文档内容
题型 12 新型电化学装置
无论是全国卷还是各自主命题省份的试卷，对电化学考查的概率为100%，这主要源于电化学在中学
化学中的重要地位，在生活、生产中有着广泛而重要的应用，并且能很好地考查考生宏观辨识与微观探
折、变化观念与平衡思想以及证据推理与摸型认知等多重学科素养，根据对近年来考题的分析，电化学命
题往往以可充电电池的工作原理及电解原理的应用为背景，考查电极反应式的书写、离子移动方向、金属
的电化学腐蚀及防护等知识。或将原电池、电解原理与物质的制备、金属的提纯、金属的防护结合起来考
查，考查的角度主要有电极反应方程式的书写或正误判断、离子移动的方向、电极产物种类的判断与量的
计算等，根据近年来高考试题的分析来看，依据研究对象不同，可以将新型电化学装置分为五个题组，一
是依据原电池原理设计的新型电化学装置分析；二是依据二次电池原理设计的新型电化学装置分析；三是
依据电解池原理设计的新型电化学装置分析；四是依据电化学原理设计的组合式新型电化学装置分析；五
是依据电化学原理设计的金属腐蚀和防护电化学装置分析。
题组 01 依据原电池原理设计的新型电化学装置分析
【例1-1】（2024·新疆河南卷）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
【例1-2】（2023·海南卷）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 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
【提分秘籍】
1.电极反应
（1）反应要求：自发进行放热的氧化还原反应。
（2）根据化合价升降判断反应类型和电极类型：正极发生价降低的还原反应，负极发生价升高的氧化反
应。
2.电子流向：负极 正极(电子不能在溶液中流动)。
3.电流流向：正极 负极 正极。
4.离子流向：离子只能在溶液中流动，不能在导线上流动。
（1）原电池：阳离子→正极；阴离子→负极；
（2）盐桥中：阳离子→正极；阴离子→负极。
5.电解质溶液的选择
（1）碱金属电极：不选择水溶液及醇类，一般选择有机电解质或固体电解质；（2）盐桥式原电池：负极材料和与其反应的电解质在不同的容器中。
6.电化学中溶液pH的变化
（1）电极pH变化
看该电极反应是消耗还是产生H+ 或OH- ； 若H+ 或OH- 无变化，看该电极是消耗还是产生水。
（2）溶液pH变化
① ②
看总反应是消耗还是产生H+ 或OH- ； 若H+ 或OH- 无变化，看总反应是消耗还是产生水。
7.判断电极方程式是否正确
① ②
（1）看电极反应是氧化反应还是还原反应；
（2）看得反应是得电子还是失电子；
（3）看产物能否与溶液反应
酸性溶液：方程式中不能出现OH- ； 碱性溶液：方程式中不能出现H+ 。
看电极产物能否和环境中的其他物质反应
① ②
③ 酸
CH4 碱性
CO
O2-
性
氧化产物 CO2
CO HCO CO
酸
O2 碱性 中性 CO2
性
还原产物 H2O OH- OH-
CO
（4）看物质拆分是否正确
强酸、强碱、可溶性盐溶液可拆
非溶液和熔融状态下进行的反应不能写成离子方程式形式
①
原子团不能拆分
②
（5）看有无隐含的酸碱性
③
酸性溶液：产物是NH4+ 、Fe3+ 、Cu2+ 等弱阳离子
碱性溶液：有金属氧化物、氢氧化物参与的反应
①
8.新型化学电源中电极反应式的书写三步骤
②【变式演练】
【变式1-1】（2024·云南·模拟预测）微生物燃料电池是利用微生物作为催化剂降解污水中的有机物(以对
苯二甲酸为例)，其原理如图装置所示。下列判断错误的是
A．微生物电池在处理废水时的能量转化为化学能变为电能
B．该微生物电池工作时，电流由 极经负载流向 极
C．该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜
D．该微生物电池的负极电极反应式为
【变式1-2】（2024·全国·模拟预测）我国科学家发明了一种新型短路膜电池，利用 分离 的装置如
图所示。下列说法中正确的是A．正极反应为
B．正极反应消耗22.4L ，理论上需要转移2mol电子
C．该装置用于空气中 的捕获， 最终由出口A流出
D．该电池中电子由负极经短路膜流向正极
题组 02 依据二次电池原理设计的新型电化学装置分析
【例2-1】（2024·宁夏四川卷）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
【例2-2】（2023·新疆内蒙古卷）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： S8+e-→ S ， S +e-→S ，2Na++ S
+2(1- )e-→Na2Sx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++ S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
【提分秘籍】
1.二次电电池的特点
（1）放电时为原电池，电极属性为正负极
（2）充电时为电解池，电极属性为阴阳极
（3）阳极连正极，电极反应式相反，充电时变成阳极
（4）阴极连负极，电极反应式相反，充电时变成阴极
（5）充电时，电池上“-”极应接电源的负极
2.图解二次电池的充放电
3.二次电池的充放电规律
a.充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，
可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。
b.工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周
围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。
4.二次电池电极反应式的书写方法
a.标：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，找出参与负极和正极反应的物质。
b.写：写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)
c.减：在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，即：
充电时的阳极反应与放电时的正极反应相反；充电时的阴极反应与放电时的负极反应相反。
【变式演练】
【变式2-1】（2024·湖北武汉·模拟预测）中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料
和硬碳（多孔形态，化学式为C）为电极材料的有机钠离子电池，其内部结构如下图所示，放电时，a电极发生如下变化：
下列说法错误的是
A．放电时，a电极电势高于b电极
B．充电时， 向b电极移动
C．充电时，b电极的电极反应式为
D．用该电池为一个 的充电宝充满电，a电极质量增加 （ ，一个电子的电量
， 为 ）
【变式2-2】（2024·山东威海·一模）全固态LiPON薄膜锂离子电池工作示意图如下，LiPON薄膜只允许
Li+ 通过，电池反应为LixSi+Li1-xCoO2 Si+LiCoO2 。下列说法正确的是
A．放电时，a极为正极
B．导电介质c可为Li2SO4 溶液
C．充电时，b极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+
D．放电时，当电路通过0.5mol电子时，b极薄膜质量减少3.5g
题组 03 依据电解池原理设计的新型电化学装置分析
【例3-1】（2024·重庆卷）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将 电催化转化为甲酸，
如图是电解装置示意图。下列说法正确的是A．电解时电极N上产生 B．电解时电极M上发生氧化反应
C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为
【例3-2】（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
【提分秘籍】
1.电解池的工作原理
（1）电极名称及电极反应式(电解CuCl2 溶液为例)
总反应式：CuCl2 Cu＋Cl2↑
（2）电解过程的三个流向电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极；
离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。
①
电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源极。
②
2.电极产物判断
③
（1）阳极产物的判断
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。
惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
①
②
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、I2 、Br2 、Cl2 ；若OH－ 放电，则得到H2O和O2 。
（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＋ 。
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H2 。
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。
①
3.电极反应式、电解方程式的书写
②
（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
（2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋ 和OH
－)。
（3）然后排出阴、阳两极的放电顺序：
阴极：阳离子放电顺序：Ag＋ ＞Fe3＋ ＞Cu2＋ ＞H＋(酸)＞Fe2＋ ＞Zn2＋ ＞H＋(水)＞Al3＋ ＞Mg2＋ ＞Na＋ ＞Ca2＋
＞K＋ 。
阳极：活泼电极＞S2－ ＞I－ ＞Br－ ＞Cl－ ＞OH－ ＞含氧酸根离子。
（4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
（5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。
【特别提醒】 阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，
注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。 阳极材料不同，电极产物、电极反应式可能不同，最常
①
用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－ ；阴极
②
：Ag＋>Cu2＋>H＋ 。 电解水溶液时，K＋ ～Al3＋ 不可能
在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 书写电解池中的电极反
③
应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 电解质溶
④
液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。 要确保两极电子转移数目相同，
⑤
且注明条件“电解”。
⑥
4．判断电解后溶液酸、碱生成的方法
（1）若电解产物只有H2 ，而无O2 ，则阴极生成碱。（2）若电解产物只有O2 ，而无H2 ，则阳极生成酸。
（3）若电解产物既有O2 ，又有H2 ，且二者物质的量之比为1 2，则实质是电解水，阳极生成酸，阴极生
成碱，最终溶液中无酸和碱生成。但溶液浓度可能变大。
∶
5．惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质时，遵循“少什么加什么，
少多少加多少”的原则，所加物质可以是阴极与阳极产物的化合物。
6.分析电解过程的思维流程
7.电化学计算中常用的三种方法
（1）根据总反应计算
先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列出比例式计算。
（2）根据电子守恒计算
用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子
数相等；
①
用于混合溶液中电解的分阶段计算。
（3）根据关系式计算
②
根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
如以电路中通过4 mol e－ 为桥梁可构建以下关系式：
(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该
关系式具有总览电化学计算的作用和价值，熟记电极反应，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计
算问题。
【变式演练】
【变式3-1】（2024·四川自贡·一模）烟酸是B族维生素，可以预防和治疗多种疾病。利用碳封装过渡金
属电极可电催化将3-甲基吡啶氧化为烟酸，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场
作用下，双极膜中离子向两极迁移。下列说法正确的是
A．碳封装过渡金属电极能催化提高b电极上还原反应的速率
B．该装置工作时，OH- 向a极移动
C．a极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑
D．制备0.1mol烟酸时双极膜中质量减少3.6g
【变式3-2】（2024·云南丽江·一模）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)。下列说法正确的是
A．电极A为阳极，发生氧化反应
B．电极B的电极反应：4OH-+Mn2+-2e-=MnO2+2H2O
C．电解一段时间后溶液中 浓度减小
D．电解结束，可通过调节 除去 ，再加入 溶液以获得
题组 04 依据电化学原理设计的组合式新型电化学装置分析
【例4-1】（2024·福建卷）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含 有机溶液。放
电过程中产生 ，充电过程中电解LiCl产生 。下列说法正确的是A．交换膜为阴离子交换膜
B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C．理论上每生成 ，需消耗2molLi
D．放电时总反应：
【例4-2】（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
【提分秘籍】
1.有外接电源电池类型的判断方法：有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的
阳
离子相同，则该电池为电镀池。如
则甲为电镀池，乙、丙均为电解池。2.无外接电源电池类型的判断方法
（1）直接判断:非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图所
示：A为原电池，B为电解池，甲池为原电池，其余为电解池。
（2）根据电池中的电极材料和电解质溶液判断:原电池一般是两种不同的金属电极或一个金属电极一个碳
棒电极；而电解池则一般两个都是惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解
质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：
B为原电池，A为电解池。
（3）根据电极反应现象判断:在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。
如图所示：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电
池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化
反应。
3.“串联”类装置的解题流程4．含离子交换膜电化学装置题的解题步骤
【变式演练】
【变式4-1】（2024·全国·模拟预测）我国科技工作者开发出多孔氮磷掺杂碳材料用于肼氧化辅助的节能
制氢技术，以燃料电池供电的该制氢技术的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．甲为制氢的电解装置，乙为肼的燃料电池
B． 透过质子交换膜进入电极b室内
C．工作原理图中的箭头表示电流方向
D．反应过程中装置乙的电解质溶液的pH增大
【变式4-2】（2024·上海·三模）一种能捕获和释放 的电化学装置如图所示。其中a、b均为惰性电
极，电解质溶液均为 溶液。当 连接 时，b极区溶液能捕获通入的 。下列说法错误的是A． 连接 时， 电极发生反应：
B． 连接 时，钾离子经离子交换膜由 极区到 极区
C． 连接 时，a极区 的值增大
D．该装置通过“充电”和“放电”调控 极区溶液 ，捕获和释放
题组 05 依据电化学原理设计的金属腐蚀和防护电化学装置分析
【例5-1】（2024·浙江卷）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图
为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：
下列说法正确的是
A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子
B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：
C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
【例5-2】（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
【提分秘籍】
1、电化学腐蚀
（1）化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，速率也大得多危害更
大。
（2）析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
（3）钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋ ，而非Fe3＋ 。
2、电化学腐蚀的规律
（1）对同一种金属来说，其他条件相同时腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
（2）活泼性不同的两金属：活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。
（3）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，
腐蚀越快(钝化除外)。
（4）电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
3、金属的防护
1）改变金属材料的组成：在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制
成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。
2）在金属表面覆盖保护层：在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用
的防护方法。在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方
法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。
3）电化学保护法：金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)
的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。
（1）牺牲阳极法：
原理：原电池原理
①要求：被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。
应用：在锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门上安装或焊接镁合金或锌块。
②
（2）外加电流法：
③
原理：电解池原理
要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。
①
应用：将钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的负极。
②
【变式演练】
③
【变式5-1】（2024·辽宁沈阳·模拟预测）2012年9月25日开始服役的我国首艘航母辽宁舰采用模块制造
再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
A．舰艇腐蚀主要是因为发生了化学腐蚀 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况
C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀
【变式5-2】（2024·浙江·模拟预测）城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿
土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的
装置。下列有关说法中正确的是
A．电流由 经过导线流向钢铁制品
B． 块表面随着时间的进行，会有 产生
C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法
D．应选用电阻率小的导体，比如 来避免能量损耗1．（2024·四川自贡·一模）利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不
锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀的机理如图所示。下列
说法正确的是
A．金属缝隙内表面为正极，外自由表面为负极
B．缝隙内溶液的pH增大，加快了缝隙内的腐蚀速率
C．为了维持电中性，海水中大量的 进入缝隙
D．正极的电极反应式为
2．（2024·山东卷）以不同材料修饰的 为电极，一定浓度的 溶液为电解液，采用电解和催化相结
合的循环方式，可实现高效制 和 ，装置如图所示。下列说法错误的是
A．电极a连接电源负极
B．加入Y的目的是补充
C．电解总反应式为
D．催化阶段反应产物物质的量之比
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
4．（2024·吉林卷）“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：
5．（2024·广东肇庆·一模）利用电化学原理既能输出电能，又能合成有机物。如图所示装置在输出电能
的同时可合成苯胺。该电池工作时，下列说法不正确的是A．多孔惰性电极为正极 B．电流方向为
C．负极电极反应式为 D．反应一段时间后，负极区溶液 减小
6．（2024·广东肇庆·一模）科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质
建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．充电时，石墨电极与电源正极相连
B．充电时，石墨电极上可发生电极反应
C．放电时，氯离子向锌电极迁移
D．放电时，理论上电路中每转移 电子，锌电极质量增加
7．（2024·陕西榆林·一模）新型太阳能氢气面板可以直接从空气中提取水、利用光电解水产生氢气，将
氢气储存，可用于燃料电池。工作原理如图所示：
下列说法不正确的是
A．太阳能电池光伏板工作原理与硅原子电子跃迁有关B．电解水的阳极反应是
C．燃料电池的正极反应是
D．燃料电池生成的水从负极一侧流场板层排出
8．（2023·广东卷）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合 ，一段时间后
A．U型管两侧均有气泡冒出，分别是 和
B．a处布条褪色，说明 具有漂白性
C．b处出现蓝色，说明还原性：
D．断开 ，立刻闭合 ，电流表发生偏转
9．（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
10．（2024·江西上饶·模拟预测）科学家成功研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电
池。该电池内部的 和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是A．放电时，铝为负极，石墨为正极
B．充电时， 向石墨电极移动
C．放电时，负极的电极反应式为
D．充电时，电子从石墨电极直接经导线流入铝电极，然后再经电解质溶液流回石墨电极
11．（2024·浙江·模拟预测）一种清洁、低成本的氯碱工业双联装置工作原理如图所示，浓缩海水可以造
成溶液中离子浓度差异，使离子从高浓度区域向低浓度区域迁移，从而产生离子电流。下列说法不正确的
是
A．电极Y为负极，可以在X、Z电极上收集到H2
B．与传统氯碱工业相比，该双联装置的优点是可避免使用离子交换膜
C．装置Ⅱ中的电极质量每变化mg，装置I中可制得 LiCl
D．随着装置的运行，电极Z附近溶液的pH增大，电极W附近有白色沉淀出现
12．（2024·湖北·一模）我国科研人员设计了一条从乳酸增值至丙氨酸的电化学转化路径，同时可以实现
废水的再利用，原理如图所示。已知：在外电场作用下，水分子会在双极膜的界面层解离为 和 。下列说法错误的是
A．理论上将废水中 还原到羟胺 需转移 电子
B．阳极发生的反应为
C．阴极发生的反应为
D．双极膜在阳极区产生 ，阴极区产生
13．（2024·全国·模拟预测）我国科技工作者开发出多孔氮磷掺杂碳材料用于肼氧化辅助的节能制氢技
术，以燃料电池供电的该制氢技术的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．甲为制氢的电解装置，乙为肼的燃料电池
B． 透过质子交换膜进入电极b室内
C．工作原理图中的箭头表示电流方向
D．反应过程中装置乙的电解质溶液的pH增大
14．（2024·贵州卷）一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反
应： ， 。体系中 与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生
反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。下列说法错误的是
A．该芬顿系统能量转化形式为太阳能 电能 化学能
B．阴极反应式为
C．光阳极每消耗 ，体系中生成
D． 在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
15．（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
16．（2024·全国·模拟预测）以KNO3 溶液为电解质溶液，利用双极膜电解器连续电合成NH3 的简化装置
如图所示。双极膜只允许 和 通过，且双极膜可促进H2O的电离。下列说法正确的是
A．阳极产生NH3 ，阴极产生O2B．通电后 移向阴极
C．阳极需不断补充碱液
D．总反应：
17．（2024·全国·模拟预测）某工业废水中主要含有 和 溶质，现采用电化学
方法对废水进行处理，同时达到回收 和氮肥的目的，其装置如图所示。已知双极膜在直流电场
的作用下会将复合层中的水解离成 和 。下列说法不正确的是
A．阴极室产生的气体是
B．若电解过程中阳极室溶液体积不发生改变，则其pH始终保持不变
C．电解结束后，回收室中的物质可通过过滤操作进行分离
D．电解结束后，原料室中溶液为 和 的混合溶液
18．（2024·江西卷）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝
酸根
离子(如图)。下列说法正确的是
A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e
﹣
═2HCOO
﹣
+H2↑+2OH
﹣
B．CuRu电极反应为 6H2O+8e
﹣
═NH3↑+9OH
﹣
C．放电过程中，OH 通过质子交换膜从左室传递到右室
﹣
D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH
19．（2023·广东卷）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
20．（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
21．（2024·广西卷）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6 的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时
嵌入PbSe中的Na变成Na+ 后脱嵌。下列说法错误的是
A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g
B．充电时，阳极电极反应为：
C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+ 浓度基本保持不变D．电解质溶液不能用NaPF6 的水溶液替换
22．（2024·四川自贡·一模）烟酸是B族维生素，可以预防和治疗多种疾病。利用碳封装过渡金属电极可
电催化将3-甲基吡啶氧化为烟酸，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场作用下，
双极膜中离子向两极迁移。
下列说法正确的是
A．碳封装过渡金属电极能催化提高b电极上还原反应的速率
B．该装置工作时，OH- 向a极移动
C．a极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑
D．制备0.1mol烟酸时双极膜中质量减少3.6g
