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专题07 电化学
考点概览
题型一 新型电池
题型二 多池多室电化学装置
题型三 电化学原理综合应用
新型电池
1．（2025·湖北省武汉市江岸区·一模）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学
产品，图1 为其工作原理，图2 为废水中
离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是
A．M 为电源负极，有机物被氧化
B．处理1 mol
时有6molH+从交换膜左侧向右侧迁移
C．电池工作时，N 极附近溶液pH 增大
D．
离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活
【答案】B
【解析】A.由图可知，该电池中有机物在微生物的作用下发生氧化反应生成CO2，所以. M 为电源负
极，有机物被氧化，故A 正确；
B.处理1 molCr2O7
2－时需要6mol 电子，但是同时也会有定量的氧气得到电子，从交换膜左侧向右迁移
的氢离子的物质的量大于6mol，故B 错误；
C.有图可知，电池工作时，N 极上氧气得到电子与氢离子结合成水，所以氢离子浓度减小，N 附近溶液
pH 增大，故C 正确；
D.由题可知，当Cr2O7
2－离子浓度较大时，其去除率几乎为0，又因为其有强氧化性和毒性，所以可能
会造成还原菌的蛋白质变性而失活，故D 正确。
故选B。
2．（2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模）我国科学家开发了如图所示的电化学装置，实
题型一
现了
的制备和废弃PET 的回收利用。下列说法错误的是
A．溶液中
移向电极B
B．电极B 的电势高于电极A 的电势
C．阳极区发生的反应为：
D．理论上每消耗
，电极B 消耗乙二醇
【答案】D
【分析】电极A 中氧气转化双氧水，发生得到电子的还原反应，电极A 是阴极，电极B 是阳极，所以
溶液中
移向阳极即电极B，据此分析。
【解析】A．根据分析可知，电极B 是阳极，所以溶液中
移向阳极即电极B，A 正确；
B．电极A 是阴极，电极B 是阳极，所以电极B 的电势高于电极A 的电势，B 正确；
C．电极B 为阳极，发生氧化反应，阳极发生的反应为：
，C 正确；
D．阳极电极反应式为：
，理论上消耗
，此时转
移6mol 电子，则电极B 消耗乙二醇的物质的量是1mol，质量是62g，D 错误；
故答案选D。
3．（2025·湖北省十一校·一模）我国科研人员设计了一条从乳酸增值至丙氨酸的电化学转化路径，同时可
以实现废水的再利用，原理如图所示。已知：在外电场作用下，水分子会在双极膜的界面层解离为
和
。
下列说法错误的是
A．理论上将废水中
还原到羟胺
需转移
电子
B．阳极发生的反应为
C．阴极发生的反应为
D．双极膜在阳极区产生
，阴极区产生
【答案】A
【分析】由图可知，在外电场作用下，左侧物质去氢发生氧化反应，则左侧电极为阳极，右侧电极为
阴极，据此分析解答。
【解析】A．
中N 为+5 价，
中N 为-1 价，理论上将
还原到羟胺
需转移6 个
电子，题干中未说明
的物质的量，无法计算电子的转移数目，A 错误；
B．由分析可知，左侧为阳极，发生的反应为
，B
正确；
C．由分析可知，左侧为阴极，发生的反应为
，C 正确；
D．电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故双极膜在阳极区产生
，阴极区产生
，D 正确；
故选A。
多池多室电化学装置
4．（2025·湖北腾云联盟·一模）我国科学家发明了一种以
和
为电极材料的新型电
题型二
池，其内部结构如下图，其中a、b、c 三区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料
转化为
。下列说法错误的是
A．充电时，a 区溶液pH 增大
B．充电一段时间后，b 区
浓度减小
C．放电时，电子从电极N 经过导线传导到电极M
D．放电时，电极N 的电极反应式为
【答案】A
【分析】
放电时，电极材料
转化为
，电极反应
，是原电池的负极，阳离子增多，阳离子进入b 区，二氧化锰得电子变成锰离
子，是原电池的正极，电极反应为
，阳离子减少，阴离子需要通过阴
离子交换膜进入b 区，电极N 为负极，故c 区为碱性溶液，a 区为酸性溶液。
【解析】A．充电时，a 区有
生成，pH 减小；A 错误；
B．充电时，b 区的
向a 区移动，
向c 区移动，所以b 区
浓度减小；B 正确；
C．放电时，电极N 为原电池的负极，所以电子从电极N 经过导线传导到电极M；C 正确；
D．放电时，电极N 为原电池的负极，电极反应
，D 正
确；
答案选A。
5．（2025·湖北省云学高中联盟·一模）为解决传统电解水制氢阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工
作者设计耦合
HCHO 高效制H2 的方法装置如图。部分反应机理为：
。
下列说法正确的是
A．电解时
由a 极向b 极方向迁移
B．阴极反应为2H2O-2e-=H2↑+2OH-，
C．阳极反应
D．相同电量下
理论产量是传统电解水的2 倍
【答案】D
【分析】
由图可知，b 电极上HCHO 被氧化为HCOO-，则b 电极为阳极，a 电极为阴极；电解质溶液为KOH 溶
液，结合反应机理
，则阳极反应涉
及：①HCHO+OH--e-=HCOOH+
H2 ，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O ，则阳极反应式为：
，阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，据此解题。
【解析】A．由分析可知，b 极为阳极，a 极为阴极，故电解时
由b 极经电源向a 极方向迁移，A 错
误；
B．由分析可知，阴极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B 错误；
C．由分析可知，阳极反应为：
，C 错误；
D．由分析可知，阳极反应式为：
，阴极反应式为：
2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则转移2mol 电子时，阳极生成1mol H2，阴极生成1mol H2，共生成2molH2，而
传统电解水的反应式：2H2O
2H2↑+O2↑，转移2mol 电子生成1mol H2，所以相同电量下H2理论产量
是传统电解水的2 倍，D 正确；
故选D。
6．（2025·湖北省武汉市·一模）一种微生物燃料电池可将醋酸盐作为燃料转化为对环境友好的产物，其原
理如下图所示。双极膜间的
解离为
和
并分别向两极迁移。
下列说法错误的是
A．电极b 的电势高于电极a 的电势
B．电池工作时，双极膜中
向电极a 迁移
C．电极a 的反应为：
D．理论上，消耗的醋酸根与氧气的物质的量之比为
【答案】B
【分析】醋酸盐中的碳元素化合价升高，发生氧化反应，则电极a 为电池的负极，电极反应式为：
，电极b 为电池的正极，电极反应式为：Fe3++e-= Fe2+，据此分
析回答。
【解析】A．由分析可知，电极a 为负极，电极b 为正极，正极的电势高于负极的电势，故A 项正确；
B．阳离子向原电池的正极迁移，则电池工作时，双极膜中H+向电极b 迁移，故B 项错误；
C．由分析可知，电极a 为负极，电极反应式为：
，故C 项正
确；
D．根据电极反应式：
，消耗1mol
，转移8mol 电子；
根据离子方程式：4Fe2++4H++O2= 4Fe3++2H2O，消耗1molO2转移4mol 电子，当转移8mol 电子时，消耗
2molO2，则消耗醋酸根与氧气的物质的量之比为1:2，故D 项正确；
故本题选B。
7．（2025·湖北省腾云联盟·一模）近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池，其工作原理
如下图所示。图中“双极膜”中间层中的
解离为
和
，并在电场作用下分别向两极迁移。下
列说法错误的是
A．催化电极上的电势比锌电极上的高
B．负极区的反应式为
C．“双极膜”中间层中的
在电场作用下移向催化电极
D．催化电极表面产生
时，锌电极质量会减少
【答案】D
【分析】根据图知，锌电极为负极，发生氧化反应，
，催化电极为正极，
发生还原反应，
。
【解析】A．锌电极为负极，催化电极为正极。催化电极的电势比锌电极的高，A 正确；
B．负极区反应式为
，B 正确；
C．
在电场作用下移向正极，C 正确；
D．产生
转移
，锌电极质量减少
，D 错误；
故选D。
8．（2025·湖北省十一校·一模）我国科研人员设计了一条从乳酸增值至丙氨酸的电化学转化路径，同时可
以实现废水的再利用，原理如图所示。已知：在外电场作用下，水分子会在双极膜的界面层解离为
和
。
下列说法错误的是
A．理论上将废水中
还原到羟胺
需转移
电子
B．阳极发生的反应为
C．阴极发生的反应为
D．双极膜在阳极区产生
，阴极区产生
【答案】A
【分析】由图可知，在外电场作用下，左侧物质去氢发生氧化反应，则左侧电极为阳极，右侧电极为
阴极，据此分析解答。
【解析】A．
中N 为+5 价，
中N 为-1 价，理论上将
还原到羟胺
需转移6 个
电子，题干中未说明
的物质的量，无法计算电子的转移数目，A 错误；
B．由分析可知，左侧为阳极，发生的反应为
，B
正确；
C．由分析可知，左侧为阴极，发生的反应为
，C 正确；
D．电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故双极膜在阳极区产生
，阴极区产生
，D 正确；
故选A。
9．（2025·湖北省“宜荆荆恩”·一模）某课题组设计并提出了一种基于时间解耦氨分解的新型可充电Zn
－NH3电池，能实现NH3到H2的高效转化。已知Mo2C/NiCu@C 电极上充放电循环的总反应为
2NH3=3H2+N2，工作原理如图所示。下列叙述错误的是
A．放电时的Mo2C/NiCu@C 电极电势大于锌箔电极
B．放电时，Mo2C/NiCu@C 电极反应式：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
C．交换膜可用阴离子交换膜
D．充电时，锌箔接直流电源的负极
【答案】B
【分析】放电时，锌箔电极为原电池的负极，电极反应式为
，
电极为正极，水分子在正极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应
式为
，氢氧根离子通过阴离子交换膜由正极移向负极；充电时，与直流电源
负极相连的锌箔电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，电
极反应式为
，
电极为阳极，碱性条件下氨分子在阳极
失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为
，氢氧根离子通过
阴离子交换膜由阴极移向阳极。
【解析】A．由分析可知，放电时，锌箔电极为原电池的负极，
电极为正极，则锌箔
电极的电势小于
电极，A 正确；
B．由分析可知，放电时，
电极为正极，水分子在正极得到电子发生还原反应生成氢
气和氢氧根离子，电极反应式为
，B 错误；
C．由分析可知，放电时，氢氧根离子通过阴离子交换膜由正极移向负极，充电时，与直流电源负极相
连的锌箔电极为阴极，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极移向阳极，C 正确；
D．由分析可知，充电时，锌箔接直流电源的负极，D 正确；
故选B。
电化学原理综合应用
10．（2025·湖北省圆创联盟联合测评·一模）还原性辅酶I(NADH)是一种生物氢的载体，在酶催化中有重
要作用。利用电化学驱动可实现高效NADH 再生并迅速参与酶催化反应。使用该驱动并用L-乳酸脱
氢酶(LDH)催化的原理如图所示。
下列说法错误的是
A．高温可提高离子的迁移速率从而加快催化效率
B．X 电极可连铅酸蓄电池的
电极
C．Y 电极反应式：
D．每生成1mol
，生成2mol 乳酸
题型三
【答案】A
【分析】右侧电极Y 由
→
得电子，为阴极，电极反应为
，左侧X 为阳极，电极反应为
，据此分析；
【解析】A．高温会导致酶失活，A 错误；
B．由分析可知：X 极为阳极，与电源正极相连，即连铅酸蓄电池的
电极，B 正确；
C．Y 极为阴极，电极反应为
，C 正确；
D．生成1mol
转移4mol
，生成1mol 乳酸相当于加了2 个氢，则转移2mol
，则共生成2mol
乳酸，D 正确；
故选A。
11．（2025·湖北省十一校·一模）港珠澳大桥的设计使用寿命高达120 年，主要的防腐方法有：①钢梁上
安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列
分析不合理的是
A．若将钢梁与直流负极相连，也可减慢腐蚀速率
B．防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子
C．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除
D．钢梁在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
【答案】D
【分析】钢是铁碳合金，潮湿的环境中易形成原电池发生吸氧腐蚀被损耗。
【解析】A．将钢梁与直流负极相连，铁做电解池的阴极被保护，可减慢铁的腐蚀速率，该保护方法
为外加电流法，故A 正确；
B．铝和锌的金属活动性均大于铁，防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子发生氧化反应被损耗，
铁作正极被保护，该保护方法为牺牲阳极法，故B 正确；
C．钢梁上安装铝片、使用高性能富锌(富含锌粉)底漆、使用高附着性防腐涂料可以减缓钢铁腐蚀，但
不能完全消除铁的腐蚀，故C 正确；
D．空气与水交界处的氧气浓度大于水下部分，氧气浓度越大，铁越容易发生吸氧腐蚀，所以钢梁在
水下部分比在空气与水交界处更难腐蚀，故D 错误；
故选D。
12．（2025·湖北省黄冈市·一模）2024 年我国科学家首次提出通过双中心(
和
作电极材料)催化电解
草酸
和羟胺
的混合溶液合成甘氨酸(
)的方法。其中，X 电极区的反
应原理示意图如下。下列说法正确的是
双中心催化示意图
A．甘氨酸是手性分子
B．X 电极接直流电源正极
C．
越大，电解效率越高
D．“快速氢化”的电极反应式为：
【解析】A．
先失电子被氧化，后得电子被还原，故A 项错误；
B．根据机理可知，若用ND3替换NH3，会生成
，故B 项错误；
C．羟胺能与氨形成分子间氢键，易溶，故C 项错误；
D．
说明
的碱性强于
，原因是O 的电负性强于N，导致
中N 的孤电子对更难给出，结合
能力差，碱性弱，故D 项正确；
故本题选D。
