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易错专题11 电化学基础
聚焦易错点：
易错点一
►
化学电源
易错点二
►
电解原理的应用
典例精讲
易错点一 化学电源
【易错典例】
例1（2024·河南开封·三模）某充电宝锂离子电池的总反应为
，某手机镍氢电
池总反应为
为储氢金属或合金)。有关上述两种电池的说法正确的是
A．镍氢电池放电时，
为正极
B．锂离子电池放电时，
向负极迁移
C．图中表示锂离子电池给镍氢电池充电
D．锂离子电池充电时，阳极的电极反应式为
C【分析】锂离子电池放电时负极电极反应式为
，正极电极反应式为
，充电时，阳极电极反应式为
，阴极电
极反应式为
；镍氢电池放电时负极电极反应式为
，正极电极反应式为
，充电时阳极的电极反应式为
，阴极的电极反应式为
1
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。A．镍氢电池放电时，
为负极，A 错误；B．锂离子电池放电时，
向正极迁移，
参与正极反应，B 错误；C．图中表示锂离子电池给镍氢电池充电，C 正确；D．锂离子电池充电时，阳极
的电极反应式为
，D 错误。
【解题必备】
1.化学电源
（1）放电是原电池反应，充电是电解池反应。
（2）判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电（原电池）总反应式电子转移的方向和数目，失去
电子的一极为负极，该物质即为负极材料；得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。若判断电池充
电时电极极性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，
该物质即为阴极材料。
（3） 放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
（4） 可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。
（5）放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；
放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。
（6）书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般
要遵守三步：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；写出一个
比较容易书写的电极反应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）；在电子守恒的基础上，
总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电
的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。
2.燃料电池
（1）燃料电池就是将燃料（如氢气、甲烷、乙醇等）氧化时，化学能直接转变为电能的装置。它由燃料、
氧化剂、电极、电解质组成。在结构上具有正负极，且正负极被电解质分隔。所有燃料电池的基本形式为：
将燃料和氧气（或空气）分别充入负极和正极，两者在电极的催化下发生化学反应，从而产生电流。
（2）燃料电池在放电时发生的总反应和燃料燃烧的总反应一样。一般是氧气做氧化剂，可燃物为还原剂。
据电池的基本原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，所以可燃物为负极反应物，氧气为正极反应
物。
（3）根据燃烧反应的方程式书写电极反应式应遵循原子守恒、电子守恒及电荷守恒，注意电解质溶液参
与电极反应，若电解质溶液为碱溶液，则正极反应式为：O2+2H2O+4e - =4OH-；若电解质溶液为酸溶液，则
正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O；若电解质为熔融碳酸盐，则正极反应式为O2+4e- +2CO2=2CO3
2-。
2
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3．新型电池的电极反应式
锌银电池
总反应：Ag2O＋Zn＋H2O
2Ag＋Zn(OH)2
正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
镍铁电池
总反应：NiO2＋Fe＋2H2O
Fe(OH)2＋Ni(OH)2
正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－
负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2
高铁电池
总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH
正极：FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－
负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
镍镉电池
总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
正极：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
负极：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2
MgH2O2电池
总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O
正极：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
负极：Mg－2e－===Mg2＋
MgAgCl 电池
总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2
正极：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－
负极：Mg－2e－===Mg2＋
钠硫电池
总反应：2Na＋xS===Na2Sx
正极：xS＋2e－===S
负极：2Na－2e－===2Na＋
全钒液流电池
总反应：VO＋2H＋＋V2＋
V3＋＋VO2＋＋H2O
正极：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
负极：V2＋－e－===V3＋
锂铜电池
总反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－
正极：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－
负极：Li－e－===Li＋
3
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锂离子电池
总反应：Li1－xCoO2＋LixC6
LiCoO2＋C6(x＜1)
正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6
【变式突破】
1．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）某实验小组用这种电极构建全碱性肼-硝酸根燃料电池(结构如图所示)。
已知：双极膜由阴、阳离子膜组成，双极膜中水电离出
和
，在电场力作用下向两极迁移。
下列叙述错误的是
A．电极a 为负极，电极b 为正极
B．电极b 上的电极反应式为
C．转移nmol 电子时，负极区质量减少7ng
D．电极a 上生成
时，有
向电极b 迁移
C【分析】由题干原电池装置图可知，电极a 为由N2H4转化为N2，发生氧化反应，故a 为负极，电极反应
为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，则b 为正极，电极反应为：
+6H2O+8e-=NH3+9OH-。A．由分析可知，电极
a 为负极，电极b 为正极，A 正确；B．由分析可知，电极b 上的电极反应式为
，B 正确；C．由分析可知，转移nmol 电子时，负极区逸出7ng 的N2，同时
流入17ng 的OH-，故质量增重10ng，C 错误；D．由分析可知，a 为负极，电极反应为：N2H4-4e-+4OH-
=N2+4H2O，则电极a 上生成
时电路上通过的电子的物质的量为：
=0.8mol，根据电荷守恒
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可知有
向电极b 迁移，D 正确。
2．（2024·宁夏银川·二模）我国科学家设计一种以ZnI2水溶液作为锌离子电池介质的Zn-BiOI 电池，通过
Bi/Bi3+与I-/I 转化反应之间的协同作用实现优异的电化学性能，原理如图所示。碘离子作为氧化还原媒介体，
可以加快动力学转化过程，促进更快的电荷转移。下列说法错误的是
A．充电时，主要发生的电池反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn
B．放电时，部分I-在Zn 电极转化为I
C．充电时，每生成1molBiOI，转移电子数为3mol
D．电池工作时，I-与I 之间转化反应能够提供额外的电化学容量
C【分析】该电池为二次电池，放电时锌作负极，BiOI 作正极，放电时电池的总反应为：
6BiOI+3Zn=2Bi+2Bi2O3+3ZnI2；充电时的总反应为：2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn。A．由分析可知，充电时，
主要发生的电池反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn，A 正确；B．由分析可知，放电时，部分I-在Zn 电极失
去电子转化为I2，然后I2与I-反应转化为I ，B 正确；C．由总反应可知，每生成6molBiOI 时有2molBi 参与
反应，转移6mol 电子，即生成1molBiOI，转移1mole-，C 错误；D．由B 项分析可知，电池工作时，I-与I
之间转化反应能够提供额外的电化学容量，D 正确。
3．（2024·江西萍乡·二模）锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发
的一种新型的Ca—LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：
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，下列说法正确的是
A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应
B．充电时，
/
电极的电极反应式为
C．锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流
D．充电时，当转移0.2mol 电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0g
B【分析】放电时，Ca 失电子转化为Ca2+，则钙电极为负极，
/
电极为正极；充电时，钙
电极为阴极，
/
电极为阳极。A．由分析可知，放电时，钙电极为负极，失电子发生氧化
反应，A 不正确；B．充电时，
/
电极为阳极，
失电子转化为
和Li+，
电极反应式为
，B 正确；C．Ca 的金属性强，能与水发生剧烈反应，所以
LiPF6-LiAsF6为非水电解质，锂离子导体膜不允许水分子通过，锂离子导体膜允许Li+通过，其主要作用是允
许Li+定向移动，构成闭合回路，从而形成电流，C 不正确；D．充电时，当转移0.2mol 电子时，理论上阴
极室电解质中0.1mol Ca2+得电子生成0.1mol Ca，同时迁移入Li+0.2mol，质量减
轻0.1mol×40g/mol-0.2mol×7g/mol=2.6g，D 不正确。
易错点二 电解原理的应用
【易错典例】
例2（2024·云南曲靖·二模）我国科学家设计了一种基于时间解耦氨分解的新型可充电
电池，以实
现
到
的高效转化，其原理如下图所示，下列说法错误的是
6
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A．放电时，
极区域
减小（忽略体积、温度变化）
B．放电时，b 极区域发生反应：
C．充电时，电流从电极经电解质溶液流向
电极
D．若放电、充电前后电极
的质量相等，则
B【分析】由图可知，放电时，a 电极为原电池的负极，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—2e—+4OH—=Zn(OH)
，b 电极为正极，水分子在正极得到电子发生还原反
应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e—= H2↑+2OH—；充电时，与直流电源负极相连的a 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—，b 电极为阳极，碱性条件下氨分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为
。A．由分析可知，放电时，a 电极为原电池的负极，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—2e—+4OH—=Zn(OH)
，放电消耗氢氧根离
子，a 极区域溶液pH 减小，故A 正确；由分析可知，放电时，b 电极为正极，水分子在正极得到电子发生
还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e—= H2↑+2OH—，故B 错误；由分析可知，充电时，
与直流电源负极相连的a 电极为阴极，b 电极为阳极，则电流从b 电极经电解质溶液流向a 电极，故C 正确；
由分析可知，若放电、充电前后电极a 的质量相等，说明外电路转移电子的物质的量相等，则由得失电子
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数目守恒可知，放电时生成氢气和充电时生成氨气的物质的量比为3：1，故D 正确。
【解题必备】
1.“三池”的判断：电化学知识包括原电池和电解池，首先要确定装置是原电池还是电解池。若无外接电
源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定；若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可
能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其他情况为电解池。
2.常见考点归纳
电极判断
负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质
正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质
阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极
阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极
电子流向
原电池：负极→正极
电解池：电源负极→阴极，阳极→电源正极
离子流向
原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极
电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极
电极反应式
“放电”时依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的
变化，判断转移电子的数目；根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应
注意电极产物是否与电解质溶液共存
充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放
电时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程
离子交换膜
离子交换膜是一种选择性透过膜，离子交换膜的作用是允许相应离子通
过，离子迁移方向遵循原电池或电解池中离子迁移方向
3.金属腐蚀与保护
（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或中性
正极反应
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
负极反应
Fe－2e－===Fe2＋
其他反应
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈
（2）金属腐蚀的防护方法
①加防护层：如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面
钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。
②电化学防护法：牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理：正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属
活泼的金属；外加电流的阴极保护法——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。
【变式突破】
4．（2024·湖北·三模）一种新型原电池的工作原理如图所示，其中电极材料均为石墨，阴离子交换膜只允
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许
通过，工作时两极室均无气体生成。下列说法错误的是
A．电极a 为负极
B．工作时乙室溶液pH 减小
C．该电池的总反应为
D．每转移
时甲室质量增加48g
B【详解】A．根据
移动方向可知a 极为负极，A 正确；B．b 极为正极，发生反应
，电池工作时乙室溶液pH 增大，B 错误；C．该电池的总反应为
，
C 正确；D．甲室发生反应
，电池工作时每转移
甲室迁移进入
，质量
增加48g，D 正确。
5．（2024·北京丰台·一模）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。
下列说法不正确的是
A．AB 段主要发生析氢腐蚀
B．AD 段负极反应式为Fe-2e-=Fe2+
C．BC 段正极反应式主要为O2+4e-+2H2O=4OH-
D．DE 段溶液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
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C【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。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，A 正确；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；由图可知BC 段的pH 为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应
式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C 错误。
6．（2024·四川成都·三模）科学家在电催化加氢方面取得新进展，以二氯甲烷作为溶剂电催化有机物加氢，
制备4-乙基苯胺的电解原理如图所示，下列说法正确的是
A．A 电极连电源的正极
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．B 极总反应为
D．若电路中转移
电子，则理论上生成
的质量为12.1g
CD【分析】该池连接电源为电解池，电极判断：A 极H2O 得电子转化为H 原子，发生还原反应，作阴极；
B 极，HCHO 失电子转化为HCOO-，发生氧化反应，作阳极。A．A 电极为阴极连电源的负极，A 错误；B．
由图可知，离子交换膜允许OH-通过，为阴离子交换膜，B 错误；C．B 极总反应为
+4HCHO+8OH--4e-→
+4HCOO-+4H2O，C 正确；D．A 极方程式为：H2O+e-=OH-+H
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+4H→
，M 的摩尔质量为121g/mol，若电路中转移0.4mol 电子，则
理论上生成0.1molM 的质量为12.1g，D 正确。
考点精练
1．（2024·广东·二模）一种基于原电池原理的氧气传感器可用于测定样气中氧气的含量，其装置如图所示。
下列说法正确的是
A．铅电极为正极
B．银电极上发生的反应为
C．电子由铅电极经过KOH 溶液流向银电极
D．工作过程中，传感器的质量不变
2．（2024·陕西西安·二模）我国科研人员研究出了通过电耦合直接将空气转化为硝酸的方法，其反应原理
如图所示(
表示自由基，具有强氧化性)，下列说法不正确的是
A．与a 相连的电极上发生的反应为：
B．离子交換膜是阴离子交换膜
C．反应②为：
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D．每生成
，阳极产生
(标准状况下)
3．（2024·陕西榆林·一模）含
的废水在废水处理过程中与臭氧发生反应会产生
。模拟在
上电催化处理
的示意图如图所示，下列说法正确的是
A．电子流向：
导线
电解质溶液
B．该装置工作时，阳极区溶液酸性减弱
C．P 极上的电极反应式为
D．每处理
，理论上可生成
4．（2024·海南·一模）一种采用天燃气为原料气、固体氧化锆为电解质的装置，其结构如图。下列有关说
法正确的是
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A．电池工作时，
从
极区移向
极区
B．
极上的电极反应式为
C．两极物质消耗的比例：
D．电池工作一段时间后，电解质物质的量理论上保持不变
5．（2024·河北邢台·二模）中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料和硬碳(多孔形态，
化学式为C)为电极材料的有机钠离子电池，其内部结构如下图所示，放电时，a 电极发生如下变化：
下列说法错误的是
A．放电时，a 电极电势高于b 电极
B．充电时，
向b 电极移动
C．放电时，b 电极的电极反应式为
D．用该电池为一个60200mAh 的充电宝充满电，a 电极质量增加51.75g(
，一个电子的电量
，
为
)
6．（2024·内蒙古呼和浩特·二模）用电解法(图1)通过翻转电极可同时处理含
和
的生活污水，联
合脱除过程中，测得溶液pH 变化如图2 所示。0～20 分钟除去
的原理如图3 所示，20～40 分钟除
的方法是将其转化为
沉淀。
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下列说法不正确的是
A．在
时内，a 为电源的负极
B．除
时，阳极的电极反应式为：
C．除
过程中，溶液pH 变小
D．除
的总反应离子方程式为：
7．（2024·山西运城·二模）近日，美国威斯康星大学麦迪逊分校课题组使用锰一四苯基卟啉催化剂将电化
学氧还原和水氧化进行配对，在两个电极上生成活性锰一氧物种，从而将
转化为
。
下列叙述正确的是
A．a 极电势高于极
B．
极反应：
C．电路上转移
电子理论上生成
D．“
和
”总量几乎不变
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8．（2024·河北·二模）一种催化重整利用PET 废塑料水解产物乙二醇耦合二氧化碳高效生成甲酸的工作原
理如图所示。下列说法错误的是
A．a 极为直流电源的负极
B．
电极反应为
C．该离子交换膜为阴离子交换膜
D．当外电路中转移
电子时，阴极区溶液质量增重
9．（2024·广东惠州·一模）将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，
该电池可将可乐
中的葡萄糖转化成葡萄糖内酯，下列说法正确的是
A．葡萄糖发生还原反应
B．MnO2在正极失电子
C．H+由a 极移向b 极
D．当电路中转移0.1NA个电子时，生成0.1mol 葡萄糖内酯
10．（2024·广东惠州·一模）环氧乙烷(
)可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷(
)的装置如图
所示：
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已知：
下列说法正确的是
A．
电极接电源负极
B．制备
环氧乙烷，
电极区产生
C．
电极区的反应方程式为：
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
11．（2024·河南·二模）最近，科学家开发一种宽温域的锂离子电池，其工作原理如图所示。
下列叙述错误的是
A．X 极电势高于Y 极电势
B．放电时，X 极电极反应式为
C．充电时，电极Y 与电源负极连接
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D．充电时，每生成1.4 g Li 时理论上转移电子数约为
12．（2024·山西晋中·二模）我国科学家设计可同时实现
制备和海水淡化的新型电池，其工作原理如图
所示。下列说法正确的是
A．电极上的电势
B．d 是阳离子交换膜
C．电极上的电极反应式为
D．工作过程中，正极区溶液的
减小
13．（2024·四川眉山·二模）图1 是一种居家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ZnO2—Na2O 中移动。当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警。
当报警器触发工作时，下列说法不正确的是
A．电极a 的电势比电极b 高
B．
在电解质中向电极a 移动
C．电极a 上发生的电极反应为：
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D．当电极a 消耗
时，电路中有0.8mol 电子转移
14．（2024·重庆·一模）利用丙酮酸与废水中的
电催化耦合，可在温和条件下去除
并生产丙氨酸，
其工作原理如图。
，丙氨酸主要以
形式存在于溶液中。下列说法错误的是
A．电极
连接电源的正极
B．阴极的电极反应有：
C．反应一段时间后，阴极区溶液的
基本不变
D．
极区生成
丙氨酸时，
极区至少生成了
15．（2024·广西·二模）铬酸钠（
）主要用于有机合成氧化剂、印染剂等。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
的装置如图所示，下列对分离过程的相关判断错误的是
A．铅蓄电池的正极反应为：
18
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B．电解一段时间后，乙池有可能得到含
和
的混合液
C．电极b 连接铅蓄电池负极，甲池中放出的气体为氧气
D．若电路中通过
，理论上铅蓄电池负极增重9.6g
16．（2024·内蒙古赤峰·三模）2023 年我国首个兆瓦级铁铬液流电池储能项目在内蒙古成功运行。电池利
用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态差异进行充放电，工作原理如图所示，已知储能时Fe2+被氧化。下
列有关叙述错误的是
A．接风力发电时，铁铬液流电池在储备能量
B．接输电网时该电池总反应为Fe2++Cr3+=Fe3++Cr2+
C．若用该电池电解水，生成标况下22.4L H2时，有2mol Cr2+被氧化
D．放电时，Cl⁻移向b 极，每1mol Cl⁻通过交换膜，Fe3+减少1mol
17．（2024·青海西宁·二模）锂离子浓差电池工作原理如图所示。电池总反应为
。下列说法正确的是
A．充电时，电极N 为电池的阳极
19
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B．该电池隔膜为阴离子交换膜
C．放电时，负极电极反应式为
D．放电时，若导线有4
电子通过，则正极质量增加14g
18．（2024·广西·二模）海水电池在海洋能源领域应用广泛，铁、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极
材料，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．该装置不能将化学能完全转化为电能
B．海水中盐分大，可作为电解质溶液
C．钠、锂等活泼金属作B 极，要防止其与海水直接接触
D．若铁为B 极材料，则正极反应式一定为
19．（2024·湖南·二模）锌-空气电池被认为是替代锂离子电池、满足电动汽车爆炸性需求的下一代候选电
池。用光照充电的锌-空气电池的工作原理如图所示。光照时，光电极
(空穴)，驱动阴极和阳
极反应。下列叙述不正确的是
20
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A．放电时，
向光电极迁移
B．充电时的阳极反应为
C．放电时，光电子经电解液向
极移动D．
是配离子，配位数是4
20．（2024·青海海东·二模）某大学研究团队推出一种新型Zn-NO2电池。该电池能有效地捕获NO2，将其
转化为
，再将产生的
电解制氨，过程如图所示。下列说法正确的是
A．d 电极的电势比c 电极的电势高
B．Zn 极为原电池正极
C．c 极的电极反应为
-6e-+7H+=NH3+2H2O
D．电路中转移0.2mole-时，理论上能得到1.12LO2
21．（2024·四川成都·二模）自由基因为化学性质不稳定往往不能稳定存在，羟基自由基(·OH)有极强的氧
化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚(C6H6O)氧化为CO2和H2O 的原电池—电解
池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A．该装置工作时，电流方向为电极b→Ⅲ室→Ⅱ室→Ⅰ室→电极a→电极b
B．当电极a 上有1molCr(OH)3生成时，c 极区溶液仍为中性
C．电极d 的电极反应为H2O–e-=H++·OH
D．当电极b 上有0.3molCO2生成时，电极c、d 两极共产生气体11.2L(标准状况)
21
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22．（2024·山东济南·一模）我国科学家发现，利用如下装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物
质，已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O 可解离为H+和OH-。下列说法错误的是
A．电极电势：M<N
B．M 极电极反应式为
C．工作一段时间后，装置中需要定期补充H2SO4和NaOH
D．制取0.2mol 邻苯二酚类物质时，理论上有0.8molOH-透过膜a
23．（2024·广东·二模）一种金属钠电极配合运用钠离子及氯离子交换膜设计的氧化还原液流装置能够实
现海水的淡化，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．a 为电源负极
22
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B．N 为氯离子交换膜，M 为钠离子交换膜
C．充电时，总反应式为
D．放电时，每转移2mol 电子，理论上Ⅱ池溶液质量增加117g
24．（2024·山西晋中·二模）硫醚化合物具有多样的生物活性如抗菌、抗肿瘤等。下图是电化学还原二苯
基亚砜制备二苯基硫醚的装置及原理示意图(Ph 表示苯基)。下列说法错误的是
A．铝电极比石墨毡电极电势高
B．阴极的电极反应式为
C．电解过程中Cl-由石墨毡电极向铝电极运动
D．消耗5.4g 铝电极，转移电子数为
(
表示阿伏加德罗常数的值)
25．（2024·广东佛山·二模）某实验小组利用如图装置探究电化学法保护铁制品的原理。反应一段时间后，
下列说法错误的是
A．装置A 利用的是牺牲阳极法
B．取a 处溶液，滴加
溶液，有蓝色沉淀
C．向c 处滴加几滴酚酞溶液，变红
D．在d 处上方放置湿润的淀粉-KI 试纸，试纸变蓝
23
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参考答案
1．B【分析】因为该电池可用于测定样气中氧气的含量，氧气进入银电极，所以银电极是正极，铅电极是
负极。
A．由分析知，银电极是正极，铅电极是负极，A 错误；
B．银电极是正极，发生还原反应，电极反应式为
，B 正确；
C．电子从负极经外电路流向正极，所以电子由铅电极经过导线流向银电极，C 错误；
D．由银电极即正极电极反应可知，氧气转化为氢氧根，进入装置溶液中，使装置质量变大，所以工作过
程中，传感器的质量增加，D 错误；
故选B。
2．A【分析】与a 相连的电极发生氧化反应，为原电池的阳极，，酸性环境下阳极发生的电极反应为：
；与b 相连的电极为原电池的阴极，阴极反应为
；离子交换膜为阴离子交
换膜。
A．根据分析可知，a 的电极反应为
，A 项错误；
B．离子交换膜为阴离子交换膜，不会对反应产生影响，B 项正确；
C．由图可知，反应②的化学方程式为：
，，C 项正确；
D．
由氮气得到1mol 硝酸需要转移5mol 电子能，根据电子守恒，转移5mol 电子时，生成
1.25mol
，即标况下28L
，D 项正确；
答案选A。
3．C【分析】由图可知P 电极上
得电子生成
，则P 为阴极，R 为阳极，N 为正极，M 为负极，阳
极上
放电生成氧气，据此分析解答。
A．电子不能进入电解质溶液中，故A 错误；
B．阳极发生电极反应：
；没生成4mol 氢离子，转移4mol 电子，同时有4mol 氢离子
通过质子交换膜进入阴极区，则阳极区氢离子数目不变，但水的量减少，氢离子浓度增大，酸性增强，故
24
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B 错误；
C．P 电极上
得电子生成
，电极反应为：
，故C 正确；
D．未指明气体所处状况，不能确定其体积，故D 错误；
故选：C。
4．D【分析】该装置为燃料电池，通燃料的一极为负极，b 为负极，通空气的一极为正极，a 为正极，电
解质传导的是O2-。
A．根据原电池工作原理，电池工作时，阴离子移向负极，则
从a 极区移向b 极区，A 错误；
B．b 为负极，负极发生氧化反应，对应的电极反应式：
，B 错误；
C．负极式：
，正极式：
，则
，两极物质消耗的
比例：
，C 错误；
D．负极式：
，正极式：
，由于负极消耗的
的物质的量等
于正极生成的
的物质的量，电池工作一段时间后，电解质物质的量理论上保持不变，D 正确；
故选D。
5．C【分析】放电时，a 电极发生反应：
，说
明Na+移向a 电极，a 电极为正极，b 电极为负极，以此解答。
A．由分析可知，放电时，a 电极为正极，b 电极为负极，a 电极电势高于b 电极，A 正确；
B．由分析可知，放电时，a 电极为正极，b 电极为负极，则充电时，a 电极为阳极，b 电极为阴极，
向
阴极移动，B 正确；
C．由分析可知，放电时，a 电极为正极，b 电极为负极，电极方程式为：
，C 错误；
D．a 电极为正极，电极方程式为：
+2e-+2Na+=
，a 电极
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质量增加51.75g 时，参与反应的n(Na+)=
=2.25mol，转移2.25mol 电子，充入电量为
，D 正确；
故选C。
6．B【分析】由图可知，除
时，阴极是H2O 放电，阳极是Cl-放电；除
时，铁就作阳极，铁失电
子生成亚铁离子，与磷酸根产生沉淀，阴极为石墨，氢离子得电子生成氢气。
A．0-20min，若a 作负极，石墨就作阳极，阳极Cl-放电生成Cl2，Cl2和水反应生成HCl 和HClO，溶液酸性增
强，pH 降低，与图像相符，A 正确；
B．除
时，阳极是Cl-放电，B 错误；
C．除
时，阴极是H2O 放电，局部产生大量OH-，阴极附近的pH 增大，C 正确；
D．除
的总反应离子方程式为：
，D 正确；
答案选B。
7．D【分析】该装置为电解池，根据图中转化图可知a 极得电子，发生还原反应为电解池的阴极，b 极失
电子，发生氧化反应为电解池的阳极。
A．根据图中转化图可知a 极得电子，发生还原反应，为电解池的阴极，b 极失电子发生氧化反应，为电解
池的阳极，故电势：a<b，A 项错误；
B．a 极发生还原反应，
，B 项错误；
C．阴、阳极都生成了
，故转移
电子时共生成
，C 项错误；
D．从总反应看，
相当于“催化剂”，
作中间产物，总量保持不变，D 项正确；
故答案为：D。
8．D【分析】CO2在SnO2/CC 电极上转变为HCOOH，阴极的电极反应式为CO2+2e-+2H2O=HCOOH+2OH-，
为阳极，电极反应为
；
A．CO2在SnO2/CC 电极上转变为HCOOH，发生还原反应，该电极为阴极，阴极与直流电源的负极相连，则
a 极为电源的负极，A 正确；
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B．
为阳极，电极反应为
，B 正确；
C．SnO2/CC 电极产生的OH-通过离子交换膜移动到
电极，该离子交换膜为阴离子交换膜，C
正确；
D．阴极的电极反应式为CO2+2e-+2H2O=HCOOH+2OH-，当外电路中转移
电子时，阴极区溶液质量增重
44g-34g=10g，D 错误；
故选D。
9．C【分析】由装置图可知，酸性条件下C6H12O6→C6H10O6，失去H 原子、发生氧化反应，即a 电极为负极，
电极反应式为C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，b 电极为正极，电极反应式为MnO2+4H++2e- Mn
═
2++2H2O，放电时，
电子由负极a 经过导线流向电极b，据此分析解答。
A．由分析可知，葡萄糖失去H 原子，发生氧化反应，A 错误；
B．由分析可知，MnO2在正极得电子，电极反应为：MnO2+4H++2e- Mn
═
2++2H2O，B 错误；
C．由分析可知，a 为负极，b 为正极，原电池中阳离子移向正极，故H+由a 极移向b 极，C 正确；
D．由分析可知，该原电池中，a 电极为负极，电极反应式为C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，所以当电路中转移
0.1NA个电子时，生成0.05mol 葡萄糖内酯，D 错误；
故答案为：C。
10．D【分析】由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，溴离子在阳极失去
电子发生氧化反应生成溴，通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br，镍电极为阴极，水分子在阴极得到
电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，电解完成后，将阳极区
和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br 在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。
A．由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，故A 错误；
B．由题意可知，生成1mol 环氧乙烷需要消耗1mol 溴，则由得失电子数目守恒可知，阴极上生成氢气的
物质的量为1mol，故B 错误；
C．由分析可知，阳极区发生的反应为CH2=CH2+Br2+ H2O
HOCH2CH2Br，故C 错误；
D．由分析可知，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br 在碱性条件下发生取代反应生成
环氧乙烷，故D 正确；
故选D。
11．B【分析】观察图示利用活泼金属作负极可知，放电时：电极X 为正极，电极Y 为负极；
A．根据分析且电池中正极电势高于负极电势，电势：电极X 高于电极Y，A 项正确；
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B．放电时，X 极是正极，得电子，发生还原反应，电极反应式为：Li3V2(PO4)3＋2e－＋2Li＋＝Li5V2(PO4)3，B
项错误；
C．充电时，电极Y 为阴极，阴极与电源负极连接，C 项正确；
D．阴极反应式为Li＋＋e－＝Li，n(Li)=
=0.2mol，转移n(e－)=0.2mol，转移电子数目约为
1.204×1023，D 项正确。
故答案选B。
12．C【分析】由图可知，电极a 为原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反
应式为2H++2e—=H2↑，电极b 为负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反
应式为
↑
，原电池工作时，中间区域的氯化钠溶液中钠离子经阳离子交换
膜c 进入正极区，氯离子经阴离子交换膜d 加入负极区；
A．由图中信息可知，电极
为正极、电极为负极，正极电势较高，A 错误；
B．d 是阴离子交换膜，以利于海水中的
进入负极区，
错误；
C．肼转化为
时发生的是失电子的氧化反应，
正确；
D．工作中正极区
不断被消耗，溶液的
不断增大，D 错误；
答案选C。
13．A【分析】由图可知，气体传感器为燃料电池装置，通入空气的多孔电极b 极为燃料电池的正极，氧
气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+2e−=O2−，通入甲烷的多孔电极a 为负极，
在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4−8e−+4O2−=CO2+2H2O。
A．由分析可知，a 为负极，b 为正极，负极电势低于正极，A 错误；
B．由分析可知，电池工作时，阴离子氧离子向负极(电极a)移动，参与电极反应，B 正确；
C．由分析可知，通入甲烷的多孔电极a 为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化
碳和水，电极反应式为CH4−8e−+4O2−=CO2+2H2O，C 正确；
D．根据CH4 8e
∼
−的关系计算，当电极a 消耗1.6gCH4，即0.1mol CH4时，电路中有0.8mol 电子转移，D 正确；
故答案选D。
14．C【分析】该装置为电解池，a 电极处水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，a 极接电源正极为
阳极；硝酸根得到电子发生还原反应，b 极接电源负极为阴极；制备丙氨酸分为三步，硝酸根离子在阴极
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反应转化为NH2OH，NH2OH 和丙酮酸反应生成C3H5O3N，C3H5O3N 在电极上反应生成丙氨酸，据此回答。
A．由分析可知，电极
连接电源的正极，A 正确；
B．硝酸根得到电子发生还原反应生成
，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：
，B 正确；
C．在阳极，水失去电子被氧化生成氧气和氢离子，同时氢离子从阳极区移向阴极，阴极氢离子浓度增大，
C 错误；
D．a 电极处水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+，阴极区产生丙
氨酸，电极反应为：
+NO +10e-+11H+
+4H2O，
极区生成
丙氨酸时，
转移10mol 电子，
极区至少生成了
，D 正确；
故选C。
15．C【详解】A.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：
，A 正确；
B.该电解装置中阴离子向惰性电极b 移动，阳离子向惰性电极a 移动，故电极a 为阴极，电极b 为阳极。电
极b 上发生反应：4OH--4e- =O2↑+2H2O，当乙池中碱性减弱时，
该可逆反应
正向移动，
的含量增加，乙池有可能得到含
和
的混合液，B 正确；
C.电极b 为阳极，连接铅蓄电池正极，电极a 为阴极，电极a 上发生反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以甲池
中放出的气体为氢气，故C 错误；
D.铅蓄电池负极反应为：
，电路中通过0.2mole-，理论上负极增加质量为0.1mol
的质量，为9.6g，D 正确；
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16．B【分析】接风力发电时，该装置是电解池，已知储能时Fe2+被氧化，说明a 极是阳极，b 极是阴极。
接输电网时，该装置是原电池，a 极是正极，b 极是负极。
A．接风力发电时，该装置是电解池，铁铬液流电池在储备能量，A 正确；
B．接输电网时该装置是原电池，该电池总反应为Fe3++Cr2+= Fe2++Cr3+，B 错误；
C．若用该电池电解水，生成标况下22.4L H2时，氢气的物质的量为1mol，转移电子2mol，该装置为原电
池，负极电极反应式为：Cr2+-e-= Cr3+，所以有2mol Cr2+被氧化，C 正确；
D．放电时，该装置是原电池，Cl⁻是阴离子，移向负极，b 极是负极，每1mol Cl⁻通过交换膜，转移1mol
电子，Fe3+减少1mol，D 正确；
故选B。
17．C【分析】放电时，电子由N 经过导线流入M，根据电子流动方向，N 是负极、M 是正极。
A．放电时N 为负极，充电时，电极N 为电池的阴极，故A 错误；
B．根据图示，交换膜两侧均有锂离子，该电池隔膜为阳离子(
通过)交换膜，故B 错误；
C．放电时，锂失电子生成锂离子，负极电极反应为
，故C 正确；
D．若有4
电子通过导线，发生定向移动到正极的锂离子有4
，增加的质量为28g，故D 错误；
选C。
18．D【分析】根据一般情况下，活泼金属作负极，石墨作正极，所以该装置图中A 极是正极，B 极是负极。
A．原电池在工作中不可能将化学能完全转化为电能，故A 正确；
B．根据反应原理图可知，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B 正
确；
C．Na、Li 等活泼金属易与水反应，故要防止其与水接触，故C 正确；
D．若铁为B 极材料，则正极电极反应式为
，故D 错误；
故选D。
19．C【分析】光照充电时
转化为
，故充电时
为阴极，光电极为阳极；放电时
为负极，
光电极为正极；总反应为
。
A．放电时，阳离子向正极（光电极）迁移，
项正确；
B．充电时，
失去的电子填入正电空穴，
项正确；
C．光电子只能在外电路中通过，
项错误；
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D．从
结构可以看出其配位数是4，D 项正确；
故选C。
20．A【分析】由图可知，锌失去电子发生氧化反应，a 为负极，与a 相连的c 阴极，b 上NO2得到电子，
变为
，b 为正极，与b 相连的d 为阳极。
A．c 为阴极，d 为阳极，d 电极的电势比c 电极的电势高，故A 正确；
B．锌失去电子发生氧化反应，a 为负极，故B 错误；
C．c 极为阴极，
得到电子转化为NH3，电极反应为：
，故C 错误；
D．d 为阳极，电极反应式为：
，电路中转移0.2mole-时，理论上能得到
0.05molO2，标况下的体积为0.05mol×22.4mol/L=1.12L，D 选项中并未说明是标况，此时无法得知O2的体积，
故D 错误；
故选A。
21．D【分析】根据装置图，左边是原电池装置，右边是电解池装置，a 处Cr 元素从+6 价变成+3 价，化合
价降低，得到电子，发生还原反应，a 为正极，b 为负极。苯酚废水在d 处被氧化，d 处水分子失去电子形
成羟基自由基，发生氧化反应，d 为电解池阳极，c 为电解池阴极，据此分析解题。
A．根据分析，a 为正极，b 为负极，该装置工作时，内电路电流由 b 极→ Ⅲ室→Ⅱ室→Ⅰ室→a 极，随
后电流再由电极a→电极b ，A 正确；
B．a 极每产生1molCr(OH)3，转移3mol 电子，c 极上的电极反应式为
，生成
1.5mol
，与此同时，有3mol
从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，因此c 极区溶液仍为中性，B 正
确；
C．d 极区为阳极区，电极反应为
，C 正确；
D．电极b 的电极反应式为
，电极c 的电极反应式为
，电极d 为电解池阳极，电极反应为
，·OH 可进一步氧化苯
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酚，化学方程式为
，当电极b 上有0.3mol CO2生成时，电极c、d 两极共
产生气体22.4L（标准状况），D 错误；
故选D。
22．C【分析】该装置为原电池装置。M 电极作负极，B2H6在该极失电子发生氧化反应，电极反应式为
；N 电极作正极，该极上邻苯二醌类物质得电子转化为邻苯二酚类物
质。双极膜中间层中的 H2O 解离为H+和 OH−，氢离子通过膜b 移向正极N，膜b 为阳离子交换膜；氢氧根
离子通过膜a 移向负极M，膜a 为阴离子交换膜；据此分析解答。
A．根据分析，M 电极为负极，N 电极为正极，电流从正极流向负极，从高电势流向低电势，因此电势：M
电极<N 电极，故A 正确；
B．根据分析，M 极电极反应式
，故B 正确；
C．N 电极为正极，双极膜的b 膜产生氢离子移向N 电极，a 膜产生氢氧根离子移向M 电极，根据电极反应
式和膜变化电荷(与电路中转移电子数相等)，可知需要定期补充H2O 和NaOH，故C 错误；
D．根据N 极电极反应式可知：邻苯二醌类物质+4H++4e-=邻苯二酚类物质，制取0.2mol 邻苯二酚类物质转
移0.8mol 电子，则a 膜产生氢氧根离子为0.8mol，故D 正确；
故选：C。
23．D【分析】由图知，
移向左侧电极，失电子得到
，所以左侧电极为阳极，右
侧为阴极，则a 为电源正极，b 为电源负极，阳极反应式：
，阴极反应式：
。
A．由分析知，a 为电源正极，A 错误；
B．该装置能够实现海水的淡化，钠离子向阴极移动，氯离子向阳极移动，所以M 为氯离子交换膜，N 为
钠离子交换膜，B 错误；
C．由分析知，充电时总反应为
，C 错误；
D．放电时，每转移2mol 电子，理论上有2mol 钠离子、2mol 氯离子进入Ⅱ池，所以溶液质量增加
，D 正确；
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故选D。
24．B【分析】铝电极为阳极，失去电子转化为Al3+，电极反应式为：
，石墨毡电极为阴极，得
到电子发生还原反应，据此回答。
A．铝为阳极，石墨毡电极为阴极，所以铝电极比石墨毡电极电势高，A 正确；
B．溶液中无水，所以水不是电极反应的反应物，B 错误；
C．电解过程中Cl-向阳极移动，所以由石墨毡电极向铝电极运动，C 正确；
D．消耗5.4g 铝电极，即0.2molAl，转移0.6mol 电子，则转移电子数为0.6NA，D 正确；
故选B。
25．B【分析】装置A 中，锌的活泼性较强，作为负极，电极反应式为
，铁作为正极，电极
反应式为
，在装置B 中，C 作为阳极，电极反应式为
，铁作为阴极，
电极反应式为
，据此回答。
A．在装置A 中，由于锌比铁活泼，故锌作为负极，铁作为正极，利用了牺牲阳极法保护了铁制品不被腐
蚀，A 正确；
B．由分析知，在a 处不会生成
，滴加
溶液，不会产生蓝色沉淀，B 错误；
C．由分析知，在c 处有
生成，加几滴酚酞溶液，变红，C 正确；
D．由分析知，在d 处有
生成，在上方放置湿润的淀粉-KI 试纸，试纸变蓝，D 正确；
故选B。
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