专题16 电解池(备战2026高考真题题集 陕西专用)

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专题16 电解池(备战2026高考真题题集 陕西专用)

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备战2026高考 电解池高考真题集
命题解读 考向 近五年考查统计
考查对电解池基本原理的理解,包括电极判断、离子移动方向、电极反应式书写及电解产物的分析 考向一 电解池的基本原理与电极反应 2025·陕西卷T13
2024·陕西卷T12
2023·陕西卷T11
2022·陕西卷T10
2021·陕西卷T9
结合新型电池、电化学合成、金属精炼等生产生活实际情境,考查电解原理的应用及能量转化 考向二 电解原理的应用与综合 2025·陕西卷T27(2)
2024·陕西卷T26(3)
2023·陕西卷T28
2022·陕西卷T27(1)
2021·陕西卷T26
以电解池为载体,融合化学反应与能量、化学平衡、电解质溶液等知识,考查综合分析与计算能力 考向三 电解池与其他知识的综合 2025·陕西卷T28
2024·陕西卷T27
2023·陕西卷T27
2022·陕西卷T28
2021·陕西卷T27
一、单选题
1.(2025·陕西西安·模拟预测)下列离子方程式或电极反应式书写正确的是
A.利用阳极氧化处理铝材表面使形成致密氧化膜:Al-3e-=Al3+
B.用CuSO4溶液除H2S气体:Cu2++H2S=CuS↓+2H+
C.将少量SO2通入漂白液中:
D.向FeBr2溶液中通入足量氯气:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
2.(2025·陕西西安·模拟预测)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.11.2L溶于足量NaOH溶液,所得溶液中和HClO数目之和为
B.0.2 mol 浓硫酸与足量铜加热充分反应转移电子数为
C.4.6 g由和组成的混合气体中含有的原子总数为
D.粗铜精炼时,阴极质量增重6.4 g,则阳极转移电子数目大于
3.(2025·陕西西安·模拟预测)烟酸是B族维生素,可以预防和治疗多种疾病。利用碳封装过渡金属电极可电催化将3-甲基吡啶氧化为烟酸,工作原理如图所示,在电场作用下,双极膜中H+、OH-离子分别向两极迁移。下列说法正确的是
A.a极的电极反应式为2H2O-2e-=7OH-+H2↑
B.a极电势高于b极电势
C.制备0.1mol烟酸时双极膜中质量减少10.8g
D.碳封装过渡金属电极能催化提高b电极上还原反应的速率
4.(2025·陕西·模拟预测)一种二甲醚和CO2直接制备碳酸二甲酯()的电化学方法如图所示。
下列说法正确的是
A.a极与直流电源的正极相连
B.a极电势低于b极
C.b极反应式:
D.制备碳酸二甲酯的过程中CO2被氧化
5.(2025·陕西西安·模拟预测)下列装置由甲、乙两部分组成(如图所示),甲是将废水中乙二胺[]转化为无污染气体的化学电源;乙是利用装置甲模拟工业电解法间接处理含废水。当电池工作时,下列说法正确的是
A.甲中H+透过质子交换膜由右向左移动
B.若溶液中减少了0.1 mol,则甲中至少消耗标况下3.36 L的O2
C.甲中M极消耗1 mol,理论上外电路有16 mol电子从Fe电极流出
D.电池工作一段时间后,M和Fe电极附近pH均增大
6.(2025·陕西商洛·模拟预测)我国科学家通过超低电位下电催化硝酸盐与甲醇在/复合电极上反应,其原理如图,其中离子交换膜只允许通过。下列说法错误的是
A.电极b为阳极
B.电极上的电极反应式为
C.理论上每生成1 mol ,就有4 mol 通过离子交换膜
D.KOH溶液在反应过程中pH保持不变
7.(2025·安徽·模拟预测)利用电解原理可将生物质产品HMF()和GLY(甘油:)转化为高附加值化学品BHMF()和甲酸,装置如图所示。电解过程中,下列叙述正确的是
A.N极为阴极,发生还原反应
B.M极的电极反应式为
C.透过质子交换膜从N极向M极移动
D.当生成1 molHCOOH时,理论上外电路转移3 mol电子
8.(2025·陕西西安·模拟预测)下列离子方程式与所给事实相符的是
A.向水杨酸()溶液中加入过量碳酸氢钠:
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
C.将少量通入NaClO溶液中:
D.向乙二醇溶液中加入足量硫酸酸化的高锰酸钾溶液:5 HOCH2-CH2OH+8+24 H+=5 HOOC-COOH+8 Mn2++22 H2O
9.(2025·陕西西安·模拟预测)二苯甲酮广泛应用于光化学及药物化学领域,可以以二苯甲醇为原料通过电解氧化进行制备,如图为其中一种可能的机理(其中表示I自由基)。下列说法错误的是
A.电势:惰性电极a>惰性电极b
B.惰性电极b上生成的气体为
C.二苯甲醇生成二苯甲酮的反应为氧化反应
D.当惰性电极b上生成1 mol气体时,可得到2 mol二苯甲酮
10.(2025·陕西安康·模拟预测)我国科技工作者开发出多孔氮磷掺杂碳材料用于肼氧化辅助的节能制氢技术,以燃料电池供电的该制氢技术的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.工作原理图中的箭头表示电流方向
B.H+透过质子交换膜进入电极b室内
C.甲为制氢的电解装置,乙为肼的燃料电池
D.反应过程中装置乙的电解质溶液的pH增大
11.(2025·陕西安康·模拟预测)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.4.6 g由NO2和N2O4组成的混合气体中含原子总数为0.3 NA
B.常温下,pH=9的CH3COONa溶液中,OH-的数目为10-5 NA
C.电解精炼铜时,电路中每通过NA个电子时阳极溶解32 gCu
D.标准状况下,11.2 LOF2(气体)与水完全反应(生成O2和HF)时转移电子数为2 NA
12.(2025·陕西西安·二模)上海高研院通过调控的孔道结构和表面活性位构型,成功实现了电催化直接转化成乙醇,阿伏加德罗常数为,下列说法正确的是
A.标准状况下,个乙醇分子所占有的体积约为
B.电催化过程中,每生成乙醇,转移电子数目为
C.与的空间构型都是直线形
D.电催化过程中生成的副产物甲酸与苯甲酸互为同系物
13.(2025·陕西西安·二模)钠电池具有高能量密度和长循环寿命等优势,如图是某钠离子二次电池工作原理示意图,电池反应为,下列说法错误的是
A.充电时,极电势低于极
B.充电时,电极上的电极反应式为
C.放电时,导线中每通过,理论上极质量减轻
D.该电池在工作一段时间后应补充含钠离子的电解质来保证其长循环寿命
14.(2025·陕西宝鸡·三模)我国科学家研发了一种在废水处理中实现碳中和的绿色化学装置,同时获得乙酰胺,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.发生还原反应:
B.石墨电极b为阳极,由Ⅰ室移向Ⅱ室
C.电解一段时间后,Ⅰ、Ⅱ室溶液的pH均逐渐增大
D.理论上,每产生0.1mol乙酰胺的同时电极b至少有15.68L(标况下)生成
15.(2025·陕西宝鸡·三模)下列过程对应的离子方程式或化学方程式错误的是
过程 离子方程式或化学方程式
A 用溶液除去乙炔气体中的
B 用惰性电极电解溶液
C 《天工开物》记载用炉甘石()火法炼锌
D 水解生成
A.A B.B C.C D.D
16.(2025·陕西西安·三模)设为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A.,完成反应转移的电子数为20
B.常温下,的溶液中,水电离出的数为
C.与足量在光照下反应生成的分子数为1.0
D.用电解粗铜的方法精炼铜,当电路中通过的电子数为时,阳极应有32gCu转化为
17.(2025·陕西西安·二模)在铜基配合物的催化作用下,利用电化学原理将转化为含碳化合物X,装置如图1所示。相同条件下,恒定通过电解池的电量,测得生成不同含碳化合物X的法拉第效率(FE)随电压的变化如图2所示。下列说法不正确的是
A.装置工作时,阴极室溶液逐渐增大
B.时,电极上的还原产物为
C.时,阴极室消耗气体与阳极室产生气体的物质的量之比为
D.时,测得生成的,则
18.(2025·陕西西安·二模)常温下为液体,具有很高燃烧热(622.1kJ/mol),可作火箭燃料。以硫酸为电解质,通过催化电解可将转化为;碱性条件下,氧化也可制备。下列化学反应表示正确的是
A.肼在氧气中燃烧:
B.液氨与钠反应:
C.氧化制备:
D.电解法制备的阴极反应:
19.(2025·陕西·二模)以双金属团簇催化剂Cu-Ni电催化硝酸还原反应的机理如图所示(*为催化剂表面吸附的微粒):
下列说法错误的是
A.X电极连接电源的正极
B.电极上生成的过程中存在反应
C.与反应产生的离子方程式为
D.生成,理论上电路中转移6mol电子
20.(2025·陕西咸阳·二模)利用电化学富集海水中锂的电化学系统如图所示。该电化学系统的工作步骤如下:
①启动电源Ⅰ,所在腔室的海水中的进入结构而形成;
②关闭电源Ⅰ和海水通道,启动电源Ⅱ,使中的脱出进入腔室Ⅱ.
下列说法错误的是
A.启动电源Ⅰ时,电极Ⅰ上产生,发生氧化反应
B.膜a为阴离子交换膜
C.启动至关闭电源Ⅰ,若转化为,则电极Ⅰ上生成气体的物质的量与转化的的物质的量的比值为
D.启动电源Ⅱ时,电极的电极反应式为
21.(2025·陕西汉中·三模)某研究团队以盐酸-苯胺()-纳米胶体溶液为电解液,采用电化学聚合法在不锈钢表面合成了聚苯胺复合膜,极大地提高了不锈钢的耐腐蚀性,电解示意图如下图。已知,在电解过程中不锈钢电极有一定的溶解。
下列说法错误的是
A.在铂电极发生还原反应
B.电解质溶液中的向不锈钢电极移动
C.阳极电极方程式:
D.标准状况下,铂电极每生成,不锈钢电极质量增重
22.(2025·陕西汉中·三模)下列有关方程式书写正确的是
A.漂白粉的有效成分与空气中的和水蒸气反应:
B.向溶液中加入淀粉溶液,溶液变蓝:
C.用惰性电极电解溶液:
D.向小苏打溶液中加入少量的澄清石灰水:
23.(2025·陕西商洛·三模)以纳米结构的为电催化剂,在电解液中展现出较高的转化率,使电化学硝酸盐污染废水修复和可持续生产氨成为一种具有广阔应用前景的方法。其模拟装置如图。下列说法错误的是
A.操作a可以为减压蒸发结晶
B.M电极为电源正极
C.电路中每通过,理论上可生成22.4L(标准状况)气体
D.上的电极反应式为
24.(2025·陕西咸阳·三模)一种新的双金属催化剂可用于电催化合成正丙醇,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.a为电源的正极
B.阴极电极反应
C.理论上,阳极得到22.4 L(标准状况)气体时,电路中转移电子数为
D.正丙醇经过脱水反应可以得到丙烯
25.(2025·陕西咸阳·三模)我国研发了一种新型的复合催化剂,实现了电催化环己醇制备己二酸,其原理如图所示,下列说法正确的是
A.电极a与电源正极相连
B.电催化工作过程中通过离子交换膜向阴极移动
C.理论上,若电路中转移0.1mol电子,a极产生气体的质量为0.2g
D.b电极反应式为
26.(2025·湖南·三模)工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染,科学家采用石墨烯作电极材料设计了一种新型绿色处理尾气中的方案,主要包括电化学过程和化学过程,如图所示。下列说法正确的是
A.极接直流电源的负极,发生氧化反应
B.极的电极反应式为
C.当电解质溶液中传导时,有穿过质子交换膜
D.若用铅酸蓄电池作电源,当电源负极增重时,极消耗(折合成标准状况)
(2025·陕西渭南·二模)阅读以下材料,完成下面小题。
我国政府一直高度关注气候变化对国家和社会的影响,并积极推进碳减排工作。随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳的资源化利用备受关注。
27.利用某铝电池为电源,电解硫酸铜溶液的装置工作原理如图所示。b为铝电极,其余均为石墨电极,双极膜中水电离产生的H+和可以在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是
A.该装置既含有原电池,又含有电解池
B.双极膜中的移向a电极
C.b电极反应式为
D.若a电极附近生成4.6g甲酸,则c电极的质量增加6.4g
28.某研究小组对催化加氢合成甲醇技术展开研究,该过程发生下列反应:
反应I:
反应Ⅱ:
0.5MPa下,将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,测得的转化率、或CO的选择性以及的收率(的转化率×的选择性)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ和Ⅱ中,除H2外,其他分子都是非极性分子
B.曲线a表示的选择性随温度的变化
C.图中所示270℃时,对应的转化率为21%
D.在210℃~250℃之间,的收率增大是由于的选择性增大导致
29.(2025·陕西汉中·二模)下列化学反应表示正确的是
A.H2S燃烧的热化学方程式:H2S(g)+2O2(g)=SO2(g)+H2O(g) H =-562.2 kJ·mol-1
B.用H2S气体沉淀溶液中Pb2+的离子方程式:Pb2++S2-=PbS↓
C.电解强碱性Na2TeO3溶液的阴极反应:TeO+4e-+3H2O=Te+6OH-
D.SO2Cl2遇水强烈水解生成两种酸:SO2Cl2+2H2O=H2SO3+2HCl
30.(2025·陕西宝鸡·二模)微酸性次氯酸水广泛应用于果蔬、医疗器械的消毒。一种制备微酸性次氯酸水的电解设备的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.电极a与直流电源的负极相连
B.阳极室的总反应可表示为
C.膜b为阴离子交换膜
D.理论上每转移2mol e-时阴极室增重46g
31.(2025·湖北黄冈·二模)北京大学庞全全团队2025年在《自然》发表的研究中,开发了一种新型玻璃相硫化物固态电解质材料,其结构中引入了氧化还原活性碘,可通过氧化还原介导加速硫的固-固转化反应。该电池正极采用MOFs衍生的三维碳纳米笼(HCNC)负载硫(),负极为锂金属,电解质为LBPSI。装置示意图如下
关于该全固态锂硫电池,以下说法错误的是
A.放电时,正极反应有:
B.充电时,电路中每转移1mol电子,有16g的硫被氧化
C.固态电解质LBPSI中,通过氧化还原反应相互转化促进硫转化
D.衍生碳纳米笼的主要作用是吸附多硫化物并提供电子传导路径
32.(2025·陕西·模拟预测)可充电水系锌-二氧化碳电池,当闭合时,其原理如图所示。已知复合膜(由、膜复合而成,膜只允许通过,膜只允许通过)层间的解离成和,在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。下列有关说法错误的是
A.闭合,锌电极反应式为
B.闭合,一段时间后,阴极区的不变
C.闭合,从电极流向复合膜
D.闭合,若理论上阳极生成的体积换算为标况标准下,其数值为,则外电路转移电子
33.(2025·安徽合肥·三模)下图为一种具有质子“摇椅”机制的水系镍有机电池示意图,放电时a极生成偶氮苯()。下列有关说法正确的是
A.放电时电极a为正极
B.充电时和由左向右移动
C.放电时每生成偶氮苯,外电路转移
D.充电时极的电极反应为:
34.(2024·陕西宝鸡·二模)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A.用甲装置制备H2 B.用乙装置制备NH3
C.用丙装置验证NaHCO3的分解 D.用丁装置在铁上镀铜
35.(2024·陕西宝鸡·二模)近日,武汉大学肖巍教授研究了一种电化学分解甲烷源(ESM)的方法,实现了以节能、无排放和无水的方式生产氢气,反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.Ni电极连接电源的正极
B.反应过程中,需要不断补充
C.理论上每生产11.2LH2,电路中转移2mole-
D.Ni-YSZ电极的电极反应为
36.(2025·陕西汉中·二模)钠离子电池是一种二次电池,主要依靠钠离子在电极之间移动来工作。一种钠离子电池的工作原理如图所示,放电时电池反应可表示为。下列说法正确的是
A.电池放电时,X极发生氧化反应
B.电池放电时,通过阳离子交换膜向右侧区域移动
C.电池充电时,X极的电极反应式为
D.电池充电时,每转移,Y极质量增加
37.(2025·山东泰安·二模)一种适应可再生能源波动性的电化学装置原理如图所示。当闭合和打开时,装置处于充电状态;当打开和闭合时,装置处于放电状态。放电状态时,双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列说法错误的是
A.充电时碳锰电极b为阳极
B.充电时d电极发生的反应为
C.放电时每消耗,理论上有由双极膜向b电极迁移
D.该电化学装置运行过程中需要补充和KOH溶液
38.(2025·陕西·三模)全固态LiPON薄膜锂离子电池工作示意图如下,LiPON薄膜只允许通过,电池反应为。下列说法正确的是
A.放电时,a极发生还原反应
B.导电介质c可为溶液
C.放电时,当b极薄膜质量增加3.5g时,电路通过0.5mol电子
D.充电时,b极反应为
39.(2025·陕西·二模)锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌锰电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法不正确的是
A.充电过程中,b极接电源的负极
B.放电过程中,H2SO4溶液中向a极迁移
C.放电时负极电极反应:
D.配离子的空间结构为四面体,则Zn采用的是sp3杂化
40.(2025·河南·二模)动力电池是新能源车的动力来源。某动力电池充电过程示意图如图所示,已知电池反应为(M表示金属)。下列说法错误的是
A.中金属元素M呈+3价
B.放电时,电极M电势高于电极N电势
C.放电时,电极N上发生的电极反应为
D.充电时,电解质中的向电极M移动
41.(2025·湖南·模拟预测)某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有),其装置示意图如图所示,处理过程中存在反应。下列说法错误的是
A.M电极的电极反应为
B.铬元素最终以形式除去
C.电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极,对废水处理影响不大
D.若电解过程中,电子的有效利用率为60%,每处理掉0.2mol的,理论上N电极需要通入11.2L(已折算为标准状况)
42.(24-25高三下·山东·阶段练习)中国科学院研究团队使用原子分散的材料为催化剂,以和为原料,进行电催化偶联制备甘氨酸(其中代表,代表,代表)。下列说法正确的是
A.活化能:大于
B.甘氨酸为阳极产物
C.反应式为
D.使用材料为催化剂可以提高反应物的平衡转化率
43.(2025·河北石家庄·一模)在电催化5-羟甲基糠醛(HMF)加氢制备2,5-呋喃二甲醇(BHMF)的反应中,碳负载的纳米Pb/PbO复合催化剂发挥了关键作用,其阴极的催化反应路径如图所示(H*代表活性氢)。下列说法错误的是
A.反应过程中有非极性键的断裂与形成
B.H*转化为会降低BHMF的产率
C.生成BHMF的电极反应式为
D.Pb/PbO复合催化剂能提供双中心活性位点吸附HMF和H*
44.(2025·陕西·三模)下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的工作示意图:
左右两侧为电解质储罐,中间为电池,电解质通过泵不断在储罐和电池之间循环。电池中的左右两侧为电极,中间为离子选择性膜,在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过。放电前被膜隔开的电解质为和,放电后分别变为和。则下列说法正确的是
A.右储罐中的电解质为
B.充电过程中通过膜从右向左流动
C.电池充电时,阳极的电极反应为
D.电池放电时,右侧储罐中如果液体流速下降,可能会有其他多硫离子如生成
45.(2025·山东·一模)调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在,两性离子整体呈电中性,此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。已知:谷氨酸的pI为3.22,丙氨酸的pI为6.02,赖氨酸的pI为9.74。利用如图装置分离这三种氨基酸,a、b为离子交换膜,电极均为惰性电极。下列说法错误的是
A.阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
C.原料室的pH应控制在6.02
D.在产品室1中,可以收集到赖氨酸
46.(24-25高三下·青海·开学考试)研究人员将二氧化钛()光电极嵌入新型水系钠离子电池的正极,模拟太阳光照下水系钠离子电池的充电及放电过程,其装置如图所示。下列说法错误的是
A.光辅助充电时,c极的电极反应式为
B.放电时,a电极上的电势高于b电极上的电势
C.该装置工作时,阴极上还可能有产生
D.该电池可实现太阳能的转化和存储
47.(24-25高三下·青海·开学考试)下列反应方程式的书写正确的是
A.向氯化亚铁溶液中加入溶液:
B.用惰性电极电解饱和溶液的总反应:
C.加热氯化铵和熟石灰的混合固体制氨气:
D.制备芳纶纤维凯芙拉:
48.(2025·陕西宝鸡·一模)电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的,相关装置如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,电极A为负极,该电池可选用水溶液做离子导体
B.放电时,电极B上发生的反应是
C.充电时,从电极B移向电极A
D.充电时,外电路中每通过2mol电子,阳极区质量减少80g
49.(24-25高三上·江苏徐州·期中)实验室进行粗盐提纯并制备和。下列相关原理、装置及操作正确的是
A.装置甲除粗盐水中的泥沙 B.装置乙蒸发溶液
C.装置丙制备 D.装置丁制备
50.(2025·宁夏陕西·模拟预测)为了从海水中提取锂,某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法正确的是
A.电路中电子的流向随着电极互换而改变
B.电极2上发生的反应为:
C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变
D.理论上,电路通过电子时,有富集在右侧电解液中
51.(2025·河南·模拟预测)W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示(略去部分生成物和反应条件)。下列说法错误的是
A.气体V可通过排水法收集 B.X与水反应能生成气体V
C.Y易溶于水,溶液显碱性 D.电解Z的水溶液可得到W
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C C B C D C C D B
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A C D A B A C B D B
题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
答案 D A C B D B B C C B
题号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
答案 B D C A D D CD C B D
题号 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
答案 D C A D D B D A C C
题号 51
答案 D
1.B
【详解】A.阳极氧化处理铝材时,铝在阳极被氧化生成氧化铝,而非直接生成铝离子:,A错误;
B.CuSO4和H2S反应生成难溶的硫化铜沉淀,H2S为弱酸以分子形式参与,B正确;
C.次氯酸根离子具有强氧化性,会将二氧化硫氧化为硫酸根离子,自身被还原为氯离子,且生成的氢离子在次氯酸根环境中转化为次氯酸: ,C错误;
D.足量氯气应完全氧化亚铁离子、溴离子(物质的量比为1:2)为铁离子和溴单质:,D错误;
故选B。
2.C
【详解】A.题目未说明是否处于标准状况,11.2 L 的物质的量无法确定,A错误;
B.浓硫酸与铜反应时,随浓度降低反应停止,0.2 mol 浓硫酸无法完全反应,实际转移电子数小于,B错误;
C.和的最简式均为,4.6 g 混合气体对应0.1 mol ,含0.3 mol 原子,即,C正确;
D.阴极增重6.4 g(0.1 mol Cu)对应转移电子,阳极因粗铜含杂质,溶解的金属总物质的量不确定,但转移电子数需与阴极相等(电子守恒),故阳极转移电子数等于,D错误;
故答案选C。
3.C
【分析】从题图可判断,电极a与碱性NaOH 溶液相接,电极b与酸性 H2SO4溶液相接,且利用b极上“碳‐过渡金属”电极催化氧化3‐甲基吡啶生成烟酸,可知b极为阳极(氧化极),a极为阴极(还原极)。在外加电源作用下,阳极电势高于阴极电势,故a极电势低于b极电势。
【详解】A.a 极为阴极,发生还原反应,得到电子,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故A错误;
B.b 极为阳极(氧化极),a 极为阴极(还原极)。在外加电源作用下,阳极电势高于阴极电势,故 a 极电势低于 b 极电势,故B错误;
C. ,制备0.1 mol烟酸时转移电子为0.6 mol,根据电子守恒可知,双极膜中有0.6 mol OH-移向阳极,0.6molH+移向阴极,即质量减少0.6 mol×18 g/mol=10.8 g,故 C 正确;
D.碳封装过渡金属电极的作用是促进3‐甲基吡啶在阳极发生氧化反应,而非加快阴极的还原速率,故D错误;
故选C。
4.B
【分析】根据图示,CO2在a电极得电子生成 ,则a是阴极、b是阳极,二甲醚和在阳极失电子生成碳酸二甲酯。
【详解】A.a是阴极,a极与直流电源的负极相连,故A错误;
B.a是阴极、b是阳极,a极电势低于b极,故B正确;
C.b是阳极失电子发生氧化反应,b极反应式: ,故C错误;
D.CO2在a电极得电子生成,制备碳酸二甲酯的过程中CO2被还原,故D错误;
选B。
5.C
【分析】依据题意甲为化学电源,N极氧气参加反应为正极,电极反应式为:,则M极为负极,电极反应式为:;乙是利用装置甲模拟工业电解法间接处理含废水,则涉及的离子反应方程式为,由此可推断乙中Fe电极作阳极,电极反应式为:,C极为阴极,电极反应式为:;据此作答。
【详解】A.依据分析甲为原电池,阳离子向正极移动,即由左(负极)向右(正极)移动,A错误;
B.乙为电解池,处理时,被还原为Cr3+,0.1 mol对应0.6 mol Fe2+,生成0.6 mol Fe2+对应1.2 mol电子,甲为化学电源,正极上1 mol O2得到4 mol e-,则当有0.1 mol减少时,正极有0.3 mol O2参与反应,其标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L,B错误;
C.依据分析,甲中1 mol乙二胺参与反应失去16 mol e-,依据电荷守恒,则乙中Fe电极(阳极)有16 mol电子流出,C正确;
D.依据分析M极(负极)反应为:,生成氢离子pH减小;Fe电极附近发生反应为:, 消耗氢离子pH增大,D错误;
故答案选C。
6.D
【分析】/复合电极失电子,Cu生成CuO、Cu2O生成Cu(OH)2,/复合电极是阳极;电极上硝酸根离子得电子生成氨气,电极是阴极。
【详解】A.根据以上分析,/复合电极是阳极,即电极b为阳极,故A正确;
B.根据图示,电极上硝酸根离子得电子生成氨气,电极上的电极反应式为,故B正确;
C.甲醇转化为,碳元素化合价由-2升高为+2,理论上每生成1 mol ,电路中转移4mol电子,根据电荷守恒,就有4 mol 通过离子交换膜,故C正确;
D.1 mol甲醇转化为 HCOO-的反应:CH3OH+CuO→HCHO+Cu+H2O、HCHO+2Cu(OH)2+OH-=HCOO-+Cu2O+3H2O,总反应为2CH3OH++OH-2HCOO-+NH3+2H2O,所以KOH溶液在反应过程中浓度降低,pH减小,故D错误;
选D。
7.C
【分析】该装置为电解池,HMF→BHMF为还原反应(阴极,M极),GLY→HCOO 为氧化反应(阳极,N极),据此分析解答。
【详解】A.N极由GLY(结构中含有羟基)生成甲酸(GLY会发生氧化反应),故N极为阳极,发生氧化反应,A错误;
B.M极HMF转化为BHMF是还原反应(醛基→羟基),阴极应得电子,电极反应式应为得电子,而非失电子(-2e-),正确的电极反应式为,B错误;
C.质子交换膜中H+向阴极移动,M极为阴极(生成BHMF,还原反应),N极为阳极(生成甲酸,氧化反应),故H+从阳极(N极)向阴极(M极)移动,C正确;
D.甘油()中C平均化合价为价,甲酸()中C为+2价,每个C失电子数为,生成3 mol甲酸转移8 mol电子,电极反应:,生成1mol甲酸转移 mol电子而不是3 mol,D错误;
故答案选C。
8.C
【详解】A.羧基和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,酚羟基和碳酸氢钠不反应,,A错误;
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应为硫酸铅失去电子被氧化为二氧化铅:,B错误;
C.少量通入NaClO溶液中发生氧化还原反应生成硫酸根离子、氯离子和次氯酸:,C正确;
D.乙二醇溶液加入足量硫酸酸化的高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,反应的离子方程式为:HOCH2CH2OH+2+6H+=2CO2↑+2Mn2++6H2O,D错误;
故选C。
9.D
【详解】A.电解池中阳极电势高于阴极,由机理图可知,电极a上I-失去电子生成I·(氧化反应),故a为阳极,b为阴极,因此电势:a>b,A正确;
B.电极b为阴极,发生还原反应,溶液中H+在阴极得电子生成H2,B正确;
C.二苯甲醇(含-OH)生成二苯甲酮(含C=O),羟基氧化为酮羰基,发生氧化反应,C正确;
D.电极b生成1 mol H2时,转移2 mol电子(阴极反应:)。阳极a上I-失电子生成I·(),氧化二苯甲醇时,每个二苯甲醇分子失去2个电子生成一个二苯甲酮。电路中转移2 mol电子,阳极则生成2 mol I·,根据机理,2 mol I·可氧化1 mol二苯甲醇生成1 mol二苯甲酮,D错误;
故答案选D。
10.B
【分析】甲中肼为原料,双氧水为氧化剂,所以甲为肼的燃料电池,乙为制氢的电解装置,N2H4失去电子,发生氧化反应生成N2,则电子c作阳极,H2O发生还原反应生成H2,d作阴极,以此分析;
【详解】A.由乙装置中N2H4→N2可知,电极c为阳极,则题给工作原理图中的箭头表示电子移动方向,A错误;
B.是阳离子,移向电池正极,故透过质子交换膜进入电极b室内,B正确;
C.由“燃料电池供电的制氢技术的工作原理”可知,甲中肼为原料,双氧水为氧化剂,所以甲为肼的燃料电池,乙为制氢的电解装置,C错误;
D.由图解分析可知,电极c的电极反应式为,电极d的电极反应式为,则电解池总反应式为,故反应过程中装置乙的电解质溶液的pH基本不变,D错误;
故选B。
11.A
【详解】A.NO2和N2O4的最简式均为NO2,总质量为4.6 g时,物质的量为,总原子数为0.1×3 NA=0.3 NA,A正确;
B.常温下,pH=9的溶液中OH-浓度为1×10-5 mol/L,但未给出溶液体积,无法计算OH-的物质的量,B错误;
C.电解精炼铜时,阳极溶解的金属包括杂质(如Zn、Fe),实际溶解的Cu小于理论值(32 g对应1mol电子转移),C错误;
D.标准状况下11.2 L OF2为0.5 mol, OF2中O从+2价变为0价,每个O原子转移2e-,总转移电子数为0.5×2 NA=NA, D错误;
故答案选A。
12.C
【详解】A.标准状况下乙醇为液体,不能用气体摩尔体积计算体积,故A项错误。
B.中C为+4价,乙醇()中C为-2价,生成1 mol乙醇转移电子12 mol(2个C,每个C得6e ),则生成0.5 mol乙醇转移电子,故B项错误。
C.与为等电子体,价电子总数均为16,中心原子价层电子对数均为2且无孤对电子,因此,两者空间构型均为直线形,故C项正确。
D.甲酸()为脂肪族羧酸,苯甲酸()含苯环,结构不相似,因此不互为同系物,故D项错误。
故答案为:C。
13.D
【分析】根据题干中的移动方向可知,充电时(电解池原理),为阳极,对应M为电源的正极,为阴极,对应N为电源的负极;放电时(原电池原理),为原电池的正极,为原电池的负极。
【详解】A.充电时为电解池,M极是阳极(接电源正极),N极是阴极(接电源负极),阳极电势高于阴极,故N极电势低于M极,故A项正确。
B.充电时M极为阳极,发生氧化反应,对应放电时正极反应的逆过程。放电时M极(正极)反应为,则充电时阳极反应为,故B项正确。
C.放电时N极为负极,反应为,每转移释放2 mol,即转移1 mol时N极质量减轻23g。则转移0.3 mol时,N极质量减轻,故C项正确。
D.电池总反应中总量不变,仅在两极和电解液间迁移,因此,无需补充含钠离子电解质,故D项错误。
故答案为:D。
14.A
【分析】石墨电极a中、CO2得到电子,生成NH2OH和CH3CHO,化合价降低发生还原反应,因此石墨电极a为阴极,则石墨电极b为阳极,电极反应式为。
【详解】A.根据分析,得到电子发生还原反应,电极反应式为:,A正确;
B.石墨电极b为阳极,阳离子向阴极移动,因此由Ⅱ室移向Ⅰ室,B错误;
C.Ⅰ室阴极反应、,生成OH-,pH增大,Ⅱ室阳极反应,消耗OH-,pH减小,C错误;
D.根据元素守恒,每产生0.1mol乙酰胺消耗0.1molNH2OH和0.1molCH3CHO,则转移0.4mol+1mol=1.4mol e ,阳极生成O2,O2~4e ,则生成n(O2)=,标况生成的体积为0.35×22.4L=7.84L,D错误;
故选A。
15.B
【详解】A.与H2S反应生成极难溶于水的CuS沉淀和硫酸,反应的离子方程式为,A正确;
B.电解MgCl2溶液时,Mg2+会与阴极生成的OH-结合为Mg(OH)2沉淀,反应的离子方程式为,B错误;
C.火法炼锌过程中,ZnCO3先分解为ZnO和CO2,ZnO和CO2均能与C反应,因此总反应为:,C正确;
D.利用TiCl4水解制备TiO2·xH2O,反应的化学方程式为,D正确;
故选B。
16.A
【详解】A.反应中4mol MnO被还原为Mn2+,每个Mn原子转移5mol电子,共转移20mol电子;5mol HCHO被氧化为CO2,每个C原子转移4mol电子,共转移20mol电子。总电子转移数为20mol,即20NA。题目中“1mol[4MnO+5HCHO]”指反应式中的整体,故转移电子数为20NA,A正确;
B.pH=9的CH3COONa溶液中,水电离的H+浓度为10-5mol/L,但题目未给出溶液体积,无法确定H+数目,B错误;
C.CH4与Cl2的取代反应生成四种氯代物混合物,无法全部生成CH3Cl,故CH3Cl分子数小于1.0NA,C错误;
D.电解精炼铜时,阳极粗铜中活泼金属杂质优先溶解,Cu的实际溶解量小于0.5mol(32g),D错误;
故选A。
17.C
【分析】由图1可知,装置工作时,N电极上H2O被氧化生成O2,则N电极为阳极,M为阴极,CO2在阴极室得到电子生成有机物X,当电解电压为U1时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,说明二氧化碳没有在阴极得到电子发生还原反应,而是水在阴极得到电子发生还原反应生成H2,以此分析。
【详解】A.装置工作时,CO2在阴极室得到电子生成有机物X,由电荷守恒可知,该过程中会有OH-生成,则阴极室溶液pH逐渐增大,故A正确;
B.由图2可知,当电解电压为U1时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,说明二氧化碳没有在阴极得到电子发生还原反应,而是水在阴极得到电子发生还原反应生成H2,故B正确;
C.图2中显示U2时含碳化合物为HCOO-,且FE%较低,即并不是所有CO2都转化为HCOO-,同时水在阴极放电生成H2,无法计算,故C错误;
D.当电解电压为U3V时,CO2→转移8e-,2CO2→转移12e-,当电解生成的时,可建立等式,则x=42,故D正确;
故选C。
18.B
【详解】A.燃烧热是指生成稳定氧化物,水的状态是液态,肼的燃烧热为622.1 kJ mol,所以 kJ mol,A错误;
B.钠与液氨反应生成氨基钠和氢气,方程式正确,B正确;
C.反应电荷不守恒,正确配平应为,C错误;
D.阴极发生得到电子的还原反应,正确反应为,D错误;
故选B。
19.D
【分析】根据电解转化图可知,在X极上发生的是,Cl元素化合价从价升高到价的氧化反应,则X极为电解池的阳极,连接电源的正极,电极反应式为:;则Y电极为电解池的阴极,连接电源的负极,电极反应式为:,同时在阳极生成的与阴极产生的接触后反应生成以达到消除含氮物质的目的,反应的离子方程式为:,据此分析解答。
【详解】A.根据分析,X极作为电解池的阳极,连接电源的正极,A正确;
B.根据机理图,还原生成的路径为:,转化为时,可能是与吸附态反应生成和,存在反应,B正确;
C.根据分析,阳极生成的与阴极产生的反应生成,反应的离子方程式为:,C正确;
D.生成需,由在阴极还原生成:,则生成共得,此时的电路中转移了,D错误;
故答案为:D。
20.B
【分析】由题意知,启动电源Ⅰ,使海水中进入结构形成可知二氧化锰中锰的化合价降低,为阴极,电极反应式为,电极Ⅰ为阳极,连接电源正极;关闭电源Ⅰ和海水通道,启动电源Ⅱ,中的脱出进入腔室Ⅱ,可知电极Ⅱ为阴极,电极反应式:;阳极的电极反应式:;
【详解】A.启动电Ⅰ时,,的化合价降低,得电子,发生还原反应,电极为阴极,若,则电极反应式为;同理启动电源Ⅱ时,电极为阳极。启动电源Ⅰ时,电极Ⅰ为阳极,电极上发生氧化反应,电极反应式为,A正确;
B.由题意可知,关闭电源Ⅰ和海水通道,启动电源Ⅱ,使中的脱出进入腔室Ⅱ,所以膜a为阳离子交换膜,B错误;
C.由上述分析可知,启动至关闭电源Ⅰ,若生成,则每转化,电路中转移电子,结合电极Ⅰ的电极反应式可知,电极Ⅰ生成,则电极Ⅰ生成气体的物质的量与转化的的物质的量的比值为,C正确;
D.启动电源Ⅱ时,,的化合价升高,失电子,发生氧化反应,电极为阳极,电极反应式为,D正确;
故选B。
21.D
【分析】
该装置中,Pt为阴极,氢离子得电子生成氢气;不锈钢电极为阳极,苯胺()-纳米在阳极失电子发生氧化反应生成聚苯胺复合膜。电解装置中,阴离子移向阳极。
【详解】A.铂电极为阴极,阴极发生还原反应,电解液中H 在阴极得到电子生成H2,故A正确;
B.不锈钢电极是阳极,电解质溶液中阴离子向阳极移动,故B正确;
C.根据图示,苯胺在阳极发生氧化聚合,n个苯胺单体失去2n个电子生成聚苯胺链和2n个H ,阳极电极方程式为,故C正确;
D.标准状况下,铂电极每生成 L H2,转移0.2n mol电子,根据,应该生成聚苯胺0.1 mol,不锈钢电极有溶解失电子,所以阳极生成聚苯胺的物质的量小于0.1 mol ,阳极生成聚苯胺复合膜,阳极质量增加不一定为9.1n g,故D错误;
选D。
22.A
【详解】A.漂白粉的有效成分Ca(ClO)2与空气中的CO2和水蒸气反应生成CaCO3和HClO,反应方程式为,故A正确;
B.向溶液中加入淀粉溶液,溶液变蓝,说明Fe3+把I-生成I2反应的离子方程式为,故B错误;
C.用惰性电极电解溶液生成氢气、氯气、氢氧化镁沉淀,反应的化学方程式为,故C错误;
D.向小苏打溶液中加入少量澄清石灰水,反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠、水,反应的离子方程式为,故D错误;
选A。
23.C
【分析】根据电解池中通入热空气的电极生成氨气可知电极反应式为:,电极作阴极,连接电源的N极为负极,M极为正极,生成的通入盐酸中,经过操作a进行减压蒸发结晶得到固体,据此分析解答。
【详解】A.操作a是从NH4Cl溶液中获得NH4Cl固体,NH4Cl受热易分解,可以通过减压蒸发降低沸点,防止分解,该操作合理,A正确;
B.转化为NH3是还原反应,发生在阴极,故Cu/Cu2O电极为阴极,连接电源负极(N极),则Pt电极为阳极,连接电源正极(M极),B正确;
C.阳极(Pt电极)反应为:,每转移生成1mol O2;阴极反应为:,每转移生成1mol NH3,则当电路通过时,在标准状况下阳极生成2mol O2,体积为44.8L,在阴极生成1mol NH3,体积为22.4L,总气体体积为67.2L,C错误;
D.根据分析,电极为阴极,得电子发生还原反应,N从+5价降为价,得,得到电极反应式为:,D正确;
故答案为:C。
24.B
【分析】由图可知,该装置构成电解池,右电极上CO被还原生成正丙醇(C3H7OH),则右电极作阴极;左电极上被氧化生成,则左电极作阳极,据此解答。
【详解】A.由分析可知,左电极作阳极,阳极与电源正极相连,则a为电源的正极,A正确;
B.由分析可知,右电极作阴极,CO在碱性环境下被还原生成正丙醇(C3H7OH),碳元素化合价由+2价降低至-2价,则阴极电极反应为:,B错误;
C.由分析可知,左电极作阳极,被氧化生成,阳极电极反应为:,即每生成1 mol ,转移4 mol电子,则理论上,阳极得到22.4 L(标准状况)气体时,即生成1 mol ,电路中转移电子数为,C正确;
D.正丙醇()能发生消去反应生成丙烯()和,即正丙醇经过脱水反应可以得到丙烯,D正确;
故选B。
25.D
【分析】
反应开始时,a极水得电子发生还原反应为阴极,电极反应式为:,b极环己醇被氧化成为阳极,电极反应式为,据此分析;
【详解】A.由装置图可知,a极生成H2,H2O得电子发生还原反应为阴极,阴极应与电源负极相连,A错误;
B.电解池中阴离子向阳极移动,OH-为阴离子,则OH-应向阳极移动,B错误;
C.a极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,转移0.1mol电子时生成H2的物质的量为0.05mol,质量为0.05mol×2g/mol=0.1g,C错误;
D.b极为阳极,环己醇被氧化为己二酸,在碱性条件下羧基以COO-形式存在,电极反应式为,D正确;
故选D。
26.B
【分析】图中的电化学过程涉及电解池原理,在N极被氧化为N2,则N极为阳极,阳极式为;M极为阴极,在阴极得到电子被还原为,阴极式为,M极产生的可再被氧气氧化为,反应的离子方程式为。
【详解】A.结合分析知,在M极得到电子被还原为,则极为电解池的阴极,接直流电源的负极,发生还原反应,A项错误;
B.极为阳极,电极反应式为,B项正确;
C.电子可从导线过,电解质溶液不能传导电子,C项错误;
D.若用铅酸蓄电池作电源,电源负极的反应式为,负极增重时,参与反应的为0.05mol,电路中转移电子0.1mol,结合M极式知,极产生的为0.1mol,再根据知,反应消耗的为0.025mol,其标况下的体积为,D项错误;
故选B。
27.B 28.C
【分析】铝-CO2电池中,Al为负极发生氧化反应,生成[Al(OH)4]-,CO2为正极发生还原反应得到HCOOH,c为阴极,d为阳极,右侧为电解硫酸铜溶液的装置;
27.A.左侧装置为原电池,提供电源,右侧为电解硫酸铜溶液的装置,A正确;
B.原电池中阴离子移向负极,OH-离子向b极移动,B错误;
C.b极为负极,发生氧化反应,Al失去电子生成[Al(OH)4]-,反应式为:,C正确;
D.a极电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH,4.6g甲酸的物质的量为0.1mol,电子转移为0.2mol,c极为阴极,发生Cu2++2e-=Cu,产生0.1molCu单质,质量为6.4g,D正确;
答案选B。
28.A.CO2为非极性分子,H2O、CO和CH3OH是极性分子,A错误;
B.反应I为放热反应,反应II为吸热反应,升高温度,反应I逆向移动,CH3OH的选择性降低,反应II正向移动,CO的选择性升高,曲线a代表CO的选择性,B错误;
C.270℃时,甲醇的选择性为70%,CO的选择性为30%,CO的收率为6.3%,6.3%=CO2的转化率×30%,CO2的转化率为21%,C正确;
D.在210℃~250℃之间,温度升高,反应I逆向移动,甲醇的选择性降低,在210℃~250℃之间,的收率增大是由于CO2的转化率增大导致,D错误;
答案选C。
29.C
【详解】A.H2S的燃烧热为562.2 kJ·mol-1,H2S燃烧的热化学方程式:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) H =-562.2×2 kJ·mol-1=-1124.4 kJ·mol-1,A错误;
B.H2S是弱酸,在离子方程式中不能拆,用H2S气体沉淀溶液中Pb2+的离子方程式:Pb2++H2S=PbS↓+2H+,B错误;
C.电解强碱性Na2TeO3溶液的阴极上得到电子生成Te,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:+4e-+3H2O=Te+6OH-,C正确;
D.SO2Cl2中S为+6价,遇水强烈水解生成HCl和H2SO4,化学方程式为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,D错误;
故选C。
30.B
【分析】由图可知,左室的电解质是水,制备的产品是微酸性次氯酸水,说明氯离子向左室迁移,故电极a为阳极,电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑,后发生反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO,电极b为阴极,电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-,据此作答。
【详解】A.由分析可知,a是阳极,与直流电源的正极相连,A错误;
B.由分析可知,M为阳极,电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑,后发生反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO,总反应为,B正确;
C.由分析可知,氯离子向左室迁移,a离子交换膜为阴离子交换膜,钠离子向右室迁移,b离子交换膜为阳离子交换膜,C错误;
D.每转移2mole-,电极b生成1mol氢气,右室质量减小2g,同时有2mol钠离子向右室迁移,右室增重46g,净增加44g,D错误;
故答案为:B。
31.B
【分析】如图,电池正极采用MOFs衍生的三维碳纳米笼(HCNC)负载硫(),负极为锂金属,电解质为LBPSI,放电时,负极电极反应式为,正极电极反应式为,据此回答。
【详解】A.放电时,正极发生还原反应,得到电子与结合生成,根据得失电子守恒和电荷守恒,正极反应式为,A正确;
B.充电时,阳极反应为,每转移16mol电子,有8molS(即256g)被氧化,所以电路中每转移1mol电子,被氧化的硫的质量为,但这里是中的硫被氧化,不是单质硫直接被氧化,B错误;
C.由题中信息可知,固态电解质LBPSI中,通过氧化还原反应相互转化,可加速硫的固-固转化反应,C正确;
D.MOFs衍生的三维碳纳米笼(HCNC)负载硫()作正极,其具有高比表面积,能吸附多硫化物并提供电子传导路径 ,D正确;
故选B。
32.D
【分析】闭合K1,该装置为化学电源,电极表面变化可知,Zn为负极,负极电极反应式为,Pd材料为正极,电极反应式为,闭合K2,该装置为电解装置,锌电极为阴极,Pd为阳极,据此分析。
【详解】A.由图可知,闭合时,左侧电极反应为,右侧电极反应为,故A正确;
B.电化学上规定:发生氧化反应的一极为阳极,发生还原反应的一极为阴极,即左池为阳极区、右池为阴极区,闭合时,复合膜层间的解离成和,移动向两极的和的物质的量相等,两电极转移电子数相等,阳极区消耗的氢氧根离子大于阴极区消耗的氢离子,即阳极区溶液的降低,阴极区溶液的不变,故B正确;
C.闭合时,左池为电解池阴极区,右侧为电解池阳极区,从电极流向复合膜,故C正确;
D.闭合,电解池阳极电极反应式为,若理论上阳极生成的体积换算为标况下,其数值为,则阳极转移电子为,外电路转移电子,故D错误;
答案选D。
33.C
【分析】根据电池示意图,放电时a极生成偶氮苯(),则由化合价升高,a电极为负极,电极反应式为:-= +,则b电极为正极,电极反应式为:,充电时反应刚好反向进行,据此分析解答
【详解】A.根据分析,放电时电极a为负极,A错误;
B.充电时b电极为阳极,a电极为阴极,和向阴极移动,即从右向左移动,B错误;
C.根据分析中的负极电极反应式可知,放电时每生成偶氮苯,外电路转移,C正确;
D.充电时b电极为阳极失去电子,而且电解质为碱性环境,无参加反应,正确的电极反应式为:,D错误;
故答案为:C。
34.A
【详解】A.打开分液漏斗活塞、打开弹簧夹,稀盐酸和锌反应生成氯化锌和氢气,锌在隔板上,关闭弹簧夹,装置中压强增大,盐酸进入漏斗中,锌和稀盐酸分离,反应停止,能制备氢气,A正确;
B.收集氨气导管应该伸到试管底部且其试管口放一团棉花,防止氨气和空气对流导致氨气不纯,B错误;
C.CO2密度大于空气,应采用向上排空气法收集,C错误;
D.电解时,阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应,丁装置铁为阳极失去电子生成二价铁离子,铜为阴极溶液中的铜离子得到电子得到铜,在铁上镀铜时,应该为镀层金属Cu作阳极,待镀制品作阴极,D错误;
故选A。
35.D
【分析】据图示可知:在Ni电极上得到电子产生C、O2-,电极反应式为:,发生还原反应,所以Ni电极作阴极,与电源的负极连接,则Ni-YSZ为阳极,阳极上甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢气:;
【详解】A.由分析,Ni电极作阴极,与电源的负极连接,A错误;
B.在Ni-YSZ电极上甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳,二氧化碳和氧离子又转化为碳酸根离子,总反应为,在Ni电极上得到电子被还原为C单质:,根据同一闭合回路中电子转移数目相等,可知在反应过程中,不需要不断补充,B错误;
C.反应条件未知,不能计算生成氢气的物质的量,就无法计算转移电子的物质的量,C错误;
D.由分析,Ni-YSZ电极的电极反应为,D正确;
故选D。
36.D
【分析】根据放电时电池反应可知,放电时NaxC失电子,Y是负极;得电子发生还原反应,X是正极。
【详解】A.由放电时电池反应可知,X极为正极,正极发生还原反应,故A错误;
B.放电时,阳离子移向正极,从右侧区域通过阳离子交换膜移向左侧区域,故B错误;
C.充电时,X极为阳极,电极反应式为,故C错误;
D.电池充电时,Y电极为阴极,发生反应,则每转移,Y极质量增加,故D正确;
选D。
37.CD
【分析】当闭合和、打开,装置处于充电状态,即为电解池,H+得电子生成H2,H元素化合价降低,则为阴极,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极;ZnO得电子生成Zn,则锌电极为阴极;d电极上失电子生成O2,d电极为阳极;当打开和、闭合时,装置处于放电状态,即原电池,锌电极为负极,碳锰电极为正极。
【详解】A.由分析可知,充电时,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极,A正确;
B.充电时,d电极上失电子生成O2,电极反应式为,B正确;
C.放电时,碳锰电极为正极,电极反应式为,每消耗,转移2mol电子,因此理论上有由双极膜向c电极迁移,C错误;
D.该电化学装置运行过程中,c电极反应式为,故右侧总反应为,不需要补充KOH溶液,D错误;
故选CD。
38.C
【详解】A.根据电池反应,放电时,中Li元素化合价升高,发生氧化反应,在a极,所以a极发生氧化反应,A错误;
B.因为该电池为全固态锂离子电池,所以导电介质c不能为溶液,B错误;
C.放电时,b极为正极,b极反应为,b极薄膜质量增加是因为嵌入,增加的质量为的质量,,根据电极反应式可知转移电子的物质的量等于的物质的量,即电路通过0.5mol电子,C正确;
D.充电时是电解池,b极为阳极,发生氧化反应,电极反应式为,而不是,D错误;
故选C。
39.B
【分析】由图像可得该电池放电时,b电极为负极,电极反应式为:Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4] 2-,a电极为正极,电极反应式为:MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O,充电时则a电极做阳极,b电极做阴极,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,放电时b电极为负极,故充电过程中,b极接外接电源的负极,A正确;
B.由分析可知,放电过程中,b电极为负极,向负极b极移动,B错误;
C.由分析可知,放电过程中,b电极为负极,电极反应式为:,C正确;
D.已知配离子中Zn周围与OH-中的O原子形成4个配位键,即Zn周围的价层电子对数为4,又空间结构为四面体,根据杂化轨道理论可知,Zn采用的是杂化,D正确;
故答案为:B。
40.D
【分析】充电时,与电源正极相连的M极为阳极,N极为阴极;放电时,M为正极,N为负极。
【详解】A.中Li为+1价,O为-2价,M为+3价,A正确;
B.原电池中正极电势高于负极电势,放电时,M为正极,B正确;
C.放电时N为负极,失电子发生氧化反应,根据电池总反应可知,N极反应为,C正确;
D.充电时,N为阴极,阳离子向阴极定向移动,D错误;
故答案选D。
41.D
【分析】由图可知,左侧装置为燃料电池,M电极为燃料电池的负极,氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,N电极为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子;右侧装置为电解池,与M电极相连的铁电极为阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,与N电极相连的铁电极为阳极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子:Fe-2e-=Fe2+,放电生成的亚铁离子酸性条件下与废水中的重铬酸根离子反应生成铬离子、铁离子和水,随着H+的放电和被消耗,溶液的pH增大,溶液中的铁离子、铬离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁、氢氧化铬沉淀达到处理酸性含铬废水的目的。
【详解】A.由分析可知,M电极为燃料电池的负极,氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为,故A正确;
B.由分析可知,铬元素最终以氢氧化铬形式除去而达到处理酸性含铬废水的目的,故B正确;
C.由分析可知,与M电极相连的右侧铁电极为阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,右侧的铁电极更换为石墨电极,此时仍然是氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,不会影响对废水处理,故C正确;
D.每处理掉0.2mol重铬酸根离子,需要1.2molFe2+,若电解过程中,电子的有效利用率为60%,由得失电子数目守恒可知,理论上N电极需要通入标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol=22.4L,故D错误;
故选D。
42.C
【详解】A.活化能越小,反应越快,活化能:反应OA→GX小于反应GX→GC,A项错误;
B.以草酸和硝酸盐为原料合成H2NCH2COOH中,C、N的化合价都降低,发生了还原反应,故甘氨酸在阴极区生成,B项错误;
C.发生了还原反应,反应式为,C正确;
D.催化剂只能加快反应速率,不能改变平衡移动,转化率不变,D错误;
故选C。
43.A
【详解】A.反应过程中有H-O、C=O极性键的断裂,H-H非极性键的形成,H-O、C-H极性键的形成,A错误;
B.H*与HMF形成,若H*转化为会降低BHMF的产率,B正确;
C.水得电子生成氢氧根和H*,H*与HMF反应生成BHMF,电极反应式为,C正确;
D.Pb/PbO复合催化剂能提供双中心活性位点吸附HMF(PbO)和H*(Pb),D正确;
故选A;
44.D
【分析】由电子流向,放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2(右罐)和NaBr3(左罐),则Na2S2在负极失电子,NaBr3在正极得电子。放电时为原电池反应:负极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4,正极反应为NaBr3+2Na++2e-=3NaBr;充电时,阴极为负极的逆反应,阳极为正极的逆反应。
【详解】A.由分析可知,右储罐中的电解质为为,A错误;
B.充电时右侧为阴极,左侧为阳极,充电过程中通过膜从左向右流动,B错误;
C.电池充电时,阳极的电极反应与正极的反应相反,电极反应为:,C错误;
D.右侧储罐中如果液体流速下降,失电子速率减慢,可能会有其他多硫离子如生成,D正确;
故选D。
45.D
【分析】由题干的电解池装置图可知,阳极室电解H2SO4溶液,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极室为电解NaOH溶液,电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,H+经a膜进入产品室1,OH-经b膜进入产品室2,则a膜为阳离子交换膜,b膜为阴离子交换膜,结合三种氨基酸的pI值可知,产品室1显酸性则为谷氨酸,产品室2显碱性则为赖氨酸,丙氨酸留在原料室,据此解答。
【详解】A.由分析可知,阴极室电解NaOH溶液,阴极的电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,A正确;
B.由分析可知,a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,B正确 ;
C.由分析可知,丙氨酸留在了原料室,根据丙氨酸的pI值可知,原料室的pH应控制在6.02,C正确;
D.由分析可知,产品室1显酸性,则为谷氨酸,则可以收集到谷氨酸,D错误;
故选D 。
46.B
【分析】TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电,所以充电时,太阳能转化为电能,电能又转化为化学能,充电时Na2S4还原为Na2S,I 转化为,放电和充电互为逆过程,放电时,a是电池的负极,b是电池的正极,在充电时,c为阳极,发生失电子的氧化反应:;
【详解】A.根据分析,光辅助充电时,c极的电极反应式为,A正确;
B.放电时,a是电池的负极,b是电池的正极,a电极上的电势低于b电极上的电势,B错误;
C.该装置工作,光辅助充电时,阴极上发生还原反应,还可能水得电子有产生,C正确;
D.根据分析,该电池可实现太阳能的转化和存储,D正确;
故选B。
47.D
【详解】A.向氯化亚铁溶液中加入的离子方程式为:,A错误;
B.电解饱和溶液的总反应为:,B错误;
C.熟石灰为氢氧化钙,反应方程式为:,C错误;
D.单体是对苯二胺和对苯二甲酸,发生的反应是缩聚反应,则制备芳纶纤维凯芙拉方程式为:,D正确;
故选D。
48.A
【分析】放电时,A为负极,电极反应为,B为正极,电极反应为;充电时,A为阴极,电极反应式为,B为阳极,电极反应为。据此分析:
【详解】A.放电时电极A为负极,电极材料为Li,会与水反应,因此该电池只可选用无水电解液,故A错误;
B.放电时,B为正极,电极反应为,故B正确;
C.充电时,阳离子移向阴极,则Li+的移动方向是从电极B移向电极A,故C正确;
D.当有4mol电子转移时,阳极区质量减少为为(3×44+4×7)g=160g,则电路中每通过2mol电子时,阳极区质量减少80g,故D正确;
故答案为A。
49.C
【详解】A.过滤需要用玻璃棒引流,A错误;
B.蒸发溶液用蒸发皿,B错误;
C.向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳,生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,C正确;
D.电解饱和食盐水时,阳极发生氧化反应生成氯气,阳极应该用石墨等惰性电极,D错误;
故选C。
50.C
【分析】为从海水中提取锂,电极1的电极反应式为:FePO4+e-+Li+=LiFePO4,则电极1为阴极,则电极2为阳极,电极3为阴极,电极4为阳极,在电极4上发生氧化反应:LiFePO4-e-=Li++FePO4,实现了锂的提取。
【详解】A.保持电源正负极不变,则电子流向不变,故A错误;
B.由分析可知,电极2为阳极,海水中有Cl-,则电极2的电极反应式为:Ag-e-+Cl-=AgCl,故B错误;
C.由分析可知,通过相同电量,电极1上附着的Li+的量和电极4上失去的Li+的量相等,所以理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变,故C正确;
D.根据电子守恒,电路中各处的电量相等,所以理论上,电路通过电子时,有富集在右侧电解液中,故D错误;
故答案为:C。
51.D
【分析】W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体,W与V在加热条件下反应生成X,X与CO2反应又能生成V,则W为Na,V为O2,X为Na2O2,Y为Na2CO3,Y与HCl反应生成Z,Z为NaCl。
【详解】A.V为O2,可通过排水法收集,A正确;
B.X为Na2O2,Na2O2与水反应能生成O2,B正确;
C.Y为Na2CO3,易溶于水,由于水解,溶液显碱性,C正确;
D.Z为NaCl,电解NaCl水溶液可得不到W(Na),应该电解熔融氯化钠,D错误;
故选D。

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