专题07 原电池(备战2026高考真题题集 四川专用)

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专题07 原电池(备战2026高考真题题集 四川专用)

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备战2026高考 原电池高考真题集
命题解读 考向 近五年考查统计
侧重考查原电池基本原理、电极反应式书写及简单计算,结合新型电池情境考察知识应用能力 考向一 原电池的基本原理与电极判断 2025·四川卷T12
2024·四川卷T10
2023·四川卷T9
2022·四川卷T11
2021·四川卷T8
注重新型化学电源(如燃料电池、锂离子电池等)的工作原理及社会应用,体现化学与科技发展的联系 考向二 新型化学电源的分析与应用 2025·四川卷T15
2024·四川卷T13
2023·四川卷T12
2022·四川卷T14
2021·四川卷T10
综合考查原电池与电解池的联合装置、微观粒子移动方向及定量计算,突出学科内综合能力 考向三 电化学综合分析与计算 2025·四川卷T18(3)
2024·四川卷T16(2)
2023·四川卷T15
2022·四川卷T17
2021·四川卷T13
一、单选题
1.一种以溶液作为电解质溶液的高能镍氢电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电极a为正极
B.电极a的电势比电极b的电势低
C.离子交换膜允许离子从a极室流向b极室
D.电池总反应式:
2.一种新型化学电池实现废气的处理和能源的利用,用该电池电解溶液,装置如图所示(和R都是有机物)。下列说法正确的是
A.原电池正极区,发生反应
B.工作一段时间后,负极区的pH变大
C.若用该装置在铜上镀银,电极d为纯银
D.电池工作时,消耗标准状况下112mL,则理论上电解后恢复至常温溶液的pH约为1
3.全碱性多硫化物-空气液流二次电池可用于再生能源储能系统和智能电网的备用电源等,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,从右往左穿过膜进入电极区域
B.放电时,负极区的电极反应式为
C.充电时,电池总反应方程式为
D.充电时,阴极每消耗电路中理论上转移电子数目为
4.根据实验操作及现象,下列结论中正确的是
选项 实验操作及现象 结论
A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B 取一定量Na2SO3样品,溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3酸化,仍有沉淀 此样品中含有
C 将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液构成双液原电池。连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu的金属性比Ag强
D 向溴水中加入苯,振荡后静置,水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应
A.A B.B C.C D.D
5.碱性锌锰电池的总反应为:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.工作时KOH没有发挥任何作用
B.Zn发生还原反应,MnO2发生氧化反应
C.电池工作时,OH-通过隔膜向正极移动
D.反应中每生成1molMnO(OH),转移电子数约为6.02×1023
6.高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,b端电势高于a端电势
B.放电时,正极反应式为FQ + 2e-+ 2H+= FQH2
C.充电时,阴极材料每增重13 g,中性电解质溶液增加11.7 g
D.充电时,阳极区pH变小
7.钠离子电池比锂离子电池更稳定,造价更低。一种钠离子电池构造示意图如下,已知放电时负极反应式:。下列说法正确的是
A.充电时,硬碳电极电势高于
B.放电时,正极的电极反应式为
C.充电时,外电路中每转移,理论上电极上增加4.6g
D.放电时Na+从硬碳电极脱嵌,电解液中Na+浓度升高
8.微生物膜电池可处理含对氯苯酚和乙酸钠的废水,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.电池A极电势低于B极
B.电池B极为微生物催化的阴极
C.理论上每生成1mol苯酚,溶液中有1molH+经过交换膜
D.CH3COO-在B电极被氧化为
9.下列装置和操作能达到实验目的的是
A.制备Al2(SO4)3固体 B.比较金属M和N的活泼性
C.完成喷泉实验 D.探究小苏打的热稳定性
10.下列相关的化学用语表达错误的是
A.硫化氢溶液久置变浑浊:
B.用足量氨水除去尾气中的:
C.的形成过程:
D.碱性锌锰电池的正极反应:
11.某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是
A.充电时,左边电极的电势低于右边
B.充电总反应:
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.放电时,若有通过质子交换膜,则负极棒增重
12.下列方程式的书写,不正确的是
A.向酸性淀粉-碘化钾溶液通入:
B.将等浓度的和溶液按体积比混合:
C.碱性锌锰电池的正极反应:
D.煅烧黄铁矿制:
13.镁电池有高容量和高安全性特点,我国科学家研制的一种以有机镁盐为电解液的镁二次电池,其结构如图,已知电极反应生成的Mg2+原子可以嵌入V2O5晶格。下列说法正确的是
A.放电时,石墨电极发生还原反应
B.充电时,阳离子交换膜中从左向右移动
C.充电时,正极反应为
D.放电一段时间后,左室电解液中浓度减小
14.中科大研究团队设计出一种从废旧锂离子电池的正极材料中回收锂离子得到纯净的,同时产生电能的装置,其工作原理如下图所示。
下列说法正确的是
A.电势:a电极高于b电极 B.a极的电极反应式:
C.生成1mol 时电路中转移2mol电子 D.该装置可用于工业尾气中硫氧化物的捕获
15.锂硫电池工作原理如图所示,其中电极b常用石墨烯嵌入S8的材料,S8生成多聚硫化物。下列说法错误的是
A.a为负极
B.b极石墨烯起到导电的作用
C.放电时,b极可发生反应:
D.充电时,转化为共失去2mol电子
16.层状镍酸锂可作锂离子电池正极材料,其晶胞结构如图所示,下列说法错误的是
A.该晶体的化学式为
B.距离Li最近且等距的O有3个
C.晶胞中形成12个面的多面体笼
D.锂离子电池充电时,Ni化合价升高,从晶体中脱出
17.下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图,其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极,电极a、b均为石墨,下列说法正确的是
A.电极Y是负极,电极反应为:
B.电池从开始工作到停止放电,理论上可制得
C.c、d依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D.电极a发生的反应是:
18.下列有关实验装置不能达成实验目的的是
A.合成氨并检验氨的生成 B.验证锌比铁活泼
C.检验1-溴丁烷消去产物 D.趁热过滤去除苯甲酸中不溶物
A.A B.B C.C D.D
19.下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 用试纸分别测定溶液和溶液的 溶液的大 水解常数:大于
B 常温下,将滴有几滴酚酞试液的饱和碳酸氢钠溶液加热到50℃ 溶液颜色加深,并产生大量气泡 的水解平衡向逆移动
C 向a、b两支试管中分别加入等体积的5%溶液,在b试管中加入2-3滴溶液 b试管溶液变蓝后,产生气泡的速率明显加快 是分解的催化剂
D 向锌粒和稀硫酸反应的试管中,滴加几滴溶液 产生气泡的速率明显加快 锌粒与置换出的银形成了铜锌原电池
A.A B.B C.C D.D
20.普鲁士蓝的化学式为。一种在空气中工作的普鲁士蓝电池的示意图如图所示,普鲁士蓝涂于惰性电极M上。闭合K,灯泡亮。待灯泡熄灭,断开K,一段时间后普鲁士蓝恢复。
下列说法不正确的是
A.闭合上的电极反应:
B.闭合K,一段时间后电解质溶液的质量增大
C.断开K,每生成,需要消耗
D.断开K,一段时间后电解质溶液中可能出现白色沉淀
21.如图为相互串联的甲、乙、丙三个装置,丁池为LiPON薄膜锂离子电池,电池反应为。下列说法正确的是
A.用甲池对丁池充电时,A电极连接a电极
B.用乙池进行电镀铜时,待镀铁钥匙应连接在C电极位置
C.向丙池中滴加酚酞,石墨电极附近溶液先变红
D.丁池中LiPON薄膜在充、放电过程中质量发生变化
22.板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)被设计为高性能电催化剂,可将5-羟甲基糠醛(,HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(,FDCA),装置如图所示。下列叙述错误的是
A.Ni@C能降低负极反应的活化能
B.可用铜电极替代石墨电极
C.a极反应为
D.收集(标准状况)气体时,有质子从质子交换膜右侧向左侧迁移
23.恒温条件下,用图1装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。下列说法不正确的是
A.段主要发生析氢腐蚀
B.段负极反应式为
C.段正极反应式主要为
D.段溶液的基本不变,可能的原因:相同时间内,消耗的量与产生的量基本相同
24.全球氮循环对维持生态平衡具有至关重要的作用,乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性,工作原理如图所示,可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。下列叙述正确的是
A.充电时,阴极的电极反应式:
B.放电时,通过离子交换膜由右侧移向左侧
C.充放电过程中,储液罐甲的液流体系中可合成出
D.放电时,每生成的同时消耗乙醇
25.硫锂电池具有高能量密度且价格低廉。一种添加有机电解质的新型硫锂电池,添加剂4-巯基吡啶(4MPy)可先在体系中转化为吡啶硫醇锂(Li-PyS),其后放电过程的工作原理如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.放电过程中的催化剂为4MPy
B.若Li-PyS与反应的物质的量之比为1∶1,则中的m为5
C.1mol 完全转化为,理论上得到电子数目为
D.正极总的电极反应式可表示为
26.我国科学家设计了一种肼-硝酸盐液流电池(HNFB),以KOH溶液为电解液,肼和硝酸盐废水分别流入HNFB的两极室,可以有效净化废水并产氨。下列说法正确的是
A.电极A发生还原反应
B.电极B的电极反应式为:+8e-+9H+=NH3+3H2O
C.外电路转移电子数为0.4NA时,左极室质量减少2.8g
D.质子交换膜能防止两极室电解液的交叉污染,利于维持电池性能
27.传统氯碱工业能耗高,科学家研发了“氧阴极技术”新工艺。其与传统工艺主要差异在阴极结构,新工艺通过向阴极区供纯氧,避免直接得电子生成,实现了降电压、减能耗。采用“氧阴极技术”的氯碱工业的装置如图所示,下列说法错误的是
A.该离子交换膜只允许阳离子通过,不允许阴离子通过
B.装置工作时,阴极区溶液逐渐增大
C.电子从阳极经稀碱溶液流向阴极
D.装置中发生的总反应式为:
28.利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二腈,放电时生成O2,其中a、b是互为反置的双极膜,双极膜中的H2O会解离出H+和OH-向两极移动。下列说法正确的是
A.放电时,N极的电势高于M极的电势
B.放电时,双极膜中H+向N极移动
C.充电时,N极的电极反应式为
D.若充电时制得,则放电时需生成1molO2才能使左室溶液恢复至初始状态
29.下列化学(离子)方程式书写错误的是
A.碱性锌锰电池的正极反应:
B.水解制取:
C.牙膏中添加氟化物能预防龋齿的原因:
D.将溶液和溶液等体积混合并加热:
30.下列过程对应的离子方程式错误的是
A.硫化氢溶液久置变浑浊:
B.沉淀中滴入氨水:
C.碱性锌锰电池的正极反应:
D.通入溶液中生成白色沉淀:
31.还原性辅酶I(NADH)是一种生物氢的载体,在酶催化中有重要作用。利用电化学驱动可实现高效NADH再生并迅速参与酶催化反应。使用该驱动并用L-乳酸脱氢酶(LDH)催化的原理如图所示。
下列说法错误的是
A.高温可提高离子的迁移速率从而加快催化效率
B.X电极可连铅酸蓄电池的电极
C.Y电极反应式:
D.每生成1mol ,生成2mol乳酸
32.我国科学家发明了一种可充电电池,其工作原理如下图:
下列说法错误的是
A.充电时向Zn电极移动
B.充电时,阴极附近溶液的pH增大
C.放电时,当电路中转移0.2mol电子时,正极区溶液质量增加5.5g
D.放电时,电池总反应为
33.下列对应反应的离子(电极)方程式书写正确的是
A.饱和溶液中通入过量:
B.向溶液中加入稀硫酸:
C.铅酸蓄电池放电的正极反应:
D.溶液在空气中放置变质:
34.某研究团队利用东海海水和长江江水来制作渗析电池装置如图(不考虑溶解氧的影响),其中电极均为Ag/AgCl金属难溶盐电极,下列说法正确的是
A.工作一段时间后,ad两区NaCl溶液的浓度差减小
B.内电路中,由c区向b区迁移
C.d区发生的电极反应式为
D.电路中转移时,理论上d区东海海水的质量减少23g
35.一种“全氧电池”的工作原理如下图。下列说法不正确的是
A.电极a是负极
B.电极的反应式:
C.该装置可将酸碱反应的化学能转化为电能
D.理论上,当电极a释放出(标况下),KOH溶液减少4mol
36.电解法制取苯甲酸甲酯的相关原理如图所示。下列有关说法正确的是
A.为直流电源的正极,电子流向
B.极的电极反应为
C.生成时,理论上可得苯甲酸甲酯
D.属于氧化还原反应
37.下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A.可以形成浓差电池,左侧电极为负极 B.除去气体中的杂质
I2(g)+H2(g)2HI(g) 加压颜色加深
C.验证平衡移动原理 D.配制溶液
A.A B.B C.C D.D
38.一种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极,电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时,b极区溶液能捕获通入的。下列说法错误的是
A.K连接时,b极发生反应:
B.K连接时,钾离子经离子交换膜由a极区到b极区
C.K连接时,a极区的值增大
D.该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH,捕获和释放
39.含有乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以通过膜电池除去,其原理如图所示,下列说法不正确的是
A.当外电路中有转移时,a极区增加的的个数为
B.a为电池的正极,发生还原反应
C.该电池工作时受环境温度的影响
D.b极的电极反应式为
40.复合硒(V2C@Se)材料电极由于 [AlCl4] 的嵌入脱出,引起 Se2-和 SeCl2、V2+和 V3+之间发生可逆变化,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时 V2C@Se 电极为负极
B.隔膜为阴离子交换膜
C.当有 1 mol Se2-参与反应时,外电路转移的电子数目为4NA
D.充电时阳极反应为 SeCl2+2[Al2Cl7] -4e = Se2- +4[AlCl4]
41.我国科学家在锰基正极材料研究方面取得重要进展,使低成本钠离子电池有望取代锂离子电池。钠离子电池的工作原理为,利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。下列有关说法正确的是
A.该电池利用钠离子嵌脱过程实现充放电,未发生氧化还原反应
B.充电时,锰元素的化合价升高,钠离子在锰基材料上脱出
C.放电时,负极反应式为:
D.充电时,外电路中转移,锰基材料质量增加
42.离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴、阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。一种以LiAlCl4离子液体为电解质的铝-磷酸铁锂二次电池放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,铝电极的电极反应式为:Al-3e-+7AlCl=4Al2Cl
B.放电时,磷酸铁锂电极中锂元素被氧化
C.充电时,电子由Al电极经离子液体流向磷酸铁锂电极
D.充、放电时,磷酸铁锂电极中铁元素质量、价态均保持不变
43.我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电池,其工作示意图如下。
下列说法错误的是
A.放电时,从负极向正极迁移
B.放电时,的生成说明具有两性
C.充电时,电池总反应为
D.充电时,若生成,则有穿过离子交换膜
44.过氧化氢溶液为氧化性消毒剂,能发挥抗菌作用。我国一科研团队用如图装置制取(已知:,电极上都覆盖有催化剂)。下列说法正确的是
A.电极a是负极,发生还原反应
B.A膜是阴离子交换膜,B膜是阳离子交换膜
C.电极b的电极反应为:
D.电解质中发生的反应为:
45.中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi-ZMOF)材料,将其用做Zn-CO2电池的电极,可提高电池放电效率,电池结构如图所示,双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极移动。下列有关说法正确的是
A.锌电极的电势高于Bi-ZMOF电极的电势
B.放电时,每消耗0.2mol Zn,双极膜内解离3.6g H2O
C. Bi-ZMOF电极的反应式为:CO2+2H+-2e-=HCOOH
D. Bi-ZMOF电极具有吸附CO2,并催化CO2转化为HCOOH的作用
46.碱性锌锰干电池的总反应为:,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电极电势高
B.电池工作时,被氧化
C.电池工作时,通过隔膜向正极移动
D.反应中每生成,消耗
47.下图是进行电化学实验的两个装置,下列有关说法正确的是
A.甲装置中有沉淀生成,乙装置中Mg电极上有气泡生成
B.反应后,甲装置中溶液的质量增大,乙装置中溶液的质量减小
C.电极反应式:甲中阳极Fe-2e-=Fe2+, 乙中负极Mg-2e-=Mg2+
D.反应后甲中溶液的pH减小,乙中溶液的pH增大
48.燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.b为正极 B.负极反应为:
C.离子交换膜C为阳离子交换膜 D.高温条件下可以提高工作效率
49.含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为CN-+OH-+Cl2→CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)
A.Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物
B.该反应中,若有1 mol CN-发生反应,则有6NA电子发生转移
C.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为5∶2
D.若将该反应设计成原电池,则CN- 在负极区发生反应
50.一种全锰电池结构如图所示。该电池工作时,下列说法错误的是
A.正极反应为
B.理论上,每转移,两个电极质量改变相差
C.溶液的浓度始终保持不变
D.若更换为阳离子交换膜,会造成Mn电极的腐蚀
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C C D C B D A A
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A A C B D B D C C B
题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
答案 A D C C C D C C D A
题号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
答案 A C B A B B A C A B
题号 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
答案 B A D D D D A D B C
1.B
【分析】由图可知,电极b上被氧化生成,则电极b为负极,发生电极反应:;电极a上被还原生成,则电极a为正极,发生电极反应:,据此解答。
【详解】A.由分析可知,电极a为正极,A正确;
B.由分析可知,电极a为正极,电极b为负极,正极的电势高于负极的电势,则电极a的电势比电极b的电势高,B错误;
C.由分析可知,电极a为正极,发生电极反应:;电极b为负极,发生电极反应:,即电极a上生成,电极b上消耗,会从正极区移向负极区,则离子交换膜允许离子从a极室流向b极室,C正确;
D.由分析可知,正极电极反应为:,负极电极反应为:,联立两式同时保证得失电子守恒,可得电池总反应式为:,D正确;
故选B。
2.D
【分析】由装置图可知,左侧为原电池,a极上发生氧化反应生成:Fe2+-e-=Fe3+,为负极,生成的与反应生成、S、,负极区发生的反应为;b极上有机物R发生得电子的还原反应生成,为正极,生成的与反应生成R和,正极区发生的反应为,实现废气的处理和能源的利用,右侧为惰性电极电解溶液的电解池。
【详解】A.原电池负极区发生反应:,A错误;
B.结合分析可知,负极区产生氢离子,氢离子通过质子交换膜转移至正极区,原电池工作一段时间后,pH基本不变,B错误;
C.用该装置在铜上镀银,纯银作阳极,即电极c为纯银,C错误;
D.若消耗标准状况下112 mL,即消耗氧气0.005 mol,根据正极区反应可知,转移电子0.01 mol,根据反应,产生的物质的量为0.01 mol,忽略溶液体积的变化,,溶液的pH=1,D正确;
故选D。
3.C
【分析】由图分析可知,电极A为碳电极,放电时,氧气发生还原反应生成氢氧根离子,电极B为正极,则电极A为负极,据此分析。
【详解】A.放电时为原电池,阳离子()向正极移动。电极A为负极,电极B为正极,应从左(电极A区域)向右(电极B区域)穿过膜b,A错误;
B.放电时负极发生氧化反应,应失去电子,电极方程式为:2-2e-=,B错误;
C.放电时,正极发生还原反应,反应为O2+2H2O+4e-=4OH-;负极发生氧化反应,反应为2-2e-=;放电总反应为,充电时总反应为放电的逆反应,即,C正确;
D.充电时阴极反应为+2e-=2,Na2S4摩尔质量为174g/mol,261g Na2S4的物质的量为=1.5mol,转移电子为1.5mol×2=3NA,D错误;
故选C。
4.C
【详解】A.铁和稀硝酸反应生成一氧化氮气体,铁和浓硝酸钝化,导致现象不明显,所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱,实际上硝酸的浓度越大氧化性越强,A错误;
B.亚硫酸钠和氯化钡发生反应,生成亚硫酸钡沉淀,亚硫酸钡与硝酸发生氧化还原反应生成硫酸钡,故不能证明此样品中含有硫酸根,B错误;
C.铜、银和AgNO3溶液组成原电池,银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝,铜极是负极,银是正极,Cu的金属性比Ag强,C正确;
D.向溴水中加入苯,苯萃取了溴水中的溴,振荡后静置,液体分为两层,下层为水,上层为溴的苯溶液,并非是发生加成反应,D错误;
故选C。
5.D
【分析】由题干原电池总反应为:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2可知,Zn发生氧化反应,则Zn作负极,电极反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,则MnO2一极为正极,电极反应为:MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-,据此分析解题。
【详解】A.KOH作为电解质,提供碱性环境与负极产生的Zn2+反应并传导离子,并非无作用,A错误;
B.Zn从0价升至+2价,失电子发生氧化反应;MnO2中Mn从+4价降至+3价,得电子发生还原反应,B错误;
C.电池工作时阴离子(OH )向负极移动,阳离子向正极移动,C错误;
D.生成2molMnO(OH)时,Zn失去2mol电子(转移2mol电子),则生成1molMnO(OH)转移1mol电子,电子数约为6.02×1023,D正确;
故答案为:D。
6.C
【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为:放电时为原电池,金属Zn发生失电子的氧化反应生成,为负极,则FQ所在电极为正极,正极反应式为,负极反应式为;充电时电解池,原电池的正负极连接电源的正负极,阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反,电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极,因此充电时,m接外接电源的负极,n接外接电源的正极,据此作答。
【详解】A.放电时,Zn为负极,FQ为正极,则b端电势高于a端,A正确;
B.根据分析可知,放电时,FQ所在电极为正极,正极反应式为,B正确;
C.充电时阴极反应为,增重13g Zn(0.2mol)时转移。阳离子向阴极迁移,阴离子向阳极迁移,中性电解质溶液失去0.4mol NaCl(质量23.4g),质量减少而非增加,C错误;
D.充电时阳极反应为,生成使阳极区pH变小,D正确;
答案选C。
7.B
【分析】由放电时负极反应式:可知:在放电时,Na2Cn失电子生成Na+和C,则硬碳作负极,负极反应为Na2Cn-2e-=2Na++nC,Na1-xMnO2得电子生成NaMnO2,右侧电极为正极,正极反应为Na1-xMnO2+xe-+xNa+=NaMnO2;放电时阳离子移向正极,电子由负极经过外电路流向正极;充电时为电解池,原电池的正、负极与外加电源的正、负极相接,作阳极、阴极,阴、阳极反应与负、正极反应相反,据此分析解答。
【详解】A.由题中信息可知,放电时硬碳作负极,则充电时硬碳电极与直流电源负极相连,作阴极,阴极电势小于阳极,A错误;
B.右侧电极为正极,得电子生成,正极的电极反应式为:,B正确;
C.根据阳极反应式:,则每有1mol电子转移,阳极质量会减少23g,则外电路中每转移0.2mol电子,理论上。电极上减少,C错误;
D.电解液中浓度不变,D错误;
故答案为:B。
8.D
【分析】
该膜电池工作时,B极上CH3COO-发生失电子的反应生成,作负极,A极上发生得电子的反应生成,作正极,正极反应式为+2e-+H+═+Cl-,负极反应式为CH3COO--8e-+4H2O ═2+9H+,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,A为正极,B为负极,A极电势高于B极,A错误;
B.B极发生氧化反应(CH3COO-→,C元素化合价升高),为该电池的负极,B错误;
C.由分析可知,A极反应为:Cl-C6H4OH + H+ + 2e-=C6H5OH + Cl-(生成1mol苯酚转移2mol电子),质子交换膜中H+从负极(B极)移向正极(A极),迁移量与电子转移量相等,即转移2mol电子时迁移2mol H+,则生成1mol苯酚时迁移2mol H+,C错误;
D.B极为负极,CH3COO-发生氧化反应,C元素化合价从0升高到+4,产物为,D正确;
故答案为:D。
9.A
【详解】A.制备Al2(SO4)3固体:Al2(SO4)3溶液中Al3+水解生成Al(OH)3和H2SO4,由于H2SO4为高沸点酸,蒸发时H2SO4不挥发,水解生成的Al(OH)3会与H2SO4重新反应生成Al2(SO4)3,直接蒸发溶液可得到Al2(SO4)3固体,A正确;
B.比较金属M和N的活泼性:原电池需满足“电极金属与电解质溶液中阳离子对应”,金属N插入MSO4溶液、金属M插入NSO4溶液,活泼金属会直接与电解质溶液发生置换反应(如M活泼则M与NSO4直接反应),电子不通过导线传递,无法形成持续电流,不能比较活泼性,B错误;
C.完成喷泉实验:NH3极易溶于水,但CCl4为非极性溶剂,NH3在CCl4中溶解度极小,无法被吸收形成压强差,不能引发喷泉,且不能用干燥管,应该用导管插入溶液下面,C错误;
D.探究小苏打的热稳定性:NaHCO3受热分解生成H2O,加热固体时试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流炸裂试管,装置中试管口向上,操作错误,D错误;
答案选A。
10.A
【详解】A.硫化氢是弱酸,在溶液中主要以H2S分子形式存在,离子方程式中应保留化学式,不能拆为S2-和H+,正确离子方程式为2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O,A错误;
B.足量氨水与SO2反应生成亚硫酸铵,氨水为弱电解质保留化学式,反应的离子方程式为SO2+ 2NH3·H2O = + + H2O,原子、电荷均守恒,B正确;
C.HCl为共价化合物,H原子和Cl原子通过共用电子对形成共价键,形成过程的电子式书写正确,C正确;
D.碱性锌锰电池正极MnO2得电子发生还原反应,在碱性条件下生成MnO(OH)和OH-,电极反应式为MnO2 + H2O + e-= MnO(OH) + OH-,D正确;
故答案选A。
11.A
【分析】该原电池工作时,Pb/PbSO4电极为负极,Pb失电子生成PbSO4,负极反应式为Pb-2e-+=PbSO4;多孔碳电极为正极,正极反应式为Fe3++e-=Fe2+,放电总反应为Pb++2Fe3+=PbSO4+2Fe2+。充电时为电解池,原电池负极接电源负极、作阴极;正极接电源正极、作阳极,阴、阳极电极反应式与负、正极反应式相反,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知:放电时Pb/PbSO4电极为负极,多孔碳电极为正极。充电时左边电极为阴极,右边多孔碳电极为阳极,由于阳极电势高于阴极,因此左边电极的电势低于右边,A正确;
B.根据上述分析可知:放电总反应为Pb++2Fe3+=PbSO4+2Fe2+,则充电时总反应为PbSO4+2Fe2+= Pb++2Fe3+,B错误;
C.放电时阳离子H+移向负电荷较多的正极,即左侧H+通过质子交换膜移向右侧,C错误;
D.放电时负极反应式为:Pb-2e-+=PbSO4。放电时,若有0.2 mol H+通过质子交换膜,则电路中转移电子的物质的量是0.2 mol,根据电极反应式可知当电路中转移0.2 mol电子时,负极上有0.1 mol Pb被氧化反应变为0.1 mol PbSO4,则负极棒质量会增重△m(负极)=0.1 mol×96 g/mol=9.6 g,D错误;
故合理选项是A。
12.A
【详解】A.酸性条件下不可能生成,正确反应离子方程式为:,A错误;
B.等浓度、等体积混合时,与、与反应生成Fe(OH)2和BaSO4沉淀,未参与反应,方程式正确,B正确;
C.碱性条件下,MnO2得电子生成MnO(OH)并伴随OH 生成,电荷和原子守恒均满足,C正确;
D.煅烧黄铁矿生成Fe2O3和SO2,方程式书写正确,D正确;
故选A。
13.C
【分析】由图可知,放电时为原电池,镁为活泼金属作负极,负极电极式为:Mg-2e-=Mg2+,V2O5作正极,已知电极反应生成的Mg2+原子可以嵌入V2O5晶格,则正极电极式为:V2O5 + xMg2+ + 2xe- = MgxV2O5。
【详解】A.放电时为原电池,镁为活泼金属作负极,发生氧化反应,石墨作为导电材料与镁构成负极,镁电极发生氧化反应,石墨不参与电极反应,A错误;
B.充电时为电解池,原电池负极(左室镁电极)作阴极,原电池正极(右室V2O5电极)作阳极,电解池中阳离子向阴极移动,即Mg2+从右向左移动,B错误;
C.充电时原电池正极作阳极,发生氧化反应,放电时正极反应为V2O5 + xMg2+ + 2xe- = MgxV2O5,充电时阳极反应为其逆过程,即MgxV2O5 - 2xe- = xMg2+ + V2O5,C正确;
D.放电时负极(左室)反应为Mg-2e- = Mg2+,生成的Mg2+通过阳离子交换膜向右移动至正极参与反应,生成与迁移的Mg2+量相等,左室电解液中Mg2+浓度不变,D错误;
故选C。
14.B
【详解】A.该装置为原电池,电子从负极流出经外电路流向正极,正极电势高于负极;a电极释放、发生氧化反应,a电极为负极;则b电极为正极,故a电极电势低于b电极,A错误;
B.a极为负极,失去电子发生氧化反应,Fe元素从+2价升高到+3价,电极反应式为,B正确;
C.生成1mol 时,来自a极,a极每生成1mol 转移1mol电子,b电极的电极反应为NO2+e-=,被空气氧化成等物质的量的,故转移电子为1mol,C错误;
D.装置中通入后未明确其转化产物及是否被有效吸收,无法确定其可用于硫氧化物捕获,D错误;
故选B。
15.D
【分析】由图可知:锂硫电池中a极为负极,锂失电子发生氧化反应,电极反应为:Li-e-=Li+,Li+移向正极,所以b极是正极;S8发生还原反应生成多聚硫化物Li2Sx( 2【详解】A.在锂硫电池中,Li易失去电子作负极,电极a为Li,故a电极为负极,A正确;
B.硫作为不导电的物质,导电性非常差,而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料,则石墨烯的作用主要是提高电极b的导电性,B正确;
C.放电时b为正极,发生还原反应,b极可发生反应:S8+2e-=, +2Li+=Li2S8,3Li2S8+2Li++2e-=4Li4S6,2Li4S6+2Li++2e-=3Li2S4,Li2S4+2Li++2e-=2Li2S2,可能会发生反应:,该化学方程式遵循原子守恒、电子守恒,C正确﹔
D.充电时,电极方程式可能为2Li2S2-2e-=Li2S4+2Li+,即2 mol Li2S2转化为Li2S4共失去2 mol电子,则1 mol Li2S2转化为Li2S4时失去1 mol电子,D错误;
故合理选项是D。
16.B
【详解】A.晶胞中Li原子8个在面上,Ni原子4个在棱上2个在面上,O原子8个在棱上2个体内,通过均摊法计算晶胞中原子数目,则,化学式为Li2NiO2,A正确;
B.将两个晶胞上下幷置,选择右下角的Li原子为目标原子,距离最近且等距的O原子有4个,B错误;
C.对应晶胞中图形数的多面体为12个面,C正确;
D.充电时正极发生氧化反应,Ni化合价升高(如Li2NiO2→Ni3+/Ni4+),Li+从晶体中脱出进入电解液,D正确;
故选答案B。
17.D
【分析】根据电子的流向可以判断出X极为负极,b电极为阴极,阴极反应产生OH-,需中间的Na+移向b极,故d应为阳离子交换膜;Y极为正极,a电极为阳极,阳极反应产生H+,需中间Na2SO4溶液中的移向a极,故c应为阴离子交换膜。
【详解】A.由电子的移动方向可知,Y电极为正极,氯化银在负极得到电子发生还原反应生成银和氯离子,电极反应式为,A错误;
B.题目未提供浓差电池工作时的电量、溶液体积等关键数据,无法计算生成NaOH的具体质量,B错误;
C.电解池中,a极为阳极(生成H2SO4),阳极反应产生H+,需中间Na2SO4溶液中的移向a极,故c应为阴离子交换膜;b极为阴极(生成NaOH),阴极反应产生OH ,需中间的Na 移向b极,故d应为阳离子交换膜。则c、d依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜,C错误;
D.电极a为电解池阳极,发生氧化反应,水失电子生成O2和H+,反应式为2H2O - 4e- = O2↑ + 4H+,D正确;
故答案选D。
18.C
【详解】A.检验氨气除了用湿润的红色石蕊试纸,也可以蘸浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟,A正确;
B.试管中液体不变蓝,说明原电池装置中,Zn作负极,即Zn比Fe活泼,B正确;
C.1-溴丁烷的消去产物乙烯中会混有HBr和乙醇,而HBr、乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故应先将混合气体通入水中除去HBr和乙醇,最后通入酸性高锰酸钾溶液中进行检验,C错误;
D.苯甲酸的溶解度随温度的升高而升高,提纯苯甲酸可采用重结晶的方法,主要步骤有加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,趁热过滤可减少产品因溶解度变小而产生的损失,D正确;
故选C。
19.C
【详解】A.溶液显碱性是水解大于电离,溶液显酸性是电离大于水解,不能仅根据比较二者水解常数,A错误;
B.加热促进水解,水解平衡正向移动,B错误;
C.加入溶液后,加快分解速率,说明是分解的催化剂,C正确;
D.加入溶液,锌先置换出银,形成锌-银原电池加快反应速率,不是铜锌原电池,D错误;
故选C。
20.B
【分析】闭合K,灯泡亮,构成原电池,惰性电极M上铁元素化合价下降,则惰性电极M是正极,Al是负极,断开K,被氧化为,普鲁士蓝恢复,据此解答。
【详解】A.惰性电极M是正极,铁元素化合价下降,发生得到电子的还原反应,电极反应为:,A正确;
B.负极的反应为,当电路转移3mol电子时,有1molAl进入溶液,同时正极会有转化为固体,故电解质溶液质量变小,B错误;
C.由化合价变化可知,每生成,转移,做氧化剂,有:,根据转移电子守恒可知,需要消耗,C正确;
D.断开K,一段时间后,由于氧气做氧化剂,溶液中将出现,与负极产生的结合生成,故溶液中可能出现白色沉淀是合理的,D正确;
故选B。
21.A
【分析】由图可知甲池为原电池,A电极为负极,B电池为正极,故乙池C为阳极,D为阴极,丙池Fe为阴极,石墨为阳极,丁池中放电时,为负极(a),为正极(b),据此分析;
【详解】A.电池充电时“正接正,负接负”。用甲池对丁池充电时,A电极(负极)连接a电极(原电池的负极,充电时得电子),A正确;
B.用乙池进行电镀铜时,待镀铁钥匙应连接在D电极位置,B错误;
C.向丙池中滴加酚酞,石墨电极为阳极,铁为阴极,阴极的电极反应:,阴极铁电极附近产生,阴极附近溶液先变红,C错误;
D.丁池中LiPON薄膜在充、放电过程中只有锂离子移动,锂离子没有留下,薄膜的质量不发生变化,D错误;
故选A。
22.D
【分析】依题,HMF在a极发生氧化反应生成FDCA,故a极为负极,b极为正极。
【详解】A.Ni@C作催化剂,能降低负极反应的活化能,加快反应速率,A正确;
B.正极材料不参与反应,故可将石墨换成能导电的Cu电极,B正确;
C.HMF在a极发生氧化反应生成FDCA,结合得失电子守恒可知电极反应为,C正确;
D.原电池中,阳离子移向正极,故质子从质子交换膜左侧向右侧迁移,D错误;
故答案选D。
23.C
【分析】图1中构成原电池,铁作负极,开始时pH=1.8,AB段溶液pH值增大,体系压强增大,铁主要发生析氢腐蚀;BD段溶液的pH值增加,体系压强减小,正极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O;DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同,据此分析;
【详解】A.由图可知,AB段体系的压强增大,说明产生了氢气,故AB段主要发生析氢腐蚀,A正确;
B.AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀,铁在负极的电极式为:Fe-2e-=Fe2+,B正确;
C.由图可知BC段的pH为3-5,正极不能产生氢氧根,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,C错误;
D.根据分析,DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同,D正确;
故选C。
24.C
【分析】由图可知,放电时,Zn失去电子生成[Zn(OH)4]2-,则Zn板为负极,电极方程式为:Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,正极为硝酸根离子被还原为氨气, 正极的电极反应式:,此时通过离子交换膜OH-由左侧移向右侧;充电时,阴极的电极反应式: [Zn(OH)4]2-+2e-= Zn+4OH-,阳极的乙醇被氧化为乙酸,电极方程式为:C2H5OH-4e-+4OH-=CH3COOH+3H2O,此时OH-通过离子交换膜由右侧移向左侧,且生成的氨气和醋酸反应生成CH3COONH4,据此解题。
【详解】A.根据分析可知,充电时,阴极的电极反应式:[Zn(OH)4]2-+2e-= Zn+4OH-,A错误;
B.放电时,阴离子向负极移动, OH-通过离子交换膜由左侧移向右侧,B错误;
C.充放电过程中,生成的NH3和醋酸可以在储液罐甲中合成出,C正确;
D.根据电子转移关系,充电时,每生成的同时消耗乙醇,D错误;
答案选C。
25.C
【分析】放电过程中,右侧Li-PyS先消耗再生成,为催化剂,正极上S8最终还原为Li2S,负极上Li氧化为Li+。
【详解】A.放电过程中,右侧Li-PyS先消耗再生成,为催化剂,A错误;
B.若Li-PyS与反应的物质的量之比为1∶1,即,m为4,B错误;
C. 转化为:,则1mol 完全转化为,理论上得到电子数目为,C正确;
D.正极发生得电子的还原反应,正极总的电极反应式可表示为,D错误;
故选C。
26.D
【分析】由题干原电池装置图可知,电极A上N2H4转化为N2,N的化合价升高发生氧化反应,A为负极,电极反应为:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,电极B中将硝酸根转化为NH3,N的化合价降低,发生还原反应,B为正极,电极反应为:,据此分析解题。
【详解】A.N2H4→N2化合价升高,电极发生氧化反应,A错误;
B.电池以KOH溶液为电解液,为碱性环境,电极反应为:,B错误;
C.外电路转移电子数为 0.4NA时,左极室逸出 2.8gN2,且有0.4mol H+通过质子交换膜进入右极室,总质量减少3.2g,C错误;
D.硝酸盐废水中含有其他杂质离子,质子交换膜能防止两极室电解液的交叉污染,利于维持电池性能,D正确;
故选D。
27.C
【分析】阴极上O2得电子和H2O反应生成OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;阳极上Cl-失电子生成Cl2,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑;
【详解】A.阴极区域生成OH-,Na+从阳极区域通过交换膜进入阴极区,所以该离子交换膜采用阳离子交换膜,只能让阳离子通过,不能让阴离子通过,故A正确;
B.由分析可知,阴极上O2得电子和H2O反应生成OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故阴极区溶液逐渐增大,故B正确;
C.电子不能经过电解质溶液,电子从阳极流出,流向电源正极,从电源负极流出,流向阴极,故C错误;
D.阴极上O2得电子和H2O反应生成OH-、阳极上Cl-失电子生成Cl2,阴极上没有H2生成,电池反应式为,故D正确;
故选C。
28.C
【分析】放电时,N极H2O失电子生成O2,则N极为负极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,M极为正极,[Co(NH3)4]3+得电子转化为[Co(NH3)4]2+;充电时,CH2=CHCN转化为NC(CH2)4CN,C元素化合价部分降低,N极为阴极,电极反应式为,M极[Co(NH3)4]2+失电子转化为[Co(NH3)4]3+,M极为阳极。
【详解】A.由分析可知,放电时,N极为负极,M极为正极,原电池中,正极电势高于负极,则N极的电势低于M极的电势,A不正确;
B.放电时,阳离子向正极移动,M极为正极,则双极膜中H+向M极移动,B不正确;
C.充电时,N极为阴极,CH2=CHCN得电子产物与电解质反应,生成NC(CH2)4CN,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可得出电极反应式为,C正确;
D.若充电时制得,依据电极反应式,转移2mol电子,有2molOH-移入左室,放电时负极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,放电时生成1molO2,转移4mole-,有4molH+进入左室,则不能使左室溶液恢复至初始状态,D不正确;
故选C。
29.D
【详解】A.碱性锌锰电池中,Zn作负极,MnO2作正极,电池工作时,MnO2得电子产物与电解质反应,生成MnO(OH)等,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可得出正极反应:,A正确;
B.水解制取,同时生成HCl,依据元素守恒,可得出发生水解反应的化学方程式:,B正确;
C.牙膏中添加氟化物,将Ca5(PO4)3OH转化为更难溶、更坚硬的Ca5(PO4)3F,从而预防龋齿,原因:,C正确;
D.将溶液和溶液等体积混合,溶液中的Ba2+与部分反应生成BaSO4沉淀,H+与OH-刚好完全反应生成H2O,未发生反应,反应的离子方程式为:,D错误;
故选D。
30.A
【详解】A.H2S是弱酸,在离子方程式中不能拆,硫化氢溶液久置变浑浊:,故A错误;
B.AgCl沉淀与氨水反应生成可溶性络合物,离子方程式为:,故B正确;
C.碱性锌锰电池正极反应中,MnO2在碱性条件下得电子生成MnO(OH)并伴随OH-生成,正极反应:,故C正确;
D.通入溶液中,SO2被Cu2+氧化为,Cu2+被还原为Cu+生成CuCl沉淀,离子方程式为:,故D正确;
故选A。
31.A
【分析】右侧电极Y由→得电子,为阴极,电极反应为,左侧X为阳极,电极反应为,据此分析;
【详解】A.高温会导致酶失活,A错误;
B.由分析可知:X极为阳极,与电源正极相连,即连铅酸蓄电池的电极,B正确;
C.Y极为阴极,电极反应为,C正确;
D.生成1mol 转移4mol ,生成1mol乳酸相当于加了2个氢,则转移2mol ,则共生成2mol乳酸,D正确;
故选A。
32.C
【分析】Zn-MnO2电池应该是一种碱性电池,因为通常这类电池使用KOH作为电解质。在放电过程中,锌作为负极被氧化,而二氧化锰作为正极被还原。充电过程则是相反的,即电解反应,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
【详解】A.充电时,阳离子(如K )应该向阴极迁移,原来的负极Zn在充电时会成为阴极,这时候阳离子K+应该向阴极移动,故A正确;
B.充电时的阴极发生的反应应该是Zn(OH)+ 2e = Zn + 4OH ,这样,阴极处会产生OH ,使得溶液的pH升高,故B正确;
C.根据上面的分析,正极的放电反应是,得电子。当转移电子时,对应的的物质的量为,正极区溶液质量增加,由电荷守恒进入溶液中,质量减少,则正极质量应减少:,故C错误;
D.由分析,放电时,电池总反应为,故D正确;
故选C。
33.B
【详解】A.饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2会析出NaHCO3沉淀,离子方程式为2Na++CO+CO2+H2O=2NaHCO3↓,A错误;
B.向溶液中加入稀硫酸生成硫酸钠、SO2、S和H2O,该反应的离子方程式:2H++S2O=SO2↑+S↓+H2O,B正确;
C.铅酸蓄电池正极为PbO2,放电的正极反应式为:,C错误;
D.溶液在空气中放置变质:(FeSO4溶液会有少量H2SO4),D错误;
故选B。
34.A
【分析】由图可知,电子从右侧电极流出,则右侧电极为负极,发生电极反应:;左侧电极为正极,发生电极反应:。钠离子透过阳离子交换膜进入河水中(a、c室),b室的过阴离子交换膜,由b区向c区迁移,据此解答。
【详解】A.由分析可知,右侧电极为负极,Ag放电产生的Ag+结合溶液中的Cl-生成AgC1,同时Na+由d区向c区迁移;左侧电极为正极,AgCl放电生成Cl-,同时Na+由b区向a区迁移,所以工作一段时间后,d区NaCl浓度减小,而a区NaCl浓度增大,ad两区NaCl溶液的浓度差减小,A正确;
B.由分析可知,右侧电极为负极,为阴离子,将向负极迁移,则内电路中,透过阴膜,由b区向c区迁移,B错误;
C.由分析可知,右侧电极为负极,d区发生的电极反应式为:,C错误;
D.d区发生电极反应:,即Ag放电产生的Ag+结合溶液中的Cl-生成AgC1,同时Na+由d区向c区迁移,当电路中转移时,理论上d区东海海水减少1mol、1mol,即质量减少58.5g,D错误;
故选A。
35.B
【分析】由图可知,a极氧元素化合价升高失去电子,a极为负极,电极反应式为:4OH—4e-=O2↑+2H2O,b极为正极,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,以此解答。
【详解】A.根据分析可知,电极a是负极,A正确;
B.电极在酸性条件下,反应式:O2+4e-+4H+=2H2O,B错误;
C.根据负极反应式为:4OH—4e-=O2↑+2H2O,正极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,得出总反应式为H++OH-=H2O,将酸碱反应的化学能转化为电能,C正确;
D.当电极a释放出(标况下)即1mol时,电子转移4mol,左侧有4molK+通过阳离子交换膜进入中间室,D正确;
答案选B。
36.B
【分析】由图中氢气在铂电极(N)产出可知,N 极为阴极(接电源负极 b),碳电极(M)则为阳极(接电源正极 a)。
【详解】A.外电路中电子应从阳极 M 流向电源正极 a,再经电源内部到负极 b,最后到阴极 N;A 项所述“电子流向 b → N → M → a”中电子不能经过电解质溶液,A错误;
B.在阳极(M)上,同时有 Br- 和 被氧化生成 ,可将这一步综合表示为 ,B 正确;
C.没说明标况,不能计算,C错误;
D.反应,硫元素的化合价均为 +4,无氧化态变化,故不属于氧化还原反应,D错误;
故选B。
37.A
【详解】A.在浓差电池中,离子浓度低的一侧发生氧化反应,为负极。左侧溶液浓度为1mol/L,右侧为5mol/L,左侧浓度低,失电子发生氧化反应:,所以左侧电极为负极,该装置可以形成浓差电池,A正确;
B.和都能与饱和溶液反应,不能用饱和溶液除去气体中的杂质,应使用饱和溶液,B错误;
C.是一个反应前后气体分子数不变的反应,加压平衡不移动。颜色加深是因为加压后容器体积减小,的浓度增大,不能验证平衡移动原理,C错误;
D.不能在容量瓶中直接溶解固体,应在烧杯中溶解,冷却后再转移到容量瓶中,D错误;
故答案选A。
38.C
【分析】当K连接时,b极区溶液能捕获通入的,右侧为b极,充电时b为阴极,得电子发生还原反应,电极反应式为,a为阳极失电子发生氧化反应;电极反应式为—e—=;放电时a为正极发生还原反应,得电子,b为负极发生氧化反应,失电子,据此分析解题。
【详解】
A.K连接时,为电解池,阴极得电子,发生还原反应, b极发生反应,A正确;
B.K连接时,电解池中阳离子向阴极移动,则钾离子通过离子交换膜由a极区到b极区,B正确;
C.由分析可知,连接时,a电极为正极,在正极得到电子发生还原反应生成,则a极区的值减小,C错误;
D.根据分析中电极b的反应可知,该装置通过“充电”和“放电”浓度调控b极区溶液pH,捕获和释放,D正确;
故选C。
39.A
【分析】
原电池中阳离子移向正极,根据原电池中氢离子的移动方向,可知a为正极,酸性条件下,正极的对氯苯酚得到电子发生还原反应生成苯酚,电极反应式为,电流从正极经导线流向负极b。
【详解】
A.根据电荷守恒,当外电路中有转移时,有0.1mol由负极区移入正极区,根据,a极消耗0.05mol氢离子,则a极区增加的的个数为0.05NA,故A错误;
B.原电池中阳离子移向正极,根据原电池中氢离子的移动方向,可知a为正极,得电子发生还原反应,故B正确;
C.微生物对温度敏感,则该电池工作时会受环境温度的影响,故C正确;
D.b是负极,负极醋酸根离子失电子发生氧化反应生成二氧化碳,b极的电极反应式为,故D正确;
选A。
40.B
【分析】由图示可知,该电池放电时,Al为负极失去电子发生氧化反应,电极反应式为,为正极得到电子发生还原反应,发生的反应式为、;充电时,Al为阴极、为阳极;
【详解】A.由分析,放电时电极为正极,A错误;
B.、可通过离子交换膜嵌入和嵌出,故隔膜为阴离子交换膜,B正确;
C.当有参与反应时,也在同时发生的反应,外电路转移电子数目大于,C错误;
D.由分析,充电是为阳极,失去电子发生氧化反应,、,D错误;
故选B。
41.B
【分析】根据充放电原理,放电时负极发生:NaxCn-xe-=Cn+nNa+,正极发生Na1-xMnO2+xe-+xNa+=NaMnO2,则a为正极,b为负极,充电时,a为阳极,b为阴极。
【详解】A.反应中元素的化合价发生了变化,发生了氧化还原反应,A错误;
B.充电时,发生反应为:,元素化合价升高,钠离子在锰基材料上脱出,B正确;
C.放电时负极反应为,C错误;
D.充电时,外电路中转移,锰基材料脱出,质量减少,D错误;
答案选B。
42.A
【分析】以离子液体为电解质的铝一磷酸铁锂二次电池放电时铝为负极,失电子发生氧化反应,根据图像可知转化为,负极电极反应式为:,磷酸铁锂为正极,铁元素被还原,电极反应式为:;则充电时,铝电极为阴极,磷酸铁锂为阳极,据此分析;
【详解】A.由分析可知,铝电极为负极,发生反应:,故A正确;
B.放电时,磷酸铁锂电极为正极,由电极反应可知,锂元素化合价不变,铁元素被还原,故B错误;
C.电子不经过电解液,充电时,电子由电源负极流出,流入Al电极,再经磷酸铁锂电极流出,流入电源正极,故C错误;
D.放电时磷酸铁锂电极中三价铁被还原为二价铁,充电时则相反,故D错误;
故选A。
43.D
【分析】由电池装置图可知,放电时Zn为负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-=,多孔碳为正极,电极反应为+2e-=2;充电时Zn为阴极,电极反应为+2e-=Zn+4OH-,多孔碳为阳极,电极反应为2-2e-=。
【详解】A.放电为原电池,原电池中K+向正极移动,A正确;
B.碱性环境中有生成说明Zn(OH)2能与碱反应,既能与酸反应又能与碱反应说明Zn(OH)2有两性,B正确;
C.充电为电解池,根据分析,总反应为阴阳两极的加和,+2= Zn+4OH-+,C正确;
D.由电极反应2-2e-=,生成1mol转移电子物质的量为2mol,应有2molK+穿过离子交换膜,D错误;
故选D。
44.D
【分析】该装置为原电池,利用原电池原理制取,电极a通入H2,电极b通入O2,最终得到,H2在a电极发生氧化反应,则a极是负极,b极是正极,据此分析解答。
【详解】A.电极a是负极,发生氧化反应,A错误;
B.该装置用于制取,电极a生成H+,阳离子向正极移动,透过A膜,电极b生成和OH-,阴离子向负极移动,透过B膜,二者结合生成,所以A膜、B膜分别为阳离子、阴离子交换膜,B错误;
C.电极b通入O2,发生还原反应,电极反应为:,C错误;
D.由题图可知,电池工作时,、OH-和H+作用生成,发生反应为:,D正确;
故选D。
45.D
【分析】由图可知,锌片为原电池的负极,碱性条件下Zn失去电子发生氧化反应生成[Zn(OH)4]2-;Bi—ZMOF电极为正极,酸性条件下CO2在正极得到电子发生还原反应,生成HCOOH。双极膜中的H+移向Bi—ZMOF电极、OH-离子移向锌片。
【详解】A.由分析可知,Zn为电池的负极,Bi-ZMOF为电池的正极,正极的电势高于负极的电势,因此锌电极的电势低于Bi-ZMOF电极的电势,A错误;
B.由分析可知,双极膜中的H+移向Bi—ZMOF电极、OH-离子移向锌片。电池工作时,每消耗0.2mol Zn时,外电路转移电子的物质的量为0.2mol×2=0.4mol。在串联电路中,任何一个截面经过的电量都是相同的,因此有0.4molH+移向Bi—ZMOF电极,双极膜内将解离0.4mol水,即0.4mol×18g·mol-1=7.2g水,B错误;
C.由分析可知,Bi—ZMOF电极为正极,酸性条件下CO2在正极得到电子发生还原反应生成HCOOH,电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH,C错误;
D.根据题意,新型铋基ZMOF(Bi-ZMOF)材料用做Zn-CO2电池的电极,可提高电池放电效率,因此Bi-ZMOF电极主要起吸附CO2,并催化CO2转化为HCOOH的作用,D正确;
答案选D。
46.D
【分析】根据电池总反应方程式可知:Zn为负极,发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,MnO2为正极,发生还原反应,电极反应式为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。电池工作时,阳离子向正极定向移动,阴离子向负极定向移动。
【详解】A.根据反应总方程式可知,电池工作时,锌为负极,则电极电势低,A错误;
B.根据电池反应方程式可知:电池工作时,Mn元素化合价降低,得到电子被还原,所以MnO2发生还原反应,B错误;
C.电池工作时,OH-会向正电荷较多的负极定向移动,即OH-通过隔膜向负极移动,C错误;
D.根据,故每生成l mol MnOOH,消耗0.5mol锌,即65g/mol×0.5mol=32.5g,D正确;
故合理选项是D。
47.A
【分析】甲是电解池,阳极铁是非惰性电极,电解时铁被氧化为Fe2+,阴极H+放电,破坏水的电离平衡,Fe2+和OH-反应生成沉淀。乙是原电池,铝能与NaOH溶液反应放出氢气,镁不能,所以铝是负极。反应后,甲装置中有沉淀生成,溶液的质量减小,但溶液的pH几乎不变,乙中溶液的质量增大,pH减小。
【详解】A.甲中亚铁离子被氧化,C极生成氢气和氢氧根离子,可生成氢氧化亚铁,乙中镁为正极,生成氢气,故A正确;
B.由分析可知,甲装置中有沉淀生成,溶液的质量减小;乙装置铝为负极,发生氧化反应生成四羟基合铝酸钠,镁为正极,发生还原反应生成氢气,溶液质量增大,故B错误;
C.乙负极上电极反应式为Al+4OH 3e =[Al(OH)4]﹣,故C错误;
D.甲中铁与水放电生成氢氧化亚铁和氢气,pH几乎不变,乙电池反应式为2Al+2OH-+6H2O=3H2↑+2[Al(OH)4]﹣,消耗氢氧化钠,pH减小,故D错误;
答案选A。
48.D
【分析】NaBH4中H为-1价,有强还原性,H2O2有强氧化性,在电池中,NaBH4在负极失去电子,所以电极a是负极;H2O2在正极得到电子,电极b为正极。
【详解】A.由分析可知,b为正极,故A项正确;
B.根据工作原理图可知a电极上失去电子发生氧化反应,其电极反应为:,故B项正确;
C.在原电池中,阳离子向正极移动,所以电池放电时 Na+从a极区移向b极区,则离子交换膜C为阳离子交换膜,故C项正确;
D.高温条件下,过氧化氢分解加快,不能提高工作效率,故D项错误;
故答案选D。
49.B
【分析】配平该反应为:2CN-+8OH-+5Cl2=2CO2+N2+10Cl-+4H2O。在该反应中,氯气中氯元素化合价降低,Cl2是氧化剂,CN-中C和N元素化合价升高,CN-为还原剂,CO2和N2是氧化产物。
【详解】A.根据分析,Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物,A正确;
B.该反应中,CN-中C和N元素化合价升高,C由+2价升高为+4价,N由-3价升高为0价,故有1 mol CN-发生反应,则有5NA电子发生转移,B错误;
C.根据分析,Cl2为氧化剂,CN-为还原剂,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为5∶2,C正确;
D.该反应中,CN-中C和N元素化合价升高,若将该反应设计成原电池,则CN- 在负极区发生反应,D正确;
故选B。
50.C
【分析】该装置为原电池装置,Mn为负极,失电子生成锰离子,MnO2为正极,得电子结合氢离子生成锰离子和水。
【详解】A.锰电极为负极,二氧化锰石墨电极为正极,电极反应分别为,,A正确;
B.电池工作时,每转移消耗,质量改变为,同时,消耗,质量改变为,两电极质量改变相差,B正确;
C.隔膜为阴离子隔膜,电池工作时,向左室迁移,左室的浓度增大,C错误;
D.若隔膜换成阳离子交换膜,即允许、在两室迁移,因右室浓度高于左室,无法避免其从右向左室迁移,锰电极发生腐蚀,D正确;
答案选C。

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