专题10 电化学装置分析（抢分专练）（黑吉辽蒙专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

函学科网·上好课 www.zxxk.com 专题10电化学装置分 PART2押题预测 。考点1新型化学电源装置分析 01考点狙击 【典例】C 02情境猜押 1.D 2.D 3.B ~考点2电解原理与应用装置分析 01考点狙击 【典例】C 02情境猜押 1.c 2.A 3.B 考点3 可充电电池装置分析 01考点狙击 【典例】C 02情境猜押 1.D 2.C 3.B 考点4离子交换膜与多室电解 01考点狙击 【典例】D 02情境猜押 1D 2.D 3.D PART3通关特训 上好每一堂课 分析 a q q 0 0 a q 0 嵩易 0Z 61 81 LI 91 SL I EI EI II 合 O a a a O q 0 a a 嵩易 OL 6 8 9 E 名 原一每拼丁 山0)'XXZMMM 卷丝丁·@卡麒右型 专题10 电化学装置分析 题型 考情分析 考向预测 1.新型原电池装置分析  2025年黑吉辽蒙卷（第13题）： 以基于Cu₂O的储氯电池装置为载体，给出放电过程中a、b极均增重的关键信息，综合考查离子迁移方向、电极反应式书写、电池应用及电极替换对功能的影响。 1.新型电池情境持续创新：以海水脱盐、储氯、新能源材料等为背景的原电池题将持续成为命题热点，要求学生掌握从陌生装置图中提取关键信息并推断电极反应的能力。 2. 绿色化学理念深度融入：以制“绿氢”、污染物处理、资源回收等为目标的电解装置题将持续升温，突出节能减排与物质高效转化思想。 3. 离子交换膜深度考查：阴/阳离子交换膜、双极膜的选择性透过功能判断及多室电解池中离子迁移路径追踪，将成为命题重点。 4. 充放电状态与极性转换：二次电池充放电时电极名称互换（放电负极→充电阴极）的规律及电极反应逆写能力，将继续成为必考核心。 5. 定量计算与推理并重：基于电子守恒的产物定量计算、电极质量变化、溶液pH变化等推理题，对学生数形结合与逻辑论证能力提出更高要求。 6. 实验探究与电化学融合：基于电化学原理的实验设计与数据分析题将持续出现，考查学生对电极反应过程的理解深度及实验现象的系统观察与逻辑推理能力。 2.电解原理与应用装置分析  2024年黑吉辽卷（第12题）： 以耦合HCHO高效制H₂的方法为情境，结合装置图与反应机理，综合考查电极判断、电极反应式书写、离子迁移方向及与传统电解水的对比计算。 3.离子交换膜与多室电解 2025年辽宁丹东二模： 以电解硫酸钠溶液制取电池材料前驱体为情境，考查离子交换膜类型判断、各室pH变化、电极电势比较及基于电子守恒的质量计算。 4.二次电池与充放电分析  2023年辽宁卷（第11题）： 以低成本储能电池原理图为载体，考查充放电过程中电极极性变化、离子迁移方向及电极反应式的书写，体现“证据推理”核心素养。 5.金属腐蚀与防护 2025年吉林二模： 以牺牲阳极的阴极保护法为情境，考查原电池原理与电解池原理在金属防护中的区分，以及牺牲阳极材料的选择依据。 6.多池串联与电化学计算   2026年黑龙江一模：将原电池与电解池串联、多室电解池串联的综合考查逐渐增多，涉及电子流向、电极产物定量关系及基于电子守恒的跨池计算。 考点1  新型化学电源装置分析 【典例】（2026·辽宁沈阳·一模）科研人员设计出一种微生物脱盐电池，实现了同时产电脱盐并去除污水，模拟其工作原理如图所示： 忽略气体溶于水，下列说法正确的是 A．离子交换膜I是阳离子交换膜 B．电极A的反应式为： C．标况下消耗时，Ⅰ室溶液质量增加98.0 g D．放电过程中，Ⅱ室NaCl溶液浓度逐渐减小，pH逐渐减小 【答案】C 【解析】由图可知，III室通入氧气，则电极B为电池的正极，正极反应式为：；电极A为电池的负极，负极反应式为：。在原电池中，阴离子向负极移动。因此，离子交换膜I是阴离子交换膜，允许II室中的向I室移动，而非阳离子交换膜，A错误；电极A为负极，发生氧化反应，葡萄糖应失去电子。正确的负极反应式应为：，B错误；标况下的物质的量为，电路中转移电子。负极反应生成，同时有从II室进入I室以平衡电荷。I室质量增加量为：（）和（），总质量增加；由电极方程式可知，转移电子消耗（18g）和（），因此净增加质量为，C正确；放电过程中，II室中的通过离子交换膜II向正极（III室）移动，通过离子交换膜I向负极（I室）移动，导致浓度逐渐减小；但由于离子交换膜1是阴离子交换膜，只允许阴离子（如）通过，I室产生的无法进入II室，因此II室中浓度不会增大，pH也不会减小，D错误；故选C。 (1)电极判断三步法：①找氧化还原“主角”——失电子的物质（金属单质、低价态离子）对应负极；②看装置标注——正负极可能直接标注；③查电解质成分——根据电极反应式推断。 (2)新型电池情境：钠离子电池、储氯电池、固态电解质电池等新型电源中，需结合装置图中标注的电解质类型和离子选择性迁移方向进行分析。   (3)固体/聚合物电解质：新型电池常用固体电解质（如仅允许Li⁺通过），离子迁移受电解质选择性限制，需根据离子电荷和迁移方向判断。 (4) 电极反应式书写：负极（阳极）写氧化反应——金属失电子或低价态离子失电子；正极（阴极）写还原反应——高价态离子得电子或气体还原。注意配平电荷守恒和原子守恒。 (5) 离子迁移方向：原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 1．（2026·内蒙古赤峰·一模）浓差电池是一种因电池中存在浓度差而产生电动势的电池。浓差电池可用于测定待测环境中氧气的含量，在冶金、能源等领域应用广泛。测定某低氧环境中氧气含量的原理示意如图。下列说法错误的是 A．A电极为正极 B．由A电极向B电极迁移 C．B电极发生的反应为 D．理论上，电解质中的总量会增加 【答案】D 【解析】该装置为原电池（浓差电池），A侧通入氧气浓度更高的空气，在A电极得电子生成，因此A为正极，B为负极。在A电极得电子，发生还原反应，为正极，A正确；原电池中阴离子向负极迁移，因此由正极A向负极B迁移，B正确；B电极为负极，在此失电子生成，电极反应为，C正确；正极每生成，负极就消耗，电解质中的总量保持不变，D错误；故选D。 2．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）我国旅外学者制作出高轻量化3D固体氧化物（陶瓷电解质）燃料电池(3D-SOC)，该成果或助力航空航天及星球探索。其工作原理及电极结构如图所示，已知固体陶瓷电解质中只能通过，不能通过分子。下列说法错误的是 A．两电极“曲折蜿蜒”的多孔结构能加快电极反应速率 B．由正极向负极迁移 C．作燃料时的负极反应为 D．相同条件下，正、负极消耗气体的体积之比一定是 【答案】D 【解析】该燃料电池中，负极上或被氧化，电极反应式分别为或；正极上被还原，电极反应式为。“曲折蜿蜒”、多孔等结构特点增大电极的表面积，增大了反应物气体与电极催化材料的接触面积，加快了电极反应速率，A正确；固体陶瓷电解质中只能通过，而原电池中阴离子向负极移动，故燃料电池中由正极向负极迁移，B正确；由分析可知，作燃料时的负极反应为，C正确；若作燃料，相同条件下，正极消耗时，负极消耗，正、负极消耗气体的体积之比为，D错误；故选D。 3．（2026·吉林·三模）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示，并利用此电池电解含锰酸性废水可得到（右图）。下列说法正确的是 A．反应过程中，左侧电极A与右侧电极X相连 B．理论上，右图电极Y每生成87g ，左图电极A消耗标准状况下的体积为11.2L C．燃料电池工作时，电子由B极经电解质溶液流向A极 D．Y极电极反应式为： 【答案】B 【解析】左图为微生物燃料电池，A极通入，得电子生成，因此A为正极，电极反应式为；B极葡萄糖失电子被氧化生成，因此B为负极，电极反应式为。 右图为电解池，Y极被氧化为（Mn化合价从+2升高到+4），失电子发生氧化反应，因此Y为阳极，电极反应式为；X为阴极，且阴极的环境为碱性，电极反应式为。电解池阳极连接原电池正极，阴极连接原电池负极。A是原电池正极，应连接电解池阳极Y，A错误；物质的量为，生成转移电子；原电池A极反应为，转移电子时消耗为，标况下体积为，B正确；电子只能在外电路的导线中移动，不能在电解质溶液中移动，电解质溶液靠离子迁移导电，C错误；Y是阳极，发生失电子的氧化反应，正确电极反应为：，选项中电子符号错误，D错误；故选B。 考点2 电解原理与应用装置分析 【典例】（2026·吉林·二模）在光照条件下，(赤铁矿)材料中的光生空穴可氧化富电子的芳烃(使苯环上的键胺化)形成相应的阳离子自由基物种，生成物进一步与吡唑反应得到偶联产物，机理如图。下列叙述正确的是 A．b极电极电势高于a极 B．电子由a极经外电路流向b极 C．a极的电极反应式为 D．上述总反应中，只断裂型键，同时只形成型键 【答案】C 【解析】b极得电子生成，为阴极，发生还原反应，电极反应式为：，a为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：。a极为阳极，b极为阴极，阳极电势低于阴极电势，故电势a>b，A错误；a极为阳极，b极为阴极，电子在外电路中由a极经外电路流向电池的正极，又由电池的负极经导线流向b极，B错误；由机理图可知a极的电极反应式为：，C正确；从总反应式看，除生成偶联产物外，还有氢气生成，氢气中有s—s型σ键形成，D错误；故选C。 (1)  化合价变化判断电极：化合价降低的元素对应阴极（得电子、还原反应），化合价升高的元素对应阳极（失电子、氧化反应）。 (2)  中间产物的陷阱：当一种物质先生成后消耗时，其浓度变化由生成速率和消耗速率共同决定，不能简单地说“持续下降”或“持续上升”。 (3) 放电顺序判断：阳极若为惰性电极，阴离子放电顺序为S²⁻ > SO₃²⁻ > I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > OH⁻ > 含氧酸根 > F⁻；阴极阳离子放电顺序为Ag⁺ > Hg²⁺ > Fe³⁺ > Cu²⁺ > H⁺（酸）> Pb²⁺ > Sn²⁺ > Fe²⁺ > Zn²⁺ > H⁺（水）> Al³⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > Ca²⁺ > K⁺。 (4)  离子迁移方向：电解池中，“阳离子向阴极跑，阴离子向阳极跑”，结合电极判断即可确定离子迁移路径。 (5) 总反应推导：将阴阳极反应式相加，消去电子即得总反应，注意配平电荷守恒和原子守恒。 1.（2026·辽宁·一模）电化学富集锂的一种装置如图所示。工作步骤如下： (1)向所在腔室通入海水，启动电源1，使海水中的进入具有孔道结构的； (2)关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2上通入空气，使中的脱出进入腔室2(忽略其他离子在该交换膜上的移动)。 下列说法错误的是 A．接通电源1时，电极上的反应为 B．接通电源2时，电极2为阴极 C．该装置同时可以淡化海水 D．每收集到，电极2上消耗约5.6L(标准状况) 【答案】C 【解析】该装置通过两步电化学过程实现从海水中富集锂：首先在电源1驱动下，利用电解原理使海水中的嵌入形成 ；随后切换至电源2并通入空气，利用原电池原理使脱锂，释放的通过阳离子交换膜迁移至腔室2，与结合生成，从而实现锂的浓缩与提取。根据题意，接通电源1，海水中的进入结构而形成，电极反应为，A正确；接通电源2，需要让脱附，并且让进入腔室2，且电极2上通入空气，发生还原反应：，所以电极2为阴极，B正确；接通电源1时，腔室1中通过右边的阳离子交换膜进入海水中，海水中的进入电极中，于是转化为，让海水更“咸”，不会淡化海水，C错误；每收集，转移电子，电极2反应，即标准状况下约，D正确；故选C。 2．（2026·吉林·二模）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x﹤1)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LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法错误的是 A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2 + xe－ + xLi+ =LiCoO2 B．产生标准状况下5.6 L O2时，理论上可转化mol的LixCoO2 C．再锂化过程中，向Pt电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH降低 【答案】A 【解析】该装置为电解池，Pt电极产生，O元素发生氧化反应，因此Pt为阳极，接电源正极B；电极为阴极，接电源负极A。再锂化生成，1 mol 结合，得到电子，电极反应：，A错误；标准状况下物质的量为，生成1 mol 转移电子，总转移电子为，1 mol 转化需要电子，因此可转化的物质的量为，B正确；电解池中阴离子向阳极迁移，向Pt电极迁移，C正确；阳极（Pt）反应为，生成，阳极附近增大，pH降低，D正确；故选A。 3．（2026·内蒙古包头·一模）制备的电解原理示意图如图1所示，电极a表面生成的可能途径如图2所示。 下列说法正确的是 A．电极b连接电源的负极，b极上发生氧化反应 B．a电极表面产生氧气的电极反应： C．电解时通过质子交换膜向电极a方向移动 D．电解一段时间后，理论上右侧电解液浓度不变，溶液的pH变大 【答案】B 【解析】由图知，电极a中氮元素的化合价由0价升高到+5价，电极a发生氧化反应，电极a是阳极，表面生成和的电极反应式分别为：、，则电极b是阴极，电极反应式为：，通过质子交换膜向电极b方向移动。电极b为阴极，连接电源的负极，b极上得电子，发生还原反应，A错误；由分析知，电极a是阳极，表面生成的电极反应式为：，B正确；由分析知，电极a是阳极，电极b是阴极，电解时通过质子交换膜向电极b方向移动，C错误；电极b是阴极，电极反应式为：，反应生成水，电解一段时间后，理论上右侧电解液浓度变小，酸性减弱，溶液的pH变大，D错误；故选B。 考点3  可充电电池装置分析 【典例】（2026·辽宁抚顺·模拟预测）某科研团队设计出镍离子电池（），该电池在首次充电中，离子从框架中脱出并形成基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中离子很少，只有离子可以可逆嵌入基质中并形成。关于该电池说法错误的是（  ） A．该电池在首次充电中，V元素化合价升高 B．充电时， C．该电解液一定是有机溶剂 D．放电时，正极的电极反应式为： 【答案】C 【解析】由题可知，首次充电时，含基质一端脱出，化合价升高，作阳极，为阴极；放电时含V元素电极一极在放电时得电子，作正极，失电子作负极。首次充电时，脱出2个，变为，化合物整体呈电中性，负价总数不变，正价总数需保持不变，脱出2个单位正电荷后，V元素总化合价升高2价，因此V元素化合价升高，A 正确；有图可知，Ni@C电极为阴极和负极，充电时反应为，放电时反应为，B正确；该电池含相关组分，若用水溶液作为电解质，充电过程可能发生水的电解副反应，影响的嵌入，因此通常选用有机溶剂作为电解液。但“一定”为有机溶剂的说法过于绝对，C错误；由分析知，放电时右侧为正极，得电子，电极方程式为：，D 正确；故选C。 (1) 充放电时电极极性的转换：放电时负极为阳极，正极为阴极；充电时负极变阴极，正极变阳极。关键是根据电极材料和反应方向判断充放电状态。 (2) 隔膜选择的“反应禁忌”原则：隔膜类型必须防止活性物质之间的直接反应。如全铁液流电池中Fe³⁺若与Fe直接接触会发生自放电，因此必须用阴离子交换膜阻隔Fe³⁺迁移。 (3) 离子浓度变化追踪：分别写出充放电时两极的反应式，追踪各物种的生成与消耗情况。充电是放电的逆过程，浓度变化方向相反。 (4) 定量关系推导：根据总反应方程式中各物种的化学计量数之比，推导物质的量变化关系。注意区分“每消耗1 mol某物质”与“每转移1 mol电子”两种不同的计量基准。 1．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）铁基液流电池为解决储能问题提供了一种经济、环保和安全的选择，全铁液流电池工作原理如图，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法错误的是 A．放电时，a极电势低于b极电势 B．隔膜为阴离子交换膜 C．充电时，a极可能发生析氢反应： D．充电时，隔膜两侧溶液浓度均增大 【答案】D 【解析】全铁液流电池原理为2Fe3++Fe=3Fe2+，放电时，a极发生Fe-2e-=Fe2+，发生氧化反应，a为负载铁的石墨电极做负极，b极发生Fe3++e-=Fe2+，发生还原反应，b为石墨电极做正极。原电池中，负极电势低于正极电势，因此放电时a极电势低于b极，A正确；放电时，a极由Fe生成正电荷更多的，正电荷过剩，b极消耗生成，正电荷减少，需要阴离子从右侧转移到左侧平衡电荷，阴离子交换膜允许阴离子通过，同时可防止、交叉污染，B正确；充电时a极为阴极，发生得电子反应，酸性条件下溶液中的可以得到电子发生析氢反应，C正确；充电时，a是阴极，发生反应，左侧浓度减小，b是阳极，发生反应，消耗，右侧浓度降低，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小，D错误；故选D。 2．（2026·黑龙江辽宁·二模）由DAPQ组成的液流电池如图所示。已知电池在充电时，转化为，有机电解液中存在DAPQ和re-DAPQ的转化。下列说法错误的是 A．放电时，电极Y电势较低 B．放电时，X电极的反应式为： C．充电时，穿过质子交换膜向X电极移动 D．液流电池的电解液不储存于电池内部，可以通过增加电解液体积来实现增容 【答案】C 【解析】该装置为液流电池，充电时转化为，说明Y电极发生还原反应，为电解池阴极，对应X电极为电解池阳极；放电时为原电池，Y电极为负极，X电极为正极，质子交换膜允许在两室间迁移，有机电解液与铁氰化物电解液分别储存于电池外部，通过电泵循环。放电时为原电池，Y电极为负极，原电池中负极电势低于正极，因此电极Y电势较低，A正确；放电时X电极为正极，发生还原反应，DAPQ得电子结合生成re-DAPQ，电极反应式书写正确，B正确；充电时为电解池，阳离子向阴极移动，Y电极为阴极，因此穿过质子交换膜向Y电极移动，而非向X电极移动，C错误；液流电池的电解液不储存于电池内部，可通过增加电解液体积来提升电池总容量，实现增容，D正确；故选C。 3．（2026·内蒙古通辽·一模）某二次电池的工作原理如下图所示；充电时转化为Pb，下列说法正确的是 A．r(Fe2+)<r(Fe3+) B．放电时右池溶液pH减小 C．放电时负极板的质量减小 D．充电时总反应： 【答案】B 【解析】充电时转化为Pb，即发生还原反应，作阴极，则多孔碳电极为阳极，失电子生成；放电时Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成，多孔碳电极为正极，正极上得电子生成。Fe3+和Fe2+核电荷数相同，Fe3+比Fe2+少1个电子，同一元素所带正电荷越多半径越小，则r(Fe2+)>r(Fe3+)，A错误；放电时，右池为正极区，发生电极反应：，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧溶液，pH减小，B正确；放电时Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成，电极反应式为：，负极板的质量增加，C错误；充电时，阴极发生反应：，阳极发生电极反应：，则总反应为：，D错误；故选B。 考点4 离子交换膜与多室电解 【典例】（新考向·离子交换膜）（2026·辽宁·二模）羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将氧化为和的原电池-电解池组合装置，装置如图所示。下列说法正确的是 A．装置工作时，Ⅱ室NaCl浓度增大 B．相同条件下，、两极产生的气体体积比为 C．装置工作时，电子由极经Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ室流向极 D．装置工作时，理论上每转移两室可共处理 【答案】D 【解析】分析装置可知，左侧装置为原电池装置，过程中元素化合价降低，得到电子，a为正极，则为负极；右侧装置为电解池，、分别为阴极和阳极。 Ⅲ室发生的电极反应为：，Ⅰ室电极反应为，、分别移向Ⅱ室，生成，浓度减小，A不符合题意；极电极反应为，c极电极反应为，每转移10 mol电子，b极产生3 mol气体，c极产生5 mol气体，两极产生的气体体积比为，B不符合题意；电子只能在导线上传递，不能在电解质溶液中迁移，C不符合题意；d极首先发生，进而发生氧化的反应，1个被氧化会转移，消耗5个，所以当线路中转移电子时，极和极可共处理，D符合题意；故选D。 (1) 交换膜类型判断：阳离子交换膜只允许阳离子通过（H⁺、Na⁺、K⁺等）；阴离子交换膜只允许阴离子通过（OH⁻、Cl⁻、SO₄²⁻等）；双极膜在电场作用下解离H₂O为H⁺和OH⁻，分别向两极迁移；质子交换膜只允许H⁺通过。 (2) 多室电解池中各室功能：阳极室——产生氧化产物，OH⁻放电生成O₂（酸性条件下H₂O放电）；阴极室——产生还原产物，H⁺放电生成H₂（碱性条件下H₂O放电）；中间室——通过离子交换实现物质分离或转化。 (3) pH变化判断：电极反应消耗或生成H⁺/OH⁻会改变相应室的pH。阳极反应消耗OH⁻或生成H⁺使pH减小；阴极反应消耗H⁺或生成OH⁻使pH增大。 (4) 定量关系推导：基于电子守恒，各电极产物物质的量之比等于电极反应中得失电子数的反比；离子迁移量与电子转移量成正比。 1.（2026·辽宁·联考）一种以为底物经电化学反应高效制备酰氯化合物的装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极c与外接电源正极相连 B．电极d的电极反应式为O2+4e−+2=2+4Cl− C．当产生0.1 mol 时，理论上电极c上产生1.12 L气体(标准状况) D．膜a为阴离子交换膜、膜b为阳离子交换膜 【答案】D 【解析】该装置为电解装置，根据装置中生成浓盐酸可知经过膜b进入中间室，电解池中阴离子移向阳极，所以电极c为阳极(与外接电源正极相连)、电极d为阴极(与外接电源负极相连)，A项正确；根据电极d的物质转化可知电极d的电极反应式为O2+4e−+2=2+4Cl−，B项正确；根据电极d的电极反应式可知当产生0.1 mol 时，理论上电路中转移0.2 mol ，电极c是阳极，所以产生0.05 mol O2，标准状况下体积为1.12 L，C项正确；左室产生的H+经过膜a进入中间室，所以膜a为阳离子交换膜，右室产生的经过膜b进入中间室，所以膜b为阴离子交换膜，D项错误；故选D。 2．（2026·黑龙江吉林·一模）利用偏二甲肼燃料电池电解制备，并得到副产物KOH、、装置如下图所示。电解所需试剂为：KOH稀溶液、浓溶液、浓溶液、稀溶液。下列说法正确的是 A．a极反应： B．可用银电极替换石墨I电极 C．A膜和B膜之间存放浓溶液，A膜为阳离子交换膜 D．a极消耗0.15 mol偏二甲肼时，X室减少1.2 mol 【答案】D 【解析】由图可知，左侧装置为燃料电池，a极为燃料电池的负极，氧离子作用下偏二甲肼在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和水，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；右侧装置为制备磷酸二氢镁的电解池，与燃料电池正极相连的石墨Ⅰ为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中的镁离子通过阳离子交换膜进入A膜和B膜之间的产品室，则X室为盛有氯化镁溶液的阳极室，产品室中盛有的是磷酸二氢镁稀溶液；石墨Ⅱ是阴极，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Y室为盛有氢氧化钾稀溶液的阴极室，B膜和C膜之间的区域是盛有磷酸二氢钾浓溶液的原料室，原料室中的钾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得到磷酸二氢镁，则A膜和C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜。由分析可知，a极为燃料电池的负极，氧离子作用下偏二甲肼在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和水，电极反应式为：，A错误；由分析可知，石墨Ⅰ为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，所以不能用银电极替换石墨I电极，否则无法制得副产品氯气，B错误；由分析可知，石墨Ⅰ为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中的镁离子通过阳离子交换膜进入A膜和B膜之间的产品室，产品室中盛有的是磷酸二氢镁稀溶液，C错误；由得失电子数目守恒可知，a极消耗0.15 mol偏二甲肼时，X室减少镁离子的物质的量为：=1.2 mol，D正确；故选D。 3．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）科学家设计了一种协同转化装置，如图所示。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．催化电极A的电势低于催化电极B B．阳极的电极反应式为 C．每生成1 mol甲酸，双极膜处有解离 D．转移相同电子时，理论上消耗的和HMF的物质的量之比为 【答案】D 【解析】左室中转化为，C元素化合价从价降低为价，得电子发生还原反应，因此催化电极A为阴极，催化电极B为阳极。电解池中阴极接电源负极，阳极接电源正极，阴极电势低于阳极，因此电极A的电势低于电极B，A正确；B电极为阳极，在碱性溶液中，1个分子中，1个氧化为失，1个氧化为失，共失，电极反应配平无误，B正确；生成转移电子，阴极需要；双极膜中能解离出，因此有解离，C正确；转化为转移电子，转化为二羧酸盐转移电子；转移相同电子时：，得，D错误；故选D。 1．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）某研究团队在NO电催化合成氨的研究中取得新进展：开发出具有独特三维多级孔结构的整体式纳米线阵列催化剂，实现了高效、长寿命的电催化合成氨。电解催化合成的原理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时，b接电源负极 B．a电极反应为 C．电势： D．极产生，a极处理 【答案】B 【解析】由图可知极，元素化合价降低，发生还原反应，极是阴极，接直流电源的负极，b极为阳极，接电源正极作阳极，A项错误；a极转移，结合原子守恒可得电极反应式为，B项正确；b为阳极，电势高于，C项错误；极产生1 mol 转移4 mol电子，a极处理1 mol NO转移5 mol电子，若两极转移电子数相同，设b极产生1 mol ，即转移4 mol电子，可得a极能处理，D项错误；故选B。 2．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）铑金属烯(RhML)电极展现出大的比表面积和高原子利用率，能吸附气体在酸性条件下高效电合成乙胺，其电化学原理如图所示。已知，在常温下，电解生成时阳极室溶液的体积为8 L(忽略体积变化)。下列有关说法错误的是 A．M为阴极，Q为正极 B．交换膜为质子交换膜 C．M电极的反应式为 D．电解生成时，阳极室溶液的 【答案】D 【解析】M电极转化成，碳的化合价从0价降到价，被还原，M为电解池的阴极，与其相连的N电极为电源的负极；P电极转化成，氮的化合价从价升到0价，被氧化，故P为电解池的阳极，Q为电源的正极。M电极发生还原反应，为电解池的阴极，Q为电源的正极，A正确；由分析可知，P电极产生，M电极消耗，从P电极通过交换膜向M电极运动，故交换膜为质子交换膜，B正确；M电极转化成，且反应在酸性条件下进行，故M电极的反应式为，C正确；电解生成0.56 g 时，的物质的量为0.02 mol，由电极反应式知，产生，，，但产生的向阴极室运动且阳极室原溶液为酸性溶液，无法计算溶液的pH，D错误；故选D。 3．（2026·辽宁沈阳·一模）某锂离子电池放电时总反应为，下列说法中错误的是 A．离子液体具有良好的导电性，可作为该电池的电解质 B．交换膜为阳离子交换膜 C．充电时，阳极LiCoO2中钴元素化合价降低 D．放电时，每转移1 mol电子，负极质量减少7 g 【答案】C 【解析】结合电池总反应，放电时为原电池，则电极发生氧化反应： ，作负极；电极发生还原反应：，作正极；充电时为电解池，原电池负极作电解池的阴极，原电池正极作电解池的阳极。离子液体中存在自由移动的离子，具有良好的导电性，可作为该电池的电解质，A正确；放电时，Li+需从负极向正极移动，因此交换膜为阳离子交换膜，B正确；充电时为电解池，原电池正极作电解池的阳极，阳极式为，LiCoO2中钴元素化合价升高，发生氧化反应，C错误；放电时，每转移1 mol电子，就有1molLi+从负极脱嵌进入电解质溶液，因此负极减少的质量为7g，D正确；故选C。 4．（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·期末）氨燃料电池是当前推动绿氢能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光催化合成绿氢联合氨燃料电池的装置如图，在光照作用下光催化剂被激发产生电子()和空穴()。下列说法错误的是 A．X极电势低于Y极电势 B．燃料电池中，向X电极移动 C．X极的电极反应式是 D．每产生5.6L(标准状况)，光催化装置生成 【答案】D 【解析】在光催化剂表面转化为，碱性介质条件下，转化为，化合价升高，发生氧化反应，则电极X为负极，电极反应式为：；电极Y通入，得电子发生还原反应，为正极，电极反应式为：。电极X为负极，电极Y为正极，则X极电势低于Y极电势，A正确；由分析可知，电极X为负极，电极Y为正极，移向负极，即X极，B正确；电极X为负极，电极反应式为：，C正确；在光催化剂表面转化为，生成，转移，则每产生5.6 L (标准状况) ，转移电子，光催化装置生成0.75 mol h+，D错误；故选D。 5．（25-26高三上·黑龙江·联考）通过构建磷酸盐(ZPH)质子储层可以增强Zn-水系电池中的电极性能和电池的循环稳定性。在电解质溶液中，电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，释放质子转化为 B．放电时，电极有还原反应发生 C．充电时，电极电势：电极＜Zn电极 D．充电时，Zn电极发生的反应为 【答案】C 【解析】题图为电池放电时的工作原理，为原电池。电极上ZPH质子储层释放质子，此时电极为正极，电极反应为，Zn电极为负极，电极反应为。充电时为电解池，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，与直流电源正极相连的电极为阳极。图为电池放电时的工作原理，为原电池。由图可知，放电时释放质子转化为，A正确；由分析可知，放电时电极为正极，有还原反应发生，B正确；充电时，电极接电源正极，Zn电极接电源负极，电极电势：电极＞Zn电极，C错误；放电时，Zn电极为负极，电极反应为；充电时，Zn电极发生的反应为，D正确；故选C。 6．（2026·辽宁抚顺·一模）全铁液流电池的工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极(电极b)和负载铁的石墨电极(电极a)。下列说法正确的是 A．放电时，电极a发生还原反应 B．充电时，以铅蓄电池为电源，则电极b与铅蓄电池的电极相连 C．放电时，电子由电极a流出经隔膜向电极b移动 D．理论上，每减少1 mol，总量相应减少1.5 mol 【答案】B 【解析】全铁液流电池原理为，a极为负极，发生氧化反应，电极材料为负载铁的石墨，b极为正极，发生还原反应，电极材料为石墨。放电时电极a为负极，负载的Fe失电子发生氧化反应，A错误； 充电时电极b为阳极，需与外接电源正极相连，铅蓄电池的电极是其正极，故电极b与电极相连，B正确； 电子仅能在外电路中移动，无法通过隔膜进入电解质溶液区域，C错误；放电时每减少1 mol，转移1 mol电子，负极a生成0.5 mol ，正极b生成1 mol ，总量共增加1.5 mol，并非减少，D错误；故选B。 7．（2026·吉林长春·一模）一种新型短路膜电池捕捉装置如下图所示。下列说法正确的是 A．正极反应为 B．短路膜既能传递离子，又能传递电子 C．负极反应消耗，理论上转移1 mol电子 D．该装置从空气中捕获的最终由出口A流出 【答案】B 【解析】由图可知，得到电子生成，与反应得到；氢气失去电子生成，与反应生成，实现的分离，所以通入空气（氧气）的一极为正极，电极反应式为，通入氢气的一极为负极，电极反应式为。由分析知，正极反应式为，A错误；由图可知，短路膜既能传递离子，又能传递电子，B正确；未指明氢气是否处于标准状况，无法确定其物质的量，不能计算转移电子数，C错误；装置用于捕获空气中，由化学传输示意图可知，在正极区域生成，转化为，移向负极区域后与反应释放，最终富集的从出口B流出，D错误；故选B。 8．（25-26高三上·辽宁·联考）大连化物所开发出新型核壳结构氢负离子电解质，并构建了首例氢负离子二次电池。该电池以储氢材料NaAlH4 (该电极放电时仅有Al元素变价)和CeH2分别作为两极活性物质，复合氢化物作为电解质材料，在室温下可实现快速传导氢负离子。该装置工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电流方向为a极→灯泡→b极 B．放电时a极反应：CeH2-e-+H-=CeH3 C．放电时转移1mol e-，理论上b极生成27g铝 D．充电时b接电源负极，发生氧化反应 【答案】B 【解析】原电池中阴离子向负极移动，内电路移向a极，说明a是负极，b是正极；放电时，电流由正极→外电路→负极，则电流方向为b极→灯泡→a极，A错误；a为负极，放电时失去电子发生氧化反应，电极反应为，B正确；放电时b极在反应中转移3mol 生成27g铝，故电路中转移1mol ，b极生成9g铝，C错误；放电时b为正极，充电时b接电源正极做阳极，发生氧化反应，D错误；故选B。 9．（25-26高三下·吉林白山·联考）某科研团队研究了以铜基配合物电催化还原的装置如图所示，其外接电源为高铁电池( )，下列说法正确的是 A．电源a端发生反应： B．该铜基配合物中配体与配位键的数目之比为1:2 C．电解一段时间后，阴极区附近溶液的pH减小 D．外接电源内消耗65 g Zn，阳极室溶液质量减少16 g 【答案】B 【解析】高铁电池的总反应为；放电时负极（Zn）：，Zn失去电子，发生氧化反应；正极（）：，得到电子，发生还原反应；充电时，上述反应逆向进行，在阴极得电子，在阳极失电子。Pt电极上， 失去电子生成 ，则Pt电极为阳极，电源a端为正极，高铁电池正极反应为 ，A错误；铜基配合物中配体为2个，形成4个配位键，配体与配位键数目之比为，B正确；石墨烯电极为阴极，阴极反应为，消耗，溶液pH增大，C错误；消耗65g Zn（1mol）时，转移2mol电子；阳极反应为，转移2mol电子时，阳极室生成16g氧气并逸出，同时2mol通过质子交换膜迁移至阴极，减少质量为18g，D错误；故选B。 10．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）一种基于蒽醌吩嗪融合分子设计的二次电池结构如图，下列说法错误的是 A．放电时，b极电势高于a极电势 B．放电时，a极电极反应式：[Fe(CN)6]4-_e-=[Fe(CN)6]3- C．充电时，b极发生氧化反应 D．充电时，理论上生成1 mol M转移2 mol电子 【答案】D 【解析】放电时，该装置为原电池，a极上被氧化为，作负极，则b极为正极；充电时，该装置为电解池，a极上被还原为，作阴极，则b极为阳极。放电时，b极为正极，a极为负极，正极电势高于负极，即b极电势高于a极电势，A正确；放电时，a极为负极，被氧化为，其电极反应式为：，B正确；由分析可知，充电时，该装置为电解池，b极为阳极，发生氧化反应，C正确；放电时，1 mol M被还原生成1 mol N时，M中2个羰基各得1个电子转化为，共转移2 mol电子，M中两个N原子也各得1 mol电子，因此1 mol M转化为1 mol N共转移4 mol电子，则充电时，理论上生成1 mol M转移4 mol电子，D错误；故选D。 11．（2026·黑龙江·二模）科学家研制了一种以溶液为电解质溶液的铅-醌()电池，其装置如图所示。已知：四氯对苯醌()的结构简式为。下列叙述正确的是 A．放电时，向氧化石墨烯电极迁移 B．充电时，电极电势高于氧化石墨烯电极 C．充电时，电子流经外电路，理论上电极质量增加 D．放电时，电池总反应为：2Pb+4H+++2＝＋2PbSO4 【答案】D 【解析】首先根据装置图判断电极：放电时电子从电极流向氧化石墨烯电极，因此放电时为负极，氧化石墨烯电极为正极；充电时为电解池阴极，氧化石墨烯电极为电解池阳极。原电池中，阴离子向负极迁移，负极是电极，因此向电极迁移，A错误；充电时为电解池，阳极电势高于阴极，电极为阴极，因此电极电势低于氧化石墨烯电极，B错误；充电时，电极（阴极）的反应为：，转化为，固体质量减少（每转移电子，反应，质量减少），质量不是增加，C错误；放电时，负极失电子生成，正极得电子被还原为对应的二元醇，配平后总反应与选项D给出的方程式一致，D正确；故选D。 12．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）近日，上海交大突破性解决了电极表面固体电解质界面层的锂离子传导能力相关问题，为锂介导氮气电化学合成氨提供了颠覆性技术路径，一种锂介导氮气电化学合成氨装置如图所示，下列说法错误的是 A．电流的移动方向为电极电解质溶液电极B B．电极B的电极反应式为 C．理论上若电解液传导，最多生成标准状况下 D．电解前后，理论上乙醇(EtOH)的浓度不变 【答案】C 【解析】由图可知，通入氢气的电极A为阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与离子反应生成EtOH，EtOH解离出氢离子和离子，通入氮气的电极B为阴极，锂离子在阴极得到电子生成锂，锂与氮气和EtOH解离出的氢离子反应生成氨基锂，氨基锂与氢离子反应生成锂离子和氨气，则阴极的电极反应式为，电解的总反应方程式为。通入氢气的电极A为阳极，接电源正极；通入氮气的电极B为阴极，接电源负极，因此电流的移动方向为电极电解质溶液电极B，A正确；由分析可知，电极B为阴极，因此阴极的电极反应式为，B正确；由分析可知，阴极的电极反应式为，根据阴极发生的总反应 ，则理论上若电解液传导，生成，则传导时，生成氨气物质的量为，体积为，C错误；由分析可知，电解的总反应方程式为，则该装置反应前后，理论上乙醇的浓度不变，D正确；故选C。 13．（2026·黑龙江·模拟预测）科学家们通过构建ZPH[以为主要成分的复合物]作为质子储层，实现了二氧化锰正极在锌电池中于高电位下进行电子转移储能。下列说法不正确的是 A．放电时，电子从Zn电极流出 B．放电时，质子储层释放质子可能转化为 C．ZPH可通过储存充电过程中产生的抑制副产物析出 D．充电时，阴极区总反应为： 【答案】D 【解析】该电池为锌电池，为负极，含和ZPH的一侧为正极，结合原电池（放电）、电解池（充电）的规律分析。放电时为原电池，作负极，负极失电子，电子从电极流出经外电路流向正极，A正确；放电时质子储层释放质子，中的脱质子转化为，可最终转化为，B正确；充电时阳极反应为，反应会产生，ZPH作为质子储层储存游离，降低了体系中游离浓度，抑制在阴极得电子析出，C正确；充电时为电解池，阴极发生得电子的还原反应，且阴极是一侧，反应为得电子生成：电极反应：，D错误；故选D。 14．（25-26高三下·黑龙江哈尔滨·联考）通过电化学方法制备，进而由与反应合成。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：。下列说法错误的是 A．电极A的电势高于电极B B．电极B连接电源负极 C．电解液中可以用氢溴酸代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移可得到0.1 mol 【答案】D 【解析】有图可知，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，故电极A的电势高于电极B，A正确；电极B为阴极，连接电源负极，B正确；溴离子起导电作用，又可在电极A放电，故电解液中可以用氢溴酸代替，C正确；理论上电路中转移可得到0.1 mol Br2，但由，生成的也可将溴离子氧化为Br2，所以生成的Br2物质的量大于0.1 mol，即得到的大于0.1 mol，D错误；故选D。 15．（2026·黑龙江大庆·二模）一种稳定且具有低成本效益的碱性混合多硫化物-空气液流二次电池的工作原理如图所示，其中双膜结构的液流电池设计缓解了硫交叉问题。下列说法正确的是 A．放电时，电子流向为：电极B→电解液→电极A B．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 C．充电时发生反应的离子方程式为： D．放电时，当外电路通过2 mol电子时，理论上Ⅱ室及右侧贮液器中的NaOH共减少2 mol 【答案】C 【解析】由电池装置图可知，放电时，空气氧化多硫化物，则电极B为正极，电极反应为，电极A为负极，电极反应为；充电时，电极B为阳极，电极反应为，电极A为阴极，电极反应为。放电时，电子由负极经外电路流向正极，即电极A→负载→电极B，A错误；由分析可知，放电时，负极室中的通过膜a向Ⅱ室迁移，膜a为阳离子交换膜；正极室中的通过膜b向Ⅱ室迁移，膜b为阴离子交换膜，B错误；结合充电时阳极和阴极的电极反应式可得总反应的离子方程式为，C正确；放电时，当外电路通过2 mol电子时，理论上负极室中有2 mol 进入Ⅱ室，正极室中有2 mol 进入Ⅱ室，则Ⅱ室及右侧贮液器中的NaOH共增加2 mol，D错误；故选C。 16．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）大连理工大学某团队构建了一种钌基染料敏化光电极，以LiBr为电子传输中介，以水为氧源，实现了烯烃的高效高选择性光电催化环氧化反应。电化学装置如图所示： 下列说法正确的是 A．该原电池装置中Pt电极的电势比FTO电极低 B．FTO电极上的电极反应为+2e−+H2O=+2H+ C．该电化学合成过程的副产物可能有： D．当Pt极收集2.24L气体时，电路中有0.2mol电子转移 【答案】C 【解析】观察图示，光照射到染料分子，释放出电子，发生氧化反应，FTO极为负极，Pt极为正极。由分析知，FTO极为负极，Pt极为正极，则装置中Pt电极的电势比FTO电极高，A项错误；在FTO电极上是钌基染料失电子，并不直接在电极放电，在FTO电极区存在反应，该反应并不是电极反应，B项错误；阳极区的烯烃可能和溴发生加成反应生成副产物，C项正确；Pt极反应式为2H++2e−=H2↑，由于气体所处状况未知，所以无法确定2.24LH2的物质的量，也就无法确定转移电子数，D项错误；故选C。 17．（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）热激活电池常用作智能化弹药的弹载电源，在接收到启动信号后，点火头点燃引燃条，加热片迅速反应放热使熔化，从而激活电池，已知电池正极反应为(未配平)，下列关于热激活电池的说法正确的是 A．该电池能在常温下工作放电 B．和的反应需要用引燃条引发，属于吸热反应 C．电池中每转移电子，电极上会有发生氧化反应 D．放电时电池内部向电极移动 【答案】D 【解析】由题干可知，该电池需要加热使电解质熔化后才能激活工作，常温下电解质为固态，没有自由移动的离子，无法导电放电，A错误；加热片的反应需要点火头点燃引燃条，但Fe和KClO4反应的目的是放热使电解质熔化，因此该反应属于放热反应，B错误；该电池中作负极失电子发生氧化反应，作正极得电子发生还原反应；配平后正极反应：，转移电子时时消耗，质量为，但发生的是还原反应，不是氧化反应，C错误；原电池放电时，电池内部阳离子向正极移动；该电池中电极为正极，因此向电极移动，D正确；故选D。 18．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）我国科学家设计了一种水系可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，电子由电极b经导线流回电源的正极 B．充电时，阳极附近溶液的pH增大 C．放电时，负极的电极反应： D．放电时，溶液中向电极b方向迁移 【答案】C 【解析】由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S，发生氧化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极a上Mn2+转化为MnO2，发生氧化反应，电极b上S转化为Cu2S，发生还原反应，此时电极a为阳极，电极b为阴极。充电时，电子流向为：电源负极→电极b，电极a→电源正极，电子是由a经导线流回电源正极，A错误；充电时阳极（a极）反应为：，反应生成，阳极附近浓度升高，pH减小，B错误；放电时负极（b极）失电子，2个+1价升为+2价、−2价升为0价，共失去4个电子，电极反应为：，C正确；放电时，阳离子向正极移动，因此溶液中向电极a方向迁移，D错误；故选C。 19．（2025·黑龙江牡丹江·模拟预测）化学性质类似的盐酸羟胺()是一种常见的还原剂和显像剂。工业上主要采用图1所示的方法制备。图2是用图1的电池电解处理含有的酸性废水的装置。下列说法正确的是 A．图1电池工作时，Pt电极是正极 B．电极b接电源负极，处理，电路中转移5 mol电子 C．电池工作时，每消耗2.24 L NO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.4 g D．电解时，阳极电极反应式： 【答案】D 【解析】由题目信息可快速推出图1是原电池，且由NO变成盐酸羟胺()可知铁电极为正极、Pt电极上氢气失去电子发生氧化反应是负极；图2为电解池，由硝酸根离子得到电子发生还原反应生成铵根离子，可知b电极为阴极，则a为阳极。图1为原电池，Pt电极通入，发生失电子的氧化反应，因此Pt电极是负极，A错误；图2为电解池，电极b上得电子生成，发生还原反应，因此b为阴极，接电源负极，但中为价，中为价，处理转移电子，不是，B错误；标况下为，被还原为，中为价，中为价，转移电子，因此转移电子，对应负极生成，经质子交换膜进入左室，左室增加质量，C错误；电解时，为阳极，在阳极失电子生成，配平后电极反应为：，D正确；故选D。 20．（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）某课题组报道了一种以为电解质的新型合金化反应型钙离子电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 （已知hfip为） A．电池工作时电流方向为Ca-Sn合金→负载→1,4-聚苯醌→电解质→Ca-Sn合金 B．1mol1,4-聚苯醌转化为时，负极质量减少40g C．将电解质更换为饱和水溶液，可提高该电池的电流效率 D．下一步研究方向可能是研究具有更高比能量的合金化反应型镁离子电池 【答案】D 【解析】该装置为原电池，结合图示可知，Ca-Sn合金中钙失去电子生成钙离子，则该电极为负极，而另一个电极为正极。电池工作时，电流方向与电子方向相反，电子从负极（Ca-Sn合金）经负载流向正极（1,4-聚苯醌），故电流方向应为1,4-聚苯醌→负载→Ca-Sn合金→电解质→1,4-聚苯醌，A错误；1,4-聚苯醌为聚合物，其“1mol”包含n个重复单元（n未知），每个重复单元转化时转移2mol电子，对应负极消耗nmolCa，质量减少40ng，无法确定为40g，B错误；Ca为活泼金属，会与饱和CaCl2水溶液中的水反应生成Ca(OH)2和H2，无法形成稳定电池，C错误；Mg与Ca均为合金化反应型二价金属，Mg的摩尔质量（24g/mol）小于Ca（40g/mol），相同质量下Mg提供电子更多，比能量更高，研究镁离子电池是合理方向，D正确；故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 电化学装置分析 题型 考情分析 考向预测 1.新型原电池装置分析  2025年黑吉辽蒙卷（第13题）： 以基于Cu₂O的储氯电池装置为载体，给出放电过程中a、b极均增重的关键信息，综合考查离子迁移方向、电极反应式书写、电池应用及电极替换对功能的影响。 1.新型电池情境持续创新：以海水脱盐、储氯、新能源材料等为背景的原电池题将持续成为命题热点，要求学生掌握从陌生装置图中提取关键信息并推断电极反应的能力。 2. 绿色化学理念深度融入：以制“绿氢”、污染物处理、资源回收等为目标的电解装置题将持续升温，突出节能减排与物质高效转化思想。 3. 离子交换膜深度考查：阴/阳离子交换膜、双极膜的选择性透过功能判断及多室电解池中离子迁移路径追踪，将成为命题重点。 4. 充放电状态与极性转换：二次电池充放电时电极名称互换（放电负极→充电阴极）的规律及电极反应逆写能力，将继续成为必考核心。 5. 定量计算与推理并重：基于电子守恒的产物定量计算、电极质量变化、溶液pH变化等推理题，对学生数形结合与逻辑论证能力提出更高要求。 6. 实验探究与电化学融合：基于电化学原理的实验设计与数据分析题将持续出现，考查学生对电极反应过程的理解深度及实验现象的系统观察与逻辑推理能力。 2.电解原理与应用装置分析  2024年黑吉辽卷（第12题）： 以耦合HCHO高效制H₂的方法为情境，结合装置图与反应机理，综合考查电极判断、电极反应式书写、离子迁移方向及与传统电解水的对比计算。 3.离子交换膜与多室电解 2025年辽宁丹东二模： 以电解硫酸钠溶液制取电池材料前驱体为情境，考查离子交换膜类型判断、各室pH变化、电极电势比较及基于电子守恒的质量计算。 4.二次电池与充放电分析  2023年辽宁卷（第11题）： 以低成本储能电池原理图为载体，考查充放电过程中电极极性变化、离子迁移方向及电极反应式的书写，体现“证据推理”核心素养。 5.金属腐蚀与防护 2025年吉林二模： 以牺牲阳极的阴极保护法为情境，考查原电池原理与电解池原理在金属防护中的区分，以及牺牲阳极材料的选择依据。 6.多池串联与电化学计算   2026年黑龙江一模：将原电池与电解池串联、多室电解池串联的综合考查逐渐增多，涉及电子流向、电极产物定量关系及基于电子守恒的跨池计算。 考点1  新型化学电源装置分析 【典例】（2026·辽宁沈阳·一模）科研人员设计出一种微生物脱盐电池，实现了同时产电脱盐并去除污水，模拟其工作原理如图所示： 忽略气体溶于水，下列说法正确的是 A．离子交换膜I是阳离子交换膜 B．电极A的反应式为： C．标况下消耗时，Ⅰ室溶液质量增加98.0 g D．放电过程中，Ⅱ室NaCl溶液浓度逐渐减小，pH逐渐减小 (1)电极判断三步法：①找氧化还原“主角”——失电子的物质（金属单质、低价态离子）对应负极；②看装置标注——正负极可能直接标注；③查电解质成分——根据电极反应式推断。 (2)新型电池情境：钠离子电池、储氯电池、固态电解质电池等新型电源中，需结合装置图中标注的电解质类型和离子选择性迁移方向进行分析。   (3)固体/聚合物电解质：新型电池常用固体电解质（如仅允许Li⁺通过），离子迁移受电解质选择性限制，需根据离子电荷和迁移方向判断。 (4) 电极反应式书写：负极（阳极）写氧化反应——金属失电子或低价态离子失电子；正极（阴极）写还原反应——高价态离子得电子或气体还原。注意配平电荷守恒和原子守恒。 (5) 离子迁移方向：原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 1．（2026·内蒙古赤峰·一模）浓差电池是一种因电池中存在浓度差而产生电动势的电池。浓差电池可用于测定待测环境中氧气的含量，在冶金、能源等领域应用广泛。测定某低氧环境中氧气含量的原理示意如图。下列说法错误的是 A．A电极为正极 B．由A电极向B电极迁移 C．B电极发生的反应为 D．理论上，电解质中的总量会增加 2．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）我国旅外学者制作出高轻量化3D固体氧化物（陶瓷电解质）燃料电池(3D-SOC)，该成果或助力航空航天及星球探索。其工作原理及电极结构如图所示，已知固体陶瓷电解质中只能通过，不能通过分子。下列说法错误的是 A．两电极“曲折蜿蜒”的多孔结构能加快电极反应速率 B．由正极向负极迁移 C．作燃料时的负极反应为 D．相同条件下，正、负极消耗气体的体积之比一定是 3．（2026·吉林·三模）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示，并利用此电池电解含锰酸性废水可得到（右图）。下列说法正确的是 A．反应过程中，左侧电极A与右侧电极X相连 B．理论上，右图电极Y每生成87g ，左图电极A消耗标准状况下的体积为11.2L C．燃料电池工作时，电子由B极经电解质溶液流向A极 D．Y极电极反应式为： 考点2 电解原理与应用装置分析 【典例】（2026·吉林·二模）在光照条件下，(赤铁矿)材料中的光生空穴可氧化富电子的芳烃(使苯环上的键胺化)形成相应的阳离子自由基物种，生成物进一步与吡唑反应得到偶联产物，机理如图。下列叙述正确的是 A．b极电极电势高于a极 B．电子由a极经外电路流向b极 C．a极的电极反应式为 D．上述总反应中，只断裂型键，同时只形成型键 (1)  化合价变化判断电极：化合价降低的元素对应阴极（得电子、还原反应），化合价升高的元素对应阳极（失电子、氧化反应）。 (2)  中间产物的陷阱：当一种物质先生成后消耗时，其浓度变化由生成速率和消耗速率共同决定，不能简单地说“持续下降”或“持续上升”。 (3) 放电顺序判断：阳极若为惰性电极，阴离子放电顺序为S²⁻ > SO₃²⁻ > I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > OH⁻ > 含氧酸根 > F⁻；阴极阳离子放电顺序为Ag⁺ > Hg²⁺ > Fe³⁺ > Cu²⁺ > H⁺（酸）> Pb²⁺ > Sn²⁺ > Fe²⁺ > Zn²⁺ > H⁺（水）> Al³⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > Ca²⁺ > K⁺。 (4)  离子迁移方向：电解池中，“阳离子向阴极跑，阴离子向阳极跑”，结合电极判断即可确定离子迁移路径。 (5) 总反应推导：将阴阳极反应式相加，消去电子即得总反应，注意配平电荷守恒和原子守恒。 1.（2026·辽宁·一模）电化学富集锂的一种装置如图所示。工作步骤如下： (1)向所在腔室通入海水，启动电源1，使海水中的进入具有孔道结构的； (2)关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2上通入空气，使中的脱出进入腔室2(忽略其他离子在该交换膜上的移动)。 下列说法错误的是 A．接通电源1时，电极上的反应为 B．接通电源2时，电极2为阴极 C．该装置同时可以淡化海水 D．每收集到，电极2上消耗约5.6L(标准状况) 2．（2026·吉林·二模）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x﹤1)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LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法错误的是 A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2 + xe－ + xLi+ =LiCoO2 B．产生标准状况下5.6 L O2时，理论上可转化mol的LixCoO2 C．再锂化过程中，向Pt电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH降低 3．（2026·内蒙古包头·一模）制备的电解原理示意图如图1所示，电极a表面生成的可能途径如图2所示。 下列说法正确的是 A．电极b连接电源的负极，b极上发生氧化反应 B．a电极表面产生氧气的电极反应： C．电解时通过质子交换膜向电极a方向移动 D．电解一段时间后，理论上右侧电解液浓度不变，溶液的pH变大 考点3  可充电电池装置分析 【典例】（2026·辽宁抚顺·模拟预测）某科研团队设计出镍离子电池（），该电池在首次充电中，离子从框架中脱出并形成基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中离子很少，只有离子可以可逆嵌入基质中并形成。关于该电池说法错误的是（  ） A．该电池在首次充电中，V元素化合价升高 B．充电时， C．该电解液一定是有机溶剂 D．放电时，正极的电极反应式为： (1) 充放电时电极极性的转换：放电时负极为阳极，正极为阴极；充电时负极变阴极，正极变阳极。关键是根据电极材料和反应方向判断充放电状态。 (2) 隔膜选择的“反应禁忌”原则：隔膜类型必须防止活性物质之间的直接反应。如全铁液流电池中Fe³⁺若与Fe直接接触会发生自放电，因此必须用阴离子交换膜阻隔Fe³⁺迁移。 (3) 离子浓度变化追踪：分别写出充放电时两极的反应式，追踪各物种的生成与消耗情况。充电是放电的逆过程，浓度变化方向相反。 (4) 定量关系推导：根据总反应方程式中各物种的化学计量数之比，推导物质的量变化关系。注意区分“每消耗1 mol某物质”与“每转移1 mol电子”两种不同的计量基准。 1．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）铁基液流电池为解决储能问题提供了一种经济、环保和安全的选择，全铁液流电池工作原理如图，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法错误的是 A．放电时，a极电势低于b极电势 B．隔膜为阴离子交换膜 C．充电时，a极可能发生析氢反应： D．充电时，隔膜两侧溶液浓度均增大 2．（2026·黑龙江辽宁·二模）由DAPQ组成的液流电池如图所示。已知电池在充电时，转化为，有机电解液中存在DAPQ和re-DAPQ的转化。下列说法错误的是 A．放电时，电极Y电势较低 B．放电时，X电极的反应式为： C．充电时，穿过质子交换膜向X电极移动 D．液流电池的电解液不储存于电池内部，可以通过增加电解液体积来实现增容 3．（2026·内蒙古通辽·一模）某二次电池的工作原理如下图所示；充电时转化为Pb，下列说法正确的是 A．r(Fe2+)<r(Fe3+) B．放电时右池溶液pH减小 C．放电时负极板的质量减小 D．充电时总反应： 考点4 离子交换膜与多室电解 【典例】（新考向·离子交换膜）（2026·辽宁·二模）羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将氧化为和的原电池-电解池组合装置，装置如图所示。下列说法正确的是 A．装置工作时，Ⅱ室NaCl浓度增大 B．相同条件下，、两极产生的气体体积比为 C．装置工作时，电子由极经Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ室流向极 D．装置工作时，理论上每转移两室可共处理 (1) 交换膜类型判断：阳离子交换膜只允许阳离子通过（H⁺、Na⁺、K⁺等）；阴离子交换膜只允许阴离子通过（OH⁻、Cl⁻、SO₄²⁻等）；双极膜在电场作用下解离H₂O为H⁺和OH⁻，分别向两极迁移；质子交换膜只允许H⁺通过。 (2) 多室电解池中各室功能：阳极室——产生氧化产物，OH⁻放电生成O₂（酸性条件下H₂O放电）；阴极室——产生还原产物，H⁺放电生成H₂（碱性条件下H₂O放电）；中间室——通过离子交换实现物质分离或转化。 (3) pH变化判断：电极反应消耗或生成H⁺/OH⁻会改变相应室的pH。阳极反应消耗OH⁻或生成H⁺使pH减小；阴极反应消耗H⁺或生成OH⁻使pH增大。 (4) 定量关系推导：基于电子守恒，各电极产物物质的量之比等于电极反应中得失电子数的反比；离子迁移量与电子转移量成正比。 1.（2026·辽宁·联考）一种以为底物经电化学反应高效制备酰氯化合物的装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极c与外接电源正极相连 B．电极d的电极反应式为O2+4e−+2=2+4Cl− C．当产生0.1 mol 时，理论上电极c上产生1.12 L气体(标准状况) D．膜a为阴离子交换膜、膜b为阳离子交换膜 2．（2026·黑龙江吉林·一模）利用偏二甲肼燃料电池电解制备，并得到副产物KOH、、装置如下图所示。电解所需试剂为：KOH稀溶液、浓溶液、浓溶液、稀溶液。下列说法正确的是 A．a极反应： B．可用银电极替换石墨I电极 C．A膜和B膜之间存放浓溶液，A膜为阳离子交换膜 D．a极消耗0.15 mol偏二甲肼时，X室减少1.2 mol 3．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）科学家设计了一种协同转化装置，如图所示。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．催化电极A的电势低于催化电极B B．阳极的电极反应式为 C．每生成1 mol甲酸，双极膜处有解离 D．转移相同电子时，理论上消耗的和HMF的物质的量之比为 1．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）某研究团队在NO电催化合成氨的研究中取得新进展：开发出具有独特三维多级孔结构的整体式纳米线阵列催化剂，实现了高效、长寿命的电催化合成氨。电解催化合成的原理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时，b接电源负极 B．a电极反应为 C．电势： D．极产生，a极处理 2．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）铑金属烯(RhML)电极展现出大的比表面积和高原子利用率，能吸附气体在酸性条件下高效电合成乙胺，其电化学原理如图所示。已知，在常温下，电解生成时阳极室溶液的体积为8 L(忽略体积变化)。下列有关说法错误的是 A．M为阴极，Q为正极 B．交换膜为质子交换膜 C．M电极的反应式为 D．电解生成时，阳极室溶液的 3．（2026·辽宁沈阳·一模）某锂离子电池放电时总反应为，下列说法中错误的是 A．离子液体具有良好的导电性，可作为该电池的电解质 B．交换膜为阳离子交换膜 C．充电时，阳极LiCoO2中钴元素化合价降低 D．放电时，每转移1 mol电子，负极质量减少7 g 4．（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·期末）氨燃料电池是当前推动绿氢能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光催化合成绿氢联合氨燃料电池的装置如图，在光照作用下光催化剂被激发产生电子()和空穴()。下列说法错误的是 A．X极电势低于Y极电势 B．燃料电池中，向X电极移动 C．X极的电极反应式是 D．每产生5.6L(标准状况)，光催化装置生成 5．（25-26高三上·黑龙江·联考）通过构建磷酸盐(ZPH)质子储层可以增强Zn-水系电池中的电极性能和电池的循环稳定性。在电解质溶液中，电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，释放质子转化为 B．放电时，电极有还原反应发生 C．充电时，电极电势：电极＜Zn电极 D．充电时，Zn电极发生的反应为 6．（2026·辽宁抚顺·一模）全铁液流电池的工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极(电极b)和负载铁的石墨电极(电极a)。下列说法正确的是 A．放电时，电极a发生还原反应 B．充电时，以铅蓄电池为电源，则电极b与铅蓄电池的电极相连 C．放电时，电子由电极a流出经隔膜向电极b移动 D．理论上，每减少1 mol，总量相应减少1.5 mol 7．（2026·吉林长春·一模）一种新型短路膜电池捕捉装置如下图所示。下列说法正确的是 A．正极反应为 B．短路膜既能传递离子，又能传递电子 C．负极反应消耗，理论上转移1 mol电子 D．该装置从空气中捕获的最终由出口A流出 8．（25-26高三上·辽宁·联考）大连化物所开发出新型核壳结构氢负离子电解质，并构建了首例氢负离子二次电池。该电池以储氢材料NaAlH4 (该电极放电时仅有Al元素变价)和CeH2分别作为两极活性物质，复合氢化物作为电解质材料，在室温下可实现快速传导氢负离子。该装置工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电流方向为a极→灯泡→b极 B．放电时a极反应：CeH2-e-+H-=CeH3 C．放电时转移1mol e-，理论上b极生成27g铝 D．充电时b接电源负极，发生氧化反应 9．（25-26高三下·吉林白山·联考）某科研团队研究了以铜基配合物电催化还原的装置如图所示，其外接电源为高铁电池( )，下列说法正确的是 A．电源a端发生反应： B．该铜基配合物中配体与配位键的数目之比为1:2 C．电解一段时间后，阴极区附近溶液的pH减小 D．外接电源内消耗65 g Zn，阳极室溶液质量减少16 g 10．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）一种基于蒽醌吩嗪融合分子设计的二次电池结构如图，下列说法错误的是 A．放电时，b极电势高于a极电势 B．放电时，a极电极反应式：[Fe(CN)6]4-_e-=[Fe(CN)6]3- C．充电时，b极发生氧化反应 D．充电时，理论上生成1 mol M转移2 mol电子 11．（2026·黑龙江·二模）科学家研制了一种以溶液为电解质溶液的铅-醌()电池，其装置如图所示。已知：四氯对苯醌()的结构简式为。下列叙述正确的是 A．放电时，向氧化石墨烯电极迁移 B．充电时，电极电势高于氧化石墨烯电极 C．充电时，电子流经外电路，理论上电极质量增加 D．放电时，电池总反应为：2Pb+4H+++2＝＋2PbSO4 12．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）近日，上海交大突破性解决了电极表面固体电解质界面层的锂离子传导能力相关问题，为锂介导氮气电化学合成氨提供了颠覆性技术路径，一种锂介导氮气电化学合成氨装置如图所示，下列说法错误的是 A．电流的移动方向为电极电解质溶液电极B B．电极B的电极反应式为 C．理论上若电解液传导，最多生成标准状况下 D．电解前后，理论上乙醇(EtOH)的浓度不变 13．（2026·黑龙江·模拟预测）科学家们通过构建ZPH[以为主要成分的复合物]作为质子储层，实现了二氧化锰正极在锌电池中于高电位下进行电子转移储能。下列说法不正确的是 A．放电时，电子从Zn电极流出 B．放电时，质子储层释放质子可能转化为 C．ZPH可通过储存充电过程中产生的抑制副产物析出 D．充电时，阴极区总反应为： 14．（25-26高三下·黑龙江哈尔滨·联考）通过电化学方法制备，进而由与反应合成。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：。下列说法错误的是 A．电极A的电势高于电极B B．电极B连接电源负极 C．电解液中可以用氢溴酸代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移可得到0.1 mol 15．（2026·黑龙江大庆·二模）一种稳定且具有低成本效益的碱性混合多硫化物-空气液流二次电池的工作原理如图所示，其中双膜结构的液流电池设计缓解了硫交叉问题。下列说法正确的是 A．放电时，电子流向为：电极B→电解液→电极A B．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 C．充电时发生反应的离子方程式为： D．放电时，当外电路通过2 mol电子时，理论上Ⅱ室及右侧贮液器中的NaOH共减少2 mol 16．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）大连理工大学某团队构建了一种钌基染料敏化光电极，以LiBr为电子传输中介，以水为氧源，实现了烯烃的高效高选择性光电催化环氧化反应。电化学装置如图所示： 下列说法正确的是 A．该原电池装置中Pt电极的电势比FTO电极低 B．FTO电极上的电极反应为+2e−+H2O=+2H+ C．该电化学合成过程的副产物可能有： D．当Pt极收集2.24L气体时，电路中有0.2mol电子转移 17．（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）热激活电池常用作智能化弹药的弹载电源，在接收到启动信号后，点火头点燃引燃条，加热片迅速反应放热使熔化，从而激活电池，已知电池正极反应为(未配平)，下列关于热激活电池的说法正确的是 A．该电池能在常温下工作放电 B．和的反应需要用引燃条引发，属于吸热反应 C．电池中每转移电子，电极上会有发生氧化反应 D．放电时电池内部向电极移动 18．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）我国科学家设计了一种水系可充电电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，电子由电极b经导线流回电源的正极 B．充电时，阳极附近溶液的pH增大 C．放电时，负极的电极反应： D．放电时，溶液中向电极b方向迁移 19．（2025·黑龙江牡丹江·模拟预测）化学性质类似的盐酸羟胺()是一种常见的还原剂和显像剂。工业上主要采用图1所示的方法制备。图2是用图1的电池电解处理含有的酸性废水的装置。下列说法正确的是 A．图1电池工作时，Pt电极是正极 B．电极b接电源负极，处理，电路中转移5 mol电子 C．电池工作时，每消耗2.24 L NO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.4 g D．电解时，阳极电极反应式： 20．（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）某课题组报道了一种以为电解质的新型合金化反应型钙离子电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 （已知hfip为） A．电池工作时电流方向为Ca-Sn合金→负载→1,4-聚苯醌→电解质→Ca-Sn合金 B．1mol1,4-聚苯醌转化为时，负极质量减少40g C．将电解质更换为饱和水溶液，可提高该电池的电流效率 D．下一步研究方向可能是研究具有更高比能量的合金化反应型镁离子电池 / 学科网（北京）股份有限公司 $