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解密 09 电化学基础
一、单选题
1．（2022·江西）下列可设计成原电池的化学反应是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】A． 属于化合反应，化合价没有发生改变，即没有电
子的转移，不是氧化还原反应，不符合题意，A选项错误；
B． 为复分解反应，化合价没有发生改变，
不是氧化还原反应，不符合题意，B选项错误；
C． 反应为氧化还原反应，但为吸热反应，不能够自发进行，
不符合题意，C选项错误；
D． 反应中C失去电子，O得到电子，发生电子的转
移为氧化还原反应，且为放热反应，自发进行，可以构成原电池，D选项正确；
答案选D。
2．（2022·浙江舟山·舟山中学统考三模）某原电池装置如图所示，该电池工作时，下列说
法正确的是
A．锌是负极，其质量逐渐减小 B． 片发生还原反应
C．氢离子在铜表面被氧化，产生气泡 D．电子由铜片经导线流向锌片
【答案】A
【解析】A．锌是负极，逐渐溶解生成Zn2+，质量逐渐减小，A正确；B．根据分析，Zn片作负极，失电子发生氧化反应，B错误；
C．根据分析，氢离子在铜表面被还原，产生气泡，C错误；
D．原电池工作时，电子由负极(Zn片)经导线流向正极(Cu片)，D错误；
故选A。
3．（2022·上海）有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
装置一 装置二 装置三 装置四
b极有气体产
部分实验 a极质量减小， d极溶解，c极 电流从a极流
生，c极无变
现象 b极质量增大 有气体产生 向d极
化
由此可判断这四种金属的活动性顺序是A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．
d>a>b>c D．a>b>d>c
【答案】C
【解析】装置一：形成原电池，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极，
所以金属的活动性顺序a＞b；
装置二：未形成原电池，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性顺序b＞c；
装置三：形成原电池，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生，所以c是正极，所以金
属的活动性顺序d＞c；
装置四：形成原电池，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性
顺序d＞a；
所以这四种金属的活动性顺序为d>a>b>c；
故选：C。
4．（2022·四川南充·统考三模）某实验小组设计了如图所示装置，可观察到与铜导线连接
的灵敏电流计指针明显偏转，烧杯a中裸露线头周边溶液蓝色逐渐加深，下列说法错误的
是A．b中导线与硫酸铜浓溶液构成正极区，发生还原反应
B．若a中滴加几滴稀NaOH溶液，降低溶液中Cu2+浓度，则有利于电极反应进行
C．当两侧溶液中Cu2+浓度相等时，灵敏电流计指针停止偏转
D．盐桥中的阴离子向烧杯b移动
【答案】D
【解析】根据图示装置，烧杯a中裸露线头周边溶液蓝色逐渐加深，说明烧杯a中生成了
Cu2+，则电极为负极，电极方程式为： ，右侧电极为正极，电极方程式为：
。
A．由分析可知，烧杯b为正极区，发生还原反应，A项正确；
B．烧杯a中滴加稀NaOH溶液消耗Cu2+，增加了两烧杯中Cu2+的浓度差，有利于电极反应
的进行，B项正确；
C．当两侧溶液中Cu2+浓度相等时，即浓度差为0，此时不再产生电流，灵敏电流计指针停
止偏转，C项正确；
D．盐桥中的阴离子向负极区移动，烧杯a为负极区，所以向烧杯a移动，D项错误；
故答案选D。
5．（2023·广东茂名·统考一模）一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图
所示，该电池用石墨毡做电极，可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反
应为： 。下列相关说法正确的是A．放电时， 在b电极发生还原反应
B．该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液
C．充电过程中，a电极发生的反应为
D．放电过程中，电解质溶液中的 向a电极移动
【答案】D
【解析】A．由题中方程式可知放电过程是 ，发生在a电极氧化反应 ，A错误；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀，所以不能用稀硫酸酸化电解质溶液，B错
误；
C．充电过程中，a电极发生的反应为 ，C错误；
D．放电过程中，内电路电流的方向是a-b，所以电解质溶液中的 向a电极移动，D
正确；
故选D。
6．（2023·安徽合肥·统考一模）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．b电极的电极反应：
D．当外电路中通过 电子时，a电极处消耗
【答案】C
【解析】NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，氧气发生还原反应，故a为正极、b为
负极；
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．b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应： ，
C正确；
D．没有标况，不能计算氧气的体积，D错误；
故选C。7．（2022·辽宁沈阳·统考三模）镁-锂双离子二次电池的装置如图所示，下列说法中错误的
是
A．放电时，Mg为负极
B．充电时每转移1mol电子，左侧电解质溶液质量减少5g
C．充电时，阳极的电极反应式为
D．电池工作时发挥了镁离子和锂离子电池的性能优势，并减少了锂资源的应用
【答案】C
【解析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+，右边为正
极得电子发生还原反应，反应式为 ，电解质溶液中锂离子
透过锂离子交换膜移向正极，充电时，外加电源的正极与右侧相连，阳极上LiFePO 失电
4
子发生氧化反应，负极与左侧相连，据此解答。
A．由分析可知，放电时，Mg为负极，故A正确；
B．充电时，导线上每通过1mole-，左室发生还原反应，反应式为Mg2++2e-=Mg，反应减少
0.5mol Mg2+，但右侧将有1molLi+移向左室，所以溶液质量减轻12-7=5g，故B正确；
C．充电时，阳极的电极反应式为 ，故C错误；
D．电池工作时可发挥镁离子和锂离子电池的性能优势，能减少锂资源的应用，故D正确；
故答案选C。
8．（2022·重庆·校联考一模）一种无需离子交换膜的氮流电池的工作原理如图所示。下列
说法正确的是
A．充电时，a极接电源正极B．充电时，左侧NaCl溶液储液罐中溶液的pH减小
C．放电时，a极的电极反应为NaTi (PO )-2e-=NaTi(PO )+2Na+
3 2 4 3 2 4 3
D．放电时，有1molCl 参与反应，理论上NaCl溶液增重71g
2
【答案】C
【解析】由图可知，放电时b极氯气得到电子发生还原反应，为正极，则a为负极；
A．充电时，a极为阴极，接电源负极，A错误；
B．充电时，a极为阴极，NaTi (PO ) 发生还原反应转化为NaTi (PO )，溶液中氯化钠浓度
2 4 3 3 2 4 3
减小，溶液的pH不变，B错误；
C．放电时，a为负极，失去电子发生氧化反应，a极的电极反应为NaTi (PO )-2e-
3 2 4 3
=NaTi(PO )+2Na+，C正确；
2 4 3
D．放电时，有1molCl 参与反应，理论上生成2molNaCl，溶液增重117g，D错误；
2
故选C。
9．（2022·广西柳州·统考模拟预测）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
【解析】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；
2
D．外接电源保护钢闸门，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。
10．（2022·广东深圳·统考一模）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
【解析】由题干可知，锌板处Zn失电子生成Zn2+，为原电池负极，则气体扩散电极a为正
极。正极上C H 得电子与水反应生成C H。
2 2 2 4
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。
11．（2021·江西鹰潭·统考一模）碱性硼化钒(VB )一空气电池工作时反应为
2
。用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装
置如图所示。当外电路中通过 电子时，B装置内共收集到 气体(标准状况下)，
则下列说法不正确的是
A．VB 电极发生的电极反应为
2
B．外电路中电流由c电极流向VB 电极
2C．电解过程中，b电极表面有气泡产生
D．若B装置内的液体体积为 ，则 溶液的物质的量浓度为
【答案】D
【解析】A．根据碱性硼化钒(VB )一空气电池工作时反应为
2
得到VB 是原电池的正极，其电极发生的电极反应为
2
，故A正确；
B．外电路中电流由a极流向b极，再从c电极流向VB 电极，故B正确；
2
C．根据图中信息得到B为电解池，因此在电解过程中，b为阳极，b电极表面有氧气产生，
故C正确；
D．当外电路中通过 电子时，B装置内共收集到 气体(标准状况下)，则阴极
产生氢气根据2HO－4e－＝O↑＋4H＋，因此生成0.01mol氢气即标准状况下0.224L，说明
2 2
阴极生成了氢气，则先发生Cu2+＋2e－＝Cu，再发生2HO＋2e－＝H↑＋2OH－，由于共
2 2
生成0.448L气体，说明产生了0.224L氢气即0.01mol，转移电子0.02mol，根据转移电子数
目相等，因此铜离子得到0.02mol电子，即n(Cu2+)=0.01mol，若B装置内的液体体积为
，则 溶液的物质的量浓度大于等于 ，故D错误。
综上所述，答案为D。
12．（2022·辽宁阜新·校考模拟预测）“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理
如图所示。下列有关说法错误的是
A．通入 的一极电极反应式为：
B．以该装置为电源为铅蓄电池充电，金属铝质量减少 时，理论上阴极质量减少144克
C．每得到 ，负极质量减少54克
D． 向正极移动
【答案】D
【解析】A．据图可知CO 在正极被还原为草酸根，根据电子守恒、元素守恒可得反应式
2
为 ，A正确；B．金属铝质量减少 时，则转移3mol电子，铅蓄电池的阴极为：PbSO + 2e- = Pb +
4
SO ，则阴极减少的质量为： ，B正确；
C．每得到 ，则需要2molAl，其质量为54g，C正确；
D．在原电池中阴离子向负极移动，故 向负极移动，D错误；
故选D。
二、填空题
13．（2023·全国·高三专题练习）利用电解原理制备物质可分为两个类型：
类
“解离”型 “组合”型
型
电
解
池
构
造
膜
①膜1：_______； ②膜3：_______，
类
膜2：_______ 膜4：_______
型
【答案】 阳离子交换膜 阴离子交换膜 阳离子交换膜
阴离子交换膜
【解析】①根据图中由稀溶液得到了对应的浓溶液可知，中间室中的 移向左侧， 移
向右侧，则膜1是阳离子交换膜，膜2是阴离子交换膜；
②根据离子从“原料区”移向“产品区”可知，左侧的 移向中间室，右侧的 移向中
间室， 和 结合成产物 ，则膜3为阳离子交换膜，膜4为阴离子交换膜。
14．（2023·全国·高三专题练习）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物 。
放电时， 由______________(填“M”或“N”)电极向____________(填“M”或“N”)电极
移动，M电极反应为______________；充电时，M电极的质量_____________(填“增大”
“减小”或“不变”)，N电极反应为________________。【答案】 M N 增大
【解析】根据题干信息，放电时，M极由于Li比Ni更活泼，也比N极上的金属活泼，故
M极作负极。放电时，M极反应为 ，阳离子移向正极，故 由M电极向N电
极移动；由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极发生的反应互为逆过程，故充
电时，M电极电极反应为 ，质量增大；根据信息放电时产生金属化合物
可知，充电时N电极 失电子生成Bi，反应为 。
一、单选题
1．（2022四川）化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．厨余垃圾可用于制备沼气
B．广泛使用乙醇汽油，能够减少原油的用量，但不能降低尾气中CO的排放量和改善大气
环境
C．放置较久的红薯比新挖出土的甜，可能与葡萄糖的水解有关
D．火力发电的能量转化过程有化学能→热能→机械能→电能，且电能属于一次能源
【答案】A
【解析】A．厨余垃圾多为有机物，可用于制备沼气，故A正确；
B．乙醇汽油是在汽油中加入一定比例的乙醇，其氧含量比普通汽油高，使汽油燃烧更充
分，广泛使用乙醇汽油，不仅能够减少原油的用量，还能降低汽车尾气中CO的排放量，
改善大气环境，故B错误；
C．葡萄糖属于单糖，葡萄糖不能水解，应与红薯中淀粉水解生成葡萄糖有关，故C错误；
D．火力发电中存在的能量转化过程有燃料化学能→热能→机械能→电能，但电能属于二
次能源，故D错误；
答案选A。
2．（2022秋·河南·高三校联考阶段练习）下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，
不正确的是
操
作现 一段时间后：①中，铁钉裸露在外的附近区域变红；
象 ②中……
A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路
B．①中变红是因为发生反应 ，促进了水的电离
C．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域产生蓝色沉淀，铜丝附近区域变红
D．①和②中发生的氧化反应均可表示为 (M代表锌或铁)
【答案】B
【解析】A．①和②中，Zn和Fe分别发生了电化学腐蚀，NaCl的琼脂水溶液的作用是形
成闭合回路，即NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路，A正确；
B．①中，由于Zn的活动性比Fe强，故Zn作负极，Fe作正极，正极的电极反应式为
O+2H O+4e-=4OH-，正极附近区域OH-使酚酞变红，B错误；
2 2
C．②中，由于Fe的活动性比Cu强，故Fe作负极，Cu作正极，负极的电极反应式为
Fe-2e-=Fe2+，正极的电极反应式为O+2H O+4e-=4OH-，负极附近区域Fe2+和 反应
2 2
生成蓝色沉淀，正极附近区域OH-使酚酞变红，C正确；
D．①中Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，②中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-
=Fe2+，D正确；
故选B。
3．（2023春·北京海淀·高三北京二十中校考开学考试）某测定O 含量的传感器工作原理
2
如图所示。O 通过聚四氟乙烯膜进入传感器只与AlI 反应生成Al O 和I，RbAg I 固体只
2 3 2 3 2 4 5
传导Ag＋，E为电位计。下列说法错误的是
A．电子由b极移动到a极
B．RbAg I 质量不发生变化
4 5
C．b极的电极反应式为：Ag＋I--e-=AgI
D．该传感器协同总反应方程式为：3O＋4AlI＋12Ag=2Al O＋12AgI
2 3 2 3
【答案】C
【解析】由图可知，传感器中发生4AlI+3O =2AlO+6I ，然后生成的碘在多孔石墨电极上
3 2 2 3 2
被氧化成Iˉ，所以a极为正极，得电子发生还原反应，b电极为负极，Ag失电子发生氧化反应。
A．原电池中电子经导线由负极流向正极，即从b极移动到a极，故A正确；
B．放电过程中负极Ag失电子发生氧化反应生成Ag+进入RbAg I 固体，根据电荷守恒可
4 5
知固体中同时有等量的Ag+流入正极，所以RbAg I 质量不发生变化，故B正确；
4 5
C．RbAg I 固体只传导Ag+，所以碘离子无法到达b极和Ag+反应生成AgI，所以b极的电
4 5
极反应式为Ag-eˉ=Ag+，故C错误；
D．传感器中发生4AlI+3O =2AlO+6I ，正极碘被还原成碘离子后和银离子结合生成
3 2 2 3 2
AgI，电极反应式为I+2Ag++2e-=2AgI，负极反应为Ag-eˉ=Ag+，所以协同总反应为：3O＋
2 2
4AlI＋12Ag＝2Al O＋12AgI，故D正确；
3 2 3
故选：C。
4．（2023春·广东广州·高三广州市第二中学校联考开学考试）光伏发电是当今世界利用太
阳能最主要方式之一。图1为光伏发电装置，图2为电解制备绿色硝化剂NO 的装置(c、d
2 5
为Pt电极)。下列说法不正确的是
A．光伏发电装置中N型半导体为负极
B．生成NO 的电极反应式为NO-2e-+2HNO =2N O+2H+
2 5 2 4 3 2 5
C．电解一段时间后，阴极室溶液pH增大
D．通过该装置可以实现光能→电能→化学能的转化
【答案】C
【解析】A．图1中电子由P型半导体移向N型半导体，因此N型半导体为负极，P型半
导体为正极，故A正确；
B．b电极是正极，因此c电极是阳极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为NO－2e-
2 4
+2HNO ＝2NO+2H+，故B正确；
3 2 5
C．d电极与a电极相连，作阴极，氢离子放电，但同时阳极室产生的氢离子通过隔膜移向
阴极室，导致溶液中氢离子浓度不变，溶液的pH不变，故C错误；
D．图1中光能转化为电能，图2是电解池，电能又转化为化学能，所以通过该装置可以实
现光能→电能→化学能的转化，故D正确；
故选C。
5．（2023·全国·高三专题练习）a、b、c、d四种金属，已知：①a+b2+=b+a2+；②将金属片a、c插入稀硫酸中，用导线将它们与电流表相连，a表面有大量气泡逸出；③b、d用导线
连接放入d的硫酸盐溶液中，电极反应为d2++2e-=d，b-2e-=b2+。则这四种金属的活动性由
强到弱的顺序是
A．c>a>b>d B．d>b>a>c C．c>b>a>d D．d>c>a>b
【答案】A
【解析】由a+b2+=b+a2+反应，可知a的还原性大于b，金属活动性强弱顺序为a>b；a、c用
导线连接插入稀硫酸溶液中，a表面有大量气泡逸出，说明a为原电池的正极，故金属活动
性强弱顺序为 ；b、d构成的原电池中，b失电子发生氧化反应，b作负极，故金属活
动性强弱顺序为 ；
综上可知，四种金属的活动性由强到弱的顺序是c>a>b>d，故选A。
6．（2023秋·辽宁沈阳·高三东北育才学校校联考期末）电化学制氢是实现氢经济的重要途
径。中国科学院近来提出了一种新型的可充电锌—肼( )电池，采用双功能电催化剂
实现了独立的析氢反应，原理如图，下列说法不正确的是
A．放电时，左侧电极反应式：
B．充电时，右侧电极反应式：
C．电池工作时， 与 可同时在右侧生成
D．放电时，每转移 ，可产生标况下 气体
【答案】C
【解析】A．放电时为原电池，左侧是负极，电极反应式： ，A正
确；
B．充电时，右侧与电源正极相连为阳极，电极反应式： ，B
正确；
C．放电时右侧发生的反应是 ，充电时 ，
所以 与 没有同时在右侧生成，C错误；
D．放电时，每转移 ，由 可知产生标况下 气体，D正确；故选C。
7．（2023秋·山东青岛·高三山东省青岛第一中学校考期末）2022年第53个世界地球日主
题是珍爱地球人与自然和谐共生，引导全社会树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态
文明理念。下列相关说法或做法正确的是
A．聚氯乙烯塑料易造成环境污染，可采用焚烧法处理
B．研发催化剂将 还原为甲醇是促进碳中和的有效途径
C．对废旧电池必须进行分类回收，并集中进行深埋处理
D．减少 及碳氢化合物的排放以防止温室效应和酸雨的形成
【答案】B
【解析】A．聚氯乙烯含有氯元素，焚烧会产生污染大气的有毒物质，不能采用焚烧的方
式处理，A错误；
B．研发催化剂将CO 还原为甲醇，能有效减少CO 的排放，是促进碳中和的有效途径，B
2 2
正确；
C．废旧电池深埋处理，电池中的重金属元素会污染土壤，C错误；
D．减少CO 及碳氢化合物的排放能防止温室效应，但无法防止酸雨的形成，酸雨的形成
2
主要是因为SO 、氮氧化物的排放，D错误；
2
故答案选B。
8．（2023·全国·高三专题练习）铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说
法不正确的是
A．电池放电时，负极质量减轻
B．电池放电时，c(H+)减小
C．电池充电时总反应为2PbSO +2H O=Pb+PbO+2H SO
4 2 2 2 4
D．铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低
【答案】A
【解析】A．放电时负极 失去电子转化为 ，负极质量增加，A错误；
B．放电过程中消耗 ，溶液中 减小，B正确；
C．电池充电时总反应为 ，C正确；
D．铅蓄电池的缺点是笨重、比能量彽，废弃电池污染环境，D正确；
故答案为：A。9．（2023春·辽宁·高三校联考阶段练习）一种高性价比的液流电池，其工作原理为在充放
电过程中，电解液[KOH、KZn(OH) ]在液泵推动下不断流动，发生以下反应：
2 4
Zn+2NiOOH+2HO+2OH- Zn(OH) +2Ni(OH) ，下列说法错误的是
2 2
A．放电时，电极B发生还原反应
B．储液罐中的KOH浓度减小时，能量转化形式：化学能→电能
C．充电时，电极B的电极反应式：OH-+Ni(OH) -e-=NiOOH+H O
2 2
D．放电时，电子由电极A经电解质溶液转移至电极B
【答案】D
【解析】放电时电极A做负极，电极反应式为：Zn+4OH--2e-= ，电极B做正极，
电极反应式为：NiOOH+H O+e-= Ni(OH) +OH-，充电时则与放电相反，即A做阴极，B做
2 2
阳极。
A．由分析知，放电时电极B做正极，电极反应式为：NiOOH+H O+e-= Ni(OH) +OH-，发
2 2
生还原反应，A正确；
B．根据总反应可知放电时消耗OH-，即储液罐中的KOH浓度减少时为原电池，能量转化
形式：化学能→电能，B正确；
C．充电时，电极B做阳极，电极反应式：Ni(OH) +OH--e-= NiOOH+HO，C正确；
2 2
D．在原电池中，电子不能通过电解质溶液，D错误；
故选D。
10．（2023·全国·高三专题练习）氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相连，
相关物料的传输及转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法错误的是A．图中的X是 ，Y是
B．燃料电池的负极反应式为
C．电解池中产生 时，理论上燃料电池中消耗
D． 、 、 的大小关系为
【答案】D
【解析】A．在燃料电池中， 在正极放电，所以通入空气的一极是燃料电池的正极，通
入燃料的一极是燃料电池的负极，即产生Y的一极是电解池的阴极，所产生的是 ，在电
解池中阳极产生的X是 ，A正确；
B．燃料电池的负极， 失电子发生氧化反应，即 ，B正确；
C．由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生 ，理论上转移 ，又燃
料电池的正极反应式为 ，则燃料电池中消耗 ，C正确；
D．燃料电池中，负极消耗 ，则 ，正极生成 ，则 ，所以，a、b、c的大
小关系是 ，D错误；
故选D。
11．（2023·湖南衡阳·高三衡阳市一中校考阶段练习）波誉为“跨海桥梁之最”的港珠澳
大桥使香港、广东珠海、澳门三地进入“1小时经济圈”，港珠澳大桥始终浸泡在海水中，
为保证桥梁120年的寿命，对其使用了先进的金属防腐技术，如钢管柱涂层技术(见图)和
牺牲阳极法。下列有关说法错误的是
A．随海水深度变深，涂层变薄
B．不同海水深度采用不同厚度的涂层与该处氧气的浓度有关
C．镁、锌、铝均可作为牺牲阳极法的电极材料
D．牺牲阳极法利用了电解池原理
【答案】D
【解析】A．随海水深度变深，海水中溶解的氧气的浓度减小，被腐蚀的几率会逐渐降低，
故防止金属腐蚀的涂层也就没有必要厚度那么大，因而涂层会变薄，A正确；
B．海水中溶解的氧气越多，为防止金属被腐蚀，需要的涂层厚度也要相应的增加，可见
不同海水深度采用不同厚度的涂层与该处氧气的浓度有关，B正确；
C．镁、锌、铝都是比较活泼的金属，由于它们的活动性比铁强，在与铁即海水构成原电池中，这些活泼的金属作原电池的负极，首先被氧化腐蚀，因而钢铁得到保护，因此镁、
锌、铝这些比较活泼金属均可作为牺牲阳极法的电极材料，C正确；
D．根据选项C分析可知牺牲阳极法是利用了原电池反应原理，D错误；
故合理选项是D。
12．（2023·全国·高三专题练习）如图所示是我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂
的太阳能驱动装置，下列说法正确的是
A．图中箭头表示 的移动方向
B．铜箔电极的电极反应式是
C．铜箔电极增重 时，理论上催化电极逸出 无色气体
D．导线中通过 电子时，理论上海水减重
【答案】D
【解析】A．Li能与水反应，故铜箔电极为产生锂的电极，即铜箔电极为阴极，催化电极
为阳极，电解池中阳离子移向阴极，故题图中的箭头表示 的移动方向，A项错误；
B．铜箔电极上发生还原反应，电极反应式是 ，B项错误；
C．铜箔电极增重 时，电路中转移电子 ，由于催化电极发生反应 ，
则理论上催化电极上能放出 黄绿色的氯气，题中没有说明气体处于标准状况下，即不
能确定气体的体积为 ，C项错误；
D．由总反应 可知，导线中通过 电子时，海水中消耗 ，
即减重 ，D项正确；
故答案为D。
13．（2023·全国·高三专题练习）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境 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 逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室不需要补充盐酸
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】D
【解析】A．装置工作时，左边细菌所在电极作阳极，发生反应
，产生的H+通过阳膜进入阴极，故甲室溶液pH逐渐减
小，A错误；
B．装置工作时，左边细菌所在电极作负极，发生反应 ，
产生的H+通过阳膜进入正极区参与反应，转移8 mol电子时，产生7 mol H+，正极消耗32
mol H+，故乙室的H+浓度仍是减小的，故装置工作一段时间后，需要补充盐酸，B错误；
C．由题意知将 转化为 ，Co的化合价降低，作正极，结合溶液显酸性，则
电极反应式为 ，且酸性溶液中不可能出现OH-，C错误；
D．作阴极，发生反应 ，若Co2+减少200 mg(约为0.0034mol)，则转移电子约
为0.0068mol，乙室增加300 mg(约为0.0051mol) Co2+，转移电子约为0.0051 mol，二者转
移电子的物质的量不相等，说明此时已进行过溶液转，D正确；
故答案选D。
14．（2023·全国·高三专题练习）在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌
氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌可促使 与 反应生成 ，加速钢管
的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是A．正极的电极反应式为
B．钢管腐蚀的直接产物中含有 、
C． 与 的反应可表示为
D．在钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀
【答案】B
【解析】A．由题图可知， 生成 ，H的化合价降低，得电子，故正极的电极反应式
为 ，A项错误；
B．反应生成的 、 与 可生成 、 ，B项正确；
C．根据题中所给信息可知， 与 反应生成 ，根据元素守恒可知，生成物中还有
，故反应式为 ，C项错误；
D．钢管表面镀锌，锌会与铁形成原电池，锌比铁活泼，铁作正极，可减缓钢管的腐蚀；
钢管表面镀铜，铜会与铁形成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，从而加速钢管的腐蚀，D
项错误；
故选：B。
二、填空题
15．（2023·全国·高三专题练习）根据原理图判断下列电池的电极名称、电解质溶液中离
子移动的方向。
电 离子移动
原理图 电极名称
池 方向
Ⅰ：
(1) 经离子
_______
微 交换膜由
；
生 _______(填
Ⅱ：
物 “左”或
处 _______ “右”，理
有
机 后同)室移
废 向_______
水 室
电
池
(2)
光
解
水 移向
制 Ⅲ： _______(填
_______ “Ⅲ”或
与 ； “Ⅳ”，
脱 Ⅳ： 后同)极；
硫 _______ 移向
联 _______极
合
电
池
由
(3) Ⅴ： _______(填
循 _______ “左”或
环 ； “右”，
电 Ⅵ： 后同)室移
池 _______ 向_______
室
(4) Ⅶ：
熔 _______
移向
融 ；
_______
盐 Ⅷ：
(填“Ⅶ”
燃 _______
或“Ⅷ”)
料 (氧化物Y
极
电 是
池 _______)【答案】 负极 正极 左 右 正极
负极 Ⅲ Ⅳ 负极 正极 左
右 负极 正极 Ⅶ
【解析】(1)微生物处理有机废水电池：根据原理图可知该装置为原电池，电极Ⅱ上O
2
HO，故电极Ⅱ得电子作正极，则电极Ⅰ为负极；在原电池中阳离子移向正极，故H+经离
2
子交换膜由左室移向右室；
(2)光解水制 与脱硫联合电池：根据原理图可知该装置为原电池，根据电子移动方向可
知，电极Ⅲ为正极，电极Ⅳ为负极，在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故
移向Ⅲ极， 移向Ⅳ；
(3)循环电池：根据原理图可知该装置为原电池，电极Ⅴ上 ，可知电极Ⅴ失
电子为负极，电极Ⅵ为正极，在原电池中阳离子移向正极， 由左室移向右室；
(4)熔融盐燃料电池：根据原理图可知该装置为原电池，O 在电极Ⅷ上得电子，电极Ⅷ为正
2
极，则电极Ⅶ为负极，在电极Ⅶ上NO 失电子生成NO，电极反应为NO -e-+NO =N O，
2 2 5 2 2 5
故氧化物Y是 ，在原电池中阴离子移向负极， 移向Ⅶ极。
16．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)如图所示电解装置可使铝表面氧化膜增厚。则阳极的电极反应式为_______。
(2)一种用铅蓄电池进行电絮凝净水装置如图所示：
①装置Ⅰ中 电极的电极材料是_______(填化学式)，工作时 向_______(填“X”或
“Y”)电极移动；Y电极的电极反应式为_______。
②装置Ⅱ中 电极的电极反应式为_______。【答案】(1)
(2) X
、
【解析】（1）根据题中信息电解装置可使铝表面氧化膜增厚可知，阳极Al失电子生成
Al O，电解质为HSO 溶液，则阳极的电极反应式为 ；
2 3 2 4
（2）根据题中信息用铅蓄电池进行电絮凝净水可知，装置Ⅰ为铅蓄电池，作为电源进行电
絮凝净水，根据装置Ⅱ中Fe电极上HO H，可知装置Ⅱ中Fe电极得电子为阴极、Al电
2 2
极为阳极，装置Ⅰ中X电极为负极、Y电极为正极，据此分析：
①装置Ⅰ中 电极为正极，在铅蓄电池中PbO 为正极，故Y电极材料是PbO ，工作时
2 2
向负极，即X电极；Y电极上PbO 得电子生成PbSO ，其电极反应式为
2 4
；
②装置Ⅱ中 电极为阴极，根据电解装置可知Al电极中水电离出的OH-失电子生成O，
2
Al失电子生成Al3+，Al3+结合OH-生成Al(OH) ，因此Al电极的电极反应为
3
、 。
17．（2022秋·北京海淀·高三统考专题练习）金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学
腐蚀和电化学腐蚀．
I．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新
制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，
同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
编
实验目的 炭粉质量/g 铁粉质量/g 醋酸质量分数/%
号
① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0
② 醋酸浓度的影响 0.5 _________ 36.0
③ ______________ 0.2 2.0 90.0(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。 时，容器中压强明显小于起始压强，
其原因是铁发生了________________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标
出发生该腐蚀时电子流动的方向________；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或
“还原”)反应，其电极反应式是_______。
(3)图中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是
_______。
(4)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是______(填“a”“b”或“c”)。
②环境中的 扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为____________。
【答案】(1) 2.0 炭粉含量的影响
(2) 吸氧 还原
(3) 的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大
(4) c
【解析】（1）探究弱酸条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，如图所示。②探究醋
酸浓度的影响，故铁粉质量不变，为2.0g；③炭粉质量变化，可知探究炭粉含量的影响；
（2）t 时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧
2
腐蚀，碳为正极，铁为负极，电子转移的方向为 ，碳电极氧气得到电
子发生还原反应，电极反应式为 ；
（3） 的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大，故U形管左端
红墨水柱下降。
（4）①根据图知，O 得电子生成OH-，Cu失电子生成Cu2+，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，
2
即c是负极。
②Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈 ，负
极上生成Cu2+、正极上生成OH-，所以该离子反应为 。
