2025届高三化学二轮复习 电化学专题复习讲义

2025届二轮专题复习 电化学 考情概述 1.考点：考查氧化还原反应、原电池、电解原理的应用。 2.素材：以新型电池、电解池在生产、生活中的应用为背景，试题注重题材的生活化、实用化和情境化。 3.预测：高频考点，一般以新型电源和二次电池等为考查对象，从微粒的移动、电极的名称和电极反应等常规角度进行考查；关注原电池、电解池多池组合的情况。 一、 原电池与电解池 1.电化学“两池”原理 （1）原电池原理：以锌铜双池原电池为例，模型如图所示。 负极失去电子，发生氧化反应；电子沿导线从负极流向正极；溶液中的阳离子在正极得电子，发生还原反应。 （2）电解池原理:以惰性电极电解溶液为例，原理如图所示。 电源负极流出电子到电解池的阴极，溶液中的阳离子在阴极得电子发生还原反应；溶液中的阴离子在阳极（惰性电极）失电子发生氧化反应；电子沿导线从阳极流回电源的正极。电解池原理可概括为 电极连接 得失电子 反应类型 离子移向 负阴正阳 阴得阳失 阳氧阴还 阴阳相吸 2.“两池”中“两极”的判断 （1）原电池 （2）电解池 3.电解反应的放电规律 4.二次电池 （1）关系图示 （2）解题模型 例：。 5.电解计算破题“三方法” 【高考真题再研】 例1 [2024·全国甲卷·12，6分]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 【解题策略】分析电解过程的思维流程 例2 [2023·辽宁卷·11，3分]某低成本储能电池原理如图所示。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: 【解题策略】掌握可充电电池题目的解题思路 【模拟演练】 1．[2024·河南洛阳二模]以单质硫为正极的锂-硫二次电池已成为高能密度锂二次电池研究和开发的重点。如图所示是某种锂-硫二次电池示意图，已知硫单质的组成为，硫单质的密度大于硫化锂的密度。下列有关说法错误的是（ ） A. 吸附硫单质的正极材料必须具有良好的导电性 B. 放电过程中正极极板本身可能会发生形变 C. 放电时正极发生的反应有 D. 充电时向阴极附近移动发生反应 2．处理烟气中的可以采用碱吸-电解法，其流程如图1所示；模拟过程Ⅱ如图2所示，下列推断不正确的是（ ） 图1 图2 A. 电解溶液时，亚硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右室 B. 若用锌锰碱性电池为电源，极与锌极相连 C. 极的电极反应式为 D. 若收集（标准状况）的，则转移电子 3．[2024·广西南宁二模]海水电池在海洋能源领域应用广泛，铁、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极材料，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 该装置不能将化学能完全转化为电能 B. 海水中盐分大，可作为电解质溶液 C. 若B极材料为钠、锂等活泼金属，要防止其与海水直接接触 D. 若B极材料为铁，则正极的电极反应式一定为 4．[2024·广东韶关二模]锌铁液流电池由于安全、稳定、电解质溶液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一，如图为碱性锌铁液流电池放电时的工作原理示意图，以和作为电极氧化还原产物。已知：聚苯并咪唑膜允许通过。 下列说法正确的是（ ） A. 充电时，惰性电极连接电源的负极 B. 放电过程中，当有电子转移时，负极区电解质溶液的质量增加 C. 充电过程中，总反应为 D. 充电过程中，惰性电极区的溶液逐渐增大 二、 燃料电池 1.燃料电池 （1）工作原理 工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出，于是电池就连续不断地提供电能。 （2）燃料电池电极反应式的书写 以燃料电池为例，不同介质中正极反应基本固定。 电池 电极反应式及总反应 质子交换膜燃料电池（酸性） 总反应： 正极 负极 碱性燃料电池 总反应： 正极 负极 固态氧化物燃料电池 总反应： 正极 负极 熔融碳酸盐燃料电池 总反应： 正极 负极 2.金属燃料电池 （1）概念：金属燃料电池是以活泼固体金属（如铝、锌、锂、铁等）为燃料源的燃料电池。 （2） （3）分类：根据燃料源的不同，可分为铝、锌、镁和锂等金属燃料电池，如铝-空气电池、锌-空气电池、镁-空气电池、锂-空气电池等。 （4）优点：成本低；无毒、无污染；放电电压平稳；高比能量和高比功率;有丰富的资源；能再生利用。 【高考真题再研】 例1 [2021·山东卷·10，2分]以溶液为离子导体，分别组成、、清洁燃料电池，下列说法正确的是（ ） A. 放电过程中，均向负极移动 B. 放电过程中，物质的量均减小 C. 消耗等质量燃料，燃料电池的理论放电量最大 D. 消耗时，理论上燃料电池气体产物的体积在标准状况下为 【解题策略】 例2 [2022·全国乙卷·12,6分]电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。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，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 【模拟演练】 1．[2024·甘肃兰州三模]是一种绿色能源，一种燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 放电时，从交换膜右侧向左侧移动 B. 放电过程中右侧溶液的减小 C. 每生成，理论上消耗 D. 负极的电极反应式为 2．[2024·广西南宁一模]微生物燃料电池是指在微生物的作用下将有机物中的化学能转化为电能的装置，其工作原理示意图如图所示。下列有关微生物燃料电池的说法正确的是（ ） A. 该装置是原电池，极是负极 B. 该电池工作时，应选用质子交换膜 C. 该电池工作时，电子从极经外电路流向极，离子从右侧经交换膜向左侧迁移 D. 极的电极反应式为 3．[2024·广西北海一模]一种可充电锌-空气电池放电时的工作原理如图所示。已知：Ⅰ室溶液中，锌元素主要以的形式存在，并存在电离平衡：。下列说法错误的是（ ） A. 放电时，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室 B. 放电时，Ⅰ室溶液中的浓度增大 C. 充电时，每生成，Ⅲ室溶液的质量理论上减少 D. 充电时，电极的电极反应式为 4．[2024·湖南长沙二模]锌-空气电池被认为是替代锂离子电池、满足电动汽车爆炸性需求的下一代候选电池。用光照充电的锌-空气电池的工作原理如图所示。光照时，光电极（空穴），驱动阴极和阳极反应。下列说法不正确的是（ ） A. 放电时，向光电极迁移 B. 充电时阳极的电极反应式为 C. 放电时，光电子经电解质溶液向极移动 D. 是配离子，配位数是4 三、 新型化学电源 1.含膜电池 2.极膜示意图 双极膜是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子选择层、阳离子选择层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离产生的 和 可在电场作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的 条件。 3.锂电池与锂离子电池 4.微生物电池 （1）概念：利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。 （2）原理：在负极室厌氧环境中，有机物在微生物作用下分解并释放和,依靠合适的传递介质在生物组分和负极之间进行传递，并通过外电路流向正极形成电流，通过质子交换膜移向正极，氧化剂（如等）在正极得到电子被还原。 （3）微生物电池简易模型 5.其他新型一次电池 电池类型 电极反应式 钠硫电池 负极： 正极： 总反应： 锂铜电池 负极： 正极： 总反应： 电池 负极： 正极： 总反应： 【高考真题再研】 例1 [2024·安徽卷·11,3分]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 例2 [2023·全国乙卷·12,6分]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: ，, 下列叙述错误的是（ ） A. 充电时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 C. 放电时正极反应为 D. 炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 【模拟演练】 1．[2024·河北沧州二模]一种新型酸碱混合锌铁液流电池放电时的工作原理如图所示。已知和分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，①、②、③区电解质溶液的酸碱性不同。下列说法正确的是（ ） A. 放电时，极的电极反应式为 B. 放电时，由②区向③区迁移 C. 充电时，②区电解质溶液的浓度减小 D. 充电时，③区溶液的酸性减弱 2．[2024·广东深圳二模]我国科研工作者研发了一种光电催化系统，其工作原理如图所示。工作时，光催化电极产生电子和空穴；在双极膜界面处解离成和，有利于电极反应顺利进行。下列说法不正确的是（ ） A. 双极膜中靠近电极的一侧为阴膜 B. 左室溶液逐渐增大 C. 电极发生的电极反应为 D. 空穴和电子的产生驱动了脱硫与制备反应的发生 3．[2024·江西萍乡二模]锂离子电池及其迭代产品依然是主流的手机电池。科学家研发的一种新型的可充电电池的原理示意图如图所示，电池的总反应为。下列说法正确的是（ ） A. 放电时，钙电极为负极，发生还原反应 B. 充电时，电极的电极反应式为 C. 锂离子导体膜的作用是允许和水分子通过，同时保证定向移动以形成电流 D. 充电时，当转移电子时，理论上阴极室中电解质的质量减小 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届二轮专题复习 电化学 一、 原电池与电解池 例1 [2024·全国甲卷·12，6分]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 【解析】电池材料中易失去电子，则电极为原电池的负极，电极为原电池的正极；或者根据电池工作一段时间后，电极上检测到和少量，元素化合价降低，发生还原反应，则电极为原电池的正极。充电时电极为阳极、电极为阴极。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；放电时，负极的电极反应式为，则充电时阴极的电极反应式为，即充电时元素化合价应降低，而选项中元素化合价升高，B不正确；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；放电时，电极质量减少物质的量为，外电路中转移电子，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，但是正极上还有生成，因此，生成的物质的量小于，D不正确。 例2 [2023·辽宁卷·11，3分]某低成本储能电池原理如图所示。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 【解析】由题图可知，电池放电时，失电子作负极，电极反应式为；多孔碳电极上得电子作正极，电极反应式为，电池的总反应为。充电时，电池的总反应为。放电时负极质量增大，A项错误；储能过程为充电过程，该过程中电能转化为化学能，B项正确；放电过程中，阳离子向正极移动，即左侧通过质子交换膜移向右侧，C项错误；由分析可知，D项错误。 【模拟演练】 1．[2024·河南洛阳二模]以单质硫为正极的锂-硫二次电池已成为高能密度锂二次电池研究和开发的重点。如图所示是某种锂-硫二次电池示意图，已知硫单质的组成为，硫单质的密度大于硫化锂的密度。下列有关说法错误的是（ ） A. 吸附硫单质的正极材料必须具有良好的导电性 B. 放电过程中正极极板本身可能会发生形变 C. 放电时正极发生的反应有 D. 充电时向阴极附近移动发生反应 【答案】D 【解析】由题图可知，左侧为负极，失去电子发生氧化反应，右侧为正极，得到电子发生还原反应。吸附硫单质的正极材料必须具有良好的导电性，A正确。已知硫单质的密度大于硫化锂的密度，放电过程中正极电极板上发生还原反应生成硫化锂，本身可能会发生形变，B正确。放电时正极得到电子发生还原反应，发生的反应有，C正确。充电时阴离子向阳极移动，D错误。 2．处理烟气中的可以采用碱吸-电解法，其流程如图1所示；模拟过程Ⅱ如图2所示，下列推断不正确的是（ ） 图1 图2 A. 电解溶液时，亚硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右室 B. 若用锌锰碱性电池为电源，极与锌极相连 C. 极的电极反应式为 D. 若收集（标准状况）的，则转移电子 【答案】D 【解析】根据题干“碱吸-电解法”可知题图2装置为电解池。题图2装置中左边得到浓的溶液，说明钠离子穿过膜1进入左室，根据电解池离子移动方向推出极为阴极，极为阳极。根据分析，电解溶液时，亚硫酸根离子向阳极移动，即通过阴离子交换膜进入右室，故A项正确；极为阴极，与电源负极相连，若用锌锰碱性电池为电源，则极与锌极相连，故B项正确；在极水中的氢离子得到电子转变为氢气，电极反应式为 ，故C项正确；根据极的电极反应式可知，若收集（标准状况下）的，即，则转移电子，故D项错误。 3．[2024·广西南宁二模]海水电池在海洋能源领域应用广泛，铁、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极材料，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 该装置不能将化学能完全转化为电能 B. 海水中盐分大，可作为电解质溶液 C. 若B极材料为钠、锂等活泼金属，要防止其与海水直接接触 D. 若B极材料为铁，则正极的电极反应式一定为 【答案】D 【解析】一般情况下，活泼金属作负极，石墨作正极，所以题图中A极是正极，B极是负极。原电池在工作时不可能将化学能完全转化为电能，A正确；海水中含有丰富的盐类物质，如氯化钠、氯化镁等，海水可作为电解质溶液，B正确；、等活泼金属易与水反应，故要防止其与水直接接触，C正确；若B极材料为铁，则正极的电极反应式为，D错误。 4．[2024·广东韶关二模]锌铁液流电池由于安全、稳定、电解质溶液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一，如图为碱性锌铁液流电池放电时的工作原理示意图，以和作为电极氧化还原产物。已知：聚苯并咪唑膜允许通过。 下列说法正确的是（ ） A. 充电时，惰性电极连接电源的负极 B. 放电过程中，当有电子转移时，负极区电解质溶液的质量增加 C. 充电过程中，总反应为 D. 充电过程中，惰性电极区的溶液逐渐增大 【答案】D 【解析】由题图可知，放电时，失去电子生成，则作负极，电极反应式为，惰性电极为正极，得电子生成，电极反应式为，据此分析解答。充电时，惰性电极作阳极，连接电源的正极，A错误；根据分析可知，放电过程中，转移电子时溶解，同时正极区溶液中的透过聚苯并咪唑膜向负极区移动，则负极区电解质溶液增加的质量大于，B错误；充电过程中，总反应为，C错误；充电过程中，阴极区溶液中的透过聚苯并咪唑膜向阳极（惰性电极）区移动，的浓度增大，惰性电极区的溶液逐渐增大，D正确。 二、 燃料电池 【高考真题再研】 例1 [2021·山东卷·10，2分]以溶液为离子导体，分别组成、、清洁燃料电池，下列说法正确的是（ ） A. 放电过程中，均向负极移动 B. 放电过程中，物质的量均减小 C. 消耗等质量燃料，燃料电池的理论放电量最大 D. 消耗时，理论上燃料电池气体产物的体积在标准状况下为 【答案】C 【解析】原电池放电时，阳离子向正极移动，故均向正极移动，A项错误；和放电时产生的二氧化碳与反应，的物质的量减小，放电时电池的总反应为，放电过程中的物质的量不变，B项错误；三种燃料转移电子数的关系为、、，、、分别转移、、电子，故消耗等质量燃料，燃料电池的理论放电量最大，C项正确；根据放电时电池的总反应：，可知消耗时，理论上气体产物的体积在标准状况下为，D项错误。 例2 [2022·全国乙卷·12,6分]电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。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，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】根据充电时阳、阴极反应可得电池的总反应为,A项正确；根据题干信息知，该电池光照时充电，且充电时电极反应离不开空穴和电子，电子和空穴量越大，充电效率越高，B项正确；放电时，金属锂电极为负极，电极反应式为，由负极穿过离子交换膜向正极迁移,C项错误；放电时，光催化电极为正极，电极反应式为，D项正确。 【模拟演练】 1．[2024·甘肃兰州三模]是一种绿色能源，一种燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 放电时，从交换膜右侧向左侧移动 B. 放电过程中右侧溶液的减小 C. 每生成，理论上消耗 D. 负极的电极反应式为 【答案】C 【解析】通入甲醇的一极为负极，发生氧化反应，电极反应式为，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，电极反应式为，据此分析回答。放电时，原电池内部阳离子由负极向正极移动，即从交换膜左侧向右侧移动，A错误；极为正极，放电过程中，得电子生成，的浓度增大，增大，B错误；根据电极反应式可知，每生成，电路中转移电子，故理论上消耗，C正确；甲醇在负极被氧化为，其电极反应式为，D错误。 2．[2024·广西南宁一模]微生物燃料电池是指在微生物的作用下将有机物中的化学能转化为电能的装置，其工作原理示意图如图所示。下列有关微生物燃料电池的说法正确的是（ ） A. 该装置是原电池，极是负极 B. 该电池工作时，应选用质子交换膜 C. 该电池工作时，电子从极经外电路流向极，离子从右侧经交换膜向左侧迁移 D. 极的电极反应式为 【答案】B 【解析】由题意可知，题给装置在微生物作用下将有机物中的化学能转化为电能，为原电池，由极通入可知，极为正极，发生还原反应，极为负极，有机物发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为。由分析可知，该装置是原电池，极是正极，A错误；该电池工作时，氢离子通过交换膜移向正极，故应选用质子交换膜，B正确；该电池工作时，电子从负极极经外电路流向正极极，离子从左侧经交换膜向右侧迁移，C错误；由分析知，负极的电极反应式为，D错误。 3．[2024·广西北海一模]一种可充电锌-空气电池放电时的工作原理如图所示。已知：Ⅰ室溶液中，锌元素主要以的形式存在，并存在电离平衡：。下列说法错误的是（ ） A. 放电时，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室 B. 放电时，Ⅰ室溶液中的浓度增大 C. 充电时，每生成，Ⅲ室溶液的质量理论上减少 D. 充电时，电极的电极反应式为 【答案】C 【解析】已知：Ⅰ室溶液中，锌元素主要以的形式存在，则锌电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为，电极为正极，发生还原反应，电极反应式为。放电时，阴离子移向负极，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室，A正确；电极为负极，电极反应式为，的浓度增大，电离平衡正向移动，导致Ⅰ室溶液中的浓度增大，B正确；充电时，电极为阳极，电极反应式为，每生成转移电子，同时有通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅲ室溶液的质量理论上减少，故充电时，每生成，Ⅲ室溶液的质量理论上减少，C错误；充电时，电极是阴极，发生还原反应，电极反应式为，D正确。 4．[2024·湖南长沙二模]锌-空气电池被认为是替代锂离子电池、满足电动汽车爆炸性需求的下一代候选电池。用光照充电的锌-空气电池的工作原理如图所示。光照时，光电极（空穴），驱动阴极和阳极反应。下列说法不正确的是（ ） A. 放电时，向光电极迁移 B. 充电时阳极的电极反应式为 C. 放电时，光电子经电解质溶液向极移动 D. 是配离子，配位数是4 【答案】C 【解析】放电时，向正极（光电极）迁移，A项正确；充电时，阳极的电极反应式为 ，B项正确；放电时，光电子只能在外电路中移动，C项错误；的配位数是4，D项正确。 三、 新型化学电源 例1 [2024·安徽卷·11,3分]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】标注框内所示结构中，C与C、C与、C与原子间通过共价键结合，原子通过配位键与结合，A正确。由电池结构示意图知，放电时，电极为负极，电极反应为；形成的稳定超分子材料为正极，电极反应为，因此电池总反应为，B正确。充电时，电极与电源负极连接，作电解池的阴极，电极反应为，而是稳定的超分子材料，所以主要来自电解质溶液，C错误。放电时，锌元素的化合价由0价升高到价，每个原子转移2个电子，的物质的量为，理论上转移电子，D正确。 例2 [2023·全国乙卷·12,6分]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: ，, 下列叙述错误的是（ ） A. 充电时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 C. 放电时正极反应为 D. 炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 【答案】A 【解析】充电时为电解池装置，阳离子移向阴极（即钠电极），故钠离子应从硫电极向钠电极迁移，A错误；放电时，电子沿着外电路从钠电极流向硫电极，B正确；放电时，在硫电极（正极）发生反应：,,，联立三式可得总电极反应：，C正确；炭化纤维素纸的导电能力强，可以增强硫电极导电性能，D正确。 【模拟演练】 1．[2024·河北沧州二模]一种新型酸碱混合锌铁液流电池放电时的工作原理如图所示。已知和分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，①、②、③区电解质溶液的酸碱性不同。下列说法正确的是（ ） A. 放电时，极的电极反应式为 B. 放电时，由②区向③区迁移 C. 充电时，②区电解质溶液的浓度减小 D. 充电时，③区溶液的酸性减弱 【答案】C 【解析】题给电池放电时，极为负极，发生失电子的氧化反应生成，同时可判断①区电解质溶液呈碱性，极为正极，发生得电子的还原反应生成，同时可判断③区电解质溶液呈酸性。根据分析，放电时，极为负极，发生失电子的氧化反应生成，电极反应式为，A错误；放电时，极为正极，发生得电子的还原反应生成，为保持电解质溶液呈电中性，溶液中透过阴离子交换膜移向②区，B错误；充电时，极上发生的电极反应为，极上发生的电极反应为，结合离子交换膜种类及电解质溶液保持电中性，移向①区，移向③区，②区电解质溶液的浓度减小，C正确；根据分析可知，充电时③区溶液的酸性不变，D错误。 2．[2024·广东深圳二模]我国科研工作者研发了一种光电催化系统，其工作原理如图所示。工作时，光催化电极产生电子和空穴；在双极膜界面处解离成和，有利于电极反应顺利进行。下列说法不正确的是（ ） A. 双极膜中靠近电极的一侧为阴膜 B. 左室溶液逐渐增大 C. 电极发生的电极反应为 D. 空穴和电子的产生驱动了脱硫与制备反应的发生 【答案】B 【解析】电池工作时，光催化电极产生电子和空穴，故电极为负极，电极反应为，电极为正极，电极反应为，电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极，故双极膜中靠近电极的一侧为阴膜，通过阴离子交换膜移向负极室，通过阳离子交换膜移向正极室，据此分析解题。由分析可知，双极膜中靠近电极的一侧为阴膜，A正确；已知左室发生的反应为，，根据电荷守恒可知，每消耗转移电子，则有进入左室，即左室溶液中的浓度减小，溶液的减小，B错误；由分析可知，电极为正极，发生还原反应，电极反应为，C正确；原电池能够加快反应速率，空穴和电子的产生促使形成原电池反应，从而驱动脱硫与制备反应的发生，D正确。 3．[2024·江西萍乡二模]锂离子电池及其迭代产品依然是主流的手机电池。科学家研发的一种新型的可充电电池的原理示意图如图所示，电池的总反应为。下列说法正确的是（ ） A. 放电时，钙电极为负极，发生还原反应 B. 充电时，电极的电极反应式为 C. 锂离子导体膜的作用是允许和水分子通过，同时保证定向移动以形成电流 D. 充电时，当转移电子时，理论上阴极室中电解质的质量减小 【答案】B 【解析】放电时，失去电子转化为，则钙电极为负极，电极为正极；充电时，钙电极为阴极，电极为阳极。由分析可知，放电时，钙电极为负极，失去电子发生氧化反应，A不正确；充电时，电极为阳极，失去电子转化为和，电极反应式为，B正确；的金属性强，能与水发生反应，所以为非水电解质，锂离子导体膜不允许水分子通过，锂离子导体膜允许通过，其主要作用是允许定向移动，构成闭合回路，从而形成电流，C不正确；充电时，当转移电子时，理论上阴极室电解质中得电子生成，同时有进入阴极室，则质量减小，D不正确。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$