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专题七 原电池、电解池工作原理及其应用（原卷版）
1.【2018新课标Ⅱ卷】 我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是
A. 放电时，ClO4－向负极移动
B. 充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C. 放电时，正极反应为：3CO2+4e ＝2CO32－+C
D. 充电时，正极反应为：Na++e ＝Na
2.【2018新课标Ⅰ卷13】最近我国科学家设计了一种，CO +H S协同转化装置，实现对天然气中CO 和H S的高效去除。示意图如右所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H S=2H++S+2EDTA+Fe +
该装置工作时，下列叙述错误的是（ ）
A.阴极的电极反应：CO +2H++2e-=CO+H O
B.协同转化总反应：CO +H S=CO+H O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe +/Fe3+取代EDTA-Fe +/EDTA-Fe3+，溶液需为酸性
3.【2018新课标Ⅰ卷7】硫酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一，采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是（ ）
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
4.【2018新课标Ⅲ卷】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C.充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D.充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1-）O2
5.【2018江苏卷7】下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO32 +CaSO4CaCO3+SO42
B. 酸化NaIO3和NaI的混合溶液：I +IO3 +6H+I2+3H2O
C. KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO +2Fe(OH)32FeO42 +3Cl +4H++H2O
D. 电解饱和食盐水：2Cl +2H+Cl2↑+ H2↑
6.【2018江苏卷10】 下列说法正确的是
A. 氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B. 反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应
C. 3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023
D. 在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快
7.【2018北京卷】下列化学用语对事实的表述不正确的是
A. 硬脂酸与乙醇的酯化反应：C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B. 常温时，0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1：NH3·H2O+OH
C. 由Na和C1形成离子键的过程：
D. 电解精炼铜的阴极反应：Cu2+ +2e Cu
8.【2018北京卷】验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。
① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是
A. 对比②③，可以判定Zn保护了Fe B. 对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D. 将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
9.【2018天津卷】下列叙述正确的是
A. 某温度下，一元弱酸HA的Ka越小，则NaA的Kh(水解常数)越小
B. 铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈
C. 反应活化能越高，该反应越易进行
D. 不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3
10.【2017江苏卷12】下列说法正确的是
A．反应N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)的ΔH < 0，ΔS >0
B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀
C．常温下，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+ )≤5.6×10-4 mol·L-1
D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023
11.【2017天津卷3】下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是
A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能
C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
12.【2017新课标Ⅱ卷11】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为：
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
13．【2017海南卷10】一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是
A．Pb电极b为阴极
B．阴极的反应式为：N2+6H++6e =2NH3
C．H+由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N2和H2
14．【2017新课标Ⅰ卷11】支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
15．【2017新课标Ⅲ卷11】全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
16.【2016新课标Ⅱ卷】Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是
A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+
B．正极反应式为Ag++e-=Ag
C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
17．【2016海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是
A．Zn为电池的负极
B．正极反应式为2FeO42 + 10H++6e =Fe2O3+5H2O
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D．电池工作时向负极迁移
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18．【2016天津卷】下列叙述正确的是( )
A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热(△H)
B．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度无关
C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生
D．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小
19．【2016上海卷】图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示
A．铜棒的质量 B．c(Zn2+)
C．c(H+) D．c(SO42-)
20．【2016北京卷】用石墨电极完成下列电解实验。
实验一 实验二
装置
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A．a、d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．b处：2Cl--2e-=Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
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21．【2016新课标1卷】三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是
A．通电后中间隔室的SO42－离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O 4e– = O2+4H+，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成
22．【2016新课标Ⅲ卷】锌 空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42－。下列说法正确的是（ ）
A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)42－
D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
23．【2016四川卷】某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：
Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是
A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6
C．充电时，若转移1 mol e-，石墨C6电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+x Li+
24．【2016浙江卷】金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是www.21-cn-jy.com
A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高
C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D．在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
25.【2017北京卷28】某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。
（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号 取样时间/min 现象
ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ 30 产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深
ⅲ 120 产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅
（资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）
② 对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；
假设c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：根据_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。
③ 下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ：装置如图。其中甲溶液是________，操作及现象是________________。
26．【2017天津卷7】．某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。
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专题七 原电池、电解池工作原理及其应用（原卷版）
1.【2018新课标Ⅱ卷】 我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是
A. 放电时，ClO4－向负极移动
B. 充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C. 放电时，正极反应为：3CO2+4e ＝2CO32－+C
D. 充电时，正极反应为：Na++e ＝Na
【答案】D
【解析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应，据此解答。
A. 放电时是原电池，阴离子ClO4－向负极移动，A正确；
B. 电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；
C. 放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2+4e ＝2CO32－+C，C正确；
D. 充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，
反应为2CO32－+C－4e ＝3CO2，D错误。
答案选D。
2.【2018新课标Ⅰ卷13】最近我国科学家设计了一种，CO +H S协同转化装置，实现对天然气中CO 和H S的高效去除。示意图如右所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H S=2H++S+2EDTA+Fe +
该装置工作时，下列叙述错误的是（ ）
A.阴极的电极反应：CO +2H++2e-=CO+H O
B.协同转化总反应：CO +H S=CO+H O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe +/Fe3+取代EDTA-Fe +/EDTA-Fe3+，溶液需为酸性
【答案】C
【解析】
A.在ZnO石墨烯上CO2转变为CO，发生还原反应，因此该电极是阴极，阴极电极反应式为：CO2 + 2H+ + 2e- = CO + H2O，A不符合题意。
B. 由图可知总反应市CO2+H2S=CO+H2O+S，B不符合题意。
C. 石墨烯是阳极，电势高于阴极，因此C符合题意。
D. 三价铁离子和亚铁离子再碱性环境中会形成沉淀，因此溶液需为酸性，因此D不符合题意。
故答案为:C
3.【2018新课标Ⅰ卷7】硫酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一，采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是（ ）
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
【答案】D
【解析】
A电池中的金属可以回收利用，电池丢弃，会造成土壤、水污染,A项不符合题意。
B由流程图知道，分别得到了偏铝酸钠溶液、氢氧化铁沉淀、碳酸锂沉淀,B项不符合题意。
C沉淀反应是向含有Li、P、Fe等滤液中加入碱液，能够形成沉淀的只有铁，之前加入了硝酸，
因此溶液中是Fe3+,C不符合题意。【21·世纪·教育·网】
D碳酸锂不溶于水，硫酸锂能溶于水,D项符合题意。
故答案为：D
4.【2018新课标Ⅲ卷】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C.充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D.充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1-）O2
【答案】D
【解析】
A.放电时，多孔碳材料为正极，锂电极为负极，A不符合题意；
B.中，放电时，外电路中电子由负极（锂电极）经导线流向正极（多孔碳材料电极），B项不符合题意；
C.充电时，阳离子（Li+）移向阴极（锂电极），C项不符合题意；
D. 充电过程和放电过程相反，该总反应书写符合题意，
故答案为：D。
5.【2018江苏卷7】下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO32 +CaSO4CaCO3+SO42
B. 酸化NaIO3和NaI的混合溶液：I +IO3 +6H+I2+3H2O
C. KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO +2Fe(OH)32FeO42 +3Cl +4H++H2O
D. 电解饱和食盐水：2Cl +2H+Cl2↑+ H2↑
【答案】A
【解析】
饱和Na2CO3溶液与CaSO4发生复分解反应生成更难溶于水的CaCO3，反应的离子方程式为CO32-+CaSO4CaCO3+SO42-，A项正确；
电荷不守恒，得失电子不守恒，正确的离子方程式为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O，B项错误；
在碱性溶液中不可能生成H+，正确的离子方程式为3ClO-+2Fe（OH）3+4OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O，C项错误；
D项，电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2，电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，D项错误；答案选A。
6.【2018江苏卷10】 下列说法正确的是
A. 氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B. 反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应
C. 3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023
D. 在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快
【答案】C
【解析】
氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达85%~90%，A项错误；B项，反应4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的ΔS0，该反应常温下可自发进行，该反应为放热反
应，B项错误；
C项，N2与H2的反应为可逆反应，3molH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子数小于6mol，转移电子数小于66.021023，C项正确；
D项，酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点是：条件温和、不需加热，具有高度的专一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低，淀粉水解速率减慢，D项错误；
答案选C。
7.【2018北京卷】下列化学用语对事实的表述不正确的是
A. 硬脂酸与乙醇的酯化反应：C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B. 常温时，0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1：NH3·H2O+OH
C. 由Na和C1形成离子键的过程：
D. 电解精炼铜的阴极反应：Cu2+ +2e Cu
【答案】A
【解析】
酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”，硬脂酸与乙醇反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O，A项错误；
常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1，溶液中c（OH-）=10-2.9mol·L-10.1mol·L-1，氨水为弱碱水溶液，电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-，B项正确；
Na原子最外层有1个电子，Na易失电子形成Na+，Cl原子最外层有7个电子，Cl易得电子形成Cl-，Na将最外层的1个电子转移给Cl，Na+与Cl-间形成离子键，C项正确；
电解精炼铜时，精铜为阴极，粗铜为阳极，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，D项正确；
答案选A。
8.【2018北京卷】验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。
① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是
A. 对比②③，可以判定Zn保护了Fe B. 对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D. 将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【答案】D
【解析】
对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含Fe2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2+，②中Fe被保护，A项正确；
①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+，对比①②的异同，①可能是K3[Fe（CN）6]将Fe氧化成Fe2+，B项正确；
对比①②，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2+，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C项正确；
D项，由实验可知K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化成Fe2+，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误；答案选D。
9.【2018天津卷】下列叙述正确的是
A. 某温度下，一元弱酸HA的Ka越小，则NaA的Kh(水解常数)越小
B. 铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈
C. 反应活化能越高，该反应越易进行
D. 不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3
【答案】B
【解析】
A．根据“越弱越水解”的原理，HA的Ka越小，代表HA越弱，所以A-的水解越强，应该是NaA的Kh(水解常数)越大。选项A错误。
B．铁管镀锌层局部破损后，形成锌铁原电池，因为锌比铁活泼，所以锌为负极，对正极铁起到了保护作用，延缓了铁管的腐蚀。选B正确。
C．反应的活化能越高，该反应进行的应该是越困难（可以简单理解为需要“翻越”的山峰越高，“翻越”越困难）。选项C错误。
D．红外光谱是用来检测有机物中的官能团或特定结构的，C2H5OH和CH3OCH3的官能团明显有较大差异，所以可以用红外光谱区分，选项D错误。
10.【2017江苏卷12】下列说法正确的是
A．反应N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)的ΔH < 0，ΔS >0
B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀
C．常温下，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+ )≤5.6×10-4 mol·L-1
D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023
【答案】BC
11.【2017天津卷3】下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是
A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能
C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
【答案】A
【解析】
硅太阳能电池主要是以半导体材料为基础，利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应，与氧化
还原反应无关；
B、锂离子电池工作时，涉及到氧化还原反应；
C、电解质溶液导电实质是电解的过程，与氧化还原反应有关；
D、葡萄糖供能时，涉及到生理氧化过程。
故选A。
12.【2017新课标Ⅱ卷11】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为：
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
【答案】C
【解析】本题考查电解原理的应用，在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，说明铝作阳极，因此电极方程式应是2Al 6e ＋3H2O=Al2O3＋6H＋，这就要求学生不能照搬课本知识，注意题干信息的挖掘。
根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A说法正确；
B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；
C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H＋放电，即2H＋＋2e =H2↑，故C说法错误；
D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。
13．【2017海南卷10】一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是
A．Pb电极b为阴极
B．阴极的反应式为：N2+6H++6e =2NH3
C．H+由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N2和H2
【答案】A
【解析】本装置是电解池，目标是N2+3H2=2 NH3，依据电解池工作原理分析,首先判断阴阳两极，阴极连接电源的负极，阴极上得到电子化合价降低，发生还原反应，然后判断电极材料，惰性电极还是活动性金属作电极，活动性金属作阳极，活动性金属先失电子，如果是惰性材料作阳极，则是还原性强的阴离子先失电子，氧化性强的离子在阴极上得电子。
Pb电极b通入氢气，反应过程氢气失电子被氧化，因此反应是阳极反应，故A错误；
B.阴极发生还原反应，根据N2+3H2=2 NH3分析，氮气得电子被还原，因为氢离子导电，故阴极反应为N2+6H++6e =2NH3，故B正确；
C.．电解池中阳离子向阴极移动，故C正确；
D.陶瓷只允许氢离子通过，可以隔离N2和H2，故D正确。
故选A。
14．【2017新课标Ⅰ卷11】支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
【答案】C
【解析】本题使用的是 ( http: / / www.21cnjy.com )外加电流的阴极保护法,钢管桩与电源的负极相连，受到保护。本题难度较大，明确电化学原理及金属的防腐蚀原理是解答的关键，钢管桩表面腐蚀电流的理解是难点，注意题干信息的挖掘，即高硅铸铁为惰性辅助阳极，性质不活泼，不会被损耗。
外加强大的电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，故A正确；
B．通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，故B正确；
C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，故C错误；
D．外加电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，故D正确。
故选C。
15．【2017新课标Ⅲ卷11】全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
【答案】D
【解析】
A.电池工作时为原电池，其电解质中的阳离子向正极移动，根据图示中Li+移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，根据总反应可知正极依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应，故A正确；
B.原电池工作时，转移0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；
C.石墨能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；
D．电池充电时为电解池，此时电池反应为8Li2Sx =16Li+xS8（2≤x≤8），电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li越多，所以 Li2S2的量越来越少，故D错误。
16.【2016新课标Ⅱ卷】Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是
A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+
B．正极反应式为Ag++e-=Ag
C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
【答案】B
【解析】根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，
A.负极反应为：Mg-2e =Mg2+，A项正确
B.正极反应为：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，B项错误；
C.对原电池来说，在电池工作过程中，阴离子由正极移向负极，C项正确；
D.由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，D项正确；
答案选B。
17．【2016海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是
A．Zn为电池的负极
B．正极反应式为2FeO42 + 10H++6e =Fe2O3+5H2O
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D．电池工作时向负极迁移
【答案】A D
【解析】
根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；
B．KOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO42 +6e +8H2O =2Fe(OH)3+10OH ，错误；
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；
D．电池工作时阴离子OH 向负极迁移，正确；
故选A D。
18．【2016天津卷】下列叙述正确的是( )
A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热(△H)
B．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度无关
C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生
D．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小
【答案】D
【解析】
使用催化剂不能改变化学反应的反应热(△H) ，错误；
B．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度有关，氧气的浓度越大，腐蚀速率越快，错误；
C．原电池中发生的反应达到平衡时，两端就不存在电势差了，无法形成电压驱动电子移动，无法形成电流，错误；
D．根据Ksp的计算公式，二者化学式形式相似，在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小，正确；故选D。
19．【2016上海卷】图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示
A．铜棒的质量 B．c(Zn2+)
C．c(H+) D．c(SO42-)
【答案】C
【解析】该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。
在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；
B．由于Zn是负极，不断发生反应Zn-2e-=Zn2+，所以溶液中c(Zn2+)增大，错误；
C．由于反应不断消耗H+，所以溶液的c(H+)逐渐降低，正确；
D．SO42-不参加反应，其浓度不变，错误。
20．【2016北京卷】用石墨电极完成下列电解实验。
实验一 实验二
装置
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A．a、d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．b处：2Cl--2e-=Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
【答案】B
【解析】电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除Au、Pt、C之外的电极)，则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+，与金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反应原理是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。
a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是因为溶液中的氢离子得到电子生成氢气，破坏了水的电离
平衡，造成水中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液显碱性，故正确；
B、b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，产生氧气和氯气，氢离子浓度增
大，溶液显酸性，b处有变红现象，局部褪色是因为生成的氯气与水反应生成次氯酸有漂白性； 故错误；
C、c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，故正确；
D、实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池（一个球两面为不同的两极），m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极（n的背面），故相当于电镀，即m上有铜析出，正确。
21．【2016新课标1卷】三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是
A．通电后中间隔室的SO42－离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O 4e– = O2+4H+，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成
【答案】B
【解析】
电流从正极流出，负极流入，SO42－为阴离子，其移动方向应与电流相反，因此SO42－向正极区（阳
极）移动。正极区发生氧化反应，电极反应为2H2O 4e– = O2+4H+，则正极附近酸性增强，pH下降。故A项错误。
B、负极区（阴极）的电极反应为2H2O + 2e– = H2↑+2OH－，剩余OH－，中间区域的Na+迁移到负极区，得到NaOH；正极区的电极反应为2H2O 4e– = O2+4H+，余下H+，中间区域的SO42－迁移到正极区，得到H2SO4，故B项正确。
C、负极区发生还原反应：2H2O + 2e– = H2↑+2OH－，负极附近碱性增强，pH升高，故C错误。
D、由正极区的电极反应可知，转移电子与产生氧气的物质的量之比为4:1，因此转移1mol电子时会有0.25mol氧气生成，故D项错误。
因此，本题选B。
22．【2016新课标Ⅲ卷】锌 空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42－。下列说法正确的是（ ）
A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)42－
D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
【答案】C
【解析】充电是电解池，阳离子在阴极上放电，阴离子在阳极上放电，即阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，对可充电池来说，充电时原电池的正极接电源正极，原电池的负极接电源的负极，掌握原电池和电解池反应原理是本题解答的关键。
A 充电（电解池）时阳离子K+向阴极移动，故A错误;
B 充电（电解池）时的电池反应是原电池电池反应式的逆过程，电池的反应为
2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42－，所以c(OH–)增大，故B错误；
C 电极反应式的书写一般先写出还原剂（氧化剂）和氧化产物（还原产物），然后标出电子转移的数目，最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式，所以负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)42－，故C正确；
D 消耗标准状况下的氧气22.4L，相当于消耗1mol氧气，电路中对应转移4mol电子，故D错误；
23．【2016四川卷】某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：
Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是
A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6
C．充电时，若转移1 mol e-，石墨C6电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+x Li+
【答案】D
【解析】
A项，放电时，Li+在负极生成，由负极向正极迁移，正确；
B项，负极发生氧化反应，LixC6失去电子，电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6，正确；
C项中，充电时，总反应为LiCoO2+ C6=Li1-xCoO2+LixC6，石墨电极的电极反应式为，由反应关系可知，每转移1 mole-，生成1/x molLixC6，增重7 g，错误；
D项中，充电时，阳极发生氧化反应，其电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+,正确。
故选C。
24．【2016浙江卷】金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是
A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高
C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D．在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
【答案】C
【解析】
A.反应物接触面积越大，反应速率越快，所以采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，从而提高反应速率，故A正确；
B.电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多，假设质量都是1g时，这三种金属转移电子物质的量分别为Mg：Al： Zn：，所以Al-空气电池的理论比能量最高，故B正确；
C.正极上氧气得电子和水反应生成OH-，因为是阴离子交换膜，所以阳离子不能进入正极区域，则正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误；
D.负极上Mg失电子生成Mg2+，为防止负极区沉积Mg（OH）2，则阴极区溶液不能含有大量OH-，所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜，故D正确；
故选 C 。
25.【2017北京卷28】某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。
（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号 取样时间/min 现象
ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ 30 产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深
ⅲ 120 产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅
（资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）
② 对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；
假设c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：根据_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。
③ 下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ：装置如图。其中甲溶液是________，操作及现象是________________。
【答案】（2）Fe+2Fe3+=3Fe2+ 。②4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O 、白色沉淀
③0.05 mol·L-1 NaNO3溶液 、 FeCl2溶液（或FeSO4溶液）、按图连接好装置，电流表指针发生偏转，分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深。
【解析】
（2） ①过量的铁粉与Fe3+反应得到Fe2+；故答案是：Fe+2Fe3+=3Fe2+
②O2氧化Fe2+生成Fe3+的反应为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。加入KSCN溶液后产生白色沉淀AgSCN，
所以实验可以说明溶液中含有Ag+，故可以假设Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+；
故答案是：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后产生白色沉淀
③证明假设a、b、c错误，就是排除Ag+对实验的干扰，相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用0.05mol/LNaNO3溶液。原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假设d成立，则上述原电池能够产生电流，左侧溶液中生成的Fe3+遇到KSCN时红色会更深。
故答案是：0.05 mol·L-1 NaNO3溶液 FeSO4溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深
26．【2017天津卷7】．某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。
【答案】
（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液
CrO42-和Cr2O72- NaOH和H2
【解析】
（4）电解池中，离子做定向移动，利用电解原理，判断CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室；同时在电流作用下，两个电极发生氧化还原反应，阴极还原反应，氢离子放电，生成氢气，生成氢氧根离子，受阳离子交换膜阻挡，和从混合区域过来的钠离子生成氢氧化钠；阳极室发生氧化反应，水电离生成的氢氧根离子放电，生成氧气，同时阳极室有氢离子生成，在氢离子作用下，2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O，故分离后含铬元素的粒子是CrO42-和Cr2O72-
故答案为：在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液；CrO42-和Cr2O72-；
NaOH和H2。
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