专题03 电化学及其应用（河北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟化学真题分类汇编

专题03 电化学及其应用 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 电化学及其应用 （5年5考） 2025·河北卷、2024·河北卷、2023河北卷、2022·河北卷、2021河北卷 1.主要考查原电池和电解池的工作原理的应用。 2.常考内容有电子、电流、离子移动方向；电极判断、电极反应式、反应类型、隔膜判断、电极附近PH变化以及相关计算。 3.考查模式以二次电源为主。 1．（2025·河北·高考真题）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下： 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A．电极上发生的反应： B．产生标准状况下时，理论上可转化的 C．再锂化过程中，向电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 2.（2024·河北·高考真题）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。2．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 3．（2023·河北·高考真题）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③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，b电极上发生还原反应 B．充电时，外电源的正极连接b电极 C．放电时，①区溶液中的向②区迁移 D．放电时，a电极的电极反应式为 4．（2022·河北·高考真题）科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置，工作原理示意图如图。 下列说法正确的是 A．电极b为阳极 B．隔膜为阴离子交换膜 C．生成气体M与N的物质的量之比为2：1 D．反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O 5．（2021·河北·高考真题）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是 A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过 B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极 C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22 D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水 1．（2025·河北衡水·一模）富集海水中锂的电化学系统如图所示，工作步骤如下： ①启动电源1，所在腔室的进入结构而形成。 ②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使中的脱出进入腔室2. 关于该电化学系统的说法正确的是 A．启动电源1时，电极1为阴极 B．启动至关闭电源1，若转化的与生成的之比为，可得中的 C．启动电源2时电极反应式为 D．电化学系统降低了腔室2中LiOH的浓度 2．（2025·河北保定·三模）用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为，还含有等杂质)。下列说法错误的是 A．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜 B．电池工作一段时间后，右室溶液的增大 C．a极电极反应式： D．若将含有的废水完全处理，可除去的质量为292.5g 3．（2025·河北保定·二模）科学家开发出了用于安全快速充电的钠金属电池的弱溶剂电解质(WSE)，一使用了WSE的电池工作时的装置如图所示。下列叙述正确的是 A．可以用稀硫酸代替WSE B．放电时，向a极迁移 C．WSE中阴离子呈正六面体结构 D．充电时，b极的电极反应式为 4．（2025·河北保定·三模）二苯重氮甲烷()在抗生素的制备过程中起关键作用。以二苯甲酮腙()为前体合成二苯重氮甲烷的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极电势：石墨 B．若以铅酸蓄电池为电源，则与Ni电极相连的为Pb电极 C．合成1mol二苯重氮甲烷，理论上消耗22.4L氢气(标准状况下) D．电解质溶液中合成二苯重氮甲烷的化学方程式为+I2+2HI 5．（2025·河北·一模）用于HMF()转化为FDCA()的液流燃料电池(LFFC)的结构和原理示意图如下图所示。该系统采用了酸性-碱性电解液的不对称设计，使用作为M极电解液，使用作为N极电解液。下列说法正确的是 A．电子由N极通过外电路转移到M极 B．M极的电极反应为 C．理论上，随反应进行需要及时添加 D．理论上，当消耗时生成 6．（2025·河北石家庄·二模）氮气还原耦合氢气氧化连续流电化学合成氨，以锂为介导，苯酚为质子穿梭剂，实现了常温常压条件下的高效合成氨，其装置及原理如图所示。 下列有关说法错误的是 A．电极X应连接电源的正极 B．电极Y反应之一： C．电解过程中质子穿梭剂可循环使用，理论上无需添加 D．与常规铁催化合成氨比较，此方法降低能耗，减少了的排放 7．（2025·河北·模拟预测）二氧化氯（）气体是一种对环境无二次污染的高效水处理剂。催化电解制备的装置示意图如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为阳极，发生氧化反应 B．阴极区溶液中浓度逐渐增大 C．理论上电路中每转移1mol，阳极室溶液质量减少67.5g D．理论上阴极室和阳极室生成气体的物质的量之比为1：2 8．（2025·河北·模拟预测）利用电解质高选择性传递自由基阳离子，通过电解可使苯并呋喃类有机物与乙烯基重氮化合物的环化成为可能，其工作原理如图所示，工作过程中电极上电子利用率只有60%。下列说法正确的是 A．电流流动方向：正极极电解质极负极 B．Y电极反应式为 C．工作过程中，移向Y电极的阳离子只有 D．当制得1mol时，理论上电路中转移 9．（2025·河北石家庄·三模）我国科学工作者研究了一种高度稳定的富锂正极材料。当电池充电至和时，在正极材料中分别检测到和，至充电结束时正极未检测到其他形态的物质。下列说法错误的是 A．充电过程中的电势高于 B．放电时，固体电解质中的质量分数不变 C．放电时，正极存在电极反应式： D．充电时，正极有和生成时，负极质量增加 10．（2025·河北保定·一模）有机物参加的反应在日常生活和科学研究中扮演着重要的角色，不仅可以用于有机合成，还可以用于多种材料的改性和功能化设计。某科研小组以硝基苯为原料电催化合成的装置如图所示，M电极和N电极为覆盖催化剂的惰性电极，装置工作时定时将N电极室溶液转移至M电极室。下列说法正确的是 A．装置工作时，通过离子交换膜移向N极 B．阳极反应：2-4e-+4OH-+4H2O C．装置工作时，阴离子交换膜两侧溶液的保持不变 D．转移相同电量，M电极消耗的和N电极产生的和相等 11．（2025·河北邯郸·三模）生物质衍生物糠醛()作为一种大宗化学品，通过电化学方法可以实现对其醛基官能团的氧化、加氢，以及开环反应，从而转化为多种增值化学品和燃料。根据信息回答下列小题。 吉林大学一学者在酸性电解液中以顺丁烯二酸和2-甲基呋喃为目标产物，成功构建糠醛发散成对电化学转化体系(如图)。下列说法错误的是 A．电极a的电势低于电极b B．离子交换膜应选用质子交换膜 C．电路中转移时，两极消耗等量的糠醛 D．电极b的电极反应式为 12．（2025·河北邢台·二模）/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子()和空穴()，其制氧效果优越，原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a B．放电时，每消耗0.1 mol，负极区电解质溶液的质量增加13 g C．充电时，电势高低：a<b D．充电时，电池总反应： 13．（2025·河北张家口·二模）室温条件下合成氨是科技工作者研究的热点。通过使用阳离子交换膜，电解酸性电解质溶液制备氨的部分反应原理和装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极电势：X>Y B．a极的电极反应式为 C．电路中转移电子的数目与通过交换膜的离子的数目不相等 D．阴极消耗的质子数与阳极生成的质子数之比为5∶6 14．（2025·河北唐山·二模）库伦测硫仪(如图)可测定SO2和SO3混合气体中SO2的含量。检测前，500mL电解质溶液中保持不变，电解池不工作。待气体进入后，测硫仪立即自动进行电解至又回到原定值。电解结束，库伦测硫仪显示电解过程中转移电子xmol，取100mL电解池中溶液，滴加足量BaCl2溶液得沉淀mg。(F=96500C·mol-1)。下列说法错误的是 A．右侧Pt电极接电源负极 B．电解池工作时，发生反应SO2++2H2O=+3I-+4H+ C．混合气体中SO2的体积分数为 D．若以10A的电源进行电解，则理论上需用时2.68x小时 15．（2025·河北石家庄·二模）/乙醇混合可充电式液流电池系统在充放电过程中具有良好的稳定性，同时在正极区可以合成高附加值的醋酸铵，其工作原理如下图。下列说法错误的是 A．放电时，为电池正极 B．充电过程中阴极区溶液的碱性减弱 C．放电时，正极的电极反应式为 D．若正极区恰好生成1mol醋酸铵，理论上负极质量减少130g 16.（2025·河北·模拟预测）阅读以下材料，完成下列2个小题。 在化学世界中，氮的化合物种类繁多且作用关键，其中氮化硼(BN)和氮氧化物备受关注。六方氮化硼呈层状排列，具备良好的润滑性，常作高温润滑剂；立方氮化硼结构紧密，硬度仅次于金刚石，用于制造切削刀具；氮氧化物是大气污染的源头之一，大量排放会造成光化学烟雾和硝酸型酸雨，危害人体健康与生态环境，目前，通过改进燃烧技术和安装尾气净化装置能有效控制其排放。 研究人员开发的一种电池装置及在不同电压下的单位时间产量如图所示。 已知：法拉第效率。下列说法错误的是 A．时，Y极电极反应为 B．双极膜中向Y极迁移 C．X电极上消耗时，双极膜中有发生解离 D．时，0.7V电压下连续放电10小时，外电路中通过，法拉第效率为63.40% 17．（2025·河北沧州·模拟预测）生物电芬顿系统是将生物(电活性微生物，弱酸、中性条件下活性高)电化学系统与芬顿氧化工艺耦合的新兴水处理技术，产生的活性中间体在废水处理领域具有良好的应用前景。现用生物电芬顿系统处理含废水，工作原理如图，下列叙述错误的是 A．离子交换膜为质子交换膜 B．电解过程中a极区pH增大 C．b极电极反应式为，还伴随反应： D．若处理，不考虑其他副反应，理论上电路中通过 18．（2025·河北邯郸·三模）一种高效除去废水中的的电化学装置如图所示。已知常温下，，。下列说法正确的是 A．若以铅蓄电池为电源，则a极应与电极相连 B．阳极发生的电极反应为 C．开始电解前应先调节约为2，若，该电解原理除去的效率更高 D．电路中有电子通过时，理论上最多生成的的质量为 19．（2025·河北·模拟预测）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，FQ所在电极与电源正极相连 B．充电时，阴极区溶液的pH减小 C．放电时，中性电解质溶液的浓度增大 D．放电时，电池的正极反应式为 20．（2025·河北·模拟预测）近日，武汉大学雷爱文/李武教授团队以廉价易得的氘水为氘源，在温和条件下实现了芳烃的还原氘代反应，其原理如图所示。 下列叙述正确的是 A．电子由电源负极流向极 B．b极上发生还原反应 C．a极电极反应式为 D．标准状况下，收集气体时转移电子数目约为 试卷第14页，共14页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 电化学及其应用 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 电化学及其应用 （5年5考） 2025·河北卷、2024·河北卷、2023河北卷、2022·河北卷、2021河北卷 1.主要考查原电池和电解池的工作原理的应用。 2.常考内容有电子、电流、离子移动方向；电极判断、电极反应式、反应类型、隔膜判断、电极附近PH变化以及相关计算。 3.考查模式以二次电源为主。 1．（2025·河北·高考真题）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下： 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A．电极上发生的反应： B．产生标准状况下时，理论上可转化的 C．再锂化过程中，向电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 【答案】B 【分析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则 转化为过程中，Co元素化合价由降为+3，得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为，Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为，据此回答。 【详解】A．由分析知，电极上发生的反应：，A错误； B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 mol) 时转移1 mol 电子，理论上转化的，B正确； C．为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误； D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生、消耗，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误； 故选B。 2.（2024·河北·高考真题）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。2．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】2．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 2．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：，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，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，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，D正确； 故选C。 3．（2023·河北·高考真题）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③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，b电极上发生还原反应 B．充电时，外电源的正极连接b电极 C．放电时，①区溶液中的向②区迁移 D．放电时，a电极的电极反应式为 【答案】B 【分析】 放电时，电极材料转化为，电极反应  -2ne-= +2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③为碱性溶液是电极，①为酸性溶液是二氧化锰电极。 【详解】A．充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确； B．充电时，外电源的正极连接a电极相连，电极失去电子，电极反应为，B错误； C．放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确； D．放电时，a电极的电极反应式为，D正确； 故选：B。 4．（2022·河北·高考真题）科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置，工作原理示意图如图。 下列说法正确的是 A．电极b为阳极 B．隔膜为阴离子交换膜 C．生成气体M与N的物质的量之比为2：1 D．反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O 【答案】BD 【分析】由图可知，a电极为阳极，碱性条件下[Fe(CN)6]4—离子在阳极失去电子发生氧化反应生成[Fe(CN)6]3—离子，催化剂作用下，[Fe(CN)6]3—离子与氢氧根离子反应生成[Fe(CN)6]4—离子、氧气和水，b电极为阴极，水分子作用下DHPS在阴极得到电子发生还原反应生成DHPS—2H和氢氧根离子，催化剂作用下，DHPS—2H与水反应生成DHPS和氢气，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动，则M为氧气、N为氢气。 【详解】A．由分析可知，b电极为电解池的阴极，故A错误； B．由分析可知，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动，则隔膜为阴离子交换膜，故B正确； C．由分析可知，M为氧气、N为氢气，由得失电子数目守恒可知，氧气和氢气的物质的量之比为1：2，故C错误； D．由分析可知，反应器I中发生的反应为催化剂作用下，[Fe(CN)6]3—离子与氢氧根离子反应生成[Fe(CN)6]4—离子、氧气和水，反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O，故D正确； 故选BD。 5．（2021·河北·高考真题）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是 A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过 B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极 C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22 D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水 【答案】D 【分析】由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K—e-=K+，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾；据以上分析解答。 【详解】A．金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许通过，不允许通过，故A正确； B．由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极应与直流电源的正极相连，做电解池的为阳极，故B正确； C．产生1Ah电量时电路中转移0.0373mol电子，由分析可知，生成1mol超氧化钾时，消耗1mol氧气，两者的质量比值为(1mol×71g/mol)：(1mol×32g/mol)≈2.22：1，故C正确； D．铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反应消耗2mol水，转移2mol电子，由得失电子数目守恒可知，耗钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为×18g/mol=1.8g，故D错误； 故选D。 1．（2025·河北衡水·一模）富集海水中锂的电化学系统如图所示，工作步骤如下： ①启动电源1，所在腔室的进入结构而形成。 ②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使中的脱出进入腔室2. 关于该电化学系统的说法正确的是 A．启动电源1时，电极1为阴极 B．启动至关闭电源1，若转化的与生成的之比为，可得中的 C．启动电源2时电极反应式为 D．电化学系统降低了腔室2中LiOH的浓度 【答案】B 【分析】由①可知，启动电源1，所在腔室的Li+进入结构而形成，可知中Mn元素的化合价降低，为阴极，电极反应式为，电极1为阳极，连接电源正极；②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使中的脱出进入腔室2，可知，电极2为阴极，电极反应式为：；阳极的电极反应式为：，以此分析解题。 【详解】A．由分析可知，室Ⅰ中电极Ⅰ连接电源Ⅰ的正极，作阳极，发生氧化反应，故A错误； B．根据分析可知，启动至关闭电源1，转化的n()与生成的n()之比为20：3，设生成的氧气为3mol，转移电子为12mol，根据阳极的电极反应式：，结合电子守恒，可知2mol生成时转移1.2mol电子，可得中的x=1.2，故B正确； C．启动电源2时，电极是阳极，电极反应式为：，故C错误； D．由分析可知，启动电源2，使中的脱出进入腔室2，电极2为阴极，电极反应式为：；提高了腔室2中的浓度，故D错误； 故答案选B。 2．（2025·河北保定·三模）用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为，还含有等杂质)。下列说法错误的是 A．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜 B．电池工作一段时间后，右室溶液的增大 C．a极电极反应式： D．若将含有的废水完全处理，可除去的质量为292.5g 【答案】D 【分析】如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，在a极，失去电子，被氧化为和，为负极，电极反应式为，则b极为正极，得电子被还原为，电极反应式为，海水中的阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动，据此回答。 【详解】A．a电极失去电子，附近负电荷减少，为了淡化海水，阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，A正确； B．由分析可知，b为正极，电极反应式为，则消耗氢离子，增大，B正确； C．由分析可知，a极电极反应式：，C正确； D．的物质的量为，根据选项A分析可知，消耗时转移电子，根据电荷守恒可知，可同时处理，其质量为，但是海水中还含有等杂质离子，故除去的质量小于，D错误； 故选D。 3．（2025·河北保定·二模）科学家开发出了用于安全快速充电的钠金属电池的弱溶剂电解质(WSE)，一使用了WSE的电池工作时的装置如图所示。下列叙述正确的是 A．可以用稀硫酸代替WSE B．放电时，向a极迁移 C．WSE中阴离子呈正六面体结构 D．充电时，b极的电极反应式为 【答案】D 【分析】装置为原电池，左侧为原电池的负极，电极反应为：，右侧为原电池的正极，放电时正极反应方程式为；充电量为电解池，则左侧为阴极，电极反应为、右侧为阳极，电极反应为：，据此分析； 【详解】A．稀硫酸与钠反应，A错误； B．放电时，负极发生氧化反应，Na+从硬碳材料中脱出，由负极迁移到正极与Na3-xV2(PO4)3结合，B错误； C．的价层电子对数，为八面体结构，C错误； D．充电时，b极的电极反应式为，D正确； 故选D。 4．（2025·河北保定·三模）二苯重氮甲烷()在抗生素的制备过程中起关键作用。以二苯甲酮腙()为前体合成二苯重氮甲烷的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极电势：石墨 B．若以铅酸蓄电池为电源，则与Ni电极相连的为Pb电极 C．合成1mol二苯重氮甲烷，理论上消耗22.4L氢气(标准状况下) D．电解质溶液中合成二苯重氮甲烷的化学方程式为+I2+2HI 【答案】C 【详解】A．石墨电极上I-失电子生成I2，发生氧化反应，为阳极；Ni电极上H+得电子生成H2，发生还原反应，为阴极。阳极电极电势大于阴极，所以电极电势：石墨> Ni，A正确； B．Ni电极为阴极，应与铅酸蓄电池的负极相连，铅酸蓄电池中Pb电极为负极，PbO2电极为正极，所以与Ni电极相连的为Pb电极 ，B正确； C．Ni电极上发生反应：2H+ + 2e- = H2↑，合成二苯重氮甲烷时，石墨电极上I-失电子，根据得失电子守恒，合成1mol二苯重氮甲烷，转移2mol电子，理论上生成1mol H2，标准状况下体积为22.4L，并不是消耗，C错误； D．电解质溶液中合成二苯重氮甲烷的反应，原子守恒，电子守恒，D正确； 故答案选C。 5．（2025·河北·一模）用于HMF()转化为FDCA()的液流燃料电池(LFFC)的结构和原理示意图如下图所示。该系统采用了酸性-碱性电解液的不对称设计，使用作为M极电解液，使用作为N极电解液。下列说法正确的是 A．电子由N极通过外电路转移到M极 B．M极的电极反应为 C．理论上，随反应进行需要及时添加 D．理论上，当消耗时生成 【答案】D 【分析】N极V化合价+5→+4，得电子，则N极为正极，电极反应式为，故M极为负极，电极反应式为：。生成的VO2+在NO、HNO3的催化下与氧气反应生成和H2O。 【详解】A．据分析，N极为正极，M极为负极，电子由M极通过外电路转移到N极，故A错误； B．据分析，M极的电极反应为，故B错误； C．由图示可知，通过通入氧气再生，循环利用，无需添加，故C错误； D．根据电子守恒，列出关系式：，故D正确； 故答案为D。 6．（2025·河北石家庄·二模）氮气还原耦合氢气氧化连续流电化学合成氨，以锂为介导，苯酚为质子穿梭剂，实现了常温常压条件下的高效合成氨，其装置及原理如图所示。 下列有关说法错误的是 A．电极X应连接电源的正极 B．电极Y反应之一： C．电解过程中质子穿梭剂可循环使用，理论上无需添加 D．与常规铁催化合成氨比较，此方法降低能耗，减少了的排放 【答案】B 【分析】由图可知，氢气在电极X发生氧化反应，则X为阳极，氮气在电极Y发生还原反应，则电极Y为阴极，以此解题。 【详解】A．由分析可知，X为阳极，则电极X应连接电源的正极，A正确； B．电极Y为阴极，发生还原反应，则电极Y反应之一为：，B错误； C．由图可知，苯酚在该装置中可以循环使用，苯酚为质子穿梭剂，可循环使用，理论上无需添加，C正确； D．根据题意可知，该装置实现了常温常压条件下的高效合成氨，且没有二氧化碳排放，D正确； 故选B。 7．（2025·河北·模拟预测）二氧化氯（）气体是一种对环境无二次污染的高效水处理剂。催化电解制备的装置示意图如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为阳极，发生氧化反应 B．阴极区溶液中浓度逐渐增大 C．理论上电路中每转移1mol，阳极室溶液质量减少67.5g D．理论上阴极室和阳极室生成气体的物质的量之比为1：2 【答案】C 【分析】装置图为电解池，则左侧失电子为阳极，电极反应：，右侧电极为阴极，得电子，电极反应：，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，据此分析； 【详解】A．电极a为阳极，失电子，发生氧化反应，A正确； B．阴极区电极反应：，溶液中浓度逐渐增大，B正确； C．理论上电路中每转移1mol，阳极室溶液质量减少1mol和1molNa+，质量为90.5g，C错误； D．根据分析中电极反应可知，理论上阴极室和阳极室生成气体的物质的量之比为1：2，D正确； 故选C。 8．（2025·河北·模拟预测）利用电解质高选择性传递自由基阳离子，通过电解可使苯并呋喃类有机物与乙烯基重氮化合物的环化成为可能，其工作原理如图所示，工作过程中电极上电子利用率只有60%。下列说法正确的是 A．电流流动方向：正极极电解质极负极 B．Y电极反应式为 C．工作过程中，移向Y电极的阳离子只有 D．当制得1mol时，理论上电路中转移 【答案】A 【分析】 由图可知，与直流电源正极相连的X极为电解池的阳极，在阳极失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为—e—=，放电生成的与反应生成，Y极为阴极，在阴极得到电子发生还原反应生成和氮气，电极反应式为+ e—=+N2↑。 【详解】A．由分析可知，与直流电源正极相连的X极为电解池的阳极，Y极为阴极，则电流流动方向为正极极电解质极负极，故A正确； B．由分析可知，Y极为阴极，在阴极得到电子发生还原反应生成和氮气，电极反应式为+ e—=+N2↑，故B错误； C．由分析可知，电解液中的阳离子为和，所以向阴极移动的离子为和，故C错误； D．由分析可知，Y极为阴极，在阴极得到电子发生还原反应生成和氮气，电极反应式为+ e—=+N2↑，则制得1mol时，理论上电路中转移电子的物质的量为=mol，故D错误； 故选A。 9．（2025·河北石家庄·三模）我国科学工作者研究了一种高度稳定的富锂正极材料。当电池充电至和时，在正极材料中分别检测到和，至充电结束时正极未检测到其他形态的物质。下列说法错误的是 A．充电过程中的电势高于 B．放电时，固体电解质中的质量分数不变 C．放电时，正极存在电极反应式： D．充电时，正极有和生成时，负极质量增加 【答案】C 【分析】电池工作原理为：放电时，负极金属锂失去电子变成锂离子，锂离子通过固体电解质嵌入正极材料；充电时，正极材料失去电子，时电极反应方程式为：，时电极反应方程式为：，负极中锂离子得到电子生成锂单质，电极反应方程式为：。 【详解】A．充电过程中电极连接电源正极，作阳极，发生氧化反应，电极连接电源负极，作阴极，发生还原反应，因此电极的电势高于电极，A正确； B．放电时，负极金属锂失去电子变成，通过固体电解质嵌入正极材料，根据电子守恒，负极生成的与正极材料嵌入的物质的量相等，因此固体电解质只是起到传递作用，固体电解质中的质量分数不变，B正确； C．放电时，正极发生还原反应，得到电子，根据元素守恒，可能存在电极反应式：，C错误； D．充电时，正极有和生成时，根据电极反应方程式：和，转移的电子数为，根据电子守恒，负极发生反应，质量增加为，D正确； 故选C。 10．（2025·河北保定·一模）有机物参加的反应在日常生活和科学研究中扮演着重要的角色，不仅可以用于有机合成，还可以用于多种材料的改性和功能化设计。某科研小组以硝基苯为原料电催化合成的装置如图所示，M电极和N电极为覆盖催化剂的惰性电极，装置工作时定时将N电极室溶液转移至M电极室。下列说法正确的是 A．装置工作时，通过离子交换膜移向N极 B．阳极反应：2-4e-+4OH-+4H2O C．装置工作时，阴离子交换膜两侧溶液的保持不变 D．转移相同电量，M电极消耗的和N电极产生的和相等 【答案】B 【分析】 由图可知，在N极发生还原反应生成，N极为阴极，M极为阳极，以此解答。 【详解】A．由分析可知，N极为阴极，M极为阳极，则装置工作时，通过离子交换膜移向M极，A错误； B．M极为阳极，在阳极失去电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2-4e-+4OH-=+4H2O，B正确； C．阳极电极方程式为：2-4e-+4OH-=+4H2O，阴极电极方程式为：+6e-+4H2O=+6OH-，当转移4mol电子时，阴离子交换膜右侧有4mol OH-进入左侧，同时左侧消耗4mol OH-，右侧生成4mol OH-，两侧OH-物质的量不变，但左侧生成了水，OH-浓度减小，pH减小；右侧消耗水，OH-浓度增大，pH增大，C错误； D．阳极电极方程式为：2-4e-+4OH-=+4H2O，阴极电极方程式为：+6e-+4H2O=+6OH-，每转移相同电子，M电极消耗的大于N电极产生的，D错误； 故选B。 11．（2025·河北邯郸·三模）生物质衍生物糠醛()作为一种大宗化学品，通过电化学方法可以实现对其醛基官能团的氧化、加氢，以及开环反应，从而转化为多种增值化学品和燃料。根据信息回答下列小题。 吉林大学一学者在酸性电解液中以顺丁烯二酸和2-甲基呋喃为目标产物，成功构建糠醛发散成对电化学转化体系(如图)。下列说法错误的是 A．电极a的电势低于电极b B．离子交换膜应选用质子交换膜 C．电路中转移时，两极消耗等量的糠醛 D．电极b的电极反应式为 【答案】16．C 【解析】16． 糠醛在电极a发生还原反应，电极a的电极反应式为，电极a为阴极；糠醛在电极b发生氧化反应，电极b的电极反应式为，电极b为阳极，据此解答： A．电极b上发生氧化反应、为阳极，电极a上发生还原反应、为阴极，电极a的电势低于电极b，故A正确； B．电极a消耗质子，电极b生成质子，因此离子交换膜选用质子交换膜效果较好，故B正确； C．根据得失电子守恒，a、b电极消耗的糠醛的物质的量为，与转移电子数无关，故C错误； D．据分析电极b的电极反应式为，故D正确； 故答案为C。 12．（2025·河北邢台·二模）/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子()和空穴()，其制氧效果优越，原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a B．放电时，每消耗0.1 mol，负极区电解质溶液的质量增加13 g C．充电时，电势高低：a<b D．充电时，电池总反应： 【答案】D 【分析】放电时，该装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反应；为正极，发生还原反应；充电时，该装置为电解池，在阴极(b极)得电子生成Zn，H2O在阳极(a极)失电子生成。 【详解】A．电子只在导线中移动，不进入电解质溶液，电子流向：b→导线→a，故A错误； B．放电时，负极区电解质溶液增加的质量为失电子的锌和离子交换膜电离出来的的质量和，根据电极反应式可知每消耗0.1 mol ，转移0.4 mol电子，有0.2 mol Zn失电子进入溶液，0.2 mol 由双极膜进入负极区，则质量增加(0.2×65+0.4×17)g=19.8 g，B错误； C．阳极电势高于阴极电势，由思路分析可知，充电时a电极电势高于b电极电势，C错误； D．充电时，阳极反应为，阴极反应为，总反应为，D正确； 选D。 13．（2025·河北张家口·二模）室温条件下合成氨是科技工作者研究的热点。通过使用阳离子交换膜，电解酸性电解质溶液制备氨的部分反应原理和装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极电势：X>Y B．a极的电极反应式为 C．电路中转移电子的数目与通过交换膜的离子的数目不相等 D．阴极消耗的质子数与阳极生成的质子数之比为5∶6 【答案】D 【分析】由a极氮元素化合价降低可知a极为阴极，X为电源的负极，Y为电源的正极，b极为阳极。 【详解】A．正极的电极电势比负极高，根据分析知，电极电势：Y>X，A错误； B．电解质溶液是酸性，则a极的电极反应式为，B错误； C．根据溶液电中性原则，电路中转移电子的数目与通过交换膜的离子的数目相等，C错误； D．阳极区生成H+，阴极区消耗H+，由电中性原理可知，应有H+进入阴极区，阳极的电极反应式为，当电路中有30mol电子转移时，30mol H+通过离子交换膜在阴极被消耗，阳极上生成36mol H+，二者之比为5∶6，D正确； 故选D。 14．（2025·河北唐山·二模）库伦测硫仪(如图)可测定SO2和SO3混合气体中SO2的含量。检测前，500mL电解质溶液中保持不变，电解池不工作。待气体进入后，测硫仪立即自动进行电解至又回到原定值。电解结束，库伦测硫仪显示电解过程中转移电子xmol，取100mL电解池中溶液，滴加足量BaCl2溶液得沉淀mg。(F=96500C·mol-1)。下列说法错误的是 A．右侧Pt电极接电源负极 B．电解池工作时，发生反应SO2++2H2O=+3I-+4H+ C．混合气体中SO2的体积分数为 D．若以10A的电源进行电解，则理论上需用时2.68x小时 【答案】C 【分析】由题干电解池装置图可知，左侧Pt电极转化为I-转化为，电极反应为：3I- -2e-=发生氧化反应，作阳极，右侧Pt电极为H+得到电子生成H2，作阴极，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，右侧Pt电极为阴极，故右侧Pt电极接电源负极，A正确； B．电解池工作时，二氧化硫在电解池中发生的反应为反应生成的碘三离子与二氧化硫反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子，发生反应SO2++2H2O=+3I-+4H+，B正确； C．由题干数据可知，电解结束，库伦测硫仪显示电解过程中转移电子xmol，即SO2等物质的量为：mol，取100mL电解池中溶液，滴加足量BaCl2溶液得沉淀mg，则原电解后溶液中含有硫酸根离子的物质的量为：mol，即原混合气体中SO2、SO3的总物质的量为：，故混合气体中SO2的体积分数为，C错误； D．由题干信息可知，电解结束，库伦测硫仪显示电解过程中转移电子xmol，即通过的电量为Q=96500xC，若以10A的电源进行电解，则理论上需用时=2.68x小时，D正确； 故答案为：C。 15．（2025·河北石家庄·二模）/乙醇混合可充电式液流电池系统在充放电过程中具有良好的稳定性，同时在正极区可以合成高附加值的醋酸铵，其工作原理如下图。下列说法错误的是 A．放电时，为电池正极 B．充电过程中阴极区溶液的碱性减弱 C．放电时，正极的电极反应式为 D．若正极区恰好生成1mol醋酸铵，理论上负极质量减少130g 【答案】B 【分析】由图可知，放电时，Zn失去电子生成，则Zn板为负极，电极方程式为：，正极为硝酸根离子被还原为氨气，正极的电极反应式：，此时OH-通过离子交换膜由左侧移向右侧；充电时，阴极的电极反应式：，阳极的乙醇被氧化为乙酸，电极方程式为：，此时通过离子交换膜由右侧移向左侧，且生成的氨气和醋酸反应生成，据此解题。 【详解】A．由分析可知放电时，Zn作负极，为电池正极，故A正确； B．充电时，阴极的电极反应式：，反应成氢氧根离子，阴极区溶液的碱性增强，故B错误； C．由分析可知，放电时，正极的电极反应式：，故C正确； D．由分析可知，放电时，正极的电极反应式：，充电时，阳极的乙醇被氧化为乙酸，电极方程式为：，若正极区恰好生成1mol醋酸铵，则转移4mol电子，负极消耗2molZn，质量减小130g，故D正确； 故选B。 16.（2025·河北·模拟预测）阅读以下材料，完成下列2个小题。 在化学世界中，氮的化合物种类繁多且作用关键，其中氮化硼(BN)和氮氧化物备受关注。六方氮化硼呈层状排列，具备良好的润滑性，常作高温润滑剂；立方氮化硼结构紧密，硬度仅次于金刚石，用于制造切削刀具；氮氧化物是大气污染的源头之一，大量排放会造成光化学烟雾和硝酸型酸雨，危害人体健康与生态环境，目前，通过改进燃烧技术和安装尾气净化装置能有效控制其排放。 研究人员开发的一种电池装置及在不同电压下的单位时间产量如图所示。 已知：法拉第效率。下列说法错误的是 A．时，Y极电极反应为 B．双极膜中向Y极迁移 C．X电极上消耗时，双极膜中有发生解离 D．时，0.7V电压下连续放电10小时，外电路中通过，法拉第效率为63.40% 【答案】D 【分析】2．负极失去电子发生氧化反应，Zn变成发生氧化反应，电极X为负极，电极反应式：，则Y为正极。 A．时，N元素由+3降到-3价，得6个电子，电极反应式：，A正确； B．原电池中负极失电子，正极得电子，阳离子向正极移动，故双极膜中的向Y极迁移，B正确； C．X电极上消耗时，转移，双极膜中有发生解离，C正确； D．时，由图可知当电压为0.7V时，氨气产量为，则10h产生氨气为，根据电极反应：，外电路中通过，理论上氨气的质量：，法拉第效率：，D错误； 答案选D。 17．（2025·河北沧州·模拟预测）生物电芬顿系统是将生物(电活性微生物，弱酸、中性条件下活性高)电化学系统与芬顿氧化工艺耦合的新兴水处理技术，产生的活性中间体在废水处理领域具有良好的应用前景。现用生物电芬顿系统处理含废水，工作原理如图，下列叙述错误的是 A．离子交换膜为质子交换膜 B．电解过程中a极区pH增大 C．b极电极反应式为，还伴随反应： D．若处理，不考虑其他副反应，理论上电路中通过 【答案】B 【分析】由图可知，甲烷在a极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，a极为阳极，生成的氢离子通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，b极为阴极，酸性条件下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成过氧化氢，反应生成的过氧化氢与Fe2+反应生成羟基自由基，羟基自由基与溶液中的CN-反应生成氮气和二氧化碳。 【详解】A．由分析可知，a极为电解池的阳极，水分子作用下甲烷在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，生成的氢离子通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，故A正确； B．由分析可知，a极为电解池的阳极，a极电极反应为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，反应中消耗水，若为弱酸条件下，电解过程中a极区pH减小，故B错误； C．由分析可知，b极为阴极，酸性条件下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成过氧化氢，电极反应式为，反应生成的过氧化氢与Fe2+反应生成羟基自由基，反应的离子方程式为，故C正确； D．由分析可知，b极为阴极，酸性条件下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成过氧化氢，电极反应式为，反应生成的过氧化氢与Fe2+反应生成羟基自由基，反应的离子方程式为，羟基自由基与溶液中的CN-反应生成氮气和二氧化碳，反应的离子方程式为2CN-+10·OH+2H+=2CO2↑+N2↑+ 6H2O，由方程式可得如下转化关系CN-~5·OH~5H2O2~10e-，则处理1molCN-时，不考虑其他副反应，理论上电路中通过电子的物质的量为10mol，故D正确； 故选B。 18．（2025·河北邯郸·三模）一种高效除去废水中的的电化学装置如图所示。已知常温下，，。下列说法正确的是 A．若以铅蓄电池为电源，则a极应与电极相连 B．阳极发生的电极反应为 C．开始电解前应先调节约为2，若，该电解原理除去的效率更高 D．电路中有电子通过时，理论上最多生成的的质量为 【答案】D 【分析】由图可知，该电化学装置使转化为沉淀除去，则铁为阳极，产生Fe2+，氧气将Fe2+氧化为Fe3+，石墨为阴极，故a为正极，b为负极，以此解答。 【详解】A．由分析可知，Fe电极为阳极，石墨为阴极，则a为正极，b为负极，铅蓄电池中电极为负极，若以铅蓄电池为电源，则b极应与电极相连，A错误； B．Fe电极为阳极，Fe失去电子生成Fe2+，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+，选项中的是阳极区总反应，而非电极反应，B错误； C．由可知，Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀时，c(OH-)=，c(H+)=，pH=2.8，开始电解前应先调节约为2，抑制Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，若，Fe3+会转化为Fe(OH)3沉淀，除去的效率会降低，C错误； D．Fe电极为阳极，Fe失去电子生成Fe2+，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+，路中有电子通过时，生成0.15mol Fe2+，氧气将Fe2+氧化为Fe3+，理论上最多生成的的物质的量为0.15mol，质量为151g/mol×0.15mol=，D正确； 故选D。 19．（2025·河北·模拟预测）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，FQ所在电极与电源正极相连 B．充电时，阴极区溶液的pH减小 C．放电时，中性电解质溶液的浓度增大 D．放电时，电池的正极反应式为 【答案】B 【分析】放电时右侧FQ得电子，发生还原反应，为正极，电极方程式为；左侧Zn失电子，发生氧化反应，为负极，电极方程式为，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 【详解】A．由图可知，充电时左侧为阴极，右侧为阳极，FQ所在电极应与电源正极相连，A项正确； B．阴极区发生反应，溶液的pH增大，B项错误； C．放电时，钠离子向右移动，向左移动，中性电解质溶液的浓度增大，C项正确； D．放电时，电池的正极反应式为，D项正确； 故选B。 20．（2025·河北·模拟预测）近日，武汉大学雷爱文/李武教授团队以廉价易得的氘水为氘源，在温和条件下实现了芳烃的还原氘代反应，其原理如图所示。 下列叙述正确的是 A．电子由电源负极流向极 B．b极上发生还原反应 C．a极电极反应式为 D．标准状况下，收集气体时转移电子数目约为 【答案】C 【分析】 根据图示，a极上发生还原反应转化为，a为阴极，b为阳极。 【详解】A．由分析知，极上，发生还原反应，故极为阴极，极为阳极，电子由电源负极流向阴极（a极），A项错误； B．阳极（b极）发生氧化反应，B项错误； C．根据物质转化可知，a极电极反应式为，C项正确； D．为，极电极反应式为，标准状况下，的物质的量为，生成，转移电子，数目约为2，D项错误； 故选C。 试卷第2页，共29页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$