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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 考查电解原理创新应用
题型02 考查串联类电化学装置
题型03 考查电化学离子交换膜的分析与应用
题型04 考查电化学原理综合计算
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查电解原理创新应用
1．（2024·湖南·二模）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（
）氧化为
和
的原电池⑤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。下列说法正确的是
A．该装置工作时，电流方向为电极b→Ⅲ室→Ⅱ室→Ⅰ室→电极a
B．装置工作时，c 极区溶液碱性明显增强
C．电极d 的电极反应式为
1
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D．当电极b 上有0.6mol
生成时，电极c、d 两极共产生气体22.4L（标准状况）
【答案】A
【详解】A．根据分析可知，a 为正极，b 为负极，该装置工作时，内电路电流由b 极经Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ室流向
a 极，A 正确；
B．电极c 上的电极反应式为
，与此同时，有
从阳极室透过质子交换膜进入阴极
室，因此c 极区溶液碱性不会增强，B 错误；
C．电极d 为阳极，电极反应式为
，C 错误；
D．电极b 的电极反应式为
，电极c 的电极反应式为
，电极d 上的电极反应式为
，
可进一步氧化苯酚，化学方程式为
，当电极b 上有0.6mol
生成时，电极c、d 两极共产生气体44.8L
（标准状况），D 错误;
故答案为：A。
2．（2024·湖南郴州·一模）二氧化氯(
)是一种黄绿色气体，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。
二氧化氯的制备以及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂——亚氯酸钠(
)的工艺流程如图，下列
说法正确的是
已知：①
的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出
；
②纯
易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下以保证安全。
A．“吸收塔”内发生反应的化学方程式为
B．“
发生器”中鼓入空气的作用是将
氧化成
C．对
晶体进行重结晶可获得纯度更高的晶体
D．工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)用的是阴离子交换膜
【答案】C
【详解】A．吸收塔内发生的反应为在碱性条件下，二氧化氯与过氧化氢发生氧化还原反应生成亚氯酸钠、
氧气和水，反应的化学方程式2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，故A 错误；
B．由已知②可知，纯二氧化氯易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全，则发生器中鼓
入空气的作用应是稀释二氧化氯以防止爆炸，故B 错误；
C．粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体，则要得到更纯的NaClO2·3H2O 晶体必须进行的操作是重结晶，
2
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故C 正确；
D．工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)，为防止生成的氯气与OH-接触反应，应用阳离子交换膜，故D 错
误；
故本题选C。
3．（2024·湖南长沙·一模）二氧化氯(
)是一种黄绿色气体，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。
二氧化氯的制备以及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂——亚氯酸钠(
)的工艺流程如图：
已知：①
的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出
；
②纯
易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下以保证安全。
下列说法正确的是
A．工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)用的是阴离子交换膜
B．“
发生器”中鼓入空气的作用是将
氧化成
C．“吸收塔”内发生反应的化学方程式为
D．对
晶体进行重结晶可获得纯度更高的晶体
【答案】D
【详解】A．工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)，为防止生成的氯气与OH-接触反应，应用阳离子交换膜，
故A 错误；
B．由已知②可知，纯二氧化氯易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全，则发生器中鼓
入空气的作用应是稀释二氧化氯以防止爆炸，故B 错误；
C．吸收塔内发生的反应为在碱性条件下，二氧化氯与过氧化氢发生氧化还原反应生成亚氯酸钠、氧气和
水，反应的化学方程式2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，故C 错误；
D．粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体，则要得到更纯的NaClO2·3H2O 晶体必须进行的操作是重结晶，
故D 正确；
故选：D。
4．（2024·湖南岳阳·二模）环氧乙烷(
，简称
)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制
备
的原理示意图如下。一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。电解效率
和选择性S 的定义分别
为：
。下列说法错误的是
3
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A．阳极室产生
后发生的反应有
B．a 为
和
混合溶液
C．当乙烯完全消耗时，测得
，
，假设没有生成
的乙烯全部在阳极放电生
成
，则
D．制备环氧乙烷总反应为CH2=CH2+H2O
+H2
【答案】C
【详解】A．根据以上分析可知，阳极室产生Cl2，图像显示Cl2转化为HClO，所以阳极室产生Cl2后发生的
反应有
，故A 正确；
B．阴极水得电子生成氢气，其电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极生成氢氧根、钾离子通过阳离子交
换膜向阴极定向移动，所以a 为KOH 和KCl 混合溶液，故B 正确；
C．设生成的EO 物质的量为amol，则转化的乙烯的物质的量为
mol，C2H4中碳元素化合价为-2 价、EO
中碳元素化合价为-1 价，生成EO 转移电子的物质的量为2amol，此时转移电子的总物质的量为
，
转化为二氧化碳的乙烯的物质的量为
，由C2H4-2CO2可知，生成的二氧化碳的物质
的量为
，C2H4中碳元素化合价为-2 价、CO2中碳元素化合价为+4 价，假设没有生成EO 的乙烯全部在
阳极放电生成CO2，则
，故C 错误；
D．由以上分析可知，由乙烯电解制备EO 时，乙烯转化成EO，水放电生成氢气，所以制备环氧乙烷总反
应为CH2=CH2+H2O
H2+
，故D 正确；
故答案为：C。
5．（2024·湖南湘潭·一模）光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。双极
4
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膜复合层间的H2O 能解离为H+和OH-，且双极膜能实现H+和OH-的定向通过。下列说法正确的是
A．该装置的能量转化形式只有电能转化为化学能
B．再生池中的反应为2V2++2H2O=2V3++2OH-+H2↑
C．当阳极生成22.4LO2时，电路中转移电子数为4NA
D．光照过程中阳极区溶液中的n(OH-)基本不变
【答案】D
【详解】A．有光能等其他能量的转化，A 错误；
B．反应环境为酸性环境，电极反应中不会生成
，B 错误；
C．没有说明在标准状况下，C 错误；
D．由于水能电离出
和
，所以
基本不变，D 正确。
故选D。
02 考查串联类电化学装置
6．（2025·湖南·三模）胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类，它是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变
为胶态，具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理，下列说法不正确的是
A．该电池中较大离子直径约为
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B．充电时，储罐乙所在电极接直流电源正极
C．放电时，负极反应为
D．放电时，若外电路转移1mol 电子，理论上储罐甲质量增加1g
【答案】B
【详解】A．胶体的粒子直径为
，故该胶体液流电池中较大离子直径约为
，A
正确；
B．根据电池工作原理图储罐乙充电时，发生电极反应：
，作阴极，接在直流
电源的负极，B 错误；
C．根据电池工作原理图放电时，负极反应为：
，C 正确；
D．转移1mol 电子时，理论上有
从右向左迁移，则储罐甲质量增加1g，D 正确；
故选B。
7．（2025·湖南·模拟预测）某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有
)，其
装置示意图如图所示，处理过程中存在反应
。下列说法错误的
是
A．M 电极的电极反应为
B．铬元素最终以
形式除去
C．电解池右侧的Fe 电极更换为石墨电极，对废水处理影响不大
D．若电解过程中，电子的有效利用率为60%，每处理掉0.2mol 的
，理论上N 电极需要通入
11.2L(已折算为标准状况)
【答案】D
【详解】A．由分析可知，M 电极为燃料电池的负极，氧离子作用下乙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
，故A 正确；
B．由分析可知，铬元素最终以氢氧化铬形式除去而达到处理酸性含铬废水的目的，故B 正确；
C．由分析可知，与M 电极相连的右侧铁电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，右
侧的铁电极更换为石墨电极，此时仍然是氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，不会影响对废水
处理，故C 正确；
6
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D．每处理掉0.2mol 重铬酸根离子，需要1.2molFe2+，若电解过程中，电子的有效利用率为60%，由得失电
子数目守恒可知，理论上N 电极需要通入标准状况下氧气的体积为
×22.4L/mol=22.4L，故D 错误；
故选D。
8．（2024·湖南永州·一模）在工业中电化学处理有机废水是一种高效绿色的氧化技术，可用于海水的淡化，
其原理示意图如下。下列说法正确的是
A．X 为阳离子交换膜
B．一段时间后，b 极附近
降低
C．a 极反应式为
D．当电路通过
电子时，正极区质量增加
【答案】D
【详解】A．原电池中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，为了实现海水淡化，模拟海水中的氯离子需
要移向负极(即a 电极)，则X 膜为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极(即b 电极)，则Y 膜为阳离子交换膜，
故A 错误；
B．b 极为正极，b 电极上发生反应：
，b 极附近
升高，故B 错误；
C．a 极电解质呈弱酸性，电极方程式为：
，故C 错误；
D．当电路通过
电子时，正极消耗0.05mol 氧气，增加质量1.6g，同时流入0.2mol 钠离子，增加质
量4.6g，正极区质量共增加1.6+4.6=
，故D 正确；
故选：D。
9．（2024·湖南长沙·三模）近年研究发现，电催化
和含氮物质
等)在常温常压下合成尿素，有助
于实现“碳中和”及解决含氮废水污染问题。用铅酸蓄电池作电源，向含有一定浓度
的酸性废水中
通
至饱和，在电极上反应生成
，电解原理如图所示。下列说法正确的是
7
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A．d 为电源正极，该电极反应式为
B．为提高溶液导电性，电极区溶液中可加入少量氯化钠
C．当电极
区生成
尿素时，电极区质量减少
D．每
转化为尿素就有
由极区迁移到
极区
【答案】C
【详解】A．d 电极为电源的正极，铅酸蓄电池作电源时的正极反应为：
，故A 错误；
B．b 电极是阳极，加入少量氯化钠后氯离子先放电，会产生氯气，故B 错误；
C．3.0g 尿素的物质的量为
=0.05mol，结合a 极反应式，转移电子为0.8mol，b 极的反应式为
，转移0.8mol 电子时，会消耗0.4molH2O，减少的质量为7.2g，故C 正确；
D．电解池中阳离子从阳极移向阴极，H+从b 电极向a 电极移动，H+在a 电极参与反应，由其电极反应式
可知，每
转化为尿素则转移的电子为16mol，通过
质子交换膜有16molH+，故D 错误；
故答案选C。
10．（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
8
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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
【答案】C
【详解】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；
D．从
结构可以看出其配位数是4，D 项正确；
故选C。
03 考查电化学离子交换膜的分析与应用
11．（2025·湖南·模拟预测）碱性条件下(电解质溶液为KOH 溶液)，电催化共还原
与
制备乙酰胺
是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略，其装置如图所示。
下列说法错误的是
9
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A．离子交换膜为阴离子交换膜
B．M 极存在电极反应：
C．理论上，N 极收集到气体2.24L(标准状况下)，M 极可制得乙酰胺的质量为5.9g
D．
与
为制备乙酰胺的中间产物
【答案】C
【详解】A．根据分析，M 极为阴极，产生
，N 极为阳极，因电解质溶液为KOH 溶液，则阳极会消耗
，
，损耗的
需要从M 极区交换到N 极区进行反应，则离子交换膜为阴
离子交换膜，A 正确；
B．根据分析，在M 极上发生的反应其中之一为：
，B 正确；
C．根据分析及电解图可知，每生成
乙酰胺
需要转移
，则N 极收集到标准状况下
气体2.24L 时，根据分析，N 极产生的气体为
，生成
要转移
，则M 极理论上可制得乙酰
胺的质量为：
，C 错误；
D．根据根据分析及电解图可知，生成的
与
最终转化为乙酰胺
，则说明
与
为制备乙酰胺的中间产物，D 正确；
故答案为：C。
12．（2025·湖南·模拟预测）利用不同氢源(D2O 和HCHO)在两个Pd 膜电极上同时对同一有机物进行双边加
氢的原理如图所示(以NaOH 溶液为电解质溶液，—H 可用H 表示)。下列说法正确的是
A．电子的流向：电源负极→M 极→电解质溶液→N 极→电源正极
B．电解一段时间后，阳极室溶液pH 升高
C．消耗1mol
，有4mol 阴离子通过交换膜
D．若无论电解多久N 极区产物中也不会有
，则存在反应：
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【答案】D
【详解】A．电子在外电路移动，而不会进入内电路，A 错误；
B．由分析中的电极反应可知，当转移1mol 电子时，阳极消耗2mol 氢氧根离子，同时会有1mol 氢氧根从
阴极通过离子交换膜向阳极移动，且阳极还会生成水，则阳极室氢氧根离子浓度降低，pH 降低，B 错误；
C．由分析可知，1mol
~2mole-，若消耗1mol
，转移电子2mol，对应的阴离子交换
膜转移2mol 阴离子，C 错误；
D．中间是阴离子交换膜，导致左侧产生的
，会进入右侧溶液参与放电，若无论电解多久N 极产物中也
不会含有
，说明产生的H 来自于HCHO，即反应为
，D 正确；
故选D。
13．（2025·湖南·三模）工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染，科学家采用石墨烯作电极材料设计了
一种新型绿色处理尾气中
的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是
A．
极接直流电源的负极，发生氧化反应
B．
极的电极反应式为
C．当电解质溶液中传导
时，有
穿过质子交换膜
D．若用铅酸蓄电池作电源，当电源负极增重
时，
极消耗
(折合成标准状况)
【答案】B
【详解】A．结合分析知，
在M 极得到电子被还原为
，则
极为电解池的阴极，接直流电源的负
极，发生还原反应，A 项错误；
B．
极为阳极，电极反应式为
，B 项正确；
C．电子可从导线过，电解质溶液不能传导电子，C 项错误；
D．若用铅酸蓄电池作电源，电源负极的反应式为
，负极增重
时，参与反应的
11
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为0.05mol，电路中转移电子0.1mol，结合M 极式
知，
极产生的
为0.1mol，再根
据
知，反应消耗的
为0.025mol，其标况下的体积为
，D 项错误；
故选B。
14．（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
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
【答案】C
【详解】A．由分析可知，a 极为阴极， b 极为阳极，膜M 为阳离子（
）交换膜，A 项错误；
B．阴极电极反应为
，阳极电极反应为
，工作一段时间后，
铂极表面
明显下降，B 项错误；
C．由分析可知a 极为阴极，电极反应为
，C 项正确；
D．根据得失电子守恒，
，阴极生成的铵根离子
，D 项错
误；
答案选C。
15．（2025·湖南湘潭·模拟预测）铬是最硬的金属，一种三室电解法制高纯铬的装置如图所示[缓冲室为
，
、
的混合溶液］。下列说法正确的是
12
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A．M 与电源的正极相连
B．膜C 为阳离子交换膜，膜D 为阴离子交换膜
C．电池工作一段时间后，需向阳极补充一定量的
D．每生成1mol 气体B，缓冲室就生成
【答案】C
【详解】A．高纯铬在铬电极上生成，故M 极为阴极，应连接电池的负极，A 项错误；
B．根据上述分析，膜C 为阴离子交换膜，膜D 为阳离子交换膜，B 项错误；
C．阳极发生
及氢离子应移向缓冲室，故电池工作一段时间后，需向阳极补充一定
量的
，C 项正确；
D．由电极反应式及电路中通过的电量守恒可知，生成
，同时生成
，有
移向缓冲
室，缓冲室应有
，D 项错误；
答案选C。
04 考查电化学原理综合计算
16．（2025·湖南·模拟预测）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
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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
【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；
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。
17．（2025·湖南株洲·一模）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图，电解质为含
的有机溶液。
闭合
时产生
，闭合
时产生
。下列说法正确的是
A．闭合
时
从左向右移动
B．闭合
时Ni-Pt 电极发生还原反应
C．闭合
，理论上每生成
，需消耗约
D．放电时总反应：
【答案】D
【详解】A．闭合
时形成原电池，由于左侧电极为正极，右侧电极为负极，
从负极移向正极，从右向
左移动，A 错误；
B．闭合
时形成电解池，
电极作为阳极，失去电子，发生氧化反应，B 错误；
C．未说明氯气是否处于标准状况，不能开展计算，C 错误；
D．放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成
，
又转化为
和
，负极锂失去
电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为：
，D 正确；
故选D。
18．（2024·湖南衡阳·模拟预测）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，
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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 极的电极反应为
B．消耗1mol Zn，则生成1mol
C．c 极的电极反应为
D．1mol O2生成时，理论上能得到约为15L NH3
【答案】A
【详解】A．d 极的电极反应为：
，故A 项正确；
B．锌失去电子2mol 电子变成锌离子，NO2得到1mol 电子，变为
，故生成2mol
，故B 项错误；
C．c 极为阴极，
得到电子转化为NH3，电极反应为：
，故C 项错误；
D．根据电极反应式为：
，
，电路中转移4mole-时，
理论上能得到
mol NH3，标况下的体积为：
mol×22.4mol≈15L，选项中并未说明是标准状况下，此时无
法得知O2的体积，故D 项错误；
故本题选A。
19．（2024·湖南邵阳·模拟预测）钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如下图，电池总
方程式是：
，下列说法正确的是：
A．放电时，电极B 是负极
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B．放电时，正极的电极方程式为：
C．充电时，
的移动方向是电极
电极A
D．充电时，生成
理论上外电路需要转移
【答案】C
【详解】A．负极氧化，
，化合价升高，A 为负极，A 错误；
B．放电时，正极的电极方程式为：
，B 错误；
C．充电时，电极A 为阴极，电极B 为阳极。溶液中阳离子由阳极指向阴极，
的移动方向是电极
电
极A，C 正确；
D．充电时，生成
理论上外电路需要转移
，D 错误；
故选C。
20．（2024·湖南邵阳·三模）一种能捕获和释放
的电化学装置如图所示，其中
、
均为惰性电极，
电解质溶液均为
溶液。当
连接
时，物质
转化成物质
极区溶液能捕获通入的
。下列说法
错误的是
A．
连接
时，
连接电源正极
B．
连接
时，外电路通过
，理论上该装置最多能够捕获
（标况下）
C．该装置通过“充电”捕获
和“放电”释放
D．
连接
时，
极区
的值减小
【答案】D
【详解】A．由分析可知，K 连接时
，M 为阳极，与连接电源正极相连，A 正确；
B．由分析可知，K 连接时
，该装置为电解池，N 极区物质
得到H 原子转化成物质，电极方程式为：
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+H2O+2e-
+2OH-，CO2+OH-=
，外电路通过
时，生成1molOH-，吸收1mol CO2，标况下体积为22.4L，B 正确；
C．由分析可知，当K 连接
时，该装置为电解池，物质
得到H 原子转化成物质，
极区溶液能捕获通
入的
，“放电”释放
，C 正确；
D．K 连接时，为原电池，M 极为正极，发生还原反应，得电子，
，M 极区
的值增大，D 错误；
故选D。
1．（2024·湖南岳阳·二模）利用如图的电解装置分离含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4的混合物浆液，使其
分离成固体混合物和含铬元素溶液。下列有关分析错误的是
A．电解装置工作时，石墨2 应该连接铅蓄电池的PbO2电极
B．分离后，含铬元素的粒子有CrO
和Cr2O
，存在于阳极室中
C．每转移1mole-时，阴极室电解质溶液的质量增加23g
D．阴极室生成的物质可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离
【答案】C
【详解】A．由图可知，左侧电极氢失去电子发生还原反应生成氢气，为阴极，则右侧为阳极；铅蓄电池
的PbO2电极为正极，连接阳极区电极石墨2，A 正确；
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B．含铬元素的粒子有CrO
和Cr2O
，阴离子向阳极运动，分离后，存在于阳极室中，B 正确；
C．阴极发生的电极反应为2H2O+2e- =2OH-+H2↑，同时钠离子通过阳离子膜进入阴极室，每转移1mole-时，
生成H20.5mol 质量为1g，同时进入钠离子1mol 质量为23g，则阴极室电解质溶液的质量增加23-1=22g，C
错误；
D．阴极室生成的物质为氢氧化钠，氢氧化铝可溶于强碱氢氧化钠而二氧化锰不溶，故可用于固体混合物
Al(OH)3和MnO2的分离，D 正确；
故选C。
2．（2025·湖南湘潭·一模）在微生物作用下电解有机废水（含CH3COOH）,可获得清洁能源H2，其原理如
图所示，下列有关说法不正确的是
A．电极B 极为负极
B．与电源A 极相连的惰性电极上发生的反应为：CH3COOH-8e-+H2O=2CO2↑+8H+
C．通电后，H+通过质子交换膜向右移动，最终右侧溶液PH 减小
D．通电后，若有0.1molH2生成，则转移0.2mol 电子
【答案】C
【详解】A、电解有机废水（含CH3COOH），在阴极上氢离子得电子生成氢气，电极B 为负极，
选项A 正确；B、与电源A 极相连的惰性电极是阳极，发生的电极反应为：CH3COOH-8e-
+H2O=2CO2↑+8H+，选项B 正确；C、在电解池中，阳离子定向移动到阴极，则通电后，H+通
过质子交换膜向右移动，但右侧溶液中氢离子得电子产生氢气，氢离子浓度减小，PH 增大，
选项C 不正确；D、氢离子得电子产生氢气，则通电后，若有0.1molH2生成，则转移0.2mol
电子，选项D 正确。答案选C。
3．（2025·湖南湘潭·一模）电催化共还原CO2与NO2
-制备乙酰胺(CH3CONH2)是一种碳中和与废水处理有机
结合的绿色电化学策略，其装置如图所示。已知：酸性条件下极易发生严重的析氢竞争反应。下列说法错
误的是
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A．电极M 的电势比电极N 低
B．电极N 附近pH 降低
C．M 极存在电极反应：2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO
D．制备1mol 乙酰胺，电路中至少转移12mol e-
【答案】D
【详解】A．电极M 上得电子，为阴极，N 为阳极，M 的电势比电极N 低，A 正确；
B．根据分析，电极N 产生氢离子，附近pH 降低，B 正确；
C．根据分析，M 极存在电极反应：2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO，C 正确；
D．根据分析，制备1mol 乙酰胺，电路中至少转移14mol e-，D 错误；
故选D；
4．（2023·湖南岳阳·模拟预测）电解硫酸钠溶液制取电池正极材料
的前驱体
，其工作原理如图所示：
下列说法不正确的是
A．a 是直流电源的正极，石墨电极发生氧化反应
B．交换膜A 是阴离子交换膜，通电一段时间，Ⅰ室pH 降低
C．当产生
的
时，标准状况下纯钛电极上至少产生
气体
D．若将纯钛电极直接放入Ⅱ室，则纯钛电极上会有金属与前驱体附着而使产率降低
【答案】C
【详解】A．由上述分析可知，石墨为阳极，发生氧化反应，则a 为电源的正极，故A 正确；
B．由分析可知，交换膜A 为阴离子交换膜，左侧电极反应式为2H2O-4e-=O2
+4H+，产生H+，故pH 降低，
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故B 正确；
C．每生成
的
，就相当于生成0.2mol OH-，由电极反应式2H2O+2e-=H2
+2OH-可知，
会生成0.1mol H2，在标准状况下的体积为2.24L，故C 错误；
D．纯钛电极若直接放入II 室，会导致接受电子的物质不是水而是金属离子，导致金属单质的生成，附着
在前驱体上导致产率的降低，故D 正确；
答案选C。
5．（2025·湖南·调研）如图所示甲、乙两个装置，所盛溶液体积和浓度均相同且足量，当电路中通过的电
子都是0.1 mol 时，下列说法正确的是（ ）
A．溶液的质量变化：甲减小乙增大
B．溶液pH 值变化：甲减小乙增大
C．相同条件下产生气体的体积：V 甲=V 乙
D．电极反应式：甲中阴极：Cu2++2e﹣=Cu，乙中负极：Mg
2e
﹣
﹣=Mg2+
【答案】A
【详解】A. 甲中总反应为：2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑，乙中总反应为：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故甲溶液质量减小，乙溶液质量增大，故A 正确；
B. 甲中生成H2SO4，pH 减小，乙中消耗NaOH，pH 减小，故B 错误；
C. 当两装置电路中通过的电子都是0.1mol 时，甲中产生0.025molO2，乙中产生0.05molH2，故相同条件下，
甲乙中产生气体的体积比为1：2，故C 错误；
D. 甲中阴极为Cu2+放电，电极反应为Cu2++2e-=Cu，乙中负极为Al 放电，电极反应为：Al-3e-+4OH-=AlO2
-
+2H2O，故D 错误；
正确答案是A。
6．（2025·湖南湘西·调研）在微生物作用下将2，4-二氯苯酚电解脱氯降解为苯酚的装置如图所示。下列
说法错误的是
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A．电极a 的电势比电极b 的高
B．N 极的电极反应式：
C．
由左向右移动通过质子交换膜
D．当生成
苯酚时，理论上
电极区生成
的质量为8.8g
【答案】D
【详解】A．由装置图可知，
极为阳极，
极为阴极，所以电极
的电势比电极的高，A 项正确；
B．
极的电极反应式为
+4e－+2H+=
+2Cl-，B 正确；
C．在电解池中，阳离子向阴极移动，所以H+由左向右移动，C 项正确；
D．M 极的电极反应式为
，根据
极的电极反应式可知，当生
成
（0.1mol）苯酚时，生成
的质量为
，D 项错误；
故选D。
7．（2025·湖南益阳·调研）通过电解法可制备氢碘酸，电解装置如图所示，其中双极膜(BPM)为阴、阳复
合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的
解离成
和
；A、B 为离子交换膜，过程中极少
量的
因浓度差通过BPM 膜。下列说法不正确的是
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A．X 电极产生氧气，Y 电极产生氢气
B．当两电极共释放出33.6L 气体时(标准状况)，可获得4molHI
C．B 膜最好选择
交换膜
D．若撤去A 膜，I-会在阳极失电子生成碘单质，沉积在阳极表面
【答案】B
【详解】由图可知Y 极为阴极，氢离子得电子生成氢气，X 极为阳极，氢氧根失电子生成氧气，A 项正确；
当两电极共释放出33.6L(标准状况)即
mol 气体时，由关系式
可知，释
放的氢气、氧气分别为1mol、0.5mol，转移2mol 氢离子，可获得2molHI，可能有极少量的HI 混在
中流出，但生成HI 的总数不会是4mol，B 项错误；
C 结合反应过程中有NaOH 生成，可知应有钠离子透过B 膜移动，所以B 膜最好选择
交换膜，C 项正确；
少量的
因浓度差通过BPM 膜，若撤去A 膜，
会在阳极失电子生成碘单质，沉积在阳极表面，D 项正确;
答案选B。
8．（2024·湖南娄底·模拟预测）硼酸
可以通过电解
溶液的方法制备，工作原理如图所
示。下列有关表述正确的是
A．M 室的石墨为电解池的阴极
B．N 室的电极反应式为
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C．b 膜为阴离子交换膜，产品室发生反应为
D．理论上每生成
，阳极室可生成
(标准状况)气体
【答案】C
【详解】A．根据分析知，M 室的石墨为电解池的阳极，A 错误；
B．
室为阴极室，发生还原反应
，B 错误；
C．原料室里的
移向左边产品室，则膜为阴离子交换膜，M 室水放电产生的
移向产品室，所
以
膜为阳离子交换膜，产品室发生反应为
，C 正确；
D．根据
，理论上每生成
，装置中转移
电子，阳极室发生
，可生成
，即
（标准状况）气体，D 错误；
故选C。
9．（2024·湖南怀化·调研）以丙烯腈(
)为原料，利用电解原理合成己二腈[
]，可
减少氮氧化物的排放，其总反应为：
电解过程会产生丙腈(
)等副产物(已知：
)。下列说法正确的是
A．电子的流向为电源b 极→Pb 电极→电解质溶液
电极→电源a 极
B．Pb 电极主要发生的电极反应式为：
C．工作一段时间后，
电极附近pH 增大
D．若
电极产生33.6L(标准状况)气体，Pb 电极区生成了2.5mol 己二腈[
]，
则电流效率高于90%
【答案】B
【详解】A．电子不能在电解质溶液中传递，故A 错误；
B．CH2=CHCN 在Pb 极得电子生成NC(CH2)4CN，电极方程式为：2CH2＝CHCN+2H++2e−＝NC(CH2)4CN，故B 正
确；
C．PbO2为阳极，H2O 在阳极失去电子得到O2，电极方程式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，pH 减小，故C 错误；
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D．阳极产生33.6L(标准状况) O2，物质的量为1.5mol，转移6mol 电子，Pb 电极区生成了2.5mol 己二腈[
]，得到5mol 电子，则电流效率=
，故D 错误；
答案选B。
10．（2024·湖南株洲·一模）氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如图。生产过程中产生的氯
酸盐副产物需要处理。
已知：pH 升高时，
易歧化为
和
。
(1)电解饱和食盐水的离子方程式为 。
(2)下列关于
产生的说法中，合理的是 (填序号)。
a．
主要在阴极室产生
b．
在电极上放电，可能产生
c．阳离子交换膜破损导致
向阳极室迁移，可能产生
(3)测定副产物
含量的方法如下图。
①加入
的目的是消耗水样中残留的
和
。若测定中未加入
，则测得的水样中
的浓度
将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
②滴定至终点时消耗
酸性
溶液，水样中
的计算式为 。
(4)可用盐酸处理淡盐水中的
并回收
。
①反应的离子方程式为 。
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②处理
时，盐酸可能的作用是：
i．提高
，使
氧化性提高或
还原性提高；
ii．提高
， 。
③用如图装置验证i，请补全操作和现象：闭合K，至指针读数稳定后， 。
【答案】(1)
(2)bc
(3) 偏大
(4)
使
还原性增强 先向左侧烧杯中加入少量硫酸，观察电
压表示数是否变化，再向右侧烧杯中加入等量硫酸，观察电压表示数是否变化
【详解】（1）工业上电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为
；
（2）a．氯元素都在阳极室，所以
应该在阳极室生成，故a 错误；
b．氯离子在阳极发生氧化反应，化合价升高，有可能生成
，故b 正确；
c．阳离子交换膜破损导致OH-向阳极室迁移，阳极室氢氧根浓度变大，阳极生成的氯气与氢氧根反应生成
次氯酸根，当pH 升高时，ClO-易歧化为
和Cl-，故c 正确；
答案选bc；
（3）①加入过氧化氢消耗水样中残留的Cl2和ClO-，再加入硫酸亚铁，与氯酸根反应，最后计算出与氯酸
根反应后剩余的亚铁离子。未加入过氧化氢，水样中残留的Cl2和ClO-也会在第二步中消耗亚铁离子，使亚
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铁离子消耗的量增大，这些消耗的亚铁离子也会认为是氯酸根消耗的，所以
浓度将偏大。
②高锰酸钾和硫酸亚铁反应的离子方程式为
，则有关系式
，因此与高锰酸钾反应的亚铁离子为
，
与亚铁离子反应的离
子方程式为
，则有关系式
，与
反应的亚铁离子的物质
的量为
， 设
的物质的量为a，
，则
；
（4）①盐酸和
反应生成
，反应的离子方程式为
；
②盐酸与
的反应中，盐酸作还原剂，因此盐酸的作用可能是提高
，使
还原性增强；
③用如图装置验证i，具体的操作为：闭合K，至指针读数稳定后，先向左侧烧杯中加入少量硫酸，观察电
压表示数是否变化，再向右侧烧杯中加入等量硫酸，观察电压表示数是否变化。
1．（2021·湖南·高考真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智
能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：
下列说法错误的是
A．放电时，N 极为正极
B．放电时，左侧贮液器中
的浓度不断减小
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C．充电时，M 极的电极反应式为
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
【答案】B
【详解】A．由分析可知，放电时，N 电极为电池的正极，故A 正确；
B．由分析可知，放电时，溶液中有Zn2+与Br-生成，通过循环回路，左侧储液器中溴化锌的浓度增大，故B
错误；
C．由分析可知，充电时，M 电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发
生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2++2e-=Zn，故C 正确；
D．由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，
故D 正确；
故选B。
2．（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
。
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
【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，
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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。
3．（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
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
【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
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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。
4．（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
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
【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。
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