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題型10 電化學(xué)原理 一、【命題分析】 命題熱點 ◎熱點1 新型化學(xué)電源 ◎熱點2 電解原理及應(yīng)用 ◎熱點3 電化學(xué)原理綜合應(yīng)用 高考主要考查內(nèi)容：①原電池正、負極或電解池陰、陽極判斷；②電極反應(yīng)式的書寫；③電子轉(zhuǎn)移方向或數(shù)目及電流方向；④電解質(zhì)溶液pH變化。 二、【熱點透視】 熱點1 新型化學(xué)電源 （1） 解題技法 解答新型化學(xué)電源的步驟： (1)判斷電池類型→確認電池原理→核實電子、離子移動方向。 (2)確定電池兩極→判斷電子、離子移動方向→書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。 (3)可充電電池→放電時為原電池→失去電子的為負極反應(yīng)。 (4)電極反應(yīng)→總反應(yīng)離子方程式減去較簡單一極的電極反應(yīng)式→另一電極反應(yīng)式。 （二）真題再現(xiàn) 【考例1】(2018新課標Ⅱ卷)我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的NaCO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是(　　) A．放電時，ClO向負極移動 B．充電時釋放CO2，放電時吸收CO2 C．放電時，正極反應(yīng)為3CO2＋4e－===2CO＋C D．充電時，正極反應(yīng)為Na＋＋e－===Na 【答案】D 【解析】根據(jù)電池的總反應(yīng)知，放電時負極反應(yīng)為4Na－4e－===4Na＋。正極反應(yīng)為3CO2＋4e－===2CO＋C，C正確；充電時，陰(負)極反應(yīng)為4Na＋＋4e－===4Na，陽(正)極為2CO＋C－4e－===3CO2↑，D錯誤；放電時，ClO向負極移動，A正確；根據(jù)充電和放電時的電極反應(yīng)式知，充電時釋放CO2，放電時吸收CO2，B正確。 【考例2】(2018新課標Ⅲ卷)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說法正確的是(　　) A．放電時，多孔碳材料電極為負極 B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C．充電時，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移 D．充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2－x===2Li＋(1－)O2 【答案】D 【考例3】（2016新課標3卷）鋅–空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)。下列說法正確的是(　　) A．充電時，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動 B．充電時，電解質(zhì)溶液中逐漸減小 C．放電時，負極反應(yīng)為：Zn+4OH–?2e– ===Zn(OH) D．放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標準狀況） 【答案】C 【解析】 A項，充電時，電解質(zhì)溶液中K＋向陰極移動，錯誤；B項，充電時，總反 應(yīng)方程式為22Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，所以電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸增大， 錯誤；C項，在堿性環(huán)境中負極Zn失電子生成的Zn2＋將與OH―結(jié)合生成，正確； D項，O2～4e－，故電路中通過2mol電子，消耗氧氣0.5mol，在標準狀況體積為11.2 L，錯 誤。故選C。 （三）試題預(yù)測 【預(yù)測1】聚合物鋰離子電池是以Li＋嵌入化合物為正、負極的二次電池。如圖為一種聚合物鋰離子電池示意圖，其工作原理為LiNiO2＋6CLi1－xNiO2＋LixC6。下列說法錯誤的是(　　) A．電池放電或充電時，通過膠態(tài)高分子電解質(zhì)的微粒是Li＋ B．充電過程發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為LiNiO2－xe－===Li1－xNiO2＋xLi＋ C．一段時間內(nèi)Li0.4C6轉(zhuǎn)化為Li0.9C6發(fā)生的是放電過程 D．該電池過充電可能引起電池負極發(fā)生金屬鋰沉積 【答案】C　 【預(yù)測2】一種新型金屬氫化物鎳電池(MHNi電池，MH為貯氫材料)的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．隔膜為陰離子交換膜 B．電池的電解液可為硫酸溶液 C．充電時陽極反應(yīng)為H2O＋M＋e－===MH＋OH－ D．放電時負極反應(yīng)為Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O 【答案】A 【解析】由工作原理圖可知，MH在負極發(fā)生反應(yīng)MH－e－＋OH－===M＋H2O，NiOOH在正極發(fā)生反應(yīng)NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，則充電時陰極反應(yīng)為H2O＋M＋e－===MH＋OH－，陽極反應(yīng)為Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，故C、D均錯誤；Ni(OH)2能溶于硫酸溶液，故B錯誤。 【預(yù)測3】CO無色無味有毒，世界各國每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一種CO尾氣分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(zhì)為氧化釔—氧化鈉，其中O2－可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動。下列說法中錯誤的是(　　) A．負極的電極反應(yīng)式為CO＋O2－－2e－===CO2 B．工作時電極b作正極，O2－由電極a向電極b移動 C．工作時電子由電極a通過傳感器流向電極b D．傳感器通過的電流越大，尾氣中CO的含量越高 【答案】B　 熱點2 電解原理及應(yīng)用 （1） 解題技法 1．電解池陰、陽極的判斷方法 （1） 接電源正極的是陽極，接電源負極的是陰極； （2） 發(fā)生氧化反應(yīng)的是陽極，發(fā)生還原反應(yīng)的是陰極； （3）電解質(zhì)溶液中，陽離子移動方向：陽極移向陰極。 2．有關(guān)電解池的分析思路 （2） 真題再現(xiàn) 【考例4】（2017新課標2卷）用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電 解質(zhì)溶液一般為混合溶液。下列敘述錯誤的是(　　) A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極 B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極 C．陰極的電極反應(yīng)式為： D．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動 【答案】C 【考例5】（2018北京卷）驗證犧牲陽極的陰極保護法，實驗如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液）。 ① ② ③ 在Fe表面生成藍色沉淀 試管內(nèi)無明顯變化 試管內(nèi)生成藍色沉淀 下列說法不正確的是（ ） A．對比②③，可以判定Zn保護了Fe B．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化 C．驗證Zn保護Fe時不能用①的方法 D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑 【答案】D 【解析】A項，對比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]無明顯變化，②Fe附近的溶液中不含F(xiàn)e2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]產(chǎn)生藍色沉淀，③Fe附近的溶液中含F(xiàn)e2+，②中Fe被保護，A項正確；B項，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產(chǎn)生藍色沉淀，F(xiàn)e表面產(chǎn)生了Fe2+，對比①②的異同，①可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化成Fe2+，B項正確；C項，對比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產(chǎn)生藍色沉淀，①也能檢驗出Fe2+，不能用①的方法驗證Zn保護Fe，C項正確；D項，由實驗可知K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2+，將Zn換成Cu不能用①的方法證明Fe比Cu活潑，D項錯誤；答案選D。 （三）試題預(yù)測 【預(yù)測4】用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NH，模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．陽極室溶液由無色變成棕黃色 B．陰極的電極反應(yīng)式為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．電解一段時間后，陰極室溶液中的pH升高 D．電解一段時間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH4)3PO4 【答案】C 【預(yù)測5】化學(xué)在環(huán)境保護中起著十分重要的作用，電化學(xué)降解NO的原理如圖所示。下列說法不正確的是（ ） A．A為電源的正極 B．溶液中H+從陽極向陰極遷移 C．Ag?Pt電極的電極反應(yīng)式為2NO+12H++10e?===N2↑+6H2O D．電解過程中，每轉(zhuǎn)移2mol電子，則左側(cè)電極就產(chǎn)生32g O2 【答案】D 熱點3 電化學(xué)原理綜合應(yīng)用 （一）解題技法 1．“串聯(lián)”類電化學(xué)裝置的解題流程 2．可充電電池三注意 (1)可充電電池是既能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(放電)，又能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(充電)的一類特殊電池。需要注意的是充電、放電的反應(yīng)不能理解為可逆反應(yīng)。 (2)電極的連接方式及對應(yīng)反應(yīng)類型。 (3)充電時的電極反應(yīng)與放電時的電極反應(yīng)過程相反，充電時的陽極反應(yīng)為放電時的正極反應(yīng)的逆過程，充電時的陰極反應(yīng)為放電時的負極反應(yīng)的逆過程。 3．金屬電化學(xué)保護的兩種方法 （二）真題再現(xiàn) 【考例6】(201新課標Ⅰ卷)最近我國科學(xué)家設(shè)計了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為： ①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋ ②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋ 該裝置工作時，下列敘述錯誤的是(　　) A．陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低 D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需為酸性 【答案】C 【考例7】（2017新課標1卷）支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護法進行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是(　　) A. 通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B. 通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C. 高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流 D. 通入的保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整 【答案】C 【解析】A. 鋼管表面不失電子，幾乎無腐蝕電流，故A正確。 B. 外電路中，電子從高硅鑄鐵流向電源正極，從電源負極流向鋼管樁，故B正確。 C. 高硅鑄鐵作為惰性輔助電極，不被損耗，故C錯誤。 D. 保護電流應(yīng)根據(jù)環(huán)境（pH值，離子濃度，溫度）變化，故D正確。故選C。 （三）試題預(yù)測 【預(yù)測6】利用光伏電池與膜電解法制備Ce(SO4)2 溶液的裝置如圖所示，下列說法不正確的是(　　) A．該離子交換膜為陰離子交換膜，SO由右池向左池遷移 B．電解池中發(fā)生的總反應(yīng)為Cu2＋＋2Ce3＋===Cu＋2Ce4＋ C．該裝置工作時的能量轉(zhuǎn)化形式只有兩種 D．由P電極向N電極轉(zhuǎn)移0.1 mol電子時，陽極室生成33.2 g Ce(SO4)2 【答案】C 【預(yù)測7】電化學(xué)在日常生活中用途廣泛。圖甲是鎂次氯酸鈉燃料電池，電池總反應(yīng)為Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2；圖乙是含Cr2O的工業(yè)廢水的處理裝置。下列說法正確的是(　　) A．圖甲中發(fā)生的氧化反應(yīng)是Mg2＋＋ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋Mg(OH)2 B．圖乙中惰性電極棒上有O2放出 C．圖乙中Cr2O向惰性電極移動，與該極附近的OH－結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3除去 D．若圖甲中3.6 g鎂產(chǎn)生的電量用于圖乙中的廢水處理，理論上圖乙中有8.4 g陽極材料參與反應(yīng) 【答案】D 【預(yù)測8】全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城擬用如圖方法保護埋在酸性土壤中的鋼質(zhì)管道，使其免受腐蝕。關(guān)于此方法，下列說法不正確的是(　　) A．土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池 B．金屬棒X的材料應(yīng)該是比鎂活潑的金屬 C．金屬棒X上發(fā)生反應(yīng)：M－ne－===Mn＋ D．這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護法 【答案】B　 【解析】潮濕的土壤中有水和氧氣，形成原電池環(huán)境，鋼鐵易被腐蝕，A項正確；只要金屬棒X的材料比鐵活潑，則在形成原電池時，X就作負極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被保護，比鎂活潑的金屬在空氣、土壤中易被氧化，不能起到長期防腐作用，B項錯誤；金屬棒X作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為M－ne－===Mn＋，C項正確；犧牲陽極的陰極保護法實質(zhì)上是犧牲了原電池的負極，保護了原電池的正極，D項正確。 【預(yù)測9】城市地下潮濕的土壤中常埋有縱橫交錯的管道和輸電線路，當有電流泄漏并與金屬管道形成回路時，就會引起金屬管道的腐蝕。原理如圖所示，但若電壓等條件適宜，鋼鐵管道也可能減緩腐蝕，此現(xiàn)象被稱為“陽極保護”。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．該裝置能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．管道右端腐蝕比左端快，右端電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋ C．如果沒有外加電源，潮濕的土壤中的鋼鐵管道比較容易發(fā)生吸氧腐蝕 D．鋼鐵“陽極保護”的實質(zhì)是陽極金屬表面形成一層耐腐蝕的鈍化膜 【答案】B　 三、【熱點突破】 題組1 新型化學(xué)電源 1. 科學(xué)家研制出了一種新型的鋰空氣電池，其工作原理如圖所示。關(guān)于該電池的說法中不正確的是(　　) A．隨著電極反應(yīng)的不斷進行，正極附近的電解液pH不斷升高 B．可將有機電解液改為水溶液 C．放電時，當有22.4 L O2(標準狀況下)被還原時，溶液中有4 mol Li＋從左槽移動到右槽 D．電池總反應(yīng)方程式為4Li＋O2＋2H2O===4LiOH 【答案】B 【解析】該鋰電池中，正極上的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，正極附近的電解液pH會升高，故A正確；Li屬于活潑金屬，能與水反應(yīng)，不能將有機電解液改為水溶液，B錯誤；放電時，當有22.4 L O2(標準狀況下)被還原時，根據(jù)正極反應(yīng)式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，會轉(zhuǎn)移電子4 mol，即溶液中有4 mol Li＋從左槽(負極)移動到右槽，故C正確；由圖示可知，正極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，電池總反應(yīng)方程式為4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。 2.（2018南昌3月聯(lián)考）鋁-空氣燃料電池具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點，裝置如圖所示，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液。下列說法正確的是（ ） A．放電時，消耗氧氣22.4L(標準狀況)，有4mol OH?從左往右通過陰離子交換膜 B．充電時，電解池陽極區(qū)的電解質(zhì)溶液中c(OH?)逐漸增大 C．放電過程的負極反應(yīng)式：Al+3OH?-3e?===Al(OH)3↓ D．充電時，鋁電極上發(fā)生還原反應(yīng) 【答案】D 3．(2018南昌模擬)氨硼烷(NH3BH3)電池可在常溫下工作，裝置如圖所示。該電池工作時的總反應(yīng)為：NH3BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。下列說法正確的是(　　) A．正極附近溶液的pH減小 B．電池工作時，H＋通過質(zhì)子交換膜向負極移動 C．消耗3.1 g氨硼烷，理論上通過內(nèi)電路的電子為0.6 mol D．負極電極反應(yīng)為：NH3BH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋ 【答案】D 【解析】根據(jù)電池總反應(yīng)，正極上H2O2發(fā)生還原反應(yīng)：H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，正極附近c(H＋)減小，溶液pH增大，A項錯誤；原電池工作時，陽離子向正極移動，故H＋通過質(zhì)子交換膜向正極移動，B項錯誤；NH3BH3轉(zhuǎn)化為NH4BO2，N的化合價不變，B的化合價升高，根據(jù)NH3BH3NH4BO2，消耗3.1 g氨硼烷(0.1mol)，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.6 mol電子，但電子不通過內(nèi)電路，C項錯誤；根據(jù)電池總反應(yīng)，負極上氨硼烷發(fā)生氧化反應(yīng)：NH3BH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋，D項正確。 4.（2018江西臨川二中高三第5次考試）有一種瓦斯分析儀能夠在煤礦巷道中的甲烷達到一定濃度時，通過傳感器將其顯示出來。該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖所示，其中的固體電解質(zhì)是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移動。下列有關(guān)敘述正確的是（ ） A．瓦斯分析儀工作時，電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極a B．電極b是正極，O2-由電極a流向電極b C．當固體電解質(zhì)中有1mol O2-通過時，電子轉(zhuǎn)移4mol D．電極a的反應(yīng)式為CH4+5O2?-8e?===CO+2H2O 【答案】D 5.（2018鄭州高三1月一模）如圖所示是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是（ ） A．放電時，負極反應(yīng)為3NaBr-2e?===NaBr3+2Na+ B．充電時，陽極反應(yīng)為2Na2S2-2e?===Na2S4+2Na+ C．放電時，Na+經(jīng)過離子交換膜，由b池移向a池 D．用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生2.24L H2時，b池生成17.40 g Na2S4 【答案】C 【解析】由題意知，放電時電池反應(yīng)式為2Na2S2+NaBr3===Na2S4+3NaBr，Na2S2在負極失電子，NaBr3在正極得電子；充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)可以看成原電池負極反應(yīng)的逆反應(yīng)，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可以看成原電池正極反應(yīng)的逆反應(yīng)。A項，放電時，負極Na2S2失電子，則負極的電極反應(yīng)式為2S-2e?===S，錯誤；B項，充電時，陽極上NaBr失電子轉(zhuǎn)化為NaBr3，則陽極的電極反應(yīng)式為3Br--2e?===Br，錯誤；C項，由題圖可知a為正極，b為負極，放電時，陽離子移向正極，即Na+經(jīng)過離子交換膜由b池移向a池，正確；D項，產(chǎn)生H2的體積沒有注明氣體的狀態(tài)，無法進行計算，錯誤。 6.（2018安徽聯(lián)考）用氟硼酸(HBF4，屬于強酸)代替硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時的性能更優(yōu)良，反應(yīng)方程式為Pb+PbO2+4HBF42Pb(BF4)2+2H2O，Pb(BF4)2為可溶于水的強電解質(zhì)，下列說法正確的是（ ） A．放電時，負極反應(yīng)為PbO2+4HBF4-2e?===Pb(BF4)2+2BF+2H2O B．充電時，當陽極質(zhì)量減少23.9g時轉(zhuǎn)移0.2mol電子 C．放電時，PbO2電極附近溶液的pH增大 D．充電時，Pb電極的電極反應(yīng)式為PbO2+4H++2e?===Pb2++2H2O 【答案】C 7.（2018廣西柳州畢業(yè)班摸底考試）某課外小組運用電化學(xué)原理合成氨，其裝置結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是（ ） A．放電時，b極表面H2和CO均被氧化 B．該電池工作時，H+由b極區(qū)遷移至a極區(qū) C．a(chǎn)極的電極反應(yīng)為N2+6H++6e?===2NH3 D．b極區(qū)發(fā)生反應(yīng)CO+H2O===CO2+H2 【答案】D 【解析】電池工作時，電極b處CO失電子被氧化生成CO2，H2失電子被氧化生成H+，選項A正確；a極N2得到電子被還原生成NH3，a極為正極，原電池中陽離子向正極移動，則H+從b極區(qū)移向a極區(qū)，選項B正確；a極為正極，N2得到電子被還原生成NH3，電極反應(yīng)為N2+6H++6e?===2NH3，選項C正確；b極為負極，CO和H2失去電子被氧化，分別生成CO2和H+，電極反應(yīng)為CO+H2O-2e?===CO2+2H+，H2-2e?===2H+，選項D錯誤。 8.（2018阜陽二模）利用如圖所示電池裝置可以將溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為燃料氣體CO，其中含有的固體電解質(zhì)能傳導(dǎo)質(zhì)子(H+)。下列說法正確的是（ ） A．該過程中有兩種形式的能量轉(zhuǎn)化 B．a(chǎn)電極表面的反應(yīng)為4OH?-4e?===2H2O+O2↑ C．該裝置工作時，H+從b電極區(qū)向a電極區(qū)移動 D．該裝置中每生成2mol CO，同時生成1mol O2 【答案】D 9.（2018武漢5月調(diào)研）某同學(xué)做了如下實驗: 裝置 現(xiàn)象 電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn) 電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 下列說法中正確的是（ ） A．加熱鐵片Ⅰ所在的燒杯，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn) B．用KSCN溶液檢驗鐵片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判斷電池的正、負極 C．鐵片Ⅰ、Ⅲ的腐蝕速率相等 D．“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”，說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ均未被腐蝕 【答案】A 10.（2018洛陽調(diào)研）已知:鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2；鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li+SLi2S。有關(guān)上述兩種電池說法正確的是（ ） A．鋰離子電池放電時，Li+向負極遷移 B．鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng) C．理論上兩種電池的比能量相同 D．如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 【答案】B 【解析】鋰離子電池放電時Li+(陽離子)向正極遷移，A項錯誤；鋰硫電池放電時負極反應(yīng)為鋰失去電子變?yōu)殇囯x子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)，B項正確；比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，二者的比能量不同，C項錯誤；題圖中裝置是鋰硫電池給鋰離子電池充電，D項錯誤。 11.（2018湖南五市十校教研共同體聯(lián)合考試）某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3和K2CO3為電解質(zhì)，以CH4為燃料，該電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是（ ） A．電極a為負極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．放電時，CO向正極移動 C．正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e?===4OH- D．此電池在常溫下也能工作 【答案】A 12．(2018蘭州模擬)如圖為“甲醇燃料電池”的工作原理示意圖，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．該燃料電池工作過程中電流方向從a極流向b極 B．該燃料電池工作時電路中通過1 mol電子，消耗的O2的體積為5.6 L C．Pt(a)電極的反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ D．該燃料電池工作時H＋由b極室向a極室移動，電解質(zhì)溶液的pH增大 【答案】C 【解析】根據(jù)圖示可知，通入CH3OH的電極a為負極，通入空氣的電極b為正極，燃料電池工作時電流從正極b流向負極a，A項錯誤；正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，則燃料電池工作時電路中通過1 mol電子，消耗0.25 mol O2，因沒有給出O2所處條件，故無法確定O2的體積，B項錯誤；CH3OH在Pt(a)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，C項正確；燃料電池工作時陽離子向正極移動，即H＋從a極室向b極室移動，D項錯誤。 13．(2018石家莊模擬)鋰空氣充電電池有望成為電池行業(yè)的“明日之星”，其工作原理如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．有機電解質(zhì)可用Li2SO4溶液代替 B．電池工作時，正極的電極反應(yīng)式為2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2， C．充電時，多孔電極應(yīng)與電源負極相連 D．電池充電時間越長，電池中Li2O2含量越多 【答案】B 題組2 電解原理及應(yīng)用 14.（2018哈爾濱中學(xué)一模）如圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)的原理和粗銅精煉的原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。下列有關(guān)說法正確的是（ ） A．反應(yīng)一段時間后，乙裝置中生成的氫氧化鈉在鐵極區(qū) B．乙裝置中鐵電極為陰極，電極反應(yīng)式為Fe?2e?===Fe2+ C．通入氧氣的一極為負極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4e?+2H2O===4OH? D．反應(yīng)一段時間后，丙裝置中硫酸銅溶液濃度保持不變 【答案】A 【解析】甲裝置為甲醚燃料電池，通入氧氣的一極發(fā)生還原反應(yīng)，為電池的正極，通入甲醚的一極為電池的負極；乙裝置為電解飽和氯化鈉溶液的裝置，根據(jù)串聯(lián)電路中，電子的流動方向，可知Fe電極為陰極，C極為陽極；丙裝置為電解精煉銅的裝置，粗銅為陽極，純銅為陰極。乙裝置中Fe極發(fā)生反應(yīng)：2H2O+2e?===H2↑+2OH?，所以反應(yīng)一段時間后，裝置中生成的氫氧化鈉在鐵極區(qū)，A項正確，B項錯誤；通入氧氣的一極發(fā)生還原反應(yīng)，為原電池的正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e?===4OH?，C項錯誤；丙裝置中，粗銅極除了銅發(fā)生氧化反應(yīng)外，活動性在銅前面的金屬也要發(fā)生氧化反應(yīng)，但是在純銅極，除銅離子被還原外，沒有其他離子能被還原，根據(jù)得失電子數(shù)相等，可知硫酸銅溶液濃度減小，D項錯誤。 15．（2018遼寧實驗中學(xué)第三次月考）某實驗小組設(shè)計如圖實驗裝置探究電化學(xué)原理，裝置Ⅰ中Zn電極產(chǎn)生ZnO，下列說法正確的是（ ） A．Cu電極質(zhì)量增加 B．裝置Ⅱ?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? C．裝置Ⅰ中OH?向多孔電極移動 D．多孔電極的電極反應(yīng)式為O2+4e?+2H2O===4OH? 【答案】D 16.（2018衡水金卷高三大聯(lián)考）某科研小組模擬“人工樹葉”電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為糖類(C6H12O6)和O2，X、Y是特殊催化劑型電極，已知:裝置的電流效率等于生成產(chǎn)品所需的電子數(shù)與電路中通過總電子數(shù)之比。下列說法錯誤的是（ ） A．該裝置中Y電極發(fā)生氧化反應(yīng) B．X電極的電極反應(yīng)式為6CO2+24H++24e?===C6H12O6+6H2O C．理論上，每生成22.4L(標準狀況下)O2，必有4mol H+由X極區(qū)向Y極區(qū)遷移 D．當電路中通過3mol e?時，生成18g C6H12O6，則該裝置的電流效率為80% 【答案】C 【解析】根據(jù)裝置圖可知，X與電源的負極相連，為陰極，Y與電源的正極相連，為陽極，陽極上失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；根據(jù)裝置圖可知二氧化碳在X電極上轉(zhuǎn)化為C6H12O6，因此X電極的電極反應(yīng)式為6CO2+24H++24e?===C6H12O6+6H2O，B正確；H+由Y極區(qū)向X極區(qū)遷移，C錯誤；生成C6H12O6的物質(zhì)的量是18g180gmol-1=0.1mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是2.4mol，因此當電路中通過3mol e?時該裝置的電流效率為2.4mol3mol100%=80%，D正確。 17. （2018湖北部分重點中學(xué)高三起點考試）在通電條件下，用如圖所示裝置由乙二醛 (OHC—CHO)制備乙二酸(HOOC—COOH)。其制備反應(yīng)為 OHC—CHO+2Cl2+2H2OHOOC—COOH+4HCl。下列說法正確的是（ ） A．理論上，每消耗0.1mol乙二醛在Pt(1)極放出2.24L氣體(標準狀況) B．Pt(1)極的電極反應(yīng)式為4OH??4e?===2H2O+O2↑ C．理論上，每得到1mol乙二酸將有2mol H+從右室遷移到左室 D．鹽酸起提供Cl?和增強導(dǎo)電性的作用 【答案】D 18.（2018四川德陽三校聯(lián)考）某化學(xué)課外活動小組擬用鉛蓄電池為直流電源，進行電絮凝凈水的實驗探究，設(shè)計的實驗裝置如圖所示，下列敘述不正確的是（ ） A．X為金屬Pb，Y為PbO2 B．電解池陽極上被氧化的還原劑有Al和H2O C．電解池的總反應(yīng)為2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ D．每消耗103.5g Pb，理論上電解池陰極上有0.5mol H2生成 【答案】C 19.（2018遼寧五校協(xié)作體聯(lián)合模擬）雙隔膜電解池的結(jié)構(gòu)示意簡圖如圖所示，用該裝置電解硫酸鈉溶液，下列有關(guān)電解原理的判斷正確的是 A．c隔膜為陽離子交換膜，d隔膜為陰離子交換膜 B．A溶液為NaOH溶液，B溶液為硫酸 C．a(chǎn)氣體為氫氣，b氣體為氧氣 D．該電解反應(yīng)的總方程式為2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑ 【答案】D 【解析】該電解池左邊的電極為陽極，右邊的電極為陰極，溶液中的陰離子通過c隔膜向陽極移動，陽離子通過d隔膜向陰極移動，A項錯誤；陽極由水電離產(chǎn)生的OH?發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，a氣體為氧氣，生成的A溶液為硫酸，陰極由水電離產(chǎn)生的H+被還原為H2，b氣體為氫氣，生成的B溶液為氫氧化鈉溶液，B、C項均錯誤。 20.（2018鄭州一中入學(xué)測試）電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液可以制取氫氣，其裝置如圖所示(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。下列有關(guān)說法中不正確的是（ ） A．電解過程中b極附近溶液堿性明顯增強 B．溶液中的OH?逐漸向a極區(qū)附近移動 C．若在b極產(chǎn)生標準狀況下224mL氫氣，則消耗尿素2g D．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)2+8OH??6e?===CO+N2↑+6H2O 【答案】C 21.(2018廣州模擬)一種電解法合成氨的裝置如圖所示，該法借助高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬Pd多晶薄膜作電極，實現(xiàn)了570 ℃、常壓下高轉(zhuǎn)化率合成氨。下列敘述正確的是(　　) A．陰極的電極反應(yīng)式為N2＋8H＋＋6e－===2NH B．該裝置工作時，H＋從a極區(qū)向b極區(qū)遷移 C．每生成1 mol NH3，有3 g H2被氧化 D．該裝置實現(xiàn)了在常溫常壓下高轉(zhuǎn)化率合成氨 【答案】C 【解析】該裝置的原理是電解法合成氨，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)：N2＋6e－＋6H＋===2NH3，A項錯誤；由圖示可知，電極a上N2轉(zhuǎn)化為NH3，發(fā)生了還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極b為陽極，根據(jù)電解池中陽離子向陰極移動，知該裝置工作時，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移，B項錯誤；根據(jù)電解總反應(yīng)：N2＋3H22NH3可知，每生成1 mol NH3，被氧化的H2為1.5 mol，其質(zhì)量為3 g，C項正確；該裝置實現(xiàn)了570 ℃、常壓下高轉(zhuǎn)化率合成氨，D項錯誤。 22．廚房垃圾發(fā)酵液通過電滲析法處理，同時得到乳酸的原理如圖所示(圖中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根離子)。下列說法正確的是(　　) A．通電后，陽極附近pH增大 B．電子從負極經(jīng)電解質(zhì)溶液回到正極 C．通電后，A－通過陰離子交換膜從陰極進入濃縮室 D．當電路中通過2 mol電子的電量時，會有1 mol O2生成 【答案】C 23．(2018福州模擬)科研人員設(shè)計一種電化學(xué)反應(yīng)器，以Na2SO4溶液為電解質(zhì)，負載納米MnO2的導(dǎo)電微孔鈦膜和不銹鋼為電極材料。這種電催化膜反應(yīng)器可用于正丙醇合成丙酸，裝置示意圖如圖。以下敘述錯誤的是(　　) A．微孔鈦膜作陰極 B．使用Na2SO4溶液是為了在電解開始時增強溶液導(dǎo)電性 C．丙醇轉(zhuǎn)化為丙酸的電極反應(yīng)式為：CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－===CH3CH2COOH＋4H＋ D．反應(yīng)器工作時料槽中正丙醇分子向電催化膜移動 【答案】A 【解析】微孔鈦膜與電源正極相連，作陽極，A項錯誤；Na2SO4為強電解質(zhì)，使用Na2SO4溶液是為了在電解開始時增強溶液導(dǎo)電性，B項正確；丙醇轉(zhuǎn)化為丙酸，發(fā)生氧化反應(yīng)：CH3CH2CH2OH＋H2O－4e－===CH3CH2COOH＋4H＋，C項正確；反應(yīng)器工作時，正丙醇發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，知正丙醇分子向電催化膜移動，D項正確。 24．用石墨電極完成下列電解實驗。 實驗一 實驗二 裝 置 現(xiàn) 象 a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化 兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生…… 下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是(　　) A．a(chǎn)、d處：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．b處：2Cl－－2e－===Cl2↑ C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋ D．根據(jù)實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅 【答案】B 25．用固體氧化物作電解質(zhì)的甲醇—氧氣燃料電池電解Na2SO4溶液制備白色的Fe(OH)2。其原理如圖所示： 下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．Fe為陰極 B．碳棒Y上的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O C．碳棒X上的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O D．C電極的表面觀察到Fe(OH)2白色沉淀 【答案】C　 【解析】選項A中Fe應(yīng)失電子提供Fe2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，A項錯誤；選項B中以固體氧化物作為電解質(zhì)，因此電極反應(yīng)式中不應(yīng)出現(xiàn)H＋，B項錯誤；選項D中Fe(OH)2白色沉淀應(yīng)在溶液中形成而不是吸附在電極表面，D項錯誤。 26．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3膠體有吸附性，可吸附污染物而沉積下來，具有凈化水的作用，其原理如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．根據(jù)圖示，物質(zhì)A為CO2 C．甲烷燃料電池中CO向通入空氣一極移動 D．為增強污水的導(dǎo)電能力，可向污水中加入適量乙醇 【答案】B　 27．如圖裝置可處理乙醛廢水，乙醛在陰、陽極發(fā)生反應(yīng)，分別轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸。下列說法正確的是(　　) A．b電極為正極 B．電解過程中，陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量增大 C．陽極電極反應(yīng)式為CH3CHO－2e－＋H2O===CH3COOH＋2H＋ D．電解過程中，兩極均有少量氣體產(chǎn)生，則陽極產(chǎn)生的是H2 【答案】C 題組3 電化學(xué)原理綜合應(yīng)用 28．(2018廈門雙十中學(xué)月考)關(guān)于鋼鐵腐蝕與防護的說法不正確的是(　　) A．鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負極反應(yīng)式均為Fe－2e－===Fe2＋ B．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．地下鋼管連接鎂塊是采用犧牲陽極的陰極保護法 D．用外加電流的陰極保護法防止鋼鐵腐蝕時，鋼鐵接電源的正極 【答案】D　 【解析】在電解池中，陰極本身不參與電極反應(yīng)，故用外加電流的陰極保護法防止鋼鐵腐蝕時，鋼鐵應(yīng)作電解池的陰極，接電源的負極，D項錯誤。 29. (2018寧夏六盤山高級中學(xué)高三模擬)據(jù)報道,我國研制出了“可充電鈉——二氧化碳電池”,電極材料為鈉金屬片和碳納米管,電解質(zhì)溶液為高氯酸鈉—四甘醇二甲醚,電池總反應(yīng)為4Na+3CO22Na2CO3+C,生成的固體Na2CO3沉積在碳納米管上。下列敘述不正確的是(　　) A.放電時鈉金屬片發(fā)生氧化反應(yīng) B.放電時每消耗3mol CO2,轉(zhuǎn)移12 mol電子 C.充電時碳納米管接直流電源的正極 D.充電時陽極反應(yīng)式為C+2Na2CO3-4e-===4Na++3CO2↑ 【答案】B 【解析】放電時鈉金屬片作負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),A項正確;放電時每消耗3 mol CO2生成1 mol C,轉(zhuǎn)移4 mol電子,B項錯誤;充電時碳納米管接直流電源的正極作陽極失去電子生成二氧化碳,C項正確;充電時的陽極碳失去電子生成二氧化碳,其電極反應(yīng)式為C+2Na2CO3-4e-===4Na++3CO2↑,D項正確。 30．(2018長沙高三統(tǒng)一考試)研究人員研制出一種可在一分鐘內(nèi)完成充電的超常性能鋁離子電池，該電池以金屬鋁和石墨為電極。用AlCl、Al2Cl和有機陽離子組成電解質(zhì)溶液。其放電工作原理如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．放電時，電子由石墨電極經(jīng)用電器流向鋁電極 B．充電時，鋁電極上發(fā)生氧化反應(yīng) C．充電時，AlCl向鋁電極方向移動 D．放電時，負極的電極反應(yīng)為Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl7 【答案】D　 31．(2018太原模擬)用如圖所示的實驗裝置進行電化學(xué)實驗，下列判斷正確的是(　　) A．若X為鋁片，Y為鎂片，Z為NaOH，將開關(guān)K置于B處，則Y為原電池的負極 B．若X為銅片，Y為鐵片，Z為CuSO4，將開關(guān)K置于A處可實現(xiàn)在鐵片上鍍銅 C．若X為鐵片，Y為鋅片，Z為NaCl，將開關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕 D．若X、Y均為碳棒，Z為NaOH，將開關(guān)K置于A處，Y極發(fā)生氧化反應(yīng) 【答案】B 【解析】開關(guān)K置于B處構(gòu)成原電池，Al與NaOH溶液反應(yīng)，則X為原電池的負極，A項錯誤。開關(guān)K置于A處構(gòu)成電解池，Cu為陽極，F(xiàn)e為陰極，該裝置能實現(xiàn)鐵片上鍍銅，B項正確。X為鐵片，Y為鋅片，開關(guān)K置于A處時構(gòu)成電解池，F(xiàn)e為陽極，會加速鐵的腐蝕；開關(guān)K置于B處構(gòu)成原電池，鋅片為負極，可減緩鐵的腐蝕，C項錯誤。X、Y均為碳棒，NaOH溶液為電解液，開關(guān)K置于A處構(gòu)成電解池，陰極Y上發(fā)生還原反應(yīng)，D項錯誤。 32．(2018銀川重點中學(xué)質(zhì)量檢測)由U形管、鐵棒和石墨棒、1 L 0.1 molL－1 CuCl2溶液等組成如圖裝置，下列說法不正確的是(　　) A．K1、K2打開，鐵棒上有紫紅色物質(zhì)析出 B．只閉合K1，石墨棒上有紫紅色物質(zhì)析出 C．只閉合K2，一段時間后，將電解質(zhì)溶液攪拌均勻，溶液pH增大 D．只閉合K2，電路中通過0.3NA個電子時，兩電極共產(chǎn)生0.175 mol氣體 【答案】C　 33．如下圖所示，其中甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。下列說法正確的是(　　) A．甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 B．甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋ C．反應(yīng)一段時間后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體能使CuSO4溶液恢復(fù)原濃度 D．甲池中消耗280 mL(標準狀況)O2，此時丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45 g固體 【答案】D 【解析】甲池為原電池，作為電源，電解乙池丙池兩個電解池，A錯誤；通入CH3OH的一極為負極，負極反應(yīng)：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，B錯誤；應(yīng)加入CuO或CuCO3，C錯誤；丙池中發(fā)生反應(yīng)：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，消耗0.012 5 mol O2，轉(zhuǎn)移0.05 mol電子，生成0.025 mol Mg(OH)2，其質(zhì)量為1.45 g，D正確。 34．圖Ⅰ的目的是精煉銅，圖Ⅱ的目的是保護鋼閘門。下列說法不正確的是(　　) A．圖Ⅰ中a為純銅 B．圖Ⅰ中SO向b極移動 C．圖Ⅱ中如果a、b間連接電源，則a連接負極 D．圖Ⅱ中如果a、b間用導(dǎo)線連接，則X可以是銅 【答案】D　 35．(2017北京懷柔零模)一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關(guān)系如下表所示。 pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蝕快慢 較快 慢 較快 主要產(chǎn)物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeO 下列說法正確的是(　　) A．隨pH的升高，含碳鋼腐蝕速率逐漸加快 B．pH<4，發(fā)生析氫腐蝕 C．pH為14，其負極反應(yīng)為2H2O＋Fe－3e－===FeO＋4H＋ D．pH為7時，負極反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋，生成的Fe3＋被空氣中的氧氣氧化為Fe2O3 【答案】B　 【解析】由表可知，隨pH的升高，含碳鋼腐蝕速率先減慢后逐漸加快，故A錯誤；當pH<4時，含碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，負極電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，正極上電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，故B正確；在pH＝14時，含碳鋼發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應(yīng)為4OH－＋Fe－3e－===FeO＋2H2O，故C錯誤；pH為7時，負極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，生成的Fe2＋被空氣中的氧氣氧化為Fe2O3，故D錯誤。 36．(2017海南省五校高三第一次月考)工業(yè)上常用NCl3制備消毒劑ClO2，利用如圖裝置電解氯化銨和鹽酸的混合溶液可制備NCl3(已知NCl3的水溶液具有漂白性)。下列推斷正確的是(　　) A．石墨極為正極 B．鐵極附近溶液的pH減小 C．每生成1 mol NCl3必轉(zhuǎn)移3 mol電子 D．電解反應(yīng)為NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑ 【答案】D　 37．我國預(yù)計在2020年前后建成自己的載人空間站。為了實現(xiàn)空間站的零排放，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，我國科學(xué)家設(shè)計了一種裝置(如圖)，實現(xiàn)了“太陽能電能化學(xué)能”轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)方程式為2CO2===2CO＋O2。關(guān)于該裝置的下列說法中正確的是(　　) A．圖中N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負極 B．圖中離子交換膜為陽離子交換膜 C．反應(yīng)完畢，該裝置中電解質(zhì)溶液的堿性增強 D．人體呼出的氣體參與X電極的反應(yīng)：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－ 【答案】D 【解析】根據(jù)題圖中左邊電源內(nèi)負電荷的移向，可知N型半導(dǎo)體為負極，P型半導(dǎo)體為正極，A錯誤；N型半導(dǎo)體為負極，X極為電解池的陰極，電極反應(yīng)為CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－，生成的氫氧根離子通過離子交換膜在Y極參加反應(yīng)，所以圖中的離子交換膜為陰離子交換膜，B錯誤，D正確；總反應(yīng)為2CO2===2CO＋O2，所以反應(yīng)前后溶液的pH并不變化，C不正確。 38. (2018河南鄭州高三模擬)全釩液流電池充電時間短,續(xù)航能力強,其充放電原理為VO2++V3++H2O+V2++2H+。以此電池為電源,用石墨電極電解Na2SO3溶液可得到NaOH和H2SO4,示意圖如下。下列說法錯誤的是(　　) A.全釩液流電池放電時,正極的電極反應(yīng)式為+2H++e-===VO2++H2O B.圖中a電極為陰極,N物質(zhì)是H2 C.全釩液流電池充電時,V3+被氧化為 D.電解時,b電極的反應(yīng)式為+H2O-2e-===+2H+ 【答案】C