清单03 化学电源与电解池装置（抢分清单）（黑吉辽蒙专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

**基本信息** 以“技法-误区-题型”三维架构系统整合电化学核心方法，通过模型建构与易错点突破提升科学思维与问题解决能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |解题技法精讲|4大技法（含12种具体方法）|电极判断四法、反应式书写“三步骤”、电解类型分类模型、离子交换膜“三步分析法”|从装置判断到原理应用，构建“概念-原理-计算-应用”递进逻辑链| |常见误区破解|7类高频误区|装置类型判断依据（自发反应）、充放电电极关系（正接正，负接负）、离子移动“电荷平衡”原则|针对高考易错点，形成“错误认知-避坑指南-真题验证”矫正路径| |题型强化训练|4类题型（24道典例）|新型电源分析模型、可充电电池“逆反应”思维、电解池产物计算“电子守恒法”|覆盖高考核心考法，实现“方法-题型-素养”的深度对接|

清单03 化学电源与电解池装置 解题技法精讲 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 技法01 新型化学电源及其应用 技法02 新型电解池的及其应用 技法03 电化学装置综合分析 技法04 离子交换膜在电化学中的应用 常见误区破解 误区01 原电池与电解池的装置判断 误区05 燃料电池电极反应式的书写错误 误区02 二次电池充电极名称与反应式 误区06 电极反应式书写中的配平 误区03 离子移动方向的判断 误区07 电化学综合计算中电子守恒的误用 误区04 离子交换膜的类型判断及作用 题型强化训练 题型01 新型化学电源分析 题型03 新型电解池及其应用 题型02 可充电电池及其分析 题型04 电化学装置综合分析 技法01 新型化学电源及其应用 1．电化学装置电极的判断 (1)通过反应类型判断 ①失去电子的电极为负极，发生氧化反应； ②得到电子的电极为正极，发生还原反应。 (2)通过电子定向移动方向和电流方向判断 ①电子流出的电极为负极，电子经外电路流入正极； ②电流流出的电极为正极，电流经外电路流入负极。 (3)根据离子移动方向判断 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 (4)根据电极现象判断 一般不断溶解、质量减轻的电极为负极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极为正极。 2．电极反应式的书写 (1)直接书写 (2)间接书写 第一步，写出电池总反应式。 第二步，写出电极的正极反应式。 第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。 3．二次电池的思维和解题模型 思维模型 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 4．燃料电池电极反应式的书写 第一步：写出电池总反应式。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下： CH4＋2O2===CO2＋2H2O① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O② ①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：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，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同： 燃料电池电解质 正极反应式 酸性电解质 O2＋4H＋＋4e－===2H2O 碱性电解质 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 固体电解质(高温下能传导O2－) O2＋4e－===2O2－ 熔融碳酸盐(如熔融K2CO3) O2＋2CO2＋4e－===2CO 第三步：电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。 燃料电池(以CH3OH燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响) 质子交换膜(酸性) H＋ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 碱性燃料电池 OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 正极 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 负极 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 固态氧化物燃 料电池 O2－ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－===2O2－ 负极 CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O 5.新型电源 （1）锂电池 锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化为Li+，负极反应均为Li-e-===Li+，负极生成的Li+经过电解质定向移动到正极。 （1）锂离子二次电池 ①锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电势差的驱动下，Li+可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。 ②锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6+xLi++xe-===LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6-xe-===C6+xLi+。 ③锂离子电池的正极材料一般为含Li+的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。 （3）浓差电池 浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质具有浓度差，离子均由“高浓度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正极、负极，这是解答问题的关键。例如 ①a极：Ag-e-===Ag+(负极)；b极：Ag++e-===Ag(正极)。 ②N通过交换膜移向a极。 技法02 新型电解池及其应用 1.电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例) 2.电极产物判断 (1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子＞F-。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 (2)阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 3．电解池电极反应式的书写步骤 4.电解的类型 （1）电解水型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 H2SO4 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 加水 （2）电解电解质型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑ 减小 通入HCl CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 加CuCl2 固体 （3）电解质和水均参与电解型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 减小并生成 新电解质 通入HCl气体 CuSO4、 Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 减小并生成 新电解质 加CuO 技法03 电化学装置综合应用 1.多池串联 （1）外接电源与电解池的串联(如图) A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。 （2）原电池与电解池的串联(如图甲、图乙) 1、 乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。 （3）装置类型的判断 原电池一般是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B为原电池，A为电解池。 2．电化学的解题流程 第1步：读题 逐字逐句读，挖掘关键字，排除无效信息，找到对解题有价值的信息，并作标记。 第2步：确定装置类型 放电为原电池，充电为电解池。 第3步：判断电极名称 放电时的正极为充电时间阳极，放电时的负极为充电时的阴极。 第4步：写出电极反应 放电时的正极反应颠倒过来为充电时的阳极反应；放电时的负极反应颠倒过来为充电时的阴极反应。 第5步：分析离子移动 由生成一极向消耗一极移动；区域pH变化：OH-生成区，H+消耗区，pH增大；OH-消耗区，H+生成区，pH减小。 3．电化学综合计算的三种常用方法 (1)计算依据——三个相等 ①同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。 ②同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。 ③串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。 上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。 (2)电化学计算的常用方法 ①根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 ②根据电子守恒计算 A．用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 B．用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过4mole-为桥梁可构建如下关系式： 4e-~ (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1．60×10－19C来计算电路中通过的电量。 技法04 离子交换膜在电化学中的应用 1.阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过) 以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开 ①负极反应式：Zn-2e-=Zn2＋ ②正极反应式：Cu2＋＋2e-=Cu ③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区 ④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) 2.阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过) 以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开 ①阴极反应式：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- ②阳极反应式：2I-_2e-=I2 ③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH-=IO3-＋5I-＋3H2O ④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极) 3.质子交换膜(只允许H＋和水分子通过) 在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2 ①阴极反应式：2H＋＋2e-=H2↑ ②阳极反应式：CH3COOH-8e-＋2H2O=2CO2↑＋8H＋ ③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极 ④H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) 4.电渗析法 将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，Bn-为含氧酸根离子 5.双极膜 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源 6.解题流程 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步，写出电极反应，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。 第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 误区01 原电池与电解池的装置类型判断失误 真题情境：近5年辽宁卷、黑吉辽蒙卷电化学试题中，常以新型电化学装置图为背景进行考查。例如2024年黑吉辽卷耦合HCHO高效制H2的装置中，考生易出现以下判断错误：认为有外加电源的就是电解池，无外加电源的就是原电池；或认为电极材料活泼性不同的装置一定是原电池。高考对电化学板块的考查主要聚焦于陌生原电池装置和电解池装置的分析，电解池的考查概率逐年提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。 【避坑指南】判断装置类型的根本依据是能否发生自发的氧化还原反应，而非有无外加电源。有外加电源的装置一定是电解池；没有外加电源但能自发发生氧化还原反应的装置才是原电池。若装置中两电极均为惰性材料，则必须通过分析电解质溶液中的反应能否自发进行来区分装置类型，不可仅凭电极材料判断。原电池通常是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。 误区02 二次电池充放电时电极名称与反应式的混淆 真题情境：二次电池在近5年辽宁卷及黑吉辽蒙卷中频繁出现。例如2023年辽宁卷低成本储能电池原理题、2025年黑吉辽蒙卷基于CuO的储氯电池装置题等。这类题目中常见考生认为二次电池充电时的电极名称与放电时相同，或将放电时的负极反应直接作为充电时的阴极反应。 【避坑指南】牢记“充放电可逆，电极名称相反，电极反应互逆”。放电时的正极发生还原反应，充电时该电极连接电源正极，成为阳极，发生氧化反应（是放电时正极反应的逆过程）。放电时的负极发生氧化反应，充电时该电极连接电源负极，成为阴极，发生还原反应（是放电时负极反应的逆过程）。解题时可借助“正接正，负接负，反应逆向写”的口诀辅助判断。若充电总反应已知，则放电总反应为充电总反应的逆过程。 误区03 离子移动方向的判断 真题情境：近5年高考电化学试题中，离子移动方向的判断几乎是每年必考内容。2024年黑吉辽卷“绿色零碳”制氢装置中考查了OH-通过阴离子交换膜的迁移方向，2023年辽宁卷低成本储能电池题中考查了H+通过质子交换膜的迁移方向。常见考生在判断离子移动方向时，容易混淆原电池和电解池中离子的迁移规律。 【避坑指南】离子移动的驱动力是电荷平衡。在原电池中，阴离子向负极移动（负电荷聚集的电极需要阴离子中和），阳离子向正极移动。在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。判断时可借助“负负正正”的口诀：原电池负极→发生氧化反应→阴离子移向负极；电解池阳极→发生氧化反应→阴离子移向阳极。高考对于电化学的考查落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况上，掌握这一规律是解题的关键。 误区04 离子交换膜的类型判断及作用理解 真题情境：含离子交换膜的电化学装置已成为近5年高考的高频考点。2024年黑吉辽卷“绿色零碳”制氢装置采用了质子交换膜，2025年黑吉辽蒙卷储氯电池装置中涉及离子交换膜的应用。常见考生无法准确判断交换膜的类型（阳离子膜、阴离子膜还是质子膜），或将所有膜的作用简单理解为“隔开产物”。 【避坑指南】判断交换膜类型需遵循“三步法”：第一步，分清隔膜类型——根据题干信息判断交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜还是质子交换膜，明确允许哪种离子通过隔膜；第二步，写出电极反应——判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化；第三步，根据电荷平衡判断离子迁移方向。离子迁移的根本驱动力是电荷平衡，交换膜的具体作用需结合装置分析：如氯碱工业中阳离子交换膜主要作用是防止Cl2与H2混合爆炸和防止Cl2与NaOH反应；电渗析法中则是用于浓缩或分离物质。 误区05 燃料电池电极反应式的书写错误 真题情境：燃料电池作为新型化学电源的重要类型，在近5年高考中多有涉及。常见考生忽略电解质溶液的酸碱性或传导的离子类型，直接套用O2在酸性条件下的标准电极反应式O2＋4e-＋4H+＝2H2O于碱性或熔融盐环境中。 【避坑指南】O2的电极反应式必须与电解质环境匹配，具体可分为以下四种情况：酸性环境中O2＋4H+＋4e-＝2H2O；碱性环境中O2＋2H2O＋4e-＝4OH-；固体电解质（传导O²-）中O2＋4e-＝2O²-；熔融碳酸盐（传导CO3²-）中O2＋2CO2＋4e-＝2CO3²-。写负极反应式时，可用电池总反应式减去正确的正极反应式得到。燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应，需特别注意这一细节。 误区06 电极反应式书写中的配平与环境适配问题 真题情境：电极反应式的书写和正误判断属于高考高频考点，试题主要以元素化合物知识为载体，考查原电池、电解池的工作原理及应用。2023年辽宁卷无隔膜流动海水电解法制H2的题目中涉及阳极反应式的书写，要求考生注意反应环境对电极反应产物的影响。常见错误包括：忽视电荷守恒、原子不守恒、介质环境中出现不匹配的离子（如酸性介质中出现OH-，碱性介质中出现H+），以及常见离子的放电顺序记忆不清。 【避坑指南】书写电极反应式应遵循“一写二配三检查”的程序化模型-：“一写”即写出反应物和产物；“二配”即配平原子（注意H、O的配平常用H2O或OH-或H+调节）和电荷；“三检查”即检查是否符合介质环境（酸性介质中不能出现OH-，碱性介质中不能出现H+）。电化学中的常见错误主要有四种：根本不会写、记不住常见离子的放电顺序、不注意配平反应方程式、离子符号书写模棱两可。 误区07 电化学综合计算中电子守恒的误用 真题情境：2024年黑吉辽卷耦合HCHO制H2装置涉及相同电量下H2产量与电解水的对比计算。常见考生在多池串联或同一装置的不同电极间，直接计算产物的质量或体积，而忽略各电极得失电子数相等这一核心守恒关系。 【避坑指南】同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等；同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等；串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等；在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。解题时，先找出该电路中转移的电子总数，然后利用关系式法快速计算。例如，以通过4 mol e-为桥梁，可构建如下关系式：4e-～2Cl2(Br2、I2)～O₂阳极产物～2H2～2Cu～4Ag～4nM阴极产物（式中M为金属，n为其离子的化合价数值）。这一关系式具有总揽电化学计算的作用和价值。 题型01 新型化学电源分析 1.（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。 2.（2026·黑龙江辽宁·一模）我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案，实现对废水中有机物的无害化处理。下列说法错误的是 A．工作时将化学能转化为电能 B．极上的电极反应为 C．工作中I区电解质溶液不变 D．工作时，II区溶液中、减小 【答案】C 【解析】根据图示，可知该装置外接电器，是电池装置，的化合价从+6价降低到+3价，得到电子，所以N极是电池的正极，电极反应式为：；区的有机物转化为二氧化碳，碳元素化合价升高，则M极是电池的负极，失去电子，生成，降低。经过对图的分析，外电路接有用电器，此装置应该是电池，所以它是把化学能转化为电能的装置，A正确； N极上的的化合价从价降低到价，得到电子，所以N极是电池的正极，电极反应式为：，B正确； 区的有机物转化为二氧化碳，碳元素化合价升高，一定是负极，则M极是电池的负极，失去电子，生成，降低，C错误； 工作时，区产生，区产生，为平衡两边电荷，区的钠离子和氯离子分别移向区和区，溶液中、减小，D正确；故选C。 3.（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。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。 4.（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。 5.（2026·内蒙古包头·二模）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。下列说法错误的是 A．热端电极反应： B．放电一段时间后，浓度增大，浓度减小 C．电解质溶液中应设置隔热的阴离子交换膜 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】B 【解析】由图可知，热端电极失电子，是负极，电极反应：；冷端电极得电子，是正极，电极反应：。热端电极为负极，失电子发生氧化反应生成，电极反应式书写正确，A正确； 放电过程中热端生成的会扩散至冷端，在冷端得电子重新生成，两种离子在体系内循环转化，总浓度均保持不变，B错误； 设置隔热阴离子交换膜既可以维持冷热端的温差，又能允许两种阴离子迁移平衡电荷，C正确；将负载改为电源后装置变为电解池，可使冷端吸热实现制冷、热端放热实现制热，同时达到两种效果，D正确；故选B。 6.（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。 题型02 可充电电池及其分析 7.（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。 8.（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。 9.（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。 10.（2026·吉林长春·二模）一种基于蒽醌吩嗪融合分子设计的二次电池结构如图，a极区域时，放电效果最佳。下列说法错误的是 A．放电时，a极电势低于b极电势 B．放电时，a极电极反应式： C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．充电时，理论上生成1 mol M转移2 mol电子 【答案】D 【解析】首先判断放电时的电极性质： 放电时，极上转化为，（中性）得电子生成带2个单位负电荷的，因此为正极；极上失电子转化为，因此为负极，充电时，a为阴极，b为阳极。放电时，负极电势低于正极电势，为负极、为正极，因此极电势低于b极电势，A正确； 放电时a为负极，失电子生成，电极反应式为，B正确； 放电时，a极每失去1 mol电子，a极区域负电荷减少1 mol，多余的（阳离子）需要移向正极（b极）；b极得到电子后负电荷增加，需要阳离子平衡电荷，因此离子交换膜为阳离子交换膜，C正确； 放电时，对比结构变化写出电极反应：（N自身带2个单位负电荷）；充电是放电的逆过程，1 mol N生成1 mol M时，总共失去4 mol电子，因此生成1 mol M转移，D错误；故选D。 11.（2026·辽宁·二模）大连化物所某研究团队开发研究出负氢电池(如图)。已知放电时正极生成、和，下列说法正确的是 A．中H的化合价为价 B．放电时负极反应式为 C．充电时阳极质量减小 D．充电时向阴极移动 【答案】B 【解析】该装置放电时为正极，反应方程式为：；为负极，反应方程式为：。中H的化合价为价，A项错误； 为负极，反应方程式为：，B正确； 充电时阳极反应为，每转移6个，则有6个从阴极移动向阳极形成，阳极质量增大，C项错误； 充电时为电解池，向阳极移动，D项错误；故选B。 12.（2026·辽宁沈阳·二模）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： C．充电时，b极发生氧化反应 D．充电时，理论上生成1 mol 转移2 mol电子 【答案】D 【解析】放电时，a极中转化为，Fe化合价从+2升高到+3，失电子发生氧化反应，因此a是负极；b极的蒽醌吩嗪氧化态分子转化为还原产物，得电子，化合价降低发生还原反应，因此b是正极。 充电时，原负极a作阴极，原正极b作阳极。放电时，原电池正极电势高于负极电势，b是正极、a是负极，因此b极电势高于a极电势，A正确； 放电时a极失电子，失去1 mol电子生成，电极反应式，B正确； 充电时，原放电的正极b作阳极，阳极发生失电子的氧化反应，因此b极发生氧化反应，C正确； 从结构变化和电荷变化分析：氧化态分子（题干图的分子）为电中性，还原产物带2个单位负电荷（两个），说明放电时1 mol氧化态分子得到2 mol电子生成还原产物；但实际该结构中，2个羰基和2个均发生还原，总共得到4 mol电子，因此充电时生成1 mol氧化态分子，转移了4 mol电子，不是2 mol，D错误；故选D。 题型03 新型电解池及其应用 13.（2026·辽宁·二模）一种基于氯碱工业的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法错误的是 A．左边电极电势低于右边电极电势 B．阳极区溶液中浓度逐渐降低 C．阴极发生的反应为 D．理论上每消耗，阳极室溶液质量减少175.5 g 【答案】D 【解析】该装置为电解池：左侧被还原为，得电子，因此左侧电极为阴极，连接电源负极；右侧为阳极，连接电源正极，阳极饱和食盐水中的失电子生成（对应图中逸出的气体）；中间为阳离子交换膜，仅允许阳离子（）通过。电解池中，阳极（右侧）接电源正极，阴极（左侧）接电源负极，电势关系：阳极电势＞阴极电势，因此左边电极电势低于右边电极电势，A正确； 阳极放电生成逸出，由于阳离子交换膜允许阳离子通过，阳极区的会持续迁移到左侧阴极区，因此阳极区浓度逐渐降低，B正确； 阴极得电子，被还原为，电解质为溶液，配平后电极反应，C正确； 消耗时，总共转移电子： 阳极反应为，转移电子生成，同时有迁移到阴极区。 阳极室减少的总质量 = 逸出的质量 + 迁移出的质量 = ，不是，D错误；故选D。 14.（2026·辽宁鞍山·二模）利用库仑分析法测量浓度准确便捷（原理如图1）。量取VmL未知浓度的待测溶液，与过量KI溶液混合均匀后置于烧杯中并加入3滴淀粉溶液为指示剂，按图2方式进行电解。设达到终点时电解时间为tmin，电解时电流恒定为imA。已知基元电荷的电量为qC，阿伏加德罗常数的值为，则下列说法正确的是 A．石墨电极发生反应为： B．测量终点时的现象为溶液由蓝色变为无色 C．琼脂的主要作用是形成盐桥 D．该溶液的浓度为 【答案】D 【解析】石墨电极为阴极（接电源负极），应发生还原反应；而该反应为氧化反应，实际发生在阳极（铂电极），A错误； 初始溶液中含和I-，无I2，加淀粉溶液后呈无色，电解产生I2后立即被还原消耗，溶液保持无色；当反应完全后，稍过量的I2使淀粉变蓝，故测量终点现象应为“无色变为蓝色”，B错误；图2为烧杯，没有两个分开的半电池室，不需要传统的盐桥；图2中玻璃管内填充的琼脂兼具物理支撑(可固定电解液)、离子导通、产物分隔功能，能保证离子能正常移动以形成闭合回路，C错误； 根据法拉第电解定律，电解过程中通过的总电量Q=I⋅t：电流I=imA=i×10−3 A，时间为t min即60t s，因此Q=i×10−3×60t=6×10−2it C，转移电子的物质的量n(e−)= = mol，由反应、，可知n(Na2S2O3)=n(e−)= mol，溶液体积V=V mL=V×10−3 L，因此浓度：c(Na2S2O3)=== mol/L。D正确；故选D。 15.（2026·黑龙江大庆·三模）我国科学家利用如下装置实现了含硝酸盐的废水处理和PET()废弃塑料水解产物的转化与升级。其中电极和电极上分别负载钴和镍钴作催化剂。下列说法正确的是 A．理论上，1 mol PET水解可得到1 mol B．若以铅酸蓄电池为电源，则b极应与铅酸蓄电池的电极相连 C．电极b上的总反应式为 D．最终转化为时，理论上共有透过离子交换膜 【答案】C 【解析】由图可知，电极a上硝酸根离子转化为亚硝酸根离子转化为氨气，N元素化合价降低，发生还原反应，总反应式为，a为阴极，电极b上乙二醇转化为甲酸根离子,发生氧化反应：，b为阳极。PET为高分子化合物，理论上，1 mol PET水解可得到nmol ，A错误； 由分析知，b为阳极，则b极应与铅酸蓄电池的正极PbO2电极相连，B错误； 由分析知，极b上的总反应式为，C正确； 由分析知，最终转化为时，共转移8mol电子，根据电荷守恒，理论上应有透过离子交换膜，D错误；故选C。 16.（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。 17.（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。 18.（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。由分析可知，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。 题型04 电化学装置综分析 19.（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。 20.（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。 21.（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。 22.（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。 23.（2026·辽宁丹东·一模）一种能捕获和释放的电化学装置如图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时，b极区溶液能捕获通入的。下列说法错误的是 A．K连接时，为保证顺利吸收，离子交换膜应为阳离子膜 B．K连接时，b电极发生的反应为 C．K连接时，a极区的值减小 D．K连接时，若外电路转移0.2 mol电子，b电极附近理论上最多能释放 【答案】C 【解析】当K连接S1时，该装置为电解池，b为阴极，发生还原反应：+2H2O+2e-=+2OH-，通入CO2时被OH-吸收转化为/，a为阳极，发生氧化反应：；当K连接S2时，该装置为原电池，b为负极发生氧化反应：-2e-=+2H+，/与H+结合释放CO2，a为正极发生还原反应：。K连接S1时，根据电极反应式，电极a附近负电荷减少，电极b附近负电荷增加，由于捕获CO2需要OH-，应避免OH-移动至电极a区域，则需要在电极b区域补充阳离子保持电荷平衡，故离子交换膜应为阳离子膜，A正确； K连接S1时，b电极发生的反应为+2H2O+2e-=+2OH-，B正确； K连接S2时，a极发生反应：，减小，增大，增大，C错误； 根据电极反应式可知，K连接S2时，外电路转移0.2 mol电子，电极b附近生成0.2 mol H+，根据反应:+2H+=H2O+CO2↑、+H+=H2O+CO2↑，b电极附近理论上生成CO2的质量最多为，D正确；故选C。 24.（2026·内蒙古乌兰察布·二模）TMTD()可作为杀虫剂、杀菌剂和分析试剂。利用NaOH溶液和电化学方法合成TMTD的简易过程如图所示。 惰性 电极 a 溶 液阳离子 交换膜 惰性 电极 下列说法正确的是 A．电极b为阳极 B．从电极b移向电极a C．电极a的电极反应式为2－2e－=TMTD+2Na+ D．生成TMTD，阴极区质量增加 【答案】C 【解析】该反应为TMTD的电化学合成过程，核心是被氧化生成TMTD，S元素化合价升高，电极a发生氧化反应，为阳极；电极b发生还原反应为阴极。电极b为阴极，A错误； 电解池中阳离子向阴极移动，即从电极a移向电极b，B错误； 电极a为阳极，失去电子生成TMTD，电极反应式为，C正确； 生成1 mol TMTD转移2 mol电子，阴极区有2 mol迁入（质量为46 g），同时阴极反应生成1 mol逸出（质量为2 g），故阴极区质量增加46 g−2 g=44 g，D错误；故选C。 $ 清单03 化学电源与电解池装置 解题技法精讲 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 技法01 新型化学电源及其应用 技法02 新型电解池的及其应用 技法03 电化学装置综合分析 技法04 离子交换膜在电化学中的应用 常见误区破解 误区01 原电池与电解池的装置判断 误区05 燃料电池电极反应式的书写错误 误区02 二次电池充电极名称与反应式 误区06 电极反应式书写中的配平 误区03 离子移动方向的判断 误区07 电化学综合计算中电子守恒的误用 误区04 离子交换膜的类型判断及作用 题型强化训练 题型01 新型化学电源分析 题型03 新型电解池及其应用 题型02 可充电电池及其分析 题型04 电化学装置综合分析 技法01 新型化学电源及其应用 1．电化学装置电极的判断 (1)通过反应类型判断 ①失去电子的电极为负极，发生氧化反应； ②得到电子的电极为正极，发生还原反应。 (2)通过电子定向移动方向和电流方向判断 ①电子流出的电极为负极，电子经外电路流入正极； ②电流流出的电极为正极，电流经外电路流入负极。 (3)根据离子移动方向判断 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 (4)根据电极现象判断 一般不断溶解、质量减轻的电极为负极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极为正极。 2．电极反应式的书写 (1)直接书写 (2)间接书写 第一步，写出电池总反应式。 第二步，写出电极的正极反应式。 第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。 3．二次电池的思维和解题模型 思维模型 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 4．燃料电池电极反应式的书写 第一步：写出电池总反应式。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下： CH4＋2O2===CO2＋2H2O① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O② ①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：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，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同： 燃料电池电解质 正极反应式 酸性电解质 O2＋4H＋＋4e－===2H2O 碱性电解质 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 固体电解质(高温下能传导O2－) O2＋4e－===2O2－ 熔融碳酸盐(如熔融K2CO3) O2＋2CO2＋4e－===2CO 第三步：电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。 燃料电池(以CH3OH燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响) 质子交换膜(酸性) H＋ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 碱性燃料电池 OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 正极 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 负极 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 固态氧化物燃 料电池 O2－ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正极 O2＋4e－===2O2－ 负极 CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O 5.新型电源 （1）锂电池 锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化为Li+，负极反应均为Li-e-===Li+，负极生成的Li+经过电解质定向移动到正极。 （1）锂离子二次电池 ①锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电势差的驱动下，Li+可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。 ②锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6+xLi++xe-===LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6-xe-===C6+xLi+。 ③锂离子电池的正极材料一般为含Li+的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。 （3）浓差电池 浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质具有浓度差，离子均由“高浓度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正极、负极，这是解答问题的关键。例如 ①a极：Ag-e-===Ag+(负极)；b极：Ag++e-===Ag(正极)。 ②N通过交换膜移向a极。 技法02 新型电解池及其应用 1.电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例) 2.电极产物判断 (1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子＞F-。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 (2)阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 3．电解池电极反应式的书写步骤 4.电解的类型 （1）电解水型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 H2SO4 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 加水 （2）电解电解质型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑ 减小 通入HCl CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 加CuCl2 固体 （3）电解质和水均参与电解型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 减小并生成 新电解质 通入HCl气体 CuSO4、 Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 减小并生成 新电解质 加CuO 技法03 电化学装置综合应用 1.多池串联 （1）外接电源与电解池的串联(如图) A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。 （2）原电池与电解池的串联(如图甲、图乙) 1、 乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。 （3）装置类型的判断 原电池一般是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B为原电池，A为电解池。 2．电化学的解题流程 第1步：读题 逐字逐句读，挖掘关键字，排除无效信息，找到对解题有价值的信息，并作标记。 第2步：确定装置类型 放电为原电池，充电为电解池。 第3步：判断电极名称 放电时的正极为充电时间阳极，放电时的负极为充电时的阴极。 第4步：写出电极反应 放电时的正极反应颠倒过来为充电时的阳极反应；放电时的负极反应颠倒过来为充电时的阴极反应。 第5步：分析离子移动 由生成一极向消耗一极移动；区域pH变化：OH-生成区，H+消耗区，pH增大；OH-消耗区，H+生成区，pH减小。 3．电化学综合计算的三种常用方法 (1)计算依据——三个相等 ①同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。 ②同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。 ③串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。 上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。 (2)电化学计算的常用方法 ①根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 ②根据电子守恒计算 A．用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 B．用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过4mole-为桥梁可构建如下关系式： 4e-~ (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1．60×10－19C来计算电路中通过的电量。 技法04 离子交换膜在电化学中的应用 1.阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过) 以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开 ①负极反应式：Zn-2e-=Zn2＋ ②正极反应式：Cu2＋＋2e-=Cu ③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区 ④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) 2.阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过) 以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开 ①阴极反应式：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- ②阳极反应式：2I-_2e-=I2 ③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH-=IO3-＋5I-＋3H2O ④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极) 3.质子交换膜(只允许H＋和水分子通过) 在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2 ①阴极反应式：2H＋＋2e-=H2↑ ②阳极反应式：CH3COOH-8e-＋2H2O=2CO2↑＋8H＋ ③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极 ④H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) 4.电渗析法 将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，Bn-为含氧酸根离子 5.双极膜 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源 6.解题流程 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步，写出电极反应，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。 第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 误区01 原电池与电解池的装置类型判断失误 真题情境：近5年辽宁卷、黑吉辽蒙卷电化学试题中，常以新型电化学装置图为背景进行考查。例如2024年黑吉辽卷耦合HCHO高效制H2的装置中，考生易出现以下判断错误：认为有外加电源的就是电解池，无外加电源的就是原电池；或认为电极材料活泼性不同的装置一定是原电池。高考对电化学板块的考查主要聚焦于陌生原电池装置和电解池装置的分析，电解池的考查概率逐年提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。 【避坑指南】判断装置类型的根本依据是能否发生自发的氧化还原反应，而非有无外加电源。有外加电源的装置一定是电解池；没有外加电源但能自发发生氧化还原反应的装置才是原电池。若装置中两电极均为惰性材料，则必须通过分析电解质溶液中的反应能否自发进行来区分装置类型，不可仅凭电极材料判断。原电池通常是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。 误区02 二次电池充放电时电极名称与反应式的混淆 真题情境：二次电池在近5年辽宁卷及黑吉辽蒙卷中频繁出现。例如2023年辽宁卷低成本储能电池原理题、2025年黑吉辽蒙卷基于CuO的储氯电池装置题等。这类题目中常见考生认为二次电池充电时的电极名称与放电时相同，或将放电时的负极反应直接作为充电时的阴极反应。 【避坑指南】牢记“充放电可逆，电极名称相反，电极反应互逆”。放电时的正极发生还原反应，充电时该电极连接电源正极，成为阳极，发生氧化反应（是放电时正极反应的逆过程）。放电时的负极发生氧化反应，充电时该电极连接电源负极，成为阴极，发生还原反应（是放电时负极反应的逆过程）。解题时可借助“正接正，负接负，反应逆向写”的口诀辅助判断。若充电总反应已知，则放电总反应为充电总反应的逆过程。 误区03 离子移动方向的判断 真题情境：近5年高考电化学试题中，离子移动方向的判断几乎是每年必考内容。2024年黑吉辽卷“绿色零碳”制氢装置中考查了OH-通过阴离子交换膜的迁移方向，2023年辽宁卷低成本储能电池题中考查了H+通过质子交换膜的迁移方向。常见考生在判断离子移动方向时，容易混淆原电池和电解池中离子的迁移规律。 【避坑指南】离子移动的驱动力是电荷平衡。在原电池中，阴离子向负极移动（负电荷聚集的电极需要阴离子中和），阳离子向正极移动。在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。判断时可借助“负负正正”的口诀：原电池负极→发生氧化反应→阴离子移向负极；电解池阳极→发生氧化反应→阴离子移向阳极。高考对于电化学的考查落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况上，掌握这一规律是解题的关键。 误区04 离子交换膜的类型判断及作用理解 真题情境：含离子交换膜的电化学装置已成为近5年高考的高频考点。2024年黑吉辽卷“绿色零碳”制氢装置采用了质子交换膜，2025年黑吉辽蒙卷储氯电池装置中涉及离子交换膜的应用。常见考生无法准确判断交换膜的类型（阳离子膜、阴离子膜还是质子膜），或将所有膜的作用简单理解为“隔开产物”。 【避坑指南】判断交换膜类型需遵循“三步法”：第一步，分清隔膜类型——根据题干信息判断交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜还是质子交换膜，明确允许哪种离子通过隔膜；第二步，写出电极反应——判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化；第三步，根据电荷平衡判断离子迁移方向。离子迁移的根本驱动力是电荷平衡，交换膜的具体作用需结合装置分析：如氯碱工业中阳离子交换膜主要作用是防止Cl2与H2混合爆炸和防止Cl2与NaOH反应；电渗析法中则是用于浓缩或分离物质。 误区05 燃料电池电极反应式的书写错误 真题情境：燃料电池作为新型化学电源的重要类型，在近5年高考中多有涉及。常见考生忽略电解质溶液的酸碱性或传导的离子类型，直接套用O2在酸性条件下的标准电极反应式O2＋4e-＋4H+＝2H2O于碱性或熔融盐环境中。 误区06 电极反应式书写中的配平与环境适配问题 真题情境：电极反应式的书写和正误判断属于高考高频考点，试题主要以元素化合物知识为载体，考查原电池、电解池的工作原理及应用。2023年辽宁卷无隔膜流动海水电解法制H2的题目中涉及阳极反应式的书写，要求考生注意反应环境对电极反应产物的影响。常见错误包括：忽视电荷守恒、原子不守恒、介质环境中出现不匹配的离子（如酸性介质中出现OH-，碱性介质中出现H+），以及常见离子的放电顺序记忆不清。 【避坑指南】书写电极反应式应遵循“一写二配三检查”的程序化模型-：“一写”即写出反应物和产物；“二配”即配平原子（注意H、O的配平常用H2O或OH-或H调节）和电荷；“三检查”即检查是否符合介质环境（酸性介质中不能出现OH-，碱性介质中不能出现H）。电化学中的常见错误主要有四种：根本不会写、记不住常见离子的放电顺序、不注意配平反应方程式、离子符号书写模棱两可。 误区07 电化学综合计算中电子守恒的误用 真题情境：2024年黑吉辽卷耦合HCHO制H2装置涉及相同电量下H2产量与电解水的对比计算。常见考生在多池串联或同一装置的不同电极间，直接计算产物的质量或体积，而忽略各电极得失电子数相等这一核心守恒关系。 【避坑指南】同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等；同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等；串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等；在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。解题时，先找出该电路中转移的电子总数，然后利用关系式法快速计算。例如，以通过4 mol e-为桥梁，可构建如下关系式：4e-～2Cl2(Br2、I2)～O₂阳极产物～2H2～2Cu～4Ag～4nM阴极产物（式中M为金属，n为其离子的化合价数值）。这一关系式具有总揽电化学计算的作用和价值。 题型01 新型化学电源分析 1.（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 2.（2026·黑龙江辽宁·一模）我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案，实现对废水中有机物的无害化处理。下列说法错误的是 A．工作时将化学能转化为电能 B．极上的电极反应为 C．工作中I区电解质溶液不变 D．工作时，II区溶液中、减小 3.（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 4.（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 5.（2026·内蒙古包头·二模）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。下列说法错误的是 A．热端电极反应： B．放电一段时间后，浓度增大，浓度减小 C．电解质溶液中应设置隔热的阴离子交换膜 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 6.（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 题型02 可充电电池及其分析 7.（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 8.（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 9.（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 10.（2026·吉林长春·二模）一种基于蒽醌吩嗪融合分子设计的二次电池结构如图，a极区域时，放电效果最佳。下列说法错误的是 A．放电时，a极电势低于b极电势 B．放电时，a极电极反应式： C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．充电时，理论上生成1 mol M转移2 mol电子 11.（2026·辽宁·二模）大连化物所某研究团队开发研究出负氢电池(如图)。已知放电时正极生成、和，下列说法正确的是 A．中H的化合价为价 B．放电时负极反应式为 C．充电时阳极质量减小 D．充电时向阴极移动 12.（2026·辽宁沈阳·二模）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： C．充电时，b极发生氧化反应 D．充电时，理论上生成1 mol 转移2 mol电子 题型03 新型电解池及其应用 13.（2026·辽宁·二模）一种基于氯碱工业的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法错误的是 A．左边电极电势低于右边电极电势 B．阳极区溶液中浓度逐渐降低 C．阴极发生的反应为 D．理论上每消耗，阳极室溶液质量减少175.5 g 14.（2026·辽宁鞍山·二模）利用库仑分析法测量浓度准确便捷（原理如图1）。量取VmL未知浓度的待测溶液，与过量KI溶液混合均匀后置于烧杯中并加入3滴淀粉溶液为指示剂，按图2方式进行电解。设达到终点时电解时间为tmin，电解时电流恒定为imA。已知基元电荷的电量为qC，阿伏加德罗常数的值为，则下列说法正确的是 A．石墨电极发生反应为： B．测量终点时的现象为溶液由蓝色变为无色 C．琼脂的主要作用是形成盐桥 D．该溶液的浓度为 15.（2026·黑龙江大庆·三模）我国科学家利用如下装置实现了含硝酸盐的废水处理和PET()废弃塑料水解产物的转化与升级。其中电极和电极上分别负载钴和镍钴作催化剂。下列说法正确的是 A．理论上，1 mol PET水解可得到1 mol B．若以铅酸蓄电池为电源，则b极应与铅酸蓄电池的电极相连 C．电极b上的总反应式为 D．最终转化为时，理论上共有透过离子交换膜 16.（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 17.（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) 18.（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 题型04 电化学装置综分析 19.（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 20.（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 21.（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 22.（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： 23.（2026·辽宁丹东·一模）一种能捕获和释放的电化学装置如图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时，b极区溶液能捕获通入的。下列说法错误的是 A．K连接时，为保证顺利吸收，离子交换膜应为阳离子膜 B．K连接时，b电极发生的反应为 C．K连接时，a极区的值减小 D．K连接时，若外电路转移0.2 mol电子，b电极附近理论上最多能释放 24.（2026·内蒙古乌兰察布·二模）TMTD()可作为杀虫剂、杀菌剂和分析试剂。利用NaOH溶液和电化学方法合成TMTD的简易过程如图所示。 惰性 电极 a 溶 液阳离子 交换膜 惰性 电极 下列说法正确的是 A．电极b为阳极 B．从电极b移向电极a C．电极a的电极反应式为2－2e－=TMTD+2Na+ D．生成TMTD，阴极区质量增加 $