文档文本内容
专题08 电化学综合
考点01 原电池原理与化学电源
（一）、 核心考点清单
1．原电池原来及应用
归纳总结：判断电极的方法
(1)通过反应类型判断
①失去电子的电极为负极，发生氧化反应；
②得到电子的电极为正极，发生还原反应。
(2)通过电子定向移动方向和电流方向判断
①电子流出的电极为负极，电子经外电路流入正极；
②电流流出的电极为正极，电流经外电路流入负极。
(3)根据离子移动方向判断
阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
(4)根据电极现象判断
一般不断溶解、质量减轻的电极为负极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电
极为正极。
（二）、 高频易错点
1、可充电电池原理：
充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作：
“正 接
正，负接负”。
2、可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、
放电不是可逆反应。
3、放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相
反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
归纳总结：不同介质燃料电池电极反应式的书写
例如．写出不同介质中甲烷燃料电池的电极反应式。
(1)酸性介质(如H2SO4)
总反应式：____________________________________________________________________。
负极：________________________________________________________________________。
正极：________________________________________________________________________。
(2)碱性介质(如KOH)
总反应式：___________________________________________________________________。
负极：________________________________________________________________________。
正极：________________________________________________________________________。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)
总反应式：___________________________________________________________________。
负极：________________________________________________________________________。
正极：________________________________________________________________________。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)
总反应式：____________________________________________________________________。
负极：________________________________________________________________________。
正极：________________________________________________________________________。
答案 (1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
2O2＋8e－＋8H＋===4H2O
(2)CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O
CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O
2O2＋8e－＋4H2O===8OH－
(3)CH4＋2O2===CO2＋2H2O
CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O
2O2＋8e－===4O2－
(4)CH4＋2O2===CO2＋2H2O
CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O
2O2＋8e－＋4CO2===4CO
★ 高考真题（2025 新高考）
1．（2025·江苏卷）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
【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。
2．（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。
【详解】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。
3．（2025·广东卷）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
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。
4．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）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。
5．（2025·甘肃卷）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
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：H2O+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。
6．（2025·广东卷）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
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。
7．（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb 二次电池的放电过程示意图如图所示。
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。
8．（2025·湖北卷）某电池的正极材料为
，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能
筛选出的补锂试剂
，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将
注入电池后充电补锂，过程中
转化为气体离去。下列有关充电补锂的
说法错误的是
A．
在阳极失去电子
B．生成气体中含有氟代烃
C．过程中铁元素的价态降低
D．
反应并离去是该电池保持原结构的原因
【答案】C
【详解】A．充电时，Li+在阴极得电子生成Li 嵌入负极材料，[SO2CF3]-在阳极失去电子生成
气体离去，A 正确；
B．[SO2CF3]-在阳极失去电子，反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，生成气体中含有氟代烃
CF3-CF3，B 正确；
C．充电补锂时正极反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3，不涉及正极材料反应，铁元素价态
不变，C 错误；
D．[SO2CF3]-反应后离去，维持电池原结构，D 正确；
答案选C。
9．（2025·浙江1 月卷）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
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。
★ 巩固训练
1．板状碳封装镍纳米晶体（Ni@C）被设计为高性能电催化剂，可将5-羟甲基糠醛（
，
HMF
）
转
化
为
2
，
5-
呋
喃
二
甲
酸
（
，FDCA），装置如图所示。下列叙述错误的是
A．Ni@C 能降低负极反应的活化能
B．可用铜电极替代石墨电极
C．a 极反应为
D．收集
（标准状况）气体
时，有
质子从质子交换膜右侧向左侧迁移
【答案】D
【分析】依题，HMF 在a 极发生氧化反应生成FDCA，故a 极为负极，b 极为正极。
【详解】A．Ni@C 作催化剂，能降低负极反应的活化能，加快反应速率，A 正确；
B．正极材料不参与反应，故可将石墨换成能导电的Cu 电极，B 正确；
C．HMF 在a 极发生氧化反应生成FDCA，结合得失电子守恒可知电极反应为
，C 正确；
D．原电池中，阳离子移向正极，故质子从质子交换膜左侧向右侧迁移，D 错误；
故答案选D。
2．盐酸羟胺
可用于合成抗癌药，工业上可采用电化学方法制备，装置、正
极反应机理如图所示。
下列有关说法不正确的是
A．该电池的总反应为：
B．上述反应中的X、Y 分别为
C．Pt 电极上的反应：
D．制取
，有
通过交换膜
【答案】D
【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。
【详解】A．将正极反应式×2+负极反应式×3 得：2NO+3H2+2H+=2NH3OH+，化学方程式为
2NO+3H2+2HCl=2NH2OH·HCl，故A 正确；
B．Y 为反应机理最终产物，故Y 为盐酸羟胺的阳离子NH3OH+，分析正极反应机理，结合元
素守恒可以判断X 为氢离子H+，故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+，故C 正确；
D．根据分析中正极电极反应式，消耗1mol NO，制取
，得到3mol 电子，
消耗4molH+，根据分析中的负极电极反应式，失去3mol 电子，生成3molH+，则有3mol
H+通过交换膜，故D 错误；
故答案为D。
3．钠硫电池装置示意图如下图所示。其中熔融Na 为a 的电极反应物，熔融S 和
为b
的电极反应物，固体电解质
可传导
。下列说法不正确的是
A．放电时，b 做正极
B．放电时，
从a 极室向b 极室移动
C．充电时，阴极的电极反应式是
D．每产生或消耗1molS，转移2mol 电子
【答案】D
【分析】根据图片知，放电时，Na 失电子发生氧化反应，所以a 作负极、b 作正极，负极
反应为
，正极反应为：
，充电时a 为阳极、b 为阴极，
阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，据此解答。
【详解】A．在原电池中，发生还原反应的电极是正极。放电时，b 极上熔融S 和
得
电子，发生还原反应，所以b 做正极，A 选项正确；
B．放电时，该装置为原电池，阳离子向正极移动。a 为负极，b 为正极，
是阳离子，
所以
从a 极室向b 极室移动，B 选项正确；
C．充电时，阴极发生还原反应。在钠硫电池中，阴极是
得到电子生成Na，电极反应
式为
，C 选项正确；
D．b 极放电时的电极反应式为
，每消耗xmolS，转移2mol 电子，所以
每消耗1molS，转移
电子，D 选项错误；
故答案为：D。
4．暖贴是一种便捷的自发热保暖产品，具有发热快、持续时间久等优点。它主要由铁粉、
活性炭、食盐、水等成分组成，如图所示。下列有关说法不正确的是
A．暖贴生效时，将化学能转化为热能
B．水与食盐、活性炭共同作用可加快铁粉的腐蚀速率
C．正极反应式为
D．透气膜的透氧速率可控制暖贴的发热时间和温度
【答案】C
【分析】自热贴发热料中的铁粉、活性炭、食盐及水之间能形成数目庞大的微型原电池，
铁作负极，氧气做正极，据此分析；
【详解】A．暖贴生效时，将化学能转化为热能，A 正确；
B．铁粉、水与食盐、活性炭共同作用形成原电池，可加快的腐蚀速率，B 正确；
C．该装置为原电池装置，铁作负极，氧气做正极，正极反应式为
，C 错
误；
D．透气膜的透氧速率可控制氧气浓度，故可控制暖贴的发热时间和温度，D 正确；
故选C。
5．一种电催化羧酸与芳香酮化合物生成酯的装置(以碘化钾为电解质和催化剂，二甲基亚
砜作溶剂)如下图所示。下列说法正确的是
A．b 为电源正极
B．工作时，K+移向碳棒
C．工作时，总反应：
D．工作时，碳棒的电极反应式：
【答案】C
【分析】由图可知，碳棒电极上碘离子失去电子生成碘原子，则a 为正极，铂片上氢离子
得到电子生成氢气，则b 电极为负极，以此解题。
【详解】A．由分析可知，b 电极为负极，A 错误；
B．由分析可知，碳棒为阳极，铂片为阴极，电解池中阳离子向阴极移动，则K+移向铂片，
B 错误；
C．由图可知，工作时，总反应：
，C 正确；
D．由分析可知，碳棒电极上碘离子失去电子生成碘原子，电极反应式为：
，D 错
误；
故选C。
6．“全氢电池”是一种新型化学电源，能量效率可达80%，其工作原理如下图所示。
该电池放电时，下列说法不正确的是
A．吸附层A 为负极，其电极反应为
B．
通过离子交换膜由左向右移动
C．
主要作用是提高溶液的导电性
D．电池总反应为
【答案】A
【分析】由工作原理图可知，左边吸附层上氢气失电子与氢氧根结合生成水，发生氧化反
应，吸附层A 为负极，负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，吸附层B 为正极，发生还原反应，
正极反应式为2e-+2H+=H2，总反应为H++OH-=H2O，原电池工作时阳离子移向正极，阴离子
移向负极，据此解答该题。
【详解】A．由分析可知，吸附层A 为负极，H2失去电子生成H+，电极反应为
，A 错误；
B．原电池中阳离子向正极移动，由分析可知，吸附层A 为负极，吸附层B 为正极，
通
过离子交换膜由左向右移动，B 正确；
C．由分析可知，该原电池的总反应为H++OH-=H2O，
在水溶液中完全电离，主要作
用是提高溶液的导电性，C 正确；
D．右边吸附层B 为正极，发生了还原反应，正极电极反应是2H++2e-=H2↑，左边吸附层A
为负极，发生了氧化反应，电极反应是
，因此总反应为：H++OH-
=H2O，D 正确；
故选A。
7．一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子
和电子。
利用该薄膜能有效富集空气中的
。如图所示，在薄膜
侧通入空气，侧通入氢气，
充分反应后在侧得到高浓度的
。下列分析正确的是
A．a 侧CO2在薄膜表面发生还原反应
B．电子和
在薄膜中移动方向相同
C．理论上b 侧每消耗
同时生成
D．总反应中元素的化合价均未发生变化
【答案】C
【分析】该分离装置本质上是氢氧燃料电池，a 为正极，氧气被还原电极反应式为
，b 为负极，氢气被氧化电极反应式为
。
【详解】A．CO2在a 侧与膜中水作用只是形成
的酸碱平衡过程，并不发生电子得失
的还原反应，A 错误；
B．膜中H2在b 侧被氧化生成水，则电子应从b 侧流向a 侧；而
则是由a 侧向b 侧迁
移，二者方向相反，B 错误；
C．H2在b 侧被氧化放出2e⁻，每1molH2可使2mol
在b 侧重新放出2molCO2，符合电
荷守恒和电子转移数目，C 正确；
D．H2中的H 的化合价由0 变为+1，元素化合价发生了变化，D 错误；
故选C。
8．我国科学家利用Pt 和
纳米颗粒催化剂完成硝基芳烃上硝基的选择性加氢，原理如
图所示：
下列有关说法错误的是
A．Pt 为负极
B．电池工作时，
从左向右通过质子交换膜
C．
极的电极反应式为
D．Pt 和
位置互换，原电池依然能正常工作
【答案】D
【分析】Pt 电极上H2发生氧化反应生成H+，故Pt 为负极，Fe2O3为正极。
【详解】A．由上述分析可知Pt 为负极，A 正确；
B．原电池中阳离子向正极定向移动，故
从左向右通过质子交换膜，B 正确；
C ．硝基苯在
极发生还原反应生成苯胺，故电极反应式为
，C 正确；
D．Pt 和
位置互换后，就会失去相应的催化能力，影响电池的正常工作，D 错误；
故答案选D。
9．我国科学工作者研究了一种高度稳定的富锂
正极材料。当电池充电至
和
时，在正极材料中分别检测到
和
，至充电结束时正极未检测到其
他形态的物质。下列说法错误的是
A．充电过程中
的电势高于
B．放电时，固体电解质中
的质量分数不变
C．放电时，正极存在电极反应式：
D．充电时，正极有
和
生成时，负极质量增加
【答案】C
【分析】电池工作原理为：放电时，负极金属锂失去电子变成锂离子，锂离子通过固体电
解质嵌入正极材料；充电时，正极材料失去电子，
时电极反应方程式为：
，
时电极反应方程式为：
，负极中锂离子得到电子生成锂单质，电极反应方程式
为：
。
【详解】A．充电过程中
电极连接电源正极，作阳极，发生氧化反应，
电极
连接电源负极，作阴极，发生还原反应，因此
电极的电势高于
电极，A 正确；
B．放电时，负极金属锂失去电子变成
，
通过固体电解质嵌入正极材料，根据电子
守恒，负极生成的
与正极材料嵌入的
物质的量相等，因此固体电解质只是起到传递
作用，固体电解质中
的质量分数不变，B 正确；
C．放电时，正极发生还原反应，得到电子，根据元素守恒，可能存在电极反应式：
，C 错误；
D．充电时，正极有
和
生成时，根据电极反应方程式：
和
，转移的电子数
为
，根据电子守恒，负极发生反应
，质量增加为
，D 正确；
故选C。
10．一种水性电解液
可充电电池如图所示。下列叙述错误的是
A．放电时，M 电极是正极
B．放电时，N 电极反应：
C．充电时，Ⅱ区中
溶液的浓度减小
D．充电时，转移
，Ⅲ区溶液质量减少
【答案】D
【分析】装置放电时，Zn 电极为负极，Zn 失电子产物与电解质反应，生成
，
负极反应式为：
，同时K+透过阳离子交换膜向Ⅱ区移动；正极
为MnO2，MnO2得电子产物与电解质反应，生成Mn2+等，正极反应为：MnO2+4H++2e-=Mn2+
+2H2O，同时
透过阴离子交换膜向Ⅱ区移动；据此分析；
【详解】A．根据分析可知，放电时，M 电极是正极，A 正确；
B．根据分析可知，放电时，N 为负极，电极反应：
，B 正
确；
C．根据分析可知，充电时M 为阳极、N 为阴极，K+透过阳离子交换膜向Ⅲ区移动，
透
过阴离子交换膜向Ⅰ区移动；Ⅱ区中
溶液的浓度减小，C 正确；
D．根据分析可知，充电时，Ⅲ区电极反应为
，转移
，
K+透过阳离子交换膜向Ⅲ区移动，溶液质量增重
，D
错误；
故选D。
11．某种可充电固态锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电极电势：b 极>a 极
B．放电时电子流向：a 极→负载→b 极
C．充电时，阳极电极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
D．外电路通过1mol 电子时，理论上两电极质量变化差值为7g
【答案】D
【分析】放电时，该电池为原电池，阳离子向正极移动，由图可知，Li+向b 极移动，则b
为正极，a 为负极；充电时为电解池，a 极为阴极，阴极上Li+得电子发生还原反应，b 极为
阳极，据此分析回答。
【详解】A．根据Li+移动方向可知：b 极为正极，a 极为负极；充电时，b 极为阳极，a 极为
阴极，故电极电势b 极高于a 极，A 正确；
B．放电时，电子由负极a 流出经外电路负载流入正极b，B 正确；
C．充电时，b 极为阳极，失去电子，电极反应为：
，
C 正确；
D．放电时：外电路通过1mol 电子时，b 极减少1mol Li+ ，质量为7g，a 极1mol Li+ 得到电
子变为锂增重7g，充电时：外电路通过1mol 电子时，a 极失去电子迁移1mol Li+ 到b 极，a
极质量减少7g，b 极1mol Li+ 得到电子变为锂增重7g，两电极质量变化差值为14g，D 错误；
故选D。
12．普鲁士蓝的化学式为
。一种在空气中工作的普鲁士蓝电池的示意图如
图所示，普鲁士蓝涂于惰性电极M 上。闭合K，灯泡亮。待灯泡熄灭，断开K，一段时间
后普鲁士蓝恢复。
下列说法不正确的是
A．闭合
上的电极反应：
B．闭合K，一段时间后电解质溶液的质量增大
C．断开K，每生成
，需要消耗
D．断开K，一段时间后电解质溶液中可能出现白色沉淀
【答案】B
【分析】闭合K，灯泡亮，构成原电池，惰性电极M 上铁元素化合价下降，则惰性电极M
是正极，Al 是负极，断开K，
被
氧化为
，普鲁士蓝恢复，据此解答。
【详解】A．惰性电极M 是正极，铁元素化合价下降，发生得到电子的还原反应，电极反
应为：
，A 正确；
B．负极的反应为
，当电路转移3mol 电子时，有1molAl 进入溶液，同时正极
会有
转化为固体，故电解质溶液质量变小，B 错误；
C．由化合价变化可知，每生成
，转移
，
做氧化剂，有：
，根据转移电子守恒可知，需要消耗
，C 正确；
D．断开K，一段时间后，由于氧气做氧化剂，溶液中将出现
，与负极产生的
结
合生成
，故溶液中可能出现白色沉淀是合理的，D 正确；
故选B。
13．科学家开发出了用于安全快速充电的钠金属电池的弱溶剂电解质(WSE)，一使用了WSE
的电池工作时的装置如图所示。下列叙述正确的是
A．可以用稀硫酸代替WSE
B．放电时，
向a 极迁移
C．WSE 中阴离子呈正六面体结构
D．充电时，b 极的电极反应式为
【答案】D
【分析】装置为原电池，左侧为原电池的负极，电极反应为：
，右侧为原电池
的正极，放电时正极反应方程式为
；充电量为电
解池，则左侧为阴极，电极反应为
、右侧为阳极，电极反应为：
，据此分析；
【详解】A．稀硫酸与钠反应，A 错误；
B．放电时，负极发生氧化反应，Na+从硬碳材料中脱出，由负极迁移到正极与Na3-xV2(PO4)3
结合，B 错误；
C．
的价层电子对数
，为八面体结构，C 错误；
D．充电时，b 极的电极反应式为
，D 正确；
故选D。
14．用如图所示的新型电池可以处理含
的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为
，还含有
等杂质)。下列说法错误的是
A．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜
B．电池工作一段时间后，右室溶液的
增大
C．a 极电极反应式：
D．若将含有
的废水完全处理，可除去
的质量为292.5g
【答案】D
【分析】如图所示的新型电池可以处理含
的碱性废水，在a 极，
失去电子，被氧
化为
和
，为负极，电极反应式为
，则
b 极为正极，
得电子被还原为
，电极反应式为
，海水中的阴离子通
过交换膜Ⅰ向左移动，阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动，据此回答。
【详解】A．a 电极失去电子，附近负电荷减少，为了淡化海水，阴离子通过交换膜Ⅰ向左
移动，A 正确；
B．由分析可知，b 为正极，电极反应式为
，则消耗氢离子，
增大，B
正确；
C．由分析可知，a 极电极反应式：
，C 正确；
D．
的物质的量为
，根据选项A 分析可知，消耗
时转移
电子，
根据电荷守恒可知，可同时处理
，其质量为
，但是海水中还含有
等
杂质离子，故除去
的质量小于
，D 错误；
故选D。
考点02 电解池原理及其应用
（一）、 核心考点清单
1．电解池工作原理
注意 电子不下水，离子不上线。
2．电解规律
(1)阳极产物的判断
①活性电极(除Au、Pt 以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O 和O2。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。
②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。
（三）、 高频易错点
分析电解过程的思维流程
疑点解析：离子交换膜的作用及意义
(1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。
(2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。
(3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电的作
用下，阴、阳膜复合层间的H2O 解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－
的离子源。
★ 高考真题（2025 新高考）
1．（2025·湖南卷）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。
2．（2025·云南卷）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
【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。
3．（2025·湖北卷）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
【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，无法推断
和
的稳定性，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。
4．（2025·河南卷）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。
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。
5．（2025·北京卷）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
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。
6．（2025·河北卷）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。
7．（2025·陕西、山西青海、宁夏卷）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
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；
答案选D。
★ 巩固训练
1．大连化物所邓德会团队实现了基于均多相融合的热—电耦合催化室温空气直接转化制
HNO3反应的新过程。电解装置如图所示，已知石墨电极a 上有气泡冒出，电解液为
Li2SO4/H2SO4溶液(pH=3)，下列说法正确的是
A．电解时，电流由电极a 经导线流入电极b
B．电解时，阳极附近溶液的pH 将升高
C．电解时，阴极上O2发生反应的离子方程式为O2+2e-+2H+=H2O2
D．电解时，当电极a 上产生22.4LO2(标准状况)时，阴极区将产生0.8molHNO3
【答案】C
【分析】石墨电极b 上酸性条件下氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢，铁离子得到
电子发生还原反应生成生成亚铁离子，电极b 为阴极，放电生成的过氧化氢与亚铁离子反
应生成铁离子和▪OH，▪OH 与氮气反应生成硝酸；石墨电极a 为阳极，石墨电极a 上有气泡
冒出，说明水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子。
【详解】A．由分析可知，电解时，电极b 为阴极，石墨电极a 为阳极，电流由电极b 经导
线、电源、导线流入电极a，A 错误；
B．石墨电极a 为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，则阳极附
近溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH 减小，B 错误；
C．电解时，阴极上酸性条件下氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢，离子方程式为
O2+2e-+2H+=H2O2，C 正确；
D．电解时，当电极a 上产生标准状况下22.4L 氧气时，只能确定阴极电极反应中共得到
4mol 电子，无法确定后续反应中产生硝酸的物质的量，D 错误；
故选C。
2．电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH 的原理如题图所示。下列有
关说法正确的是
A．Pt 片接电源负极
B．Sn 片上发生的电极反应式为CO2＋
-2e−=HCOO−＋
C．每产生1mol HCOO−，阳离子交换膜中有4 mol K+通过
D．电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低
【答案】D
【分析】CO2、
中碳元素的化合价分别为+4、+2，阴极发生还原反应，电极（Sn 电
极）反应为
，阳极（Pt 电极）生成O2：
，据此分析解答。
【详解】A．由分析知Pt 片为阳极，接电源正极，A 错误；
B．由分析知，Sn 片为阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式应为
，B 错误；
C．由
反应可知，每产生1mol
，转移2mol 电子，，
有电荷守恒得，阳离子交换膜中有2 mol K+通过，C 错误；
D．阳极发生反应
反应，产生氢离子，消耗KHCO3，使KHCO3溶液
浓度降低，D 正确；
故选D。
3．工业上用单池双膜三液装置(如下图)，依据电解原理电解
制备
和
，下列说法正确的是
A．导线X 接外电源的负极
B．N 电极的电极反应方程式为
C．每当产生标准状况下
气体A，Ⅲ室溶液的质量理论上减少
D．离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
【答案】D
【分析】电极M 区进入的稀硝酸，出来的是浓硝酸，则M 为阳极，水被氧化得到氧气和氢
离 子，A 为氧气，硝酸根向左移动，左侧可制得硝酸，N 为阴极，水放电产生氢气和氢氧
根，B 为氢气，铵根向右移动，二者反应得到浓氨水，以此解题。
【详解】A．由分析可知，Ⅰ室中电极产生
，电极反应式为
，发
生氧化反应，电极M 为阳极，接外电源的正极，A 错误；
B．由分析可知，电极N 为阴极，电极反应式为
，B 错误；
C．每当产生标准状况下
，根据电子守恒，Ⅲ室溶液中就要生成
，质量减
少
，同时依据电荷守恒，
通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，溶液质量增加
，所
以Ⅲ室溶液的质量理论上共增加
，C 错误；
D．根据电解装置图中物质的进出以及所要制备的物质，可知Ⅱ室中的
要进入Ⅰ室，
所以离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜。
要进入Ⅲ室，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜，D
正确；
故选D。
4．浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液
的浓度相等时停止放电。图1 为浓差电池，图2 为电渗析法制备次磷酸(
)，用图1 的
浓差电池提供电能制备次磷酸
。下列说法错误的是
A．
(
)
Ⅰ是电池的负极
B．b 膜、d 膜是阳离子交换膜，c 膜是阴离子交换膜
C．电渗析过程中
、
室中
和
的浓度均增大
D．电池从开始到停止放电，理论上可制备
【答案】D
【分析】图1 为浓差电池，图2 为电渗析法制备次磷酸(H3PO2)，用图1 的浓差电池提供电
能制备次磷酸(H3PO2)，图1 中Cu(
)
Ⅰ为原电池负极，Cu(
)
Ⅱ为正极，图2 中原料室中的H2P
移向产品室，则c 膜为阴离子交换膜，M 室中的氢离子通过b 膜进入产品室得到H3PO2，则
b 膜为阳离子交换膜，X 电极为电解池的阳极，电极反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，Y 为电解池
的阴极，电极反应2H2O+2e-=H2↑+OH-，d 膜为阳离子交换膜，据此分析判断。
【详解】A．分析可知Cu(
)
Ⅰ是电池的负极，故A 正确；
B．制备过程分析可知，b 膜、d 膜是阳离子交换膜，c 膜是阴离子交换膜，故B 正确；
C．电渗析过程中，电极反应可知，M、N 室中H2SO4和NaOH 的浓度均增大，故C 正确；
D．电池从开始到停止放电时，则浓差电池两边Cu(NO3)2浓度相等，所以正极析出0.02mol
Cu,电路中转移0.04mol 电子，电渗析装置生成0.04mol H3PO2，故D 错误；
故选：D。
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
【答案】B
【分析】由①可知，启动电源1，
所在腔室的Li+进入
结构而形成
，
可知
中Mn 元素的化合价降低，为阴极，电极反应式为
，
电极1 为阳极，连接电源正极；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，可知，电极2 为阴极，电极反应式为：
；阳极的
电极反应式为：
，以此分析解题。
【详解】A．由分析可知，室Ⅰ中电极Ⅰ连接电源Ⅰ的正极，作阳极，发生氧化反应，故A
错误；
B．根据分析可知，启动至关闭电源1，转化的n(
)与生成的n(
)之比为20：3，设
生成的氧气为3mol，转移电子为12mol，根据阳极的电极反应式：
，结合电子守恒，可知2mol
生成时转移1.2mol 电子，可
得
中的x=1.2，故B 正确；
C．启动电源2 时，
电极是阳极，电极反应式为：
，故C
错误；
D．由分析可知，启动电源2，使
中的
脱出进入腔室2，电极2 为阴极，电极
反应式为：
；提高了腔室2 中
的浓度，故D 错误；
故答案选B。
6．摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT 上电
催化处理
的原理如图所示。下列说法正确的是
A．电子流向：
电解质溶液
B．
极上的电极反应式为
C．若电源为铅蓄电池，则
极为
电极
D．每处理
，理论上阳极区溶液质量减少
【答案】B
【分析】由图可知，P 电极上，
得到电子，被还原为Br-，发生还原反应，为阴极，则
R 极为阳极，外电源M 极为负极，N 极为正极，阳极上水失去电子，被氧化为氧气，据此
分析作答。
【详解】A．由分析可知，P 为阴极，R 为阳极，M 为负极，N 为正极，电子不能经过电解
质溶液，故电子流向：
，
，A 错误；
B．由分析可知，P 为阴极，P 极上发生还原反应，该电极的电极反应式为
，B 正确；
C．由分析可知，N 为正极，若电源为铅蓄电池，则
极为PbO2电极，Pb 电极是负极，C
错误；
D．由B 项分析可知，每处理
，电路上转移电子为6mol，则理论上阳极区释放出
1.5molO2，同时有6molH+经过质子交换膜由阳极区进入阴极区，故溶液质量减少
1.5mol×32g/mol+6mol×1g/mol=54g，D 错误；
故答案为：B。
7．尿素
是一种重要的化学肥料，利用电催化法将
和含氮物质
等化
成尿素，电解原理如图所示。下列说法不正确的是
A．尿素中C 原子采用
杂化
B．电极接电源的正极
C．标况下，电极每生成
，会有
移向a 极
D．a 极的电极反应式为：
【答案】C
【分析】该装置为电解池，电解池中阳离子向着阴极移动，根据氢离子移动方向可知，a
电极为阴极，发生还原反应：
，b 电极为阳
极，发生氧化反应：
。
【详解】A．尿素中的C 原子形成1 个
键、2 个
键，采用的是
杂化，A 正确；
B．根据分析可知，b 电极为阳极，与电源正极相连，B 正确；
C．标况下，电极每生成
，即
，转移电子
，为保持电荷守恒，应
有
移向a 极，C 错误；
D．根据分析可知，a 电极为阴极，发生还原反应：
，D 正确；
答案选C。
8．利用有机电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室NaCl 溶液
的浓度通过调整保持不变，电解时阴极生成气体的速率为x mol·h-1，下列说法错误的是
A．电源中电势比较：b>a
B．离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
C．合成室内发生的反应为CH2=CH2+2CuCl2→CH2ClCH2Cl+2CuCl
D．中间室补充NaCl 的速率为2x mol·h-1
【答案】B
【分析】由图可知，右侧电极上Cu 的化合价由+1 价升高为+2 价，发生氧化反应，则电极
N 为阳极，电极b 为正极，所以电极M 为阴极，电极a 为负极，据此分析作答。
【详解】A．根据上述分析可知，a 为电源的负极，b 为正极，故电源中电势比较：b>a ，A
正确；
B．由图可知，中间室内的氯离子通过离子交换膜Ⅱ，进入右室，最终和CuCl 生成CuCl2，
左室H+得到电子，生成H2，OH-浓度增大，与中间室移动过来的Na+结合，生成NaOH，所
以离子交换膜I 为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，B 错误；
C．根据原子守恒可知，合成室内发生的反应为：CH2=CH2+2CuCl2→CH2ClCH2Cl+2CuCl，C 正
确；
D．电解时阴极生成气体的速率为xmol•h-1，根据阴极反应：2H++2e-=H2↑，根据电荷守恒
可知，中间室移动过来的Na+的速率为2xmol•h-1，故中间室补充NaCl 的速率为2xmol•h-1，
D 正确；
故答案为：B。
9．二苯重氮甲烷(
)在抗生素的制备过程中起关键作用。以二苯甲酮腙(
)为前体合成二苯重氮甲烷的原理如图所示。下列说法错误的是
A．电极电势：石墨
B．若以铅酸蓄电池为电源，则与Ni 电极相连的为Pb 电极
C．合成1mol 二苯重氮甲烷，理论上消耗22.4L 氢气(标准状况下)
D．电解质溶液中合成二苯重氮甲烷的化学方程式为
+I2
+2HI
【答案】C
【详解】A．石墨电极上I-失电子生成I2，发生氧化反应，为阳极；Ni 电极上H+得电子生成
H2，发生还原反应，为阴极。阳极电极电势大于阴极，所以电极电势：石墨> Ni，A 正确；
B．Ni 电极为阴极，应与铅酸蓄电池的负极相连，铅酸蓄电池中Pb 电极为负极，PbO2电极
为正极，所以与Ni 电极相连的为Pb 电极 ，B 正确；
C．Ni 电极上发生反应：2H+ + 2e- = H2↑，合成二苯重氮甲烷时，石墨电极上I-失电子，根
据得失电子守恒，合成1mol 二苯重氮甲烷，转移2mol 电子，理论上生成1mol H2，标准状
况下体积为22.4L，并不是消耗，C 错误；
D．电解质溶液中合成二苯重氮甲烷的反应，原子守恒，电子守恒，D 正确；
故答案选C。
10．CO2的捕集和利用是实现“双碳”目标的一个重要研究方向，我国设计CO2熔盐捕获与
转化装置(左图)，可与太阳能电池装置(图)联合实现绿色转化。
下列有关说法正确的是
A．左图装置B 电极应该与图装置Y 电极相连
B．左图装置A 电极反应式为：
C．熔盐可用CCl4代替
D．理论上转移0.5mol 电子可捕获标准状况下CO2气体2.8L
【答案】D
【分析】根据左图可知A 极
→O2，发生氧化反应生成单质O2，所以A 为阳极，B 为阴
极，阳极与电源正极相接、阴极与电源负极相接，根据右图可知，Y 极为电源正极、X 极为
电源负极。阳极反应式为
，阴极电极反应式为：
，以此解答该题。
【详解】A．由分析可知，B 为阴极，Y 极为电源正极，阴极与电源负极相接，B 接太阳能
电池的X 电极，A 错误；
B．由分析知，左图装置A 电极为阳极，阳极反应式为
，B 错
误；
C．熔盐提供离子导电，CCl4是非电解质，无法导电，不能代替，C 错误；
D．结合分析，A 为阳极，电极反应式为
，B 为阴极，电极反应
式为：
，CO2与熔盐反应生成
和
，即
，
，通过分析，总反应为
，理论上转移4mol 电子消耗
1mol CO2，转移0.5mol 电子则可捕获0.125mol CO2，可捕获标准状况下CO2气体体积为
2.8L，D 正确；
故答案选D。
11．光催化电极可以在太阳光照下实现对设备进行充电，该电池工作原理如下图所示。放
电时
转化为
，下列有说法错误的是
A．充电时，石墨电极为做阴极
B．充电时，光催化电极的电极反应式为：
C．放电时，石墨电极发生还原反应
D．放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少
，外电路转移
【答案】C
【分析】由题干电池工作原理图示信息可知，放电时石墨电极上的反应为：
，
发生氧化反应，为负极，光催化电极上的反应为：
，发生还原反应，为正极；充
电时，石墨电极上的电极反应为：
，发生还原反应，为阴极，光催化电极上
的电极反应为：
，发生氧化反应，为阳极；
【详解】A．由分析可知，充电时，石墨电极为做阴极，A 正确；
B．充电时，光催化电极为阳极，电极反应式为：
，B 正确；
C．放电时石墨电极上的反应为：
，发生氧化反应，C 错误；
D．由分析可知，放电时，石墨电极为负极，光催化电极为正极，为维持电荷守恒，左侧
钠离子透过离子交换膜移向右侧，放电时当外电路转移1mol 电子时，1mol 钠离子从左室
迁移到右室，离子交换膜左室电解质溶液质量减少23g，则放电时，离子交换膜左室电解
质溶液质量减少
（为0.2mol 钠离子），外电路转移
，D 正确；
故选C。
12．我国科学家设计了一套电化学装置，能够同时实现苯酚的无害化处理和电催化合成
，其工作原理如图。下列说法错误的是
A．膜Ⅰ为阳离子交换膜
B．电子由d 经外电路移动到a
C．c 极的电极反应为
D．
b 极区每消耗1mol 苯酚，可合成7mol
【答案】C
【分析】左侧
具有氧化性，苯酚具有还原性，有自发的氧化还原反应，所以左侧装
置是原电池，右侧装置是电解池，a 极发生电极反应：
，得电子，发生还原反应，所以a 为正极，b 极苯酚
被氧化为CO2，发生氧化反应，b 是负极，c 是阴极，d 是阳极。
【详解】A．a 极发生电极反应：
，得电子，发生还
原反应，a 为正极，为维持溶液电中性，阳离子要透过膜Ⅰ向阴极区移动，所以膜Ⅰ为阳
离子交换膜，A 正确；
B．a 是正极，b 是负极；d 是阳极，c 是阴极；电子在外电路中从阳极流向正极，即由阳极
d 经外电路移动到正极a，B 正确；
C．c 极的电极反应为
，C 错误；
D．b 极区每消耗1mol 苯酚，根据化学方程式
转移
28mol 电子，d 极的电极反应为
，
转移28mol 电子时，可合成7mol
，D 正确；
故选C。
13．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。
14．以废塑料
(聚丁二酸丁二酯)和生物质源马来酸(
)为原料无
膜共电解生产琥珀酸(
)的工作原理如图。下列有关说法正确的是
A．
的水解反应为
B．阳极电极反应式为：
C．理论上电解过程转移
，最终至少可获得
琥珀酸
D．若略去碳酸化步骤，可简化分离提纯过程并提高经济效益
【答案】C
【分析】
由图可知，左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应
生成碱式氧化镍和水，电极反应式为Ni(OH)2—e—+ OH—=NiOOH+H2O，放电生成的碱式氧化
镍碱性条件下与丁二醇反应生成氢氧化镍、丁二酸根离子和水，离子方程式为
+8NiOOH+2OH—
+8Ni(OH)2；右侧电
极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H+
+2e—=H2↑，放电生成的氢气与
反应生成
，
+H2
，反应得到的溶液经碳酸化、盐酸沉淀得到琥珀酸。
【详解】
A．由结构简式可知，聚丁二酸丁二酯一定条件下发生水解反应生成丁二酸和丁二醇，反
应的化学方程式为
，故A 错误；
B．由分析可知，左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化
反应生成碱式氧化镍和水，电极反应式为Ni(OH)2—e—+ OH—=NiOOH+H2O，故B 错误；
C．由题意可知，聚丁二酸丁二酯水解生成1mol 丁二醇时，生成1mol 丁二酸，由分析可知，
电解过程转移8xmol 电子时，阳极消耗xmol 丁二醇、生成xmol
，
阴极生成4xmol
，所以理论上生成琥珀酸的物质的量为6xmol，故C
正确；
D．由图可知，向溶液中通入二氧化碳碳酸化时，二氧化碳转化为碳酸氢钠，说明电解所
得溶液呈碱性，若略去碳酸化步骤，会使盐酸沉淀步骤消耗盐酸的量增大，导致经济效益
降低，故D 错误；
故选C。
15．一种装载
双原子双层带电膜（EM）电极材料可将硝酸盐还原为
，为低浓度的硝
酸盐污染提供高效实用的解决方案，工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．装置工作一段时间后，阳极区
减小
B．阴极发生的反应为
C．相同条件下，阴阳两极产生气体的体积比为
D．带电膜阳极上的游离氯可将
氧化为
【答案】C
【分析】由图，电解装置中左侧为阳极，水失去电子被氧化为氧气，右侧EM 电极上硝酸
盐还原为
，且带电膜阳极上氨气分子被游离氯氧化为
；
【详解】A．左侧为阳极，水失去电子被氧化为氧气
，工作一段时间
后，阳极区溶液酸性增强，
减小，A 正确；
B．由图，阴极发生的反应为硝酸根离子得到电子发生还原反应生成氮气：
，B 正确；
C．由分析，阳极水失去电子被氧化为氧气，右侧EM 电极上硝酸盐还原为
，存在关系
，由于带电膜阳极上氨气分子也会被游离氯氧化为
，则相同条件下，
阴阳两极产生气体的体积比不为
，C 错误；
D．由图，带电膜阳极上氨气分子被游离氯氧化为
，氨气发生氧化反应，D 正确；
故选C。
16．利用电化学氧化技术可以在电解槽中持续产生
，
是一种活性基团，可高效氧
化苯酚生成
，消除苯酚引起的水污染，装置如图所示。已知：a 极生成
，
能进一步将极产物氧化，同时有
生成。下列有关说法正确的是
A．a 极的电极反应式：
B．b 极连接电源正极，发生还原反应
C．生成
的离子方程式：
D．消除
苯酚，理论上有
电子通过外电路
【答案】C
【分析】a 极通入氧气生成
，氧元素化合价降低，发生还原反应，a 是阴极；b 是阳
极，b 电极铁失电子生成Fe2+。
【详解】A．a 极通入氧气生成
，a 极的电极反应式O2+2e-+2H+=H2O2，故A 错误；
B．a 是阴极；b 是阳极，b 极连接电源正极，发生氧化反应，故B 错误；
C．a 极生成
，
能进一步将极产物Fe2+氧化，同时有
生成，生成
的离
子方程式
，故C 正确；
D．苯酚被
氧化生成二氧化碳，碳元素化合价由-
升高为+4，消除
苯酚，需要
2.8mol
，根据
，阳极生成2.8molFe2+，所以理论上
有
电子通过外电路，故D 错误；
选C。
