2020届高三理综化学高考12题题型——原电池、电解池专题题型特训21．根据光合作用原理，设计如图原电池装置。
下列说法正确的是()A．a电极为原电池的正极B．外电路电流方向是a→bC．b电极的电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋===H2O2D．a电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H＋为2 mol解析根据图示可知，a电极上H2O转化为H＋和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C项正确；a电极上每生成1 mol O2，转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H＋为4 mol，D项错误。
答案C2．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A．HS－在硫氧化菌作用下转化为SO2－4的反应为HS－＋4H2O－8e－===SO2－4＋9H ＋B．电子从电极b流出，经外电路流向电极aC．如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化D．若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H＋通过质子交换膜解析根据题图知，在硫氧化菌作用下HS－转化为SO2－4，发生氧化反应：HS－＋4H2O－8e－===SO2－4＋9H＋，A项正确；电子从电极a流出，经外电路流向电极b，B项错误；如果将反应物直接燃烧，有部分化学能转化为热能和光能，能量的利用率降低，C项错误；若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.4 mol H＋通过质子交换膜，D项错误。
答案A3．利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。
电池工作时，下列说法正确的是()A．a极为正极，发生氧化反应B．b极的电极反应式为：2NO－3＋12H＋－10e－===N2↑＋6H2OC．中间室的Cl－向左室移动D．左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时，用电器流过2.4 mol电子解析由题图可知，在b极上NO－3转化为N2，发生得电子的还原反应，故b极为正极，a极为负极，A项错误；b极的电极反应式为2NO－3＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，B项错误；原电池中阴离子向负极移动，故C项正确；左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，9.4 g苯酚的物质的量为0.1 mol，故用电器应流过2.8 mol电子，D项错误。
答案C4．工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。
测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，下列有关说法正确的是()A．a电极的电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑B．产物丙为硫酸C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．每转移0.1 mol电子，产生1.12 L的气体乙解析根据题图并结合题意，同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，知甲为O2，乙为H2，则a电极上OH－放电，产生氧气，电极反应式为：2H2O －4e－===4H＋＋O2↑，A项错误；a电极为阳极，阳极上OH－放电，SO2－4向阳极移动，因此产物丙为硫酸，B项正确；b电极为阴极，阴极上H＋放电，Na＋向阴极移动，则d为阳离子交换膜，C项错误；根据b电极的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，知每转移0.1 mol电子，产生标准状况下1.12 L气体乙(H2)，D项错误。
答案B5．重铬酸钾是化学实验室中的一种重要分析试剂。
工业上以铬酸钾(K2CrO4)(黄色)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)(橙色)。
制备装置如图所示。
下列说法错误的是()A．阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色B．电解过程中阳极附近溶液的pH变小C．K2CrO4在阳极区被氧化成K2Cr2O7D．阴极每生成1 mol气体，有2 mol带正电荷的阳离子从阳极室移向阴极室解析结合题给装置可判断惰性电极为阳极，不锈钢电极为阴极；阳极室中K2CrO4转化为K2Cr2O7，溶液由黄色逐渐变为橙色，A项正确；阳极室发生氧化反应，OH－失电子放电，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极附近溶液pH逐渐减小，B项正确；阳极室中H＋浓度增大，促使发生反应：2CrO2－4＋2H＋Cr2O2－7＋H2O，反应前后Cr元素化合价没有发生变化，C项错误；阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，每生成1 mol H2转移2 mol电子，为保持溶液呈电中性，有2 mol K＋从阳极室向阴极室移动，D项正确。
答案C6．利用如图所示装置，可以模拟铁的电化学防护。
下列说法错误的是()A．若X是锌棒，将K与M连接，此方法是牺牲阳极的阴极保护法，使铁不易受腐蚀B．若X是碳棒，将K与N连接，可减缓铁的腐蚀C．若X是碳棒，将K与M连接，碳棒的电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑D．若X是锌棒，将K与N连接，锌棒的电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋解析若X是锌棒，将K与M相连，则锌棒作负极，铁棒作正极被保护起来，此方法称为牺牲阳极的阴极保护法，A项正确；若X是碳棒，将K与N相连，铁连接电源的负极，则铁作阴极被保护起来，可减缓铁的腐蚀，此方法称为外加电流的阴极保护法，B项正确；若X是碳棒，将K与M相连，则碳棒作正极，铁发生吸氧腐蚀，碳棒的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，C项错误；若X是锌棒，将K与N相连，则锌棒作阳极，阳极上Zn失电子发生氧化反应，D 项正确。
答案C7.最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。
示意图如图所示，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：①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋该装置工作时，下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2OB．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需为酸性解析阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2＋H2S===S＋CO＋H2O，B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于ZnO@石墨烯的，C项错误；Fe3＋、Fe2＋在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。
答案C8.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。
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，ClO －4向负极移动B ．充电时释放CO 2，放电时吸收CO 2C ．放电时，正极反应为：3CO 2＋4e －===2CO 2－3＋CD ．充电时，正极反应为：Na ＋＋e －===Na解析 电池放电时，ClO －4向负极移动，A 项正确；结合总反应可知放电时需吸收CO 2，而充电时释放出CO 2，B 项正确；放电时，正极CO 2得电子被还原生成单质C ，即电极反应式为3CO 2＋4e －===2CO 2－3＋C ，C 项正确；充电时阳极发生氧化反应，即C 被氧化生成CO 2，D 项错误。
答案 D9.一种可充电锂空气电池如图所示。
当电池放电时，O 2与Li ＋在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2－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Li 2O 2－x ===2Li ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1－x 2O 2 解析 根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O 2，O 2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A 项错误；放电时电子从负极(锂电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B 项错误；Li ＋带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C 项错误；充电时，电池总反应为Li 2O 2－x ===2Li ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1－x 2O2，D项正确。
答案D10.支撑海港码头基础的防腐技术，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解析钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。
答案C11.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H2SO4－H2C2O4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：Al3＋＋3e－===AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析A项，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，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C 项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D 项，电解时，阴离子移向阳极，正确。
答案 C12.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S 8材料，电池反应为：16Li ＋x S 8===8Li 2S x (2≤x ≤8)。
下列说法错误的是( )A ．电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S 6＋2Li ＋＋2e －===3Li 2S 4B ．电池工作时，外电路中流过0.02 mol 电子，负极材料减重0.14 gC ．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Li 2S 2的量越多解析 A 项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li ＋移动方向可知，电极a 为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S 8→Li 2S 8→Li 2S 6→Li 2S 4→Li 2S 2的还原反应，正确；B 项，电池工作时负极电极方程式为：Li －e －===Li ＋，当外电路中流过0.02 mol 电子时，负极消耗的Li 的物质的量为0.02 mol ，其质量为0.14 g ，正确；C 项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a 的导电能力，正确；D 项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li 2S x =====通电16Li ＋x S 8(2≤x ≤8)，故Li 2S 2的量会越来越少，错误。