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五年（2019-2023）年高考真题分项汇编
专题 08 电化学及其应用
〖2023年高考真题〗
考点一 原电池的工作原理及应用
1．（2023·全国乙卷）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： S+e-→ S ， S +e-→S ，2Na++ S +2(1- )e-→NaS
8 2 x
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++ S+2e-→NaS
8 2 x
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
【答案】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NaS，电子在外电路的流向为a→b，B正确；
2 x
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++ S+2e-→NaS，C正确；
8 2 x
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。
2．（2023·新课标卷）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：
【答案】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。
3．（2023·山东卷）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
【答案】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. 再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，通入
氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，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。
4．（2023·辽宁卷）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧 通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
【答案】B
【分析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO ，则多孔碳电极为正极，正极
4
上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO 电极为阴极，PbSO
4 4
得电子生成Pb和硫酸。
【详解】A．放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO 附着在负极上，负极质量增大，A错误；
4
B．储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；
C．放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错
误；
D．充电时，总反应为PbSO +2Fe2+=Pb+ +2Fe3+，D错误；
4
故答案选B。考点二 电解池的工作原理及应用
5．（2023·全国甲卷）用可再生能源电还原 时，采用高浓度的 抑制酸性电解液中的析氢反应来提高
多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．析氢反应发生在 电极上
B． 从 电极迁移到 电极
C．阴极发生的反应有：
D．每转移 电子，阳极生成 气体(标准状况)
【答案】C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrO -Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去
x
电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2HO-4e—=O ↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二
2 2
氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO+12H++12e−=C H+4H O、
2 2 4 2
2CO+12H++12e−=C HOH+3H O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
2 2 5 2
【详解】A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；
B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B错误；
C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，
电极反应式有2CO+12H++12e−=C H+4H O，故C正确；
2 2 4 2
D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2HO-4e—=O ↑+4H+，每转移1mol
2 2
电子，生成0.25molO，在标况下体积为5.6L，故D错误；
2
答案选C。
6．（2023·湖北卷）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置
工作时阳极无 生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为 。下列说法错误的是A．b电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D．海水为电解池补水的速率为
【答案】D
【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与
电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2HO+2e-=H ↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O ↑+2H O，电
2 2 2 2
池总反应为2HO 2H↑+O ↑，据此解答。
2 2 2
【详解】A．b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2HO+2e-=H ↑+2OH-，故A正确；
2 2
B．该装置工作时阳极无Cl 生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O ↑+2H O，为保持
2 2 2
OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换
摸，故B正确；
C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；
D．由电解总反应可知，每生成1molH 要消耗1molH O，生成H 的速率为 ，则补水的速率也应是
2 2 2
，故D错误；
答案选D。
7．（2023·浙江卷）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是
A．电极A接电源正极，发生氧化反应
B．电极B的电极反应式为：C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的 溶液
D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
【答案】B
【详解】A．电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，
发生氧化反应，故A正确；
B．电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为： ，故B错误；
C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的 溶
液，故C正确；
D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少
能耗，故D正确。
综上所述，答案为B。
8．（2023·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制 的装置如下图所示，其中高选择性催化剂 可抑制
产生。下列说法正确的是
A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移 生成
C．电解后海水 下降 D．阳极发生：
【答案】D
【分析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为
负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。
【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；
B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H ↑，则理论上转移 生成 ，B错误；
2
C．由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不
变，C错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为： ，D正确；
故选D。
9．（2023·北京卷）回收利用工业废气中的 和 ，实验原理示意图如下。下列说法不正确的是
A．废气中 排放到大气中会形成酸雨
B．装置a中溶液显碱性的原因是 的水解程度大于 的电离程度
C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的 和
D．装置 中的总反应为
【答案】C
【详解】A． 是酸性氧化物，废气中 排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；
B．装置a中溶液的溶质为 ，溶液显碱性，说明 的水解程度大于电离程度，故B正确；
C．装置a中 溶液的作用是吸收 气体， 与 溶液不反应，不能吸收 ，故C错误；
D．由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为 ，故D正确；
选C。
〖2022年高考真题〗
考点一 原电池的工作原理及应用
10．（2022·湖南卷）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
【答案】B
【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2HO═2LiOH+H ↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为
2 2
负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2HO+2e-=2OH-+H ↑，同时氧气也可以在N极得电
2 2
子，电极反应为O+4e-+2H O=4OH-。
2 2
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2HO+2e-=2OH-+H ↑，和反应O+4e-+2H O=4OH-，故B错误；
2 2 2 2
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。
考点二 电解池的工作原理及应用
11．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含 和 等的铝合金废料为阳极进行电解，实现 的
再生。该过程中
A．阴极发生的反应为 B．阴极上 被氧化
C．在电解槽底部产生含 的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等
【答案】C
【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中
以熔融盐为电解液，含 和 等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳
极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生
成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。
A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；
B．Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误；
C．阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；
D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子
生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；
故选C。
12．（2022·天津卷）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒( 、 )作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊
溶液的湿润试纸上同时写字， 端的字迹呈白色。下列结论正确的是A．a为负极
B． 端的字迹呈蓝色
C．电子流向为：
D．如果将 、 换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
【答案】B
【详解】A．根据实验现象，a'端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错
误；
B．b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B正确；
C．电子从电源的负极出来，即从a极出来，而不是b极，C错误；
D． 如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D错误；
故选B。
13．（2022·海南卷）一种采用 和 为原料制备 的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是
A．在b电极上， 被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中 不断减少
【答案】A
【解析】由装置可知，b电极的N 转化为NH ，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为
2 3
阴极，电极反应式为N+3H O+6e-=2NH+3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2-+4e-=O ，据此分析解答；
2 2 3 2
A．由分析可得，b电极上N 转化为NH ，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N 被还原，
2 3 2
A正确；
B．a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；
C．改变工作电源的电压，反应速率会加快，C错误；
D．电解过程中，阴极电极反应式为N+3H O+6e-=2NH+3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e-=O ，因此固体
2 2 3 2
氧化物电解质中O2-不会改变，D错误；
答案选A。14．（2022·辽宁卷）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取 待测样品加入
b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是
A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去
C．若c中收集气体 ，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
【答案】A
【分析】本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。
【详解】A．左侧阳极析出氧气，左侧电极反应： ，A正确；
B．右侧电极反应2CHCOOH+2e-=H +2CH COO-，反应结束时溶液中存在CHCOO-，水解后溶液显碱性，
3 2 3 3
故溶液为红色，B错误；
C．若c中收集气体 ，若在标况下，c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-
3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：2×10-3mol ÷10÷10-3= ，并且
题中未给定气体状态不能准确计算，C错误；
D．盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D错误；
答案选A。
15．（2022·重庆卷）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液
的主要成分及反应过程如图所示。下列说法错误的是
A．惰性电极2为阳极 B．反应前后WO /WO 数量不变
C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮 D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水
【答案】C
【详解】A．惰性电极2，Br-被氧化为Br ，惰性电极2为阳极，故A正确；
2
B．WO /WO 循环反应，反应前后WO /WO 数量不变，故B正确；
C．总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1mol二丁基-N-羟基胺失去2molH原子生成1mol硝酮，
氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1mol氧气，可得到2mol硝酮，故C错误；
D．外电路通过1mol电子，生成0.5molHO，HO 最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1mol水，故D
2 2 2 2
正确；
选C。
16．（2022·北京卷）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
序
装置示意图 电解质溶液 实验现象
号
0.1mol/LCuSO 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体
4
①
+少量HSO 减少。经检验电解液中有
2 4
0.1mol/LCuSO 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固
4
②
+过量氨水 体。经检验电解液中无 元素
下列说法不正确的是
A．①中气体减少，推测是由于溶液中 减少，且 覆盖铁电极，阻碍 与铁接触
B．①中检测到 ，推测可能发生反应：
C．随阴极析出 ，推测②中溶液 减少， 平衡逆移
D．②中 生成 ，使得 比①中溶液的小， 缓慢析出，镀层更致密
【答案】C
【分析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚
铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓
慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。
【详解】A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，
反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；
B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、
氢气和铜，可能发生的反应为 ，故B正确；
C．由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应，
铜离子浓度不变， 平衡不移动，故C错误；
D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，
电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，
故D正确；
故选C。
考点三 化学电源 多池和多室电化学装置
17．（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO 离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以
2
Zn(OH) 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO 电极反应：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O
2 2 2
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO+4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O
2 2
【答案】A
【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-
=Zn(OH) ，Ⅰ区MnO 为电池的正极，电极反应为MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O；电池在工作过程中，由于
2 2 2
两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此
可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO 向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成
Zn(OH) ，Ⅱ区的SO 向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。
A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；B．根据分析，Ⅰ区的SO 向Ⅱ区移动，B正确；
C．MnO 电极的电极反应式为MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O，C正确；
2 2 2
D．电池的总反应为Zn+4OH-+MnO+4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O，D正确；
2 2
故答案选A。
18．（2022·福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为 和 水溶液。将
电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法
正确的是
A．化学自充电时， 增大
B．化学自充电时，电能转化为化学能
C．化学自充电时，锌电极反应式：
D．放电时，外电路通过 电子，正极材料损耗
【答案】A
【详解】A．由图可知，化学自充电时，消耗O，该反应为O+2H O+4e-=4OH-， 增大，故A正确；
2 2 2
B．化学自充电时，无需外接电源即能实现化学自充电，该过程不是电能转化为化学能，故B错误；
C．由图可知，化学自充电时，锌电极作阴极，该电极的电极反应式为O+2H O+4e-=4OH-，故C错误；
2 2
D．放电时，1mol 转化为 ，消耗2mol
K+，外电路通过 电子时，正极物质增加0.02mol K+，增加的质量为0.02mol×39g/mol =0.78g，故D
错误；
故选A。19．（2022·全国乙卷） 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研
究了一种光照充电 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子 和空穴 ，驱动阴极反应
和阳极反应(Li O+2h+=2Li++O )对电池进行充电。下列叙述错误的是
2 2 2
A．充电时，电池的总反应
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应
【答案】C
【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li+）和阳极反应
（LiO+2h+=2Li++O ），则充电时总反应为LiO=2Li+O ，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化
2 2 2 2 2 2
电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。
A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳
极反应，充电时电池的总反应为LiO=2Li+O ，A正确；
2 2 2
B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率
与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；
C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；
D．放电时总反应为2Li+O=Li O，正极反应为O+2Li++2e-=Li O，D正确；
2 2 2 2 2 2
答案选C。
20．（2022·广东卷）科学家基于 易溶于 的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可
作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的
是A．充电时电极b是阴极
B．放电时 溶液的 减小
C．放电时 溶液的浓度增大
D．每生成 ，电极a质量理论上增加
【答案】C
【解析】A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳
极，故A错误；
B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为 可
知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；
C．放电时负极反应为 ，正极反应为 ，反应后
Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；
D．充电时阳极反应为 ，阴极反应为 ，由得失电
子守恒可知，每生成1molCl ，电极a质量理论上增加23g/mol 2mol=46g，故D错误；
2
答案选C。
21．（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的 可获得难溶性的 和 ，电解示意图如下
(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法
不正确的是
A．电极A为阴极，发生还原反应B．电极B的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中 浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节 除去 ，再加入 溶液以获得
【答案】C
【解析】A．由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO ，锰元素化合价升高，失电子，则电极B
2
为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；
B．由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO ，电极反应式为：2HO+Mn2+-2e-
2 2
=MnO+4H+，B正确；
2
C．电极A为阴极， LiMn O 得电子，电极反应式为：2LiMn O+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H O，依据得失
2 4 2 4 2
电子守恒，电解池总反应为：2LiMn O+4H+=2Li++Mn2++3MnO+2H O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，
2 4 2 2
C错误；
D．电解池总反应为：2LiMn O+4H+=2Li++Mn2++3MnO+2H O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离
2 4 2 2
子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；
答案选C。
22．（2022·辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是
A．放电时负极反应：
B．放电时 透过多孔活性炭电极向 中迁移
C．放电时每转移 电子，理论上 吸收
D．充电过程中， 溶液浓度增大
【答案】A
【分析】放电时负极反应： ，正极反应：Cl+2e-=2Cl-，消耗氯气，
2
放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl，由此解析。
2
【详解】A． 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应： ，故
A正确；
B． 放电时，阴离子移向负极，放电时 透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；C． 放电时每转移 电子，正极：Cl+2e-=2Cl-，理论上 释放 ，故C错误；
2
D． 充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl，消耗氯离子， 溶液浓度减小，故D错误；
2
故选A。
23．（2022·山东卷）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成 ，
将废旧锂离子电池的正极材料 转化为 ，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲
室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为
D．若甲室 减少 ，乙室 增加 ，则此时已进行过溶液转移
【答案】BD
【解析】由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后根据原电池、
电解池反应原理分析解答。
A．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO 气体，Co2+在另一个电极上得到电
2
子，被还原产生Co单质，CHCOO-失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由
3
碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；
B．对于乙室，正极上LiCoO 得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合
2
HO，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；
2
C．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO +e-+4H+=Li++Co2++2H O，C错
2 2
误；
D．若甲室Co2+减少200 mg，电子转移物质的量为n(e-)= ，乙室Co2+增加300 mg，
转移电子的物质的量为n(e-)= ，说明此时已进行过溶液转移，D正确；
故合理选项是BD。
考点四 金属的腐蚀与防护
24．（2022·辽宁卷）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入 ，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是
A．褪色原因为 被 还原 B．液体分层后，上层呈紫红色
C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D．溶液恢复棕色的原因为 被氧化
【答案】D
【详解】A． 比 活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与 发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为
被 还原，A项错误；
B．液体分层后， 在 层， 的密度比水大，则下层呈紫红色，B项错误；
C．若镀层金属活泼性大于 ，则 不易生锈，反之，若 活泼性大于镀层金属，则 更易生锈，由于
活泼性： ，则镀锡铁钉更易生锈，C项错误；
D．漂白粉的有效成分为 ，其具有强氧化性，可将 氧化，D项正确；
答案选D。
〖2021年高考真题〗
考点一 原电池的工作原理及应用
25．（2021·广东）火星大气中含有大量 ，一种有 参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器
供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时
A．负极上发生还原反应 B． 在正极上得电子
C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能
【答案】B
【详解】
根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3CO =2Na CO+C。
2 2 3
A．放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+，故A错误；
B．放电时正极为CO 得到电子生成C，故B正确；
2
C．放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；
D．放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D正确；
综上所述，符合题意的为B项，故答案为B。
考点二 电解池的工作原理及应用
26．（2021·全国乙）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降
低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是
A．阳极发生将海水中的 氧化生成 的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C．阴极生成的 应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的 等积垢需要定期清理
【答案】D
【分析】
海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海
水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl，阴极区HO优先得电子生成H 和OH-，结合海水成分及电
2 2 2
解产物分析解答。
【详解】
A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl，发生氧化反应，A正确；
2
B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl 与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生
2
成NaCl、NaClO和HO，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；
2
C．因为H 是易燃性气体，所以阳极区生成的H 需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C
2 2
正确；
D．阴极的电极反应式为：2HO+2e-=H ↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成
2 2
Mg(OH) 等积垢需定期清理，D错误。
2
故选D。
27．（2021·全国甲）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极
膜中间层中的 解离为 和 ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是
A． 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为： +2H++2e-= +H O
2C．制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子
D．双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移
【答案】D
【分析】
该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被
氧化为Br ，Br 将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。
2 2
【详解】
A．KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br 为乙二醛
2
制备乙醛酸的中间产物，故A错误；
B．阳极上为Br-失去电子生成Br ，Br 将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；
2 2
C．电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，1mol乙二醛生成
1mol乙醛酸转移电子为2mol，根据转移电子守恒可知每生成1mol乙醛酸转移电子为1mol，因此制得
2mol乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol电子，故C错误；
D．由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D正确；
综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。
28．（2021·广东）钴( )的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备
金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的 均增大
B．生成 ，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：
【答案】D
【分析】
由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极
反应式为2HO-4e-=O ↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换
2 2
膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2+
+2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反
应的离子方程式为2Co2++2H O 2 Co +O ↑+4H+。
2 2【详解】
A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶
液pH减小，故A错误；
B．由分析可知，阴极生成1mol钴，阳极有1mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B错误；
C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则
移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；
D．由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H O 2 Co +O ↑+4H+，故D正确；
2 2
故选D。
考点三 化学电源 多池和多室电化学装置
29．（2021·山东）以KOH溶液为离子导体，分别组成CHOH—O、NH—O、(CH)NNH—O 清洁燃料
3 2 2 4 2 3 2 2 2
电池，下列说法正确的是
A．放电过程中，K+均向负极移动
B．放电过程中，KOH物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH)NNH—O 燃料电池的理论放电量最大
3 2 2 2
D．消耗1molO 时，理论上NH—O 燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
2 2 4 2
【答案】C
【分析】
碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为：2CHOH+3O +4KOH=2K CO+6H O；NH-O 清洁燃料电池总反应
3 2 2 3 2 2 4 2
为：NH+O =N +2H O；偏二甲肼[(CH )NNH]中C和N的化合价均为-2价，H元素化合价为+1价，所以
2 4 2 2 2 3 2 2
根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为：(CH)NNH+4O +4KOH=2K CO+N +6H O，据此
3 2 2 2 2 3 2 2
结合原电池的工作原理分析解答。
【详解】
A．放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；
B．根据上述分析可知，NH-O 清洁燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗KOH，所以KOH的
2 4 2
物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量减小，B错误；
C．理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为mg，则甲醇、NH 和
2 4
(CH)NNH 放电量（物质的量表达式）分别是： 、 、 ，通过比较
3 2 2
可知(CH)NNH 理论放电量最大，C正确；
3 2 2
D．根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1molO 生成的氮气的物质的量为1mol，在标准状况下为
2
22.4L，D错误；
故选C。
30．（2021·河北）K—O 电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说
2
法错误的是A．隔膜允许K+通过，不允许O 通过
2
B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
C．产生1Ah电量时，生成KO 的质量与消耗O 的质量比值约为2.22
2 2
D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水
【答案】D
【分析】
由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K—e-
=K+，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾；据以上分析解答。
【详解】
A．金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许 通过，不允许
通过，故A正确；
B．由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极应与直
流电源的正极相连，做电解池的为阳极，故B正确；
C．由分析可知，生成1mol超氧化钾时，消耗1mol氧气，两者的质量比值为1mol×71g/mol：1mol×32g/
mol≈2.22：1，故C正确；
D．铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为2PbSO +2H O＝PbO +Pb+2H SO ，反应消耗2mol水，转移2mol
4 2 2 2 4
电子，由得失电子数目守恒可知，耗 钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为 ×18g/mol=1.8g，故
D错误；
故选D。
31．（2021·湖南）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的
备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：下列说法错误的是
A．放电时，N极为正极
B．放电时，左侧贮液器中 的浓度不断减小
C．充电时，M极的电极反应式为
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
【答案】B
【分析】
由图可知，放电时，N电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极反应式为
Br +2e—=2Br—，M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+，正极
2
放电生成的溴离子通过离子交换膜进入左侧，同时锌离子通过交换膜进入右侧，维持两侧溴化锌溶液的浓
度保持不变；充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，N电极与直流电源的正极相连，
做阳极。
【详解】
A．由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；
B．由分析可知，放电或充电时，左侧储液器和右侧储液器中溴化锌的浓度维持不变，故B错误；
C．由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发
生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2++2e—=Zn，故C正确；
D．由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，
故D正确；
故选B。
32．（2021·浙江）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时 得电子
成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为 薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连
B．放电时，外电路通过 电子时， 薄膜电解质损失
C．放电时，电极B为正极，反应可表示为
D．电池总反应可表示为
【答案】B
【分析】
由题中信息可知，该电池充电时 得电子成为Li嵌入电极A中，可知电极A在充电时作阴极，故其在放
电时作电池的负极，而电极B是电池的正极。
【详解】
A．由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极相连，
A说法正确；
B．放电时，外电路通过a mol电子时，内电路中有a mol 通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，
但是LiPON薄膜电解质没有损失 ，B说法不正确；
C．放电时，电极B为正极，发生还原反应，反应可表示为 ，C说法正
确；
D．电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子变成 ，正极上 得到电子和 变为
，故电池总反应可表示为 ，D说法正确。
综上所述，相关说法不正确的是B，本题选B。
〖2020年高考真题〗
考点一 电解池的工作原理及应用
33.（2020·新课标Ⅱ）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的
示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO 薄膜中，生成AgWO，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙
3 x 3
述错误的是A. Ag为阳极 B. Ag+由银电极向变色层迁移
C. W元素的化合价升高 D. 总反应为：WO+xAg=AgWO
3 x 3
【答案】C
【解析】通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确；通电时电致变色层变蓝色，说明
有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，故B项正确；过程中，W由WO 的+6价降低到Ag WO
3 x 3
中的+(6-x)价，故C项错误；该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe-= xAg+，而另一极阴
极上发生的电极反应为：WO+xAg++xe- = AgxWO ，故发生的总反应式为：xAg + WO =Ag WO ，故D项
3 3 3 x 3
正确；答案选C。
34.（2020·浙江卷）电解高浓度 (羧酸钠)的 溶液，在阳极 放电可得到 (烷
烃)。下列说法不正确的是( )
A. 电解总反应方程式：
B. 在阳极放电，发生氧化反应
C. 阴极的电极反应：
D. 电解 、 和 混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
【答案】A
【解析】因为阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)和产生CO，在强碱性环境中，CO 会与OH-反应生成
2 2
CO2-和HO，故阳极的电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO2-+2H O，阴极上HO电离产生的H+放
3 2 3 2 2
电生成H，同时生成OH-，阴极的电极反应式为2HO+2e-=2OH-+H ↑，因而电解总反应方程式为
2 2 2
2RCOONa+2NaOH R-R+2Na CO+H ↑，故A错误；RCOO-在阳极放电，电极反应式为2RCOO--2e-
2 3 2
+4OH-=R-R+2CO2-+2H O， -COO-中碳元素的化合价由+3价升高为+4价，发生氧化反应，烃基-R中元素
3 2
的化合价没有发生变化，故B正确；阴极上HO电离产生的H+放电生成H，同时生成OH-，阴极的电极
2 2
反应为2HO+2e-=2OH-+H ↑，故C正确；根据题中信息，由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够
2 2
发生：2CHCOONa+2NaOH CH-CH+2Na CO+H ↑，2CHCHCOONa+2NaOH
3 3 3 2 3 2 3 2
CHCH-CHCH+2Na CO+H ↑，CHCOONa+CH CHCOONa+2NaOH CH-CHCH+2Na CO+H ↑。
3 2 2 3 2 3 2 3 3 2 3 2 3 2 3 2
因此，电解CHCOONa、CHCHCOONa和NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D正确。
3 3 2
35.（2020·山东卷）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。
忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A. 阳极反应 为
B. 电解一段时间后，阳极室的pH未变
C. 电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
D. 电解一段时间后，a极生成的O 与b极反应的O 等量
2 2
【答案】D
【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的
化合价降低，被还原，做电解池的阴极。依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反
应式是2HO-4e-=4H++O ↑，故A正确；电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴
2 2
极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故BC正确；电解时，阳极的反应为：2HO-4e-=4H+
2
+O ↑，阴极的反应为：O+2e-+2H+=H O，总反应为：O+2H O=2HO，要消耗氧气，即是a极生成的氧气
2 2 2 2 2 2 2 2
小于b极消耗的氧气，故D错误。
考点二 化学电源 多池和多室电化学装置
36.（2020·新课标Ⅰ）科学家近年发明了一种新型Zn−CO 水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和
2
选择性催化材料，放电时，温室气体CO 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新
2
途径。
下列说法错误的是
A. 放电时，负极反应为
B. 放电时，1 mol CO 转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
2
C. 充电时，电池总反应为
D. 充电时，正极溶液中OH−浓度升高【答案】D
【解析】由题可知，放电时，CO 转化为HCOOH，即CO 发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左
2 2
侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成 ；充电时，右侧为阳极，HO发生氧化反应生成O，左侧
2 2
为阴极， 发生还原反应生成Zn，以此分析解答。放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应
式为： ，故A正确；放电时，CO 转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则
2
1molCO 转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确；充电时，阳极上HO转化为O，负极上
2 2 2
转化为Zn，电池总反应为： ，故C正确；充电时，正
极即为阳极，电极反应式为： ，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)•c(OH-)=K ，温
W
度不变时，K 不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误。
W
37.（2020·新课标Ⅲ）一种高性能的碱性硼化钒(VB )—空气电池如下图所示，其中在VB 电极发生反应：
2 2
该电池工作时，下列说法错误的是
A. 负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O 参与反应
2
B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C. 电池总反应为
D. 电流由复合碳电极经负载、VB 电极、KOH溶液回到复合碳电极
2
【答案】B
【解析】根据图示的电池结构，左侧VB 发生失电子的反应生成 和 ，反应的电极方程式如题
2
干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-，反应的电极方程式为O+4e-+2H O=4OH-，电池的
2 2
总反应方程式为4VB +11O +20OH-+6H O=8 +4 ，据此分析。当负极通过0.04mol电子时，正
2 2 2
极也通过0.04mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气，在标况下为
0.224L，A正确；反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小
pH降低，B错误；根据分析，电池的总反应为4VB +11O +20OH-+6H O=8 +4 ，C正确；电
2 2 2
池中，电子由VB 电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负
2
载→VB 电极→KOH溶液→复合碳电极，D正确。
238.（2020·天津卷）熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为
(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是
A. Na S 的电子式为
2 4
B. 放电时正极反应为
C. Na和NaS 分别为电池的负极和正极
2 x
D. 该电池是以 为隔膜的二次电池
【答案】C
【解析】根据电池反应： 可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：
Na-e-= Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为 ，据此分析。NaS 属于离子化
2 4
合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为 ，故A正确；放电时发生的
是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为： ，故B正确；放电时，Na为电
池的负极，正极为硫单质，故C错误；放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电
解池， 为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D正确；答案选C 。
39.（2020·山东卷）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，
同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CHCOO-
3
的溶液为例)。下列说法错误的是
A. 负极反应为
B. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C. 当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD. 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
【答案】B
【解析】据图可知a极上CHCOOˉ转化为CO 和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极
3 2
为正极。a极为负极，CHCOOˉ失电子被氧化成CO 和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为
3 2
CHCOOˉ+2H O-8eˉ=2CO↑+7H+，故A正确；为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，
3 2 2
即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；
当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa+移向正极，
即除去1molNaCl，质量为58.5g，故C正确；b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，
电极反应式为2H++2eˉ=H↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产
2
生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，故D正确；故答案为B。
考点三 金属的腐蚀与防护
40.（2020·江苏卷）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，
下列有关说法正确的是
A. 阴极的电极反应式为
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正
极，据此分析解答。阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；阳极金
属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性
强，故B错误；金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属
不再失电子从而被保护，故C正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导
电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；故选C。
〖2019年高考真题〗
考点一 化学电源 多池和多室电化学装置
41．[2019·新课标Ⅰ卷]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之
间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H+2MV2+ 2H++2MV+
2
C．正极区，固氮酶为催化剂，N 发生还原反应生成NH
2 3
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
【答案】B
【解析】相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，
化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成
MV2+，电极反应式为MV+−e−= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H 反应生成H+和MV+，反应
2
的方程式为H+2MV2+=2H++2MV+，故B错误；右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成
2
MV+，电极反应式为MV2++e−= MV+，放电生成的MV+与N 在固氮酶的作用下反应生成NH 和MV2+，故C
2 3
正确；电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。
42．[2019·新课标Ⅲ卷]为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D−Zn）可以
高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反
应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H O(l) ZnO(s)+2Ni(OH) (s)。
2 2
下列说法错误的是
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．充电时阳极反应为Ni(OH) (s)+OH−(aq)−e−===NiOOH(s)+H O(l)
2 2
C．放电时负极反应为Zn(s)+2OH−(aq)−2e−===ZnO(s)+H O(l)
2
D．放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区
【答案】D
【解析】三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正确；充电相
当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH) 失去电子转化为
2
NiOOH，电极反应式为Ni(OH) (s)＋OH− (aq)− e− ＝NiOOH(s)＋HO(l)，B正确；放电时相当于是原电池，
2 2
负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)＋2OH− (aq)− 2e− ＝ZnO(s)＋
HO(l)，C正确；
2原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH− 通过隔膜从正极区移向负极区，D错
误。
43. [2019·浙江卷]化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A. Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B. 正极的电极反应式为Ag O＋2e−＋HO 2Ag＋2OH−
2 2
C. 锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D. 使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
【答案】A
【解析】Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引
了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，H+氧化性较强，得电子变H，因而c(H+)减小，A项错
2
误；Ag O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag,结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag O＋
2 2
2e−＋HO 2Ag＋2OH−，B项正确；Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为
2
Zn−2e−=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；铅蓄电池总反应式为PbO + Pb + 2HSO
2 2 4
2PbSO + 2H O，可知放电一段时间后，HSO 不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，
4 2 2 4
D项正确。
44．[2019·天津卷]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌−碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图
中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是（ ）
A．放电时，a电极反应为
B．放电时，溶液中离子的数目增大
C．充电时，b电极每增重 ，溶液中有 被氧化
D．充电时，a电极接外电源负极
【答案】D
【解析】放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为IBr− +2e− =2I− +Br− ，故A正确；
2
放电时，正极反应式为IBr− +2e− =2I− +Br− ，溶液中离子数目增大，故B正确；充电时，b电极反应式为
2
Zn2＋+2e− =Zn，每增加0.65g，转移0.02mol电子，阳极反应式为Br− +2I− −2e− =I Br− ，有0.02molI− 失电子
2
被氧化，故C正确；充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误。
考点二 金属的腐蚀与防护
45．[2019`江苏卷]将铁粉和活性炭的混合物用NaCl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Fe−3e− Fe3+
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NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
【答案】C
【解析】在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe−2e−=Fe2+，故A错
误；铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；活性炭与铁混合，在氯
化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误。
