2024年高考化学二轮复习回归基础训练专题11新型电化学装置分析
一、单选题，共23题
1．（2023·海南·高考真题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是
A．b电极为电池正极
B．电池工作时，海水中的向a电极移动
C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量
2．（22-23高三上·河南驻马店·期中）锂—海水电池在海洋能源领域备受关注。下列说法错误的是
A．海水起电解质溶液的作用
B．锂为负极，发生的电极反应：
C．锂电极应与海水直接接触
D．正极反应式：
3．（23-24高三上·广东深圳·阶段练习）一款可充放电固态卤离子穿梭电池工作时原理如图所示，I室、Ⅱ室、Ⅲ室均为HGPE凝胶聚合物电解质，下列说法正确的是
A．交换膜1、2分别为氯离交换膜和阳离子交换膜
B．放电时，b为正极，发生还原反应
C．充电时，a电极反应为：
D．充电时，每转移1mol电子，b电极增重35.5g
4．（23-24高三上·上海浦东新·阶段练习）2022年北京冬奥会期间，赛区内使用了氢燃料清洁能源车辆，某氢氧燃料电池工作如图所示。下列说法不正确的是
A．此电池反应为自发的氧化还原反应
B．电极b表面反应为：
C．电池工作过程中K+向负极迁移
D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率
5．（23-24高三上·云南大理·阶段练习）从绿色化学和环境保护角度来看，燃料电池是最具有发展前途的发电技术。32燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是
A．该32燃料电池是将化学能转化为电能的装置
B．电池工作时，溶液中的OH-向电极a迁移
C．当外电路中有3mol电子通过时，电极a上消耗22.4LNH3
D．电极b上的电极反应式为22--
6．（23-24高三上·黑龙江·期末）我国学者开发了一种新型高效的催化剂，大幅度降低了电解所需的电压，同时可将气体变废为宝，其工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电极与电源负极相连
B．吸收的反应的离子方程式为
C．交换膜为质子交换膜，电解时由流向
D．标况下，若电极上生成，理论上中可处理分子
7．（2023·广东·一模）电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。下列说法错误的是
A．放电时电极A为负极，该电池只可选用无水电解液
B．充电时，电极B上发生的反应是
C．充电时的移动方向是从电极B移向电极A
D．放电时，电路中每通过1mol电子，正极区质量增加40g
8．（23-24高三上·甘肃·阶段练习）在一种微生物细菌作用下苯酚可以转化为CO2，目前，某研究团队利用电化学原理来模拟处理废水中的苯酚(C6H5OH)，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．b极为负极，M为阳离子交换膜
B．a极的电极反应式为Cr2O72-+6e-+7H2O =2Cr(OH)3+8OH-
C．NaCl溶液的作用是增强导电性
D．该电池不能在高温条件下工作
9．（23-24高三上·河北保定·阶段练习）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是
A．b电极的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
C．电池放电过程中，Cu(l)电极上的电极反应式为Cu2++2e-=Cu
D．电池从开始工作到停止放电，电解池阳极区理论上可生成1molH2SO4
10．（23-24高三上·新疆阿克苏·阶段练习）关注“实验室化学”并加以实践能有效提高同学们的实验素养。下列利用电化学原理设计的实验不能达到目的的是
选项 A B C D
实验 用石墨作电极电解饱和食盐水简易制备NaClO消毒液 制备Fe(OH)2，并观察其颜色 验证铁的吸氧腐蚀 制作简单的燃料电池
装置和试剂
A．A B．B C．C D．D
11．（2023·吉林长春·三模）实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
实验 装置 5min时现象 25min时现象
I 铁钉表面及周边未见明显变化。 铁钉周边出现少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成。
Ⅱ 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。 铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。
下列说法不正确的是
A．实验Ⅱ中时出现红色区域，说明铁钉腐蚀速率比Ⅰ快
B．实验Ⅱ中正极的电极反应式：
C．实验I如果使用纯铁材质铁钉能减慢其腐蚀速率
D．若将Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
12．（23-24高三上·广东广州·阶段练习）全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法不正确的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
B．导线与Zn块连接为牺牲阳极法
C．导线应连接外接电源的负极
D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管
13．（22-23高三下·广东河源·开学考试）埋在土壤中的输油钢制管道容易被腐蚀。已知对管道1和管道2进行如图所示的电化学防护设计。下列说法错误的是
A．对管道1进行防腐时，需要定期更换镁块
B．管道1的电势低于Mg块
C．区域②采用外加电流法
D．区域②通入保护电流使管道2表面腐蚀电流接近于0
14．（22-23高二上·福建泉州·阶段练习）在如图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体。下列说法不正确的是
A．乙中左侧电极反应式：Cu2+＋2e =Cu
B．电解过程中丙中溶液酸碱性无变化
C．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态
D．标准状况下当甲中产生4.48 L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6 g
15．（2024高三·全国·专题练习）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是
A．充电时，b电极上发生还原反应
B．充电时，外电源的正极连接b电极
C．放电时，①区溶液中的向②区迁移
D．放电时，a电极的电极反应式为
16．（2023·全国·高考真题）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
17．（2023·全国·高考真题）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是
A．放电时为正极
B．放电时由负极向正极迁移
C．充电总反应：
D．充电阳极反应：
18．（2022·湖南·高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
19．（2021·重庆·高考真题）CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是
A．CO迁移方向为界面X →电极b
B．电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1：1
C．电极b为负极，发生的电极反应为2CO-4e-=O2↑+2CO2↑
D．电池总反应为Li2CO3=Li2O+CO2↑
20．（20-21高二上·广西柳州·期中）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法中不正确的是（ ）
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．正极发生的反应是Ag2O+2e +H2O=2Ag+2OH-
C．工作时，负极区溶液c(OH-)减小
D．溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极移动
21．（23-24高三上·辽宁锦州·阶段练习）某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是
A．a电极为电池负极
B．电池工作时透过质子交换膜从右向左移动
C．当外电路中通过0.2mol电子时，a电极处消耗
D．b电极的电极反应：
22．（23-24高三上·浙江绍兴·阶段练习）某兴趣小组用铅酸蓄电池为电源，电解溶液制备，电解的工作原理如图，下列叙述错误的是
A．铅酸蓄电池中的电极为电源的X电极
B．该电解装置实现了反应：
C．该装置工作一段时间之后，理论上Ｍ室的变小
D．理论上每生成1，铅酸蓄电池中Y极增加的质量为96g
23．（23-24高三上·山东临沂·阶段练习）图中装置不能达到相应实验目的的是
A．用甲装置探究、对分解的催化效果 B．用乙装置测量体积
C．用丙装置除去气体中的 D．用丁装置保护钢管柱不被腐蚀
二、多选题，共1小题
24．（2023·山东·高考真题）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A．甲室电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应为：
D．扩散到乙室将对电池电动势产生影响
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极；
【详解】A．由分析可知，b电极为电池正极，A正确；
B．电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的向b电极移动，B错误；
C．电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子，铝离子水解显酸性，C错误；
D．由C分析可知，每消耗1kgAl（为），电池最多向外提供mol电子的电量，D错误；
故选A。
2．C
【详解】A．海水中含有多种盐，起电解质溶液的作用，故A正确；
B．Li是活泼金属易失电子发生氧化反应，锂为负极，发生的电极反应：，故B正确；
C．锂活泼金属能与水反应，锂电极不应与海水直接接触，故C错误；
D．正极得电子发生还原反应，正极反应式：，故D正确；
选C。
3．C
【分析】从图中可以看出放电时b发生氧化反应是负极、a发生还原反应是正极，故充电时a为阳极，b为阴极。放电时氯离子的移动方向为：I室→Ⅱ室→Ⅲ室，充电时氯离子移动与放电时相反，因此交换膜1、2均为阴离子交换膜。
【详解】A．据分析，交换膜1、2均为阴离子交换膜，故A错误；
B．据分析，放电时b是负极，发生氧化反应，故B错误；
C．放电时a是正极，因此充电时a是阳极，发生氧化反应：，故C正确；
D．充电时，b电极是阴极，每转移1mol电子，b电极有1molCl-解离下来向a极移动而减少35.5g，故D错误；
故选C。
4．C
【分析】由图可知，电极a为负极，电极反应式为H2 2e ＋2OH =2H2O，电极b为正极，电极反应式为O2＋4e ＋2H2O=4OH ，据此作答。
【详解】A．此电池为原电池原理，反应为自发的氧化还原反应，故A正确；
B．电极b为正极，电极反应式为，故B正确；
C．原电池工作时，阴离子向负极移动，K+移向正极，故C错误；
D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能，能量损失少，转化率高于火力发电，提高了能源利用率，故D正确；
故答案选C。
5．C
【分析】电极a处氨气失去电子发生氧化反应，可知电极a为负极，b为正极。
【详解】A．该32燃料电池是将化学能转化为电能的装置，A正确；
B．电池工作时，溶液中的OH-向负极即电极a迁移，B正确；
C．电极a的电极反应式为，当外电路中有3mol电子通过时，电极a上消耗1molNH3，没有指明是在标况下，不能确定体积大小，C错误；
D．电极b上的电极反应式为22--，D正确；
故选C。
6．D
【分析】由图可知，与直流电源负极相连的X电极为电解池的阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，Y电极为阳极，亚铁离子在阳极失去电子发生氧化反应生成铁离子，放电生成的铁离子在c室溶液中与硫化氢反应生成亚铁离子、硫沉淀和氢离子，电解时氢离子通过质子交换膜由阳极室b流向阴极室a。
【详解】A．由分析可知，与直流电源正极相连的Y电极为阳极，故A错误；
B．由分析可知，c室发生的反应为溶液中铁离子与硫化氢反应生成亚铁离子、硫沉淀和氢离子，离子方程式为，故B错误；
C．由分析可知，电解时氢离子通过质子交换膜由阳极室b流向阴极室a，故C错误；
D．由得失电子数目守恒可知，标准状况下X电极上生成4.48L氢气时，理论上c中可处理硫化氢的物质的量为=0.2mol，故D正确；
故选D。
7．B
【分析】放电时，A为负极，电极反应为，B为正极，电极反应为，充电时，A为阴极，电极反应式为，B为阳极，电极反应为，据此分析。
【详解】A．放电时电极A为负极，电极材料为Li，会与水反应，因此该电池只可选用无水电解液，A正确；
B．充电时，B为阳极，电极反应为，B错误；
C．充电时，阳离子移向阴极，则的移动方向是从电极B移向电极A，C正确；
D．放电时，正极电极反应为，增加的质量为二氧化碳与锂离子的总质量，当有4mol电子转移时，增加的质量为(3×44+4×7)g=160g，则电路中每通过1mol电子时，正极区质量增加40g，D正确；
故选B。
8．A
【分析】由题可知，此装置为原电池，a极物质由转化为，发生还原反应，则a极为原电池正极，b极为原电池负极发生氧化反应；
【详解】A．根据分析，b极为原电池负极；a极转化为的同时生成氢氧根离子，则M为阴离子交换膜，使氢氧根离子通过，A错误；
B．a极为原电正极，发生得电子的还原反应，转化为，电极反应式：+6e-+7H2O =2Cr(OH)3+8OH-，B正确；
C．钠离子和氯离子向两极移动，氯化钠溶液的作用是增强溶液导电性，C正确；
D．该电池用微生物进行发酵反应，微生物的主要成分是蛋白质，高温会失去活性，因此该电池不可以在高温下使用，D正确；
答案选A。
9．C
【分析】利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH，结合图示可知b是阳极产生H2SO4和O2，因此Cu（1）是正极；a是阴极生成氢气和NaOH和H2，因此Cu（2）是负极。
【详解】A．根据分析b是阳极，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故A错误；
B．根据分析c允许钠离子通过是阳离子交换膜，b允许硫酸根通过是阴离子交换膜，故B错误；
C．根据分析因此Cu（1）是正极，发生Cu2++2e-=Cu，故C正确；
D．溶液体积未知，无法计算浓度相等时转移电子数，进而无法球的生成的硫酸和氢氧化钠的量，故D错误；
故答案为：C。
10．A
【详解】A．电解饱和氯化钠溶液反应为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，生成的氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠，为了使生成的氯气与氢氧化钠溶液充分接触，氯气应该在下面生成，所以下端是阳极，与电源的正极相连，上端为阴极，与电源的负极相连，故A错误；
B．图中为电解装置，Fe与电源正极相连作阳极，阳极上Fe失去电子生成亚铁离子，阴极上水中的氢离子得到电子生成氢气和氢氧根离子，汽油可隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化，可制备Fe(OH)2并观察其颜色，故B正确；
C．食盐水溶液呈中性，食盐水和铁丝网构成原电池，如果发生吸氧腐蚀，导致试管内气体压强减小，红墨水通过滴管进入试管中，能实现实验目的，故C正确；
D．关闭K1，电解硫酸钠溶液生成氢气、氧气，然后打开K1、关闭K2，构成原电池，负极上氢气失去电子，正极上氧气得到电子，故D正确；
故选A。
11．A
【分析】实验Ⅰ铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，正极发生的是氧气得电子的还原反应，即2H2O+O2+4e-=4OH-，使酚酞溶液变红，负极是金属铁失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，与K3[Fe(CN)6]出现蓝色区域，Fe2++2OH-=Fe(OH)2，合并得到：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，有少量红棕色铁锈生成，实验Ⅱ5min铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，25min铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，说明Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I慢，据此分析答题。
【详解】A．实验Ⅱ5min铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，25min铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，说明Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I慢，A错误；
B．实验Ⅱ中金属铜是正极，氧气发生得电子的还原反应：O2+2H2O+4e-═4OH-，B正确；
C．实验I如果使用纯铁材质铁钉只能进行化学腐蚀，而不纯的铁质材料则能够形成电化学腐蚀，电化学腐蚀速率比化学腐蚀快，故能减慢其腐蚀速率，C正确；
D．将Zn片换成Cu片，铁做负极加快腐蚀，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色，D正确；
故答案为：A。
12．D
【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀，正极为氧气，电极反应式为，A正确；
B．导线与Zn块连接为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；
C．导线应连接外接电源的负极，为外接电源的阴极保护法，C正确；
D．导线与Cu块连接不能保护钢铁输水管，D错误；
故选D。
13．B
【分析】由图可知，区域①采用的是牺牲阳极法进行防腐，即将还原性较强的Mg金属作为保护极，与被保护金属即管道1相连构成原电池，Mg作为负极发生氧化反应而消耗，管道1作为正极就可以避免腐蚀。区域②采用的是外加电流保护法，通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电子从土壤流向管道2，使管道2表面腐蚀电流接近于0，从而保护管道。
【详解】A．区域①采用的是牺牲阳极法进行防腐，在防腐过程中Mg块不断损失，需要定期更换，故A正确；
B．管道1是正极，Mg块是负极，正极电势高于负极，故B错误；
C．由图可知，区域②采用的是外加电流法，故C项正确；
D．区域②通入保护电流使管道2表面腐蚀电流接近于0，故D正确；
故选B。
14．C
【分析】该装置外接电源，为电解池装置，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，说明发生反应：，则乙装置左侧电极为电解池阴极，右侧为阳极；电源左侧为负极，右侧为正极；
【详解】A．根据分析可知，乙中左侧电极反应式：Cu2+ ＋2e =Cu，故A正确；
B．在丙装置中阳极发生失电子反应，阳极电极反应式：，阴极电极反应式：，所以电解过程中丙中溶液酸碱性无变化，故B正确；
C．甲装置中阳极电极反应：，阴极电极反应：，相当于从溶液中逸出HCl气体，若加入盐酸，则多加入了水，会导致KCl溶液浓度减小，故C错误；
D．标准状况下当甲中产生4.48 L气体时，两极各产生0.1mol气体，转移电子数0.2mol，丙中Cu电极银离子得电子产生银单质，转移0.2mol电子时，有0.2molAg生成，则增重21.6g，故D正确；
答案选C。
15．B
【分析】
放电时，电极材料转化为，电极反应 -2ne-= +2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③为碱性溶液是电极，①为酸性溶液是二氧化锰电极。
【详解】A．充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确；
B．充电时，外电源的正极连接a电极相连，电极失去电子，电极反应为，B错误；
C．放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确；
D．放电时，a电极的电极反应式为，D正确；
故选：B。
16．A
【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。
【详解】
A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误；
B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；
C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确；
D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；
故答案选A。
17．C
【分析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、为正极，电池的总反应为。
【详解】A．由题信息可知，放电时，可插入层间形成，发生了还原反应，则放电时为正极，A说法正确；
B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为，阳离子向正极迁移，则放电时由负极向正极迁移，B说法正确；
C．电池在放电时的总反应为，则其在充电时的总反应为，C说法不正确；
D．充电阳极上被氧化为，则阳极的电极反应为，D说法正确；
综上所述，本题选C。
18．B
【分析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。
【详解】A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；
B．由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误；
C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
D．该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；
答案选B。
19．B
【分析】根据图示可知在电极a上O2得到电子变为O2-，所以a电极为正极；在电极b上熔融Li2CO3失去电子变为CO2、O2，所以金属电极b为负极，然后根据同种电荷相互排斥，一致电荷相互吸引的原则分析判断。
【详解】A．根据图示可知：电极a上O2得到电子变为O2-，所以a电极为正极；在电极b上熔融Li2CO3失去电子变为CO2、O2，所以金属电极b为负极。CO会向负极区移动，故CO迁移方向为界面X →电极b，A正确；
B．在电极a上发生反应：O2+4e-=2O2-，在电极b上发生反应：2CO-4e-= O2↑+2CO2↑，在同一闭合回路中电子转移数目相等，可知电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1：2，B错误；
C．电极b为负极，失去电子发生氧化反应 ，则负极的电极反应为2CO-4e-=O2↑+ 2CO2↑，C正确；
D．负极上熔融的Li2CO3失去电子被氧化产生O2、CO2气体，反应式为Li2CO3(熔融)=2Li++；2CO-4e-=O2↑+2CO2↑，正极上发生反应：O2+4e-=2O2-，根据在同一闭合回路中电子转移数目相等，将正、负极电极式叠加，可得总反应方程式为：Li2CO3=Li2O+CO2↑，D正确；
故合理选项是B。
20．D
【详解】A.根据总反应式Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2可知，放电时Zn元素化合价由0价变为+2价，所以负极上Zn失电子发生氧化反应，故A正确；
B.正极上Ag2O得电子发生还原反应，电极反应式为Ag2O+2e +H2O===2Ag+2OH ，故B正确；
C.电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应为Zn+2OH 2e ===Zn(OH)2，在负极区， OH 被消耗导致氢氧根离子浓度减小，故C正确；
D.放电时，溶液中的OH 向负极移动，K+、H+向正极移动，故D项错误。
答案选D。
21．D
【分析】该燃料电池，燃料通入电池负极发生氧化反应，则b为正极；氧气在正极发生还原反应，则a为正极；
【详解】A．由分析可知，a电极为电池正极，A错误；
B．原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时透过质子交换膜从左向右移动，B错误；
C．没有标况，不能计算氧气的体积，C错误；
D．电极上失去电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应：，D正确；
答案选D。
22．D
【分析】电解溶液制备，根据图示，原料室中 通过Ⅱ膜进入产品室、M室中H+通过Ⅰ膜进入产品室，H+和反应生成B(OH)3；则M是阳极室，M极发生反应2H2O-4e-=4H++O2↑，N室是阴极室，发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-；原料室中钠离子通过Ⅲ膜进入N室生成氢氧化钠，则X是电源正极、Y是负极。
【详解】A．M是阳极室，则X为正极，铅酸蓄电池中的电极为电源的正极，故A正确；
B．则M是阳极室，M极发生反应2H2O-4e-=4H++O2↑，N室是阴极室，发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-；原料室中钠离子通过Ⅲ膜进入N室生成氢氧化钠，原料室中 通过Ⅱ膜进入产品室、M室中H+通过Ⅰ膜进入产品室，H+和反应生成B(OH)3；该电解装置实现了反应：，故B正确；
C．M极发生反应2H2O-4e-=4H++O2↑，氢离子减弱产品室，M室消耗水，硫酸浓度增大，所以该装置工作一段时间之后，理论上Ｍ室的变小，故C正确；
D．理论上每生成1，电路中转移1mol电子；铅酸蓄电池中Y极是负极，负极发生反应Pb-2e-+=PbSO4↓，负极增加的质量为48g，故D错误；
选D。
23．D
【详解】A．用甲装置探究、对分解的催化效果，可以达到目的，故A不符合题意；
B．氧气难溶于水，用乙装置测量体积可以，故B不符合题意；
C．氯化氢和硫氢化钠反应生成硫化氢，用丙装置除去气体中的可以，故C不符合题意；
D．用丁装置保护钢管柱不被腐蚀钢柱应该与电源的负极相连，D丁装置达不到目的，故D符合题意；
故选：D。
24．CD
【详解】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，故A错误；
B. 浓差电池浓度差越大越有利反应进行，在原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，浓度差会缩小，不利电池反应进行，故B错误；
C. 左侧负极是，正极是，则电池总反应为：，故C正确；
D. 扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。
综上所述，答案为CD。
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