2023屆高考化學(xué)-電化學(xué)專項練1含解析

電化學(xué)

1.微生物電池可除去廢水中的乙酸鈉和對氯酚（°P~°H）有害物，其原

理如圖所示，則下列說法正確的是（D）

A極質(zhì)子交換膜B極

A.A極為電池的負極

B.工作時電子經(jīng)外電路移向B極

-+

C.B極電極反應(yīng)：CH3COO-4e-+4H20=2HC0r+9H

D.A極電極反應(yīng)：ci-^3w）H+H++2e-=^-0H+cl-

［解析］原電池中陽離子移向正極,根據(jù)原電池中氫離子的移動方向可知A

為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為a^>°H+2e-+H+=doH

+Cr,B電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3C0（T-8e-+4H20=2HC0r

+9f，電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負極，電子從負極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，以此解答。

A.原電池中陽離子移向正極，根據(jù)原電池中氫離子的移動方向可知A為正極，

故A錯誤；B.原電池中A為正極、B為負極，電子由負極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，即

工作時電子經(jīng)外電路移向A極，故B錯誤；C.B電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，

電極反應(yīng)式為CH3C0（T—8e—+4H20=2HC01+9H+,故C錯誤；D.A為正極，得

電子，電極反應(yīng)式為Q^^H+f+Ze-ud^+Cl-,故D正確；故選D。

2.三氧化二銀（NizOj可用于制造高能電池元件。電解法制備過程如下：用

NaOH溶液將NiC12溶液的pH調(diào)至7.5,加入適量硫酸鈉固體后進行電解。電解

過程中產(chǎn)生的CL在弱堿性條件下生成C10-,把二價銀（可簡單寫成Ni2+）氧化

為NY+,再將Ni計經(jīng)一系列反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為Ni2（）3。電解裝置如圖所示。下列說法

不正確的是（C）

A.加入適量硫酸鈉的作用是增加離子濃度，增強溶液的導(dǎo)電能力

B.電解過程中陽極附近溶液的pH降低

C.電解過程中，溶液中的C廣經(jīng)陽離子交換膜向陽極移動

-2+3+-

D.C1。-氧化Ni2+的離子方程式為：C10+H20+2Ni=Cr+2Ni+20H

［解析］A.硫酸鈉是一種強電解質(zhì)，向其中加入硫酸鈉，是為了增加離子

濃度，增強溶液的導(dǎo)電能力，故A正確；B.電解過程中，陰極反應(yīng)：2H++2e

-=H2f,促進水的電離，氫氧根離子濃度增大，該極附近溶液的pH升高，陽

極反應(yīng)：2Cr-2e-=Cl21,電解過程中陽極附近生成的氯氣與水反應(yīng)生成鹽

酸和次氯酸，溶液的pH降低，故B正確；C.陽離子交換膜只允許陽離子自由

通過，電解過程中，溶液中的C廠不能通過陽離子交換膜，故C錯誤；D.CIO

2+-2+

一氧化Ni,生成氯離子、+3價的銀，離子反應(yīng)為：C10+H20+2Ni=Cr

+2Ni"+2OH,故D正確；故選C。

3.某課題組以納米Fe203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(fù)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（如圖）。下列說法錯誤的是（B）

A.放電時，負極的電極反應(yīng)式為Li—e-=Li+

B.放電時，電子通過電解質(zhì)從Li流向Fe2（）3

C.充電時，F(xiàn)e做陽極，電池逐漸擺脫磁鐵吸引

D.充電時，陽極的電極反應(yīng)式為2Fe+3Li20—6e-=Fe2（）3+6Li+

放電

［解析］由圖可知該電池充放電時的反應(yīng)為：6Li+Fe2O3充電3Li20+

++

2Fe,則放電時負極反應(yīng)式為Li-e-=Li,正極反應(yīng)式為Fe203+6Li+6e-

=3LizO+2Fe,充電時，陽極、陰極電極反應(yīng)式與正極、負極電極反應(yīng)式正好

相反，以此解答該題。A.放電時，負極的電極反應(yīng)式為Li—e-=Li+,故A正

確；B.放電時，電子不能通過電解質(zhì)，故B錯誤；C.充電時，F(xiàn)e作為陽極失

電子，電池逐漸擺脫磁鐵吸引，故C正確；D.充電時，陽極與正極相反，電極

反應(yīng)式為2Fe+3Li20-6e-=Fe2（）3+6Li+,故D正確。故選B。

4.一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中含酚廢水中

有機物可用C6H50H表示，左、中、右室間分別以離子交換膜分隔。下列說法錯

誤的是（c）

負載

淡水

JtL

1TI\

NaCl溶液離子交換膜

A.左室電極為該電池的負極

+

B.右室電極反應(yīng)式可表示為：2NOr+10e-+12H=N2f+6H20

C.左室電極附近溶液的pH增大

D.工作時中間室的Cr移向左室，Na+移向右室

［解析］該原電池中，硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則右邊裝置中電

極是正極，電極反應(yīng)式為2NO「+10e-+12H+=N2t+6H2。，左邊裝置電極是負

極，負極上有機物失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，有機物在厭氧菌作用下生成二氧化碳,

-+

電極反應(yīng)式為C6H50H-28e+HH20=6C021+28H,據(jù)此分析解答。A.左室

-+

C6H50H+llH20-28e=6C02+28H,失電子，為該電池負極，故不選A;B.右

+

室電極反應(yīng)式可表示為：2N0r+10e-+12H=N2f+6H20,得電子，為該電池

+

正極，故不選B;C.C6H50H4-llH20-28e-=6C02+28H,有丁生成，左室

電極附近溶液的pH應(yīng)該減小，故選C;D.原電池工作時，陽離子向正極移動,

陰離子向負極移動，所以工作時中間室的Cr移向左室，Na+移向右室，故不選

D;故選C。

5.LED系列產(chǎn)品是一類新型節(jié)能產(chǎn)品。圖甲是NaBHyHzOz燃料電池的裝置

示意圖，圖乙是LED發(fā)光二極管的裝置示意圖。下列敘述錯誤的是（C）

離子交換膜

圖甲圖乙

A.電池應(yīng)選用陽離子交換膜，Na+向A極區(qū)移動

--

B.電池A極區(qū)的電極反應(yīng)式為：H202+2e=20H

C.每有1molNaBH,參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為44

D.要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光，圖乙中的導(dǎo)線a應(yīng)與圖甲中的B極相連

［解析］根據(jù)圖甲知，雙氧水得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則A電極為正極，B

電極為負極，負極上BH；失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成B0"正極電極反應(yīng)式為

H2O2+2e-=2OH-,負極發(fā)生氧化反應(yīng)生成B0］,電極反應(yīng)式為BH；+80IF—8e-

=B0r+6H20,根據(jù)原電池的工作原理來回答。A.電池放電過程中，陽離子移

向正極，Na+從負極區(qū)向正極區(qū)移動，故A正確；B.根據(jù)圖甲知，雙氧水得電

子發(fā)生還原反應(yīng)，則A電極為正極，正極電極反應(yīng)式為H202+2e-=20H，故B

正確；C.負極發(fā)生氧化反應(yīng)生成B07,電極反應(yīng)式為BH；+80H--8e-=B0l+

6H20,有1molNaBH,參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8%，故C錯誤；D.要使LED發(fā)

光二極管正常發(fā)光，圖乙中的導(dǎo)線a陰極應(yīng)與圖甲中的B極負極相連，故D正

確。故選C。

6.COZ輔助的Na-COz電池工作原理如下圖所示。該電池電容量大，能有效

放電

利用C02,電池的總反應(yīng)為3co2+4Na充電2Na2cO3+C。下列有關(guān)說法不正確

的是（D）

含NaClO,的有機溶液

A.放電時，C10］向b極移動

B.放電時，正極反應(yīng)為：3C02+4e-=2C0t+C

C.充電時，負極反應(yīng)為：Na++e-=Na

D.充電時，電路中每轉(zhuǎn)移4mol電子，可釋放67.2LC02

［解析］A.a極二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碳，所以a是正極，原

電池中陰離子向負極移動，所以放電時，C10；向b極移動，故A正確；B.放

電時正極二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：3C02+4e-=2C0t+C,

故B正確；C.充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極彘式為：Na++e-=Na,

故C正確；D.未指明標(biāo)準狀況無法根據(jù)電子轉(zhuǎn)移求氣體的體積，故D錯誤；故

選Do

7.C/0是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取CU2。的電解池

示意圖(如圖)，電解總反應(yīng)為：2CU+H20>^CU20+H2fo下列說法正確的是

(C)

直流電源

石墨Cu

_____________濃的強堿性

二二三三三七電解質(zhì)溶液

A.電子的流向：電源負極->石墨電極fCu—電源正極

B.銅電極上的電極方程式為2Cu+H20—2e-=Cu20+2H+

C.電解后溶液的pH變大

D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molC.0生成

［解析］A.“石墨電極一Cu”是通過溶液中的離子導(dǎo)電，A錯；B.強堿條

件下方程式書寫錯誤，B錯；C.反應(yīng)消耗水，溶液體積變小，pH變大，C正確;

D.由總反應(yīng)可知：。12。?2e，故當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molCu20

生成，D錯。故選C。

8.電化學(xué)在處理環(huán)境污染方面發(fā)揮了重要的作用。

(1)據(jù)報道以二氧化碳為原料采用特殊的電極電解強酸性的二氧化碳水溶

液可得到多種燃料，其原理如圖1所示。其中電解時b極上生成乙烯的電極反

應(yīng)式為2coz+12H++12e-=C2H4+4IW。

烯

乙

烯

丙

醇

丙

等

(2)利用電解原理可將N0還原為N2,裝置見圖2,以高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY

陶瓷(能傳遞f)為介質(zhì)，金屬杷薄膜作電極。陶電極A為陰極,電極反應(yīng)式

為2N0+4H++46-=4+2上0

(3)脫去冶金工業(yè)排放煙氣中SO?的方法有多種。離子膜電解法：利用硫酸

鈉溶液吸收SO?,再用惰性電極電解。將陰極區(qū)溶液導(dǎo)出，經(jīng)過濾分離硫磺后，

可循環(huán)吸收利用，裝置如圖3所示,則陰極的電極反應(yīng)式為S0z+4H++4e-=S

I+240(或H2so3+4H++4e=S(+3為0),陽極產(chǎn)生的氣體的化學(xué)式為

。2o

［解析］(Db電極與電源的負極相連為陰極，該極通入C02,故在該電極上

+

CO2得電子后結(jié)合遷移過來的H+生成乙烯，電極反應(yīng)式為2C02+12H+12e-

=C2H4+4H20O(2)因為A電極上NO得電子后生成N2,故A電極為陰極，電極反

應(yīng)式為2N0+4H++4/=4+21120。(3)由于陰極生成了硫磺，則在陰極上S02

在酸性溶液中得電子生成單質(zhì)硫的同時生成了H20,電極反應(yīng)式為S0z+4H++4e

-

=SI+2H20；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中OH」失電子生成故產(chǎn)生的氣體

為。2。

9.(1)二甲醛(CH30cH3)是無色氣體，可作為一種新型能源。二甲醛燃料電

池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇燃料電池(5.93kW?h?kg

T)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醛燃料電池的負極反應(yīng)為CH30cH3—12e-+

3H20=2C0Z+12H+,一個二甲醛分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生12個電子

的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20V,能量密度E=

1000g

1.20VX“hX12X96500C?mol

46g?niol.T----:

[(3.6X106)j?Qw?h)F

1kg

電池輸出電能

弋8.39kW?h-kgf（列式計算。能量密度=三燃著端看型,1kw-h=3.6

X106J）o

（2）在丁烷燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負極的反應(yīng)式為（；此。+8慶0

13

-26e-=4C02+26H+、正極的反應(yīng)式為才02+26e-+26H+=13H2?！?/p>

（3）如圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應(yīng)為2Na+;vS=Na2Sx,正極的電

極反應(yīng)式為AS+2e-=S手（或2Na++於+2e-=NazSx）。M（由Na20和A12O3

制得）的兩個作用是離子導(dǎo)電（導(dǎo)電或電解質(zhì)）和隔離鈉與硫。與鉛蓄電池相

比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負極活性物質(zhì)時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的

4.5倍。

［解析］（1）電解質(zhì)為酸性時，CH30cH3失去電子生成CO?和H+；CH30cH3中的

C為一2價，因此1個CH30cH3可產(chǎn)生12個電子的電量；1000gCH30cH3輸出的

電能為1.20VX-/0Q°-^-iX12X96500C?mol-1=3.02X107J,則能量密

4bg?mol

302XIO7T

度=1kgX3.6Xl。J?（kW?h）r=8.39kW?h?kg，（3）消耗Na和Pb均為

23

而xi

23g,則鈉硫電池理論放電量（轉(zhuǎn)移電子數(shù)）是鉛蓄電池的倍數(shù)為有一=4.5。

207X2

10.某實驗小組模擬光合作用，采用電解CO?和H20的方法制備CH3cH20H和

。2裝置如圖所示。下列說法不正確的是（B）

質(zhì)子交換膜

A.鉗極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電解過程中，H+由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移

+-

C.陰極的電極反應(yīng)式為2C02+12H+12e=CH3CH20H+3H20

D.電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時粕極產(chǎn)生11.2L。2（標(biāo)準狀況）

［解析］采用電解C02和比0的方法制備CH3cH20H和由化合價的變化結(jié)

合反應(yīng)的原理，二氧化碳在陰極放電生成CH3cH20H,水在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成

氧氣，與電源負極相連的是電解池的陰極，銅是陰極；與正極相連的是電解池

的陽極，Pt是陽極，由此分析解答。A.CH3cH20H中C為一2價，CO?發(fā)生還原反

應(yīng)，在銅極區(qū)充入C02,由電池符號知，鉗極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確;

B.鉆極的電極反應(yīng)式為2H20-4e-=4H++02t,氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷

移，故B錯誤；C.陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醇和水，故C正確；D.轉(zhuǎn)移2

mol電子生成0.5mol02,故D正確。故選B。

11.下圖為一種利用原電池原理設(shè)計測定。2含量的氣體傳感器示意圖，

RbA&L是只能傳導(dǎo)Ag+的固體電解質(zhì)。可以通過聚四氟乙烯膜與A1L反應(yīng)生

成AbO3和L,通過電池電位計的變化可以測得的含量。下列說法正確的是

（B）

分析氣體。2聚四裁乙烯膜

-3+

A.正極反應(yīng)為：302+12e+4Al=2Al203

B.協(xié)同總反應(yīng)為：302+4AlI3+12Ag=2Al203+12AgI

C.外電路轉(zhuǎn)移0.01mol電子，消耗的體積為0.56L

D.給傳感器充電時，Ag+向多孔石墨電極移動

［解析］由圖可知，傳感器中發(fā)生4A1I3+3O2=2A12O3+6I2,原電池反應(yīng)

為2Ag+L=2AgL所以原電池的負極發(fā)生Ag—e-=Ag+,正極發(fā)生L+2Ag+

+2e-=2AgI,充電時，陽極與外加電源正極相接、陰極與外加電源負極相接,

反應(yīng)式與正極、負極反應(yīng)式正好相反，以此來解答。A.原電池正極發(fā)生反應(yīng)的

電極反應(yīng)式為L+2Ag++2e-=2AgI,故A錯誤；B.傳感器中發(fā)生4A1L+

302=2Al203+6I2,原電池反應(yīng)為2Ag+L=2AgI,所以協(xié)同總反應(yīng)為3O2+4A1I3

+12Ag=2Al203+12AgI,故B正確；C.根據(jù)總反應(yīng)為3O2+4A113+12Ag=2Al203

+12AgI可知，消耗3molO2轉(zhuǎn)移電子12mol,即消耗0.25molO2轉(zhuǎn)移電子1

mol,所以外電路轉(zhuǎn)移0.01mol電子，消耗。2的物質(zhì)的量為0.0025mol,標(biāo)準

狀況下的體積為0.056L,狀況未知，不能計算氣體體積，故C錯誤；D.給傳

感器充電時，Ag+向陰極移動，即向Ag電極移動，故D錯誤；故選B。

12.鋰離子電池已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的可充電電池，下圖為某種鋰離子電

池放電時有關(guān)離子轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列有關(guān)說法正確的是（B）

「|負”

Jul

：Fe3\―

；Fe^/

有機鋰電解低Li+透.膜''水標(biāo)

A.電池中Li+透過膜兩側(cè)的電解質(zhì)可以互換

B.充電時，Li+通過Li+透過膜從右側(cè)向左側(cè)移動

C.充電時，鈦電極作陰極，電極反應(yīng)式為：Fe3++e-=Fe2+

2+3+

D.放電時，進入貯罐的液體發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：S20r+Fe=Fe

+2S0t

［解析］金屬鋰是活潑金屬，易與水反應(yīng)，所以兩側(cè)的電解質(zhì)不能互換，選

項A錯誤；充電時鋰接外電源負極，作陰極，外電路電子向鋰移動，所以內(nèi)電

路Li+通過Li+透過膜從右側(cè)向左側(cè)移動，選項B正確；充電時鈦應(yīng)為陽極，電

極反應(yīng)式為：Fe2+-e-=Fe3+,選項C錯誤；放電時，進入貯罐的Fe"與S2O7發(fā)

2+3+

生氧化還原反應(yīng)方程式為：S2Or+2Fe=2Fe+2SOf,選項D錯誤。

13.一種熱激活電池可用作導(dǎo)彈、火箭的工作電源。熱激活電池中作為電

解質(zhì)的固體LiCl—KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總

反應(yīng)為：PbS04+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2S04+Pb,下列有關(guān)說法正確的是

(D)

—硫酸鉛電極

一無水LiCl-KCl

一鈣電極

一電池殼

A.負極反應(yīng)式：PbS(X+2e+2Li+=Li2sOd+Pb

B.放電過程中，電流由鈣電極流向硫酸鉛電極

C.室溫下，電池工作每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成10.35gPb

D.放電過程中，Cl」向負極移動

［解析］由原電池總反應(yīng)可知Ca為原電池的負極，被氧化生成CaCb,反

應(yīng)的電極方程式為Ca+2Cr-2e-=CaCl2,PbSO,為原電池的正極，發(fā)生還原

-+

反應(yīng)，電極方程式為PbS04+2e+2Li=Li2S04+Pb,原電池工作時：內(nèi)電路

中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動；外電路中，電子由負極經(jīng)過負載

流向正極，電流方向為正極經(jīng)過負載流向負極，并結(jié)合電極方程式進行計算，

據(jù)此解答。A.原電池的正極為PbS04電極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為PbS04

-+

+2e+2Li=Li2S04+Pb,故A錯誤；B.放電過程中，Ca被氧化生成CaCk,

為原電池的負極，PbSCX發(fā)生還原反應(yīng)，為原電池的正極，電流由硫酸鉛電極流

向鈣電極，故B錯誤；C.電解質(zhì)熔融狀態(tài)下，由電極方程式PbS04+2e-+2Li

+

=Li2S04+Pb可知每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成0.05molPb,生成Pb

的質(zhì)量為207X0.05g=10.35g,但常溫下，電解質(zhì)不是熔融態(tài)，離子不能移

動，不能產(chǎn)生電流，故C錯誤；D.放電時，內(nèi)電路中，陽離子向正極移動，

陰離子向負極移動，即向負極移動，故D正確；故選D。

14.太陽能路燈蓄電池是磷酸鐵鋰電池，其工作原理如圖。M電極材料是金

屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體）,電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子

放電

材料，隔膜只允許Li+通過，電池反應(yīng)式為LiX6+Li1..FeP04充電LiFeP04

+6C。下列說法正確的是（B）

A.放電時Li+從左邊移向右邊，P07從右邊移向左邊

B.放電時，正極反應(yīng)式為：Li】_FeP（）4+疝i++xe-=LiFeP04

C.充電時M極連接電源的負極，電極反應(yīng)為6C+jre-=CT

D.充電時電路中通過2.0mo