主题4　化学变化与规律 第4练　化学能与电能的转化和应用AB（含解析）—2024高考化学考前天天练

第4练　化学能与电能的转化和应用AB
真题快递＋天天练A组　满分：59分　　限时：45分钟
天天练B组　满分：51分　　限时：45分钟
1.（3分）（2022·江苏卷）周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热(890.3 kJ· mol-1)，是常见燃料、Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面SiO2能与氢氟酸（HF，弱酸）反应生成H2SiF6（H2SiF6在水中完全电离为H＋和SiF）。1885年，德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅——锗。下列化学反应表示正确的是(　　)
A. SiO2与HF溶液反应：SiO2＋6HF===2H＋＋SiF＋2H2O
B. 高温下H2还原GeS2：GeS2＋H2===Ge＋2H2S
C. 铅蓄电池放电时的正极反应：Pb－2e－＋SO===PbSO4
D. 甲烷的燃烧：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) 　ΔH＝890.3 kJ· mol-1　
2.（3分）（2021·江苏卷）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2（如图）；②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是(　　)
A. 电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B. 电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O
C. 电解的总反应方程式：2H2O2H2↑＋O2↑
D. 电解过程中转移4 mol电子，理论上可获得22.4 L O2
3.（3分）（2020·江苏卷）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列说法正确的是　(　　)
A. 阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2+
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的大
4.（3分）（2019·江苏卷）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(　　)
A. 铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3+
B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C. 活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D. 以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
5.（2分）（2018·江苏卷）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：______
__________________________________________________________________。
1.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）我国科研人员发明膜电极电解器电解脱硫废水制备硫酸铵技术，装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. a极为阴极
B. b极有NH3生成
C. b极附近酸性增强
D. SO在a极放电的电极反应式：SO＋H2O －2e－ ===SO2-＋2H＋
2.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）某镁溴电池装置如图所示。下列有关说法不正确的是　　　(　　)
A. 放电时，正极反应为Br＋2e－===3Br－
B. 放电时，Mg电极发生还原反应
C. 放电时，Mg电极电子经导线至石墨
D. 当0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时，导线中通过0.2 mol电子
3.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）气体报警器是一种检测气体的化学类传感器，能够及早排除安全隐患。原理如图所示，当被检测气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。常见的传感器（被检测气体产物）有：CH4/CO、CO/CO、Cl2/Cl－、NO2/N2等，则下列说法正确的是(　　)
A. 上述气体检测时，敏感电极均作电池正极
B. 检测Cl2气体时，电流离开对电极流向传感器
C. 检测NO2和CO相同含量的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同
D. 检测CH4气体时，对电极充入空气，该电极反应式可以为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
4.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）酒驾行为危害社会安全，交警部门常用酸性燃料电池酒精检测仪对此进行检测。该检测仪的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)
A. 电子从呼气的Pt电极透过质子交换膜，流向通入O2的Pt电极
B. 负极的电极反应式为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋
C. 该电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小
D. 每消耗22.4 L O2时，外电路就通过4 mol电子
5.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）中科院福建物构所团队首次构建了一种可逆水性ZnCO2电池，实现了CO2和HCOOH之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示。
已知双极膜可将水解离为H＋和OH－，并实现其定向通过。下列说法错误的是(　　)
A. 放电时，负极电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
B. CO2转化为HCOOH过程中，Zn电极的电势低于多孔Pd电极的
C. 充电过程中，甲酸在多孔Pd电极表面转化为CO2
D. 当外电路通过2 mol电子时，双极膜中离解水的物质的量为1 mol
6.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）以金属氢化物(MHx)为负极材料的Ni/MHx电池，其充放电原理利用了储氢合金的吸、放氢性能，氢通过碱性电解液在金属氢化物电极和Ni(OH)2电极之间运动，充、放电过程中的氢像摇椅一样在电池的正、负极之间摇动，因此又称为“摇椅”机理，其反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A. 过程a表示电池充电过程
B. 电池总反应：MHx＋xNiOOHM＋xNi(OH)2
C. 放电时，负极的电极反应：MHx＋xOH－－xe－===M＋xH2O
D. 放电时，正极的电极反应：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
7.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）在直流电源作用下，双极膜中间的H2O解离为H＋和OH－，利用电解池产生强氧化性的羟基自由基(·OH)，处理含苯酚废水和含SO2的烟气的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 电势：N电极＜M电极
B. 含SO2的烟气被吸收的反应为SO2＋2·OH===H2SO4
C. 阴极电极反应式为·OH＋e－===OH－
D. 每处理9.4 g苯酚，理论上有2.8 mol H＋透过膜a
8. （3分）（2023·江苏各地模拟优选）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。利用浓差电池电解Na2SO4溶液（a、b电极均为石墨电极），可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH，装置如图所示。下列说法不正确的是　(　　)
A. a电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C. 电池放电过程中，Cu(1) 电极上的电极反应为Cu2+＋2e－===Cu
D. 电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320 g NaOH
9.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4。
已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图1))
eq \o(\s\up7(),\s\do5(图2))
下列说法不正确的是(　　)
A. 放电时，Li＋向b极区移动
B. 放电时，a极的电极反应是3Li13Si4－11e－===4Li7Si3＋11Li＋
C. 该电池中火药燃烧产生的热能转化为电能
D. 调节混合物中KCl的物质的量分数可以改变电池的启动温度
10.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）K－O2可充电电池可看作金属钾在负极的电镀和剥离与氧气在正极的还原和生成。“界面”用来阻止电解液的持续降解，电解质为二甲醚的二甲基亚砜(DMSO－DME)溶液，能传导K＋。电池反应K＋O2KO2，装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 放电时，正极反应为K＋＋e－===K
B. 充电时，阳极质量减少71 g，转移2 mol电子
C. 锂电池的比能量比K－O2电池高
D. 充电时，K电极连接外电源的正极
11.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）如图所示，下列说法错误的是(　　)
A. 若X为NaCl溶液，K与M连接，Fe棒附近溶液pH最大
B. 开关K未闭合，Fe棒上B点腐蚀最快
C. 若X为H2SO4溶液，K与N连接，Fe棒上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D. 若X为H2SO4溶液，K分别与N、M连接，前者Fe棒腐蚀较慢
12.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）燃煤烟气脱硫脱氮对解决雾霾污染很重要。下图是种电化学烟气净化装置。下列有关说法正确的是(　　)
A. 该装置实现了电化学固氮
B. 电极Ⅰ为正极，SO2发生氧化反应
C. 物质X可能是NH3·H2O
D. 工作过程中溶液pH减小
13.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）我国科学家以LiI为催化剂，通过改变盐浓度或溶剂调节锂 氧气电池放电效率，模拟装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A. 放电时，电子流向：a→用电器→b
B. 放电时，b极的电极反应为O2＋2e－＋2Li＋===Li2O2
C. 充电时，a极与电源负极相连
D. 充电时，转移2 mol电子理论上产生11.2 L O2（标准状况）
14.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）某科研团队发明了一种新型的锌离子热充电电池，可以利用人体产生的低热量充电。该电池以Zn和VO2 PC为电极材料，实现了低热量发电。放电时，VO2结合Zn2+生成ZnxVO2·yH2O，原理如图所示。下列有关说法正确的是　　　(　　)
A. 分离器可以为阴离子交换膜
B. 充电时，阳极电极反应式为ZnxVO2·yH2O＋2xe－===VO2＋xZn2+＋yH2O
C. 放电时，电流从Zn极流向VO2 PC极
D. 充电时，锌离子从较高温一侧移至低温一侧
15. （3分）（2023·江苏各地模拟优选）钠离子电池具有资源丰富、成本低、安全性好、转换效率高等特点，有望成为锂离子电池之后的新型首选电池，一种钠离子电池工作示意如图所示。
下列说法不正确的是(　　)
A. 放电时，Na＋通过交换膜向N极移动
B. 充电时，光照可促进电子的转移
C. 充电时，TiO2光电极上发生的电极反应为3I－－2e－===I
D. 放电时，若负极室有2 mol阴离子发生反应，则电路中转移2 mol电子
1.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）某钠离子电池结构如图所示，电极A为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2)，电极B为硬碳，充电时，Na＋得电子成为Na嵌入硬碳中。下列说法不正确的是(　　)
A. 充电时，电极B与外接直流电源的负极相连
B. 放电时，外电路通过a mol电子时，A电极电解质损失a mol Na＋
C. 放电时，电极A为正极，反应可表示为Na1－xTMO2＋xNa＋＋xe－=== NaTMO2
D. 电池总反应可表示为Na1－xTMO2＋NaxC=== NaTMO2＋C
2.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）利用如图装置溶解铁矿石中的Fe2O3，下列说法不正确的是(　　)
A. X为阴离子交换膜，Y为质子交换膜
B. 通电一段时间后，Na2SO4溶液浓度变大
C. 电极Ⅰ发生的电极反应为 2Cl－－2e－===Cl2↑
D. 当0.01 mol Fe2O3溶解时，至少产生336 mL气体（标准状况下，不考虑气体溶解）
3.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）下图装置是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水（以含CH3COO－的溶液为例）获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，下列说法错误的是(　　)
A. X、Y依次为阴离子、阳离子选择性交换膜
B. a极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，产生的H＋向b极移动
C. b极为正极
D. 当电路中转移1 mol电子时，在b极室可以生成40 g NaOH
4.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）某新型可连续工作的锂液流电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A. 放电时，左侧Li＋浓度基本不变
B. 充电时，电极B发生的反应：2I－2e－===3I2
C. 当外电路电流为0时，再向储液罐中注入FeCl3/HCl，电池可快速充电，重新工作
D. 充电时，电极A质量增加a g时，右侧共有 mol K＋转移至左侧
5. （3分）（2023·江苏各地模拟优选）双极膜电解法制巯基乙酸(HSCH2COOH)和高纯NaOH溶液原理如图所示，其中a、b为离子交换膜，双极膜在直流电压下可解离出H＋和OH－。下列说法正确的是(　　)
A. 膜a和膜b均为阳离子交换膜
B. 双极膜解离出的H＋在双极膜的右侧
C. 碱室1和碱室2的NaOH溶液可以循环使用，电解过程不产生其他副产物
D. 若将盐室的原料换成Na2SO4溶液，当外电路通过2 mol e－时，可生成2 mol H2SO4　
6.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）利用微生物电池去除废水中的NH，装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. A为质子交换膜，H＋从膜的右边向左边移动
B. 该系统为化学能转化为电能，再电能转化为化学能
C. 两极产生的CO2与N2的物质的量比为5∶1
D. 好氧反应器发生反应时，内部溶液的pH升高
7.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）目前，固体电解质在制造全固态电池及其他传感器、探测器等方面的应用日益广泛。如RbAg4I5晶体，其中迁移的离子全是Ag＋。利用RbAg4I5晶体，可以制成电化学气敏传感器，下图是一种测定O2含量的气体传感器。被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜，由电池电动势变化可以得知O2的含量。
在气体传感器工作过程中，下列说法不正确的是(　　)
A. O2含量的变化会引起电位计示数的变化
B. 理论上，每0.1 mol O2参与反应，银电极质量就减小43.2 g
C. 多孔石墨电极上的反应可表示为I2＋2Rb＋＋2e－===2RbI
D. 传感器工作时，RbAg4I5晶体中Ag＋的量保持不变
8.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）某科研小组探究用磷酸铁锂电池处理含PO的酸性废水，以得到有用的FePO4，其装置如图所示，下列说法正确的是(　　)
连接K1，甲池中铁电极附近总反应为4Fe2+＋O2＋4H＋＋4PO===
4FePO4↓＋2H2O
B. 乙池中电解质a可以用Li2SO4水溶液
C. 连接K1，甲池中石墨为阳极，发生氧化反应
D. 连接K2给乙池充电，电极b的电极反应式为LiFePO4＋xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋
9.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）锂硫电池因其较高的理论比容量和能量密度而成为最有前途的储能系统之一，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A. 该电池既可采用有机电解液，又可采用水性电解液
B. 放电时，电极a上发生反应：3Li2S8＋2Li＋＋2e－===4Li2S6
C. 负极材料减少2.8 g，外电路中通过0.4 mol电子
D. 充电时，电池总反应为8Li2Sx===16Li＋xS8(2≤x≤8)
10.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃工业，能改善玻璃制品性能。通过电解NaB(OH)4溶液的方法可以制备硼酸，工作原理如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A. N为电源负极
B. 产品室中的反应为B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2O
C. b膜为阳离子交换膜
D. 每生成1 mol H3BO3，两极共生成标准状况下16.8 L气体
11.（3分）（2023·江苏各地模拟优选） 电极电势的测定常用甘汞电极作为参比电极（部分数据如下）。　
电极种类 Na＋/Na Zn2+/Zn H＋/H2 甘汞电极 Cu2+/Cu
电极电势/V －2.71 －0.76 0.00 0.24 0.34
测定过程中，待测电极与甘汞电极组成原电池其工作原理如图。下列有关说法正确的是(　　)
A. 盐桥中Cl－向甘汞电极移动
B. 若M为Cu，则电极反应式是Cu－2e－===Cu2+
C. 甘汞电极电极反应式是2Hg＋2Cl－－2e－===Hg2Cl2
D. 测定过程中，甘汞电极内部KCl晶体可能增多
12. （3分）（2023·江苏各地模拟优选）一种新型的废水处理技术是以石墨烯为电极板和金属粒子凝胶颗粒填充的装置（如图所示），通电过程中产生的羟基自由基(·OH)氧化能力极强，能将苯酚氧化为CO2和H2O。
下列说法正确的是(　　)
A. a接电源的负极
B. 离子交换膜为阳离子交换膜
C. 阴极电极反应为H2O＋e－===·OH＋H＋
D. 每转移1.4 mol e－两极室共产生气体11.2 L（标准状况）
13.（3分）（2023·江苏各地模拟优选）硬水除垢可以让循环冷却水系统稳定运行。某科研团队改进了主动式电化学硬水处理技术，原理如图所示（其中R为有机物）。下列说法不正确的是(　　)
A. b端为电源正极，处理后的水垢沉淀在阳极底部
B. 处理过程中Cl－可循环利用
C. 流程中发生离子反应：HCO＋Ca2+＋OH－===CaCO3↓＋H2O，Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓
D. 若R为CO(NH2)2，则消耗1 mol CO(NH2)2生成N2时，铂电极N处产生的H2应大于3 mol
14.（12分）（2023·江苏各地模拟优选）为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用图中电池装置进行实验。
回答下列问题：
(1) 电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据表中数据，图中盐桥中应选择　　　　作为电解质。
阳离子 u∞×108/(m2·s-1·V-1) 阴离子 u∞×108/(m2·s-1·V-1)
Li＋ 4.07 HCO 4.61
Na＋ 5.19 NO 7.40
Ca2+ 6.59 Cl－ 7.91
K＋ 7.62 SO 8.27
(2) 电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入　　　　（填写“铁”或“石墨”）电极溶液中。
(3) 电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L-1。石墨电极上未见Fe析出。可知此时石墨电极溶液中c(Fe2+)＝____________________。
(4) 根据(2)(3)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为　　　　　　　　　，铁电极的电极反应式为_________________________________________________。
因此，验证了氧化性　　　　>　　　　，还原性　　　　>　　　　。
(5) 实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的操作是______________________________________________________________________。
第4练　化学能与电能的转化和应用AB
1. A　解析：由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成H2SiF6和水，反应的离子方程式为SiO2＋6HF===2H＋＋SiF＋2H2O，A正确；硫化锗与氢气共热反应时，氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫和氢气，则反应的总方程式为GeS2Ge＋2S，B错误；铅蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O，C错误；由题意可知，1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3 kJ，反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH＝－890.3 kJ·mol-1，D错误。
2. B　解析：阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，A错误；电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，B正确；阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑，C错误；电解过程中转移4 mol电子，生成4 mol NiOOH，根据4NiOOH＋2H2O4Ni(OH)2＋O2↑，生成1 mol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4 L，D错误。
3. C　解析：阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，A错误；阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M的活动性比Fe的活动性强，B错误；金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，C正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中大，D错误。
4. C　解析：在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为Fe－2e－===Fe2+，A错误；铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，B错误；活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，C正确；以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，D错误。
5. HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO
1. D　解析：左边电极室中(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4，硫元素化合价升高，故a电极为阳极，b电极为阴极，A错误；b极为阴极，电解质为硫酸，酸性环境，发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，产生气体为H2，B错误；b极消耗氢离子，酸性减弱，C错误；a极附近(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4，故SO在a极放电的电极反应式为SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋，D正确。
2. B　解析：由装置图可知，该电池负极Mg失电子生成镁离子，正极Br得电子生成Br－，正极电极反应为Br＋2e－===3Br－，A正确；放电时Mg电极失电子发生氧化反应，B错误；放电时电子由负极流出，经导线流向正极，C正确；负极反应为Mg－2e－===Mg2+，0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时，电路中转移0.2 mol电子，D正确。
3. D　解析：甲烷、一氧化碳发生氧化反应，氯气、二氧化氮发生还原反应，故可作正极也可以作负极，A错误；Cl2（敏感电极）是氧化剂，作正极，电流离开敏感电极，对电极作负极，是电子流出，电流流入，B错误；电流大小由转移电子多少决定，NO2由＋4变为0价转移4个电子，CO由＋2价变为＋4价转移2个电子，相同量气体转移电子不同，则电流不同，C错误；CH4氧化产物为CO说明电解质为碱性，对电极为正极，电极反应式可以为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。
4. B　解析：电子从呼气的Pt电极经导线流向通入氧气的Pt电极，不能通过质子交换膜移动，A错误；由分析可知，呼气通入的Pt电极为原电池的负极，呼出的乙醇在负极失去电子发生氧化反应生成乙酸，电极反应式为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，B正确；由分析可知，通入氧气的Pt电极为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，放电时消耗氢离子，负极区的氢离子通过质子交换膜移向正极区，则正极区溶液的pH不会减小，C错误；未说明标准状况，无法计算消耗22.4 L氧气的物质的量和外电路电子转移的物质的量，D错误。
5. D　解析：Zn发生失去电子的反应，电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，A正确；CO2转化为HCOOH时为放电过程，Zn电极为负极，多孔Pd电极为正极，负极电势较低，B正确；充电过程中，HCOOH转化为CO2，C正确；根据溶液呈电中性，可知外电路通过2 mol电子时，双极膜中离解的水的物质的量为2 mol，D错误。
6. B　解析：过程a左边电极上水转变为氢氧根离子，电极反应为M＋xH2O＋xe－=== MHx＋xOH－，则过程a表示电池充电过程，A正确； 据分析，电池总反应为M＋xNi(OH)2 MHx＋xNiOOH，B错误；放电时，负极金属氢化物(MHx)失去电子发生氧化反应，在碱性环境中生成水，电极反应：MHx＋xOH－－xe－===M＋xH2O，C正确；放电时正极NiOOH得到电子被还原，电极反应：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，D正确。
7. B　解析：M极上O2得电子生成羟基自由基(·OH)，说明M极为阴极，连接电源的负极，N极为阳极，故电势：N电极＞M电极，A错误；根据分析，H2O解离产生的OH－失电子产生羟基自由基，羟基自由基将SO2氧化为硫酸根离子，反应为SO2＋2·OH===H2SO4，B正确；阴极上O2得电子生成羟基自由基(·OH)，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===2·OH，C错误；每1 mol苯酚转化为CO2，转移电子28 mol，每处理9.4 g苯酚（即0.1 mol），理论上有2.8 mol电子转移，但是根据图示分析，应该是有2.8 mol H＋透过膜b而不是膜a，D错误。
8. D　解析：a为电解池的阴极，H2O中的H＋得到电子发生还原反应生成H2，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A正确；因溶液为电中性，a电极附近产生了阴离子，必须让阳离子发生移动，c为阳离子交换膜，b电极附近阴离子减少，必须让阴离子发生移动，d为阴离子交换膜，B正确；Cu(1) 作正极，得到电子，电极反应为Cu2+＋2e－===Cu，C正确；电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液浓度同时由2.5 mol·L-1降到1.5 mol·L-1，负极区硫酸铜溶液同时由0.5 mol·L-1升到1.5 mol·L-1，正极反应可还原Cu2+的物质的量为2 L ×(2.5－1.5) mol·L-1＝2 mol，电路中转移4 mol 电子，电解池的阴极生成4 mol OH－，即阴极区可得4 mol氢氧化钠，其质量为160 g，D错误。
9. C　解析：放电时，Li＋向正极移动，即向b极区移动，A正确；放电时，a极的Li13Si4失电子发生氧化反应，电极反应是3Li13Si4－11e－===4Li7Si3＋11Li＋，B正确；该电池中火药反应产生的化学能转化为电能，C错误；根据LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系图，调节混合物中KCl的物质的量分数为0.6时，400 ℃时就可以启动电池，D正确。
10. C　解析：放电时，碳电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应为K＋＋O2＋e－===KO2，A错误；充电时，阳极反应与正极刚好相反，反应为KO2－e－===K＋＋O2，所以阳极质量减少39＋32＝71 g，转移1 mol e－，B错误；相同质量的锂失电子比钾失电子多，故锂电池的比能量比KO2电池高，C正确；充电时，K电极发生还原反应为阴极，连接外电源的负极，D错误。
11. A　解析：若X为NaCl溶液，K与M连接，构成原电池，铁作负极，负极电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，碳棒作正极，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，碳棒附近溶液pH最大，A错误；开关K未闭合，Fe棒上B点同时存在水和氧气，腐蚀最快，B正确；若X为H2SO4溶液，K与N连接，构成原电池，锌作负极，铁为正极，正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C正确；若X为H2SO4溶液，K与N连接，铁作正极被保护，K与M连接，铁作负极，加快腐蚀，因此前者Fe棒腐蚀较慢，D正确。
12. D　解析：固氮是将氮单质转化为氮的化合物，该装置将NO转化为(NH4)2SO4，不是电化学固氮，A错误；电解池中电极Ⅰ为阳极，SO2转化为(NH4)2SO4，化合价升高，发生氧化反应，B错误；该电解池的总反应为5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4，则物质X是H2SO4，C错误；由于电解过程中生成H2SO4，则溶液pH减小，D正确。
13. D　解析：放电时，电子由负极a流出，经外电路流向正极b，A正确；放电时，b极为正极，电极反应式为O2＋2e－＋2Li＋===Li2O2，B正确；充电时，a极为阴极，连接电源的负极，C正确；充电时，b极为阳极，电极反应式为Li2O2－2e－===O2↑＋2Li＋，转移2 mol电子时，生成1 mol氧气，标况下体积为22.4 L，D错误。
14. D　解析：分离器可以为阳离子交换膜，A错误；充电时，阳极电极反应式为ZnxVO2·yH2O－2xe－===VO2＋xZn2+＋yH2O，B错误；放电时，Zn为负极，VO2 PC极为正极，电流从VO2 PC极流向Zn极，C错误；充电时，阳离子由阳极区移向阴极区，则锌离子从较高温一侧移至低温一侧，D正确。
15. D　解析：由图中信息知，放电时，电极N为正极，电极M为负极，Na＋由负极M电极区移向正极N电极区，A正确；TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，光可以促进I－在TiO2光电极上转移电子，B正确；充电时，阳极上发生失电子的氧化反应，根据图示可知，电极反应为3I－－2e－===I，C正确；由分析可知，放电时负极反应为4S2-－6e－=== S，若负极室有2 mol阴离子发生反应，则电路中转移3 mol电子，D错误。
1. B　解析：电极B为电池的负极，充电时，与外接直流电源的负极相连，A正确；放电时，A电极（正极）电极反应式为Na1－xTMO2＋xNa＋＋xe－=== NaTMO2，Na＋从负极向A电极迁移，然后参与电极反应，故A电极电解质中不损失Na＋，B错误；放电时，为原电池装置，A为正极，钠离子转化为Na嵌入含钠过渡金属氧化物中，电极反应式为Na1－xTMO2＋xNa＋＋xe－=== NaTMO2，C正确；A为电池的正极，电极反应式为Na1－xTMO2＋xNa＋＋xe－=== NaTMO2，B为电池的负极，放电时硬碳中的钠失电子变为钠离子脱落，然后向正极迁移，NaxC－xe－===C＋xNa＋，正极反应＋负极反应可得总反应为Na1－xTMO2＋NaxC === NaTMO2＋C，D正确。
2. C　解析：X为阴离子交换膜，Y为质子交换膜，A正确；通电一段时间后，因阳极区水消耗Na2SO4溶液浓度变大，B正确；Ⅰ为阴极，电极反应为Cu2+＋2e－===Cu，C错误；当0.01 mol Fe2O3溶解时，消耗0.06 mol H＋，按2H2O－4e－===O2↑＋4H＋可知至少产生0.015 mol O2，即336 mL气体（标准状况下，不考虑气体溶解） ，D正确。
3. B　解析：a极为负极，b极为正极，为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即Cl－移向a极，则隔膜X为阴离子交换膜，Na＋需要移向b极，则隔膜Y为阳离子交换膜，A正确；a极为负极，CH3COO－失去电子被氧化产生CO2，同时产生H＋，则结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，由于隔膜X是阴离子交换膜，所以阻碍生成的H＋向正极移动，B错误；根据上述分析可知，a极为负极，b极为正极，C正确；当电路中转移1 mol电子时，会有1 mol Na＋进入b极室形成1 mol NaOH，其质量是40 g，D正确。
4. D　解析：放电时，负极室生成的锂离子通过锂超离子导电隔膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒，则左侧锂离子浓度会基本保持不变，A正确；充电时，电极B作电解池的阳极，I在阳极失去电子发生氧化反应生成单质碘，电极反应式为2I—2e－===3I2，B正确；当外电路电流为0时说明碘完全反应转化为I，向储液罐中注入氯化铁和盐酸混合溶液，铁离子能将I氧化为单质碘，使碘在正极上放电，起到快速充电的作用，使电池重新工作，C正确；锂超离子导电隔膜只允许锂离子通过，不允许钾离子通过，D错误。
5. A　解析：膜a、b均为阳离子交换膜，A正确；双极膜解离出的H＋在双极膜的左侧，B错误；碱室1和碱室2的NaOH溶液循环使用，副产品还有氢气和氧气，C错误；外电路有2 mol电子通过，盐室中有2 mol Na＋移向碱室1，双极膜中有2 mol H＋移向盐室，即得到1 mol H2SO4，D错误。
6. C　解析：根据分析，左边电极反应产生H＋，右边电极反应消耗H＋，所以A为质子交换膜，H＋从膜的左边向右边移动，即H＋由负极移向正极，A错误；该系统处理废水的同时将化学能转化为电能，没有电能转化为化学能的过程，B错误；根据两电极反应，相同条件下，两极得失电子数相等，产生的CO2与N2的物质的量比为5∶1，C正确；好氧微生物反应器中发生反应：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O，溶液的pH下降，D错误。
7. C　解析：O2含量越高，单位时间内转移电子数越多，电位计读数越大，A正确；每0.1 mol O2参与反应，转移0.4 mol电子，则消耗0.4 mol Ag，质量为0.4 mol×108 g·mol-1＝43.2 g，B正确；根据分析可知，多孔石墨电极上的电极反应式为I2＋2Ag＋＋2e－===2AgI，C错误；由上述分析可知，传感器工作过程中，银电极被消耗，传感器中总反应为I2＋2Ag===2AgI，因此RbAg4I5质量不会发生变化，即Ag＋的量保持不变，D正确。
8. A　解析：连接K1时，甲池中石墨为阴极，发生还原反应，Fe电极为阳极，Fe失去电子变为Fe2+，通入的O2将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+与PO反应生成FePO4，故铁电极附近总反应为4Fe2+＋O2＋4H＋＋4PO===4FePO4↓＋2H2O，A正确；金属锂能与水反应，所以电解质a不能是水溶液，B错误；连接K1时，甲池为电解池，铁电极是阳极，发生氧化反应，石墨电极为阴极，发生还原反应，C错误；连接K2，给乙池充电，电极b为阳极，电极反应式为LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋，D错误。
9. A　解析：锂能与水反应，所以该电池不可能采用水性电解液，A错误；放电时，a电极为正极，电极反应式可能为3Li2S8＋2Li＋＋2e－===4Li2S6，B正确；放电时，b电极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li－e－===Li＋，则锂电极减少2.8 g，外电路中通过电子的物质的量为＝0.4 mol，C正确；充电时，电池总反应为 8Li2Sx===16Li＋xS8(2≤x≤8)，D正确。
10. C　解析：由图可知，F室得到浓氢氧化钠，则电极反应为2H2O＋2e－ ===2OH－＋H2↑，发生还原反应为阴极，则电极N为负极，A正确；E室为阳极室，反应为2H2O－ 4e－ ===4H＋＋O2↑，生成氢离子通过a膜进入产品室，原料室中B(OH)通过b膜进入产品室，产品室中的反应为B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2O，生成产品硼酸，B正确；由B项分析可知，原料室中B(OH)通过b膜进入产品室，b膜为阴离子交换膜，C错误；由AB项分析可知，每生成1 mol H3BO3，F室生成0.5 mol H2、E室生成0.25 mol O2，则两极共生成标准状况下气体0.75 mol，体积为16.8 L, D正确。
11. D　解析：正极电势高于负极电势，由表中数据和图示可知，当甘汞电极作正极，正极得电子，盐桥中的阳离子移向甘汞电极，当甘汞电极作负极时，负极失电子，盐桥中的阴离子移向甘汞电极，A错误；若M为Cu，则甘汞电极为负极，铜作正极，正极得电子，电解反应式为Cu2+＋2e－===Cu，B错误；当甘汞电极作负极时失电子，电极反应式为2Hg＋2Cl－－2e－===Hg2Cl2，但当甘汞电极作正极时得电子，电极反应式为Hg2Cl2＋2e－===2Hg＋2Cl－，C错误；当甘汞电极作负极时失电子，电极反应式为2Hg＋2Cl－－2e－===Hg2Cl2，为保证溶液呈电中性，盐桥的氯离子移向甘汞电极，因此测定过程中，甘汞电极内部KCl晶体可能增多，D正确。
12. B　解析：根据图示，a极发生反应H2O－e－===·OH＋H＋，a接电源的正极，A错误；a极生成的氢离子通过离子交换膜进入硫酸钠溶液，所以为阳离子交换膜，B正确；b是阴极，阴极电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；a极苯酚最终被氧化二氧化碳，生成6 mol二氧化碳转移28 mol电子，转移1.4 mol电子生成0.3 mol二氧化碳；b极氢离子得电子生成氢气，每转移1.4 mol电子生成0.7 mol氢气，两极室共产生1 mol气体，在标准状况下的体积是22.4 L，D错误。
13. A　解析：b为电源负极，A错误； 阳极产生氯气，氯气与水反应生成次氯酸和HCl，HClO能将有机物氧化为二氧化碳和水，HClO自身被还原为氯离子，Cl－可以循环利用，B正确；阴极放电产生氢氧根离子，氢氧根离子与碳酸氢根离子生成碳酸根离子，钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙，氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁，C正确； a极反应产生Cl2，氯气与水反应生成次氯酸为可逆反应，次氯酸将有机物CO(NH2)2氧化生成N2，通过消耗CO(NH2)2的量计算得到氯气的量小于反应生成的氯气的量，则消耗1 mol CO(NH2)2生成N2时，转移6 mol电子，铂电极N处产生的H2应大于3 mol，D正确。
14. (1) KCl　(2) 石墨　(3) 0.09 mol·L-1
(4) Fe3+＋e－===Fe2+　Fe－2e－=== Fe2+　Fe3+　Fe2+　Fe　Fe2+　(5) 取少量活化后溶液，滴入KSCN溶液，若溶液未变红，证明活化反应完成