专题21原电池--2025年高三化学一轮复习【专题专练】（含解析）

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专题21原电池--2025年高三化学一轮复习【专题专练】（含解析）
1．已知：氧化还原反应可看成由两个半反应组成，每个半反应具有一定的电极电势(用“E”表示)，E越大则该电对中氧化型物质的氧化性越强，E越低则该电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电极的电极电势。根据表格数据分析，下列说法中错误的是
氧化还原电对(氧化型/还原型) 电极电势(E/V) 氧化还原电对(氧化型/还原型) 电极电势(E/V)
0.77 1.36
(或) 1.69 0.151
1.51 0.54
下列说法错误的是
A．向含0.2molFeCl2的溶液中加0.1molPbO2，滴加KSCN溶液，可观察到溶液变红
B．往淀粉-KI溶液中滴加SnCl4溶液，溶液不变蓝
C．还原性：
D．酸化高锰酸钾溶液时，可使用盐酸
2．下列装置或操作能达到实验目的的是
A．实验甲(部分夹持仪器已略去)：加热烘干，达到使容量瓶快速干燥的目的
B．乙：利用牺牲阳极的阴极保护法来保护钢铁输水管
C．图丙浓硫酸与萤石(主要成分为CaF2)加热制备HF
D．用装置丁制备氢氧化铁胶体
3．科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是
A．充电时，向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应
C．放电时，正极反应有
D．放电时，电极质量减少，电极生成了
4．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A．电池工作时，发生氧化反应
B．电池工作时，通过隔膜向正极移动
C．环境温度过低，不利于电池放电
D．反应中每生成，转移电子数为
5．一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时，下列叙述错误的是
A．电池总反应为
B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入
D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
6．(熔融碳酸盐燃料电池，装置如图所示)以多孔陶瓷基质中悬浮的熔融碳酸盐作为电解质，甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气由两种常见的可燃性气体组成。下列说法错误的是
A．负极的电极反应式之一为
B．装置甲中放置碱石灰，除去电极反应中产生的水和二氧化碳
C．电池工作时，电子由电极经负载流向电极，由电极移向电极
D．长期高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，从而降低电池的寿命
7．我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：
C．充电时，阴极被还原的主要来自
D．放电时，消耗，理论上转移电子
8．环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示：
已知：
下列说法错误的是
A．Pt电极接电源正极
B．制备1mol环氧乙烷，Ni电极区产生2molH2
C．Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
9．某化学兴趣小组在三颈烧瓶中模拟雷雨条件下氮气和氧气反应，利用伽伐尼式氧气传感器测量反应过程中O2含量，实验装置、氧气含量及氧气传感器结构如图所示。已知三颈烧瓶高压放电过程中有大量等活性氧产生。下列说法错误的是
A．该传感器工作时Pt电极电势高于Pb电极
B．工作时Pb电极反应为
C．高压放电时，与O2均参与电极反应，导致氧气传感器数值异常增大
D．当空气中存在较多Cl2时，氧气传感器测量数值偏小
10．零价铝是一种应用于环境修复的极有潜力的两性金属材料。可用于处理近中性溶液中硝酸盐。下列叙述正确的是
A．反应过程中，电子由AC材料流向零价铝
B．若有生成，对应电极反应为：
C．若消耗零价铝最多可以处理
D．若表面生成了致密的，能提高去除率
11．某科研小组设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，装置如图所示，下列叙述错误的是
A．“厌氧阳极”的电极反应方程式为
B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大
C．该电池工作中“好氧阴极”和“缺氧阴极”之间存在着对电子的竞争作用
D．若“好氧阴极”完全生成，向该电极输送4 mol电子时消耗的标准状况下的体积为44.8 L
12．为实现的资源化利用与电能储存，设计如图所示的三室隔膜电解装置(阴极室中注入溶有大量且含有少量水的有机复合电解液)，该装置将还原为CO，同时得到副产物和碳酸氢盐。下列说法错误的是
A．离子交换膜a为阴离子交换膜 B．阳极反应式：
C．浓度：食盐水1>食盐水2 D．每通过2mol，消耗22.4L
13．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是
A．脱氧过程是吸热反应
B．脱氧过程中铁电极反应为：
C．脱氧过程中碳电极上发生还原反应
D．含有铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气(标准状况)
14．下列说法正确的是
A．用图甲装置可以除去中的并干燥
B．用图乙装置可以鉴别溶液和溶液
C．用图丙装置可以测定中和反应的反应热
D．用图丁装置可以验证牺牲阳极法保护金属
15．下列实验装置或操作正确的是
A．用于制备乙酸乙酯 B．干燥
C．分离四氯化碳与苯 D．组装原电池
A．A B．B C．C D．D
16．Adv. Mater.报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电极产生电子()和空穴()，下列有关说法正确的是
A．光催化装置中溶液的增大
B．整套装置转移0.2mol，光催化装置生成2.24L气体
C．电催化装置阳极电极反应式：
D．离子交换膜为阴离子交换膜
17．为研究电化学原理，设计如图所示实验装置，实验过程中电流计指针持续偏转。下列叙述错误的是
A．左侧导管内的红色水柱缓缓上升，锌发生吸氧腐蚀
B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，表面变得粗糙无光泽
C．正极反应为O2+2H2O+4e =4OH ，正极附近溶液pH增大
D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，则电路中转移0.004mol电子
18．某电池以和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。该电池总反应：。下列说法正确的是
A．电池工作时向负极迁移
B．正极反应式为
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D．电子由Zn电极流出，经KOH溶液流向正极
19．一种新型双功能催化剂电池的工作原理及催化路径如图所示。*R表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是
A．放电时，b极电势高于a极
B．放电时，与起始相比右室n(OH-)减少
C．充电时，决速步反应为
D．充电时，a极电极反应式
20．恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
下列说法错误的是
A．AB段pH越大，析氢速率越大
B．AD段负极反应式为
C．BC段正极反应式主要为
D．DE段溶液pH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
21．全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图。当完成储能时，右端储液罐溶液为紫色。下列说法错误的是
离子种类
颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色
A．放电时，正极颜色由黄色→蓝色
B．放电时，由电极A→电极
C．充电时，总反应为
D．充电时，阳极反应为
22．某课题组报道了一种两相无膜Zn/PTZ（吩噻嗪）电池，电解液中的在水层和层之间迁移，工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，正极的电极反应式为
B．放电时，每转移，水层（包括电极）质量减轻145g
C．充电时，由向水层迁移
D．电池在充、放电过程中不能上下颠倒位置
23．石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子（）和空穴（），其制氧效果优越。原理如下图所示。下列叙述正确的是
A．放电时电势高低：aB．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a
C．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
D．放电时存在反应：
24．近期我国科学家报道了一种低成本高储能液流电池，其工作原理如下图。下列说法中错误的是
A．电极M为正极
B．离子交换膜应选用阳离子交换膜
C．电极N上发生反应的电极反应为
D．理论上N电极质量减少，电路中转移的电子数目为
25．亚氯酸钠是一种重要的含氯消毒剂。马蒂逊法制备亚氯酸钠的流程如图，下列说法错误的是
A．反应①阶段，参加反应的和的物质的量之比为2：1
B．反应②条件下，的氧化性大于
C．反应②中的可用代替
D．若反应①通过原电池来实现，则是正极产物
26．一种利用金属磷化物作为催化剂，将CH3OH转化成甲酸钠的电化学示意图如下，阴极生成和一种气体。下列说法错误的是
A．b为电源正极
B．Na+由右侧室向左侧室移动
C．阴极的电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO+H2↑
D．理论上，当电路中转移时，阴极室质量增加134g
27．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碳酸氢钠：
B．碱性锌锰电池工作时正极反应：
C．将少量通入NaClO溶液中：
D．向乙二醇溶液中加入足量酸性高锰酸钾溶液：
28．近年研究发现，电催化和含氮物质等)在常温常压下合成尿素，有助于实现“碳中和”及解决含氮废水污染问题。用铅酸蓄电池作电源，向含有一定浓度的酸性废水中通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。下列说法正确的是
A．d为电源正极，该电极反应式为
B．为提高溶液导电性，电极区溶液中可加入少量氯化钠
C．当电极区生成尿素时，电极区质量减少
D．每转化为尿素就有由极区迁移到极区
29．金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：
下列说法正确的是
A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子
B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：
C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
30．可用于“接触法”制，因在催化剂表面与接触得名，部分反应过程如图1。也可以利用电化学原理来制备硫酸，如下图2(质子交换膜仅允许通过)。
下列说法正确的是
A．和都属于酸性氧化物，通入溶液中都会产生白色沉淀
B．“接触法”中增大的浓度可明显提高的生成速率和的平衡转化率
C．图2中正极区溶液pH可能不变
D．若的通入速率(标准状况)，为维持浓度不变，理论上左侧水流入速率为
参考答案：
1．D
【详解】A．由题干标准数据可知，(或)的电极电势大于的，说明PbO2的氧化性强于Fe3+，则向含0.2molFeCl2的溶液中加0.1molPbO2，Fe2+被氧化，故滴加KSCN溶液，可观察到溶液变红，A正确；
B．由题干标准数据可知，的电极电势大于的，则往淀粉-KI溶液中滴加SnCl4溶液，I-不能被Sn4+氧化，故溶液不变蓝，B正确；
C．由题干标准数据可知，电极电势：＞＞，故可得出还原性：，C正确；
D．由题干标准数据可知，电极电势： ＞，即高锰酸根离子能够将Cl-氧化为Cl2，故酸化高锰酸钾溶液时，不可使用盐酸，应该使用硫酸，D错误；
故答案为：D。
2．B
【详解】A．容量瓶不能加热，容量瓶中有少量水对溶液配制无影响，不用干燥，故A错误；
B．将要保护的钢铁输水管与更活泼的镁用导线连接，形成的原电池中镁作负极被腐蚀，钢铁输水管作正极被保护，利用了牺牲阳极的阴极保护法来保护钢铁输水管，故B正确；
C．浓硫酸与萤石(主要成分为CaF2)生成的硫酸钙为微溶物，阻止反应进一步进行，不能制备HF，故C错误；
D．饱和氯化铁溶液与氢氧化钠溶液加热生成氢氧化铁沉淀，应将饱和氯化铁溶液逐滴滴加到沸水中，继续煮沸至液体呈红褐色，即得氢氧化铁胶体，故D错误；
故答案为：B。
3．C
【分析】Zn具有比较强的还原性，具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以电极为正极，Zn电极为负极，则充电时电极为阳极、Zn电极为阴极。
【详解】A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即向阴极方向迁移，A不正确；
B．放电时，负极的电极反应为，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；
C．放电时电极为正极，正极上检测到和少量，则正极上主要发生的电极反应是，C正确；
D．放电时，Zn电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应可知，若正极上只有生成，则生成的物质的量为0.020mol，但是正极上还有生成，因此，的物质的量小于0.020mol，D不正确；
综上所述，本题选C。
4．C
【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。
【详解】A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；
B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误；
C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；
D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误；
故选C。
5．C
【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。
【详解】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确；
B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；
C．根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；
D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。
综上所述，本题选C。
6．B
【分析】甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气由两种常见的可燃性气体组成，说明这两种气体为和，因此电极A为负极，电极B为正极。
【详解】A．负极的电极反应式之一为，A项正确；
B．装置甲的作用是干燥二氧化碳，在正极参与电极反应，循环利用，B项错误；
C．电极为负极，电池工作时，电子由电极流向电极，在电极生成，在电极消耗，所以由电极移向电极，C项正确；
D．多孔陶瓷基质与碳酸钠在高温下反应，因此长期高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，D项正确；
故答案选B。
7．C
【分析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为；正极上发生，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为。
【详解】A．标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由提供孤电子对、提供空轨道形成的配位键，A正确；
B．由以上分析可知，该电池总反应为，B正确；
C．充电时，阴极电极反应式为，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；
D．放电时，负极的电极反应式为，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol电子，D正确；
综上所述，本题选C。
【点睛】
8．B
【分析】
由题给信息：“ ”可知，在Pt电极，Br-失电子生成Br2，然后与水反应的产物再与CH2=CH2发生反应，所以Pt电极为阳极，Ni电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。
【详解】A．由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，故A正确；
B．由题意可知，生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol溴，则由得失电子数目守恒可知，阴极上生成氢气的物质的量为1mol，故B错误；
C．由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴，通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br，Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br，故C正确；
D．由分析可知，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，故D正确；
故选B。
9．D
【分析】该装置构成原电池，工作电极为Pb/PbO，则电池工作时Pb失电子生成PbO，Pb电极作负极，则Pt电极作正极。
【详解】A．由分析可知，该传感器工作时，Pb电极作负极，Pt电极作正极，则Pt电极电势高于Pb电极，A正确；
B．工作时Pb失电子产物与电解质反应，生成PbO等，电极反应为，B正确；
C．三颈烧瓶高压放电过程中，有大量等活性氧产生，则高压放电时，与O2均参与电极反应，导致氧气传感器数值异常增大，C正确；
D．当空气中存在较多Cl2时，氯气会得到电子参与反应，则氧气传感器测量数值偏大，D错误；
故选D。
10．C
【分析】该装置可视为原电池装置，其中零价铝作负极，AC材料作正极，负极铝失去电子生成铝离子，正极在得电子生成N2，据此分析解答。
【详解】A．由图可知在AC材料上得电子生成N2，则零价铝在AC材料上应失电子，电子由零价铝向AC材料流动，再由AC材料流向，故A错误；
B．若有生成，对应电极反应为：，故B错误；
C．消耗即0.2mol零价铝时，转移0.6mol电子，结合半反应：，可知此时消耗，故C正确；
D．若表面生成了致密的，阻止Al失去电子，降低去除率，故D错误；
故选：C。
11．D
【分析】由题干微生物燃料电池示意图可知，电子从厌氧阳极流出，即葡萄糖在厌氧阳极上失去电子，生成CO2，则该电极反应为，电子转移到左侧的缺氧阴极上，得到电子并结合阳极产生的H+，生成NO2和H2O，NO2能够进一步得到电子结合H+，生成N2和H2O，电极反应分别为：+e-+2H+=NO2↑+H2O，2NO2+8e-+8H+=N2+4H2O，电子转移到好氧阴极，则可能是O2得到电子，发生的电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，同时O2还可能氧化生成，甚至还可以进一步被O2氧化成，反应方程式为：2+3O2=2+2H2O+4H+，2+O2=2，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，“厌氧阳极”的电极反应方程式为，故A正确；
B．由分析可知，电池工作时，“缺氧阴极”电极的电极反应为：+e-+2H+=NO2↑+H2O，2NO2+8e-+8H+=N2+4H2O，故其电极附近的溶液中H+浓度减小，pH增大，故B正确；
C．由分析可知，该电池工作中厌氧阳极的电子同时转移到“好氧阴极”和“缺氧阴极”中，故“好氧阴极”和“缺氧阴极”之间存在着对电子的竞争作用，在“好氧阴极”上电极上得电子也可以将O2还原，同时也可以被O2氧化，即和电极之间存在着对O2的竞争，故C正确；
D．若“好氧阴极”1mol完全生成则反应中转移了8mol电子，此时转移的电子是发生在和O2之间，消耗了2molO2，即此时并未向该电极输送电子，则该区消耗的O2在标准状况的体积约为2mol×22.4L/mol=44.8L，故D错误；
答案选D。
12．D
【分析】阴极CO2得电子转化为CO，电极反应式为，阳极失电子转化为Cl2，电极反应式为，装置要得到副产物Cl2和碳酸氢盐，故阴极产生的碳酸氢根离子和阳极电解液中的钠离子进入中间室，则a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜。
【详解】A．根据分析可知，阴极产生的碳酸氢根离子进入中间室，则a为阴离子交换膜，A正确；
B．根据分析可知，阳极反应式：，B正确；
C．由于阳极区产生氯气消耗氯离子且钠离子向中间室迁移，故氯化钠浓度减小，浓度：食盐水1>食盐水2，C正确；
D．根据电极反应：，每通过2mol，消耗标准状况下67.2L，D错误；
答案选D。
13．C
【分析】Fe、C和NaCl溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，Fe易失电子作负极，C作正极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+、正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，生成的亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，根据电极反应以及电子守恒进行计算即可；
【详解】A．该装置构成原电池，原电池反应为放热反应，所以去脱氧过程为放热反应，故A错误；
B．脱氧过程中铁作原电池负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故B错误；
C．C作正极，正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，发生的是还原反应，故C正确；
D．负极反应式为Fe-2e-=Fe2+、正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，铁粉最终失去的电子为0.06mol，吸收的氧气的物质的量0.015mol，为，故D错误。
答案选C。
14．B
【详解】A．能与Na2SO3溶液反应，应选饱和NaHSO3溶液除去HCl，故A错误；
B．溶液能与苯酚反应生成苯酚钠和，浊液变澄清，溶液不能与苯酚反应，仍为浊液，可鉴别，故B正确；
C．铜丝搅拌器可传导热量，造成热量损耗，会使中和反应的反应热测定值偏差，故C错误；
D．构成原电池时Zn为负极，Fe为正极，负极上Zn失电子生成Zn2+，正极上H+得电子生成H2，但K4[Fe(CN)6]用于检验Fe3+，即便Fe失电子生成Fe2+，铁电极附近仍无现象，所以不能验证牺牲阳极的阴极保护法，故D错误；
故选B。
15．B
【详解】A．乙酸乙酯是用乙醇和乙酸在浓硫酸催化下加热制备的，乙醇和乙酸是液态，试管口不能向下倾斜，A错误；
B．无水硫酸铜可以吸收水蒸气变为硫酸铜晶体，CO2与硫酸铜不反应，U形管中的无水硫酸铜可以干燥CO2，B正确；
C．用蒸馏分离四氯化碳和苯，无需用毛细管平衡压强，同时苯蒸气有毒，应当做好装置密封，C错误；
D．双液原电池缺少盐桥，不能形成闭合回路，D错误；
本题选B。
16．C
【分析】由图可知，电催化装置中，与直流电源负极相连的左侧电极为电解池的阴极，碘三离子在阴极得到电子发生还原反应生成碘离子，右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，破坏水的电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极；光催化装置中，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，碘离子得到空穴发生氧化反应生成碘三离子。
【详解】A．由分析可知，光催化装置中，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，溶液中的氢离子浓度减小，A错误；
B．未指明气体是否处于标准状况，不能用气体摩尔体积计算，B错误；
C．右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，电极反应：，C正确；
D．由分析可知，电催化装置中，右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，破坏水的电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极，D错误；
答案选C。
17．D
【分析】左侧锥形瓶为原电池装置，锌为原电池负极，浸没在ZnSO4溶液中的铜丝作正极，右侧烧杯为电解池，浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，浸没在CuSO4溶液中的右侧铜作阴极。
【详解】A．若左侧锌发生吸氧腐蚀，则锥形瓶内气压减小，左侧红墨水在外界大气压作用下被压入红色水柱，左侧导管内的红色水柱缓缓上升，A正确；
B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，与原电池正极相连，表面变得粗糙无光泽，B正确；
C．正极反应为O2+2H2O+4e =4OH ，正极附近溶液pH增大，碱性增强，C正确；
D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，则电路中转移0.002mol电子，D错误。
故选D。
18．A
【分析】电池以和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液，根据电池总反应，Zn发生氧化反应，作负极，发生还原反应，作正极。
【详解】A．电池工作时阴离子OH-向负极迁移, A正确；
B．KOH溶液为电解质溶液，则正极电极方程式：，B错误；
C．根据电池总反应：，该电池放电过程中电解质溶液浓度增大，C错误；
D．电子从负极流出经导线流向正极，电子不能流入电解质溶液，D错误；
答案选A。
19．B
【分析】由题干装置图可知，放电时，锌失去电子，作负极即a为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，b为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，放电时，a极为负极，b极为正极，则b极电势高于a极，A正确；
B．由分析可知，放电时，b为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，根据电荷守恒可知，每生成4molOH-电路上转移4mol电子，则有4molOH-移向负极，故与起始相比右室n(OH-)不变，B错误；
C．由反应活化能越大反应速率越慢，多步反应中速率最慢的一步为决速步骤并结合题干图示信息可知，充电时，决速步反应为，C正确；
D．由分析可知，放电时，a为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，则充电时，a极为阴极，其电极反应式为，D正确；
故答案为：B。
20．A
【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。
【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，pH越大，氢离子浓度越小，析氢速率越小，A错误；
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，正极上氧气得电子生成水，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C正确；
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A。
21．B
【分析】由题干信息可知，当完成储能时，右端储液罐溶液为紫色，即充电完成后右端储液罐主要为V2+，说明充电时右端发生的电极反应为：V3++e-=V2+，还原反应，即右端为阴极，则有左端为阳极，发生氧化反应，电极反应为：VO2++H2O-e-=+2H+，故放电时，中V的化合价为+5，VO2+的化合价为+4，由图可知，正极上发生得电子的还原反应生成VO2+，负极上V2+发生失电子的氧化反应生成V3+，正极反应为+2H++e-═VO2++H2O，负极反应为V2+-e-═V3+，则总反应为+V2++2H+═VO2++V3++H2O，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。
【详解】A．放电时，正极反应为+2H++e-═VO2++H2O，故正极颜色由黄色→蓝色，A正确；
B．放电时，电极A为正极，电极B为负极，故由电极B→电极A，B错误；
C．由分析可知，充电时，总反应为，C正确；
D．由分析可知，充电时，阳极反应为，D正确；
故答案为：B。
22．D
【分析】由图可知，Zn比石墨活泼，则Zn电极作原电池的负极，石墨毡所在电极b作正极，负极上Zn失电子生成Zn2+，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极上PTZ+得电子生成PTZ，正极反应式为PTZ++e-═PTZ，充电时为电解池，原电池的正负极与电源的正负极相接、作阳阴极，阴阳极反应与负正极反应相反，并且阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，据此分析解答。
【详解】A．放电时为原电池，正极上PTZ+得电子生成PTZ，正极的电极反应式为PTZ++e-=PTZ，故A错误；
B．放电时为原电池，阴离子移向负极，即每转移1mol电子，正极区有1mol移向负极区，水层质量增重为65g×+1mol×145g/mol=177.5g,故B错误；
C．充电时为电解池，Zn电极作阴极，石墨毡所在电极作阳极，阴离子移向阳极，即由水层向CH2Cl2层迁移，故C错误；
D．CH2Cl2和水不互溶，密度比水大，可以将正极与负极隔开，倒置会引起电池内部短路，故D正确；
故选：D。
23．C
【分析】由图可知，放电时Zn在b电极失去电子生成，则b为负极，a为正极。
【详解】A．由分析可知，b为负极，a为正极，放电时电势高低：a>b，A错误；
B．由分析可知，b为负极，a为正极，放电时，电子流向：b→导线→a，B错误；
C．石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子（）和空穴（），驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，则充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，C正确；
D．由图可知，放电时，O2在正极得到电子生成H2O，电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O，D错误；
故选C。
24．B
【详解】A．由浓稀溶液变化分析可知电极M为正极，碘单质在M极上发生反应得电子生成I ，A项正确；
B．离子交换膜应选用阴离子交换膜，使正极区生成的向负极区移动，B项错误；
C．根据电极反应原理判断负极（电极N）上发生氧化反应，电极反应式为，C项正确；
D．根据得失电子守恒可知理论上N电极质量减少，即生成Na+ 1mol，电路中转移的电子数目为，D项正确；
本题选B。
25．C
【详解】A．根据流程图反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4，根据化合价升降相等可得NaClO3和SO2的物质的量之比为2：1，故A正确；
B．据流程图反应②ClO2与H2O2反应的变价情况，ClO2做氧化剂，H2O2做还原剂，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，故B正确；
C．据流程图反应②，在ClO2与H2O2的反应中，ClO2转化为NaClO2氯元素的化合价降低，做氧化剂；H2O2只能做还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO4代替H2O2，故C错误；
D．由反应①化合价变化情况，再根据原电池正极表面发生还原反应，所以ClO2是正极产物，故D正确；
故选C。
26．D
【分析】由CH3OH制取HCOONa，C元素由-2价升高到+2价，则右侧电极为阳极，b电极为正极；左侧电极为阴极，a为负极。
【详解】A．由分析可知，右侧为阳极，电极发生氧化反应，与电源正极相连，则b为电源正极，A正确；
B．阴极的电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO+H2↑，阳极的电极反应式为，根据电极反应式的离子消耗与生成情况可知，由阳极向阴极移动，即由右侧室向左侧室移动，B正确；
C．由B选项可知，阴极的电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO+H2↑，C正确；
D．当电路中转移2mole-时，根据，吸收n(CO2)=n(e-)=2mol，生成n(H2)=1mol，定向移动到阴极的n(Na+)=n(e-)=2mol，则阴极室增加的质量m=m(CO2)+m(Na+)-m(H2)=2mol×44g/mol+2mol×23g/mol-1mol×2g/mol=132g，D错误；
故选D。
27．C
【详解】
A．酚羟基酸性小于碳酸，不会和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，离子方程式为，A错误；
B．碱性锌锰电池中二氧化锰作正极，正极上得电子发生还原反应，正极反应式为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，B错误；
C．少量二氧化硫通入次氯酸钠溶液中，发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子，同时过量的次氯酸根离子和氢离子反应生成弱酸次氯酸，离子方程式为，C正确；
D．乙二醇溶液加入足量酸性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+2+6=2+2CO2↑+6H2O，D错误；
故选C。
28．C
【分析】从电池结构中有电源可知，该电池是电解池，从该电池的H+的移动方向可知，H+从b电极向a电极移动，电解池中阳离子从阳极移向阴极，所以a电极是阴极，b电极是阳极，所以d电极为电源的正极，c电极为电源的负极，据此解答。
【详解】A．d电极为电源的正极，铅酸蓄电池作电源时的正极反应为：，故A错误；
B．b电极是阳极，加入少量氯化钠后氯离子先放电，会产生氯气，故B错误；
C．3.0g尿素的物质的量为=0.05mol，结合a极反应式，转移电子为0.8mol，b极的反应式为，转移0.8mol电子时，会消耗0.4molH2O，减少的质量为7.2g，故C正确；
D．电解池中阳离子从阳极移向阴极，H+从b电极向a电极移动，H+在a电极参与反应，由其电极反应式可知，每转化为尿素则转移的电子为16mol，通过质子交换膜有16molH+，故D错误；
故答案选C。
29．B
【详解】A．图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的，A不正确；
B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的放电外，海水中溶解的也会竞争放电，故可发生，B正确；
C．图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；
D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确；
综上所述，本题选B。
30．CD
【详解】A．和都属于酸性氧化物，通入溶液中不会产生白色沉淀，A错误；
B．增大的浓度可明显提高的生成速率，但平衡不移动，的平衡转化率不变，B错误；
C．通入O2一极是原电池的正极，电极反应式为:O2-4e-+4H+＝2H2O，负极室中的H+通过质子交换膜移动到正极，提供H+，同时左侧有水流流入，pH可能不变，C正确；
D．电池的总反应式为:2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4，1min内2.24L，n(SO2)＝0.1mol，消耗水0.1mol，生成硫酸的质量为:0.1molx98g/mol＝9.8g，消耗水的质量为:0.1mol×18g/mol＝1.8g，根据原H2SO4的浓度（50%）知需要稀释用水9.8g因此共需水9.8g+3.6g =13.4g，D正确；
故选CD。
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