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【尖子生创造营】2024 年高考化学总复习高频考点必刷1000 题（广东专用）
必练15 电解池及电化学应用
1．(2023·广东高考真题)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K1，一段时间后（
）
A．U 型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2
B．a 处布条褪色，说明Cl2具有漂白性
C．b 处出现蓝色，说明还原性：Cl－> I－
D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转
【答案】D
【详解】A．U 型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A
错误；B．a 处布条褪色，是因为产生的氯气与水反应生成了HClO，不能说明Cl2具有漂白性，B 错误；
C．b 处出现蓝色，说明还原性：I－>Cl－，C 错误； D．断开K1，立刻闭合K2，可形成氢（气）氯（气）
燃料电池，故电流表可发生偏转，D 正确。
2．(2023·广东高考真题)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
KNO3溶液制氨。工作时，H2O 在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，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：KN O3+3H2O＝N H3·H2O+2O2↑+KOH
B．每生成1mol NH3·H2O，双极膜处有9mol 的H2O 解离
C．电解过程中，阳极室中KOH 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
【详解】电解KNO3：NO3
- +8e-+7H2O =NH3·H2O+9OH-；电解KOH：8OH- - 8e- =4H2O+2O2↑A．电解总反
应：KN O3+3H2O＝N H3·H2O+2O2↑+KOH，A 正确；B．每生成1mol NH3·H2O，左室消耗1mol
NO3
-，生成9OH-，需要8mol H+来中和电性，故双极膜处有8mol 的H2O 解离，B 错误；C．电解过程中，
阳极室中KOH，因为可以由水解离得到的OH-补充，物质的量不因反应而改变，C 正确；D．相比于平面
1
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结构双极膜，“卯榫”结构能中和阳极和阴极室的电性，可提高氨生成速率，D 正确。
3. (2023·全国高考新课标理综) 一种以V2O5和Zn 为电极、Zn(CF3SO3)2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ZnxV2O5·nH2O。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：xZn+V2O5 +nH2O=ZnxV2O5·nH2O
D. 充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O-2xe－ =x Zn2++V2O5 +nH2O
【答案】C
【解析】
【分析】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xZn+V2O5
+nH2O=ZnxV2O5·nH2O。
【详解】A．由题信息可知，放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则
放电时V2O5为正极，A 说法正确；
B．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；
C．电池在放电时的总反应为xZn+V2O5 +nH2O=ZnxV2O5·nH2O ，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O
＝xZn+V2O5 +nH2O，C 说法不正确；
D．充电阳极上ZnxV2O5·nH2O 被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe－ =x Zn2++V2O5
+nH2O，D 说法正确；
综上所述，本题选C
4． (2022·广东高考真题)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
2
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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Cu、Mg 和Si 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。
【详解】
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。
5．(2022·广东高考真题)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：
。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
减小
C．放电时NaCl 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
3
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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。
6. (2021·广东高考真题) 钴(
)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解
制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
A. 工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的
均增大
B. 生成
，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D. 电解总反应：
【答案】D
【解析】
由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极
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反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成
氢离子通过阳离子交换
膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2+
+2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反
应的离子方程式为2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+。
【详解】A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度
增大，溶液pH 减小，故A 错误；
B．由分析可知，阴极生成1mol 钴，阳极有1mol 水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B 错误；
C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则
移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C 错误；
D．由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+，故D 正确；
故选D。
7．(2023·深圳二模)我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch 反应器(机理如图所示)。该装
置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3•H2O，从而在单个设备内完
成氮循环中的多个关键转换步骤。
下列说法正确的是
A．b 电极为Zn 电极
B．放电过程中，负极发生的反应为NO2+e
−=NO2
−
C．电解过程中，阴极区溶液的pH 逐渐减小
D．理论上，每得到1molNH3•H2O，至少需要消耗390g Zn
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【答案】D
【分析】由题干图示信息可知，TiO2电极将NO2
-转化为NH3•H2O 可知TiO2电极为阴极，电极反应式为：
NO2
-+7H++6e-=NH3•H2O+H2O，石墨电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，故a 电极为负极，发生
氧化反应，即Zn 为负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，b 电极为正极，发生还原反应，电极反应式为：
NO2+e-=NO2
-，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，a 电极为Zn 电极是负极，A 错误；
B．放电过程中，负极发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，B 错误；
C．由分析可知，电解过程中，TiO2电极为阴极，电极反应式为：NO2
-+7H++6e-=NH3•H2O+H2O，则阴极区
溶液的pH 逐渐增大，C 错误；
D．由于两个a 电极串联，理论上，每得到1molNH3•H2O，需得到12mol 电子，故至少需要消耗Zn 的质量
为12mol
2
×65g·mol
-1=390g，D 正确；
故答案为：D。
8．(2023·深圳一模)法国科学家莫瓦桑在无水HF 中电解KHF2制得单质氟(2KHF2
电解
¿2KF+ H2↑+ F2↑
¿
)，获得
1906 年诺贝尔化学奖。下列关于该过程的描述不正确的是
A．阳极上发生氧化反应
B．阴极反应为2HF2
−+2e
−= H2↑+ 4 F
−
C．需将电解产生的两种气体严格分开
D．理论上，每转移1mol e
−，可得到22.4 L F2(标准状况下)
【答案】D
【详解】A．电解池中F-向阳极移动，失电子生成F2，发生氧化反应，A 正确；
B．阴极反应式2HF2
−+2e
−= H2↑+ 4 F
−，HF-在阴极得电子生成氢气，B 正确；
C．F2与氢气极易化合，需将电解产生的两种气体严格分开，C 正确；
D．理论上，每转移1mol e
−，可得到11.2L F2(标准状况下)，D 错误；
故选D。
9．(2023·汕头二模)间接电解法可对大气污染物NO进行无害化处理。其工作原理如图所示(质子膜只允许H
+
通过)。下列有关说法错误的是
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A．电极b 接电源正极，电解过程中附近溶液的pH 增大
B．电极a 的电极反应式为：2HSO3
−+2e
-+2H
+=S2O4
2−+2H2O
C．电解过程中右侧Na2SO4的浓度增大
D．电解过程中有4molH
+通过质子膜时，可处理60gNO
【答案】A
【详解】A．由装置可知电极b 上水放电生成氧气，电极反应为：2H2O-4e
-=O2↑+4H
+，电极b 附近溶液的
pH 值减小，故A 错误；
B．电极a 上发生反应HSO3
−转化为S2O4
2−，电极反应为：2HSO3
−+2e
-+2H
+=S2O4
2−+2H2O，故B 正确；
C．由电解反应可知电极b 上水放电生成氧气，反应生成的氢离子通过质子膜进入左侧，电解过程中损失
水，则右侧Na2SO4的浓度增大，故C 正确；
D．由电极反应可知电解过程中有4molH
+通过质子膜时，电路中转移4mol 电子，则生成2molS2O4
2−，
S2O4
2−与NO 反应生成氮气和HSO3
−，反应方程式为：2S2O4
2-+2NO+2H2O=4HSO3
-+N2
，2molS2O4
2−可处理
2molNO，质量为60g NO，故D 正确；
故选：A。
10．(2023·梅州一模)我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置，其原理如图所示。下列说法不
正确的是
A．太阳能在此过程中主要转化为电能和化学能
B．反应Ⅰ和反应Ⅱ都属于氧化还原反应
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C．CH3OH中存在的化学键有：离子键、共价键、氢键
D．该过程产生的氢气和甲醇都可作为燃料电池燃料
【答案】C
【详解】A．图中可知，该装置为太阳能光伏发电且产生了燃料CH3OH，即太阳能转化为电能和化学能，
A 项正确；
B．反应分别为
2H2O eq " o( =¿=¿=¿=¿ = ,¿¿7( 太阳能 )) {2 H } rsub {2 } ↑ {+O } rsub {2 }
3H2+CO2=H2O+CH3OH，这两个反应均为氧化还原反应，B 项正确；
C．CH3OH 中的化学键只有共价键，没有离子键，且氢键不属于化学键，C 项错误；
D．该装置中产生了H2和CH3OH 均能作为燃料电池的负极燃料，D 项正确；
故选C。
11．(2023·梅州一模)一种新型Na−CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，电极N 是负极
B．充电时，Na
+通过钠离子交换膜向M 极移动
C．放电时，N 极电极反应为2CaFeO2.5+O
2−−2e
-=2CaFeO3
D．充电时，每生成1mol Na，有机电解质的整体质量减小23g
【答案】B
【分析】从图示装置可看出，Na−CaFeO3可充电电池放电时，Na 失电子生成钠离子，所以Na 电极为负极，
发生氧化反应，生成的钠离子通过有机电解质移向右侧，右侧CaFeO3电极作正极在放电时，CaFeO3转化
为CaFeO2.5，发生还原反应。
【详解】A．根据上述分析可知，放电时，电极M 为负极，A 错误；
B．充电为放电的逆过程，所以充电时，Na
+通过钠离子交换膜向阴极（M 极）移动，B 正确；
C．放电时，N 极CaFeO3
转化为CaFeO2.5
，发生还原反应，其电极反应为2CaFeO3+2e
-=2CaFeO2.5+O
2−，
C 错误；
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D．充电时，每生成1mol Na，同时也会有0.5molO2-消耗，所以有机电解质的整体质量减小23g+
0.5mol×16g/mol=31g，D 错误；
答案选B。
12．(2023·梅州二模)近年来电池研究领域涌现出一类纸电池。某纸电池结构如图所示，其M 极为嵌锂石墨
烯(LixC6)，N 极为钴酸锂(LiCoO2)，电解质为六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯溶液，电池总反应为：
Lix C6+Li1−x CoO2=LiCoO2+C6下列说法不正确的是
A．放电时，M 电极反应式为：Lix C6−xe
−= x Li
++C6
B．放电时，Li
+由N 极向M 极迁移
C．充电时，M 极接直流电源负极，发生还原反应
D．充电时，每转移1mol电子，N 极质量理论上减少7g
【答案】B
【分析】根据电池总反应LixC6+Li1−xCoO2=LiCoO2+C6，可知M 极为负极，N 极为正极。
【详解】A．放电时，M 电极为负极，反应式为：LixC6−xe−=xLi++C6，A 正确；
B．放电时，原电池的阳离子由负极向阳极移动，Li+由M 极向N 极迁移，B 错误；
C．充电时，M 极接直流电源负极，为阴极，发生还原反应，C 正确；
D．充电时，N 极为阳极，发生还原反应，LiCoO2-xe-= Li1−xCoO2+xLi+，每转移1mol 电子，N 极减少1mol
Li+，质量减少1mol×7g/mol=7g，D 正确；
故答案为：B。
13．(2023·茂名一模)一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示，该电池用石墨毡做电
极，可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为：Pb+2Ce
4+ ⇌
充电
放电
Pb
2++2Ce
3+。下列相
关说法正确的是
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A．放电时，Pb
2+在b 电极发生还原反应
B．该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液
C．充电过程中，a 电极发生的反应为Ce
3+−e
−=Ce
4+
D．放电过程中，电解质溶液中的CH3SO3
−向a 电极移动
【答案】D
【详解】A．由题中方程式可知放电过程是Pb-2e=Pb
2+，发生在a 电极氧化反应 ，A 错误；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀，所以不能用稀硫酸酸化电解质溶液，B 错误；
C．充电过程中，a 电极发生的反应为Pb
2++2e=Pb，C 错误；
D．放电过程中，内电路电流的方向是a-b，所以电解质溶液中的CH3SO3
−向a 电极移动，D 正确；
故选D。
14．(2023·茂名二模)一款可充放电固态卤离子穿梭电池工作时原理如图所示，Ⅰ室、Ⅱ室、Ⅲ室均为
HGPE 凝胶聚合物电解质，下列说法正确的是
A．放电时，b 为正极，发生还原反应
B．放电时，a 电极反应为：FeOCl+e
−=FeO+Cl
−
C．交换膜1、2 分别为氯离交换膜和阳离子交换膜
D．充电时，每转移1mol 电子，b 电极增重35.5g
【答案】B
【分析】如图，Ⅲ室中b 极为锂电极，为放电时的负极，发生反应：Li-e
−+Cl
−=LiCl，Cl
−通过交换膜2
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移向Ⅲ室，交换膜2 为阴离子交换膜，a 极为放电时的正极，发生反应：FeOCl+e
−=FeO+Cl
−，Cl
−通过交
换膜1 向Ⅱ室。
【详解】A．b 极为锂电极，为放电时的负极，发生氧化反应：Li-e
−+Cl
−=LiCl，A 错误；
B．a 极为放电时的正极，发生反应：FeOCl+e
−=FeO+Cl
−，B 正确；
C．交换膜1 和交换膜2 均为氯离子交换膜，C 错误；
D．充电时，b 发生反应：LiCl+e
−=Li+Cl
−，LiCl→Li，质量减少，每转移1mol 电子，b 电极减少
35.5g，D 错误；
故选B
15．(2023·揭阳上学期期末)近期，科学家研发出了一种新型铝电池。该电池电极分别为铝和硒，熔盐电解
质由氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)和氯化铝(AlCl3)组成(如图所示)。其中，电池放电过程中会形成
AlnCl3n+1
−
，放电总反应的离子方程式为2Al+3Se=Al2Se3
．下列说法错误的是
A．充电时，电极Al 为阴极
B．放电时，Al 电极附近的阴离子浓度降低
C．放电时，电路中每转移1 mol 电子，理论上正极质量增加9 g
D．充电时，阳极的电极反应式为(n-1)Al-3(n-1)e
-+ (3n+1)AlCl4
-=4AlnCl3n+1
-
【答案】D
【分析】放电总反应的离子方程式为2Al+3Se=Al2Se3，则反应中铝发生氧化反应为负极、惰性电极为正
极；
【详解】A．放电时铝发生氧化反应为负极，则充电时，电极Al 为阴极，故A 正确；
B．电池放电过程中铝极反应为nAl-3ne
-+ (3n+1)Cl
-=AlnCl3n+1
-
，Al 电极附近的阴离子浓度降低，故B
正确；
C．放电时，电路中每转移1 mol 电子，Al∼3e
-，结合反应2Al+3Se=Al2Se3，则电路中每转移1 mol 电
子，理论上正极质量增加9 g，故C 正确；
D．充电时，阳极的电极反应为nAl2Se3-6ne
-+2(3n+1)Cl
-=2AlnCl3n+1
-
+3nSe，故D 错误；
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故选D。
16．(2023·江门一模)原油中的硫化氢可采用电化学法处理，并制取氢气，其原理如图所示。下列说法错误
的是
A．电解池中电极a 为阳极
B．H+由电解池的左池移向右池
C．从反应池进入电解池的溶液溶质为FeCl2和HCl
D．生成11.2LH2(标准状况)，理论上在反应池中生成0.25molS 沉淀
【答案】D
【分析】从图分析，FeCl3溶于经H2S 还原为FeCl2进入a 极再循环使用，那么a 极为Fe2+变为Fe3+发生氧化
反应为阳极，而b 极产生H2发生还原反应为阴极。
【详解】A．由上分析，a 极为阳极，A 项正确；
B．H+通过膜移向阴极，即从左池经膜移向右池，B 项正确；
C．反应池的反应为2FeCl3+H2S=S↓+2FeCl2+2HCl，所以进入电解池的溶有FeCl2和HCl，C 项正确；
D．电子守恒关系：H2~2e-~S，即每产生1molH2可以产生1molS 沉淀，那么11.2L 即为0.5molH2产生
0.5molS，D 项错误；
故选D。
17．(2023·江门上学期联考)某科研团队发现二维Mo2B2和Cr2B2在电化学反应条件下具有优异的抑制表面氧
化和自腐蚀的能力，使Mo2B2和Cr2B2成为有前景的尿素生产电催化剂。该工作为尿素的电化学合成开拓了
新的道路。模拟装置(电催化剂作阴极)如图所示。下列叙述错误的是
A．交换膜R 为质子交换膜
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B．可用饱和食盐水代替硫酸钠作电解质溶液
C．阴极的电极反应式为CO2+ N2+6 H
++6e
−=CO(NH2)2+ H2O
D．每生成60g CO(NH2)2，理论上阳极生成的气体在标准状况下的体积为33.6L
【答案】B
【分析】如图，左侧电极上生成氧气，发生氧化反应，为阳极，故a 为正极，b 为负极，右侧电极为阴极，
发生还原反应生成尿素。
【详解】A．阳极的电极式为：2H2O-4e
-=4H
++O2↑，产生的氢离子移向阴极，与二氧化碳、氮气反应生
成尿素，交换膜R 为质子交换膜，A 正确；
B．若用氯化钠溶液作电解质溶液，则阳极上产生氯气，B 错误；
C．阴极氢离子与二氧化碳、氮气反应生成尿素，电极反应式为：CO2+ N2+6 H
++6e
−=CO(NH2)2+ H2O，C
正确；
D．60g CO(NH2)2的物质的量为1mol，根据阴极的电极式可知，电路中转移电子的物质的量为6mol，阳
极上生成1mol 氧气转移4mol 电子，故生成1.5mol 氧气，故理论上阳极生成的气体在标准状况下的体积为
33.6L，D 正确；
故选B。
18．(2023·惠州市下学期第一次调研)电解法制取Na2FeO4的总反应为Fe+2H2O+2OH
−= FeO4
2−+3 H2↑，
工作原理如图所示。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。下列叙述正确的是
A．铁电极做阳极，发生还原反应
B．Ni 电极发生的反应为：2H2O+2e
−= H2+2OH
−
C．通电后Na+向右移动，阴极区Na+浓度增大
D．当电路中通过1 mol 电子时，阴极区有11.2 L H2生成
【答案】B
【详解】A．铁电极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，生成FeO4
2−，故A 错误；
13
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B．Ni 电极为阴极，发生的反应为：2H2O+2e
−= H2+2OH
−，B 正确；
C．为保障阳极区的强碱性条件，该电解池中离子交换膜只能是阴离子交换膜，因此通电后，阴极区的
OH－向左移动，故C 错误；
D．当电路中通过l mol 电子的电量时，生成 0.5 mol 氢气，温度压强不知，无法计算气体的体积，故D 错
误；
故选B。
19．(2023·广州一模)以熔融盐(CaCl2、NaCl)为电解液，以石墨为阳极，电解TiO2和SiO2获取电池材料
TiSi，下列说法正确的是
A．阳极上SiO2
被还原
B．阴极发生的反应为2Cl
−−2e
−=Cl2↑
C．电解时，阳离子向阳极移动
D．理论上每生成1mol TiSi电路中转移8 mol电子
【答案】D
【详解】A．石墨为阳极，电解池阳极发生氧化反应，A 错误；
B．TiO2和SiO2为电池阴极，发生还原反应，反应方程式为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B 错误；
C．电解时阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，C 错误；
D．由阴极电极反应式可知，每生成1mol TiSi，电路中转移8mol 电子，D 正确；
故选D。
20．(2023·广州一模)新型Li-Mg 双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。
放电时电极a 的反应为：Li1-xFePO4+xLi
++xe
-=LiFePO4;下列说法不正确的是
A．充电时，Mg极为阴极
B．放电时，Li
+从I 室向II 室迁移
C．放电时，II 室Li2SO4溶液的浓度增大
D．每消耗1molMg，电极a 质量理论上增加14g
【答案】C
【详解】A．放电时电极a 的反应为：Li1-xFePO4+xLi
++xe
-=LiFePO4，a 为正极，Mg为负极，所以充电
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时Mg为阴极，A 正确；
B．放电时I 室为负极区，II 室为正极区，阳离子向正极移动，所以向II 室迁移，B 正确；
C．放电时电极a 的反应为：Li1-xFePO4+xLi
++xe
-=LiFePO4，消耗Li
+，同时锂离子通过透过膜进入II
室，所以Li2SO4溶液的浓度不变，C 错误；
D．放电时Mg发生反应：Mg-2e
-=Mg
2+，当有1molMg发生反应时，转移2mole
−，电极a 质量理论上增加
2molLi
+，质量为：14g，D 正确；
故选C。
21．(2023·广州二模)科学家研发了一种以Al 和Pd@石墨烯为电极的Al-N2
电池，电池以AlCl4
−−Al2Cl7
−离
子液体作电解质，放电时在提供能量的同时实现了人工固氮，示意图如下。下列说法不正确的是
A．充电时Al 电极是阴极
B．放电时AlCl4
−离子浓度增大，Al2Cl7
−离子浓度减少
C．放电时正极反应为N2+8 Al2Cl7
−+6e
−=2AlN +14 AlCl4
−
D．放电时电路中每通过6mol e
−，电池总质量理论上增加28g
【答案】B
【详解】A．充电时，Al 电极发生反应是，8Al2Cl7
-+6e-=2Al+14AlCl4
-，发生还原反应，故作为阴极，A
正确；
B．放电时，Al 作为负极，发生氧化反应，电极反应是2Al+14AlCl4
--6e－=8Al2Cl7
-。正极发生反应是
N2+8 Al2Cl7
−+6e
−=2AlN +14 AlCl4
−，总反应是2Al+N2=2AlN，AlCl4
-，Al2Cl7
-浓度均不变，B 错误；
C．放电时，正极发生反应是N2+8 Al2Cl7
−+6e
−=2AlN +14 AlCl4
−，C 正确；
D．由以上电极反应可知，放电时电池总质量增加相当于是增加了N2，每通过6mol 电子，参加反应N2是
1mol，增加质量是28g/mol×1mol=28g，D 正确；
故选B。
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22．(2023·佛山二模)过硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵
和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是
A．a 为外接电源的负极
B．电解总反应：O2+2H
++2SO4
2−
电解
¿ H2O2+S2O8
2−
¿
C．阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代
D．电解池工作时，I 室溶液质量理论上逐渐减小
【答案】C
【分析】S 元素化合价由＋6 价升高为＋7 价，化合价升高被氧化，故右侧Pt 电极为阳极，b 为外接电源正
极，a 为外接电源负极，左侧Pt 电极为阴极。
【详解】A．根据分析，a 为外接电源的负极，A 正确；
B．根据分析，阴极氧气被还原，阳极硫酸根被氧化，电解总反应正确，B 正确；
C．根据阳极产物可知，反应需要消耗硫酸根，阴离子交换膜不可用阳离子交换膜替代，C 错误；
D．电解池工作时，I 室溶液中氢离子移向阴极，硫酸根移向阳极，消耗硫酸，I 室溶液质量理论上逐渐减
小，D 正确；
故选C。
23．(2023·大湾区二模)利用[Fe(CN)6]
4−/[Fe(CN)6]
3−介质耦合微生物电化学系统与电催化还原CO2系统，既
能净化废水，又能CO2向高附加值产物转化，其工作原理示意图如图a 和图b 所示，下列说法错误的是
A．图a 装置和图b 装置中的H
+都是从左向右移动
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B．图a 装置中甲电极的反应式为：CH3COO
−−8e
−+7OH
−=2CO2↑+5 H2O
C．图b 装置中丙电极的电势比丁电极高
D．图b 装置中丁电极中每消耗22.4 L CO2(标准状况)，转移电子数约为3.612×10
24
【答案】B
【分析】由图可知，甲极发生氧化反应生成二氧化碳，为负极，则乙为正极；丙极发生氧化反应生成
[Fe(CN)6]
3−，为阳极，则丁为阴极；
【详解】A．a 中氢离子向正极右侧迁移，b 中氢离子向阴极右侧迁移，故A 说法正确；
B．a 装置中甲电极上乙酸根离子失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应式为：
CH3COO
--8e
-+2H2O=2CO2↑+7H
+，故B 说法错误；
C．图b 装置中丙电极为阳极、丁电极为阴极，则丙的电势比丁电极高，故C 说法正确；
D．图b 装置中丁电极二氧化碳转化为甲醇，电子转移情况为CO2∼6e
-，则每消耗22.4 L CO2
(标准状况下
为1mol)，转移电子数约为6×6.02×1023=3.612×10
24，故D 说法正确；
故选B。
24．(2023·潮州二模)相比锂电池，钠电池具有性能稳定、安全性好等优点，且可循环使用，寿命较长，对
环境较友好。如图是某钠离子二次电池工作原理示意图，电池反应为
2NaFePO4F+Na3Ti2(PO4)3=2Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3，下列说法错误的是
A．充电时，N 极接电源的负极
B．放电时，导线中每通过1mol 电子，理论上M 极质量减轻23g
C．放电时，N 电极上的电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e
-=NaTi2(PO4)3+2Na
+
D．理论上，该电池在充、放电过程中，溶液中的钠离子浓度始终不变
【答案】B
【分析】该装置为二次电池，放电为原电池装置，充电为电解池，根据装置图，放电时，Na+向左边电极
移动，根据原电池工作原理，左边电极为正极，右边电极为负极，据此分析。
【详解】A．由图示可判断，放电时Na+向 NaFePO4F 电极方向移动，所以 NaFePO4F 电极为正极，充电
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时作阳极与外接电源正极相连，即M 接电源正极，N 接电源负极，故A 说法正确；
B．根据总反应式，放电时，原电池的正极反应为 NaFePO4F+Na++e-=Na2FePO4F ， M 极质量不会减轻，
反而会增重，导线中每通过1mol 电子，理论上M 极质量增重23g ，故B 说法错误；
C．由总反应结合原电池正极反应可知，放电时负极N 上的电极反应式为 Na3Ti2(PO4)3-2e-
=NaTi2(PO4)3+2Na+ ，故C 说法正确；
D．由图示知， NaFePO4F 、 Na2FePO4F 、 Na3Ti2(PO4)3 、 NaTi2(PO4)3 均附着在电极材料上，充、放电
时两极反应的 Na+ 生成与消耗的量相等，理论上溶液中的钠离子浓度不变，故D 说法正确；
答案为B。
25．(2023·湛江一模)双极膜在电化学中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜
内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H
+和OH
−，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。三碘甲烷(
CHI3)又名碘仿，在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示，反应原
理为C2H5OH+5IO
−=CHI3+CO3
2−+2I
−+OH
−+2H2O，下列说法不正确的是
A．电极N 连接直流电源的负极
B．电解一段时间后，硫酸溶液浓度降低
C．电极M 上的主要反应为I
−−2e
−+2OH
−=IO
−+ H2O
D．每制备1mol 三碘甲烷，理论上双极膜内解离180gH2O
【答案】B
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源的负极相连的电极N 为电解池的阴极，氢离子在阴极得
到电子发生还原反应生成氢气，双极膜中氢离子向阴极移动，电极M为阳极，碱性条件下碘离子在阳极失
去电子发生氧化反应生成次碘酸根离子，次碘酸根离子与乙醇反应生成三碘甲烷、碳酸根离子、碘离子、
氢氧根离子和水，双极膜中氢氧根离子向阳极移动。
【详解】A．由分析可知，与直流电源的负极相连的电极N 为电解池的阴极，故A 正确；
B．由分析可知，与直流电源的负极相连的电极N 为电解池的阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应
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生成氢气，双极膜中氢离子向阴极移动，则电解一段时间后，电解一段时间后，阴极区硫酸浓度不变，故
B 错误；
C．由分析可知，电极M为阳极，碱性条件下碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次碘酸根离子，电极
反应式为I
−−2e
−+2OH
−=IO
−+ H2O，故C 正确；
D．由得失电子数目守恒可知，每制备1mol三碘甲烷，需要消耗5mol 次碘酸根离子，外电路转移10mol
电子，则理论上双极膜内解离180g 水，故D 正确；
故选B。
26．(2023·东莞市上学期期末教学质量检查)沉积型锌镍单液流电池是介于双液流电池和传统二次电池之间
的一种储能装置，放电时的电池结构见如图。下列说法正确的是
A．充电时a 电极是阳极
B．放电时OH
−向b 电极移动
C．放电时储液罐中K2[Zn (OH)4]溶液浓度增加
D．充电时b 电极发生反应：Ni(OH)2+e
−+OH
−= NiOOH+ H2O
【答案】C
【分析】由图可知，放电时，Zn 作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，NiOOH 电极为正极，电
极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni (OH)2+OH-，充电时，Zn 作阴极，NiOOH 电极作阳极，电极反应式为Ni
(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，据此作答。
【详解】A．由分析可知，充电时，Zn 作阴极，A 错误；
B．OH
−是阴离子，放电时，移向负极，即a 电极，B 错误；
C．放电时，Zn 作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，储液罐中K2[Zn (OH)4]溶液的浓度增大，
C 正确；
D．充电时，b 电极发生的反应是Ni (OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，D 错误；
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故答案为：C。
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