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第04 讲 电化学原理的综合应用
目录
01 课标达标练
题型01 考查电极反应与物质变化分析
题型02 考查电化学装置的回路分析与粒子移动
题型03 考查电化学装置中溶液性质的变化分析
题型04 考查离子交换膜的类型与功能识别
题型05 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析
题型06 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计
题型07 考查守恒法在电化学计算中的应用
题型08 考查电化学计算中复杂动态过程分析
题型09 考查多池串联与混合体系的电化学计算
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查电极反应与物质变化分析
1.（2025·江西·二模）固态有机聚合物电极凭借柔性，高容量，高安全性为下一代电池技术提供了新方向。
一种新型二次电池的工作原理如图所示。电极N 是一种固态有机聚合物，该电池电极M 在充电过程中产生
黄色的
离子。下列说法错误的是
A．放电时，M 电极的电势要高于N 电极
1
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B．放电时外电路中每转移0.5mol 电子时，N 极区质量增加3.5g
C．充电时，M 连接电源的正极
D．充电时，N 极电极反应式是
2.（2025·广东深圳·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，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，
流向银电极
02 考查电化学装置的回路分析与粒子移动
3.（2025·辽宁沈阳·三模）大连物化所邓德会团队通过惰性电极电解实现了空气阴阳极同时活化制硝酸，其
电化学装置如下图所示，下列说法中错误的是
A．电流方向：正极→电极
电极
负极 B．电极电势：
C．
是
的催化剂
D．消耗
生成硝酸
4.（2025·北京通州·三模）电解
溶液得到
，是早期制备
的重要步骤。某实验装置如图
所示。电解过程流出液b 中混有少量气泡。下列说法不正确的是
2
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A．电解过程中阴极区的
不断迁移到阳极区
B．图中a 代表
C．回路中通过1mol 电子，产生的
小于0.5mol
D．
氧化成
的电极反应式为
03 考查电化学装置中溶液性质的变化分析
5.（2025·山东济南·二模）我国科学家利用
和NiOOH 的协同作用实现了
和
电催化
合成
，反应装置及催化机理如图所示。下列说法错误的是
A．b 为电源正极
B．工作一段时间后e 极附近pH 减小
C．
和
均发生氧化反应
D．理论上每生成1mol 的C 气体，e 上有2mol 的
被氧化
6.
【结合工业生产新技术考查电化学知识】（2025·河南郑州·一模）传统工业中，己二酸是以苯
为原料经热催化加氢和硝酸氧化两步法制备。我国科学家提出了以KA 油(环己醇与环己酮混合物)为原料
经电解合成己二酸的新方法，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
3
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A．和传统工业相比，电解合成法具有反应步骤少、无氮氧化物排放等优点
B．a 极发生的电极反应之一为
C．该装置工作一段时间后，b 极区pH 不变
D．每生产1 mol 己二酸，理论上同时得到标准状况下
04 考查离子交换膜的类型与功能识别
7．
【结合工业生产考查电化学知识】（2025·湖南邵阳·三模）电化学合成是对环境友好的合成
方法，以对硝基苯甲酸(
)为原料，采用惰性电极电解法合成对氨基苯甲酸(
)的装置如图。下列说法正确的是
A．N 电极电势高于M 电极电势
B．该离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解一段时间后，阳极室的pH 不变
D．若直流电源用铅酸蓄电池，则每生成0.1mol 对氨基苯甲酸，铅酸蓄电池负极质量增加28.8g
8．（2025·福建福州·二模）电解法处理铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)的装置如图所示。下列说法错误的是
4
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A．电解装置内总反应：
B．M 是阴离子交换膜
C．电解过程中，阳极区涉及两种元素的价态变化
D．电路中通过0.1mol 电子，阴极区溶液质量减少13.9g
05 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析
9.
【结合电池新技术考查电化学知识】（2025·安徽·三模）以
为代表的新型可充电钠
离子电池的放电工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．充电时，阳极反应为
B．离子交换膜允许
通过
C．Fe 元素位于元素周期表d 区，
中Fe(Ⅲ)的未成对电子数为5
D．放电时，外电路中转移0.2mol 电子，两电极室物质(含电极)质量变化的差值为4.6g
10．
【结合环境保护考查电化学知识】（2025·河南·三模）热再生电池堆—CO2电化学还原池系
统(TRBs 一CO2RR)可回收烟气中的低温余热并将其转化为电能，同时实现CO2转化利用，其工作原理如
图。
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下列说法正确的是
A．装置Ⅱ中化学能转化为电能
B．可从Pt 电极产生气体中分离并回收CO2
C．碳毡处的电极反应：Cu+4CH3CN-e-=[Cu(CH3CN)4]+
D．阴离子交换膜每通过2molHCO ，就生成3molCO
06 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计
11．
【结合环境保护考查电化学知识】（2025·山东威海·二模）我国科学家在光电催化—化学耦
合烟气脱硫并实现CO2的资源化利用与电能储存的研究中取得重大突破，其工作原理如图所示。下列说法
正确的是
A．电极a 的电极反应式：
B．装置A 食盐水中
质量分数：x%＜y%
C．离子交换膜N 为阴离子交换膜
D．每吸收1molSO2，理论上装置B 的总质量增加62g
12．（2025·湖南娄底·一模）一种在电催化剂
作用下，还原
合成铵盐的原理如下图所示。下列
叙述正确的是
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A．膜M 为阴离子交换膜
B．装置工作一段时间后，b 极表面
明显升高
C．a 极的电极反应式为
D．标准状况下，b 极收集
气体时，阴极上有
生成
07 考查守恒法在电化学计算中的应用
13．
【结合电池新技术考查电化学知识】（2025·江苏泰州·模拟预测）科学家最近发明了一种
Al-PbO2电池，电解质为KOH、K2SO4、稀H2SO4，通过X 和Y 两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成
M、R、N 三个电解质溶液区域(a>b)，结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A．R 区域的电解质浓度逐渐减小
B．
通过Y 膜移向N 区
C．放电时，PbO2电极上的电极反应式为
D．理论上，消耗2.7g Al 时，N 极区质量减少28.8g
14.
【结合工业生产考查电化学知识】（2025·四川·一模）制造尼龙-66 的原料己二腈[
]用量很大，工业上常采用丙烯腈(
)电合成法来制备。其工作原理如图所示。已
知
比
得电子能力强。下列说法正确的是
7
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A．b 极为阳极，电极材料可改为Fe
B．甲室的电极反应式为
C．甲室中加入磷酸四乙基铵，其阳离子覆盖在电极表面，以抑制水电离出过多
D．若在乙室产生标准状况下44.8L
，理论上可制备216g
08 考查电化学计算中复杂动态过程分析
15.7．（24-25 高三下·贵州·月考）用图所示装置电解硫酸铜和氯化钠的混合溶液，当线路中有1.20mol 电
子通过时，甲电极增重并有4.48L (已折算成标准状况下的体积，后同)气体生成，乙电极同时生成气体
7.84L，则原溶液中硫酸铜与氯化钠的物质的量之比为
A．2:1
B．4:1
C．2:3
D．4:3
16.（24-25 高三上·福建·月考）某混合溶液中
和
的浓度均为
，现用直流电源电解
该混合溶液。若电解过程中不考虑溶液体积变化，则下列说法正确的是
A．将有色鲜花靠近阴极时，有色鲜花颜色褪去
B．当溶液蓝色恰好完全褪去时，加入
和
能使溶液复原
C．当溶液蓝色恰好完全褪去时，电解产生的气体总体积为
D．当两个电极产生的气体体积相等时，电路中过的电子总数约为
09 考查多池串联与混合体系的电化学计算
17．
【结合储能新技术考查电化学知识】（2025·广西南宁·模拟预测）为适应可再生能源的波动
性和间歇性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如下图所示。当闭合
和
、打开
时，装置
8
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处于蓄电状态；当打开
和
，闭合
时，装置处于放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的
解
离为
和
并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法错误的是
A．蓄电时，碳锰电极为阳极
B．蓄电时，右池中右侧电极发生的反应为
C．放电时，每消耗1mol MnO2，理论上有4mol H+由双极膜向碳锰电极迁移
D．理论上，该电化学装置运行过程中不需要补充
和KOH 溶液
18．
【结合电池新技术考查电化学知识】（2025·天津河西·三模）光催化电极可以在太阳光照下
实现对设备进行充电，该电池工作原理如下图所示。放电时
转化为
，下列有说法错误的是
A．充电时，石墨电极为做阴极
B．充电时，光催化电极的电极反应式为：
C．放电时，石墨电极发生还原反应
D．放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少
，外电路转移
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1．
【结合电池新技术考查电化学知识】（2025·广西南宁·二模）某种可充电固态锂电池放电时
工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电极电势：b 极>a 极
B．放电时电子流向：a 极→负载→b 极
C．充电时，阳极电极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
D．外电路通过1mol 电子时，理论上两电极质量变化差值为7g
2．
【结合工业生产考查电化学知识】（2025·山东·二模）一种利用电化学方法将生物质转化生
成的
高效合成有机硫化合物的工作原理如图。电解质为
溶液，在高纯度导电炭黑(KB)催化
作用下，
和
在电极表面形成
、
和
等有机硫化合
物。下列说法错误的是
A．KB 能导电是因为其有类石墨的大π 键微观结构
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．生成
的电极反应式为
D．理论上，每形成
键，体系生成标况下
3．
【结合工业生产考查电化学知识】（2025·湖南永州·模拟预测）科学家研究的新型电化学装
置实现了在常温常压下，KOH 电解质加速羰基中间体缩合高效合成。
10
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下列说法正确的是
A．阳极的电极反应之一为：
B．过程中两极室电解质溶液pH 不变
C．每生成1mol
，阴极至少有2molH2生成
D．反应①的反应类型为取代反应
4．（2025·广东深圳·一模）利用多膜装置通过电解法可以制备KNO3，同时获得一定的副产品，其电解装
置如图所示。下列说法正确的是
A．Y 膜为阳离子交换膜
B．阴极室溶液中OH-浓度逐渐降低
C．理论上每生成1molCl2，阴极室溶液质量增加46g
D．理论上每生成标准状况下22.4LCl2，阳极室内溶液质量减少149g
5．
【结合工业生产考查电化学知识】（2025·广东深圳·二模）双极膜是一种复合膜，在直流电
作用下，能把中间界面内的
解离为
和
，并使离子定向通过。以铅蓄电池为电源(放电时总反应
为
)，利用双极膜电解获得NaOH 与
的原理如图所示。下列说
法正确的是
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A．N 膜为阳离子交换膜
B．电解过程中，产品室1 的pH 逐渐减小
C．产品室2 中反应为
D．双极膜共解离4mol
时，理论上铅蓄电池中生成4mol
1．（2025·云南卷）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中
解离的
和
在
电场作用下向两极迁移。除硼原理：
。下列说法错误的是
A．Pt 电极反应：
B．外加电场可促进双极膜中水的电离
C．Ⅲ室中，X 膜、Y 膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．Ⅳ室每生成
，同时Ⅱ室最多生成
2．（2025·江苏卷）以稀
为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为
。下列说法正确的是
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A．电极a 上发生氧化反应生成
B．
通过质子交换膜从右室移向左室
C．光解前后，
溶液的
不变
D．外电路每通过
电子，电极b 上产生
3．（2025·河北卷）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料
再锂化的电化学装置，其示意
图如下：
已知：参比电极的作用是确定
再锂化为
的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是
A．
电极上发生的反应：
B．产生标准状况下
时，理论上可转化
的
C．再锂化过程中，
向
电极迁移
D．电解过程中，阳极附近溶液pH 升高
4．（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上
减少；电极材料每
转移1mol 电子，对应的理论容量为
。下列说法错误的是
A．充电时Ⅱ为阳极
B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH 降低
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C．放电时负极反应为：
D．充电时16gS 能提供的理论容量为
5．（2025·浙江卷）一种可充放电
电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为
和
，随温度升高Q(消耗
转移的电子数)增大。下列说法不正确的是
A．熔融盐中
的物质的量分数影响充放电速率
B．充放电时，
优先于
通过固态电解质膜
C．放电时，随温度升高Q 增大，是因为正极区
转化为
D．充电时，锂电极接电源负极
6．（2024·江西卷）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸
根离子(如图)。下列说法正确的是
A．CuAg 电极反应为2HCHO+2H2O
4e
﹣
﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣
B．CuRu 电极反应为
6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣
C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室
D．处理废水过程中溶液pH 不变，无需补加KOH
7．（2024·广东卷）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列
说法不正确的是
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A．阳极反应：
B．阴极区溶液中
浓度逐渐升高
C．理论上每消耗
，阳极室溶液减少
D．理论上每消耗
，阴极室物质最多增加
8．（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
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
9．（2024·新课标卷卷）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)
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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
10．（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：
16
