题型13 电化学及其应用（题型专练）（浙江专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

题型13 电化学及其应用 ( 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 新型电源 装置 分 析 【重难】 考向02 电 解原理 综合 应用 【重难】 考向03 金属 的腐蚀与防护 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 ) 浙江选考题在选择题中重现率100%，考查内容主要：原电池、电解池工作原理应用和金属的腐蚀与防护，涉及电极的判断，电极反应式的书写，电子的转移或电流的方向和溶液中离子的移动方向的判断，溶液pH的变化，离子交换膜作用，有关计算等。命题注重试题题材的生活化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，试题的背景较为新颖，侧重考查分析判断、获取信息解答问题及计算能力。尤其值得关注的是近年来在化学反应原理综合题中会选择某一角度有效嵌入。 考向01 新型电源装置分析 【例1-1】(2025·浙江省1月选考)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1molO2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是( ) A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，Li＋优先于K+通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2-转化为O22- D．充电时，锂电极接电源负极 【例1-2】(2023·浙江省6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是( ) A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应式为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 1．原电池的形成条件 2．原电池电极判断 说明：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的固定思维。 3．电极反应的书写 (1)一般电极反应的书写 (2)复杂电极反应的书写。复杂电极反应等于总反应减去较简单一极的电极反应。 4．二次电池的思维和解题模型 思维模型 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 【变式1-1】(2026·浙江省稽阳联谊高三一模)载人航天器内采用电化学方法富集CO2(装置如图)，进入萨巴蒂尔反应器(反应为：  )，再通过电解水系统再生O2，实现CO2的“自销”和O2的“自产”，下列说法不正确的是( ) A．富集时，正极发生的反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- B．通过萨巴蒂尔反应可知，航天器无需额外携带液氢 C．富集装置中转移电子时，可产生标准状况下CO2气体22.4L D．萨巴蒂尔反应放热可用于为反应提供高温，电解水所需电能可能来自太阳能或上图装置 【变式1-2】在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是，可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极a的电势比多孔电极b高 B．O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol 【变式1-3】(2026·浙江省杭州市高三教学质量检测)热电化学电池可以将热能直接转换为电能，一种热电化学电池的工作原理如下图。下列说法不正确的是( ) A．热端电极反应：[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3- B．电解质溶液中应设置隔热的阴离子交换膜 C．升高冷端电极处的温度可以提高电池的电压 D．将装置中的负载改为电源，可以同时实现制冷和制热的效果 考向02 电解原理综合应用 【例2-1】(2025·浙江省6月选考)通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：H2O2＞Br2。下列说法不正确的是( ) A．电极A与电源正极相连 B．电极B的电极反应式为：O2＋2H＋＋2e-=H2O2 C．电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2mole-可得到0.1mol 【例2-2】(2023·浙江省1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是( ) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 B．电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2O C．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应 D．电解时，阳离子向石墨电极移动 1．电解池电极名称和电极反应式 电解池基础模型 惰性电极电解CuCl2溶液 2．电解池电极反应式的书写步骤 3．基本电极反应式的书写 用惰性电极电解NaCl溶液 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋ Cl2↑＋ H2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑) 用惰性电极电解CuSO4溶液 总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) 阴极 2Cu2＋＋4e－===2Cu 用惰性电极电解熔融MgCl2 总反应：MgCl2(熔融)Mg＋ Cl2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 Mg2＋＋2e－===Mg 4．提取“信息”书写电极反应式 铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜 总反应：2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 阳极 2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 阴极 6H＋＋6e－===3H2↑ 用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4 总反应：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH 阳极 2MnO－2e－===2MnO 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 阳极 Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl 阴极 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl 【变式2-1】(2022·浙江省6月选考)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( ) A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极发应：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+ C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3 【变式2-2】(2026·浙江省“9+1”联盟高三一模)钠离子电池有耐高温、安全的特点，现有从废水中回收钠的装置，如图所示，中间室中电极材料具有选择性吸附，可将Na+转化为NaMO2，而脱出Na+转化为Na1-xMO2(M为某过渡金属)的功能，废水中钠以NaOH形式回收。下列有关说法错误的是( ) A．第一步吸附钠时，应接通“电源1” B．第二步脱出钠时，中间室电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+xNa+ C．为完成钠离子的吸附/脱出，交换膜“a”“b”应选用阴离子交换膜 D．产品室每生成8gNaOH，理论上标准状况下惰性电极1上生成O2体积为1.12L 【变式2-3】(2025·浙江省北斗星盟三模)用惰性电极电解碳酸钠溶液时，阳极无气体产生，但在阳极区检测到新增一种摩尔质量为的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)。下列叙述正确的是( ) A．新增的这种阴离子只含有极性键 B．若用铅酸蓄电池作电源，Pb电极与a相接 C．电极B发生的电极反应为2H＋＋2e-=H2↑ D．其他条件不变，增加电解的电压，阳极区可能产生气体 考向03 金属的腐蚀与防护 【例3-1】(2024·浙江1月卷，13)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是( ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为： 2NH3+2e-=H2↑＋2NH2- D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn 【例3-2】(2024·浙江6月卷，13)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是( ) A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 1．化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接发生化学反应 不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应 本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋ 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重 2．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性 正极反应 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，则该金属就不易被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 原理：原电池原理，被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 (2)外加电流法 原理：电解池原理，被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 【变式3-1】(2025·浙江省北斗星盟高三联考)在浓溶液中及空气存在下，矿砂中的单质银发生吸氧腐蚀生成[AgCl2]-，再加入锌粉生成[ZnCl4]2-和纯度较高的单质银，下列说法正确的是( ) A．提高浓度有利于单质银的溶解 B．发生腐蚀时正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．随着腐蚀的进行，溶液的减小 D．加入锌粉反应后，溶液中阴离子总浓度增大 【变式3-2】(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 【变式3-3】(2025·浙江省第一届NBchem高三选考模拟考试)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗 1．(2026·浙江省ZBD联盟高三一模)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是( ) A．放电时，隔膜两侧溶液浓度均减小 B．左侧电极为负载铁的石墨电极 C．充电时，a接外电源的正极 D．每转移电子，总量相应改变 2．(2025·浙江省温州市高三一模)钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．Fe、C构成原电池的外电路 B．钢铁表面可发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- C．吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生 D．利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量 3．(2025·浙江省诸暨市三模)RbAg4I5是一种只传导Ag＋的固体电解质，利用RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器。某种测定O2含量的气体传感器如图所示，被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜，发生反应：4AlI3＋3O2=2Al2O3＋6I2，I2进一步在石墨电极上发生反应，引起电池电动势变化，从而测定O2的含量。下列关于气体传感器工作原理说法不正确的是( ) A．Ag＋通过固体电解质迁向正极 B．银电极的电极反应式为：Ag-e-=Ag+ C．测定一段时间后，固体电解质中Ag+减少 D．当O2浓度大时，电动势变大 4．(2026·浙江省金华市婺城区等4地高三一模)某课题组以硫酸为介质，采用电解法制备H2O2，间接氧化邻硝基甲苯()制备邻硝基苯甲醛()，装置如图所示。制备过程中，极表面无明显现象。下列说法正确的是( ) A．a电极连接电源正极 B．b电极反应式： C．电解质溶液的酸性逐渐增强 D．理论上，每生成邻硝基苯甲醛，标况下电极消耗22.4LO2 5．(2026·浙江省三校联考高三选考模拟)我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是( ) 已知：为铜基普鲁士蓝(Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O) A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极 6．(2026·浙江省绍兴市高三选考科目诊断性考试)己二腈[NC(CH2)4CN]是工业制造尼龙-66的原料，利用丙烯腈(CH2=CHCN，不溶于水)为原料、高浓度季铵盐(R4NBr)溶液[季铵盐的阳离子(R4N+)在阴极表面会形成一个疏水的界面层，提高电解效率]为电解液制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．R4NBr的作用之一是抑制副反应：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- B．若交换膜为阴离子交换膜，则一段时间后阳极区由无色变成橙色 C．当电路中转移1mole-时，阳极室溶液质量减少9g D．电解质季铵盐(R4NBr)中R越大，电解效率越高 7．(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)某电化学制冷装置如图所示。[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列说法正确的是( ) A．电极a是阴极，电极反应为[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+ B．已知②处的电解液温度比①处的低，则电极b处发生放热反应 C．多孔隔板只起到阻止两电极区阳离子移动的作用 D．电流方向：电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极 8．(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)水系锌离子在充电时会引起锌枝晶的生长，在多次充放电循环过程中锌枝晶可能会刺穿隔膜，导致电池短路。科学家用锌箔和MnO2做电极、性能水凝胶做电解质替代水溶液，装置如图所示，下列说法不正确的是( ) A．充电时，锌离子从MnO2隧道结构中脱出，此时ZnMn2O4为阳极 B．性能水凝胶电解质可防止电池鼓包，一定程度上避免竞争放电，提高电流效率 C．若用ZnSO4作电解质溶液，游离的Zn2+会吸附聚集得电子，在阳极形成初始枝晶 D．放电时，当负极减重32.5g时有NA个电子通过外电路转移至正极 9．(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)某小组研究设计了如下装置示意图，联合制备硫酸、氯气和氢氧化钠。该设计改变了传统氯碱工业能耗大的缺点，可大幅度降低能耗。 下列说法不正确的是( ) A．甲池中，质子经内电路移向极 B．理论上，甲池中消耗的SO2和乙池中生成的Cl2的物质的量之比为1：1 C．乙池应选用阳离子交换膜 D．乙池的总反应方程式：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH 10．(2025·浙江省绍兴市高三二模)近年来，由阴极还原主导的电有机合成反应得到了更多的研究关注。2021年，Waldvogel和Morandi等人报道了一类电化学“穿梭”成对电解反应(如下图所示)。该反应有助于我们得到B有价值的气态烯烃化合物和实现对某些污染物的高效降解。 下列说法不正确的是( ) A．图中A是电池的负极 B．图中B端所连电极反应：Br--2e-=Br+ C．每生成1mol乙烯，转移电子数为NA D．通过该电解反应，我们可以将“六六六”()转化为苯，实现对该农药的高效降解 11．(2025·浙江省台州市高三二模)一种Zn-CO2离子液体电池可以在供电的同时将CO2转化为CH4，电解质为离子液体[EMIM]+[BF4]-及少量水，其中的[EMIM]+是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有ZnCO3生成。 下列说法正确的是( ) A．a电极为负极，[EMIM]+在该电极上被氧化 B．b电极反应式为：5CO2+2H2O+8e-=4CO32-＋CH4 C．[EMIM]+是电池中唯一的质子源 D．[EMIM]+作为电池促进剂的原理是通过生成[ZnNHC]2+增加电荷浓度，从而增强了离子电流强度 12．胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类，它是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态，具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理，下列说法不正确的是 A．该电池中较大离子直径约为1×10-9~1×10-7 B．充电时，储罐乙所在电极接直流电源正极 C．放电时，负极反应为[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3- D．放电时，若外电路转移1mol电子，理论上储罐甲质量增加1g 13．(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池可作储能设备如图所示，关闭开关b，CCl4中Cl2的含量降低。 下列说法正确的是( ) A．放电时，钛电极的反应：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 B．放电时，Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移 C．放电时NaCl溶液的浓度和pH均增大 D．充电过程中，CCl4吸收0.25molCl2，钛电极质量理论上增加23g ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型13 电化学及其应用 ( 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 新型电源 装置 分 析 【重难】 考向02 电 解原理 综合 应用 【重难】 考向03 金属 的腐蚀与防护 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 ) 浙江选考题在选择题中重现率100%，考查内容主要：原电池、电解池工作原理应用和金属的腐蚀与防护，涉及电极的判断，电极反应式的书写，电子的转移或电流的方向和溶液中离子的移动方向的判断，溶液pH的变化，离子交换膜作用，有关计算等。命题注重试题题材的生活化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，试题的背景较为新颖，侧重考查分析判断、获取信息解答问题及计算能力。尤其值得关注的是近年来在化学反应原理综合题中会选择某一角度有效嵌入。 考向01 新型电源装置分析 【例1-1】(2025·浙江省1月选考)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1molO2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是( ) A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，Li＋优先于K+通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2-转化为O22- D．充电时，锂电极接电源负极 【答案】C 【解析】Li－O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li－e-=Li＋，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2+2e-=O22-，随温度升高Q增大，正极区O22-转化为O2-；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，O22-或O2-失去电子。电池总反应方程式为：或，充放电时有Li＋参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，A正确；B项，Li＋比K＋的半径小，因此Li＋优先于K+通过固态电解质膜，B正确；C项，放电时，正极得到电子，O22-中氧原子为-1价，O2-中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区O22-转化为O2-，C错误；D项，充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确；故选C。 【例1-2】(2023·浙江省6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是( ) A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应式为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 【答案】B 【解析】A项，电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；B项，电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；C项，右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；D项，改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。故选B。 1．原电池的形成条件 2．原电池电极判断 说明：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的固定思维。 3．电极反应的书写 (1)一般电极反应的书写 (2)复杂电极反应的书写。复杂电极反应等于总反应减去较简单一极的电极反应。 4．二次电池的思维和解题模型 思维模型 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 【变式1-1】(2026·浙江省稽阳联谊高三一模)载人航天器内采用电化学方法富集CO2(装置如图)，进入萨巴蒂尔反应器(反应为：  )，再通过电解水系统再生O2，实现CO2的“自销”和O2的“自产”，下列说法不正确的是( ) A．富集时，正极发生的反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- B．通过萨巴蒂尔反应可知，航天器无需额外携带液氢 C．富集装置中转移电子时，可产生标准状况下CO2气体22.4L D．萨巴蒂尔反应放热可用于为反应提供高温，电解水所需电能可能来自太阳能或上图装置 【答案】B 【解析】根据总反应可知通入空气的电极为正极，O2在该电极发生还原反应O2+2CO2+4e-=2CO32-，通入氢气为负极，电极方程式为H2+CO32--2e-=CO2＋H2O。A项，根据分析可知正极反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，A正确；B项，由萨巴蒂尔反应可知：4H2~2H2O，由电解水可知2H2O~2H2，电解获得的H2的量不够萨巴蒂尔反应所需H2的量，故需额外补充氢气，B错误；C项，负极反应式为：H2+CO32--2e-=CO2＋H2O，故转移2mol电子时，可产生标况下CO2气体22.4L，C正确；D项，萨巴蒂尔反应放热可用于为反应提供高温，电解水所需电能可能来自太阳能或本题装置，D正确；故选B。 【变式1-2】在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是，可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极a的电势比多孔电极b高 B．O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol 【答案】C 【解析】已知图示为CH4燃料电池，通入甲烷即多孔电极a为负极，电极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，通入空气即O2的一极多孔电极b为正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-。A项，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，故多孔电极a的电势比多孔电极b低，A错误；B项，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，则O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极b经导线流向多孔电极a，B错误；C项，多孔电极a为负极，发生氧化反应，该电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，C正确；D项，负极电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，则标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为=0.02mol，D错误；故选C。 【变式1-3】(2026·浙江省杭州市高三教学质量检测)热电化学电池可以将热能直接转换为电能，一种热电化学电池的工作原理如下图。下列说法不正确的是( ) A．热端电极反应：[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3- B．电解质溶液中应设置隔热的阴离子交换膜 C．升高冷端电极处的温度可以提高电池的电压 D．将装置中的负载改为电源，可以同时实现制冷和制热的效果 【答案】C 【解析】由图可知，热端电极失电子，是负极，电极反应：[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3-；冷端电极得电子，是正极，电极反应：[ Fe(CN)6]3-+e-=[ Fe(CN)6]4-。A项，根据分析知，热端电极为负极，发生氧化反应，电极反应：[ Fe(CN)6]4--e-=[ Fe(CN)6]3-，A正确；B项，由图及分析可知，负极(热端)消耗[ Fe(CN)6]4-生成[ Fe(CN)6]3-，正极(冷端)消耗[ Fe(CN)6]3-生成[ Fe(CN)6]4-，为维持电荷平衡，[ Fe(CN)6]3-、[ Fe(CN)6]4-需要在两极之间迁移，同时保持冷端和热端的温差，必须设置隔热材料，故需要在电解质溶液中应设置隔热的阴离子交换膜， B正确；C项，热电化学工作原理是利用冷端和热端之间的温差产生电能，温差越大，电子转移的驱动力就越强，电池电压越高，升高冷端电极处的温度，会减小冷端和热端之间的温差，导致电压减小， C错误；D项，将装置中的负载改为电源，则装置变为电解池，控制电流等条件，使冷端吸热(制冷)，热端放热(制热)可以同时实现制冷和制热的效果，D正确； 故选C。 考向02 电解原理综合应用 【例2-1】(2025·浙江省6月选考)通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：H2O2＞Br2。下列说法不正确的是( ) A．电极A与电源正极相连 B．电极B的电极反应式为：O2＋2H＋＋2e-=H2O2 C．电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2mole-可得到0.1mol 【答案】D 【解析】由图可知，该装置为电解池，电极A发生氧化反应为阳极，电极B发生还原反应为阴极。A项，由分析可知电极A为阳极，应与电源正极相连，A正确；B项，由分析可知电极B为阴极，在电解液H2SO4中得电子生成H2O2，电极反应式为：O2＋2H＋＋2e-=H2O2，B正确；C项，电解液中H2SO4用氢溴酸代替，溴离子即起导电作用，又可在电极A上放电，所以可以用氢溴酸代替H2SO4，提高电流利用效率，C正确；D项，由得失电子守恒可知，电路中转移0.2mole-生成0.1mol Br2，但由信息可知氧化性：H2O2＞Br2，所以电极B上生成的也可将溴离子氧化为Br2，所以电路中转移0.2mole-生成Br2的物质的量大于0.1mol，则得到的物质的量大于0.1mol，D错误；故选D。 【例2-2】(2023·浙江省1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是( ) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 B．电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2O C．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应 D．电解时，阳离子向石墨电极移动 【答案】C 【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi)，电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。A项，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，A错误；B项，电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B错误；C项，根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl-参与反应，C正确；D项，电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，D错误；故选C。 1．电解池电极名称和电极反应式 电解池基础模型 惰性电极电解CuCl2溶液 2．电解池电极反应式的书写步骤 3．基本电极反应式的书写 用惰性电极电解NaCl溶液 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋ Cl2↑＋ H2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑) 用惰性电极电解CuSO4溶液 总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) 阴极 2Cu2＋＋4e－===2Cu 用惰性电极电解熔融MgCl2 总反应：MgCl2(熔融)Mg＋ Cl2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 Mg2＋＋2e－===Mg 4．提取“信息”书写电极反应式 铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜 总反应：2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 阳极 2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 阴极 6H＋＋6e－===3H2↑ 用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4 总反应：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH 阳极 2MnO－2e－===2MnO 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 阳极 Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl 阴极 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl 【变式2-1】(2022·浙江省6月选考)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( ) A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极发应：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+ C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3 【答案】C 【解析】A项，由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；B项，由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正确；C项，电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；D项，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；故选C。 【变式2-2】(2026·浙江省“9+1”联盟高三一模)钠离子电池有耐高温、安全的特点，现有从废水中回收钠的装置，如图所示，中间室中电极材料具有选择性吸附，可将Na+转化为NaMO2，而脱出Na+转化为Na1-xMO2(M为某过渡金属)的功能，废水中钠以NaOH形式回收。下列有关说法错误的是( ) A．第一步吸附钠时，应接通“电源1” B．第二步脱出钠时，中间室电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+xNa+ C．为完成钠离子的吸附/脱出，交换膜“a”“b”应选用阴离子交换膜 D．产品室每生成8gNaOH，理论上标准状况下惰性电极1上生成O2体积为1.12L 【答案】C 【解析】废水回收钠的工作原理为第一步接通电源1，与直流电源正极相连的惰性电极1为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为： 2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，中间室材料为阴级，Na1-xMO2在阴极得到电子发生还原反应生成NaMO2，阴极电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2，钠离子通过阳离子交换膜由阳极室进入阴极室；第二步接通电源2，与直流电源正极相连的中间室材料为阳极，NaMO2在阳极失去电子发生氧化反应生成Na1-xMO2，阳极电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+xNa+，惰性电极2为阴极，水分子作用下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，阴极电极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-，钠离子通过阳离子交换膜由中间室进入产品室，从而达到使废水中的钠离子最终以氢氧化钠的形式被回收的目的。A项，据以上分析可知，吸附时，Na1-xMO2在阴极得到电子发生还原反应生成NaMO2，阴极电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2，应接通“电源1”，A正确；B项，脱出钠时，NaMO2转化为Na1-xMO2，M元素化合价升高，发生氧化反应，电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+xNa+，B正确；C项，无论是吸附还是脱出钠的过程，都是Na+在中间室与其他室之间移动，所以交换膜“a”“b”应选用阳离子交换膜，让Na+通过 ，而不是阴离子交换膜，C错误；D项，惰性电极2为阴极，水分子作用下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-，钠离子通过阳离子交换膜由中间室进入产品室，生成8g(即0.2mol)NaOH，转移0.2mol电子，惰性电极1上发生反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，根据电子守恒，生成O2的物质的量为0.05mol ，标准状况下体积为，D正确；故选C。 【变式2-3】(2025·浙江省北斗星盟三模)用惰性电极电解碳酸钠溶液时，阳极无气体产生，但在阳极区检测到新增一种摩尔质量为的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)。下列叙述正确的是( ) A．新增的这种阴离子只含有极性键 B．若用铅酸蓄电池作电源，Pb电极与a相接 C．电极B发生的电极反应为2H＋＋2e-=H2↑ D．其他条件不变，增加电解的电压，阳极区可能产生气体 【答案】D 【解析】摩尔质量为120g·molˉ1的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)，可知生成的阴离子为C2O62-，阳极无气体产生，故A为阳极，电极反应为2CO32-－2e-= C2O62-，B为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-。A项，阴离子为过二碳酸根离子C2O62-，存在氧氧非极性键，A错误；B项，Pb电极为负极，失电子，要与阴极b相连，B错误；C项，碱性条件下不出现氢离子，电极B发生的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；D项，其他条件不变，增加电解的电压，失电子能力强，可能会产生氧气，阳极区可能产生气体，D正确；故选D。 考向03 金属的腐蚀与防护 【例3-1】(2024·浙江1月卷，13)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是( ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为： 2NH3+2e-=H2↑＋2NH2- D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn 【答案】C 【解析】A项，氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；B项，腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH变大，B正确；C项，该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；D项，根据得失电子守恒，每生成标准状况下22.4mLH2，转移电子数为，消耗0.010 mol Zn，D正确；故选C。 【例3-2】(2024·浙江6月卷，13)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是( ) A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【答案】B 【解析】A项，图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确；B项，图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；C项，图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；D项，图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-=Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确；故选B。 1．化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接发生化学反应 不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应 本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋ 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重 2．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性 正极反应 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，则该金属就不易被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 原理：原电池原理，被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 (2)外加电流法 原理：电解池原理，被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 【变式3-1】(2025·浙江省北斗星盟高三联考)在浓溶液中及空气存在下，矿砂中的单质银发生吸氧腐蚀生成[AgCl2]-，再加入锌粉生成[ZnCl4]2-和纯度较高的单质银，下列说法正确的是( ) A．提高浓度有利于单质银的溶解 B．发生腐蚀时正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．随着腐蚀的进行，溶液的减小 D．加入锌粉反应后，溶液中阴离子总浓度增大 【答案】A 【解析】A项，银单质在氯化钠浓溶液中与氧气反应生成[AgCl2]-，离子方程式为：4Ag+O2+8Cl-+2H2O4 [AgCl2]-+4OH-，增大氯离子的浓度平衡正向移动，有利于单质银的溶解，A正确；B项，在氯化钠溶液中，正极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，B错误；C项，根据A可知，随着腐蚀的进行，氢氧根离子的浓度增大，溶液pH增大，C错误；D项，加入锌粉后，发生反应：Zn +2[AgCl2]-=2Ag+[ZnCl4]2-，溶液中阴离子总浓度降低，D错误；故选A。 【变式3-2】(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 【答案】C 【解析】根据电源和直流电方向可知，锌环作阳极、铁帽作阴极。A项，通电时锌环与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，A正确；B项，通电时铁作阴极，水中氢离子放电，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，B正确；C项，因铁比锡活泼，断电时构成原电池，锡作正极，而铁作负极被消耗，所以铁帽被腐蚀，C错误；D项，断电时构成原电池，铁作正极氧气得电子，即正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确； 故选C。 【变式3-3】(2025·浙江省第一届NBchem高三选考模拟考试)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗 【答案】B 【解析】钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。A项，钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，电流由钢铁制品经过导线流向Mg，A错误；B项，镁作负极，Mg失去电子生成Mg2+，Mg2+在潮湿的环境中会水解转化为Mg(OH)2，B正确；C项，Mg为活泼金属，可作为牺牲阳极，则将Mg与钢铁输水管相连是用牺牲阳极法保护钢铁输水管，C错误；D项，Fe比Ag活泼，若选用Ag作为导体，Ag与钢铁制品形成原电池，钢铁制品作负极会被腐蚀，D错误；故选B。 1．(2026·浙江省ZBD联盟高三一模)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是( ) A．放电时，隔膜两侧溶液浓度均减小 B．左侧电极为负载铁的石墨电极 C．充电时，a接外电源的正极 D．每转移电子，总量相应改变 【答案】B 【解析】放电时，全铁液流电池总反应为：Fe +2Fe3+ == 3Fe2+，右侧有Fe3+，即右侧b极不能是负载铁的石墨电极，则左侧a极为负载铁的石墨电极，Fe被氧化为Fe2+，发生电极反应：Fe-2e-=Fe2+，作负极；b极为石墨电极，Fe3+被还原为Fe2+，发生电极反应：Fe3++e-=Fe2+，作正极。A项，放电时，a极为负极，Fe被氧化为Fe2+；b极为正极，Fe3+被还原为Fe2+，即隔膜两侧均生成Fe2+，所以隔膜两侧溶液Fe2+浓度均增大，A错误；B项，左侧电极为负载铁的石墨电极，B正确；C项，放电时，a极为负极，则充电时，a极为阴极，应接外电源的负极，C错误；D项，无论充电还是放电，根据总反应可知，每转移2 mol电子，Fe2+总量相应改变3 mol，则每转移1 mol电子，Fe2+总量相应改变1.5 mol，不是2 mol，D错误；故选B。 2．(2025·浙江省温州市高三一模)钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．Fe、C构成原电池的外电路 B．钢铁表面可发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- C．吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生 D．利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量 【答案】D 【解析】A项，钢铁在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，从图中可以看出，Fe失去电子，电子通过外电路流向C，所以Fe、C构成原电池的外电路，A正确；B项，在钢铁表面，O2得电子生成OH-，若此时溶液中溶有CO2，则可与OH-反应生成CO32-等，从而发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32-，B正确；C项，钢铁在潮湿的空气中，开始时电解质溶液的酸性较强，可能发生析氢腐蚀，随着反应进行，溶液酸性减弱，可能会发生吸氧腐蚀，所以吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生，C正确；D项，电化学腐蚀过程中，氧气的消耗量难以准确测量和控制，且会受到多种因素的干扰，不能准确利用电化学腐蚀测定空气中氧气的含量，D不正确；故选D。 3．(2025·浙江省诸暨市三模)RbAg4I5是一种只传导Ag＋的固体电解质，利用RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器。某种测定O2含量的气体传感器如图所示，被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜，发生反应：4AlI3＋3O2=2Al2O3＋6I2，I2进一步在石墨电极上发生反应，引起电池电动势变化，从而测定O2的含量。下列关于气体传感器工作原理说法不正确的是( ) A．Ag＋通过固体电解质迁向正极 B．银电极的电极反应式为：Ag-e-=Ag+ C．测定一段时间后，固体电解质中Ag+减少 D．当O2浓度大时，电动势变大 【答案】C 【解析】由题意可知，银电极为原电池的负极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，多孔石墨电极为正极，银离子作用下碘在正极得到电子发生还原反应生成碘化银，电池的总反应为2Ag+I2=2AgI。A项，传感器工作过程中银离子通过固体电解质迁向正极，故A正确；B项，银电极为原电池的负极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，电极反应式为Ag-e-=Ag+，故B正确；C项，电池的总反应为2Ag+I2=2AgI，则测定一段时间后，固体电解质中银离子个数不变，故C错误；D项，由方程式可知，氧气浓度增大时，反应生成碘的物质的量增大，导致在正极放电的碘的物质的量增大，外电路转移电子的物质的量增大，电动势变大，故D正确；故选C。 4．(2026·浙江省金华市婺城区等4地高三一模)某课题组以硫酸为介质，采用电解法制备H2O2，间接氧化邻硝基甲苯()制备邻硝基苯甲醛()，装置如图所示。制备过程中，极表面无明显现象。下列说法正确的是( ) A．a电极连接电源正极 B．b电极反应式： C．电解质溶液的酸性逐渐增强 D．理论上，每生成邻硝基苯甲醛，标况下电极消耗22.4LO2 【答案】D 【解析】a电极通入氧气，转化为过氧化氢，氧元素化合价降低，为阴极，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2，则b电极为阳极，电极反应式为2H2O-2e-= H2O2＋2H＋。A项，a电极为阴极，连接外接电源负极，A错误；B项，b电极为阳极，电极反应为2H2O-2e-= H2O2＋2H＋，B错误；C项，转移相同电子数时，a电极消耗H+与b电极生成H+的物质的量相同，b电极消耗水，a极生成H2O2，忽略体积变化，溶液中H+浓度基本不变，酸性基本不变，C错误；D项，，转移4 mol电子时，生成1 mol邻硝基苯甲醛，需要2 molH2O2，由a电极反应式O2+2H++2e-=H2O2和b电极反应2H2O-2e-= H2O2＋2H＋可知，此时a电极消耗1 mol氧气，即消耗标准状况下氧气的体积为22.4 L，D正确；故选D。 5．(2026·浙江省三校联考高三选考模拟)我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是( ) 已知：为铜基普鲁士蓝(Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O) A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极 【答案】C 【解析】由图可知，Zn电极失去电子生成Zn2+，该原电池中左侧电极为负极，右侧电极为正极。A项，CuHCF的化学式为Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O，设Fe化合价为x。Cu为+2价，CN-为-1价，整体电中性：+2 + 0.67×(x - 6) = 0，解得x≈+3，A正确；B项，Zn电极为负极，反应为Zn - 2e- = Zn2+，负极区正电荷增加。污水中SO42-通过交换膜移向负极区以平衡电荷，说明交换膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，B正确；C项，Ni2+在正极得到电子生成Ni，Ni被CuHCF电极吸附，洗脱目的是利用H2O2的氧化性去除电极吸附的Ni，C错误；D项，电解Zn2+溶液时，阴极反应为Zn2+ + 2e- = Zn，可得到Zn单质再生负极，D正确；故选C。 6．(2026·浙江省绍兴市高三选考科目诊断性考试)己二腈[NC(CH2)4CN]是工业制造尼龙-66的原料，利用丙烯腈(CH2=CHCN，不溶于水)为原料、高浓度季铵盐(R4NBr)溶液[季铵盐的阳离子(R4N+)在阴极表面会形成一个疏水的界面层，提高电解效率]为电解液制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．R4NBr的作用之一是抑制副反应：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- B．若交换膜为阴离子交换膜，则一段时间后阳极区由无色变成橙色 C．当电路中转移1mole-时，阳极室溶液质量减少9g D．电解质季铵盐(R4NBr)中R越大，电解效率越高 【答案】D 【解析】结合题意可知，a为阴极，丙烯腈发生还原反应生成己二腈，电极反应式为：2CH2=CHCN+2H＋＋2e-= NC(CH2)4CN；b为阳极发生氧化反应，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。A项，依据题意：季铵盐的阳离子(R4N+)在阴极表面会形成一个疏水的界面层，则R4NBr可以阻止水中的氢离子得电子发生副反应，提高电解效率，A正确；B项，若交换膜为阴离子交换膜，R4NBr电离出来的溴离子可能会移动至阳极并放电，产生溴单质，使阳极区溶液由无色变成橙色，B正确；C项，阳极电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，当电路中转移1 mol电子时，阳极室产生0.25 mol氧气，同时有1 mol氢离子进入阴极区，则阳极溶液减少质量=，C正确；D项，电解质季铵盐(R4NBr)中R越大，可能增强了疏水性，抑制了副反应；但R越大也可能导致离子体积增大，离子的迁移率降低，增加电解过程中的能耗，D不正确；故选D。 7．(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)某电化学制冷装置如图所示。[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列说法正确的是( ) A．电极a是阴极，电极反应为[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+ B．已知②处的电解液温度比①处的低，则电极b处发生放热反应 C．多孔隔板只起到阻止两电极区阳离子移动的作用 D．电流方向：电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极 【答案】D 【解析】由图可知，电极a发生反应[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+，则电极a为阳极，电极b反应为[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+，则电极b为阴极。A项，由分析可知，电极b为阴极，电极反应为[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+，A错误；B项，已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+是吸热反应，B错误；C项，多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C错误；D项，电极a附近发生失电子的氧化反应，电极b发生得电子还原反应，电子转移方向电极a→电源正极→电源负极→电极b，则电流方向：电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极，D正确；故选D。 8．(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)水系锌离子在充电时会引起锌枝晶的生长，在多次充放电循环过程中锌枝晶可能会刺穿隔膜，导致电池短路。科学家用锌箔和MnO2做电极、性能水凝胶做电解质替代水溶液，装置如图所示，下列说法不正确的是( ) A．充电时，锌离子从MnO2隧道结构中脱出，此时ZnMn2O4为阳极 B．性能水凝胶电解质可防止电池鼓包，一定程度上避免竞争放电，提高电流效率 C．若用ZnSO4作电解质溶液，游离的Zn2+会吸附聚集得电子，在阳极形成初始枝晶 D．放电时，当负极减重32.5g时有NA个电子通过外电路转移至正极 【答案】C 【解析】Zn活泼做负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，MnO2做正极，电极反应Zn2++2e-+2MnO2 =ZnMn2O4，充电时ZnMn2O4为阳极，电极反应ZnMn2O4-2e-=Zn2++2MnO2，阴极电极反应Zn2+ +2e-=Zn。A项，充电时，ZnMn2O4为阳极，电极反应ZnMn2O4-2e-=Zn2++2MnO2，锌离子从MnO2隧道结构中脱出，A正确；B项，水凝胶电解质可减少自由水，降低H+在负极的竞争放电(减少H2生成)，从而防止电池鼓包，提高电流效率，B正确；C项，枝晶形成于锌电极(放电时为负极，充电时为阴极)，游离Zn2+得电子发生还原反应应在阴极(锌电极)聚集，而非阳极，C错误；D项，放电时负极反应为Zn-2e-=Zn2+，减重32.5g(Zn的物质的量为0.5mol)，转移电子为0.5mol×2=1mol，即NA个电子，D正确；故选C。 9．(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)某小组研究设计了如下装置示意图，联合制备硫酸、氯气和氢氧化钠。该设计改变了传统氯碱工业能耗大的缺点，可大幅度降低能耗。 下列说法不正确的是( ) A．甲池中，质子经内电路移向极 B．理论上，甲池中消耗的SO2和乙池中生成的Cl2的物质的量之比为1：1 C．乙池应选用阳离子交换膜 D．乙池的总反应方程式：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH 【答案】D 【解析】如图所示，甲池为原电池，乙池为电解池，电极A上Cl-放电生成Cl2，则电极A为阳极，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑；电极B为阴极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；甲池中Pt1为负极，电极反应为SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-，Pt2为正极，电极反应为O2+4H++4e-=2H2O，甲池可以制备硫酸，乙池阳极制备氯气，阴极制备NaOH。A项，甲池为原电池，阳离子向正极移动，则质子向Pt2电极移动，A正确；B项，当转移2mol电子时，甲池消耗1molSO2，乙池生成1molCl2，故甲池中消耗的SO2和乙池中生成的Cl2的物质的量之比为1∶1，B正确；C项，乙池中左侧加入的饱和NaCl溶液中，钠离子向阴极B移动，用于制备NaOH，故乙池应选用阳离子交换膜，C正确；D项，将阳极的反应×2加上阴极的反应得到总反应为4NaCl＋2H2O+O22Cl2↑＋4NaOH，D错误；故选D。 10．(2025·浙江省绍兴市高三二模)近年来，由阴极还原主导的电有机合成反应得到了更多的研究关注。2021年，Waldvogel和Morandi等人报道了一类电化学“穿梭”成对电解反应(如下图所示)。该反应有助于我们得到B有价值的气态烯烃化合物和实现对某些污染物的高效降解。 下列说法不正确的是( ) A．图中A是电池的负极 B．图中B端所连电极反应：Br--2e-=Br+ C．每生成1mol乙烯，转移电子数为NA D．通过该电解反应，我们可以将“六六六”()转化为苯，实现对该农药的高效降解 【答案】C 【解析】左侧电极反应Br-CH2-CH2-Br+2e-=CH2=CH2+2Br-中，碳元素化合价降低，发生还原反应，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极，电极反应为：Br--2e-=Br+。A项，左侧为阴极，则图中A是电池的负极，A正确；B项，图中B端所连电极为阳极，电极反应为：Br--2e-=Br+，B正确；C项，每生成1mol乙烯，转移电子数为2NA，C错误；D项，“六六六”曾被广泛用作杀虫剂，但是它具有高毒性且不易降解，选取“六六六”作为实验对象，由电解原理可知，在经过三次连续的双卤化反应后，转化为苯，实现对该农药的高效降解，D正确；故选C。 11．(2025·浙江省台州市高三二模)一种Zn-CO2离子液体电池可以在供电的同时将CO2转化为CH4，电解质为离子液体[EMIM]+[BF4]-及少量水，其中的[EMIM]+是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有ZnCO3生成。 下列说法正确的是( ) A．a电极为负极，[EMIM]+在该电极上被氧化 B．b电极反应式为：5CO2+2H2O+8e-=4CO32-＋CH4 C．[EMIM]+是电池中唯一的质子源 D．[EMIM]+作为电池促进剂的原理是通过生成[ZnNHC]2+增加电荷浓度，从而增强了离子电流强度 【答案】B 【解析】碳纳米管通入二氧化碳，生成甲烷和ZnCO3，发生还原反应，得到电子，是正极，电极反应：5CO2+2H2O+8e-=4CO32-＋CH4；则锌为负极，锌失电子，发生氧化反应。A项，a电极为负极，锌被氧化，A错误；B项，b电极反应式为：5CO2+2H2O+8e-=4CO32-＋CH4，B正确；C项，根据左图可知，水也是质子源，C错误；D项，根据左图可知，2个[EMIM]+生成1个[ZnNHC]2+，没有增加电荷的浓度，D错误；故选B。 12．胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类，它是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态，具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理，下列说法不正确的是 A．该电池中较大离子直径约为1×10-9~1×10-7 B．充电时，储罐乙所在电极接直流电源正极 C．放电时，负极反应为[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3- D．放电时，若外电路转移1mol电子，理论上储罐甲质量增加1g 【答案】B 【解析】由题干图示信息可知，放电时储罐甲的电极反应为：[H12(VO2)12(RC6H4PO3)8](4-x)-+xe-= [H12(VO2)12(RC6H4PO3)8]4-，发生还原反应，作正极，而储罐乙的电极反应为：[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3-，发生氧化反应，作负极。A项，胶体的粒子直径为1~100nm，故该胶体液流电池中较大离子直径约为1×10-9~1×10-7，A正确；B项，根据电池工作原理图储罐乙充电时，发生电极反应：[PW12O40]3-+e-=[PW12O40]4-，作阴极，接在直流电源的负极，B错误；C项，根据电池工作原理图放电时，负极反应为：[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3-，C正确；D项，转移1mol电子时，理论上有1molH+从右向左迁移，则储罐甲质量增加1g，D正确；故选B。 13．(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池可作储能设备如图所示，关闭开关b，CCl4中Cl2的含量降低。 下列说法正确的是( ) A．放电时，钛电极的反应：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 B．放电时，Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移 C．放电时NaCl溶液的浓度和pH均增大 D．充电过程中，CCl4吸收0.25molCl2，钛电极质量理论上增加23g 【答案】B 【解析】关闭开关b，形成原电池，CCl4中Cl2的含量降低，则多孔碳电极为正极，钛电极为负极。在碳电极，Cl2得电子生成Cl-，电极反应式为Cl2+2e-=2Cl-；在钛电极，Na3Ti2(PO4)3失电子，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+。A项，放电时，钛电极为负极，Na3Ti2(PO4)3失电子生成NaTi2(PO4)3和Na+，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，A不正确；B项，多孔碳电极为正极，钛电极为负极，放电时，阴离子向负极移动，则Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移，B正确；C项，放电时，Cl-向钛电极移动，Na+向多孔碳电极移动，使得NaCl溶液的浓度增大，NaCl为强酸强碱盐，虽然浓度增大，但pH不变，C不正确；D项，充电过程中，多孔碳电极(阳极)Cl-失电子生成Cl2，若CCl4吸收0.25molCl2，则电路中转移电子0.5mol，有0.5molNa+移向钛电极(阴极)，则钛电极质量理论上增加0.5mol×23g/mol=11.5g，D不正确；故选B。 ( 21 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $