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专题六 新型电源、电解原理与应用
1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能正确书写电极反应式和总反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理，能够书写新型化学电源的电极反应式。
3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害及防止金属腐蚀的措施。
考点一 新型电池的分析应用
1．原电池工作原理示意图
2．原电池装置图的判断
1
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【特别提醒】(1)无论是装置①还是装置②，电子均不能通过电解质溶液。
(2)在装置①中，由于不可避免会直接发生Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 而使化学能转化为热能，所以装置②的
能量转化率高。
(3)盐桥的作用：原电池装置由装置①到装置②的变化是由盐桥连接两个“半电池装置”，其中盐桥的作用
有三种：a.隔绝正、负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；b.通过离子的定向移动，构成闭合回
路；c.平衡电极区的电荷。
(4)离子交换膜作用：由装置②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。离子交换膜是一种选择性
透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。
3.陌生原电池装置的知识迁移
(1)燃料电池
(2)二次电池
4．识别“交换膜”情境下，书写电极反应式
(1)如将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O
为原料制备HCOOH 和O2的原理示意图。
2
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负极：2H2O－4e－===O2＋4H＋。
正极：2CO2＋4H＋＋4e－===2HCOOH。
(2)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所
示。
负极：N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O。
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
5．辨析燃料电池不同“介质”情境下，书写电极反应式
(1)按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。
①酸性介质，如H2SO4溶液：
负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。
正极：O2＋6e－＋6H＋===3H2O。
②碱性介质，如KOH 溶液：
负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。
正极：O2＋6e－＋3H2O===6OH－。
③熔融盐介质，如K2CO3：
负极：CH3OH－6e－＋3CO===4CO2＋2H2O。
正极：O2＋6e－＋3CO2===3CO。
④掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导O2－：
负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O。
正极：O2＋6e－===3O2－。
【特别提醒】
碱性介质 C→CO
其余介质 C→CO2
酸性介质 H→H＋
其余介质 H→H2O
6.明确“充放电”情境下，书写电极反应式
3
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①镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛的应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH 溶液，其
充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。
负极：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2。
阳极：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiOOH＋2H2O。
②某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6
LiCoO2＋C6(x
＜1)。则：
负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6。
正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2。
【方法技巧】锂离子电池充放电分析
常见的锂离子电极材料
正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn 等)
LiM2O4(M：Co、Ni、Mn 等)
LiMPO4(M：Fe 等)
负极材料：石墨(能吸附锂原子)
负极反应：LixCn－xe－===xLi＋＋nC
正极反应：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2
总反应：Li1－xMO2＋LixCn
nC＋LiMO2。
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极。
(2)原电池工作时，溶液中的阳离子向正极移动。
(3)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，较活泼的金属一定作负极。
(4)铁与盐酸反应时加入少量CuSO4溶液，产生H2的速率不变。
(5)C＋H2O(g)=====CO＋H2可设计成原电池。
【提示】 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
1. （2023·海南卷第8 题）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
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A. b 电极为电池正极
B. 电池工作时，海水中的Na+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
【答案】A
【解析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极，b 电极为电池正极，A 正确；电池工作
时，阳离子向正极移动，故海水中的Na+向b 电极移动，B 错误；电池工作时，a 电极反应为铝失去电子生
成铝离子
，铝离子水解显酸性，C 错误；每消耗1kgAl（为
），电池最多向外提供
mol 电子的电量，D 错误；故选A。
2.（2023·新课标卷第10 题）一种以V2O5和Zn 为电极、
水溶液为电解质的电池，其示意图
如下所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成
。下列说法错误的是
A. 放电时V2O5为正极
B. 放电时Zn2+由负极向正极迁移
C. 充电总反应：
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D. 充电阳极反应：
【答案】C
【解析】由题中信息可知，该电池中Zn 为负极、V2O5为正极，电池的总反应为
。由题信息可知，放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成
，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A 说法正确；Zn 为负极，放电时Zn 失
去电子变为Zn2+，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2+由负极向正极迁移，B 说法正确；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；充电阳极上
被氧化为V2O5，则阳
极的电极反应为
，D 说法正确；故选C。
3.（2023·全国乙卷第12 题）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
【解析】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。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；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；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；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；故选A。
4.（2023·辽宁卷第11 题）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
【解析】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。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；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B 正确；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；充电时，总反应为
PbSO4+2Fe2+=Pb+SO4
2-+2Fe3+，D 错误；故选B。
5.（2023·广东卷第6 题）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（ ）
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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
【解析】O2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。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；电子由负极Ag 经活性炭流向正极Pt，B
正确；溶液为酸性，故Pt 表面发生的电极反应为
，C 错误；每消耗标准状况下11.2L
的O2，转移电子2mol，而
失去2mol 电子，故最多去除
，D 错误。故选B。
1．（2023·广东·校联考一模）电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。下
列说法错误的是
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A．放电时电极A 为负极，该电池只可选用无水电解液
B．充电时，电极B 上发生的反应是
C．充电时
的移动方向是从电极B 移向电极A
D．放电时，电路中每通过1mol 电子，正极区质量增加40g
【答案】B
【分析】放电时，A 为负极，电极反应为
，B 为正极，电极反应为
，充电时，A 为阴极，电极反应式为
，B 为阳极，电极反应为
，据此分析。
【解析】A．放电时电极A 为负极，电极材料为Li，会与水反应，因此该电池只可选用无水电解液，A 正
确；
B．充电时，B 为阳极，电极反应为
，B 错误；
C．充电时，阳离子移向阴极，则
的移动方向是从电极B 移向电极A，C 正确；
D．放电时，正极电极反应为
，增加的质量为二氧化碳与锂离子的总质量，
当有4mol 电子转移时，增加的质量为(3×44+4×7)g=160g，则电路中每通过1mol 电子时，正极区质量增加
40g，D 正确；
故选B。
2．（2024·四川成都·统考模拟预测）下列电池模型实现了由自发反应向外输出能量，原理如图所示。下列
说法错误的是
A．右侧为正极，外电路电势右侧较高
B．
分别通过a 膜、b 膜向中间移动
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C．负极发生氧化反应
D．该电池利用中和反应将化学能转变为电能
【答案】B
【分析】左侧氧元素被氧化生成氧气是负极，发生
；右侧氧气得电子被还原是正
极，发生
；a 膜与b 膜间的钾离子向右边移动、硫酸根离子向左边移动，因此中间的
硫酸钾溶液浓度变稀。
【解析】A．据分析右侧为正极，正极的电势比负极高，故A 正确；
B．据分析a 膜与b 膜间的钾离子向右边移动、硫酸根离子向左边移动，因此中间的硫酸钾溶液浓度变稀，
故B 错误；
C．据分析左侧为负极，发生
，故C 正确；
D．该装置为原电池，是将化学能直接转化为电能的装置，故D 正确；
故选B。
3．（2023·浙江·校联考模拟预测）科学家研发了一种新型短路膜电池，利用这种电池可以消除空气中的
，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．甲电极为正极，发生氧化反应
B．乙电极的电极反应式为：
C．电子流向：负极→电解质→正极
D．当捕获
的
时，理论上转移2mol 电子
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【答案】C
【分析】由图可知乙电极通入的是氢气，失去电子发生氧化反应是负极，甲电极一端通入的是二氧化碳，
发生还原反应是正极，短路膜中可以移动的有电子和离子。
【解析】A．甲电极为正极，发生还原反应，A 错误；
B．乙电极为负极发生失电子反应，电极反应式为：
，B 错误；
C．从示意图可知，电子通过短路膜，因此电子流向：负极→电解质→正极，C 正确；
D．没有注明标准状况条件下，D 错误；
故选C。
4．（2024·广西·校联考一模）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理
如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是
A．该装置是原电池，b 极是负极
B．该电池工作时，应选用质子交换膜
C．该电池工作时，电子从a 经电流表A 流向b，离子从右经交换膜向左迁移
D．电极a 反应：(C6H10O5)n-24e-+7H2O=6CO2↑+24H+
【答案】B
【分析】由题意利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置，即为
原电池，由图b 极通O2，a 极为有机物，则b 极为正极氧气发生还原反应，a 极为负极有机物发生氧化反应
生成二氧化碳和氢离子，负极电极反应为(C6H10O5)n+7nH2O-24ne﹣=6nCO2↑+24nH+，原电池中阳离子移向正
极b 极；
【解析】A．由分析可知，该装置是原电池，b 极是正极，A 错误；
B．该电池工作时，氢离子在通过交换膜移向正极，故应选用质子交换膜，B 正确；
C．该电池工作时，电子从负极a 经电流表A 流向正极b，离子从左侧经交换膜向右侧迁移，C 错误；
D．负极电极反应为(C6H10O5)n+7nH2O-24ne﹣=6nCO2↑+24nH+，D 错误；
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故选B。
5．（2023·江西·校联考模拟预测）高压科学研究中心研究的一种通过压力梯度驱动化学反应产生电能的电
池装置如图所示。金刚石压砧把H2压入储氢电极PdHx，它在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过
下层铂电极和外接线路转移到Pd 电极参与反应，形成闭合回路。
下列说法错误的是
A．Pd 电极为正极
B．交换膜为质子交换膜
C．电池正极反应为
D．Pd 与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差
【答案】C
【分析】PdHx是负极材料，它在压力梯度的驱动下发生反应：
，生成的质子通过质子
交换膜传输到上层钯电极(正极)，而电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到钯电极，并在此与质子重
新结合发生还原反应，至此形成闭合回路。
【解析】A．PdHx是负极材料，它在压力梯度的驱动下发生反应：
，生成的质子通过
质子交换膜传输到上层钯电极(正极)，而电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到钯电极，并在此与质
子重新结合发生还原反应，至此形成闭合回路。Pd 电极为正极，A 项正确；
B．交换膜需要H+通过并在正极发生反应；
，所以交换膜为质子交换膜，B 项正确；
C．电池正极反应为
，C 错误；
D．分析原理可知，Pd 与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差，D 正确；
故选C。
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考点二 电解原理及其应用
1．电解池工作原理(阳极为惰性电极)
2．电极产物的正确判断
(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极
溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为
S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)＞含氧酸根离子。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：
Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)。
3．电解规律(阳极为惰性电极)分析
电解类型
电解质实例
溶液复原物质
电解水
NaOH、H2SO4或Na2SO4
水
电解电解质
HCl 或CuCl2
原电解质
放氢生碱型
NaCl
HCl 气体
放氧生酸型
CuSO4或AgNO3
CuO 或Ag2O
【特别提醒】电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极
产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO 或
CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，溶液中H＋继续放电，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。
4．不同情境下，书写电极反应式
(1)用惰性电极电解NaCl 溶液：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
(2)用惰性电极电解CuSO4溶液：
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。
阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu。
(3)铁作阳极，石墨作阴极电解NaOH 溶液：
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阳极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2。
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
(4)用惰性电极电解熔融MgCl2：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。
阴极：Mg2＋＋2e－===Mg。
5．复杂电极反应式的书写
(1)按要求书写电极反应式
①以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋
6H＋。
②用Al 单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R 受热分解生成化合
物Q，写出阳极生成R 的电极反应式：Al＋3HCO－3e－===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
③离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl 和AlCl 组成的离子液体作电解液时，
可在钢制品上电镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则电极反应式为
阳极：Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl。
阴极：4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。
④用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4，则电极反应式为
阳极：2MnO－2e－===2MnO。
阴极：2H＋＋2e－===H2↑。
⑤将一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒作阳极，石墨为阴极，电解析
出LiFePO4沉淀，则阳极反应式为Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4↓＋2H＋。
(2)按要求书写电极反应式
①电解装置如图，电解槽内装有KI 及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现
左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O
阳极：2I－－2e－===I2。
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
②可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时，可通过电解法使吸收液再生而
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循环利用(电极均为石墨电极)，并生成化工原料硫酸。其工作示意如图：
阳极：HSO－2e－＋H2O===3H＋＋SO。
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
6．金属的腐蚀与电化学防护
7．陌生电解池装置图的知识迁移
(1)电解池
(2)金属腐蚀
2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)电解质溶液导电发生化学变化( )
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(2)电解精炼铜和电镀铜，电解液的浓度均会发生很大的变化( )
(3)电解饱和食盐水，在阳极区得到NaOH 溶液( )
(4)工业上可用电解MgCl2溶液、AlCl3溶液的方法制备Mg 和Al( )
(5)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料( )
(6)用惰性电极电解CuSO4溶液，若加入0.1 mol Cu(OH)2固体可使电解质溶液复原，则整个电路中转移电子
数为0.4NA( )
【提示】 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
1.（2023·湖北卷第10 题）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（ ）
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
【解析】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。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；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；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
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PTFE 膜，为电解池补水，故C 正确；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；故选D。
2.（2023·辽宁卷第7 题）某无隔膜流动海水电解法制H2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
【解析】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。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；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；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；由图可知，阳极上的电极反应为：
，D
正确；故选D。
3.（2023·浙江选考1 月第11 题）在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料（TiSi），电解装置
如图，下列说法正确的是（ ）
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A. 石墨电极为阴极，发生氧化反应
B. 电极A 的电极反应：
C. 该体系中，石墨优先于Cl-参与反应
D. 电解时，阳离子向石墨电极移动
【答案】C
【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C 转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极
相连，则电极A 作阴极，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料（TiSi），电极反应为
。在外加电源下石墨电极上C 转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳
极，A 错误；电极A 的电极反应为
，B 错误；根据图中信息可知，该体系
中，石墨优先于Cl-参与反应，C 正确；电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A 移动，D 错误；故
选C。
4.（2023·广东卷第13 题）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
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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
【答案】D
【解析】闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应
为2Cl-—2e-=Cl2↑，右侧为阴极，阴极电极反应为2H++2e-=H2↑，总反应为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑，据此解答。根据分析，U 型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A 错误；左侧生成
氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a 处布条褪色，说明HClO 具有漂白性，B 错误；b 处出现
蓝色，发生Cl2+2KI=I2+2KCl，说明还原性：
，C 错误；断开K1，立刻闭合K2，此时构成氢氯燃料
电池，形成电流，电流表发生偏转，D 正确；故选D。
5.（2023·广东卷第16 题）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
【解析】由信息大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a 处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故
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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。由分析中阴阳极
电极方程式可知，电解总反应为
，故A 正确；每生成
，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8mol H+进入阴极室，即有8mol 的H2O 解离，故B
错误；电解过程中，阳极室每消耗4mol OH-，同时有4mol OH-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；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H2O 被催
化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D 正确；故选B。
1．（2024·四川资阳·统考二模）铬酸钠主要用于有机合成氧化剂、印染等，现以铅蓄电池为电源，用电渗
析法分离回收混合物浆液中的
。装置如图所示，下列对分离过程的相关判断错误的是
A．混合物浆液中
穿过阴离子膜进入乙池
B．电极a 连接铅蓄电池负极，甲池中NaOH 浓度逐渐增大
C．铅蓄电池的正极反应为：
D．若电路中通过0.2mole⁻，理论上铅蓄电池负极增重30.3g
【答案】D
【解析】A．从图中信息可以判断，
穿过阴离子膜进入乙池，惰性电极b 为阳极，A 正确 ；
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B．惰性电极A 为电解池的阴极，与铅蓄电池负极相连，电极反应式为：
，甲池中
NaOH 浓度逐渐增大，B 正确；
C．铅蓄电池的正极材料为二氧化铅，发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：
，C 正确；
D．铅蓄电池负极反应为：
，电路中通过0.2mole⁻，理论上负极增加点质量为0.1mol
的质量，为9.6g，D 错误；
故选D。
2．（2024·陕西西安·校联考模拟预测）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图所
示。下列说法错误的是
A．B 是电源的负极
B．相同条件下，阴，阳两极产生气体的体积比为2：1
C．电解后阳极区
溶液的浓度基本不变
D．阳极区发生的反应为
【答案】B
【分析】由图可知，左室氯离子失电子产物为Cl2，为阳极，右室水得电子产生H2，为阴极，则A 为电源
的正极，B 为电源的负极；
【解析】A．根据以上分析可知B 为电源的负极，A 正确；
B．阳极室首先是氯离子放电生成氯气，氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳，同时会生成HCl，因此阳
极室中发生的反应依次为：
、
，阴极反应为
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（或
），则同条件下，阴，阳两极产生气体的体积比不会是2:1，
B 错误；
C．由B 分析可知，电解转化氯离子转化为氯气，氯气又转化为氯离子，电解后阳极区
溶液的浓度基
本不变，C 正确；
D．由B 分析可知，阳极区发生的反应正确，D 正确；
故选B。
3．（2024·河北·校联考模拟预测）微生物电解池(MEC)作为一种新的CO2再利用技术，可通过将电活性微
生物与电化学刺激相结合的方式，将CO2转化为低碳燃料CH4，从而实现CO2固定和能量回收，下列说法
正确的是
A．直流电源a 极是负极，发生氧化反应
B．N 极上的电极反应为：
C．在电解过程中H+从N 极向M 极移动
D．电活性微生物可以加快电子转移
【答案】D
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极a 极相连的M 极为电解池的阳极，在微生物作用下
有机物在阳极失去电子发生氧化反应二氧化碳，与负极b 极相连的N 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甲烷和水。
【解析】A．由分析可知，与直流电源正极a 极相连的M 极为电解池的阳极，故A 错误；
B．由分析可知，与负极b 极相连的N 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
成甲烷和水，电极反应式为
，故B 错误；
C．由图可知，M 极为电解池的阳极、N 电极为阴极，则在电解过程中氢离子从M 极向N 极移动，故C 错
误；
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D．电活性微生物可以使有机物被氧化的反应速率较快，从而加快电子转移，故D 正确；
故选D。
4．（2023·四川成都·石室中学校考一模）我国科学家报道了机理如图所示的电化学过程。下列说法正确的
是
A．
电极为负极，发生氧化反应
B．
电极上的电极反应式为
C．理论上，每有
与
结合，电路中转移的电子数为
D．该过程是将甲烷转化成了二氧化碳，比甲烷燃烧更高效地利用了甲烷的化学能
【答案】C
【解析】A．由图可知，Ni-YSZ 电极CH4→CO2，C 元素化合价升高，电极反应式为CH4＋2O2--4e-=CO2＋
2H2，为该电解池的阳极，发生氧化反应，A 错误；
B．Ni 电极C 元素化合价降低得电子，故Ni 电极为阴极，电极反应式为
＋4e-=C＋3O2−；B 错误；
C．Ni 电极上每转移4mol 电子会生成3molO2−，其中2molO2−用于参加阳极反应生成CO2，另1molO2−与生
成的CO2结合成
，故理论上，每有1molCO2与O2-结合，电路中转移电子数为4NA，C 正确；
D．该过程是利用电解的条件，将甲烷分解成碳和氢气，是电能转化为化学能的过程，不是甲烷氧化提供
能量的过程，D 错误。
故选C。
5．（2023·吉林长春·东北师大附中校考三模）实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
实
验
装置
5min 时现象
25min 时现象
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I
铁钉表面及周边未见明显变化。
铁钉周边出现少量红色和蓝色区域，
有少量红棕色铁锈生成。
Ⅱ
铁钉周边出现红色区域，未见蓝
色出现，锌片周边未见明显变
化。
铁钉周边红色加深，区域变大，未见
蓝色出现，锌片周边未见明显变化。
下列说法不正确的是
A．实验Ⅱ中
时出现红色区域，说明铁钉腐蚀速率比Ⅰ快
B．实验Ⅱ中正极的电极反应式：
C．实验I 如果使用纯铁材质铁钉能减慢其腐蚀速率
D．若将Zn 片换成Cu 片，推测Cu 片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
【答案】A
【分析】实验Ⅰ铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，正极发生的是氧气得电子的还原反应，
即2H2O+O2+4e-=4OH-，使酚酞溶液变红，负极是金属铁失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，与
K3[Fe(CN)6]出现蓝色区域，Fe2++2OH-=Fe(OH)2，合并得到：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓，
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，有少量红棕色铁锈生成，实验Ⅱ5min 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出
现锌片周边未见明显变化，25min 铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，
说明Zn 保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I 慢，据此分析答题。
【解析】A．实验Ⅱ5min 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，25min 铁钉周边
红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，说明Zn 保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I
慢，A 错误；
B．实验Ⅱ中金属铜是正极，氧气发生得电子的还原反应：O2+2H2O+4e-═4OH-，B 正确；
C．实验I 如果使用纯铁材质铁钉只能进行化学腐蚀，而不纯的铁质材料则能够形成电化学腐蚀，电化学腐
蚀速率比化学腐蚀快，故能减慢其腐蚀速率，C 正确；
D．将Zn 片换成Cu 片，铁做负极加快腐蚀，推测Cu 片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色，D 正确；
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故选A。
1．（2023·重庆·育才中学校联考模拟预测）下列文物修复与保护，主要运用“金属电化学腐蚀与金属保
护”原理的是
选项
A
B
C
D
文物
名称
元青花四爱图梅瓶
越王勾践剑
云梦睡虎地秦简
石家河玉人像
【答案】B
【解析】“瓶”主要成分是硅酸盐；“剑”主要成分是合金；“简”主要成分是纤维素；“玉”主要成分
是硅酸盐等，剑的修复和保护要运用金属电化学腐蚀知识和金属保护知识；
故选B。
2．（2023·河北沧州·联考三模）出土于陕西的两千多年前的越王剑(主要成分为铁)，现藏于广州博物馆，
该剑剑格左右侧皆以鸟虫书体铸刻“王戊”二字，剑色为水银古，时至如今，依然锋利。剑脊含铜量较
多，韧性好，不易折断；刃部含锡高，硬度强，可见其性能优异，锻造技术优良。下列叙述错误的是
已知：剑在地下因构成原电池发生了腐蚀，导致生锈(Fe2O3)。
A．铁与铜、锡构成原电池时，铁为负极
B．铁发生的电极反应为Fe-3e-=Fe3+
C．酸性环境下剑腐蚀的过程中会产生氢气
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D．生成80gFe2O3时理论上转移3mol 电子
【答案】B
【解析】A．铁与铜、锡构成原电池时，铁的活泼性强于铜和锡，铁作负极，A 正确；
B．铁电极反应为Fe-2e-=Fe2+，B 错误；
C．酸性环境下剑腐蚀的过程为析氢腐蚀，正极会产生氢气：2H++2e-=H2
，C 正确；
D．生成
Fe2O3时理论上转移电子
3mol，D 正确；
故选B。
3．（2023·辽宁沈阳·校联考一模）2023 年星恒电源发布“超钠F1”开启钠电在电动车上产业化元年。该二
次电池的电极材料为
(普鲁士白)和
(嵌钠硬碳)。下列说法中错误的是
A．放电时，左边电极电势高
B．放电时，负极的电极反应式可表示为：
C．充电时，电路中每转移
电子，阳极质量增加
D．比能量：锂离子电池高于钠离子电池
【答案】C
【分析】根据图示，放电时，
中的钠失去电子生成
，因此
为负极，据此答题。
【解析】A．放电时，左边电极为正极，电极电势高，A 正确；
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B．放电时，负极的电极反应式可表示为：
，B 正确；
C．充电时，阳极反应式为：
，电路中每转移
电子，阳
极质量减少
，C 错误；
D．比能量就是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，Li、Na 原子正常状态下反应时均为
失去1 个电子，但Li 的相对原子质量小于Na 的，故锂离子电池的比能量高于钠离子电池，D 正确；
故选C。
4．（2023·河北衡水·联考三模）钒电池是化学储能领域的一个研究热点，储能大、寿命长，利用该电池电
解含
的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d 电极均为惰性电极。下列说法中正确的
是
A．用钒电池处理废水时，a 电极区溶液由蓝色变成黄色
B．电势：a 极高于c 极
C．膜2 为阴离子交换膜，p 口流出液为
D．当钒电池有
通过质子交换膜时，处理含
的废水
【答案】B
【分析】钒电池放电时，阳离子向正极移动，则a 为正极，b 电极为负极，右图为电解池，电解含NH4NO3
的废水制备硝酸和氨水，c 电极为阴极，d 电极为阳极，以此解答。
【解析】A．钒电池放电时，a 电极上VO →VO2+、发生得电子的还原反应、a 电极为正极，b 电极作负
极，正极反应式为VO +2H+ +e-= VO2++H2O，a 电极区溶液由黄色变成蓝色，A 错误；
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B．钒电池放电时，阳离子向正极移动，则a 为正极，b 电极为负极，电解池中c 极为阴极，则电势：a 极
高于c 极，B 正确；
C．右图为电解池，电解含NH4NO3的废水制备硝酸和氨水，c 电极为阴极，d 电极为阳极，阴极上H2O 得
电子生成H2和OH-，废水中NH 通过隔膜1 进入X 区，OH-与NH 反应生成NH3·H2O，阳极上H2O 失电
子生成O2和H+，废水中NO 通过隔膜2 进入Y 区，H+与NO 结合为HNO3，隔膜1 为阳离子交换膜，隔
膜2 为阴离子交换膜，故q 口流出液为硝酸，C 错误；
D．右图中阳极反应式为2H2O-4e-= O2↑+4H+，阴极反应式为2H2O+2e-= H2↑+2OH-，当左图装置中有2
molH+通过质子交换膜时n(
)=2mol，所以质量为2mol×80g/mol=160g，D 错误；
故选B。
5．（2024·陕西商洛·校联考一模）某新型光催化钠离子二次电池的工作原理如图所示。下列有关说法错误
的是
A．充电时，阴极的电极反应式为
B．离子交换膜应选择阳离子交换膜
C．放电时，每消耗
，离子交换膜左室电解质溶液质量理论上增加46g
D．适当提高电解液的浓度可提升该电池存储的能量
【答案】C
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【分析】充电时，为电解池，石墨电极S 元素被还原，为阴极，光催化电极I 元素被氧化，作阳极；则放
电时石墨电极为负极，光催化电极为正极，据此分析解题。
【解析】A．充电时，石墨电极为阴极，电极反应式为
，故A 正确；
B．放电时，钠离子由左侧向右侧迁移，充电时，钠离子由右侧向左侧迁移，故离子交换膜为阳离子交换
膜，故B 正确；
C．放电时，消耗NaI3，电极反应式为
，每消耗1mol NaI3，转移电子数为
，且钠离子由左
侧向右侧迁移，离子交换膜左室电解质溶液质量减少46g，故C 错误；
D．适当提高电解液的浓度有利于提升该电池的存电量，故D 正确；
故选C。
6．（2023·广东·惠州一中校联考三模）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物
下列说法
中正确的是
A．放电时，电子从外电路进入M 电极
B．放电时，
由M 电极向N 电极移动
C．充电时，N 电极反应为
D．可用LiCl 和KCl 水溶液代替熔融LiCl 和KCl
【答案】C
【分析】M 极
比
活泼，也比N 极的金属活泼，故放电时，M 极作负极，电极反应为
，N
极为为正极，电极反应为
。
【解析】A．由分析可知，放电时，M 极失去电子，A 错误；
B．放电时，M 为负极，N 为正极，
由N 电极向M 电极移动,B 错误；
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C．充电时，N 电极反应为
，C 正确；
D．不可用LiCl 和KCl 水溶液代替熔融LiCl 和KCl，碱金属
会与水反应，D 错误；
故选C。
7．（2023·吉林长春·统考一模）我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理如图所示。设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．放电时，B 电极反应式：
B．放电时，电解质储罐中离子总浓度增大
C．M 为阳离子交换膜，N 为阴离子交换膜
D．充电时，A 极增重32.5g 时，C 区增加的离子数为
【答案】C
【分析】由装置图可知，放电时，Zn 是负极，负极反应式为Zn-2e-═Zn2+，石墨是正极，反应式为I2+2e-
=2I-，外电路中电流由正极经过导线流向负极，充电时，阳极反应式为2I--2e-=I2、阴极反应式为Zn2++2e-
=Zn,据此分析解答。
【解析】A．放电时，B 电极为正极，I2得到电子生成I-，电极反应式为I2+2e-=2I-，故A 正确；
B．放电时，左侧即负极，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，所以储罐中的离子总浓度增大，故B 正确；
C．离子交换膜是防止正负极I2、Zn 接触发生自发电，负极区生成Zn2+、正电荷增加，正极区生成I-、负
电荷增加，所以Cl-通过M 膜进入负极，K+通过N 膜进入正极，所以M 为阴离子交换膜，N 为阳离子交换
膜，故C 错误；
D．充电时，A 极反应式Zn2++2e-=Zn，A 极增重32.5g 转移1mol 电子，所以C 区增加1molK+、1molCl-，
离子总数为2NA，故D 正确。
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故选C。
8．（2023·河南新乡·统考一模）锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌电池的工
作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法错误的是
A．基态锰原子价电子排布式为
B．放电过程中，a 极的电极反应式为
C．放电过程中，转移
时，b 极消耗
D．配离子
中Zn 采用的是
杂化，该配离子为空间四面体结构
【答案】B
【分析】该新型锌电池放电时b 极为负极，Zn 发生失电子的氧化反应生成[Zn(OH)4]2-，a 极为正极，MnO2
发生得电子的还原反应转化成Mn2+；充电时，b 极为阴极，a 极为阳极。
【解析】A．Mn 原子核外有25 个电子，基态Mn 原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排
布式为3d54s2，A 项正确；
B．放电过程中a 极为正极，a 极上MnO2发生得电子的还原反应转化成Mn2+，电极反应式为MnO2+2e-
+4H+=Mn2++2H2O，B 项错误；
C．放电过程中，b 极为负极，b 极电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，转移2mol 电子b 极消耗
0.4molOH-，则转移0.4mole-时b 极消耗0.8molOH-，C 项正确；
D．[Zn(OH)4]2-中中心离子Zn2+的价电子排布式为3d10、处于全充满，不参与成键，1 个Zn2+与4 个OH-形成
4 个配位键，则Zn2+的4s、4p 轨道采取sp3杂化，[Zn(OH)4]2-为空间四面体结构，D 项正确；
故选B。
9．（2023·宁夏银川·校考一模）目前可采用“双极膜组“电渗析法淡化海水，同时获得副产品A 和B，其
模拟工作原理如图所示。M 和N 为离子交换膜，在直流电作用下(BP)复合层间的H2O 解离成H+和OH﹣，
作为H+和OH﹣的离子源。下列说法正确的是
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A．X 电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑
B．“双极膜组”电渗析法可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)
C．M 为阳离子交换膜，N 为阴离子交换膜，BP 膜作用是选择性通过Cl﹣和Na+
D．电路中每转移0.5mol 电子，理论上获得副产品A 和B 各0.25mol
【答案】B
【分析】由BP 双极膜中H+、OH﹣移动方向可知：X 电极为电解池的阳极，电极反应式为：2Cl﹣
2e
﹣
﹣
=Cl2↑；Y 电极为阴极，电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑，电解总反应为2H2O+2Cl﹣
Cl2↑+H2↑+2OH﹣。精
制盐水中Na+经过M 离子交换膜移向产品A 室，与BP 双极膜中转移过来的OH﹣结合生成NaOH，所以M
膜为阳离子交换膜，盐室中Cl﹣经过N 离子交换膜移向产品B 室，与BP 双极膜中转移过来的H+结合生成
HCl，所以N 膜为阴离子交换膜。
【解析】A．由以上分析知，X 电极反应式为：2Cl﹣
2e
﹣
﹣=Cl2↑；Y 电极为阴极2H++2e﹣=H2↑，故A 错误；
B．“双极膜组”电渗析法从NaCl 溶液获得酸( HCl )和碱( NaOH )，故B 正确；
C．由题意可知：精制盐水中Na+经过M 离子交换膜移向产品A 室，Na+与BP 双极膜中转移过来的OH﹣结
合生成NaOH，所以M 膜为阳离子交换膜，Cl﹣经过N 离子交换膜移向产品B 室，与BP 双极膜中转移过
来的H+结合生成HCl，所以N 膜为阴离子交换膜，BP 膜作用是选择性通过H+和OH-，故C 错误；
D．阳极反应式为电极反应式为：2Cl﹣
2e
﹣
﹣=Cl2↑，电路中每生成1molCl2，转移电子2 mol，理论上获得
副产品A (NaOH 溶液)和B (HCl 溶液)各2 mol，则电路中每转移0.5mol 电子，理论上获得副产品A 和B 各
0.5mol，故D 错误；
故选B。
10．（2023·浙江杭州·校考模拟预测）用惰性电极电解法制备硼酸[
或
]的工作原理如图所示
(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是
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A．1、3 膜为阴膜，2 膜为阳膜
B．b 极的电极反应式为
C．每增加
产品，NaOH 溶液增重23g
D．产品室中发生的反应是
【答案】D
【分析】由图可知，b 电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H+，a 电极为阴极，电解时阴极上水
得电子生成H2和OH-，原料室中的Na+通过阳膜1 进入a 极室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中的
通过阴膜2 进入产品室，b 极室中氢离子通入阳膜3 进入产品室，
、H+发生反应生成
H3BO3；a、b 电极反应式分别为2H2O+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=O2↑+4H+。
【解析】A．由上述分析可知，1、3 膜为阳膜，2 膜为阴膜，故A 错误；
B．b 极为阳极，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故B 错误；
C．每增加1mol H3BO3产品，则有1mol Na+移向NaOH 溶液，同时有0.5mol H2生成，因此NaOH 溶液质量
增加1mol×23g/mol-0.5mol×2g/mol=22g，故C 错误；
D．产品室中
、H+发生反应生成H3BO3，反应离子方程式为
+H+=B(OH)3+H2O，故D 正
确；
故选D。
11．（2023·陕西汉中·统考一模）一种新型电池是利用催化剂Ag@AgBr/mp―
可以光降解2-萘酚，将
其处理成无害物，装置如图。下列说法正确的是
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A．工作时的负极发生反应：
B．装置只是将化学能转化为电能
C．工作时，
从负极迁移到正极
D．b 极电势高于a 极
【答案】A
【分析】该装置为原电池，由图可知，a 极氧元素价态降低得电子，故a 极为正极，b 极为负极，据此作
答。
【解析】A．b 极为负极，电极反应式为：
-46e-+23O2-=10CO2↑+4H2O，故A 正确；
B．该装置为原电池，由图可知，光能和化学能转化为电能，故B 错误；
C．原电池工作时，O2-(阴离子)从正极迁移到负极，故C 错误；
D．a 极为正极，b 极为负极，a 极电势高于b 极，故D 错误。
故选A。
12．（2023·吉林长春·统考一模）科学家设想利用图示装置进行
的固定，同时产生电能，该装置工作
时，生成的碳附着在电极上，下列说法错误的是
A．多孔催化剂电极为正极，放电时发生还原反应
B．采用多孔催化剂电极有利于
扩散到电极表面
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C．导线中流过
，理论上就有
由负极区进入正极区
D．负极区可以选用
水溶液作电解质溶液
【答案】D
【分析】由锂离子的移动方向可知，电解板(Li)为原电池的负极，锂在负极失去电子发生氧化反应生成锂
离子，电极反应式为Li—e—=Li+，多孔催化剂电极为正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳
酸根离子和碳，电极反应式为3CO2+4e—=2CO
+C。
【解析】A．由分析可知，多孔催化剂电极为正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离
子和碳，故A 正确；
B．多孔催化剂电极可以增大电极的表面积，有利于二氧化碳扩散到电极表面参与放电，故B 正确；
C．由分析可知，导线中流过2mol 电子，负极生成2mol 的锂离子通过阳离子交换膜由负极区进入正极
区，故C 正确；
D．锂能与水反应生成氢氧化锂和氢气，则负极区不能选用水溶液作电解质溶液，故D 错误；
故选D。
13．（2024·浙江温州·统考一模）利用电化学富集海水中锂的电化学系统如图所示。该电化学系统的工作
步骤如下：
①启动电源1，
所在腔室的海水中的
进入
结构而形成
；
②关闭电源1 和海水通道，启动电源2，使
中的
脱出进入腔室2。
下列说法不正确的是
A．启动电源1 时，电极1 为阳极，发生氧化反应
B．启动电源2 时
电极反应式为：
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C．电化学系统提高了腔室2 中LiOH 的浓度
D．启动至关闭电源1，转化的
与生成的
之比为
，可得
中的x=1.2
【答案】B
【分析】由题意知，启动电源1，使海水中Li+进入MnO2结构形成LiMn2O4；可知二氧化锰中锰的化合价
降低，为阴极，电极反应式为2MnO2+Li++e-=LiMn2O4，电极1 为阳极，连接电源正极；关闭电源1 和海水
通道，启动电源2，向电极2 上通入空气，使
中的Li+脱出进入室2，可知，电极2 为阴极，电极
反应式：
；阳极的电极反应式：
；
【解析】A．由分析知，室1 中电极1 连接电源1 的正极，作阳极，发生氧化反应，故A 正确；
B．启动电源2 时
作阳极，电极反应式：
，故B 错误；
C．电化学系统提高了腔室2 中LiOH 的浓度，故C 正确；
D．根据分析可知，启动至关闭电源1，转化的
与生成的
之比为
，可得
中的
x=1.2，故D 正确；
故选B。
14．（2023·广西柳州·校联考模拟预测）我国科学家研发的水系可逆Zn
CO
﹣
2.电池可吸收利用CO2，将两
组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时，复合膜间的H2O 解离成H+和OH﹣，工作
原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极反应式是Zn
2e
﹣
﹣=Zn2+
B．充电时在电解质溶液中电子向阳极移动
C．充电时复合膜中向Zn 极移动的离子是H+ D．放电时多孔Pd 纳米片上有少量的氯气产生
【答案】C
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【分析】由图可知，a 膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b 膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，放电
时，锌电极为原电池的负极，释放出的氢氧根离子向负极移动，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反
应生成四羟基合锌离子，电极反应式为Zn+4OH﹣
2e
﹣
﹣=Zn(OH)
，多孔Pd 纳米片为正极，释放出的氢离
子向正极移动，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e﹣
=HCOOH，充电时，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应
生成锌和氢氧根离子，电极反应式为Zn(OH)
+2e﹣=Zn+4OH﹣，释放出的氢离子向阴极移动中和溶液中的
氢氧根离子，多孔Pd 纳米片为阳极，释放出的氢氧根离子向阳极移动，碱性条件下甲酸在阳极失去电子
发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为HCOOH+2OH﹣
2e
﹣
﹣=CO2+2H2O，以此解题。
【解析】A．由分析可知，电极反应式为Zn+4OH﹣
2e
﹣
﹣=Zn(OH)
，故A 错误；
B．电子不能进入电解质溶液，故B 错误；
C．由分析可知，锌电极为阴极，电极反应式为Zn(OH)
+2e﹣=Zn+4OH﹣，释放出的氢离子向阴极移动中
和溶液中的氢氧根离子，故C 正确；
D．由分析可知，多孔Pd 纳米片为正极，电极反应式为CO2+2H++2e﹣=HCOOH，故D 错误；
故选C。
15．（2023·浙江绍兴·统考一模）水系电池通常指能够反复充电的二次电池体系。某种锌电极和
或
水系电解液组成的水系锌离子电池(ZIBs)嵌入脱嵌机制如图，在许多具有隧道型和层状结构的化
合物中，
能够在其主体结构嵌入/脱出，放电时，
隧道结构内壁中的部分锰从四价被还原为
三价后
发生歧化，一部分锰以
的形式从隧道壁进入电解液中，下列说法不正确的是
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A．充电时，
连电源负极调整
B．放电时，正极总反应式是：
C．充电时，
从水钠锰矿结构中脱出，电解液中溶解的
重新返回
D．相比锂离子电池，可充电水系锌离子电池(ZIBs)具有低成本、高安全等优点
【答案】A
【分析】Zn 为活泼金属为负极，MnO2为氧化剂发生还原反应作正极，负极上Zn 失去电子变成Zn2+离子，
正极上MnO2得电子生成二价Mn，充电时负极接外加电源的负极作阴极，正极接外加电源的正极作阳极。
【解析】A．充电时
接外加电源的正极作阳极，故A 错误；
B．放电时MnO2作正极发生还原反应与锌离子结合生成ZnMn2O4，故B 正确；
C．放电时Zn 失去电子形成Zn2+嵌入到水钠锰矿中，锰离子进入电解液，充电时Zn2+从水钠锰矿中脱出，
Mn2+重新返回电解液，故C 正确；
D．可充电水系锌离子电池(ZIBs)原料便宜，锌比较稳定，安全性高，故D 正确；
故选A。
16．（2023·重庆·重庆市育才中学校联考模拟预测）工业上用
溶液吸收硫酸工业尾气中的
，并
通过电解方法实现吸收液的循环再生。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法
正确的是
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A．X 应为直流电源的正极
B．电解过程中阴极区氢氧根离子浓度降低
C．图中的
D．
在电极上发生的反应为
【答案】C
【分析】利用电解原理实现用
溶液吸收硫酸工业尾气中的
，根据阴阳离子的移动方向得知，阳
离子向Pt(Ⅰ)电极移动，阴离子向Pt(Ⅱ)电极移动，因此Pt(Ⅰ)为阴极，Pt(Ⅱ)为阳极，所以X 为直流电源负
极，Y 为直流电源正极，Pt(Ⅰ)电极水得电子生成氢气和氢氧根离子，Pt(Ⅱ) 电极区水失去电子产生氧气和氢
离子，据此分析解答。
【解析】A．根据阴阳离子的移动方向得知，阳离子向Pt(Ⅰ)电极移动，阴离子向Pt(Ⅱ)电极移动，因此Pt(Ⅰ)
为阴极，Pt(Ⅱ)为阳极，所以X 为直流电源负极，Y 为直流电源正极，A 项错误；
B．Pt(Ⅰ)为阴极，阴极上氢离子得电子放出氢气，故Pt(Ⅰ)附近溶液的氢氧根离子浓度增大，B 项错误；
C．阳极室中，出来的硫酸中不仅有加入的稀硫酸还有亚硫酸根离子被氧化生成的硫酸，所以b %>a %，C
项正确；
D．阳极上亚硫酸根离子在酸辛条件下失电子发生氧化反应，故电极反应方程式为：SO
＋H2O-2e-=SO
＋2H+，D 项错误；
故选C。
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