2021屆高考化學(xué)專題模擬試題：化學(xué)能與電能 （解析版）

化學(xué)能與電能

1.（2020?福建省南平市高三第一次綜合質(zhì)量檢測）如圖所示是一種以液態(tài)

朋（N2H。為燃料，某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該電池的工作溫度可

高達700?900℃,生成物均為無毒無害的物質(zhì)。下列說法錯誤的是（）

負(fù)載

固體氧化物電解質(zhì)

A.電池總反應(yīng)為：N2H4+202=2N0+2H2。

B.電池內(nèi)的一由電極乙移向電極甲

C.當(dāng)甲電極上消耗ImolN2H4時，乙電極理論上有22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。2參

與反應(yīng)

2-

D.電池正極反應(yīng)式為：02+4e=20

【答案】A

【解析】A項，按照題目意思，生成物均為無毒無害的物質(zhì)，因此N2H4和

反應(yīng)的產(chǎn)物為總和上0,總反應(yīng)方程式為N2H4+O2=N2+2H2O,A錯誤，符合題意;

B項，在原電池中，陰離子向負(fù)極移動，N此中N的化合價從-1升高到0,失去

電子，因此通過N2H4的一極為負(fù)極，則一由電極乙向電極甲移動，B正確，不符

合題意；C項，總反應(yīng)方程式為N2H4+。2=弗+240,每消耗bnolN2H-就需要消耗

lmol02,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L,C正確，不符合題意；D項，根據(jù)題目，

。2得到電子生成（T,電極方程式為02+4e-=20。D正確，不符合題意；故選A。

2.（2020?華中師范大學(xué)一附中高三質(zhì)量測評）美國科學(xué)家

JohnB.Goodenough榮獲2019年諾貝爾化學(xué)獎，他指出固態(tài)體系鋰電池是鋰電

池未來發(fā)展方向。Kumar等人首次研究了固態(tài)可充電、安全性能優(yōu)異的鋰空氣電

池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小稱為電池的比能

量。下列說法錯誤的是（）

A.a極反應(yīng)為"Li-e=Li\b極發(fā)生還原反應(yīng)

B.充電時，Li+由a極通過固體電解液向b極移動

C.電路中轉(zhuǎn)移4moi電子，大約需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下112L空氣

D.與鉛蓄電池相比，該電池的比能量大

【答案】B

【解析】A項，鋰電池中鋰作負(fù)極失電子，則b極就是正極得電子，被還原，

A項正確；B項，充電時為電解池，電解池在工作時陽離子要向陰極移動，即a

極，B項錯誤；C項，空氣中氧氣約占20%,因此112L空氣相當(dāng)于22.4L氧氣,

也就是Imol氧氣，每mol氧氣在反應(yīng)時一共可以得4mol電子，C項正確；D項，

因為鋰的摩爾質(zhì)量遠遠小于鉛的摩爾質(zhì)量，失去等量電子需要的金屬質(zhì)量也是鋰

遠遠小于鉛，因此鋰電池的比能量大于鉛蓄電池，D項正確；故選B。

3.（2020?廣東省梅州市五華縣高三期末質(zhì)檢）Al-AgzO電池用作水下動力電

源，其原理如圖所示。電池工作時，下列說法錯誤的是（）

A.電子由A1電極通過外電路流向Ag20/Ag電極

B.電池負(fù)極附近溶液pH下降

C.溶液中0聯(lián)向A1電極移動

--

D.A1極反應(yīng)式為：Al-3e+3OH=Al（OH）3

【答案】D

--

【解析】Al-Ag20電池，電解質(zhì)為NaOH,Al作負(fù)極，Al-3e+40H=A102"

-

+2H20；Ag2O/Ag作正極，發(fā)生反應(yīng)Ag20+2e+H20=2Ag+20H-oA項，Al是負(fù)極，

AgzO/Ag是正極，電子由負(fù)極經(jīng)過外電路流向正極，A正確，不符合題意；B項,

負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Al-3e-+40H-=A102-+2H20,消耗了0H,則負(fù)極附近溶液的pH

下降；B正確，不符合題意；C項，在原電池中，陰離子向負(fù)極移動，則0聯(lián)向

A1電極移動，C正確，不符合題意；D項，電解質(zhì)溶液中的Of是過量的，應(yīng)該

生成AKV,方程式為Al—3e—+40H—=Al（V+2H20,D錯誤，符合題意；故選D。

4.（2020?河北省高三高考模擬理綜）新華網(wǎng)報道，我國固體氧化物燃料電

池技術(shù)研發(fā)取得新突破?？茖W(xué)家利用該科技實現(xiàn)了H2s廢氣資源回收能量，并H2s

得到單質(zhì)硫的原理如圖所示。下列說法正確的是（）

A.電極a為電池正極

B.電路中每流過4mol電子，正極消耗ImolO2

+

C.電極b上的電極反應(yīng)：02+4e"+4H=2H20

D.電極a上的電極反應(yīng)：2H2S+2（T-2e-=S2+2H2O

【答案】B

【解析】A項，電極a是化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電池負(fù)極，故A錯

誤；B項，電路中每流過4moi電子，正極消耗ImolO2,故B正確；C項，電極b

2

上的電極反應(yīng)：02+4e"=20",故C錯誤；D項，電極a上的電極反應(yīng)；2Hzs+20?

-

--4e=S2+2H20,故D錯誤。故選B。

5.（2020?山西大學(xué)附中高三第二次模塊診斷）ZulemaBo門as等設(shè)計的一種

微生物脫鹽池的裝置如圖所示，下列說法正確的是（）

A.該裝置可以在高溫下工作

B.X、Y依次為陽離子、陰離子選擇性交換膜

+

C.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO+2ftO-8e=2CO2f+7H

D.該裝置工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

【答案】C

【解析】A項，高溫能使微生物蛋白質(zhì)凝固變性，導(dǎo)致電池工作失效，所以

該裝置不能在高溫下工作，A錯誤；B項，原電池內(nèi)電路中：陽離子移向正極、

陰離子移向負(fù)極，從而達到脫鹽目的，所以Y為陽離子交換膜、X為陰離子交換

膜，B錯誤；C項，由圖片可知，負(fù)極為有機廢水CECOO-的電極，失電子發(fā)生氧

化反應(yīng)，電極反應(yīng)為CH3COO+2H2O-8e=2c（ht+7H,C正確；D項，該裝置_L作時

為原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，D錯誤；故選C。

6.（2020?安徽省安慶市高三期末教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測）一種用于驅(qū)動檢驗管道焊

縫設(shè)備爬行器的QWH—Oz燃料電池的工作原理示意如圖，下列有關(guān)該電池說法

正確的是（）

A.標(biāo)況下，該電池工作時，每消耗22.4LCH30H轉(zhuǎn)移6mol電子

B.電子由電極a經(jīng)負(fù)載流向電極b,再經(jīng)過氫氧化鈉溶液返回電極a,形成

閉合回路

C.電池工作時，OH」向電極a移動，溶液的pH減小

D.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為02+4H++4e—=2H2。

【答案】C

【解析】甲醇變?yōu)樘妓岣?，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極a是負(fù)極，氧

氣化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，電極b是正極?？稍诖苏J(rèn)識基礎(chǔ)上根據(jù)原電池的

基礎(chǔ)知識對各選項作出判斷。A項，CH30H在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液體，不能用氣體摩

爾體積進行計算，故A錯誤；B項，電子由電極a經(jīng)負(fù)載流向電極b,但電子不

經(jīng)過氫氧化鈉溶液返回電極a,故B錯誤；C項，電池工作時，陰離子移向負(fù)極，

__2--

所以,0獷向電極a移動；電極反應(yīng)為:CH30H-6e+80H=6H20+C03,消耗0H,

溶液的pH減小，故C正確；D項，堿性環(huán)境下，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為

--

+4e+2H20=40H,故D錯誤;故選C。

7.（2020?山東省濟寧市高三期末教學(xué)質(zhì)量檢測）電絮凝的反應(yīng)原理是以鋁、

鐵等金屬為陽極，在直流電的作用下，陽極被溶蝕，產(chǎn)生金屬離子，在經(jīng)一系列

水解、聚合及氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以及氫氧化

物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。下列說法不正確的是（）

A.每產(chǎn)生lmol02,整個電解池中理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA

B.陰極電極反應(yīng)式為2H2。+2e-=H2t+201T

+

C.若鐵為陽極，則陽極電極方程式為Fe-2e-=Fe"和2H2。-4e=02f+4H

D.若鐵為陽極，則在處理廢水的過程中陽極附近會發(fā)生：

23+

4Fe^+02+4HMFe+2H20

【答案】A

【解析】根據(jù)題意可知，在直流電的作用下，陽極產(chǎn)生金屬陽離子，在經(jīng)一

系列水解、聚合及氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以及氫

氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。A項，每產(chǎn)生lmol02,

根據(jù)電極反應(yīng)，M-neNT和2H20-4e-=02t+4H+,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量大于4mol,

轉(zhuǎn)移電子數(shù)大于4NA,故A錯誤;B項，根據(jù)題意，可得到陰極電極反應(yīng)式為2H20+2e-

=H21+20H-,故B正確；C項，根據(jù)題意，若鐵為陽極，則陽極電極方程式為

2+4

Fe-2e=Fe^n2H2O-4e=O21+4H,故C正確；D項，若鐵為陽極，在電流作用下，

Fe-2e=Fe2+,亞鐵離子不穩(wěn)定，具有還原性，易被氧氣氧化，則在處理廢水的過

2+3+

程中陽極附近會發(fā)生：4Fe+02+4H=4Fe+2H20,故D正確；故選A。

8.（2020?（山東省濟南市高三期末學(xué)習(xí)質(zhì)量評估）2019年諾貝爾化學(xué)獎由

M.StanleyWhittingham、JohnB.Goodenough和吉野彰三位科學(xué)家分享，以

表彰他們在鋰電池發(fā)展上做出的杰出貢獻。以石墨烯和金屬鋰為電極的鋰-空氣

電池原理如圖所示。下面關(guān)于該電池的說法錯誤的是（）

{M}

空氣

A.鋰電極的電極反應(yīng)式：Li-e'_Li+

B.空氣中的在石墨烯電極上發(fā)生還原反應(yīng)

C.電池工作時電流從鋰電極沿導(dǎo)線流向石墨烯電極

D.電池工作時鋰離子向石墨烯電極方向移動

【答案】C

【解析】A項，在鋰-空氣電池中，鋰失電子作負(fù)極，負(fù)極是有機電解液，

鋰不與有該電解液直接反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為：Li-e-Li+,故A正確；B項，

以空氣中的氧氣作為正極反應(yīng)物，則空氣中的在石墨烯電極上發(fā)生還原反應(yīng),

故B正確；C項，電池工作時電流從正極石墨烯電極沿導(dǎo)線流向負(fù)極鋰電極,

故C錯誤；D項，電池工作時鋰離子向正極石墨烯電極方向移動，故D正確；故

選C。

9.（2020?陜西省西安中學(xué)高三第三次質(zhì)檢）已知某高能鋰離子電池的總反

應(yīng)為：2Li+FeS=Fe+Li2S,電解液為含LiPFe?S0（CH3”的有機溶液（Li+可自由

通過）。某小組以該電池為電源電解廢水并獲得單質(zhì)銀，工作原理如圖所示。

下列分析正確的是（）

A.X與電池的Li電極相連

B.電解過程中c（BaCb）保持不變

C.該鋰離子電池正極反應(yīng)為：FeS+2Li++2e-=Fe+Li2s

D.若去掉陽離子膜將左右兩室合并，則X電極的反應(yīng)不變

【答案】C

【解析】由反應(yīng)FeS+2Li=Fe+Li2s可知，Li被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，F(xiàn)eS

被還原生成Fe,為正極反應(yīng)，正極電極反應(yīng)為FeS+2Li++2e-=Fe+Li2S,用該電池

為電源電解含銀酸性廢水并得到單質(zhì)Ni,則電解池中：鍍銀碳棒為陰極，即Y

接線柱與原電池負(fù)極相接，發(fā)生還原反應(yīng)，碳棒為陽極，連接電源的正極，發(fā)生

氧化反應(yīng)。A項，用該電池為電源電解含銀酸性廢水，并得到單質(zhì)Ni,銀離子得

到電子、發(fā)生還原反應(yīng)，則鍍銀碳棒為陰極，連接原電池負(fù)極，碳棒為陽極，連

接電源的正極，結(jié)合原電池反應(yīng)FeS+2Li邛e+Li2s可知，Li被氧化，為原電池的

負(fù)極，F(xiàn)eS被還原生成Fe,為原電池正極，所以X與電池的正極FeS相接，故A

錯誤；B項，鍍銀碳棒與電源負(fù)極相連、是電解池的陰極，電極反應(yīng)Ni2++2e三Ni,

為平衡陽極區(qū)、陰極區(qū)的電荷，Ba??和C「分別通過陽離子膜和陰離子膜移向

l%BaCb溶液中，使BaCb溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大，故B錯誤；C項，鋰離

+

子電池，F(xiàn)eS所在電極為正極，正極反應(yīng)式為FeS+2Li+2e—Fe+Li2S,故C正確；

D項，若將圖中陽離子膜去掉，由于放電順序CHOE,則Cl一移向陽極放電：2C1

--2e=C121,電解反應(yīng)總方程式會發(fā)生改變，故D錯誤；故選C。

10.（2020?河北衡水中學(xué)高三七調(diào)）工業(yè)上常用電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫

酸和燒堿溶液的裝置如下圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓

下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1：2,以下說法正確的是（）

離子交換事

A.a極與電源的負(fù)極相連B.產(chǎn)物丙為硫酸溶液

C.離子交換膜d為陰離子交換膜D.a電極反應(yīng)式：2H20+2e-=H2

t+20H-

【答案】B

【解析】分析裝置圖可知該裝置是電解裝置，電解硫酸鈉溶液，實質(zhì)是電解

水，氣體甲與氣體乙的體積比約為1：2,氣體甲為氧氣，氣體乙為氫氣，陽極

生成氧氣，電極反應(yīng)40H--4e-=2H20H）2,陰極生成氫氣，2M+2e-=上3所以判斷

a電極是陽極，b電極是陰極。在陽極室得到硫酸，在陰極室得到氫氧化鈉，則

c為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜。A項，根據(jù)以上分析可知a電極為陽極，

與電源正極相連，A錯誤；B項，陽極a生成氧氣，電極反應(yīng)40H-4e=2H20+02f,

陽極室水的電離平衡被破壞生成氫離子，生成產(chǎn)物丙為硫酸，陰極生成氫氣，

2lT+2e=H21,生成產(chǎn)物丁為氫氧化鈉，B正確；C項，陽極a生成氧氣，電極反

應(yīng)401r-4e-=2H20+023陽極室水的電離平衡被破壞生成氫離子，生成產(chǎn)物丙為

硫酸，陰極生成氫氣，2^2e=\l21,生成產(chǎn)物丁為氫氧化鈉，則c為陰離子交

換膜,d為陽離子交換膜,C錯誤;D項，陽極a生成氧氣，電極反應(yīng)40lT-4e=2H20+02

t,D錯誤；故選B。

11.（2020?湖北省部分重點中學(xué)高三調(diào)研）硼酸（H3BO3）為一元弱酸，已知

HEO：.與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為：H3B03+0H=B（0H）4~,H3BO3可以通過

電解的方法制備。其工作原理如下圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離

子通過）。下列說法正確的是（）

A.當(dāng)電路中通過lmol電子時，可得到I1110IH3BO3

B.將電源的正負(fù)極反接，工作原理不變

-+

C.陰極室的電極反應(yīng)式為：2H20-4e=02+4H

D.B(OH)「穿過陰膜進入陰極室，Na.穿過陽膜進入產(chǎn)品室

【答案】A

【解析】陽極電極反應(yīng)式為2H20-4e-=02f+4H\陰極電極反應(yīng)式為4H20+4e-

=2H21+40H-,陽極室中的氫離子通入陽膜進入產(chǎn)品室，B(OH)「穿過陰膜進入產(chǎn)

+

品室，發(fā)生反應(yīng)：B(0H)4"+H=H20+H3B03OA項，陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),

+

電極反應(yīng)式為2H20-4e=021+4H,電路中通過lmol電子時有ImolH，生成，硼酸

(H3BO3)為一元弱酸，生成lmol硼酸需要lmolH+,所以電路中通過lmol電子時,

可得到ImolKBOs,A正確；B項，根據(jù)以上分析可知如果將電源的正負(fù)極反接，

工作原理發(fā)生變化，B錯誤；C項，電解時陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，電極

反應(yīng)式為4H20+4d=2H2t+40H,C錯誤；D項，陽極電極反應(yīng)式為2H20-4片=。2

t+4H+、陰極電極反應(yīng)式為4H20+4e-=2H2f+40IT,陽極室中的氫離子通入陽膜進

+

入產(chǎn)品室，B(OH)「穿過陰膜進入產(chǎn)品室，發(fā)生反應(yīng)：B(OH)4-+ir=H2O+H3BO3,Na

穿過陽膜進入陰極室，D錯誤；故選A。

12.(2020?龍巖市高三教學(xué)質(zhì)量檢查)液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料,

它在安全性、價格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優(yōu)勢。請回答下列問題：

I.已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能E^akJ/mol,相關(guān)化學(xué)鍵鍵

能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵H-HN=NN-H

鍵能/kJ?mol'1436946391

⑴反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能Ea2=k.T/mol(用含a的代數(shù)

式表示)；

(2)已知：

①4NH3(g)+302(g)=2N2(g)+6H20(1)Aft

②4NH3(g)+502(g)=4N0(g)+6H20(1)AH2

③4NH3(g)+6N0(g)=5N2(g)+6H20(1)AH3

則△M、△也、△上三者之間的關(guān)系為：AH3=:

II.利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時取2+/郵+在電極

與酶之間傳遞電子，工作原理如圖所示。

幻化前固城梅

交換膜

(3)負(fù)極的電極反應(yīng)式為；

(4)當(dāng)電路中通過3moi電子時，可產(chǎn)生氨氣的體積(標(biāo)況下)為L；正

極區(qū)中n?)(填“增加”、“減少”或“不變”)；

(5)該裝置在高溫下不能正常工作，原因是

【答案】(D.(a+92)(2)阻(3)MV+-e=MV2+

(4)22.4(5)不變(6)高溫下氫化酶會失去催化活性

【解析】I.(l)N2(g)+3H2(g)w2NH3(g)4H二反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能

=(946+436X3)kj?mor」(6X391)kJ?mor『-92kj?mor)合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)

w2NH3(g)的活化能Ea尸akJ/moL氨分解的活化能Ea2,則有=Ea-Ea2=-92kJ

-1

?mo『，所以Ea?=(a+92)kj*mol；⑵已知：①4NH3(g)+302(g)=2N2(g)+6H20(1)

△ft

②4NH3(g)+502(g)=4N0(g)+6H20(1)AH2

根據(jù)蓋斯定律可知反應(yīng)③①-，②，所以△H3=5AH：AH2；

II.(3)負(fù)極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，電極上的反應(yīng)為：MV+-e-=MV2+,故故選：MV+

-e-=MV2+；

2+

(4)負(fù)極區(qū)氫氣在氨化酶的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為H2+2MV-

2K+2MV+,正極區(qū)得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成限，發(fā)生反應(yīng)：N2+6K+6MV+一

24

6MV+2NH3,根據(jù)反應(yīng)可知轉(zhuǎn)移6moi電子時生成21noi氨氣，負(fù)極區(qū)產(chǎn)生6moi氫

離子進入正極區(qū)，同時正極區(qū)消耗6moi氫離子，故氫離子總量不變，當(dāng)電路中

通過31noi電子時，可產(chǎn)生氨氣的體積(標(biāo)況下)為22.4L,正極區(qū)中n(I「)不變；

(5)高溫條件下會導(dǎo)致氫化酶失活。

13.(2020?天津市部分區(qū)高三期末)15.化學(xué)能與熱能、電能的相互轉(zhuǎn)化具

有實際意義，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容回答下列問題。

(Dig硫粉完全燃燒生成二氧化硫氣體，放出9.36kJ的熱量，寫出硫燃燒

的熱化學(xué)方程式

(2)以下是部分共價鍵的鍵能數(shù)據(jù):

化學(xué)鍵H-Ss-s0=0H-0

鍵能(kj?mo「)364266496463

熱化學(xué)方程式：2H2s(g)+02(g)=2S(g)+2H20(g)ZkH=-akJ?inolT。反應(yīng)產(chǎn)物中

的S實為S8分子，是一個八元環(huán)狀分子(如圖1所示)。計算，a=

圖1

(3)工業(yè)上可用電解法來處理含C/CV-的酸性廢水，最終可將CoO產(chǎn)轉(zhuǎn)化成

Cr(0H)3沉淀而將其除去。圖2為電解裝置示意圖(電極材料分別為鐵和石墨)。

a\a：＜r：O-

的*竹廢水

請回答：

22+

①完成鐵電極附近溶液中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cr207-+6Fe+14H=

2_+6+7_o

②寫出石墨電極處的電極反應(yīng)式：。

③電解時用鐵作陽極而不用石墨作陽極的原因是O

④電解結(jié)束后，若要檢驗電解液中是否還有Fe2+存在，則可選用的試劑是

_(填序號)。

A.KSCN溶液B.CuCL溶液C.NaOH溶液D.K3[Fe(CN)6]M

【答案】(l)S(s)+02(g)=S02(g)△層一299.52kJ?molT

3+3+

(2)432(3)0CrFeH20②2H-Zef2t

③鐵作陽極，可產(chǎn)生還原劑亞鐵離子，而石墨作陽極不能提供還原劑④

D

【解析】(1)已知1g硫粉完全燃燒生成二氧化硫氣體，放出9.36kJ的熱量，

則lmol硫粉完全燃燒生成二氧化硫氣體，放出的熱量為9.36kJX

-1

32g/mol=299.52kJ-mol,所以硫燃燒的熱化學(xué)方程式S(s)+()2(g)=S02(g)△

-1

^-299.52kJ?mol；(2)由熱化學(xué)方程式：2H2S(g)+02(g)=2S(g)+2H2O(g)△

H=-akJ?mol-1,可知反應(yīng)熱二斷鍵所需的能量-成鍵所需的能量=(364X4+496-266

X2-463X4)kJ/mol=-432kJ?mol1；(3)①因為MCV具有強氧化性，要將5(第

一轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3沉淀需要還原劑，所以Fe作陽極，該電極上Fe失電子生成Fe2+,

Fe"具有還原性，能還原將CnO廠轉(zhuǎn)化成Cr",同時自身被還原生成Fe0根據(jù)原

22++

子守恒可知鐵電極附近溶液中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cr207+6Fe+14H=

343+

2Cr+6Fe+7H20；②根據(jù)上述分析可知，F(xiàn)e作陽極，石墨電極作陰極，H*在陰極

+

得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：2H+2e=H21；③金屬Fe作陽極，該

電極是金屬鐵失電子產(chǎn)生Fe?*具有還原性，使重鋁酸根離子被還原，而石墨作陽

極不能提供還原劑；④因為K3[Fe（CN）1遇到Fe"會出現(xiàn)藍色沉，所以可以用

（[FeGNOj溶液檢驗電解結(jié)束后電解液中是否還有Fe*存在，故選D。

14.（2020?安徽省合肥市高三第一次教學(xué)質(zhì)量檢測）含氯苯的廢水可通過加

入適量乙酸鈉，設(shè)計成微生物電池將氯苯轉(zhuǎn)化為苯而除去，其原理如圖所示。下

列敘述正確的是（）

A.電子流向：N極f導(dǎo)線fM極f溶液fN極

B.M極的電極反應(yīng)式為C6HQ+e-=C6H6+。-

C.每生成ImICOz,有3mole-發(fā)生轉(zhuǎn)移

D.處理后的廢水酸性增強

【答案】D

【解析】A項，原電池中陽離子向正極移動，所以由圖示知M極為正極，則

電子流向：N極一導(dǎo)線-M極，電子無法在電解質(zhì)溶液中移動，故A錯誤；B項，

M為正極，電極反應(yīng)式為aY^+ZeNIt-氯苯被還原生成苯，故B

錯誤；C項，N極為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH3COO*2H20-8e--2c1+7IT,根據(jù)轉(zhuǎn)移

電子守恒，則每生成linolCOz,有41noib發(fā)生轉(zhuǎn)移，故C錯誤；D項，根據(jù)電極

反應(yīng)式計算得，轉(zhuǎn)移4mole-時，負(fù)極生成3.5mol始，正極消耗2moi『,則

處理后的廢水酸性增強，故D正確。故選D。

15.（2020?浙江師大附中高三模擬）下圖是通過Li-C02電化學(xué)技術(shù)實現(xiàn)儲

能系統(tǒng)和C02固定策略的示意團。儲能系統(tǒng)使用的電池組成為釘電極/CO?飽和

LiC10「（CH3）2S0（二甲基亞碗）電解液/鋰片，下列說法不正確的是（）

LiCO

。23

OC

儲能系統(tǒng)（可逆過程）

CO?固定策略，不可逆過程）

O|+4e-

過程n4Li++3CQfMe=2

2M2CO3+C

A.Li-C02電池電解液為非水溶液

B.C02的固定中，轉(zhuǎn)桐4mole一生成lmol氣體

-

C.釘電極上的電極反應(yīng)式為2Li2C03+C-4e=4Li++3C021

D.通過儲能系統(tǒng)和C02固定策略可將C02轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物C

【答案】B

【解析】A項，由題目可知，Li-COz電池有活潑金屬Li,故電解液為非水

溶液飽和LiCICh—gOzSO（二甲基亞碉）有機溶劑，故A正確；B項，由題目可

+

知，CO2的固定中的電極方秸式為：2Li2C03=4Li+2C02t+02+4e-,轉(zhuǎn)移4mole

一生成3mol氣體，故B錯誤;C項，由題目可知，釘電極上的電極反應(yīng)式為2Li2c

-+

+C-4e=4Li+3C021,故C正確；D項，由題目可知，CO?通過儲能系統(tǒng)和CO?

固定策略轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物C,故D正確。故選B。

16.（2020?大同市高三年級第一次聯(lián)考）在金屬Pt、Cu和鉞（Ir）的催化作

用下，密閉容器中的慶可高效轉(zhuǎn)化酸性溶液中的硝態(tài)氮（N（V）以達到消除污染的

目的。其工作原理的示意圖如下：

下列說法不?正?確?的是（）

A.Ir的表面發(fā)生反應(yīng)：ft+N20=N2+H20

B.導(dǎo)電基體上的負(fù)極反應(yīng)：H2-2e-=2lT

C.若導(dǎo)電基體上只有單原子銅，也能消除含氮污染物

D.若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增多，不利于降低溶液中的含氮量

【答案】C

【解析】A項，根據(jù)圖示可知，氫氣與一氧化二氮在鉞（Ir）的催化作用下發(fā)

生氧化還原反應(yīng)，生成氮氣，反應(yīng)為：H2+N20=N2+H20,A正確；B項，根據(jù)

圖示可知：導(dǎo)電基體上的負(fù)極反應(yīng)：氫氣失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)電基體上的

+

負(fù)極反應(yīng)：H2-2e-=2H,B正確；C項，若導(dǎo)電基體上只有單原子銅，硝酸根離

子被還原為一氧化氮，不能消除含氮污染物，C錯誤；D項，從圖示可知：若導(dǎo)

電基體上的Pt顆粒增多，硝酸根離子得電子變?yōu)殄X根離子，不利于降低溶液中

的含氮量，D正確；故選C。

17.（2020?廣州市鐵一中學(xué)下學(xué)期質(zhì)檢）電致變色玻璃以其優(yōu)異的性能將成

為市場的新寵，如圖所示五層膜的玻璃電致變色系統(tǒng)，其工作原理是在外接電源

下，通過在膜材料內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)，實現(xiàn)對器件的光透過率進行多級可逆

性調(diào)節(jié)。（已知：WO3和Li4Fe/Fe（CN）6]3均為無色透明，LiWOs和FejFeGN”1均

為藍色）下列有關(guān)說法正確的是（）

A.當(dāng)B外接電源負(fù)極時，膜由無色變?yōu)樗{色

+

B.當(dāng)B外接電源負(fù)極時,離子儲存層發(fā)生反應(yīng)為：Fe4[Fe（CN）6]314Li14e-

=Li4Fe4[Fe(CN)6]3

C.當(dāng)A接電源的負(fù)極時，此時LM得到電子被還原

D.當(dāng)A接電源正極時，膜的透射率降低，可以有效阻擋陽光

【答案】B

【解析】根據(jù)題意及圖示信息可知，結(jié)合電解原理可知，當(dāng)B外接電源負(fù)極

+

時，離子儲存層發(fā)生反應(yīng)為：Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+4e-=Li4Fe4[Fe(CN)6]3,膜由

藍色變?yōu)闊o色，當(dāng)A接電源負(fù)極時，W03得電子被還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為：

+

WO3+Li+e=LiWO3,膜由無色變?yōu)樗{色。A項，當(dāng)B外接電源負(fù)極時，F(xiàn)e/Fe(CN)6]3

轉(zhuǎn)化為LiFejFe&N^b,膜由藍色變?yōu)闊o色，A項錯誤；B項，當(dāng)B外接電源負(fù)

極時，根據(jù)電解原理可知，離子儲存層Fe/FeGN)[得電子轉(zhuǎn)化為

+-

Li4Fe4EFe(CN)6]3,發(fā)生反應(yīng)為：Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+4e=Li4Fe4[Fe(CN)6]3,B

項正確；C項，當(dāng)A接電源的負(fù)極時，W03得電子被還原為LiWOs,Li*只是作為電

解質(zhì)溶液導(dǎo)電，未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，C項錯誤；D項，當(dāng)A接電源正極時，LiWOs

失電子發(fā)生氧化反應(yīng)得到W03,膜由藍色變?yōu)闊o色，透射率增強，不能有效阻攔

陽光，D項錯誤；故選B。

18.(2020?河北省“五個一”名校聯(lián)盟高三一輪收官考試)全帆液流電池是

一種以帆為活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。帆電池電能以化學(xué)能的方

式存儲在不同價態(tài)帆離子的硫酸電解液中，通過外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi),

在機械動力作用下，使其在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動，采用

質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液流過電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，進

行充電和放電。下圖為全帆液流電池放電示意圖：

vo^/vorR量栽或外tc電源jg

下列說法正確的是()

+2+

A.放電時正極反應(yīng)為：V02+2ir-e—VO+H2O

B.充電時陰極反應(yīng)為：V3++e—V2+

C.放電過程中電子由負(fù)極經(jīng)外電路移向正極，再由正極經(jīng)電解質(zhì)溶液移向

負(fù)極

D.該電池的儲能容量，可以通過增大電解液存儲罐的容積并增加電解液的

體積來實現(xiàn)

【答案】D

【解析】A項，正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時的正極反應(yīng)

為V（V+2H++e--V（r+H20,故A錯誤；B項，充電時，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故為

H得電子生成V2+的反應(yīng)，故B錯誤；C項，電子只能在導(dǎo)線中進行移動，在電解

質(zhì)溶液中是靠陰陽離子定向移動來形成閉合回路，故C錯誤；D項，該電池的儲

能容量，可以通過增大電解液存儲罐的容積并增加電解液的體積來實現(xiàn)，正確;

故選D。

19.（202。?山東省濰坊市高三期末）.全銳液流儲能電池是利用不同價態(tài)的

含鋼離子在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為V0；（黃色）+V*（紫色）+2必答

V02+（藍色）+V*（綠色）+乩0.采用惰性電極實現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的工作原理

如圖。下列說法正確的是（）

A.充電過程中，X端接外接電源的負(fù)極

B.放電過程中，正極電極反應(yīng)式為VCV+ILO+e-=VO2++2OH-

C.放電過程中，右罐溶液顏色逐漸由綠色變?yōu)樽仙?/p>

D.充電時若轉(zhuǎn)移電子0.5niol,左罐溶液中n（H+）的變化量為0.5mol

【答案】D

【解析】由V0；（黃色）+V*（紫色）+2IT詈V02+（藍色）+V3+（綠色）+上0可知，放

++2+23+

電時正極上反應(yīng)式：V02+2H+e=V0+H20,負(fù)極上反應(yīng)式：V-e=V,所以充電時，

2++

左槽發(fā)生的反應(yīng)為V0+H20-e=V02+2ir,則左槽為陽極，X端接外接電源的正極，

右槽為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即V*+e-=V2+。A項，充電時，左槽發(fā)生的

反應(yīng)為V0"+H20-e-=V（V+2H+,則左槽為陽極，X端接外接電源的正極，故A錯誤；

+2+

B項，由V02（黃色）+V*（紫色）+2T罌V0（藍色）+V"（綠色）+乩0可知，放電時正

++2+

極上反應(yīng)式：V02+2H+e=V0+H20,故B錯誤；C項，放電過程中，右罐為負(fù)極,

反應(yīng)式：V2-e=V3+,則溶液顏色逐漸由紫色變?yōu)榫G色，故C錯誤；D項，充電時，

2++

左槽發(fā)生的反應(yīng)為V0+H20-e=V02+2lT,若轉(zhuǎn)移電子0.5mol,生成氫離子為ImoL

此時氫離子參與正極反應(yīng)，通過交換膜定向移動使電流通過溶液，溶液中離子的

定向移動可形成電流，通過0.5mol電子，則左槽溶液中nOT）的變化量為

lmol-0.5mol=0.5moL故D正確；故選D。

20.（2020?山西省高三適應(yīng)性調(diào)研考試）全鋼液流儲能電池是一種新型的綠

色環(huán)保儲能系統(tǒng)（工作原理如圖，電解液含硫酸）。該電池負(fù)載工作時，左罐顏色

由黃色變?yōu)樗{色。

一電解液電解液

情

性

左?電

電

電"

極

vo;/?極

電X液一一電解液[[

案

泉=離子交換膜-L—S

離子料類V()fV(尸v,+V計

原色黃色收色域色紫色

下列說法錯誤的是()

該電

A.該電池工作原理為V0++V0++2H+=^V02++V3++H0

22充電2

B.a和b接用電器時，左罐電動勢小于右罐，電解液中的IT通過離子交換

膜向左罐移動

C.電池儲能時，電池負(fù)極溶液顏色變?yōu)樽仙?/p>

D.電池?zé)o論是負(fù)載還是儲能，每轉(zhuǎn)移1mol電子，均消耗1mol氧化劑

【答案】B

【解析】

【詳解】電池負(fù)載工作時，左罐顏色由黃色變?yōu)樗{色，說明v(v變?yōu)関er,

V化合價降低，則左罐所連電極a為正極；右罐發(fā)生V2+變?yōu)閂3+,化合價升高的

反應(yīng)，所以右罐所連電極b為負(fù)極，因此電池反應(yīng)為VO2++V2++2HMO2++V3++H2O,

放電

所以，該儲能電池工作原理為VO「+V(V+2H+與NV()2++V*+H20,故A正確；B項，a

和b接用電器時,該裝置為原電池,左罐所連電極為正極,所以電動勢大于右罐,

電解液中的IT通過離子交換膜向正極移動，即向左罐方向移動，故B錯誤；C項，

電池儲能時為電解池，故電池a極接電源正極，電池b極接電源負(fù)極，電池負(fù)極

所處溶液即右罐V”變?yōu)閂*,因此溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙?，故C正確；D項，

該電

負(fù)載時為原電池，儲能時為電解池，根據(jù)反應(yīng)式vcv+voj+zir育vo'e+Bo可

允電

+3++

知,原電池時氧化劑為V02,電解池時氧化劑為V,它們與電子轉(zhuǎn)移比例為n(V02)：

n(V34)：n(e")=l：1：1,故D正確。故選B。

21.(2020?大慶實驗中學(xué)高三寒假“戰(zhàn)疫”線上理綜)工業(yè)上可利用電解原

理，間接氧化降解處理含有機污染物的廢水，其原理如圖所示：

［有機污架船I

QO

昭

90

須氣化劑I污公物被譯8

下列有關(guān)說法不正確的是()

A.電極A是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.強氧化劑可能為CL、02

C.有機污染物在石墨電極上被還原為無污染物

D.若介質(zhì)離子為0H\電極B上發(fā)生的反應(yīng)為2H20+2b—上t+20T

【答案】C

【解析】A項，根據(jù)裝置圖可知在電極A上，溶液中的介質(zhì)離子失去電子變

為強氧化劑，所以A電極為陽極，A項正確；B項，介質(zhì)離子為C「失去電子變?yōu)?/p>

Cl2,介質(zhì)離子為OIF失去電子變?yōu)镺2,B項正確；C項，根據(jù)裝置圖可知有機污

染物在溶液中與強氧化劑反應(yīng)，被氧化為無污染物，C項錯誤；D項，介質(zhì)離子

-

為0H-,分析可知，B做陰極，陰極得電子，發(fā)生的反應(yīng)為2H20+2e—H2f+20H-,

D項正確；故選C

22.（2020?四川省綿陽南山中學(xué)高三下學(xué)期3月網(wǎng)絡(luò)考試）中國科學(xué)家用蘸

墨汁書寫后的紙張作為空氣電極，設(shè)計并組裝了輕型、柔性、能折疊的可充電鋰

空氣電池如圖甲，電池的工作原理如圖乙。下列有關(guān)說法正確的是（）

A.放電時，紙張中的纖維素作為鋰電池的負(fù)極

B.充電時，若陽極放出則有4mole一回到電源正極

C.開關(guān)K閉合給鋰電池充電，X對應(yīng)充電電極上的反應(yīng)為Li++e=Li

D.放電時，LM由正極經(jīng)過有機電解質(zhì)溶液移向負(fù)極

【答案】C

【解析】可充電鋰空氣電池放電時，活潑的鋰是負(fù)極，電極反應(yīng)式為Li—e

-=Li+,紙張中的石墨作鋰電池的正極，電極反應(yīng)式為0"+2Li++2e-=Li2（）2,電

解質(zhì)里的Li,離子由負(fù)極移向正極；開關(guān)K閉合給鋰電池充電，電池負(fù)極接電源

的負(fù)極，充電時陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)。A項，可充電鋰空氣電池放電時，

紙張中的石墨作鋰電池的正極，故A錯誤；B項，充電時，陽極的電極反應(yīng)式為

+

Li202-2e-=021+2Li,若陽極放出lmol02,則有2mole一回到電源正極，故B錯誤；

C項，開關(guān)K閉合給鋰電池充電，電池負(fù)極X接鋰電池的負(fù)極，X對應(yīng)充電電極

為陰極，陰極上的反應(yīng)式為Li.+e一=Li,故C正確；D項，放電時，陽離子向正

極移動，由負(fù)極經(jīng)過有機電解質(zhì)溶液移向正極，故D錯誤。故選C。

23.（2020?四川省瀘州市瀘縣第一中學(xué)高三下學(xué)期在線理綜）微生物燃料電

池的研究已成為治理和消除環(huán)境污染的重要課題，利用微生物電池電解飽和食鹽

水的工作原理如下圖所示。下列說法正確的是（）

-

A.電池正極的電極反應(yīng)：02+2H20+4e=40IT

B.電極M附近產(chǎn)生黃綠色氣體

C.若消耗1molS。則電路中轉(zhuǎn)移8mole-

D.將裝置溫度升高到60C,一定能提高電池的工作效率

【答案】C

【解析】微生物燃料電池中，通入C此2。6的電極為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反

應(yīng)；通入的電極為正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。電解飽和食鹽水時陰、陽極的

電極產(chǎn)物分別是：氫氣和氫氧化鈉、氯氣。A項，由圖可知，電解質(zhì)溶液為酸性，

正極的電極反應(yīng)是02+4H++4e-=2H2。，A項錯誤；B項，M為陰極產(chǎn)生玲，N為陽

極產(chǎn)生Ch,B項錯誤；C項，1molS?一轉(zhuǎn)化成S（V-失8mole-,則電路中轉(zhuǎn)移8

mole",C項正確；D項，該電池為微生物燃料電池，該微生物的最佳活性溫度

未知，無法確定60℃時電池效率是否升高，D項錯誤。

24.（2020?山東省煙臺市棲霞市3月網(wǎng)上統(tǒng)一質(zhì)檢）KO2從動力學(xué)和熱力學(xué)

的角度來說都是穩(wěn)定的化合物，為電池的長期穩(wěn)定性提供了可靠依據(jù)。卜。2可充

電電池可看作金屬鉀在負(fù)極的電鍍和剝離與氧氣在正極的還原和生成。“界面”

用來阻止電解液的持續(xù)降解，電解質(zhì)為二甲醛的二甲基亞颯（DMSO-DME）溶液，

能傳導(dǎo)I。電池反應(yīng)為：K+O2=KO2,裝置如下圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.放電時，正極反應(yīng)為K'+Oz+eWKOz

B.有效抑制氧氣擴散可極大延長上。2電池的循環(huán)性能

C.充電時，每轉(zhuǎn)移Imole-,陽極質(zhì)量減少39g

D.在理想狀態(tài)下使用空氣來替代純氧可以降低電池的造價

【答案】C

【解析】A項，放電時，正極上的氧氣得電子，與鉀離子結(jié)合生成超氧化鉀，

反應(yīng)為l+02+e三KO2,A正確；B項，充電時，氧氣從陽極溢出，故有效抑制氧氣

擴散可極大延長卜。2電池的循環(huán)性能，B正確；C項，充電時，每轉(zhuǎn)移lmole-,

陽極上鉀離子向陰極移動，生成的氧氣溢出，質(zhì)量減少71g,C錯誤；D項，空

氣不用造價，故在理想狀態(tài)下使用空氣來替代純氧可以降低電池的造價,D正確；

故選C。

25.（2020?新建二中2020屆高三理科綜合線上試卷）中國科學(xué)家研究出對

環(huán)境污染小、便于鋁回收海水電池，其工作原理示意圖如下：

聚丙烯半透膜

下列說法正確的是（）

+-

A.電極I為陰極，其反應(yīng)為：02+4H+4e=2H20

B.聚丙烯半透膜允許陽離子從右往左通過

C.如果電極H為活性鎂鋁合金，則負(fù)極區(qū)會逸出大量氣體

D.當(dāng)負(fù)極質(zhì)量減少5.4g時，正極消耗3.36L氣體

【答案】C

+

【解析】A項，電極I為正極，其反應(yīng)為：02+4H+4e-=2H20,故A錯誤;

B項，根據(jù)圖中信息右邊酸性溶液，左邊為堿性海水，右邊氫離子不能通過聚丙

烯半透膜，故B錯誤；C項，如果電極H為活性鎂鋁合金，鎂鋁形成很多細小

的原電池，鎂失去電子，鋁上氫離子得到電子，因此在負(fù)極區(qū)會逸出大量氣體,

故C正確；D項，當(dāng)不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法算正極消耗氣體的體積，故