯誤。5．(2022·廣東，16)科學(xué)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(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=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答案C解析由充電時電極a的反應(yīng)可知，充電時電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；放電時負(fù)極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正極反應(yīng)為Cl2＋2e－=2Cl－，反應(yīng)后Na＋和Cl－濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，pH不變，故B錯誤，C正確；充電時陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=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·mol－1×2mol＝46g，故D錯誤。6．(2022·全國乙卷，12)Li-O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來，科學(xué)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(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)對電池進(jìn)行充電。下列敘述錯誤的是()A．充電時，電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋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(fù)極遷移D．放電時，正極發(fā)生反應(yīng)：O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2答案C解析充電時為電解池，由題目信息知，光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)，則充電時，電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋O2，因此，充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，A、B正確；放電時，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li＋從負(fù)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；放電時，電池總反應(yīng)為2Li＋O2=Li2O2，則正極反應(yīng)為O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2，D正確。7．(2022·湖南，8)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如圖。下列說法錯誤的是()A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池答案B解析海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；N為正極，電極反應(yīng)主要為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故B錯誤；Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確。8．(2023·山東，11改編)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是()A．甲室Cu電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應(yīng)：Cu2＋＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋D．NH3擴(kuò)散到乙室將對電池電動勢不會產(chǎn)生影響答案C解析向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室Cu電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成[Cu(NH3)4]2＋，因此甲室Cu電極為負(fù)極，故A錯誤；原電池內(nèi)電路中陽離子向正極移動，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側(cè)陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應(yīng)正向進(jìn)行，故B錯誤；負(fù)極反應(yīng)是Cu－2e－＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋，正極反應(yīng)是Cu2＋＋2e－=Cu，則電池總反應(yīng)為Cu2＋＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋，故C正確；NH3擴(kuò)散到乙室會與銅離子反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2＋，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對電池電動勢產(chǎn)生影響，故D錯誤。9．(2022·浙江1月選考，21)pH計(jì)是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示，以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液，并插入Ag-AgCl電極)和另一Ag-AgCl電極插入待測溶液中組成電池，pH與電池的電動勢E存在關(guān)系：pH＝eq\f(E－常數(shù),0.059)。下列說法正確的是()A．如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極反應(yīng)式為：AgCl(s)＋e－=Ag(s)＋Cl－(0.1mol·L－1)B．玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化C．分別測定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的pHD．pH計(jì)工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能答案C解析如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而不是還原反應(yīng)，A錯誤；pH與電池的電動勢E存在關(guān)系：pH＝eq\f(E－常數(shù),0.059)，則玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異會引起電動勢的變化，B錯誤；pH與電池的電動勢E存在關(guān)系：pH＝eq\f(E－常數(shù),0.059)，則分別測定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的pH，C正確；pH計(jì)工作時，利用原電池原理，則化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤。1．(2023·佛山高三診斷)鈉離子電池易獲取，正負(fù)極材料均采用鋁箔(可減少銅箔用量)，因此鈉離子電池理論成本低于鋰離子電池。現(xiàn)有一種正極材料為KFe2(CN)6，固體電解質(zhì)為Na3PS4，負(fù)極材料為Na2Ti3O7的鈉離子電池。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．正極KFe2(CN)6中Fe的化合價為＋2、＋3B．放電時，正極可能發(fā)生Fe2(CN)eq\o\al(－,6)＋e－=Fe2(CN)eq\o\al(2－,6)C．放電時，電子從負(fù)極流經(jīng)固體電解質(zhì)到達(dá)正極D．充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，并且Na＋增多答案C解析鉀離子呈＋1價、CN－為－1價，化合物中元素的正負(fù)化合價代數(shù)和為0，則正極KFe2(CN)6中Fe的化合價為＋2、＋3，A正確；放電時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，可能發(fā)生Fe2(CN)eq\o\al(－,6)＋e－=Fe2(CN)eq\o\al(2－,6)，B正確；放電時，電子從負(fù)極流經(jīng)外電路到達(dá)正極，電子不流經(jīng)固體電解質(zhì)，C不正確；充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子向陰極移動，則Na＋增多，D正確。2．(2023·廣東梅州市高三總復(fù)習(xí)質(zhì)量檢測)一種新型Na-CaFeO3可充電電池，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A．放電時，電極N是負(fù)極B．充電時，Na＋通過鈉離子交換膜向M極移動C．放電時，N極電極反應(yīng)為2CaFeO2.5＋O2－－2e－=2CaFeO3D．充電時，每生成1molNa，有機(jī)電解質(zhì)的整體質(zhì)量減小23g答案B解析從圖示裝置可看出，Na-CaFeO3可充電電池放電時，Na失電子生成Na＋，所以Na電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成的Na＋通過鈉離子交換膜移向右側(cè)，右側(cè)CaFeO3電極作正極，A錯誤；充電時，Na＋通過鈉離子交換膜向陰極(M極)移動，B正確；放電時，N極CaFeO3轉(zhuǎn)化為CaFeO2.5，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)為2CaFeO3＋2e－=2CaFeO2.5＋O2－，C錯誤；充電時，每生成1molNa，同時也會有0.5molO2－消耗，所以有機(jī)電解質(zhì)的整體質(zhì)量減小23g＋0.5mol×16g·mol－1＝31g，D錯誤。3．(2023·湘豫名校高三模擬)科學(xué)家發(fā)明了一種Mg-PbO2電池，電解質(zhì)為Na2SO4、H2SO4、NaOH，通過M和N兩種離子交換膜將電解質(zhì)溶液隔開，形成A、B、C三個電解質(zhì)溶液區(qū)域(已知：a>b)，裝置如圖，下列說法不正確的是()A．Na＋通過M膜移向B區(qū)，離子交換膜N為陰離子交換膜B．B區(qū)的電解質(zhì)濃度逐漸減小C．放電時，Mg電極反應(yīng)為Mg＋2OH－－2e－=Mg(OH)2D．消耗2.4gMg時，C區(qū)電解質(zhì)溶液減少16.0g答案B解析由題圖可知，鎂電極為原電池的負(fù)極，堿性條件下鎂失去電子生成氫氧化鎂，電極反應(yīng)式為Mg＋2OH－－2e－=Mg(OH)2，A區(qū)溶液中氫氧根離子濃度減小，A區(qū)鈉離子通過陽離子交換膜M進(jìn)入B區(qū)，二氧化鉛電極為正極，酸性條件下二氧化鉛在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，C區(qū)溶液中消耗氫離子和硫酸根離子的物質(zhì)的量之比為4∶1，C區(qū)溶液中硫酸根離子通過陰離子交換膜N進(jìn)入B區(qū)，則B區(qū)中硫酸鈉溶液的濃度增大，故A、C正確，B錯誤；原電池工作時，消耗2.4g鎂時，轉(zhuǎn)移電子eq\f(2.4g,24g·mol－1)×2＝0.2mol，C區(qū)消耗0.4mol氫離子、0.1mol硫酸根離子，同時有0.1mol硫酸根離子移向B區(qū)，相當(dāng)于溶液中減少0.2mol硫酸，同時生成0.2mol水，則C區(qū)實(shí)際減少質(zhì)量為0.2mol×98g·mol－1－0.2mol×18g·mol－1＝16.0g，故D正確。4．基于硫化學(xué)的金屬硫電池有望替代當(dāng)前鋰離子電池技術(shù)，滿足人類社會快速增長的能源需求，該電池的結(jié)構(gòu)及原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．該電池可采用含有K＋的水溶液或有機(jī)物為電解質(zhì)溶液B．放電時，電子的移動方向：電極b→隔膜→電極aC．充電時，陰極區(qū)可能發(fā)生的反應(yīng)有xK2S3－(2x－6)e－=3Seq\o\al(2－,x)＋2xK＋D．充電時，電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時，陰極質(zhì)量減少78g答案C解析充電時，陰極反應(yīng)式為K＋＋e－=K，電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時，生成2molK，負(fù)極質(zhì)量增加2mol×39g·mol－1＝78g，D錯誤。5．我國某公司開發(fā)的“刀片電池”外觀上類似普通干電池，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)看上去像一堆排列整齊的裁紙刀，每一個刀片里又被分成很多個容納腔，每個容納腔里都包含一個電芯，整個刀片是由多個極芯串聯(lián)而成的模組。該電池本質(zhì)上還是磷酸鐵鋰電池，電池的總反應(yīng)方程式為LiM1－xFexPO4＋6Ceq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))M1－xFexPO4＋LiC6，其裝置工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．該電池工作時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LiM1－xFexPO4－e－=M1－xFexPO4＋Li＋B．該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由左向右移動C．該電池充電時陰極的電極反應(yīng)式為Li＋＋6C＋e－=LiC6D．刀片電池可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源答案A解析根據(jù)電池裝置圖知，該電池工作時，石墨為負(fù)極，電極反應(yīng)式為LiC6－e－=Li＋＋6C，磷酸鐵鋰為正極，電極反應(yīng)式為M1－xFexPO4＋e－＋Li＋=LiM1－xFexPO4，A錯誤；充電時，石墨電極與電源負(fù)極相連，作陰極，電極反應(yīng)為Li＋＋6C＋e－=LiC6，需結(jié)合Li＋，陽極電極反應(yīng)為LiM1－xFexPO4－e－=M1－xFexPO4＋Li＋，釋放出Li＋，該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由陽極移向陰極即由左向右移動，B、C正確；由題干信息可知，刀片電池是一種新型的可充電電池，故可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源，D正確。6．由于存在離子濃度差而產(chǎn)生電動勢的電池稱為離子濃差電池，當(dāng)兩極室離子濃度相等時放電完成。某離子濃差電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是()A．銅電極Ⅰ上發(fā)生氧化反應(yīng)B．Cu2＋從左極室透過隔膜移向右極室C．電池工作一段時間后，右極室CuSO4濃度增大D．該電池工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能答案C解析根據(jù)題意可知，銅電極Ⅰ附近CuSO4濃度高，發(fā)生的反應(yīng)是Cu2＋＋2e－=Cu，是還原反應(yīng)，A錯誤；當(dāng)兩極室離子濃度相等時放電完成，說明左側(cè)硫酸銅濃度要降低，右側(cè)硫酸銅濃度要升高，直至左右兩側(cè)硫酸銅濃度相等，則隔膜應(yīng)為陰離子交換膜，硫酸根離子從左側(cè)移向右側(cè)，B錯誤；銅電極Ⅱ附近CuSO4濃度低，發(fā)生的反應(yīng)是Cu－2e－=Cu2＋，硫酸根離子從左側(cè)移向右側(cè)，導(dǎo)致右極室CuSO4濃度增大，C正確；該電池工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤。7．物質(zhì)有從濃度大的區(qū)域向濃度小的區(qū)域擴(kuò)散的趨勢，利用該趨勢可設(shè)計(jì)濃差電池。如圖所示裝置可測定氧氣的含量，參比側(cè)通入純氧，測量側(cè)氣壓調(diào)節(jié)到與參比側(cè)相同，接通電路，通過電勢差大小可測出測量側(cè)氣體的含氧量。下列說法不正確的是()A．參比側(cè)為正極B．負(fù)極的電極反應(yīng)式為2O2－－4e－=O2C．測量側(cè)處于封閉環(huán)境時，初期的讀數(shù)比較準(zhǔn)確D．相同壓強(qiáng)下，電勢差越大，測量側(cè)氣體中含氧量越高答案D解析由題給信息可知，參比側(cè)的鉑電極為濃差電池的正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成O2－，電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－，測量側(cè)的鉑電極為負(fù)極，氧離子在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)式為2O2－－4e－=O2，相同壓強(qiáng)下，測量側(cè)氣體中氧氣含量越低，濃差電池的電勢差越大。由分析可知，參比側(cè)的鉑電極為濃差電池的正極，故A正確；由分析可知，測量側(cè)的鉑電極為負(fù)極，氧離子在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)式為2O2－－4e－=O2，故B正確；測量側(cè)生成氧氣，測量側(cè)處于封閉環(huán)境時，初期的讀數(shù)與測量側(cè)氣體中含氧量有關(guān)，后期因?yàn)檠鯕獾纳蓪?dǎo)致讀數(shù)與測量側(cè)氣體中含氧量相差很大，所以初期的讀數(shù)比較準(zhǔn)確，故C正確；相同壓強(qiáng)下，測量側(cè)氣體中氧氣含量越低，濃差電池的電勢差越大，故D錯誤。8．濃差電池是由于電池中存在濃度差而產(chǎn)生的。鋰離子濃差電池的原理如圖所示，該電池從濃縮海水中提取LiCl的同時又獲得了電能。下列說法不正確的是()A．若Y電極材料為鐵，也能實(shí)現(xiàn)如圖轉(zhuǎn)化B．濃縮海水中鋰離子濃度大于左側(cè)LiCl溶液中的鋰離子濃度C．X電極的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑D．右側(cè)生成1molCl2時，左側(cè)Li＋增加2mol答案A解析Y電極是該電池的負(fù)極，若材料為鐵，鐵比Cl－更易失去電子，故不能實(shí)現(xiàn)圖示轉(zhuǎn)化，A不正確；濃縮海水中鋰離子通過離子導(dǎo)電體進(jìn)入左槽，左槽加入的是稀鹽酸，故濃縮海水中鋰離子濃度大于左側(cè)LiCl溶液中的鋰離子濃度，B正確；X電極為該電池正極，反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，C正確；右側(cè)生成1molCl2時，轉(zhuǎn)移2mol電子，有2molLi＋通過離子導(dǎo)電體，故左側(cè)Li＋增加2mol，D正確。9．某化學(xué)興趣小組將兩個完全相同的銅片分別放入體積相同、濃度不同的CuSO4溶液中形成濃差電池(如圖所示)，當(dāng)兩極附近電解質(zhì)溶液濃度相等時停止放電。下列說法正確的是()A．Cu(2)極發(fā)生還原反應(yīng)B．Cu(1)極附近Cu2＋通過膜1向右遷移C．放電過程中，兩膜之間的c(CuSO4)理論上保持不變D．當(dāng)Cu(2)極附近c(diǎn)(CuSO4)變?yōu)?mol·L－1時，該電池停止放電答案C解析銅(1)極附近硫酸銅溶液濃度大于銅(2)極，故銅(1)極的電解質(zhì)濃度降低[即銅(1)極為正極]，銅(2)極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，A項(xiàng)錯誤；銅(1)極的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，為了維持電荷平衡，SOeq\o\al(2－,4)通過膜1向右遷移，B項(xiàng)錯誤；理論上兩膜之間的硫酸銅濃度基本保持不變，C項(xiàng)正確；理論上正、負(fù)兩極硫酸銅溶液濃度均為0.55mol·L－1時，該電池停止放電，D項(xiàng)錯誤。10．一種濃差電池如圖所示，陰、陽離子交換膜交替放置，中間的間隔交替充以河水和海水，選擇性透過Cl－和Na＋，在兩電極板形成電勢差，進(jìn)而在外部產(chǎn)生電流。下列關(guān)于該電池的說法錯誤的是()A．a(chǎn)電極為電池的正極，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．A為陰離子交換膜，C為陽離子交換膜C．陽極(負(fù)極)隔室的電中性溶液通過陽極表面的氧化作用維持D．該電池的缺點(diǎn)是離子交換膜價格昂貴，電極產(chǎn)物也沒有經(jīng)濟(jì)價值答案D解析b電極電子流出，b為電池的負(fù)極，a電極為電池的正極，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，A項(xiàng)正確；鈉離子向a電極方向移動，氯離子向b電極方向移動，所以A為陰離子交換膜，C為陽離子交換膜，B項(xiàng)正確；陽極(負(fù)極)隔室中氯離子發(fā)生氧化反應(yīng)，保持溶液中的電荷守恒，C項(xiàng)正確；電極產(chǎn)物是化工產(chǎn)品，有較高經(jīng)濟(jì)價值，D項(xiàng)錯誤。

4.電解原理的多方面應(yīng)用1．圖解電解池工作原理(陽極為惰性電極)2．對比掌握電解規(guī)律(陽極為惰性電極)電解類型電解質(zhì)實(shí)例溶液復(fù)原物質(zhì)電解水型NaOH、H2SO4或Na2SO4水電解電解質(zhì)型HCl或CuCl2原電解質(zhì)放氫生堿型NaClHCl氣體放氧生酸型CuSO4或AgNO3CuO或Ag2O注意電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，溶液中H＋繼續(xù)放電，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。3．金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)4．陌生電解池裝置圖的知識遷移(1)電解池(2)金屬腐蝕1．(2023·廣東，16)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H＋和OH－，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是()A．電解總反應(yīng)：KNO3＋3H2O=NH3·H2O＋2O2↑＋KOHB．每生成1molNH3·H2O，雙極膜處有9mol的H2O解離C．電解過程中，陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率答案B解析由大電流催化電解KNO3溶液制氨可知，在電極a處KNO3放電生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極反應(yīng)式為NOeq\o\al(－,3)＋8e－＋9H＋=NH3·H2O＋2H2O，電極b為陽極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，電解總反應(yīng)為KNO3＋3H2O=NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，故A正確；每生成1molNH3·H2O，陰極得8mole－，同時雙極膜處有8molH＋進(jìn)入陰極室，即有8mol的H2O解離，故B錯誤；電解過程中，陽極室每消耗4molOH－，同時有4molOH－通過雙極膜進(jìn)入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變，故C正確；相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于H2O被催化解離成H＋和OH－，可提高氨生成速率，故D正確。2．(2022·廣東，10)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過程中()A．陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－=Mg2＋B．陰極上Al被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等答案C解析該題中以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，通過控制一定的條件，可使陽極區(qū)Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2＋和Al3＋，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)Al3＋得電子生成Al單質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)Al的再生，A、B錯誤；陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；因?yàn)殛枠O除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)得失電子守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯誤。3．(2021·廣東，16)鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是()A．工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Co＋O2↑＋4H＋答案D解析由題圖分析可知，水放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯誤；陰極生成1mol鈷，陽極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯誤；若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯誤；電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Co＋O2↑＋4H＋，故D正確。4．(2023·浙江6月選考，13)氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是()A．電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極B的電極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．應(yīng)選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液D．改進(jìn)設(shè)計(jì)中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗答案B解析電極A是氯離子變?yōu)槁葰猓蟽r升高，失去電子，是電解池陽極，因此電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；電極B為陰極，通入的氧氣得到電子，其電極反應(yīng)式為2H2O＋4e－＋O2=4OH－，故B錯誤；右室生成氫氧根離子，應(yīng)選用陽離子交換膜，左室的鈉離子進(jìn)入右室，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液，故C正確；改進(jìn)設(shè)計(jì)中增大了氧氣的量，提高了電極B處的氧化性，從而降低電解電壓，減少能耗，故D正確。5．(2023·北京，5)回收利用工業(yè)廢氣中的CO2和SO2，實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下。下列說法不正確的是()A．廢氣中SO2排放到大氣中會形成酸雨B．裝置a中溶液顯堿性的原因是HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于HCOeq\o\al(－,3)的電離程度C．裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO2和SO2D．裝置b中的總反應(yīng)為SOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))HCOOH＋SOeq\o\al(2－,4)答案C解析SO2是酸性氧化物，廢氣中SO2排放到大氣中會形成硫酸型酸雨，故A正確；裝置a中溶液的溶質(zhì)為NaHCO3，溶液顯堿性，說明HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于其電離程度，故B正確；裝置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2氣體，NaHCO3溶液不能吸收CO2，故C錯誤。6．(2023·遼寧，7)某無隔膜流動海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是()A．b端電勢高于a端電勢B．理論上轉(zhuǎn)移2mole－生成4gH2C．電解后海水pH下降D．陽極發(fā)生：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋答案D解析由題圖分析可知，a為正極，b為負(fù)極，則a端電勢高于b端電勢，A錯誤；右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為2H＋＋2e－=H2↑，則理論上轉(zhuǎn)移2mole－生成2gH2，B錯誤；電解總反應(yīng)為Cl－＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))ClO－＋H2↑，ClO－水解使溶液呈堿性，海水pH上升，C錯誤。1．(2023·廣州市高三模擬)雙極膜是一種離子交換復(fù)合膜，在直流電場作用下能將中間層的水分子解離成H＋和OH－，并分別向兩極遷移。用雙極膜電解制備金屬鈷，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．電極a接電源的正極B．電解過程中溶液中的SOeq\o\al(2－,4)透過陰離子交換膜向左移動C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時，陽極產(chǎn)生22.4LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D．電解池工作時，陰離子交換膜與雙極膜之間的溶液的pH減小答案C解析電解池中陽離子向陰極移動，則電極b是陰極，電極a是陽極，電極a接電源的正極，故A正確；電解池中陰離子向陽極移動，電解過程中溶液中的SOeq\o\al(2－,4)透過陰離子交換膜向左移動，故B正確；當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時，陽極氫氧根離子失電子生成0.5molO2，故C錯誤；電解池工作時，SOeq\o\al(2－,4)通過陰離子交換膜向左移動與氫離子結(jié)合生成硫酸，陰離子交換膜與雙極膜之間的溶液的pH減小，故D正確。2．(2023·汕頭市高三一模)八鉬酸銨eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(NH44Mo8O26))可用于染料、催化劑、防火劑等。該化合物可通過電滲析法獲得，工作原理如圖。下列說法錯誤的是()A．a(chǎn)連接電源正極B．生成Mo8Oeq\o\al(4－,26)的反應(yīng)為8MoOeq\o\al(2－,4)＋12H＋=Mo8Oeq\o\al(4－,26)＋6H2OC．電解一段時間后，b極附近氨水的濃度減小D．雙極膜附近的OH－移向左側(cè)答案C解析由圖可知，b為陰極，水放電生成氫氣和氫氧根離子，a為陽極，連接電源正極，水放電生成氧氣和氫離子，A正確；雙極膜解離出的氫離子向陰極移動和MoOeq\o\al(2－,4)反應(yīng)生成Mo8Oeq\o\al(4－,26)：8MoOeq\o\al(2－,4)＋12H＋=Mo8Oeq\o\al(4－,26)＋6H2O，B正確；電解一段時間后，b極附近生成的氫氧根離子和左側(cè)遷移過來的銨根離子結(jié)合生成一水合氨，氨水的濃度增大，C錯誤；陰離子向陽極遷移，雙極膜附近的OH－移向左側(cè)，D正確。3．(2021·江蘇，12)通過下列方法可分別獲得H2和O2：①通過電解獲得NiOOH和H2(如圖)；②在90℃將NiOOH與H2O反應(yīng)生成Ni(OH)2并獲得O2。下列說法正確的是()A．電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度減小B．電解時陽極電極反應(yīng)式：Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2OC．電解的總反應(yīng)方程式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑D．電解過程中轉(zhuǎn)移4mol電子，理論上可獲得22.4LO2答案B解析陰極水電離的氫離子得電子生成氫氣，陽極Ni(OH)2失電子生成NiOOH，電解過程總反應(yīng)為2Ni(OH)2eq\o(=,\s\up7(電解))2NiOOH＋H2↑，電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度不變，故A、C錯誤；電解時陽極Ni(OH)2失電子生成NiOOH，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O，故B正確；電解過程中轉(zhuǎn)移4mol電子，生成1mol氧氣，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積不一定是22.4L，故D錯誤。4．電解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在電極上直接合成撲熱息痛()，裝置如圖，其中電極材料均為石墨。下列說法錯誤的是()A．電極a為負(fù)極B．裝置工作時，乙室溶液pH減小C．電極c的電極反應(yīng)式為＋CH3CN＋H2O－2e－→＋2H＋D．合成1mol撲熱息痛，理論上甲室質(zhì)量增重64g答案B解析根據(jù)題給信息可確定左側(cè)裝置為原電池，右側(cè)裝置為電解池。原電池中，陰離子向負(fù)極移動，故電極a是負(fù)極，電極b是正極，則電極c是陽極，電極d是陰極，A正確；工作時，H2O2在正極b上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2O2＋2e－＋2H＋=2H2O，反應(yīng)時c(H＋)減小，乙室溶液pH增大，B錯誤；電極c為陽極，CH3CN在電極c上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，并與苯酚反應(yīng)生成撲熱息痛，電極反應(yīng)式為＋CH3CN＋H2O－2e－→＋2H＋，C正確；根據(jù)陽極c的電極反應(yīng)式，合成1mol撲熱息痛，轉(zhuǎn)移2mol電子，負(fù)極a上生成1mol氧氣，同時乙室轉(zhuǎn)移1molSOeq\o\al(2－,4)到甲室，理論上甲室質(zhì)量增重96g·mol－1×1mol－32g·mol－1×1mol＝64g，D正確。5．對氨基苯酚是一種重要的有機(jī)精細(xì)化工中間體，可用惰性電極電解硝基苯生產(chǎn)，裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．a(chǎn)極區(qū)加入乙醇的目的是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)為＋4H＋＋4e－→＋H2OC．電解一段時間后，a極區(qū)需要補(bǔ)充稀硫酸D．生成1mol對氨基苯酚時，b極區(qū)理論上放出氣體22.4L答案B解析圖為電解池裝置，硝基苯()發(fā)生還原反應(yīng)生成對氨基苯酚()，則a為陰極，電極反應(yīng)式為＋4H＋＋4e－→＋H2O；b為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，b電極區(qū)的氫離子經(jīng)過質(zhì)子交換膜進(jìn)入a電極區(qū)。乙醇為有機(jī)溶劑，a極區(qū)加入乙醇的目的是增大硝基苯的溶解度，A錯誤；根據(jù)電極反應(yīng)，a極區(qū)不需要補(bǔ)充硫酸，C錯誤；生成氣體的溫度、壓強(qiáng)未知，無法計(jì)算氣體的體積，D錯誤。6．(2023·佛山市高三下學(xué)期調(diào)研)電有機(jī)合成相對于傳統(tǒng)有機(jī)合成具有顯著優(yōu)勢，利用如圖所示裝置實(shí)現(xiàn)電催化合成2,5-呋喃二甲酸。下列說法錯誤的是()A．催化電極b連接電源的負(fù)極B．陰極區(qū)溶液中c(H2SO4)不變C．陽極區(qū)的總反應(yīng)為D．每消耗1mol對硝基苯酚同時生成1mol2,5-呋喃二甲酸答案B解析由圖可知，a極上發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，則b極為陰極，連接電源的負(fù)極，A正確；＋6H＋→＋2H2O，反應(yīng)生成水，故溶液中c(H2SO4)減小，B錯誤，C正確；由兩電極反應(yīng)式可知，根據(jù)得失電子守恒，每消耗1mol對硝基苯酚同時生成1mol2,5-呋喃二甲酸，D正確。7．(2022·山東煙臺市、德州市高三一模)電解法處理含有Cl－、NOeq\o\al(－,3)的酸性廢水，其工作原理及電極b中鐵的化合物的催化機(jī)理如圖所示，H表示氫原子。下列說法錯誤的是()A．電極b接電源負(fù)極B．處理1molNOeq\o\al(－,3)，電路中轉(zhuǎn)移5mole－C．HClO在陽極生成：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋D．H＋與NOeq\o\al(－,3)反應(yīng)的電極反應(yīng)式為10H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋8e－=NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O答案B解析由圖知，電極b上硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇@根離子，被還原，則電極b為陰極，接電源負(fù)極，A正確；硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇@根離子，N元素化合價從＋5價降低到－3價，則處理1molNOeq\o\al(－,3)，電路中轉(zhuǎn)移8mole－，B不正確；陽極氯離子失去電子被氧化，生成HClO：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋，C正確；電極b上硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇@根離子，H＋與NOeq\o\al(－,3)反應(yīng)的電極反應(yīng)式為10H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋8e－=NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O，D正確。8．(2023·遼寧鞍山市普通高中高三一模)處理高濃度的乙醛廢水的新方法——隔膜電解法，總反應(yīng)為2CH3CHO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))CH3CH2OH＋CH3COOH(不考慮其他反應(yīng))。實(shí)驗(yàn)室中，以一定濃度的乙醛和H2SO4溶液為電解質(zhì)溶液，模擬含乙醛的工業(yè)廢水，用惰性電極進(jìn)行電解，裝置如圖所示，下列說法錯誤的是()A．b電極反應(yīng)式為CH3CHO－2e－＋H2O=CH3COOH＋2H＋B．電解一段時間后，電解池右側(cè)pH增大C．若以CH4-空氣燃料電池為直流電源，a極應(yīng)該與燃料電池中通入CH4的一極相連D．理論上處理1mol乙醛，將有1molH＋通過質(zhì)子交換膜答案B解析b電極為陽極，電極反應(yīng)式為CH3CHO－2e－＋H2O=CH3COOH＋2H＋，故A正確；電解一段時間后，電解池右側(cè)消耗水，生成CH3COOH和H＋，H＋通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)，但電解質(zhì)n(H2SO4)不變，因此pH減小，故B錯誤；若以CH4-空氣燃料電池為直流電源，a極應(yīng)連負(fù)極，則應(yīng)該與燃料電池中通入CH4的一極相連，故C正確；理論上處理1mol乙醛，a、b極各有0.5molCH3CHO參與反應(yīng)，則有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，將有1molH＋通過質(zhì)子交換膜，故D正確。9．(2022·河北省五校聯(lián)盟高三下學(xué)期模擬)電芬頓技術(shù)常用來處理廢水中的有害物質(zhì)苯酚。電芬頓技術(shù)是通過化學(xué)芬頓技術(shù)發(fā)展而來的，化學(xué)芬頓技術(shù)主要向廢水中投加Fe2＋和H2O2試劑，兩者反應(yīng)后生成強(qiáng)氧化劑羥基自由基，將廢水中的有害有機(jī)物氧化成CO2和H2O。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．a(chǎn)電極為Fe電極，外接電源正極B．陰極反應(yīng)為O2＋2e－=Oeq\o\al(2－,2)C．消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LO2，生成1mol·OHD．處理苯酚的反應(yīng)為28HO·＋→6CO2↑＋17H2O答案C解析電芬頓技術(shù)采用Fe作陽極，F(xiàn)e失電子生成的亞鐵離子與過氧化氫反應(yīng)生成羥基自由基，A正確；陰極氧氣得電子生成過氧根離子，在酸性條件下反應(yīng)生成過氧化氫，B正確；酸性條件下，二價鐵離子與過氧化氫反應(yīng)生成羥基自由基的反應(yīng)為H2O2＋Fe2＋＋H＋=Fe3＋＋·OH＋H2O,11.2LO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.5mol，O2～H2O2～·OH，0.5molO2生成0.5mol·OH，C錯誤；根據(jù)元素守恒可以得出羥基自由基作強(qiáng)氧化劑處理苯酚的反應(yīng)為28HO·＋→6CO2↑＋17H2O，D正確。協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置特點(diǎn)電極反應(yīng)產(chǎn)物又發(fā)生了其他反應(yīng)。解題關(guān)鍵：分清楚哪個是電極反應(yīng)，哪個是電極區(qū)反應(yīng)，要注意電極及電極區(qū)均可能存在多個反應(yīng)。

5.電化學(xué)中的多室、多池裝置1．交換膜類型及特點(diǎn)交換膜類型陽膜陰膜雙極膜特定的交換膜允許通過的離子及移動方向陽離子移向原電池的正極(電解池的陰極)陰離子移向原電池的負(fù)極(電解池的陽極)中間層中的H2O解離出H＋和OH－，H＋移向原電池的正極(電解池的陰極)，OH－移向原電池的負(fù)極(電解池的陽極)只允許特定的離子或分子通過，如質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，氯離子交換膜只允許Cl－通過通性無論是原電池還是電解池中，陽離子均移向得電子的一極，陰離子均移向失電子的一極2.離子交換膜的判斷如：我國科學(xué)家研發(fā)出一種新型的鋅碘單液流電池，其原理如圖所示：分析：負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋，陽離子濃度增大，為平衡電荷，Cl－移向A區(qū)，M為陰離子交換膜。正極：I2＋2e－=2I－，陰離子濃度增大，為平衡電荷，K＋移向B區(qū)，N為陽離子交換膜。3．離子交換膜的作用如：(1)三室式電滲析法處理Na2SO4廢水分析：陰極產(chǎn)生氫氣；陽離子Na＋通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)。陽極產(chǎn)生氧氣，陰離子SOeq\o\al(2－,4)通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極區(qū)。離子交換膜的作用：平衡電荷，使產(chǎn)品NaOH和H2SO4分開，不反應(yīng)。(2)形成濃差電池分析：左池為稀AgNO3溶液，右池為濃AgNO3溶液。只有兩邊AgNO3溶液濃度不同，才能形成濃差電池。正、負(fù)電極均為Ag單質(zhì)。隨著反應(yīng)進(jìn)行，左右兩池濃度的差值逐漸減小，外電路中電流將減小，電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度逐漸變小。當(dāng)左右兩側(cè)離子濃度相等時，電池將停止工作，不再有電流產(chǎn)生，此時溶液中左、右兩邊硝酸銀溶液的物質(zhì)的量濃度相等。離子交換膜的作用是不允許Ag＋穿過，只允許NOeq\o\al(－,3)通過，所以是陰離子交換膜。負(fù)極Ag失電子變成Ag＋，為了平衡電荷，正極區(qū)的NOeq\o\al(－,3)就通過陰離子交換膜向負(fù)極移動。1．(2023·全國甲卷，12)用可再生能源電還原CO2時，采用高濃度的K＋抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A．析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx-Ti電極上B．Cl－從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD．每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案C解析析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，故A錯誤；離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，Cl－不能通過，故B錯誤；銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式有2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O，故C正確；水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e—=O2↑＋4H＋，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成0.25molO2，在標(biāo)況下體積為5.6L，故D錯誤。2．(2023·湖北，10)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色下列說法錯誤的是()A．b電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜D．海水為電解池補(bǔ)水的速率為2xmol·h－1答案D解析b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故A正確；該裝置工作時陽極無Cl2生成且KOH濃度不變，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=