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第04 讲 电化学原理的综合应用 目录 一、题型精 讲 题型01 考查原电池和电解池的一池两用.......................................................................................................1 题型02 考查电解原理在物质制备中的应用...................................................................................................3 题型03 考查多池串联装置分析.......................................................................................................................5 题型04 考查电化学原理在环境保护中的应用...............................................................................................9 题型05 考查电化学有关计算......................................................................................................................... 11 题型06 考查电化学装置中离子交换膜的分析.............................................................................................13 二、靶向突破 题型01 考查原电池和电解池的一池两用 【解题通法】一池两用分析 用如图所示装置进行实验： 1.若开始时K 与N 连接，则构成原电池，铁电极发生的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；石墨电极产生的现 象为有无色气泡产生。 2.若开始时K 与M 连接，则构成电解池，铁电极发生的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；石墨电极产生的 现象为有淡黄绿色气泡产生。一段时间后，溶液的pH 增大。 3.若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反 应式：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O。 【例1】 （2025·湖南长沙·一模）如图所示装置，下列说法不正确的是( ) 选项 开关状态 溶液A 电极B 说明 A 打开K1，闭合K2 NaCl 石墨 正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B 打开K1，闭合K2 NaCl Zn 金属Zn 逐渐溶解 C 打开K2，闭合K1 CuSO4 Cu 铁表面镀铜 D 打开K2，闭合K1 CuSO4 粗铜 电解精炼铜 【变式1-1】（2025·江苏南通·一模）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl 溶液的U 形管中，下列分 析错误的是( ) A．闭合K1构成原电池，闭合K2构成电解池 B．闭合K1，铁棒上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋ C．闭合K2，铁棒不会被消耗 D．闭合K1，石墨棒周围溶液pH 逐渐减小 【变式1-2】（2025·湖北宜昌·一模）如图是铅酸蓄电池的工作原理示意图，已知放电时电池反应为PbO2 ＋Pb＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是( ) A．K 与N 连接时，该装置中电能转化为化学能 B．K 与N 连接时，H＋向负极移动 C．K 与M 连接时，a 为电源的负极 D．K 与M 连接时，阳极附近溶液的pH 逐渐增大 【变式1-3】（2025·吉林·二模） “容和一号”铁铬液流电池的总反应为Fe3＋＋Cr2＋Fe2＋＋Cr3＋。闭 合K1，断开K2时，工作原理如图所示，其中a 电极上涂有固态氢化铋(BiHx)。下列说法错误的是( ) A．充电时，a 电极连接电源的负极 B．放电时，正极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋ C．放电时，H＋从a 极区移向b 极区 D．充电时，BiHx只起导电的作用 题型02 考查电解原理在物质制备中的应用 电解原理常用于物质的制备，具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，电解原理能使许多 不能自发的反应得以实现。工业上常用多室电解池制备物质，多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性， 即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到 浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。 【解题通法】利用电解原理进行物质制备解题思路 【例2】（2025·江西赣州·一模）一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．a 为直流电源的正极 B．阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ C．工作时，乙池中溶液的pH 不变 D．若有1 mol 离子通过A 膜，理论上阳极生成0.25 mol 气体 【变式2-1】（2025·安徽滁州·一模）NaClO2(亚氯酸钠)是常用的消毒剂和漂白剂，工业上可采用电解法制 备，工作原理如图所示。下列叙述正确的是( ) A．若直流电源为铅酸蓄电池，则b 极为Pb B．阳极反应式为ClO2＋e－===ClO C．交换膜左侧NaOH 的物质的量不变，气体X 为Cl2 D．制备18.1 g NaClO2时理论上有0.2 mol Na＋由交换膜左侧向右侧迁移 【变式2-2】（2025·广东茂名·一模）如图为通过EFC 剑桥法用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意 图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2(阴极)中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法 正确的是( ) A．阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑ B．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ C．通电后，O2－、Cl－均向阴极移动 D．石墨电极的质量不发生变化 【变式2-3】（2025·河北·二模）我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂，实现电解富尿素废水低能耗制 H2(装置如图)。总反应为CO(NH2)2＋H2O===3H2↑＋N2↑＋CO2↑。下列说法错误的是( ) A．a 为阳极，CO(NH2)2发生氧化反应 B．b 电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．每转移6 mol 电子，a 电极产生1 mol N2 D．电解一段时间，a 极区溶液pH 升高 题型03 考查多池串联装置分析 1.常见多池串联装置图 (1)外接电源与电解池的串联(如图) A、B 为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。 (2)原电池与电解池的串联(如图甲、图乙) 甲、乙两图中，A 均为原电池，B 均为电解池。 2.多池串联中，装置类型的判断 (1)装置类型的判断 原电池一般是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰 性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应， 电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B 为原电池，A 为电解池。 (2)常用规律 ①多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。 ②与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生 的反应。 【方法技巧】判断电池类型 ①有外接电源时，各电池均为电解池。 ②无外接电源时，燃料电池、铅酸蓄电池等作电源，则其他装置为电解池。 ③无外接电源时，有活泼性不同的两电极的一般为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的一般为电解池。 ④根据电极反应现象判断。 【解题通法】串联装置的解题流程 【例3】（2025·山东·二模）烧杯甲中盛放0.1 mol·L－1的稀硫酸，烧杯乙中盛放0.1 mol·L－1的氯化铜溶液 (两种溶液均足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是( ) A．甲中Fe 极质量减少，C 极有气体产生 B．甲为电解池，乙为原电池 C．当烧杯甲中产生0.1 mol 气体时，乙烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 mol D．经过一段时间，烧杯甲中溶液的pH 增大 【变式3-1】（2025·广东·二模）某化学学习小组学习电化学后，设计了下面的实验装置图，则下列有关该 装置图的说法正确的是 ( ) A．合上电键后，盐桥中的阳离子向甲池移动 B．合上电键后，丙池为电镀银的电镀池 C．合上电键后一段时间，丙池中溶液的pH 增大 D．合上电键后，当丁池中生成标准状况下1 120 mL Cl2时，丁池中理论上最多产生2.9 g 固体 【变式3-2】（2025·广西北海·一模）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利 用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b 电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正 确的是( ) A．a 电极的电极反应为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ B．c、d 离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 g NaOH 【变式3-3】（2025·山东日照·一模）某实验小组设计如图所示装置，下列说法错误的是( ) A.乙池中电流由石墨电极经过硫酸铜溶液流向Ag 电极 B.甲池通入CH4的电极反应式为CH4＋8e－＋10OH－===CO＋7H2O C.反应一段时间后，向乙池中加入一定量CuCO3固体能使CuSO4溶液恢复到原来的状态 D.甲池中消耗0.56 L(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生2.90 g 固体 题型04 考查电化学原理在环境保护中的应用 【解题通法】电化学原理在环境保护中的应用解题思路 利用电化学原理把污染物去除或把有毒物质变为无毒或低毒物质，具有易于控制、无污染或少污染、高度 灵活性和经济性等优点。 【例4】（2025·四川绵阳·一模）为实现碳回收，我国科学家设计的用电化学法还原CO2制备草酸的装置如 图所示。下列有关该装置的说法中错误的是( ) A．a、b 分别为电源的负极、正极 B．电解装置左池发生的电极反应为2CO2＋2e－===C2O C．为增强溶液导电性，左池中可加入少量Na2C2O4溶液 D．右池电解质溶液为稀硫酸，发生的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 【变式4-1】（2025·宁夏银川·一模）某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，工 作原理如图所示。经过一段时间后，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀随废水排出，从而使废水中铬含量低于排 放标准。下列说法不正确的是( ) A．阴极区发生的电极反应包括：2H＋＋2e－===H2↑ B．还原Cr2O 的主要方式是Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O C．废水的pH 过高或过低均会降低铬的去除率 D．电解槽工作时，Cr2O 通过阴离子交换膜从阳极室进入阴极室 【变式4-2】（2025·湖南·二模）电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A．铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ B．通入甲烷的石墨的电极反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O C．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量食盐 D．若左池石墨电极产生44.8 L 气体，则消耗0.5 mol 甲烷 【变式4-3】（2025·河南·二模）利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O 构成电池的方法，既能实现有效消 除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是( ) A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 C．电极A 的反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋ D．当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子的物质的量为0.8 mol 题型05 考查电化学有关计算 1.根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 2.根据电子守恒计算 (1)用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数 相等。 (2)用于混合溶液中电解的分阶段计算。 3.根据关系式计算 根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： (式中M 为金属，n 为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化 学计算问题。 【例5】（2025·海南海口·一模）我国科学家采用双极膜实现连续合成氨，电解装置工作原理如图所示。图 中的双极膜中间层中的H2O 解离为H＋和OH－，并在电流作用下分别向两极迁移。 【解题通法】电化学有关计算常用解题步骤 (1)正确书写电极反应式，注意阳极本身是否发生反应，当溶液中有多种离子放电时，注意离子放电的顺序 性和阶段性。 (2)根据得失电子守恒和各电极反应式，逐步计算各电极不同阶段的生成物的物质的量。由此得出各电极质 量的变化或各电极产生气体体积的定量关系。 下列说法错误的是( ) A.催化电极a 上的电势低于催化电极b B.工作一段时间后，右室中c(OH－)不变 C.生成氨气和氧气的质量比为17 64 ∶ D.若使用铅酸蓄电池作电源，获得1 mol NH3时，铅酸蓄电池中有8 mol H2O 生成 【变式5-1】（2025·陕西·二模）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解， 下列判断错误的是( ) A.a 是电源的负极 B.通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色 C.随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大 D.当0.01 mol Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336 mL(折合成标准状况下) 【变式5-2】（2025·江西·二模）复分解电渗析(Electrodialysis Metathesis，EDM)具有重组和浓缩离子的独 特性能，基于四隔室结构特点，通过离子重组可发生类似复分解反应，将少量的低溶解度(或不溶解)的盐 类转化为高溶解度的盐。图中所示为复分解电渗析装置，以KCl 和NaNO3为原料制备无氯钾肥(KNO3)并 回收NaCl。下列说法错误的是( ) A.浓缩B 室中的产品为KNO3，为使产品纯净，该室进液口宜选择蒸馏水 B.阳极所选电解质溶液宜选择一定浓度的NaOH 溶液，其电极反应方程式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C.阴极每产生11.2 L H2(标准状况下)，淡水A 室有1 mol Cl－进入到浓缩A 室中 D.该复分解电渗析装置中①③⑤选择阳离子交换膜为宜，②④选择阴离子交换膜为宜 【变式5-3】（2025·吉林松原·一模）羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家 设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O 的原电池－电解池组合装置，实现了发电、环保两位一体。下列说 法错误的是( ) A.a 极1 mol Cr2O 参与反应，理论上NaCl 溶液中离子数不变 B.电池工作时，b 极附近pH 减小 C.右侧装置中，c、d 两极产生气体的体积比(相同条件下)为3 7∶ D.d 极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O 题型06 考查电化学装置中离子交换膜的分析 1.离子交换膜的分类和应用 2.实例分析 用下图装置电解饱和食盐水，其中阳离子交换膜的作用： ①平衡电荷，形成闭合回路； ②防止Cl2和H2混合而引起爆炸； ③避免Cl2与NaOH 反应生成NaClO，影响NaOH 的产量； ④避免Cl－进入阴极区导致制得的NaOH 不纯。 3.水溶液中电解制备金属钴的装置示意图 4.多室电化学装置思维流程 【解题通法】含离子交换膜电化学装置题的解题步骤 【例6】（2025·浙江舟山·一模）三室膜电渗析分离硫酸锂并回收酸碱的装置示意图如图，下列说法正确的 是( ) A.酸碱的浓度：进等于出 B.右侧电极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C.装置工作一段时间后，n(a)∶n(b)＝2 1∶ D.右侧离子交换膜为阴离子交换膜 【变式6-1】（2025·江苏·二模）双极膜在电场作用下可以提供OH－和H＋。科学家通过使用双极膜电渗析 法来捕获和转化海水中的CO2，其原理如图所示。下列说法正确的是( ) A.与电源正极相连一极为电极X B.隔膜1、隔膜2 均为阳离子交换膜 C.循环液1 和循环液2 中的成分相同 D.该方法可以同时将海水进行淡化 【变式6-2】（2025·黑龙江佳木斯·一模）一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH 溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在]。电池放电时，下列叙述错误的是( ) A.Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移 B.Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移 C.MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O D.电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)＋Mn2＋＋2H2O 【变式6-3】（2025·辽宁·二模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH 稳定，借助其降解乙酸 盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室 溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法错误的是( ) A.装置工作时，甲室溶液pH 逐渐减小 B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C.乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－===Li＋＋Co2＋＋4OH－ D.若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移 1.（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Ag−e −+Cl −= AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag 的同时将消耗1mol Sb4O5Cl2 D．充电时，M 极上反应为Sb4O5Cl2+12e −+10 H += 4Sb+2Cl −+5 H2O 2.（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O2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 3.（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(pH =8.2)电解系统(如下图)。以新型 MoNi/NiMoO4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：4 OH −−4e −=2H2O+O2↑ D．理论上，每通过2mol 电子，可产生1molH2 4.（2024·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Li +有机溶液。放电过程中 产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解LiCl 产生Cl2 。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1molCl2，需消耗2molLi D．放电时总反应：6Li+ N2+ 4 CF3SO2Cl=2(CF3SO2)2NLi+ 4 LiCl 5.（2025·四川卷）最近，我国科学工作者制备了一种Ni−CuO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NO3 −为NH3 ，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NO3 −逐步还原为NH3 。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的OH −数目保持不变 B．放电时、还原1.0mol NO3 −为NH3 ，理论上需要8.0mol氢原子 C．充电时，OH −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4[Al(OH)4] −=4Al+6H2O+4OH −+3O2↑ 6.（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe(H2O)6) 3+和[Fe(H2O)6) 2+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(①→②→③→④→①)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[Fe(H2O)6) 3++e −=[Fe(H2O)6) 2+ B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe(H2O)6) 2+比[Fe(H2O)6) 3+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[Fe(H2O)6) 2+和 [Fe(H2O)6) 3+离子结构的改变 7.（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MnO2减少；电极材料每转移 1mol 电子，对应的理论容量为26.8 A⋅h。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：MnS−2e −=S+ Mn 2+ D．充电时16gS 能提供的理论容量为26.8 A⋅h 8.（2025·北京卷）用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2 探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4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 a>d>c>b>0 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．a>0，说明实验i 中形成原电池，反应为2H2+O2=2H2O B．b<d，是因为ii 中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c>0，说明iii 中电极I 上有O2发生反应 D．d>c，是因为电极I 上吸附H2的量：iv>iii 9.（2024·广西卷）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌 入PbSe 中的Na 变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol 电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3−xe −= Na3−xV2(PO4)3+xNa + C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 10.（2024·浙江卷）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： 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：O2+4e -+2H2O =4OH - 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 11.（2025·安徽合肥·三模）下图为一种具有质子“摇椅”机制的水系镍有机电池示意图，放电时a 极生成 偶氮苯( )。下列有关说法正确的是 A．放电时电极a 为正极 B．充电时K +和H +由左向右移动 C．放电时每生成1mol偶氮苯，外电路转移2 mole − D．充电时b极的电极反应为：NiOOH+e −+ H += Ni(OH)2 12.（2025·福建厦门·二模）以废塑料PBS(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．PBS的水解反应为 + (n-1)H2O → 一定条件 n +n B．阳极电极反应式为： +10OH --8e -→6H2O+ C．理论上电解过程转移8xmole -，最终至少可获得6xmol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 13.（2025·湖北黄冈·二模）北京大学庞全全团队2025 年在《自然》发表的研究中，开发了一种新型玻璃相 硫化物固态电解质材料LBPSI(Li2S-B2S3-P2S5-LiI)，其结构中引入了氧化还原活性碘(I −/I2/I3 −)，可 通过氧化还原介导加速硫的固-固转化反应。该电池正极采用MOFs 衍生的三维碳纳米笼(HCNC)负载硫(S8 )，负极为锂金属，电解质为LBPSI。装置示意图如下 关于该全固态锂硫电池，以下说法错误的是 A．放电时，正极反应有：S8+16Li ++16e −=8Li2S B．充电时，电路中每转移1mol 电子，有16g 的硫被氧化 C．固态电解质LBPSI 中，I −/I2/I3 −通过氧化还原反应相互转化促进硫转化 D．MOFs衍生碳纳米笼的主要作用是吸附多硫化物并提供电子传导路径 14.（2025·河南·三模）热再生电池堆—CO2电化学还原池系统(TRBs 一CO2RR)可回收烟气中的低温余热并 将其转化为电能，同时实现CO2转化利用，其工作原理如图。 下列说法正确的是 A．装置Ⅱ中化学能转化为电能 B．可从Pt 电极产生气体中分离并回收CO2 C．碳毡处的电极反应：Cu+4CH3CN-e-=[Cu(CH3CN)4]+ D．阴离子交换膜每通过2molHCO❑3 −，就生成3molCO 15.（2025·江苏·三模）一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过Sx +1 2−→Sx 2−转化储存电力，为白天制 氢提供能量。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电极A 应与电源的负极相连 B．白天制氢时，溶液中Na +从左室向右室移动 C．储电时的总反应为2Sx +1 2−+ 4 OH − 电解 ¿2Sx 2−+2S 2−+O2↑+2H2O ¿ D．理论上生成1molH2，溶液中m (S 2−)减少64g 16.（2025·贵州贵阳·二模）一种水性电解液Zn−MnO2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：Zn−2e −+ 4 OH −=[Zn (OH)4) 2− C．充电时，Ⅱ区中K2SO4溶液的浓度减小 D．充电时，转移0.2mole −，Ⅲ区溶液质量减少6.5g 17.（2025·河北衡水·一模）乙醛酸(OHCCOOH)可用作调香剂和定香剂，工业上可以利用如图装置制备乙 醛酸。下列说法错误的是 A．电极电势：b＞a B．左侧的电极反应式：HOOCCOOH+2H++2e-=OHCCOOH+H2O C．若c 为稀硫酸，当生成1mol 乙醛酸时，阳极区质量减少16g D．若c 为稀硫酸和乙二醛的混合溶液，制备乙醛酸的效率明显提高 18.（2025·河南·一模）我国福州大学和清华大学学者研制组装的Zn-NO3 -/乙醇电池系统具有良好的充放电 循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。下列说法错 误的是 A．放电时，正极的电极反应式：NO3 -+8e -+6H2O=NH3+9OH - B．充电时，OH -通过离子交换膜由左侧移向右侧 C．充放电过程中，储液罐甲的液流体系中可分离出CH3COONH4 D．充电时，阴极的电极反应式：[Zn (OH)4) 2-+2e −=Zn+4OH - 19.（2024·北京东城·一模）一种能捕获和释放CO2的电化学装置如下图所示。其中a、b 均为惰性电极，电 解质溶液为KCl溶液。当K连接S1时，b极区溶液能捕获通入的CO2。下列说法错误的是 A． K 连接 S1 时， b 极发生反应： B．K连接S1时，a连接电源正极 C．K连接S2时，a 极区n([Fe(CN)6) 3−) n([Fe(CN)6) 4−) 的值增大 D．该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放CO2 20.（2025·江西萍乡·二模）我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg−CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解 质，电解液中加入1，3-丙二胺（PDA）以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了 MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg 2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。 下列说法错误的是 A．放电时，多孔碳纳米管电极反应为Mg 2++2CO2+2e −=MgC2O4 B．充电时，Mg 2+通过阳离子交换膜从左室传递到右室 C．PDA会捕获CO2，让原本正极的气-液-固三相反应变为液-固两相反应，利于加快反应速率 D．放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2
