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专题04 电化学原理的综合应用
目录
一、
考情探究
2
1.高考真题考点分布..................................................................................................................................................2
2.命题规律及备考策略..............................................................................................................................................2
二、培优讲练........................................................................................................................................3
考点01 电化学原理的综合应用..............................................................................................................................3
考向01 考查电极反应与物质变化分析..............................................................................................................4
考向02 考查电化学装置的回路分析与粒子移动.............................................................................................5
考向03 考查电化学装置中溶液性质的变化分析.............................................................................................5
考点02 离子交换膜的类型及其应用..........................................................................................................................7
考向01 考查离子交换膜的类型与功能识别...................................................................................................10
考向02 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析.......................................................................................11
考向03 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计...................................................................................12
考点03 电化学综合计算............................................................................................................................................14
考向01 考查守恒法在电化学计算中的应用...................................................................................................14
考向02 考查电化学计算中复杂动态过程分析...............................................................................................15
好题冲关..............................................................................................................................................17
基础过关...............................................................................................................................................................17
题型01 电化学原理的综合应用........................................................................................................................17
题型02 离子交换膜的类型及其应用................................................................................................................20
题型03 电化学综合计算....................................................................................................................................22
能力提升...................................................................................................................................................................25
真题感知...................................................................................................................................................................29
1.高考真题考点分布
考点内容
考点分布
1
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电化学原理的综合应
用
2025 河北卷，2025 湖南卷，2024 江西卷，2024 甘肃卷，2023 辽宁卷，2023 全
国乙卷
离子交换膜的类型及
其应用
2025 云南卷，2025 河南卷，2024 福建卷，2024 重庆卷，2023 河北卷，2023 山
东卷
电化学综合计算
2025 重庆卷，2025 广东卷，2024 广东卷，2024 湖南卷，2023 广东卷，2023 全
国乙卷
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
将原电池和电解池结合在一起，综合考查化学反应中的能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等
知识，是高考试卷中电化学部分的重要题型。考查的电化学装置常啋用串闻装置，且常采用交换膜，特别
是离子交换膜的应用及电解质介质对电极反应的影响的试题比较多，且常考常新，该类题目的考查内容通
常有以下几个方面：电极的判断、电极反应式及电池反应总方程式的书写、实验现象的描述、溶液中离子
的移动、溶液pH 的变化、电解质溶液的恢复及运用得失电子守恒进行相关计算等。由于离子交换膜能将
工业生产与化学知识有机的融合，实现资源的最优配置，考查学生学以致用的能力。
【备考策略】
1、了解离子交换膜的分类及特点，理解离子交换膜在电化学装置中的作用。
2、掌握电化学的计算。
3、提升应用电化学原理解决工业生产、生活中实际问题的能力。
【命题预测】
预计近年高考会涉及到电化学的综合性运用。通过陌生电化学的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学
信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。
考点01 电化学原理的综合应用
1、电解原理
2
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2、电解原理常见的考查点
电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等相联系，以装置图或流程图
为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式、电解反应方
程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。
3、“5 点”突破电解综合应用题
(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为 ，与电源负极相连的为 ，两极反应为“阳氧阴
还”。
(2)剖析离子移向，阳离子移向 ，阴离子移向 。
(3)注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。
(4)注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作
阳极，电极产物为金属阳离子。
(5)注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。
3
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考向01 考查电极反应与物质变化分析
【例1】（2025·河南·模拟预测）以
催化剂作为负极、以
为正极的液态
燃料
电池（DHHPFC）驱动
装置的工作原理如图所示（在电场作用下，双极膜中水电离出离子向两极迁移，
电解液均为水溶液）。下列叙述正确的是
A．电子流向：
双极膜
B．a 极反应式：
C．极附近电解质溶液
升高
D．相同条件下，
装置中生成的
和
体积相等
【思维建模】
电极反应与物质变化分析
1、电极反应式书写与分析
①判断电极属性（正/负极、阴/阳极）及反应类型（氧化/还原）；
②依据电解质环境（酸碱性、离子浓度）书写半反应式，注意介质对产物的影响（如酸性环境阴极析H 、
₂
碱性环境生成OH ）；
⁻
③典型考法：新型电池（燃料电池、可充电电池）的电极反应书写。
2、电极现象与产物判断
①观察电极质量变化（如精炼铜时阳极溶解、阴极增重）、气体生成（Cl 、
₂
O 、
₂
H ）等；
₂
②结合放电顺序分析离子反应优先级（如阳极：S
²⁻ > I
⁻ > Br
⁻ > Cl
⁻ > OH ）。
⁻
考向02 考查电化学装置的回路分析与粒子移动
【例2】（2025·江西萍乡·三模）利用
电催化还原制取
和
的装置如图所示。下列说法正
确的是
4
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A．电子流向：a→电极Ⅰ→交换膜→电极Ⅱ→b
B．离子交换膜应选用阴离子交换膜
C．生成乙醇的电极反应：
D．在相同条件下，消耗的
和生成的
体积比为2:3
【思维建模】
回路分析与粒子移动
1、电流与电子流向
(1)原电池：电子由负极→正极，电流由正极→负极；
(2)电解池：电子由电源负极→阴极，阳极→电源正极。
2、离子迁移方向-
(1)原电池：阴离子移向负极，阳离子移向正极；
(2)电解池：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
3.盐桥作用：平衡电荷、形成闭合回路（盐桥中离子定向移动）。
考向03 考查电化学装置中溶液性质的变化分析
【例3】（2025·广东·模拟预测）某兴趣小组设计了如下两套装置探究铜离子与硫离子的反应，装置Ⅱ的盐
桥中装有含饱和
溶液的琼胶。实验过程中，装置Ⅰ中产生黑色沉淀，电流表指针无明显偏转；装置
Ⅱ中甲烧杯中溶液变黄，乙烧杯中石墨电极上出现红色固体，电流表指针偏转。已知存在反应：
（黄色），下列说法错误的是
A．装置Ⅰ中产生黑色沉淀的离子反应为
B．甲烧杯中发生的电极反应为
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C．实验过程中，乙烧杯中的溶液pH 会减小
D．实验说明
与
能发生复分解反应和氧化还原反应
【思维建模】
溶液性质的变化分析
1、pH 与离子浓度变化 电解含氧酸盐溶液（如Na2SO4）时，pH 不变；电解活泼金属含氧酸盐（如KNO3）类
似 电解不活泼金属盐（如CuCl2）时，阳极析Cl2使pH 上升，阴极析Cu 使pH 基本不变。
2、溶液复原策略电解CuSO4后加CuO 恢复原浓度；电解NaCl 后通HCl 恢复原态。
【对点1】（2025·河北秦皇岛·模拟预测）电解苯酚的乙腈
水溶液可在电极上直接合成扑热息
痛（
），装置如图，其中电极材料均为石墨。下列说法错误的是
A．电极a 为负极
B．装置工作时，乙室溶液pH 减小
C．c 的电极反应式为
D．合成1mol 扑热息痛，理论上甲室质量增重64g
【对点2】（2025·福建福州·二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活
电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(
代表葡萄糖)。
下列说法正确的是
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A．该燃料电池是否工作与血糖的高低无关
B．工作时，电极Ⅰ附近pH 下降
C．工作时，电子流向：电极Ⅱ→血液→电极Ⅰ
D．工作时，电极Ⅱ的电极反应式为
【对点3】（2025·广西·三模）我国研究人员开发了一种超快速的
自充电水系
电
池，通过
与电极的氧化还原反应及时补偿放电过程中的能量消耗，自充电的工作原理如图所示。下
列说法正确的是
A．放电时，
向a 电极移动
B．放电时，b 电极的电极反应为
C．自充电时，每消耗
电极质量增大46g
D．根据自充电的原理，将b 电极暴露在
环境中也可能实现自充电
考点02 离子交换膜的类型及其应用
1、离子交换膜的含义和作用
(1)含义：离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成
(2)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，如：在电解饱和食盐水中，利用
阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产
生的H2混合发生爆炸
②能 的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用
③用于物质的分离、提纯等
④用于物质的制备，电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质
2、离子交换膜的类型
(1)阳离子交换膜——只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过
以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开
①负极反应式：
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②正极反应式：
Zn
③
2＋通过阳离子交换膜进入正极区
④阳离子
透过阳离子交换膜
原电池正极(或电解池的阴极)
(2)阴离子交换膜——只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过
以Pt 为电极电解淀粉KI 溶液，中间用阴离子交换膜隔开
①阴极反应式：
②阳极反应式：
③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O
④阴离子
透过阴离子交换膜
电解池阳极(或原电池的负极)
(3)质子交换膜——只允许H＋和水分子通过
在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2
①阴极反应式：
②阳极反应式：
③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极
H
④
＋
透过质子交换膜
原电池正极(或电解池的阴极)
3、离子交换膜类型的判断——根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型
方法与
技巧
(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余
(2)根据溶液呈 ，判断出离子移动的 ，从而确定离子交换膜的类型
实例分析
电解饱和
食盐水
分析方法
电解饱和食盐水时，阴极反应式为 ，则阴极区域破坏水的
电离平衡， 有剩余，阳极区域的Na＋穿过离子交换膜进入阴极室，与OH－结合生成
NaOH，故电解食盐水中的离子交换膜是
4、离子交换膜在物质制备、分离提纯中的应用
多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通
过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到物质制备、浓缩、净化、提纯的目的
(1)两室电解池——工业上利用如图两室电解装置制备烧碱
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已知反应：2CrO(黄)＋2H＋
Cr2O(橙)＋H2O，设计图示装置(均为惰
性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7
过程
分析
电解Na2CrO4就是电解水，阴极反应： ，阳极反
应： ，阳极产生的H＋使2CrO(黄)＋2H＋
Cr2O(橙)＋H2O
正向移动，根据电荷守恒的规律，Na＋经过Na＋离子交换膜向左侧迁移，推知左边为 ，
右边为
(2)三室电解池——利用三室电解装置制备NH4NO3，其工作原理如图所示。
装置图
过程分析
阴极的NO 被还原为NH： ，NH 通过阳离子交换
膜进入中间室；阳极的NO 被氧化为NO： ，
NO 通过阴离子交换膜进入中间室。根据电路中转移电子数相等可得
电解总反应： ，为使电解产物全部转
化为NH4NO3 ，补充适量NH3 可以使电解产生的HNO3 转化为
NH4NO3
(3)多室电解池——利用“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸)，其工作原理如图所示
装置图
过程分析
电解稀硫酸的阳极反应： ，产生的
H＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO 穿过
阴离子交换膜进入产品室，与H ＋结合生成弱电解质
H3PO2 ；电解NaOH 稀溶液的阴极反应：
，原料室中的Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室
(4)电渗析法
将含AnBm的废水再生为HnB 和A(OH)m的原
理：已知A 为金属活动顺序表H 之前的金
属，Bn－为含氧酸根离子
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考向01 考查离子交换膜的类型与功能识别
【例1】（2025·江苏常州·模拟预测）浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置。
下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备
和NaOH 的装置示意图，其中
均
为
复合电极，电极a、b 均为石墨，下列说法不正确的是
A．电极Y 是正极，电极反应为：
B．浓差电池工作时，
通过阳离子交换膜向X 极移动
C．c 为阴离子交换膜，d 为阳离子交换膜
D．相同条件下收集到的气体的体积比
【思维建模】
离子交换膜的应用分析
1、阳离子交换膜：仅允许阳离子（如 Na+、H+）及水分子通过，拦截阴离子及气体（如 Cl-、O2）。
应用场景：氯碱工业中隔离阳极室（Cl2）与阴极室（NaOH、H2），防止副反应（Cl2+ 2NaOH=NaCl + NaClO
+ H2O）及爆炸风险（H2/Cl2混合）
2、阴离子交换膜：仅允许阴离子（如 Cl-、OH-）通过，拦截阳离子及气体,典型应用：淀粉-KI 溶液电解
中平衡 OH-迁移，辅助 I2生成。
3、质子交换膜：仅允许 H+（质子）及水分子通过,用途：燃料电池、电解制 H2O2/HCOOH 中定向传导 H
⁺
维持电荷平衡。
4、双极膜：特殊复合膜（阳膜+阴膜），通直流电时膜内水解离为 H+和 OH_，分别移向阴极和阳极。
作用：调控反应体系 pH，如电解法合成甘氨酸时提供酸碱性环境。
考向02 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析
【例2】（2025·云南玉溪·三模）我国科学家设计了一种水系
可充电电池，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
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A．放电时，电极a 的电势低
B．充电时，溶液中
向电极a 方向迁移
C．充电时，阳极附近溶液的pH 增大
D．放电时，负极的电极反应：
【思维建模】
离子迁移方向及膜的选择
1、迁移方向判断
(1)电解池：阳离子→阴极，阴离子→阳极；原电池：阳离子→正极，阴离子→负极。
(2)关键技巧：先写电极反应，确定电极区离子剩余情况（如阴极消耗 H 剩余
⁺
OH ，需阳离子迁入平衡电
⁻
荷）。
(3)根据电荷守恒判断膜类型（如阴极室需阳离子进入 → 选择阳膜）
2、膜的选择依据
目标需求
膜类型选择
实例说明
隔离产物防副反应
阳离子交换膜
氯碱工业防 Cl2接触 NaOH
平衡电荷+调控pH
双极膜
次磷酸（H3PO2）制备
定向传递 H+
质子交换膜
CO2电解制HCOOH
考向03 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计
【例3】（2025·山东·一模）使用惰性电极及阳离子交换膜和阴离子交换膜电解磷酸钠溶液同时制备氢气、
氧气、氢氧化钠溶液和磷酸溶液四种产品。
是气体出口，下列说法错误的是
A．
电极材料分别为石墨棒和铁棒
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B．
两口开始时分别输入稀磷酸溶液和稀氢氧化钠溶液
C．
口输出的溶液，反应生成溶质的物质的量比为
D．若G 口输入次磷酸钠溶液，则A 口输出的是次磷酸溶液
【思维建模】
离子交换膜的应用
1、氯碱工业
(1)装置：阳离子交换膜电解槽。
(2)膜作用：①允许Na+由阳极室→阴极室，与 OH—结合生成 NaOH5。 ②阻止 Cl-进入阴极室，避免生成
NaClO 杂质。 ③防止 H2与 Cl2混合爆炸。
2、多膜耦合技术
(1)应用：四室电渗析法制备次磷酸（H3PO2）。
(2)膜组合：交替使用阳膜/阴膜控制 H2PO2
-与H+定向迁移。
(3)优势：高效分离产物，提升纯度。
3、环保与资源回收
(1)废水处理：阴离子交换膜回收重金属离子（如 CrO4
2-）。
(2)海水淡化：离子交换膜辅助电渗析脱盐。
【对点1】（2025·山东·模拟预测）四乙基氢氧化铵
在工业领域有广泛的用途。一种利用四
乙基硝酸铵
制备
的装置如图所示(M、N 均为惰性电极)。下列说法错误的是
A．a 膜是阴离子交换膜，b 膜是阳离子交换膜
B．阴极电极反应式为
C．移除a 膜后，电解总反应式不变
D．当制备14.7g
时，阳极室溶液质量减少0.8g
【对点2】（2025·青海西宁·二模）科技工作者利用光催化原理[光照时，光催化电极a 会产生
和空穴
]设计了一套高效光电化学燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
12
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A．该装置工作过程中仅有光能转化为电能
B．电池工作时，溶液中的
会从右向左迁移
C．电池工作时，催化电极b 上发生氧化反应
D．用空穴表示的光催化电极a 反应为
【对点3】（2025·安徽池州·二模）我国科学家研究电化学降解甲醛，同时获得氢能源。原理如图所示，已
知在
溶液中，甲醛转化为
，存在平衡
。在
电极上
发生的电子转移反应为
。下列说法错误的是
A．
极与电源负极相连
B．电解时
通过阴离子交换膜向
极移动
C．电解过程中共制得
氢气，理论上外电路上迁移
电子
D．阳极总反应式为
考点03 电化学综合计算
原电池和电解池的计算包括：两极产物的定量计算、溶液的计算、相对原子质量的计算和阿伏伽德罗常数
测定的计算、根据电荷守恒量求产物的量。电化学的反应本质是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质
的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。
1、解题关键
(1)电极名称要区分清楚；
(2)电极产物要判断准确；
(3)各产物间量的关系遵循得失电子守恒。
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2、三种计算方法
(1)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
(2)根据电子守恒计算
①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。
②用于混合溶液中电解的分阶段计算。
(3)根据关系式计算：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)
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化
学计算问题。
【易错提醒】
在电化学计算中，还常利用Q＝I·t 和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C 来计算电路中通过的电量。
考向01 考查守恒法在电化学计算中的应用
【例1】（2025·宁夏银川·一模）一种双阴极微生物燃料电池的工作原理如图所示(燃料为C2H4O2)。下列说
法正确的是
A．放电时，缺氧阴极和好氧阴极相当于原电池的负极
B．若“厌氧阳极”转移1 mol 电子，则理论上消耗C2H4O2为7.5 g
C．“缺氧阴极”的电极反应式为：
D．放电时，“缺氧阴极”区域质量增加，“好氧阴极”区域质量减轻
【思维建模】
电子守恒法的应用
1、串联电路中转移电子数相等，关联阴阳极产物或不同电极物质变化量（如阴极析出0.2molCu 对应转移
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0.4 mole-）
2、核心公式：n(e-)=Q/F(F≈96,500 C/mol) 其中 Q 为电量，用于关联电流强度与时间（Q=I⋅t）。
考向02 考查电化学计算中复杂动态过程分析
【例2】（2025·山西晋城·模拟预测）科学家设计了一种能产生羟基自由基(
)的原电池—电解池组合装
置，
能将苯酚氧化为
和
，实现发电、环保二位一体，其工作原理如图所示(微生物在强酸性
条件下，活性会减弱)。下列说法正确的是
A．a 极为阳极
B．a 极区每产生1 mol
，c 极区溶液质量减轻3 g
C．b 极区消耗1 mol
，理论上外电路转移24 mol 电子
D．N 为阴离子交换膜，可防止阴极区酸性增强
【思维建模】
复杂动态过程分析
1、分阶段电解计算——依据离子放电顺序分步计算电子转移：
①阴极：Ag+> Cu2+> H+> ……
②阳极：活性电极>S2+>I-> Br->Cl->OH-
③示例：电解含 Cu2+和 Fe2+的混合液，阴极先析出 Cu 后析出 Fe，需分段计算电量
2、溶液复原计算——恢复电解后溶液成分的策略
①电解 CuSO 溶液：加
₄
CuO 或 Cu(OH)2补充消耗的 Cu 和 O 元素。
②电解 NaCl 溶液：通 HCl 气体恢复 Cl 浓度①纯净物：有固定的组成和结构；有固定的熔沸点；保持
⁻
一种物质的性质
【对点1】（2025·湖北武汉·三模）含
和CH3COONa 的工业废水可利用微化学电池去除，其工
作原理如图所示。下列说法错误的是
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A．电极B 的电势比电极A 的低
B．负极电极反应式为
C．该电池不宜在高温环境下运行
D．每生成2 mol
，有0.5 mol CO2生成
【对点2】（2025·广东惠州·三模）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。下列说法正确的是
A．放电时，负极反应：
B．充电时，阴极区溶液中
浓度逐渐降低
C．理论上每消耗
，正极区的
减少
(标准状况下)
D．理论上每生成
，转移的电子数为
题型01 电化学原理的综合应用
1．（2025·广东·模拟预测）钠离子电池在大规模储能领域的应用得到广泛关注，钠离子电池与锂离子电池
工作原理相似，遵循脱嵌式的工作模式，主要依靠钠离子在正极和负极之间脱嵌来工作。一种钠离子电池
的工作原理为
，装置如图所示。下列有关说法正确的是
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A．放电时，电极a 为正极
B．充电时，钴元素的化合价升高，钠离子在阳极上嵌入
C．放电时，负极反应式为
D．充电时，外电路中转移
，理论上阴极质量增加92 g
2．（2025·浙江·一模）中国科大研究团队开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固
体电解质仅允许Li+通过。下列说法不正确的是
A．放电时，电解质溶液质量减少
B．充电时，Li+移向惰性电极
C．充电时，阳极电极反应为
D．该锂-氢可充电电池对比传统锂离子电池的优势在于降低成本和提高安全性
3．（2025·甘肃白银·模拟预测）钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。下图是一种可充电钠离子
电池的工作示意图，已知该电池的电解质溶液是
溶液，化合物中Ni 均显+2 价。下列说法正确的是
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A．放电过程中，
通过阳离子交换膜向N 极区移动
B．充电时，M 极接电源正极
C．电池工作时，N 极的电极反应为
D．若N 极质量变化了23 g，则电路中转移的电子数为
4．（2025·内蒙古·模拟预测）钠资源储量丰富，便于开采，价格便宜，钠离子电池有望成为下一代大规模
储能电池。一种钠离子储能电池原理如下图所示(电池工作前两电极的质量相等)。下列说法错误的是
A．充电时，疏松多孔钠电极接电源负极
B．充电时，阳极电极反应式为
C．放电时，
由疏松多孔钠电极经
有机溶液移向石墨电极
D．放电时，电路中通过1mol 电子，理论上疏松多孔钠电极比石墨电极质量少23g
5．（2025·上海松江·一模）向含
电解液的
电池中，加入
离子液体，可提高电池的
性能。
电池的总反应为：
，其工作原理如下图所示：
(1)该电池放电时，正极反应式为 。
(2)关于该电池，下列说法正确的是_______。
A．电解液应选择非水溶剂
B．放电时，产物
既是氧化产物也是还原产物
C．放电时，多孔电极附近有固体生成
D．充电时，锂离子的移动方向是锂电极→多孔电极
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(3)碳捕集是我国实现碳中和目标的一种关键技术手段。离子液体
能用于
的捕获和电催化还
原。
捕获
时，
中的三个位置均可能与
发生反应，其中的一种产物为
。相较于
，
吸收
效果不佳，结合上述信息，从结构角度解释原因
。
6．（2025·青海海东·模拟预测）铜阳极泥是许多贵金属及硫(Te)的主要来源，某有色金属冶炼厂处理铜阳
极泥得到的酸性分金液中主要含有
、
、
、
、
等离子，从该分金液中回收
所有金属资源及硫的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)Te 元素的原子序数为52，则其在元素周期表中的位置为 。
(2)“沉金”，时，发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉金”，及“控电还原”，所得Au 中常含少量Ag。所以得Au 制成的粗金板和纯金板作电极，
作电解液进行精炼时，粗金板表面因附着生成的AgCl 发生钝化。可通过直流电叠加交流电进
行不对称脉动电流电解，阳极上周期性出现正、负半周期。在正半周期，银发生极化形成钝化膜；在负半
周期发生去极化，其电极反应式为 ；电解时
将 (填“增大”，“减小”，或“不
变”)。
(4)滤渣a 的主要成分为 (填化学式)。
(5)“控电还原”时，试剂X 可选择
或
，两者信息如下表所示。从价格上分析，最佳试剂为
(填化学式)，按处理
年分金液的量计算，理论上每年可节约成本 万元。
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消耗物料
消耗量/
单价/元
22.0
2.7
13.0
4.2
(6)“电积”时，阴极的电极反应式为 ；“电积”后的电解液可用于工艺I 的 工序。
题型02 离子交换膜的类型及其应用
1．（2025·福建漳州·三模）一种新型的H2-Pb 燃料电池如图所示(其中B 电极表面有催化材料和气体扩散层)。
下列说法错误的是
A．电池工作时A 电极为正极，X 为Na+
B．A 电极电极反应式为
C．右室通入2.24 L(标准状况下)H2时，有0.3 molX 通过交换膜
D．B 电极表面使用催化材料和气体扩散层可提升电池效率
2．（2025·山东·二模）我国某研究团队近期研发了以双极膜(该膜可将水解离成H+和
并定向通过)为交
换膜的酸碱隔离电解液新型可充电锌锰干电池，工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，Zn 电极电势比MnO2极电势高
B．放电时，双极膜中阴、阳离子分别向左、右移动
C．放电时，正极电极反应式为
D．充电时，当电路中转移0.2mol 电子，电解质溶液1 质量减少6.5g
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3．（2025·安徽·三模）利用电化学从Ⅰ室中富集锂和从Ⅱ室中制备氢醌(氮元素的化合价不发生变化)的装
置如图所示。当断开K1、闭合K2时，Li+进入MnO2中形成LixMn2O4；当断开K2、闭合K1时，使LixMn2O4中的
Li+脱出形成MnO2。下列说法正确的是
A．电极b、电源中c 电极均为正极，交换膜a 为阳离子交换膜
B．为让装置持续运作，先断开K2、闭合K1，一段时间后，再断开K1、闭合K2
C．断开K1、闭合K2时，理论上每生成1 mol 氢醌，同时生成的1 mol LixMn2O4中x=2
D．断开K2、闭合K1时，需要往电极a 通O2，理论上每消耗1 mol O2，Ⅰ室增重32 g
4．（2025·江苏宿迁·模拟预测）己二腈[
]是合成尼龙-66 的原料。可用电解丙烯腈(
)的方法合成己二腈，装置如图。已知：阳／阴极反应物的还原／氧化性越强，电解所需电
压越小，消耗的电能越少。下列说法正确的是
A．在阳极获得己二腈
B．电解过程中，
通过质子交换膜向阳极区移动
C．制得1mol 己二腈的同时，理论上会产生
D．若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂
5．（2025·江苏南京·模拟预测）一种二次储能电池的构造示意图如图所示。下列说法正确的是
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A．放电时，电能转化为化学能
B．放电时，
发生还原反应
C．充电时，右侧
通过质子交换膜向左侧电极移动
D．充电时，每生成
，转移电子数为
6．（2025·甘肃金昌·二模）我国科学家通过在双功能Ru/C 催化剂上耦合热催化甲醇，实现了高纯度H2和
CO 的高效生产。
下列叙述正确的是
A．b 极与电源的正极连接
B．一段时间后，左侧电解质溶液pH 升高
C．a 极的电极反应为CH3OH-4e-=CO↑+4H+
D．生成11.2 L 气体X，必有1 mol 质子由交换膜左侧向右侧迁移
题型03 电化学综合计算
1．（2025·四川南充·三模）科研人员采用如图装置处理污水中的
(经测定污水中
含量为
)，原理是利用
将
还原成
。下列说法错误的是
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A．该装置将电能转化为化学能
B．右侧
电极连接电源负极
C．阳极区附近发生反应：
D．完全处理3kg 该污水，理论上阳极区溶液质量增重308g
2．（2025·重庆·三模）南开中学化学创新实验小组制作了简易的伏打电堆，并将其用于
溶液的浓度
测定，原理如图所示。量取
待测液于乙槽中并滴入酚酞，连接装置开始实验，当乙槽中溶
液恰好由浅红色变为无色时，停止实验。下列说法正确的是
A．用导线连接1 与3，2 与4
B．盐桥中装有含
饱和溶液的琼胶
C．若实验结束时
电极质量变化了
，则待测
溶液的浓度为
D．将锌片换为铅片可提高伏打电堆的输出电压
3．（2025·重庆·三模）电有机合成反应条件温和，生产效率高。电解合成1，2-二氯乙烷
的
实验装置如图所示。下列说法正确的是
A．电极a 为阳极，发生还原反应
B．离子交换膜X、Y 分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C．阴极的电极反应为
D．阴极产生22.4L 气体(标准状况下)，理论上可生成
，2-二氯乙烷
4．（2025·辽宁·三模）一种原位电化学沉淀技术制备纳米碳酸钙的方法是：向
过饱和溶液中通入
，实验室模拟该方法制备纳米碳酸钙的装置如图所示。下列说法正确的是
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A．电流方向为电极a→外电路→电极b→电解质溶液→电极a
B．X、Y、Z 对应的物质依次是块状大理石、
C．离子交换膜为阴离子交换膜
D．理论上外电路每通过
电子，则内电路有
离子通过交换膜
5．（2025·河北石家庄·三模）我国科学工作者研究了一种高度稳定的富锂
正极材料。当电池充电
至
和
时，在正极材料中分别检测到
和
，至充电结束时正极未检测到其他形
态的物质。下列说法错误的是
A．充电过程中
的电势高于
B．放电时，固体电解质中
的质量分数不变
C．放电时，正极存在电极反应式：
D．充电时，正极有
和
生成时，负极质量增加
6．（2025·湖北·调研）锌是一种应用广泛的金属。以闪锌矿(主要成分为ZnS，还含有SiO2和少量FeS、
CdS、PbS 杂质)为原料，制备金属锌的流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程产生大量的SO2，可用氨水吸收再氧化得到一种氮肥，该氮肥的主要成分为 。
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(2)①用稀硫酸完全溶浸后，过滤所得滤渣1 的主要成分为 。滤渣1、滤渣2、滤渣3 均需洗涤，
证明三种滤渣洗涤干净的共同方法是 。
②常温下，有关金属离子沉淀的pH 如下表所示(当离子浓度小于1.0×10-5mol/L 时认为沉淀完全)。
Fe3+
Zn2+
Cd2+
开始沉淀pH
2.3
6.2
7.4
沉淀完全pH
3.3
8.7
9.4
“氧化除杂”中调pH 的范围是 。
(3)“还原除杂”中反应的离子方程式为 。
(4)“还原除杂”后的滤液经操作 、过滤，洗涤，干燥，可得ZnSO4·7H2O 晶体。
(5)用惰性电极电解硫酸锌溶液，如阴极生成10molZn，理论上阳极产物的物质的量为 mol。电
解后的电解液可返回 工序继续使用。
1．（2025·山东青岛·一模）热再生电池堆
电化学还原池系统
可减少工业烟气中的
排放并利用余热，其工作原理如图。下列说法正确的是
A．气体
是
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．泡沫铜为负极，电极反应：
D．阴极的电极反应：
2．（2025·山东·一模）利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li[P(CN)2]，并能实现H2的循环利用，其
工作原理如图所示(已知Me 为甲基，电极均为石墨电极)，下列说法正确的是
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A．电池工作时电极a 连接电极c
B．通电一段时间后，当生成9g Li[P(CN)2]时，电极a 消耗H2的体积(标准状况)为2.24L
C．若隔膜e 为阳离子交换膜，则燃料电池的放电会使左侧溶液pH 减小
D．电极c 的电极反应式为P4-4e-+8LiCN=4Li[P(CN)2]+4Li+
3．（2025·河南·一模）我国福州大学和清华大学学者研制组装的
乙醇电池系统具有良好的充放电
循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。下列说法错
误的是
A．放电时，正极的电极反应式：
B．充电时，
通过离子交换膜由左侧移向右侧
C．充放电过程中，储液罐甲的液流体系中可分离出
D．充电时，阴极的电极反应式：
4．（2025·安徽滁州·一模）我国科学家发明了一种以
和
为电极材料的新型电池，
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内部结构如下图所示，其中①区②区③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时电极材料
转化为
。下列说法错误的是
A．充电时，外电源的负极连接b 电极
B．充电时，①区溶液中的
向②区迁移
C．放电时，转移
个电子时②区溶液增重174g
D．放电时，a 电极的电极反应式为
5．（2025·江西萍乡·一模）一种新型的铅锂电池的充、放电示意图如图所示，下列说法错误的是
A．放电时，
向电极a 方向迁移
B．充电时，
中Mn 元素被氧化
C．放电时，正极反应式为
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D．充电时，每转移1mol
，a 极增重103.5g
6．（2025·海南·一模）清华大学学者团队研发了一种“生物质电池”，该电池放电时产生糠酸，充电时产
生糠醇，实现了供电过程中生产高附加值化学品的目的。该电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．放电或充电时均需源源不断地输入糠醛
B．
是充电时的阴极反应
C．每生成1mol
，理论上外电路中通过1mol 电子
D．充电时的总反应：
7．（2025·湖北黄冈·二模）北京大学庞全全团队2025 年在《自然》发表的研究中，开发了一种新型玻璃
相硫化物固态电解质材料
，其结构中引入了氧化还原活性碘
，可通过
氧化还原介导加速硫的固-固转化反应。该电池正极采用MOFs 衍生的三维碳纳米笼(HCNC)负载硫(
)，负
极为锂金属，电解质为LBPSI。装置示意图如下
关于该全固态锂硫电池，以下说法错误的是
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A．放电时，正极反应有：
B．充电时，电路中每转移1mol 电子，有16g 的硫被氧化
C．固态电解质LBPSI 中，
通过氧化还原反应相互转化促进硫转化
D．
衍生碳纳米笼的主要作用是吸附多硫化物并提供电子传导路径
8．（2025·上海·三模）一种从高炉气回收
制储氢物质
的综合利用示意图如图所示：
1．某温度下，当吸收池中溶液的
时，此时该溶液中
[已知：该温度下，
，
]。
2．利用电化学原理控制反应条件能将
电催化还原为
，电解过程中还伴随着析氢反应。
(1)阴极室发生反应为 和
。
(2)若生成
的电解效率为
，当电路中转移
时，阴极室溶液的质量增加 g[B 的
电解效率
]。
1．（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一种
电催化剂，并将其与金属铝组装成
可充电电池，用于还原污水中的
为
，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离
子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的
逐步还原为
。
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下列说法错误的是
A．放电时，负极区游离的
数目保持不变
B．放电时、还原
为
，理论上需要
氢原子
C．充电时，
从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区
D．充电时，电池总反应为
2．（2025·广东·高考真题）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上
减少；电极
材料每转移1mol 电子，对应的理论容量为
。下列说法错误的是
A．充电时Ⅱ为阳极
B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH 降低
C．放电时负极反应为：
D．充电时16gS 能提供的理论容量为
3．（2025·北京·高考真题）用电解
溶液(图1)后的石墨电极1、2 探究氢氧燃料电池，重新取
溶液并用图2 装置按i→iv 顺序依次完成实验。
实
验
电极I
电极
Ⅱ
电
压/V
关系
i
石墨1
石墨2
a
ii
石墨1
新石
墨
b
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iii
新石
墨
石墨2
c
iv
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A．
，说明实验i 中形成原电池，反应为
B．
，是因为ii 中电极Ⅱ上缺少
作为还原剂
C．
，说明iii 中电极I 上有
发生反应
D．
，是因为电极I 上吸附
的量：iv>iii
4．（2025·山东·高考真题）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。
下列说法正确的是
A．隔膜为阳离子交换膜
B．放电时，a 极为负极
C．充电时，隔膜两侧溶液
浓度均减小
D．理论上，
每减少
总量相应增加
5．（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb 二次电池的放电过程示意图如图所示。
下列叙述正确的是
A．放电时，M 极为正极
B．放电时，N 极上反应为
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C．充电时，消耗4 mol Ag 的同时将消耗
D．充电时，M 极上反应为
6．（2025·福建·高考真题）一种无膜电合成碳酸乙烯酯(
)的工作原理如图。下列说法正确的是
A．电源a 极为负极
B．反应中
的物质的量不断减少
C．总反应为
D．“反应Ⅱ”为
7．（2025·浙江·高考真题）一种可充放电
电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为
和
，随温度升高Q(消耗
转移的电子数)增大。下列说法不正确的是
A．熔融盐中
的物质的量分数影响充放电速率
B．充放电时，
优先于
通过固态电解质膜
C．放电时，随温度升高Q 增大，是因为正极区
转化为
D．充电时，锂电极接电源负极
8．（2024·重庆·高考真题）高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能，异构烷烃具有较高的辛烷值。
(1)在密闭容器中，
(正戊烷)发生异构化反应，可同时生成
(异戊烷)和
(新戊烷)，其平
衡常数
随温度的变化如下表所示。
异构化反应
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反应1
2.80
2.50
2.31
反应2
1.40
1.00
0.77
①体系平衡后，增加压强，反应1 的平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
②
平衡时，
和
的体积比值为 。
③根据上表数据推断
为吸热反应，其推断过程是 。
(2)加入
后，
在双功能催化剂
/分子筛上发生异构化反应且选择性高，主要产物为
，其
反应机理如下(
表示分子筛固体酸催化剂)：
对于
反应，下列说法正确的是_______。
A．
只能催化脱氢反应，不能催化加氢反应
B．
的加入增大了平衡常数，有利于反应的进行
C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，越有利于
的形成
D．
的加入促进了
的加氢反应，减少了副反应的发生
(3)
(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为
，阴极为碳钢，电解液
为溶有格氏试剂(
)的有机体系。
①阳极上生成
的电极反应式为 。
②为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的
，其原理是
。
③为减少铅污染，
被限制使用。
是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所
示(
为催化剂)。总反应化学方程式为 ；外电路转移
电子时，理论上可生成
的
物质的量为
。
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