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以新型化学电源为命题背景考查原电池的工作原理的题型是每年高考的必考点。通常考查电池电极的
判断、电极及电池反应式的书写、电子的移动方向、电解质溶液中离子的移动方向及有关计算，题目的难
度一般较大。正确书写电极反应式是解决新型化学电池类题目的关键点，解题时可从元素化合价的变化入
手，依据电极反应式的书写规则，注意电池介质对反应的影响。
1．（2024·全国·高考真题）科学家使用
研制了一种
可充电电池(如图所示)。电池工作一
段时间后，
电极上检测到
和少量
。下列叙述正确的是
A．充电时，
向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应
C．放电时，正极反应有
D．放电时，
电极质量减少
，
电极生成了
【答案】C
第33 讲 四步敲定高考新情景电池电极反应式的书写
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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【分析】Zn 具有比较强的还原性，
具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn 与MnO2之
间，所以
电极为正极，Zn 电极为负极，则充电时
电极为阳极、Zn 电极为阴极。
【解析】A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即
向阴极方向迁移，A 不正确；
B．放电时，负极的电极反应为
，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn 元素化合
价应降低，而选项中Zn 元素化合价升高，B 不正确；
C．放电时
电极为正极，正极上检测到
和少量
，则正极上主要发生的电极反应是
，C 正确；
D．放电时，Zn 电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol 电子，由正极的主要
反应
可知，若正极上只有
生成，则生成
的物质的量为
0.020mol，但是正极上还有
生成，因此，
的物质的量小于0.020mol，D 不正确；
综上所述，本题选C。
1．原电池电极反应书写时的注意事项
(1)负失氧、正得还。
(2)注意溶液的酸碱性,视情况在电极反应方程式两边添加H+、OH-、H2O 等,使其符合电荷守恒和质量守恒。
(3)注意电极反应产物是否与电解质溶液反应。
(4)活泼金属不一定为负极,如镁、铝和氢氧化钠溶液组成的电池中,铝为负极。
1．（2024·河北·高考真题）我国科技工作者设计了如图所示的可充电
电池，以
为电解
质，电解液中加入1，3-丙二胺(
)以捕获
，使放电时
还原产物为
。该设计克服了
规律·方法·技巧
经典变式练
2
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导电性差和释放
能力差的障碍，同时改善了
的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
回答下列问题。
下列说法错误的是
A．放电时，电池总反应为
B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C．充电时，电子由
电极流向阳极，
向阴极迁移
D．放电时，每转移
电子，理论上可转化
【答案】7．C
【分析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4 价降低为+3 价，发生还原反应，所以放电时，多
孔碳纳米管电极为正极、
电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、
电极为阴极：
定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动。
电极
过
程
电极反应式
电极
放
电
充
电
多孔碳纳米管电极
放
电
充
电
A．根据以上分析，放电时正极反应式为
、负极反应式为
，将放电
3
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时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应：
，A 正确；
B．充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极
连接，B 正确；
C．充电时，
电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向
电极，同时
向阴极迁移，C 错误；
D．根据放电时的电极反应式
可知，每转移
电子，有
参与反应，
因此每转移
电子，理论上可转化
，D 正确；
故选C。
1．“四步法”书写电极反应式的步骤如下：
第一步：书写负极（阳极），还原性微粒—ne-→氧化性产物；正极（阴极）：氧化性微粒+ne-→还原性产
物。
第二步：标变价算n 值，n=（高价—低价）×变价原子个数。
第三步：根据电池情景用H+、OH-、O2-、CO3
2-等阴、阳离子配平电荷。
第四步：用H2O 等小分子配平原子。
2．用总反应式书写电极反应式
(1)书写三步骤
步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。
步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。
步骤三：写电极反应式。
负极反应：还原剂－ne－===氧化产物
正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物
(2)书写技巧
若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易
的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
3．燃料电池中电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质为NaOH 溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
核心知识精炼
4
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①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有
所不同，大致有以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：
O2＋4e－===2O2－。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：
O2＋2CO2＋4e－===2CO。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式
电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减
时要彻底消除O2。
(5)常见介质
常见介质
注意事项
中性溶液
反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离
酸性溶液
反应物或生成物中均没有OH－
碱性溶液
反应物或生成物中均没有H＋
水溶液
不能出现O2－
1．（2024·浙江·高考真题）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成
和
，下列说法
不正确的是
A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B．随着腐蚀的进行，溶液
变大
基础测评
5
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C．铁电极上的电极反应式为：
D．每生成标准状况下
，消耗
【答案】C
【解析】A．氨水浓度越大，越容易生成
，腐蚀趋势越大，A 正确；
B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=
+H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液
变大，B
正确；
C．该电化学腐蚀中Zn 作负极，Fe 作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：
，C 错误；
D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下
，转移电子数为
，消耗
，D 正确；
故选C。
2．（2024 高三·全国·专题练习）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如
图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为
PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法不正确的是
A．负极反应式：Ca＋2Cl--2e-=CaCl2
B．放电过程中，Li＋向正极移动
C．每转移0.2 mol 电子，理论上生成20.7 g Pb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针偏转
【答案】D
【解析】A．Ca 为原电池的负极，电极反应式为Ca＋2Cl--2e-=CaCl2，A 正确；
B．原电池中阳离子向正极移动，所以放电过程中，Li＋向正极移动，B 正确；
C．根据电极反应式PbSO4＋2Li＋＋2e-=Li2SO4＋Pb，可知每转移0.2 mol 电子，理论上生成0.1 mol Pb，质
6
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量为20.7 g，C 正确；
D．常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此连接电流表或检流计，指针不偏转，
D 错误；
故选D。
3．（2024 高三·全国·专题练习）镁、海水、溶解氧(石墨)可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，
其原理如图所示。但该电池负极存在析氢副反应和负极活性衰减等问题。下列说法不正确的是
A．由于溶解氧浓度低，故需增大电极与海水的接触面积
B．该电池正极的电极反应式为
C．负极活性衰减的原因可能是生成的
覆盖了电极
D．析氢副反应可以表示为
【答案】B
【分析】镁、海水、溶解氧构成原电池，海水呈弱碱性，则金属镁为负极，电极反应为
，正极为石墨，电极反应为
，据此解题。
【解析】A．溶解氧浓度低，反应速率低，故可用增大电极与海水的接触面积的方法来提高反应速率，故
正确；
B．正极的电极反应式为
，故
错误；
C．负极的电极反应式为
，生成的氢氧化镁覆盖在电极表面，阻隔电极与海水
的接触，负极活性衰减，故
正确；
D．
较活泼，在合适条件下可直接与水发生析氢反应
，故
正确；
故选B。
4．（2025 高三·全国·专题练习）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，
7
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其工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A．加入HNO3降低了正极反应的活化能
B．电池工作时正极区溶液的pH 增大
C．1 mol CH3CH2OH 被完全氧化时有6 mol O2被还原
D．负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+
【答案】C
【解析】A．由分析知，HNO3在正极起催化作用，作催化剂，则加入HNO3降低了正极反应的活化能，因
而可以加快反应速率，A 正确；
B．电池工作时正极上O2得到电子发生还原反应，由于电解质溶液显酸性，因此正极的的总反应为：
O2+4e-+4H+=2H2O，反应消耗H+，使溶液中氢离子浓度减小，pH 增大，B 正确；
C．乙醇燃烧的化学方程式为：CH3CH2OH+3O2
2CO2+3H2O。根据反应过程中电子转移数目相
等，结合得失电子守恒可知，1 mol CH3CH2OH 被完全氧化产生CO2、H2O 时，转移12 mol 电子，同时有3
mol O2得到电子被还原，C 错误；
D．在乙醇燃料电池中，通入燃料乙醇的电极为负极，负极发生失去电子的氧化反应，由于电解质溶液为
酸性，因此负极的电极反应式为：CH3CH2OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+，D 正确；
故合理选项是C。
5．（2024·浙江·高考真题）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图
为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：
8
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下列说法正确的是
A．图1、图2 中，阳极材料本身均失去电子
B．图2 中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：
C．图2 中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D．图1、图2 中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
【答案】B
【解析】A．图1 为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其
失去电子被氧化；图2 为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失
去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的
，A 不正确；
B．图2 中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的
放电外，海水中溶解的
也
会竞争放电，故可发生
，B 正确；
C．图2 为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀
电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵
消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C 不正确；
D．图1、图2 中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了
的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化
反应，D 不正确；
综上所述，本题选B。
6．（23-24 高三下·四川内江·阶段练习）净化含尿素和酸性
废水的微生物燃料电池工作原理如图。下
列说法错误的是
9
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A．放电时，电子由M 电极沿导线流向N 电极
B．放电时，负极的电极反应为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑ + N2↑+ 6H+
C．放电时， H+从N 室迁移到M 室
D．当废水中
的浓度或酸性过大时，微生物、还原菌活性降低，电池的效率都会降低
【答案】C
【分析】从图中可知，在M 电极上尿素中的N 失电子生成氮气，则M 为负极，N 电极上
得电子生
成Cr3+，因此N 为正极。
【解析】A．放电时，M 为负极，N 为正极，电子从M 电极沿导线流向N 电极，A 正确；
B．放电时，负极上尿素失电子生成CO2和N2，电解质溶液为酸性溶液，同时还有氢离子生成，电极反应
式为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑ + N2↑+ 6H+，B 正确；
C．放电时，电解质溶液中的氢离子向正极移动，即氢离子从M 室向N 室移动，C 错误；
D．
含重金属元素，酸性过强等都会影响微生物和还原菌的活性，当废水中
的浓度或酸性过
大时，微生物、还原菌活性降低，影响正负极电极反应，降低了电池的效率，D 正确；
故答案选C。
7．（23-24 高三下·广东惠州·期末）我国科学家设计的“海泥电池”工作原理如图所示，其中微生物代谢
产物显酸性。下列说法不正确的是
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A．电极A 上电极反应式为
B．工作时，B 电极附近pH 变小
C．
从海水层通过交接面向海底沉积层移动
D．微生物代谢反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
【答案】C
【分析】由图可知，A 电极上氧气得电子生成水，则 A 为正极，电极反应为
，B 电
极上HS-失电子生成S，则B 电极为负极，负极反应式为
，微生物作用下发生的反应为
，据此分析解答。
【解析】A．由分析可知，则A 为正极，电极反应为
，故A 正确；
B．B 电极为负极，负极反应式为
，则B 电极附近pH 变小，故B 正确；
C．原电池工作时，阳离子向正极移动，则
向海水层移动，故C 错误；
D．微生物代谢反应为
中，
是氧化剂，
是还原剂，氧化剂与
还原剂的物质的量之比为1：2，故D 正确；
故选C。
8．（2024·湖北·三模）盐酸羟胺(NH2OH
HCl)
﹒
是一种常见的还原剂和显像剂，工业可采用如下电化学方
法制备。装置和正极反应机理如下图所示。下列有关说法不正确的是
A．X 为H+，Y 为NH3OH+
B．含Fe 电极起到导电和催化的作用
C．Pt 电极上的反应：H2+2e-=2H+
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D．消耗1molNO，有3molH+通过交换膜
【答案】C
【分析】由图可知，含铁的催化电极为原电池的正极，盐酸作用下一氧化氮在正极得到电子发生还原反应
生成盐酸羟胺，电极反应式为NO+3e-+4H+=NH3OH+，铂电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应
生成氢离子，电极反应式为H2-2e-=2H+，原电池工作时氢离子通过氢离子交换膜由负极区进入正极区。
【解析】A．Y 为反应机理最终产物，故Y 为盐酸羟胺的阳离子，分析正极反应机理，结合元素守恒可以
判断X 为氢离子，A 正确；
B．Fe 电极为正极，导电，同时根据反应机理可知，铁起着催化剂的作用，故含Fe 电极起到导电和催化的
作用，B 正确；
C．由分析，铂电极为负极，氢分子失去电子生成氢离子，正确的电极反应式为H2-2e-=2H+，C 错误；
D．根据分析中正极电极反应式，消耗1mol NO，外电流有3mol 电子转移，同时有3mol H+通过交换膜，D
正确；
故选C。
9．（24-25 高三上·云南昆明·阶段练习）氨是一种无碳燃料，同时它是工业界的重要化学品，科学家研发
了一种
水溶液体系电池，该电池能有效地捕获
，将其转化为
，再将产生的
电解制
氨，装置如图所示。下列说法正确的是
A．电极b 为正极，发生氧化反应
B．为增强丙中水的导电性，可加入适量盐酸
C．每捕获
，理论上丙室质量减少
D．c 电极反应式为
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【答案】D
【分析】由图可知，锌为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a 为负极、b 为正极，则c 为阴极、d 为阳极。
【解析】A．电极b 为正极，发生还原反应，A 错误；
B．氯离子的还原性大于氢氧根，若加入HCl，氯离子会在阳极放电产生氯气，B 错误；
C．b 电极，N 元素化合价从+4 价降为+3 价，捕获
，转移电子4mol，d 极反应为
，产生1mol 氧气，同时氢离子会迁移到乙室，故理论上丙室质量减少大于
，C
错误；
D．c 为阴极，
得到电子发生还原反应，电极反应式：
，D 正确；
故选D。
10．（2024·湖北武汉·模拟预测）中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料和硬碳
（多孔形态，化学式为C）为电极材料的有机钠离子电池，其内部结构如下图所示，放电时，a 电极发生
如下变化：
下列说法错误的是
A．放电时，a 电极电势高于b 电极
B．充电时，
向b 电极移动
C．充电时，b 电极的电极反应式为
D．用该电池为一个
的充电宝充满电，a 电极质量增加
（
，一个电子的电量
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，
为
）
【答案】D
【分析】
放电时，a 电极发生反应：
，说明Na+移向a
电极，a 电极为正极，b 电极为负极，以此解答。
【解析】A．由分析可知，放电时，a 电极为正极，b 电极为负极，a 电极电势高于b 电极，A 正确；
B．由分析可知，放电时，a 电极为正极，b 电极为负极，则充电时，a 电极为阳极，b 电极为阴极，Na+向
阴极移动，B 正确；
C．由分析可知，充电时，b 电极为阴极，电极反应式为：
，C 正确；
D．a 电极为正极，电极方程式为：
+2e-+2Na+=
，若a 电极质量增加82.8g 时，参与反应的n(Na+)=
，转移3.6mol 电子，则充入电量为
mAh，D 错误；
故选D。
1．（2024·山东·高考真题）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
能力提升
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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
【答案】B
【分析】电极b 上Br-发生失电子的氧化反应转化成
，电极b 为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=
+6H+；则电极a 为阴极，电极a 的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2O
+3H2↑；催化循环阶段
被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z 为O2。
【解析】A．根据分析，电极a 为阴极，连接电源负极，A 项正确；
B．根据分析电解过程中消耗H2O 和Br-，而催化阶段
被还原成Br-循环使用，故加入Y 的目的是补充
H2O，维持NaBr 溶液为一定浓度，B 项错误；
C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O
+3H2↑，C 项正确；
D．催化阶段，Br 元素的化合价由+5 价降至-1 价，生成1molBr-得到6mol 电子，O 元素的化合价由-2 价升
至0 价，生成1molO2失去4mol 电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6 4=3 2
∶
∶，D
项正确；
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答案选B。
2．（2024·甘肃·高考真题）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电极1 的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B．电极2 是阴极，发生还原反应：
C．工作时
从多孔电极1 迁移到多孔电极2
D．理论上电源提供
能分解
【答案】B
【分析】多孔电极1 上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1 为阴极，电极反应为
2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2 上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2 为阳极，电极反应
为2O2--4e-=O2。
【解析】A．电极1 的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A 项正确；
B．根据分析，电极2 为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2，B 项错误；
C．工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1 迁移到多孔电极2，C 项正确；
D．根据分析，电解总反应为2H2O(g)
2H2+O2，分解2molH2O 转移4mol 电子，则理论上电源提供
2mol 电子能分解1molH2O，D 项正确；
答案选B。
3．（2024·广东·高考真题）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，
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下列说法不正确的是
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
【答案】C
【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，
放电产生氯气，电极反应
为：
；左侧电极为阴极，发生还原反应，
在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：
；中间为阳离子交换膜，
由阳极向阴极移动。
【解析】A．由分析可知，阳极反应为：
，A 正确；
B．由分析可知，阴极反应为：
，消耗水产生
，阴极区溶液中
浓度逐渐升高，B 正确；
C．由分析可知，理论上每消耗
，转移6mol 电子，产生3mol
，同时有6mol
由阳极转移
至阴极，则阳极室溶液减少
，C 错误；
D．由分析可知，理论上每消耗
，转移6mol 电子，有6mol
由阳极转移至阴极，阴极室物质
最多增加
，D 正确；
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故选C。
4．（2024·湖北·高考真题）我国科学家设计了一种双位点
电催化剂，用
和
电化学催化
合成甘氨酸，原理如图，双极膜中
解离的
和
在电场作用下向两极迁移。已知在
溶液中，
甲醛转化为
，存在平衡
。
电极上发生的电子转移反应为
。下列说法错误的是
A．电解一段时间后阳极区
减小
B．理论上生成
双极膜中有
解离
C．阳极总反应式为
D．阴极区存在反应
【答案】B
【分析】在KOH 溶液中HCHO 转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-
[OCH2O]2-+H2O，Cu 电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu 电极为阳极；
PbCu 电极为阴极，首先HOOC—COOH 在Pb 上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-
+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH 与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH+HO
—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH 发生得电子的还原反应转化成
H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。
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【解析】A．根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减
小，A 项正确；
B．根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O 解离成
1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH 双极膜中有6molH2O 解离，B 项错误；
C．根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C 项正确；
D．根据分析，阴极区的Pb 上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D 项正确；
答案选B。
5．（2024·贵州·高考真题）一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生
反应：
，
。体系中
与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生
反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是
A．该芬顿系统能量转化形式为太阳能
电能
化学能
B．阴极反应式为
C．光阳极每消耗
，体系中生成
D．
在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
【答案】C
【分析】该装置为电解池，光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为
，阴
极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为
；
【解析】A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A 正确；
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B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为
，B 正确；
C．光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为
，每消耗
，转移
2mol 电子，由
，则体系中生成
，C 错误；
D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，
做还原剂，表现还原性，由
Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，
中O 元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D 正确；
故选C。
6．（2024·吉林·高考真题）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的
并制备
，流程如下“脱氯”步骤仅
元素化合价发生改变。下列说法正确的是
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
浓度
145
0.03
1
A．“浸铜”时应加入足量
，确保铜屑溶解完全
B．“浸铜”反应：
C．“脱氯”反应：
D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到
【答案】C
【分析】铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：
，再
加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu 元素的化合价发生改变，得到CuCl 固体，可知“脱
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氯”步骤发生反应的化学方程式为：
，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，
Zn2+可在阴极得到电子生成Zn。
【解析】A．由分析得，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu 在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，故A 错
误；
B．“浸铜”时，铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：
，故B 错误；
C．“脱氯”步骤中仅Cu 元素的化合价发生改变，得到CuCl 固体，即Cu 的化合价升高，Cu2+的化合价降
低，发生归中反应，化学方程式为：
，故C 正确；
D．脱氯液净化后电解，Zn2+应在阴极得到电子变为Zn，故D 错误；
故选C。
7．（2024·湖南·高考真题）在
水溶液中，电化学方法合成高能物质
时，伴随少量
生成，
电解原理如图所示，下列说法正确的是
A．电解时，
向Ni 电极移动
B．生成
的电极反应：
C．电解一段时间后，溶液pH 升高
D．每生成
的同时，生成
【答案】B
【分析】由电解原理图可知，Ni 电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH 水溶液，则
电极反应为：
；Pt 电极
失去电子生成
，作阳极，电极反应为：
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，同时，Pt 电极还伴随少量
生成，电极反应为：
。
【解析】A．由分析可知，Ni 电极为阴极，Pt 电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即
向Pt
电极移动，A 错误；
B．由分析可知，Pt 电极
失去电子生成
，电解质溶液为KOH 水溶液，电极反应为：
，B 正确；
C．由分析可知，阳极主要反应为：
，阴极反应为：
，则电解过程中发生的总反应主要为：
，反应
消耗
，生成
，电解一段时间后，溶液pH 降低，C 错误；
D．根据电解总反应：
可知，每生成1mol
，生成0.5mol
，
但Pt 电极伴随少量
生成，发生电极反应：
，则生成1molH2时得到的部分电子由
OH-放电产生O2提供，所以生成
小于0.5mol，D 错误；
故选B。
8．（2024·吉林·高考真题）“绿色零碳”氢能前景广阔。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：
。下列说法错误的是
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A．相同电量下
理论产量是传统电解水的1.5 倍
B．阴极反应：
C．电解时
通过阴离子交换膜向b 极方向移动
D．阳极反应：
【答案】A
【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-。
【解析】A．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
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统电解水：
，转移2mol 电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下
理论产量
是传统电解水的2 倍，故A 错误；
B．阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B 正确；
C．由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电
中性，
通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b 极方向移动，故C 正确；
D．由以上分析可知，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-
+H2O，由(
+
)×2
①②
得阳极反应为：
，故D 正确；
答案选A。
9．（2023·重庆·高考真题）电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨
酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是
A．电极a 为阴极
B．
从电极b 移向电极a
C．电极b 发生的反应为：
D．生成
半胱氨酸的同时生成
烟酸
【答案】D
【分析】
该装置是电解池，电极b 上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中‘加氧少氢’，发生氧化反应，则b 为阳极，a
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为阴极，阴极电极反应式为
+2e-+2H+=2
；
【解析】A．a 极上硫元素化合价升高，a 为阴极，A 正确；
B．电解池中阳离子移向阴极，则H+移向a 电极，B 正确；
C．电极b 上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为：
，C 正确；
D．根据电子守恒可得关系式：
~6e-~6
，
因此生成6mol 半胱氨酸的同时生成
烟酸，D 错误；
故选：D。
10．（2023·浙江·高考真题）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确
的是
A．电极A 接电源正极，发生氧化反应
B．电极B 的电极反应式为：
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C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的
溶液
D．改进设计中通过提高电极B 上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
【答案】B
【解析】A．电极A 是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A 接电源正极，
发生氧化反应，故A 正确；
B．电极B 为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：
，故B 错误；
C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的
溶
液，故C 正确；
D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B 处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少
能耗，故D 正确。
综上所述，答案为B。
11．（2023·湖北·高考真题）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。
该装置工作时阳极无
生成且KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为
。下列说法错误的
是
A．b 电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE 膜
D．海水为电解池补水的速率为
【答案】D
【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a 电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b 电极与
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电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，电
池总反应为2H2O
2H2↑+O2↑，据此解答。
【解析】A．b 电极反应式为b 电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A 正确；
B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH 浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，为保持
OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换
摸，故B 正确；
C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE 膜，为电解池补水，故C 正确；
D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为
，则补水的速率也应是
，故D 错误；
答案选D。
12．（2023·辽宁·高考真题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧
通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
【答案】B
【分析】该储能电池放电时，Pb 为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极
上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4
得电子生成Pb 和硫酸。
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【解析】A．放电时负极上Pb 失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A 错误；
B．储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B 正确；
C．放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C 错
误；
D．充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb+
+2Fe3+，D 错误；
故答案选B。
13．（2023·全国·高考真题）用可再生能源电还原
时，采用高浓度的
抑制酸性电解液中的析氢反应
来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．析氢反应发生在
电极上
B．
从
电极迁移到
电极
C．阴极发生的反应有：
D．每转移
电子，阳极生成
气体(标准状况)
【答案】C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti 电极为电解池的阳极，水在阳极失去
电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二
氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O、
2CO2+12H++12e−=C2H5OH+3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
【解析】A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A 错误；
B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B 错误；
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C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，
电极反应式有2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O，故C 正确；
D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，每转移1mol
电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D 错误；
答案选C。
14．（2024·安徽·高考真题）青少年帮厨既可培养劳动习惯，也能将化学知识应用于实践。下列有关解释
合理的是
A．清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
B．烹煮食物的后期加入食盐，能避免
长时间受热而分解
C．将白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
D．制作面点时加入食用纯碱，利用
中和发酵过程产生的酸
【答案】A
【解析】A．铁发生吸氧腐蚀时，正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子，清洗铁锅后及时擦干，除去了
铁锅表面的水分，没有了电解质溶液，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈，A 正确；
B．食盐中含有碘酸钾，碘酸钾受热不稳定易分解，因此烹煮食物时后期加入食盐，与NaCl 无关，B 错误；
C．焦糖的主要成分仍是糖类，同时还含有一些醛类、酮类等物质，蔗糖在高温下并未炭化，C 错误；
D．食用纯碱主要成分为Na2CO3，制作面点时加入食用纯碱，利用了Na2CO3中和发酵过程产生的酸，D 错
误；
故答案选A。
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