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专项训练 电化学（解析版）
1．（2023·全国·统考高考真题）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
x
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—
2
=O ↑+4H+，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
2
烯、乙醇等，电极反应式为2CO+12H++12e−=C H+4H O、2CO+12H+
2 2 4 2 2
+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 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—
2
=O ↑+4H+，每转移1mol电子，生成0.25molO，在标况下体积为5.6L，故D错误；
2 2
答案选C。
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学科网（北京）股份有限公司2．（2023·全国·统考高考真题）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：
【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
试卷第2页，共27页，D说法正确；
综上所述，本题选C。
3．（2023·全国·统考高考真题）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： 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-
8
→NaS，C正确；
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。
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学科网（北京）股份有限公司4．（2023·辽宁·统考高考真题）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
2
，B错误；
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。
5．（2023·湖北·统考高考真题）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
试卷第4页，共27页生成氢气的速率为 。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-
2
=H ↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O ↑+2H O，电池总反应为2HO 2H↑+O ↑，据
2 2 2 2 2 2
此解答。
【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-
2
=H ↑+2OH-，故A正确；
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-
2
=O ↑+2H O，为保持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
2 2
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 ，
2 2 2
则补水的速率也应是 ，故D错误；
答案选D。
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学科网（北京）股份有限公司6．（2023·吉林长春·统考模拟预测）2， 二氨基庚二酸 是1949年由科学家沃
克(E．Work)从白喉棒杆菌的水解物中发现的一种氨基酸，对眼睛、呼吸道和皮肤有刺
激作用，其结构简式为 。其中一种三槽电渗析法制备
2， 二氨基庚二酸的装置工作原理如图所示(电极均为惰性电极)．下列说法正确的是
A．交换膜A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜
B．装置工作一段时间后，原料室内溶液 升高
C．阴极反应式为 ，可获得副产品氢氧化钠
D．若用氢氧燃料电池作电源，当生成 时，电源的正极消耗气体
【答案】C
【分析】由图可知，左侧为阴极，水中氢离子放电发生还原反应生成氢气；右侧为阳
极，水中氢氧根离子放电发生氧化反应生成氧气；
【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，故交换膜A为阳离子
交换膜，；B为阴离子交换膜，R2-进入右侧得到浓RH 溶液，A错误；
2
B．装置工作一段时间后，钠离子进入左侧得到浓氢氧化钠溶液，R2-进入右侧得到浓
RH 溶液，故原料室内溶液 不变，B错误；
2
C．由分析可知，阴极反应式为2HO+2e-=H ↑+2OH-，钠离子进入左侧得到浓氢氧化钠
2 2
溶液，C正确；
D．没有标况，不能计算消耗气体体积的多少，D错误；
故选C。
7．（2023·广东·校联考模拟预测）硫化氢(H S)是强烈的神经毒素，对黏膜有强烈的刺
2
试卷第6页，共27页激作用。科研人员设计了如图装置，借助太阳能，将HS再利用，变废为宝。下列叙
2
述正确的是
A．b电极发生氧化反应
B．a电极区不可用NaOH溶液作电解质溶液
C． 的迁移方向为b电极→a电极
D．每生成2g H ，负极区需消耗22.4 L H S
2 2
【答案】B
【分析】根据工作原理图分析可知，b电极上H+获得电子生成氢气，则b作正极，电
极反应式为2H++2e-=H ↑，因此a作负极，Fe2+失去电子，电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，据
2
此分析解答问题。
【详解】A．由分析可知，b作正极，电极反应式为2H++2e-=H ↑，则b电极发生还原
2
反应，A错误；
B．由分析可知，a电极区反应为：Fe2+-e-=Fe3+，若用NaOH溶液作电解质溶液则生成
Fe(OH) 、Fe(OH) 覆盖在电极a上，阻止反应继续进行，B正确；
2 3
C．由分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故 的迁移方向为负极a电极→正极
b电极，C错误；
D．题干未告知HS所处的状态是否为标准状况，故无法计算每生成2g H ，负极区需
2 2
消耗HS的体积，D错误；
2
故答案为：B。
8．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）在非金属电催化剂的作用下，利
用电化学原理可将 还原为 ，其装置原理如图所示。科学家研究出一种磷化
硼纳米颗粒作为非金属电催化剂，其晶胞结构如图所示。下列叙述正确的是
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学科网（北京）股份有限公司A．图中石墨烯为阴极，电极反应式为
B．该装置工作时， 穿过质子交换膜从左向右移动
C．磷化硼晶体中，每个磷原子周围紧邻且距离相等的硼原子共有2个
D．每转移 电子，阴极室电解质溶液质量增加
【答案】B
【分析】该装置为电解池，由图可知Pt电极上水失去电子形成氧气，该电极为阳极，
电极反应为：2HO-4e-=4H++O ，石墨烯电极上二氧化碳得到电子生成甲醇，该电极为
2 2
阴极，电极反应为： ，以此解题。
【详解】A．由分析可知，图中石墨烯为阴极，电极反应式为
，A错误；
B．由分析可知，左侧产生氢离子，右侧消耗电子，则该装置工作时， 穿过质子交
换膜从左向右移动，B正确；
C．根据磷化硼晶胞结构可知，磷化硼晶体中，每个磷原子周围紧邻且距离相等的硼原
子共有4个，C错误；
D．每转移3 mol电子有3 mol H+穿过交换膜，结合阴极电极反应式
可知，阴极室增加的质量为：3mol氢离子的质量和
0.5mol二氧化碳的质量，一共是3g+22g=25g，D错误；
故选B。
9．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）微生物脱盐电池既可以处理废水中
的 和 ，又可以实现海水淡化，原理如图所示。下列说法错误的是
试卷第8页，共27页A．离子交换膜a为阴离子交换膜
B．出口R处为淡水
C．生物电极 的电极反应式为
D．每生成 (标准状况)，电路中转移 电子
【答案】C
【分析】该装置为原电池，有机废水中的 发生失电子的氧化反应而生成
，则电极 为负极，电极 上是 得电子而生成 ，为正极；原电池工作时，
阴离子移向负极，阳离子移向正极，即海水中的 通过阳离子交换膜b移向 极、
通过阴离子交换膜a移向 极，可实现海水淡化，出口 为淡水。
【详解】A．由分析可知， 通过阴离子交换膜a移向 极，故A选项正确；
B．海水中的 通过阳离子交换膜b移向 极、 通过阴离子交换膜a移向 极，
可实现海水淡化，出口 为淡水，故B选项正确；
C．生物电极 的电极反应式为 ，故C选项错
误；
D．正极反应式为 ，当生成 (标准状况)时，电
路中转移电子 ，故D选项正确；
故选C。
10．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）我国科技工作者利用水热法制备了六方钴纳米片
(hcp—Co)，可应用于高效电催化NO的还原。下列说法错误的是
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学科网（北京）股份有限公司A．六方钴纳米片有利于NO分子的活化
B．负极的电极反应为：
C．理论上每消耗1mol Zn，可放出8.96L
D．该过程的总反应为：
【答案】C
【分析】由图可知，Zn电极上Zn失去电子生成ZnO，化合价升高，Zn被氧化，作原
电池的负极，电极反应为：Zn-2e-+2OH-═ZnO+HO，正极上NO得电子发生还原反应
2
生成NH ，电极反应为：NO+5e-+5H+=NH+H O，据此分析。
3 3 2
【详解】A．六方钴纳米片（hcp-Co）可应用于高效电催化NO的还原，即六方钴纳米
片有利于NO分子的活化，A正确；
B．负极上锌失电子和氢氧根离子反应生成氧化锌，电极反应式为：Zn+2OH--2e-
═ZnO+HO，B正确；
2
C．未指明标准状况，不能计算氨气的体积，C错误；
D．负极反应为：Zn-2e-+2OH-═ZnO+HO，正极反应为：NO+5e-+5H+=NH+H O，故该
2 3 2
过程的总反应为：5Zn+2NO+3H O═5ZnO+2NH ，D正确；
2 3
故答案为：C。
11．（2023·山东·校联考模拟预测）在直流电源作用下，双极膜(膜a、膜b)中间层中的
解离为 和 。脂肪族二胺是一类重要的大宗化学品，我国科学家提出了化
学电池法高效制备二胺，工作机理如图所示：
试卷第10页，共27页下列说法错误的是
A．电势：M电极催化电极a
B．反应后 的物质的量减少
C．阴极的反应式为
D．电路中转移2mol 时，理论上会产生90g碳酸二甲酯
【答案】B
【分析】由图可知，催化电极b上溴离子失去电子发生氧化反应生成溴单质，电极反
应为 ，b为阳极，a为阴极，阴极(催化电极a)的电极反应二氧化碳和甲
醇得到电子发生还原反应生成一氧化碳和 ，
；
试卷第24页，共27页【详解】A．根据催化电极b处 转化为 ，发生氧化反应，可知催化电极b为阳
极，催化电极b连接电源的正极，催化电极a为阴极，则催化电极b>催化电极a，故A
正确；
B．总反应为 和甲醇为原料生成碳酸二甲酯 和水，溴离子的数目在
反应过程中不发生变化，故B错误：
C．根据图示，阴极(催化电极a)的电极反应二氧化碳和甲醇得到电子发生还原反应生
成一氧化碳和 ， ，故C正确；
D．总反应为 和甲醇为原料生成碳酸二甲酯 和水：
，根据 ，电路
中转移2moleˉ时，理论上会产生1mol碳酸二甲酯，其质量为90g，故D正确。
故选B。
26．（2023·辽宁·校联考模拟预测）研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能
对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备 的原理如
图所示，下列说法正确的是
A．电极N处发生电极反应：
B．右侧电池中 通过阳离子交换膜从P极移向Q极
C．光照强度大小不影响 的制备速率
D．不考虑损耗，电路中每消耗 ，理论上Q极可制得
【答案】A
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学科网（北京）股份有限公司【分析】由装置可知左侧电池中电极M上，在光照条件下，光合菌将二氧化碳转化为
氧气，氧气在电极M上得电子生成水，则M作正极，电极N上Fe的硫化物在硫氧化
菌作用下生成S，S在电极N上失电子生成硫酸根离子，N作负极，则电极P为阴极，
电极Q为阳极，Q电极上碘单质失电子生成碘酸钾，据此分析解答。
【详解】A．N极为负极，硫氧化菌将 氧化为S，硫再放电生成 ，负极电极
反应式为 ，故A正确；
B．铂电极P为阴极，电极反应式为 ，Q为阳极，电极反应式
为 ，阳离子移向阴极，溶液中 通过阳离子交换膜从
Q极移向P极，故B错误；
C．光照强度大小影响单位时间内生成氧气的量，即影响电流强度，会影响 的制
备速率，故C错误；
D．不考虑损耗，电路中每消耗 ，转移电子为6mol，生成 ，为
，故D错误；
故选：A。
27．（2023·福建福州·福州三中校考模拟预测）一种新型 电池结构示意图如
图，电池由三个不同区域(A、B、C)组成，所用电解质分别为 和 ，
不同区域由离子交换膜 隔开。下列关于该电池的说法不正确的是
试卷第26页，共27页A． 为电池的负极，发生氧化反应
B．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜
C． 电极反应：
D．电池工作过程中，区域A、B、C溶液 分别减小、不变、增大
【答案】B
【分析】根据元素化合价的变化可知 Zn作负极，PbO 作正极，Zn电极发生的电极反
2
应为： ，PbO2电极发生的电极反应式为：
；
【详解】A．由分析可知Zn为电源的负极，反应氧化反应，A项正确；
B．电解质溶解中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故a为阳离子交换膜，b为阴离
子交换膜，B项错误；
C．PbO 电极发生的电极反应式为： ，C项正
2
确；
D．电池工作过程中，区域A中OH-被消耗，pH减小；A区域的K+移向B区域，C区
域的 移向B区域，故B区域pH不变；C区域H+被消耗，pH增大；D项正确；
答案选B。
28．（2023·山东济南·山东省实验中学校考模拟预测）工业上电解MnSO 溶液制备Mn
4
和MnO 的工作原理如图所示，下列说法错误的是
2
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学科网（北京）股份有限公司A．电流由钛电极经MnSO 溶液流向不锈钢电极
4
B．阳极反应式为Mn2+—2e—+2H O=MnO +4H+
2 2
C．离子交换膜为阳离子交换膜
D．当电路中有2mole-转移时，生成55gMn
【答案】C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源负极相连的不锈钢电极为阴极，锰
离子在阴极得到电子发生还原反应生成锰，电极反应式为Mn2++2e—=Mn，钛电极为阳
极，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为Mn2+—2e—
+2H O=MnO +4H+，溶液中硫酸根离子由阴极区经阴离子交换膜进入阳极区。
2 2
【详解】A．由分析可知，不锈钢电极为阴极，钛电极为阳极，则内电路中电流由钛
电极经硫酸锰溶液流向不锈钢电极，故A正确；
B．由分析可知，钛电极为阳极，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，
电极反应式为Mn2+—2e—+2H O=MnO +4H+，故B正确；
2 2
C．由分析可知，不锈钢电极为阴极，钛电极为阳极，电解时溶液中硫酸根离子由阴极
区经阴离子交换膜进入阳极区，故C错误；
D．由分析可知，不锈钢电极为阴极，锰离子在阴极得到电子发生还原反应生成锰，
电极反应式为Mn2++2e—=Mn，则当电路中有2mole-转移时，阴极生成锰质量为
1mol×55g/mol=55g，故D正确；
故选C。
29．（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）天津大学化学团队以 和辛胺为原料实现了
甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图(隔膜a只允许 通过，右池反应无
气体生成)。下列说法错误的是
试卷第28页，共27页A． 电极的电势比 电极的高
B．阴极发生的电极反应为
C．电解过程中， 由 电极区向 电极区迁移
D．当电路中有2mol电子转移时，阳极区液体质量增加10g(不考虑气体的溶解)
【答案】D
【分析】由图中In/In O 电极上CO→HCOO-可知，CO 发生得电子的还原反应，In/
2 3-x 2 2
InO 电极为阴极，阴极反应为：CO+2e-+H O═HCOO-+OH-，则Ni P电极为阳极，辛
2 3-x 2 2 2
胺在阳极上发生失电子的氧化反应生成辛腈，电极反应为CH(CH)CHNH +4OH--4e-
3 2 6 2 2
=CH (CH)CN+4HO，据此分析解答。
3 2 6 2
【详解】A．根据分析，Ni P电极为阳极，连接电源的正极，电势比 电极的
2
高，A正确；
B．In/In O 电极为阴极，阴极反应为：CO+2e-+H O═HCOO-+OH-，B正确；
2 3-x 2 2
C．电解过程中，阴离子向阳极移动，则OH-由In/In O 电极区向Ni P电极区迁移，C
2 3-x 2
正确；
D．阳极上发生失电子的氧化反应生成辛腈，电极反应为CH(CH)CHNH +4OH--4e-
3 2 6 2 2
=CH (CH)CN+4HO，当电路中有2mol电子转移时，阳极区液体质量增加2mol氢氧
3 2 6 2
根离子的质量，为2mol×17g/mol=34g，D错误；
故选D。
30．（2023·浙江·校联考模拟预测）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 。下列说法不正确的是
29 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司A．石墨电极与电源正极相连，发生氧化反应
B．铂电极上的电极反应为：
C．在电解过程中 向石墨电极移动
D．生成 ，理论上外电路需要转移 电子
【答案】D
【分析】由图可知，石墨电极上P 转化为Li[P(CN)]，P元素化合价升高，发生氧化反
4 2
应，故石墨电极为阳极，连接外电源正极，铂电极为阴极，连接外电源负极，据此分
析作答。
【详解】A．根据分析可知，石墨电极与电源正极相连，发生氧化反应，故A正确；
B．根据分析可知，铂电极为阴极，电极反应为： ，故B正确；
C．由图可知，在电解过程中 由铂电极向石墨电极移动，故C正确；
D．在化合物 中， 元素为 价，生成 ，理论上外电路需要
转移 电子，故D错误；
故选：D。
试卷第30页，共27页
