文档内容
专题七 电化学及其应用
考 点 高考年 考频解密 考点分布
2022 年河北卷〔5〕；2022 年湖北卷
〔6,14〕；2022年湖南卷〔8〕；2022年 原电池〔7次〕，化学电源
电化学及 广东卷〔10,11,16〕；2022年江苏卷〔6， 〔6次〕，电解池〔11
2022 年 7〕；2022年辽宁卷〔6,9,14〕；2022年海 次〕，金属的化学腐蚀与防
其应用 护〔4次〕，
南卷〔9〕；2022 年北京卷〔7,13〕；
2022年全国甲卷〔4，5〕,2022年全国乙 电化学计算〔4次〕，
卷〔6〕等
一、原电池的工作原理及应用
1．原电池的概念及构成条件
(1)定义：把化学能转化为电能的装置。
(2)原电池的形成条件
①能自发进行的氧化还原反应。
②两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。
③形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或
熔融电解质中。
2．工作原理(以锌铜原电池为例)
电极名称 负极 正极
电极材料 锌片 铜片
电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
电极质量变化 减小 增大
反应类型 氧化反应 还原反应
电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
a.连接内电路形成闭合回路
盐桥作用
b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流
3.电极的判断
4．原电池的应用
(1)设计制作化学电源
(2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或
非金属)。
(3)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。
(4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
二、常见化学电源及工作原理
1．一次电池
(1)碱性锌锰干电池
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) ；
2
正极反应：2MnO ＋2HO＋2e－===2MnOOH＋2OH－；
2 2
总反应：Zn＋2MnO ＋2HO===2MnOOH＋Zn(OH) 。
2 2 2
(2)锌银电池负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) ；
2
正极反应：Ag O＋HO＋2e－===2Ag＋2OH－；
2 2
总反应：Zn＋Ag O＋HO===Zn(OH) ＋2Ag。
2 2 2
(3)锂电池
Li－SOCl 电池可用于心脏起搏器，该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl －SOCl ，电池总反
2 4 2
应可表示为4Li＋2SOCl ===4LiCl＋SO ↑＋S。其中负极材料是Li，电极反应式为4Li－4e－===4Li＋，正极
2 2
反应式为2SOCl ＋4e－===SO↑＋S＋4Cl－。
2 2
2．二次电池
铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 Pb，正极材料是 PbO 。总反应为 Pb(s)＋PbO (s)＋
2 2
2HSO (aq)2PbSO (s)＋2HO(l)。
2 4 4 2
特别提醒 可充电电池充电时原来的负极连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极作阳
极，简记为负连负，正连正。
3．氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。
种类 酸性 碱性
负极反应式 2H－4e－===4H＋ 2H＋4OH－－4e－===4H O
2 2 2
正极反应式 O＋4e－＋4H＋===2H O O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2 2 2
电池总反应式 2H＋O===2H O
2 2 2
三、新型电源及电极反应式的书写
1．电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)2．新型燃料电池
(1)燃料电池常用的燃料：H、CO、烃(如CH、C H)、醇(如CHOH)、肼(N H)等。
2 4 2 6 3 2 4
(2)燃料电池常用的电解质
①酸性电解质溶液，如HSO 溶液；②碱性电解质溶液，如NaOH溶液；③熔融氧化物；④熔融碳酸盐，
2 4
如KCO；⑤质子交换膜等。
2 3
(3)燃料电池电极反应式书写的常用方法
第一步，写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下：
CH＋2O===CO ＋2HO ①
4 2 2 2
CO＋2NaOH===Na CO＋HO ②
2 2 3 2
①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH＋2O＋2NaOH===Na CO＋3HO。
4 2 2 3 2
第二步，写出电池的正极反应式。
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是 O，因电解质溶液不同，故其电极反应也会
2
有所不同：
①酸性电解质：O＋4H＋＋4e－===2H O。
2 2
②碱性电解质：O＋2HO＋4e－===4OH－。
2 2
③固体电解质(高温下能传导O2－)：O＋4e－===2O2－。
2
④熔融碳酸盐(如熔融KCO)：O＋2CO＋4e－===2CO。
2 3 2 2
第三步，电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。
3．新型可逆电池
(1)铁镍电池(负极—Fe，正极—NiO，电解液—KOH溶液)
2
已知：Fe＋NiO＋2HOFe(OH) ＋Ni(OH) ，则
2 2 2 2
放电：
负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH) ；
2
正极：NiO＋2HO＋2e－===Ni(OH) ＋2OH－。
2 2 2
充电：
阴极：Fe(OH) ＋2e－===Fe＋2OH－；
2
阳极：Ni(OH) －2e－＋2OH－===NiO ＋2HO。
2 2 2
(2)LiFePO 电池(正极—LiFePO ，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质)
4 4已知：FePO ＋LiLiFePO ，则
4 4
放电：
负极：Li－e－===Li＋；
正极：FePO ＋Li＋＋e－===LiFePO 。
4 4
充电：
阴极：Li＋＋e－===Li；
阳极：LiFePO －e－===FePO＋Li＋。
4 4
(3)高铁电池(负极—Zn，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质)
已知：3Zn＋2KFeO＋8HO3Zn(OH) ＋2Fe(OH) ＋4KOH，则
2 4 2 2 3
放电：
负极：3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH) ；
2
正极：2FeO＋6e－＋8HO===2Fe(OH) ＋10OH－。
2 3
充电：
阴极：3Zn(OH) ＋6e－===3Zn＋6OH－；
2
阳极：2Fe(OH) －6e－＋10OH－===2FeO＋8HO。
3 2
四、电解的原理
1．电解原理
(1)概念
①电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
②电解池：把电能转变为化学能的装置，也叫电解槽。
(2)电解池构成的条件
①与电源相连的两个电极：与电源正极相连的电极是阳极，在阳极上发生氧化反应；与电源负极相连的电
极是阴极，在阴极上发生还原反应。
②电解质溶液(或熔融的电解质)。
③形成闭合回路。
(3)电解池的工作原理
①电极名称和电极反应式
总反应方程式：CuCl =====Cu＋Cl↑。
2 2
②电子流向和离子移动方向
导线上(外电路)电子从电源的负极流出，经导线流向电解池的阴极。电解池的阳极上产生的电子经导线流
入电源的正极。溶液中(内电路)阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。2．电解规律
(1)阳极产物的判断
①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I、Br 、Cl；若OH－放电，则得到HO和O。
2 2 2 2 2
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H。
2
②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。
3．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)
4．电解后电解质溶液的复原
需加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如惰性电极电解 CuSO 溶液，要恢复原溶
4
液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO ，但不能加入Cu(OH) ，因为Cu(OH) 与生
3 2 2
成的HSO 反应后使水量增加。使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全
2 4
反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：
①NaCl溶液：通HCl气体(不能加盐酸)；
②AgNO 溶液：加Ag O固体(不能加AgOH)；
3 2
③CuCl 溶液：加CuCl 固体；
2 2
④KNO 溶液：加HO；
3 2
⑤CuSO 溶液：加CuO或CuCO[不能加Cu O、Cu(OH) 、Cu (OH) CO]。
4 3 2 2 2 2 3
五、电解原理的应用
1．氯碱工业
(1)电极反应
阳极：2Cl－－2e－===Cl↑(反应类型：氧化反应)；
2
阴极：2H＋＋2e－===H ↑(反应类型：还原反应)。
2
检验阳极产物的方法是用湿润的KI-淀粉试纸靠近阳极，若试纸变蓝，证明生成了 Cl 。电解时向食盐水中
2
滴加酚酞，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。(2)电解方程式
化学方程式：2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑；
2 2 2
离子方程式：2Cl－＋2HO=====2OH－＋H↑＋Cl↑。
2 2 2
(3)阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图
①阳离子交换膜的作用
阻止OH－进入阳极室与Cl 发生副反应：2NaOH＋Cl===NaCl＋NaClO＋HO，阻止阳极产生的Cl 和阴极
2 2 2 2
产生的H 混合发生爆炸。
2
②a、b、c、d加入或取出的物质分别是饱和食盐水、稀 NaOH溶液、稀食盐水、浓NaOH溶液；X、Y分
别为Cl、H。
2 2
2．电镀
应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
实例——电镀铜
阳极(铜片)：Cu－2e－===Cu2＋；
阴极(待镀铁件)：Cu2＋＋2e－===Cu。
3．电冶金
(1)电解精炼铜
①电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。
②电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。③电极反应式
阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋；
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。
④阳极泥的形成
粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去
电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。
(2)利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
总方程式 阳极、阴极反应式
冶炼钠 2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑ 2Cl－－2e－===Cl↑、2Na＋＋2e－===2Na
2 2
冶炼镁 MgCl (熔融)=====Mg＋Cl↑ 2Cl－－2e－===Cl↑、Mg2＋＋2e－===Mg
2 2 2
6O2－－12e－===3O ↑、4Al3＋＋12e－
2
冶炼铝 2Al O(熔融)=====4Al＋3O↑
2 3 2
===4Al
六、金属的腐蚀与防护
1．金属的腐蚀
(1)金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。
(2)金属腐蚀的类型
①化学腐蚀与电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
金属与接触到的物质直接发生 不纯的金属接触到电解质溶液发生原
条件
化学反应 电池反应
本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋
现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀
区别 无电流产生 有微弱电流产生
联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重
②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性
电极 负极 Fe－2e－===Fe2＋
反应 正极 2H＋＋2e－===H ↑ O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2 2
总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑ 2Fe＋O＋2HO===2Fe(OH)
2 2 2 2
联系 吸氧腐蚀更普遍
特别提醒 钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为 4Fe(OH)
2
＋O＋2HO===4Fe(OH) ,2Fe(OH) ===Fe O·xHO(铁锈)＋(3－x)H O。
2 2 3 3 2 3 2 2
2．金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属；
b．正极：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法——电解原理
a．阴极：被保护的金属设备；
b．阳极：惰性电极。
(2)改变金属的内部结构，如制成防腐的合金等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
探究一：原电池的电极(或电池)反应式书写
科学家设计了一种电化学装置如图所示(X、Y为离子交换膜)，该装置在处理有机废水的同时可以对海水进
行淡化。下列叙述不正确的是（ ）
A．Y为阳离子交换膜
B．正极发生的反应为O+4e-+2H O=4OH-
2 2
C．该装置工作过程中负极区溶液的质量将减少
D．该装置不能在高温下工作
【答案】A
【详解】A．由分析可知，Y为阴离子交换膜，A项错误；B．由分析可知，正极发生的反应为O+4e-
2
+2H O=4OH-，B项正确；C．负极的电极反应式为 ，发生生成的二氧化
2
碳逸出，H+向正极移动，故负极区溶液的质量将减少，C项正确；D．该装置负极上有硫还原菌，故该装
置不能在高温下工作，D项正确；答案选A。
规律总结：原电池的电极（或电池）反应式书写题，要先判断原电池正、负极，再结合原电池原理书写电极（或电池）反应式。
1.书写电极(或电池)反应式的思维模板
(1)根据题目提供的信息,如电极反应现象、电极反应类型、电池总反应式等，判断原电池的正、负极。
(2)分析电解质溶液的种类,看电解质溶液的酸碱性、是否为不活泼金属盐溶液，确定电极上发生反应的物
质。
(3)结合原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒写出电极反应式,再根据正、负极反应式及得失电子守恒写出电
池总反应式。
2.书写电极(或电池)反应式的具体流程
【变式练习】
1．银锌电池的放电反应为：Zn+Ag O+HO=2Ag+Zn(OH) ，下列说法错误的是（ ）
2 2 2
A．基态Zn2+的简化核外电子排布式：[Ar]3d10
B．负极为Zn，发生氧化反应
C．放电过程中，正极附近的pH下降
D．放电过程中，OH-向负极移动
【答案】C
【详解】A．基态Zn原子的电子排布式为[Ar]3d104s2，失去2个电子后形成基态Zn2+的简化核外电子排布
式为：[Ar]3d10，选项A正确；B．活泼金属Zn作负极，失去电子发生氧化反应，选项B正确；C．放电过
程中，正极电极反应为Ag O+2e-+H O=2Ag+ 2OH-，正确附近的pH增大，选项C错误；D．原电池中，放
2 2
电过程中，阴离子OH-向负极移动，选项D正确；答案选C。
2．可充电水系Zn－CO 电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如图所示，其中双极膜是由阳膜
2
和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的HO电离出的H+和OH-可以分别通过膜移
2
向两极。下列说法错误的是（ ）A．放电时，右侧电极的电极反应式为CO+2H++2e-=HCOOH
2
B．放电时，金属锌为负极，发生氧化反应
C．充电时，双极膜产生的H+向阳极室移动
D．充电时，每生成22.4L(标准状况)O ，阴极增重130g
2
【答案】C
【详解】A．放电时，右侧电极为正极，发生还原反应，电极反应为CO＋2H＋＋2e−=HCOOH，故A正
2
确；B．放电时，左侧Zn电极为负极，Zn失电子发生氧化反应，故B正确；C．充电时，右侧为阳极，阳
离子向阴极移动，所以双极膜复合层间的HO电离出的H＋通过膜移向左侧移动，故C错误；D．充电时，
2
电池总反应为 ；每生成22.4L(标准状况)即1molO ，生成
2
2molZn，阴极增重130g，故D正确；故答案选C。
3．我国科研人员将单独脱除SO 的反应与HO 的制备反应相结合，实现协同转化。
2 2 2
①单独制备HO：2HO+O=2H O，不能自发进行
2 2 2 2 2 2
②单独脱除SO ：4OH-+2SO+O =2SO +2H O，能自发进行协同转化装置如图所示，在电场作用下，双极
2 2 2 2
膜中间层的HO解离为OH-和H+，并向两极迁移。下列叙述错误的是（ ）
2A．负极区域存在反应为SO +2OH-= +H O
2 2
B．双极膜中间层的HO的解离可不断提供OH-和H+，故不需要补加HSO
2 2 4
C．协同转化总反应为SO +O +2NaOH=HO+Na SO
2 2 2 2 2 4
D．当正极生成1molH O 时，负极区域的溶液质量增重64g
2 2
【答案】D
【详解】A．由图可知， 在碱性溶液中转化为 ，选项A正确；B．负极区域消耗的 和正极区
域消耗的 ，分别由双极膜中间层的 解离生成的 和 来补充，选项B正确；C．负极反应为
，正极反应为 ，故协同转化总反应为
，选项C正确；D．当正极生成 时，负极区域的溶液质量增重为
，选项D错误；答案选D。
探究二 电解产物的判断及电极反应式书写
既是大气主要污染物之一，也是重要的化工原料，可用于硫酸的生产。对燃煤烟气脱硫能有效减少对
大气的污染并实现资源化利用。方法1：用氨水将 先转化为 ，氧化为 ；方法2；用生物质热解气(主要成分为CO、 、 )将 在高温下还原为单质硫；方法3：用 溶液吸收
生成 ，再加热吸收液，使之重新生成亚硫酸钠；方法4：用 溶液吸收烟气中 ，使
用惰性电极电解吸收后的溶液， 在阴极被还原为硫单质。下列化学反应表示不正确的是（ ）
A．氨水吸收 的反应：
B．CO还原 的反应：
C． 吸收液再生的反应：
D．电解脱硫时的阴极反应：
【答案】A
【详解】A．氨水吸收 ，化为 ，离子方程式为 ，选项中离子方
程式错误，A符合题意；B．根据方法2，CO还原 的反应，CO体现还原性，SO 体现氧化性，生成
2
CO 和S， ，B不符合题意；C．根据方法3， 溶液加热生成亚硫酸钠，方
2
程式为 ，C不符合题意；D．根据方法4， 在阴极被还原为硫单
质，阴极反应为 ，D不符合题意；故答案为：A。
规律总结：要确定电解池的阴、阳极，并结合电解原理进行分析。
1.判断电解产物的思维程序
(1)根据电源的连接方式或电极变化判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。
(2)分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组,不要忘记水溶液中的H⁺和OH⁻。
(3)确定阴、阳两极的放电顺序。
①阴极本身不参与反应，直接根据阳离子放电顺序判断，阳离子放电顺序为Ag⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>H⁺(酸)>Fe²⁺>Zn²⁺>H⁺(水)>A1³⁺>Mg²⁺。
②若阳极是活性电极(除Au、Pt外的其他金属),电极材料失电子被氧化,生成金属阳离子。
③若阳极是惰性电极(Pt、石墨),直接根据阴离子放电顺序判断,阴离子放电顺序为S²>I⁻Br⁻>Cl⁻>OH>含氧
酸根离子。
2.正确书写电解池中电极(或电池)反应式的方法
(1)阴极反应式:溶液中阳离子得电子被还原,析出金属或氢气,可表示为
(R代表金属)、2HO+2e-═=2OH-+H ↑。
2 2
(2)阳极反应式:
①若是金属(除Au、Pt外)作阳极,则金属失电子被氧化:R-ne-==Rⁿ⁺(R代表金属)。
②若是惰性电极,根据阴离子放电顺序确定放电离子，根据电子得失守恒书写电极反应式。
(3)电池总反应式:根据阴、阳极反应式,结合得失电子守恒写出电池总反应式,弱电解质(如HO等)要用化学
2
式表示,且一定要注明条件“通电”。
【变式练习】
1．（2022·河北·霸州市第一中学模拟预测）铼(Re)是一种极其稀少的贵金属。一种以辉钼矿(主要含有
MoS 以及少量ReS 、CuReS 、FeS、SiO 等)为原料制备铼的工艺流程如下：
2 2 4 2
已知“氧化焙烧”后成分有：SiO、Re O、MoO 、CuO、Fe O，其中Re O、MoO 与氨水反应分别生成
2 2 7 3 3 4 2 7 3
NH ReO、(NH )MoO 。
4 4 4 2 4
下列说法错误的是（ ）
A．“氧化焙烧”时，ReS 反应后的氧化产物为Re O 和SO
2 2 7 2
B．若改用NaOH溶液代替氨水“浸出”，滤渣成分不变
C．由MoS 生成1mol MoO ，转移14mol电子
2 3
D．“电沉积”后，金属铼在阴极生成
【答案】B
【详解】A．ReS 中Re显+2价、S显-1价，“氧化焙烧”时，Re O 中Re显+7价，SO 中S显+4价，则
2 2 7 2
ReS 反应后的氧化产物为Re O 和SO ，A正确；B．若改用NaOH溶液代替氨水“浸出”，则SiO 也会溶
2 2 7 2 2
解在NaOH溶液中，滤渣成分将发生改变，B错误；C．由MoS 生成MoO ，Mo由+2价升高到+6价，S
2 3
由-1价升高到+4价，则生成1mol MoO ，转移14mol电子，C正确；D．“电沉积”后，NH ReO 中+7价
3 4 4铼将获得电子，所以在阴极生成金属铼，D正确；故选B。
2．某研究团队以KOH溶液为电解质溶液，电催化合成偶氨化合物( )的装置如图所示
(R代表烃基)。下列说法正确的是（ ）
A．N极为阳极，发生还原反应
B．M极上的电极反应式为2 +8e-+8H+= +4H O
2
C．每生成0.1molRCN时，有0.4molOH-通过离子交换膜
D．电池工作过程中，M极区附近溶液的pH减小
【答案】C
【详解】A．该装置为电解池，N极上RCHNH 失电子生成RCN，发生氧化反应，A项错误；B．M极上
2 2
硝基苯转化为偶氮化合物，得电子发生还原反应，M极为电解池的阴极，电极反应为2 +8e-+4H O=
2
+8OH-，B项错误；C．该装置中的离子交换膜为阴离子交换膜，每生成0.1molRCN
时，转移0.4mol电子，有0.4molOH-通过离子交换膜，C项正确；D．电池工作过程中，M极发生的反应为2 +8e-+4H O= +8OH-，则溶液的pH增大，D错误；故选C。
2
3．超纯水微细电解加工是在常规电解加工原理的基础上，利用超纯水作电解液，并采用阳离子交换膜促
进水解离来提高超纯水中 的浓度，使电解电流密度达到足够蚀刻材料的一种新型电解加工工艺。铜的
微细电解加工如图，所用的阳离子交换膜为 ， 自身能解离成固定基团 和自由离子
。下列说法错误的是（ ）。
A．N为电源的负极
B．辅助电极上有气泡产生
C．工件电极上的电极反应式为
D．阳离子交换膜向上的面上发生的反应为
【答案】D
【详解】A．由题意可知，该装置可以使 氧化产生 ，故连接铜的工件电极应该是正极，N为负极，
故A符合题意。B．由A的分析可知N是负极，氢离子得电子转变为氢气，因此辅助电极上会有气泡产
生，故B符合题意。C．由题意可知总反应是铜与水在通电情况下产生氢氧化铜和氢气，工件电极方程式
可以写为 ，故C符合题意。D．由所给题目及之前分析可知阳离子交换膜向
上的面发生的反应为 ，故D不符合题意。故选：D。
探究三 电化学计算题设N 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A
A．25℃，101kPa下，28L氢气中质子的数目为2.5N
A
B．电解熔融CuCl ，阴极增重6.4g，外电路中通过电子的数目为0.10 N
2 A
C．0.1molH 和0.1molI 于密闭容器中充分反应后， 分子总数为0.2N
2 2 A
D．0.20mol苯甲酸完全燃烧，生成CO 的数目为1.4 N
2 A
【答案】D
【详解】A．25℃，101kPa不是标况，无法计算，A错误；B．阴极发生反应 ，可知阴极增重
6.4g，生成0.1molCu，转移0.2mole-，B错误；C．该反应为可逆反应，不能完全转化为碘化氢，C错误；
D．0.2mol苯甲酸含1.4mol碳原子，完全燃烧生成二氧化碳的数目是1.4N ，D正确；故选D。
A
规律总结：解答电化学计算题，要先判断电极上发生反应的物质，写出电极反应式，再根据两电极上通过
的电量相等列式求解。
1.根据电极(或电池)反应式计算
先根据题给信息写出正、负极（或阴、阳极）的电极反应式，再根据电子得失守恒写出电池总反应式，最
后根据题中数据列出关系式求解。
2.根据电子守恒计算
对于串联电路，由于电路及各电极上通过的电量相等，可依据电子守恒，找出阴、阳（或正、负）两极产
物之间的定量关系，结合转移电子的物质的量，列出关系式求解。
3.根据关系式计算
根据电子得失守恒建立已知量与未知量之间的“桥梁”，确定计算所需的关系式。例如,以电路中通过
4mol电子为“桥梁”建立如下关系式:
(式中M代表金属,n为M形成阳离子所带电荷数)。
【变式练习】
1．（2022·湖南郴州·一模）某科研小组利用下图装置完成乙炔转化为乙烯的同时为用电器供电。其中锌板
处发生的反应有：①Zn-2e- =Zn2+；②Zn2++4OH-=[Zn(OH) ]2-；③ [Zn(OH) ]2-=ZnO+2OH-+H O。下列说法
4 4 2
不正确的是（ ）A．电极a的电势高于电极b的电势
B．放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变，OH-从左室流向右室
C．电极a上发生的电极反应式为
D．电解足量CuSO 溶液，理论上消耗2.24L(标准状况)C H 时，生成6.4gCu
4 2 2
【答案】B
【详解】A．由分析可知，电极a为正极，电极b为负极，则电极a的电势高于电极b的电势，A正确；
B．放电过程中，正极区发生反应 ，OH-透过阴离子交换膜移向负极，
KOH的物质的量不变，但HO参加电极反应，造成水量减少，KOH溶液浓度增大，B不正确；C．电极a
2
上，C H 得电子产物与电解质反应，转化为C H，发生的电极反应式为
2 2 2 4
，C正确；D．电解足量CuSO 溶液，理论上消耗2.24L(标准状况)C H 时，转移电子的物质的量为
4 2 2
=0.2mol，则生成Cu的物质的量为0.1mol，质量为6.4g，D正确；故选B。
2．下图装置利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和含CO的废气的化学能直接转化为电能，并利用
此电能模拟氯碱工业电解饱和食盐水，下列说法中一定正确的是（ ）A．电解饱和食盐水时，阳极产生氧气
B．若a为碳电极、b为铁电极，b应与Y相连
C．当废气中有28g CO被吸收转化为甲醇时，a电极上产生气体为44.8L
D．当电路中有1mol电子转移时，电池装置左端质量减少12g
【答案】D
【详解】A．阳极产生氯气，A错误；B．若a为碳电极、b为铁电极，b应与X相连，B错误；C．未指明
标准状况，C错误；D．当电路中有1mol电子转移时，电池装置左端生成 和 ， 穿
过质子交换膜移向右端，故左端质量共减少12g，D正确；故选D。
3．乙烯和氯气是有机化工的基础原材料，利用电解催化装置将 电催化生成 ，实现 减排的同
时生产氯气，下列说法正确的是（ ）
A．玻碳电极为阴极
B．X溶液可能为NaOH溶液
C．离子交换膜一定为阳离子交换膜
D．当生成12molb时，生成2mola
【答案】B
【详解】A．由已知可知，a为 ，b为 ，玻碳电极为阳极，A项错误；B．X溶液可能为NaOH溶
液，B项正确；C．阴极的电极反应式： （或
）、 ，为使阳极不断生成 ，阴极产生的Cl需不
断进入阳极，C项错误；D．因阴极AgCl还要得电子，当生成12molb时，生成的乙烯的物质的量小于2mol，D项错误。故选B。
1．（2022·河北·霸州市第一中学模拟预测）海水资源的开发利用是自然资源开发利用的重要组成部分。氯
碱工业是高耗能产业，某化学学习小组设想将其与氢氧燃料电池相结合可以有效降低能耗，其原理如下
(A、B、C、D为惰性电极)。下列说法正确的是（ ）
A．乙池中C电极上的反应为
B．乙池中 通过 交换膜向C电极移动
C．甲池中每生成2mol ，乙池中便会消耗22.4L
D．甲池中发生的总反应为
【答案】D
【详解】A．乙池C上通入氢气，为原电池的负极，溶液为氢氧化钠溶液，故电极反应为
，A错误；B．原电池中阳离子向正极移动，即钠离子通过钠离子交换膜向D极移
动，B错误；C．甲池中每生成2mol ，转移24mol电子，乙池中便会消耗标况下22.4L ，题汇中未说明标况，C错误；D．甲池为电解氯化钠溶液，电解方程式为 ，
D正确；故选D。
2．（2022·广东深圳·一模）某科研小组利用下图装置完成乙炔转化为乙烯的同时为用电器供电。其中锌板
处发生的反应有：① ；② ；③
。下列说法不正确的是（ ）
A．电极a的电势高于电极b的电势
B．放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变
C．电极a上发生的电极反应式为
D．电解足量 溶液，理论上消耗2.24L(标准状况) 时，生成6.4gCu
【答案】B
【详解】A．由图可知锌板为负极，所以电极a的电势高于电极b的电势，A正确；B．放电过程中正极区
消耗水，导致KOH溶液浓度增大，B错误；C．电极a上发生的电极反应式为
，C正确；D．电解硫酸铜时，生成铜的电极反应为 ，理论
上消耗2.24L (标准状况)，即0.1mol，对应电子转移0.2mol，可生成铜6.4g，D正确；故答案选B。
3．（2022·广东深圳·一模）我国有着丰富的海风资源，在海水中建立风电设备，防腐蚀是一个突出问题。
下列说法正确的是（ ）A．钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀
B．可将钢铁构件与电源负极连接臧缓腐蚀发生
C．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为
D．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率
【答案】B
【详解】Ａ．铜镀层破损后，Cu、Fe和海水构成原电池，Fe失电子作负极，Fe加速被腐蚀，A错误；
Ｂ．将钢铁部件与电源负极连接作阴极，属于外加电流法，可以减缓腐蚀发生，B项正确；Ｃ．钢铁发生
吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe-2e-=Fe2+，C错误；Ｄ．发生电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀速率，D错
误；故选B。
4．（2022·青海·海东市第一中学一模）一种以Fe O 为催化剂的简单高效电合成NH 工艺如图所示(已知
2 3 3
Fe O/石墨电极上发生的化学反应为2Fe+N +3H O=Fe O+2NH)，装置工作时，下列说法错误的是（
2 3 2 2 2 3 3
）
A．OH-向Pt电极迁移
B．Fe O/石墨电极上的电极反应为Fe O+6e-+3H O=2Fe+6OH-
2 3 2 3 2
C．2.24 L N 与Fe反应生成NH ，转移了0.6 mol电子
2 3D．总反应为2N+6H O 4NH +3O
2 2 3 2
【答案】C
【详解】A． 电极与电源正极相连，为阳极，阴离子 向阳极迁移，A正确；B．Fe O/石墨电极为阴
2 3
极发生还原反应，介质为碱性溶液，阴极反应式应为 ，B正确；C．
未知是否为标况，不能确定量，C错误；D．总反应氮气和水通过电解装置生成氨气和氧气，为
，D正确；故选C。
5．（2022·广东佛山·模拟预测）化学创造美好生活。下列生产活动中，没有运用相应化学原理的是（
）
选
生产活动 化学原理
项
A 环保工程师用熟石灰处理酸性废水 熟石灰具有碱性
B 利用便携式电池为手机提供能量 原电池将化学能转化为电能
C 利用黄铁矿制备硫酸 黄铁矿中硫元素可被氧化
D 利用焦炭和石英砂制取粗硅 二氧化硅具有很好的光学性能
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．熟石灰具有碱性，可以处理酸性废水，故A正确；B．便携式电池工作时是将化学能转化为
电能，故B正确；C．利用黄铁矿制备硫酸的过程是硫元素被氧化的过程，故C正确；D．利用焦炭和石
英砂制取粗硅与二氧化硅具有很好的光学性能无关，故D错误。综上所述，答案为D。
6．（2022·广西柳州·模拟预测）电化学广泛应用于工业领域。下列叙述正确的是（ ）
A．电解精炼铜时，与电源正极相连的是精铜
B．锌铜原电池产生电流时，溶液中的阳离子移向Zn电极
C．用惰性电极电解足量的饱和食盐水时，阳极的电极反应式：D．外接电源保护海水中钢闸门时，应将钢闸门与电源的正极相连
【答案】C
【详解】A．精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，因此精铜与电源的负极相连，故A错误；B．根据原
电池工作原理，溶液中的阳离子向正极移动，锌筒原电池中锌金属性比铜强，锌作负极，铜作正极，即溶
液中的阳离子向Cu电极移动，故B错误；C．用惰性材料作电极电解饱和食盐水，阳极上失电子，发生氧
化反应，根据放电原理，Cl-先放电，即电极反应式为2Cl-－2e-=Cl↑，故C正确；D．外接电源保护钢闸
2
门，这是电解装置，根据电解原理，钢闸门应与电源的负极相连，这种方法叫外加电流法，故D错误；答
案为C。
7．（2022·广西柳州·模拟预测）科学家近年发明了一种新型 水介质电池。电池示意图如下，电极
为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提
供了一种新途径。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，负极区pH升高
B．放电时，1mol 转化为HCOOH，转移的电子数为4mol
C．充电时，Zn电极连电源正极
D．充电时，产生22.4L(标准状况下) ，生成的Zn为130g
【答案】D
【详解】A．负极上Zn失电子，生成Zn2+，Zn2+结合OH-生成 ，消耗了溶液中的氢氧根离子，负
极区pH下降，A错误；B．放电时，正极反应为 ，1molCO 转化为HCOOH，
2转移的电子数为2mol，B错误；C．充电时，Zn电极连接电源负极，阴极反应为
，C错误；D．充电时总反应式为
，生成1mol氧气的同时，生成Zn2mol，即生成的Zn为
130g，D正确；故答案选D。
8．（2022·新疆·博乐市高级中学（华中师大一附中博乐分校）一模）我国科学家开发了一款高压无阳极配
置可充电钠电池，其充电过程的原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，电子由b极经3A沸石分子筛膜流向a极
B．放电时，a极的电极反应式为Na++e-=Na
C．充电时，b极为阳极，发生还原反应
D．充电时，电路中每迁移2mol电子，理论上a极净增重46g
【答案】D
【详解】A．放电时，电子不经过电解质，故A错误；B．放电时，a极为负极，电极反应式为Na-e-
=Na+，故B错误；C．充电时，b极为阳极，阳极失去电子发生氧化反应，故C错误；D．充电时，a极为
阴极，电极反应式为Na++e-=Na，电路中每迁移2mol电子，理论上a极净增重46g，故D正确；故答案选
D。
9．（2022·新疆·二模）电解合成1 ，2-二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是（ ）A．a为电源正极
B．该装置总反应为CH =CH +2NaCl+2H O ClCH CHCl+2NaOH+H
2 2 2 2 2 2
C．X、Y依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜
D．液相反应为CH =CH +2CuCl = ClCH CHCl+ 2CuCl(s)
2 2 2 2 2
【答案】C
【详解】A．据分析可知Cl-在此失电子被氧化，因此a所连电极为电解质的阳极，a为电源正极，A选项
正确；B．该装置中阳极反应式CH =CH +2Cl--2e- = ClCH CHCl，阴极反应式2HO+2e-=H ↑+2OH-，总反
2 2 2 2 2 2
应式为CH =CH +2NaCl+2H O ClCH CHCl+2NaOH+H ，B选项正确；C．据题目分析可知X、Y依
2 2 2 2 2 2
次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，C选项错误；D．由物质进出方向可知液相反应为CH =CH +2CuCl
2 2 2
= ClCH CHCl+ 2CuCl(s)，D选项正确；
2 2
10．（2022·湖南·模拟预测）北京时间2021年10月16日神舟十三号载人飞船成功发射。“神舟”飞船共
有太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池三种电源系统。镉镍蓄电池的工作原理为Cd + 2NiOOH+2H O
2
Cd(OH) +2Ni(OH) ，紧急状况下，应急电池会自动启动，工作充电放电原理为Zn+ Ag O+ H O
2 2 2 2
2Ag+ Zn(OH) 。下列说法不正确的是（ ）
2
A．飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能，为镉镍蓄电池充电
B．紧急状况下，应急电池负极的电极反应式为2Ag-2e-+2OH-=Ag O+HO
2 2
C．飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，负极的电极反应式为Cd-2e- + 2OH-=Cd(OH)
2
D．两种电池充电一段时间后，阳极区电解质溶液的pH值均降低
【答案】B【详解】A．当飞船进入光照区时，太阳能电池将太阳能转化为电能，除供给飞船使用外，多余部分为镉
镍蓄电池充电(用镉镍萦电池储存起来)，故A正确；B．紧急状况下，应急电池负极电极反应式为Zn-2e-
+2OH-=Zn(OH) ，故B错误；C．飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池作为电源开始为飞船供电，负极的电
2
极反应式应为Cd-2e- + 2OH-=Cd(OH) ，故C正确；D．应急电池充电时阳极电极反应式为2Ag-2e-+2OH-
2
=Ag O+HO，镉镍蓄电池充电时阳极电极反应式为Ni(OH) -e-+OH-=NiOOH+ H O，故两种电池充电一段时
2 2 2 2
间后，阳极区电解质溶液pH均降低，故D正确；故答案选B。
1．（2022·广东佛山·一模）全钒液流电池的工作原理如下图。下列说法不正确的是（ ）
A．放电时负极反应式：
B．充电时阳极的pH降低
C．放电时正极每消耗 ，负极区便有 通过质子交换膜移向正极区
D．电池总反应：
【答案】C
【详解】A．放电时，负极反应为V2＋−e−=V3＋，A正确；B．充电时阳极的电极反应为VO2+-e-+H O= VO
2
+2H+，氢离子浓度增大，pH降低，B正确；C．放电时，若转移1mol电子，正极会消耗 ，因为氢
离子要平衡电荷，则有 从右往左通过质子交换膜，C错误；D．电池总反应为VO +V2++2H+
VO2++V3++H O，D正确；故选C。
2
2．（2022·广西南宁·模拟预测）下列离子方程式书写正确的是（ ）A．等体积等浓度 溶液与 溶液混合：
B．向沸水中滴加饱和 溶液制备 胶体： (胶体)
C．用盛有 溶液的铝制容器处理变黑的银器：
D．用 溶液吸收少量 ：
【答案】B
【详解】A．等体积等浓度 溶液与 溶液混合，氢氧根不足，先与碳酸氢根反应：
，A错误；B．向沸水中滴加饱和 溶液制备 胶体：
(胶体) ，B正确；C．用盛有 溶液的铝制容器处理变黑的银器，铝、硫化
银与氯化钠溶液形成了原电池： ，C错误； D．用
溶液吸收少量 ： ，D错误；故选B。
3．（2022·吉林·长春十一高模拟预测）以柏林绿Fe[Fe(CN) ]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作
6
原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，Mo箔为电池的阳极
B．充电时，正极反应为Fe[Fe(CN) ]+2e-+2Na+=Na Fe[Fe(CN) ]
6 2 6
C．充电时，Na+通过交换膜从左室移向右室
D．外电路中通过0.2mo1电子时，正极质量变化为2.4g
【答案】C
【详解】A．由分析可知，放电时，Mo箔为电池的正极，A错误；B．由分析可知，放电时，左侧为正
极，由图可知，正极反应为：正极反应为Fe[Fe(CN) ]+2e-+2Na+=Na Fe[Fe(CN) ]，不是充电，B错误；C．
6 2 6
充电时该装置作电解池，电解池工作时阳离子移向阴极，Na＋应从左室移向右室，C正确；D．根据选项B
分析可知，正极反应为：Fe[Fe(CN) ]+2e-+2Na+=Na Fe[Fe(CN) ]，则外电路中通过0.2mo1电子时，正极质
6 2 6
量变化为0.2×23=4.6g，D错误；故选C。
4．（2022·广东·东莞市东华高级中学模拟预测）化学从微观层次认识物质，以符号形式描述物质。下列指
定反应的离子方程式正确的是（ ）
A．电解MgCl 水溶液：2Cl- +2H O 2OH- +Cl↑+H ↑
2 2 2 2
B．久置的HS溶液变浑浊：2S2- +O +4H+ =2S↓+2H O
2 2 2
C．NaO 溶于水：NaO+H O=2Na+ +2OH- +O ↑
2 2 2 2 2 2
D．NaOH溶液与过量HC O 溶液反应：HC O+OH- =HC O +H O
2 2 4 2 2 4 2 2
【答案】D【详解】A．生成氢氧化镁难溶，不能拆成离子，A错误；B．硫化氢是弱电解质，不能拆成离子，B错
误；C．方程式没有配平，应为：2NaO+2H O=4Na+ +4OH- +O ↑C错误；D．HC O 是二元弱酸，过量
2 2 2 2 2 2 4
HC O，生成酸式盐，D正确；故选D。
2 2 4
5．（2022·吉林·长春十一高模拟预测）Cu－Ce－O 固溶体作为金属催化剂，能有效促进电化学还原，反
x
应产生CH 和C H 的中间体，*CO在催化剂表面的反应机理如图所示。下列说法正确的是（ ）
4 2 4
A．制约CO 还原为C H 反应速率的是*COH－COH→CH*－COH
2 2 4
B．*CHO→CH +O*只有化学键的形成
3 4
C．Cu－Ce－O 固溶体催化剂对生成CH 有较高选择性
x 4
D．由*CO生成*OH的反应为*CO+5H+-5e-=CH +*OH
4
【答案】C
【详解】A． 能垒高的可以制约反应，由图知，制约CO 还原为C H 反应速率的是CH*－COH→*C－
2 2 4
COH，A错误；B． *CHO→CH +O*既有化学键的断裂、又有化学键的形成，B错误；C．由图知，生成
3 4
甲烷的历程中、活化能小，因此更容易生成甲烷、即 Cu－Ce－O 固溶体催化剂对生成CH 有较高选择
x 4
性，C正确；D． 由*CO生成CH 与*OH的反应为化合价降低、得电子、是还原反应，D错误；答案选
4
C。
6．（2022·吉林·长春十一高模拟预测）下列叙述正确的是（ ）
A．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐溶液为电镀液
B．钢铁水闸可用外加电流的阴极保护法防止其腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的负极反应：O+2H O+4e-=4OH-
2 2
D．船底镶嵌锌块，锌作阴极，以防船体被腐蚀
【答案】B
【详解】A．电镀时，镀件作为阴极，被镀金属作为阳极，故A错误；B．铁易被腐蚀，可用电化学方法防止其腐蚀，被保护时，被保护金属作为阴极或者正极，外加电流的阴极保护法属于电解池原理，故B正
确；
C．钢铁吸氧腐蚀负极失电子，发生氧化反应，其电极反应式为： ，故C错误；D．船底镶嵌
锌块，形成原电池，锌作为负极，铁作为正极，属于牺牲阳极的阴极保护法，故D错误；故选B。
7．（2022·贵州·模拟预测）利用浓差电池电解NaSO 溶液(a、b电极均为石墨电极)，可制得O、H、
2 4 2 2
HSO 和NaOH，反应原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
2 4
A．b电极的电极反应为2HO+2e- =H ↑+2OH-
2 2
B．c、d分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C．浓差电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为Cu-2e- =Cu2+
D．当阴极产生2.24L气体时，电路中转移0.2mol电子
【答案】B
【详解】A．b为电解池的阳极， 电离出的 失去电子发生氧化反应生成 ，电极反应为
，A错误；B．c、d分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，B正确；C．Cu(1)为原
电池的正极，电极反应为 ，Cu(2)为原电池的负极，电极反应为 ，C错误；
D．没有说明是否为标况，不能计算气体的物质的量，D错误；故选B。
8．（2022·河南·模拟预测）第二代钠离子电池是负极为镶嵌在硬碳中的钠、正极为锰基高锰普鲁士白{
}的一种新型二次电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）A．放电时，B极的电势高于A极
B．放电时，正极反应为
C．充电时， 穿过离子交换膜在B极上得电子
D．充电时，A极接外加电源的正极
【答案】A
【详解】A．由分析可知，放电时，B极是原电池负极，A极是正极，原电池中正极电势高于负极，则A
极的电势高于B极，故A错误；B．由分析可知，放电时，A极是正极，在钠离子作用下，Mn[Mn(CN)]
6
在正极得到电子发生还原反应生成NaMn[Mn(CN)]，电极反应式为Mn[Mn(CN)]+2Na++e—=
2 6 6
NaMn[Mn(CN)]，故B正确；C．由分析可知，充电时，A极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，
2 6
B极为阴极，则钠离子穿过离子交换膜在B极上得电子发生还原反应生成钠，故C正确；D．由分析可
知，充电时，A极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，故D正确；故选A。
9．（2022·湖南·泸溪县第一中学模拟预测）2019诺贝尔化学奖颁给在锂离子电池发展方向做出突出贡献的
三位科学家，颁奖词中说：他们创造了一个可充电的世界。下面是最近研发的 可充电电池的
工作示意图，锂离子导体膜只允许 通过，电池反应为： 。下
列说法不正确的是（ ）A． 为非水电解质，其与 溶液的主要作用是传递离子
B．放电时，正极反应为：
C．充电时， 电极发生 嵌入，放电时发生 脱嵌
D．充电时，当转移0.2mol电子时，左室中电解质的质量减轻2.6g
【答案】B
【详解】A．Ca性质活泼，能与水反应，故LiPF -LiAsF 为非水电解质，LiSO 溶液为右室的电解溶液，
6 6 2 4
故LiPF -LiAsF 为非水电解质，与LiSO 溶液的主要作用是传递离子，故A正确；B．放电时，Li
6 6 2 4 1-
FePO /LiFePO 电极为正极，电极反应式为Li FePO +xLi++xe-═LiFePO ，故B错误；C．放电时，Li
x 4 4 1-x 4 4 1-
FePO /LiFePO 电极为正极，电极反应式为Li FePO +xLi++xe-═LiFePO ，放电时发生Li+嵌入，充电时，
x 4 4 1-x 4 4
Li FePO /LiFePO 电极为阳极，电极反应式为LiFePO -xe-═Li FePO +xLi+，发生Li+脱嵌，故C正确；
1-x 4 4 4 1-x 4
D．充电时，钙电极为阴极，电极反应式为Ca2++2e-=Ca，当转移0.2mol电子时，左室中电解质质量减轻
×40g/mol=4g，同时有0.2mol锂离子由右室进入左室，左室中电解质质量质量增加0.2mol×7g/
mol=1.4g，左室中电解质的质量减轻4g-1.4g=2.6g，故D正确；故选：B。
10．（2022·四川·成都七中模拟预测）沿海电厂用海水做冷却水，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。下列叙述正确的是（ ）A．阳极的电极反应式为
B．两极生成的气体体积之比为1∶2
C．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
D．阳极表面形成的 等积垢需要定期清理
【答案】C
【详解】A．据分析，阳极的电极反应式为2Cl__2e-=Cl↑，A错误；B．据分析，两极生成的气体分别是H
2 2
和Cl，又有H~2e-、Cl~2e-，电路中得失电子守恒，故两极生成的气体体积之比为1∶1，B错误；C．据分
2 2 2
析，阳极生成的Cl 溶于水生成HClO，HClO能与NaOH反应生成NaClO，故管道中可以生成氧化灭杀附
2
着生物的NaClO，C正确；D．据分析，管道中生成了HCl，HCl与Mg(OH) 发生反应生成可溶性的
2
MgCl ，故阳极表面形成的 等积垢无需定期清理，D错误；故选C。
2
1．（2022·北京·高考真题）已知： 。下列说法不正确的是（ ）
A． 分子的共价键是 键， 分子的共价键是 键
B．燃烧生成的 气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C．停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D．可通过原电池将 与 反应的化学能转化为电能【答案】A
【详解】A．H 分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的，称为s-s σ键，Cl 分子里的共价键Cl-
2 2
Cl键是由两个p电子重叠形成的，称为p-p σ键，故A错误；B．HCl气体极易溶于水，遇到空气中的水蒸
气后立即形成盐酸小液滴，即白雾，故B正确；C．浓氨水易挥发，挥发的氨气和HCl气体互相反应，化
学方程式NH +HCl=NH Cl，生成NH Cl氯化铵固体小颗粒，固体粉末就是烟，故C正确；D． 与 的
3 4 4
反应是能够自发进行的氧化还原反应，可通过原电池将 与 反应的化学能转化为电能，故D正确；故
选A。
2．（2022·辽宁·高考真题）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
【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，故溶液为红色，
3 2 3 3B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。
3．（2022·湖北·高考真题）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备 ，过程如图
所示( 为甲基)。下列说法正确的是（ ）
A．生成 ，理论上外电路需要转移 电子
B．阴极上的电极反应为：
C．在电解过程中 向铂电极移动
D．电解产生的 中的氢元素来自于
【答案】D
【详解】A．石墨电极发生反应的物质：P→ 化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳
4
极，对应的电极反应式为： ，则生成 ，理论上外电路需要转移
电子，A错误；B．阴极上发生还原反应，应该得电子， 为阳极发生的反应， B错误；C．石墨电极：P→ 发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极， 应该向阳极移
4
动，即移向石墨电极，C错误；D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生 和 ，而HCN中的H来
自 ，则电解产生的 中的氢元素来自于 ，D正确；故选D。
4．（2022·辽宁·高考真题）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
【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；D． 充电过程
2
中，阳极：2Cl--2e-=Cl，消耗氯离子， 溶液浓度减小，故D错误；故选A。
2
5．（2022·海南·高考真题）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
【详解】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
2 3 2
被还原，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，电流强度发生改变，反应速率也会改变，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 ，因此固体氧化物电解质中O2-不会改变，D错
2 2 3 2
误；答案选A。
6．（2022·广东·高考真题）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
【详解】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
2
23g/mol 2mol=46g，故D错误；答案选C。
7．（2022·浙江·高考真题）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
【详解】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-=MnO+4H+，B正确；C．电极A为阴极， LiMn O 得电
2 2 2 2 4
子，电极反应式为：2LiMn O+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：
2 4 2
2LiMn O+4H+=2Li++Mn2++3MnO+2H O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；D．电解池总反应
2 4 2 2
为：2LiMn O+4H+=2Li++Mn2++3MnO+2H O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除
2 4 2 2
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。
8．（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
【答案】B
【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2HO+2e-=2OH-+H ↑，和反应O+4e-+2H O=4OH-，故B错误；C．Li
2 2 2 2
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。
9．（2022·全国·高考真题） 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【详解】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；B．充电时，光照光催化电极产生电子
2 2 2
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；答案选C。
2 2 2 2 2 2
10．（2022·全国·高考真题）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
【详解】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；D．电池的总反应为Zn+4OH-
2 2 2
+MnO+4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O，D正确；故答案选A。
2 2
