重难08 电化学原理及电极反应式的书写（重难专练）（江苏专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

重难08 电化学原理及电极反应式的书写 ( 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击： 快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点： 总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数 ： 聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖： 挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” ) 一、原电池原理和化学电源 1．原电池原理 构成条件 ①能自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)； ②一般是活泼性不同的两个电极(金属或石墨)； ③形成闭合回路（电解质溶液(或熔融电解质)；两个电极直接(或间接)接触；两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中） 常见装置 盐桥含饱和KCl(或KNO3)溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极，作用是连接内电路，通过离子的定向移动，构成闭合回路；隔绝正、负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；维持电极区溶液的电荷平衡，使溶液呈电中性。 工作原理 正、负极判定方法 微粒流向的判断 电子流向 负极→外电路→正极(与电流的方向正好相反，且电子不下水) 离子流向 阳离子移向正极，阴离子移向负极（离子不上岸） 2．化学电源 （1）一次电池： 一次电池 特点：只能使用一次，不能充电复原继续使用 碱性锌锰干电池 ①电池反应：Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn（OH）2 ②负极反应：Zn+2OH－－2e－Zn（OH）2 ③正极反应：2MnO2+2H2O+2e－2MnOOH+2OH－ 纽扣式锌银电池 ①电池反应：Zn+Ag2O+H2OZn（OH）2+2Ag ②负极反应：Zn+2OH－－2e－Zn（OH）2 2 正极反应：Ag2O+H2O+2e－2Ag+2OH－ （2）二次电池： ①原理及电极反应式： 原理 （1）放电时为原电池，电极属性为正负极；充电时为电解池，电极属性为阴阳极 （2）阳极连正极，阴极连负极，电极反应和电极反应式相反，充放电时电极互变 ①充电时，阳极变成正极，阴极变成负极 ②放电时，正极变成阳极，负极变成阴极 铅蓄电池 总反应 Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O ①负极反应 Pb+SO42－－2e－PbSO4 ②正极反应 PbO2+4H++SO42－+2e－PbSO4+2H2O ③阳极反应 PbSO4+2H2O－2e－PbO2+4H++SO42－ ④阴极反应 PbSO4+2e－Pb+SO42－ 钴酸锂电池 总反应 LixC6+Li1－xCoO2C6+LiCoO2 ①负极反应 LixC6－xe－C6+xLi+ ②正极反应 Li1－xCoO2+xLi+LiCoO2－xe－ ③阳极反应 LiCoO2－xe－Li1－xCoO2+xLi+ ④阴极反应 C6+xLi++xe－LixC6 ②二次电池分析思维模型： （3）燃料电池： ①燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 ②燃料电池的电极材料：可燃物在负极上发生氧化反应，如氢气、甲烷、乙醇等还原剂；助燃物在正极上发生还原反应，如氧气、氯气等氧化剂。 ③氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和碱性两种。 氢氧燃料电池 酸性 碱性 负极反应式 H2－2e－===2H＋ H2＋2OH－－2e－===2H2O 正极反应式 1/2O2＋2H＋＋2e－===H2O 1/2O2＋H2O＋2e－===2OH－ 电池总反应式 H2＋1/2O2===H2O ④燃料电池在不同介质中的电极反应式： a．正极上（氧气或N2）的反应式： 环境 氧气 氮气 酸性环境 4H++O2+4e－2H2O N2+6e－+8H+2NH4+ 碱性环境 2H2O+O2+4e－4OH－ N2+6e－+6H+2NH3 中性环境 2H2O+O2+4e－4OH－ N2+6e－+6H+2NH3 熔融氧化物 O2+4e－2O2－ N2+6e－2N3－ 有CO2存在 O2+4e－+2CO22CO32－ b．负极（不同燃料）的反应式： 环境 甲烷 氢气 酸性环境 CH4+2H2O－8e－CO2+8H+ H2－2e－2H+ 碱性环境 CH4+10OH－－8e－CO32－+7H2O H2－2e－+2OH－2H2O 熔融碳酸盐 CH4+4CO32－－8e－5CO2↑+2H2O H2－2e－+CO32－H2O+ CO2↑ 碳酸盐溶液 CH4+9CO32－－8e－+3H2O10HCO3－ H2－2e－+CO32－H2O+ CO2↑ 熔融氧化物 CH4+5O2－－8e－CO32－+2H2O H2－2e－+O2－2H2O 环境 甲醇 肼 酸性环境 CH3OH+H2O－6e－CO2↑+6H+ N2H4－4e－N2↑+4H+ 碱性环境 CH3OH+8OH－－6e－CO32－+6H2O N2H4－4e－+4OH－N2↑+4H2O 熔融碳酸盐 CH3OH－6e－+3CO32－4CO2↑+2H2O 碳酸盐溶液 CH3OH +7CO32－－6e－+2H2O8HCO3－ 熔融氧化物 CH3OH +4O2－－6e－CO32－+2H2O N2H4－4e－+2O2－N2↑+2H2O c．分析燃料电池类题的思维模型： 二、电解原理及应用 1．电解及电解池的构成条件 （1）电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 （2）电解池：将电能转化为化学能的装置。 （3）电解池的构成条件： ①有与直流电源相连的两个电极。②电解质溶液（或熔融电解质）。③形成闭合回路。 2．电解池的工作原理（阳极为惰性电极） （1）惰性电极：由Pt（铂）、Au（金）、C（石墨）组成的电极 （2）活泼电极：除了Pt、Au以外的其他金属电极 3．惰性电极电解过程中离子的放电顺序 （1）阴极（与电极材料无关）：氧化性强的微粒先放电，放电顺序： （2）阳极（与电极材料有关）： ①若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 ②若是惰性电极作阳极，放电顺序为： 4．电解规律 （1）阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。 （2）最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag+＞Cu2+＞H+。 （3）利用惰性电极电解，S2－、I－、Br－、Cl－在阳极放电，所得产物一般为S、I2、Br2、Cl2，而OH－放电则得到O2和H2O； （4）在水溶液中，含氧酸根离子(NO、SO、CO等)、F－一般不放电。 （5）电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到金属K、Ca、Na、Mg、Al。 （6）阳离子的放电顺序遵循氧化还原反应的“先后规律”，前提条件是各种离子的浓度相差不大； （7）金属阳离子(除Fe3＋)放电，则得到相应的金属，H＋放电则得到H2；Fe3＋放电一般转化为Fe2＋。 三、有关电极反应式的书写 1．原电池中电极反应式的书写 1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。 2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式：若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。 3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。 2．电解池中电极反应式的书写 1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。 2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。 阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2->SO＞I-＞Br-＞C1-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。 阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+>K+。 注：在水溶液中A13+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得。 3．燃料电池电极反应式的书写 电极：惰性电极。 燃料包含：H2；烃如：CH4；醇如：C2H5OH等。 电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液：②碱性电解质溶液如：NaOH溶液：③熔融氧化物如：Al2O3；④熔融碳酸盐如：K2CO3等。 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。 如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O：甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为： ①CH4 +2O2=CO2 +2H2O ②CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O ①式+②式得燃料电池总反应为：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，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况： （1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O （2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-=40H- （3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境下电极反应式：O2+4e-=2O2- （4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO。 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式 电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式 故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。 4．可充电电池电极反应式的书写及应用 （1）一般都是先书写放电的电极反应式： 第一步：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质； 第二步：写出一个比较容易书写的电极反应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）； 第三步：在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 （2）充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电止极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。 对可充电电池某电极是发生氧化还是还原反应及某元素被氧化还是被还原的判断：可根据电极反应式进行分析，放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。 5．特殊情况电极反应式的书写“二注意” （1）注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变，有时可导致离子放电顺序的改变。 （2）注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。 （建议用时：10分钟） 1．（2025·江苏徐州·阶段练习）化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A．“深海一号”母船海水浸泡区的铝基可保障船体不易腐蚀 B．高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式为电能→化学能 C．华为新上市的mate60 pro手机引发关注，其芯片材料是SiO2 D．“北斗卫星”授时系统的“星载铷钟”含铷元素，其单质遇水能缓慢反应放出H2 2．（2025·江苏南京·月考）下列叙述中正确的是 A．铁质管道与锌用导线相连(如图所示)可防止管道被腐蚀 B．电解精炼铜时，若阳极有3.2g铜溶解，则阴极得电子数为0.1mol C．合成氨生产中将NH3液化分离，正反应速率增大、逆反应速率减少 D．反应NH3(g)+HCl(g)=2NH3Cl(s)在室温下能自发进行，该反应>0 3．（2025·江苏连云港·期中）科学家设计了锂-空气电池，它直接使用金属锂作负极，让从空气中获得的通过多孔碳电极。该电池具有较高的能量密度(单位质量的电池所放出的能量)。下列关于这种电池的说法正确的是 A．放电时氧气发生氧化反应 B．放电时电子向负极移动 C．放电时电能转化为化学能 D．能量密度高可能是因为锂的相对原子质量小 4．（2025·江苏苏州·阶段练习）下列电化学实验装置能达到实验目的的是 A．电解精炼铜 B．验证电解饱和NaCl溶液的产物 C． 在铁制品上镀铜 D．构成原电池 A．A B．B C．C D．D 5．（2025·江苏盐城·阶段练习）如图所示原电池装置中，溶液为稀硫酸，装置如下图。下列说法正确的是 A．电极X为正极 B．氢气产生在X电极上，SO移向X电极 C．X电极上发生氧化反应，Y电极上发生还原反应 D．电子流动方向为：X电极→导线→Y电极→溶液→X电极 6．（2025·江苏南通·模拟）某柔性电池的结构如图所示，其中作电池的负极，作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 7．（2025·江苏淮安·期中）根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法正确的是 A．锌筒质量逐渐减小 B．该电池可以反复充放电 C．石墨棒作负极 D．电流从锌筒通过导线流向石墨棒 8．（2025·江苏南通·期中）铅蓄电池是常见的二次电池，其结构如下图所示，其中Pb作电池的负极，PbO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．放电时Pb电极上有电子流出 B．放电时PbO2电极失去电子 C．H2SO4是电池的电解质溶液 D．充电时是电能转化为化学能 9．（2025·江苏扬州·阶段练习）新冠肺炎最明显的症状就是出现发热，体温枪能快速检测人体体温，该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如下图所示)，该电池的总反应式为：。下列关于该电池的说法正确的是 A．Ag2O电极作正极，发生氧化反应 B．该电池放电时溶液中的K+向Zn电极移动 C．电池工作时，电流从Ag2O电极经过隔板流向Zn电极 D．该电池的负极反应为： 10．（2025·江苏扬州·阶段练习）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示)，通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中不正确的是 A．A、B两端都必须用铁作电极 B．可以用NaCl溶液作为电解液 C．电源中的a为正极，b为负极，制取效果较好 D．阴极发生的反应是： 11．（2025·江苏无锡·期末）燃料电池的能量利用率比内燃机高，已应用于汽车中。如图为某燃料电池工作示意图，其中C1和C2均为多孔性纳米电极(不考虑电解质参与电极反应)。下列有关说法不正确的是 A．b口放出气体为CO2 B．质子将由C1电极区经交换膜向C2电极区运动 C．用该电池电解精制铜，当消耗1mol甲醇时，可溶解粗铜中3 molCu D．电池总反应的产物与甲醇燃烧产物一样 12. （2025·江苏常州金坛一中·模拟）科学家使用MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 A. 充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B. 充电时，会发生反应Zn+2MnO2 = ZnMn2O4 C. 放电时，正极反应有MnO2+H2O+e- = MnOOH+OH- D. 放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.02molMnOOH （建议用时：10分钟） 13．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O= ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，MnO2发生氧化反应 B．电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×10-23 14．（2025·江苏盐城市射阳中学·模拟预测）我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置（如图所示）。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。下列说法错误的是 A. 制氢时，溶液中K+ 向Pt电极移动 B. 供电时，Zn电极附近溶液的pH不变 C. 供电时，X电极发生还原反应 D. 制氢时，X电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O 15．（2025·江苏连云港·期末）铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．铜板上的电极反应： B．腐蚀过程中电子从铁移向铜 C．当有生成时，水膜中释放 D．铁铆钉腐蚀过程中化学能全部转化为电能 16．（2025·江苏南通·期中）在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使SO与H2反应生成S2-，加速钢管腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极反应式为 B．钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D．SO与H2反应可表示为 17．（2025·江苏南京·模拟）一种电解乙酰基吡嗪废水中的制备的电化学装置如题9图所示。下列说法正确的是 A．石墨电极与直流电源正极相连 B．电解时，铂网电极附近pH增大 C．离子交换膜应选择性透过阴离子 D．阴极上的电极反应为 18．（2025高三下·江苏常州·开学考试）下列说法正确的是 A．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 B．镀铜与镀锌的铁制品相比，镀层受损后，前者易生锈 C．向0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中加入少量水，溶液中减小 D．常温下Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，pH=5的含CuCl2溶液中c(Cu2＋)≥2.2×10-2 mol·L-1 19．（2025·江苏镇江·模拟）以LiAlCl4为离子导体的铝一磷酸铁锂电池，该电池放电时Li+嵌入形成LiFePO4，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法不正确的是 A．化学能转化为电能 B．电极Al作负极 C．Li+透过离子交换膜从右向左迁移 D．正极的电极反应： 20．（2025·江苏省南通市·开学考试）燃煤烟气中产生的氮氧化物(NOx)及SO2会对大气造成严重污染，目前有多种处理吸收污染物的方法。其中一种隔膜电化学法去除NO装置如图所示。下列化学反应表示正确的是 A．吸收池中发生的反应：2S2O42－＋2NO＋2H2O＝4HSO3－＋N2 B．电解时电极A上发生的反应：SO2＋2e－＋2H2O＝4H＋＋SO42－ C．用氨水吸收过量SO2的反应：SO2＋2NH3·H2O＝2NH＋SO32－＋H2O D．用NaOH溶液吸收NO2的反应：NO2＋2OH－＝NO3－＋H2O 21．（2025·江苏苏州市八校·联考）某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是 A. a是电源的负极 B. 电解后海水pH上升 C. 理论上转移2mole-生成4gH2 D 阳极发生：Cl-＋H2O＋2e-=HClO＋H＋ 22．（2023·江苏·高考真题节选）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。 （3）催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。 其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①当电解电压为U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为___________(填化学式)。 ②当电解电压为U2V时，阴极由HCO3-生成CH4的电极反应式为___________。 ③当电解电压为U3V时，电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为___________(写出计算过程)。 （建议用时：20分钟） 23．（2025高三上·江苏南通·阶段检测）一种O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示，电池使用AlCl3溶液作电解质溶液，反应后有Al2(C2O4)3沉淀生成。下列说法正确的是 A．电池工作时将电能转化为化学能 B．正极区的总反应为6CO2+6e-+2Al3+ = Al2(C2O4)3↓ C．放电时电子经导线移向铝电极 D．常温时，铝电极质量减少2.7g，理论上消耗6.72LCO2 24．（2025·江苏徐州·模拟预测）肼可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。 下列关于N2H4—O2燃料电池的说法正确的是 A．电池工作时化学能完全转化变为电能 B．放电过程中，负极区溶液pH增大 C．负极的电极反应式为：N2H4 - 4e- = N2+4H+ D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等 25．（2025·江苏徐州·模拟）某储能电池原理如图1，其俯视图如图2，已知放电时N是负极(NA是阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是 A．放电时，每转移NA个电子，理论上CCl4吸收0.5NA个Cl2 B．放电时，负极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-＝NaTi2(PO4)3+2Na+ C．充电时，每转移1mol电子，N极理论质量减小23g D．充电过程中，右侧储液器中NaCl溶液浓度增大 26．（2025·江苏南通·模拟预测）一种基于氧化还原靶向反应的液流锂电池如下图所示。氧化还原靶向反应是指通过引入在电解质中具有高溶解度、并与活性物质配对的氧化还原介质，来将活性物质与电极联系起来。这样既可以消除活性物质的溶解度问题，又可以将低溶解度的活性物质储存在液罐中。下列说法不正确的是 A．左侧储罐中滴入含Fe2+或Fe3+的溶液会产生蓝色沉淀 B．图示装置可以将电能转化为化学能 C．右侧储罐中如果液体流速下降，可能会有其他多硫离子如等 D．该电池运行结束后需要进行废液处理工作以防污染 27．（2025·江苏扬州·模拟预测）一种新型AC/LiMn2O4电池体系，在快速启动、电动车等领域具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn2O4作正极(可由Li2CO3和MnO2按物质的量比1：2反应合成)，高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示： 下列说法正确的是 A．合成LiMn2O4的过程中可能有H2产生 B．放电时正极的电极反应式为：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+ C．充电时AC极应与电源负极相连 D．可以用Li2SO4水溶液做电解液 28. （2025·江苏淮安市淮阴中学·二模）近日，我国学者在Science报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是 电解池左侧物质转化：Cl-→Cl2→HClOCH2ClCH2OH A. Ni电极与电源负极相连 B. 工作过程中阴极附近pH减小 C. 该过程的总反应为： CH2=CH2+H2O→+H2 D. 在电解液混合过程中会发生反应HCl+KOH=KCl+H2O 29．（2025·江苏南京·模拟）一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储存电力，为白天制氢提供能量。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电极A应与电源的负极相连 B．白天制氢时，溶液中Na+从左室向右室移动 C．储电时的总反应为 D．理论上生成1molH2，溶液中m(S2-)减少64g 30．（2023·江苏南通·校考模拟预测）科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质，催化合成NH3，与传统的热催化合成氨相比，催化效率较高。其合成原理如图1所示，电源电压改变与生成NH3速率的关系如图2所示，下列说法不正确的是 A．Pt—C是该合成氨装置的阳极 B．Pt－C3N4电极上发生的反应为N2＋6H＋＋6e－=2NH3 C．若H2的进出口流量差为22.4L/min，则固体质子导体中H＋的流速为2mol/min D．当电压高于1.2V时，混合气体中N2和NH3的体积分数之和小于100％ 31．（2026·江苏南京师范大学附属中学·一模）某汽车企业将推出第二代刀片电池，“刀片电池”能让电动汽车续航达1000公里以上，“刀片电池”放电时的总反应为，放电时电池的结构如图所示。 下列说法正确的是 A. N极为刀片电池的负极 B. 放电时，负极的电极反应式为 C. 充电时，转化为的过程中铁元素的价态发生了变化 D. 用充电桩给该电池充电的过程中，阴极质量减小 32．（2025·江苏淮安市淮阴中学·二模节选）工业上用磷铁渣（主要含FeP、Fe2P，以及少量Fe2O3、SiO2等杂质）制备FePO4（磷酸铁）。 已知：FePO4难溶于水，能溶于无机强酸。 （4）工业上也可以用电解磷铁渣的方法制备FePO4。 ①FeP在阳极放电的电极反应式为____________。 ②常温电解一段时间，测得溶液中Fe3+浓度约为，为了避免生成Fe(OH)3沉淀，应控制溶液的pH不大于____________（已知：）。 33. （2025·江苏盐城市射阳中学·模拟预测）“碳中和”＂具有重要意义。 （1）空间站里常用“Sabatier反应”控制空气中CO2含量。 已知：ⅰ．H2和CH4的燃烧热分别为和。 ⅱ． 。 则Sabatier反应：的___________。 （2）烟气中CO2的捕集可通过下列转化实现。 “碳化”的温度不能过高的原因是___________；“脱碳”的化学方程式为___________。 （3）CO2氧化丙烷脱氢。600℃下，将不同组分的原料混合气以相同流速通过装有催化剂的反应床，测得C3H8转化率和C3H6选择性随时间的变化关系如图-1所示，图中A、B分别代表、的两种原料气。 ①随着反应的进行，4小时前A组分原料气中转化率和选择性均有所提升，且在反应床出口检测到CO。研究表明，CO2氧化丙烷脱氢经历了以下两个反应： Ⅰ．C3H8C3H6+H2； Ⅱ．__________________________。(填化学方程式) ②反应进行至4小时后，B组分原料气的反应几乎无法进行，而A组分原料气的反应仍保持相对优异的稳定性，其可能原因是___________。 （4）电催化还原CO2可以制备甲酸，原理如图-2所示，电解质溶液为KOH。2024年，我国研究人员为降低系统能耗，对装置改进，搭建“(阴阳极)共产甲酸耦合系统”，将KOH电解液更换为KOH+CH3OH混合溶液，应将___________极区(填“a”＂或“b”)电解液更换。此时，该电极的电极反应式为___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难08 电化学原理及电极反应式的书写 ( 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击： 快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点： 总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数 ： 聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖： 挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” ) 一、原电池原理和化学电源 1．原电池原理 构成条件 ①能自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)； ②一般是活泼性不同的两个电极(金属或石墨)； ③形成闭合回路（电解质溶液(或熔融电解质)；两个电极直接(或间接)接触；两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中） 常见装置 盐桥含饱和KCl(或KNO3)溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极，作用是连接内电路，通过离子的定向移动，构成闭合回路；隔绝正、负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；维持电极区溶液的电荷平衡，使溶液呈电中性。 工作原理 正、负极判定方法 微粒流向的判断 电子流向 负极→外电路→正极(与电流的方向正好相反，且电子不下水) 离子流向 阳离子移向正极，阴离子移向负极（离子不上岸） 2．化学电源 （1）一次电池： 一次电池 特点：只能使用一次，不能充电复原继续使用 碱性锌锰干电池 ①电池反应：Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn（OH）2 ②负极反应：Zn+2OH－－2e－Zn（OH）2 ③正极反应：2MnO2+2H2O+2e－2MnOOH+2OH－ 纽扣式锌银电池 ①电池反应：Zn+Ag2O+H2OZn（OH）2+2Ag ②负极反应：Zn+2OH－－2e－Zn（OH）2 2 正极反应：Ag2O+H2O+2e－2Ag+2OH－ （2）二次电池： ①原理及电极反应式： 原理 （1）放电时为原电池，电极属性为正负极；充电时为电解池，电极属性为阴阳极 （2）阳极连正极，阴极连负极，电极反应和电极反应式相反，充放电时电极互变 ①充电时，阳极变成正极，阴极变成负极 ②放电时，正极变成阳极，负极变成阴极 铅蓄电池 总反应 Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O ①负极反应 Pb+SO42－－2e－PbSO4 ②正极反应 PbO2+4H++SO42－+2e－PbSO4+2H2O ③阳极反应 PbSO4+2H2O－2e－PbO2+4H++SO42－ ④阴极反应 PbSO4+2e－Pb+SO42－ 钴酸锂电池 总反应 LixC6+Li1－xCoO2C6+LiCoO2 ①负极反应 LixC6－xe－C6+xLi+ ②正极反应 Li1－xCoO2+xLi+LiCoO2－xe－ ③阳极反应 LiCoO2－xe－Li1－xCoO2+xLi+ ④阴极反应 C6+xLi++xe－LixC6 ②二次电池分析思维模型： （3）燃料电池： ①燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 ②燃料电池的电极材料：可燃物在负极上发生氧化反应，如氢气、甲烷、乙醇等还原剂；助燃物在正极上发生还原反应，如氧气、氯气等氧化剂。 ③氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和碱性两种。 氢氧燃料电池 酸性 碱性 负极反应式 H2－2e－===2H＋ H2＋2OH－－2e－===2H2O 正极反应式 1/2O2＋2H＋＋2e－===H2O 1/2O2＋H2O＋2e－===2OH－ 电池总反应式 H2＋1/2O2===H2O ④燃料电池在不同介质中的电极反应式： a．正极上（氧气或N2）的反应式： 环境 氧气 氮气 酸性环境 4H++O2+4e－2H2O N2+6e－+8H+2NH4+ 碱性环境 2H2O+O2+4e－4OH－ N2+6e－+6H+2NH3 中性环境 2H2O+O2+4e－4OH－ N2+6e－+6H+2NH3 熔融氧化物 O2+4e－2O2－ N2+6e－2N3－ 有CO2存在 O2+4e－+2CO22CO32－ b．负极（不同燃料）的反应式： 环境 甲烷 氢气 酸性环境 CH4+2H2O－8e－CO2+8H+ H2－2e－2H+ 碱性环境 CH4+10OH－－8e－CO32－+7H2O H2－2e－+2OH－2H2O 熔融碳酸盐 CH4+4CO32－－8e－5CO2↑+2H2O H2－2e－+CO32－H2O+ CO2↑ 碳酸盐溶液 CH4+9CO32－－8e－+3H2O10HCO3－ H2－2e－+CO32－H2O+ CO2↑ 熔融氧化物 CH4+5O2－－8e－CO32－+2H2O H2－2e－+O2－2H2O 环境 甲醇 肼 酸性环境 CH3OH+H2O－6e－CO2↑+6H+ N2H4－4e－N2↑+4H+ 碱性环境 CH3OH+8OH－－6e－CO32－+6H2O N2H4－4e－+4OH－N2↑+4H2O 熔融碳酸盐 CH3OH－6e－+3CO32－4CO2↑+2H2O 碳酸盐溶液 CH3OH +7CO32－－6e－+2H2O8HCO3－ 熔融氧化物 CH3OH +4O2－－6e－CO32－+2H2O N2H4－4e－+2O2－N2↑+2H2O c．分析燃料电池类题的思维模型： 二、电解原理及应用 1．电解及电解池的构成条件 （1）电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 （2）电解池：将电能转化为化学能的装置。 （3）电解池的构成条件： ①有与直流电源相连的两个电极。②电解质溶液（或熔融电解质）。③形成闭合回路。 2．电解池的工作原理（阳极为惰性电极） （1）惰性电极：由Pt（铂）、Au（金）、C（石墨）组成的电极 （2）活泼电极：除了Pt、Au以外的其他金属电极 3．惰性电极电解过程中离子的放电顺序 （1）阴极（与电极材料无关）：氧化性强的微粒先放电，放电顺序： （2）阳极（与电极材料有关）： ①若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 ②若是惰性电极作阳极，放电顺序为： 4．电解规律 （1）阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。 （2）最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag+＞Cu2+＞H+。 （3）利用惰性电极电解，S2－、I－、Br－、Cl－在阳极放电，所得产物一般为S、I2、Br2、Cl2，而OH－放电则得到O2和H2O； （4）在水溶液中，含氧酸根离子(NO、SO、CO等)、F－一般不放电。 （5）电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到金属K、Ca、Na、Mg、Al。 （6）阳离子的放电顺序遵循氧化还原反应的“先后规律”，前提条件是各种离子的浓度相差不大； （7）金属阳离子(除Fe3＋)放电，则得到相应的金属，H＋放电则得到H2；Fe3＋放电一般转化为Fe2＋。 三、有关电极反应式的书写 1．原电池中电极反应式的书写 1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。 2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式：若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。 3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。 2．电解池中电极反应式的书写 1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。 2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。 阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2->SO＞I-＞Br-＞C1-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。 阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+>K+。 注：在水溶液中A13+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得。 3．燃料电池电极反应式的书写 电极：惰性电极。 燃料包含：H2；烃如：CH4；醇如：C2H5OH等。 电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液：②碱性电解质溶液如：NaOH溶液：③熔融氧化物如：Al2O3；④熔融碳酸盐如：K2CO3等。 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。 如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O：甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为： ①CH4 +2O2=CO2 +2H2O ②CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O ①式+②式得燃料电池总反应为：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，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况： （1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O （2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-=40H- （3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境下电极反应式：O2+4e-=2O2- （4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO。 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式 电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式 故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。 4．可充电电池电极反应式的书写及应用 （1）一般都是先书写放电的电极反应式： 第一步：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质； 第二步：写出一个比较容易书写的电极反应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）； 第三步：在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 （2）充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电止极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。 对可充电电池某电极是发生氧化还是还原反应及某元素被氧化还是被还原的判断：可根据电极反应式进行分析，放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。 5．特殊情况电极反应式的书写“二注意” （1）注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变，有时可导致离子放电顺序的改变。 （2）注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。 （建议用时：10分钟） 1．（2025·江苏徐州·阶段练习）化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A．“深海一号”母船海水浸泡区的铝基可保障船体不易腐蚀 B．高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式为电能→化学能 C．华为新上市的mate60 pro手机引发关注，其芯片材料是SiO2 D．“北斗卫星”授时系统的“星载铷钟”含铷元素，其单质遇水能缓慢反应放出H2 【答案】A 【解析】A．“深海一号”母船海水浸泡区的铝基做负极可以与船体形成原电池，利用“牺牲阳极的阴极保护法”可保障船体不易腐蚀，故A正确；B．高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式为太阳能→电能，故B错误；C．华为新上市的mate60 pro手机引发关注，其芯片材料是晶体硅，故C错误；D．铷元素金属性极强，其单质遇水能迅速反应放出H2，故D错误；故答案为：A。 2．（2025·江苏南京·月考）下列叙述中正确的是 A．铁质管道与锌用导线相连(如图所示)可防止管道被腐蚀 B．电解精炼铜时，若阳极有3.2g铜溶解，则阴极得电子数为0.1mol C．合成氨生产中将NH3液化分离，正反应速率增大、逆反应速率减少 D．反应NH3(g)+HCl(g)=2NH3Cl(s)在室温下能自发进行，该反应>0 【答案】A 【解析】A．铁和锌构成的原电池，活泼的金属锌是负极，正极金属铁被保护，即铁质管道与锌用导线相连可防止管道被腐蚀，A正确； B．电解精炼铜过程中，由于阳极粗铜中还原杂质铁、锌，电解是铁和锌原先铜放电，所以阳极溶解铜3.2g时，外电路通过的电子数多于0.1mol，B错误；C．合成氨生产中将NH3液化分离，则生成物浓度突然减小，逆反应速率减小，平衡正向移动，导致反应物浓度逐渐减小，则正反应速率减小、逆反应速率减少，C错误；D．已知反应NH3(g)+HCl(g)=2NH3Cl(s)的△S＜0，根据反应自发性综合判据自由能变可知，该反应在室温下能自发进行，该反应△H＜0，D错误；故答案为：A。 3．（2025·江苏连云港·期中）科学家设计了锂-空气电池，它直接使用金属锂作负极，让从空气中获得的通过多孔碳电极。该电池具有较高的能量密度(单位质量的电池所放出的能量)。下列关于这种电池的说法正确的是 A．放电时氧气发生氧化反应 B．放电时电子向负极移动 C．放电时电能转化为化学能 D．能量密度高可能是因为锂的相对原子质量小 【答案】D 【解析】A．放电时氧气得电子化合价降低，发生还原反应，故A错误；B．原电池工作时，电子从负极流出，向正极移动，故B错误；C．锂-空气电池放电时将化学能转化为电能，故C错误；D．金属Li失去1mol电子时消耗的质量为7g，较其它金属消耗的质量小，即Li电池的能量密度高，故D正确；故选：D。 4．（2025·江苏苏州·阶段练习）下列电化学实验装置能达到实验目的的是 A．电解精炼铜 B．验证电解饱和NaCl溶液的产物 C． 在铁制品上镀铜 D．构成原电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．粗铜的精炼装置中，粗铜作阳极，接电源正极，精铜作阴极，接电源负极，A正确；B．根据图示，碳棒电极作阳极，阳极上Cl-发生氧化反应生成Cl2，Cl2氧化I-生成I2，使淀粉溶液变蓝，铁棒电极作阴极，阴极上H+发生还原反应生成H2，用向下排空气法收集，电流方向错误，B错误；C．在铁制品上镀铜，则待镀铁制品作阴极，连接电源负极，Cu作阳极，连接电源正极，C错误；D．Fe与Fe3+能发生氧化还原反应生成Fe2+，左边烧杯中应该是氯化亚铁溶液，右边烧杯中应该是氯化铁溶液，D错误； 故选A。 5．（2025·江苏盐城·阶段练习）如图所示原电池装置中，溶液为稀硫酸，装置如下图。下列说法正确的是 A．电极X为正极 B．氢气产生在X电极上，SO移向X电极 C．X电极上发生氧化反应，Y电极上发生还原反应 D．电子流动方向为：X电极→导线→Y电极→溶液→X电极 【答案】C 【解析】从图中可知，电子从X电极向Y电极移动，则X电极为负极，Y电极为正极。A．根据分析可知，电极X为负极，A错误；B．Y为正极，氢离子在Y电极上得电子生成氢气，硫酸根离子向负极移动即向X电极移动，B错误；C．X电极为负极，负极上的物质失电子被氧化发生氧化反应，Y电极上氢离子得电子被还原发生还原反应，C正确；D．电子不会经过电解质溶液，D错误；故答案选C。 6．（2025·江苏南通·模拟）某柔性电池的结构如图所示，其中作电池的负极，作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 【答案】B 【解析】根据题目已知：电池的总反应为：，Zn+MnO2 = ZnO+MnO则负极反应式为：Zn-2e-+O2- = ZnO，正极反应式为：MnO2+2e- = MnO+O2-，电解质膜用于传递O2-，据此分析解答。A．根据分析，Zn为负极，在电池工作中不断被消耗，质量减少，A正确；B．根据分析，MnO2在反应中得到电子被还原为MnO，B错误；C．电池工作中O2-通过电解质膜进行迁移传递电流，C正确；D．原电池是将化学能转化为电能的装置，D正确；故答案为：B。 7．（2025·江苏淮安·期中）根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法正确的是 A．锌筒质量逐渐减小 B．该电池可以反复充放电 C．石墨棒作负极 D．电流从锌筒通过导线流向石墨棒 【答案】A 【解析】图示的电池为锌锰电池，锌筒作为电池的负极，其电极反应式为Zn-2e- = Zn2+，碳棒为电池的正极，其反应的电极方程式为2NH+2e- = 2NH3↑+H2↑。A．根据电池反应，锌筒作为电池负极逐渐被反应，锌筒质量逐渐减小，A正确；B．该电池为一次电池，放电后不能重复充电，B错误；C．石墨棒作为正极，体系中NH在此电极上放电，C错误；D．电池中锌失去电子后通过导线转移到石墨棒上，电流方向为石墨到锌筒，D错误；故选A。 8．（2025·江苏南通·期中）铅蓄电池是常见的二次电池，其结构如下图所示，其中Pb作电池的负极，PbO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．放电时Pb电极上有电子流出 B．放电时PbO2电极失去电子 C．H2SO4是电池的电解质溶液 D．充电时是电能转化为化学能 【答案】B 【解析】在铅蓄电池中，Pb作电池的负极，PbO2作正极，电解质溶液为H2SO4，放电时发生的总反应为Pb+ PbO2+ 2H2SO4=2PbSO4+2H2O。A．放电时Pb电极发生的反应为Pb-2e-+SO=PbSO4，Pb电极上有电子流出，A正确；B．PbO2作正极，电极发生的反应为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4，放电时，PbO2得到电子，B错误；C．铅蓄电池的电解液为硫酸，C正确；D．充电时，外接直流电源，将电能转化为化学能，D正确；答案选B。 9．（2025·江苏扬州·阶段练习）新冠肺炎最明显的症状就是出现发热，体温枪能快速检测人体体温，该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如下图所示)，该电池的总反应式为：。下列关于该电池的说法正确的是 A．Ag2O电极作正极，发生氧化反应 B．该电池放电时溶液中的K+向Zn电极移动 C．电池工作时，电流从Ag2O电极经过隔板流向Zn电极 D．该电池的负极反应为： 【答案】D 【解析】由图可知，银锌电池中，锌为电池的负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2，氧化银为正极，水分子作用下氧化银得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为Ag2O+2e—+H2O=2Ag+2OH—。A．由分析可知，氧化银为正极，水分子作用下氧化银得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子，故A错误；B．由分析可知，电池放电时锌为电池的负极，氧化银为正极，则溶液中钾离子向氧化银电极移动，故B错误；C．由分析可知，电池放电时锌为电池的负极，氧化银为正极，则电流从氧化银电极经导线流向锌电极，故C错误；D．由分析可知，锌为电池的负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2，故D正确；故选D。 10．（2025·江苏扬州·阶段练习）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示)，通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中不正确的是 A．A、B两端都必须用铁作电极 B．可以用NaCl溶液作为电解液 C．电源中的a为正极，b为负极，制取效果较好 D．阴极发生的反应是： 【答案】A 【解析】A．装置中铁一定作阳极，阴极可以是铁，也可以是其他惰性电极，A错误；B．氯化钠溶液作电解质溶液时，不影响阴极H+放电生成氢气，B正确；C．a为正极，b为负极时，Fe2+在A区生成，H2在B区生成，气体上升，既可以排除溶液中的氧气，也可起到搅拌作用，制取效果较好，C正确；D．电解过程溶液必须产生Fe2+，铁必须作阳极，即Fe-2e-=Fe2+，而阴极需要产生OH－，阴极上发生2H2O+2e- = H2↑+2OH- ，D正确；故选A。 11．（2025·江苏无锡·期末）燃料电池的能量利用率比内燃机高，已应用于汽车中。如图为某燃料电池工作示意图，其中C1和C2均为多孔性纳米电极(不考虑电解质参与电极反应)。下列有关说法不正确的是 A．b口放出气体为CO2 B．质子将由C1电极区经交换膜向C2电极区运动 C．用该电池电解精制铜，当消耗1mol甲醇时，可溶解粗铜中3 molCu D．电池总反应的产物与甲醇燃烧产物一样 【答案】C 【解析】该燃料电池中电解质溶液呈酸性，通入燃料甲醇的电极C1是负极，通入空气的电极C2是正极。A．负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子，所以b口放出气体为CO2，故A正确；B．C1是负极，C2是正极，电解质溶液中质子从负极流向正极，所以质子将由C1电极区经交换膜向C2电极区运动，故B正确；C．燃料电池总反应是：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，当消耗1mol甲醇时，转移电子是6mol，用该电池电解精制铜，可根据主反应：Cu-2e-=Cu2+，转移电子是6mol，溶解粗铜中3mol铜，但是阳极上先是活泼金属（如锌）失电子，然后是金属铜失电子，所以当消耗1mol甲醇时，可溶解粗铜中铜的量小于3mol，故C错误；D．燃料电池总反应是燃料燃烧的化学方程式，在酸性介质下，甲醇燃料电池的总反应产物与甲醇燃烧产物一样，故D正确；故选C。 12. （2025·江苏常州金坛一中·模拟）科学家使用MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 A. 充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B. 充电时，会发生反应Zn+2MnO2 = ZnMn2O4 C. 放电时，正极反应有MnO2+H2O+e- = MnOOH+OH- D. 放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.02molMnOOH 【答案】C 【解析】Zn具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以MnO2电极为正极，Zn电极为负极，则充电时MnO2电极为阳极、Zn电极为阴极。A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A不正确；B．放电时，负极的电极反应为Zn-2e- = Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；C．放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2+H2O+e- = MnOOH+OH，C正确；D．放电时，Zn电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e- = MnOOH+OH-可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D不正确；综上所述，本题选C。 （建议用时：10分钟） 13．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O= ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，MnO2发生氧化反应 B．电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×10-23 【答案】C 【解析】Zn为负极，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-= ZnO+H2O，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2+ e-+H2O= MnOOH+OH-。A项，电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B项，电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，故B错误；C项，环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D项，由电极反应式MnO2+ e-+H2O= MnOOH+OH-可知，反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数为6.02×10-23，故D错误；故选C。 14．（2025·江苏盐城市射阳中学·模拟预测）我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置（如图所示）。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。下列说法错误的是 A. 制氢时，溶液中K+ 向Pt电极移动 B. 供电时，Zn电极附近溶液的pH不变 C. 供电时，X电极发生还原反应 D. 制氢时，X电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O 【答案】B 【解析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。A．制氢时，Pt电极为阴极，电子从X电极向Pt电极移动，溶液中K+向Pt电极移动，A正确，不选；B．供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O，消耗OH-，pH减小，B错误，符合题意；C．供电时，X电极发生还原反应，NiOOH转化为Ni(OH)2，C正确，不选；D．制氢时，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，D正确，不选；答案为B。 15．（2025·江苏连云港·期末）铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．铜板上的电极反应： B．腐蚀过程中电子从铁移向铜 C．当有生成时，水膜中释放 D．铁铆钉腐蚀过程中化学能全部转化为电能 【答案】B 【解析】铜板表面被潮湿空气或雨水浸润，空气中的CO2、SO2溶解其中，形成电解质溶液，组成原电池，加速了铁的腐蚀，铁为负极失电子产生二价铁离子，铜为正极，H+得到电子产生H2，据此作答。A．图示为铁的析氢腐蚀，铜板上的电极反应：2H++2e- = H2↑，故A错误；B．原电池中，电池从负极流向正极，因此是从铁移向铜，故B正确；C．未说明气体所在状态，无法计算H2体积，故C错误；D．铁铆钉腐蚀过程中化学能一部分转化为电能，一部分转化为热能等形式，故D错误；故答案选B。 16．（2025·江苏南通·期中）在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使SO与H2反应生成S2-，加速钢管腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极反应式为 B．钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D．SO与H2反应可表示为 【答案】D 【解析】A．根据题中所给信息，潮湿的深层土壤中钢管发生厌氧腐蚀，正极水得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A错误；B．在钢铁锈蚀中，Fe为负极，失去电子发生氧化反应，则负极反应式为Fe－2e-=Fe2+，厌氧细菌可促使SO与H2反应生成S2-，S2-及正极上生成的OH-与Fe2＋可分别反应生成FeS、Fe(OH)2，B错误；C．向钢中加入铜，发生电化学腐蚀时，活动性弱的铜作正极，活动性强的Fe作负极，从而加速钢管的腐蚀，C错误；D．厌氧细菌可促使SO与H2反应生成S2-，根据元素守恒，方程式为，D正确；故选D。 17．（2025·江苏南京·模拟）一种电解乙酰基吡嗪废水中的制备的电化学装置如题9图所示。下列说法正确的是 A．石墨电极与直流电源正极相连 B．电解时，铂网电极附近pH增大 C．离子交换膜应选择性透过阴离子 D．阴极上的电极反应为 【答案】B 【解析】电解乙酰基吡嗪废水中的(NH4)2SO4制备(NH4)2S2O8，由图可知，铂网电极上(NH4)2SO4失去电子发生氧化反应生成(NH4)2S2O8，为阳极，则石墨电极为阴极；A．石墨电极为阴极，与直流电源负极相连，A错误； B．电解时，铂网电极为阳极，(NH4)2SO4失去电子发生氧化反应生成(NH4)2S2O8，电极反应式为，阴极反应式为2H++2e- = H2↑则右侧氢离子通过阳离子交换进入左侧，使得铂网电极附近pH增大，B正确；C．由B分析可知，离子交换膜应选择性透过氢离子，C错误；  D．阴极上的电极反应为2H++2e- = H2↑，D错误；故选B。 18．（2025高三下·江苏常州·开学考试）下列说法正确的是 A．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 B．镀铜与镀锌的铁制品相比，镀层受损后，前者易生锈 C．向0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中加入少量水，溶液中减小 D．常温下Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，pH=5的含CuCl2溶液中c(Cu2＋)≥2.2×10-2 mol·L-1 【答案】B 【解析】A．电解法精炼铜时，粗铜应作阳极（Cu-2e- = Cu2+），纯铜作阴极（Cu2++2e- = Cu），故A错误；B．镀层破损后，发生电化学腐蚀，镀锌铁因锌比铁活泼，锌为负极，被腐蚀，铁为正极被保护；而镀铜铁中铜不如铁活泼，铁会作为负极加速腐蚀，更易生锈，故B正确；C．稀释CuSO₄溶液时，Cu2+浓度降低，但其水解程度增大，Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+，导致H+浓度下降幅度小于Cu2+。因此，比值 增大，而非减小，故C错误；D．根据溶度积公式 ，pH=5时，，，代入得 。实际溶液中，若未析出沉淀， ，而非 ≥，故D错误；故选B。 19．（2025·江苏镇江·模拟）以LiAlCl4为离子导体的铝一磷酸铁锂电池，该电池放电时Li+嵌入形成LiFePO4，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法不正确的是 A．化学能转化为电能 B．电极Al作负极 C．Li+透过离子交换膜从右向左迁移 D．正极的电极反应： 【答案】D 【解析】结合题意，铝电极，铝失去电子形成铝离子，铝离子结合AlCl形成Al2Cl，同时锂离子向左移动，嵌入形成，则铝电极为负极，左侧电极为正极，以此解题。A．该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，A正确；B．由分析可知，电极Al作负极，B正确；C．由分析可知，Li+透过离子交换膜从右向左迁移，C正确；D． 正极发生还原反应，电极反应为：：，D错误；故选D。 20．（2025·江苏省南通市·开学考试）燃煤烟气中产生的氮氧化物(NOx)及SO2会对大气造成严重污染，目前有多种处理吸收污染物的方法。其中一种隔膜电化学法去除NO装置如图所示。下列化学反应表示正确的是 A．吸收池中发生的反应：2S2O42－＋2NO＋2H2O＝4HSO3－＋N2 B．电解时电极A上发生的反应：SO2＋2e－＋2H2O＝4H＋＋SO42－ C．用氨水吸收过量SO2的反应：SO2＋2NH3·H2O＝2NH＋SO32－＋H2O D．用NaOH溶液吸收NO2的反应：NO2＋2OH－＝NO3－＋H2O 【答案】A 【解析】A项，由图可知，吸收池中NO被S2O42－还原为氮气，S2O42－被氧化为HSO3－，离子方程式为2S2O42－＋2NO＋2H2O＝4HSO3－＋N2，正确；B项，由图可知，电解时电极A上HSO3－发生还原反应生成S2O42－，电极反应式为2HSO3－＋2e－＋2H＋＝2H2O＋S2O42－，错误；C项，用氨水吸收过量SO2时生成酸式盐，反应为SO2＋NH3·H2O＝NH＋HSO3－，错误；D项，用NaOH溶液吸收NO2的反应为2NO2＋2OH－＝NO3－+NO2－＋H2O，错误。 21．（2025·江苏苏州市八校·联考）某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是 A. a是电源的负极 B. 电解后海水pH上升 C. 理论上转移2mole-生成4gH2 D 阳极发生：Cl-＋H2O＋2e-=HClO＋H＋ 【答案】B 【解析】结合图示可知，钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极；钛箔上生成H2，钛箔为阴极。A．钛网为阳极，钛网与电源的a极相连，则a极为电源正极，A错误；B．电解的主要总反应为H++Cl-+H2OHClO+H2↑，电解后海水中H+浓度减小，pH上升，B正确；C．钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e- = H2↑，理论上转移2mole-生成1molH2，生成H2的质量为2g，C错误；D．高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，则阳极的(主要)电极反应为海水中Cl-发生失电子的氧化反应生成HClO，电极反应式为Cl-+H2O-2e-= HClO+H+，D错误；故选B。 22．（2023·江苏·高考真题节选）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。 （3）催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。 其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①当电解电压为U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为___________(填化学式)。 ②当电解电压为U2V时，阴极由HCO3-生成CH4的电极反应式为___________。 ③当电解电压为U3V时，电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为___________(写出计算过程)。 【答案】（3）① H2 ②HCO3-+8e-+6H2O=CH4+9OH- ③每生成1mol C2H4转移12mole-，每生成1mol HCOO-转移2mole-，故电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为(24%/12):(8%/2)=1:2。 【解析】（3）当电解电压为U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，说明二氧化碳为得电子，为氢离子得电子变成氢气。当电解电压为U2V时，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由HCO3-生成CH4的电极反应式为HCO3-+8e-+6H2O=CH4+9OH-。当电解电压为U3V时，电解过程中还原产物C2H4的FE%为24%，还原产物HCOO-的FE%为8%，每生成1mol C2H4转移12mole-，每生成1mol HCOO-转移2mole-，故电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为(24%/12):(8%/2)=1:2。 （建议用时：20分钟） 23．（2025高三上·江苏南通·阶段检测）一种O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示，电池使用AlCl3溶液作电解质溶液，反应后有Al2(C2O4)3沉淀生成。下列说法正确的是 A．电池工作时将电能转化为化学能 B．正极区的总反应为6CO2+6e-+2Al3+ = Al2(C2O4)3↓ C．放电时电子经导线移向铝电极 D．常温时，铝电极质量减少2.7g，理论上消耗6.72LCO2 【答案】B 【解析】A．根据题目信息，该装置为原电池，是将化学能转变为电能，A错误；B．根据正极区物质转化关系图，先发生反应1：O2+e- = O，然后生成的O再与CO2和Al3+发生反应2：6CO2+6 O+2Al3+ = Al2(C2O4)3↓+6O2，则总反应为反应1×6+反应2得：6CO2+6e-+2Al3+ = Al2(C2O4)3↓，B正确；C．根据装置图可知，该原电池中金属铝为负极，失去电子，电子经导线流过负载流向氧气得电子的电极（正极），C错误；D．没有标注是否为标准状况条件下，所以无法具体计算消耗二氧化碳的体积，D错误；故选B。 24．（2025·江苏徐州·模拟预测）肼可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。 下列关于N2H4—O2燃料电池的说法正确的是 A．电池工作时化学能完全转化变为电能 B．放电过程中，负极区溶液pH增大 C．负极的电极反应式为：N2H4 - 4e- = N2+4H+ D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等 【答案】D 【解析】燃料电池中，通入氧气的电极为正极，在碱性条件下，发生的电极反应为，O2+4e-+2H2O = 4OH-，加入燃料肼的电极为负极，发生反应N2H4 - 4e- +4OH-= N2+4H2O，该反应的总电极反应式为，N2H4+O2=N2+2H2O。A．任何实用电池都不可能将化学能完全转变为电能，A错误；B．由图可知放电时负极反应消耗OH-，pH减小，B错误；C．由分析可知，负极反应式是N2H4 - 4e- +4OH-= N2+4H2O，C错误；D．该电池放电总反应是N2H4 +O2-= N2+2H2O，即负极消耗的NaOH与正极生成的NaOH物质的量相等，D正确；故答案为D。 25．（2025·江苏徐州·模拟）某储能电池原理如图1，其俯视图如图2，已知放电时N是负极(NA是阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是 A．放电时，每转移NA个电子，理论上CCl4吸收0.5NA个Cl2 B．放电时，负极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-＝NaTi2(PO4)3+2Na+ C．充电时，每转移1mol电子，N极理论质量减小23g D．充电过程中，右侧储液器中NaCl溶液浓度增大 【答案】B 【解析】放电时N是负极，负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-＝NaTi2(PO4)3+2Na+，正极反应：Cl2+2e-＝2Cl-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-＝Cl2↑，由此解析。A．在放电时，正极反应为Cl2+2e-＝2C1-，电路中转移NA个电子即1mol电子，理论上氯气的CCl4溶液中释放0.5 mol Cl2，A错误；B．放电时N为负极，失去电子，Ti元素价态升高，电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-＝NaTi2(PO4)3+2Na+，B正确；C．充电时，N极为阴极，电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-＝Na3Ti2(PO4)3，每转移1mol电子，N极理论质量增加23g，C错误；D．充电过程中，阳极2Cl--2e-＝Cl2↑，消耗Cl-，NaCl溶液浓度减小，D错误；故选B。 26．（2025·江苏南通·模拟预测）一种基于氧化还原靶向反应的液流锂电池如下图所示。氧化还原靶向反应是指通过引入在电解质中具有高溶解度、并与活性物质配对的氧化还原介质，来将活性物质与电极联系起来。这样既可以消除活性物质的溶解度问题，又可以将低溶解度的活性物质储存在液罐中。下列说法不正确的是 A．左侧储罐中滴入含Fe2+或Fe3+的溶液会产生蓝色沉淀 B．图示装置可以将电能转化为化学能 C．右侧储罐中如果液体流速下降，可能会有其他多硫离子如等 D．该电池运行结束后需要进行废液处理工作以防污染 【答案】B 【解析】A．Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应生成蓝色沉淀，Fe3+与[Fe(CN)6]4-反应生成蓝色沉淀，所以左侧储罐中滴入含Fe2+或Fe3+的溶液会产生蓝色沉淀，故A正确；B．图示装置为电池，可以将化学能转化为电能，故B错误；C．右侧储罐中如果液体流速下降，失电子速率减慢，可能会有其他多硫离子如 等，故C正确；D．[Fe(CN)6]3-、[Fe(CN)6]4-对水体产生污染，该电池运行结束后需要进行废液处理工作以防污染，故D正确；选B。 27．（2025·江苏扬州·模拟预测）一种新型AC/LiMn2O4电池体系，在快速启动、电动车等领域具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn2O4作正极(可由Li2CO3和MnO2按物质的量比1：2反应合成)，高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示： 下列说法正确的是 A．合成LiMn2O4的过程中可能有H2产生 B．放电时正极的电极反应式为：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+ C．充电时AC极应与电源负极相连 D．可以用Li2SO4水溶液做电解液 【答案】C 【解析】A．Li2CO3和MnO2按物质的量比1:2反应合成LiMn2O4，Mn元素化合价降低，根据得失电子守恒，氧元素化合价升高，可能有O2产生，故A错误；B．放电时，锂离子向正极移动，正极的得到电子发生还原反应，电极反应式为，故B错误；C．放电时AC作负极，则充电时AC极应与电源负极相连，故C正确；D．锂会和水反应，该电池体系应该采用有机溶剂，故D错误；故选C。 28. （2025·江苏淮安市淮阴中学·二模）近日，我国学者在Science报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是 电解池左侧物质转化：Cl-→Cl2→HClOCH2ClCH2OH A. Ni电极与电源负极相连 B. 工作过程中阴极附近pH减小 C. 该过程的总反应为： CH2=CH2+H2O→+H2 D. 在电解液混合过程中会发生反应HCl+KOH=KCl+H2O 【答案】B 【解析】A．根据电解池左侧乙烯转化为环氧乙烷可以推断左侧发生氧化反应，Pt电极为阳极，与电源正极相连，则Ni电极与电源负极相连，A项正确；B．阴极是水电离出的氢离子放电发生还原反应生成氢气和OH-，pH增大，B项错误；C．阳极乙烯放电，阴极是水电离出的氢离子放电，总反应为CH2=CH2+H2O→+H2，C项正确；D．根据电解池左侧物质转化关系推断左侧生成HCl，右侧氢离子放电生成氢氧化钾，在电解液混合过程中会发生酸碱中和反应，D项正确；故答案为B。 29．（2025·江苏南京·模拟）一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储存电力，为白天制氢提供能量。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电极A应与电源的负极相连 B．白天制氢时，溶液中Na+从左室向右室移动 C．储电时的总反应为 D．理论上生成1molH2，溶液中m(S2-)减少64g 【答案】C 【解析】该装置晚间通过转化储存电力，则晚间对应电解池原理，将电能转化为化学能，B为阴极，与电源的负极相连，A为阳极，与电源的正极相连；白天制氢为原电池，将化学能转化为电能，A为正极，B为负极。A．由分析可知，晚间储电时对应电解池原理，A为阳极，与电源的正极相连，A错误；B．白天制氢时是原电池，A为正极，B为负极，溶液中Na+为阳离子，Na+从右室向左室移动，B错误；C．储电时，阳极发生：，阴极发生，则总反应为，C正确；D．H2～2e-，每生成1molH2，转移的电子为2mol，由知，溶液中减少的n(S2-)=1mol，对应的m(S2-)=32g，D错误；故选C。 30．（2023·江苏南通·校考模拟预测）科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质，催化合成NH3，与传统的热催化合成氨相比，催化效率较高。其合成原理如图1所示，电源电压改变与生成NH3速率的关系如图2所示，下列说法不正确的是 A．Pt—C是该合成氨装置的阳极 B．Pt－C3N4电极上发生的反应为N2＋6H＋＋6e－=2NH3 C．若H2的进出口流量差为22.4L/min，则固体质子导体中H＋的流速为2mol/min D．当电压高于1.2V时，混合气体中N2和NH3的体积分数之和小于100％ 【答案】C 【解析】由图1可知，Pt—C电极是电解池的阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2-2e-=2H+，Pt-C3N4电极为阴极，酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3。A．由分析可知，Pt—C电极是电解池的阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，故A正确；B．由分析可知，Pt－C3N4电极为阴极，酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2＋6H＋＋6e－=2NH3，故B正确；C．缺标准状况下，无法计算22.4L氢气的物质的量和反应生成氢离子的物质的量，则无法计算固体质子导体中氢离子的流速，故C错误；D．由图2可知，当电压高于1.2V时，氨气反应速率变慢，说明氢离子在阴极得到电子生成氢气，导致混合气体中氮气和氨气的体积分数之和小于100％，故D正确；故选C。 31．（2026·江苏南京师范大学附属中学·一模）某汽车企业将推出第二代刀片电池，“刀片电池”能让电动汽车续航达1000公里以上，“刀片电池”放电时的总反应为，放电时电池的结构如图所示。 下列说法正确的是 A. N极为刀片电池的负极 B. 放电时，负极的电极反应式为 C. 充电时，转化为的过程中铁元素的价态发生了变化 D. 用充电桩给该电池充电的过程中，阴极质量减小 【答案】C 【解析】A．根据放电总反应，LixC6为负极（失电子生成Li+和C），图中M极材料为LixC6，故M极为负极，N极为正极，A错误；B．放电时负极反应为LixC6失电子生成Li+和C，正确电极反应式为LixC6 - xe- = 6C + xLi+，B选项给出的是正极得电子反应，B错误；C．充电时LiFePO4转化为Li1-xFePO4为阳极反应（放电正极反应的逆反应）：LiFePO4 - xe- = Li1-xFePO4 + xLi+。LiFePO4中Fe为+2价，Li1-xFePO4中Fe为+3价（因失去电子），铁元素价态从+2变为+3，发生变化，C正确；D．充电时阴极为原电池负极（M极），反应为6C + xLi+ + xe- = LixC6，阴极结合Li+生成LixC6，质量增大，D错误；故答案为C。 32．（2025·江苏淮安市淮阴中学·二模节选）工业上用磷铁渣（主要含FeP、Fe2P，以及少量Fe2O3、SiO2等杂质）制备FePO4（磷酸铁）。 已知：FePO4难溶于水，能溶于无机强酸。 （4）工业上也可以用电解磷铁渣的方法制备FePO4。 ①FeP在阳极放电的电极反应式为____________。 ②常温电解一段时间，测得溶液中Fe3+浓度约为，为了避免生成Fe(OH)3沉淀，应控制溶液的pH不大于____________（已知：）。 【答案】（4）①FeP+4H2O—8e—=FePO4+8H+ ②1.7 【解析】（4）①由图可知，与直流电源正极相连的磷铁渣为电解池的阳极，水分子作用下FeP在阳极失去电子发生氧化反应生成磷酸铁和氢离子，电极反应式为FeP+4H2O—8e—=FePO4+8H+，故答案为：FeP+4H2O—8e—=FePO4+8H+； ②由溶度积可知，为了避免溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，溶液中氢氧根离子浓度小于=5×10—13mol/L，则溶液的pH小于14—12—lg2=1.7，故答案为：1.7； 33. （2025·江苏盐城市射阳中学·模拟预测）“碳中和”＂具有重要意义。 （1）空间站里常用“Sabatier反应”控制空气中CO2含量。 已知：ⅰ．H2和CH4的燃烧热分别为和。 ⅱ． 。 则Sabatier反应：的___________。 （2）烟气中CO2的捕集可通过下列转化实现。 “碳化”的温度不能过高的原因是___________；“脱碳”的化学方程式为___________。 （3）CO2氧化丙烷脱氢。600℃下，将不同组分的原料混合气以相同流速通过装有催化剂的反应床，测得C3H8转化率和C3H6选择性随时间的变化关系如图-1所示，图中A、B分别代表、的两种原料气。 ①随着反应的进行，4小时前A组分原料气中转化率和选择性均有所提升，且在反应床出口检测到CO。研究表明，CO2氧化丙烷脱氢经历了以下两个反应： Ⅰ．C3H8C3H6+H2； Ⅱ．___________。(填化学方程式) ②反应进行至4小时后，B组分原料气的反应几乎无法进行，而A组分原料气的反应仍保持相对优异的稳定性，其可能原因是___________。 （4）电催化还原CO2可以制备甲酸，原理如图-2所示，电解质溶液为KOH。2024年，我国研究人员为降低系统能耗，对装置改进，搭建“(阴阳极)共产甲酸耦合系统”，将KOH电解液更换为混合溶液，应将___________极区(填“a”＂或“b”)电解液更换。此时，该电极的电极反应式为___________。 【答案】（1）-164.0kJ/mol （2）① 温度过高导致二氧化碳的溶解度减小不利于反应进行，且温度过高不利于碳酸氢锂的生成或碳酸氢锂受热分解 ② （3）① ②. 丙烷直接脱氢时发生副反应生成积碳覆盖在催化剂表面上，阻碍了反应的进行。而在CO2氧化丙烷脱氢时，CO2能发生反应：，及时消除积碳 （4）① b ② 【解析】（1）根据已知信息，反应1：，反应2：，反应3：，根据盖斯定律得：Sabatier反应， ； （2）碳酸锂悬浊液吸收二氧化碳生成碳酸氢锂，碳酸氢锂不稳定，受热易分解，故“碳化”的温度不能过高的原因是温度过高导致二氧化碳的溶解度减小不利于反应进行，且温度过高不利于碳酸氢锂的生成或碳酸氢锂受热分解；“脱碳”的化学反应为碳酸氢锂受热分解为碳酸锂和二氧化碳、水，则化学方程式为：； （3）①随着反应的进行，且检测到CO，CO2氧化丙烷脱氢总反应为：，由此可知反应II为； ②反应进行至4小时后，B组分原料气的反应几乎无法进行，而A组分原料气的反应仍保持相对优异的稳定性，其可能原因是丙烷直接脱氢时发生副反应生成积碳覆盖在催化剂表面上，阻碍了反应的进行，而在CO2氧化丙烷脱氢时，CO2能发生反应，及时消除积碳； （4）电催化还原CO2可以制备甲酸，通入CO2的电极（a极）为阴极，电极反应为：，b极为阳极，电极反应为：，对装置进行改进，搭建“(阴阳极)共产甲酸耦合系统”，将KOH电解液更换为混合溶液，CH3OH失去电子生成HCOOH，CH3OH在阳极上发生氧化反应，生成HCOOK、H2O，所以应将b极区电解液更换，该电极的电极反应为： / 学科网（北京）股份有限公司 $