专题12 电化学及其应用-备战2025年高考化学真题题源解密（新高考通用）

专题十二 电化学及其应用 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 纵观近年的高考试题，可以发现高考对于电化学板块内容的考查几乎没有什么变化，主要考查的还是陌生的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。万变不离其宗，问题的落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况这些问题上。 考向一 原电池的工作原理及应用 考向二 电解池的工作原理及应用 考向三 化学电源装置分析 考向四 金属的腐蚀与防护 命题分析 分析2024年高考化学试题可以看出，选择题中对于电化学板块内容的考查，依然保持了往年的命题特点，统计各个卷区的考查情况，会发现大部分都通过可充电电源系统为载体，综合考查原电池和电解池的工作原理和应用。 试题精讲 考向一 电解池的工作原理及应用 1．（2024·贵州卷）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 2．（2024·甘肃卷）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 3．（2024·湖北卷）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 4．（2024·山东卷）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 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 5．（2024·湖南卷）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 6．（2024·黑吉辽卷）“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 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： 考向二 化学电源装置分析 7．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成，转移电子数为 8．（2024·全国甲卷）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 9．（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自 D．放电时，消耗，理论上转移电子 10．（2024·河北卷）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。 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 11．（2024·新课标卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 考向三 金属的腐蚀与防护 12．（2024·湖北卷）2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 13．（2024·浙江6月卷）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： 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 考向一 原电池的工作原理及应用 1．（2023·广东卷）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是 A．作原电池正极 B．电子由经活性炭流向 C．表面发生的电极反应： D．每消耗标准状况下的，最多去除 考向二 电解池的工作原理及应用 2．（2023·全国甲卷）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) 3．（2023·湖北卷）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 4．（2023·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是 A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移生成 C．电解后海水下降 D．阳极发生： 5．（2023·北京卷）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 6．（2023·广东卷）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是 A．电解总反应： B．每生成，双极膜处有的解离 C．电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 7．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中 A．阴极发生的反应为 B．阴极上被氧化 C．在电解槽底部产生含的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 8．（2022·天津卷）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(、)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，端的字迹呈白色。下列结论正确的是 A．a为负极 B．端的字迹呈蓝色 C．电子流向为： D．如果将、换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同 9．（2022·海南卷）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。 下列有关说法正确的是 A．在b电极上，被还原 B．金属Ag可作为a电极的材料 C．改变工作电源电压，反应速率不变 D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少 10．（2022·辽宁卷）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是 A．左侧电极反应： B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去 C．若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为 D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果 11．（2022·重庆卷）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。 下列说法错误的是 A．惰性电极2为阳极 B．反应前后WO/WO数量不变 C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮 D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水 考向三 化学电源装置分析 12．（2023·全国乙卷）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx 下列叙述错误的是 A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 13．（2023·新课标卷）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是 A．放电时为正极 B．放电时由负极向正极迁移 C．充电总反应： D．充电阳极反应： 14．（2023·山东卷）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为： D．扩散到乙室将对电池电动势产生影响 15．（2023·辽宁卷）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： 16．（2022·全国甲卷）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 17．（2022·福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为和水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是 A．化学自充电时，增大 B．化学自充电时，电能转化为化学能 C．化学自充电时，锌电极反应式： D．放电时，外电路通过电子，正极材料损耗 18．（2022·全国乙卷）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．充电时，电池的总反应 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应 19．（2022·广东卷）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是 A．充电时电极b是阴极 B．放电时溶液的减小 C．放电时溶液的浓度增大 D．每生成，电极a质量理论上增加 20．（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极发应： C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得 21．（2022·辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是 A．放电时负极反应： B．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移 C．放电时每转移电子，理论上吸收 D．充电过程中，溶液浓度增大 22．（2022·山东卷）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，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，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。下列说法正确的是 A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大 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 D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移 考向四 金属的腐蚀与防护 23．（2022·辽宁卷）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是 A．褪色原因为被还原 B．液体分层后，上层呈紫红色 C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D．溶液恢复棕色的原因为被氧化 判断正误 一、原电池的工作原理及应用 1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池(　　) 2．放热反应都可设计成原电池(　　) 3．在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生(　　) 4．两种活动性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(　　) 5．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(　　) 6．实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳(　　) 二、常见化学电源及工作原理 1．太阳能电池不属于原电池(　　) 2．可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应(　　) 3．铅酸蓄电池工作时，当电路中转移0.1 mol电子时，负极增重4.8 g(　　) 4．燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用(　　) 三、电解原理及应用 1．电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(　　) 2．电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(　　) 3．电解盐酸、硫酸溶液等，H＋放电，溶液的pH逐渐增大(　　) 4．用Cu作电极电解盐酸可发生Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑(　　) 5．某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(　　) 6．电解过程中电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极(　　) 7．电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(　　) 8．在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极(　　) 9．根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等(　　) 10．电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(　　) 11．电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3(　　) 四、金属的腐蚀与防护 1．金属发生腐蚀就是金属得电子转变为金属化合物的过程(　　) 2．钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋(　　) 3．Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(　　) 4．在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用(　　) 5．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(　　) 6．干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀(　　) 7．铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀(　　) 1．（2024·山东师范大学附属中学考前适应性测试）下列实验描述正确的是 A．用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度 B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法 C．用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒 D．将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全 2．（2024·北京师范大学附属中学三模）盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在a极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是 A．电子由b极流向a极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．该装置实现了化学能向电能转化 D．a极可发生电极反应： 3．（2024·青海西宁·三模）一种双极膜电池可长时间工作，其工作原理如图所示。已知双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是 A．电极电势：电极电极 B．双极膜中解离出的透过膜q向Cu电极移动 C．Cu电极的电极反应式为 D．双极膜中质量每减少18g，左侧溶液中硫酸质量减少98g 4．（2024·江西宜春·三模）以NaCl溶液作模拟海水，采用惰性电极用如图装置处理有机废水(含)，隔膜1、隔膜2分别为阴、阳离子交换膜。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．外电路电子流动的方向是a极→b极 B．每生成1mol ，分别通过隔膜1、2的、数均为2 C．电极总反应式为 D．该装置既处理了有机废水，同时实现了模拟海水淡化 5．（2024·湖北襄阳四中一模）某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮（PCT）和石墨为电极，以室温离子液体为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时，PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是 A．充电时，PCT电极是阴极 B．脱离PCT电极时，电池处于放电过程 C．充电时，石墨电极发生反应 D．0.5mol PCT完全反应，理论上嵌入石墨电极2mol 6．（2024·河北衡水·三模）热激活电池主要用于导弹、火箭以及应急电子仪器供电，是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的两极产物分别为和。已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。 下列说法正确的是 A．放电时向a极区移动 B．放电时，负极的电极反应是 C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作 D．为降低电池的启动温度，应尽量提高混合物中KCl的物质的量分数 7．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A．物质A是 B．半透膜是阳离子交换膜 C．a极电极反应为式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 8．（2024·宁夏银川一中模拟）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx 下列叙述错误的是 A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 9．（2024·贵州·三模）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源，电解质LiCl-KCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。一种热激活电池的总反应为，其基本结构如图所示。该电池的下列说法不正确的是 A．硫酸铅电极为电池的正极 B．放电时，向钙电极移动 C．正极的电极反应为 D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转 10．（2024·北京东城一模）-种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时，b极区溶液能捕获通入的。 下列说法不正确的是 A．K连接时，b极发生反应： B．K连接时。a连接电源正极 C．K连接时，a极区的值增大 D．该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放 11．（2024·安徽·三模）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 12．（2024·河南安阳·三模）科学家设计了一种协同转化装置，如图所示。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列叙述正确的是 A．催化电极A的电势高于催化电极B B．阳极的电极反应式为 C．每生成1mol甲酸，双极膜处有1mol的水解离 D．转移相同电子时，理论上消耗的和HMF物质的量之比为1：3 13．（2024·山东淄博三模）一种新型双功能催化剂电池的工作原理及催化路径如图所示。*R表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是 A．放电时，b极电势高于a极 B．放电时，与起始相比右室n(OH-)减少 C．充电时，决速步反应为 D．充电时，a极电极反应式 14．（2024·湖北华中师大一附中适应性考试）二苯亚砜（，Ph表示苯基）是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中含水导电介质的主要成分及反应过程如图所示（PMn表示含锰配合物）。下列说法错误的是 A．惰性电极1为阴极 B．电解合成速率受溶液pH的影响 C．消耗1mol氧气，可得到2mol二苯亚砜 D．外电路通过2mol电子，净生成1mol水 15．（2024·黑龙江大庆实验中学阶段考试）恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。 下列说法错误的是 A．AB段pH越大，析氢速率越大 B．AD段负极反应式为 C．BC段正极反应式主要为 D．DE段溶液pH基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 16．（2024·黑龙江大庆·三模）图1是天然气报警器成品装置，其工作原理如图2所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是 A．甲烷是天然气、沼气、煤矿坑道气、水煤气的主要成分 B．当电路中转移0.008mol电子时，固体电解质中有0.004mol移向电极a C．电子在电解质中向b电极移动，电流方向由b电极经导线向a电极 D．多孔电极b极上发生的反应的电极反应式为： 17．（2024·山西临汾·三模）某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．碳棒的电势比碳棒a的电势低 B．碳棒上生成的电极反应式： C．每生成，理论上消耗(标准状况下) D．工作一段时间后溶液酸性增强，硫氧化菌可能失去活性，电池效率降低 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题十二 电化学及其应用 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 纵观近年的高考试题，可以发现高考对于电化学板块内容的考查几乎没有什么变化，主要考查的还是陌生的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。万变不离其宗，问题的落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况这些问题上。 考向一 原电池的工作原理及应用 考向二 电解池的工作原理及应用 考向三 化学电源装置分析 考向四 金属的腐蚀与防护 命题分析 分析2024年高考化学试题可以看出，选择题中对于电化学板块内容的考查，依然保持了往年的命题特点，统计各个卷区的考查情况，会发现大部分都通过可充电电源系统为载体，综合考查原电池和电解池的工作原理和应用。 试题精讲 考向一 电解池的工作原理及应用 1．（2024·贵州卷）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； 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。 2．（2024·甘肃卷）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·湖北卷）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。 【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。 4．（2024·山东卷）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 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； 答案选B。 5．（2024·湖南卷）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：，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。 6．（2024·黑吉辽卷）“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 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(①+②)×2得阳极反应为：，故D正确； 答案选A。 考向二 化学电源装置分析 7．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成，转移电子数为 【答案】C 【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。 【解析】A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确； D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误； 故选C。 8．（2024·全国甲卷）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 【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。 9．（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自 D．放电时，消耗，理论上转移电子 【答案】C 【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为；正极上发生，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由提供孤电子对、提供空轨道形成的配位键，A正确；由以上分析可知，该电池总反应为，B正确；充电时，阴极电极反应式为，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反应式为，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol电子，D正确。 10．（2024·河北卷）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。 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】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 【解析】A．根据以上分析，放电时正极反应式为、负极反应式为，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应：，故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，故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，故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，故D正确； 故答案为：C。 11．（2024·新课标卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 【答案】C 【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。 【解析】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确； B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确； C．根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误； D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。 综上所述，本题选C。 考向三 金属的腐蚀与防护 12．（2024·湖北卷）2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 【答案】D 【解析】A．发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A不符合题意； B．阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意； C．表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C不符合题意； D．喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D符合题意； 故答案选D。 13．（2024·浙江6月卷）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： 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。 考向一 原电池的工作原理及应用 1．（2023·广东卷）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是 A．作原电池正极 B．电子由经活性炭流向 C．表面发生的电极反应： D．每消耗标准状况下的，最多去除 【答案】B 【分析】在Pt得电子发生还原反应，Pt为正极，Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极。 【解析】A．由分析可知，Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误； B．电子由负极经活性炭流向正极，B正确； C．溶液为酸性，故表面发生的电极反应为，C错误； D．每消耗标准状况下的，转移电子2mol，而失去2mol电子，故最多去除，D错误。 故选B。 考向二 电解池的工作原理及应用 2．（2023·全国甲卷）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； 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。 3．（2023·湖北卷）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2H2O2H2↑+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。 4．（2023·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是 A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移生成 C．电解后海水下降 D．阳极发生： 【答案】D 【分析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。 【解析】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误； B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移生成，B错误； C．由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误； D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确； 故选D。 5．（2023·北京卷）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 【答案】C 【解析】A．是酸性氧化物，废气中排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确； B．装置a中溶液的溶质为，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，故B正确； C．装置a中溶液的作用是吸收气体，与溶液不反应，不能吸收，故C错误； D．由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为，故D正确； 选C。 6．（2023·广东卷）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是 A．电解总反应： B．每生成，双极膜处有的解离 C．电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 【答案】B 【分析】由信息大电流催化电解溶液制氨可知，在电极a处放电生成，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为，电极b为阳极，电极方程式为，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。 【解析】A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为，故A正确； B．每生成，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8mol 进入阴极室，即有8mol的解离，故B错误； C．电解过程中，阳极室每消耗4mol ，同时有4mol 通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确； D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于被催化解离成和，可提高氨生成速率，故D正确； 故选B。 7．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中 A．阴极发生的反应为 B．阴极上被氧化 C．在电解槽底部产生含的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 【答案】C 【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含和等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。 A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误； B．Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误； C．阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确； D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误； 故选C。 8．（2022·天津卷）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(、)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，端的字迹呈白色。下列结论正确的是 A．a为负极 B．端的字迹呈蓝色 C．电子流向为： D．如果将、换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同 【答案】B 【解析】A．根据实验现象，a'端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错误； B．b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B正确； C．电子从电源的负极出来，即从a极出来，而不是b极，C错误； D． 如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D错误； 故选B。 9．（2022·海南卷）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。 下列有关说法正确的是 A．在b电极上，被还原 B．金属Ag可作为a电极的材料 C．改变工作电源电压，反应速率不变 D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少 【答案】A 【解析】由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2-+4e-=O2，据此分析解答； A．由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A正确； B．a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误； C．改变工作电源的电压，反应速率会加快，C错误； D．电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e-=O2，因此固体氧化物电解质中O2-不会改变，D错误； 答案选A。 10．（2022·辽宁卷）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是 A．左侧电极反应： B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去 C．若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为 D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果 【答案】A 【分析】本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。 【解析】A．左侧阳极析出氧气，左侧电极反应：，A正确； B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱性，故溶液为红色，B错误； C．若c中收集气体，若在标况下，c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：2×10-3mol ÷10÷10-3=，并且题中未给定气体状态不能准确计算，C错误； D．盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D错误； 答案选A。 11．（2022·重庆卷）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。 下列说法错误的是 A．惰性电极2为阳极 B．反应前后WO/WO数量不变 C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮 D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水 【答案】C 【解析】A．惰性电极2，Br-被氧化为Br2，惰性电极2为阳极，故A正确； B．WO/WO循环反应，反应前后WO/WO数量不变，故B正确； C．总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1mol二丁基-N-羟基胺失去2molH原子生成1mol硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1mol氧气，可得到2mol硝酮，故C错误；     D．外电路通过1mol电子，生成0.5molH2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1mol水，故D正确； 选C。 考向三 化学电源装置分析 12．（2023·全国乙卷）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx 下列叙述错误的是 A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 【答案】A 【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。 【解析】A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误； B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确； C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确； D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确； 故答案选A。 13．（2023·新课标卷）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是 A．放电时为正极 B．放电时由负极向正极迁移 C．充电总反应： D．充电阳极反应： 【答案】C 【分析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、为正极，电池的总反应为。 【解析】A．由题信息可知，放电时，可插入层间形成，发生了还原反应，则放电时为正极，A说法正确； B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为，阳离子向正极迁移，则放电时由负极向正极迁移，B说法正确； C．电池在放电时的总反应为，则其在充电时的总反应为，C说法不正确； D．充电阳极上被氧化为，则阳极的电极反应为，D说法正确； 综上所述，本题选C。 14．（2023·山东卷）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为： D．扩散到乙室将对电池电动势产生影响 【答案】CD 【解析】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，故A错误； B. 再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误； C. 左侧负极是，正极是，则电池总反应为：，故C正确； D. 扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。 综上所述，答案为CD。 15．（2023·辽宁卷）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。 【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。 16．（2022·全国甲卷）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 【答案】A 【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成Zn(OH)，Ⅱ区的SO向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。 A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误； B．根据分析，Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，B正确； C．MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确； D．电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正确； 故答案选A。 17．（2022·福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为和水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是 A．化学自充电时，增大 B．化学自充电时，电能转化为化学能 C．化学自充电时，锌电极反应式： D．放电时，外电路通过电子，正极材料损耗 【答案】A 【解析】A．由图可知，化学自充电时，消耗O2，该反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，增大，故A正确； B．化学自充电时，无需外接电源即能实现化学自充电，该过程不是电能转化为化学能，故B错误； C．由图可知，化学自充电时，锌电极作阴极，该电极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误； D．放电时，1mol转化为 ，消耗2mol K+，外电路通过电子时，正极物质增加0.02mol K+，增加的质量为0.02mol×39g/mol =0.78g，故D错误； 故选A。 18．（2022·全国乙卷）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．充电时，电池的总反应 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应 【答案】C 【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li+）和阳极反应（Li2O2+2h+=2Li++O2），则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。 A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A正确； B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确； C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误； D．放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确； 答案选C。 19．（2022·广东卷）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是 A．充电时电极b是阴极 B．放电时溶液的减小 C．放电时溶液的浓度增大 D．每生成，电极a质量理论上增加 【答案】C 【解析】A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误； B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误； C．放电时负极反应为，正极反应为，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确； D．充电时阳极反应为，阴极反应为，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol2mol=46g，故D错误； 答案选C。 20．（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极发应： C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得 【答案】C 【解析】A．由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确； B．由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正确； C．电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误； D．电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确； 答案选C。 21．（2022·辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是 A．放电时负极反应： B．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移 C．放电时每转移电子，理论上吸收 D．充电过程中，溶液浓度增大 【答案】A 【分析】放电时负极反应：，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2，由此解析。 【解析】A． 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：，故A正确； B． 放电时，阴离子移向负极，放电时透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误； C． 放电时每转移电子，正极：Cl2+2e-=2Cl-，理论上释放，故C错误； D． 充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯离子，溶液浓度减小，故D错误； 故选A。 22．（2022·山东卷）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，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，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。下列说法正确的是 A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大 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 D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移 【答案】BD 【解析】由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后根据原电池、电解池反应原理分析解答。 A．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2+在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO-失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误； B．对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确； C．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C错误； D．若甲室Co2+减少200 mg，电子转移物质的量为n(e-)= ，乙室Co2+增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e-)=，说明此时已进行过溶液转移，D正确； 故合理选项是BD。 考向四 金属的腐蚀与防护 23．（2022·辽宁卷）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是 A．褪色原因为被还原 B．液体分层后，上层呈紫红色 C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D．溶液恢复棕色的原因为被氧化 【答案】D 【解析】A．比活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为被还原，A项错误； B．液体分层后，在层，的密度比水大，则下层呈紫红色，B项错误； C．若镀层金属活泼性大于，则不易生锈，反之，若活泼性大于镀层金属，则更易生锈，由于活泼性：，则镀锡铁钉更易生锈，C项错误； D．漂白粉的有效成分为，其具有强氧化性，可将氧化，D项正确； 答案选D。 判断正误 一、原电池的工作原理及应用 1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池(　　) 2．放热反应都可设计成原电池(　　) 3．在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生(　　) 4．两种活动性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(　　) 5．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(　　) 6．实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳(　　) 答案　1.√　2.×　3.×　4.×　5.√　6.√ 二、常见化学电源及工作原理 1．太阳能电池不属于原电池(　　) 2．可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应(　　) 3．铅酸蓄电池工作时，当电路中转移0.1 mol电子时，负极增重4.8 g(　　) 4．燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用(　　) 答案　1.√　2.×　3.√　4.√ 三、电解原理及应用 1．电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(　　) 2．电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(　　) 3．电解盐酸、硫酸溶液等，H＋放电，溶液的pH逐渐增大(　　) 4．用Cu作电极电解盐酸可发生Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑(　　) 5．某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(　　) 6．电解过程中电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极(　　) 7．电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(　　) 8．在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极(　　) 9．根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等(　　) 10．电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(　　) 11．电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3(　　) 答案　1.×　2.√　3.×　4.√　5.√　6.× 7.×　8.×　9.×　10.×　11.× 四、金属的腐蚀与防护 1．金属发生腐蚀就是金属得电子转变为金属化合物的过程(　　) 2．钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋(　　) 3．Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(　　) 4．在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用(　　) 5．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(　　) 6．干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀(　　) 7．铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀(　　) 答案　1.×　2.×　3.×　4.×　5.√　6.×　7.√ 1．（2024·山东师范大学附属中学考前适应性测试）下列实验描述正确的是 A．用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度 B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法 C．用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒 D．将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全 【答案】D 【解析】A．酸碱中和滴定法是测定未知酸或碱溶液的浓度的，不能测定中和反应的反应热，故A错误； B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法，为了验证Fe未被腐蚀，不应该用KSCN溶液，而应该用铁氰化钾溶液，用于验证Fe2+，故B错误； C．用98%浓硫酸配制10%的稀硫酸，需要的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，故C错误； D．锌、铁和稀硫酸构成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率，铁的活泼性小于锌，且只有铁时，不能构成原电池，所以生成氢气的速率减小，所以当产生氢气的速率速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全，故D正确； 故选D。 2．（2024·北京师范大学附属中学三模）盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在a极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是 A．电子由b极流向a极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．该装置实现了化学能向电能转化 D．a极可发生电极反应： 【答案】B 【分析】由图可知，该装置为原电池，通入空气的电极a为正极，电极反应为：，电极b是负极，负极区盐酸酸洗的废液含有大量的盐酸、，负极的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，负极区的H+通过阳离子交换膜进入正极区，使该区溶液pH增大，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，据此分析解答。 【解析】A．电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子由b极流向a极，故A正确； B．a极的电极反应为：，为维持电荷守恒，H+由右池通过离子交换膜向左池迁移，则离子交换膜为质子交换膜，故B错误； C．该装置为原电池，实现了化学能向电能转化，故C正确； D．a极为原电池正极，该极通入空气，氧气得电子，电极反应为：，故D正确； 答案选B。 3．（2024·青海西宁·三模）一种双极膜电池可长时间工作，其工作原理如图所示。已知双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是 A．电极电势：电极电极 B．双极膜中解离出的透过膜q向Cu电极移动 C．Cu电极的电极反应式为 D．双极膜中质量每减少18g，左侧溶液中硫酸质量减少98g 【答案】D 【分析】Cu电极的电极反应式为，电极的电极反应式为； 【解析】A．由题意和题图可知，电极为正极，Cu电极为负极，正极电势高于负极电势，则电极电势电极电极，A正确； B．原电池中阴离子向负极移动，所以双极膜中解离出的透过膜q向Cu电极移动，B正确； C．由题意可知，Cu电极的电极反应式为，C正确； D．电极的电极反应式为，即消耗时还需双极膜中的解离出参与反应，双极膜中质量每减少18g，即有1mol由水解离出的参与反应，则左侧溶液中硫酸质量减少49g，D错误； 故选D。 4．（2024·江西宜春·三模）以NaCl溶液作模拟海水，采用惰性电极用如图装置处理有机废水(含)，隔膜1、隔膜2分别为阴、阳离子交换膜。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．外电路电子流动的方向是a极→b极 B．每生成1mol ，分别通过隔膜1、2的、数均为2 C．电极总反应式为 D．该装置既处理了有机废水，同时实现了模拟海水淡化 【答案】B 【分析】装置为原电池，a极转化为，发生氧化反应，故a极为负极，负极的电极反应式为，b极为正极，正极的电极反应式为； 【解析】A．外接灯泡，装置为原电池，a极转化为，发生氧化反应，故a极为负极，b极为正极，电子由负极经外电路流向正极，A正确； B．负极的电极反应式为，正极的电极反应式为[提示：b极区为酸性水溶液]，则电极总反应式为，每生成1mol ，转移4mol ，则有4mol 通过隔膜1移向负极，4mol 通过隔膜2移向正极，故分别通过隔膜1、2的、数均为4， B错误， C．负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，则电极总反应式为，C正确； D．通过隔膜1移向负极，通过隔膜2移向正极，实现了模拟海水淡化，D正确； 故选B。 5．（2024·湖北襄阳四中一模）某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮（PCT）和石墨为电极，以室温离子液体为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时，PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是 A．充电时，PCT电极是阴极 B．脱离PCT电极时，电池处于放电过程 C．充电时，石墨电极发生反应 D．0.5mol PCT完全反应，理论上嵌入石墨电极2mol 【答案】C 【分析】已知充电时，PCT电极发生还原反应,则PCT电极为阴极，石墨电极为阳极，则放电时，PCT电极为负极，石墨电极为正极。 【解析】A．已知充电时，PCT电极发生还原反应,则PCT电极为阴极，A正确； B．充电时，PCT电极为阴极，阳离子向阴极移动，向电极移动，因此，脱离PCT电极时，电池处于放电过程，B正确； C．充电时，石墨电极发生氧化反应，嵌入电极，反应式为：，C错误； D．由图可知，完全反应时C22H10O4+4e-=C22H10O，PCT完全反应，转移2mol电子，理论上嵌入石墨电极2mol ，D正确； 故选C。 6．（2024·河北衡水·三模）热激活电池主要用于导弹、火箭以及应急电子仪器供电，是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的两极产物分别为和。已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。 下列说法正确的是 A．放电时向a极区移动 B．放电时，负极的电极反应是 C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作 D．为降低电池的启动温度，应尽量提高混合物中KCl的物质的量分数 【答案】C 【分析】放电后的两极产物分别为和，说明放电时，a极的电极反应是，b极的电极反应是，a极为负极，b极为正极，据此解答。 【解析】A．放电时阳离子向正极移动，故放电时向b极区移动，A错误； B．放电时，负极的电极反应是，B错误； C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作，C正确； D．由图2可知，为降低电池的启动温度，混合物中KCl的物质的量分数既不能太低也不能太高，应控制在0.6，D错误。 答案选C。 7．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A．物质A是 B．半透膜是阳离子交换膜 C．a极电极反应为式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 【答案】C 【分析】由图可知，a电极上HCOOH被氧化为，作负极；则b电极作正极，发生还原反应。 【解析】A．铁的两种离子存在环境为酸性，且生成物为K2SO4，故物质A为H2SO4，A正确； B．装置中K+由负极流向正极，则半透膜是阳离子交换膜，B正确； C．a电极上HCOOH被氧化为，其电极反应式为：HCOO−−2e−+2OH−=+H2O，C错误； D．Fe3+先被还原为Fe2+，Fe2+又被O2氧化生成Fe3+，Fe3+可以循环，可看作是该反应的催化剂，D正确； 故选C。 8．（2024·宁夏银川一中模拟）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx 下列叙述错误的是 A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 【答案】A 【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。 【解析】A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误； B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确； C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确； D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确； 故答案选A。 9．（2024·贵州·三模）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源，电解质LiCl-KCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。一种热激活电池的总反应为，其基本结构如图所示。该电池的下列说法不正确的是 A．硫酸铅电极为电池的正极 B．放电时，向钙电极移动 C．正极的电极反应为 D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转 【答案】C 【分析】电池总反应为，Ca化合价升高，失去电子，作负极，化合价降低，得到电子，作正极。 【解析】A．根据分析可知硫酸铅电极为电池的正极，A正确； B．放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极可知，因此向正极(硫酸铅)移动，向钙电极移动，B正确； C．硫酸铅作正极材料，熔融的LiCl作为电解质，电极反应为：，C错误； D．根据题中信息，电解质的无水LiCl-KCl混合物需要受热熔融，因此常温时，电解质为固态，没有可自由移动的离子，不能导电，因此在正负极之间连上检流计，指针不偏转，D正确； 故答案选C。 10．（2024·北京东城一模）-种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时，b极区溶液能捕获通入的。 下列说法不正确的是 A．K连接时，b极发生反应： B．K连接时。a连接电源正极 C．K连接时，a极区的值增大 D．该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放 【答案】C 【分析】当K连接时，b极区溶液能捕获通入的，右侧为b极，充电时b为阴极，得电子发生还原反应，a为阳极失电子发生氧化反应；放电时a为正极发生还原反应，得电子，b为负极发生氧化反应，失电子，据此分析解题。 【解析】 A．K连接时，为电解池，阴极得电子，发生还原反应， b极发生反应：，A正确； B．K连接时，a为阳极，与连接电源正极相连，B正确； C．K连接时，为原电池，a极为正极，发生还原反应，得电子，，a极区的值减小，C错误； D．该装置通过“充电”和“放电”OH-浓度调控b极区溶液pH，捕获和释放，D正确； 故选C。 11．（2024·安徽·三模）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。 12．（2024·河南安阳·三模）科学家设计了一种协同转化装置，如图所示。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列叙述正确的是 A．催化电极A的电势高于催化电极B B．阳极的电极反应式为 C．每生成1mol甲酸，双极膜处有1mol的水解离 D．转移相同电子时，理论上消耗的和HMF物质的量之比为1：3 【答案】B 【分析】由图可知，二氧化碳得电子发生还原反应转化为甲酸，则催化电极A为阴极，催化电极B为阳极。 【解析】A．催化电极A为阴极，催化电极B为阳极，催化电极A为阴极(与电源负极相连)，催化电极B为阳极，阳极电势高于阴极，故催化电极A的电势低于催化电极B，A错误；   B．在碱性条件下，阳极的失去电子发生氧化反应生成羧基盐，电极反应式为，B正确； C．二氧化碳得电子发生还原反应转化为甲酸：，则每生成1mol甲酸，转移2mol电子，双极膜处有2mol的水解离，C错误； D．结合BC分析的电极反应可知，转移相同电子时，理论上消耗的和HMF物质的量之比为3:1，D错误； 故选B。 13．（2024·山东淄博三模）一种新型双功能催化剂电池的工作原理及催化路径如图所示。*R表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是 A．放电时，b极电势高于a极 B．放电时，与起始相比右室n(OH-)减少 C．充电时，决速步反应为 D．充电时，a极电极反应式 【答案】B 【分析】由题干装置图可知，放电时，锌失去电子，作负极即a为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，b为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，放电时，a极为负极，b极为正极，则b极电势高于a极，A正确； B．由分析可知，放电时，b为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，根据电荷守恒可知，每生成4molOH-电路上转移4mol电子，则有4molOH-移向负极，故与起始相比右室n(OH-)不变，B错误； C．由反应活化能越大反应速率越慢，多步反应中速率最慢的一步为决速步骤并结合题干图示信息可知，充电时，决速步反应为，C正确； D．由分析可知，放电时，a为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，则充电时，a极为阴极，其电极反应式为，D正确； 故答案为：B。 14．（2024·湖北华中师大一附中适应性考试）二苯亚砜（，Ph表示苯基）是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中含水导电介质的主要成分及反应过程如图所示（PMn表示含锰配合物）。下列说法错误的是 A．惰性电极1为阴极 B．电解合成速率受溶液pH的影响 C．消耗1mol氧气，可得到2mol二苯亚砜 D．外电路通过2mol电子，净生成1mol水 【答案】D 【分析】惰性电极1，1mol氧气得到2mol电子生成1molH2O2，则惰性电极1为阴极，惰性电极2上发生氧化反应，为阳极，二苯亚砜、二苯硫醚循环反应，阴极产生的H2O2可以作为氧化剂氧化PMn，据此作答。 【解析】A．根据分析可知，惰性电极1为阴极，故A正确； B．惰性电极1中，需要消耗H+，若H+浓度大则反应速率会加快，故B正确； C．阴极消耗1mol氧气转移的电子为2mol，二苯硫醚发生氧化反应生成二苯亚砜，加1个氧原子，失去2个电子，但由于惰性电极产生的物质也同样也可以氧化二苯硫醚为二苯亚砜，因此共得到2mol二苯亚砜，故C正确； D．外电路通过2mol电子，消耗1molO2，产生1mol H2O2，而阴极产生的H2O2可以作为氧化剂氧化PMn，1个H2O2反应生成水转移2个电子，，净生成2mol水，故D错误； 故答案选D。 15．（2024·黑龙江大庆实验中学阶段考试）恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。 下列说法错误的是 A．AB段pH越大，析氢速率越大 B．AD段负极反应式为 C．BC段正极反应式主要为 D．DE段溶液pH基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 【答案】A 【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2+ + 2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3 + 8H+产生H+的量基本相同。 【解析】A．由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，pH越大，氢离子浓度越小，析氢速率越小，A错误； B．AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀，铁在负极的电极式为：Fe-2e-=Fe2+，B正确； C．由图可知BC段的pH为3-5，正极上氧气得电子生成水，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C正确； D．根据分析，DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2+ + 2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3 + 8H+产生H+的量基本相同，D正确； 故选A。 16．（2024·黑龙江大庆·三模）图1是天然气报警器成品装置，其工作原理如图2所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是 A．甲烷是天然气、沼气、煤矿坑道气、水煤气的主要成分 B．当电路中转移0.008mol电子时，固体电解质中有0.004mol移向电极a C．电子在电解质中向b电极移动，电流方向由b电极经导线向a电极 D．多孔电极b极上发生的反应的电极反应式为： 【答案】B 【分析】该装置为甲烷燃料电池，通甲烷一极为负极(a)，通空气一极为正极(b)，据此分析解答。 【解析】A．水煤气的主要成分是氢气和一氧化碳，A错误； B．当电路中转移0.008mol电子时，，固体电解质中有0.004mol 移向电极a，B正确； C．电子不会在电解质中移动，电流方向在外电路是由b电极经导线向a电极，C错误； D．多孔电极b极上发生的反应的电极反应式为：，D错误； 故选：B。 17．（2024·山西临汾·三模）某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．碳棒的电势比碳棒a的电势低 B．碳棒上生成的电极反应式： C．每生成，理论上消耗(标准状况下) D．工作一段时间后溶液酸性增强，硫氧化菌可能失去活性，电池效率降低 【答案】C 【分析】碳棒b上发生失电子的氧化反应：FeS2→S→，碳棒a上O2发生得电子的还原反应，碳棒a为正极。 【解析】A．碳棒b上发生氧化反应，碳棒b为原电池的负极，碳棒a为原电池的正极，碳棒b的电势比碳棒a的电势低，A项正确； B．碳棒b(负极)上FeS2生成S的电极反应式：FeS2-2e-=Fe2++2S，B项正确； C．负极上每生成1mol，电路中转移7mol电子(S元素的化合价由-1价升至+6价)，根据得失电子守恒，理论上消耗O2物质的量为=1.75mol，标准状况下的体积为1.75mol×22.4L/mol=39.2L，C项错误； D．电池总反应：2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+，工作一段时间后，c(H+)增大，酸性增强，硫氧化菌可能失去活性，电池效率降低，D项正确； 答案选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$