文档文本内容
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专题十二 电化学及其应用
考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。
2024 年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。
近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。
必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。
最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。
命题解读
考向
纵观近年的高考试题，可以发现高考对于电化学板块
内容的考查几乎没有什么变化，主要考查的还是陌生
的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考
查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处
理环境污染物成为命题特点。万变不离其宗，问题的
落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情
况和电解液成分的参与情况这些问题上。
考向一 原电池的工作原理及应用
考向二 电解池的工作原理及应用
考向三 化学电源装置分析
考向四 金属的腐蚀与防护
命题分析
分析2024 年高考化学试题可以看出，选择题中对于电化学板块内容的考查，依然保持了往年的命题特
点，统计各个卷区的考查情况，会发现大部分都通过可充电电源系统为载体，综合考查原电池和电解池的
工作原理和应用。
试题精讲
考向一 电解池的工作原理及应用
1．（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。
1
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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
【答案】C
【分析】该装置为电解池，光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为
，阴
极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为
；
【解析】A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A 正
确；
B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为
，B 正确；
C．光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为
，每消耗
，转移
2mol 电子，由
，则体系中生成
，C 错误；
D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，
做还原剂，表现还原性，由
Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，
中O 元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D 正确；
故选C。
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
2
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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
【答案】B
【分析】多孔电极1 上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1 为阴极，电极反应为
2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2 上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2 为阳极，电极反应
为2O2--4e-=O2。
【解析】A．电极1 的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A 项正确；
B．根据分析，电极2 为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2，B 项错误；
C．工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1 迁移到多孔电极2，C 项正确；
D．根据分析，电解总反应为2H2O(g)
2H2+O2，分解2molH2O 转移4mol 电子，则理论上电源提供
2mol 电子能分解1molH2O，D 项正确；
答案选B。
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
3
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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
【答案】B
【分析】在KOH 溶液中HCHO 转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-
[OCH2O]2-+H2O，Cu 电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu 电极为阳
极；PbCu 电极为阴极，首先HOOC—COOH 在Pb 上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：
H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH 与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—
COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH 发生得电子的还原反应转化成
H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。
【解析】A．根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减
小，A 项正确；
B．根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O 解离成
1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH 双极膜中有6molH2O 解离，B 项错误；
C．根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C 项正确；
D．根据分析，阴极区的Pb 上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D 项正确；
答案选B。
4．（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
4
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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
【答案】B
【分析】电极b 上Br-发生失电子的氧化反应转化成
，电极b 为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=
+6H+；则电极a 为阴极，电极a 的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2O
+3H2↑；催化循环阶段
被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z 为O2。
【解析】A．根据分析，电极a 为阴极，连接电源负极，A 项正确；
B．根据分析电解过程中消耗H2O 和Br-，而催化阶段
被还原成Br-循环使用，故加入Y 的目的是补充
H2O，维持NaBr 溶液为一定浓度，B 项错误；
C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O
+3H2↑，C 项正确；
D．催化阶段，Br 元素的化合价由+5 价降至-1 价，生成1molBr-得到6mol 电子，O 元素的化合价由-2 价升
至0 价，生成1molO2失去4mol 电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6 4=3 2
∶
∶，D
项正确；
答案选B。
5．（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
5
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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
【答案】B
【分析】由电解原理图可知，Ni 电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH 水溶液，则
电极反应为：
；Pt 电极
失去电子生成
，作阳极，电极反应为：
，同时，Pt 电极还伴随少量
生成，电极反应为：
。
【解析】A．由分析可知，Ni 电极为阴极，Pt 电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即
向Pt
电极移动，A 错误；
B．由分析可知，Pt 电极
失去电子生成
，电解质溶液为KOH 水溶液，电极反应为：
，B 正确；
C．由分析可知，阳极主要反应为：
，阴极反应为：
，则电解过程中发生的总反应主要为：
，反应
消耗
，生成
，电解一段时间后，溶液pH 降低，C 错误；
D．根据电解总反应：
可知，每生成1mol
，生成0.5mol
，但Pt 电极伴随少量
生成，发生电极反应：
，则生成1molH2时得到的部分电子
由OH-放电产生O2提供，所以生成
小于0.5mol，D 错误；
故选B。
6．（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
6
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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：
【答案】A
【分析】
据图示可知，b 电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b 电极为阳极，
a 电极为阴极，HCHO 为阳极反应物，由反应机理
可知：反应
后生
成的
转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH 的同时还生成了H-，生成的
HCOOH 再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生
成氢气，即2H--2e-=H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O-2e-=H2↑+2OH-。
【解析】A．由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-
+H2O，阴极反应2H2O-2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol 电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传
统电解水：
，转移2mol 电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下
理论产量
是传统电解水的2 倍，故A 错误；
B．阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O-2e-=H2↑+2OH-，故B 正确；
C．由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电
中性，
通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b 极方向移动，故C 正确；
D．由以上分析可知，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-
+H2O，由(
+
)×2
①②
得阳极反应为：
，故D 正确；
答案选A。
考向二 化学电源装置分析
7．（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
7
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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
【答案】C
【分析】Zn 为负极，电极反应式为：
，MnO2为正极，电极反应式为：
。
【解析】A．电池工作时，
为正极，得到电子，发生还原反应，故A 错误；
B．电池工作时，
通过隔膜向负极移动，故B 错误；
C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C 正确；
D．由电极反应式
可知，反应中每生成
，转移电子数为
，故D 错误；
故选C。
8．（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
【答案】C
8
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【分析】Zn 具有比较强的还原性，
具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn 与MnO2之
间，所以
电极为正极，Zn 电极为负极，则充电时
电极为阳极、Zn 电极为阴极。
【解析】A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即
向阴极方向迁移，A 不正确；
B．放电时，负极的电极反应为
，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn 元素化合
价应降低，而选项中Zn 元素化合价升高，B 不正确；
C．放电时
电极为正极，正极上检测到
和少量
，则正极上主要发生的电极反应是
，C 正确；
D．放电时，Zn 电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol 电子，由正极的主要
反应
可知，若正极上只有
生成，则生成
的物质的量为
0.020mol，但是正极上还有
生成，因此，
的物质的量小于0.020mol，D 不正确；
综上所述，本题选C。
9．（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
【答案】C
【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为
，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为
；正极上发生
，则充
电时，该电极为阳极，电极反应式为
。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、
碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由
提供孤电子对、
提供空轨道形成的
配位键，A 正确；由以上分析可知，该电池总反应为
，B 正确；充电时，阴极电极
9
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反应式为
，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C 错误；放电时，负极的电极反应式为
，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol 电子，D 正确。
10．（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
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
【答案】C
【分析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4 价降低为+3 价，发生还原反应，所以放电时，多
孔碳纳米管电极为正极、
电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、
电极为阴极：
定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动。
电极
过
程
电极反应式
电极
放
电
充
电
多孔碳纳米管电极
放
电
充
电
10
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【解析】A．根据以上分析，放电时正极反应式为
、负极反应式为
，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应：
，故A 正确；
B．充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极
连接，故B 正确；
C．充电时，
电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向
电极，同时
向阴极迁移，故C 错误；
D．根据放电时的电极反应式
可知，每转移
电子，有
参与反应，
因此每转移
电子，理论上可转化
，故D 正确；
故答案为：C。
11．（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)
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
【答案】C
【分析】由题中信息可知，b 电极为负极，发生反应
，然后再发生
；a 电极为正极，发生反应
，在这个过程中发生
的总反应为
。
【解析】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a 电极为电池正极，血液中的
在a 电极上得电子生
成
，电极反应式为
；b 电极为电池负极，
在b 电极上失电子转化成
CuO，电极反应式为
，然后葡萄糖被CuO 氧化为葡萄糖酸，CuO 被还原
为
，则电池总反应为
，A 正确；
11
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B．b 电极上CuO 将葡萄糖被CuO 氧化为葡萄糖酸后被还原为
，
在b 电极上失电子转化成CuO，
在这个过程中CuO 的质量和化学性质保持不变，因此，CuO 通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B 正
确；
C．根据反应
可知，
参加反应时转移2 mol 电子，
的
物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg 葡萄糖时，理论上a 电极有0.2 mmol 电子流入，C 错误；
D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故
迁移方向为b→a，D 正确。
综上所述，本题选C。
考向三 金属的腐蚀与防护
12．（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
【答案】D
【解析】A．发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来
实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A 不符合题意；
B．阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B 不符合题意；
C．表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗
镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C 不符合题意；
D．喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D 符合题意；
故答案选D。
13．（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：
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
【答案】B
【解析】A．图1 为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其
12
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失去电子被氧化；图2 为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失
去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的
，A 不正确；
B．图2 中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的
放电外，海水中溶解的
也
会竞争放电，故可发生
，B 正确；
C．图2 为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀
电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵
消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C 不正确；
D．图1、图2 中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了
的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化
反应，D 不正确；
综上所述，本题选B。
考向一 原电池的工作原理及应用
1．（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
【答案】B
【分析】
在Pt 得电子发生还原反应，Pt 为正极，Cl-在Ag 极失去电子发生氧化反应，Ag 为负极。
【解析】A．由分析可知，Cl-在Ag 极失去电子发生氧化反应，Ag 为负极，A 错误；
B．电子由负极
经活性炭流向正极
，B 正确；
C．溶液为酸性，故
表面发生的电极反应为
，C 错误；
D．每消耗标准状况下
的
，转移电子2mol，而
失去2mol 电子，故最多去除
，D
错误。
13
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故选B。
考向二 电解池的工作原理及应用
2．（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。
【解析】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
电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D 错误；
答案选C。
3．（2023·湖北卷）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置
工作时阳极无
生成且KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为
。下列说法错误的是
14
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A．b 电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE 膜
D．海水为电解池补水的速率为
【答案】D
【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a 电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b 电极与
电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，电
池总反应为2H2O
2H2↑+O2↑，据此解答。
【解析】A．b 电极反应式为b 电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A 正确；
B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH 浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，为保持
OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换
摸，故B 正确；
C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE 膜，为电解池补水，故C 正确；
D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为
，则补水的速率也应是
，故D 错误；
答案选D。
4．（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
15
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【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。
【解析】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。
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。
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
【解析】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．（2023·广东卷）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解
溶
液制氨。工作时，
在双极膜界面处被催化解离成
和
，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正
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确的是
A．电解总反应：
B．每生成
，双极膜处有
的
解离
C．电解过程中，阳极室中
的物质的量不因反应而改变
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
【答案】B
【分析】由信息大电流催化电解
溶液制氨可知，在电极a 处
放电生成
，发生还原反应，
故电极a 为阴极，电极方程式为
，电极b 为阳极，电极方程式为
，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。
【解析】A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为
，故
A 正确；
B．每生成
，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8mol
进入阴极室，即有8mol 的
解
离，故B 错误；
C．电解过程中，阳极室每消耗4mol
，同时有4mol
通过双极膜进入阳极室，KOH 的物质的量不
因反应而改变，故C 正确；
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于
被催化解离成
和
，可提
高氨生成速率，故D 正确；
故选B。
7．（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
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
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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。
8．（2022·天津卷）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(
、
)作笔，在浸有饱和NaCl 溶液和石蕊
溶液的湿润试纸上同时写字，
端的字迹呈白色。下列结论正确的是
A．a 为负极
B．
端的字迹呈蓝色
C．电子流向为：
D．如果将
、
换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
【答案】B
【解析】A．根据实验现象，a'端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a 为正极，A 错
误；
B．b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B 正确；
C．电子从电源的负极出来，即从a 极出来，而不是b 极，C 错误；
D． 如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D 错误；
故选B。
9．（2022·海南卷）一种采用
和
为原料制备
的装置示意图如下。
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下列有关说法正确的是
A．在b 电极上，
被还原
B．金属Ag 可作为a 电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中
不断减少
【答案】A
【解析】由装置可知，b 电极的N2转化为NH3，N 元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b 为
阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a 为阳极，电极反应式为2O2-+4e-=O2，据此分析解答；
A．由分析可得，b 电极上N2转化为NH3，N 元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，
A 正确；
B．a 为阳极，若金属Ag 作a 的电极材料，则金属Ag 优先失去电子，B 错误；
C．改变工作电源的电压，反应速率会加快，C 错误；
D．电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e-=O2，因此固体
氧化物电解质中O2-不会改变，D 错误；
答案选A。
10．（2022·辽宁卷）如图，c 管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取
待测样品加入
b 容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是
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A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b 中溶液红色恰好褪去
C．若c 中收集气体
，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U 形铜导线，不影响测定结果
【答案】A
【分析】本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。
【解析】A．左侧阳极析出氧气，左侧电极反应：
，A 正确；
B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2
+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱
性，故溶液为红色，B 错误；
C．若c 中收集气体
，若在标况下，c 中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-
3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：2×10-3mol ÷10÷10-3=
，并且
题中未给定气体状态不能准确计算，C 错误；
D．盐桥换为U 形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D 错误；
答案选A。
11．（2022·重庆卷）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液
的主要成分及反应过程如图所示。
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下列说法错误的是
A．惰性电极2 为阳极
B．反应前后WO
/WO
数量不变
C．消耗1mol 氧气，可得到1mol 硝酮
D．外电路通过1mol 电子，可得到1mol 水
【答案】C
【解析】A．惰性电极2，Br-被氧化为Br2，惰性电极2 为阳极，故A 正确；
B．WO
/WO
循环反应，反应前后WO
/WO
数量不变，故B 正确；
C．总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1mol 二丁基-N-羟基胺失去2molH 原子生成1mol 硝酮，
氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1mol 氧气，可得到2mol 硝酮，故C 错误；
D．外电路通过1mol 电子，生成0.5molH2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1mol 水，故D
正确；
选C。
考向三 化学电源装置分析
12．（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。
【解析】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；
21
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故答案选A。
13．（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
【分析】由题中信息可知，该电池中Zn 为负极、
为正极，电池的总反应为
。
【解析】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；
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。
14．（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
22
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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
【解析】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。
综上所述，答案为CD。
15．（2023·辽宁卷）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧
通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
【答案】B
【分析】该储能电池放电时，Pb 为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极
上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4
得电子生成Pb 和硫酸。
【解析】A．放电时负极上Pb 失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A 错误；
B．储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B 正确；
C．放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C 错
误；
D．充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb+
+2Fe3+，D 错误；
23
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故答案选B。
16．（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH 溶液中，Zn2+以
Zn(OH)
存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO
通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)
+Mn2++2H2O
【答案】A
【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn 为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-
=Zn(OH)
，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于
两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此
可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO
向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成
Zn(OH)
，Ⅱ区的SO
向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。
A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A 错误；
B．根据分析，Ⅰ区的SO
向Ⅱ区移动，B 正确；
C．MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C 正确；
D．电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)
+Mn2++2H2O，D 正确；
故答案选A。
17．（2022·福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为
和
水溶液。将
电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法
正确的是
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A．化学自充电时，
增大
B．化学自充电时，电能转化为化学能
C．化学自充电时，锌电极反应式：
D．放电时，外电路通过
电子，正极材料损耗
【答案】A
【解析】A．由图可知，化学自充电时，消耗O2，该反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，
增大，故A 正
确；
B．化学自充电时，无需外接电源即能实现化学自充电，该过程不是电能转化为化学能，故B 错误；
C．由图可知，化学自充电时，锌电极作阴极，该电极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C 错误；
D．放电时，1mol
转化为
，消耗2mol
K+，外电路通过
电子时，正极物质增加0.02mol K+，增加的质量为0.02mol×39g/mol =0.78g，故D
错误；
故选A。
18．（2022·全国乙卷）
电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研
究了一种光照充电
电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子
和空穴
，驱动阴极反应
和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是
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A．充电时，电池的总反应
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应
【答案】C
【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li+）和阳极反应
（Li2O2+2h+=2Li++O2），则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li 电极为阴极，光催化
电极为阳极；则放电时金属Li 电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。
A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳
极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A 正确；
B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率
与光照产生的电子和空穴量有关，B 正确；
C．放电时，金属Li 电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C 错误；
D．放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D 正确；
答案选C。
19．（2022·广东卷）科学家基于
易溶于
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：
。下列说法正确的
是
A．充电时电极b 是阴极
B．放电时
溶液的
减小
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C．放电时
溶液的浓度增大
D．每生成
，电极a 质量理论上增加
【答案】C
【解析】A．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；
B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a 的反应为
可
知，NaCl 溶液的pH 不变，故B 错误；
C．放电时负极反应为
，正极反应为
，反应后
Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl 溶液的浓度增大，故C 正确；
D．充电时阳极反应为
，阴极反应为
，由得失电
子守恒可知，每生成1molCl2，电极a 质量理论上增加23g/mol 2mol=46g，故D 错误；
答案选C。
20．（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+，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
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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。
21．（2022·辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是
A．放电时负极反应：
B．放电时
透过多孔活性炭电极向
中迁移
C．放电时每转移
电子，理论上
吸收
D．充电过程中，
溶液浓度增大
【答案】A
【分析】放电时负极反应：
，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，
放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2，由此解析。
【解析】A． 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：
，故
A 正确；
B． 放电时，阴离子移向负极，放电时
透过多孔活性炭电极向NaCl 中迁移，故B 错误；
C． 放电时每转移
电子，正极：Cl2+2e-=2Cl-，理论上
释放
，故C 错误；
D． 充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯离子，
溶液浓度减小，故D 错误；
故选A。
22．（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
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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
【答案】BD
【解析】由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后根据原电池、
电解池反应原理分析解答。
A．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2+在另一个电极上得到电
子，被还原产生Co 单质，CH3COO-失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl 溶液，溶液由
碱性变为中性，溶液pH 减小，A 错误；
B．对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O 与溶液中的H+结合
H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B 正确；
C．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C 错
误；
D．若甲室Co2+减少200 mg，电子转移物质的量为n(e-)=
，乙室Co2+增加300 mg，
转移电子的物质的量为n(e-)=
，说明此时已进行过溶液转移，D 正确；
故合理选项是BD。
考向四 金属的腐蚀与防护
23．（2022·辽宁卷）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕
色；加入
，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是
A．褪色原因为
被
还原
B．液体分层后，上层呈紫红色
C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈
D．溶液恢复棕色的原因为
被氧化
【答案】D
【解析】A．
比
活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与
发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为
被
还原，A 项错误；
29
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B．液体分层后，
在
层，
的密度比水大，则下层呈紫红色，B 项错误；
C．若镀层金属活泼性大于
，则
不易生锈，反之，若
活泼性大于镀层金属，则
更易生锈，由于
活泼性：
，则镀锡铁钉更易生锈，C 项错误；
D．漂白粉的有效成分为
，其具有强氧化性，可将
氧化，D 项正确；
答案选D。
判断正误
一、原电池的工作原理及应用
1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( )
2．放热反应都可设计成原电池( )
3．在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( )
4．两种活动性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极( )
5．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高( )
6．实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe 等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳( )
答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√
二、常见化学电源及工作原理
1．太阳能电池不属于原电池( )
2．可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应( )
3．铅酸蓄电池工作时，当电路中转移0.1 mol 电子时，负极增重4.8 g( )
4．燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用( )
答案 1.√ 2.× 3.√ 4.√
三、电解原理及应用
1．电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色( )
2．电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程( )
3．电解盐酸、硫酸溶液等，H＋放电，溶液的pH 逐渐增大( )
4．用Cu 作电极电解盐酸可发生Cu＋2H＋=====Cu2＋＋H2↑( )
5．某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( )
6．电解过程中电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极( )
7．电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料( )
8．在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极( )
9．根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等( )
10．电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变( )
30
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11．电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO 和AlCl3( )
答案 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7.× 8.× 9.× 10.× 11.×
四、金属的腐蚀与防护
1．金属发生腐蚀就是金属得电子转变为金属化合物的过程( )
2．钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋( )
3．Al、Fe、Cu 在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )
4．在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用( )
5．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性( )
6．干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀( )
7．铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.√
1．（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
【答案】D
【解析】A．酸碱中和滴定法是测定未知酸或碱溶液的浓度的，不能测定中和反应的反应热，故A 错误；
B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法，为了验证Fe 未被腐蚀，不应该用KSCN 溶液，而应该用铁氰化
钾溶液，用于验证Fe2+，故B 错误；
C．用98%浓硫酸配制10%的稀硫酸，需要的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，故C 错
误；
D．锌、铁和稀硫酸构成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率，铁的活泼性小于
锌，且只有铁时，不能构成原电池，所以生成氢气的速率减小，所以当产生氢气的速率速率突然减小，可
以判断锌镀层已反应完全，故D 正确；
故选D。
2．（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
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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：
【答案】B
【分析】由图可知，该装置为原电池，通入空气的电极a 为正极，电极反应为：
，
电极b 是负极，负极区盐酸酸洗的废液含有大量的盐酸、
，负极的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，负极区
的H+通过阳离子交换膜进入正极区，使该区溶液pH 增大，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，据此分析解答。
【解析】A．电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子由b 极流向a 极，故A 正确；
B．a 极的电极反应为：
，为维持电荷守恒，H+由右池通过离子交换膜向左池迁
移，则离子交换膜为质子交换膜，故B 错误；
C．该装置为原电池，实现了化学能向电能转化，故C 正确；
D．a 极为原电池正极，该极通入空气，氧气得电子，电极反应为：
，故D 正确；
答案选B。
3．（2024·青海西宁·三模）一种
双极膜电池可长时间工作，其工作原理如图所示。已知双极膜
中间层中的
解离为
和
。下列说法错误的是
A．电极电势：
电极
电极
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B．双极膜中
解离出的
透过膜q 向Cu 电极移动
C．Cu 电极的电极反应式为
D．双极膜中质量每减少18g，左侧溶液中硫酸质量减少98g
【答案】D
【分析】Cu 电极的电极反应式为
，
电极的电极反应式为
；
【解析】A．由题意和题图可知，
电极为正极，Cu 电极为负极，正极电势高于负极电势，则电极电
势
电极
电极，A 正确；
B．原电池中阴离子向负极移动，所以双极膜中
解离出的
透过膜q 向Cu 电极移动，B 正确；
C．由题意可知，Cu 电极的电极反应式为
，C 正确；
D．
电极的电极反应式为
，即消耗
时还需双极膜
中的
解离出
参与反应，双极膜中质量每减少18g，即有1mol 由水解离出的
参与反应，则左
侧溶液中硫酸质量减少49g，D 错误；
故选D。
4．（2024·江西宜春·三模）以NaCl 溶液作模拟海水，采用惰性电极用如图装置处理有机废水(含
)，隔膜1、隔膜2 分别为阴、阳离子交换膜。
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．外电路电子流动的方向是a 极→b 极
B．每生成1mol
，分别通过隔膜1、2 的
、
数均为2
C．电极总反应式为
D．该装置既处理了有机废水，同时实现了模拟海水淡化
【答案】B
【分析】装置为原电池，a 极
转化为
，发生氧化反应，故a 极为负极，负极的电极反应式为
，b 极为正极，正极的电极反应式为
；
【解析】A．外接灯泡，装置为原电池，a 极
转化为
，发生氧化反应，故a 极为负极，b 极为
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正极，电子由负极经外电路流向正极，A 正确；
B．负极的电极反应式为
，正极的电极反应式为
[提
示：b 极区为酸性水溶液]，则电极总反应式为
，每生成1mol
，转移4mol
，则有4mol
通过隔膜1 移向负极，4mol
通过隔膜2 移向正极，故分别通过隔膜
1、2 的
、
数均为4
， B 错误，
C．负极的电极反应式为
，正极的电极反应式为
，
则电极总反应式为
，C 正确；
D．
通过隔膜1 移向负极，
通过隔膜2 移向正极，实现了模拟海水淡化，D 正确；
故选B。
5．（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
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
【答案】C
【分析】已知充电时，PCT 电极发生还原反应,则PCT 电极为阴极，石墨电极为阳极，则放电时，PCT 电
极为负极，石墨电极为正极。
【解析】A．已知充电时，PCT 电极发生还原反应,则PCT 电极为阴极，A 正确；
B．充电时，PCT 电极为阴极，阳离子向阴极移动，
向
电极移动，因此，
脱离PCT 电
极时，电池处于放电过程，B 正确；
C．充电时，石墨电极发生氧化反应，
嵌入电极，反应式为：
，C 错
误；
D．由图可知，
完全反应时C22H10O4+4e-=C22H10O
，
PCT 完全反应，转移2mol 电子，理论上
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嵌入石墨电极2mol
，D 正确；
故选C。
6．（2024·河北衡水·三模）热激活电池主要用于导弹、火箭以及应急电子仪器供电，是一种电解质受热熔
融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1 所示，其放电后的两极产物分别为
和
。已知：LiCl 和KCl 混合物的熔点与KCl 的物质的量分数的关系如图2 所示。
下列说法正确的是
A．放电时
向a 极区移动
B．放电时，负极的电极反应是
C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作
D．为降低电池的启动温度，应尽量提高混合物中KCl 的物质的量分数
【答案】C
【分析】放电后的两极产物分别为
和
，说明放电时，a 极的电极反应是
，b 极的电极反应是
，a 极为负极，b 极为正极，
据此解答。
【解析】A．放电时阳离子向正极移动，故放电时
向b 极区移动，A 错误；
B．放电时，负极的电极反应是
，B 错误；
C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作，C 正确；
D．由图2 可知，为降低电池的启动温度，混合物中KCl 的物质的量分数既不能太低也不能太高，应控制
在0.6，D 错误。
答案选C。
7．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是
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A．物质A 是
B．半透膜是阳离子交换膜
C．a 极电极反应为式：
D．
可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用
【答案】C
【分析】由图可知，a 电极上HCOOH 被氧化为
，作负极；则b 电极作正极，发生还原反应。
【解析】A．铁的两种离子存在环境为酸性，且生成物为K2SO4，故物质A 为H2SO4，A 正确；
B．装置中K+由负极流向正极，则半透膜是阳离子交换膜，B 正确；
C．a 电极上HCOOH 被氧化为
，其电极反应式为：HCOO−−2e−+2OH−=
+H2O，C 错误；
D．Fe3+先被还原为Fe2+，Fe2+又被O2氧化生成Fe3+，Fe3+可以循环，可看作是该反应的催化剂，D 正确；
故选C。
8．（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
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
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【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。
【解析】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；
故答案选A。
9．（2024·贵州·三模）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源，电解质LiCl-KCl 混合物一旦受热熔融，
电池瞬间即可输出电能。一种热激活电池的总反应为
，其基
本结构如图所示。该电池的下列说法不正确的是
A．硫酸铅电极为电池的正极
B．放电时，
向钙电极移动
C．正极的电极反应为
D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转
【答案】C
【分析】电池总反应为
，Ca 化合价升高，失去电子，作负极，
化合价降低，得到电子，作正极。
【解析】A．根据分析可知硫酸铅电极为电池的正极，A 正确；
B．放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极可知，因此
向正极(硫酸铅)移动，
向钙电极移动，B
正确；
C．硫酸铅作正极材料，熔融的LiCl 作为电解质，电极反应为：
，C 错误；
D．根据题中信息，电解质的无水LiCl-KCl 混合物需要受热熔融，因此常温时，电解质为固态，没有可自
由移动的离子，不能导电，因此在正负极之间连上检流计，指针不偏转，D 正确；
故答案选C。
10．（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
。
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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
【答案】C
【分析】当K 连接
时，b 极区溶液能捕获通入的
，右侧为b 极，充电时b 为阴极，得电子发生还原
反应，a 为阳极失电子发生氧化反应；放电时a 为正极发生还原反应，得电子，b 为负极发生氧化反应，失
电子，据此分析解题。
【解析】
A．K 连接
时，为电解池，阴极得电子，发生还原反应， b 极发生反应：
，A 正确；
B．K 连接
时，a 为阳极，与连接电源正极相连，B 正确；
C．K 连接
时，为原电池，a 极为正极，发生还原反应，得电子，
，a 极区
的值减小，C 错误；
D．该装置通过“充电”和“放电”OH-浓度调控b 极区溶液pH，捕获和释放
，D 正确；
故选C。
11．（2024·安徽·三模）近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池，其工作原理如下图所
示。图中“双极膜”中间层中的
解离为
和
，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误
的是
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A．催化电极上的电势比锌电极上的高
B．负极区的反应式为
C．“双极膜”中间层中的
在电场作用下移向催化电极
D．催化电极表面产生
时，锌电极质量会减少
【答案】D
【分析】根据图知，锌电极为负极，发生氧化反应，
，催化电极为正极，发生
还原反应，
。
【解析】A．锌电极为负极，催化电极为正极。催化电极的电势比锌电极的高，A 正确；
B．负极区反应式为
，B 正确；
C．
在电场作用下移向正极，C 正确；
D．产生
转移
，锌电极质量减少
，D 错误；
故选D。
12．（2024·河南安阳·三模）科学家设计了一种
协同转化装置，如图所示。图中的双极膜中间
层中的
解离为
和
，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列叙述正确的是
A．催化电极A 的电势高于催化电极B
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B．阳极的电极反应式为
C．每生成1mol 甲酸，双极膜处有1mol 的水解离
D．转移相同电子时，理论上消耗的
和HMF 物质的量之比为1：3
【答案】B
【分析】由图可知，二氧化碳得电子发生还原反应转化为甲酸，则催化电极A 为阴极，催化电极B 为阳
极。
【解析】A．催化电极A 为阴极，催化电极B 为阳极，催化电极A 为阴极(与电源负极相连)，催化电极B
为阳极，阳极电势高于阴极，故催化电极A 的电势低于催化电极B，A 错误；
B．在碱性条件下，阳极的
失去电子发生氧化反应生成羧基盐，电极反应式为
，B 正确；
C．二氧化碳得电子发生还原反应转化为甲酸：
，则每生成1mol 甲酸，转移2mol
电子，双极膜处有2mol 的水解离，C 错误；
D．结合BC 分析的电极反应可知，转移相同电子时，理论上消耗的
和HMF 物质的量之比为3:1，D 错
误；
故选B。
13．（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
【答案】B
【分析】由题干装置图可知，放电时，锌失去电子，作负极即a 为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-
=[Zn(OH)4]2-，b 为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，据此分析解题。
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【解析】A．由分析可知，放电时，a 极为负极，b 极为正极，则b 极电势高于a 极，A 正确；
B．由分析可知，放电时，b 为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，根据电荷守恒可知，每生成
4molOH-电路上转移4mol 电子，则有4molOH-移向负极，故与起始相比右室n(OH-)不变，B 错误；
C．由反应活化能越大反应速率越慢，多步反应中速率最慢的一步为决速步骤并结合题干图示信息可知，
充电时，决速步反应为
，C 正确；
D．由分析可知，放电时，a 为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，则充电时，a 极为阴极，
其电极反应式为
，D 正确；
故答案为：B。
14．（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
【答案】D
【分析】惰性电极1，1mol 氧气得到2mol 电子生成1molH2O2，则惰性电极1 为阴极，惰性电极2 上发生
氧化反应，为阳极，二苯亚砜、二苯硫醚循环反应，阴极产生的H2O2可以作为氧化剂氧化PMn，据此作
答。
【解析】A．根据分析可知，惰性电极1 为阴极，故A 正确；
B．惰性电极1 中
，需要消耗H+，若H+浓度大则反应速率会加快，故B 正确；
C．阴极消耗1mol 氧气转移的电子为2mol，二苯硫醚发生氧化反应生成二苯亚砜，加1 个氧原子，失去2
个电子，但由于惰性电极产生的物质也同样也可以氧化二苯硫醚为二苯亚砜，因此共得到2mol 二苯亚
砜，故C 正确；
D．外电路通过2mol 电子，消耗1molO2，产生1mol H2O2，而阴极产生的H2O2可以作为氧化剂氧化PMn，
1 个H2O2反应生成水转移2 个电子，
，净生成2mol 水，故D 错误；
故答案选D。
15．（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。
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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
【答案】A
【分析】图1 中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB 段溶液pH 值增大，体系压强增大，铁主要发
生析氢腐蚀；BD 段溶液的pH 值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE 段溶液pH
基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH 基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 +
4H+=2Fe2+ + 2H2O 消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3 + 8H+产生H+的量基本相同。
【解析】A．由图可知，AB 段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB 段主要发生析氢腐蚀，pH 越
大，氢离子浓度越小，析氢速率越小，A 错误；
B．AD 段内发生的都是铁的电化学腐蚀，铁在负极的电极式为：Fe-2e-=Fe2+，B 正确；
C．由图可知BC 段的pH 为3-5，正极上氧气得电子生成水，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C 正确；
D．根据分析，DE 段溶液pH 基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH 基本不变可能的原因：相
同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2+ + 2H2O 消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3 + 8H+产生H+的量基
本相同，D 正确；
故选A。
16．（2024·黑龙江大庆·三模）图1 是天然气报警器成品装置，其工作原理如图2 所示，其中
可以在固
体电解质
中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是
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A．甲烷是天然气、沼气、煤矿坑道气、水煤气的主要成分
B．当电路中转移0.008mol 电子时，固体电解质中有0.004mol
移向电极a
C．电子在电解质中向b 电极移动，电流方向由b 电极经导线向a 电极
D．多孔电极b 极上发生的反应的电极反应式为：
【答案】B
【分析】该装置为甲烷燃料电池，通甲烷一极为负极(a)，通空气一极为正极(b)，据此分析解答。
【解析】A．水煤气的主要成分是氢气和一氧化碳，A 错误；
B．当电路中转移0.008mol 电子时，
，固体电解质中有0.004mol
移向电极a，B 正确；
C．电子不会在电解质中移动，电流方向在外电路是由b 电极经导线向a 电极，C 错误；
D．多孔电极b 极上发生的反应的电极反应式为：
，D 错误；
故选：B。
17．（2024·山西临汾·三模）某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为
)，工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．碳棒的电势比碳棒a 的电势低
B．碳棒上
生成
的电极反应式：
C．每生成
，理论上消耗
(标准状况下)
D．工作一段时间后溶液酸性增强，硫氧化菌可能失去活性，电池效率降低
【答案】C
【分析】碳棒b 上发生失电子的氧化反应：FeS2→S→
，碳棒a 上O2发生得电子的还原反应，碳棒a 为
正极。
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【解析】A．碳棒b 上发生氧化反应，碳棒b 为原电池的负极，碳棒a 为原电池的正极，碳棒b 的电势比碳
棒a 的电势低，A 项正确；
B．碳棒b(负极)上FeS2生成S 的电极反应式：FeS2-2e-=Fe2++2S，B 项正确；
C．负极上每生成1mol
，电路中转移7mol 电子(S 元素的化合价由-1 价升至+6 价)，根据得失电子守
恒，理论上消耗O2物质的量为
=1.75mol，标准状况下的体积为1.75mol×22.4L/mol=39.2L，C 项错
误；
D．电池总反应：2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4
+4H+，工作一段时间后，c(H+)增大，酸性增强，硫氧化菌
可能失去活性，电池效率降低，D 项正确；
答案选C。
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