13電化學原理綜合應(yīng)用解題模型(原卷版+解析)

電化學原理綜合應(yīng)用解題模型電化學知識是中學化學中的重要基本概念，也是近年來高考化學的持續(xù)熱點，在復雜、陌生、新穎的研究對象和真實問題情境下，體現(xiàn)了對電化學知識基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的考查。近年高考中對電化學的考查出現(xiàn)了新的變化，以裝置圖為載體來考查電化學的相關(guān)知識，成為近年高考的新亮點，考查的關(guān)鍵能力側(cè)重于兩個方面：一是理解與辨析能力，要求學生能夠從圖示電化學裝置中提取有效信息，判斷裝置種類、辨別電極名稱等；二是分析與推理能力，要求學生能夠根據(jù)圖示信息和電解池的工作原理，分析電極反應(yīng)的類型、電解質(zhì)的作用、離子的移動方向以及定量分析轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等。第一步：細致審題閱讀題目獲取信息，抓住元素化合價的變化，分析電化學裝置中的氧化還原反應(yīng)。第二步：準確判斷準確判斷裝置是原電池還是電解池，結(jié)合發(fā)生的反應(yīng)確定電極的名稱。第三步：書寫分析根據(jù)電化學原理及裝置所處的環(huán)境，書寫電極反應(yīng)式，分析電解液變化。第四步：綜合解答按題目要求，準確計算，規(guī)范解答。【例1】(2023·浙江省1月選考2)在熔融鹽體系中，通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi)，電解裝置如圖，下列說法正確的是()A．石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極A的電極反應(yīng)：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)D．電解時，陽離子向石墨電極移動【答案】C【解析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，與電源正極相連，則電極A作陰極，TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料(TiSi)，電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。A項，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，A錯誤；B項，電極A的電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B錯誤；C項，根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)，C正確；D項，電解池中石墨電極為陽極，陽離子向陰極電極A移動，D錯誤；故選C?！纠?】(2022?山東卷)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(yīng)補充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+減少，乙室Co2+增加，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【解析】A項，依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池，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?，溶液pH減小，A錯誤；B項，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(yīng)該補充鹽酸，B正確；C項，電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH-，乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C錯誤；D項，若甲室Co2+減少200mg，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e-)=，乙室Co2+增加300mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=，說明此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確；故選BD。1．原電池2．電解池1．(2022·浙江省6月選考，12)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(yīng)B．電極B的電極發(fā)應(yīng)：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)除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO32．(2022·廣東省六校高三第六次聯(lián)考)一種高達94.2%能效的可充電鋁胺電池工作原理如圖所示，用Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)失去一個電子后形成的Ph3N?+結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。下列說法不正確的是()A．與鋰電池比，鋁電池比能量略低，但鋁含量豐富價格低廉B．放電時，負極的電極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-C．充電時，AlCl4-向鋁電極移動D．理論上每生成1molPh3N，外電路通過1mol電子3．(2022·內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰高三模擬預測)中科院最新研發(fā)出的以KOH溶液為電解液，CoP和Ni2P納米片為催化電極材料，電催化合成苯胺的裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A．陽極區(qū)溶液的pH不斷增大B．若用鉛蓄電池作為電源，Ni2P極應(yīng)連接鉛蓄電池的Pb極C．CoP極的電極反應(yīng)式為C6H5NO2+6e-+4H2O=C6H5NH2+6OH-D．電解液可換成稀硫酸溶液4．(2022·重慶市高三模擬預測)汞曾被用于氯堿工業(yè)，如圖所示。水銀電解室中石墨與底部循環(huán)流動的水銀分別為兩極，電解過程中形成鈉汞齊(N·H，即鈉汞合金)。下列說法錯誤的是()A．水銀電解室中石墨為陰極B．解汞室產(chǎn)生的氣體b為H2、C為NaOHC．可在溶液中放電生成鈉單質(zhì)并溶于汞D．電解室總反應(yīng)為2Na++2Cl-+2HN·HCl2↑5．(2022·河南省豫南省級示范高中聯(lián)盟高三三模)最近我國科學家設(shè)計了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+；②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+。該裝置工作時，下列敘述不正確的是()A．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S=CO+H2O+SB．ZnO@石墨烯電極的反應(yīng)：CO2+2e-+2H+=CO+H2OC．石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D．整個過程中主要能量轉(zhuǎn)化：光能→電能→化學能7．(2022·北京市北大附中三模)近期，天津大學化學團隊以CO2與辛胺為原料實現(xiàn)了甲酸和辛腈的高選擇性合成，裝置工作原理如圖。下列說法不正確的是()A．Ni2P電極與電源正極相連B．在In/In2O3-x電極上發(fā)生的反應(yīng)為：CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-C．In/In2O3-x電極上可能有副產(chǎn)物H2生成D．一段時間后，右側(cè)電極室內(nèi)溶液pH顯著降低8．(2022·四川省成都市一模)如圖，甲、乙是兩個完全相同的光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置，利用它們對煤漿進行脫硫處理。下列敘述中錯誤的是()A．光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中b為正極B．石墨1電極上消耗1molMn2+，甲、乙中各轉(zhuǎn)移0.5mol電子C．脫硫反應(yīng)原理為：15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+D．處理60gFeS2，石墨2電極上消耗7.5molH+9．(2022·山東省淄博市高三三模)為適應(yīng)不同發(fā)電形式產(chǎn)生的波動性，我國科學家設(shè)計了一種電化學裝置，其原理如圖所示。當閉合K1和K3、打開K2時，裝置處于蓄電狀態(tài)；當打開K1和K3、閉合K2時，裝置處于放電狀態(tài)。放電時，雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-并分別向兩側(cè)遷移。下列說法錯誤的是()A．蓄電時，碳錳電極的電極反應(yīng)式為Mn2++2H2O-MnO2+4H+B．蓄電時，右側(cè)電解池發(fā)生的總反應(yīng)為2Z2↑C．放電時，每消耗1molMnO2，理論上有4molH+由雙極膜向碳錳電極遷移D．理論上，該電化學裝置運行過程中需要補充H2SO4和KOH10．(2023·浙江省寧波市高三選考模擬考試)鋁的冶煉在工業(yè)上通常采用電解Al2O3的方法，裝置示意圖如圖。研究表明，電解AlCl3－NaCl熔融鹽也可得到Al，熔融鹽中鋁元素主要存在形式為AlCl和Al2Cl。下列說法不正確的是()A．電解Al2O3裝置中B電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電解Al2O3過程中碳素電極雖為惰性電極，但生產(chǎn)中會有損耗，需定期更換C．電解AlCl3－NaCl時陰極反應(yīng)式可表示為4Al2Cl7-+3e—=Al+7AlCl4-D．電解AlCl3－NaCl時AlCl4-從陽極流向陰極11．(2023·浙江省強基聯(lián)盟高三統(tǒng)測)硬水除垢可以讓循環(huán)冷卻水系統(tǒng)穩(wěn)定運行。某科研團隊改進了主動式電化學硬水處理技術(shù)，原理如圖所示(其中R為有機物)。下列說法不正確的是()A．電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．處理過程中Cl-可循環(huán)利用C．處理后的水垢主要沉降在陰極附近D．若R為CO(NH2)2，當消耗1molCO(NH2)2生成N2時，則電極B處產(chǎn)生的H2為12．(2023·浙江省浙里卷天下高三聯(lián)考)金屬鈉可溶于水銀形成合金“鈉汞齊”Na·H，利用這一性質(zhì)可通過電解飽和食鹽水得到金屬鈉，實驗裝置如圖所示(電鍵、電壓計、電流計等已略去)，洗氣瓶中有白煙產(chǎn)生，下列說法不正確的是()A．鐵絲起導電作用，水銀充當陰極B．陰極電極反應(yīng)式：Na++HNa·HC．白煙產(chǎn)生的方程式為8NH3+3＝6NH4D．電解開始后，石墨棒表面立即產(chǎn)生大量氣泡，水銀表面始終無氣泡產(chǎn)生電化學原理綜合應(yīng)用解題模型電化學知識是中學化學中的重要基本概念，也是近年來高考化學的持續(xù)熱點，在復雜、陌生、新穎的研究對象和真實問題情境下，體現(xiàn)了對電化學知識基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的考查。近年高考中對電化學的考查出現(xiàn)了新的變化，以裝置圖為載體來考查電化學的相關(guān)知識，成為近年高考的新亮點，考查的關(guān)鍵能力側(cè)重于兩個方面：一是理解與辨析能力，要求學生能夠從圖示電化學裝置中提取有效信息，判斷裝置種類、辨別電極名稱等；二是分析與推理能力，要求學生能夠根據(jù)圖示信息和電解池的工作原理，分析電極反應(yīng)的類型、電解質(zhì)的作用、離子的移動方向以及定量分析轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等。第一步：細致審題閱讀題目獲取信息，抓住元素化合價的變化，分析電化學裝置中的氧化還原反應(yīng)。第二步：準確判斷準確判斷裝置是原電池還是電解池，結(jié)合發(fā)生的反應(yīng)確定電極的名稱。第三步：書寫分析根據(jù)電化學原理及裝置所處的環(huán)境，書寫電極反應(yīng)式，分析電解液變化。第四步：綜合解答按題目要求，準確計算，規(guī)范解答?！纠?】(2023·浙江省1月選考2)在熔融鹽體系中，通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi)，電解裝置如圖，下列說法正確的是()A．石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極A的電極反應(yīng)：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)D．電解時，陽離子向石墨電極移動【答案】C【解析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，與電源正極相連，則電極A作陰極，TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料(TiSi)，電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。A項，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，A錯誤；B項，電極A的電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B錯誤；C項，根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)，C正確；D項，電解池中石墨電極為陽極，陽離子向陰極電極A移動，D錯誤；故選C?！纠?】(2022?山東卷)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(yīng)補充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+減少，乙室Co2+增加，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【解析】A項，依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池，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?，溶液pH減小，A錯誤；B項，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(yīng)該補充鹽酸，B正確；C項，電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH-，乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C錯誤；D項，若甲室Co2+減少200mg，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e-)=，乙室Co2+增加300mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=，說明此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確；故選BD。1．原電池2．電解池1．(2022·浙江省6月選考，12)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(yīng)B．電極B的電極發(fā)應(yīng)：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)除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3【答案】C【解析】A項，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(yīng)，A正確；B項，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(yīng)式為：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正確；C項，電極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反應(yīng)生成了Mn2+，Mn2+濃度增大，C錯誤；D項，電解池總反應(yīng)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；故選C。2．(2022·廣東省六校高三第六次聯(lián)考)一種高達94.2%能效的可充電鋁胺電池工作原理如圖所示，用Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)失去一個電子后形成的Ph3N?+結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。下列說法不正確的是()A．與鋰電池比，鋁電池比能量略低，但鋁含量豐富價格低廉B．放電時，負極的電極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-C．充電時，AlCl4-向鋁電極移動D．理論上每生成1molPh3N，外電路通過1mol電子【答案】C【解析】A項，鋁電池比能量略低，且含量豐富價格低廉，A項錯誤；B項，放電時，負極上Al失電子和AlCl4-反應(yīng)生成Al2Cl7-，電極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-，B項正確；C項，充電時Ph3N失電子生成Ph3N+，Ph3N陽極、Al為陰極，陰離子向陽極移動，所以AlCl4-向陽極Ph3N移動，C項錯誤；D項，充電時Ph3N失電子生成Ph3N+，則生成1個Ph3N轉(zhuǎn)移1個電子，所以理論上每生成1molPh3N，外電路通過1mol電子，D項正確。故選C。3．(2022·內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰高三模擬預測)中科院最新研發(fā)出的以KOH溶液為電解液，CoP和Ni2P納米片為催化電極材料，電催化合成苯胺的裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A．陽極區(qū)溶液的pH不斷增大B．若用鉛蓄電池作為電源，Ni2P極應(yīng)連接鉛蓄電池的Pb極C．CoP極的電極反應(yīng)式為C6H5NO2+6e-+4H2O=C6H5NH2+6OH-D．電解液可換成稀硫酸溶液【答案】C【解析】Ni2P電極C6H12O6變?yōu)镃O32-發(fā)生了氧化反應(yīng)，在電解池的陽極，該極與電源的正極相連。而CoP這一極為陰極，與電源的負極相連。陰極的反應(yīng)為C6H5NO2+6e-

+4H2O=C6H5NH2+6OH-，陽極反應(yīng)為C6H12O6-24e-

+36OH-=6CO32-+24H2O。A項，根據(jù)電極反應(yīng)陽極區(qū)消耗OH-導致pH降低，A項錯誤；B項，鉛蓄電池的Pb為負極應(yīng)該與CoP相連，B項錯誤；C項，已知分析，電極反應(yīng)為C6H5NO2+6e-

+4H2O=C6H5NH2+6OH-，C項正確；D項，電解質(zhì)換成稀硫酸兩電極的反應(yīng)發(fā)生變化，陰極無法產(chǎn)生OH-而陽極也無法產(chǎn)生CO32-，D項錯誤；故選C。4．(2022·重慶市高三模擬預測)汞曾被用于氯堿工業(yè)，如圖所示。水銀電解室中石墨與底部循環(huán)流動的水銀分別為兩極，電解過程中形成鈉汞齊(N·H，即鈉汞合金)。下列說法錯誤的是()A．水銀電解室中石墨為陰極B．解汞室產(chǎn)生的氣體b為H2、C為NaOHC．可在溶液中放電生成鈉單質(zhì)并溶于汞D．電解室總反應(yīng)為2Na++2Cl-+2HN·HCl2↑【答案】A【解析】水銀電解室中間為石墨電極，底部循環(huán)流動的水銀為陰極，從新鮮鹽水進入生成淡鹽水知該水銀電解室消耗NaCl，失電子生成氯氣，則解汞室上面進水被消耗，得電子生成b氣體H2；水銀電解室中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為：2Na++2Cl-+2HN·HCl2↑。A項，水銀電解室消耗NaCl，失電子生成氯氣，電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑，則水銀電解室中石墨為陽極，故A錯誤；B項，解汞室上面進水被消耗，得電子生成b氣體H2，水銀法陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，C為NaOH，故B正確；C項，電解過程中，Na+可在溶液中放電生成鈉單質(zhì)并溶于汞形成鈉汞齊(N·H)，故C正確；D項，水銀電解室中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為：2Na++2Cl-+2HN·HCl2↑，故D正確；故選A。5．(2022·河南省豫南省級示范高中聯(lián)盟高三三模)最近我國科學家設(shè)計了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+；②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+。該裝置工作時，下列敘述不正確的是()A．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S=CO+H2O+SB．ZnO@石墨烯電極的反應(yīng)：CO2+2e-+2H+=CO+H2OC．石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D．整個過程中主要能量轉(zhuǎn)化：光能→電能→化學能【答案】C【解析】由圖可知這是一個利用光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，繼而在通電條件下，兩極周圍發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電解過程。由石墨烯電極區(qū)發(fā)生①反應(yīng)可知右側(cè)石墨烯流出電子作陽極，CO2得電子的左側(cè)ZnO@石墨烯為陰極。A項，由圖可知協(xié)同總反應(yīng)是將CO2和H2S轉(zhuǎn)化為CO和S，故總反應(yīng)為CO2+H2S=CO+H2O+S，A正確；B項，ZnO@石墨烯為陰極，電極反應(yīng)式為CO2+2e-+2H+=CO+H2O，B正確；C項，石墨烯作陽極，ZnO@石墨烯作陰極，陽極電動勢高于陰極，C錯誤；D項，整個過程的主要能量變化形式為：光能→電能→化學能，D正確；故選C。7．(2022·北京市北大附中三模)近期，天津大學化學團隊以CO2與辛胺為原料實現(xiàn)了甲酸和辛腈的高選擇性合成，裝置工作原理如圖。下列說法不正確的是()A．Ni2P電極與電源正極相連B．在In/In2O3-x電極上發(fā)生的反應(yīng)為：CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-C．In/In2O3-x電極上可能有副產(chǎn)物H2生成D．一段時間后，右側(cè)電極室內(nèi)溶液pH顯著降低【答案】A【解析】該裝置為電解池，左側(cè)二氧化碳得電子生成甲酸根，電極反應(yīng)為CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-，左側(cè)電極為陰極，右側(cè)為陽極，接電源正極，電極反應(yīng)為。A項，左側(cè)電極為陰極，Ni2P電極與電源負極相連，A錯誤；B項，根據(jù)分析，在左側(cè)電極發(fā)生的反應(yīng)正確，B正確；C項，左側(cè)電極為陰極，水可能得電子生成氫氣，故可能有副產(chǎn)物H2生成，C正確；D項，右側(cè)電極為陽極，從陽極電極方程式可以看出，當電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時，氫氧根遷移過來的物質(zhì)的量也是2mol，最終被消耗生成水，辛胺濃度降低，溶液的pH降低，D正確；故選A。8．(2022·四川省成都市一模)如圖，甲、乙是兩個完全相同的光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置，利用它們對煤漿進行脫硫處理。下列敘述中錯誤的是()A．光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中b為正極B．石墨1電極上消耗1molMn2+，甲、乙中各轉(zhuǎn)移0.5mol電子C．脫硫反應(yīng)原理為：15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+D．處理60gFeS2，石墨2電極上消耗7.5molH+【答案】B【解析】由圖可知，石墨1電極上Mn元素價態(tài)升高失電子，故石墨1為陽極，電極反應(yīng)式為Mn2+-e-=Mn3+，Mn3+與FeS2反應(yīng)實現(xiàn)脫硫，反應(yīng)為15Mn3++FeS2+8H2O═15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+，石墨2為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。A項，石墨1為陽極極，則b極為電源的正極，A正確；B項，石墨1為陽極，電極反應(yīng)式為Mn2+-e-=Mn3+，消耗1molMn2+，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，B錯誤；C項，陽極生成的Mn3+與FeS2反應(yīng)實現(xiàn)脫硫，反應(yīng)為15Mn3++FeS2+8H2O═15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+，C正確；D項，處理60gFeS2，消耗陽極生成的Mn3+的物質(zhì)的量為×15=7.5mol，轉(zhuǎn)移電子7.5mol，石墨2為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，石墨2上消耗7.5molH+，D正確；故答案為：B。9．(2022·山東省淄博市高三三模)為適應(yīng)不同發(fā)電形式產(chǎn)生的波動性，我國科學家設(shè)計了一種電化學裝置，其原理如圖所示。當閉合K1和K3、打開K2時，裝置處于蓄電狀態(tài)；當打開K1和K3、閉合K2時，裝置處于放電狀態(tài)。放電時，雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-并分別向兩側(cè)遷移。下列說法錯誤的是()A．蓄電時，碳錳電極的電極反應(yīng)式為Mn2++2H2O-MnO2+4H+B．蓄電時，右側(cè)電解池發(fā)生的總反應(yīng)為2Z2↑C．放電時，每消耗1molMnO2，理論上有4molH+由雙極膜向碳錳電極遷移D．理論上，該電化學裝置運行過程中需要補充H2SO4和KOH【答案】D【解析】A項，蓄電時，左側(cè)為電解池，碳錳電極為電解池的陽極，電極反應(yīng)式為Mn2++2H2O-MnO2+4H+，A正確；B項，右側(cè)裝置也是電解池，電解池發(fā)生的總反應(yīng)為2Z2↑，B正確；C項，放電時，裝置組合成原電池，碳錳電極為原電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+4H++Mn2++2H2O，每有1molMnO2消耗，理論上有4molH+由雙極膜向碳錳電極遷移，C正確；D項，該電化學裝置運行過程中SO42-、K+均沒有參與反應(yīng)，只需要補充H2O，無需要補充H2SO4和KOH，D錯誤；故選D。10．(2023·浙江省寧波市高三選考模擬考試)鋁的冶煉在工業(yè)上通常采用電解Al2O3的方法，裝置示意圖如圖。研究表明，電解AlCl3－NaCl熔融鹽也可得到Al，熔融鹽中鋁元素主要存在形式為AlCl和Al2Cl。下列說法不正確的是()A．電解Al2O3裝置中B電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電解Al2O3過程中碳素電極雖為惰性電極，但生產(chǎn)中會有損耗，需定期更換C．電解AlCl3－NaCl時陰極反應(yīng)式可表示為4Al2Cl7-+3e—=Al+7AlCl4-D．電解AlCl3－NaCl時AlCl4-從陽極流向陰極【答案】D【解析】由圖可知，電解氧化鋁的裝置中B電極為電解池的陰極，鋁離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋁，電解A為電解池的陽極，氧離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，氧氣高溫下與碳素電極中的碳反應(yīng)生成碳的氧化物。A項，由分析可知，電解氧化鋁的裝置中B電極為電解池的陰極，鋁離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋁，故A正確；B項，電解A為電解池的陽極，氧離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，氧氣高溫下與碳素電極中的碳反應(yīng)生成碳的氧化物，由于生產(chǎn)中碳素電極會有損耗，需定期更換，故B正確；C項，由化合價變化可知，電解AlCl3－NaCl熔融鹽制備金屬鋁時，Al2Cl7-離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋁和AlCl4-離子，電極反應(yīng)式為4Al2Cl7-+3e—=Al+7AlCl4-，故C正確；D項，由化合價變化可知，電解AlCl3－NaCl熔融鹽制備金屬鋁時，鋁做電解池的陽極，在AlCl4-離子作用下鋁在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成AlCl4-離子，電極反應(yīng)式為Al+7AlCl4-—+3e—=4Al2Cl7-，則電解時AlCl4-從陰極流向陽極，故D錯誤；故選D。11．(2023·浙江省強