专题07 原电池与电解池-2025-2026学年高二上学期期末复习题型专练（广东专用）

专题07 原电池与电解池 3大高频考点概览 考点01 原电池 1．（24-25高二上·广东佛山·期末）佛山新质生产力蓬勃发展。下列产业相关过程中不涉及电能转化的是 A．绿色陶瓷产业-氨氢能源燃烧 B．动力电池回收产业-电池放电处理 C．燃料电池汽车产业-氢燃料电池工作 D．智能家电产业-扫地机充电 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．氨氢能源燃烧过程放出热量，化学能转化为热能、光能，不涉及电能转化；故A符合题意； B．电池放电处理过程中化学能转化为电能，故B不符合题意； C．氢燃料电池工作时化学能转化为电能，故C不符合题意； D．扫地机充电过程中电能转化为化学能，故D不符合题意； 故选A。 2．（25-26高二上·广东广州·阶段练习）电化学装置在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是 A．甲：锌作负极，发生氧化反应 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙：放电过程中，铅电极质量会增加 D．丁：电解精炼铜，当电路中共有2 mol电子转移时， a电极上一定溶解64 g Cu 【答案】D 【详解】A．甲为碱性锌锰干电池，锌活泼性强，作负极，失去电子发生氧化反应，A正确； B．乙为纽扣式银锌电池，正极Ag2O得电子被还原，电解质为KOH溶液，电极反应式为Ag2O+2e-+H2O = 2Ag+2OH-，B正确； C．丙为铅酸蓄电池，放电时Pb为负极，发生反应：，生成的PbSO4附着在电极上，导致铅电极质量增加，C正确； D．丁为电解精炼铜，a电极为阳极（粗铜），粗铜中含Fe、Zn等活泼杂质，杂质会先于Cu放电，电路中转移2 mol电子时，溶解的Cu质量不等于64 g，D错误； 故选D。 3．（24-25高二上·广东佛山·期末）一种锌-空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是 A．金属Zn为负极 B．电子流动方向：Zn→KOH凝胶→石墨 C．石墨电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH- D．空气中的CO2等酸性气体会影响电池的性能 【答案】B 【分析】锌—空气电池工作时，Zn发生失电子的反应生成Zn(OH)2，锌作负极，石墨作正极，负极反应式为Zn+2OH-+2e-=Zn(OH)2，正极上氧气得电子生成OH-，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，放电时电子由负极流出，经过导线流入正极，据此分析解答。 【详解】A．锌-空气电池工作时，锌作负极，石墨作正极，A正确； B．放电时电子由负极流出，经过导线流入正极，不能进入电解质溶液中，B错误； C．放电时锌作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子生成OH-，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确； D．空气中的CO2等酸性气体会与KOH凝胶反应，导致电解质的碱性减弱，会影响锌-空气电池的性能，D正确； 故答案为：B。 4．（25-26高二上·广东肇庆·期中）某原电池的总反应离子方程式为：，不能实现该反应的原电池为 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为溶液 B．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为溶液 C．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为溶液 【答案】B 【分析】根据2Fe3++Fe=3Fe2+知，铁失电子作负极，不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，铁离子得电子发生还原反应，电解质溶液为可溶性的铁盐，以此解答该题。 【详解】A．铁作负极，Cu作正极，溶液为电解质溶液，铁离子与铁发生氧化还原反应，原电池的总反应离子方程式为：，A不符合题意； B．锌的活泼性大于铁，锌作负极，铁作正极，电解质溶液为硫酸铁溶液，原电池的总反应离子方程式为：，B符合题意； C．铁作负极，C作正极，电解质溶液为硫酸铁溶液，原电池的总反应离子方程式为：，C不符合题意； D．铁的活泼性大于银，铁作负极，银作正极，电解质溶液为氯化铁溶液，原电池的总反应离子方程式为：，D不符合题意； 故选B。 5．（25-26高二上·广东广州·阶段练习）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，则下列说法正确的是 A．电极Ⅰ为燃料电池负极 B．负极反应的催化剂为i C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．电极Ⅰ和电极Ⅱ上的气体完成一次催化循环转移的电子数相同 【答案】C 【详解】A．电极Ⅰ的催化机理（图a）涉及O2结合H+和e-生成H2O，为得电子的还原反应，是燃料电池正极，A错误； B．由图可知，正极反应的催化剂是ⅰ，B错误； C．氢气发生氧化反应，电极II为负极，电极方程式为：H2-2e-=2H+，负极上每失去1个电子，就会有一个H+进入溶液，同时有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确； D．由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的气体完成一次催化循环转移的电子数不相同，D错误； 答案选C。 6．（25-26高二上·广东广州·阶段练习）负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是 A．Pt作原电池负极 B．电子由Ag经活性炭流向Pt C．Pt表面发生的电极反应： D．每消耗标准状况下22.4 L的，最多去除2 mol 【答案】B 【分析】如图所示，该装置为原电池装置，Ag的活泼性强于Pt，作负极，电极反应为：Ag-e-+Cl-=AgCl，Pt为正极，O2在Pt电极表面得电子，发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O。 【详解】A．根据分析，Pt为正极，A错误； B．根据分析，Ag为负极，Pt为正极，电子从负极Ag经活性炭（外电路）流向正极Pt，B正确； C．根据分析，正极的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，C错误； D．标准状况下22.4 L的物质的量为1 mol，1 mol O2在正极得4 mol电子，负极每去除1 mol Cl-转移1 mol电子，故最多去除4 mol Cl-，D错误； 故选B。 7．（24-25高二上·广东广州·期末）如图为两种不同的铜锌原电池，下列相关说法不正确的是 A．图a与图b的反应原理均为： B．图a中电流流向为：Cu片→导线→Zn片→溶液→Cu片 C．图b所示原电池能量利用率比图a所示原电池要高 D．若将图b中溶液换成稀硫酸，当电路中转移1mol电子时，产生22.4L氢气 【答案】D 【详解】A．两种原电池均为铜锌原电池，总反应均为锌与铜离子发生置换反应生成铜和锌离子，反应原理均为：，A正确； B．图a为单液原电池，Zn为负极（失电子），Cu为正极（铜离子得电子），外电路电流方向为正极（Cu）→导线→负极（Zn），内电路通过离子定向移动形成电流，整体电流流向可描述为“Cu片→导线→Zn片→CuSO4溶液→Cu片”，B正确； C．图a为单液原电池，Zn与CuSO4溶液直接接触易发生自放电（Zn直接与Cu2+反应），能量利用率低；图b为双液原电池，通过盐桥隔离Zn与Cu2+，减少自放电，能量利用率更高，C正确； D．图b中CuSO4溶液换为稀硫酸后，正极反应为，转移1 mol电子时生成0.5 mol H2，且未说明“标准状况”，无法确定H2体积，D错误； 故选D。 8．（25-26高二上·广东广州·阶段练习）为了探究外界条件对锌与稀硫酸反应速率的影响，设计如下方案： 编号 纯锌粉 0.2 mol/L的硫酸 温度 硫酸铜固体 Ⅰ 2.0 g 200.0 mL 25℃ 0 Ⅱ 2.0 g 200.0 mL 35℃ 0 Ⅲ 2.0 g 200.0 mL T℃ 0.1 g 下列叙述错误的是 A．实验Ⅰ和Ⅱ可探究温度对反应速率的影响 B．为了探究原电池对反应速率的影响，必须控制 C．根据该实验方案，产生相同气体体积所需时间：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ D．该方案无法探究稀硫酸浓度对反应速率的影响 【答案】C 【详解】A．实验I和Ⅱ的温度不同，其他条件相同，可以探究温度对反应速率的影响，A正确； B．实验Ⅲ与Ⅱ中硫酸铜为单一变量，需温度相同（），B正确； C．实验Ⅲ的温度为35℃，因原电池效应反应速率最快，所需时间最短，Ⅱ温度高于I，时间次之，I最慢，故产生相同气体体积所需时间：Ⅲ<Ⅱ<Ⅰ，C错误； D．所有实验中硫酸浓度均为0.2 mol/L，未改变浓度变量，无法探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，D正确； 故选C。 9．（25-26高二上·广东惠州·阶段练习）直接 燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法正确的是 A．电极Ⅰ的反应式为： B．电极Ⅱ的反应式为： C．电池总反应为： D．当电路中转移0.1mol电子时， 理论上共消耗H2O2 6.8g 【答案】C 【分析】原电池中，外电路中电子由负极流向正极，所以电极Ⅰ为负极，失去电子，混合液中含有KOH，电极反应式为H2O2-2e- +2OH-=2H2O+O2↑；电极Ⅱ为正极，得电子，混合液中含有H2SO4，电极反应式为H2O2+2e- +2H+=2H2O；据此分析解题。 【详解】A．由分析知，电极Ⅰ为负极，发生氧化反应，反应式应为H2O2-2e- +2OH-=2H2O+O2↑，A错误； B．由分析知，电极Ⅱ为正极，发生还原反应，，反应式应为H2O2+2e- +2H+=2H2O，B错误； C．该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 来自H2SO4，K+通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应为：，C正确； D．总反应中2 mol H2O2反应转移2 mol电子，即转移1mol电子共消耗1 mol H₂O₂，则转移0.1 mol电子时，消耗0.1 mol H₂O₂，质量为0.1 mol×34 g/mol=3.4 g，D错误； 故选C。 10．（24-25高二上·广东江门·期末）某兴趣小组同学用如图装置进行实验，电流计指针发生偏转。下列说法正确的是 A．在极处被还原 B．该装置将电能转化为化学能 C．从极经阳离子交换膜移向极 D．该装置的总反应为 【答案】D 【分析】该装置为原电池，通入H2的电极为负极，故a为负极，通入Cl2的电极为正极，故b为正极。 【详解】A．根据分析，a为负极，在极处被氧化，A错误； B．该装置为原电池，将化学能转化为电能，B错误； C．原电池中阳离子向正极移动，故从极经阳离子交换膜移向极，C错误； D．该装置中氢气在负极发生氧化反应，氯气在正极发生还原反应，总反应为，D正确； 故选D。 11．（24-25高二上·广东广州·期末）氧化铋()作为镍/铋电池的负极材料，因其理论容量高、易制备而受到广泛关注。如图为该电池的示意图，下列说法正确的是 A．放电时，从电极a移向电极b B．放电时，总反应为 C．充电时，电子从电源负极→电极a→电极b→电源正极 D．充电时，电路中转移1mol电子，阳极质量减少17g 【答案】B 【分析】在氧化铋()作为镍/铋电池负极材料的可充电电池中，放电过程相当原电池，电极a为负极，失去电子，发生电极反应为：；电极b为正极，得到电子，发生的电极反应为：。充电过程中相当电解池，电极a为阴极，得到电子，发生的电极反应：；电极b为阳极，失去电子，发生的电极反应为：。 【详解】A．放电时，电极a为负极（失电子被氧化为），原电池中阴离子向负极移动，应移向电极a，而非从a移向b，A错误； B．放电时，负极（，失）反应为： ，正极（，得）反应为，总反应为，B正确； C．充电时为电解池，电子从电源负极→阴极（a），阳极（b）→电源正极，电子不能通过电解质溶液，“电极a→电极b”不存在，C错误； D．充电时阳极（b：）反应为，转化为，质量增加17 g（比多），D错误； 故答案选B。 12．（24-25高二上·广东江门·期末）新型电池可有效捕获，其装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电子流向： B．电极附近溶液的保持不变 C．极发生的反应为： D．在标准状况下，每捕获，c电极产生 【答案】B 【分析】根据图示可知：左侧装置自发进行氧化还原反应，则该装置为原电池，右侧装置为电解池。Zn电极失去电子被氧化为Zn2+，则a电极为负极，b电极为正极；c电极与正极相连，为阳极；d电极与电源负极连接，为阴极。 【详解】A．电子由负极流向阴极，阳极流向正极，即，A正确； B．d电极为阴极，电极反应式为：，消耗氢离子，pH增大，B错误； C．c电极为阳极，电极反应式为：，C正确； D．b电极为正极，电极反应式为：，每捕获，转移1mole-，生成1molO2转移4mole-，在标准状况下得到氧气的体积为：，D正确； 故选B。 13．（24-25高二上·广东广州·期末）1836年，英国化学家John Frederic Daniell制成了第一个如图所示的双液电池，标志着化学电池进入生产和生活中。 已知反应：      K为反应在常温下的平衡常数。下列说法不正确的是 A． B．盐桥中向溶液移动 C．若将盐桥换成铜棒，电流计不会发生偏转 D．若向溶液中加入适量固体，电流计偏转程度增大 【答案】C 【分析】由图装置为原电池装置，锌比铜活泼，锌失去电子发生氧化反应为负极，铜极为正极，铜离子得到电子发生还原反应，总反应为； 【详解】A．由分析，装置为原电池装置，总反应为 ，结合已知反应，总反应：，反应能够自发进行的较为完全，则，故A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，故盐桥中向溶液移动，故B正确； C．把盐桥改为铜棒后，左侧装置为原电池装置、右侧装置为电解池装置，左侧锌为负极，左侧中铜棒为正极，空气中氧气在正极发生还原反应类似于吸氧腐蚀，电路中有电流，电流计会发生偏转，故C错误； D．若向溶液中加入适量固体，铜离子、硫酸根离子浓度增大，反应速率加快、溶液导电能力增强，导致电流计偏转程度增大，故D正确； 故选C。 14．（25-26高二上·广东广州·阶段练习）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．“双极膜”中间层中的在电场作用下移向锌电极 B．催化电极上的电势比锌电极上的高 C．电池工作时，催化电极上发生的电极反应为 D．催化电极表面产生0.1 mol 时，锌电极质量减少26 g 【答案】A 【分析】根据图知，锌电极为负极，失去电子发生氧化反应生成[Zn(OH)4]2-：，催化电极为正极，硝酸根离子得到电子发生还原反应生成铵根离子：； 【详解】A．原电池中氢离子在电场作用下移向正极催化电极，A错误；    B．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，B正确； C．催化电极为正极，硝酸根离子得到电子发生还原反应生成铵根离子：，C正确； D．，则催化电极表面产生0.1mol时，转移0.8mol电子，那么反应0.4molZn，锌电极质量减少0.4mol×65g/mol=26 g，D正确； 故选A。 15．（24-25高二上·广东湛江·期中）根据所学知识回答下列问题： (1)某同学利用如图所示装置进行中和反应反应热测定实验： ①杯盖的作用为 。 ②仪器a的名称为 ，实验时，使用仪器a的操作为 (填“左右来回摇摆”或“上下来回匀速搅拌”)。 (2)甲醇()燃料电池工作时的示意图如图所示： 已知：ⅰ．质子交换膜只允许通过；ii．电极均为惰性电极。 ①能量的转化形式主要由 (填“电能”或“化学能”，下同)转化为 。 ②电极N为该电池的 (填“正极”或“负极”)，发生的反应为 (填“氧化反应”或“还原反应”)。 ③电极M上的电极反应式为 。 ④查阅资料可知，甲醇完全燃烧时放出的热量为，表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。 【答案】(1) 防止热量散失，防止引起测量误差 玻璃搅拌器 上下来回匀速搅拌 (2) 化学能 电能 正极 还原反应    【详解】（1）①中和热的实验过程要注意防止热量散失，杯盖的作用为防止热量散失，防止引起测量误差； ②仪器a的名称为玻璃搅拌器；使用玻璃搅拌器的正确操作是上下来回匀速搅拌；左右来回摇摆容易损坏温度计； （2）该原电池中质子交换膜只允许质子通过，说明电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应为：CH3OH-6e-+H2O═CO2+6H+，通入氧气的电极为正极，氧气得到电子生成水，电极反应O2+4H++4e-═2H2O，据此解答。 ①该装置的能量转化形式为原电池反应是化学能转化为电能； ②电极N通入的氧气，为该电池的正极，正极发生得到电子的还原反应； ③通入燃料的电极为负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应为：CH3OH-6e-+H2O═CO2+6H+； ④甲醇的燃烧热为1mol甲醇在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水所放出的热量，甲醇完全燃烧时放出的热量为，甲醇的燃烧热为，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。 16．（24-25高二上·广东·期中）如图是某同学设计的原电池装置。 (1)电子的流向经导线从 填编号(①Cu→Pt   ②Pt→Cu)。 (2)电流的流向 填编号(①Cu→Pt   ②Pt→Cu) (3)电极Ⅰ上发生 (填反应类型)，作 (填电极名称)。 (4)电极Ⅱ的电极反应式为 。 (5)该原电池的总反应式为 。 (6)盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是 。 【答案】(1)① (2)② (3) 还原反应 正 (4)Cu-2e-=Cu2+ (5)Cu+2Fe3+= Cu2++Fe2+ (6)形成闭合回路，平衡电荷 【分析】根据原电池装置可知，该电池自发的氧化还原反应为，电极II作负极，电极反应为，电极I作正极，电极反应为； 【详解】（1）原电池中电子从负极经导线流向正极，即Cu→Pt； （2）电流的方向与电子的方向相反，从正极到负极，即Pt→Cu； （3）由分析得电极Ⅰ上发生还原反应，作正极； （4）电极Ⅱ的电极反应式为； （5）该原电池的总反应式为； （6）盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是形成闭合回路，平衡电荷。 17．（25-26高二上·广东肇庆·期中）一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图如下。请回答下列问题。 (1)反应，每消耗0.1 mol CH4理论上转移的电子数目为 。 (2)电池工作时，向电极 (填“A”或“B”)移动。 (3)电极A上发生的电极反应式为 、 。 (4)电极B上发生的电极反应式为 。 (5)装置甲放置固态试剂是 (写名称)，目的是 。 【答案】(1) (2)A (3) (4) (5) 氯化钙或无水氯化钙 除去二氧化碳中的水 【分析】一种熔融碳酸盐燃料电池，电极A通入燃料，则A为负极A极主要有两种燃料CO和，极反应为、；电极B通入氧气，为正极，发生。阴离子向负极A移动，故向电极A移动。 【详解】（1）反应，每个中碳元素化合价升高失6个电子得CO，故每消耗0.1 mol CH4理论上转移的电子数目。 （2）电池工作时是原电池，阳离子移向正极、阴离子移向负极，故向电极A移动。 （3）根据分析，电极A上进入CO和氢气两种气体，电极A上发生的电极反应式为、。 （4）根据分析可知电极B上发生的电极反应式为。 （5）根据电极A得极反应可判断产物有，故装置甲用于除去二氧化碳中的水，可放置固态试剂。 考点02 电解池 1．（25-26高二上·广东深圳·期中）利用金属活动性的不同，可以采取不同的冶炼方法冶炼金属。下列反应所描述的冶炼方法不可能实现的是 A．2AlCl3(熔融)2Al＋3Cl2↑ B．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 C．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu D．2KCl(熔融)2K＋Cl2↑ 【答案】A 【分析】金属冶炼的主要方法有：①热分解法：对于不活泼的金属，可直接加热分解的方法制备（Hg及后面的金属）；②热还原法：在金属活动顺序表中间位置的金属，通常用热还原法冶炼（Zn~Cu）；③电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融金属化合物的方法制备（K、Ca、Na、Mg、Al），Mg采用电解氯化镁，Al采用电解氧化铝。 【详解】A．氯化铝是共价化合物，铝是活泼金属，通过电解熔融氧化铝冶炼，故A符合题意； B．铁是位于金属活动顺序表中间位置的金属，通常用热还原法冶炼，故B不符合题意； C．铁可以置换出硫酸铜中的铜，故C不符合题意； D．钾是活泼金属，采用电解熔融氯化钾冶炼金属钾，故D不符合题意； 故选A。 2．（23-24高二上·广东广州·期末）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如图所示，下列有关说法不正确的是 A．能通过离子交换膜 B．产品溶液从口导出 C．从口补充饱和溶液 D．用盐酸控制阳极区溶液的在2～3，有利于氯气的逸出 【答案】C 【分析】由图可知，与电源正极相连的左侧电极是电解池的阳极，氯离子在阳极发生氧化反应生成氯气，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气和氢氧根离子，则a口补充的是精制饱和食盐水、b口补充的是稀氢氧化钠溶液、c口流出的是浓氢氧化钠溶液、d口流出的是淡盐水，电解时钠离子通过离子交换膜由左侧阳极室移向右侧阴极室。 【详解】A．由分析可知，电解时钠离子通过离子交换膜由左侧阳极室移向右侧阴极室，故A正确； B．由分析可知，c口流出的是浓氢氧化钠溶液，故B正确； C．由分析可知，b口补充的是稀氢氧化钠溶液，故C错误； D．氯气与水发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，用盐酸控制阳极区溶液的在2～3，溶液中氢离子浓度增大，平衡向逆反应方向移动，有利于氯气的逸出，故D正确； 故选C。 3．（25-26高二上·广东汕头·阶段练习）下图是一个用石墨作电极电解稀溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色)。在电解过程中，有关电极的叙述正确的是 A．A管溶液由红色变为黄色 B．B管溶液由红色变为黄色 C．检验A管中产生的气体可以用带火星的木条 D．A管中发生的电极反应 【答案】A 【分析】A电极与电源负极相连，A是阴极，阴极反应式为 ；B电极与电源正极相连，B是阳极，阳极反应式为。 【详解】A．A管连接电源负极，为阴极，阴极发生还原反应：，生成OH-使溶液碱性增强，所以A管溶液由红色变为黄色，故A正确； B．B电极与电源正极相连，B是阳极，阳极反应式为，生成的H+使溶液酸性增强，B管中溶液仍显红色，故B错误； C．A管发生反应，产生的气体为H2，H2具有可燃性，故C错误； D．A管连接电源负极，为阴极，阴极发生还原反应：，故D错误； 选A。 4．（24-25高二上·广东广州·期末）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，向电极移动 B．每生成的同时，生成 C．生成的电极反应： D．电解一段时间后，溶液升高 【答案】C 【分析】Ni电极产生，为氢元素降价所得，为还原反应，故为阴极，电极反应方程为：；电极为阳极，电极反应方程为：。 【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，生成的Ni电极为阴极，K+应向Ni电极移动，A错误； B．阳极存在生成的主反应和生成的副反应，电子转移不全部用于主反应，无法确定与的固定生成比例，B错误； C．阳极反应为氧化反应，2个失去4e-生成，结合碱性条件用平衡电荷和H、O元素，电极反应式为，元素守恒、电荷守恒、电子守恒均成立，C正确； D．阴极生成（），阳极主反应消耗（8参与反应）且副反应（生成）也消耗OH⁻，总体减少，pH降低，D错误； 故答案选C。 5．（25-26高二上·广东惠州·阶段练习）一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中下列说法不正确的是 A．阳极产生 Cl2 B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1 mol Fe2O3， 阳极室溶液减少351 g D．理论上每消耗 1 mol Fe2O3， 阴极室溶液最多增加138 g 【答案】D 【分析】根据题干所给信息，该装置为基于氯碱工艺且能够湿法冶铁的电解池，因此左侧电极室为阴极室，发生Fe2O3的还原反应，电极反应为；右侧电极室为阳极室，发生Cl-氧化为Cl2的反应，电极反应为：。同时Na+通过阳离子交换膜向阴极迁移，在左侧电极室得到NaOH溶液，据此作答。 【详解】A．根据分析，右侧阳极发生氧化反应，饱和食盐水中Cl-放电生成Cl2， A正确； B．阴极区发生还原反应，Fe2O3被还原为Fe，生成OH-，则OH-浓度逐渐升高，B正确； C．消耗1 mol Fe2O3时转移6 mol e-，阳极反应消耗6 mol Cl-生成3 mol Cl2，同时6 mol Na+通过阳离子交换膜移向阴极，则阳极室溶液减少的质量为，C正确； D．消耗1 mol Fe2O3时转化为2 mol Fe，即3 mol O进入电解质溶液，同时从阳极室迁移得到6 mol Na⁺，因此阴极室溶液增加的质量为，D错误； 故答案选D。 6．（24-25高二上·广东·期末）我国科学家利用如图所示的装置处理、废液，同时高效合成氨气(氨气可从碱溶液中挥发)，离子交换膜只允许通过。下列说法不正确的是 A．电极a接电源正极 B．由电极b区移向电极a区 C．电解过程中，电极b区溶液的升高 D．电路中每转移电子时，理论上电极b区溶液的质量减少 【答案】D 【分析】根据图示可知，电极a溶液中氢氧根离子发生氧化反应，为电解池阳极，电极b溶液中亚硝酸根离子转化为氨分子，为电解池阴极。 【详解】A．由图可知，左侧区域氧的化合价升高，电极a为阳极，接电源正极，A项正确； B．电解池中阴离子由阴极移向阳极，所以由电极b区移向电极a区，B项正确； C．电极b的电极反应为，同时有6个移向a区，电极b区增加，升高，C项正确； D．除挥发外，还有向正极区移动，D项错误； 答案选D。 7．（24-25高二上·汕头·期末）在铜基配合物的催化作用下，利用电化学原理可将还原为碳基燃料(包括烷烃和羧酸等)，其装置原理如图所示。下列叙述正确的是 A．外电路每转移，阴极室电解质溶液质量增加44g B．图中石墨烯为阴极，电极反应式为 C．该装置工作时，通过质子交换膜从右向左移动 D．该装置工作过程中，图中Pt电极附近溶液的pH减小 【答案】D 【分析】电解池工作过程中，Pt电极上H2O转化为O2，发生氧化反应，为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；阴极上CO2得电子被还原，结合氢离子转化为HCOOH，电极反应式为CO2 +2H++2e-=HCOOH。 【详解】A．外电路每转移， 阴极质量增加除了1molCO2，还有从阳极迁移来的2 mol H+，因此阴极室电解质溶液质量增加46 g，A错误； B． 阴极为二氧化碳得到电子发生还原反应，故电极方程式为CO2 +2H++2e-=HCOOH，B错误； C． H+移向阴极，因而从左向右移动，C错误； D． Pt电极为阳极，水放电生成H+和O2，故电极附近溶液的pH减小，D正确； 选D。 8．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．膜是阴离子膜 B．放电时负极的电极反应式为 C．电池工作时，复合膜层间的解离生成的向多孔纳米片方向移动 D．外电路中每通过电子，复合膜层间有解离 【答案】D 【分析】根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH， 总的电极反应为：Zn+2OH- +2H2O+CO2=+HCOOH，充电时的电极反应与放电时的反应相反； 【详解】A．由图可知，a膜释放出氢离子，是阳离子膜，b膜释放出氢氧根离子，是阴离子膜，A错误； B．根据图示可知，放电时是原电池，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=，B错误； C．放电时，阴离子向负极移动，则复合膜层间的解离生成的向锌极方向移动，C错误；   D．复合膜层间的H2O解离成H+和OH-，根据总的电极反应：Zn+2OH- +2H2O+CO2= +HCOOH，锌的化合价从0价升高到+2价，外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol H2O解离，D正确；    故选D。 9．（2024·广东清远·一模）利用多膜装置通过电解法可以制备，同时获得一定的副产品，其电解装置如图所示。下列说法正确的是 A．Y膜为阳离子交换膜 B．阴极室溶液中浓度逐渐降低 C．理论上每生成标准状况下，阳极室内溶液质量减少 D．理论上每生成，阴极室溶液质量增加 【答案】C 【分析】阳极室：；阴极室：。电解法可以制备，根据图示，阳极室中的钾离子进入硝酸钾溶，溶液中硝酸根离子进入硝酸钾溶液、钠离子进入阴极室生成氢氧化钠。 【详解】A．中通过Y膜向左移生成，Y膜为阴离子交换膜，故A错误； B．阴极室发生反应，溶液中钠离子进入阴极室生成氢氧化钠，B错误； C．生成标准状况下即转移电子，同时有2molK+移向硝酸钾溶液，则阳极室内减少，即溶液质量减少，C正确； D．生成时，转移2mol电子，阴极室内生成但补充了，因此阴极室溶液质量增加，D错误； 选C。 10．（23-24高二上·广东深圳·期中）下图装置中发生反应的离子方程式为：，下列说法错误的是 A．该装置中a、b可能是同种或不同材料的电极 B．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀硝酸 C．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸 D．该装置可能是原电池，电解质溶液是稀硫酸 【答案】B 【详解】A．如果该装置是电解池，如铁作阴、阳极，电解质溶液是酸，阳极上铁失电子，阴极上氢离子得电子，符合离子反应方程式，所以两个电极可以相同；若为Fe-Cu-稀硫酸原电池，两个电极可以是不同种材料，故A不选； B．如果该装置是原电池，则铁为负极，如果电解质为稀硝酸，则正极上应该是硝酸根得电子，不能得到H2，与题干离子方程式不符合，故B选； C．如果该装置是电解池，则铁为阳极，电解质溶液为稀盐酸，阴极上H+得电子生成H2，电解的总反应为，故C不选； D．该装置可看作是铜-铁原电池，电解质溶液是稀硫酸，负极上铁失电子，正极氢离子得电子，符合离子方程式，故D不选； 答案选B。 11．（23-24高二上·广东深圳·期末）利用太阳能驱动转化CO2有利于节能减排，解决能源短缺问题。如图为光电协同转化CO2的示意图，有关说法正确的是 A．半导体电极接电源正极 B．Pt电极产生22.4LO2，该装置可转化2molCO2 C．半导体电极反应：Cat+e-=Cat- D．装置工作时，电路中转移4mole-，Pt电极区溶液质量减少32g 【答案】C 【分析】Pt电极上水发生氧化反应生成氧气，氧元素化合价升高，Pt为阳极，半导体为阴极，阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极电极反应式为Cat+e-=Cat-； 【详解】A．根据Pt电极上水转化为氧气可知氧元素化合价升高，发生氧化反应，则Pt为阳极，半导体电极为阴极，阴极接电源负极，A错误； B．未指明标准状况下，无法计算22.4LO2物质的量，则无法确定转化CO2的量，B错误； C．半导体电极为阴极，由图可知，电极反应式为：Cat+e-=Cat-，C正确； D．电路中转移4mole-，Pt电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Pt电极区溶液中逸出1mol氧气，还有4mol H+通过质子交换膜移至半导体电极区，溶液质量减少1mol×32g/mol+4mol×1g/mol=36g，D错误； 故选C。 12．（24-25高二下·广东·期末）利用有机电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室溶液的浓度通过调整保持不变，电解时阴极生成气体的速率为，下列说法错误的是 A．b为电源正极 B．合成室内发生的反应为 C．离子交换膜I为阴离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 D．中间室补充的速率为 【答案】C 【分析】由图可知，右侧电极上的化合价由+1价升高为+2价，发生氧化反应，则电极N为阳极，电极b为正极，所以电极M为阴极，电极a为负极，M处电极反应为：，N处电极反应为：，据此分析作答。 【详解】A．右侧电极上的化合价由+1价升高为+2价，发生氧化反应，则电极N为阳极，电极b为正极，A正确； B．根据原子守恒可知，合成室内发生的反应为：，B正确； C．由图可知，中间室内的通过离子交换膜Ⅱ，进入右室，最终和生成，左室水中得到电子生成，浓度增大，与中间室移动过来的结合，生成，所以离子交换膜I为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，C错误； D．电解时阴极生成气体的速率为，阴极反应：，根据电荷守恒可知，中间室移动过来的的速率为，故中间室补充NaCl的速率为，D正确； 故答案选C。 13．（2025·广东·一模）一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．与导电碳布相连的一极为电源的负极 B．反应一段时间后，阴极区和阳极区溶液的均减小 C．理论上每将处理为，阳极区溶液减少 D．若该电池在高温下工作，其处理废水的效率会下降 【答案】C 【分析】左侧电极上转化为，转化为，N元素化合价升高，左侧为阳极，阳极总反应为，右侧为阴极，电极反应为，据此解答。 【详解】A．由分析可知，导电碳刷作阳极，故导电碳布是阴极，与导电碳布相连的一极为电源的负极，故A正确　 B．阳极总反应为，转移电子数目与迁移到右侧阴极区的H＋数目相等，因此随着反应进行，阳极区氢离子浓度增大，pH减小；阴极发生为，转移电子数目与迁移过来的H＋数目相等，因此随着反应进行，阴极区氢离子浓度增大，pH减小；故B正确； C．理论上每将处理为，转移6mol电子，生成1mol N2(28g)逸出，同时有6mol H＋(6g)迁移到右侧阴极区，因此阳极区溶液质量减少28g+6g =34g，故C错误； D．若该电池在高温下工作，厌氧氨氧化菌催化效果降低甚至失去活性，其处理废水的效率会下降，故D正确； 故选C。 14．（24-25高二上·广东广州·期末）氢氧化钠是重要的化工原料。 (1)通过氯碱工业可以得到氢氧化钠，原理如图所示。 ①写出电解饱和食盐水总反应的化学方程式 。 ②产品NaOH溶液从 口导出(填字母编号)。 (2)采用双极膜(BMP)技术电解也可以制备氢氧化钠。在电场的作用下，水在双极膜(BMP)作用下离解成和，分别向电解池的两极移动，工作原理如图所示。请回答下列问题： ①在 室(填“M”或“N”)获得NaOH。 ②C膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。 ③电解后NaBr溶液浓度 (填“增大”或“减小”)。 ④阳极的电极反应式为 。 ⑤写出该装置的总反应的化学方程式 。 【答案】(1) c (2) M 阳 减小 【分析】（1）通过氯碱工业可以得到氢氧化钠，氯碱工业为电解饱和食盐水，阳极氯离子放电产生氯气，阴极水放电产生氢气和氢氧化钠，离子交换膜为阳离子交换膜。氢氧化钠在阴极产生，由图可知NaOH由c口导出。 （2）由图可知，左侧为阴极，氢离子在阴极放电产生氢气；左侧BMP中氢离子移向阴极室，氢氧根离子移向M室，原料室中钠离子移向M室，故M室得到NaOH，C膜应该为阳离子交换膜；原料室中溴离子移向N室，右侧BMP中氢离子移向N室，氢氧根离子移向阳极室，故N室可得到氢溴酸，氢氧根离子在阳极放电产生氧气。 【详解】（1）①工业电解饱和食盐水的总反应为： ②由分析可知，产品NaOH溶液从c口导出。 （2）①由分析可知在M室获得NaOH。 ②由分析可知C膜为阳离子交换膜。 ③由分析可知电解时原料室中钠离子和溴离子分别移向M室和N室，故电解后溴化钠浓度减小。 ④氢氧根离子在阳极放电，电极反应为： ⑤由分析可知，该装置阴极氢离子放电，阳极氢氧根放电，借助装置将NaBr转化为NaOH和HBr，故该装置的总反应的化学方程式为：。 15．（24-25高二上·广东广州·期末）电化学及其产品与能源、材料和环境等领域紧密联系。 (1)将回收利用，可达到减碳排放的目的。利用如图电解装置可将转化为。其中电解质溶液为稀硫酸，电极均为惰性电极。 ①电极b的名称为 ，发生的电极反应为 。 ②每生成，质子交换膜中通过的物质的量为 mol。 ③电解一段时间，阳极区的物质的量 (填“变大”“变小”或“基本不变”)。 (2)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，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。 ①放电时，电池总反应为 。 ②充电时，多孔碳纳米管电极与电源 极连接，发生的电极反应为 。 ③放电时，隔膜上的移动方向为 (填“从左到右”或“从右到左”)，理论上，每消耗负极质量减少 g。 【答案】(1) 阳极 12 基本不变 (2) 正 从左到右 12 【分析】（1）电极a上被还原为，所以电极a为阴极，则电极b为阳极，溶液显酸性，电极a上的反应式为：，电极b上的反应式为：。 （2）放电时转化为，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，电极方程式为：、Mg电极为负极，电极方程式为：，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极，电极方程式为：，Mg电极为阴极，电极方程式为：，据此分析作答。 【详解】（1）①由分析可知，电极b为阳极，电极b上的反应式为：，故答案为：阳极；。 ②电极a上的反应式为：，每生成1mol，电路中转移12mol电子，则质子交换膜中通过的物质的量为12mol，故答案为：12。 ③电极b为阳极，电极b上的反应式为，电解池中阳离子向阴极移动，所以的运动方向为由b到a，当阳极生成1mol氧气和4mol，同时有4mol移出阳极区，则电解一段时间，阳极区的物质的量基本不变，故答案为：基本不变。 （2）①放电时，正极电极方程式为：，负极电极方程式为：，则电池总反应为：，故答案为：。 ②由分析可知，充电时多孔碳纳米管电极为阳极，则充电时多孔碳纳米管电极与电源正极连接，发生的电极反应为：，故答案为：正；。 ③放电时，‌放电时阳离子向正极移动‌，则隔膜上的移动方向为从左到右；正极电极方程式为：，每消耗，转移1mol电子，根据负极电极方程式为：可知，转移1mol电子，消耗Mg的物质的量为0.5mol，则负极质量减少为，故答案为：从左到右；12。 故选D。 16．（24-25高二上·广东中山·阶段练习）I．某科研单位利用电化学原理，使用SO2来制备硫酸，装置如图所示。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触，质子交换膜只允许H+通过。 (1)通入SO2的电极为 (填“正极”或“负极”)，其电极反应式为 ，此电极区溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)电解质溶液中的H+通过质子交换膜 (填“向左”或“向右”)移动，通入O2的电极反应式为 。 Ⅱ．如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。 (已知：Fe(OH)3胶体的胶粒带正电荷) (3)B极是电源的 (填“正极”或“负极”)，一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐 (填“变深”或“变浅”)。 (4)现用丙装置给铜件镀银，则H应是 。若乙溶液体积为500mL，常温下当乙中溶液的pH=13时，丙中镀件上析出银的质量为 ，甲中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。 【答案】(1) 负极 减小 (2) 向右 O2+4e-+4H+=2H2O (3) 负极 变浅 (4) Cu(或镀件、铜件) 5.4g 变小 【分析】I．从图中可以看出，电池工作时，SO2转化为H2SO4，则SO2失电子，该电极为负极，通入O2的电极为正极。 Ⅱ．将直流电源接通后，F极附近呈红色，则表明：在F极，水电离产生的H+得电子，此电极附近c(OH-)＞c(H+)，溶液呈碱性，则F极为阴极。从而得出D、Y、H为阴极，C、E、G、X为阳极；A为正极，B为负极。 【详解】（1）由分析可知，通入SO2的电极为负极，SO2失电子产物与电解质溶液反应生成硫酸，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，可得出其电极反应式为，此电极区溶液中硫酸浓度增大，溶液的pH减小。 （2）原电池工作时，阳离子向正极移动，则电解质溶液中的H+通过质子交换膜向右移动，通入O2的电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成水，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O2+4e-+4H+=2H2O。 （3）由分析可知，B极是电源的负极。Fe(OH)3胶粒(红褐色)带正电性，通电后，Fe(OH)3胶粒向阴极移动，X极为阳极，Y极为阴极，则一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐变浅。 （4）现用丙装置给铜件镀银，则电解质溶液为AgNO3溶液，G电极为阳极(电极材料为Ag)，H应是Cu(或镀件、铜件)。装置乙中发生的反应为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，由反应方程式可建立关系式：2OH-～2e-，若乙溶液体积为500mL，常温下当乙中溶液的pH=13时，生成OH-的物质的量为0.5L×0.1mol/L=0.05mol，则电路中转移电子的物质的量为0.05mol；丙中镀件上析出银的质量为0.05mol×108g/mol=5.4g；甲中，电池反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，电池工作后，H2SO4的浓度不断增大，所以溶液的pH变小。 【点睛】电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的可溶性盐等作电解质。 考点03 电化学综合 1．（2025·广州汕头·三模）简易氢氧燃料电池的实验装置如图所示。实验过程如下：先闭合，一段时间后断开，闭合。下列说法不正确的是 A．闭合时，向电极a迁移 B．闭合一段时间后，电极b附近溶液变为红色 C．闭合时，电极a为正极 D．闭合后短时间内，电极b的电极反应： 【答案】D 【分析】由图，断开，闭合时，该装置为电解池，a为阳极，水失去电子发生氧化反应生成氧气：，b为阴极，水得到电子发生还原反应生成氢气：；一段时间后断开，闭合，则形成氢氧燃料电池，a极氧气发生还原反应，为正极，b极氢气发生氧化反应，为负极； 【详解】A．闭合时，该装置为电解池，阴离子向阳极a极移动，A正确； B．闭合时，b极为阴极，水得到电子发生还原反应生成氢气：，使得溶液显碱性，附近溶液变为红色，B正确；   C．由分析，闭合时，电极a为正极，C正确； D．闭合后短时间内，电极b为负极，氢气失去电子发生氧化反应生成水：，D错误； 2．（24-25高二上·广东佛山·期末）铁钛液流电池是一种有发展前景的低成本液流电池，放电时其工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。下列说法错误的是 A．放电时，a极附近溶液颜色由浅绿色逐渐变为黄色 B．放电时，b极的电极反应式为 C．充电时，b极与外接电源的正极相连 D．充电时，由a极区迁移至b极区 【答案】D 【分析】由图，放电时a极亚铁离子失去电子被氧化为铁离子，为负极，b极得到电子被还原为，为正极，则充电时，a为阴极、b为阳极； 【详解】A．放电时，a极为负极，亚铁离子失去电子被氧化为铁离子，a极附近溶液颜色由浅绿色逐渐变为黄色，A正确；    B．放电时，b极为正极，得到电子被还原为，电极反应式为，B正确； C．充电时，b为阳极，b极与外接电源的正极相连，C正确； D．充电时，阳离子由阳极b极区迁移至阴极a极区，D错误； 故选D。 3．（22-23高二上·广东·课后作业）铁-铬液流电池是近年新研制投产、可以高效储(放)能的新型电池。该电池总反应为。下列有关说法正确的是 A．储(放)能时电解质溶液中存在与的相互转化 B．储能时原正极上的电极反应为 C．放电时正极区电解质溶液酸性增强 D．在相同条件下，离子的氧化性： 【答案】C 【分析】放电时，H+朝正极移动，结合该电池总反应方程式可知，正极发生Fe3+生成的还原反应，负极区是生成；充电时，H+移向负极区，发生生成的还原反应，正极区发生生成Fe3+的氧化反应。 【详解】A．据分析，储(放)能时电解质溶液中存在与的相互转化，A错误； B．据分析，储能时(充电时)原正极上的电极反应为，B错误； C．据分析，放电时，氢离子朝正极移动，正极区电解质溶液酸性增强，C正确； D．据分析，在充电时，离子的氧化性：，在放电时，离子的氧化性：，D错误； 故选C。 4．（23-24高二上·广东深圳·阶段练习）我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料—的水系双离子电池，该电池以和为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是 A．充电时，电极b应接电源的负极 B．放电时，若电极a得到6.4g Cu和14.4g Cu2O，则电路中转移0.4mol电子 C．充电时，电极b的电极反应式为 D．第2次放电时，溶液碱性逐渐增强 【答案】C 【分析】由图可知，放电时a电极上得到电子发生还原反应最终生成铜，为正极，则b为负极； 【详解】A．放电时电极b为负极，则充电时电极b为阴极，应接电源的负极，A正确； B．放电时，电子转移情况为：、，若电极a得到6.4g Cu（为0.1mol）和14. 4g （为0.1mol），则电路中转移0.1mol ×2+0.1mol ×2=0.4mol电子，B正确； C．充电时，电极b为阴极，得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，C错误； D．第2次放电时，得到电子发生还原反应生成铜和氢氧根离子，，溶液碱性逐渐增强，D正确； 故选C。 5．（24-25高二上·广东茂名·期末）利用燃料电池电解制备并得到副产物，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜 C．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 D．阳极室有氯气产生，阴极室中有氢气产生且浓度增大 【答案】C 【分析】由图可知，左侧装置为甲烷燃料电池，通入甲烷的极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为，通入氧气的b极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为；右侧装置为电解池，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室，与极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，在产品室得到磷酸二氢钙溶液。 【详解】A．由分析可知，通入甲烷的极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为，故A正确； B．由分析可知，电解时，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室、钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室、磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，则A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，故B正确； C．a极上通入2.24L甲烷，物质的量为0.1mol，根据电极反应可知转移电子为0.8mol，由电荷守恒可知，进入产品室的钙离子物质的量为，则阳极室减少钙离子物质的量为，故C错误； D．由分析可知，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，与极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，故D正确； 答案选C。 6．（25-26高二上·广东惠州·阶段练习）回答下列问题： I.二氧化氮是主要的大气污染物之一，工业上在一定条件下用NH3可将 还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)。 (1)实验室用装置A制备 其中发生反应的化学方程式为 ；装置D中发生反应的化学方程式是 。 (2)NH3和 在M中充分反应，产生两种对环境友好的物质，该反应的化学方程式为 ，M中可观察到的现象是 。 Ⅱ.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答： (3)下列说法正确的是 。 A．氢氧燃料电池中电流的方向为：b→a B．该电池使用过程中KOH浓度保持不变 C．通O2的 Pt电极电势高于通H2的 Pt电极。 (4)负极电极反应为 。 (5)“电池工作时，H2和O2由外部连续供给，电池可不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一、金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下： I．2Li+H2=2LiH      已知LiH固体密度为0.82 g⋅cm-3， 用锂吸收224L(标准状况)H2， 生成的LiH体积与被吸收的H，体积比为 。 【答案】(1) (2) 红棕色气体褪色或变浅，管壁上有无色液滴产生，气体体积缩小 (3)AC (4) (5) 【分析】I．A装置中氯化铵与氢氧化钙固体在加热条件下发生反应生成氨气，经过装置B干燥后通入装置M中；D装置中的硝酸与铜发生反应生成二氧化氮，在催化剂作用下与氨气发生氧化还原反应； II．氢氧燃料电池中，负极燃料发生氧化反应，正极氧气发生还原反应。 【详解】（1）A装置中氯化铵与氢氧化钙固体在加热条件下发生反应生成氨气：；D装置中的硝酸与铜发生反应生成二氧化氮：； （2）氨气与二氧化氮在催化剂作用下发生反应生成氮气和水：；此时装置M中现象：红棕色气体褪色或变浅，管壁上有无色液滴产生，气体体积缩小； （3）A．氢氧燃料电池中，负极燃料发生氧化反应，正极氧气发生还原反应，则电流的方向为：b→a B．该燃料电池总反应：，KOH浓度降低，B错误； C．通O2的 Pt电极为正极，通H2的 Pt电极为负极，正极电势高于负极电势，C正确； 答案选AC； （4）氢氧燃料电池中，负极燃料发生氧化反应：； （5）氢气物质的量：，根据反应可知，吸收生成，体积：，则生成的LiH体积与被吸收的H2体积比：。 7．（24-25高二上·广东·期末）高磷镍铁是生产钙镁磷肥的副产品。以高磷镍铁(主要含Ni、Fe、P，还含有少量Fe、Cu、Zn的磷化物)为原料生产碳酸镍晶体(NiCO3)的工艺流程如图： 已知：① 电解时，选用2mol·L-1硫酸溶液为电解液。 ② H2S的电离常数K1=1.0×10−7，K2=1.0×10−16；Ksp(NiS)=1.0×10−19； 回答下列问题： (1)先将高磷镍铁制成电极板，“电解”时，该电极板作 极；阴极的电极方程式为 。 (2)“除铁磷”时，溶液中Fe2+先被氧化为Fe3+，该过程发生反应的离子方程式为 ；再加入Na2CO3调pH=2，并将溶液加热至50℃，形成铁、磷共沉淀。 (3)“滤渣2”的主要成分为CuS和 (填化学式)。 (4)“除铜”后，溶液中c(H2S)=0.1 mol·L−1，c(Ni2+) = 0.1 mol·L−1，溶液中c(H+) ≥ mol·L−1才不会使Ni2+形成NiS沉淀。 (5)“沉镍”后，滤液中的阳离子主要是 。 (6)“沉镍”时，若用Na2CO3溶液做沉淀剂，产物容易不纯，该杂质的化学式为 。 【答案】(1) 阳 2H++ 2e－= H2 (2)2Fe2+ + ClO− + 2H+ = 2Fe3+ + Cl− + H2O (3)ZnS (4)1.0×10−3 (5)、Na+ (6)Ni(OH)2 【分析】先将高磷镍铁制成电解板，进行电解，Ni、Fe、Zn、Cu转化为阳离子进入溶液，之后加入NaClO将Fe2+氧化为Fe3+，加入Na2CO3调pH形成铁、磷共沉淀；过滤后加入H2S除去Cu2+和Zn2+；过滤后向滤液中加入NH4HCO3得到碳酸镍晶体。 【详解】（1）高磷镍铁作为阳极，发生氧化反应形成金属离子最终进入溶液中，而阴极主要是氢离子得电子生成氢气，发生还原反应：2H++ 2e-= H2↑； （2）ClO-将Fe2+氧化而自身变为Cl-，反应为2Fe2+ + ClO− + 2H+ = 2Fe3+ + Cl− + H2O； （3）由上分析，加入H2S除去Cu2+和Zn2+，则沉淀为ZnS和CuS； （4）c(Ni2+) = 0.1 mol·L−1，，溶液中c(H2S)=0.1mol/L，，当，； （5）根据分析，加入碳酸钠及次氯酸钠后，溶液中生成钠盐，加入NH4HCO3溶液沉淀镍离子生成碳酸镍固体和含的溶液，故“沉镍”后，滤液中的阳离子主要是、Na+； （6）“沉镍”时，若用碳酸钠溶液做沉淀剂，由碱性过大，可能会导致产品有Ni(OH)2沉淀。 8．（24-25高二上·广东深圳·期中）I．25℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示： 化学式 电离平衡常数 在25℃条件下，请回答下列问题： (1)的溶液和的溶液，设由水电离产生的的物质的量浓度分别为和，则 。将上述两溶液分别稀释10倍，的比值 (填“变大”、“不变”或“变小”)。 (2)向溶液通入少量反应的离子方程式为 。 (3)的溶液中各离子浓度由大到小的顺序 。 II．是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法。工业上用吸收尾气中使之转化为，再以为原料设计原电池，然后电解(惰性电极)制取，装置如下： (4)甲图中A电极上的反应式为 。 (5)甲图中B与乙图 (填“C”或“D”)极相连，进行电解时乙图Z中向 (填“Y”或“W”)中移动。 (6)乙图阳极的电极反应式为 。 【答案】(1) 变大 (2) (3) (4) (5) D Y (6) 【分析】II．图甲是原电池，SO2通入A极，失去电子：SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋，A极为负极。氧气通入B极，得到电子：O2+4e-+4H+=2H2O，B极为正极，总反应为2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，入口是稀硫酸，出口是较浓的硫酸； 图乙是电解池，C极附近加入亚硫酸氢钠得到亚硫酸钠，说明C极有OH-生成，所以C极是阴极，水电离的H+放电，发生反应：2H++2e-=H2↑，OH-和反应生成，中间室的Na+通过交换膜进入阴极室，从阴极室流出Na2SO3溶液；D是阳极，从中间室通过离子交换膜进来的在阳极上失去电子：－2e－+H2O=＋3H＋。 【详解】（1）的溶液中由水电离产生的的物质的量浓度为=c(H+)=10-10mol/L，CH3COONa是强碱弱酸盐，醋酸根水解使溶液呈碱性，故的溶液由水电离产生的的物质的量浓度为mol/L，故=10-6，将上述两溶液分别稀释10倍，增大变为10-9mol/L，而由于醋酸根浓度减小而变小，故的比值变大； （2）酸性：，向溶液通入少量，无二氧化碳气体放出，离子方程式为2+H2O+SO2=2+； （3）的溶液中，Na+不电离不水解，浓度最大，会有小部分发生电离和水解，故浓度小于Na+，电离产生等量的和H+，H+还有一个来源是H2O的电离，故H+的浓度略大于草酸根，Kh2(H2C2O4)=，电离程度大于水解，溶液显酸性，OH-浓度最小，故各离子浓度由大到小的顺序为； （4）由分析可知，在甲图中的A电极上，二氧化硫失去电子和水结合生成硫酸，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋ （5）图甲中A为负极，B为正极，乙图中C极是阴极，所以连接电源的负极，即C连接A，所以B连接D；进行电解时图乙Z中钠离子向阴极移动，即向Y中移动； （6）由分析可知，阳极的反应为－2e－+H2O=＋3H＋。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $专题07原电池与电解池 ☆3大高频烤点概览 考点01原电池 1.(24-25高二上·广东佛山期末)佛山新质生产力蓬勃发展。下列产业相关过程中不涉及电能转化的是 A.绿色陶瓷产业-氨氢 B.动力电池回收产业 能源燃烧 电池放电处理 C. 燃料电池汽车产业 D.智能家电产业-扫地 氢燃料电池工作 机充电 A.A B.B C.C D.D 2.(25-26高二上·广东广州·阶段练习)电化学装置在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错 误的是 H2S0 锌粉和KOH 的混合物 金属外壳锌粉 MnO2 浸了KOH 溶液的隔板 金属外壳 -Ag,O PbO2 纽扣式银锌电池 Pb 甲：碱性锌锰干电池 乙：纽扣式银锌电池 丙：铅酸蓄电池 丁：电解精炼铜 A.甲：锌作负极，发生氧化反应 B.乙：正极的电极反应式为Ag,0+2e+H,0-2Ag+20H C.丙：放电过程中，铅电极质量会增加 D.丁：电解精炼铜，当电路中共有2mol电子转移时，a电极上一定溶解64gCu 3.(24-25高二上·广东佛山期末)一种锌空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是 Zn板 KOH凝胶 石墨板 A.金属Zn为负极 B.电子流动方向：Zn→KOH凝胶→石墨 C.石墨电极反应式：O2+4e+2H2O=4OH D.空气中的CO2等酸性气体会影响电池的性能 4.(25-26高二上·广东肇庆期中)某原电池的总反应离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+,不能实现该反应 的原电池为 A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl,溶液 B.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe,(S0,),溶液 C.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe,(SO4,溶液 D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为FeCl,溶液 5.(25-26高二上·广东广州阶段练习)某理论研究认为：燃料电池（图b)的电极I和Ⅱ上所发生反应的催 化机理示意图分别如图a和图c,则下列说法正确的是 气体 气体 HO O+H*+e H++e- H+e H 质子交换膜 H*+e b A.电极I为燃料电池负极 B.负极反应的催化剂为i C.电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D.电极I和电极Ⅱ上的气体完成一次催化循环转移的电子数相同 6.(25-26高二上·广东广州阶段练习)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除C1实现废酸的纯化，其 工作原理如图。下列说法正确的是 02 CI 如===”””。=”。= Pt Ag A.Pt作原电池负极 B.电子由Ag经活性炭流向Pt C.Pt表面发生的电极反应：0，+2H,0+4e=40H D.每消耗标准状况下22.4L的02，最多去除2molC 7.(24-25高二上广东广州期末)如图为两种不同的铜锌原电池，下列相关说法不正确的是 盐桥 Zn CuSO,溶液 ZnSO,溶液CuSO,溶液 8 6 A,图a与图b的反应原理均为：Zn+Cu+=Cu+Zn2+ B,图a中电流流向为：Cu片→导线→Zn片→CuSO,溶液→Cu片 C.图b所示原电池能量利用率比图a所示原电池要高 D.若将图b中CuS0,溶液换成稀硫酸，当电路中转移1mol电子时，产生22.4L氢气 8. (25-26高二上·广东广州阶段练习)为了探究外界条件对锌与稀硫酸反应速率的影响，设计如下方案： 编号 纯锌粉 0.2mol/L的硫酸 温度 硫酸铜固体 I 2.0g 200.0mL 25℃ 0 Ⅱ 2.0g 200.0mL 35℃ 0 亚 2.0g 200.0mL T℃ 0.1g 下列叙述错误的是 A.实验I和Ⅱ可探究温度对反应速率的影响 B.为了探究原电池对反应速率的影响，必须控制T=35 C.根据该实验方案，产生相同气体体积所需时间：>Ⅱ>I D.该方案无法深究稀硫酸浓度对反应速率的影响 9.(25-26高二上·广东惠州阶段练习)直接H,02H,02燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图 所示。电池放电时，下列说法正确的是 负载 电 电 极 H,O,和KOH HO,和HSO 混合液→ 混合液 阳离子交换膜'（只允许K通过） A.电极I的反应式为：H,0,-2e=0,个+2H B.电极Ⅱ的反应式为：H,02-2e+2H=2H,0 C.电池总反应为：2H,0,+2K0H+H,S0,=4H,0+0,个+KS04 D.当电路中转移0.1mol电子时，理论上共消耗H2O26.8g 10.（24-25高二上·广东江门期末)某兴趣小组同学用如图装置进行实验，电流计指针发生偏转。下列说 法正确的是 © (石墨) 石墨) KOH溶液 -KCI溶液 阳离子交换膜 A.H,在a极处被还原 B.该装置将电能转化为化学能 C.K*从b极经阳离子交换膜移向a极 / D.该装置的总反应为H2+C12+20H=2H,0+2C1 11.(24-25高二上·广东广州期末)氧化铋(Bi,03)作为镍/铋电池的负极材料，因其理论容量高、易制备而 受到广泛关注。如图为该电池的示意图，下列说法正确的是 电极a 电极b Bi,O, 碱性 NiOOH 电解质 Bi NiO A.放电时，OH从电极a移向电极b B.放电时，总反应为6Ni00H+2Bi=6Ni0+Bi,0,+3H,0 C.充电时，电子从电源负极一电极a→电极b→电源正极 D.充电时，电路中转移1mol电子，阳极质量减少17g 12.(24-25高二上广东江门期末)新型Zn-N02电池可有效捕获N02,其装置如图所示。下列说法不正 确的是 6 NO2 石 NO 石墨 水溶液Q文 Zn H NO. NO2 Zn2+1 质子交换膜 A.电子流向：a→d,c→b B.d电极附近溶液的pH保持不变 C.c极发生的反应为：2H,0-4e=0,个+4H D.在标准状况下，每捕获1 moINO2,c电极产生5.6LO2 13.(24-25高二上·广东广州期末)1836年，英国化学家John Frederic Daniell制成了第一个如图所示的双 液电池，标志着化学电池进入生产和生活中。 A Z 电流表 盐桥 (内含KC) 1 nol/LZnSO,溶液 1mol/LCuSO,溶液 已知反应：Zns-2e≠Zn2+(aqK Cu(s)-2e Cu2(aq)K2 K为反应在常温下的平衡常数。下列说法不正确的是 A.K>K2 B.盐桥中K*向CuSO,溶液移动 C.若将盐桥换成铜棒，电流计不会发生偏转 D.若向CuSO,溶液中加入适量CuSO,固体，电流计偏转程度增大 14.(25-26高二上·广东广州阶段练习)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H0解离为H*和OH,并在电场作用下分别向两极迁移， 下列说法错误的是 用电器 双极膜 锌 NO 化 [Zn(OH),] HOH NH 碱性溶液 酸性溶液 A.“双极膜”中间层中的H*在电场作用下移向锌电极 B.催化电极上的电势比锌电极上的高 C.电池工作时，催化电极上发生的电极反应为10H*+NO;+8e=NH+3H,0 D.催化电极表面产生0.1 mol NH时，锌电极质量减少26g 15.（24-25高二上·广东湛江·期中)根据所学知识回答下列问题： (1)某同学利用如图所示装置进行中和反应反应热测定实验： 温度计 杯盖 内筒 隔热层（隔热 材料已略去) 外壳 简易量热计示意图 ①杯盖的作用为 ②仪器a的名称为】 实验时，使用仪器a的操作为】 (填“左右来回摇摆”或“上下 来回匀速搅拌”。 (2)甲醇(CH,OH)燃料电池工作时的示意图如图所示： 甲醇 M N氧气 稀硫酸 质子交换膜 己知：i.质子交换膜只允许通过H*；ⅱ.电极均为惰性电极。 ①能量的转化形式主要由 (填“电能”或“化学能”，下同)转化为 ②电极N为该电池的 (填“正极”或“负极”)，发生的反应为 (填“氧化反应”或“还 原反应”)。 ③电极M上的电极反应式为 ④查阅资料可知，0.1mol甲醇完全燃烧时放出的热量为72.65kJ,表示甲醇燃烧热的热化学方程式 为」 16.(24-25高二上·广东期中)如图是某同学设计的原电池装置。 A 电极Ih d电极m (P) (Cu) 桥 FeCl,溶液 CuCL,溶液 (1)电子的流向经导线从 填编号（①Cu→Pt②Pt→Cu): (2)电流的流向 填编号（①Cu→Pt②Pt一Cu) (3)电极I上发生 (填反应类型)，作 (填电极名称)。 (4电极Ⅱ的电极反应式为 (⑤)该原电池的总反应式为 (⑥盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是 17.(25-26高二上·广东肇庆期中)一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图如下。请回答下列问题。 电极A 电极B 混合气Y→ 负载 -X 催 co 化重 K CO Na' CH+H2O 装置甲 催化剂 (1)反应CH4+H,0 三3H2+C0,每消耗0.1 mol CH4理论上转移的电子数日为 △ (2)电池工作时，C0;向电极 (填“A”或B)移动。 (3)电极A上发生的电极反应式为 (④)电极B上发生的电极反应式为 (⑤)装置甲放置固态试剂是 (写名称)，目的是 考点02电解池 1.(25-26高二上·广东深圳·期中)利用金属活动性的不同，可以采取不同的治炼方法治炼金属。下列反应 所描述的冶炼方法不可能实现的是 电解 高温 A.2A1C(熔融) 2A1+3Cl2↑ B.Fe2O3+3CO Fe+3CO2 冰晶石 电解 C.Fe+CuSO=FeSO+Cu D.2KCl(熔融)=2K十C2↑ 2.(23-24高二上·广东广州期末)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如图所示，下列有关说法不正确的是 离子交换膜 A.Na能通过离子交换膜 B.产品NaOH溶液从c口导出 C.从b口补充饱和NaCI溶液 D.用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，有利于氯气的逸出 3.(25-26高二上·广东汕头阶段练习)下图是一个用石墨作电极电解稀Mg$0,溶液的装置，电解液中事 先加有指示剂，此时溶液呈红色（指示剂变色的pH范围是6.8~8.0，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈 黄色)。在电解过程中，有关电极的叙述正确的是 H,O MgSO,溶液 A.A管溶液由红色变为黄色 B.B管溶液由红色变为黄色 C.检验A管中产生的气体可以用带火星的木条 D.A管中发生的电极反应2H,0-4e=0,个+4H 4.(24-25高二上广东广州期末)在K0H水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量02生 成，电解原理如图所示。下列说法正确的是 电源 02 H KOH溶液 CoNi Pt C3NgHa Ni A.电解时，K*向Pt电极移动 B.每生成ImolH2的同时，生成0.5molK,C6N6 C.生成C6N的电极反应：2C,NH,+8OH-4e=C6N+8H,0 D.电解一段时间后，溶液pH升高 5.(25-26高二上·广东惠州阶段练习)一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），可用于湿法治铁的研究。 电解过程中下列说法不正确的是 电源 气体 阳离子交换膜 Fe 电 Fe,O; 电 极 极 NaOH 饱和 溶液 食盐水 N A.阳极产生C2 B.阴极区溶液中OH浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1 mol Fe2O,阳极室溶液减少351g D.理论上每消耗1 mol Fe2O3,阴极室溶液最多增加138g 6.(24-25高二上广东·期末)我国科学家利用如图所示的装置处理K0H、KNO2废液，同时高效合成氨 气（氨气可从碱溶液中挥发），离子交换膜只允许O通过。下列说法不正确的是