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高中化学二轮复习题型专练
专题09 电化学原理
从近三年高考情况来看，本内容是高考中的必考内容。考查方向有：电池类别判断(即该装置是原电池还是
电解池)、电极名称的判断、电极反应方程式的书写、电解质溶液中阴阳离子的移动方向、外电路电子的流
向、电解质溶液pH 的变化、离子浓度的变化及计算、电子转移数目的计算、电子转移数目与电极产物之
间的定量关系、两极固体产物质量或气体体积的计算、离子交换膜的理解与判断等.也可能会有其他关联知
识的考查。
题型一、
原电池
1．（2024·吉林、黑龙江·九省联考卷）某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇
和羧酸。下列说法正确的是
A．放电时，正极电极反应为：
+H2O-2e-=
+2H+
B．放电时，
转化为
1
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C．充电时，
通过交换膜从左室向右室迁移
D．充电时，阴极电极反应为：
+2H2O+2e-=
+2OH-
【答案】D
【解析】A．放电时，负极发生氧化反应，负极糠醛发生氧化反应生成
，故A 错误；
B．放电时，正极得电子，
转化为
，故B 错误；
C．充电时，阳离子向阴极移动，充电时，Rh/Cu 是阴极，
通过交换膜从右室向左室迁移，故C 错误；
D．充电时，充电时，Rh/Cu 是阴极，糠醛发生还原反应生成
，阴极电极反应为
+2H2O+2e-=
+2OH-，故D 正确；
选D。
2．(2022·湖南，8)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：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
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
2
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【答案】 B
【解析】 海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A 正确；N 为正极，
电极反应主要为O2＋2H2O＋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。
3．(2022·广东)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能
设备(如图)。充电时电极a 的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A．充电时电极b 是阴极
B．放电时NaCl 溶液的pH 减小
C．放电时NaCl 溶液的浓度增大
D．每生成1 mol Cl2，电极a 质量理论上增加23 g
【答案】 C
【解析】 由充电时电极a 的反应可知，充电时电极a 发生还原反应，所以电极a 是阴极，则电极b 是阳
极，故A 错误；放电时负极反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应为Cl2＋2e－===2Cl
－，反应后Na＋和Cl－浓度都增大，则放电时NaCl 溶液的浓度增大，pH 不变，故B 错误、C 正确；充电时阳
极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，
每生成1 mol Cl2，电极a 质量理论上增加23 g·mol－1×2 mol＝46 g，故D 错误。
4．（2024·贵州·九省联考卷）钠基海水电池是一种能量密度高、环境友好的储能电池(示意图如下)，电极
材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中
的吸附和氧化)，固体电解质只允许
透过。下列说
法正确的是
3
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A．放电时，a 电极发生还原反应
B．放电时，电极的电势低于
电极
C．充电时，电极的电极反应式为：
D．充电时，每转移
电子，理论上有
由电极迁移到
电极
【答案】D
【分析】钠为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a 为负极，则b 为正极；
【详解】A．放电时，a 电极为负极，钠失去电子发生氧化反应，A 错误；
B．放电时，a 为负极，b 为正极，b 电极的电势高于
电极，B 错误；
C．放电时，a 为负极，b 为正极，充电时，电极为阳极，由于选择性催化材料能抑制海水中
的吸附和
氧化，故电极上不是氯离子放电，C 错误；
题型
二
、
电解池
5．（2023·北京卷）回收利用工业废气中的
和
，实验原理示意图如下。
4
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下列说法不正确的是
A．废气中
排放到大气中会形成酸雨
B．装置a 中溶液显碱性的原因是
的水解程度大于
的电离程度
C．装置a 中溶液的作用是吸收废气中的
和
D．装置中的总反应为
【答案】C
【详解】A．
是酸性氧化物，废气中
排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A 正确；
B．装置a 中溶液的溶质为
，溶液显碱性，说明
的水解程度大于电离程度，故B 正确；
C．装置a 中
溶液的作用是吸收
气体，
与
溶液不反应，不能吸收
，故C 错误；
D．由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b 中总反应为
，故D 正确；
选C。
6．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含
和
等的铝合金废料为阳极进行电解，实现
的再
5
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生。该过程中
A．阴极发生的反应为
B．阴极上
被氧化
C．在电解槽底部产生含
的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
【答案】C
【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中
以熔融盐为电解液，含
和
等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳
极区Mg 和Al 发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu 和Si 不参与反应，阴极区Al3+得电子生成
Al 单质，从而实现Al 的再生，据此分析解答。
A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg 在阳极失电子生成Mg2+，A 错误；
B．Al 在阳极上被氧化生成Al3+，B 错误；
C．阳极材料中Cu 和Si 不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C 正确；
D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子
生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D 错误；
故选C。
7．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）科学家近年发明了一种新型光电催化装置，它能将葡萄糖和CO2转化
为甲酸盐，如图所示。光照时，光催化电极a 产生电子(e-)和空穴(h+)，图中的双极膜中间层中的H2O 会解
离产生H+和OH-。
6
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下列说法错误的是
A．光催化电极a 的反应为C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O
B．双极膜中间层中的H+在外电场作用下向催化电极b 移动
C．理论上电路中转移4mole-时可生成2molHCOO-
D．阳极区和阴极区的pH 均减小
【答案】C
【解析】A．该装置可以将葡萄糖转化为甲酸盐，C6H12O6在电极a 处得到空穴(h+)生成HCOO-，方程式为：
C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O，故A 正确；B．电解池中阳离子向阴极移动，则双极膜中间层中的
H+在外电场作用下向催化电极b 移动，故B 正确；C．CO2在电极b 处得到电子生成HCOO-，电极方程式
为：CO2+2e-+H2O= HCOO-+OH-，理论上电路中转移4mole-时可以在催化电极b 处得到2mol HCOO-，另外
光催化电极a 处得到2mol HCOO-，共可生成4molHCOO-，故C 错误；D．光催化电极a 处发生反应
C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O，氢氧根浓度减小，pH 减小，电极b 处CO2转化为甲酸，然后甲酸
和KHCO3溶液反应使溶液pH 减小，故D 正确；故选C。
8．厌氧性硫酸盐还原菌(SRB)是导致金属微生物腐蚀最为普遍的菌种,腐蚀过程如图所示。下列说法正确的
是( )
A.正极的电极反应式为8H++8e-===8H·(吸附)、SO4
2-+8H·(吸附)
S2-+4H2O
B.正极区溶液的pH 变小
C.生成1 mol FeS,转移6 mol 电子
D.若引入新细菌,一定会加速金属的腐蚀
7
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【答案】A
【解析】根据示意图可知,正极上发生了2 个电极反应,分别为8H++8e-===8H·(吸附)、SO4
2-+8H·(吸附)
S2-+4H2O,故A 正确;正极区消耗氢离子,所以溶液的pH 变大,而不是减小,故B 错误;由A 可
知,生成1 mol FeS,转移8 mol 电子,故C 错误;若引入新的菌种,不一定能参与电极反应,故不一定会加
速金属的腐蚀,故D 错误。
9．（2022·浙江卷）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
不正确的是
A．电极A 为阴极，发生还原反应
B．电极B 的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中
浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节
除去
，再加入
溶液以获得
【答案】C
【解析】A．由电解示意图可知，电极B 上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B 为
阳极，电极A 为阴极，得电子，发生还原反应，A 正确；
B．由电解示意图可知，电极B 上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，
8
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B 正确；
C．电极A 为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子
守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C 错误；
D．电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH 将锰离子转
化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D 正确；
答案选C。
10．（2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考三模）近期科技工作者开发了一套以乙醇为原料制备DDE(
)的电解装置如下图所示。下列说法正确的是
A．催化电极的电极电势：b＞a
B．阴极电极反应式为
C．电解后溶液的pH 会减小(忽略溶液体积变化)
D．每产生1mol
需要消耗3mol
【答案】D
【解析】A．b 极氢离子生成氢气发生还原反应，为阴极，则催化电极的电极电势：b<a，A 错误；B．阴
极反应得到电子的还原反应，反应为2H++2e-=H2↑，B 错误；C．由图可知，反应中生成2 个氢离子，又消
耗2 个氢离子，故pH 值不变，C 错误；D．由图可知，每产生1mol
的周期中，有1mol 乙醇生成乙醛、
9
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乙醛又与2mol 乙醇生成水和DDE，故需要消耗3mol
，D 正确；故选D。
题型
三
、
二次电池
11．（2024·江西·九省联考卷）水系
电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如下，
其中双极膜在工作时催化
解离为
和
，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确
的是
A．放电时，
电极为负极，发生还原反应
B．充电时，
从
电极通过双极膜到达催化电极发生反应
C．放电时，催化电极上的反应为
D．充电时，
电极上的反应为
【答案】C
【详解】A．由分析知，放电时，
电极为负极，发生氧化反应，A 错误；
B．由分析知，充电时，
从双极膜向催化电移动，并极发生反应，B 错误；
C．由分析知，放电时，催化电极上的反应为
，C 正确；
D．充电时，
电极上的反应为
，D 错误；
故选C。
10
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12．（2024·安徽·九省联考卷）我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电
池，其示意图如下。放电时，
转化为
。下列说法错误的是
A．放电时，正极反应为：
B．放电时，若外电路有
电子转移，则有
向正极迁移
C．充电时，
为外接电源负极
D．充电时，阴极反应为：
【答案】B
【详解】A．放电时，镍基电极为正极，电极反应式为：
，A 正确；
B．放电时，锌基电极为负极，Zn 转化为
，电极反应式为：
，混合电解液中没有Zn2+，B 错误；
C．充电时，a 接电源负极，锌基电极为阴极，C 正确；
D．充电时，锌基电极为阴极，电极反应式为：
，D 正确；
故选B。
13．（2024·甘肃·九省联考卷）我国科学家设计了一种新型Zn-S 可充电电池，该电池放电时硫电极发生两
11
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步反应，分别为：
、
，下列说法错误的是
A．放电时锌电极发生的反应为
B．该电池充电时
的浓度增大
C．该电池放电时电子从硫电极流出
D．每生成
铜，外电路中通过
电子
【答案】CD
【分析】根据题意， S 得到电子，化合价降低，被还原，作正极，则Zn 为负极，发生氧化反应，电极反
应式为
；
【详解】A．由分析可知，放电时锌失去电子发生氧化反应，发生的反应为
，A 正确；
B．放电时，铜离子转化为
、
、
，则充电时
、
、
转化为铜离子，
的浓度增
大，B 正确；
C．该电池放电时电子从负极锌极流出，C 错误；
D．由反应
可知，每生成
铜，需要10mol 电子，由于该电池放电时硫电极
发生两步反应，则反应
也消耗一部分电子，故外电路中通过大于
电子，D 错误；
故选CD。
12
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14．（2023·全国甲卷）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
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti 电极为电解池的阳极，水在阳极失去
电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，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，电极反应式为2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O、
2CO2+12H++12e−=C2H5OH+3H2O，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。
【详解】A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A 错误；
B．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；
C．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2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O，故C 正确；
D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，每转移1mol
13
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电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D 错误；
答案选C。
15．（2023·全国乙卷）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
【答案】A
【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。
【详解】A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，
A 错误；
B．放电时Na 在a 电极失去电子，失去的电子经外电路流向b 电极，硫黄粉在b 电极上得电子与a 电极释
放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B 正确；
C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++
S8+2e-→Na2Sx，C 正确；
D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D 正确；
14
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故答案选A。
16．（2023·新课标卷）一种以
和
为电极、
水溶液为电解质的电池，其示意图如下所
示。放电时，
可插入
层间形成
。下列说法错误的是
A．放电时
为正极
B．放电时
由负极向正极迁移
C．充电总反应：
D．充电阳极反应：
【答案】C
【详解】A．由题信息可知，放电时，
可插入
层间形成
，
发生了还原反应，
则放电时
为正极，A 说法正确；
B．Zn 为负极，放电时Zn 失去电子变为
，阳离子向正极迁移，则放电时
由负极向正极迁移，B
说法正确；
C．电池在放电时的总反应为
，则其在充电时的总反应为
，C 说法不正确；
15
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D．充电阳极上
被氧化为
，则阳极的电极反应为
，D 说法正确；
综上所述，本题选C。
17．（2023·浙江卷）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
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
【详解】A．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；
B．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；
C．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
溶
液，故C 正确；
D．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
16
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能耗，故D 正确。
综上所述，答案为B。
18．（2023·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制
的装置如下图所示，其中高选择性催化剂
可抑制
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
【分析】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。
【详解】A．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；
B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移
生成
，B 错误；
C．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；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：
，D 正确；
故选D。
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19．（2023·山东卷）利用热再生氨电池可实现
电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙
两室均预加相同的
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
A．甲室
电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应为：
D．
扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【答案】CD
【详解】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室
电极溶解，变为铜离子与氨气形成
，因此甲室
电极为负极，故A 错误；
B. 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；
C. 左侧负极是
，正极是
，则电池总反应为：
，故C 正确；
D.
扩散到乙室会与铜离子反应生成
，铜离子浓度降低，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。
18
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综上所述，答案为CD。
题型
四
、
电化学实验
20 (2023·浙江嘉兴高三统测)下图是以TiO2、FeO 混合粉末压制的块体和石墨坩埚分别作电极材料,以
CaCl2熔盐为离子导体(不参与电极反应)制备钛铁合金的装置示意图。下列相关说法正确的是( )
A.TiO2、FeO 混合粉末压制的块体为正极
B.通入Ar 气主要是为了保护石墨坩埚、FeO 不被氧化
C.TiO2发生的电极反应为TiO2+4e-===Ti+2O2-
D.每生成16.0 g TiFe2时,流出气体在标准状况下的体积为4.48 L
【答案】C
【解析】电解过程中需要Fe2+、Ti4+发生还原反应,所以二氧化钛、氧化亚铁混合粉末压制的块体应为
阴极,连接电源的负极,A 错误;Ti、Fe 性质活泼,容易被生成的氧气氧化,所以通入Ar 气主要是为了保护
钛铁合金不被氧化,B 错误;TiO2 得电子发生还原反应,电极反应为TiO2+4e-===Ti+2O2-,C 正确;16.0 g
TiFe2,即
16 g
160 g·mol
-1=0.1 mol,需生成0.1 mol Ti、0.2 mol Fe,根据电极反应TiO2+4e-===Ti+2O2-、
FeO+2e-===Fe+O2-可知,共转移0.8 mol 电子,阳极电极反应为2O2--4e-===O2↑,所以生成0.2 mol 氧气,标
准状况下体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L,但同时流出的气体还有Ar,所以流出气体在标准状况下
的体积大于4.48 L,D 错误。
21．（2023·江西景德镇·统考三模）某化学兴趣小组探究KI 溶液与AgNO3溶液的反应。Ⅰ：向KI 溶液中
滴加几滴AgNO3溶液，立刻产生黄色沉淀，静置取上层清液滴加淀粉溶液，无明显现象。Ⅱ：组装如图装
置，一段时间后观察到下列现象：①电流计发生偏转：②蛋壳内溶液、烧杯内溶液均未产生沉淀③烧杯内
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石墨电极表面有银白色固体析出；下列说法错误的是
A．正极的电极方程式为Ag++e-=Ag
B．向反应后的蛋壳内溶液滴加淀粉，溶液变蓝
C．蛋壳膜的孔隙半径比Ag+和I-的半径大
D．Ag+和I-直接反应不生成I2，可能原因是AgI 的溶度积太小且沉淀反应速率太快
【答案】C
【分析】①电流计发生偏转②蛋壳内溶液、烧杯内溶液均未产生沉淀③烧杯内石墨电极表面有银白色固体
析出，说明反应中有电流产生，右侧电极上银离子得到电子发生还原反应生成银单质，为正极，左侧电极
为负极；
【解析】A．由分析可知，正极的电极方程式为Ag++e-=Ag，A 正确；
B．左侧电极碘离子失去电子发生氧化反应生成碘单质，故向反应后的蛋壳内溶液滴加淀粉，溶液变蓝，B
正确；C．蛋壳膜的孔隙半径比Ag+和I-的半径小，使得碘离子和银离子不能透过蛋壳而接触，不生成沉淀，
C 错误；D．Ag+和I-直接反应不生成I2，可能原因是AgI 的溶度积太小且沉淀反应速率太快，使得两者没
有发生氧化还原反应生成碘单质，D 正确；故选C。
22．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考三模）利用库仑测硫仪测定气体中SO2的体积分数，其原理如图所示。
待测气体进入电解池后，SO2将I 还原，测硫仪便自动电解，溶液中
保持不变。若有标准状况下
VmL 气体通入电解池(其它气体不反应)，反应结束后消耗x 库仑电量(已知：电解转移1mol 电子所消耗的
电量为96500 库仑)。下列说法正确的是
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A．M 接电源的负极
B．阳极反应式为2H++2e-=H2↑
C．反应结束后溶液的pH 增大
D．混合气体中SO2的体积分数为
×100%
【答案】D
【分析】由图可知，在M 电极I-变成了I3-离子，化合价升高，则M 电极为阳极，N 电极为阴极。
【解析】A．由分析可知，M 电极为阳极，M 接电源的正极，A 错误；B．由分析可知，阳极反应式为
3I--2e-= I3-，B 错误；C．二氧化硫在电解池中与溶液中I3-反应，离子方程式为
，
此时转移2 个电子，同时生成4 个氢离子，而在阴极转移2 个电子消耗2 个氢离子，则溶液中氢离子浓度
增大，pH 减小，C 错误；D．由硫原子守恒和
可得如下关系：
，
电解消耗的电量为x 库仑，则二氧化硫的体积分数为
，D 正确；故选
D。
题型
五
、
交换膜
23．（2023·福建漳州·统考三模）南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池，该
电池(如图)在充电过程中，聚对苯二酚被氧化，
能通过半透膜，而有机聚合物不能通过半透膜，下列说
法错误的是
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A．放电时，b 为负极，发生氧化反应
B．放电时，a 极上的电极反应：
C．充电时，
由a 极区向b 极区迁移
D．充电时，
在阴极被还原
【答案】D
【分析】充电过程中，聚对苯二酚被氧化，a 为阳极，放电时为正极，b 电极充电时的阴极，放电时的负极；
【解析】A．充电过程中，聚对苯二酚被氧化，a 为阳极，b 为阴极，所以放电时b 为负极，发生氧化反应，
A 正确；B．放电时，a 极为正极，发生还原反应，电极反应为：
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，B 正确；C．充电时，阳离子向阴极移动，a 为阳极，b 为
阴极，所以
由a 极区向b 极区迁移，C 正确；D．充电时，阴极发生还原反应生成
，D 错误；故选D。
24．为实现“双碳”目标，我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b 膜
复合而成)层间的H2O 解离成H＋和OH－，在外加电场作用下可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，
Zn-CO2电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．闭合K1时，OH－通过b 膜向Zn 电极方向移动
B．闭合K1时，Zn 表面的电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
C．闭合K2时，Zn 电极与直流电源正极相连
D．闭合K2时，在Pd 电极上有2.24 L CO2(标况下)生成，则析出Zn 6.5 g
【答案】 C
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【解析】 闭合K1时，该装置为原电池，Zn 电极为负极，Pd 电极为正极，OH－通过b 膜移向Zn 电极，故A
正确；闭合K1时，该装置为原电池，Zn 发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)，电极反应式为Zn＋4OH－－2e－
===Zn(OH)，故B 正确；闭合K1时，Zn-CO2电池中Zn 电极为负极，Pd 电极为正极，闭合K2时，该装置为电
解池，Zn 电极为阴极，与直流电源负极相连，故C 错误；闭合K2时，该装置为电解池，Pd 电极为阳极，阳
极上HCOOH 发生失电子的氧化反应生成CO2，Zn 电极为阴极，阴极上析出锌，利用得失电子守恒可知，2e－
～CO2～Zn，即有2.24 L CO2(标况下)生成，则析出Zn 6.5 g，故D 正确。
25．利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图所示，下列说法正确的是(
)
A．电极a 和电极d 上都发生氧化反应
B．电极c 上的电极反应式为N2O4－2e－＋H2O===N2O5＋2H＋
C．乙装置电极d 附近溶液的pH 增大
D．电路中每转移2 mol e－，甲池质子膜右侧溶液质量变化为18 g
【答案】D
【解析】 由图可知，甲池为原电池，电极a 为负极，在水分子作用下，二氧化硫在负极失去电子发生氧
化反应生成硫酸，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，电极b 为正极，酸性条件下，氧气在正极得
到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；乙池为电解池，与正极相连的电极c 为
电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮和氢离子，
电极反应式为N2O4－2e－＋2HNO3===2N2O5＋2H＋，电极d 为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成
氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阳极区的氢离子通过隔膜进入阴极区，电极d 附近溶液的pH 不变，
故A、B、C 错误；电极b 为正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，则电路中每转移2 mol e－，甲池
质子膜右侧溶液质量变化为2 mol××18 g·mol－1＝18 g，故D 正确。
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