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第04 讲 电化学原理综合应用
目录
01 课标达标练
题型01 电解原理创新应用
题型02 串联类电化学装置
题型03 离子交换膜装置
题型04 电化学综合计算
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 电解原理创新应用
1.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。
1
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下列说法错误的是
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
2.环己酮是一种重要的化工原料。苯酚电催化加氢具有操作条件温和、由可再生的电力驱动等优势，是一
种有吸引力的环己酮生产工艺。我国科研人员选用不同负载材料电极研究其合成机理如图所示[已知：Hads
代表吸附态氢原子；法拉第效率
]。
下列说法正确的是
A．Pt/C 和Pt/TiO2电极均连接电源的正极
B．Pt/C 和Pt/TiO2电极上均可能有H2溢出
C．Pt/C 电极上若生成1mol 环己酮的FE 为20%，则一定伴随生成约2.7mol 环己醇
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D．TiO2增大了Pt 上Hads的覆盖度，有利于提高环己酮制备的纯度
3.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)
4.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
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
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D．充电时，N 极电极反应式是
02 串联类电化学装置
5.．富集海水中锂的电化学系统如图所示，工作步骤如下：
①启动电源1，
所在腔室的
进入
结构而形成
。
②关闭电源1 和海水通道，启动电源2，使
中的
脱出进入腔室2.
关于该电化学系统的说法正确的是
A．启动电源1 时，电极1 为阴极
B．启动至关闭电源1，若转化的
与生成的
之比为
，可得
中的
C．启动电源2 时
电极反应式为
D．电化学系统降低了腔室2 中LiOH 的浓度
6.某实验小组尝试设计如下装置，利用光伏发电，以甲苯为原料通过间接氧化法制取苯甲酸并实现储能，
反应原理如下图所示。下列有关说法错误的是
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A．电极a 为阴极，
通过质子交换膜移向a 极
B．装置
中发生反应：
C．每生成
，理论上装置
中可获得
苯甲酸
D．电极发生电极反应为
7.．我国科研工作者通过将辛胺反应与二氧化碳反应耦合，实现了辛腈的高选择性合成。下图是以氢氧燃
料电池为电源，以
与辛胺为原料合成辛腈的工作原理图(以
溶液为电解液，隔膜只允许
通
过)。下列说法错误的是
A．气体A 为氧气，气体B 为氢气
B．X 电极的电势比Y 电极的低，X 电极可能有副产物
生成
C．Y 电极上的电极反应式为：
+4OH--4e-=
+4H2O
D．每消耗标准状况下
时，会有
由X 电极区移向Y 电极区
8.关于模块化电化学合成NaClO、H2O2的演示图如下，下列说法错误的是
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A．电源a 为正极
B．H2O2实际浓度比理论浓度小的原因可能是其在电极上放电电解
C．总反应为：
D．充分电解后，将m、n 对调，能继续合成产物，多次循环实现可持续生产
03 离子交换膜装置
9.液流电池具有使用寿命长、储能规模大、深度放电、安全性高等优点，它广泛应用于储能领域。钒液流
电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电池在放电时，电解液中
由Ⅰ室通过交换膜移向Ⅱ室
B．充电时电极M 发生的电极反应为
C．在硫酸溶液中用草酸还原
制备电解液
，反应的离子方程式为
D．采用电解
溶液可以制得五价钒离子电解液和三价钒离子电解液：阴极发生的电极反应
为
10.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
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的是
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
11.某研究小组采用电化学方法将
转化为
，阴极材料选择有较高催化活性的锡、铋等金属材
料，装置如图所示。下列说法错误的是
A．
从电极M 经过质子交换膜移动到电极N
B．N 上的电极反应式为
C．阳极每消耗
的
，阴极将生成
D．阴极材料选择锡、铋等金属能够降低反应的活化能
12.生物电芬顿系统是将生物(电活性微生物，弱酸、中性条件下活性高)电化学系统与芬顿氧化工艺耦合的
新兴水处理技术，产生的活性中间体
在废水处理领域具有良好的应用前景。现用生物电芬顿系统处理
含
废水，工作原理如图，下列叙述错误的是
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A．离子交换膜为质子交换膜
B．电解过程中a 极区pH 增大
C．b 极电极反应式为
，还伴随反应：
D．若处理
，不考虑其他副反应，理论上电路中通过
04 电化学综合计算
13.浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈(
)合成己二腈[
]，装置如图所示(实验前，隔膜两侧溶液均为100mL，铜电极质
量均为100g)。下列说法不正确的是
A．
极为负极，其电极反应为
B．隔膜为阴离子交换膜
C．上述装置理论上可制备0.4 mol 己二腈
D．生成己二腈的电极反应式为：
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14.如图所示装置中，C、D、E、F 为铂夹，分别夹在两张浸有对应溶液滤纸条上，试管A、B 及水槽中充满
溶液，闭合
、
，断开
，一段时间后，A、B 两试管中共收集到气体
(折算为标准状
况)后，液面如图所示。再断开
，闭合
、
。下列说法正确的是
A．电源a 端为负极
B．断开
，闭合
、
后，试管A 中电极反应为
C．滤纸1 的C 电极附近橙色变浅
D．滤纸2 上理论上能析出
15.为探究电解过程中溶液pH 的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中，充分搅拌使溶液均
匀，忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是
A．0-t1时：4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3，t1-t2时：2H2O
2H2↑+O2↑
B．若进行到t2时刻共有0.224L 气体(标况下)产生，则外电路有0.04mol 电子通过
C．若使用氢氧燃料电池为电源，t1时，理论上负极消耗的气体物质的量为0.005mol
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D．电解到t1时刻，加入1.16gAg2O 可使溶液复原
16.甲池是一种常见的氢氧燃料电池，如图所示。一段时间乙池内，D 中进入
混合气体，其中苯的物
质的量分数为
(杂质不参与反应)，C 出来含苯的物质的量分数为
的混合气体(不含
，该条件下
苯、环己烷都为气态)，下列说法不正确的是
A．甲池中A 处通入
，E 处有
放出，且体积相同(标准状况下测定)
B．甲池中
由G 极移向F 极，反应一段时间后电解质溶液的浓度降低
C．乙池中左侧惰性电极上的反应式：
D．反应过程中共转移
电子
1.
【科研成果与学科知识结合】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。
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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
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390gZn
2.如图所示电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c 和d 均为石墨电极。在电解过程中，电极a 和c 上均有气体逸出，而
电极b 和d 的质量均增大，且增重情况为
。符合上述实验结果的溶液是
选项
X 溶液
Y 溶液
A
B
C
D
A．A
B．B
C．C
D．D
3.
【工业生产的模拟情景】下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性
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电极，电解质溶液为KCl 溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是
A．乙装置中负极发生的反应是CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+
B．若甲装置中b 为精铜，a 为镀件，则可实现a 上镀铜
C．丙装置可以制取KOH 溶液，制得的KOH 可以通过g 口排出
D．当d 电极消耗标准状况下2.24LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g
4.水系钠离子二次电池由于资源丰富、绿色环保、生产成本低等优势备受关注。以无机盐为主体结合少量
氟化有机盐为电解液，水系钠离子电池放电时的工作原理示意图如图。已知初始时两极质量相等，下列说
法错误的是
A．电池总反应可表示为2Na3V2(PO4)3
Na5V2(PO4)3+NaV2(PO4)3
B．充电时，阳极电极反应式为Na5V2(PO4)3-2e-=Na3V2(PO4)3+2Na+
C．充电时，电子由M 极经导线流向N 极；放电时，M 极为负极
D．放电时，电路中通过0.005mol 电子时，理论上两极质量差为0.23g
5.在下图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是
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A．丙中Ag 电极连接的是电源的正极
B．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态
C．电解过程中丙中溶液pH 无变化
D．标准状况下当甲中产生4.48L 气体时，丙中Cu 电极质量增加21.6g
6.
【环境保护与学科知识结合】废旧铅蓄电池会导致铅污染，RSR 工艺回收铅的化工流程如图
所示。
已知：ⅰ.铅膏的主要成分是
和
；
是强酸；
.
ⅱ
、
。
下列有关说法错误的是
A．步骤②中反应
的化学平衡常数K 约为
B．操作③需要用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
C．步骤④发生反应的离子方程式为
D．若步骤⑤用铅蓄电池作为电源电解
溶液，当电路中有
电子转移时，铅蓄电池负极质
量的变化量与电解池阴极质量的变化量相等
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1.（2024 年福建卷）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
有机溶液。放电过程
中产生
，充电过程中电解LiCl 产生
。下列说法正确的是
A．交换膜为阴离子交换膜
B．电解质溶液可替换为LiCl 水溶液
C．理论上每生成
，需消耗2molLi
D．放电时总反应：
2.（2023 年福建卷）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由
和
形成熔点为
的共熔物)，其中氯铝酸根
起到结合或释放
的作
用。电池总反应：
。下列说法错误的是
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A．
含
个
键
B．
中同时连接2 个
原子的
原子有
个
C．充电时，再生
单质至少转移
电子
D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n 值小的
浓度越高
3.（2022 年福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为
和
水溶液。将电
池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正
确的是
A．化学自充电时，
增大
B．化学自充电时，电能转化为化学能
C．化学自充电时，锌电极反应式：
D．放电时，外电路通过
电子，正极材料损耗
4.（2021 年福建卷）利用下列装置和试剂进行实验，不能达到实验目的的是
A
B
C
D
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比较Zn 与Cu 的金属性强弱
除去Cl2中的HCl 并干燥
制取乙酸乙酯(必要时可加沸
石)
实验室制取氯气
A．A
B．B
C．C
D．D
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