压轴05 电化学原理综合分析（压轴题专练）（全国通用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

压轴05 电化学原理综合分析 命题预测 电化学高考常以新型电池、工业电解、双极膜装置命题，结合碳中和、污水治理、资源回收真实情境。侧重正负极阴阳极判断、陌生电极反应书写、离子迁移规律、溶液pH变化、得失电子计算。常考原电解池串联、膜结构分区分析、金属腐蚀防护。设问梯度明显，注重原理迁移，融合氧化还原、工艺流程，考查图表信息提取与综合建模能力，突出学科素养应用。 高频考法 1. 原电池及新型化学电源 2. 电解池及金属的电化学腐蚀与防护 3. 二次电池及多池串联装置 4. 电化学离子交换膜的分析与应用 5. 协同反应装置——间接电化学反应原理 知识·技法·思维 考向01 原电池及新型化学电源 分类突破电极反应式书写 (1)电极反应的书写方法——“三步法” 以“甲醇——氧气——KOH溶液”为例 第一步：得失电子守恒 ， 负极的甲醇在碱性环境中变成CO失去6个电子，写成－6e－；正极的O2到底是变成了OH－还是H2O，一定是得到4个电子，写成＋4e－，此步称之为得、失电子守恒 负极反应：CH3OH-6e－— CO； 正极反应：O2＋4e－— 第二步：电荷守恒 此时负极反应左边的电荷数为＋6，右边的电荷数为－2，电荷显然不守恒，为了使左、右两边电荷守恒必需在左边配8个OH－；正极反应的左边电荷数为－4，右边的电荷数为0，为了使左、右两边电荷守恒必需在右边配4个OH－，此步称之为电荷守恒 负极反应：CH3OH-6e—＋8OH－—CO； 正极反应：O2＋4e－—4OH－ 第三步：原子守恒 观察负极反应左、右两边的原子个数，C守恒，H、O不守恒，需在右边配6 个H2O；而正极反应H、O不守恒，需在左边配2个H2O，此步称之为原子守恒 负极反应：CH3OH—6e－＋8OH－＋6H2O===CO； 正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 四类电池电极反应式的书写 ①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) 电池类型 导电介质 反应式 酸性燃料电池 H＋ 总反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 负极反应 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 碱性燃料电池 OH－ 总反应 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 负极反应 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 正极反应 2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 熔融碳酸盐燃料电池 CO 总反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 负极反应 CH3OH－6e－＋3CO===4CO2↑＋2H2O 正极反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 固态氧化物燃料电池 O2－ 总反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 负极反应 CH3OH－6e－＋3O2－=== CO2↑＋2H2O 正极反应 O2＋4e－===2O2－ 质子交换膜燃料电池 H＋ 总反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 负极反应 CH3OH－6e－＋H2O=== CO2↑＋6H＋ 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O ②一次电池 电池类型 反应式 锌银电池 总反应 Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag 负极反应 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 正极反应 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 锌锰干电池 总反应 Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH 负极反应 MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ 正极反应 Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Mg－H2O2电池 总反应 H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 负极反应 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 正极反应 Mg－2e－===Mg2＋ Mg－AgCl电池 总反应 Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 负极反应 2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag 正极反应 Mg－2e－===Mg2＋ 钠硫电池 总反应 2Na＋xS===Na2Sx 负极反应 2Na－2e－===2Na＋ 正极反应 xS＋2e－===S 锂铜电池 总反应 2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 负极反应 Li－e－===Li＋ 正极反应 Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ ③充电(可逆)电池 铅蓄电池 总反应：Pb (s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l) 负极 Pb (s)＋SO42－(aq)－2e－===PbSO4(s) 正极 PbO2(s)＋4H+＋SO42－(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l) 阴极 PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO42－(aq) 阳极 PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H+＋SO42－(aq) 规律 放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆。将负(正)极反应式变方向并将电子移向即得出阴(阳)极反应式 镍电池 总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 负极 Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 正极 NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 阴极 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ 阳极 Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O ④锂离子电池充放电分析 a．常见的锂离子电极材料 正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)、LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)、LiMPO4(M：Fe等) 负极材料：石墨(能吸附锂原子) 负极反应：LixCn－xe－===xLi＋＋nC 正极反应：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2 总反应：Li1－xMO2＋LixCnnC＋LiMO2 b．常见锂离子电池类型及电极反应书写 书写技巧 锂离子电池通常都是锂做负极，平衡电荷的也是锂离子，因此可以先写出负极反应 (Li－e－===Li＋，至于带x或者C6可以稍加变形加进去即可：LixC6－xe－===xLi＋＋C6)，正极用总反应减去总反应即可 常见锂离子电池电极反应的书写 钴酸锂电池 总反应 Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x＜1) 负极反应 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 正极反应 Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 磷酸铁锂电池 总反应 FePO4＋LiLiFePO4 负极反应 Li－e－===Li＋ 正极反应 FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 锰酸锂电池 总反应 LixC6＋Li3-xNiCoMnO6 C6＋Li3NiCoMnO6 负极反应 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 正极反应 Li3-xNiCoMnO6 ＋xe－＋xLi＋===Li3NiCoMnO6 锂钒氧化物电池 总反应 xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8 负极反应 xLi－xe－=== xLi＋ 正极反应 xLi＋＋LiV3O8＋xe－===Li1＋xV3O8 锂－铜 电池 总反应 2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 负极反应 Li－e－===Li＋ 正极反应 Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ 考向02 电解池及金属的电化学腐蚀与防护 明确电解池的电极反应及其放电顺序 (1)电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如：Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要由铂(Pt)、石墨等 (2)电解时电极产物的判断 ①阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小 首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极(Pt、石墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断： 阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子 ②阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小 直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序 Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ (3)阴、阳极放电后的产物 反应物 阴极金属阳离子(H+) 阳极活性金属电极 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 产物 金属(H2) 金属离子 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O 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Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解 阳极 2Al＋6HCO－6e－===2Al(OH)3＋6CO2↑ 阴极 6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－ 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－ 离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。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 将一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒作阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4沉淀 阳极 Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋ 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式 ①电解装置如图，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O 阳极 2I－－2e－===I2 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时，可通过电解法使吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极)，并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下： 阳极 HSO－2e－＋H2O===3H＋＋SO 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 考向03 二次电池及多池串联装置 充电(可逆)电池解题模型 关系图示 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 规律 ①可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应 ②放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆。将负(正)极反应式变方向并将电子移向即得出阴(阳)极反应式 ③二次电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连接外接电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为：负连负，正连正 ④放电总反应和充电总反应在形式上互逆 (但不是可逆反应) 考向04 电化学离子交换膜的分析与应用 常见的离子交换膜 种类 允许通过的离子及移动方向 说明 阳离子交换膜 阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极 阴离子和气体不能通过 阴离子交换膜 阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极 阳离子和气体不能通过 质子交换膜 质子→移向电解池的阴极或原电池的正极 只允许H＋通过 双极膜 膜内水电离出H＋和OH－ H＋移向阴极，OH－移向阳极 离子交换膜的作用 (1)平衡左、右两侧电荷，得到稳定电流 甲池中发生反应Zn－2e－＝Zn2＋，导致c(Zn2＋)增大，乙池中发生反应：Cu2＋＋2e－＝Cu，导致c(Cu2＋)减小，而阳离子交换膜只允许阳离子和分子通过，故要得到稳定的电流，甲池中的Zn2＋ 通过离子交换膜进入乙池，保持溶液中的电荷平衡，而阴离子并不通过交换膜，所以c(SO)保持不变 (2)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应 电解饱和食盐水 过程 分析 阳极室中电极反应：2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质 阳离子交换膜的作用 只允许Na＋通过，而阻止阴离子(Cl－)和气体(Cl2)通过。这样既防止了两极产生的H2和Cl2混合爆炸，又避免了Cl2和阴极产生的NaOH反应生成NaClO而影响烧碱的质量 (3)制备某些特定产品 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示 图中离子移动的方向是Na＋(阳离子)穿过阳离子交换膜向左池移动，左池为阴极室，a为阴极；SO(阴离子)穿过阴离子交换膜向右池移动，右池为阳极室，b为阳极， 左池中阴极电极反应式：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，导致阴极区域c(OH－)增大，放置阳离子交换膜可让Na＋向阴极定向移动，从而产生高浓度的NaOH溶液。右池中阳极电极反应式：SO－2e－＋H2O＝SO＋2H＋ ，阳极室中阴离子交换膜可使SO移向阳极，而发生上述反应，故在阳极区产生高浓度的硫酸 离子交换膜类型的判断 首先判断隔膜的用途是制取物质还是避免电极产物之间发生反应，然后根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型。方法如下：先明确电极产物，写出阴、阳两极上的电极反应；再依据电极反应式判断该电极附近哪种离子有剩余，结合溶液呈电中性的原则，判断离子移动的方向，确定离子交换膜的类型 考向05 协同反应装置——间接电化学反应原理 1．间接电化学反应简介 (1)定义：间接电化学反应是以具有“电子传递”功能的物质为媒质(催化剂)，对反应基质进行间接氧化或还原，从而得到目标产物 (2)原理：媒质也称为“电对”或“介对”，其首先在电极表面失去(或得到)电子，形成氧化态(或还原态)在电解溶液中进一步氧化(或还原)反应基质，最终生成目标产物。其原理图示如下： 2．解答协同电池题的思维模板 (1)第一步：判断装置类型。根据有无外加电源，判断是电解池还是原电池 (2)第二步：找准媒介物质。分析装置找出具有电子传递功能的媒介物质——“电对”。根据“电对”中元素化合价变化，判断装置的正负极或阴阳极 (3)第三步：写出电极反应。根据电极类型和题目综合信息书写电极反应式。最后逐项分析，得出正确答案 典例·靶向·突破 考向01 原电池及新型化学电源 1．【热点——原电池及新型化学电源】（2026·河北邯郸·二模）采用RhCu纳米线/泡沫铜催化剂，在KOH溶液中可以调控氢转移路径，将糠醛转化为糠酸盐同时得到氨气，电池工作原理如图(已知转移电子的物质的量与生成糠酸盐物质的量相等)。下列说法错误的是 A．泡沫铜可以增大接触面积，提高电极反应速率 B．电池工作时，的移动方向：泡沫铜纳米线 C．正极转化，负极对应消耗糠醛 D．负极反应式为 情境链接 该考点（原电池及新型化学电源）常融合氧化还原反应原理，结合电极反应式书写、电子守恒计算；还会融入电解质溶液性质（如离子移动、pH变化）、化工生产情境（如废水处理、氢能利用），同时关联电化学防护、膜技术（离子交换膜）等，考查原理应用与信息提取能力。 考向解码 先判断电极：根据物质转化、电子流向区分正负极/阴阳极，负极/阳极发生氧化反应，正极/阴极发生还原反应。再分析离子移动：阴离子移向负极/阳极，阳离子移向正极/阴极。接着书写电极反应式：结合介质（酸/碱/熔融）配平，遵循电子守恒、电荷守恒、原子守恒。最后计算：利用串联电路电子守恒，结合物质的量关系进行定量计算。 总结考点： 原电池/电解池工作原理、新型化学电源（如燃料电池、废水处理电池）、电极反应式书写、离子交换膜应用、电子守恒计算、氧化还原反应规律、溶液pH变化分析、金属腐蚀与防护。 【变式探究】（2026·北京西城·一模）研究小组探究不同条件对电池正极放电的影响，实验装置如下图。 已知：。 实验Ⅰ．打开，闭合，记录电压表示数如下。所用溶液的浓度均为。 序号 电极M N溶液 电压/V ① -石墨 溶液 a ② -石墨 溶液 b ③ 石墨 溶液 c 实验Ⅱ．按上图组装装置，电极M为石墨，N溶液为和的混合溶液，溶液的浓度为。打开，闭合，电解一段时间后，石墨附近溶液变为棕褐色。打开，闭合，测定电压为d V。以上数据关系：。 下列说法不正确的是 A．①中电极M上发生反应： B．Ⅰ中，原因之一是增强了的氧化性 C．Ⅱ中电解过程中，右侧烧杯中减小 D．，是因为Ⅱ中电解使石墨上吸附的量更多 考向02 电解池及金属的电化学腐蚀与防护 2．【热点——电解池及金属的电化学腐蚀与防护】（2026·湖南长沙·三模）以-甲基吡啶盐酸盐()为原料，可以用电化学方法合成某农药有效成分的前体物质X()。某工厂采用下图所示电解装置进行合成，若不考虑气体的溶解与反应，下列说法错误的是 A．电极M应与电源正极相连 B．电解过程中，甲室溶液pH下降 C．电解过程中，甲室溶液的质量减少 D．甲室每生成1 mol气体时，乙室得到的X的质量大于188 g 情境链接 该考点（电解池及金属的电化学腐蚀与防护）常融合氧化还原反应原理，结合电极反应式书写、电子守恒计算；还会融入电解质溶液性质（pH变化、离子移动）、离子交换膜应用、有机合成情境，同时关联氯碱工业、电化学防护等实际应用，综合考查原理应用与分析能力。 考向解码 电解池工作原理、电极反应式书写、离子交换膜的作用、溶液pH变化分析、电子守恒计算、氧化还原反应规律、电化学与有机合成/工业生产的结合应用。 总结考点： 1. 判断电极：根据产物、离子流向或电源连接判断阴阳极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。 2. 书写电极反应式：结合电解质环境，遵循电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平。 3. 分析离子移动与pH变化：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合电极反应判断溶液pH变化。 4. 计算与验证：利用串联电路电子守恒进行定量计算，验证选项合理性。 【变式探究】（2026·江西萍乡·二模）我国谢和平院士团队研发了“解耦电化学捕集法”，为全球减碳目标提供了全新的技术支撑。已知捕集时区发生如下变化，下列说法正确的是 A．气体为 B．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 C．n区溶液的pH高于解吸槽中溶液 D．气体可用于区电解液的再生 考向03 二次电池及多池串联装置 3．【热点——二次电池及多池串联装置】（2026·浙江嘉兴·二模）液流电池是电化学储能领域的研究热点之一，一种钒液流电池的结构及其充电时的工作原理如图所示，其电解液存储在储液罐中，使用时将电解液分别泵入阴极室和阳极室中。下列说法不正确的是 A．a为正极 B．放电时， C．充电时，每生成，有从左室向右室迁移 D．充电时，具有较高能量的产物被泵回储液罐，将能量储存起来 情境链接 该考点是二次电池（钒液流电池），融合了电解池与原电池的工作原理，涉及电极判断、电极反应式书写、离子迁移方向、能量转化等核心知识，还结合了氧化还原反应的电子守恒，同时关联电化学储能的实际应用，综合考查电化学的基础理论与分析能力。 考向解码 解题方法为判电极、写反应、析迁移、算守恒；核心考点为原电池/电解池原理、电极反应、离子迁移、电子守恒、二次电池应用 总结考点： 1. 判断电极：充电时，发生氧化反应的是阳极（接电源正极），发生还原反应的是阴极（接电源负极）；放电时，阳极对应原电池正极，阴极对应原电池负极。 2. 书写电极反应：结合电解质环境（如酸性），根据元素化合价变化配平，注意电荷守恒、原子守恒。 3. 分析离子迁移：质子交换膜允许H⁺通过，充电时H⁺从阳极室移向阴极室，放电时从负极室移向正极室。 4. 能量与计算：利用电子守恒进行定量计算，明确充电是储能、放电是释能。 【变式探究】（2026·重庆九龙坡·二模）某汽车企业将推出能让电动汽车续航达1000公里以上的“刀片电池”，放电时的总反应为：，放电过程示意图如图所示(集流体主要用于收集传导电流)。下列说法正确的是 A．放电时，M极为刀片电池的正极(铜集流体) B．充电时，通过铝集流体流向充电桩 C．放电时，M极质量减少2.8 g，N极增加1.4 g D．充电时，N极上反应为 考向04 电化学离子交换膜的分析与应用 4．【热点——电化学离子交换膜的分析与应用】（2026·浙江金华·三模）TMAH[]是一种强碱，可采用四甲基碳酸氢铵[(CH3)4NHCO3]为原料，利用三室两膜法电解制备，中间原料池中离子分别通过交换膜往两极移动，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电池左侧为阳极池 B．电极N上的电极反应式为： C．中间原料池中的通过阳离子交换膜移向阴极池 D．理论上，每转移1 mol，阳极池生成0.25 mol气体 情境链接 该考点融合了电解池工作原理、离子交换膜的作用与选择、电极反应式书写、电化学计算等核心知识，还结合了强碱的制备工艺，涉及阴阳极判断、离子迁移方向分析、电子守恒计算，综合考查电化学基础理论与实际应用的结合。 考向解码 解题方法为判电极、析膜型、写反应、算守恒；核心考点为电解池原理、离子交换膜应用、电极反应书写、电子守恒计算、化工应用 总结考点： 1. 判断电极：根据产物生成、离子移动方向，确定阴阳极（阴极还原、阳极氧化）。 2. 分析交换膜：根据离子迁移方向，判断交换膜类型（阳离子/阴离子/质子交换膜）。 3. 书写电极反应：结合电解质环境，配平电极反应式，注意电荷、原子守恒。 4. 电化学计算：利用电子守恒，串联电路中各电极转移电子数相等，进行相关计算。 【变式探究】（2026·陕西安康·三模）己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈()的方法合成己二腈，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a电势低于电极b电势 B．惰性电极a的电极反应为 C．制得己二腈时，理论上有从电极b进入稀硫酸经过质子交换膜移向电极a D．电解过程中，通过质子交换膜向惰性电极a区移动 考向05 协同反应装置——间接电化学反应原理 5．【热点——协同反应装置——间接电化学反应原理】（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 情境链接 该考点融合了浓差电池原理、原电池正负极判断、离子迁移方向、电极反应式书写，还结合了电化学传感器（测氧气含量）的实际应用，将原电池工作原理与物质浓度差驱动的电化学过程结合，考查对电化学基础理论的综合应用。 考向解码 解题方法为判正负极、析离子迁移、写电极反应、判断电解质变化；考点为浓差电池原理、原电池基础、电极反应、离子变化 总结考点： 1. 判断正负极：根据浓度差判断，高浓度O₂侧（A极）O₂得电子，为正极；低浓度O₂侧（B极）O²⁻失电子，为负极。 2. 分析离子迁移：原电池中阴离子（O²⁻）由正极区向负极区迁移。 3. 书写电极反应：正极：O₂ + 4e⁻ = 2O²⁻；负极：2O²⁻ - 4e⁻ = O₂↑。 4. 判断电解质变化：电极反应只是O²⁻的转移与生成，电解质中O²⁻总量不变。 【变式探究】（2026·广东广州·二模）一种新型水系可充电电池示意图如下。已知放电和充电过程中S和均吸附在电极Ⅰ上，充电时电极Ⅰ和电极Ⅱ的质量均增加。下列说法错误的是 A．充电时，电极Ⅱ上发生氧化反应 B．放电时，电解质溶液的pH增大 C．放电时，电极Ⅰ为负极，电极反应式为 D．充电时，理论上电极Ⅰ和Ⅱ增加的质量之比为80:87 1．（2026·辽宁·三模）一种光电催化脱除SO2的工作原理如图所示。工作时，光催化Fe2O3电极产生电子和空穴(h+)，双极膜中H2O解离出的H+和OH-分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．工作时，GDE电极的电势高于Fe2O3电极 B．双极膜中H2O解离出的H+向GDE电极移动 C．左室发生的电极反应式： D．工作一段时间，当电路中转移1mole-，右室增重16 g 2．（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 3．（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 4．（2026·广东广州·二模）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，下列说法正确的是 A．青铜基体发生还原反应被腐蚀 B．电子由青铜基体经溶液流向多孔催化层 C．负极发生的电极反应： D．生成，理论上消耗 5．（2026·山西运城·二模）清华大学化学工程系一团队以制浆造纸黑液中的废弃物木质素为原料，通过产电和电解耦合方式，利用空气中的氧气氧化木质素，源源不断地生成过氧化氢(如图)。下列说法错误的是 A．甲装置将化学能转化为电能，乙装置将电能转化为化学能 B．甲装置中a电极上发生氧化反应，乙装置中c电极上发生氧化反应 C．乙装置中多孔碳催化剂的作用之一是加快该电极的反应速率 D．乙装置中d电极的电极反应式为 6．（2026·广东中山·三模）(氧化高银)电池如图，具有能量密度高的优点，可用作水下潜航器的动力电源。下列说法正确的是 A．放电时，电极II质量会增加 B．放电时，负极区pH会升高 C．电极I反应为： D．将AgO替换成等质量的，电池能量密度不变 7．（2026·北京昌平·一模）查阅文献和对铜与浓硝酸的反应速率均有影响，利用下图装置进行实验验证。 序号 试剂X 操作 现象 电流表示数 ① 无 石墨电极一侧有少量气泡 a ② 无 石墨电极一侧有少量气泡，铜电极一侧溶液澄清，出现少量绿色 b ③ 无 石墨电极一侧有少量气泡，铜电极一侧溶液澄清，出现明显绿色 c ④ 向铜电极一侧持续通入 d 已知：ⅰ．； ⅱ．溶液显绿色； ⅲ．电流表示数越大，单位时间内反应转移的电子数越多。 下列分析不正确的是 A．①中产生少量气泡的电极反应为 B．③中铜电极发生 C．若，结合现象可证明能加快铜与浓硝酸的反应速率 D．若④中，可证明能加快铜与浓硝酸的反应速率 8．（2026·山西吕梁·二模）下列方程式不能准确解释相应实验现象或事实的是 A．铅酸蓄电池放电的负极反应： B．用TiCl4制TiO2·xH2O： C．向ZnS沉淀中加入CuSO4溶液，沉淀变黑： D．CO2通入苯酚钠溶液中，出现浑浊： 9．（2026·河北沧州·二模）我国科研团队研发了一种基于微生物燃料电池的肿瘤治疗系统，其简化电化学原理如图所示，电极N为经表面修饰后的厌氧微生物脱硫弧菌(Dsv)，消耗肿瘤微环境中抑制免疫的乳酸作为“燃料”，并产生电子。同时，Mn2+能够激活免疫信号通路，加快抗肿瘤细胞成熟。已知肿瘤细胞糖蛋白中含有大量-OH、-NH2。下列说法错误的是 A．Dsv的细胞膜经过表面修饰后可与肿瘤细胞糖蛋白形成分子间氢键，可识别肿瘤部位 B．电极电势：电极M＞电极N C．电池工作时，正极区溶液的pH增大 D．常温下，电极M每减少，理论上电极产生的CO2体积小于3.36 L 10．（2026·广东深圳·一模）一种新型淡化海水的电化学装置如图所示，其中c、d均为离子交换膜，b电极为电极，工作时其转化为。该装置工作时，下列说法正确的是 A．负极上电极反应式为 B．c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 C．电路中转移1 mol电子，理论上电极a比电极b多增重12.5 g D．电路中转移1 mol电子，理论上海水淡化室溶质质量减少29.25 g 11．（2026·安徽池州·二模）某研究小组设计了铝-硝酸盐电池，处理含硝酸根离子的废水并回收氨资源，放电时，在催化电极表面被选择性还原为NH3，同时伴随少量N2生成，如图所示，下列说法错误的是 A．负极区pH下降 B．从正极区向负极区迁移 C．正极还原0.1mol时，负极铝箔质量减轻7.2g D．正极区发生反应有： 12．（2026·四川资阳·三模）全固态锂硫电池能量密度高，其工作原理为。用该电池作电源，通过电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵，相关装置如图所示。下列说法错误的是 A．M极为负极 B．膜①、膜③为阳离子交换膜 C．石墨a电极的电极反应式： D．当极质量增加时，可制备 13．（2026·江西上饶·二模）一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为，电解质为离子液体及少量水，其中的是一种季铵离子，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生成。 下列说法正确的是 A．a电极为负极，在该电极上被氧化 B．电极反应式为： C．是电池中唯一的质子源 D．作为质子源的理由是能与反应生成水和 14．（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 15．（2026·广东深圳·二模）一种电池的结构如图所示，和分别为阳离子和阴离子交换膜。下列说法不正确的是 A．Al是电池负极 B．放电过程中浓度增大 C．放电时，正极区pH增大 D．理论上当电路中通过2mol电子，正极区溶液质量减少96g 16．（2026·山西临汾·一模）锌离子全电池工作时，电极发生的嵌入或脱嵌。加入弱极性FeD后，利用间的转化，可同时除去溶解氧和非活性锌，防止锌电极被溶解氧腐蚀。下列说法错误的是 A．电池工作时，FeD起催化剂的作用 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．每去除溶解氧，转移电子数为 D．加入聚乙二醇是为了增大在水中的溶解度 17．（2026·甘肃酒泉·二模）钛锰液流电池放电时工作原理如图所示，两电极均为石墨电极。放电初期，转化为并伴随副反应生成；放电末期，先被还原成，再与残留的发生化学反应，直到完全消耗。下列说法正确的是 A．充电时，a极需要外接电源的正极 B．放电初期，b极的电极反应式为 C．放电末期，在反应中作还原剂 D．放电时，电路中每转移1 mol电子，理论上a极质量增加16 g 18．（2026·河北保定·二模）低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型的钠硫电池因体积小、容量大、寿命长、效率高被认为是未来新能源的方向，其简化工作原理如图所示。下列说法错误的是 物质 Na S 熔点/℃ 97.8 113 2054 沸点/℃ 883 445 2980 A．外接用电器时电极A为负极 B．外接电源时电极B的电极反应为 C．根据上表数据判断该电池工作的适宜温度为113～445℃ D．作原电池时，若导线上有0.05 mol电子通过，则两电极材料的质量差为2.3 g 19．（2026·湖南岳阳·二模）室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 分别向少量ZnS固体和CuS固体中加入足量的浓硝酸 验证 B 将与混合加热，得到、、HCl 证明比更易水解 C Zn、Fe为电极，酸化的3％ NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置，一段时间后，直接向Fe电极区滴入2滴溶液，观察现象 探究金属的电化学保护法 D 分别向氯化镁和氯化铝溶液中加入过量的氨水 比较镁和铝元素的金属性强弱 A．A B．B C．C D．D 20．（2026·北京门头沟·一模）某研究小组用下图装置探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。 实验Ⅰ：向烧杯a、b中各加入30 mL 3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。取a、b中溶液少量，滴加溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化。 继续探究，改变NaCl溶液的浓度，实验记录如下。 已知；在饱和NaCl溶液中浓度较低，钢铁不易被腐蚀。 实验序号 a b 指针偏转方向 Ⅱ 0.1% 3.5% 向左 Ⅲ 0.1% 0.01% 向右 Ⅳ 3.5% 饱和溶液 向右 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ未加热时指针不偏转，说明两烧杯中生铁片未发生反应 B．实验Ⅱ中，a烧杯中生铁片为正极，该电极发生还原反应 C．实验Ⅳ中，若将饱和NaCl溶液换成同浓度的溶液，指针偏转方向可能不变 D．根据上述实验，影响钢铁腐蚀的因素有温度、NaCl溶液的浓度、的浓度等 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴05 电化学原理综合分析 典例·靶向·突破 考向01 原电池及新型化学电源 例1 C 【变式探究】D 考向02  电解池及金属的电化学腐蚀与防护 例2 C 【变式探究】D 考向03 二次电池及多池串联装置 例3 B 【变式探究】D 考向04 电化学离子交换膜的分析与应用 例4 D 【变式探究】C 考向05 协同反应装置——间接电化学反应原理 例4 D 【变式探究】D 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B D D C D A D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 C C D B D C B B B A / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴05 电化学原理综合分析 命题预测 电化学高考常以新型电池、工业电解、双极膜装置命题，结合碳中和、污水治理、资源回收真实情境。侧重正负极阴阳极判断、陌生电极反应书写、离子迁移规律、溶液pH变化、得失电子计算。常考原电解池串联、膜结构分区分析、金属腐蚀防护。设问梯度明显，注重原理迁移，融合氧化还原、工艺流程，考查图表信息提取与综合建模能力，突出学科素养应用。 高频考法 1. 原电池及新型化学电源 2. 电解池及金属的电化学腐蚀与防护 3. 二次电池及多池串联装置 4. 电化学离子交换膜的分析与应用 5. 协同反应装置——间接电化学反应原理 知识·技法·思维 考向01 原电池及新型化学电源 分类突破电极反应式书写 (1)电极反应的书写方法——“三步法” 以“甲醇——氧气——KOH溶液”为例 第一步：得失电子守恒 ， 负极的甲醇在碱性环境中变成CO失去6个电子，写成－6e－；正极的O2到底是变成了OH－还是H2O，一定是得到4个电子，写成＋4e－，此步称之为得、失电子守恒 负极反应：CH3OH—6e－— CO； 正极反应：O2＋4e－— 第二步：电荷守恒 此时负极反应左边的电荷数为＋6，右边的电荷数为－2，电荷显然不守恒，为了使左、右两边电荷守恒必需在左边配8个OH－；正极反应的左边电荷数为－4，右边的电荷数为0，为了使左、右两边电荷守恒必需在右边配4个OH－，此步称之为电荷守恒 负极反应：CH3OH—6e—＋8OH－—CO； 正极反应：O2＋4e－—4OH－ 第三步：原子守恒 观察负极反应左、右两边的原子个数，C守恒，H、O不守恒，需在右边配6 个H2O；而正极反应H、O不守恒，需在左边配2个H2O，此步称之为原子守恒 负极反应：CH3OH—6e－＋8OH－＋6H2O===CO； 正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 四类电池电极反应式的书写 ①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) 电池类型 导电介质 反应式 酸性燃料电池 H＋ 总反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 负极反应 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 碱性燃料电池 OH－ 总反应 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 负极反应 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 正极反应 2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 熔融碳酸盐燃料电池 CO 总反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 负极反应 CH3OH－6e－＋3CO===4CO2↑＋2H2O 正极反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 固态氧化物燃料电池 O2－ 总反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 负极反应 CH3OH－6e－＋3O2－=== CO2↑＋2H2O 正极反应 O2＋4e－===2O2－ 质子交换膜燃料电池 H＋ 总反应 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 负极反应 CH3OH－6e－＋H2O=== CO2↑＋6H＋ 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O ②一次电池 电池类型 反应式 锌银电池 总反应 Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag 负极反应 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 正极反应 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 锌锰干电池 总反应 Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH 负极反应 MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ 正极反应 Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Mg－H2O2电池 总反应 H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 负极反应 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 正极反应 Mg－2e－===Mg2＋ Mg－AgCl电池 总反应 Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 负极反应 2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag 正极反应 Mg－2e－===Mg2＋ 钠硫电池 总反应 2Na＋xS===Na2Sx 负极反应 2Na－2e－===2Na＋ 正极反应 xS＋2e－===S 锂铜电池 总反应 2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 负极反应 Li－e－===Li＋ 正极反应 Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ ③充电(可逆)电池 铅蓄电池 总反应：Pb (s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l) 负极 Pb (s)＋SO42－(aq)－2e－===PbSO4(s) 正极 PbO2(s)＋4H+＋SO42－(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l) 阴极 PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO42－(aq) 阳极 PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H+＋SO42－(aq) 规律 放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆。将负(正)极反应式变方向并将电子移向即得出阴(阳)极反应式 镍电池 总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 负极 Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 正极 NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 阴极 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ 阳极 Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O ④锂离子电池充放电分析 a．常见的锂离子电极材料 正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)、LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)、LiMPO4(M：Fe等) 负极材料：石墨(能吸附锂原子) 负极反应：LixCn－xe－===xLi＋＋nC 正极反应：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2 总反应：Li1－xMO2＋LixCnnC＋LiMO2 b．常见锂离子电池类型及电极反应书写 书写技巧 锂离子电池通常都是锂做负极，平衡电荷的也是锂离子，因此可以先写出负极反应 (Li－e－===Li＋，至于带x或者C6可以稍加变形加进去即可：LixC6－xe－===xLi＋＋C6)，正极用总反应减去总反应即可 常见锂离子电池电极反应的书写 钴酸锂电池 总反应 Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x＜1) 负极反应 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 正极反应 Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 磷酸铁锂电池 总反应 FePO4＋LiLiFePO4 负极反应 Li－e－===Li＋ 正极反应 FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 锰酸锂电池 总反应 LixC6＋Li3-xNiCoMnO6 C6＋Li3NiCoMnO6 负极反应 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 正极反应 Li3-xNiCoMnO6 ＋xe－＋xLi＋===Li3NiCoMnO6 锂钒氧化物电池 总反应 xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8 负极反应 xLi－xe－=== xLi＋ 正极反应 xLi＋＋LiV3O8＋xe－===Li1＋xV3O8 锂－铜 电池 总反应 2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 负极反应 Li－e－===Li＋ 正极反应 Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ 考向02 电解池及金属的电化学腐蚀与防护 明确电解池的电极反应及其放电顺序 (1)电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如：Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要由铂(Pt)、石墨等 (2)电解时电极产物的判断 ①阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小 首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极(Pt、石墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断： 阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子 ②阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小 直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序 Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ (3)阴、阳极放电后的产物 反应物 阴极金属阳离子(H+) 阳极活性金属电极 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 产物 金属(H2) 金属离子 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O 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Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解 阳极 2Al＋6HCO－6e－===2Al(OH)3＋6CO2↑ 阴极 6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－ 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－ 离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。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 将一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒作阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4沉淀 阳极 Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋ 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式 ①电解装置如图，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O 阳极 2I－－2e－===I2 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时，可通过电解法使吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极)，并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下： 阳极 HSO－2e－＋H2O===3H＋＋SO 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 考向03 二次电池及多池串联装置 充电(可逆)电池解题模型 关系图示 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 规律 ①可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应 ②放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆。将负(正)极反应式变方向并将电子移向即得出阴(阳)极反应式 ③二次电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连接外接电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为：负连负，正连正 ④放电总反应和充电总反应在形式上互逆 (但不是可逆反应) 考向04 电化学离子交换膜的分析与应用 常见的离子交换膜 种类 允许通过的离子及移动方向 说明 阳离子交换膜 阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极 阴离子和气体不能通过 阴离子交换膜 阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极 阳离子和气体不能通过 质子交换膜 质子→移向电解池的阴极或原电池的正极 只允许H＋通过 双极膜 膜内水电离出H＋和OH－ H＋移向阴极，OH－移向阳极 离子交换膜的作用 (1)平衡左、右两侧电荷，得到稳定电流 甲池中发生反应Zn－2e－＝Zn2＋，导致c(Zn2＋)增大，乙池中发生反应：Cu2＋＋2e－＝Cu，导致c(Cu2＋)减小，而阳离子交换膜只允许阳离子和分子通过，故要得到稳定的电流，甲池中的Zn2＋ 通过离子交换膜进入乙池，保持溶液中的电荷平衡，而阴离子并不通过交换膜，所以c(SO)保持不变 (2)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应 电解饱和食盐水 过程 分析 阳极室中电极反应：2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质 阳离子交换膜的作用 只允许Na＋通过，而阻止阴离子(Cl－)和气体(Cl2)通过。这样既防止了两极产生的H2和Cl2混合爆炸，又避免了Cl2和阴极产生的NaOH反应生成NaClO而影响烧碱的质量 (3)制备某些特定产品 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示 图中离子移动的方向是Na＋(阳离子)穿过阳离子交换膜向左池移动，左池为阴极室，a为阴极；SO(阴离子)穿过阴离子交换膜向右池移动，右池为阳极室，b为阳极， 左池中阴极电极反应式：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，导致阴极区域c(OH－)增大，放置阳离子交换膜可让Na＋向阴极定向移动，从而产生高浓度的NaOH溶液。右池中阳极电极反应式：SO－2e－＋H2O＝SO＋2H＋ ，阳极室中阴离子交换膜可使SO移向阳极，而发生上述反应，故在阳极区产生高浓度的硫酸 离子交换膜类型的判断 首先判断隔膜的用途是制取物质还是避免电极产物之间发生反应，然后根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型。方法如下：先明确电极产物，写出阴、阳两极上的电极反应；再依据电极反应式判断该电极附近哪种离子有剩余，结合溶液呈电中性的原则，判断离子移动的方向，确定离子交换膜的类型 考向05 协同反应装置——间接电化学反应原理 1．间接电化学反应简介 (1)定义：间接电化学反应是以具有“电子传递”功能的物质为媒质(催化剂)，对反应基质进行间接氧化或还原，从而得到目标产物 (2)原理：媒质也称为“电对”或“介对”，其首先在电极表面失去(或得到)电子，形成氧化态(或还原态)在电解溶液中进一步氧化(或还原)反应基质，最终生成目标产物。其原理图示如下： 2．解答协同电池题的思维模板 (1)第一步：判断装置类型。根据有无外加电源，判断是电解池还是原电池 (2)第二步：找准媒介物质。分析装置找出具有电子传递功能的媒介物质——“电对”。根据“电对”中元素化合价变化，判断装置的正负极或阴阳极 (3)第三步：写出电极反应。根据电极类型和题目综合信息书写电极反应式。最后逐项分析，得出正确答案 典例·靶向·突破 考向01 原电池及新型化学电源 1．【热点——原电池及新型化学电源】（2026·河北邯郸·二模）采用RhCu纳米线/泡沫铜催化剂，在KOH溶液中可以调控氢转移路径，将糠醛转化为糠酸盐同时得到氨气，电池工作原理如图(已知转移电子的物质的量与生成糠酸盐物质的量相等)。下列说法错误的是 A．泡沫铜可以增大接触面积，提高电极反应速率 B．电池工作时，的移动方向：泡沫铜纳米线 C．正极转化，负极对应消耗糠醛 D．负极反应式为 【答案】C 【分析】左侧RhCu纳米线电极上糠醛被氧化为糠酸盐，发生氧化反应，为原电池负极；右侧泡沫铜电极上被还原为，发生还原反应，为原电池正极。 【详解】A．泡沫铜为多孔结构，可增大电极反应物的接触面积，提高电极反应速率，A正确； B．原电池中，阴离子向负极移动，负极是RhCu纳米线，正极是泡沫铜，因此移动方向为：泡沫铜（正极）→RhCu纳米线（负极），B正确； C．正极上，从价变为价，反应得到电子，已知转移电子的物质的量与生成糠酸盐物质的量相等，消耗糠醛的物质的量等于生成糠酸盐的物质的量，因此负极需要消耗糠醛，C错误； D．负极上糠醛在碱性条件下失电子被氧化为糠酸盐，同时生成氢气，已知转移电子的物质的量与生成糠酸盐物质的量相等，则负极反应式为，D正确； 故答案选C。 情境链接 该考点（原电池及新型化学电源）常融合氧化还原反应原理，结合电极反应式书写、电子守恒计算；还会融入电解质溶液性质（如离子移动、pH变化）、化工生产情境（如废水处理、氢能利用），同时关联电化学防护、膜技术（离子交换膜）等，考查原理应用与信息提取能力。 考向解码 先判断电极：根据物质转化、电子流向区分正负极/阴阳极，负极/阳极发生氧化反应，正极/阴极发生还原反应。再分析离子移动：阴离子移向负极/阳极，阳离子移向正极/阴极。接着书写电极反应式：结合介质（酸/碱/熔融）配平，遵循电子守恒、电荷守恒、原子守恒。最后计算：利用串联电路电子守恒，结合物质的量关系进行定量计算。 总结考点： 原电池/电解池工作原理、新型化学电源（如燃料电池、废水处理电池）、电极反应式书写、离子交换膜应用、电子守恒计算、氧化还原反应规律、溶液pH变化分析、金属腐蚀与防护。 【变式探究】（2026·北京西城·一模）研究小组探究不同条件对电池正极放电的影响，实验装置如下图。 已知：。 实验Ⅰ．打开，闭合，记录电压表示数如下。所用溶液的浓度均为。 序号 电极M N溶液 电压/V ① -石墨 溶液 a ② -石墨 溶液 b ③ 石墨 溶液 c 实验Ⅱ．按上图组装装置，电极M为石墨，N溶液为和的混合溶液，溶液的浓度为。打开，闭合，电解一段时间后，石墨附近溶液变为棕褐色。打开，闭合，测定电压为d V。以上数据关系：。 下列说法不正确的是 A．①中电极M上发生反应： B．Ⅰ中，原因之一是增强了的氧化性 C．Ⅱ中电解过程中，右侧烧杯中减小 D．，是因为Ⅱ中电解使石墨上吸附的量更多 【答案】D 【详解】A．实验Ⅰ①中，电极M为I2-石墨，作正极，发生还原反应：，符合原电池正极反应规律，A正确； B．①中N溶液为溶液，仅I2作为氧化剂，②中，正极反应生成的I⁻会与Cu2+反应生成CuI沉淀，降低了产物浓度，使正极电势升高，故电压b>a。B正确； C．实验Ⅱ电解阶段，右侧Zn电极为阴极，发生：，导致c(Zn2+)减小。C正确； D．实验II中，电解时石墨（阳极）发生，石墨表面吸附了I2，与实验②的电极基本相同，右边Zn电极上有Zn析出，溶液中的锌离子浓度减小，使得锌的还原能力增强，因此电压d>a。D错误； 故选D。 考向02 电解池及金属的电化学腐蚀与防护 2．【热点——电解池及金属的电化学腐蚀与防护】（2026·湖南长沙·三模）以-甲基吡啶盐酸盐()为原料，可以用电化学方法合成某农药有效成分的前体物质X()。某工厂采用下图所示电解装置进行合成，若不考虑气体的溶解与反应，下列说法错误的是 A．电极M应与电源正极相连 B．电解过程中，甲室溶液pH下降 C．电解过程中，甲室溶液的质量减少 D．甲室每生成1 mol气体时，乙室得到的X的质量大于188 g 【答案】C 【分析】 有电解装置图可知，电极M为阳极，发生氧化反应，电极反应式为(主)，(副)；电极N为阴极，发生还原反应，电极反应式为； 【详解】A．电极M生成和，发生氧化反应，故M为阳极，与电源正极相连，A正确； B．电解过程中，为了使阴极的反应物集中于阴极室(乙室)，离子交换膜应为阴离子交换膜，通过阴离子交换膜往甲室移动，同时甲室中逐渐增多，溶液pH下降，B正确； C．对于阳极主反应，则每转移1 mol电子，甲室生成逸出，从乙室迁移过来，溶液质量不变，对于副反应，则副反应每转移1 mol电子，甲室生成逸出，质量为8 g，从乙室迁移过来1 mol ，质量为35.5 g，甲室溶液质量增大，C错误； D．主反应中存在计量关系：，副反应中存在计量关系：，故1 mol气体对应的X的物质的量在之间，X的摩尔质量为，故甲室每生成1 mol气体时，乙室得到的X的质量大于188 g，D正确； 故答案选C。 情境链接 该考点（电解池及金属的电化学腐蚀与防护）常融合氧化还原反应原理，结合电极反应式书写、电子守恒计算；还会融入电解质溶液性质（pH变化、离子移动）、离子交换膜应用、有机合成情境，同时关联氯碱工业、电化学防护等实际应用，综合考查原理应用与分析能力。 考向解码 电解池工作原理、电极反应式书写、离子交换膜的作用、溶液pH变化分析、电子守恒计算、氧化还原反应规律、电化学与有机合成/工业生产的结合应用。 总结考点： 1. 判断电极：根据产物、离子流向或电源连接判断阴阳极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。 2. 书写电极反应式：结合电解质环境，遵循电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平。 3. 分析离子移动与pH变化：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合电极反应判断溶液pH变化。 4. 计算与验证：利用串联电路电子守恒进行定量计算，验证选项合理性。 【变式探究】（2026·江西萍乡·二模）我国谢和平院士团队研发了“解耦电化学捕集法”，为全球减碳目标提供了全新的技术支撑。已知捕集时区发生如下变化，下列说法正确的是 A．气体为 B．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 C．n区溶液的pH高于解吸槽中溶液 D．气体可用于区电解液的再生 【答案】D 【分析】由图可知，n区的有机分子从酚（-OH）被氧化为酮（C=O），发生氧化反应，因此n区是阳极，对应的m区为阴极。阴极（m区）：水得电子生成氢气和氢氧根：，所以气体a是。阳极（n区）：有机分子被氧化，同时吸收槽过来的在阳极区发生反应释放出，所以气体b是解吸产生的。吸收槽中的需要进入阳极（n区）参与反应，因此离子交换膜应允许阴离子通过，为阴离子交换膜。 【详解】A．解吸槽的作用是释放，气体b是解吸过程中产生的，不是，A错误； B．根据分析，需要从吸收槽进入阳极（n区），因此离子交换膜必须允许阴离子通过，应为阴离子交换膜，而非阳离子交换膜，B错误； C．n区为阳极，有机物被氧化产生，导致溶液呈酸性，pH较低；而解吸槽中的溶液为磷酸盐缓冲体系，整体pH相对较高。因此n区溶液的pH低于解吸槽中溶液，C错误； D．气体a是阴极（m区）产生的。在n区，被氧化的有机分子（酮式）需要被还原回酚式才能实现电解液的再生，作为还原剂，可以用于将酮式结构还原为酚式，实现电解液的循环利用，D正确； 故答案选D。 考向03 二次电池及多池串联装置 3．【热点——二次电池及多池串联装置】（2026·浙江嘉兴·二模）液流电池是电化学储能领域的研究热点之一，一种钒液流电池的结构及其充电时的工作原理如图所示，其电解液存储在储液罐中，使用时将电解液分别泵入阴极室和阳极室中。下列说法不正确的是 A．a为正极 B．放电时， C．充电时，每生成，有从左室向右室迁移 D．充电时，具有较高能量的产物被泵回储液罐，将能量储存起来 【答案】B 【分析】充电时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，由图可知，充电时，与a电极相连的电极上，发生失电子的氧化反应，与b电极相连的电极上，发生得电子的还原反应，则a为正极，b为负极，左侧为阳极，右侧为阴极。 【详解】A．由分析可知，a为正极，A正确； B．由分析可知，a为正极，则放电时得电子生成，电极反应式为，B错误； C．充电时，左侧电极的电极反应式为VO2+-e-+H2O=+2H+，每生成1 mol，转移1 mol电子，同时生成2 mol，其中1 mol会通过质子交换膜从左室（阳极室）向右室（阴极室）迁移，C正确； D．充电时，和是具有较高能量的产物，被泵回储液罐储存能量，D正确； 故选B。 情境链接 该考点是二次电池（钒液流电池），融合了电解池与原电池的工作原理，涉及电极判断、电极反应式书写、离子迁移方向、能量转化等核心知识，还结合了氧化还原反应的电子守恒，同时关联电化学储能的实际应用，综合考查电化学的基础理论与分析能力。 考向解码 解题方法为判电极、写反应、析迁移、算守恒；核心考点为原电池/电解池原理、电极反应、离子迁移、电子守恒、二次电池应用 总结考点： 1. 判断电极：充电时，发生氧化反应的是阳极（接电源正极），发生还原反应的是阴极（接电源负极）；放电时，阳极对应原电池正极，阴极对应原电池负极。 2. 书写电极反应：结合电解质环境（如酸性），根据元素化合价变化配平，注意电荷守恒、原子守恒。 3. 分析离子迁移：质子交换膜允许H⁺通过，充电时H⁺从阳极室移向阴极室，放电时从负极室移向正极室。 4. 能量与计算：利用电子守恒进行定量计算，明确充电是储能、放电是释能。 【变式探究】（2026·重庆九龙坡·二模）某汽车企业将推出能让电动汽车续航达1000公里以上的“刀片电池”，放电时的总反应为：，放电过程示意图如图所示(集流体主要用于收集传导电流)。下列说法正确的是 A．放电时，M极为刀片电池的正极(铜集流体) B．充电时，通过铝集流体流向充电桩 C．放电时，M极质量减少2.8 g，N极增加1.4 g D．充电时，N极上反应为 【答案】D 【分析】根据放电总反应，结合原电池规律分析：原电池中阳离子移向正极，由图可知从M极移向N极，因此M为负极，N为正极。 负极反应：，正极反应：，以此进行分析； 【详解】A．由分析可知，放电时M为负极，A错误； B．充电为电解池，是电池内的阳离子，只会向阴极（原负极M）移动，不会流向充电桩，B错误； C．放电时，M极每失去，质量减少；N极会结合，质量也增加，因此放电时，M极失去的和N极得到的物质的量相等，故M极减少的质量和N极增加的质量相等，C错误； D．充电时N极（原正极）作阳极，发生失电子的氧化反应，反应为，D正确； 故答案选D。 考向04 电化学离子交换膜的分析与应用 4．【热点——电化学离子交换膜的分析与应用】（2026·浙江金华·三模）TMAH[]是一种强碱，可采用四甲基碳酸氢铵[(CH3)4NHCO3]为原料，利用三室两膜法电解制备，中间原料池中离子分别通过交换膜往两极移动，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电池左侧为阳极池 B．电极N上的电极反应式为： C．中间原料池中的通过阳离子交换膜移向阴极池 D．理论上，每转移1 mol，阳极池生成0.25 mol气体 【答案】D 【分析】要制备(CH3)4NOH(TMAH)，需要(CH3)4N+与阴极生成的OH−结合得到产物，因此(CH3)4N+要向右侧移动，右侧为阴极，左侧为阳极。 【详解】A．由分析可知，右侧得到TMAH，因此右侧电极N为阴极，左侧电极M为阳极。左侧为阳极池，A正确； B．阴极上水得电子生成H2和OH−，电极反应为2H2O+2e−=H2↑+2OH−，B正确； C．电解池中阳离子向阴极移动，因此中间原料池的(CH3)4N+（阳离子）通过阳离子交换膜移向阴极池，在右侧结合OH−得到TMAH，C正确； D．阳极反应为2H2O−4e−=O2↑+4H+，转移1 mol e−时，生成0.25 mol O2，同时生成1 mol H+；同时中间池的阴离子会移向阳极，1 mol与1 mol H+反应：H++=CO2↑ +H2O，又生成1 mol CO2； 因此阳极总气体为0.25 mol + 1 mol = 1.25 mol，不是0.25 mol，D错误； 故答案选D。 情境链接 该考点融合了电解池工作原理、离子交换膜的作用与选择、电极反应式书写、电化学计算等核心知识，还结合了强碱的制备工艺，涉及阴阳极判断、离子迁移方向分析、电子守恒计算，综合考查电化学基础理论与实际应用的结合。 考向解码 解题方法为判电极、析膜型、写反应、算守恒；核心考点为电解池原理、离子交换膜应用、电极反应书写、电子守恒计算、化工应用 总结考点： 1. 判断电极：根据产物生成、离子移动方向，确定阴阳极（阴极还原、阳极氧化）。 2. 分析交换膜：根据离子迁移方向，判断交换膜类型（阳离子/阴离子/质子交换膜）。 3. 书写电极反应：结合电解质环境，配平电极反应式，注意电荷、原子守恒。 4. 电化学计算：利用电子守恒，串联电路中各电极转移电子数相等，进行相关计算。 【变式探究】（2026·陕西安康·三模）己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈()的方法合成己二腈，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a电势低于电极b电势 B．惰性电极a的电极反应为 C．制得己二腈时，理论上有从电极b进入稀硫酸经过质子交换膜移向电极a D．电解过程中，通过质子交换膜向惰性电极a区移动 【答案】C 【分析】用电解丙烯腈的方法合成己二腈过程中，C元素化合价降低，发生还原反应，则丙烯腈在阴极(左侧惰性电极a)发生反应：，右侧惰性电极b为阳极，水失去电子发生氧化反应：，据此分析； 【详解】A．电极a是阴极，电极b是阳极，电解池中阳极电势比阴极电势高，A正确； B．由分析可知，丙烯腈在阴极(a)发生还原反应生成己二腈，发生反应：，B正确； C．电子只能在外电路的导线中移动，不能进入电解质溶液，C错误； D．带正电荷，在电解过程中，通过质子交换膜向电极a(阴极)区移动，D正确； 故选C。 考向05 协同反应装置——间接电化学反应原理 5．【热点——协同反应装置——间接电化学反应原理】（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 【分析】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。 【详解】A．在A电极得电子，发生还原反应，为正极，A正确； B．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； C．B电极为负极，在此失电子生成，电极反应为，C正确； D．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。 情境链接 该考点融合了浓差电池原理、原电池正负极判断、离子迁移方向、电极反应式书写，还结合了电化学传感器（测氧气含量）的实际应用，将原电池工作原理与物质浓度差驱动的电化学过程结合，考查对电化学基础理论的综合应用。 考向解码 解题方法为判正负极、析离子迁移、写电极反应、判断电解质变化；考点为浓差电池原理、原电池基础、电极反应、离子变化 总结考点： 1. 判断正负极：根据浓度差判断，高浓度O₂侧（A极）O₂得电子，为正极；低浓度O₂侧（B极）O²⁻失电子，为负极。 2. 分析离子迁移：原电池中阴离子（O²⁻）由正极区向负极区迁移。 3. 书写电极反应：正极：O₂ + 4e⁻ = 2O²⁻；负极：2O²⁻ - 4e⁻ = O₂↑。 4. 判断电解质变化：电极反应只是O²⁻的转移与生成，电解质中O²⁻总量不变。 【变式探究】（2026·广东广州·二模）一种新型水系可充电电池示意图如下。已知放电和充电过程中S和均吸附在电极Ⅰ上，充电时电极Ⅰ和电极Ⅱ的质量均增加。下列说法错误的是 A．充电时，电极Ⅱ上发生氧化反应 B．放电时，电解质溶液的pH增大 C．放电时，电极Ⅰ为负极，电极反应式为 D．充电时，理论上电极Ⅰ和Ⅱ增加的质量之比为80:87 【答案】D 【分析】放电为原电池，充电为电解池，已知充电时两电极质量均增加，推导如下： 放电（原电池）：电极Ⅰ 失电子生成和，电极Ⅰ为负极；电极Ⅱ 得电子，转化为进入溶液，电极Ⅱ为正极；充电（电解池）：电极Ⅰ为阴极（得电子，发生还原反应），电极Ⅱ为阳极（失电子，发生氧化反应），总反应为放电的逆反应：，据此分析。 【详解】A．充电时电极Ⅱ是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，A正确； B．放电总反应为，反应消耗，并生成水，溶液中浓度降低，增大，B正确； C．放电时电极Ⅰ为负极，失电子生成和，电极反应式，满足原子守恒和电荷守恒，C正确； D．充电时电极Ⅰ反应为：，每转移电子，阴极质量增加量为的质量：；电极Ⅱ反应：，全部吸附在电极上，阳极质量增加量为； 质量比，D错误； 故选D。 1．（2026·辽宁·三模）一种光电催化脱除SO2的工作原理如图所示。工作时，光催化Fe2O3电极产生电子和空穴(h+)，双极膜中H2O解离出的H+和OH-分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．工作时，GDE电极的电势高于Fe2O3电极 B．双极膜中H2O解离出的H+向GDE电极移动 C．左室发生的电极反应式： D．工作一段时间，当电路中转移1mole-，右室增重16 g 【答案】D 【分析】由图可知，电池工作时，光催化Fe2O3电极产生电子和空穴，故Fe2O3电极为负极，电极反应为：+2OH--2e-=+H2O，GDE电极为正极，电极反应为：O2+2H++2e-=H2O2，电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极，故双极膜中，靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜，OH-通过阴离子交换膜移向负极，H+通过阳离子交换膜移向正极，据此分析作答。 【详解】A．原电池中正极电势高于负极，GDE为正极，因此其电势高于Fe2O3电极，A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，双极膜解离出的H+是阳离子，向正极（GDE电极）移动，B正确； C．根据分析可知，左室发生反应：SO2+2OH-=+H2O、+2OH--2e-=+H2O，故C正确； D．工作一段时间，当电路中转移1 mol e-，O2+2H++2e-=H2O2，右室增重为氢离子和氧气质量，增重=1 mol×1 g/mol+0.5 mol×32 g/mol=17 g，故D错误； 故选D。 2．（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 【分析】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，据此解答。 【详解】A．由分析可知，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； B．放电时，a极为负极，被氧化为，其电极反应式为：，B正确； C．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； D．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。 3．（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 【分析】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，以此作答； 【详解】A．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； B．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； C．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； D．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。 4．（2026·广东广州·二模）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，下列说法正确的是 A．青铜基体发生还原反应被腐蚀 B．电子由青铜基体经溶液流向多孔催化层 C．负极发生的电极反应： D．生成，理论上消耗 【答案】D 【分析】负极发生氧化反应，应为Cu元素从0价氧化为+2价，再结合题干中所给出生成的条件，可知负极反应为，随后反应产物Cu2+再发生反应：；正极发生还原反应，应为O2的还原反应，反应式为，据此可完成各选项的解答。 【详解】A．由以上分析可知，青铜基体发生氧化反应被腐蚀，A错误； B．原电池反应中，电子不会经过溶液而流动，B错误； C．负极反应为，C错误； D．根据电子守恒计算： 1个含2个，生成，总共失电子； 反应得电子，因此生成，转移电子，理论消耗的物质的量为，D正确； 故选D。 5．（2026·山西运城·二模）清华大学化学工程系一团队以制浆造纸黑液中的废弃物木质素为原料，通过产电和电解耦合方式，利用空气中的氧气氧化木质素，源源不断地生成过氧化氢(如图)。下列说法错误的是 A．甲装置将化学能转化为电能，乙装置将电能转化为化学能 B．甲装置中a电极上发生氧化反应，乙装置中c电极上发生氧化反应 C．乙装置中多孔碳催化剂的作用之一是加快该电极的反应速率 D．乙装置中d电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】该过程是产电（原电池）和电解（电解池）耦合，甲为原电池，乙为电解池。 原电池中，木质素在a电极被氧化失电子，因此a为负极，b电极上得电子，b为正极；电解池中，原电池正极b连接电解池的c电极，因此c为阳极，原电池负极a连接d电极，因此d为阴极。 【详解】A．甲是原电池，将化学能转化为电能；乙是电解池，将电能转化为化学能，A正确； B．甲中a是负极，失电子发生氧化反应；乙中c是阳极，失电子发生氧化反应，B正确； C．多孔碳催化剂可以增大电极接触面积，同时催化反应，加快电极反应速率，C正确； D．d是阴极，得电子生成目标产物，O从0价变为价，共得到电子，碱性条件下正确的电极反应为：，D错误； 故选D。 6．（2026·广东中山·三模）(氧化高银)电池如图，具有能量密度高的优点，可用作水下潜航器的动力电源。下列说法正确的是 A．放电时，电极II质量会增加 B．放电时，负极区pH会升高 C．电极I反应为： D．将AgO替换成等质量的，电池能量密度不变 【答案】C 【分析】该原电池中，转化为失电子作负极（电极I），电极反应为：，作正极（电极Ⅱ），据此分析解题。 【详解】A．放电时电极Ⅱ（正极）的反应为：，（质量）反应生成（质量），固体质量减小，A错误； B．负极（电极I）消耗，负极区浓度降低，减小，B错误； C．电极I为负极，失电子后在溶液中生成配离子，C正确； D．能量密度为单位质量电极材料所能提供的电量：等质量的转移电子的物质的量大于（转移电子，转移电子），能量密度不同，D错误； 故答案选C。 7．（2026·北京昌平·一模）查阅文献和对铜与浓硝酸的反应速率均有影响，利用下图装置进行实验验证。 序号 试剂X 操作 现象 电流表示数 ① 无 石墨电极一侧有少量气泡 a ② 无 石墨电极一侧有少量气泡，铜电极一侧溶液澄清，出现少量绿色 b ③ 无 石墨电极一侧有少量气泡，铜电极一侧溶液澄清，出现明显绿色 c ④ 向铜电极一侧持续通入 d 已知：ⅰ．； ⅱ．溶液显绿色； ⅲ．电流表示数越大，单位时间内反应转移的电子数越多。 下列分析不正确的是 A．①中产生少量气泡的电极反应为 B．③中铜电极发生 C．若，结合现象可证明能加快铜与浓硝酸的反应速率 D．若④中，可证明能加快铜与浓硝酸的反应速率 【答案】D 【详解】A．实验①中石墨电极为正极，发生还原反应。酸性条件中被还原为 NO2，电极反应式为：，符合产物与电荷守恒，A正确； B．实验③中铜电极被氧化，结合现象“溶液显绿色”及已知 [Cu(NO2)4]2−显绿色，推断反应为：，原子与电荷均守恒，符合实验现象，B正确； C．比较实验①（无）、②（含少量）、③（含高浓度），若电流满足 c>b>a，且绿色加深，说明浓度越高，反应速率越快，可证明加快反应，C正确； D．实验④中通入NO2，根据平衡，HNO2会电离出 ，实际起催化或加速作用的可能是，而非NO2本身。因此仅由d>a，无法确证是NO2加速反应，结论不严谨，D错误； 故选D。 8．（2026·山西吕梁·二模）下列方程式不能准确解释相应实验现象或事实的是 A．铅酸蓄电池放电的负极反应： B．用TiCl4制TiO2·xH2O： C．向ZnS沉淀中加入CuSO4溶液，沉淀变黑： D．CO2通入苯酚钠溶液中，出现浑浊： 【答案】A 【详解】A．铅酸蓄电池放电时，负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为，A错误； B．水解程度很大，能反应完全，方程式为，B正确； C．沉淀变为黑色，沉淀转化为沉淀，可说明的溶解度比小，为沉淀的转化，C正确； D．苯酚的酸性强于碳酸氢根离子酸性，向苯酚钠溶液中通，溶液变浑浊是因为生成苯酚和碳酸氢钠，化学方程式正确，D正确； 答案选A。 9．（2026·河北沧州·二模）我国科研团队研发了一种基于微生物燃料电池的肿瘤治疗系统，其简化电化学原理如图所示，电极N为经表面修饰后的厌氧微生物脱硫弧菌(Dsv)，消耗肿瘤微环境中抑制免疫的乳酸作为“燃料”，并产生电子。同时，Mn2+能够激活免疫信号通路，加快抗肿瘤细胞成熟。已知肿瘤细胞糖蛋白中含有大量-OH、-NH2。下列说法错误的是 A．Dsv的细胞膜经过表面修饰后可与肿瘤细胞糖蛋白形成分子间氢键，可识别肿瘤部位 B．电极电势：电极M＞电极N C．电池工作时，正极区溶液的pH增大 D．常温下，电极M每减少，理论上电极产生的CO2体积小于3.36 L 【答案】D 【详解】A．Dsv的细胞膜经过表面修饰后可与肿瘤细胞糖蛋白形成分子间氢键，可识别肿瘤部位，故A项正确； B．电极M为正极，电极N为负极，电极电势：电极M＞电极N，故B项正确； C．正极电极反应式为，每转移，消耗，因此正极区溶液的变大，故C项正确； D．的物质的量为，结合正极电极反应式，每消耗0.3 mol，电路中转移0.6 mol，根据负极反应： ，故比例关系：，理论上负极产生0.15 mol，标准状况下的体积为3.36 L，常温下的体积大于3.36 L，故D项错误； 因此答案选D。 10．（2026·广东深圳·一模）一种新型淡化海水的电化学装置如图所示，其中c、d均为离子交换膜，b电极为电极，工作时其转化为。该装置工作时，下列说法正确的是 A．负极上电极反应式为 B．c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 C．电路中转移1 mol电子，理论上电极a比电极b多增重12.5 g D．电路中转移1 mol电子，理论上海水淡化室溶质质量减少29.25 g 【答案】C 【分析】b电极中转化为，Fe化合价降低、得到电子，因此b为正极，a为负极，该装置为原电池，据此分析； 【详解】A．a为负极，Ag失电子后会结合海水中的生成AgCl，正确电极反应为：，不是生成，A错误； B．原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；要淡化海水，需要穿过c膜移向负极（a侧），穿过d膜移向正极（b侧），因此c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜，B错误； C．电路转移1mol电子时：a电极生成1 mol AgCl，增重为1 mol Cl的质量，即；b电极得到1 mol 电子，结合1 mol ，增重为1 mol Na的质量，即； 因此a比b多增重：，C正确； D．转移1 mol 电子时，淡化室会移出1 mol 和1 mol ，共减少1 mol NaCl，溶质减少质量为，D错误； 故选C。 11．（2026·安徽池州·二模）某研究小组设计了铝-硝酸盐电池，处理含硝酸根离子的废水并回收氨资源，放电时，在催化电极表面被选择性还原为NH3，同时伴随少量N2生成，如图所示，下列说法错误的是 A．负极区pH下降 B．从正极区向负极区迁移 C．正极还原0.1mol时，负极铝箔质量减轻7.2g D．正极区发生反应有： 【答案】C 【分析】由图可知，铝箔上Al被氧化，则铝箔为负极，发生电极反应：；催化电极为正极，被选择性还原为，发生电极反应：，据此解答。 【详解】A．负极发生电极反应：，即消耗，因此负极区浓度减小，pH下降，A正确； B．由分析可知，正极反应生成，负极消耗，为维持电荷平衡，从正极区向负极区迁移，B正确； C．放电时，在催化电极表面被选择性还原为NH3，同时伴随少量N2生成，即正极还原时，同时伴有副反应的发生：，因此正极还原0.1 mol时转移电子数小于，因此消耗Al的物质的量小于，则负极铝箔质量减轻小于，C错误； D．由分析可知，正极区发生反应有：，D正确； 故选C。 12．（2026·四川资阳·三模）全固态锂硫电池能量密度高，其工作原理为。用该电池作电源，通过电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵，相关装置如图所示。下列说法错误的是 A．M极为负极 B．膜①、膜③为阳离子交换膜 C．石墨a电极的电极反应式： D．当极质量增加时，可制备 【答案】C 【详解】A．电渗析法制备时，需要移向石墨a得到产物，因此石墨a为电解池的阴极，阴极连接原电池负极，故M为负极，A正确； B．电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，要让从中间的室进入左侧阴极室，膜①需要允许阳离子通过，因此膜①是阳离子交换膜，右侧室中，离子放点生成，正电荷增多，需要向阴极移动，因此膜③是阳离子交换膜，B正确； C．石墨a为阴极，水电离出的 得电子生成 ，剩余 与结合得到，反应式电荷不守恒，正确的电极反应式为应，C错误； D．N极为正极，正极结合，质量增加量为的质量，，转移电子，生成需要电子，因此生成，摩尔质量为，质量为，D正确； 故选C。 13．（2026·江西上饶·二模）一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为，电解质为离子液体及少量水，其中的是一种季铵离子，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生成。 下列说法正确的是 A．a电极为负极，在该电极上被氧化 B．电极反应式为： C．是电池中唯一的质子源 D．作为质子源的理由是能与反应生成水和 【答案】D 【分析】碳纳米管附近通入二氧化碳而生成甲烷和，碳纳米管b发生还原反应，得到电子，是正极，电极反应：；锌为负极，锌失电子，发生氧化反应。 【详解】A．根据分析知，a电极为负极，锌被氧化，故A错误； B．根据分析知，b电极反应式为：，故B错误； C．由图知，水也是质子源，故C错误； D．根据左图可知，作为质子源的理由是能提供氢离子使得转化生成水和，故D正确； 答案为D。 14．（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 【分析】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：，据此回答。 【详解】A．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； B．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； C．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； D．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。 15．（2026·广东深圳·二模）一种电池的结构如图所示，和分别为阳离子和阴离子交换膜。下列说法不正确的是 A．Al是电池负极 B．放电过程中浓度增大 C．放电时，正极区pH增大 D．理论上当电路中通过2mol电子，正极区溶液质量减少96g 【答案】D 【分析】该电池为原电池，活泼金属失电子作负极，得电子作正极；为阳离子交换膜（只允许阳离子通过），N为阴离子交换膜（只允许阴离子通过），三个隔室分别为：负极室（左，）、中间室（）、正极室（右，稀硫酸），据此分析。 【详解】A．活泼金属失电子作负极，A正确； B．负极反应：，负极室正电荷过剩，（阳离子）透过M进入中间室； 正极反应：，正极室负电荷过剩，（阴离子）透过N进入中间室； 因此中间室的物质的量增加，浓度增大，B正确； C．根据B选项中正极反应方程式，放电时正极反应消耗，生成水，降低，正极区pH增大，C正确； D．电路通过电子时：正极反应消耗（进入沉淀，离开溶液，质量减少）；为平衡电荷，需要（负电荷）从正极区迁移到中间室，质量再减少；电极中的进入溶液生成水，增加质量。总质量变化：，即正极区溶液质量减少不是，D错误； 故选D。 16．（2026·山西临汾·一模）锌离子全电池工作时，电极发生的嵌入或脱嵌。加入弱极性FeD后，利用间的转化，可同时除去溶解氧和非活性锌，防止锌电极被溶解氧腐蚀。下列说法错误的是 A．电池工作时，FeD起催化剂的作用 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．每去除溶解氧，转移电子数为 D．加入聚乙二醇是为了增大在水中的溶解度 【答案】C 【分析】锌离子全电池工作时，锌作负极，作正极；FeD除去溶解氧和非活性锌的方程式分别为4FeD＋O2＋2H2O=4FeD+＋4OH-、2FeD+＋Zn=2FeD＋Zn2+，据此答题。 【详解】A．由分析可知，FeD先被O2氧化为FeD+，后又被Zn还原为FeD，FeD起催化剂的作用，A正确； B．根据分析可知，放电时，Zn电极为负极，发生氧化反应生成Zn2+，负极区Zn2+浓度增大，会向正极区（电极发生的嵌入）迁移，即从右向左，离子交换膜为阳离子交换膜，B正确； C．没有给出标准状况，无法通过气体条件计算其物质的量，C错误； D．FeD 是弱极性物质，水是强极性溶剂，根据 “相似相溶” 原理，FeD 在水中溶解度小，加入聚乙二醇可以降低溶液极性，增大弱极性 FeD 在水中的溶解度，D正确； 故选C。 17．（2026·甘肃酒泉·二模）钛锰液流电池放电时工作原理如图所示，两电极均为石墨电极。放电初期，转化为并伴随副反应生成；放电末期，先被还原成，再与残留的发生化学反应，直到完全消耗。下列说法正确的是 A．充电时，a极需要外接电源的正极 B．放电初期，b极的电极反应式为 C．放电末期，在反应中作还原剂 D．放电时，电路中每转移1 mol电子，理论上a极质量增加16 g 【答案】B 【分析】放电时，a极上，Ti化合价从+3升高到+4，失电子，因此a极为负极；b极发生的转化，的化合价从+3价变为+2价，发生还原反应，所以b极为正极。 【详解】A．充电时，原电池的负极(a极)要外接电源的负极，作为电解池的阴极，而原电池的正极(b极)要外接电源的正极，A错误； B．放电初期，先被还原，b极的电极反应式为，B正确； C．放电末期，反应中的化合价从价变为价，化合价降低，被还原，作氧化剂，C错误； D．a极是石墨电极，反应仅在溶液中的离子间进行，电极本身不参与反应，所以电极质量不变，D错误； 故答案为B。 18．（2026·河北保定·二模）低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型的钠硫电池因体积小、容量大、寿命长、效率高被认为是未来新能源的方向，其简化工作原理如图所示。下列说法错误的是 物质 Na S 熔点/℃ 97.8 113 2054 沸点/℃ 883 445 2980 A．外接用电器时电极A为负极 B．外接电源时电极B的电极反应为 C．根据上表数据判断该电池工作的适宜温度为113～445℃ D．作原电池时，若导线上有0.05 mol电子通过，则两电极材料的质量差为2.3 g 【答案】B 【详解】原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，Na被氧化，应为原电池负极，阳离子向正极移动，充电时，阳极反应为原电池正极反应的逆反应，应生成S； 【点睛】A．外接用电器时即放电时，Na被氧化，应为原电池负极，电极反应为Na - e-=Na+；A正确； B．外接电源时装置为电解池，此时原电池的B极（正极）会作为电解池的阳极，发生氧化反应，而不是还原反应。 电极B的正确反应为：Na2Sx - 2e- = xS + 2Na+，B错误； C．原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S都为熔融状态，Na熔点97.8℃、S熔点113℃；Na沸点883℃、S沸点445℃；则适宜温度应为113~445℃，C正确； D．负极A：每1mol Na失去1mol e-变成Na+进入电解质，质量减少1×23=23g；0.05mol 电子通过时，负极质量减少：0.05mol ×23g/mol = 1.15g；正极B：每结合2 mol e-时，会结合2mol Na+生成Na2Sx，质量增加2×23=46g； 0.05mol电子通过时，正极质量增加：0.05mol×23g/mol = 1.15g；两极质量差 = 负极减少量 + 正极增加量 = 1.15 + 1.15 = 2.3g，D正确； 故答案选B。 19．（2026·湖南岳阳·二模）室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 分别向少量ZnS固体和CuS固体中加入足量的浓硝酸 验证 B 将与混合加热，得到、、HCl 证明比更易水解 C Zn、Fe为电极，酸化的3％ NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置，一段时间后，直接向Fe电极区滴入2滴溶液，观察现象 探究金属的电化学保护法 D 分别向氯化镁和氯化铝溶液中加入过量的氨水 比较镁和铝元素的金属性强弱 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．浓硝酸具有强氧化性，可氧化ZnS、CuS中的使二者溶解，该过程为氧化还原反应，与溶度积大小无关，无法验证，A错误； B．与混合加热时，优先与结晶水反应生成和，生成的抑制水解，最终得到无水，说明比更易水解，B正确； C．以Zn、Fe为电极，酸化的3% NaCl溶液为电解质构成原电池，Fe为正极被保护，用于检验，若Fe电极被保护，则不应有生成，但直接滴加溶液不可避免和单质铁反应生成，干扰实验，从而无法验证Fe是否被保护，C错误； D．向氯化镁、氯化铝溶液中加过量氨水，二者均生成氢氧化物沉淀（不溶于弱碱氨水），无法比较和的碱性强弱，因此不能比较镁、铝的金属性强弱，D错误； 故答案选B。 20．（2026·北京门头沟·一模）某研究小组用下图装置探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。 实验Ⅰ：向烧杯a、b中各加入30 mL 3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。取a、b中溶液少量，滴加溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化。 继续探究，改变NaCl溶液的浓度，实验记录如下。 已知；在饱和NaCl溶液中浓度较低，钢铁不易被腐蚀。 实验序号 a b 指针偏转方向 Ⅱ 0.1% 3.5% 向左 Ⅲ 0.1% 0.01% 向右 Ⅳ 3.5% 饱和溶液 向右 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ未加热时指针不偏转，说明两烧杯中生铁片未发生反应 B．实验Ⅱ中，a烧杯中生铁片为正极，该电极发生还原反应 C．实验Ⅳ中，若将饱和NaCl溶液换成同浓度的溶液，指针偏转方向可能不变 D．根据上述实验，影响钢铁腐蚀的因素有温度、NaCl溶液的浓度、的浓度等 【答案】A 【分析】实验Ⅰ向烧杯a、b中各加入30 mL3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转，说明反应速率太慢，现象不明显，加热烧杯a，指针向右偏转，温度升高，a中Fe还原性增强，发生氧化反应，反应速率加快，可知实验Ⅰ中a为负极；实验Ⅱ中指针向左偏转，说明a烧杯中生铁片为正极，得电子发生还原反应，据此分析。 【详解】A．实验Ⅰ未加热时指针不偏转，是因为两烧杯中电解质浓度与浓度相近，两极无电势差，无电流产生，并非生铁片未发生反应，钢铁在常温下可发生缓慢吸氧腐蚀，A错误； B．实验Ⅱ中指针向左偏转，说明a烧杯中生铁片为正极，正极上得电子发生还原反应，B正确； C．实验Ⅳ中将饱和NaCl溶液换成同浓度的溶液，两种溶液均为高浓度电解质溶液，浓度均较低，两极电势差方向不变，指针偏转方向可能不变，C正确； D．由实验可知，温度、溶液浓度、浓度均能影响钢铁的腐蚀速率，D正确； 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $