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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作用
题型05 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析
题型06 考查守恒法在电化学计算中的应用
题型07 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·安徽·模拟预测）某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为
)其
工作原理如图所示。已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低，下列说法正确的是
A．电势：碳棒Y 高于碳棒X
B．碳棒X 存在电极反应：
C．工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率也降低
1
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D．每生成
，理论上消耗
(标准状况下)
【答案】C
【分析】由图可知，碳棒X 极上
得到电子生成
，则碳棒X 为正极，电极反应为：
，碳棒Y 为负极，发生氧化反应：
；
【详解】A．由分析可知，碳棒X 为正极，碳棒Y 为负极，碳棒Y 的电势比碳棒X 的电势低，A 错误；
B．由分析可知，碳棒X 的电极反应为：
，B 错误；
C．电池总反应：
，工作一段时间后氢离子浓度增大，酸性增强，
硫氧化菌的活性降低，电池效率降低，C 正确；
D．负极上每生成
，电路中转移7mol 电子（S 元素的化合价由
价升至
价），根据电子守恒，
理论上消耗
的物质的量为1.75mol，理论上消耗标准状况下39.2L 的
，D 错误；
答案选C。
2．（2025·安徽合肥·二模）生物电化学系统可降解废水中的苯酚盐同时回收
，工作一段时间后脱盐室
中溶液浓度降低，装置如图所示，其中a、b 均为惰性电极，M、N 为离子交换膜，Q 为气体。下列说法正
确的是
A．b 电极为负极
B．气体
中含有
C．工作一段时间后，a 电极区溶液质量减小
D．a 电极反应：
【答案】B
【分析】由图可知，a 电极上苯酚盐被氧化生成二氧化碳，则a 电极为负极，b 电极为正极，据此解答。
【详解】A．由分析可知，b 电极为正极，A 错误；
B．b 电极是正极，铵根离子向正极移动，正极反应为：O2+4e-+
=4NH3+2H2O，则右侧气体Q 中含有
NH3，B 正确；
C．转移1mol 电子时，有1molCl-(35.5g)迁移到负极区，苯酚盐中碳元素化合价为
，则转移1mol 电子时
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生成的二氧化碳少于0.25mol(11g)，则工作一段时间后，a 电极区溶液质量增大，C 错误；
D．苯酚盐中碳元素化合价为
，a 电极上苯酚盐被氧化生成二氧化碳，a 电极反应为：
，D 错误；
故选B。
3．（24-25 高三下·安徽·开学考试）一种新型低成本、高性能的光可充电水系钠离子电池的装置如下图所
示。该电池的放电原理与传统钠离子电池相同；光照时，嵌入电解液中的
电极产生电子
和空穴(
，具有强氧化性)，驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是
A．放电时，需闭合a、打开b，并对
电极采取避光措施
B．充电时，
电极反应式为
C．充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能
D．放电时，负极反应式为
【答案】B
【分析】根据充电和放电互为逆过程，结合题中光照时，嵌入电解液中的
电极产生电子
和空穴(
，具有强氧化性)，驱动两极反应而完成充电，所以充电时阴极反应：
，阳极反应：
，放电时，左侧为负极，负极反应式为
，右侧为正极，据此解答。
【详解】A．由于光照时，嵌入电解液中的
电极产生电子
和空穴会催动充电过程，所以放电时，
需要闭合a、打开b，并对
电极采取避光措施，A 正确；
B．充电时，
电极是阳极，电极反应为：
，B 错误；
C．
光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又能转化为化学能，C
正确；
D．由分析可知，放电时，负极反应式为
，D 正确；
故选B。
4．（24-25 高三上·安徽·期中）锂离子电池具有容量高、比能量高、寿命较长等优点，被广泛应用。某种
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锂离子电池放电时的工作原理如图所示。
已知两电极反应式如下表：
a 电极反应式
LixC6-xe-=6C+xLi+
b 电极反应式
Li1-xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2
下列说法错误的是
A．a 电极为电池正极
B．外电路中的箭头表示电子的流向
C．离子交换膜为阳离子交换膜
D．电池总反应；Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
【答案】A
【分析】由表中的电极反应式可知，a 电极失电子为负极，b 电极为正极；外电路中，电子由负极流向正极，
由电池工作原理图可知，Li+穿过离子交换膜，则该膜为阳离子交换膜。
【详解】A．由表中的电极反应式可知，a 电极失电子为负极，A 项错误；
B．外电路中，电子由负极流向正极，故外电路中的箭头方向为电子流向，B 项正确；
C．由电池工作原理图可知，Li+穿过离子交换膜，则该膜为阳离子交换膜，C 项正确；
D．正极反应加负极反应即得电池总反应，因此总反应为Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C，D 项正确；
故选A。
02 考查电化学装置的回路分析与粒子移动
5．（2024·安徽合肥·二模）热电化学电池是一种新型的低成本低品位热富集体系，工作原理如下图所示，
含羧酸的纳米颗粒在不同温度下溶胀或收缩，从而释放或吸收H+驱动电极反应发生。下列说法错误的是
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A．该电池工作时电子由热端经外电路流向冷端
B．冷端的电极反应为
C．含羧酸的纳米颗粒在热端溶胀释放H+
D．温差恒定，该体系会形成连续的反应和持续的电流
【答案】C
【分析】
由图可知，原电池工作时冷端
→
，发生加氢反应，热端
→
，发生去氢反应，
即冷端发生得电子的还原反应，热端发生失电子的氧化反应，则冷端为正极，热端为负极，正极反应为
，负极反应为
，据此分析解答。
【详解】A．由上述分析可知，冷端为正极，热端为负极，原电池中电子从负极经导线流向正极，故该电
池工作时电子由热端经外电路流向冷端，故A 正确；
B．冷端为正极，正极上
得电子生成
，正极反应式为为
，故B
正确；
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C．热端为负极，负极反应为
，则含羧酸的纳米颗粒在热端溶胀吸收H+驱动电
极反应发生，故C 错误；
D．含羧酸的纳米颗粒在不同温度下溶胀或收缩，从而释放或吸收H+驱动电极反应发生，则温差恒定时该
电池能持续工作，形成连续的反应和持续的电流，故D 正确；
故选C。
6．（2024·安徽合肥·一模）复旦大学设计了一种新型碱性H2/Na0.44MnO2气体可逆电池，工作原理示意图如
下。下列叙述错误的是
A．放电时N 为电池正极
B．放电时负极反应：
C．充电时Na+由N 极向M 极移动
D．充电时阳极反应：
【答案】D
【分析】由图可知，放电时，M 极氢元素化合价升高失电子，故M 极为负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-
=2H2O，N 极为正极，电极反应式为Na0.44-xMnO2+(x+y)Na++(x+y)e-=Na0.44+yMnO2，充电时，M 极为阴极，电极
反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，N 极为阳极，电极反应式为Na0.44+yMnO2-(x+y)e-=Na0.44-xMnO2+(x+y)Na+，据此作
答。
【详解】A．放电时，M 极氢元素化合价升高失电子，故M 极为负极，N 极为正极，故A 正确；
B．放电时M 极为负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，故B 正确；
C．充电时Na+由N 极(阴极)向M 极(阳极)移动，故C 正确；
D．充电时，N 极为阳极，电极反应式为Na0.44+yMnO2-(x+y)e-=Na0.44-xMnO2+(x+y)Na+，故D 错误；
答案选D。
7．（24-25 高三上·安徽阜阳·期末）某钠离子电池结构如图所示，其两极材料分别为嵌钠硬碳(NaxCy)和锰
基高锰普鲁士白{Na2Mn[Mn(CN)6]}。在充放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法正确
的是
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A．放电时，B 极的电势高于A 极
B．放电时，Na+穿过离子交换膜在
极上得电子
C．充电时，每转移
电子，阴极增重23g
D．充电时，A 极反应为
【答案】C
【分析】两极材料分别为嵌钠硬碳(NaxCy)和锰基高锰普鲁士白{Na2Mn[Mn(CN)6]}，则嵌钠硬碳(NaxCy)的B 电
极为负极，发生反应为NaxCy-xe-=xNa++Cy；锰基高锰普鲁士白{Na2Mn[Mn(CN)6]}为正极材料，则A 电极为正
极，发生反应为Mn[Mn(CN)6]+2e-+2Na+= Na2Mn[Mn(CN)6]。
【详解】A．原电池工作时，正极电势高于负极电势，放电时，B 极为负极，A 极为正极，则B 极的电势低
于A 极，A 不正确；
B．放电时，阳离子向正极移动，则Na+穿过离子交换膜向A 电极移动，但Na+在A 极上并没有得电子，B
不正确；
C．充电时，B 电极为阴极，发生反应为xNa++Cy+xe-=NaxCy，每转移
电子，阴极上有 1molNa+得电子生
成Na，转化为NaxCy附着在阴极表面，则阴极增重23g，C 正确；
D．充电时，A 极为阳极，反应为Na2Mn[Mn(CN)6]-2e-=Mn[Mn(CN)6]+2Na+，D 不正确；
故选C。
8．（24-25 高三上·安徽亳州·开学考试）一种新型高性能的锡-石墨钠型钠离子电池，采用锡箔(不参与电极
反应)作为集流体，电解液为
溶液。如图所示可用铅酸蓄电池给锡-石墨钠型钠离子电池充电。下列
有关说法错误的是
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A．电池放电的总反应：
B．电池放电时，
会脱离锡箔，向石墨电极迁移
C．充电时，铅酸蓄电池b 电极增重96g，理论上石墨电极增重145g
D．锂元素稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低
【答案】C
【详解】A．由题意可知，电池放电时，Na 失去电子，总反应为
，A 正确；
B．放电时，负极上Na 失电子生成
，
向石墨电极（正极）迁移，B 正确；
C．充电时，铅酸蓄电池充当外接电源，b 电极的电极反应式为
，当b 电极增重
96g，提供电子2mol，石墨电极发生氧化反应：
，由关系式可知，每转移
，
石墨电极增重
，C 错误；
D．锂比钠稀缺，钠离子电池生产成本低，D 正确；
故选C。
03 考查电化学装置中溶液性质的变化分析
9．（24-25 高三上·安徽六安·月考）一种燃料电池与电解池组合的装置(电池工作时)如图所示，电极均为惰
性电极，下列说法正确的是
A．电极I 为阳极
B．图中两处KOH 溶液的质量分数的大小顺序为：c%>b%
C．电极Ⅱ上的电极反应式为：
D．当电路中转移0.2mol 电子时，电极Ⅳ上生成气体1.12L(标准状况下)
【答案】B
【分析】由图可知左边是燃料电池，右边是电解池；通入氧气的电极Ⅰ是电池的正极，由于电解质溶液显
碱性，故电极Ⅰ的电极反应式为：
。与电极Ⅰ相连的电极Ⅳ是电解池的阳极，则电极
Ⅳ上HCl 电离产生的Cl-被氧化为Cl2，电极反应式为
；电极Ⅲ是电解池的阴极，溶液中水电
离产生的H+在阴极得到电子被还原为H2，电极反应为：
，所以气体X 是H2，电极Ⅱ
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的电极反应为
；
【详解】A．由分析，电极Ⅰ是燃料电池的正极，故A 错误；
B．电极Ⅰ的电极反应式为：
，反应生成氢氧根离子，则两处KOH 溶液的质量分数的
大小顺序为：c%>b%，故B 正确；
C．由分析，电极Ⅱ的电极反应为
，故C 错误；
D．电极Ⅳ上电极反应式为
；电路中转移0.2mol 电子时，电极Ⅳ上生成气体氯气0.1mol，
为2.24L(标准状况下)，故D 错误；
故选B。
10．（24-25 高三上·安徽·联考）全钒液流电池是化学储能领域的一个研究热点，储能容量大、使用寿命长。
利用该电池电解处理含
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。
下列说法错误的是
A．全钒液流电池放电时，a 电极反应式为
B．隔膜1 为阳离子交换膜
C．装置B 中q 口流出液中主要的溶质为
D．若有0.2 mol 电子转移，A 中质子交换膜左侧电解液质量减少0.2g
【答案】D
【分析】根据题中信息c 极是生成氢气，d 极是生成氧气，从而说明c 极是阴极，d 极是阳极，则a 电极为
正极，b 是负极；d 极生成氧气的电极反应式为
，隔膜2 是阴离子交换膜，Y 区流出溶
液是硝酸溶液，c 极生成氢气的电极反应式为
，隔膜1 是阳离子交换膜，X 区流出
溶液为氨水；
【详解】A．由分析可知，与c 极相连的b 极为原电池的负极，与d 极相连的a 极为正极，酸性条件下
离子在正极得到电子发生还原反应生成离子
，电极反应式为
，故A 正确；
B．据分析c 极是水中氢离子得到电子变为氢气，剩余的氢氧根与废水中的铵根反应生成氨水，因此隔膜1
为阳离子交换膜，故B 正确；
C．d 极是水中氢氧根失去电子变为氧气，d 电极的电极反应式为
；剩余氢离子与硝酸
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根结合生成硝酸，因此q 口流出液含有的溶质为
，故C 正确；
D．a 电极反应式为
，若有0.2 mol 电子转移，为保持溶液呈电中性，则有
0.2mol
通过质子交换膜迁移进左侧，左侧溶液质量增加0.2g，故D 错误；
故选：D。
11．（24-25 高三上·安徽·联考）我国化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物（
）进行性能优化，
成功开发出锌—空气二次电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，
极电极反应式：
B．充电时，
极与电源的正极相连，发生氧化反应
C．放电过程中，
极附近溶液
减小
D．放电时，当电路中有
通过时，
极消耗标准状况下
【答案】C
【分析】放电时，X 电极上Zn 失电子转化为
，可知X 为负极，则Y 为正极，Y 电极上发生反
应
，据此分析解答。
【详解】A．由图可知，放电时，
极为原电池的负极，碱性条件下锌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
，A 正确；
B．放电时，
极为正极，则充电时，
极与电源正极连接，作阳极，发生氧化反应，B 正确；
C．放电过程中，
极发生反应
，生成
，正极区负电荷增多，内外电路转移电
荷数相同，以转移4mol 电子为例，生成的4mol 氢氧根通过阴离子交换膜移向负极，K+守恒，n(KOH)不变，
消耗水，
增大，C 错误；
D．放电时，
极的电极反应式为
，当电路中有
通过时，
极消耗标准状
况下
，D 正确；
故选：C。
12．（2024·安徽·一模）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
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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；
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。
04 考查离子交换膜的类型与作用
13．以H2O2同时作为燃料和氧化剂的直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)是一种能量转换高效且清洁环保的发电
装置，原理如图所示，下列有关说法正确的是
11
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A．石墨1 电极比石墨2 电极的电势高
B．离子交换膜1、2 分别为阴、阳离子交换膜
C．石墨2 的电极反应式为H2O2+2H++2e-=2H2O
D．当电路中转移0.4mol 电子时，产生的气体在标准状况下的体积为2.24L
【答案】C
【分析】由题干装置图可知，根据电子移动方向可知，石墨1 为负极，发生氧化反应，电极反应为：
H2O2+2OH- -2e-=O2↑+2H2O，石墨2 为正极，发生还原反应，电极反应为：H2O2+2H++2e-=2H2O，据此分析解
题。
【详解】A．由电子的移动方向可知，石墨1 为负极，电势低，A 错误；
B．由稀硫酸钾溶液得到浓硫酸钾溶液，可知左边的钾离子、右边的硫酸根要移向中间，故离子交换膜1、
2 分别是阳、阴离子交换膜，B 错误；
C．石墨2 电极反应式为H2O2+2H++2e-=2H2O，C 正确；
D．石墨1 的电极反应式为H2O2+2OH- -2e-=O2↑+2H2O，当电路中转移0.4mol 电子时，产生0.2molO2，在标
准状况下的体积为4.48L，D 错误；
故答案为：C。
14．（24-25 高三下·安徽·联考）目前，我国在氢能方面的专利已居世界首位，利用新能源富余电力完成海
水直接电解制氢，再利用氢氧燃料电池发电，是能源开发的重要方向。下列说法错误的是
A．克服海水中的阴离子对O2逸出的干扰以及阳离子在阴极沉淀等问题，是重要的攻关方向
12
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B．固体氧化物和质子交换膜水电解槽制氢电极的电极反应式：H2O + 2e- = O2- + H2↑
C．采用碱性水电解槽电解海水，隔膜应为阴离子交换膜
D．燃料电池的能量转化率远高于火力发电
【答案】B
【详解】A．海水中的卤素离子会干扰水分子在阳极放电生成O2.阴极H2逸出时，阴极区显碱性，海水中的
Mg2+、Ca2+会沉淀，产生附着在阴极板上等问题，故A 正确；
B．固体氧化物电解槽制氢电极的电极反应式为：H2O + 2e- = O2- + H2↑。而质子交换膜的为：2H+ + 2e- =
H2↑，故B 错误；
C．采用碱性水电解槽，阴极消耗水，逸出H2，产生的OH-通过隔膜进入阳极，在阳极OH-放电生成O2，同
时生成水，故C 正确；
D．由于热电厂发电时涉及多种能量转化，总的能量转化率低。而燃料电池是直接将化学能转化为电能，
且同时伴随着的其他能量损失较少，其能量转化率较高。故D 正确；
故答案为B。
15．（2024·安徽·模拟预测）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，
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B 错误；
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。
16．（2024·安徽·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
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；
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故选C。
05 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析
17．（24-25 高三上·安徽·联考）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，
其原理如图所示。当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于
放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的H2O 解离为H+和OH-并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装
置工作时的说法正确的是
A．蓄电时，碳锰电极为阴极
B．蓄电时，图中右侧电解池发生的总反应为
C．放电时，每消耗1 mol MnO2，理论上有1 mol 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需要不断补充H2SO4和KOH 溶液
【答案】B
【分析】蓄电时即为电解池，Mn2+失电子生成MnO2，碳锰电极为阳极，锌电极为阴极；放电时，碳锰电
极为正极，锌电极为负极。
【详解】A．蓄电时即为电解池，Mn2+失电子生成MnO2，碳锰电极为阳极，A 错误；
B．蓄电时，右侧电解池中ZnO 得电子生成Zn，电极反应式为
，
失电子生成
O2，电极反应式为
，发生的总反应为
，B 正确；
C．放电时，碳锰电极为正极，电极反应式为
，每消耗1 mol MnO2，需要消耗
4 mol H+，但碳锰电极只生成2 mol 正电荷，剩余正电荷需要从双极膜间解离出使氢离子转移至左侧，因此
理论上有2 mol H+由双极膜向碳锰电极迁移，C 错误；
D．该电化学装置运行过程中H+得电子生成H2，但实际过程为消耗了溶剂水，氢离子浓度增大，
失电
子生成O2，实际也消耗了溶剂水，
浓度同样增大，则不需要不断补充H2SO4和KOH 溶液，D 错误；
故选B。
18．（24-25 高三上·安徽六安·月考）相同金属在其不同浓度盐溶液中可以形成浓差电池，当两极附近电解
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质溶液浓度相等时停止放电。如图所示利用浓差电池电解Na2SO4溶液，a、b 电极均为石墨电极，可以制得
O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是
A．电池放电过程中，Cu(2)作正极，电极反应为Cu2++2e﹣=Cu
B．b 为电解池的阴极，电极反应为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣
C．膜c 迁移0.4mol 离子时，b 极区溶液质量减少3.2g
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160gNaOH
【答案】D
【分析】浓差电池中，Cu2+浓度大的电极为正极，则Cu（1）电极为正极、Cu（2）电极为负极，正极上
Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e-=Cu，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+；电解槽中a 电极为阴极、
b 电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极生成H2，反应为
2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以Na+通过离子交换膜c 生成NaOH，
通过离子交换膜d 生成硫酸，即c、d 离
子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜；
【详解】A．由分析，电池放电过程中，Cu（1）电极为正极、Cu（2）电极为负极，负极电极反应为
Cu-2e-=Cu2+，A 错误；
B．由分析，b 电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，B 错误；
C．结合分析，Na+通过离子交换膜c 生成NaOH，膜c 迁移0.4mol 离子时，则电路中转移0.4mol 电子，b 极
区生成0.1mol 氧气、同时迁移过来0.2mol 硫酸根离子，则溶液质量增加0.2mol×96g/mol-0.1mol×32g/
mol=16g，C 错误；
D．电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5mol/L，正极析出Cu（2.5-1.5）mol/L×2L=2mol，
正极反应为Cu2++2e-=Cu，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电子守恒有Cu～2e-～2NaOH，电解池理论
上生成NaOH 的物质的量n(NaOH)=2n(Cu)=4mol，生成NaOH 的质量m(NaOH)=4mol×40g/mol=160g，D 正确；
故选D。
19．（2024·安徽阜阳·模拟预测）我国科研人员将单独脱除
的反应与
的制备反应相结合，实现协
同转化。
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①单独制备
：
，不能自发进行
②单独脱除
：
，能自发进行
协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的
解离为
和
，并向两极迁移)。下列分析正确
的是
A．该协同转化装置不需要外界能量制备出
B．产生
的电极反应：
C．反应过程中需要补加稀
D．协同转化总反应：
【答案】B
【详解】A．有外加电场使双极膜中间层的
解离为
和
的电能，还有光催化等外界能量，A 项错
误；
B．由图可知，生成
的电极反应为
，B 项正确；
C．根据总反应可知，右侧消耗
的量等于迁移过来
的量，硫酸的总量不变，所以反应过程中不需补加
稀
，C 项错误；
D．负极反应式为
，正极反应式为
，则协同转化总反
应为
，D 项错误；
故选B。
20．（2024·安徽合肥·三模）工业上在600℃时电解含40% NaCl 和60% CaCl2的混合电解液制取金属钠的电
解槽如图所示，下列说法错误的是
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A．使用混合电解液的目的是为了降低NaCl 熔点
B．网状隔膜用于防止生成的Cl2和Na 相互反应
C．理论上，每转移
，生成1mol Cl2
D．若用串联的铅酸电池组电解NaCl 制取Na，则PbO2极接石墨极
【答案】C
【分析】电解池中放电顺序：Cl->OH-、H+>金属离子，阳极反应式：
，阴极为水放电生成氢
气；
【详解】A．CaCl2和NaCl 混合，可降低NaCl 的熔点，A 项正确；
B．网状隔膜用于隔离阳极产物与阴极产物，防止Cl2与Na 发生反应，B 项正确；
C．阳极反应式：
，故转移
，理论上生成0.5mol Cl2，C 项错误；
D．PbO2作为铅酸电池的正极，应与石墨阳极连接，D 项正确；
故选C。
06 考查守恒法在电化学计算中的应用
21．（2024·安徽亳州·模拟预测）Romanenko 利用微生物电池将
针催化还原的工作原理如图所示，
下列说法正确的是
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A．b 极电势比a 极电势低
B．a 极反应式：
C．每处理1mol
，至少消耗
D．每生成
，左池
增加4mol
【答案】C
【分析】根据电极上物质之间的转化可知，a 极为负极，电极反应式为CH3COOH－8e－＋2H2O=2CO2↑＋8H
＋，b 极为正极，电极反应式为Cr2O
＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2O，
【详解】A．b（正极）电势比a（负极）电势高，A 错误；
B．a 极为负极，电极反应式为CH3COOH－8e－＋2H2O=2CO2↑＋8H＋，B 错误；
C．每处理1mol
，转移6mol 电子，至少消耗
即
，C 正确；
D．每生成
，转移3mol 电子，左池
增加3mol，错误D；
故选C。
22．（2024·安徽黄山·二模）一种用
氯丙烯(
)电解合成环氧氯丙烷(
)的装置如
图所示。该装置无需使用隔膜，且绿色高效，图中
为
或
，工作时
和
同时且等量放电。下列
说法错误的是
A．电解一段时间后，装置中
物质的量增大
B．每转移
，生成
环氧氯丙烷
C．若
为
，也可电解制得环氧氯丙烷
D．该装置工作时不需要补充
【答案】A
【分析】由图可知，右电极上H2O 被还原生成H2，即右电极作阴极，则左电极作阳极，阳极上X-和OH-同
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时且等量放电：X- -e-=X·、OH- -e-=OH·；
【详解】A．由装置原理图可知，每生成1 个环氧氯丙烷，阳极上消耗1 个OH-，阴极上生成1 个OH-，即
OH-消耗的量与生成的量相等，则电解一段时间后，装置中OH-的物质的量不变，A 错误；
B．由装置原理图可知，阳极上X-和OH-各失去1 个电子，即转移2 个电子，就生成1 个环氧氯丙烷，则每
转移2mole-，生成1mol 环氧氯丙烷，B 正确；
C．由装置原理图可知，X 为Cl 或Br，电解制备产物均为环氧氯丙烷，C 正确；
D．由装置原理图可知，每生成1 个环氧氯丙烷，阳极上先消耗1 个X-，最终生成环氧氯丙烷时又释放1 个
X-，即X-为可循环离子，则该装置工作时无需补充X-，D 正确；
答案选A。
23．（2024·安徽·一模）科学家发明了一种新型可充电
电池，电池示意图如图所示，电
极为金属锌和双功能催化材料，放电时，NO 转化为 NH3·H2O 进行氨电合成等，为解决环境问题提供了一
种新途径。
已知：电解质溶液1 为弱碱性环境。下列说法错误的是
A．放电时，负极反应为Zn-2e⁻+2OH⁻=ZnO+H2O
B．放电时，1m ol NO₃ 转化为 NH3·H2O，转移的电子为8 mol
C．充电时，左侧电极的电势低于右侧电极
D．充电时，阳极溶液中 OH⁻浓度升高
【答案】D
【详解】A．放电时，Zn 作负极，失电子转化为氧化锌，电极反应式：Zn-2e⁻+2OH⁻=ZnO+H2O，A 正确；
B．由图可知，放电时
转化为
，N 元素化合价由+5 价降为-3 价，1mol
转化为
转
移8mol 电子，B 正确；
C．充电时左侧电极为阴极，由此电极为阳极，左侧电极的电势低于右侧电极，C 正确；
D．充电时阳极发生电极反应：
，消耗氢氧根离子，浓度降低，D
错误；
答案选D。
24．（2024·安徽安庆·二模）电催化氮还原反应法(NRR)是以水和氮气为原料，在常温常压下通过电化学方
法催化合成氨气，其工作电极材料是由六亚甲基四胺(HMTA)与三氯化钒合成的二维钒基复合纳米材料(简称
V-HMTA)。其工作原理如图所示，下列说法错误的是
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A．石墨电极与外接电源正极相连
B．工作电极V-HMTA 具有较高的表面积，能提高单位时间内氨气的产率
C．电路中通过0.06mol 电子时，两极共有0.035mol 气体逸出
D．隔膜可以为质子交换膜
【答案】D
【分析】由题意可知该原理是用电解法将氮气合成氨气，故左侧工作电极为阴极，电极反应式为N2+6e-
+6H2O=2NH3+6OH-，右侧石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。
【详解】A．由分析可知工作电极为阴极，石墨电极为阳极，则石墨电极与外接电源正极相连，A 正确；
B．工作电极V-HMTA 具有较高的表面积，能吸附氮气，加快反应速率，从而提高单位时间内氨气的产率，
B 正确；
C．阴极电极反应式为N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-，阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，电路中通过
0.06mol 电子时，阴极产生0.02mol 气体，阳极产生0.015mol 气体，两级共产生0.035mol 气体，但氨气易
溶于水，不能完全逸出，C 错误；
D．结合电极反应式可知隔膜可以为阴离子交换膜，只允许阴极产生OH-的移向阳极中和产生的H+；也可以
为质子交换膜，只允许阳极产生H+的移向阴极中和产生的OH-，D 正确；
答案选C。
07 考查多池串联与混合体系的电化学计算
25．我国科学家发明了一种新的海水制氢系统，该系统可避免含氯物质的产生，其工作原理如图所示。还
原器中
和
在催化剂的作用下发生反应释放出
。下列说法错误的是
A．b 为阳极
B．离子交换膜为阳离子交换膜
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C．还原器中发生反应的离子方程式：
D．当装置中生成
时，外电路转移
电子
【答案】B
【分析】依据装置图可知：a 极水发生还原反应产生
：
，a 为阴极、b 极为阳极，
还原器中
和
在催化剂的作用下发生反应释放出
，其发生反应的离子方程式：
，则极中有大量的
流入还原器中参与反
应，故为阴离子交换膜，a 极产生的氢氧根离子进入b 极；
【详解】A．由分析，b 为阳极，A 正确；
B．离子交换膜为阴离子交换膜，B 错误；
C．由分析，还原器中发生反应的离子方程式：
，
C 正确；
D．a 极水发生还原反应产生
：
，根据得失电子守恒，装置中生成
时，
外电路转移
电子，D 正确；
故选B。
26．利用如下装置模拟工业电渗析法淡化海水并获得NaOH(双极膜是一种能将水分子解离为
和
的
特殊离子交换膜)。下列说法正确的是
A．电极电势：石墨1 高于石墨2
B．甲池总反应：
C．膜1 为阳离子交换膜，膜2 为阴离子交换膜
D．理论上，当双极膜处有
解离时，乙池中NaOH 溶液质量增加4.6g
【答案】B
【分析】分析装置可知，左侧高压氢气发生氧化反应，作为负极，双极膜氢氧根离子向左侧移动，右侧低
压氢气处有氢气析出，作为正极，左侧石墨电极为阳极，亚铁离子被氧化，氯离子向左移动，膜1 为阴离
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子交换膜，右侧石墨电极为阴极，钠离子向右移动，膜2 为阳离子交换膜。有氢气析出；
【详解】A．结合分析可知，石墨1 为负极，电极低，故A 错误；
B．结合分析可知，左侧消耗氢气，右侧释放氢气，只发生氢离子和氢氧根离子的中和反应，故B 正确；
C．分析可知，膜1 为阴离子交换膜，膜2 为阳离子交换膜，故C 错误；
D．理论上，当双极膜处有3.6gH2O 解离时，此时转移0.2mol 电子，乙池中NaOH 溶液转移0.2mol 钠离子
进入，但是会释放0.1mol 氢气，增重4.4g，故D 错误；
答案选B。
27．羟基自由基(
)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种用羟基自由基将苯酚
氧化为
和
的原电池-电解池组合装置(如图所示)，实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A．d 极是阳极
B．a 电极的电极反应式：
C．d 极区苯酚被氧化的化学方程式为
D．系统工作时，每转移
消耗1mol 苯酚
【答案】D
【分析】图为将苯酚氧化为CO2和H2O 的原电池-电解池组合装置；由图可知，左侧为原电池，a 极六价铬
转化为三价铬发生还原反应，为正极，则b 为负极；右侧为电解池，与负极相连的c 为阴极、则d 为阳极；
【详解】A．由分析可知，d 为阳极，A 正确；
B．a 电极的电极反应为
得到电子发生还原反应生成氢氧化铬：
，
B 正确；
C．d 极区为阳极区，苯酚被氧化发生氧化反应和羟基自由基(·OH)反应生成二氧化碳和水，化学方程式为
，C 正确；
D．苯酚被氧化发生氧化反应生成二氧化碳和水，根据电子守恒可知，C6H5OH~28e-，故系统工作时，每转
移28mole-时，d 极、b 极各消耗1mol 苯酚，共消耗2mol 苯酚，D 错误；
故选D。
28．一种清洁、低成本的双联装置工作原理如图所示，浓缩海水形成的离子浓度差会驱动离子从高浓度区
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域向低浓度区域迁移，进而产生离子电流。下列说法错误的是
A．装置I 中Li+移向X 电极
B．装置II 中电极W 为阳极
C．装置II 中电极
反应为
D．装置II 中电极W 产生标准状况下22.4L 气体时，装置I 中可制得42.5gLiCl
【答案】D
【分析】结合题干信息，装置I 为原电池，装置II 为电解池，装置I 中，Li+移向X 电极，故X 为正极，Y 为
负极；
为阴极，
为阳极，W 电极反应为
，Z 电极反应为
。
【详解】A．根据分析可知，装置I 中Li+移向正极，故A 正确；
B．根据分析可知，电极W 为阳极，故B 正确；
C．根据分析可知，Z 电极反应为
，故C 正确；
D．装置II 中的W 电极生成氯气1mol，转移电子的物质的量为
，结合得失电子守恒，故装置I 中
电
极生成
，则装置中可制得
，D 错误。
故选D。
1．（2024·安徽芜湖·二模）工业生产中，实现碳中和的一种方法是通过电催化反应将CO2转化为液体燃料
甲酸盐，同时得到化学品S8，电催化CO2还原偶联硫氧化系统的工作原理如下图所示。下列说法错误的是
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A．交换膜为阳离子交换膜
B．阴极电极反应方程式为：
C．向阳极电解液通CO2分离S8，其中CO2和S8均为非极性分子
D．S 位于元素周期表的p 区
【答案】B
【分析】由题干电解装置图可知，左侧电极为阴极，电极反应为：CO2+2e-+
=HCOO-+
，右侧电极
为阳极，电极反应为：8S2- -16e-=S8，Na+经过离子交换膜由阳极区进入阴极区，阳极电解液主要成分为
NaOH，NaOH 与过量的CO2反应生成NaHCO3进入阴极区循环使用，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Na+经过离子交换膜由阳极区进入阴极区，则交换膜为阳离子交换膜，A 正确；
B．由分析可知，阴极电极反应方程式为：CO2+2e-+
=HCOO-+
，B 错误；
C．向阳极电解液通CO2分离S8，其中CO2为直线形分子，正负电荷中心重合，S8为非金属单质且分子中均
为非极性键，二者均为非极性分子，C 正确；
D．S 为16 号元素，其价电子排布式为：3s23p4，故S 位于元素周期表的p 区，D 正确；
故答案为：B。
2．（2024·安徽·模拟预测）我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，
其示意图如下。放电时，
转化为
。下列说法错误的是
A．放电时，正极反应为：
B．放电时，若外电路有
电子转移，则有
向正极迁移
C．充电时，
为外接电源负极
D．充电时，阴极反应为：
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【答案】B
【分析】放电时，锌基电极为负极，Zn 转化为
，电极反应式为：
，镍基电极为正极，电极反应式为：
，充电时，a 接电源负极，锌基电极为阴极，电极反应式为：
，b 接电源正极，镍基电极为阳极，电极反应式为：
。
【详解】A．放电时，镍基电极为正极，电极反应式为：
，A 正确；
B．放电时，锌基电极为负极，Zn 转化为
，电极反应式为：
，混合电解液中没有Zn2+，B 错误；
C．充电时，a 接电源负极，锌基电极为阴极，C 正确；
D．充电时，锌基电极为阴极，电极反应式为：
，D 正确；
故选B。
3．（24-25 高三下·安徽·联考）科学家利用电解原理实现
和
两种分子的耦合转化，装置如图所示，
以下说法中不正确的是
A．
在阴极发生还原反应
B．相同条件下，若生成
和
的体积比为
，则消耗的
和
体积比为
C．
在阳极发生的电极反应之一为：
D．电解过程将
中所有的氢原子都转移到
和
中
【答案】D
【详解】A．由图可知，CO2在阴极得电子发生还原反应，电极反应为
，故A 正确；
B．令生成乙烯和乙烷分别为2 体积和1 体积，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积比等于物质的
量之比，再根据得失电子守恒，得到发生的总反应为：
，则消
耗CH4和CO2的体积比为6:5，故B 正确；
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C．CH4在阳极发生的电极反应之一为：
，故C 正确；
D．根据总反应
可知，CH4中的氧原子部分生成了H2O，故D 错
误；
故答案为D。
4．（24-25 高三上·安徽合肥·联考）某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极，以室
温离子液体
为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时，
石墨电极的电势高于PCT 电极。下列说法错误的是
A．充电时，PCT 电极发生还原反应
B．
脱离石墨电极时，电池处于放电过程
C．充电时，石墨电极发生反应
D．
完全反应，理论上嵌入PCT 电极
【答案】D
【分析】已知充电时，PCT 电极发生还原反应,则PCT 电极为阴极，石墨电极为阳极，则放电时，PCT 电极
为负极，石墨电极为正极；
【详解】A．已知充电时，PCT 电极发生还原反应,则PCT 电极为阴极，A 正确；
B．充电时，石墨电极为阳极，阴离子向阳极移动，
向石墨电极移动，因此，
脱离石墨电极
时，电池处于放电过程，B 正确；
C．充电时，石墨电极发生氧化反应，
嵌入电极，反应式为
，C 正
确；
D．由图可知，
完全反应时C22H10O4+4e-=C22H10O
，
PCT 完全反应，转移4mol 电子，理论上嵌入
石墨电极4mol
，D 错误；
故选D。
5．（2024·安徽·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。
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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
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。
6．（2024·安徽·模拟预测）三维骨架结构的KFeC2O4F 材料具有优异的储钾性能，且该材料成本低廉、合成
简单、热稳定性良好，可用于钾离子全电池的正极材料。一种钾离子全电池放电时的工作原理如图所示：
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已知充放电时KFeC2O4F 中氧化还原电对为
。下列有关说法正确的是
A．放电时，电流流向：Al(X)→电解液→Al(Y)
B．放电时，Al(X)电极的电极反应式：
C．充电时，Al(X)电极的电势低于Al(Y)电极的电势
D．充电时，外电路中每转移1 mol 电子，有39 g
从正极材料中脱出
【答案】D
【分析】由题干装置图中K+的移动方向可知，该装置放电时K+由右往左移动，即Al(X)为正极，电极反应为：
K++FeC2O4F+e-= KFeC2O4F，Al(Y)为负极，电极反应为：Al-3e-=Al3+，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，放电时，Al(X)为正极，Al(Y)为负极，故电流流向：Al(X)
导线
Al(Y)
电解液
Al(X)，A 错误；
B．由分析可知，放电时，Al(X)电极的电极反应式：K++FeC2O4F+e-= KFeC2O4F，B 错误；
C．由分析可知，放电时，Al(X)为正极，Al(Y)为负极，则充电时， Al(X)为阳极，Al(Y)为阴极，故Al(X)电极
的电势高于Al(Y)电极的电势，C 错误；
D．由分析可知，充电时，Al(X)为阳极，电极反应为：KFeC2O4F -e-=K++FeC2O4F，根据电子守恒可知，外电路
中每转移1 mol 电子，有1mol 即39 g K+从正极材料中脱出，D 正确；
故答案为：D。
7．（2024·安徽芜湖·模拟预测）电催化
还原偶联硫氧化系统的工作原理如下图所示。下列说法错误的
是
A．交换膜为阳离子交换膜
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B．阴极电极反应方程式为：
C．向阳极电解液通
分离
，其中
和
均为非极性分子
D．S 位于元素周期表的p 区
【答案】B
【分析】由图可知，左侧电极为阴极，二氧化碳得到电子发生还原反应：
；
右侧为阳极，硫失去电子发生氧化反应生成硫单质；根据溶液电中性，反应过程中钠离子通过阳离子膜进
入阴极区；
【详解】A．由分析可知，交换膜为阳离子交换膜，A 正确；
B．左侧电极为阴极，二氧化碳得到电子发生还原反应：
，B 错误；
C．向阳极电解液通
分离
，其中
和
分子中正负电荷重心重合，均为非极性分子，C 正确；
D．S 为16 号元素，位于元素周期表的p 区，D 正确；
故选B。
8．（2024·安徽·模拟预测）2023 年12 月我国大连化学物理研究所率先研究出镁锂双盐电池，工作原理如
图所示，放电时b 极转化关系为：
。下列说法正确的是
A．该电池放电时，
失去电子转化为
并迁移到极
B．放电时正极反应式为
C．该电池电解质溶液需要加入氢氧化钠以提高电解质的导电性，降低电池内阻
D．该电池充电时，若通过电路转移电子的物质的量为
，正负极质量变化正好相等
【答案】B
【分析】镁锂双盐电池的工作原理为：放电时，电池负极材料金属镁失去电子生成
，电解液中的
得到电子嵌入正极材料，达到电荷平衡；充电时，电池正极材料中
失去电子，生成
，电解液中
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的
得到电子沉积到金属镁负极上去，再次达到电荷平衡。据此分析作答。
【详解】A．放电时是
失去电子而不是
失去电子，A 错误；
B．放电时负极反应为
，正极反应为
，B 正确；
C．如果加入
就会生成
沉淀，不能提高导电性，C 错误；
D．充电时a 极反应：
，b 极反应：
，当通过电子
时，a 极增
加
，b 极减少
，故质量变化不等，D 错误。
9．（2024·安徽淮北·一模）利用废旧锂电池中
制备
的装置如图所示，下列说法错误的是
A．电极A 为阴极
B．电极B 发生的反应为：
C．
中的
元素转移到了
中
D．
和
的迁移方向相同
【答案】C
【分析】由图可知，该装置为电解池，电极A 为与直流电源负极相连的阴极，酸性条件下，LiMn2O4在阴极
得到电子发生还原反应生成锰离子，电极方程式为：LiMn2O4＋3e−+8H+=Li++2Mn2++4H2O，电极B 为阳极，水
分子作用下，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-
=MnO2+4H+，则电解的总反应方程式为2LiMn2O4+4H+
2Li++Mn2++3MnO2+2H2O。
【详解】A．电极A 为与直流电源负极相连的阴极，故A 正确；
B．电极B 为阳极，水分子作用下，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反
应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，故B 正确；
C．由分析可知，电解的总反应方程式为：2LiMn2O4+4H+
2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，
中的
元
素转移到了
和Mn2+中，故C 错误；
D．电解池中阳离子移向阴极，
和
的迁移方向相同，都向阴极移动，故D 正确；
故选C。
10．（2024·安徽滁州·一模）复旦大学科研人员采用金属碳酸盐和固-固转换反应，设计出
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石墨烯（ZZG）电极的概念电池，该电池原料利用率高，寿命长.其充电原理如图所示：
下列说法不正确的是
A．充电时，
移向镍基电极
B．充电时，阴极附近电解液中pH 增大
C．放电时，镍基电极为电源正极
D．放电时，当外电路中有2mol 电子转移时，ZZG 电极析出1mol 固体
【答案】D
【分析】该装置有外接电源，属于电解装置，根据电解原理进行分析，镍基电极为阳极，另外一极为阴极，
据此分析。
【详解】A．观察图中物质变化可知，充电时阴极反应式为
，
n(OH-)增大，镍基电极为阳极，充电时，阴离子移向阳极，因此
移向镍基电极，故A 正确；
B．阴极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO
+6OH-，n(OH-)增大，阴极附近电解液中pH 增大，故B
正确；
C．充电时，镍基电极为阳极，因此放电时，镍基电极为电源正极，故C 正确；
D．放电时，ZZG 电极为负极，发生的电极反应式为
，当电路中
有2mol 电子转移时，ZZG 电极会产生0.2mol[2ZnCO3·3Zn(OH)2]，故D 错误；
故答案选D。
11．（2024·安徽黄山·一模）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装的电解池可实现大电流催化电解氯化
铵废水，同时制得盐酸和氨水.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，装置如图所示（M、N 均为惰性电极）。下列说法正确的是
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A．a 膜是阳离子交换膜，b 膜是阴离子交换膜
B．Ⅰ室生成氨水，Ⅱ室生成盐酸
C．每生成
，双极膜处共有
解离
D．与平面结构相比，“卯榫”结构双极膜表面积大，更有利于电子通过
【答案】C
【分析】处理氯化铵废水，同时制得盐酸和氨水，阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，氯离子透过a
膜进入Ⅰ室，铵根离子透过b 膜进入Ⅱ室，可知在Ⅰ、Ⅱ两室分别得到盐酸和氨水。
【详解】A．阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，氯离子透过a 膜进入Ⅰ室，铵根离子透过b 膜进入Ⅱ
室，a 膜是阴离子交换膜、b 膜是阳离子交换膜，故A 错误；
B．阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，氯离子透过a 膜进入Ⅰ室，铵根离子透过b 膜进入Ⅱ室，可知
在Ⅰ、Ⅱ两室分别得到盐酸和氨水，故B 错误；
C．生成
，Ⅰ室处双极膜有0.1molH2O 解离、Ⅱ室处双极膜有0.1molH2O 解离，所以双极膜处共
有0.2molH2O 解离，故C 正确；
D．与平面结构的双极膜相比，“卯榫”结构增大双极膜面积，可提高产品生成速率，电子不能通过双极
膜，故D 错误；
故选：C。
12．我国科研团队研发的强酸单液流电池通过多电子转移，提高了电池的安全性和能量密度，其工作原理
如图所示。下列说法错误的是
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A．放电时，电极
的电势高
B．放电时，每消耗
，右室有
生成
C．充电时，
向电极
区移动，阴极区
减小
D．充电时，阳极区存在反应：
【答案】B
【分析】放电时为原电池，电极M 发生反应：Cd - 2e⁻ = Cd2+，发生氧化反应，为负极；电极N 为正极，极
为正极，电极总反应为
，充电时为电解池，电极N 为阳极，电极M 为阴
极。
【详解】A．放电时为原电池，电极M 中Cd 失电子生成Cd2+，发生氧化反应，为负极；电极N 为正极，原
电池中正极电势高于负极，A 正确；
B．放电时负极反应为Cd - 2e⁻ = Cd2+，0.07mol Cd 消耗时转移电子0.14mol。放电时正极总反应为
，每转移
电子，生成
溴离子，B 错误；
C．充电时为电解池，电极M 为阴极（原电池负极接电源负极），H⁺为阳离子向阴极（M 区）移动；阴极
反应为Cd2+ + 2e⁻ = Cd，H⁺移向阴极使阴极区H⁺浓度增大，pH 减小，C 正确；
D．充电时阳极（N 极）发生氧化反应，IBr 中I 从+1 价升至
中+5 价，Br 从-1 价升至Br₂ 中0 价，
2molIBr 共失10mole⁻，反应为2IBr - 10e⁻ + 6 H2O = Br2 +
+ 12H⁺，D 正确；
故选B。
13．为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合
高效制
的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。
下列说法正确的是
A．阳极反应：
B．若离子交换膜为阳离子，则阳离子的移动方向由
电极到电极
C．电解时阴极区
浓度不变
D．相同电量下
理论产量是传统电解水的3 倍
【答案】A
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【分析】
据图示可知，b 电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b 电极为阳极，a 电
极为阴极，HCHO 为阳极反应物，由反应机理
可知：
反应
后生成的
转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在
生成HCOOH 的同时还生成了H-，生成的HCOOH 再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成
的H- 在阳极失电子发生氧化反应生成氢气，即2H--2e-=H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-
=H2↑+2OH-。
【详解】A．由以上分析可知，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-
+H2O，由(①+②)×2 得阳极反应为：
，A 正确；
B．电解池中阳离子向阴极移动，若离子交换膜为阳离子，则阳离子的移动方向由b 电极到a 电极，B 错误；
C．阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，生成氢氧根离子移向阳极区，而水被消耗则阴极区
浓度发生改变，C 错误；
D．由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应
2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol 电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水转移
2mol 电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下氢气理论产量是传统电解水的2 倍，D 错误；
故选A。
14．一种合成氨的电解池工作原理如图所示，工作时，H2O 在双极膜界面处被催化解离成为H＋和OH－，有
利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是
A．阴极反应：
B．电解过程中，阳极室pH 减小
C．理论上每生成1molNH3，双极膜处有8molH2O 解离
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D．理论上每生成1molNH3，阳极室溶液质量减少64g
【答案】D
【分析】电解KNO3溶液制氨，硝酸钾发生还原反应，则电极a 为阴极、电极b 为阳极，双极膜界面产生的
H+移向阴极，而OH-移向阳极，阴极溶液显碱性，有氨气产生，阴极反应式为
+6H2O+8e-=NH3+9OH－，
阳极反应式为
；
【详解】A．由分析，阴极反应：
+6H2O+8e-=NH3+9OH－，A 正确；
B．电解过程中，阳极室中生成水，使得氢氧化钾浓度减小，溶液碱性减小，pH 减小，B 正确；
C．由分析，理论上每生成1molNH3，转移8mol 电子，则双极膜处有8molH2O 解离，C 正确；
D．理论上每生成1molNH3，转移8mol 电子，阳极室生成2mol 氧气，但同时有8molOH-移向阳极，则溶液
质量增加8mol×17g/mol－32g/mol×2mol=72g，D 错误；
故选D。
15．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a 常用掺有石墨烯的S8材料，
电池反应为：
(2≤x≤8)。用电器下列说法错误的是
A．电池放电时，电极b 为负极
B．电池放电时，Li2S2的量逐渐增多
C．电池充电时，电极a 可发生反应：3Li2S4-2e-=2Li2S6+2Li+
D．电池充电时，外电路中流过0.1mol 电子，负极材料增重1.4g
【答案】D
【分析】放电时，
性质活泼，做负极，会失去电子发生氧化反应，电极反应式为
。在电池工作
时，
会向正极移动。
在正极得电子，逐步被还原，经历
、
、
到
的转化过程，以
为例，电极反应涉及
得电子结合
生成相应含硫化合物。
【详解】A．放电时，
向电极a 移动，根据原电池中阳离子向正极移动，可知电极a 为正极，电极b 为
负极，故A 正确；
B．放电时，电极a 发生还原反应，
逐步得电子生成
等，
的量逐渐增多，故B 正确；
C．充电时，电极a 为阳极，发生氧化反应，可发生
，故C 正确；
D．充电时，电极b 为阴极，电极反应为
，外电路流过0.1mol 电子，负极材料增重为
0.1mol×7g/mol=0.7g，故D 错误；
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故选D。
1．（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅
允许
通过。下列说法正确的是
A．放电时电解质溶液质量减小
B．放电时电池总反应为
C．充电时
移向惰性电极
D．充电时每转移
电子，
降低
【答案】C
【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充
电，目的是将
解离为
和
，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：
，
阳极为气体扩散电极，电极反应：
，放电时，惰性电极为负极，电极反应
为：
，气体扩散电极为正极，电极反应为
，据此解答。
【解析】A．放电时，
会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成
进入储氢容器，当转移
2mol 电子时，电解质溶液质量增加
，即电解质溶液质量会增大，A 错
误；B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为
，B 错误；C．
充电时，
向阴极移动，则
向惰性电极移动，C 正确；D．充电时每转移
电子，会有
与
结合生成
，但不知道电解液体积，无法计算
降低了多少，D 错误；故选C。
2．（2024·安徽卷）国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以
(局部结构
如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和
为电极，以
和
混合液为电解质溶液。下列说法错误
的是
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A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：
C．充电时，阴极被还原的
主要来自
D．放电时，消耗
，理论上转移
电子
【答案】C
【分析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为
，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为
；正极上发生
，则充
电时，该电极为阳极，电极反应式为
。
【详解】A．标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和
碳氢键等多种共价键，还有由
提供孤电子对、
提供空轨道形成的配位键，A 正确；
B．由以上分析可知，该电池总反应为
，B 正确；
C．充电时，阴极电极反应式为
，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C 错误；
D．放电时，负极的电极反应式为
，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移
0.02 mol 电子，D 正确；
综上所述，本题选C。
3．（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一种
电催化剂，并将其与金属铝组装成
可充电电池，用于还原污水中的
为
，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离
子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的
逐步还原为
。
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下列说法错误的是
A．放电时，负极区游离的
数目保持不变
B．放电时、还原
为
，理论上需要
氢原子
C．充电时，
从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区
D．充电时，电池总反应为
【答案】A
【分析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，
，
正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的
逐步还原
为
，正极区发生反应为
(注意此反应不是电极反应)，充电时，金属铝为
阴极，
电极为阳极，据此解答。
【详解】A．放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根：
，当转移3mol 电子时，消耗
，同时正极区会有
通过
离子交换膜进行补充，
净消耗1mol，故负极区游离的
数目会减少，故A 错误；
B．氢原子将吸附在电催化剂表面的
逐步还原为
，还原
为
，由化合价变化可知，
得到8mol 电子，所以理论上需要
氢原子，故B 正确；
C．充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，
从阴极区穿过
离子交换膜进入阳极区，故C 正确；
D．充电时，电池阴极反应式为
，阳极反应式为
，
总反应为
，故D 正确；
答案选A。
4．（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb 二次电池的放电过程示意图如图所示。
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下列叙述正确的是
A．放电时，M 极为正极
B．放电时，N 极上反应为
C．充电时，消耗4 mol Ag 的同时将消耗
D．充电时，M 极上反应为
【答案】D
【分析】由图可知，放电时，N 电极上
发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：
，M 电极为负极，电极反应为
，充电时，N 为阳
极，M 为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。
【详解】A．由分析可知，放电时，M 电极为负极，A 错误；
B．由分析可知，放电时，N 电极反应为：
，B 错误；
C．由分析可知，建立电子转移关系式：
，由此可知，消耗4molAg，同时消耗
，C 错误；
D．充电时，M 极为阴极，电极反应与原电池相反：
，D 正确；
故选D。
5．（2025·广东·高考真题）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图
分别如图a 和图c，其中
获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上
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A．负极反应的催化剂是ⅰ
B．图a 中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变
D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【答案】C
【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负
极，电极方程式为：
；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：
。
【详解】A．由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A 错误；
B．图a 中，ⅰ到ⅱ过程为
获得第一个电子的过程，根据题中信息，
获得第一个电子的过程最慢，则
ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B 错误；
C．氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：
，同时，反应负极每失去1 个电子，就会
有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C 正确；
D．由图a、c 可知，氧气催化循环一次需要转移4 个电子，氢气催化循环一次需要转移2 个电子，相同时
间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D 错误；
故选C。
6．（2025·浙江·高考真题）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
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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
【答案】C
【分析】
电池放电时，锂电极为负极，发生反应：
，多孔功能电极为正极，低温时发生
反应：
，随温度升高Q 增大，正极区
转化为
；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多
孔功能电极为阳极，
或
失去电子。
【详解】A．由分析可知，电池总反应方程式为：
或
，充放电时
有
参与或生成，因此熔融盐中
的物质的量分数影响充放电速率，A 正确；
B．
比
的半径小，因此
优先于
通过固态电解质膜，B 正确；
C．放电时，正极得到电子，
中氧原子为-1 价，
中氧原子为-2 价，因此随温度升高Q 增大，正极区
转化为
，C 错误；
D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D 正确；
答案选C。
7．（2025·全国卷·高考真题）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将
废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。
电解时，下列说法错误的是
A．阳极区
下降
B．
从阴极区向阳极区迁移
C．阴极发生反应
D．阴极转化
，阳极将生成
【答案】D
【分析】根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：
；右侧电极连接电源正极，为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为：
。
【详解】A．根据分析，阳极区消耗了
，
下降，A 正确；
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B．阴极区生成了
，阳极区消耗了
，按照离子移动方向，
从阴极区通过阴离子交换膜向阳极
区迁移，B 正确；
C．根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：
，C 正确；
D．阴极转化
，转移
，此时阳极将生成
，D 错误；
故选D。
8．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解过程中，
向左室迁移
B．电解过程中，左室中
的浓度持续下降
C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b 处，试纸先变红后褪色
D．
完全转化为
的电解总反应：
【答案】B
【分析】由图可知，左侧发生
，N 元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生
，Cl 元素化合价上升，则右侧是阳极区，据此解答；
【详解】A．电解池中，阳离子向阴极移动，则，
向左室迁移，A 正确；
B．电解过程中，
先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，
无法得出其浓度持续下降的结论，B 错误；
C．b 处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，
故能看到试纸先变红后褪色，C 正确；
D．左侧阴极总反应是
，右侧阳极总反应是
，将两电极反
应相加即可得到总反应，D 正确；
故选B。
9．（2025·湖北·高考真题）某电化学制冷系统的装置如图所示。
和
在电极上发
生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动
实
现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是
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A．阴极反应为
B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断
比
稳定
C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换
D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后
和
离子结构的改变
【答案】B
【分析】由图可知，左侧电极发生反应
，则左侧为阳极，右侧电极反应
为
，则右侧电极为阴极，据此解答。
【详解】A．由分析可知，阴极反应为
，A 正确；
B．已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断
是吸热反应，则可推断
的能量更低，
比
稳定，B 错误；
C．多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C 正确；
D．题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本
身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：
和
因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D 正确；
故选B。
10．（2025·广东·高考真题）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
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A．充电时Ⅱ为阳极
B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH 降低
C．放电时负极反应为：
D．充电时16gS 能提供的理论容量为
【答案】B
【分析】放电时，电极Ⅱ上
减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池
的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：
；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS 失去电子生成S 和Mn2+，负极反应为：
。
【详解】A．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A 正确；
B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：
，反应消耗
，溶
液的pH 升高，B 错误；
C．由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：
，C 正确；
D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为
，每消耗16gS，即0.5molS，转移
1mol 电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A h
⋅，D 正确；
故选B。
11．（2025·北京·高考真题）用电解
溶液(图1)后的石墨电极1、2 探究氢氧燃料电池，重新取
溶液并用图2 装置按i→iv 顺序依次完成实验。
实
验
电极I
电极
Ⅱ
电
压/V
关系
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i
石墨1
石墨2
a
ii
石墨1
新石
墨
b
iii
新石
墨
石墨2
c
iv
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A．
，说明实验i 中形成原电池，反应为
B．
，是因为ii 中电极Ⅱ上缺少
作为还原剂
C．
，说明iii 中电极I 上有
发生反应
D．
，是因为电极I 上吸附
的量：iv>iii
【答案】D
【分析】按照图1 电解
溶液，石墨1 为阳极，发生反应
，石墨1 中会吸附
少量氧气；石墨2 为阴极，发生反应
，石墨2 中会吸附少量氢气；图2 中电极Ⅰ
为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。
【详解】A．由分析可知，石墨1 中会吸附少量氧气，石墨2 中会吸附少量氢气，实验i 会形成原电池，
，反应为2H2+O2=2H2O，A 正确；
B．因为ii 中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少
作为还原剂，故导致
，B 正确；
C．图2 中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii 中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii 中电极I 上
有
发生反应，C 正确；
D．
，实验iii 与实验iv 中电极Ⅰ不同，
，是因为电极I 上吸附
的量：iv>iii，D 错误；
故选D。
12．（2025·云南·高考真题）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
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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
【答案】C
【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt 电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反
应为：
，阴极发生的反应为：
，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说
明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，据此解答。
【详解】A．由分析可知，Pt 电极为阳极，阳极发生的反应为：
，A 正确；
B．水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作用下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，
可促进双极膜中水的电离，B 正确；
C．由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，即钠
离子往右侧移动，通过Y 膜，则Y 膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X 膜，则X 膜为阴离子交
换膜，C 错误；
D．Ⅳ室每生成
，则转移1mol 电子，有1mol 氢离子移到Ⅱ室中，生成
，D 正确；
故选C。
13．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电
极b 表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是
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A．电解时，
从右室向左室移动
B．电解总反应：
C．以
为原料，也可得到TQ
D．用
标记电解液中的水，可得到
【答案】D
【分析】电极b 发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b 为阳极，a 为阴极，阴极上氢离子
得电子生成H2，以此解题。
【详解】A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A 正确；
B．根据转化关系图可知，电极b 中TY 是反应物，TQ 是生成物，电极a 上H+得电子生成H2，总反应方程式
为：
，B 正确；
C．将TY(
)换成
为原料，仍然能够得到TQ(
)，C 正确；
D．根据右图可知，用
标记电解液中的水，可得到的
18O 在环上甲基的邻位上
，D 错
误；
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答案选D。
14．（2025·河北·高考真题）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
【答案】B
【分析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则
转化为
过程中，Co
元素化合价由
降为+3，
得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为
，Pt 电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为
，据此回答。
【详解】A．由分析知，
电极上发生的反应：
，A 错误；
B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 mol)
时转移1 mol 电子，理论上转化
的
，B 正确；
C．
为阴离子，应向阳极移动，即向Pt 电极迁移，C 错误；
D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生
、消耗
，酸性增强，则阳极附近pH 降低，D
错误；
故选B。
15．（2025·河南·高考真题）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以
形式回收含锂废弃物
中的锂元素，其工作原理如图所示。
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下列说法正确的是
A．Ⅱ为阳离子交换膜
B．电极a 附近溶液的
减小
C．电极b 上发生的电极反应式为
D．若海水用
溶液模拟，则每脱除
，理论上可回收
【答案】D
【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为
，右侧为阳极，电极反应为
，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，
氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为
阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。
【详解】A．由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A 错误
B．a 电极的反应为
，pH 变大，B 错误；
C．由分析可知，电极b 的反应为
，C 错误；
D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到
1molLiCl，D 正确；
故选D。
16．（2025·甘肃·高考真题）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(
)电解系统(如下图)。
以新型
为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系
统的说法错误的是
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A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B．在外电路中，电子从电极1 流向电极4
C．电极3 的反应为：
D．理论上，每通过2mol 电子，可产生
【答案】D
【分析】由图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1 为负极，发生氧化反应，电极反应式为：
Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，电极2 为正极发生还原反应，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧为电解池，
电极3 为阳极，产生氧气，电极4 产生阴极，产生氢气。
【详解】A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A 正确；
B．根据分析，电极1 是负极，电极4 为阴极，电子从电极1 流向电极4，B 正确；
C．由分析可知，电极3 为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3 的反应为：
，
C 正确；
D．根据分析可知，电极2 和电极4 均产生氢气，理论上，每通过2mol 电子，可产生2molH2，D 错误；
答案选D。
17．（2025·江苏·高考真题）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
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
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【答案】A
【分析】光解过程中，电极a 上电子流出，发生氧化反应，a 为负极，电极反应式为：
；电极b 上电子流入，发生还原反应，b 为正极，电极反应式为：
。
【详解】A．根据分析，电极a 为负极，发生氧化反应，电极反应式为：
，生成物
有O2，A 正确；
B．原电池中阳离子向正极移动，电极a 上生成
，电极b 上消耗
，
通过质子交换膜从左室移向右
室，B 错误；
C．在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解总反应是电解水，
溶液中
减少，
溶液浓度增大，pH 减小，C 错误；
D．生成
，转移2mol 电子，外电路通过0.01mol 电子时，电极b 上生成
，D 错误；
答案选A。
18．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于
的储氯电池装置如图，放电过程中a、b 极均增重。若
将b 极换成Ag/AgCl 电极，b 极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是
A．放电时
向b 极迁移
B．该电池可用于海水脱盐
C．a 极反应：
D．若以Ag/AgCl 电极代替a 极，电池将失去储氯能力
【答案】D
【分析】放电过程中a、b 极均增重，这说明a 电极是负极，电极反应式为
，b 电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－
+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。
【详解】A．放电时b 电极是正极，阳离子向正极移动，所以
向b 极迁移，A 正确；
B．负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B 正确；
C．a 电极是负极，电极反应式为
，C 正确；
D．若以Ag/AgCl 电极代替a 极，此时Ag 失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，
D 错误；
答案选D。
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