热点题型05 电化学及其应用-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（天津专用）

热点题型05 电化学及其应用 一、原电池原理　新型化学电源 1.原电池的结构及工作原理 2．原电池正、负极的判断方法 【特别提醒】 (1)某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断。 (2)存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断。 3.陌生原电池装置 (1)二次电池 (2)燃料电池 二、电解原理及其应用 1.电解池的结构及工作原理 2．电解池阴、阳极的判断方法 3．电解池电极反应式的书写模式 (1)阳极 ①活泼金属作电极，电极材料本身失电子，M－ne－===Mn＋。 ②电极为惰性电极，溶液中较易失电子的阴离子优先失去电子，其顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－===R。 (2)阴极 溶液中较易得电子的阳离子优先得到电子，其顺序为Ag＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－===M。 4．金属的腐蚀与防护 5．陌生电解池装置图的知识迁移 (1)电解池 (2)金属腐蚀 三、“离子交换膜”在电化学中的应用 1.离子交换膜的功能、类型、作用 2．解答带离子交换膜电解池问题的思维模型 （建议用时：40分钟） 考向01 新型电源 1.（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 2.（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 3.（2025年八省联考）我国科学家设计了一种水系可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，电极b为阳极 B．充电时，阳极附近溶液的pH增大 C．放电时，负极的电极反应： D．放电时，溶液中向电极b方向迁移 4.（北京市新高考第一届NBchem 2025届高三联考）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图所示。 下列有关微生物电池的说法中不正确的是 A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理 C．质子交换膜的交换动力来源于膜两侧离子浓度差 D．电池总反应为 5.（天津市南开中学2024届高三模拟）用甲烷燃料电池为锂硫电池充电。锂硫电池的总反应为：，下列说法正确的是 A．锂硫电池和铅酸电池相比，比功率较高 B．理论上，每消耗22.4L甲烷，电路中转移电子8mol C．锂硫电池充电时，向正极迁移 D．甲烷燃料电池工作时，正极区pH降低 考向02 电解池 6.（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 D. 阴极区存在反应 7.（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 8.（四川省泸州市2024-2025学年高三教学质量诊断）据报道，我国科学家将钙钛矿晶格作为电催化的活性位点平台，用于氧还原选择性合成，其电化学装置如图所示。下列有关说法不正确的是 A．a极与外加电源的正极相连 B．由a极区通过质子交换膜移向b极区 C．相同条件下，消耗的与生成的体积比为1：1 D．该电解池的总反应为 9.（浙江省杭州市2024-2025学年高三一模）利用丙烯腈制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为阴极 B．四甲基溴化铵可增加溶液导电性 C．交换膜为质子交换膜 D．电解过程中，右侧溶液的不变 10.（天津市河西区2023-2024学年高三二模）某二次电池的工作原理如下图所示；储能时转化为Pb，下列说法正确的是 A．储能过程是化学能转变为电能 B．放电时右池溶液pH减小 C．放电时负极极板的质量减小 D．充电时总反应： 考向03 金属腐蚀和防护 11.（2024·广东卷）我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 A. 钢铁外壳为负极 B. 镶嵌的锌块可永久使用 C. 该法为外加电流法 D. 锌发生反应： 12.（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： 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 13.（广东省佛山市2023-2024学年高三质量检测）某实验小组利用如图装置探究电化学法保护铁制品的原理。反应一段时间后，下列说法错误的是 A．装置A利用的是牺牲阳极法 B．取a处溶液，滴加溶液，有蓝色沉淀 C．向c处滴加几滴酚酞溶液，变红 D．在d处上方放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝 14.（天津市耀华中学2024届高三第一次模拟）科研工作者用金催化电极实现了常温、常压条件下合成氨，其工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是 A．和的主要作用均为增强溶液导电性 B．金催化电极接直流电源的负极 C．理论上合成1 mol，左室溶液质量减少24g D．理论上反应消耗的与惰性电极生成的气体的物质的量之比为2∶3 15.（天津市北辰区2024届高三三模）我国科学家提出了一种双极膜硝酸盐还原工艺，其原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离为和，在外加直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．n是 B．b接电源负极 C．产生的NH3与O2的物质的量之比为1∶2 D．左室电极反应为 16.（天津市河西区2023-2024学年高三一模）高电压水系锌——有机混合液流电池的装置及其充放电原理示意图如下。 下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应式： B．放电时，1 mol FQ反应需转移4 mol C．充电时，可通过离子交换膜Y D．充电时，M电极接电源负极 17.（天津市滨海新区2024届高三三模）最近我国科学家研制出一种可充电双离子电池体系，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，每转移电子，负极区电解质溶液质量增加 C．放电时，正极反应式为 D．充电时，若极质量减少，则有通过阳离子交换膜 18.（天津市南开区2023-2024学年高三质量监测）我国科学家设计了一款高能量锂硫电池，其工作原理如下图所示，下列说法正确的是 A．硫电极为负极 B．该装置是将电能转化为化学能 C．通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移 D．理论上，每消耗1mol，同时消耗2molLi 19.（2024届天津市河东区高三下学期二模）钠基海水电池，如图所示，电极材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中的吸附和氧化)，固体电解质只允许透过。下列说法正确的是 A．放电时，a电极为负极 B．放电时，b电极的电势低于a电极 C．充电时，b电极的电极反应式为： D．充电时，阳极区碱性增强 20.（天津市河北区2024届高三总复习质量检测）科学家称他们正在研制的铝电池未来有望取代锂电池。银铝电池具有能量密度高的优点，电池装置如图；电池放电时的反应为：。下列说法正确的是 A．电极发生还原反应 B．阳离子交换膜允许阳离子和电子通过 C．当导线中通过电子时，负极区溶液质量减小 D．正极电极反应式为 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点题型05 电化学及其应用 一、原电池原理　新型化学电源 1.原电池的结构及工作原理 2．原电池正、负极的判断方法 【特别提醒】 (1)某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断。 (2)存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断。 3.陌生原电池装置 (1)二次电池 (2)燃料电池 二、电解原理及其应用 1.电解池的结构及工作原理 2．电解池阴、阳极的判断方法 3．电解池电极反应式的书写模式 (1)阳极 ①活泼金属作电极，电极材料本身失电子，M－ne－===Mn＋。 ②电极为惰性电极，溶液中较易失电子的阴离子优先失去电子，其顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－===R。 (2)阴极 溶液中较易得电子的阳离子优先得到电子，其顺序为Ag＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－===M。 4．金属的腐蚀与防护 5．陌生电解池装置图的知识迁移 (1)电解池 (2)金属腐蚀 三、“离子交换膜”在电化学中的应用 1.离子交换膜的功能、类型、作用 2．解答带离子交换膜电解池问题的思维模型 （建议用时：40分钟） 考向01 新型电源 1.（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；故选C。 2.（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 【解析】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。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；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；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。 3.（2025年八省联考）我国科学家设计了一种水系可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，电极b为阳极 B．充电时，阳极附近溶液的pH增大 C．放电时，负极的电极反应： D．放电时，溶液中向电极b方向迁移 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S，发生氧化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极a上Mn2+转化为MnO2，发生氧化反应，电极b上S转化为Cu2S，发生还原反应，此时电极a为阳极，电极b为阴极。 【解析】A．充电时，S转化为Cu2S，发生还原反应，则电极b为阴极，A错误； B．根据分析，充电时，电极b为阴极，则电极a为阳极，电极a的电极反应为Mn2++2H2O－2e-=MnO2+4H+，阳极附近溶液的pH减小，B错误； C．放电时，电极b为负极，负极的电极反应为Cu2S−4e−=S+2Cu2+，C正确； D．放电时，溶液中向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误；故选C。 4.（北京市新高考第一届NBchem 2025届高三联考）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图所示。 下列有关微生物电池的说法中不正确的是 A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理 C．质子交换膜的交换动力来源于膜两侧离子浓度差 D．电池总反应为 【答案】A 【分析】该装置中，微生物为负极，发生反应：，为正极，反应为：，据此分析； 【解析】A．正极反应中有H2O生成，A错误； B．微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理(厌氧反应在常温下就可以进行)，B正确； C．离子交换膜的原理基于离子在膜中的扩散和传递，这一过程受到浓度梯度和电场的影响，C正确； D．负极反应：，正极反应：，两者相加，电池总反应为，D正确； 故选D。 5.（天津市南开中学2024届高三模拟）用甲烷燃料电池为锂硫电池充电。锂硫电池的总反应为：，下列说法正确的是 A．锂硫电池和铅酸电池相比，比功率较高 B．理论上，每消耗22.4L甲烷，电路中转移电子8mol C．锂硫电池充电时，向正极迁移 D．甲烷燃料电池工作时，正极区pH降低 【答案】A 【解析】A．锂硫电池和铅酸电池相比，锂硫电池质量小，故比功率较高，故A正确； B．没有标明为标准状况，无法计算甲烷的物质的量，故无法计算电路中转移电子物质的量，故B错误； C．锂硫电池充电时，阳离子移动向阴极，故向阴极迁移，故C错误； D．甲烷燃料电池工作时，正极电极反应式为或，正极区pH升高，故D错误；故选A。 考向02 电解池 6.（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 D. 阴极区存在反应 【答案】B 【解析】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。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；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；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；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。 7.（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 【解析】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。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；根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2，B项错误；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；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；故选B。 8.（四川省泸州市2024-2025学年高三教学质量诊断）据报道，我国科学家将钙钛矿晶格作为电催化的活性位点平台，用于氧还原选择性合成，其电化学装置如图所示。下列有关说法不正确的是 A．a极与外加电源的正极相连 B．由a极区通过质子交换膜移向b极区 C．相同条件下，消耗的与生成的体积比为1：1 D．该电解池的总反应为 【答案】C 【分析】a极发生氧化反应，为阳极，；b极为阴极，发生还原反应，质子(H+)由阳极区向阴极区迁移，b极反应式为，a极反应式为，以此分析； 【解析】A．由以上分析可知a极为阳极，与电源正极相连，故A正确； B．质子(H+)由阳极区向阴极区迁移，即由a极区通过质子交换膜移向b极区，故B正确； C．由上述电极方程式可知，转移相同电子时，消耗的与生成的体积比为2：1，故C错误； D．由上述电极反应可知，电池总反应为：，故D正确；故选C。 9.（浙江省杭州市2024-2025学年高三一模）利用丙烯腈制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为阴极 B．四甲基溴化铵可增加溶液导电性 C．交换膜为质子交换膜 D．电解过程中，右侧溶液的不变 【答案】D 【分析】由图可知，丙烯腈转化为己二腈，C元素化合价降低，故a为阴极，电极反应为：；b为阳极，电极式为：，交换膜为质子交换膜，H+通过质子交换膜移向阴极。 【解析】A．根据分析，电极a为阴极，A正确； B．四甲基溴化铵可增加溶液中的离子浓度，可增加溶液的导电性，B正确； C．根据分析，交换膜为质子交换膜，C正确； D．电解过程中，右侧消耗水，氢离子迁移至阴极室，硫酸浓度增大，减小，D错误；故选D。 10.（天津市河西区2023-2024学年高三二模）某二次电池的工作原理如下图所示；储能时转化为Pb，下列说法正确的是 A．储能过程是化学能转变为电能 B．放电时右池溶液pH减小 C．放电时负极极板的质量减小 D．充电时总反应： 【答案】B 【分析】该储能电池储能时为电解池，转化为Pb得电子为阴极，多孔碳电极为阳极，失电子生成，放电时Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成，多孔碳电极为正极，正极上得电子转化为。 【解析】A．该储能电池储能时为电解池是电能转化为化学能，A错误； B．放电时右池多孔碳电极为正极，发生反应，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溶液，pH减小， B正确； C．放电时Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成，电极反应式为，负极极板的质量增加，C错误； D．充电时总反应，D错误；故选B。 考向03 金属腐蚀和防护 11.（2024·广东卷）我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 A. 钢铁外壳为负极 B. 镶嵌的锌块可永久使用 C. 该法为外加电流法 D. 锌发生反应： 【答案】D 【解析】钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn失去电子，发生还原反应，，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；Zn失去电子，发生还原反应，，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误；由分析得，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；Zn失去电子，发生还原反应：，故D正确；故选D。 12.（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： 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】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；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；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； 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。 13.（广东省佛山市2023-2024学年高三质量检测）某实验小组利用如图装置探究电化学法保护铁制品的原理。反应一段时间后，下列说法错误的是 A．装置A利用的是牺牲阳极法 B．取a处溶液，滴加溶液，有蓝色沉淀 C．向c处滴加几滴酚酞溶液，变红 D．在d处上方放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝 【答案】B 【分析】装置A中，锌的活泼性较强，作为负极，电极反应式为，铁作为正极，电极反应式为，在装置B中，C作为阳极，电极反应式为，铁作为阴极，电极反应式为，据此回答。 【解析】A．在装置A中，由于锌比铁活泼，故锌作为负极，铁作为正极，利用了牺牲阳极法保护了铁制品不被腐蚀，A正确； B．由分析知，在a处不会生成，滴加溶液，不会产生蓝色沉淀，B错误； C．由分析知，在c处有生成，加几滴酚酞溶液，变红，C正确； D．由分析知，在d处有生成，在上方放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝，D正确；故选B。 14.（天津市耀华中学2024届高三第一次模拟）科研工作者用金催化电极实现了常温、常压条件下合成氨，其工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是 A．和的主要作用均为增强溶液导电性 B．金催化电极接直流电源的负极 C．理论上合成1 mol，左室溶液质量减少24g D．理论上反应消耗的与惰性电极生成的气体的物质的量之比为2∶3 【答案】C 【分析】根据如图所示，金催化电极上，发生还原反应，为电解池的阴极，惰性电极为阳极，发生反应为：。 【解析】A．和为电解质溶液，没有发生反应，主要作用均为增强溶液导电性，故A正确； B．根据如图所示，金催化电极上，发生还原反应，为电解池的阴极，与电源的负极相连，故B正确； C．金催化电极上，，合成1 mol转移电子3mol，惰性电极为阳极，发生反应：，生成氧气0.75mol，左室氧气0.75mol从溶液中逸出同时3mol从左室通过质子交换膜移向右室，左室溶液减少，故C错误； D．金催化电极上，为电解池的阴极发生反应，惰性电极为阳极，发生反应，根据得失电子守恒，当电路中转移12mol电子时，消耗，生成，消耗的与惰性电极生成的气体的物质的量之比为，故D正确；故选C。 15.（天津市北辰区2024届高三三模）我国科学家提出了一种双极膜硝酸盐还原工艺，其原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离为和，在外加直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．n是 B．b接电源负极 C．产生的NH3与O2的物质的量之比为1∶2 D．左室电极反应为 【答案】B 【分析】根据图示可知，a极得电子生成NH3，发生还原反应，为阴极；b极OH-失电子生成氧气，发生氧化反应，为阳极。 【解析】A．根据分析可知，b为电解池的阳极，阴离子向阳极移动，故n是，A正确； B．根据分析可知，b为电解池的阳极，b接电源正极，B错误； C．根据电子守恒可知，NH3~8e-~2O2，则产生的NH3与O2的物质的量之比为1∶2，C正确； D．根据图示可知，a极得电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，D正确；故选B。 16.（天津市河西区2023-2024学年高三一模）高电压水系锌——有机混合液流电池的装置及其充放电原理示意图如下。 下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应式： B．放电时，1 mol FQ反应需转移4 mol C．充电时，可通过离子交换膜Y D．充电时，M电极接电源负极 【答案】D 【解析】A．放电时，左侧锌变成为原电池的负极反应，故放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=，A错误； B．放电时，1分子FQ转化为1分子FQH2，消耗1分子H2，得2个电子，故1mol FQ反应需转移2mol e−，B错误； C．充电时，右侧阳极反应为FQH2-2e-= FQ+2H+，Na+不能通过离子交换膜Y，故C错误； D．放电时M为负极，故充电时，M为阴极，M电极接电源负极，D正确； 故选D。 17.（天津市滨海新区2024届高三三模）最近我国科学家研制出一种可充电双离子电池体系，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，每转移电子，负极区电解质溶液质量增加 C．放电时，正极反应式为 D．充电时，若极质量减少，则有通过阳离子交换膜 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，右侧为正极，电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+═Na0.6MnO2，充电时，Zn作阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，右侧为阳极，据此作答。 【解析】A．充电时，Zn作阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，生成氢氧根离子，阴极区溶液的pH增大，A正确； B．放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，每转移0.2mol电子，负极区电解质溶液质量增加×65g/mol=6.5g，同时有0.2mol钠离子迁移到右侧，质量减小0.2mol×23g/mol=4.6g，故负极区电解质溶液质量实际增加6.5g-4.6g=1.9g，B正确； C．放电时，Zn作负极，右侧为正极，电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+═Na0.6MnO2，C正确； D．充电时，Zn作阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，a极质量增加6.5g，则有0.2mol Na+通过阳离子交换膜，D错误；故选D。 18.（天津市南开区2023-2024学年高三质量监测）我国科学家设计了一款高能量锂硫电池，其工作原理如下图所示，下列说法正确的是 A．硫电极为负极 B．该装置是将电能转化为化学能 C．通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移 D．理论上，每消耗1mol，同时消耗2molLi 【答案】D 【分析】由图可知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，锂电极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li-e-=Li+，硫电极为正极，铜离子和硫在正极得到电子发生还原反应生成硫化亚铜，电极反应式为2Cu2++S+4e-=Cu2S，电池的总反应为4Li+2Cu2++S=4Li++ Cu2S。 【解析】A．由分析可知，硫电极为正极，铜离子和硫在正极得到电子发生还原反应生成硫化亚铜，故A错误； B．由分析可知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，故B错误； C．由分析可知，锂电极为原电池的负极，硫电极为正极，锂离子通过阳离子交换膜向硫电极方向迁移，故C错误； D．由分析可知，电池的总反应为4Li+2Cu2++S=4Li++ Cu2S，则由方程式可知，每消耗1mol铜离子，同时消耗2mol锂，故D正确；故选D。 19.（2024届天津市河东区高三下学期二模）钠基海水电池，如图所示，电极材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中的吸附和氧化)，固体电解质只允许透过。下列说法正确的是 A．放电时，a电极为负极 B．放电时，b电极的电势低于a电极 C．充电时，b电极的电极反应式为： D．充电时，阳极区碱性增强 【答案】A 【分析】由题意和示意图可知，钠为活泼金属，故a极为负极，负极反应为Na-e-=Na+，b极为正极，选择性催化材料能抑制海水中Cl-的吸附和氧化，故正极反应为2H2O+4e-+O2=4OH-；充电时，阳极上OH-失电子生成O2，阴极发生还原反应，Na+得电子生成Na,以此分析解答。 【解析】A．钠为活泼金属，故a极为负极，故A正确； B．放电时，a为负极，b为正极，b电极的电势高于a电极，故B错误； C．由于选择性催化材料能抑制海水中Cl-的吸附和氧化，故电极上不是氯离子放电，故C错误； D．充电时，b为阳极，阳极发生氧化反应，阳极上OH-失电子生成O2，阳极区碱性减弱，故D错误； 故选：A。 20.（天津市河北区2024届高三总复习质量检测）科学家称他们正在研制的铝电池未来有望取代锂电池。银铝电池具有能量密度高的优点，电池装置如图；电池放电时的反应为：。下列说法正确的是 A．电极发生还原反应 B．阳离子交换膜允许阳离子和电子通过 C．当导线中通过电子时，负极区溶液质量减小 D．正极电极反应式为 【答案】C 【分析】该电池放电时，Al为负极，失电子结合氢氧根离子生成Na[Al(OH)4]，AgO为正极，AgO得电子生成Ag。 【解析】A．Al电极上Al失电子发生氧化反应，A错误； B．阳离子交换膜仅允许阳离子通过，溶液中不会有电子，B错误； C．负极上发生反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，通过3mol电子，新增的质量相当于1molAl3+的质量，同时有3molNa+通过阳离子交换膜进入正极区，则负极区溶液质量减少量为3mol×23g/mol-27g=42g，C正确； D．正极上AgO得电子结合水生成Ag和氢氧根离子，电极反应为AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-，D错误； 故答案选C。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$