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专题06 电化学及其应用
考点一 原电池原理与化学电源
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
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
1
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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
3．（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
4．（2024·全国甲卷）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
5．（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)
2
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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
考点二 电解池的原理及应用
6．（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
7．（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
3
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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
8．（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
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
4
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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·黑吉辽卷）“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：
考点三 金属的腐蚀与防护
11．（2024·湖北卷）2024 年5 月8 日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采
取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是
A．发蓝处理
B．阳极氧化
C．表面渗镀
D．喷涂油漆
12．（2024·浙江6 月卷）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：
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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
13．（2024·浙江1 月卷）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
考点一 原电池原理与化学电源
1．（2024·辽宁丹东总复习质量测试）如图，b 为
标准氢电极，可发生还原反应（
）或氧化反应（
），a、c 分别为
电极。实验发现：1
与2 相连a 电极质量增大，2 与3 相连c 电极质量减小，下列说法正确的是
A．1 与2 相连，a 电极发生氧化反应
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B．2 与3 相连，电池反应为
C．1 与3 相连，盐桥1 中的阳离子向a 电极移动
D．1 与2、2 与3 相连，b 电极均为电子流出极
2．（2024·湖北圆创联盟一模）为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如下的
-铅化合物燃料
电池实现铅单质的回收。
下列有关说法错误的是
A．正极区溶液pH 升高，负极区溶液pH 降低
B．电子流向：电极b→负载→电极a
C．阴极区电极反应式为
D．为了提高
的回收率，离子交换膜为阴离子交换膜
3．（2024·宁夏银川一中模拟）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
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D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
4．（2024·广东湛江第二十一中学模拟）低品质能源利用是指对热值较低、含杂物较高等特点的一类能
源的利用。如图所示装置，可同时利用低温废热和含铜废液，并达到对含铜废液富集和产生电能的目的。
起始时电极均为泡沫铜且质量相等，含铜废液的浓度为0.1
，以2.5
溶液作为
电解质溶液，向M 极区液体中加入2
氨水开始反应。下列说法正确的是
A．向M 极区液体中加入氨水可使M 极电势高于N 极电势
B．含铜废液Ⅰ、Ⅲ中的
均高于含铜废液Ⅱ中的
C．电子由M 极经导线移向N 极
D．电极质量差为6.4g 时，电路中通过0.2mol 电子
5．（2024·北京师范大学附属中学三模）盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、
。研究人员利用
如图装置可将部分铁元素在a 极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是
A．电子由b 极流向a 极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．该装置实现了化学能向电能转化
D．a 极可发生电极反应：
6．（2024·辽宁名校联盟高考模拟）一种
双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。
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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
7．（2024·湖南长沙雅礼中学模拟）一种新型短路膜电池分离
装置如下图所示。下列说法中正确的
是
A．负极反应为：
B．正极反应消耗
，理论上需要转移
电子
C．该装置用于空气中
的捕获，
最终由出口A 流出
D．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子
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8．（2024·湖北宜荆荆第四次适应性考试）盐酸羟胺(NH2OH
HCl)
﹒
是一种常见的还原剂和显像剂，工业可
采用如下电化学方法制备。装置和正极反应机理如下图所示。下列有关说法不正确的是
A．X 为H+，Y 为NH3OH+
B．含Fe 电极起到导电和催化的作用
C．Pt 电极上的反应：H2+2e-=2H+
D．消耗1molNO，有3molH+通过交换膜
9．（2024·山东淄博三模）一种新型双功能催化剂电池的工作原理及催化路径如图所示。*R 表示R 基团
在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是
A．放电时，b 极电势高于a 极
B．放电时，与起始相比右室n(OH-)减少
C．充电时，决速步反应为
D．充电时，a 极电极反应式
10．（2024·重庆十八中两江实验学校一诊）一种稳定且具有低成本效益的碱性混合多硫化物-空气氧化还
原液流电池结构如图所示。下列说法正确的是
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A．膜a 为阴离子膜，膜b 为阳离子膜
B．充电时的总反应为：4OH-+2
=4
+O2+2H2O
C．放电时，左侧贮液室中含
的多硫电解质减少
D．放电时，外电路通过2mol 电子，理论上II 室及右侧贮液器中的NaOH 总共减少2mol
11．（2024·河南许昌部分学校高考冲刺）铝-石墨双离子电池采用廉价且易得的石墨替代传统锂电池中的
正极材料，全面提升了电池的能量密度。图甲和图乙表示该电池的充电或者放电时工作原理。X、Y 表示可
能为用电器或电源。已知充电时正极发生阴离子插层反应生成
，下列有关分析正确的是
A．图甲表示电池充电过程，电极a 与电源的正极相连
B．图甲中电极b 电极反应式为：
C．图乙中电极c 电势高于电极d
D．图乙中当电路转移电子数为2mol 时，理论上电极c 质量减少14g
12．（2024·湖北襄阳四中一模）某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮（PCT）和石墨为电极，以
室温离子液体
为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时，
PCT 电极发生还原反应。下列说法错误的是
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A．充电时，PCT 电极是阴极
B．
脱离PCT 电极时，电池处于放电过程
C．充电时，石墨电极发生反应
D．0.5mol PCT 完全反应，理论上嵌入石墨电极2mol
13．（2024·四川绵阳南山中学仿真演练）浙江大学高超教授团队研究的水系双离子电池原理如下图所示，
下列说法错误的是
A．放电时a 极附近溶液pH 增大
B．放电时b 极的电极反应式为：
C．充电时b 极作阴极，发生还原反应
D．充电时1 mol Cu 完全转化为Cu3(PO4)2，电池内部有6 mol Na+发生迁移
考点二 电解池的原理及应用
14．（2024·河北保定一模）用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废液中的
，实现其回收利用。
a、b 分别是一类离子选择透过膜，模拟装置如图所示。下列说法正确的是
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A．电路中转移1mol 电子时，有
生成
B．a 是阳离子选择透过膜
C．最终的处理产物中可能有
D．电解一段时间后，阴极室溶液中的
先升高后降低
15．（2024·北京东城一模）-种能捕获和释放
的电化学装置如下图所示。其中a、b 均为惰性电极，
电解质溶液均为KCl 溶液。当K 连接
时，b 极区溶液能捕获通入的
。
下列说法不正确的是
A．K 连接
时，b 极发生反应：
B．K 连接
时。a 连接电源正极
C．K 连接
时，a 极区
的值增大
D．该装置通过“充电”和“放电”调控b 极区溶液pH，捕获和释放
16．（2024·湖南岳阳第一中学6 月考前强化训练）有机物电化学合成是化学研究的重要方向。下图所示
电解装置可以生成葡萄糖酸(C6H12O7)和山梨醇(C6H14O6)。葡萄糖酸是制备补钙剂的重要原料，山梨醇也是一
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种常见的食品添加剂。
下列说法错误的是
A．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
B．在“电解质溶液1”中，1mol 葡萄糖被HBrO 还原成葡萄糖酸转移2mol 电子
C．H+通过阳离子交换膜向电极N 移动
D．阴极反应为C6Hl2O6+2H++2e－=C6H14O6
17．（2024·湖北华中师大一附中适应性考试）二苯亚砜（
，Ph 表示苯基）是重要的有机合成中间
体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中含水导电介质的主要成分及反应过程如图所示（PMn 表
示含锰配合物）。下列说法错误的是
A．惰性电极1 为阴极
B．电解合成速率受溶液pH 的影响
C．消耗1mol 氧气，可得到2mol 二苯亚砜
D．外电路通过2mol 电子，净生成1mol 水
18．（2024·北京海淀一模）用热再生氨电池处理含Cu2+电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再
生部分组成：电池部分中，a 极室为(NH4)2SO4-NH3混合液，b 极室为(NH4)2SO4溶液；热再生部分加热a 极室
流出液，使[Cu(NH3)4]2+分解。下列说法不正确的是
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A．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜
B．a 极的电极反应为：Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4]2+
C．电池部分的总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+
D．该方法可以富集Cu2+并产生电能，同时循环利用NH3
19．（2024·辽宁丹东总复习质量测试）利用电解原理，可将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。下列
说法正确的是
A．a 为电解池阳极
B．电解后左侧电极室KOH 溶液
增大
C．阴极电极反应式为
D．电解过程中阴离子通过交换膜从右向左迁移
20．（2024·天津耀华中学一模）科研工作者用金催化电极实现了常温、常压条件下合成氨，其工作原理
示意图如图所示。下列说法错误的是
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A．
和
的主要作用均为增强溶液导电性
B．金催化电极接直流电源的负极
C．理论上合成1 mol
，左室
溶液质量减少24g
D．理论上反应消耗的
与惰性电极生成的气体的物质的量之比为2∶3
21．（2024·山东淄博三模）一种自生酸和碱的电化学回收体系如图所示。
表示
等含磷微粒，
为
。下列说法错误的是
A．a、c 为阴离子交换膜，b 为阳离子交换膜
B．X 为
，将其泵入吸收室用于吸收
C．当电路中通过
电子，阴极增重
D．Ⅲ室可发生反应：
22．（2024·辽宁沈阳第二中模拟）利用可再生能源驱动耦合电催化HCHO 氧化与CO2还原，同步实现CO2
与HCHO 高效转化为高附加值的化学产品，可有效消除酸性工业废水中的甲醛，减少碳排放，实现碳中和。
耦合电催化反应系统原理如图所示。
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下列说法正确的是
A．电源a 极为正极，
通过质子交换膜从右侧移向左侧
B．阳极的电极反应式为：
C．外电路转移
时，理论上可消除废水中0.5molHCHO
D．电解生成1molHCOOH，理论上可消耗标准状况下
23．（2024·福建泉州第五中学适应性检测）羟基自由基
具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为
和
。我国科学家开发出如图所示装置，能实现制备氢气、处理含苯酚废水二位一体。下列说法正确的
是
A．d 电极的电极反应式：
B．再生池中发生的反应：
C．a 为电源负极，m 为阴离子交换膜，
能增强导电性
D．气体X 与Y 在相同条件下的体积比为
24．（2024·湖北宜荆一模）科学家发现金属钙可用于电化学驱动将
还原为
。已知：电解质溶液
由
和少量
溶于有机溶剂形成。下列说法错误的是
A．阴极反应式为：
B．推测用
代替
更有利于生成
C．理论上电解一段时间后
浓度基本不变
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D．总反应方程式：
考点三 金属的腐蚀与防护
25．（2024·山东师范大学附属中学考前适应性测试）下列实验描述正确的是
A．用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度
B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法
C．用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒
D．将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全
26．（2024·广东湛江第二十一中学模拟）航母山东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．舰艇腐蚀是因为形成了电解池
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
27．（2024·湖北襄阳四中一模）古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜
器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中
结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而
结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下：
下列说法不正确的是
A．青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极反应方程式为：
B．青铜锈蚀Ⅰ过程中
浓度越大，腐蚀趋势越大
C．青铜锈蚀Ⅲ生成
的方程式为：
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D．青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，使其保存更长久
28．（2024·黑龙江大庆实验中学阶段考试）恒温条件下，用图1 所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结
果如图2。
下列说法错误的是
A．AB 段pH 越大，析氢速率越大
B．AD 段负极反应式为
C．BC 段正极反应式主要为
D．DE 段溶液pH 基本不变，可能的原因：相同时间内，
消耗
的量与
产生
的量基本相同
29．（2024·江西赣州十八县（市）二十四校期中联考）研究低碳铬钢分别在不同温度下、不同硫酸浓度
下的腐蚀情况，如下图所示，有关说法正确的是
A．约30℃时，低碳铬钢腐蚀严重
B．30%硫酸，大量发生吸氧腐蚀
C．硫酸浓度
，低碳铬钢钝化
D．超过70℃后，实验中有
生成
30．（2024·广东揭阳二模）某同学进行以下实验：
操作
现象
取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1 滴含酚酞和
的食盐水
放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。
其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处
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出现铁锈
下列说法正确的是
A．腐蚀过程中有
生成
B．边缘处红色说明：
C．反应后中心区域溶液的pH>7
D．反应过程中化学能完全转化为电能
20
