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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
型
题
01 考
解原理
新
用
查电
创
应
型
题
02 考查串
化学装置
联类电
型
题
03 考
化学离子交
膜的分析与
用
查电
换
应
型
题
04 考
化学原理
合
算
查电
综
计
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）
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
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
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
2
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为：
。下列说法错误的是
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
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
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
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
3
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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
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
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)
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
4
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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
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
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
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
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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
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
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
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
6
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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：
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)
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
7
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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
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
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
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
8
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A．d 电极是电解池的阳极
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
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：
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，
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
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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
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
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
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
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D．
连接
时，
极区
的值减小
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
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
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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
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-
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
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（ ）
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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+
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
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
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
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
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
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
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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%
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。
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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 。
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， 。
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：
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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
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
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
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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
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
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