压轴题05 电化学原理综合分析-【压轴题】2025年高考化学培优训练（黑吉辽蒙专用）

压轴题05电化学原理综合分析 电化学原理综合解题技巧 第一步：细审题 阅读题目获取对解题有价值的信息，排除无效信息，并作标记。 第二步：定类型 判断装置类型是原电池、电解池、二次电池（放电为原电池，充电为电解池）。 第三步：析装置 根据题目所给信息，判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况等。 第四步：巧计算 根据电化学原理及装置所处的环境，书写相关的电极反应式和总反应式，分析电解液变化。 原电池装置分析 （1） 原电池的工作原理 ①判断电极： 负极：活泼金属、燃料、还原性物质等，物质中元素化合价升高，发生氧化反应。 正极：较活泼金属、O2、氧化性物质等，物质中元素化合价降低，发生还原反应。 ②电极反应：负极：还原剂-ne-—→氧化产物；正极：氧化剂+ne-—→还原产物。 ③电子移动：电子从负极流出，经外电路流向正极。 ④离子移动：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （2）电极反应式书写的一般步骤 燃料电池 (1)燃料电池结构分析 (2)解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意燃料电池的介质：电解质溶液的酸碱性、熔融盐、氧化物。 ②通入燃料的一端为负极，通入氧气或其它氧化剂的一端为正极。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 (3)燃料电池电极反应式书写的常用方法 第一步，写出电池的总反应。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。 例如：甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下： CH4＋2O2===CO2＋2H2O　① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　② ①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 第二步，写出电池的正极反应式。 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同： ①酸性电解质：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ②碱性电解质：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 ③固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－。 ④熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步，电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。 二次电池 1．二次电池的结构分析 注意：①二次电池的放电过程为原电池，化学能转化为电能；充电过程为电解池，电能转化为化学能。 ②二次电池放电和充电的反应条件不同，并非可逆反应。 2．解题技巧 电解原理及其创新应用 1. 电解池工作原理（惰性电极） 2. 电解池阴、阳极的判断方法 3. 明确电解池的电极反应及离子放电顺序 （1） 阴极： 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上的放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水) （2） 阳极： 活泼电极：电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 惰性电极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。 阴离子在阳极上的放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子 4. 惰性电极电解溶液的四种基本类型 类型 电解质 (水溶液) 电极反应式 总化学方程式或离子方程式 溶液浓度变化 pH变化 溶液复原 电解水型 含氧酸 (如H2SO4) 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 减小 加H2O 强碱 (如NaOH) 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH— 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 增大 加H2O 活泼金属的含氧酸盐(如K N O3、Na2SO4) 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 不变 加H2O 电解电解质型 无氧酸 (如HCl，除HF外) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 2HClCl2↑＋H2↑ 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2，氟化物除外) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu CuCl2Cu＋Cl2↑ 减小 — 加CuCl2 放H2生碱型 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新电解质 增大 通入HCl气体 放O2生酸型 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新电解质 减小 加CuO或CuCO3 5. 电解原理的应用 ①氯碱工业 ②电镀 实例——电镀铜 阳极(铜片)：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(待镀铁件)：Cu2＋＋2e－===Cu [提示 ]　a. 电镀时阳极固体减少的质量和阴极析出固体的质量相等。 b. 电镀时，电解质溶液的浓度不变。 ③电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应式 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、 Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 [提醒]　a.电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，电解质溶液的浓度减小。 b.粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)，在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 ④电冶金 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al 带离子交换膜电化学装置 1．离子交换膜的作用 (1)将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)选择性通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 2．离子交换膜的类型 (1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过) (2)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过) (3)质子交换膜(只允许H＋和水分子通过) 3.“隔膜”电解池的解题步骤 (1)分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 (2)写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。 (3)分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 4．离子交换膜的计算 (1)迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数。 (2)溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。 题型01 原电池基本原理 1．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）我国科学家设计了一种新型多功能(甲醛一硝酸盐)电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a电极区总反应为； B．电池工作时，电极电势高，电子流动的方向是 C．放电过程中，从左室迁移到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 2．（24-25高三下·辽宁·开学考试）我国科学团队研发了一种绿色环保“全氧电池”，有望减少废旧电池产生的污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．向电极a移动 B．电极b的电极反应式为 C．“全氧电池”工作时总反应为 D．理论上，当电极a释放22.4L 时，KOH溶液质量减少32g 题型02 浓差电池 3．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）高分子有机物聚吡咯(PPy)是一种光敏型半导体，其制成的纳米管在紫外光照射、关闭周期内会发生如下反应：端正电荷分布密度的变化，在电解质溶液中产生离子电流。某科研组使用PPy构建了一种浓差电池，用来提取天然水中的氢能，其构造如图所示。下列叙述正确的是 A．电极a的电势低于电极b B．极电极方程式为 C．纳米管道中的离子电流仅由阳离子的定向移动形成 D．照射一段时间后关闭光源，纳米管道中仍能存在微弱电流 题型03 充电电池 4．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）稀土元素铕()掺杂的锂钛氧化物基材料()通常以改善材料的扩散性为目的，铕并不参与电子的转移。该材料与嵌锂石墨()组成的电池原理如图。下列说法错误的是 A．放电时，正极反应为 B．放电时，溶液中的浓度减小 C．充电时，极材料中元素的化合价升高 D．充电时，若转移电子，嵌锂石墨将增重 题型04 电解池原理及应用 5．（2025·辽宁·二模）工业上用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。下列说法正确的是   A．b极区得到的产物只有氧气 B．图中a极要连接电源的正极 C．阳极发生的电极反应为−2e-+2OH-=+H2O D．标况下，若阴极产生1.12L气体，则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为0.1NA 题型05 原电池电解池串联电路 6．（24-25高三上·辽宁·期末）某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程，同时实现了发电、制酸、回收金属和环境保护，体现了绿色发展理念。已知电极材料均为石墨烯。下列说法错误的是 A．该装置工作时，b极电势高于a极电势 B．M膜为质子交换膜、N膜为阴离子交换膜 C．若去掉M膜，c极反应发生变化 D．该装置工作一段时间后，Ⅱ室和Ⅲ室获得产品的物质的量之比为1：1 题型06 电极反应式书写 7．（2025·辽宁·二模）通过固体氧化物电化学(SOFC)技术，实现了选择性乙烷电化学脱氢制乙烯，装置如图，b极为 极，a电极上发生的反应为 。 8.（24-25高三上·黑龙江大庆·期中）近年来，科学家不断探索电化学方法制备氨，可以克服传统的合成氨工业对温度与压强的依赖。我国科研人员研发出一种Zn-NO电池系统，可将NO尾气转化为，工作原理如图所示： 产生的电极反应式为 。产生标准状况下，消耗Zn的质量为 。 题型07 金属的腐蚀与防护 9．（24-25高三上·辽宁沈阳·期中）金属腐蚀的现象普遍存在，金属腐蚀常常是自发进行的，下列说法正确的是 A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生析氢腐蚀 B．金属与直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀 C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．马铁是在薄钢板表面镀上一层锡，防止铁被腐蚀 10．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）下列实验装置可以达到对应实验目的的是 实验目的 A测定中和反应的 反应热 B验证铁钉的吸氧腐蚀 实验装置 实验目的 C配制FeCl3溶液 D比较AgCl和Ag2S溶解度大小 实验装置 A．A B．B C．C D．D 题型08 电化学综合 11．（24-25高三上·内蒙古·开学考试）某学习小组利用如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是 A．若b极为正极，K连接A时，铁棒防腐的方式称为牺牲阳极法 B．相同条件下，若X溶液为食盐水，K分别连接B、C时前者铁棒的腐蚀速率更慢 C．若X溶液为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多 D．若在X溶液中预先加入适量的溶液，可有效增强铁棒腐蚀或防腐的观察效果 1．（2025·辽宁·模拟预测）劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识不正确或不具有对应关系的是 选项 劳动项目 化学知识 A 在金属制品表面刷漆 保护金属制品不被腐蚀 B 用珍珠做饰品 珍珠的主要成分是二氧化硅 C 处理废铁时先用热碱溶液清洗 除去废铁表面的油污 D 将金刚石制成切割工具 金刚石硬度大 A．A B．B C．C D．D 2．（24-25高三上·辽宁抚顺·期中）浑河特大桥位于辽宁省抚顺市东洲区，全长约11.612千米。下列有关叙述错误的是 A．斜拉索采用的环氧涂层具有耐酸、耐碱性能 B．保护大桥可采用“外加电流法” C．主塔的主要材料是金属材料，该金属材料中只含铁、硫、磷等元素 D．主梁采用的耐久混凝土属于混合物 3．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）下列推理均合理的是 已知 结论 A 分子间存在氢键 沸点； B 低温石英不含有手性碳原子 低温石英不具有手性 C 纳米金属铅的熔点随晶粒变小而变小 晶体的表面积影响晶体的性质 D 海水中的铁闸门因发生电化学腐蚀而生锈 铁闸门生锈最多的部位就是腐蚀最厉害的部位 A．A B．B C．C D．D 4．（2025·辽宁·一模）某水系氢气一质子二次电池以质子作为载流子，高浓度的磷酸为电解液，联合普鲁士蓝衍生物(PBA)电极优异的电化学特性，形成一种理想的质子全电池。工作原理示意图如下： 下列说法正确的是 A．充电时极连接电源负极作阴极 B．放电时电流方向：极电解质溶液极 C．充电时极反应为 D．为提高电池工作效率可将磷酸用纯磷酸代替 5．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）我国科研团队首次提出了光伏-电催化实现H2S与CO2协同转化为高附加值产品的方法，为酸性气藏中天然气的净化提供了新的思路。下列说法正确的是 A．ZnO@石墨烯电极为阴极，发生氧化反应 B．电子由ZnO@石墨烯电极经电解质溶液流向石墨烯电极 C．阳极电极反应式：H2S-2e-=2H++S D．阴极室可检测到少量H2 6．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）利用光电化学方法可将乙二醇转化为甲酸盐，同时生产氢气。以溶液为电解质溶液，装置如图所示。已知：实验测定，电路通过电子时实际生成（电化学过程中的法拉第效率等于实际生成甲酸盐量与理论量之比）。下列叙述正确的是 A．极发生还原反应 B．装置工作时，向极迁移 C．负极的电极反应式为 D．生成的法拉第效率为75% 7．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列说法正确的是 A．工作时，电极I附近pH升高 B．该燃料电池电极电势电极I<电极II C．工作时，电子流向：电极II→血液→电极I D．工作时，电极II的电极反应式为 8．（2025·吉林·二模）一种双膜二次电池，其示意图如下。下列说法正确的是 已知：①M、N均为多孔石墨烯电极； ②起始时I室(含储液罐)溶液中只含。 A．M极为电池的正极 B．充电过程中，II室中的溶液浓度逐渐增大 C．X膜、Y膜均为阴离子交换膜 D．放电后，I室中时，导线中传导电子 9．（2025·辽宁·模拟预测）糠酸和糠醇是化工重要原料，某发明以双极膜(中间夹层的向两极室提供和)技术，通过电解法利用糠醛制备糠醇和糠酸盐()的装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极与电源的负极连接 B．左侧电极室溶液增大 C．右侧电极室的总反应为 D．若电路转移电子总数为，则理论上至少消耗糠醛的质量为 10．（2025·辽宁·一模）环己烷常作为溶剂、去漆剂以及制造其他化学品的原料。利用如图装置以微生物电池为电源，实现苯转化为环己烷。已知：乙池中还有副产物生成。下列说法正确的是 A．甲池中A极应与乙池中多孔惰性电极M相连 B．乙池阴极发生的电极反应只有 C．同温同压下，B极消耗的氧气的体积大于E处放出气体的体积 D．为加快苯转化为环己烷的速率，该装置可在高温下工作 11．（2025·河北秦皇岛·一模）为了减少工业烟气中余热与的排放，科研人员设计了一种热再生电池-二氧化碳电化学还原池系统，消除的同时产生和新的能源，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．中提供孤电子对与形成配位键 B．工作时，从右向左移动 C．阴极的电极反应为 D．工作时，极生成(标准状况)氧气，极质量减少 12．（2025·黑龙江吉林·一模）自由基电解法可将有机物自由基和反应转化为羧酸，已知芳香烃可断裂成和两个自由基，其电解装置如下图所示。下列说法正确的是 A．分子中有1个手性碳原子 B．电源a端电势高于b端 C．当电路中通过电子时，右侧电极室溶液的质量减少 D．左侧电极室的电极反应方程式之一为 13．（24-25高三上·吉林·阶段练习）不饱和有机物的电催化双氢化装置如图所示。它通过阴离子交换膜和钯膜电极将电解池分为四个区域，两极产生的活性氢原子()经钯膜电极渗透到不饱和有机物的氢化反应区域，在隔离的阳极和阴极室中，实现不饱和有机物的电催化双氢化。 已知：法拉第效率(f为法拉第常数，值为)。下列说法正确的是 A．装置中电极b应与电源负极相连 B．M电极上发生的电极反应式： C．该电池的理论最大法拉第效率为 D．若不考虑电量损耗，则-乙炔基苯胺完全氢化，电路中转移的电子数目为 14．（24-25高三上·吉林松原·期末）中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性电池，实现了和HCOOH之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示： 已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。下列说法错误的是 A．充电时，由双极膜移向Zn电极 B．放电时，Pd电极表面的电极反应为： C．放电和充电时，Pd电极的电势均高于Zn电极 D．当外电路通过1mol电子时，双极膜中解离水的物质的量为0.5mol 15．（2024·黑龙江大庆·二模）我国科学家发现，利用如下装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已知：双极膜(膜a、膜b)中间层中的可解离为和分别向两极迁移，下列说法错误的是 A．N极为正极 B．M极电极反应为 C．工作一段时间后，装置需要定期补充和 D．当电路中转移电子时，双极膜中有透过膜a进入到左侧区域 16．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴、阳离子所组成的盐，也称为低温熔融盐。一种以LiAlCl4离子液体为电解质的铝-磷酸铁锂二次电池放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，铝电极的电极反应式为：Al-3e-+7AlCl=4Al2Cl B．放电时，磷酸铁锂电极中锂元素被氧化 C．充电时，电子由Al电极经离子液体流向磷酸铁锂电极 D．充、放电时，磷酸铁锂电极中铁元素质量、价态均保持不变 17．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中）二氧化锰氧化还原吸附剂调制的碳毡，其库仑效率(衡量电池充放电过程中电荷转移效率的一个重要指标)优于传统的锌氯电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，碳毡的电势高于锌箔 B．放电时，负极的电极反应式： C．充电时，向锌箔移动 D．充电时，阴极增重6.5g时，阳极转移个电子 18．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）一种锌钒(Zn/V2O5))水性混合离子电池的结构示意图如图，放电时正极发生的反应为xLi++xe-+V2O5=LixV2O5，下列说法错误的是 A．放电时，内电路中的电流方向为锌极到V2O5极 B．充电时，溶液中Li+浓度不断增大 C．充电时，电极B上的电势比电极A的高 D．放电时，电极A每减少6.5g，有0.2xmolLi+嵌入电极B 19．（2025·内蒙古·模拟预测）钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是 A．Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B．充电过程中或的价态降低 C．晶体Ⅱ的化学式为 D．晶胞Ⅲ中键数目为24 20．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）我国科技人员为了在更温和的条件下实现废水中氯苯的无害化处理，设计开发了一种电化学装置，如图所示。 转化过程：、 下列说法正确的是 A．a为电源负极 B．阳极区发生转化i的电极反应为 C．若氯苯完全转化为，生成气体 D．电解一段时间后，阴极区溶液增大 21．（24-25高三上·辽宁·期末）下列实验装置能达到相应实验目的的是 A．验证氯气与水反应的产物具有漂白性 B．制取无水 C．探究压强对平衡的影响 D．探究钢铁的腐蚀和防护条件 A．A B．B C．C D．D （2025·内蒙古·模拟预测）阅读下列材料，完成下列小题。 随着锂离子电池在众多领域的广泛应用，其废旧电池的回收工作愈发显得意义重大。现行的回收工艺通常采用酸浸碱浸的方法，从锂离子电池正极材料(含少量金属)中提取和，得到的和在空气中煅烧，可实现的再生。与此同时，为达成绿色回收和的目标，科研人员正在研究一种新型电解回收工艺。已知：。 22．一种现行回收工艺的流程如下图所示。下列说法正确的是 A．“浸取”反应中，正极材料成分为还原剂 B．“浸取”时转化为和 C．滤液2中 D．再生： 23．电解回收工艺的原理如下图所示。下列说法错误的是 A．太阳能电池板经光照产生的电子流向a极 B．浸出： C．b电极反应： D．电解前除去中的杂质，可提高纯度 24．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期末）乙烯氯化反应合成1，2-二氯乙烷电化学装置如图所示，A，B为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A电极的电极反应式为 ，离子交换膜为 (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 25．（2025·辽宁·一模）磷酸亚铁锂电池的总反应式为，其工作原理如图所示。放电时极的电极反应式为 。 26．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）某研究小组自制了熔融碳酸盐甲醇燃料电池，工作原理如图所示。 电极B为 (填“正”或“负”)极，电极A上的电极反应式为 。 27.（23-24高三上·吉林长春·期末）一种电化学法将转化为乙烯的原理如图所示。 以铅蓄电池为电源，每生成乙烯，理论上铅蓄电池负极消耗的的物质的量为 。 28.（24-25高三上·辽宁抚顺·期中）锂电池放电过程中物质的转化如图所示。放电时a极的电极反应式为 。 29．（24-25高三上·辽宁沈阳·期中）现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题： (1)甲装置是 (填“原电池”或“电解池”)，甲池中a极的电极反应式 ，乙池中c极的电极反应式 。 (2)通电5min后，电路中通过0.2mol电子，乙中共收集2.24L气体(标准状况)，溶液体积为200mL，则通电前溶液的物质的量浓度为 (设电解前后溶液体积无变化)，若加入一种物质即可使乙装置溶液恢复到电解前的状态，则加入的物质是 (填选项)，其物质的量为 。 A．Cu            B．NaOH            C．            D．CuO (3)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则N为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴题05电化学原理综合分析 电化学原理综合解题技巧 第一步：细审题 阅读题目获取对解题有价值的信息，排除无效信息，并作标记。 第二步：定类型 判断装置类型是原电池、电解池、二次电池（放电为原电池，充电为电解池）。 第三步：析装置 根据题目所给信息，判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况等。 第四步：巧计算 根据电化学原理及装置所处的环境，书写相关的电极反应式和总反应式，分析电解液变化。 原电池装置分析 （1） 原电池的工作原理 ①判断电极： 负极：活泼金属、燃料、还原性物质等，物质中元素化合价升高，发生氧化反应。 正极：较活泼金属、O2、氧化性物质等，物质中元素化合价降低，发生还原反应。 ②电极反应：负极：还原剂-ne-—→氧化产物；正极：氧化剂+ne-—→还原产物。 ③电子移动：电子从负极流出，经外电路流向正极。 ④离子移动：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （2）电极反应式书写的一般步骤 燃料电池 (1)燃料电池结构分析 (2)解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意燃料电池的介质：电解质溶液的酸碱性、熔融盐、氧化物。 ②通入燃料的一端为负极，通入氧气或其它氧化剂的一端为正极。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 (3)燃料电池电极反应式书写的常用方法 第一步，写出电池的总反应。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。 例如：甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下： CH4＋2O2===CO2＋2H2O　① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　② ①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 第二步，写出电池的正极反应式。 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同： ①酸性电解质：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ②碱性电解质：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 ③固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－。 ④熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步，电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。 二次电池 1．二次电池的结构分析 注意：①二次电池的放电过程为原电池，化学能转化为电能；充电过程为电解池，电能转化为化学能。 ②二次电池放电和充电的反应条件不同，并非可逆反应。 2．解题技巧 电解原理及其创新应用 1. 电解池工作原理（惰性电极） 2. 电解池阴、阳极的判断方法 3. 明确电解池的电极反应及离子放电顺序 （1） 阴极： 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上的放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水) （2） 阳极： 活泼电极：电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 惰性电极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。 阴离子在阳极上的放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子 4. 惰性电极电解溶液的四种基本类型 类型 电解质 (水溶液) 电极反应式 总化学方程式或离子方程式 溶液浓度变化 pH变化 溶液复原 电解水型 含氧酸 (如H2SO4) 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 减小 加H2O 强碱 (如NaOH) 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH— 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 增大 加H2O 活泼金属的含氧酸盐(如K N O3、Na2SO4) 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 不变 加H2O 电解电解质型 无氧酸 (如HCl，除HF外) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 2HClCl2↑＋H2↑ 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2，氟化物除外) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu CuCl2Cu＋Cl2↑ 减小 — 加CuCl2 放H2生碱型 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新电解质 增大 通入HCl气体 放O2生酸型 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新电解质 减小 加CuO或CuCO3 5. 电解原理的应用 ①氯碱工业 ②电镀 实例——电镀铜 阳极(铜片)：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(待镀铁件)：Cu2＋＋2e－===Cu [提示 ]　a. 电镀时阳极固体减少的质量和阴极析出固体的质量相等。 b. 电镀时，电解质溶液的浓度不变。 ③电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应式 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、 Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 [提醒]　a.电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，电解质溶液的浓度减小。 b.粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)，在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 ④电冶金 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al 带离子交换膜电化学装置 1．离子交换膜的作用 (1)将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)选择性通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 2．离子交换膜的类型 (1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过) (2)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过) (3)质子交换膜(只允许H＋和水分子通过) 3.“隔膜”电解池的解题步骤 (1)分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 (2)写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。 (3)分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 4．离子交换膜的计算 (1)迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数。 (2)溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。 题型01 原电池基本原理 1．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）我国科学家设计了一种新型多功能(甲醛一硝酸盐)电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a电极区总反应为； B．电池工作时，电极电势高，电子流动的方向是 C．放电过程中，从左室迁移到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 【答案】A 【分析】由图可知，a极HCHO失去电子发生氧化反应生成HCOO-和H2，为负极，电极方程式为：2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+H2↑+2H2O；则b为正极，得到电子发生还原反应生成NH3，电极方程式为：+6H2O+8e-=NH3↑+9OH-； 【详解】A．由分析，a电极区总反应为；，A正确；   B．a为负极、b为正极，则电池工作时，电极电势高，电子流动的方向是，B错误； C．放电过程中，阳离子由负极流向正极，但中间膜为质子交换膜，则不能通过质子交换膜从左室迁移到右室，C错误；   D．由分析的正负极反应，总反应为8HCHO++7OH-=NH3↑+8HCOO-+4H2↑+2H2O，处理废水过程中消耗OH-，溶液pH减小，需补加 KOH，D错误； 故选A。 2．（24-25高三下·辽宁·开学考试）我国科学团队研发了一种绿色环保“全氧电池”，有望减少废旧电池产生的污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．向电极a移动 B．电极b的电极反应式为 C．“全氧电池”工作时总反应为 D．理论上，当电极a释放22.4L 时，KOH溶液质量减少32g 【答案】C 【分析】根据两电极物质元素化合价变化可判断电极a为负极，负极的反应式为，电极b为正极，正极反应式为O2+4e-+2H+=2H2O。 【详解】A．阳离子流向正极，即K+向电极b移动，A错误； B．电极b上为得电子，溶液是酸性环境，电极反应式为O2+4e-+2H+=2H2O，B错误； C．根据正负极反应式，“全氧电池”工作时总反应为：，C正确； D．电极a电极反应式为，理论上，当电极a释放出22.4LO2(标准状况下)即1molO2时，同时有4molK+移向右侧的K2SO4溶液中，所以KOH溶液减少的质量为：，D错误； 故选C。 题型02 浓差电池 3．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）高分子有机物聚吡咯(PPy)是一种光敏型半导体，其制成的纳米管在紫外光照射、关闭周期内会发生如下反应：端正电荷分布密度的变化，在电解质溶液中产生离子电流。某科研组使用PPy构建了一种浓差电池，用来提取天然水中的氢能，其构造如图所示。下列叙述正确的是 A．电极a的电势低于电极b B．极电极方程式为 C．纳米管道中的离子电流仅由阳离子的定向移动形成 D．照射一段时间后关闭光源，纳米管道中仍能存在微弱电流 【答案】D 【分析】 ，由此反应可知，在光照下，在电极b失电子生成，天然水中的在电极a得电子生成，根据电子流向可知电极b为负极，电极a为正极。 【详解】A．由分析可知，a极为正极，b极为负极，故a极的电势高于b极，A错误； B．电极b为负极，失电子发生氧化反应，电极方程式为：-e-=，B错误； C．天然水是混合物，含有多种离子，因此除了PPy阳离子之外还会有其它离子（如、等）在溶液中定向移动也能形成离子电流，C错误； D．照射一段时间后关闭光源，则反应会逆向进行，导致纳米管道中仍能存在微弱电流，D正确； 故选D。 题型03 充电电池 4．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）稀土元素铕()掺杂的锂钛氧化物基材料()通常以改善材料的扩散性为目的，铕并不参与电子的转移。该材料与嵌锂石墨()组成的电池原理如图。下列说法错误的是 A．放电时，正极反应为 B．放电时，溶液中的浓度减小 C．充电时，极材料中元素的化合价升高 D．充电时，若转移电子，嵌锂石墨将增重 【答案】B 【详解】A．该电池通过在两个电极上的嵌入与脱嵌实现充放电，放电时嵌入正极，正极反应式为，A正确； B．放电时，从负极脱嵌，负极反应式为，结合正极反应式可知放电过程中从负极脱嵌的与嵌入正极的的物质的量相等，且放电过程中电解质溶液体积不变，则放电过程中溶液中的浓度不变，B错误； C．根据放电时的正极反应可得充电时的阳极反应：，因为铕不参与电子的转移，且Li与O元素的化合价也不变，则充电时化合价升高的元素是，C正确； D．根据放电时的负极反应可得充电时的阴极反应；，每转移1mol电子，有嵌入阴极，使阴极的质量增加7g，D正确； 答案选B。 题型04 电解池原理及应用 5．（2025·辽宁·二模）工业上用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。下列说法正确的是   A．b极区得到的产物只有氧气 B．图中a极要连接电源的正极 C．阳极发生的电极反应为−2e-+2OH-=+H2O D．标况下，若阴极产生1.12L气体，则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为0.1NA 【答案】D 【分析】观察图示，Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，左侧得到NaOH溶液，右侧得到硫酸溶液，依据电解质溶液中阴阳离子的移动方向判断电极，阳离子Na+通过阳离子交换膜移向阴极，通过阴离子交换膜移向阳极，同时在阳极上发生氧化反应得到硫酸根离子，则a为阴极，b为阳极。 【详解】A．b极区得到的产物有氧气和硫酸，A错误； B．经过分析，a为阴极，连接电源的负极，B错误； C．阳极为酸性环境，发生的电极反应为−2e-+H2O =+2H+，C错误； D．阴极上产生气体为H2，标况下，产生1.12L气体即0.05mol，电子转移的物质的量为0.05×2mol=0.1mol，则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为0.1NA，D正确； 答案选D。 题型05 原电池电解池串联电路 6．（24-25高三上·辽宁·期末）某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程，同时实现了发电、制酸、回收金属和环境保护，体现了绿色发展理念。已知电极材料均为石墨烯。下列说法错误的是 A．该装置工作时，b极电势高于a极电势 B．M膜为质子交换膜、N膜为阴离子交换膜 C．若去掉M膜，c极反应发生变化 D．该装置工作一段时间后，Ⅱ室和Ⅲ室获得产品的物质的量之比为1：1 【答案】D 【分析】该装置工作时，左池为原电池，a极反应式为，极为负极，极反应式为，极为正极；右池为电解池，极为阳极，电极反应式为，极为阴极，电极反应式为。 【详解】A．左池为原电池，a极反应式为，极为负极，极反应式为，极为正极，所以极电势高于极电势，故A正确； B．右池为电解池，极为阳极，电极反应式为，Ⅱ室中盐酸浓度增大，则Ⅰ室中的通过膜进入Ⅱ室，故膜为质子交换膜，Ⅲ室中的氯离子透过N膜，故N为阴离子交换膜，故B正确； C．若去掉膜，氯离子移动到c极失电子，极反应变为，故C正确； D．根据得失电子守恒可知，若转移电子，Ⅲ室获得，Ⅱ室获得，Ⅱ室和Ⅲ室获得产品的物质的量之比为2：1，故D错误； 故选D。 题型06 电极反应式书写 7．（2025·辽宁·二模）通过固体氧化物电化学(SOFC)技术，实现了选择性乙烷电化学脱氢制乙烯，装置如图，b极为 极，a电极上发生的反应为 。 【答案】正极 C2H6-2e-=C2H4+2H+ 【详解】该装置为原电池，由电子的移动方向，以及氢离子的移动方向可知，左侧a为负极，右侧b为正极，负极上失去电子发生氧化反应生成，电极反应为。 8.（24-25高三上·黑龙江大庆·期中）近年来，科学家不断探索电化学方法制备氨，可以克服传统的合成氨工业对温度与压强的依赖。我国科研人员研发出一种Zn-NO电池系统，可将NO尾气转化为，工作原理如图所示： 产生的电极反应式为 。产生标准状况下，消耗Zn的质量为 。 【答案】 16.25g 【详解】根据原电池原理将NO尾气转化为，属于N元素化合价降低，得电子，在正极反应，所以电极为正极，则电极为负极，发生的电极反应式为负极：，正极：；当产生标准状况下时，的物质的量为，根据正极反应得到转移了，再根据电子转移守恒，由负极反应式得到消耗Zn的质量为。 故答案为：；16.25g。 题型07 金属的腐蚀与防护 9．（24-25高三上·辽宁沈阳·期中）金属腐蚀的现象普遍存在，金属腐蚀常常是自发进行的，下列说法正确的是 A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生析氢腐蚀 B．金属与直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀 C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．马铁是在薄钢板表面镀上一层锡，防止铁被腐蚀 【答案】D 【详解】A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生吸氧腐蚀，在酸性较强的溶液中铁才会发生析氢腐蚀，A项错误； B．金属与O2直接反应引起的腐蚀称为化学腐蚀，B项错误； C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，不能阻止钢铁继续发生腐蚀，C项错误； D．金属活动性：锌>铁>锡，马铁是在薄钢板表面镀上一层锡，形成原电池后，锡会加速铁锈蚀，而锌会保护铁，D项正确； 故选D。 10．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）下列实验装置可以达到对应实验目的的是 实验目的 A测定中和反应的 反应热 B验证铁钉的吸氧腐蚀 实验装置 实验目的 C配制FeCl3溶液 D比较AgCl和Ag2S溶解度大小 实验装置 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．测定中和反应的反应热要在防散热装置中进行，故A不能达到目的； B．铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀时会消耗氧气，会使试管内的氧气浓度减小，则通过氧气传感器测定试管内的氧气浓度的变化可以验证铁钉的吸氧腐蚀，B能达到目的； C．溶解固体需要在烧杯中进行，不能在容量瓶中溶解固体，C不能达到目的； D．比较AgCl和Ag2S溶解度大小，银离子不能过量，否则生成氯化银后，过量的银离子和硫离子反应生成Ag2S，无法比较Ag2S和AgCl的溶解性大小，题给硝酸银与氯化钠反应后硝酸银过量，故D不能达到目的； 故选B。 题型08 电化学综合 11．（24-25高三上·内蒙古·开学考试）某学习小组利用如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是 A．若b极为正极，K连接A时，铁棒防腐的方式称为牺牲阳极法 B．相同条件下，若X溶液为食盐水，K分别连接B、C时前者铁棒的腐蚀速率更慢 C．若X溶液为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多 D．若在X溶液中预先加入适量的溶液，可有效增强铁棒腐蚀或防腐的观察效果 【答案】C 【分析】K连接A时，可形成外加电流法，被保护金属Fe应作为阴极；K连接B时，Fe作为负极，被腐蚀；K连接C时，形成牺牲阳极法，即牺牲Zn，保护Fe，据此解答。 【详解】A．牺牲阳极法原理为原电池，无外加电流；若b为正极，K连接A时，铁棒成为电解池的阳极，加速腐蚀速率，故A错误； B．K连接B时，Fe作为负极，被腐蚀；K连接C时，Zn作负极，Fe作正极，即牺牲Zn，保护Fe，所以后者铁棒的腐蚀速度更慢，故B错误； C．此时F位置腐蚀最严重，但 Fe不是变成铁锈， E点(界面处)氧气浓度较大，生成的OH-浓度最大，而Fe (OH)2经氧化才形成铁锈，所以是E点铁锈最多，故C正确； D．Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀，通过观察沉淀量的多少判断铁棒腐蚀或防腐的效果，应加K3[Fe(CN)6]溶液，不是K4[Fe(CN)6]溶液，故D错误； 故选C。 1．（2025·辽宁·模拟预测）劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识不正确或不具有对应关系的是 选项 劳动项目 化学知识 A 在金属制品表面刷漆 保护金属制品不被腐蚀 B 用珍珠做饰品 珍珠的主要成分是二氧化硅 C 处理废铁时先用热碱溶液清洗 除去废铁表面的油污 D 将金刚石制成切割工具 金刚石硬度大 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．在金属制品表面刷漆，能隔绝金属制品与空气中的氧气、水等物质接触，从而保护金属制品不被腐蚀，A正确； B．用珍珠做饰品，但珍珠的主要成分是碳酸钙，而不是二氧化硅，B错误； C．纯碱水溶液因的水解而显碱性，且升高温度，水解程度增大，使溶液的碱性增强。油污能与碱性物质反应生成可溶性物质，因此处理废铁时先用热碱溶液清洗，除去废铁表面的油污，C正确； D．金刚石是共价晶体，金刚石中的C-C共价键键长很短，键能很大，导致金刚石硬度大，所以可将金刚石制成切割工具，D正确； 故选B。 2．（24-25高三上·辽宁抚顺·期中）浑河特大桥位于辽宁省抚顺市东洲区，全长约11.612千米。下列有关叙述错误的是 A．斜拉索采用的环氧涂层具有耐酸、耐碱性能 B．保护大桥可采用“外加电流法” C．主塔的主要材料是金属材料，该金属材料中只含铁、硫、磷等元素 D．主梁采用的耐久混凝土属于混合物 【答案】C 【详解】A．斜拉索采用的环氧涂层性质稳定，不易与酸、碱等物质反应，因此具有耐酸、耐碱的优良性能，A正确； B．大桥可采用外加电流法可以将直流电源的负极与桥体相连保护大桥，可以防止大桥的钢铁发生氧化反应而引起金属腐蚀，这种方法为“外加电流法”，B正确； C．主塔的主要材料是金属材料，是优良的合金钢，其中不仅含有铁、硫、磷等元素，也含有一定含有碳元素及硅、锰等元素，C错误； D．主梁采用的耐久混凝土中含有沙子、水泥、石子、水等多种物质，因此是多种物质形成的混合物，D正确； 故合理选项是C。 3．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）下列推理均合理的是 已知 结论 A 分子间存在氢键 沸点； B 低温石英不含有手性碳原子 低温石英不具有手性 C 纳米金属铅的熔点随晶粒变小而变小 晶体的表面积影响晶体的性质 D 海水中的铁闸门因发生电化学腐蚀而生锈 铁闸门生锈最多的部位就是腐蚀最厉害的部位 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．虽然氨分子间会形成氢键，但NH3的沸点要低于BiH3的，故A错误； B．手性不仅由手性碳原子决定，低温石英（α-SiO2）虽无手性碳，但其晶体结构有左右旋之分，具有手性，故B错误； C．纳米金属铅晶粒变小，比表面积增大，熔点降低，说明晶体表面积影响性质，故C正确； D．铁闸门电化学腐蚀中，水线附近因氧气和水充足腐蚀最严重，但生锈最多部位未必是腐蚀最厉害处（如铁锈可能在液面上方积累），故D错误； 故选C。 4．（2025·辽宁·一模）某水系氢气一质子二次电池以质子作为载流子，高浓度的磷酸为电解液，联合普鲁士蓝衍生物(PBA)电极优异的电化学特性，形成一种理想的质子全电池。工作原理示意图如下： 下列说法正确的是 A．充电时极连接电源负极作阴极 B．放电时电流方向：极电解质溶液极 C．充电时极反应为 D．为提高电池工作效率可将磷酸用纯磷酸代替 【答案】B 【分析】氢气在负极上失去电子产生氢离子，发生氧化反应，所以N是负极，M为正极，正极上发生还原反应，电极反应式为PBA+xe-+xH+=PBA-xH；充电时N成为阴极，M为阳极。 【详解】A．由分析可知，极为原电池负极，充电时作电解池阴极；极为原电池正极，充电时作电解池阳极，A项错误； B．由分析可知，放电时为原电池，极为原电池负极，电流方向：极电解质溶液极，B项正确； C．充电时极发生氧化反应，反应为，C项错误； D．纯磷酸几乎不导电，用其代替磷酸电池效率会大大降低，甚至无法工作，D项错误； 选B。 5．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）我国科研团队首次提出了光伏-电催化实现H2S与CO2协同转化为高附加值产品的方法，为酸性气藏中天然气的净化提供了新的思路。下列说法正确的是 A．ZnO@石墨烯电极为阴极，发生氧化反应 B．电子由ZnO@石墨烯电极经电解质溶液流向石墨烯电极 C．阳极电极反应式：H2S-2e-=2H++S D．阴极室可检测到少量H2 【答案】D 【分析】由题干图示信息可知，ZnO@石墨烯电极上发生CO2转化为CO，电极反应为：CO2+2H++2e-=CO+H2O，发生还原反应，该电极为阴极，石墨烯电极上发生EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+，该电极发生氧化反应，是阳极，然后阳极区发生H2S+2EDTA-Fe3+=2EDTA-Fe2++2H++S，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，ZnO@石墨烯电极为阴极，发生还原反应，A错误； B．由分析可知，ZnO@石墨烯电极为阴极，石墨烯电极为阳极，电子由太阳能电池负极经导线流入ZnO@石墨烯电极，再由石墨烯电极经导线流向太阳能电池的正极，电子不能经过电解质溶液，B错误； C．由分析可知，阳极电极反应式：EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+，然后H2S参与的反应为：H2S+2EDTA-Fe3+=2EDTA-Fe2++2H++S，C错误； D．由分析可知，该电解质溶液显酸性，故阴极室中H+能够得到电子转化为H2，即阴极室可检测到少量H2，D正确； 故答案为：D。 6．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）利用光电化学方法可将乙二醇转化为甲酸盐，同时生产氢气。以溶液为电解质溶液，装置如图所示。已知：实验测定，电路通过电子时实际生成（电化学过程中的法拉第效率等于实际生成甲酸盐量与理论量之比）。下列叙述正确的是 A．极发生还原反应 B．装置工作时，向极迁移 C．负极的电极反应式为 D．生成的法拉第效率为75% 【答案】D 【详解】A．Ni−Pi/α−Fe2O3极乙二醇转化为甲酸钠，碳元素化合价由-1变为+2，失电子，发生氧化反应，A错误； B．原电池中，阴离子向负极迁移，B错误； C．乙二醇发生氧化反应：，C错误； D．每生成1molHCOONa乙二醇失3mol电子，故电路通过0.4mol电子时生成HCOONa的质量(理论质量)为，实验测定，电路通过0.4mol电子时生成6.8gHCOONa(实际质量)，法拉第效率等于实际甲酸盐量与其理论量之比，则法拉第效率为=75%，D项正确； 故选D。 7．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列说法正确的是 A．工作时，电极I附近pH升高 B．该燃料电池电极电势电极I<电极II C．工作时，电子流向：电极II→血液→电极I D．工作时，电极II的电极反应式为 【答案】A 【分析】由图可知，通入氧气的电极I为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极II为负极，G-CHO在负极失去电子发生氧化反应生成G-COOH和氢离子。 【详解】A．由分析可知，通入氧气的电极I为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，放电消耗溶液中的氢离子，所以附近溶液pH升高，故A正确； B．由分析可知，通入氧气的电极I为燃料电池的正极，电极II为负极，则电极I的电势高于电极II，故B错误； C．血液不能传递电子，工作时，电子流向：电极II→传感器→电极I，故C错误； D．由分析可知，电极II为负极，G-CHO在负极失去电子发生氧化反应生成G-COOH和氢离子，电极反应式为，故D错误； 故选A。 8．（2025·吉林·二模）一种双膜二次电池，其示意图如下。下列说法正确的是 已知：①M、N均为多孔石墨烯电极； ②起始时I室(含储液罐)溶液中只含。 A．M极为电池的正极 B．充电过程中，II室中的溶液浓度逐渐增大 C．X膜、Y膜均为阴离子交换膜 D．放电后，I室中时，导线中传导电子 【答案】C 【分析】由图可知，外电路连接用电器，为原电池，即放电，M极Sn2+失去电子发生氧化反应生成Sn4+，M为负极，N极溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子，N为正极，III室中溴离子进入II室，并继续向I室迁移，电池总反应为SnBr2+Br2=SnBr4；充电时，负极接外电源负极做阴极，即M为阴极，N为阳极； 【详解】A．由分析可知，M为电池负极，A错误； B．放电时，III室溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子，III室中溴离子进入II室，并继续向I室迁移，保证I室中溶液电中性，则充电过程相反，故充电过程中，II室中的溶液浓度不变，B错误； C．由分析知，N极溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子，N为正极，III室中溴离子进入II室，并继续向I室迁移，故X膜、Y膜均为阴离子交换膜，C正确； D．起始时I室(含储液罐)溶液中只含，放电后，I室中时，有amol Sn2+转化为Sn4+，转移电子amol，D错误； 故本题选C。 9．（2025·辽宁·模拟预测）糠酸和糠醇是化工重要原料，某发明以双极膜(中间夹层的向两极室提供和)技术，通过电解法利用糠醛制备糠醇和糠酸盐()的装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极与电源的负极连接 B．左侧电极室溶液增大 C．右侧电极室的总反应为 D．若电路转移电子总数为，则理论上至少消耗糠醛的质量为 【答案】B 【分析】由题干电解过程图示可知，X极上是将糠醛转化为糠醇，发生了还原反应，故X为阴极，与电源的负极相连，则Y为阳极，与电源的正极相连，双极膜中间夹层的H2O向两极室提供H+和OH-，H+移向X极，OH-移向Y极，X极电极反应为：+2+2=，Y极的电极反应为：-+ = +，然后生成的将糠醛氧化为糠酸盐，反应为：+2+→+2，据此分析解题。 【详解】A．X极上是将糠醛转化为糠醇，发生了还原反应，故X为阴极，与电源的负极相连，故A正确； B．左侧电极室X极电极反应为：+2+2=，消耗了，左侧电极室原来为，中性，后变成，中性，故不变，故B错误； C．右侧电极室的Y极的电极反应为：2-2+2 =2 +2，然后生成的将糠醛氧化为糠酸盐，反应为：+2+→+2，二者相加得总反应为，故C正确； D．若电路转移电子总数为，阳极和阴极各消耗1mol糠醛，共2mol，则理论上至少消耗糠醛的质量为，故 D正确； 故选B。 10．（2025·辽宁·一模）环己烷常作为溶剂、去漆剂以及制造其他化学品的原料。利用如图装置以微生物电池为电源，实现苯转化为环己烷。已知：乙池中还有副产物生成。下列说法正确的是 A．甲池中A极应与乙池中多孔惰性电极M相连 B．乙池阴极发生的电极反应只有 C．同温同压下，B极消耗的氧气的体积大于E处放出气体的体积 D．为加快苯转化为环己烷的速率，该装置可在高温下工作 【答案】A 【分析】甲池为微生物电池，通入O2的B极为正极，A极为负极，乙池为电解池，根据图知，苯中的碳得电子生成环己烷，则电极M作阴极，N作阳极。 【详解】A．由分析可知，甲池中A极为负极，B极为正极，乙池中M作阴极，N作阳极，则甲池中A极应与乙池中多孔惰性电极M相连，A正确； B．由分析可知，乙池中苯在阴极得到电子生成环己烷，电极方程式为：，乙池中还有副产物生成，则阴极还会发生电极反应：2H++2e-=，B错误； C．乙池中N作阳极，电极方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+，甲池中B极为正极，电解方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O，转移电子数相等时，同温同压下，B极消耗的氧气的体积等于E处放出气体的体积，C错误； D．甲池为微生物电池，高温会导致微生物死亡，导致甲池放电效率降低，不能加快乙池中苯转化为环己烷的速率，D错误； 故选A。 11．（2025·河北秦皇岛·一模）为了减少工业烟气中余热与的排放，科研人员设计了一种热再生电池-二氧化碳电化学还原池系统，消除的同时产生和新的能源，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．中提供孤电子对与形成配位键 B．工作时，从右向左移动 C．阴极的电极反应为 D．工作时，极生成(标准状况)氧气，极质量减少 【答案】D 【分析】由装置图可知A电极上发生反应：，A电极作负极，B电极为正极，正极发生反应：，则电极D为阴极，电极反应：，C电极为阳极，电极反应：，据此分析解答。 【详解】A．中Cu+的空轨道接受中提供孤电子对，形成配位键，A正确； B．工作时，由阴极向阳极移动，即从右向左移动，B正确； C．根据分析可知，阴极的电极反应为，C正确； D．若C极生成(标准状况)，即生成0.05mol氧气，转移电子0.2mol，结合上述电极反应可知A电极消耗0.2molCu，质量减少12.8g，D错误； 故选D。 12．（2025·黑龙江吉林·一模）自由基电解法可将有机物自由基和反应转化为羧酸，已知芳香烃可断裂成和两个自由基，其电解装置如下图所示。下列说法正确的是 A．分子中有1个手性碳原子 B．电源a端电势高于b端 C．当电路中通过电子时，右侧电极室溶液的质量减少 D．左侧电极室的电极反应方程式之一为 【答案】C 【分析】由图可知，CO2通入左侧电极，发生还原反应，则左侧电极为阴极，右侧电极为阳极，以此解答。 【详解】 A．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，分子中没有手性碳原子，A错误； B．由分析可知，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极，电源a端为负极，b端为正极，则电源a端电势低于b端，B错误； C．右侧电极为阳极，电极方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+，当电路中通过电子时，生成0.25mol O2，同时有1molH+通过阳离子交换膜进入左室，质量又减少1g，所以右侧电极室溶液的质量减少9g，C正确； D．自由基电解法可将有机物自由基和反应转化为羧酸，左侧电极反应方程式为：+CO2+e-+H+=，+ CO2+e-+H+=，D错误； 故选C。 13．（24-25高三上·吉林·阶段练习）不饱和有机物的电催化双氢化装置如图所示。它通过阴离子交换膜和钯膜电极将电解池分为四个区域，两极产生的活性氢原子()经钯膜电极渗透到不饱和有机物的氢化反应区域，在隔离的阳极和阴极室中，实现不饱和有机物的电催化双氢化。 已知：法拉第效率(f为法拉第常数，值为)。下列说法正确的是 A．装置中电极b应与电源负极相连 B．M电极上发生的电极反应式： C．该电池的理论最大法拉第效率为 D．若不考虑电量损耗，则-乙炔基苯胺完全氢化，电路中转移的电子数目为 【答案】C 【分析】由图可知，氢氧根离子通过阴离子交换膜向右移动，则N为阳极，M为阴极，故b为正极，a为负极，以此解题。 【详解】A．由分析可知，装置中电极b应与电源正极相连，A错误； B．由图可知，M电极上发生的电极反应式为，B错误； C．结合D分析可知，假设有2mol加氢还原，则需要8molH*，即需要转移8mol电子，但实际由于阴阳两极均有被加氢还原，实际只转移4mol电子，根据法拉第效率公式，故该电池的理论最大法拉第效率为200%，C正确； D．1mol加氢还原需要4molH*，由于a、b两极上都有被加氢还原，当电子转移数为4mol时，a、b两极各有1mol被加氢还原，即有2mol被加氢还原，故若有2mol 被加氢还原，电子转移数为4，D错误； 故选C。 14．（24-25高三上·吉林松原·期末）中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性电池，实现了和HCOOH之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示： 已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。下列说法错误的是 A．充电时，由双极膜移向Zn电极 B．放电时，Pd电极表面的电极反应为： C．放电和充电时，Pd电极的电势均高于Zn电极 D．当外电路通过1mol电子时，双极膜中解离水的物质的量为0.5mol 【答案】D 【分析】由图中可知，Zn发生失去电子的反应，为电池的负极，电极反应为，CO2得电子生成HCOOH，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH，则多孔Pd为电池的正极；充电时，Zn为阴极，多孔Pd为阳极，电极反应与原电池相反，据此分析； 【详解】A．充电时，氢离子向阴极移动，由双极膜移向Zn电极，A正确； B．由分析可知，放电时，CO2得电子生成HCOOH，电极反应为，B正确； C．放电时为正极，充电时，为阳极，电极的电势均高于电极，C正确； D．根据电荷守恒可知，当外电路通过1mol电子时，各有1mol移向两电极，双极膜中离解的水的物质的量为1mol，D错误； 故选D。 15．（2024·黑龙江大庆·二模）我国科学家发现，利用如下装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已知：双极膜(膜a、膜b)中间层中的可解离为和分别向两极迁移，下列说法错误的是 A．N极为正极 B．M极电极反应为 C．工作一段时间后，装置需要定期补充和 D．当电路中转移电子时，双极膜中有透过膜a进入到左侧区域 【答案】D 【分析】由图可知，M电极为原电池的负极，碱性条件下乙硼烷在负极失去电子发生氧化反应生成偏硼酸根离子和水，N电极为正极，酸性条件下邻苯二醌类物质在正极得电子发生还原反应生成邻苯二酚类物质，中间层中水电离出的氢离子移向N极、氢氧根离子移向M极。 【详解】A．由分析可知，N电极为正极，故A正确； B．由分析可知，M电极为原电池的负极，碱性条件下乙硼烷在负极失去电子发生氧化反应生成偏硼酸根离子和水，电极反应式为，故B正确； C．N电极为正极，双极膜的b膜产生氢离子移向N电极，a膜产生氢氧根离子移向M电极，由得失电子数目守恒和电荷守恒可知，原电池工作时需要定期补充水和氢氧化钠，故C正确； D．根据可知，转移1.2mol电子时，需要有1.4mol氢氧根，根据电荷守恒，透过膜a过来的氢氧根为1.2mol，故D错误； 故选C。 16．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴、阳离子所组成的盐，也称为低温熔融盐。一种以LiAlCl4离子液体为电解质的铝-磷酸铁锂二次电池放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，铝电极的电极反应式为：Al-3e-+7AlCl=4Al2Cl B．放电时，磷酸铁锂电极中锂元素被氧化 C．充电时，电子由Al电极经离子液体流向磷酸铁锂电极 D．充、放电时，磷酸铁锂电极中铁元素质量、价态均保持不变 【答案】A 【分析】以离子液体为电解质的铝一磷酸铁锂二次电池放电时铝为负极，失电子发生氧化反应，根据图像可知转化为，负极电极反应式为：，磷酸铁锂为正极，铁元素被还原，电极反应式为：；则充电时，铝电极为阴极，磷酸铁锂为阳极，据此分析； 【详解】A．由分析可知，铝电极为负极，发生反应：，故A正确； B．放电时，磷酸铁锂电极为正极，由电极反应可知，锂元素化合价不变，铁元素被还原，故B错误； C．电子不经过电解液，充电时，电子由电源负极流出，流入Al电极，再经磷酸铁锂电极流出，流入电源正极，故C错误； D．放电时磷酸铁锂电极中三价铁被还原为二价铁，充电时则相反，故D错误； 故选A。 17．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中）二氧化锰氧化还原吸附剂调制的碳毡，其库仑效率(衡量电池充放电过程中电荷转移效率的一个重要指标)优于传统的锌氯电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，碳毡的电势高于锌箔 B．放电时，负极的电极反应式： C．充电时，向锌箔移动 D．充电时，阴极增重6.5g时，阳极转移个电子 【答案】C 【分析】充电过程，锌离子转变为锌，为阴极上得电子的还原反应，锰离子转变为二氧化锰、氯离子转变为氯气，为阳极上失电子的氧化反应； 放电过程，锌转变为锌离子，为负极上失电子的氧化反应，二氧化锰转变为锰离子、氯气转化为氯离子，为正极上得电子的还原反应，由此分析回答。 【详解】A．放电时，锌箔为负极，电极电势低，A正确； B．由分析可知，放电时，负极上为锌失电子转化为锌离子，电极反应式：Zn−2e−=Zn2+，B正确； C．充电时，Cl−向阳极移动，C错误； D．充电时，阴极的电极反应式：Zn2++2e−=Zn，阴极增重6.5g时，则阴极转移0.2NA个电子，根据电子守恒，阳极转移0.2NA个电子，D正确； 故选C。 18．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）一种锌钒(Zn/V2O5))水性混合离子电池的结构示意图如图，放电时正极发生的反应为xLi++xe-+V2O5=LixV2O5，下列说法错误的是 A．放电时，内电路中的电流方向为锌极到V2O5极 B．充电时，溶液中Li+浓度不断增大 C．充电时，电极B上的电势比电极A的高 D．放电时，电极A每减少6.5g，有0.2xmolLi+嵌入电极B 【答案】D 【分析】由放电时正极发生的反应可知，放电时，电极A为原电池的负极，电极B为正极，锂离子嵌入五氧化二钒中；充电时，与直流电源正极相连的B电极为电解池的阳极，电极A为阴极，锂离子从五氧化二钒中脱嵌。 【详解】A．由分析可知，放电时，电极A为原电池的负极，电极B为正极，则内电路中的电流方向为锌极到五氧化二钒极，故A正确； B．由分析可知，充电时，锂离子从五氧化二钒中脱嵌导致溶液中锂离子浓度不断增大，故B正确； C．由分析可知，充电时，直流电源正极相连的B电极为电解池的阳极，电极A为阴极，所以电极B上的电势比电极A的高，故C正确； D．放电时，极A为原电池的负极，电极B为正极，锂离子嵌入五氧化二钒中，则由得失电子数目守恒可知，电极A减少6.5g时，嵌入电极B的锂离子的物质的量为×2=0.2mol，故D错误； 故选D。 19．（2025·内蒙古·模拟预测）钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是 A．Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B．充电过程中或的价态降低 C．晶体Ⅱ的化学式为 D．晶胞Ⅲ中键数目为24 【答案】C 【分析】钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时装置为电解池，其为阳极，失去电子发生氧化反应，充电随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ，则Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程； 【详解】A．由分析，Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程，原电池中会发生自发的氧化还原反应，A错误； B．充电过程阳极发生氧化反应，则或的价态升高，B错误； C．据“均摊法”，晶胞Ⅱ中含个FeC6、个MnN6、4个K，则化学式为，C正确；   D．结合C分析，晶胞Ⅲ中24个CN-，CN-中含有碳氮叁键，1个叁键含有1个σ键2个π键，则其中键数目为48，D错误； 故选C。 20．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）我国科技人员为了在更温和的条件下实现废水中氯苯的无害化处理，设计开发了一种电化学装置，如图所示。 转化过程：、 下列说法正确的是 A．a为电源负极 B．阳极区发生转化i的电极反应为 C．若氯苯完全转化为，生成气体 D．电解一段时间后，阴极区溶液增大 【答案】C 【分析】从图中可知，左侧电极上，氯苯转化为二氧化碳等物质，氯苯中的C失电子发生氧化反应，因此左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，气体X为H2。 【详解】A．根据分析左侧电极上，氯苯转化为二氧化碳等物质，氯苯中的C失电子发生氧化反应，因此左侧电极为阳极，a为正极，A错误； B．阳极区是酸性条件下的反应，没有OH-离子参与，正确的离子方程式为：，B错误； C．1mol氯苯完全转化为CO2，共失去28mol电子，X为H2，共生成H2，C正确； D．阴极上有多少H+放电生成H2，就有多少H+通过质子交换膜进入阴极，电解一段时间后，阴极区溶液不变，D错误； 答案选C。 21．（24-25高三上·辽宁·期末）下列实验装置能达到相应实验目的的是 A．验证氯气与水反应的产物具有漂白性 B．制取无水 C．探究压强对平衡的影响 D．探究钢铁的腐蚀和防护条件 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．干燥的氯气不能使干燥的红布条褪色，碱石灰可吸收氯气，湿润的红布条不褪色，无法验证氯气与水反应后的产物具有漂白性，故不选A； B．易水解，蒸干溶液得到氢氧化铁，无法获得无水，故不选B； C．氢气与碘蒸气反应前后气体分子数不变，改变压强平衡不移动，增大压强，体积缩小，I2浓度增大，气体颜色加深，不能证明平衡发生移动，故不选C； D．开关置于处时形成原电池，铁为负极，铁电极处产生蓝色沉淀，加速铁的腐蚀；开关置于处时形成电解池，铁为阳极，铁电极处产生蓝色沉淀，加速铁腐蚀；开关置于处时形成电解池，铁为阴极，铁电极处无蓝色沉淀产生，可减缓铁的腐蚀，故选D； 选D。 （2025·内蒙古·模拟预测）阅读下列材料，完成下列小题。 随着锂离子电池在众多领域的广泛应用，其废旧电池的回收工作愈发显得意义重大。现行的回收工艺通常采用酸浸碱浸的方法，从锂离子电池正极材料(含少量金属)中提取和，得到的和在空气中煅烧，可实现的再生。与此同时，为达成绿色回收和的目标，科研人员正在研究一种新型电解回收工艺。已知：。 22．一种现行回收工艺的流程如下图所示。下列说法正确的是 A．“浸取”反应中，正极材料成分为还原剂 B．“浸取”时转化为和 C．滤液2中 D．再生： 23．电解回收工艺的原理如下图所示。下列说法错误的是 A．太阳能电池板经光照产生的电子流向a极 B．浸出： C．b电极反应： D．电解前除去中的杂质，可提高纯度 【答案】22．B 23．A 【分析】电池正极材料(含少量金属)，加稀硫酸及过氧化氢反应，生成铜离子、钴离子、锂离子，再加氢氧化钠进行沉铜，进一步加氢氧化钠进行沉钴，进行一系列操作得到碳酸锂，将得到的和在空气中煅烧，实现的再生；由太阳能电池电解回收工艺的原理可知，电极a上水失去电子变为氧气，所以电极a为阳极，电极式为，电极b为阴极，电极式为，据此作答。 32．A．“浸取”反应中，正极材料成分中Co元素化合价由+3价降低为+2价，所以正极材料成分为氧化剂，故A错误； B．“浸取”时和稀硫酸及过氧化氢反应，由流程图可知，沉钴时加NaOH溶液生成Co(OH)2，则Co元素在“浸取”时转化为Co2+，Li元素化合价不变，所以“浸取”时转化为和，故B正确； C．滤液2中Cu(OH)2、Co(OH)2达到饱和，则滤液2中，故C错误； D．再生的过程中，在空气中煅烧，氧气为氧化剂，所以化学方程式为：，故D错误； 答案选B。 33．A．根据分析可知，电极b为阴极，太阳能电池板经光照产生的电子流向b极，故A错误； B．根据分析可知，浸出生成钴离子，钴元素化合价降低，氧元素化合价升高，所以离子方程式：，故B正确； C．根据分析可知，b电极为阴极，电极反应式：，故C正确； D．根据分析可知，电解前除去中的杂质，防止铜离子加NaOH溶液时生成Cu(OH)2，可提高纯度，故D正确； 答案选A。 24．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期末）乙烯氯化反应合成1，2-二氯乙烷电化学装置如图所示，A，B为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A电极的电极反应式为 ，离子交换膜为 (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 【答案】 阴离子 【详解】从图中可以看出，由乙烯转化为CH2ClCH2Cl，碳元素的化合价升高，A(Pt)为负极，Cl2得电子生成Cl-，B(Pt)为正极。A(Pt)电极中，乙烯得电子产物与电解质反应，生成CH2ClCH2Cl，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，可得出电极反应式为；在B(Pt)电极，Cl2+2e-=2Cl-，则Cl-透过离子交换膜向A电极移动，所以离子交换膜为阴离子交换膜。 25．（2025·辽宁·一模）磷酸亚铁锂电池的总反应式为，其工作原理如图所示。放电时极的电极反应式为 。 【答案】 【详解】根据总反应式，放电时极为正极，发生还原反应，电极反应式为。 26．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）某研究小组自制了熔融碳酸盐甲醇燃料电池，工作原理如图所示。 电极B为 (填“正”或“负”)极，电极A上的电极反应式为 。 【答案】 正 【详解】由图可知，CH3OH在电极A失去电子生成CO2，则电极A为负极，O2在电极B得到电子且和CO2反应生成，电极B为正极，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极A的电极方程式为：。 27.（23-24高三上·吉林长春·期末）一种电化学法将转化为乙烯的原理如图所示。 以铅蓄电池为电源，每生成乙烯，理论上铅蓄电池负极消耗的的物质的量为 。 【答案】 3mol 【详解】电解池的阴极是得到电子的电极，由图从反应物CO2通过电解得到生成物C2H4的过程可知此处为阴极，根据化合价变化与电解质溶液中使用质子交换膜，因此可在方程式中使用氢离子，可配平与书写电极反应式，阴极的电极反应式为：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；由电极反应式可知，每生成0.5mol乙烯，电路中转移电子6mol，铅酸电池的负极每消耗1mol铅单质能够提供2mol电子，所以理论上铅蓄电池负极消耗的Pb的物质的量为3mol。 28.（24-25高三上·辽宁抚顺·期中）锂电池放电过程中物质的转化如图所示。放电时a极的电极反应式为 。 【答案】 Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2 【详解】由图可知：a极上Li1-xCoO2生成LiCoO2，Co的化合价降低，得电子发生还原反应，根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒得出方程式为：Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2。 29．（24-25高三上·辽宁沈阳·期中）现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题： (1)甲装置是 (填“原电池”或“电解池”)，甲池中a极的电极反应式 ，乙池中c极的电极反应式 。 (2)通电5min后，电路中通过0.2mol电子，乙中共收集2.24L气体(标准状况)，溶液体积为200mL，则通电前溶液的物质的量浓度为 (设电解前后溶液体积无变化)，若加入一种物质即可使乙装置溶液恢复到电解前的状态，则加入的物质是 (填选项)，其物质的量为 。 A．Cu            B．NaOH            C．            D．CuO (3)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则N为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。 【答案】(1) 原电池 (2) 0.25mol/L C 0.05mol (3)阳 【分析】由图可知，甲装置为燃料电池，通入甲醇的电极a为燃料电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极b为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水；乙、丙装置为电解池，乙装置中c电极和丙装置中的左侧电极为阳极，d电极和右侧电极为阴极； 【详解】（1）由分析可知，甲装置为燃料电池，通入甲醇的电极a为燃料电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为，乙池为电解池，c极为阳极，水电离出氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式； （2）乙装置为电解池，c电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，电路中通过0.2mol电子时，标准状况下阳极生成氧气的体积为0.2mol××22.4L/mol=1.12L＜2.24L，则铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜后，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成标准状况下1.12L氢气，由得失电子数目守恒可知，通电前硫酸铜溶液的浓度为=0.25mol/L，则由铜原子和氢原子个数守恒可知，加入0.05mol氢氧化铜固体可使乙装置溶液恢复到电解前的状态，故选C； （3）由分析可知，丙装置为电解池，左侧电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，右侧电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子和氢气，则利用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾时，硫酸钾溶液中钾离子通过阳离子交换膜N加入阴极室。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$