2020届高三化学二轮复习 电化学基础选择题专题训练(有答案和详细解析)

2020届高三化学二轮复习电化学基础选择题专题训练（有答案和详细解析）

1.根据下图分析下列说法正确的是()

A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋

B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动

D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大

解析A项，Ⅰ中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，错误；B项，Ⅱ中正极反应式为2H＋＋2e －===H2↑，错误；C项，阳离子向发生还原反应的一极移动，Ⅰ中阳离子向左侧移动，Ⅱ中阳离子向右侧移动，错误；D项Ⅰ中左侧发生O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Ⅱ中右侧发生2H＋＋2e－===H2↑，故pH均增大，正确。

答案D

2.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表：

下列说法错误的是()

A．当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀

B．当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀

C．当pH>14时，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O

D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓

解析C项正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

答案C

3.深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所示，下列与此原理有关的说法错误的是()

A．正极反应：SO2－4＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－

B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀

C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·x H2O

D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀

＋5H2O＋8e－===HS 解析原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO2－

4

－＋9OH－，A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，B正确；由图示可知，Fe腐蚀生成Fe2＋且在HS－环境中不易生成Fe3＋，C错误；管道上刷富锌油漆，形成Zn-Fe原电池，Fe为正极，可以延缓管道的腐蚀，D正确。

答案C

4、液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()

A．b极发生氧化反应

B．a极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O

C．放电时，电流从a极经过负载流向b极

D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

解析燃料电池燃料(N2H4)在负极(a极)发生氧化反应N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，O2在正极发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，A项错误，B项正确；放电时电流由正极流向负极，C项错误；OH－在正极生成，移向负极消耗，所以离子交换膜应让OH－通过，故选用阴离子交换膜，D项错误。

答案B

5.中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池(图1)，电池的工作原理如图2。下列有关说法正确的是()

A．放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极

B．放电时，Li＋由正极经过有机电解质溶液移向负极

C．开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源正极

D．充电时，阳极的电极反应式为Li2O2－2e－===O2↑＋2Li＋

解析纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨作电池正极，A项错误；原电池或电解池工作时，电解质中阴、阳离子的移动方向一般遵循“阴阳相吸”原则，即电池放电时，电解质中的阳离子移向正极，据此可快速判断锂电池放电时，带正电荷的Li＋由负极经过有机电解质溶液移向正极，B项错误；充电时，直流电源负极与电池负极(金属锂)相连，故X为直流电源负极，C项错误；充电时，空气电极作阳极，此时Li2O2失去电子生成O2：Li2O2－2e－===O2↑＋2Li＋，D项正确。

答案D

6.一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是()

A．电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2 O===2Mg(OH)2

B．正极反应式为：Mg－2e－===Mg2＋

C．活性炭可以加快O2在正极极上的反应速率

D．电子的移动方向由a经外电路到b

解析金属镁作负极，反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2，吸附氧气的活性炭作正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2，A 正确，B错误；电子的移动方向由负极a经外电路到正极b，D正确。

答案B

7.科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是()

A．电极a为电池的负极

B．电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O

C．电路中每流过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2S

D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区

解析电极a上H2S转化为S2，发生氧化反应，则电极a为电池的负极，A项正确；电极b 上O2转化为H2O，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B项正确；负极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋，电路中每流过4 mol电子，在负极消耗2 mol H2S，而不是正极，且题中未指明H2S所处的状态，C项错误；根据2H2S－4e－===S2＋4H＋知，17 g(0.5 mol)H2S参与反应，生成1 mol H＋经质子膜进入正极区，D项正确。

答案C

8.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－x CoO2＋Li x C6===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Li x C6－x e－===x Li＋＋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－x e－===Li1－x CoO2＋x Li＋

解析放电时，负极反应为：Li x C6－x e－===x Li＋＋C6，正极反应为：Li1－x CoO2＋x e－＋x Li＋===LiCoO2，A、B正确；充电时，阴极反应为：x Li＋＋C6＋x e－===Li x C6，转移1 mol e－时，石墨C6电极将增重7 g，C项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCoO2－x e－===Li1－x CoO2＋x Li＋，D项正确。

答案C

9.如图是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图。关于该电池的叙述不正确的是()

A．该电池不能在高温下工作

B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋

C．放电过程中，电子从正极区向负极区每转移1 mol，便有1 mol H＋从阳极室进入阴极室D．微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料较广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广

解析该电池为微生物电池，高温下微生物失活，故不能在高温下工作，A项正确；由电子移动方向可知左侧为负极，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋，B项正确；电子只能在外电路中移动内电路中导电微粒为阴、阳离子，C项错误；该电池符合节能环保意识，D项正确。

答案C

10. 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)。

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

解析②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。

答案D

11.如图是发表于《科学进展》的一种能够捕捉CO2的电化学装置。下列说法正确的是()

A．该装置将电能转化为化学能

B．正极的电极反应为2CO2＋2e－===C2O2－4

C．每生成1 mol的草酸铝，外电路中转移3 mol电子

D．随着反应的进行，草酸盐的浓度减小

解析A项，由电池结构分析知该装置为原电池，能量变化为化学能转化为电能，错误；B项，右侧为正极，CO2放电，产物为C2O2－4，故电极反应式为2CO2＋2e－===C2O2－4，正确；C项，每生成1 mol草酸铝[Al2(C2O4)3]，外电路中转移6 mol e－，错误；D项，电池总反应方程式为2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3，故草酸盐浓度不变，错误。

答案B

12.电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体。下列说法正确的是()

A．可以用铝片或铜片代替铁片

B．阳极产生的气体可能是O2

C．电解过程中H＋向阳极移动

D．若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸

解析电解原理是铁作阳极发生氧化反应生成Fe2＋，阴极水中H＋放电生成H2，阳极区生成胶体吸附水中悬浮杂质沉降而净水。A项，铜盐无净水作用，错误；B项，阳极可能有少量OH－放电，正确；C项，H＋在阴极放电，错误；D项，加入的硫酸会与胶体反应，错误。答案B

13.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→b

C．b电极的电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋===H2O2

D．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C

14．某学习小组为探究传统的Al-空气-海水电池设计如图所法的实验装置。

该电池工作时，下列说法正确的是()

A．负极反应式为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3

B．多孔Pt-Fe合金电极有利于吸附Na＋

C．NaOH溶液的pH增大

D．1 mol O2参与反应时，有4 mol阳离子通过离子交换膜

解析A项，由图分析知Al为负极，电极反应式为Al－3e－===Al3＋，错误；B项多孔Pt-Fe合金电极有利于吸附O2，增大两个电极的电位差，错误；C项由于负极上生成Al3＋，溶液中有Na＋，故电池工作时通过阳离子交换膜的阳离子有Na＋、Al3＋，故阴极上O2放电生成的OH

－与Al3＋反应后有剩余，故c(OH－)增大，pH增大，正确；D项由于有Al3＋通过交换膜，故通过交换膜的离子的物质的量小于4 mol，错误。

答案C

15.以铅蓄电池为电源，通过电解法制备酒石酸(C4H6O6，简写为RH2)的原理如图所示(A、B为惰性电极，a、b为离子交换膜)

下列叙述不正确的是()

A．N极的电极反应式为PbO2＋2e－＋SO2－4＋4H＋===PbSO4＋2H2O

B．b为阴离子交换膜

C．阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区溶液pH升高

D．铅蓄电池中消耗2 mol H2SO4时，理论上生成2 mol RH2

解析观察原理图可知RH2在bB区生成，可判断出R2－由原料室进入bB区。故b为阴膜，B项正确；N为正极，电极反应式为PbO2＋2e－＋SO2－4＋4H＋===PbSO4＋2H2O，A项正确；A为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C项正确；铅蓄电池总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，当电池中消耗2 mol H2SO4时，则电路中转移2 mol e－。根据B极电极反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋可知，转移2 mol e－，产品室有2 mol H＋生成，R2－＋2H＋===RH2，所以理论上可生成1 mol RH2，故D项错误。

答案D

16.全钒液流储能电池一次性充电后，续航能力可达1 000 km，而充电时只需3～5 min，被誉为“完美电池”，其原理如图所示(已知V2＋呈紫色，V3＋呈绿色)。电池放电时，左槽溶液质量增加。下列说法正确的是()

A．充电时的阴极反应为VO＋2＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O

B．放电时的正极反应为V3＋＋e－===V2＋

C．放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色

D．若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，生成4 g NaOH时该电池中消耗0.1 mol H＋

解析放电时，左槽溶液质量增加可推知H＋移向左槽，故放电时左侧为正极，右侧为负极。充电时，左侧为阳极，右侧为阴极。A项充电时阴极反应式为V3＋＋e－===V2＋，错误；B项放电时正极反应式为VO＋2＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O，错误；C项放电过程中右槽V2＋转变为V3＋，故溶液颜色由紫色变为绿色，正确；D项电解食盐水生成4 g NaOH时，电路中转移0.1 mol e－，由VO＋2＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O可知消耗0.2 mol H＋，错误。

答案C

17.．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法不正确的是()

A．X为直接电源的负极，Y为直流电源的正极

B．阳极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C．图中的b>a

D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2

解析根据Na＋和SO2－3、HSO－3的移动方向可知Pt(Ⅰ)为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Pt(Ⅱ)为阳极，电极反应式为SO2－3－2e－＋H2O===SO2－4＋2H＋。

答案B

18.用饱和氯化钠溶液润湿的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断错误的是()

A．甲是原电池，乙是电解池

B．甲中铁棒比乙中铁棒更易腐蚀

C．d电极上的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋

D．b电极上的电极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－

解析据原电池和电解池的构成条件可知，甲是原电池，乙是电解池，A正确；甲中铁为原电池的负极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，乙中Fe为电解池阴极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，Fe被保护，B正确，C错误；甲中铁发生吸氧腐蚀，b为正极，正极上电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，D正确。

答案C

19.用石墨电极完成下列电解实验。

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

解析A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B项，b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H＋，Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所

以实验二中形成3个电解池，n(右面)有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面(左面)为阳极产生Cu2＋，Cu2＋在m的右面得电子析出铜，正确。

答案B

20.我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了一种装置(如下图)，实现了“太阳能电能化学能”转化，总反应方程式为2CO2===2CO＋O2。关于该装置的下列说法中正确的是()

A．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极

B．图中离子交换膜为阳离子交换膜

C．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强

D．人体呼出的气体参与X电极的反应：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－

解析根据题图中左边电源内负电荷的移向，可知N型半导体为负极，P型半导体为正极，A错误；N型半导体为负极，X极为电解池的阴极，电极反应为：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－，生成的氢氧根离子通过离子交换膜在Y极参加反应，所以图中的离子交换膜为阴离子交换膜，B错误，D正确；总反应方程式为2CO2===2CO＋O2，根据总反应可知，反应前后电解质溶液的碱性不变，C错误。

答案D

21.某研究性学习小组用如图装置研究不同能量之间的转化问题。下列说法正确的是()

A．断开开关S1，闭合开关S2，化学能转化为电能，电能转化为光能等

B．断开开关S1，闭合开关S2，此时构成的装置属于电解池

C．断开开关S2，闭合开关S1，此时构成的装置属于原电池

D．断开开关S2，闭合开关S1，化学能转化为电能

解析从装置图可知断开开关S1，闭合开关S2，构成原电池，化学能转化为电能，电能转化为光能等，A项正确，B项错误；断开开关S2，闭合开关S1，此时构成的装置属于电解池，C、D两项错误。

答案A

22.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等离子，电极为惰性电极。下列叙述中正确的是()

A．B膜是阴离子交换膜

B．通电后，海水中阳离子往a电极处运动

C．通电后，a电极的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

D．通电后，b电极区周围会出现少量白色沉淀

解析根据海水中离子成分及离子放电顺序知，通电后阳极是氯离子放电，阴极是氢离子放

电，电解过程中，海水中阳离子通过B膜进入阴极区，所以B膜是阳离子交换膜(海水中阴离子通过A膜进入阳极区)，b电极(阴极)区周围OH－浓度增大，与镁离子反应生成白色沉淀。答案D

23.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，还原性比NaHSO3更强，工业上广泛用于纺织品漂白及作脱氧剂等。工业上可用惰性电极电解NaHSO3溶液得到连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，如下图所示。下列说法不正确的是()

A．得到连二亚硫酸钠产品电极反应式为2HSO－3＋2e－===S2O2－4＋2OH－

B．a为阳极

C．连二亚硫酸钠产品在阴极得到

D．若不加隔膜，则得不到连二亚硫酸钠

解析由电解目的电解NaHSO3溶液制Na2S2O4分析可知a极为阴极，b极为阳极，故B项错误；C项正确；阴极反应式为2HSO－3＋2e－===S2O2－4＋2OH－，A项正确；阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，如不加隔膜，阳极上产生的O2会氧化连二亚硫酸钠，故D项正确。

答案B

24.铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为Fe3＋＋Cr2＋Fe2＋＋Cr3＋。下列说法正确的是()

A．电池充电时，阴极的电极反应式为Cr3＋＋e－===Cr2＋

B．电池放电时，负极的电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋

C．电池放电时，Cl－从负极穿过选择性透过膜移向正极

D．电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，Fe3＋浓度降低0.1 mol·L－1

解析如图可知，正极(FeCl3/FeCl2＋盐酸)、负极(CrCl3/CrCl2)，负极反应为Cr2＋－e－===Cr3＋，正极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋。充电时，b极为阴极，发生还原反应：Cr3＋＋e－===Cr2＋，A正确；充电时，为电解池，a极(阳极)反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，Cl－由b极移向a极，B、C错误；没有溶液的体积，无法计算浓度变化，D错误。

答案A

25.利用普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用如图所示的双膜(阴离子交换膜和过滤膜，其中过滤膜可阻止阳极泥及漂浮物进入阴极区)电解装置可制备高纯度的铜。下列有关叙述正确的是()

A．电极a为粗铜，电极b为精铜

B．阳极质量减少64 g，则穿过交换膜进入阳极区的阴离子的物质的量为2 mol

C．乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区

D．当电路中通过1 mol电子时，可生成32 g铜

解析电解精炼铜装置中，粗铜作阳极，接电源正极，A项错误；粗铜中含有在通电条件下可溶解的金属杂质，故阳极溶解64 g金属时，转移电子的物质的量不一定是2 mol，则穿过交换膜进入阳极区的阴离子的物质的量无法确定，B项错误；乙膜为过滤膜，对阳极区的阳极泥及漂浮物进行过滤，甲膜为阴离子交换膜，防止阳极溶解的杂质阳离子进入阴极区，同时NO－3可穿过该膜，以平衡阳极区电荷，C项错误；阴极只有Cu2＋放电，故当电路中通过1 mol电子时，生成0.5 mol Cu，D项正确。

答案D