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猜押 电化学装置分析
猜押考点
1 年真题
考情分析
押题依据
电化学装置
分析
2024 年第11 题
无论是全国卷还是各自主命题
省份的试卷，对电化学考查的概率
为100%，这主要源于电化学在中
学化学中的重要地位，在生活、生
产中有着广泛而重要的应用，并且
能很好地考查考生宏观辨识与微观
探折、变化观念与平衡思想以及证
据推理与摸型认知等多重学科素
养，根据对近年来考题的分析，电
化学命题往往以可充电电池的工作
原理及电解原理的应用为背景，考
查电极反应式的书写、离子移动方
向、金属的电化学腐蚀及防护等知
识。或将原电池、电解原理与物质
的制备、金属的提纯、金属的防护
结合起来考查。
根据近年来高考试题的分析来
看，依据研究对象不同，可以将电
化学装置分为五种类型，一是依据
原电池原理设计的新型电化学装置
分析；二是依据二次电池原理设计
的新型电化学装置分析；三是依据
电解池原理设计的新型电化学装置
分析；四是依据电化学原理设计的
组合式新型电化学装置分析；五是
依据电化学原理设计的金属腐蚀和
防护电化学装置分析。考查的角度
主要有电极反应方程式的书写或正
误判断、离子移动的方向、电极产
物种类的判断与量的计算等。
1．(2025·安徽皖北协作体·一模)二苯重氮甲烷(
)在抗生素的制备过程中起关键作用。以二苯
甲酮腙(
)为前体合成二苯重氮甲烷的原理如图所示。下列说法错误的是
1
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A．
为催化剂
B．若以铅蓄电池为电源，则与石墨一极相连的为
电极
C．阴极的电极反应式为
D．理论上生成
的同时生成1.5mol 二苯重氮甲烷
【答案】D
【分析】由图可知，石墨电极上发生失去电子的氧化反应，电极反应为：
，则石墨电极为阳
极，Ni 电极为阴极，电极反应为
，阳极上生成的
与
反应生成
和
，据此解答。
【详解】A．由图可知，
在阳极上先消耗，最后又重新生成，相当于催化剂，A 项正确；
2
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B．根据分析可知，石墨电极为阳极，与外电源正极相连，则与铅蓄电池的
电极相连，B 项正确；
C．由分析可知，阴极的电极反应式为
，C 项正确；
D．理论上生成
转移2mol 电子，则阳极生成
，根据原子守恒可知生成1mol 二苯重氮甲烷，D
项错误；
故选D。
2．(2025·安徽安庆·二模)一种采用新型双极膜电解硝酸盐制备
的方法，可以提高
的法拉第效率
。工作时
在双极膜界面处被催化解离成
和
并向两极移动，阴
极副产物有
。该装置工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电势：
B．装置工作时，阴极区的
穿透双极膜进入阳极区
C．阴极反应式为
D．当阳极产生
气体(标准状况)时，阴极产生
，则
【答案】D
【分析】电极发生的是
转化为
和
的过程，因此为阴极，
为阳极；阴极主要反应为
3
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；阳极反应为
。
【详解】A．阳极电势高于阴极，因此电势：
，A 错误；
B．
不能透过双极膜，B 错误；
C．由上述分析可知，阴极主要反应为
，C 错误；
D．由电极反应可知，阳极产生
气体(标准状况)时，即
，共转移
电子，阴极产生
，产生
转移的电子为
，
，D 正确；
故答案选D。
3．(2025·安徽江南十校联考·一模)某国外期刊报道了我国科学家设计的一种聚合物微粒电池，其工作原理
如图所示，已知该电池在放电过程中产生聚对苯二酚。下列说法正确的是
A．放电时，b 电极的电势要高于a 电极
B．放电时
从a 极区经过半透膜向b 极区迁移
C．充电时，b 电极的电极反应方程式为
D．充电时，a 电极附近的
浓度减小
【答案】D
【分析】
4
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工作原理如图所示，已知该电池在放电过程中产生聚对苯二酚(
)，根据图中信息，
变为
是还原反应，说明a 电极为正极，b 为负极，图中
到
是氧化反应，则a 电极为阳极。
【详解】
A．根据图中信息和前面分析，放电过程中产生聚对苯二酚，
变为
是还原反应，
则a 电极为正极，因此b 电极的电势要低于a 电极，故A 错误；
B．根据原电池同性相吸，则放电时
从b 极区经过半透膜向a 极区迁移，故B 错误；
C．充电时，b 电极为阴极，则b 的电极反应方程式为
，故C 错误；
5
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D．充电时，a 电极为阳极，则a 电极聚对苯二酚与
生成
和水，则a 电极附近的
浓度
减小，故D 正确。
综上所述，答案为D。
4．(2025·安徽滁州·一模)我国科学家发明了一种以
和
为电极材料的新型电池，
内部结构如下图所示，其中①区②区③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时电极材料
转化为
。下列说法错误的是
A．充电时，外电源的负极连接b 电极
6
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B．充电时，①区溶液中的
向②区迁移
C．放电时，转移
个电子时②区溶液增重174g
D．放电时，a 电极的电极反应式为
【答案】B
【分析】放电时，电极材料
转化为
，电极反应式为
-2ne-=
+2nK+，是原电池的负极，生成的K+需要通过阳离子交换膜进入②区，故该电极反应
在③区发生，即b 为放电时的负极；故a 电极为放电时的正极，二氧化锰得电子发生电极反应MnO2+4H+
+2e-=Mn2++2H2O，阳离子的消耗多于生成，故硫酸根通过阴离子交换膜进入②区；且可知①区为酸性，③
区为碱性；
【详解】A．充电时，外电源负极连接原电池负极，即连接b 电极，A 正确；
B．由分析知，放电时，①区溶液中的硫酸根离子向②区迁移，则充电时，硫酸根迁移方向与放电时相反，
B 错误；
C．由分析及电极反应式，放电时，转移2NA个电子，有2molK+和1mol 硫酸根进入②区，故②区溶液增重
174g，C 正确；
D．由分析，放电时，a 电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，D 正确；
故本题选B。
5．(2025·安徽淮北、淮南·一模)微生物电合成系统(MES)是一种新型的碳捕获生物技术，已知阴极副产物有
乙醇、氢气。下列说法错误的是
7
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A．电流的流向：由N 电极经导线到M 电极
B．生成
的电极反应式为
C．离子交换膜为质子交换膜
D．每生成
，同时生成
【答案】D
【分析】由图可知，H2O 在M 电极失去电子生成O2，M 电极为阳极，CO2在N 电极得到电子生成
，N 电极为阴极，以此解答。
【详解】A．由分析可知M 为阳极，N 为阴极，故电流由N 电极经导线到M 电极，A 正确；
B．CO2在N 电极得到电子生成
，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为
，B 正确；
C．N 极电极方程式为：
，需要消耗氢离子，而M 极生成氢离子，推
知离子交换膜为质子交换膜，C 正确；
D．由题干信息，阴极副产物有乙醇、氢气，可知每生成
，阴极生成
小于
，D 错误；
故选D。
6．(2024·安徽江淮十校·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
8
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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，
。
【详解】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。
7．(2024·安徽华大新高考联盟·二模)科学家设计了一套电解装置，图中的双极膜中间层中的H2O 解离为
H+和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移，如图所示。下列叙述错误的是
9
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A．电极电势：催化电极a>催化电极b
B．双极膜的右侧是阳离子交换膜
C．阳极反应式为
-6e-+6OH-=
+4H2O
D．标准状况下，每消耗33.6LCO2会生成1mol
【答案】D
【分析】催化电极b 上二氧化碳转化为甲酸，化合价降低，得电子，发生还原反应，故催化电极b 为阴极
(与电源负极相连)，催化电极a 为阳极。
【详解】A．阳极电极电势大于阴极电极电势，故电极电势：催化电极a>催化电极b，A 正确；
B．阴极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，消耗氢离子，故双极膜产生的氢离子会迁移到双极膜右侧，即双极
膜右侧为阳离子交换膜，B 正确；
C．阳极上有机物中的-CH2OH、-CHO 均被氧化为羧基，阳极反应式为
-6e-+6OH-=
+4H2O，C 正确；
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D．结合选项B 和电极上得失电子守恒，标准状况下，每消耗33.6LCO2 会转移3mol e-，生成0.5mol
，D 错误；
故答案选D。
8．(2025·江南十校·第一次综合素质检测)回收利用工业废气中的
和
，实验原理示意图如下(双极膜
可将膜内的水分离成
和
)。下列说法错误的是
A．装置a 中溶液的作用是吸收废气中的
B．m 极为电源的正极
C．该装置中双极膜左侧为阴离子交换膜
D．电解过程中阴极区溶液的pH 升高
【答案】D
【分析】根据图知，含CO2和SO2的废气通入NaHCO3溶液中，得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液和CO2，发
生的反应为2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，电解池中，左侧电极上
失电子生成
，该电极上失电
子发生氧化反应，为阳极，电解质溶液呈碱性，阳极反应式为
-2e-+2OH-=
+H2O，则通入CO2的电
极为阴极，阴极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，m 为电源的正极，n 为负极；
【详解】A．装置a 中二氧化硫和碳酸氢钠反应的离子方程式为：2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，目的是
吸收SO2，A 正确；
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B．由上述分析可知，m 为电源的正极，B 正确；
C．电解池中阴离子向阳极移动，双极膜左侧为阴离子交换膜，C 正确；
D．阴极的电极反应式为：
，生成HCOOH 使溶液的pH 降低，D 错误；
故选D。
9．(2025·天域安徽大联考·一模)一种新型的锌—碘溴液流电池工作原理示意图如下。下列说法正确的是
A．充电时a 极反应为
B．隔膜只允许阳离子通过
C．放电时，b 电极每减重0.65g，溶液中增加0.01molI-
D．I2Br-中I 原子为sp3杂化
【答案】A
【分析】根据题目所给图分析，放电时，a 电极的
得电子，形成溴离子和碘离子，发生还原反应作正
极，b 电极Zn 失去电子形成
，发生氧化反应作负极；充电时，a 电极的
失去电子与溴离子共同形
成
，发生氧化反应作阳极，b 电极的
得电子形成Zn，发生还原反应作阴极；
【详解】A．根据分析，充电时，a 电极作阳极发生氧化反应，电极反应式为
，A 正
确；
B．根据题目所给示意图分析，放电时，b 电极的Zn 失去电子形成
，b 电极区要维持正负电荷守恒，
则锌离子通过隔膜向a 极区迁移，隔膜能通过阳离子，电极两侧的电解液溶质相同，则阴离子也可以迁移，
B 错误；
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C．放电时，b 电极发生反应
，b 电极每减重0.65g，转移电子0.02mol，则溶液中应增加
0.02mol
，C 错误；
D．根据价层电子对理论，价层电子对数=
，则其杂化轨道不是
，D 错误；
故选A。
10．(2025·安徽江淮十校联考·一模)乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料
制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。已知乙醛酸的相对分子质量为
74，下列说法正确的是
A．离子交换膜为阴离子交换膜
B．b 极与外电源的正极相连
C．当外电路通过1mole-时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为37g
D．此装置中乙二醛被氧化的化学方程式：2
+O2→2
【答案】C
【分析】由题中信息：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合题中装置图，可知阳极生成的Cl2通
入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧，Cl2与乙二醛发生氧化还原反应，生成Cl-移向与a 电极相连的电极，与b
电极相连的电极发生还原反应，生成H2，a 为电源正极，b 为电源负极。根据电解原理，可知阳极发生的
电极反应式为
，阴极发生还原反应，电极反应方程式为
，据此分析解题。
【详解】A．根据题意氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，A 错误；
B．a 为电源正极，b 为电源负极，B 错误；
C．根据得失电子守恒有
，则当外电路通过1mole-时，理论上最多
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可生成乙醛酸的质量为
，故C 正确；
D．氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为：
+H2O+Cl2
+2HCl，D 错误；
故选C。
11．(2025·安徽蚌埠·调研)某研究所构建了
新型二次电池，该电池以
和多孔
纳米片为两极材
料，分别以
和
溶液为电解液，工作原理如图所示。双极膜中的
解离成
和
。下列说
法正确的是
A．a 极电势高于b 极
B．当双极膜中离解
时，外电路转移
电子
C．放电时，总反应为：
D．充电时，双极膜中
移向a 极，
移向b 极
【答案】C
【分析】放电时b 极为正极，a 极为负极，放电总反应为：
。
【详解】A．由图示信息可知，放电时b 极为正极，a 极为负极，b 极电势高于a 极，A 错误；
B．当双极膜中离解1molH2O 时，外电路转移1mol 电子，B 错误；
C．放电时b 极为正极，a 极为负极，放电总反应为：
，C 正
确；
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D．充电时,双极膜中OH−移向b 极(阳极)，H+移向a 极(阴极)，D 错误；
故选C。
12．(2024·安徽合肥一六八中学·三模)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：
已知：
下列说法错误的是
A．Pt 电极接电源正极
B．制备1mol 环氧乙烷，Ni 电极区产生2molH2
C．Pt 电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br+HBr
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
【答案】B
【分析】
由题给信息：“
”可知，在Pt 电极，Br-失电子生成Br2，然后与
水反应的产物再与CH2=CH2发生反应，所以Pt 电极为阳极，Ni 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。
【详解】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 正确；
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，Pt 电极区的反应方程式为：
CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br+HBr，故C 正确；
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
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环氧乙烷，故D 正确；
故选B。
13．(2024·安徽六安第一中学·模拟预测)Adv. Mater.报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，
光照时，光催化电极产生电子(
)和空穴(
)，下列有关说法正确的是
A．光催化装置中溶液的
增大
B．整套装置转移0.2mol
，光催化装置生成2.24L 气体
C．电催化装置阳极电极反应式：
D．离子交换膜为阴离子交换膜
【答案】C
【分析】由图可知，电催化装置中，与直流电源负极相连的左侧电极为电解池的阴极，碘三离子在阴极得
到电子发生还原反应生成碘离子，右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，
破坏水的电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极；光催化装置中，氢离子得到电子发生还原反
应生成氢气，碘离子得到空穴发生氧化反应生成碘三离子。
【详解】A．由分析可知，光催化装置中，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，溶液中的氢离子浓度
减小，A 错误；
B．未指明气体是否处于标准状况，不能用气体摩尔体积计算，B 错误；
C．右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，电极反应：
，C 正确；
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D．由分析可知，电催化装置中，右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，
破坏水的电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极，D 错误；
答案选C。
14．(2024·安徽省·临考预测押题密卷)有机溶剂-水自分层电池，借助液-液界面屏障，可以实现电池在无隔
膜下平稳运行。中国科学院大连化学物理研究所提出了一种锌、溴自分层电池，该电池采用
的水溶
液作为负极电解液，而正极电解液为含
的
有机溶液。其装置如图所示，下列说法错误的是
A．放电时，电子从负极流出进入正极，再经电解液回到负极
B．放电时，溶于
中的
被还原为
，重新回到水溶液中
C．充电时，阴极电极反应式为
D．该电池可有效防止
的交叉混合，因此无需隔膜
【答案】A
【分析】根据题意可知，ZnBr2为负极电解液，放电时电极反应式为
，Br2的CCl4为正极电解
液，电极反应式为
。
【详解】A．放电时，电子从负极流出进入正极，但不会经过电解液，电解液中离子定向移动形成闭合回
路，A 错误。
B．根据题干信息可知，放电时，有机相为正极电解液，溶于
中的
得电子被还原为
，重新回到
水溶液中，B 正确。
C．放电时，负极电极反应式为
，故充电时，阴极电极反应式为
，C 正确。
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D．
在水和
中溶解度相差较大，该电池可有效防止
的交叉混合，因此无需隔膜，D 正确。
答案选A。
15．(2024·安徽师范大学附属中学·三模)三维电极法：是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料，
填充的粒子电极表面能带电，成为新的一极(第三极)。如图为用三维电极法处理氨氮废水的原理图，石墨
板作为阴、阳极，自制活性炭为填充材料，电解一定浓度的
、
与NaCl 的酸性混合溶液
来进行模拟。下列选项中不正确的是
A．m 电极为电解池阳极
B．n 电极上的反应为：
C．该装置生成大量氧化性更强的·OH，·OH 去除
的离子方程式
D．相比于传统的二维电极反应系统，三维电极的提高了电流效率，粒子电极表面会生成许多强氧化性
物质，氧化效率高
【答案】B
【分析】m 电极上H2O 发生失电子的氧化反应转化成
、Cl-发生失电子的氧化反应转化成Cl2，m 电极为
电解池的阳极，n 电极为电解池的阴极，n 电极上O2发生得电子的还原反应转化成
。
【详解】A．根据分析，m 电极为电解池的阳极，A 项正确；
B．n 电极上O2发生得电子的还原反应转化成
，由于混合溶液呈酸性，故n 电极的电极反应为O2+2e-
+2H+=2
，B 项错误；
C．由图可知，该装置生成大量氧化性更强的
，
将
氧化成N2，则
被还原成H2O，根据得
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失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为6
+2
=N2↑+6H2O+2H+，C 项正确；
D．三维电极法是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料，填充的粒子电极表面能带电，成为
新的一极(第三极)，结合图示可知，相比于传统的二维电极反应系统，三维电极的电极比表面积增大，粒
子间距小，提高了电流效率，粒子电极表面会生成许多强氧化性物质，氧化效率高，D 项正确；
答案选B。
16．一种微生物电池无害化处理有机废水的原理如图所示，废水中含有的有机物用
表示。下列说
法正确的是
A．N 极电势低于M 极电势
B．温度越高废水处理速率越快
C．M 极产生
，则Ⅲ区溶液质量增加23g
D．M 极的电极反应式为：
【答案】D
【分析】M 极有机物生成CO2，发生氧化反应，是负极，N 极为正极，正极上发生还原反应，依次分析。
【详解】A．M 极C6H12O6转化为CO2，碳元素化合价升高，M 极为原电池负极，负极电势低于正极电势，A
错误；
B．升高温度微生物容易失去活性，影响电池工作效率，B 错误；
C．未指明CO2所处的温度和压强，C 错误；
D．M 极为负极，发生氧化反应，有机物被氧化生成CO2，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得电极反
应式为：
，D 正确；
答案选D。
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17．一种高效除去废水中的
的电化学装置如图所示。已知常温下，
，
。下列说法正确的是
A．若以铅蓄电池为电源，则a 极应与
电极相连
B．阳极发生的电极反应为
C．开始电解前应先调节
约为2，若
，该电解原理除去
的效率更高
D．电路中有
电子通过时，理论上最多生成的
的质量为
【答案】D
【分析】由图可知，该电化学装置使
转化为
沉淀除去，则铁为阳极，产生Fe2+，氧气将Fe2+氧
化为Fe3+，石墨为阴极，故a 为正极，b 为负极，以此解答。
【详解】A．由分析可知，Fe 电极为阳极，石墨为阴极，则a 为正极，b 为负极，铅蓄电池中
电极为负
极，若以铅蓄电池为电源，则b 极应与
电极相连，A 错误；
B．Fe 电极为阳极，Fe 失去电子生成Fe2+，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+，选项中的是阳极区总反应，而非电
极反应，B 错误；
C．由
可知，Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀时，c(OH-)=
，c(H+)=
，pH=2.8，
开始电解前应先调节
约为2，抑制Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，若
，Fe3+会转化为Fe(OH)3沉淀，除
20
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去
的效率会降低，C 错误；
D．Fe 电极为阳极，Fe 失去电子生成Fe2+，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+，路中有
电子通过时，生成
0.15mol Fe2+，氧气将Fe2+氧化为Fe3+，理论上最多生成的
的物质的量为0.15mol，质量
为151g/mol×0.15mol=
，D 正确；
故选D。
18．高分子有机物聚吡咯(PPy)是一种光敏型半导体，其制成的纳米管在紫外光照射、关闭周期内会发生如
下反应：
端正电荷分布密度的变化，在电解质溶液中
产生离子电流。某科研组使用PPy 构建了一种浓差电池，用来提取天然水中的氢能，其构造如图所示。下
列叙述正确的是
A．电极a 的电势低于电极b
B．
极电极方程式为
C．纳米管道中的离子电流仅由
阳离子的定向移动形成
D．照射一段时间后关闭光源，纳米管道中仍能存在微弱电流
【答案】D
【分析】
，由此反应可知，在光照下，
在电极b 失电
21
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子生成
，天然水中的
在电极a 得电子生成
，根据电子流向可知电极b 为负极，电极a
为正极。
【详解】A．由分析可知，a 极为正极，b 极为负极，故a 极的电势高于b 极，A 错误；
B．电极b 为负极，失电子发生氧化反应，电极方程式为：
-e-=
，B 错误；
C．天然水是混合物，含有多种离子，因此除了PPy 阳离子之外还会有其它离子（如
、
等）在溶液
中定向移动也能形成离子电流，C 错误；
D．照射一段时间后关闭光源，则反应
会逆向进
行，导致纳米管道中仍能存在微弱电流，D 正确；
故选D。
19．一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．与导电碳布相连的一极为电源的负极
B．反应一段时间后，阴极区和阳极区溶液的
均减小
C．理论上每将
处理为
，阳极区溶液减少
D．若该电池在高温下工作，其处理废水的效率会下降
【答案】C
22
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【分析】左侧电极上
转化为
，
转化为
，N 元素化合价升高，左侧为阳极，阳极总反
应为
，右侧为阴极，电极反应为
，据此解答。
【详解】A．由分析可知，导电碳刷作阳极，故导电碳布是阴极，与导电碳布相连的一极为电源的负极，
故A 正确
B．阳极总反应为
，转移电子数目与迁移到右侧阴极区的H＋数目相等，因此随着反
应进行，阳极区氢离子浓度增大，pH 减小；阴极发生为
，转移电子数目与
迁移过来的H＋数目相等，因此随着反应进行，阴极区氢离子浓度增大，pH 减小；故B 正确；
C．理论上每将
处理为
，转移6mol 电子，生成1mol N2(28g)逸出，同时有6mol H＋(6g)迁移到右
侧阴极区，因此阳极区溶液质量减少28g+6g =34g，故C 错误；
D．若该电池在高温下工作，厌氧氨氧化菌催化效果降低甚至失去活性，其处理废水的效率会下降，故D
正确；
故选C。
20．工业上用NaOH 溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到
H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。下列说法正确的是
A．b 极区得到的产物只有氧气
B．图中a 极要连接电源的正极
C．阳极发生的电极反应为
−2e-+2OH-=
+H2O
D．标况下，若阴极产生1.12L 气体，则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为0.1NA
【答案】D
【分析】观察图示，Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，左侧得到NaOH 溶液，右
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侧得到硫酸溶液，依据电解质溶液中阴阳离子的移动方向判断电极，阳离子Na+通过阳离子交换膜移向阴
极，
通过阴离子交换膜移向阳极，同时在阳极上发生氧化反应得到硫酸根离子，则a 为阴极，b 为阳
极。
【详解】A．b 极区得到的产物有氧气和硫酸，A 错误；
B．经过分析，a 为阴极，连接电源的负极，B 错误；
C．阳极为酸性环境，发生的电极反应为
−2e-+H2O =
+2H+，C 错误；
D．阴极上产生气体为H2，标况下，产生1.12L 气体即0.05mol，电子转移的物质的量为
0.05×2mol=0.1mol，则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为0.1NA，D 正确；
答案选D。
21．新型
电池能有效地捕获
，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 电极是电解池的阳极
B．该电池组中电子的流向为：
C．c 的电极反应为：
D．电路中转移
时，理论上能得到
【答案】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得到电子发生还原
反应变为
，b 为正极，与b 相连的d 为阳极；
【详解】A．由分析，c 为阴极，d 为阳极，A 正确；
B．电子只能在外电路流动，且由负极流向正极，
、
，B 错误；
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C．c 为阴极，电极反应为
得到电子发生还原反应生成氨分子：
，C 错误；
D．并未说明是标况，此时无法得知O2的体积，D 错误；
故选A。
22．我国科学家发明了一种
可充电电池，其工作原理如下图：
下列说法错误的是
A．充电时，
向
电极移动
B．充电时，阴极附近溶液的
增大
C．放电时，当电路中转移
电子时，正极区溶液质量增加
D．放电时，电池总反应为
【答案】C
【分析】Zn-MnO₂ 电池应该是一种碱性电池，因为通常这类电池使用KOH 作为电解质。在放电过程中，锌
作为负极被氧化，而二氧化锰作为正极被还原。充电过程则是相反的，即电解反应，阳极发生氧化反应，
阴极发生还原反应。
【详解】A．充电时，电池被反向连接，变成电解池。此时，阳离子（如K⁺）应该向阴极迁移，原来的负
极Zn 在充电时会成为阴极，这时候阳离子K⁺应该向阴极移动，A 正确；
B．充电时的阴极发生的反应应该是Zn(OH)
+ 2e⁻ = Zn + 4OH⁻。这样，阴极处会产生OH⁻，使得溶液的pH
升高，B 正确；
C．根据上面的分析，正极的放电反应是MnO2 +4H+ +2e⁻ =Mn2+ +2H2O，1molMnO2得到2mol 电子。当转移
0.2mol 电子时，对应的MnO2的物质的量为0.1mol，正极区溶液质量增加
，由电荷守恒0.1molSO
进
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入K2SO4 溶液中，质量减少9.6g，则正极质量应减少：9.6g-8.7g=0.9g，C 错误；
D．根据分析可知，放电时，电池总反应为
，D 正确；
故选C。
23．Li-O2电池比能量高，有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光
照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2↑)对电池进
行充电。下列叙述不正确的是
A．充电时，阳极反应：Li2O2+2h+=2Li++O2↑
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，负极反应：Li-e-=Li+
【答案】C
【分析】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)，即阴阳极反应式相加得到充电时总反应：Li2O2=2Li+O2，由图可知，放电时Li→Li+，失去电子，金属Li
电极为负极，O2→Li2O2，氧气得到电子，光催化电极为正极，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，充电时，阳极反应：Li2O2+2h+=2Li++O2↑，A 正确；
B．充电时，电子驱动阴极反应，空穴驱动阳极反应，即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，根据原电池“同性相吸”，则Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C 错误；
D．放电时，负极反应为充电时阴极反应的逆过程即为：Li-e-=Li+，D 正确；
故答案为：C。
24．在蓝光照射条件下，
产生光生空穴
可氧化富电子的芳香族化合物（如图中
，
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代表
产生阳离子自由基物种，进一步与吡唑（
）反应得到偶联产物，其电化学装置如图
所示：
下列说法正确的是
A．电极
应与电源的负极相连
B．电极附近电解质溶液的
降低
C．电极a 产生
总反应为
＋
＋2h+→
＋2H+
D．若用
代替
，则不发生偶联反应
【答案】C
【详解】A．电极
极为阳极，故与电源的正极相连，A 项错误；
B．电极表面发生还原反应：
，
降低，故溶液
升高，B 项错误；
C．电极a 上生成
产物，消耗
“空穴”，生成
质子，C 项正确；
D．根据题干信息知，
代替
也能发生偶联反应，D 项错误；
综上，答案是C。
25．硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+的硫酸盐酸性废水，同时实现有机废水的处理，原理如图所示，下
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列说法正确的是
A．若以铅蓄电池为电源，b 为Pb 电极
B．SO
参与的电极反应为：
C．电解一段时间后阳极区溶液的pH 减小
D．标准状况下，产生2.24LCO2时，理论上可产生9.6gCuS
【答案】B
【分析】由装置图可知右侧石墨电极上发生反应：
；可知石墨电极作阳
极，则左侧石墨电极为阴极，a 为负极，b 为正极，据此分析解答。
【详解】A．由以上分析可知b 为正极，若以铅蓄电池为电源，b 为PbO2电极，故A 错误；
B．左侧石墨电极为阴极，SO
在该电极得电子转化为CuS，电极反应为：
，故B 正确；
C．结合阳极反应可知，每转移8mol 电子时，阳极区生成7mol 氢离子，但为满足电荷守恒，同时有8mol
氢离子通过质子交换膜进入阴极区，则阳极区溶液中氢离子浓度减小， pH 增大，故C 错误；
D．标准状况下，产生2.24LCO2即生成0.1mol，转移0.4mol 电子，阴极发生两个反应，除
转化为CuS
外，H+还转化为H2，结合阴极反应可知，此时阴极生成CuS 小于0.05mol，质量为小于4.8g，故D 错误；
故选：B。
26．我国科学家用下图所示装置将
转化为甲酸
，Bi 电极表面的纳米片层结构形成了空腔，
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可有效抑制
的扩散。已知：电解效率
。下列说法正确的是
A．电子从电源的a 极流出
B．
电极反应为
C．一段时间后，Bi 电极表面纳米片层结构内的溶液
比其他区域低
D．若
电极产生22.4L(标准状况)气体时，生成
，则
的电解效率为91.5%
【答案】D
【分析】右侧Bi 电极上，CO2得电子转化为HCOOH，故右侧为阴极，b 为电源负极，则a 为电源正极，左
侧Pt-Ti 电极为阳极，溶液是硫酸溶液，阳极H2O 失电子生成O2；
【详解】A．由分析可知，b 为电源负极，电子从电源负极b 流出，A 错误；
B．由分析，左侧Pt-Ti 电极为阳极，溶液是硫酸溶液，阳极H2O 失电子生成O2，电极反应为
2H2O-4e−=O2↑+4H+，B 错误；
C．Bi 电极上，CO2得电子转化为HCOOH，电极反应式为CO2+2H++2e−=HCOOH，消耗氢离子，纳米片层结构
内溶液pH 会偏高，C 错误；
D．
电极产生22.4L(标准状况)O2时，转移电子4mol，理论上生成HCOOH 为2mol，实际生成1.83mol
HCOOH，故电解效率为
=91.5%，D 正确；
故本题选D。
27．某水系氢气一质子二次电池以质子作为载流子，高浓度的
磷酸为电解液，联合普鲁士蓝衍生
物(PBA)电极优异的电化学特性，形成一种理想的质子全电池。工作原理示意图如下：
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下列说法正确的是
A．充电时
极连接电源负极作阴极
B．放电时电流方向：
极
电解质溶液
极
C．充电时
极反应为
D．为提高电池工作效率可将
磷酸用纯磷酸代替
【答案】B
【分析】氢气在负极上失去电子产生氢离子，发生氧化反应，所以N 是负极，M 为正极，正极上发生还原
反应，电极反应式为PBA+xe-+xH+=PBA-xH；充电时N 成为阴极，M 为阳极。
【详解】A．由分析可知，
极为原电池负极，充电时作电解池阴极；
极为原电池正极，充电时作电解
池阳极，A 项错误；
B．由分析可知，放电时为原电池，
极为原电池负极，电流方向：
极
电解质溶液
极，B 项正确；
C．充电时
极发生氧化反应，反应为
，C 项错误；
D．纯磷酸几乎不导电，用其代替
磷酸电池效率会大大降低，甚至无法工作，D 项错误；
选B。
28．糠酸和糠醇是化工重要原料，某发明以双极膜(中间夹层的
向两极室提供
和
)技术，通过电
解法利用糠醛制备糠醇和糠酸盐(
)的装置如图所示。
下列说法错误的是
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A．电极
与电源的负极连接
B．左侧电极室溶液
增大
C．右侧电极室的总反应为
D．若电路转移电子总数为
，则理论上至少消耗糠醛的质量为
【答案】B
【分析】
由题干电解过程图示可知，X 极上是将糠醛转化为糠醇，发生了还原反应，故X 为阴极，与电源的负极相
连，则Y 为阳极，与电源的正极相连，双极膜中间夹层的H2O 向两极室提供H+和OH-，H+移向X 极，OH-移
向Y 极，X 极电极反应为：
+2
+2
=
，Y 极的电极反应为：
-
+
=
+
，然后生成的
将糠醛氧化为糠酸盐，反应为：
+2
+
→
+2
，据此分析解题。
【详解】A．X 极上是将糠醛转化为糠醇，发生了还原反应，故X 为阴极，与电源的负极相连，故A 正确；
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B．左侧电极室X 极电极反应为：
+2
+2
=
，消耗了
，左侧电极室原来
为
，中性，后变成
，中性，故
不变，故B 错误；
C．右侧电极室的Y 极的电极反应为：2
-2
+2
=2
+2
，然后生成的
将糠醛
氧化为糠酸盐，反应为：
+2
+
→
+2
，二者相加得总反应
为
，故C 正确；
D．若电路转移电子总数为
，阳极和阴极各消耗1mol 糠醛，共2mol，则理论上至少消耗糠醛的质量为
，故 D 正确；
故选B。
29．还原性辅酶I(NADH)是一种生物氢的载体，在酶催化中有重要作用。利用电化学驱动可实现高效NADH
再生并迅速参与酶催化反应。使用该驱动并用L-乳酸脱氢酶(LDH)催化的原理如图所示。
下列说法错误的是
A．高温可提高离子的迁移速率从而加快催化效率
B．X 电极可连铅酸蓄电池的
电极
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C．Y 电极反应式：
D．每生成1mol
，生成2mol 乳酸
【答案】A
【分析】右侧电极Y 由
→
得电子，为阴极，电极反应为
，左
侧X 为阳极，电极反应为
，据此分析；
【详解】A．高温会导致酶失活，A 错误；
B．由分析可知：X 极为阳极，与电源正极相连，即连铅酸蓄电池的
电极，B 正确；
C．Y 极为阴极，电极反应为
，C 正确；
D．生成1mol
转移4mol
，生成1mol 乳酸相当于加了2 个氢，则转移2mol
，则共生成2mol 乳酸，
D 正确；
故选A。
30．高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A．充电时，FQ 所在电极与电源正极相连
B．充电时，阴极区溶液的pH 减小
C．放电时，中性电解质
溶液的浓度增大
D．放电时，电池的正极反应式为
【答案】B
【分析】放电时右侧FQ 得电子，发生还原反应，为正极，电极方程式为
；左侧Zn
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失电子，发生氧化反应，为负极，电极方程式为
，阳离子向正极移动，阴离子
向负极移动。
【详解】A．由图可知，充电时左侧为阴极，右侧为阳极，FQ 所在电极应与电源正极相连，A 项正确；
B．阴极区发生反应
，溶液的pH 增大，B 项错误；
C．放电时，钠离子向右移动，
向左移动，中性电解质
溶液的浓度增大，C 项正确；
D．放电时，电池的正极反应式为
，D 项正确；
故选B。
34
