文档内容
考点 24 电化学原理的综合应用
目录
.............................................................................................................................................1
1.高考真题考点分布...................................................................................................................................1
2.命题规律及备考策略...............................................................................................................................1
.............................................................................................................................................2
考法01 多池串联的两大模型及原理.......................................................................................................2
考法02 电化学装置中的膜技术应用.......................................................................................................6
考法03 电化学有关计算.........................................................................................................................11
...........................................................................................................................................16
1.高考真题考点分布
考点内容 考点分布
多池串联 2022·山东卷，3分； 2021·广东卷，3分；
膜技术应用 2024·河北卷，3分；2024·湖北卷，3分；2024·辽宁卷，3分；2024·广东卷，3分；
2023·广东卷，3分；2023·全国甲卷，6分；2023·辽宁卷，3分；2023·湖北卷，3分；
2023·山东卷，3分；2023·浙江卷，3分；2023·重庆卷，3分；2022·湖南卷 ，3分；
2022·全国甲卷，6分；
2024·安徽卷，3分；2024·全国甲卷，6分；2024·新课标卷，6分；2024·浙江卷，3
分；
电化学有关计算
2024·江苏卷，3分；2024·甘肃卷，3分； 2024·湖南卷，3分；2023·海南卷，3分；
2023·广东卷，3分；2023·辽宁卷，3分；2023·湖南卷，3分；2023·重庆卷，3分；
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看，多池串联主要考查电极类型判断、电极反应式的书写等；原电池和
电解池的相关计算主要包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、根据电荷量求产物的量、根据产物的
量求电荷量等仍是高考命题的热点。
【备考策略】【命题预测】
预计2025年高考会以新的情境载体考查考查电化学膜技术的应用、电极方程式书写、利用得失电子守恒计
算等是高考命题的重要趋势，题目难度一般较大。
考法01 多池串联的两大模型及原理分析
1.常见串联装置图
（1）外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
（2）原电池与电解池的串联(如图)
图甲
图乙
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。2.“串联”类装置的解题流程
考向01 考查外接电源与电解池的串联
【例1】（2024·河北秦皇岛·一模）如图所示，甲池的总反应式为NH＋O===N ＋2HO，下列关于该装置
2 4 2 2 2
工作时的说法正确的是( )
A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B．甲池中负极反应式为NH－4e－===N ＋4H＋
2 4 2
C．甲池和乙池中溶液的pH均减小
D．当甲池中消耗3.2 g N H 时，乙池中理论上最多产生6.4 g固体
2 4
【答案】C
【解析】该装置图中，甲池为燃料电池，其中左边电极为负极，右边电极为正极，乙池为电解池，石墨电
极为阳极，Ag电极为阴极，阴极上Cu2＋得电子生成铜，无气体生成，A错误；甲池溶液呈碱性，电极反
应式不出现H＋，B错误；根据甲池的总反应式可知有水生成，电解液被稀释，故碱性减弱，pH减小，乙
池的总反应式为2CuSO ＋2HO=====2Cu＋O↑＋2HSO ，电解液酸性增强，pH减小，C正确；3.2 g N H
4 2 2 2 4 2 4
的物质的量为0.1 mol，转移电子的物质的量为0.4 mol，产生0.2 mol Cu，质量为12.8 g，D错误。
考向02 考查原电池与电解池的串联【例2】（2024·广东·三模）西北工业大学推出一种新型Zn-NO 电池，该电池能有效地捕获NO 并将其转
2 2
化为NO 。现利用Zn-NO 电池将产生的NO 电解制氨，过程如图所示。下列说法正确的是
2
A．c电极的电势比d电极的电势高
B．当电路中转移2mole-时，丙室溶液质量减少18g
C．电解池的总反应式为2H+ + 2NO + 2H O = 2NH +3O ↑
2 3 2
D．为增强丙中水的导电性，可以加入一定量的NaCl固体
【答案】B
【分析】由图可知，左池为原电池，Zn电极为原电池负极，b电极为原电池正极，则与原电池相连的右池
为电解池。与原电池负极相连的c极为电解池阴极，与原电池正极相连的d极为电解池阳极。
【解析】A．c为阴极、d为阳极，c电极的电势比d电极的电势低，A错误；
B．丙室中阳极上水失电子产生氧气，电极反应式为2HO-4e-=4H++O ↑，当电路中转移2mole-时，丙室产
2 2
生氧气减少的质量为16g，同时会有2mol质子转移至乙室，则丙室溶液质量减少量为16g+2mol×1g/
mol=18g，B正确；
C．电解池溶液为亚硝酸盐溶液，反应物中不出现H+，电解池总反应为2NO + 4H O = 2NH +3O ↑+
2 3 2
2OH-，C错误；
D．放电顺序：Cl->OH-，若加入NaCl，Cl-会在阳极放电产生Cl，并不能生成H+迁移至乙室去平衡电荷，
2
导致电解反应生成氨难以发生。可加入硫酸钠固体增强溶液导电性，D错误；
故答案为：B。
【思维建模】
(1)多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。
(2)与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发
生的反应。
【对点1】（2024·黑龙江·模拟）二十大报告明确了生态文明建设的总基调是推动绿色发展。NO-空气质子
交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废
气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极。回答下列问题：(1)甲池在放电过程中的负极反应式为_________________________________________________________。
(2)乙池中通入废气SO 的电极为____极，电池总反应的离子方程式为_______________________________。
2
(3)b为____________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到4 L浓度为0.6 mol·L－1的盐酸时，M室
中的溶液的质量变化为____________(溶液体积变化忽略不计)。
(4)若在标准状况下，甲池有5.6 L O 参加反应，则乙池中处理废气(SO 和NO)的总体积为____________L。
2 2
【答案】(1)NO＋2HO－3e－===NO＋4H＋ (2)阳 5SO ＋2NO＋8HO=====2NH＋5SO＋8H＋ (3)阴 减
2 2 2
小18 g (4)15.68
【解析】(1)甲池在放电过程中，负极上一氧化氮失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子，反应为NO＋
2HO－3e－===NO＋4H＋。(2)乙池中通入废气SO 的电极连接电源的正极，为阳极；阳极二氧化硫发生氧
2 2
化反应生成硫酸根离子，阴极一氧化氮发生还原反应生成铵根离子，电池总反应的离子方程式为 5SO ＋
2
2NO＋8HO=====2NH＋5SO＋8H＋。(3)丙中阳极上水放电发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从 M
2
室通过a膜进入浓缩室；N室中氯离子通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸，故b为阴离子交换膜。
当浓缩室得到4 L浓度为0.6 mol·L－1盐酸时，迁移过来的氢离子为4 L×(0.6 mol·L－1－0.1 mol·L－1)＝2 mol；
2HO－4e－===4H＋＋O↑，则反应1 mol水，M室中溶液的质量变化为减少1 mol×18 g·mol－1＝18 g。(4)乙
2 2
池中SO 转化为硫酸根离子、NO转化为铵根离子；若标准状况下，甲池有5.6 L O (为0.25 mol)参加反应，
2 2
根据得失电子守恒可知，O ～4e－～2SO ～NO，则乙池中处理废气(SO 和NO)共0.7 mol，总体积为15.68
2 2 2
L。
【对点2】（2024·山东·模拟预测）利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化。下列说法错误的是
A．乙室的Ag电极电势高于甲室
B．Cl电极的反应为
C．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜
D．当乙室Ag电极的质量增加 时，理论上NaCl溶液减少
【答案】C【分析】该装置左侧为浓差原电池，右侧为电解池，实现海水淡化装置，甲室 电极发生 ，
该电极为负极，乙室的 电极发生 ，该电极为正极，故Cl电极为阳极，C2电极为阴极，
溶液中阳离子 移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子 移向阳极室，膜1为阴离子交换
膜，从而模拟实现海水淡化。
【解析】A．由上述分析可知，乙室的 电极为正极，故电势高于甲室，A正确；
B．Cl电极为阳极，电极反应为 ，B正确；
C． 溶液中阳离子 移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子 移向阳极室，膜1为阴离子交换
膜，C错误；
D．乙室的 电极发生 ，增加 为生成的 的质量，物质的量为 ，转
移电子0.2mol，理论上NaCl溶液移向阳极室的 为0.2mol，移向阴极室的 为0.2mol，故质量减少
，D正确；
答案选C。
考法02 电化学装置中的膜技术应用
1.常见的隔膜
隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
2.隔膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3.“隔膜”电解池的解题步骤
第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。
第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。
第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免
产物因发生反应而造成危险。
考向01 “隔膜”在新型电池中的应用
【例1】（2024·山东青岛·二模）我国科学家开发出了一种Zn-NO电池系统，该电池具有同时合成氨和对
外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )A．电极电势：Zn/ZnO电极Cu＋，D正确；
2
故选D。
2．（2024·江西吉安·模拟预测）最近，南开大学水系电池课题组开发了一种六电子氧化还原I/石墨烯电极
可充电电池，其能量密度显著高于传统的水系I基电池，示意图如下。
下列叙述正确的是
A．放电时， /石墨烯电极消耗 发生还原反应
B．充电时， /石墨烯电极反应式为
C．放电时，电池总反应为
D．石墨烯能增强电极的导电性，放电时阴离子向正极移动
【答案】C
【分析】由电池原理示意图可判断，放电时负极反应式为 ，正极反应式为
。
【解析】A．根据分析可知，放电时，碘电极不消耗I，A项错误；
2
B．充电时，I/石墨烯电极反应式应为 ，B项错误；
2
C．放电时，电池总反应为 ，C项正确；
D．石墨烯能增强电极的导电性，放电时阴离子向负极移动，D项错误；
答案选C。
3.（2024·河南新乡·二模）自由基因为化学性质不稳定往往不能稳定存在，羟基自由基（·OH）有极强的氧
化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚（ ）氧化为 和 的原电池—
电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是A．该装置工作时，电流方向为电极b→Ⅲ室→Ⅱ室→Ⅰ室→电极a
B．当电极a上有1mol 生成时，c极区溶液仍为中性
C．电极d的电极反应为
D．当电极b上有0.3mol 生成时，电极c、d两极共产生气体11.2L（标准状况）
【答案】D
【分析】根据装置图，左边是原电池装置，右边是电解池装置，a处Cr元素从+6价变成+3价，化合价降
低，得到电子，发生还原反应，a为正极，b为负极。苯酚废水在d处被氧化，d处水分子失去电子形成羟
基自由基，发生氧化反应，d为电解池阳极，c为电解池阴极，据此分析解题。
【解析】A．根据分析，a为正极，b为负极，该装置工作时，内电路电流由 b 极经 III、II、I 室流向 a
极，A正确；
B．a极每产生1molCr(OH) ，转移3mol电子，c极上的电极反应式为 ，生成
3
1.5mol ，与此同时，有3mol 从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，因此c极区溶液仍为中性，B正
确；
C．d 极区为阳极区，电极反应为 ，C正确；
D．电极b的电极反应式为 ，电极c的电极反应式为
电极d为电解池阳极，电极反应为 ·OH可进一步氧化苯酚，
化学方程式为 ，当电极b上有0.3mol CO 生成时，电极c、d两极共产生
2
气体22.4L（标准状况），D项错误；
故选D。
4．（2024·山西·模拟预测）南京大学金钟课题组利用三氟甲磺酸根阴离子(OTF-)的氧化作用制备了均匀沉
积的单质碘正极材料，并在此基础上进一步制备了电极/电解液共生的水系锌-碘电池，其工作原理如图所
示：下列说法正确的是
A．充电时，碘宿主电极为阴极
B．充电时，阳极电极反应式为
C．放电时， 向右迁移
D．放电时，锌的质量减少 时，有 离开碘宿主电极
【答案】B
【分析】由锌-碘电池的工作原理可判断，放电时为原电池，碘宿主电极上碘元素化合价降低，碘宿主电极
为正极，锌做负极，充电时做电解池，阳极与正极相连，阴极与负极相连。
【解析】A ．放电时，碘宿主电极上碘元素化合价降低，被还原，则为正极，故充电时为阳极，A项错
误；
B．充电时，碘宿主阳极上 发生氧化反应生成 ，电极反应式为 ，B项正确；
C．放电时，锌为负极，阴离子 向负极即左迁移，C项错误；
D．放电时，锌的质量减少 时，有 电子转移，正极反应式为 ，消耗0.3mol碘单质，
有 离开碘宿主电极，D项错误；
故选B。
5．（2024·陕西铜川·模拟预测）利用下图所示的电化学装置可消除污水中的氮污染，下列叙述正确的是
A．电极电势：A>B
B．负极上电极反应式：
C．好氧反应器中反应式为
D．X离子为 ，交换膜Y是阴离子交换膜
【答案】B
【解析】A．A极上有机酸根失去电子转化为 ，故A是负极，负极电势低于正极的电势，A项错误；
B．负极即A电极，CHCHCOO- 转化为 且介质为酸性，由质量守恒等原理，选项所给电极反应式
3 2
正确，B项正确；
C．由于进入反应器中的物质是 、 、 ，故反应物中不会有 ，C项错误；D．由负极电极反应，负极产生H+经过Y进入正极区，X离子应为 ，交换膜Y为阳离子交换膜，D项
错误；
本题选B。
6．（2024·河北石家庄·三模）高性能钠型电池工作原理如图所示，电池反应为
．下列说法正确的是
A．放电时，a为正极
B．充电时，阴极反应为
C．放电时，Sn在很大程度上被腐蚀
D．充电时，当电路中通过 ，理论上有 从石墨烯中脱嵌并向左迁移
【答案】B
【分析】根据电池反应可知，放电时，NaSn电极为负极，失电子生成Na+和Sn，Al电极为正极，C (PF )
x 6
得电子生成C 和 ，充电时NaSn电极为阴极，Na+得电子与Sn反应生成NaSn，Al电极为阳极， 失
x
电子结合C 生成C (PF )。
x x 6
【解析】A．根据分析可知，放电时a电极为负极，A错误；
B．充电时，NaSn电极为阴极，Na+得电子与Sn反应生成NaSn，电极反应式正确，B正确；
C．放电时，NaSn电极为负极，失电子生成Na+和Sn，Sn未被腐蚀，C错误；
D．充电时，阳极上 失电子结合C 生成C (PF )，电极反应式为 -e-+C =C (PF )，当电路中通过1mol
x x 6 x x 6
电子时，理论上有1mol 失电子向阳极移动，并嵌入石墨烯中，D错误；
故答案选B。
7．（2024·青海西宁·三模）一种 双极膜电池可长时间工作，其工作原理如图所示。已知双极膜
中间层中的 解离为 和 。下列说法错误的是A．电极电势： 电极 电极
B．双极膜中 解离出的 透过膜q向Cu电极移动
C．Cu电极的电极反应式为
D．双极膜中质量每减少18g，左侧溶液中硫酸质量减少98g
【答案】D
【分析】Cu电极的电极反应式为 ， 电极的电极反应式为
；
【解析】A．由题意和题图可知， 电极为正极，Cu电极为负极，正极电势高于负极电势，则电极电
势 电极 电极，A正确；
B．原电池中阴离子向负极移动，所以双极膜中 解离出的 透过膜q向Cu电极移动，B正确；
C．由题意可知，Cu电极的电极反应式为 ，C正确；
D． 电极的电极反应式为 ，即消耗 时还需双极膜
中的 解离出 参与反应，双极膜中质量每减少18g，即有1mol由水解离出的 参与反应，则左
侧溶液中硫酸质量减少49g，D错误；
故选D。
8．（2024·陕西·模拟预测）铁—铬液流电池储能技术被称为储能时间最长、最安全的电化学储能技术之
一，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，M为正极B．充电时，阴极反应式为
C．若用该电池电解饱和食盐水，当有 生成时，则有 被氧化
D．充电时， 被氧化时，则有 由左向右通过质子交换膜
【答案】C
【分析】由图示可知，放电时，正极反应式为 ，负极反应式为 ，因此M为正极、
N为负极；充电时，阳极反应式为 ，阴极反应式为 ，因此M接电源正极为阳极、
N接电源负极为阴极。
【解析】A．放电时，正极反应式为 ，因此M为正极，故A正确；
B．根据分析可知，充电时，阴极反应式为 ，故B正确；
C．电解饱和食盐水时，生成氯气的电极反应式为 ，生成 ，未知气体的状态，无
法进行计算，故C错误；
D．充电时，阳极反应式为 ， 即 被氧化，即失去 电子，溶液保持电
中性，则电池中有 通过交换膜由左(阳极)通过质子交换膜向右(阴极)迁移，故D正确；
故答案选C。
9.（2023·广东惠州·联考）钒电池是化学储能领域的一个研究热点，储能大、寿命长，利用该电池电解含
的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d电极均为惰性电极。下列说法中正确的是
A．用钒电池处理废水时，a电极区溶液由蓝色变成黄色
B．电势：a极高于c极
C．膜2为阴离子交换膜，p口流出液为
D．当钒电池有 通过质子交换膜时，处理含 的废水
【答案】B
【分析】钒电池放电时，阳离子向正极移动，则a为正极，b电极为负极，右图为电解池，电解含NH NO
4 3
的废水制备硝酸和氨水，c电极为阴极，d电极为阳极，以此解答。
【解析】A．钒电池放电时，a电极上VO →VO2+、发生得电子的还原反应、a电极为正极，b电极作负
极，正极反应式为VO +2H+ +e-= VO2++H O，a电极区溶液由黄色变成蓝色，A错误；
2
B．钒电池放电时，阳离子向正极移动，则a为正极，b电极为负极，电解池中c极为阴极，则电势：a极
高于c极，B正确；C．右图为电解池，电解含NH NO 的废水制备硝酸和氨水，c电极为阴极，d电极为阳极，阴极上HO得
4 3 2
电子生成H 和OH-，废水中NH 通过隔膜1进入X区，OH-与NH 反应生成NH ·H O，阳极上HO失电
2 3 2 2
子生成O 和H+，废水中NO 通过隔膜2进入Y区，H+与NO 结合为HNO，隔膜1为阳离子交换膜，隔
2 3
膜2为阴离子交换膜，故q口流出液为硝酸，C错误；
D．右图中阳极反应式为2HO-4e-= O ↑+4H+，阴极反应式为2HO+2e-= H ↑+2OH-，当左图装置中有2
2 2 2 2
molH+通过质子交换膜时n( )=2mol，所以质量为2mol×80g/mol=160g，D错误；
故选B。
10.（2024·广西南宁·模拟预测）如图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是
A．甲池将化学能转化为电能，总反应为2CHOH+3O =2CO +4H O
3 2 2 2
B．乙池中的Ag不断溶解
C．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量CuO固体
D．当甲池中有22.4LO 参与反应时，乙池中理论上可析出12.8g固体
2
【答案】C
【分析】由图可知，甲池为甲醇燃料原电池，是化学能转化为电能的装置，电解液为 KOH，甲醇发生氧
化反应生成碳酸根离子 ，为负极；氧气发生还原反应生成氢氧根离子
，为正极，总反应为 ；则石墨电极为阳极、银电极为阴
极；
【解析】A．由分析可知，甲池将化学能转化为电能，总反应为 ，A错误；
B．银电极为阴极，铜离子得到电子发生还原反应生成铜单质，B错误；
C．乙池阳极水放电发生氧化反应生成氧气，则乙池减少的为铜和氧元素，故反应一段时间后要使乙池恢
复原状，可加入一定量CuO固体，C正确；
D．没有标况，不能计算反应的氧气的物质的量，不能计算乙池析出物质质量，D错误；
故选C。
11.（2024·河北衡水·一模）浓差电池是一种特殊的化学电源。如图所示装置是利用浓差电池电解NaSO 溶
2 4
液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O、H、HSO 和NaOH。下列说法正确的是
2 2 2 4A．a为电解池的阴极
B．当电路中转移2mol电子时，2mol 通过膜d向右移动
C．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120gNaOH
【答案】A
【分析】浓差电池电解NaSO 溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O、H、HSO 和NaOH，说明乙
2 4 2 2 2 4
装置在左侧得到氢氧化钠和氢气，右侧得到氧气和稀硫酸，则a为阴极，b为阳极，Cu(2)为负极，Cu(1)为
正极。
【解析】A．根据分析可知，a为电解池的阴极，A说法正确；
B．当电路中转移2mol电子时，阳极区形成2mol氢离子，要使溶液呈电中性，则1mol 通过膜d向右
移动，B说法错误；
C．电池放电过程中，Cu(2)为负极，电极反应： ，C说法错误；
D．电池放电过程中，Cu(2)电极反应： ，Cu(1)电极反应： ，反应前甲装置
左侧硫酸铜物质的量为5mol，右侧硫酸铜物质的量为1mol，电池从开始工作到停止放电，两侧硫酸铜物
质的量均为3mol，由此有2mol铜生成，转移4mol电子，根据 ，转移4mol电
子，生成4molNaOH，质量为160g，D说法错误；
答案选A。
12.（2024·湖南长沙·模拟预测）四甲基氢氧化铵 常用作电子工业清洗剂，下图为以四甲基氯
化铵 为原料，利用光伏并网发电装置采用电渗析法合成 ，下列叙述正确的是
A．a极电极反应式：
B．制备0.4mol 时，两极共产生6.72L气体(标准状况)C．c为阳离子交换膜，d，e均为阴离子交换膜
D．保持电流恒定，升高温度可以加快合成 的反应速率
【答案】B
【分析】根据de池中浓度变化得出，钠离子从b极池通过e膜，氯离子从cd池通过d膜，由电解池中阳离
子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，
所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，以此解答。
【解析】A．由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为
，故A错误；
B．a极电极反应式为2 +2H O+2e-=2 +H ↑，收集氢气0.2mol，转移电子为0.4mol，
2 2
b极电极反应式为4OH--4e-=O ↑+2H O，收集氧气为0.1mol，标况下两极可得气体体积为0.3mol 22.4L/
2 2
mol =6.72L L，故B正确；
C．由题中图示信息可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH)N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换
3 4
膜，d为阴离子交换膜，故C错误；
D．保持电流恒定，则单位时间a极得到的电子数目是恒定的，升高温度，电极反应
的速率不变，故D错误；
故选B。
13．（2024·河北·二模）科学家利用高温固体氧化物燃料电池技术实现了废气资源回收，并得到单质硫。
该电池工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电子从电极b流出
B．电极 的电极反应为
C．该电池消耗 转化成的电能理论上小于其燃烧热值
D．电路中每通过 电子，则有 流向电极a
【答案】C
【分析】由电池装置图分析可知，通入硫化氢生成单质硫，化合价升高，故电极a为负极；通入氧气的电
极b为正极。
【解析】A．由电池装置图分析可知，电极a上通入硫化氢生成单质硫，S元素化合价升高，故电极a为负
极，通入氧气的电极b为正极，电子从电极a流出，A项错误；
B．由装置分析，可知硫化氢在负极上失去电子，同时结合氧离子生成硫单质和水，故电极a的电极反应为2HS+2O2--4e- S+2H O，B项错误；
2 2 2
C．该电池消耗1 mol H S转化成的电能理论上不等于其燃烧热值，硫化氢燃烧要生成二氧化硫，释放的热
2
量更多，C项正确；
D．电路中每通过2 mol电子，则有1 mol O2-流向电极a，D项错误；
答案选C。
14．（2024·安徽合肥·三模）一种基于固体电解质NASICON的可充电钠碘电池，具有安全、电流密度
高、使用条件宽泛等优点，其工作示意图如下所示，已知电池充电时b极发生氧化反应。下列说法错误的
是
A．放电时a电极反应式为
B．电池总反应式可表示为
C．充电时，转移0.2mol 时，c区和d区的质量差改变4.6g
D．若将c区换成金属锂，电池的比能量更大
【答案】C
【解析】电池充电时b极发生氧化反应，可知b极为阳极，a极为阴极。电池放电时，a为负极，电极反应
为： ，固体电解质NASICON只允许阳离子通过，固体电解质NASICON含钠离子，通过
转移保持两侧电荷守恒，放电时b为正极，电极反应为： 。
A．根据分析，放电时a电极为负极，故A项正确；
B．根据分析，电池总反应式可表示为 ，故B项正确；
C．根据反应式分析，每转移0.2mol电子时，0.2mol 从d区移出，c区移入0.2mol 生成0.2mol
Na，两区质量差改变9.2g，故C项错误；
D．失1mol 时，钠和锂的质量分别为23g和7g，锂的比能量（单位质量所能输出电能的多少）更大，
故D项正确；
故本题选C。
15．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）一种 —空气酸性燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，
下列说法正确的是A． 通过质子交换膜从右侧向左侧多孔石墨棒移动
B．若产生 ，则理论上需通入 (标准状况)
C．负极的电极反应式为
D．电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极
【答案】C
【分析】由图可知， 失去电子转化为 ，则左侧多孔石墨电极为负极，右侧多孔石墨电极为正
极。
【解析】A．在原电池中，阳离子向正极移动，所以 通过质子交换膜从左侧向右侧多孔石墨棒移动，A
错误；
B．根据关系式 可知，若产生 ，则理论上需通入 ，即需通入
(标准状况) ，B错误；
C． 在负极放电，负极的电极反应式为 ，C正确；
D．原电池中电子从负极经导线流向正极，电子不能进入溶液，D错误；
故选：C。
16．（2024·辽宁·模拟预测）一种 双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。
已知：①M、N均为多孔石墨烯电极；
②起始时Ⅰ室(含储液罐)中只含 ；
③盐的水解忽略不计。
下列说法正确的是
A．充电时，Ⅱ室中 向Ⅰ室迁移B．充电时，N极电极反应式为
C．X膜为阴离子交换膜，Y膜为阳离子交换膜
D．放电时，Ⅲ室中电路上转移 电子，此时Ⅰ室中 ，则起始时Ⅰ室中含有
【答案】D
【分析】由图可知，放电时 在M极失去电子生成 ，即 转化为 极是负极；为了维持
电荷守恒， 溶液中的溴离子要通过X膜进入Ⅰ室，X膜为阴离子交换膜；Ⅲ室中 在N极得到电子
生成溴离子并转移到Ⅱ室，则N极为正极，Y膜为阴离子交换膜。
【解析】A．充电时，N极为阳极，M极为阴极，阴离子向阳极迁移，A项错误；
B．充电时，N极电极反应式为 ，B项错误；
C．X膜、Y膜均为阴离子交换膜，C项错误；
D．设起始时Ⅰ室 ，D项正确；
故选D。
17.（2024·四川成都·模拟预测）水系可逆 电池在工作时，复合膜(由a、b膜复合而成，a膜只允许
通过，b膜只允许 通过)层间的 解离成 和 ，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移
动。当闭合K 时， 电池工作原理如图所示，下列说法错误的是
1
A．闭合 时，右侧电极反应为
B．闭合 时，电池工作一段时间，复合膜两侧溶液的pH都降低
C．闭合 时， 从Zn电极流向复合膜
D．闭合 时，每生成65gZn，同时生成 气体11.2L
【答案】D
【分析】闭合 ，该装置为化学电源，电极表面变化可知，Zn为负极，负极电极反应式为，Pd材料为正极，电极反应式为 ，闭合 ，该装置
为电解装置，锌电极为阴极，据此分析。
【解析】A．由图可知，闭合 时，右侧的物质转化为 ，则右侧电极反应为
，A正确；
B．由A分析知，闭合 时，右侧电极反应为 ，左侧电极反应为
，复合膜层间的解离成 解离成 和 ，移动向两极的 和 的物质
的量相等，两电极转移电子数相等，则右侧消耗的氢离子少但生成的甲酸使酸性增强，左侧消耗的氢氧根
离子多，故复合膜两侧溶液的pH左侧降低，右侧降低，B正确；
C．闭合 时，该装置为电解池，左侧为阴极，右侧为阳极， 从Zn电极流向复合膜，C正确；
D．没有标明为标准状况，无法计算 的体积，D错误；
故选D。
18．（2024·陕西安康·模拟预测）一种处理含 废水并资源化利用氨的三室电催化装置如图所示。下列
说法错误的是
A．b室和c室之间应选择阳离子交换膜
B．阴极发生的反应有
C． 溶液与 在a室中反应生成铵盐，实现资源化利用氨
D．b室消耗 ，c室产生 气体(标准状况)
【答案】D
【分析】由装置图可知， 在b室最终转化为 ， 溶液与 在a室中反应生成铵盐，c室生
成氧气， 不能进入c室，则b室和c室之间应选择阳离子交换膜。
【解析】A．由分析可知， b室和c室之间应选择阳离子交换膜，故A正确；
B．Pt电极为阳极，c室中发生反应 ， 通过离子交换膜进入b室， 在
电极上被还原为 ， 再被还原为 ，先后发生反应： 、
，故B正确；
C．a室与b室之间为气体扩散膜，则 进入a室与 溶液反应，C故正确；
D．由以上分析可知，b室消耗的 可能转化为 ，不一定全部转化为 ，转移的电子数不确定，故无法得出c室产生气体的量，即使 完全转化为 ，也应该得到 电子，对应c室产生
，即 (标准状况)，故D错误；
答案选D。
19．（2024·黑龙江·三模）一种新型 电池，可以有效地捕获 ,将其转化为 ,再将产生的
电解制 ，装置如图所示，下列说法正确的是
A．b为正极，发生氧化反应
B．电池工作中电子的流向：
C．d电极的电极反应式：
D．捕获 ,c极产生 （标准状况）
【答案】D
【分析】根据图示可知：左侧装置自发进行氧化还原反应，则该装置为原电池，右侧装置为电解池。Zn电
极失去电子被氧化为Zn2+，则a电极为负极，b电极为正极；c电极与正极相连，为阳极；d电极与电源负
极连接，为阴极，然后根据原电池、电解池原理分析解答。
【解析】A．根据图示信息，a为原电池的负极，发生氧化反应，b为原电池的正极，发生还原反应，A错
误；
B．a为原电池的负极，b为原电池的正极，c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电池工作中电子的流
向： ， ，B错误；
C．d为电解池的阴极，电极反应式： ，C错误；
D．b电极，N元素化合价从+4价降为+3价，捕获 ，转移 电子，c极产生 ，
标准状况体积为 ，D正确；
答案选D。
20．（2024·北京·三模）利用双极膜电解 制备 ，捕集烟气中 ，制备 。电解原理
如图所示：已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的 解离，提供 和 。
下列说法正确的是
A．阴极反应式：
B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜
C．电路中转移 电子时共产生
D．该装置总反应的方程式为
【答案】A
【分析】由图知，与电源负极相连的阴极的电极反应式为 ，与电源正极相连的阳
极的电极反应式为 ，钠离子通过离子交换膜Ⅰ移向阴极，故Ⅰ为阳离子交换膜，硫
酸根通过离子交换膜Ⅱ向右移动，故Ⅱ阴离子交换膜，双极膜处氢离子向左移动，氢氧根享有移动，钠离
子通过氧离子交换膜向左移动，硫酸根通过阴离子交换膜向右移动，据此回答.
【解析】A．由分析知，阴极反应式： ，A正确；
B．由分析知，Ⅰ为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，B错误；
C．由分析知，电解过程中有两处生成 ，由电子守恒，电路中转移 电子时共产生 ，
C错误；
D．由阴极和阳极电解反应式得，该装置总反应的方程式为 ，D错误；
故选A。
1.（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以 (局部结
构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和 为电极，以 和 混合液为电解质溶液。下列说法
错误的是A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B. 电池总反应为：
C. 充电时，阴极被还原的 主要来自
D. 放电时，消耗 ，理论上转移 电子
【答案】C
【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为
，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为 ；正极上发生 ，
则充电时，该电极为阳极，电极反应式为 。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单
键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由 提供孤电子对、 提供空轨道
形成的配位键，A正确；由以上分析可知，该电池总反应为 ，B正确；充电时，
阴极电极反应式为 ，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反
应式为 ，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol电子，D正确；
故选C。
2.（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电 电池，以 为电解质，电
解液中加入1，3-丙二胺( )以捕获 ，使放电时 还原产物为 。该设计克服了
导电性差和释放 能力差的障碍，同时改善了 的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
下列说法错误的是
A. 放电时，电池总反应为
B. 充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接C. 充电时，电子由 电极流向阳极， 向阴极迁移
D. 放电时，每转移 电子，理论上可转化
【答案】C
【解析】放电时CO 转化为MgC O，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多
2 2 4
孔碳纳米管电极为正极、 电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、 电极为阴极：
定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动。
电极 过程 电极反应式
放电
电极
充电
放电
多孔碳纳米管电极
充电
根据以上分析，放电时正极反应式为 、负极反应式为 ，将放
电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应： ，故A正确；充电时，多孔
碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，故B正确；
充电时， 电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向 电极，同时 向阴极迁移，故C错误；
根据放电时的电极反应式 可知，每转移 电子，有 参与反
应，因此每转移 电子，理论上可转化 ，故D正确；故选C。
3.（2024·湖北卷）我国科学家设计了一种双位点 电催化剂，用 和 电化学催化合成
甘氨酸，原理如图，双极膜中 解离的 和 在电场作用下向两极迁移。已知在 溶液中，甲
醛转化为 ，存在平衡 。 电极上发生的电子转移反
应为 。下列说法错误的是A. 电解一段时间后阳极区 减小
B. 理论上生成 双极膜中有 解离
C. 阳极总反应式 为
D. 阴极区存在反应
【答案】B
【解析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH O-：HCHO+OH-→HOCH O-，存在平衡HOCH O-+OH-
2 2 2
[OCH O]2-+H O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H，Cu电极为阳
2 2 2 2
极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：
HC O+2e-+2H+=OHC—COOH+H O，OHC—COOH与HO—N+H 反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—
2 2 4 2 3
COOH+HO—N+H→HOOC—CH=N—OH+H O+H+，HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成
3 2
HN+CHCOOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H N+CHCOOH+H O。根据分析，电解过程中，阳极区消
3 2 3 2 2
耗OH-、同时生成HO，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A项正确；根据分析，阴极区的总反应为
2
HC O+HO—N+H+6e-+6H+= H N+CHCOOH+3H O，1molH O解离成1molH+和1molOH-，故理论上生成
2 2 4 3 3 2 2 2
1molH N+CHCOOH双极膜中有6molH O解离，B项错误；根据分析，结合装置图，阳极总反应为
3 2 2
2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H ↑+2H O，C项正确；根据分析，阴极区的Pb上发生反应HC O+2e-
2 2 2 2 4
+2H+=OHC—COOH+H O，D项正确；答案选B。
2
4.（2024·甲卷）科学家使用 研制了一种 可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间
后， 电极上检测到 和少量 。下列叙述正确的是A.充电时， 向阳极方向迁移
B.充电时，会发生反应
C.放电时，正极反应有
D.放电时， 电极质量减少 ， 电极生成了
【答案】C
【解析】Zn具有比较强的还原性， 具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO
2
之间，所以 电极为正极，Zn电极为负极，则充电时 电极为阳极、Zn电极为阴极。充电时该
装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A不正确；放电时，负极的电极反
应为 ，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元
素化合价升高，B不正确；放电时 电极为正极，正极上检测到 和少量 ，则正极
上主要发生的电极反应是 ，C正确；放电时，Zn电极质量减少0.65g
（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应
可知，若正极上只有 生成，则生成 的物质的量为
0.020mol，但是正极上还有 生成，因此， 的物质的量小于0.020mol，D不正确；综上
所述，本题选C。
5.（2024·辽宁卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢
的问题，科技工作者设计耦合 高效制 的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。下列说法错误的是
A. 相同电量下 理论产量是传统电解水的1.5倍
B. 阴极反应：
C. 电解时 通过阴离子交换膜向b极方向移动D. 阳极反应：
【答案】A
【解析】据图示可知，b电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b电极
为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机理 可知：
反应 后生成的 转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成
HCOOH的同时还生成了H-，生成的HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H O，而生
2
成的H-在阳极失电子发生氧化反应生成氢气，即2H--2e-=H ↑，阴极水得电子生成氢气：2HO-2e-
2 2
=H ↑+2OH-。由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+ H，②HCOOH+OH-=HCOO-
2 2
+H O，阴极反应2HO-2e-=H ↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH ，共2molH ，而传
2 2 2 2 2
统电解水： ，转移2mol电子，只有阴极生成1molH ，所以相同电量下 理论
2
产量是传统电解水的2倍，故A错误；阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2HO-2e-=H ↑+2OH-，故B正
2 2
确；由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电
中性， 通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，故C正确；由以上分析可知，阳极反应涉
及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+ H，②HCOOH+OH-=HCOO-+H O，由(①+②)×2得阳极反应为：
2 2
，故D正确；故选A。
6.（2024·新课标卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控
制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖
浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时，下列叙述错误的是
A. 电池总反应为
B. b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C. 消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入
D. 两电极间血液中的 在电场驱动下的迁移方向为b→a【答案】C
【解析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应 ，然后再发生
；a电极为正极，发生反应 ，在这个过程
中发生的总反应为 。由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正
极，血液中 的在a电极上得电子生成 ，电极反应式为 ；b电极为电池
负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为 ，然后葡
萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为 ，则电池总反应为 ，A正
确；b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为 ， 在b电极上失电子转化成
CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作
用，B正确；根据反应 可知， 参加反应时转移2 mol电子，
的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C
错误；原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故 迁移方向为b→a，D正确。综上所述，本题选C。
7.（2024·浙江卷1月）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成 和 ，下列说法不
正确的是
A. 氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B. 随着腐蚀的进行，溶液 变大
C. 铁电极上的电极反应式为：
D. 每生成标准状况下 ，消耗
【答案】C
【解析】氨水浓度越大，越容易生成 ，腐蚀趋势越大，A正确；腐蚀的总反应为
Zn+4NH •H O= +H ↑+2H O+2OH-，有OH-离子生成，溶液 变大，B正确；该电化学腐
3 2 2 2
蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：
，C错误；根据得失电子守恒，每生成标准状况下 ，转移电子数
为 ，消耗 ，D正确；故选C。
8.（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为 ，电池构造示意图如
图所示。下列有关说法正确的是A. 电池工作时， 发生氧化反应
B. 电池工作时， 通过隔膜向正极移动
C. 环境温度过低，不利于电池放电
D. 反应中每生成 ，转移电子数为
【答案】C
【解析】Zn为负极，电极反应式为： ，MnO 为正极，电极反应式为：
2
。电池工作时， 为正极，得到电子，发生还原反应，故A错
误；电池工作时， 通过隔膜向负极移动，故B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电
池放电，故C正确；由电极反应式 可知，反应中每生成
，转移电子数为 ，故D错误；故选C。
9.（2024·广东卷）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说
法不正确的是
A. 阳极反应：
B. 阴极区溶液中 浓度逐渐升高
C. 理论上每消耗 ，阳极室溶液减少
D. 理论上每消耗 ，阴极室物质最多增加
【答案】C
【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极， 放电产生氯气，电极反应
为： ；左侧电极为阴极，发生还原反应， 在碱性条件下转化为Fe，电极反应为： ；中间为阳离子交换膜， 由阳极向阴极移动。
【解析】由分析可知，阳极反应为： ，A正确；由分析可知，阴极反应为：
，消耗水产生 ，阴极区溶液中 浓度逐渐升高，B正确；由
分析可知，理论上每消耗 ，转移6mol电子，产生3mol ，同时有6mol 由阳极转移至阴
极，则阳极室溶液减少 ，C错误；由分析可知，理论上每消耗 ，转移
6mol电子，有6mol 由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加 ，D正确；故选C。
10.（2024·甘肃卷）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是
A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B. 电极2是阴极，发生还原反应：
C. 工作时 从多孔电极1迁移到多孔电极2
D. 理论上电源提供 能分解
【答案】B
【解析】多孔电极1上HO(g)发生得电子的还原反应转化成H(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为
2 2
2HO+4e-=2H +2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O(g)，多孔电极2为阳极，电极反应
2 2 2
为2O2--4e-=O 。电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；根据分
2
析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O ，B项错误；工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔
2
电极1迁移到多孔电极2，C项正确；根据分析，电解总反应为2HO(g) 2H+O ，分解2molH O转移
2 2 2 2
4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解1molH O，D项正确；故选B。
2
11.（2024·湖南卷）在 水溶液中，电化学方法合成高能物质 时，伴随少量 生成，电解原
理如图所示，下列说法正确的是A. 电解时， 向Ni电极移动
B. 生成 的电极反应：
C. 电解一段时间后，溶液pH升高
D. 每生成 的同时，生成
【答案】B
【解析】由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则
电极反应为： ；Pt电极 失去电子生成 ，作阳极，电极反应为：
，同时，Pt电极还伴随少量 生成，电极反应为：
。由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移
动，即 向Pt电极移动，A错误；由分析可知，Pt电极 失去电子生成 ，电解质溶液为
KOH水溶液，电极反应为： ，B正确；由分析可知，阳极主要反应
为： ，阴极反应为： ，则电解过程中发生的
总反应主要为： ，反应消耗 ，生成 ，电解一段时间
后，溶液pH降低，C错误；根据电解总反应： 可知，每生成
1mol ，生成0.5mol ，但Pt电极伴随少量 生成，发生电极反应：
，则生成1molH 时得到的部分电子由OH-放电产生O 提供，所以生成 小于0.5mol，D错误；故
2 2
选B。
12.（2023·海南卷第8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Na+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
【答案】A
【解析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极，b电极为电池正极，A正确；电池工作
时，阳离子向正极移动，故海水中的Na+向b电极移动，B错误；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；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。
13.（2023·广东卷第6题）负载有 和 的活性炭，可选择性去除 实现废酸的纯化，其工作原理如
图。下列说法正确的是（ ）
A. 作原电池正极
B. 电子由 经活性炭流向
C. 表面发生的电极反应：
D. 每消耗标准状况下 的 ，最多去除
【答案】B
【解析】O 在Pt得电子发生还原反应，Pt为正极，Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极。由分
2
析可知，Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B
正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为 ，C错误；每消耗标准状况下11.2L
的O，转移电子2mol，而 失去2mol电子，故最多去除 ，D错误。故选B。
2
14.（2023·广东卷第16题）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解
溶液制氨。工作时， 在双极膜界面处被催化解离成 和 ，有利于电解反应顺利进行。下
列说法不正确的是A. 电解总反应：
B. 每生成 ，双极膜处有 的 解离
C. 电解过程中，阳极室中 的物质的量不因反应而改变
D. 相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
【答案】B
【解析】由信息大电流催化电解KNO 溶液制氨可知，在电极a处KNO 放电生成NH ，发生还原反应，故
3 3 3
电极a为阴极，电极方程式为 ，电极b为阳极，电极方程式为
，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。由分析中阴阳极
电极方程式可知，电解总反应为 ，故A正确；每生成
，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8mol H+进入阴极室，即有8mol的HO解离，故B
2
错误；电解过程中，阳极室每消耗4mol OH-，同时有4mol OH-通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量
不因反应而改变，故C正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于HO被催
2
化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正确；故选B。
15.（2023·全国甲卷第6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
【解析】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。析氢反应
2 2 5 2
为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；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；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；水在阳极失去电子发生
2 2 4 2
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电子，生成0.25molO，在标
2 2 2
况下体积为5.6L，故D错误；故选C。
16.（2023·辽宁卷第7题）某无隔膜流动海水电解法制H 的装置如下图所示，其中高选择性催化剂 可
2
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
【解析】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。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；右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H ↑，则理论上转
2
移 生成 ，B错误；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；由图可知，阳极上的电极反应为： ，D
正确；故选D。
17.（2023·辽宁卷第11题）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
【解析】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。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
4
大，A错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；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；充电时，总反应为
PbSO +2Fe2+=Pb+SO 2-+2Fe3+，D错误；故选B。
4 4
18.（2023·湖北卷第10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
【解析】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。b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为
2 2 2
2HO+2e-=H ↑+2OH-，故A正确；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
2 2 2
4OH--4e-=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阳极室，即
2 2
离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；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；由电解总反应可知，每生成1molH 要消耗1molH O，生成H 的速率
2 2 2
为 ，则补水的速率也应是 ，故D错误；故选D。
19.（2023·湖南卷第8题）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠
溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下：下列说法错误的是
A. 溴化钠起催化和导电作用
B. 每生成 葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了 电子
C. 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D. 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
【答案】B
【解析】由图中信息可知，溴化钠是电解装置中的电解质，其电离产生的离子可以起导电作用，且Br-在阳
极上被氧化为Br ，然后Br 与HO反应生成HBrO和Br-，HBrO再和葡萄糖反应生成葡萄糖酸和Br-，溴离
2 2 2
子在该过程中的质量和性质保持不变，因此，溴化钠在反应中起催化和导电作用，A说法正确；
由A中分析可知，2molBr-在阳极上失去2mol电子后生成1molBr ，1molBr 与HO反应生成1molHBrO，
2 2 2
1molHBrO与1mol葡萄糖反应生成1mol葡萄糖酸，1mol葡萄糖酸与足量的碳酸钙反应可生成0.5 mol葡萄
糖酸钙，因此，每生成1 mol葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了4 mol电子，B说法不正确；葡萄糖酸分子
内既有羧基又有羟基，因此，其能通过分子内反应生中六元环状结构的酯，C说法正确；葡萄糖分子中的
1号C原子形成了醛基，其余5个C原子上均有羟基和H；醛基上既能发生氧化反应生成羧基，也能在一
定的条件下与氢气发生加成反应生成醇，该加成反应也是还原反应；葡萄糖能与酸发生酯化反应，酯化反
应也是取代反应；羟基能与其相连的C原子的邻位C上的H（ ）发生消去反应；综上所述，葡萄糖
能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应，D说法正确；综上所述，本题选B。
20.（2023·山东卷第11题）利用热再生氨电池可实现CuSO 电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，
4
甲、乙两室均预加相同的CuSO 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
4
A. 甲室Cu电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为：
D. NH 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
3
【答案】CD【解析】向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨气形成
，因此甲室Cu电极为负极，故A错误；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；左侧负极 是 ，正极是 ，则电池总反
应为： ，故C正确；NH 扩散到乙室会与铜离子反应生成 ，铜离子浓
3
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。
21.（2023·浙江卷6月第13题）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NaOH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
【解析】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；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；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NaOH溶液，故C正确；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。
22.（2023·重庆卷第12题）电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨
酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是
A. 电极a为阴极B. 从电极b移向电极a
C. 电极b发生的反应为：
D. 生成 半胱氨酸的同时生成 烟酸
【答案】D
【解析】该装置是电解池，电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中‘加氧少氢’，发生氧化反应，则b为
阳极，a为阴极，阴极电极反应式为 +2e-+2H+=2 ；a极上硫元
素化合价升高，a为阴极，A正确；电解池中阳离子移向阴极，则H+移向a电极，B正确；电极b上3-甲
基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为：
，C正确；根据电子守恒可得关系式： ~6e-~6 ，因此生成6mol半胱
氨酸的同时生成1mol烟酸，D错误；故选D。
23.（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4Li+2HO+O═4LiOH， 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O+2H O+4e-=4OH-。海水中含有丰富的电解质，如
2 2
氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；由上述分析可知，N为正极，电极反应为
O+2H O+4e-=4OH-，故B错误；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
2 2
传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。
24.（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO 离子选泽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 2-通过隔膜向Ⅱ区迁移
4
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) 2-+Mn2++2H O
2 4 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) 2-，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
4 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 2-向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成
4
Zn(OH) 2-，Ⅱ区的SO 2-向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。根据分析，Ⅱ区的K+只能向
4 4
Ⅰ区移动，A错误；根据分析，Ⅰ区的SO 2-向Ⅱ区移动，B正确；MnO 电极的电极反应式为MnO +2e-
4 2 2
+4H+=Mn2++2H O，C正确；电池的总反应为Zn+4OH-+MnO+4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O，D正确；故答
2 2 2
案选A。
25.（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。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，
2
Co2+在另一个电极上得到电子，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
3
液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；对于乙室，正极上LiCoO 得到电子，被
2
还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合HO，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B
2
正确；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
2 2
错误；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；故选
BD。
