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1、专题06 电化学原理应用一、 单选题（每小题4分，共100分）1. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。电极材料是金属锂和碳的复合材料碳作为金属锂的载体，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过，电池反应式为。下列说法正确的是 A. 放电时从左边移向右边，从右边移向左边B. 放电时，正极反应式为：C. 充电时极连接电源的负极，电极反应为D. 充电时电路中通过电子，产生【答案】B【解析】根据电池反应式知，为负极，反应式为，为正极，反应式为，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反。A.放电时，阳离子向正极移动，隔膜只允许通过，所以从左边移向右边，不发生移动，故A错误；
2、B.放电时，电极上失电子发生氧化反应，电极上得电子发生还原反应，正极反应式为，故B正确；C.充电时为阴极，连接原电池负极，该电极上得电子发生还原反应，电极反应式为，故C错误；D.充电时，阴极反应式为，通过电子生成，则通过电子生成，其质量为，故D错误。故选B。2. 铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是A. 正极的电极反应式为：B. 此过程中还涉及反应：C. 此过程中铜并不被腐蚀D. 此过程中电子从移向【答案】A【解析】根据图片知，水中溶解了氧气，铜、铁和水构成了原电池，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，发生吸氧腐蚀。 A.正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为
3、：，故A错误； B.负极上发生的电极反应式为：，正极上的电极反应式为：，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，反应方程式为：，故B正确； C.该原电池中铜作正极，原电池放电时，负极失电子容易被腐蚀，正极被保护，所以铜不被腐蚀，故C正确； D.该原电池放电时，外电路上电子从负极铁流向正极铜，故D正确； 故选：。3. 锂氟化碳电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 电子由极经用电器流向极B. 有机溶剂可能是羟基乙酸C. 正极上的电极反应式：D. 参与反应理论上转移电子【答案】B【解析】A.由图可知，为负极，则为正极，电子由负极极经用电
4、器流向正极极，故A正确；B.与羟基乙酸反应，有机溶剂不能是羟基乙酸，故B错误；C.正极上得电子，化合价降低，电极反应式：，故C正确；D.物质的量为，根据，参与反应理论上转移电子，故D正确。4. 如图为镁一次氯酸盐碱性燃料电池的工作原理图，下列有关说法错误的是A. 该燃料电池中镁为负极B. 次氯酸盐在电极上发生还原反应C. 放电过程中移向负极D. 电池的总反应式为【答案】D【解析】该燃料电池中电解质溶液呈碱性，易失电子作负极，负极反应式为，正极电极反应式为：，则电池反应式为，A.失电子的电极做负极发生氧化反应，该燃料电池中镁为负极，故A正确；B.次氯酸根得电子在正极反应，氯元素化合价降低，发生还
5、原反应，故B正确；C.原电池中阴离子移向负极，放电过程中移向负极，故C正确；D.负极反应式为，正极电极反应式为：，确定电池反应为：，故D错误；故选D。5. 将铁粉和活性炭的混合物用溶液湿润后，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. 以水代替溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】A.该装置中发生吸氧腐蚀，作负极，失电子生成亚铁离子，电极反应式为，故A错误；B.铁腐蚀过程发生电化学反应，只有部分化学能转化为电能，腐蚀过程放热，还有一部分化学能转化为热能，故B错
6、误；C.、和电解质溶液构成原电池，为负极失电子被腐蚀，加速的腐蚀，故C正确；D.以水代替溶液，仍然能发生吸氧腐蚀，只是腐蚀速率减慢，故D错误。故选C。6. 十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知：，下列说法中错误的是A. 电子从电极流出，经负载流向电极B. 当电极的质量增加时，电池内部释放的热能C. 电极上发生的电极反应为D. 标准状况下，每参与反应，有经固体电解质膜进入正极区【答案】B【解析】为负极，为正极，电子从电极流出，经负载流向电极，故A正确； B.当电极的质量增加时，即生成，反应中化学能主
7、要转化为电能，则电池内部释放的热能远小于，故B错误； C.该电池是质子固体做电解质，所以电极反应式为，故C正确； D.由电极反应式可知，标准状况下，每物质的量，参与反应，有经固体电解质膜进入正极区，故D正确； 故选：。7. 甲酸燃料电池对新能源的发展具有划时代的意义。研究燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许、通过的半透膜隔开。下列说法错误的是A. 电池负极电极反应式为：B. 电池工作时，乙池中只发生还原反应C. 电池工作时，、从甲池通过半透膜向乙池迁移D. 电池工作时每消耗标准状况下，电路中转移的电子数目是【答案】B【解析】燃料电池中，左侧电极发生失去电子的反应生成，所在电极为负极，右
8、侧电极为正极。正极得电子生成，发生还原反应，电解质储罐中氧化生成，发生了氧化反应，循环使用，即燃料电池放电的本质是通过与的反应将化学能转化为电能，总反应为，原电池工作时通过半透膜移向正极。A.燃料电池中，左侧电极发生失去电子的反应生成，所在电极为负极，电极反应式为：，故A正确；B.电池工作时，右侧电极为正极，正极得电子生成，发生还原反应，电解质储罐中氧化生成，发生了氧化反应，循环使用，故B错误；C.电池工作时，、从甲池通过半透膜向正极向乙池迁移，故C正确；D.标准状况下，消耗物质的量为，根据，生成，根据，电路中转移的电子数目是，故D正确。8. 新型的乙醇电池结构如图所示，它用碘酸类质子溶剂，在
9、左右时供电，其效率比甲醇电池高出倍，且更安全。已知电池总反应式为。下列说法不正确的是A. 极为电池的负极，该电极发生氧化反应B. 电池工作时电子由极流出沿导线经灯泡到极C. 电池正极的电极反应式为D. 电池工作时，乙醇被氧化转移电子【答案】C【解析】由质子的定向移动方向可知为负极，为正极，负极发生氧化反应，乙醇被氧化生成和，电极反应式为，正极氧气得到电子被还原，电极反应式为，结合电极反应解答该题。A.原电池工作时，阳离子向正极移动，则为正极，为负极，乙醇在负极失电子发生氧化反应，故A正确；B.原电池中电子从负极流向正极，则电子由极流出沿导线经灯泡到极，故B正确；C.酸性条件下，氧气得电子生成水
10、，所以电池工作时，正极的电极反应式为，故C错误；D.电池工作时，乙醇被氧化生成和，电极反应式为，则乙醇被氧化转移电子，故D正确。故选C。9. 甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种时，在含氧离子的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产和。反应原理如图所示。下列说法正确的是A. 为电源的负极B. 电极上发生的电极反应方程式为C. 电解一段时间后熔融盐中的物质的量变多D. 该条件下，每产生，电路中转移电子【答案】B【解析】A.由上述分析可知，电极为阴极，电极为阳极，则为电源的正极，为电源的负极，故A错误； B.电极为电解池的阴极，阴极上得电子生成和，电极反应为，故B正确； C
11、.电解池的总反应为，则电解一段时间后熔融盐中的物质的量不变，故C错误； D.题中未知氢气的状态是否是标准状况，则不能计算氢气的物质的量和电路中转移电子的物质的量，故D错误； 故选：。10. 最近我国科学家设计了一种协同电解转化装置，通过回收工业尾气中的实现了联合生产合成气和的新工艺，其工作原理如图所示，下列说法正确的是A. 电极上的电势比电极上的高B. 电解池工作时，电极附近的浓度升高C. 电极上的电极反应式为D. 电解池工作时，透过交换膜向电极移动【答案】B【解析】A.电极为阳极，电极为阴极，则电极与电源正极连接，电极与电源负极连接，电极上的电势比电极上的低，故A错误； B.电极为阴极，电极
12、反应式为，因此电解池工作时，电极附近的浓度升高，故B正确； C.电极为阳极，电极反应式为，故C错误； D.对比阴阳极反应可知电极产生的向电极迁移补充左室的，故D错误； 故选：B。11. 十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下。当该装置工作时，下列说法正确的是( )A. 盐桥中向极移动B. 电路中流过电子时，共产生标准状况下的体积为C. 电流由极沿导线流向极D. 极发生的反应为，周围增大【答案】D【解析】根据处理垃圾渗透液并用其发电的示意图知道：装置属于原电池装置，是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反
13、应式为：，是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电流从正极流向负极，据此回答。A.处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置，盐桥中的阴离子移向负极，即盐桥中向极移动，故A错误；B.由图可知原电池总反应为：，反应转移电子物质的量为，故电路流过电子时，产生氮气，在标况下体积为，故B错误；C.电流从正极流向负极，即极沿导线流向极，故C错误；D.是正极，发生得电子的还原反应，生成氢氧根离子，周围增大，故D正确。12. 科学家对具有广泛应用前景的新型电化学储能系统研究发现，用碳化钼作极催化剂时的放电产物为，装置如图所示。若用和多孔碳作极催化剂，则产物为和。下列
14、说法正确的是A. 该电池最好选用水溶液作为电解质溶液B. 用作催化剂时，负极每消耗，正极消耗C. 用作催化剂时放电的电极反应式为D. 生成等物质的量和消耗的量相同，电路中转移电子数相同【答案】C【解析】A由于，故该电池不能选用水溶液作为电解质溶液，故A错误； B.用作催化剂时，发生的总反应为：，故负极每消耗，消耗，故正极消耗标准状况下，且未告知气体是否在标准状况下，无法计算气体的体积，故B错误； C.用作催化剂时，产物为和，故C放电的电极反应式为，故C正确； D.根据反应方程式可知，可知，生成等物质的量和消耗的量不相同，电路中转移电子数相同，故D错误； 故选：C。13. 近日，上海交通大学周保
15、学教授等人提出了一种如下图所示的光电催化体系，该体系既能将转化为所释放的化学能用于驱动阴极的高效生成，也可以实现烟气脱。则下列说法错误的是A. 阴极反应为：B. 随着反应的进行，阳极区降低C. 每生成，伴随着的生成D. 电解液中有个离子交换膜，靠近阳极的为阳离子交换膜，靠近阴极的为阴离子交换膜【答案】D【解析】A.阴极发生还原反应，阴极反应为：，故A正确；B.由装置图可看出，阳极左侧氢氧根被消耗，碱性减弱，阳极区降低，故B正确；C.每生成，要转移电子，根据电子得失守恒，需要生成，故C正确；D.由装置图可看出，氢氧根通过靠近阳极的交换膜进入阳极参与反应，应为阴离子交换膜；氢离子通过靠近阴极的交换
16、膜进入阴极参与反应，应为阳离子交换膜，故D错误。14. 下面为某科研机构处理含苯酚废水的两种方法：左图方法利用电解过程中产生的氧化能力极强的羟基自由基氧化苯酚：右图以高效光催化剂降解苯酚，下列说法错误的是 A. 左图电解过程中，通过离子交换膜向极移动B. 电解处理苯酚的化学方程式为C. 光催化剂只表现氧化性D. 光催化原理中，若氧气反应，则有电子发生转移【答案】C【解析】解：羟基自由基在阳极产生，所以极为阳极，极为阴极，电解时，阳离子向阴极移动，则通过离子交换膜向极移动，故A正确；B.羟基自由基对有机物有极强的氧化能力，则苯酚被氧化的化学方程式为：，故B正确；C.由图观察光催化剂发生，失去电子
17、表现还原性，故C错误；D.苯酚和氧气反应生成二氧化碳和水，氧气由零价变为负二价，则氧气反应，转移，故D正确。15. 一氧化氮空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是A. 电极为负极，在工作时该电极上发生氧化反应B. 电极上发生的电极反应式为：C. 电池工作时穿过质子交换膜向右侧电极迁移D. 若过程中产生，则消耗的体积为【答案】D【解析】A.电极作负极，失电子发生氧化反应，故A正确； B.电极为正极，电极反应式为，故B正确； C.原电池工作时，阳离子向正极右侧电极迁移，故C正确； D.题目未给标准状况，无法计算物质的
18、量，故D错误； 故选：。16. 如图是一种可充电锂电池，反应原理是，是电解质，是溶剂。下列说法正确的是A. 放电时，极被还原B. 放电时，电解质溶液中向极区迁移C. 充电时，极反应式为D. 充电时，极连接电源正极【答案】C【解析】该原电池中，易失电子作负极，所以是负极、是正极，负极反应式为，是电解质，则正极反应式为，充电时是电解池反应原理，与原电池刚好相反，A.装置图分析可知放电时是原电池反应原理，极为原电池负极，发生氧化反应，被氧化，故A错误；B.放电时是原电池反应原理，原电池中阴离子向负极移动，原电池中为负极，所以向极区迁移，故B错误；C.充电时是电解原理，电极为阳极，阳极上发生失电子的氧
19、化反应，电极反应式为，故C正确；D.充电时是电解原理，极为电解池的阴极，连接电源负极，故 D错误。故选：C。17. 电絮凝的反应原理是以铝、铁等金属为阳极，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生金属离子，再经一系列水解、聚合及氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。下列说法错误的是A. 若铁为阳极，则阳极电极方程式为：和B. 阴极得电子，发生还原反应，电极反应式为C. 每产生，整个外电路中理论上转移电子数为D. 若铁为阳极，则在处理废水的过程中阳极附近会发生：【答案】C【解析】A.由装置图可知，若铁为阳极，阳极电极方程式有和，故A正
20、确； B.阴极氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为，故B正确； C.阳极电极方程式有和，每产生，整个外电路中理论上转移电子数大于，故C错误； D.若铁为阳极，阳极电极方程式为和，在处理废水的过程中二价铁还被放出的氧气氧化成三价铁，离子方程式为：，故D正确； 故选：C。18. 在羟基邻苯二甲酰亚胺介质中，可实现醇向醛的转化，原理如图。下列说法错误的是A. 理论上的总量在反应前后不变B. 海绵电极作阳极C. 总反应为D. 每消耗苯甲醇，产生氢气【答案】D【解析】解：由图中转化可知，在反应中消耗又生成，则理论上的总量在反应前后不变，故A正确；B.电极上失去电子发生氧化反应，可知海绵电极作阳极，故B
21、正确；C.醇向醛的转化，同时生成氢气，总反应为，故C正确；D.状况未知，气体摩尔体积不确定，则不能由苯甲醇的物质的量计算生成气体的体积，故D错误。19. 我国科学家基于芘，四酮的可逆烯醇化反应实现了酸性环境下分步电解制氢、制氧，其原理如图。下列有关说法不正确的是A. 、均接电源负极B. 闭合，极电极反应式：C. 闭合，极产生标准状况下气体时，电路中转移电子D. 闭合，极发生还原反应，向极移动【答案】D【解析】A.当闭合，电极作阴极，为负极，当闭合，极为阴极，为负极，故A正确； B.当闭合，极作阳极，电极反应式为，故B正确； C.当闭合，极为阳极，电极反应式为，标准状况下氧气的物质的量为，电路中
22、转移电子，故C正确； D.当闭合，极为阴极发生还原反应，电解池中阳离子向阴极极移动，故D错误； 故选：D。20. 某废水中含有一定浓度的和，图甲是均为惰性电极的双膜三室电沉积法回收废水中制单质的示意图，图乙描述的是实验中阴极液与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是A. 阳极反应式为B. 当浓缩室盐酸变为盐酸时，阴极回收得到镍C. 通电后阴极区域的通过交换膜向浓缩室迁移D. 交换膜为阳离子交换膜【答案】B【解析】A. 电极极是惰性电极，阳极发生失电子的氧化反应，反应式为，故A正确； B.阳极是惰性电极，发生失电子的氧化反应，反应式为，浓缩室得到盐酸时，则转移的氢离子是，即转移电子是，根据电极反
23、应式：，阴极回收得到的镍，但是在阴极上是氢离子优先得电子产生氢气，所以阴极回收得到少于的镍，故B错误； C.电解池中阴离子向阳极移动，通过交换膜向浓缩室迁移，故C正确； D.浓缩室得到盐酸，盐酸浓度增加，所以是阳离子交换膜，为阴离子交换膜，故D正确。 故选：B。21. 一种新型水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径，其工作示意图如图所示，下列说法不正确的是A. 放电时，金属锌为负极B. 放电时，温室气体被转化为储氢物质C. 充电时，电解池总反应为D. 充电时，双极隔膜产生的向右侧正极室移动【答案】D【解析】A.放电时为原电池，由图可知，发生失电子的氧化反应生成，作负极，故A错误；B.
24、放电时为原电池，通入的电极为正极，正极反应为，即温室气体被转化为储氢物质，故B正确；C.充电时为电解池，阴极电极反应为，阳极电极反应为，则总反应为，故C正确；D.原电池的负极与电源的负极相接、作阴极，充电时为电解池，阳离子移向阴极，即双极隔膜产生的向左侧负极室移动，故D错误；故选：D。22. 二氧化碳的捕获技术备受瞩目，一种应用电化学原理捕获二氧化碳的工作原理如图所示，下列说法正确的是A. 捕获过程中两极区碳元素的化合价均发生变化B. 二氧化碳的捕获在阳极区完成C. 阳极的电极反应式为D. 导线中通过时生成【答案】C【解析】A.阳极上失电子生成、，元素的化合价发生变化，元素的化合价没有变化，故
25、A错误； B.阴极上发生，然后与结合生成，所以二氧化碳的捕获在阴极区完成，故B错误； C.阳极上失电子生成、，阳极的电极反应式为，故C正确； D.由电极方程式可知，导线中通过时生成，故D错误； 故选：。23. 以溶液和溶液为原料，采用电解法制备气体具有效率高和产品纯度高的优点，其原理如图所示。下列有关说法正确的是A. 电解时化学能转化为电能B. 电解时溶液浓度保持不变C. 电解时由极区向极区迁移D. 电解时阳极的电极反应式为【答案】D【解析】A.本装置为电解池，电能转换为化学能，故A错误； B.由分析可知，右池中水放电，溶液体积减小，溶液浓度增大，故B错误； C.由分析可知，电解时由极区向极区
26、迁移，故C错误； D.由分析可知，极为阳极，电极反应式为，故D正确； 故选：D。24. 纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融为电解液，在发生反应时生成中间体。下列说法正确的是A. 惰性电极是电解池的阴极，发生还原反应B. 产生时，转移的电子数为C. 惰性电极的电极反应：D. 生成氨气的反应：【答案】D【解析】根据图象可知，电极生成，故为阴极，惰性电极生成氧气，故为阳极。而纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用，在阴极发生反应生成中间体，则意味着铁先生成，后又消耗，而先消耗，又生成，故电极上先放电生成，后又将还原为，故电极的反应为：，；惰性电极的反应为：，据此
27、分析；A.惰性电极生成氧气，故为阳极，发氧化反应，故A错误；B.氧气所处的状态不明确，故其物质的量无法计算，则转移的电子数无法计算，故B错误；C.电极上首先得电子生成单质，由于是碱性环境，故反应为：，故C错误；D.电极上首先得电子生成单质：，后来生成的铁单质将氮气还原为氨气，铁又被氧化为：，故生成氨气的反应为，故D正确。25. 节能减排是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择，当前利用工业废水发电进行氨的制备是人类化学控制合成的新目标，装置电极均为惰性电极示意图如图所示。下列说法错误的是 A. 极是负极，极是阳极B. 极的电极反应式为C. 当有生成时，理论上产生D. 由流从极极极极极，形成闭合电路【答案】C【解析】A.由题干信息和装置图得出左边为原电池，右边是电解池，利用左边原电池提供的能量电解、合成氨。含废水中转化为，元素化合价降低，得出极为原电池的正极，所以极为原电池的负极，从而判断极为阳极，极为阴极，项正确B.极上得电子发生还原反应生成，结合电解质为熔融，则极的电极反应式为，项正确C.极生成转移电子，极生成转移电子，依据得失电子守恒，所以当有生成时，产生，但由于没有指明是标准状况，所以无法计算的体积，项错误D.电流由原电池的正极流出，从负极流入，形成闭合回路，项正确。