12电化学原理及其应用 专项训练-2027届高三化学一轮复习

**基本信息** 以电化学串联装置分类及解题流程为核心方法，通过离子交换膜应用技巧整合原电池与电解池原理，形成从装置识别到实际应用的系统化训练，培养科学思维与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |刷题秘诀|2个方法点|串联装置分类（有/无外接电源）及解题流程；离子交换膜作用分析|从装置类型识别到电极反应推导，再到实际应用的递进逻辑| |典例训练|33题（20模拟+13真题）|电极判断、电子转移计算、离子移动方向分析|覆盖污染物处理、能源转化等真实情境，体现性质决定用途的化学观念|

12 电化学原理及其应用 一．刷题秘诀🔑 1．离子交换膜 2.电化学串联装置 （1）两类串联装置 有外接电源，两烧杯均为电解池，且串联电解，导线上转移的电子、通过的电流相等 无外接电源，二者必有一个装置是原电池（相当于发电装置），为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，即左侧为原电池装置，右侧为电解池装置 （2）串联装置的解题流程 🔍模拟演练 1. （天津一中月考） Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H⁺浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 A. 电解时阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑ B. 生成O2和H2的质量比为16：1 C. 电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D. CrO3的生成反应为：+2H+=2CrO3+H2O 【答案】B 【解析】 【分析】该装置为电解池，左侧阳极区为酸性溶液，发生反应，生成的使溶液酸性增强，促进转化为；右侧阴极区为溶液，发生反应，生成，溶液碱性增强，中间的离子交换膜允许离子通过以维持电荷平衡。 【详解】A．阳极发生氧化反应，溶液中的失去电子生成和，电极反应式为，A正确； B．根据电子守恒，电路中每转移4 mol电子，阳极生成1 mol，阴极生成2 mol，二者物质的量之比为，质量比为，B错误； C．阴极发生还原反应，电极反应为，反应生成，电解过程中阴极区溶液中的浓度会逐渐增大，C正确； D．由题可知，的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。阳极生成的使溶液酸性增强，发生反应，D正确； 故答案选B。 2. （安徽A10联盟）中国科学院上海硅酸盐研究所科研团队报道了一种在碱性条件下耦合产氢的硼氢化物燃料电池，其工作原理如下图所示： 下列有关说法正确的是 A. 电极Q为原电池的负极，发生氧化反应 B. 离子交换膜为阳离子交换膜 C. 电极P的电极反应式为： D. 离子交换膜转移0.1mol离子时，电池产生0.2mol 【答案】C 【解析】 【分析】根据电极物质转化判断电极类型，P极中-1价H转化为0价，失电子发生氧化反应，故P为原电池负极，Q为正极。碱性条件下，负极电极反应式为，正极电极反应式为。负极消耗，正极生成，由正极向负极迁移，故离子交换膜为阴离子交换膜。结合电子守恒，每转移4mol电子时，负极生成2mol ，正极生成2mol ，共生成4mol ，同时迁移4mol 。 【详解】A．电极P为原电池负极，电极Q为正极，正极发生还原反应，A错误； B．由正极Q向负极P迁移，故离子交换膜为阴离子交换膜，B错误； C．电极P为负极，碱性条件下失电子生成和，电极反应式为，C正确； D．离子交换膜转移0.1mol 时，电路中转移0.1mol电子，负极生成0.05mol ，正极生成0.05mol ，共产生0.1mol ，D错误； 故选C。 3. （辽宁名校联盟）利用电解原理将污染物硝酸盐（）高效转化为氨，兼具环境修复与绿氨合成的功能。下图为污水处理及将所得氨气用于转化为电能的组合装置。 下列说法错误的是 A. M极与电源负极相连 B. X极的电极反应式为 C. 乙膜宜选用阴离子交换膜 D. 每处理废液，N极同时生成4.48 L O2（标准状况下） 【答案】D 【解析】 【分析】电解装置将还原为，燃料电池消耗生成的实现电能转化。电解池中，极发生还原反应，电极反应为，故为阴极，与电源负极相连；极发生氧化反应，电极反应为。右侧燃料电池中，极通入发生氧化反应：，为负极；极通入发生还原反应，为正极，据此分析。 【详解】A．极上得电子被还原为，发生还原反应，电解池中阴极与电源负极相连，故极与电源负极相连，A正确； B．氨氧燃料电池中，极为负极，在碱性条件下失电子被氧化为，电极反应式为：，B正确； C．燃料电池正极生成的需要向负极移动参与反应，乙膜选用阴离子交换膜可允许通过，维持膜两侧溶液离子浓度基本不变，C正确； D．电解时，极上除了主反应外，还存在副反应生成，所以无法计算，D错误； 故选D。 4. （武汉四中12月月考） 一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备(如图所示)，充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3。下列说法错误的是 A. 充电时，电极b与直流电源的正极相连，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑ B. 放电时，化学能转化为电能，氯化钠溶液的浓度增大 C. 若用该装置作为电解精炼铜的电源，则电极a与粗铜电极相连 D. 放电时，外电路通过的电子的数目为1.204×1024，消耗的氯气的质量为71g 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题中信息充电时电极a得电子可知，电极a为阴极，则电极b为阳极，电极b与直流电源的正极相连，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，A正确； B．放电时，化学能转化为电能，电极a 反应Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+，电极b反应Cl2+2e-=2Cl-，氯化钠溶液的浓度增大，B正确； C．若用该装置作为电解精炼铜的电源，电极a为负极，电极b为正极，则电极b与粗铜电极相连，C错误； D．放电时，电极b反应Cl2+2e-=2Cl-，外电路通过的电子的数目为1.204×1024即2mol，消耗氯气1mol，质量为71g，D正确； 故答案选C。 5. （无锡12月联考）以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示。 下列说法正确的是 A. 电解时的阳极反应为：2Cr3++6e-+7H2O=+14H+ B. 电解结束后，阴极区溶液pH升高 C. 1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗mol D. 甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 【答案】C 【解析】 【详解】A．电解时，阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cr3+-6e-+7H2O=+14H+，A错误； B．电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以电解时阴极反应消耗的H+与阳极区转移过来的H+数目相等，故电解结束后，阴极区溶液pH不变，B错误； C. l mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，失去电子为0.5 mol×4+0.5 mol×6=5 mol，1 mol 被还原为Cr3+时共得到6 mol电子，所以1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗的物质的量是 mol，C正确； D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物是互溶的液体混合物，不可以通过分液的方法分离，应该采用蒸馏的方法进行分离，D错误； 故合理选项是C。 6. （南开大学附中检测三）如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 A. 透过质子交换膜由右向左移动 B. 铜电极应与X相连接 C. 当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g D. M电极的反应式： 【答案】D 【解析】 【分析】甲为原电池，极尿素失电子发生氧化反应，故是负极，N极​得电子发生还原反应，是正极；乙为铁上镀铜装置，镀层Cu作阳极，接原电池正极，镀件Fe作阴极，接原电池负极，据此分析； 【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，是阳离子，应从左（负极区）向右（正极区）移动，A错误； B．铁上镀铜时，镀层金属铜作阳极，阳极需要接原电池的正极（极，接），因此铜电极应与相连，B错误； C．N极反应为：​，消耗​时，转移电子为；铁电极（阴极）反应为，电子生成，铁电极增重，C错误； D．M（负极）上尿素失电子，生成对环境无害的​和​，配平后反应式为： ，D正确； 故选D。 7. （山东日照一中12月）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法中错误的是 A. 气体扩散电极电势高于惰性电极 B. 放电时电池总反应为 C. 放电时外电路电流由惰性电极流向气体扩散电极 D. 充电时Li+移向惰性电极 【答案】C 【解析】 【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极。电池在使用前需先充电，目的是将转化为，则充电时，惰性电极为阴极，阴极的电极反应为：，气体扩散电极为阳极，阳极的电极反应为：。放电时，惰性电极为负极，负极的电极反应式为：，气体扩散电极为正极，正极的电极反应为：，据此分析； 【详解】A．放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，正极电势比负极高，即气体扩散电极的电势比惰性电极的电势高，A正确； B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B正确； C．放电时外电路电流由气体扩散电极（正极）流向惰性电极（负极），C错误； D．充电时为电解池，阳离子（Li+）移向阴极（惰性电极），D正确； 故选C。 8. 在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子，在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. 电解一段时间后，Fe电极区pH增大 B. Fe电极上发生的反应为 C. 若以铅蓄电池为电源，则Fe电极应与铅蓄电池的Pb电极相连 D. 电路中每转移0.2mol ，由Pt电极区向Fe电极区转移的数目为 【答案】B 【解析】 【分析】该装置为电解池，与直流电源正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下，铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子，电极反应式为，铂电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，电解的总反应为，电解时，阳离子钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池。 【详解】A．由分析，电解一段时间后，Fe电极区消耗氢氧根离子，pH减小，A错误； B．由分析，Fe电极上发生的反应为，B正确； C．装置为电解池，碱性条件下，Fe电极生成，Fe化合价升高，失电子，为阳极，应与直流电源的正极相连，故为应与铅蓄电池的PbO2电极相连，C错误； D．由分析，由Fe电极区向Pt电极区转移，D错误； 故选B。 9. （福州适应五）一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是 A. 热端电极反应式为： B. 图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向 C. 离子交换膜为阳离子交换膜 D. 移除紫外光后电池电压不变 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，热端电极失电子，是负极，冷端电极得电子，是正极，电极反应。 【详解】A．热端电极上转化为，化合价从+2升高为+3，失电子，电极反应应为，A错误； B．热端电极失电子发生氧化反应，电子在外电路中从热端流向冷端，故箭头a表示电子的移动方向，光阳极发生氧化反应，电子在外电路中从光阳极流向阴极，故箭头b也表示电子的移动方向，B错误； C．由图可知，（阳离子）穿过离子交换膜，从冷端侧向光阳极侧移动，说明该膜允许阳离子通过，属于阳离子交换膜，C正确； D．该电池是光诱导增强型热化学电池，紫外光是光阳极反应的能量来源，移除紫外光后，光阳极反应停止，阳离子调控效应消失，电池电压会发生改变，D错误； 故选C。 10. （东北三省一区二模）一种利用微生物燃料电池电解废水处理装置不仅获得高效能源，还通过电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH。相关装置如图所示。有关说法错误的是 A. 该装置可用于浓缩海水 B. 局部电子流向为：电极b→导线→石墨电极X C. 微生物菌辅助电极Y的电极反应为：CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+ D. 合成1 mol (CH3)4NOH时，MFC理论上至少需要消耗标准状况下空气少于22.4 L 【答案】D 【解析】 【分析】左侧为微生物燃料电池（MFC） 石墨电极X为正极：在酸性条件下得电子，反应为 石墨电极Y为负极：被氧化为，反应为 右侧为电解池（电渗析法合成）； a电极为阴极：a电极发生，B室加入的溶液中通过c（阳离子交换膜）进入a电极室合成，A电极室的稀溶液变为浓溶液，B室溶液中通过d（阴离子交换膜）进入溶液的C室； b电极为阳极：OH-失电子生成和，反应为 ，通过e（阳离子交换膜）进入溶液的C室，得到P处浓溶液，据此解答。 【详解】A．由分析可知，B室中通过d膜进入C室，通过e膜进入C室，C室中的浓度升高，可实现海水浓缩，A正确； B．b电极为阳极，失去电子，故可实现局部电子流向：电极b→导线→石墨电极X，B正确； C．微生物辅助电极Y为负极，在此被氧化，电极反应式为：，C正确； D．合成1 mol 时，由a电极反应可知，整个电路需要转移1 mol电子。MFC正极消耗的物质的量为：，空气中体积分数约为21%，所需空气的体积为：，因此需要消耗标准状况下空气大于22.4 L，D错误； 故答案选D。 11. （十堰五月适应考试）工业上利用电解的方法在电极上产生活性氧原子自由基，活性氧具有非常强的氧化性，可以将有机物转化为，在Ⅰ区生成，其电解原理如图所示，M极、N极均为惰性电极。下列说法错误的是 A. M极与电源的正极相连 B. Ⅱ区溶液pH升高 C. 产生活性氧的电极反应式为 D．电路中转移时，理论上生成0.5mol 【答案】B 【解析】 【分析】转化为发生了氧化反应，M为阳极，阳极（M极）反应生成的H+通过阳离子交换膜进入Ⅱ区；右侧为阴离子交换膜，阴极（N极）反应消耗H+生成OH-，促使Ⅲ区的SO通过阴离子交换膜进入Ⅱ区。 【详解】A．活性氧(·O)具有强氧化性，为氧化产物，应在阳极产生。M极所在的Ⅰ区发生有机物氧化反应，故M极为阳极，与电源正极相连，A正确； B．Ⅱ区左侧为阳离子交换膜，阳极（M极）反应生成的H+通过阳离子交换膜进入Ⅱ区；右侧为阴离子交换膜，阴极（N极）反应消耗H+生成OH-，促使Ⅲ区的SO通过阴离子交换膜进入Ⅱ区。Ⅱ区H+和SO浓度均增大，酸性增强，pH降低，B错误； C．活性氧(·O)在阳极产生，阳极发生氧化反应，H2O失电子生成·O和H+，电极反应式为H2O - 2e-= 2H+ + ·O，O元素从-2价升至0价，电子守恒、电荷守恒，C正确； D．原有机物（四羟基稠环）转化为产物（四羰基稠环）时，4个羟基C原子（氧化数+1）均转化为羰基C原子（氧化数+2），反应方程式为：+2 +2H2O，每个C失1e-，1mol产物生成转移4mol e-。则转移2mol e-时，生成0.5mol产物，D正确； 故选B。 12. （西安中学检测三）为了实现碳中和，某科研团队研究了以铜基配合物电催化还原的装置原理(如图所示)，下列说法不正确的是 A. Pt电极附近溶液的pH减小 B. 石墨烯为阴极，发生的电极反应为 C. 每转移2 mol电子，阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为30 g D. 该装置可减少在大气中累积和实现可再生能源有效利用 【答案】C 【解析】 【分析】该装置为电解池，Pt电极发生的电极反应为，该电极为阳极，与电源正极相连，即a为正极，b为负极，石墨烯为阴极，电极反应为，从阳极区向阴极区迁移。 【详解】A．电极上失电子转化为，电极反应为，所以电极附近溶液的减小，A正确； B．石墨烯为阴极，根据二氧化碳转化图可知电极反应式为，B正确； C．每转移2 mol电子，由阴极电极反应式可知，有1 mol二氧化碳转化为，且有2 mol从阳极区迁移至阴极区，所以阴极室溶液质量增大，阴极室增加的质量为；根据阳极室反应可知，每转移2mol电子，阳极消耗1mol水，生成氧气，同时有迁移至阴极室，所以阳极室质量减少，阳极室减少的质量为，所以，C错误； D．该装置可实现转化为，减少在大气中累积，并实现可再生能源有效利用，D正确； 故选C。 13. （西安85中学期末）我国科研人员利用电化学将硝酸盐污染物转化为具有高附加值的氨，为硝酸盐废水处理提供有效途径，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 电极a连接直流电源的正极 B. 电极b的反应有 C. 阳极区产生与阴极区消耗的物质的量相等 D. 若废水酸性较强，则电极b生成，且易发生析氢副反应 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，H2O在电极a失去电子生成O2，电极a为阳极，电极b为阴极，以此解答。 【详解】A．电极a发生氧化反应，为阳极，连接直流电源的正极，A正确； B．电极b为阴极，硝酸根得到电子生成氨气，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，B正确； C．H2O在电极a失去电子生成O2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，转移相同物质的量电子时，阳极区产生与阴极区消耗的物质的量不相等，C错误； D．若废水酸性较强，则电极b反应有，且易发生副反应，D正确； 故选C。 14. （厦门一中12月考）一种循环产氢体系是将锌-多硫化物电池与H2生产装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断生产氢气，原理如图所示。下列说法正确的是 A. 硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能转化为电能 B. 夜间工作时，循环产氢体系应将电极a与c相接、b与d相接 C. 日间工作时，b电极的反应式为 D. H2生产装置工作时，若使用阳离子交换膜，Na+向d电极方向迁移 【答案】D 【解析】 【分析】由电子流向可知，放电时，a极锌失去电子发生氧化反应为负极，则b为正极；氢气生产装置中d极，水放电生成氢气，发生还原反应，d为阴极，则c为阳极；白天可利用太阳能电池给左侧锌一多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，夜间作电源，给H2装置充电，电解反应产生H2，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，白天可利用太阳能电池给左侧锌一多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，晚上实现化学能向电能的转化，但硅太阳能电池是将太阳能转化为电能，而不是化学能转化为电能，A错误； B．左侧锌一多硫化物电池夜间作电源，给H2装置充电，电解反应产生H2，结合分析可知，应将电极ad、bc分别连接，B错误； C．白天工作时，锌一多硫化物电池处于充电状态，则b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为：，C错误； D．由分析可知，H2生产装置工作时，c电极为阳极，d电极为阴极，若使用阳离子交换膜，则阳离子Na+向阴极即d电极方向迁移，D正确； 故答案为：D。 15. 我国科学家成功攻克全固态金属锂电池的“卡脖子”难关，100 kg电池续航有望突破1000 km天花板。攻克了三大难点：(1)开发“特殊胶水”——；(2)开发柔性固体电解质骨架；(3)氟离子加固电极外壳(如图)。下列叙述错误的是 A. 放电时，将化学能转化为电能 B. 充电时，b电极与电源负极连接 C. 充电时，a电极上的电极反应式为 D. 放电时，电路中转移2 mol电子时，理论上向b电极迁移1 mol阴离子 【答案】D 【解析】 【分析】放电时，b极为负极，失电子发生氧化反应：，a极为正极，Li+嵌入LiCoO2，得电子发生还原反应：；充电时，a极LiCoO2中Li+脱出，生成Li1-xCoO2，失电子作阳极，电极反应式：，b极Li+嵌入Li1-x Cn，得电子作阴极，电极反应式：； 【详解】A．放电时为原电池，将化学能转化为电能，A正确； B．根据分析，充电时b电极为阴极，与电源负极连接，B正确； C．由分析可知，充电时，a电极上的电极反应式为，C正确； D．电池放电时，S2-、I-均向b电极迁移，为了维持电荷守恒，迁移离子所带电荷为2 mol，故阴离子的物质的量介于1 mol与2 mol之间，D错误； 故选D。 16. （西南名校联盟诊断）某化学兴趣小组在实验室利用如图装置探究用双极膜电渗析法卤水除硼，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。电源是一种高容量水系锰电池，电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是 A. 石墨电极与电源的负极相连 B. Pt电极反应： C. Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D. Ⅱ室生成1 mol ，锰电池提供的理论容量为53.6 A·h 【答案】D 【解析】 【分析】由图示中和的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，与电源正极相连，右侧石墨电极为阴极，与电源负极相连，阳极发生的反应为，阴极发生的反应为，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明通过Y膜由Ⅲ室进入Ⅳ室往阴极方向移动，通过X膜由Ⅲ室进入Ⅱ室往阳极方向移动。 【详解】A．由分析可知，石墨电极为阴极，连接电源的负极，A正确； B．由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为，B正确； C．由分析可知，Ⅲ室中浓度降低了，说明往阴极方向移动，往阳极方向移动，即通过Y膜往右侧移动，则Y膜为阳离子交换膜，通过X膜往左侧移动，则X膜为阴离子交换膜，C正确； D．根据除硼原理：，结合图示可知，在Ⅱ室中每生成，则有1 mol移到Ⅱ室中，即电极上转移了1 mol电子，根据题干信息，电极材料每转移1 mol电子，锰电池能提供的理论容量为26.8 A⋅h，D错误； 故选D。 17. （重庆七校联考）华中科技大学研究者在《Science》报道了一种新型热敏结晶增强液态热化学电池，可以给锂离子电池充电。胍离子(Gdm+)选择性地诱导结晶，与之间的转化平衡被打破，产生电势差，锂离子电池反应为，下列说法正确的是 A. 给锂离子电池充电时，热敏电池中电能转化为热能 B. 该热敏电池给锂离子电池充电时，热端的电极反应式为： C. 锂离子电池充电过程中，通过LiPON薄膜移向b极 D. 对锂离子电池充电时，热端电极转移x mol电子，b极消耗 【答案】B 【解析】 【分析】根据锂离子电池总反应可知：放电时Li1-xCoO2发生反应：，得到电子，即b极作正极；LixSi（a极）为负极，电极反应式为：；充电时，a极为阴极，b极为阳极；据此作答。 【详解】A．热敏结晶增强液态热化学电池是原电池，给锂离子电池充电时，它将热能转化为电能，再给锂电池充电，不是电能转化为热能，A错误； B．该热敏电池给锂离子电池充电时，热端连接锂电池的负极，即热端失电子发生氧化反应，即[Fe(CN)6]4-转化为[Fe(CN)6]3-，电极反应式符合事实，B正确； C．在锂离子电池充电过程中，Li+通过电解质隔膜(LiPON薄膜)移向电池的阴极(即a极)，C错误； D．对锂离子电池充电时，b极反应为：，则热端电极转移x mol电子时，b极生成1 mol Li1-xCoO2，D错误； 故选B。 18. (长沙一中第五次月考）电解回收工业废气中的和的实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 经过装置a排放出的来自废气和溶液 B. 流出装置a的碱性溶液进入装置b的阳极区 C. 装置b中每回收的同时生成 D. 装置b中吸收的电解液应为浓溶液 【答案】D 【解析】 【详解】A．装置a中，废气中的与溶液反应()生成新的，因此排放出的不仅来自废气，还包括反应生成的部分，A正确； B．装置a流出的碱性溶液含()，装置b中，在阳极被氧化为(S的化合价从升高到，失去电子)，故该碱性溶液进入阳极区，B正确； C．装置b中回收时，在阴极被还原为(C的化合价从降低到)，转移电子；生成时，在阳极被氧化，转移电子，根据得失电子守恒，二者物质的量之比为，C正确； D．装置b中阴极区被还原为，电极反应式为，若用浓溶液作吸收的电解液，会先和反应生成碳酸盐/碳酸氢根，无法被还原为，且产物为酸，也会和中和，无法得到目标产物，D错误； 故答案为：D。 19. （宜昌元月调研）我国科学家设计了一种用惰性电极电解制氢装置，同时可制备高纯度，原理如图所示。下列说法错误的是 A. b的电极电势比a低 B. X电极反应方程式 C. 甲膜是阳离子交换膜，乙膜是阴离子交换膜 D. 理论上生成1molH2，Y区溶液质量减少2 g 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题目所给装置图可知X极发生氧化反应，连接的是电源的正极，即a为电源正极，电源正极电势高于负极，故A选项正确； B．由图可知X极将转化为，且为碱性环境，故其电极反应方程式为，故B选项正确； C．结合题意，为制备高纯度硫酸钾，K+通过甲膜向中间移动，故甲膜为阳离子交换膜，通过乙膜，故乙膜为阴离子交换膜，故C选项正确； D．理论上生成1molH2，相当于Y区除1molH2逸出外，溶液中的1mol硫酸根也会向中间迁移，故Y区溶液减少的质量为98g，故D选项错误； 故选D。 20. （山东大学附中）某工厂通过如下装置处理两个车间的、废气(电极均为惰性电极)，下列说法错误的是 A. 电极电势： B. 阴极电极反应式： C. 通电一段时间后甲室的增大 D. 每转移，可以处理标准状况下 【答案】AC 【解析】 【分析】该装置是一个电解池，用于处理SO2和CO2废气。 甲室：通入含有的溶液，在电极上转化为。硫元素的化合价从+4升高到+6，发生氧化反应。因此，甲室的电极是阳极。乙室：通入CO2，在电极上CO2转化为HCOOH。碳元素的化合价从+4降低到 +2，发生还原反应。因此，乙室的电极是阴极。确定电源正负极及电极电势：电解池的阳极连接电源的正极，阴极连接电源的负极。所以电极 a 连接的是电源的正极，电极 b 连接的是电源的负极。正极的电极电势高于负极，即电极电势：a > b。据此分析各选项； 【详解】A．根据上述分析，a 为正极，b 为负极，电极电势 a > b，A错误； B．乙室为阴极，发生还原反应。得到电子生成。由于中间有质子交换膜，阳极产生的可以移动到阴极室参与反应，反应式为，B正确； C．甲室为阳极室，发生的电极反应式为：。反应生成了，导致甲室溶液的氢离子浓度增大，酸性增强，pH减小，C错误； D．处理的过程是：先与反应生成，然后在电解池中被氧化。总的电子转移关系为：。即每消耗1 mol，转移2 mol电子。当转移1 mol电子时，处理的物质的量为0.5 mol。在标准状况下，其体积为，D正确； 故选AC。 🎯 真题链接 —— 直击高考 1. （湖南2026高考）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A. 往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B. 正极反应式为 C. 放电时，从负极向正极移动 D. 每消耗负极材料 ，理论上外电路中通过了 【答案】B 【解析】 【分析】该扣式电池中，活泼金属作负极，作正极，以此解答。 【详解】A．石墨具有良好的导电性，添加到电极材料中可增强电极的导电性，A正确； B．题干明确难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的，正极反应物是固体​，正极反应应为，B错误； C．原电池放电时，阳离子向正极移动，因此从负极向正极移动，C正确； D．负极反应为，2.1g 的物质的量为 ，理论上外电路中通过，D正确； 故选B。 2. （湖北26高考）某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压，偏压为负时，光电极上发生还原反应。 下列说法错误的是 A. 偏压为时，光电极反应为 B. 每产生，右室溶液质量减少 C. 偏压为时，光电极排斥以清洁表面 D. 相对于恒定偏压，脉冲偏压利于提高光电极的制效率 【答案】B 【解析】 【详解】A．偏压为-0.2V时为负偏压，光电极发生还原反应，得电子生成，电极方程式为，A正确； B．18g 的物质的量为1mol，生成1mol 转移8mol电子。右室对电极反应为，转移8mol电子时，生成2mol （质量64g）逸出，同时有8mol 通过质子交换膜进入左室，右室共减少质量为，B错误； C．偏压为1.0V时为正偏压，光电极带正电，会排斥阳离子，可清洁电极表面，C正确； D．脉冲偏压下，负偏压时还原生成，正偏压时同种电荷相互排斥，及时排出生成的，能有效刷新电极表面，从而提高长效反应的催化效率，利于提高制的效率，D正确； 故选B。 3. （河北2026高考）我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂，可实现硝酸盐与葡萄糖的同时转化，其原理如图所示： 下列说法错误的是 A. M是电源正极，N是电源负极 B. 电解一段时间后，电极Ⅱ附近减小 C. 电路中每通过 电子，理论上产生0.5 mol D. 总反应为 【答案】B 【解析】 【分析】左侧电极Ⅰ上，C6H12O6转化为，碳元素的化合价从0升高到+1，发生氧化反应，电极反应式为 ，因此电极Ⅰ是阳极。右侧电极Ⅱ上，转化为NH3，氮元素的化合价从+5降低到-3，发生还原反应，电极反应式为，因此电极Ⅱ是阴极。 【详解】A．根据上述分析，电极Ⅰ是阳极，应连接电源正极M；电极Ⅱ是阴极，应连接电源负极N，A项正确； B．电极Ⅱ是阴极，发生还原反应。转化为NH3，N的化合价从+5降为-3，每个N原子获得8e⁻。在碱性条件下，电极反应式为，阴极生成了OH⁻，导致电极Ⅱ附近c(OH⁻)增大，而不是减小，B项错误； C．根据分析可知电极Ⅰ发生的电极反应式为： 每转移6mol e⁻，生成1mol。因此转移3mol e⁻时，生成0.5mol ， C正确； D．将两极电极反应结合：阳极： ，阴极：，将阳极×4，阴极×3，使得失电子数相等，相加得 ，D项正确； 故选B。 4. （江西2026高考）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A. 阳极反应： B. 外电路电子由b流向a C. 每生成，消耗 D. 经交换膜从右向左移动 【答案】D 【解析】 【分析】该装置为阴离子交换膜电解池，右侧通入与生成，氮元素化合价从0降低至-3，发生得电子的还原反应，因此右侧电极为阴极，连接电源负极b，阴极反应为；左侧电极为阳极，连接电源正极a，在阳极失电子发生氧化反应，阳极反应为，总电解反应为； 【详解】A．阳极是失去电子生成氧气，正确电极反应式为，A错误； B．右侧转化为，N元素化合价降低发生得电子的还原反应，故右侧为阴极，b为电源负极，a为电源正极，外电路电子只能在导线中移动，路径为b流向阴极、阳极流向a，不存在b直接流向a的路径，B错误； C．根据总反应，生成消耗，则生成 仅消耗，C错误； D．电解池通用规律为阴离子向阳极移动，阳极在装置左侧，体系中迁移的阴离子可穿过阴离子交换膜，因此从阴极区向阳极区移动，D正确； 故选D。 5. （2026贵州卷）储能技术是新能源产业发展的重要支撑。一种基于TEMPO衍生物作为正极储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图。 下列说法正确的是 A. 充电时，电极a发生氧化反应 B. 充电时，电子从电源的负极流向a极，由b极流向电源的正极 C. 放电时，正极反应为 D. 放电时，外电路转移2 mol电子，理论上负极区溶液质量减少71 g 【答案】B 【解析】 【分析】放电时，a是负极，电极反应：，b是正极，电极反应：，充电时，a是阴极，b是阳极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【详解】A．充电时电极a连接电源负极，为阴极，得电子发生还原反应，A错误； B．充电时电子仅在外电路移动，由电源负极流向阴极a，再由阳极b流向电源正极，B正确； C．放电时正极发生得电子的还原反应，正确反应为，选项给出的是失电子的氧化反应，C错误； D．放电时阴离子向负极移动，转移2 mol电子时，有2 mol 进入负极区，负极区溶液质量增加71 g，而非减少，D错误； 故选B。 6. （2026四川卷）化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法。将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解，和分别进入对应的储存电极。提取完成后，将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解，即得纯净的。其工作原理示意图如下。 下列说法错误的是 A. 提取的电极反应为 B. 提取电解槽中，每提取，理论上可回收 C. 释放电解槽中，中的钛被氧化 D. 释放电解槽的总反应为 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，提取电解槽中，左侧为阴极，电极反应：，右侧电极为阳极，电极反应：；释放电解槽中，左侧释放，为电解池阳极，电极反应：，右侧为释放，为电解池阴极，电极反应：，与结合，即得纯净的，据此解答。 【详解】A．提取的电极为阴极，得电子嵌入电极，反应式电荷、原子均守恒，符合反应事实，A正确； B．提取电解槽中，每转移3 mol电子时可提取3 mol ，同时消耗1 mol ，处理得到溶液的反应是：，仅消耗，故每提取，理论上回收，B错误； C．释放电解槽中，释放出，转化为​，反应中失电子，Ti元素化合价升高，钛被氧化，C正确； D．配平释放电解槽的总反应， 阳极：；阴极：，两式相加，结合​，整理后得到选项中的总反应，原子、电子均守恒，D正确； 故选B。 7. （2026广东卷）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A. ①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B. 阳极反应为 C. 电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D. 电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 【答案】C 【解析】 【分析】由题图可知，在电极上反应转化为，元素化合价降低，故电极为阴极，阴极反应为，生成的与电解液中的发生反应。电极为阳极，电离出的在阳极放电，阳极反应为，电离出的发生反应。若③为阴离子交换膜，结合电流方向可知，Ⅲ室海水中的会向右通过膜③迁移至Ⅳ室中，并在电极上放电生成，故③应为阳离子交换膜，以阻止通过，据此可知实现脱盐的海水不是Ⅲ室海水，而是Ⅱ室海水，则①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，Ⅱ室海水中的向左通过膜①迁移至Ⅰ室中，Ⅱ室海水中的向右通过膜②迁移至Ⅲ室中，Ⅳ室电解液中的向左通过膜③迁移至Ⅲ室中，故电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高。 【详解】A．由分析知，①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，A正确； B．由分析知，电极为阳极，电离出的在阳极放电，阳极反应为，B正确； C．由分析知，电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高，C错误； D．根据前述分析，Ⅰ室中阴极反应生成的与电解液中的反应生成，形成缓冲体系，有利于Ⅰ室电解液的pH在一段时间内保持稳定，D项正确； 故选C。 8. （2026陕晋青宁高考）某科研团队利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简单处理可恢复。下列说法正确的是 A. 膜为阳离子交换膜 B. 当气体通入左室开始工作时，电极a为正极 C. 理论上，电路中通过的与消耗 的物质的量之比为 D. 电池总反应为 【答案】D 【解析】 【分析】根据题干“工作时，反应的S和 物质的量相等”，结合化合价变化可得电子守恒的电极反应：左室电极a为正极，电极反应： ；右室电极b为负极：电极反应， ，加热时释放，据此解答。 【详解】A．反应后左室消耗，剩余多余的​；右室生成带正电的，正电荷多余。需要​（阴离子）从左室迁移到右室平衡电荷，因此膜为阴离子交换膜；若为阳离子交换膜，向左侧移动，无法实现该电池的功能，A错误 B．放电完成后，电极a的S完全转化为 ，电极b的 完全转化为S；加热右室电解液，分解放出，将通入左室后重新开始工作时，电极a现在为 ，发生失电子的氧化反应，为负极，B错误； C．根据负极反应，转移时，消耗 ，因此电路中通过的与消耗的物质的量之比为 ，不是，C错误； D．将正负极反应相加，消去两边均有的S、 和电子，得到总反应： ，化简得，D正确； 故选D。 9. （2026黑吉辽蒙高考）一种从废旧电池正极材料（）中回收锂元素的电化学装置如图。下列说法错误的是 A. 电极反应： B. 电路中转移电子，理论上可回收 C. 电极连接电源正极 D. 可转化为和，会降低锂理论回收产率 【答案】D 【解析】 【分析】左侧池通入O2生成H2O2，这是还原反应，因此a电极是阴极，连接电源的负极。电极反应: ，右侧池被氧化为，这是氧化反应，因此b电极是阳极，连接电源的正极。电极反应: ；阴离子交换膜：允许阴离子(如、OH-等)通过，以维持电荷平衡。 【详解】A．如上分析，左侧通入氧气生成双氧水，且在溶液中可生成OH-，该方程式书写正确，A正确 B．电路中转移电子时，整个体系总电子转移量为，每释放对应电子转移（），双电极可同时回收，理论上可回收，B正确； C．右侧发生氧化反应：被氧化为，阳极连接电源正极，C正确； D．若歧化转化为和​，反应为：，该歧化反应为碘自身氧化还原，总可得到的电子数（氧化的总能力）不变：原本可得到电子，歧化后作为氧化剂可得到电子，总氧化能力不变，理论上脱出回收的总物质的量不变，因此不会降低锂的理论回收产率，D错误； 故选D。 10. （2026河南卷）一种多组串联的电化学装置可以同时产生和，其工作原理如图所示。其中均为电极，每组装置左侧均为高浓度盐酸，右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。 下列说法错误的是 A. 工作时，铂电极上产生 B. 工作时，电极、、的质量均减小 C. 定期互换直接相连的电极，并恢复溶液浓度，整个装置可再次运行 D. 将盐酸换为对应浓度溶液，使用阳离子交换膜，每组装置启动时均生成 【答案】D 【解析】 【分析】整个装置中，中间串联的是原电池，左右两边是电解池，石墨电极为阳极，发生氧化反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑，铂电极为阴极，发生还原反应：2H+ + 2e⁻ = H2↑。在原电池装置中，a2~an-1均为Ag/AgCl电极，偶数电极为负极，电极反应：Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl，奇数电极为正极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，据此分析各选项； 【详解】A．铂电极是阴极，H+在阴极得电子生成H2：2H+ + 2e⁻ = H2↑，A正确； B．工作时，电极为阴极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，、等奇数电极为正极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，均是AgCl转化为Ag，质量减小，B正确； C．在装置运行过程中：左侧高浓度盐酸中，Cl⁻被消耗，同时H+通过质子交换膜迁移到右侧，最终，左侧盐酸浓度降低，右侧盐酸浓度升高；且a1、a3、…、an-1电极质量减小，a2、a4、…、an电极质量增加。若定期将直接相连的Ag/AgCl电极互换，并恢复两侧盐酸浓度，可使装置恢复到初始状态，再次运行，C正确； D．将盐酸换为NaCl溶液、使用阳离子交换膜时，阳极反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑；阴极反应，Na+会通过阳离子交换膜向阴极移动，在铂电极附近生成NaOH。但中间的装置中，Ag/AgCl电极发生反应：Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl和AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，不会生成NaOH，D错误； 故选D。 11. （2026广东卷）做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．钢管桩主要成分为铁，铁的金属活动性强于铜，二者在海水中形成原电池时，铁作负极失电子被氧化，会加速钢管桩腐蚀，不能达到防腐目的，A符合题意； B．铝表面致密的氧化膜能防止内部的铁被腐蚀，即使富铝涂层破损，形成原电池时铝作负极被腐蚀，可保护钢管桩；故能达到防腐目的，B不符合题意； C．该装置为外加电流法，钢管桩连接电源负极作阴极被保护，能达到防腐目的，C不符合题意； D．锌的金属活动性强于铁，二者在海水中形成原电池时锌作负极被腐蚀，属于牺牲阳极法，钢管桩作正极被保护，能达到防腐目的，D不符合题意； 故选A。 12.（2026北京高考） 利用电化学-化学协同法将天然气中的转化为硫酸盐，实现资源化利用。原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 溶液的作用之一是吸收 B. 极的电极反应式： C. 工作一段时间后，阴极室的总浓度下降 D. 理论上，阳极产生的大于阴极消耗的 【答案】D 【解析】 【分析】由题可知，通入溶液中，反应生成，在a电极得到电子生成和，电极反应式为，被氧化为，b电极上，失去电子生成水和氧气，电极反应式为：，据此回答。 【详解】A．溶液呈碱性，可与酸性气体发生反应，起到吸收的作用，A正确； B．a极为阴极，O2在碱性条件下得电子生成，电极反应式为：，B正确； C．阴极室中吸收H2S会消耗，假设处理：，消耗，生成，被氧化为消耗：，同时生成，为了生成需要转移8 mol电子：同时生成，同时双极膜中有向阴极迁移，并消耗（中和反应），综合来看，消耗，生成，因此总浓度下降，C正确； D．阳极反应为，每生成1 mol O2转移4 mol电子，阴极每消耗1 mol O2转移2 mol电子，相同转移电子数下，阳极产生的n(O2)小于阴极消耗的n(O2)，D错误； 故选D。 13. （2026重庆高考）电化学捕获并生产的一种联合电解装置如图所示。下列叙述错误的是 A. 两个电解池阳极上的电极反应相同 B. 理论上电解池1中氧气的净增量为零 C. 电解池2的总反应为 D. 理论上该联合电解装置生产需转移电子 【答案】D 【解析】 【分析】两个电解池中，b极和d极均生成，氧元素从-2价升高到0价，失电子发生氧化反应，因此b、d均为阳极，a、c均为阴极。 【详解】A．两个电解池的阳极（b、d）反应均为，电极反应相同，A正确； B．电解池1阴极a消耗，电极反应：，阳极b生成，相同转移电子数下，消耗和生成的物质的量相等，故净增量为零，B正确； C．电解池2阴极反应为，阳极反应为，阴阳极反应相加配平得到总反应，C正确； D．中C为+4价，中C为+2价，生成1mol 时C得到2mol电子，故转移电子为2mol；如果考虑整个联合装置的电子转移总数：为了给电解池2提供这 1 mol CO2，电解池1中需要生成 1 mol 并与反应放出 1 mol CO2。根据电解池1的阴极反应，生成1 mol 同样需要转移 2 mol 电子。 因此，系统内外总共转移 4 mol 电子。无论采用何种计算方式，转移的电子数都不是 3 mol，D错误； 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $ 12 电化学原理及其应用 一．刷题秘诀 1．离子交换膜 2.电化学串联装置 （1）两类串联装置 有外接电源，两烧杯均为电解池，且串联电解，导线上转移的电子、通过的电流相等 无外接电源，二者必有一个装置是原电池（相当于发电装置），为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，即左侧为原电池装置，右侧为电解池装置 （2）串联装置的解题流程 🔍模拟演练 1. （天津一中月考） Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H⁺浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 A. 电解时阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑ B. 生成O2和H2的质量比为16：1 C. 电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D. CrO3的生成反应为：+2H+=2CrO3+H2O 2. （安徽A10联盟）中国科学院上海硅酸盐研究所科研团队报道了一种在碱性条件下耦合产氢的硼氢化物燃料电池，其工作原理如下图所示： 下列有关说法正确的是 A. 电极Q为原电池的负极，发生氧化反应 B. 离子交换膜为阳离子交换膜 C. 电极P的电极反应式为： D. 离子交换膜转移0.1mol离子时，电池产生0.2mol 3. （辽宁名校联盟）利用电解原理将污染物硝酸盐（）高效转化为氨，兼具环境修复与绿氨合成的功能。下图为污水处理及将所得氨气用于转化为电能的组合装置。 下列说法错误的是 A. M极与电源负极相连 B. X极的电极反应式为 C. 乙膜宜选用阴离子交换膜 D. 每处理废液，N极同时生成4.48 L O2（标准状况下） 4. （武汉四中12月月考） 一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备(如图所示)，充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3。下列说法错误的是 A. 充电时，电极b与直流电源的正极相连，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑ B. 放电时，化学能转化为电能，氯化钠溶液的浓度增大 C. 若用该装置作为电解精炼铜的电源，则电极a与粗铜电极相连 D. 放电时，外电路通过的电子的数目为1.204×1024，消耗的氯气的质量为71g 5. （无锡12月联考）以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示。 下列说法正确的是 A. 电解时的阳极反应为：2Cr3++6e-+7H2O=+14H+ B. 电解结束后，阴极区溶液pH升高 C. 1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗mol D. 甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 6. （南开大学附中检测三）如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 A. 透过质子交换膜由右向左移动 B. 铜电极应与X相连接 C. 当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g D. M电极的反应式： 7. （山东日照一中12月）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法中错误的是 A. 气体扩散电极电势高于惰性电极 B. 放电时电池总反应为 C. 放电时外电路电流由惰性电极流向气体扩散电极 D. 充电时Li+移向惰性电极 8. 在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子，在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. 电解一段时间后，Fe电极区pH增大 B. Fe电极上发生的反应为 C. 若以铅蓄电池为电源，则Fe电极应与铅蓄电池的Pb电极相连 D. 电路中每转移0.2mol ，由Pt电极区向Fe电极区转移的数目为 9. （福州适应五）一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是 A. 热端电极反应式为： B. 图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向 C. 离子交换膜为阳离子交换膜 D. 移除紫外光后电池电压不变 10. （东北三省一区二模）一种利用微生物燃料电池电解废水处理装置不仅获得高效能源，还通过电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH。相关装置如图所示。有关说法错误的是 A. 该装置可用于浓缩海水 B. 局部电子流向为：电极b→导线→石墨电极X C. 微生物菌辅助电极Y的电极反应为：CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+ D. 合成1 mol (CH3)4NOH时，MFC理论上至少需要消耗标准状况下空气少于22.4 L 11. （十堰五月适应考试）工业上利用电解的方法在电极上产生活性氧原子自由基，活性氧具有非常强的氧化性，可以将有机物转化为，在Ⅰ区生成，其电解原理如图所示，M极、N极均为惰性电极。下列说法错误的是 A. M极与电源的正极相连 B. Ⅱ区溶液pH升高 C. 产生活性氧的电极反应式为 电路中转移时，理论上生成0.5mol 12. （西安中学检测三）为了实现碳中和，某科研团队研究了以铜基配合物电催化还原的装置原理(如图所示)，下列说法不正确的是 A. Pt电极附近溶液的pH减小 B. 石墨烯为阴极，发生的电极反应为 C. 每转移2 mol电子，阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为30 g D. 该装置可减少在大气中累积和实现可再生能源有效利用 可实现转化为，减少在大气中累积，并实现可再生能源有效利用，D正确； 故选C。 13. （西安85中学期末）我国科研人员利用电化学将硝酸盐污染物转化为具有高附加值的氨，为硝酸盐废水处理提供有效途径，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 电极a连接直流电源的正极 B. 电极b的反应有 C. 阳极区产生与阴极区消耗的物质的量相等 D. 若废水酸性较强，则电极b生成，且易发生析氢副反应 14. （厦门一中12月考）一种循环产氢体系是将锌-多硫化物电池与H2生产装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断生产氢气，原理如图所示。下列说法正确的是 A. 硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能转化为电能 B. 夜间工作时，循环产氢体系应将电极a与c相接、b与d相接 C. 日间工作时，b电极的反应式为 D. H2生产装置工作时，若使用阳离子交换膜，Na+向d电极方向迁移 15. 我国科学家成功攻克全固态金属锂电池的“卡脖子”难关，100 kg电池续航有望突破1000 km天花板。攻克了三大难点：(1)开发“特殊胶水”——；(2)开发柔性固体电解质骨架；(3)氟离子加固电极外壳(如图)。下列叙述错误的是 A. 放电时，将化学能转化为电能 B. 充电时，b电极与电源负极连接 C. 充电时，a电极上的电极反应式为 D. 放电时，电路中转移2 mol电子时，理论上向b电极迁移1 mol阴离子 16. （西南名校联盟诊断）某化学兴趣小组在实验室利用如图装置探究用双极膜电渗析法卤水除硼，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。电源是一种高容量水系锰电池，电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是 A. 石墨电极与电源的负极相连 B. Pt电极反应： C. Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D. Ⅱ室生成1 mol ，锰电池提供的理论容量为53.6 A·h 17. （重庆七校联考）华中科技大学研究者在《Science》报道了一种新型热敏结晶增强液态热化学电池，可以给锂离子电池充电。胍离子(Gdm+)选择性地诱导结晶，与之间的转化平衡被打破，产生电势差，锂离子电池反应为，下列说法正确的是 A. 给锂离子电池充电时，热敏电池中电能转化为热能 B. 该热敏电池给锂离子电池充电时，热端的电极反应式为： C. 锂离子电池充电过程中，通过LiPON薄膜移向b极 D. 对锂离子电池充电时，热端电极转移x mol电子，b极消耗 18. (长沙一中第五次月考）电解回收工业废气中的和的实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 经过装置a排放出的来自废气和溶液 B. 流出装置a的碱性溶液进入装置b的阳极区 C. 装置b中每回收的同时生成 D. 装置b中吸收的电解液应为浓溶液 19. （宜昌元月调研）我国科学家设计了一种用惰性电极电解制氢装置，同时可制备高纯度，原理如图所示。下列说法错误的是 A. b的电极电势比a低 B. X电极反应方程式 C. 甲膜是阳离子交换膜，乙膜是阴离子交换膜 D. 理论上生成1molH2，Y区溶液质量减少2 g 20. （山东大学附中）某工厂通过如下装置处理两个车间的、废气(电极均为惰性电极)，下列说法错误的是 A. 电极电势： B. 阴极电极反应式： C. 通电一段时间后甲室的增大 D. 每转移，可以处理标准状况下 🎯 真题链接 —— 直击高考 1. （湖南2026高考）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A. 往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B. 正极反应式为 C. 放电时，从负极向正极移动 D. 每消耗负极材料 ，理论上外电路中通过了 2. （湖北26高考）某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压，偏压为负时，光电极上发生还原反应。 下列说法错误的是 A. 偏压为时，光电极反应为 B. 每产生，右室溶液质量减少 C. 偏压为时，光电极排斥以清洁表面 D. 相对于恒定偏压，脉冲偏压利于提高光电极的制效率 3. （河北2026高考）我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂，可实现硝酸盐与葡萄糖的同时转化，其原理如图所示： 下列说法错误的是 A. M是电源正极，N是电源负极 B. 电解一段时间后，电极Ⅱ附近减小 C. 电路中每通过 电子，理论上产生0.5 mol D. 总反应为 4. （江西2026高考）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A. 阳极反应： B. 外电路电子由b流向a C. 每生成，消耗 D. 经交换膜从右向左移动 5. （2026贵州卷）储能技术是新能源产业发展的重要支撑。一种基于TEMPO衍生物作为正极储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图。 下列说法正确的是 A. 充电时，电极a发生氧化反应 B. 充电时，电子从电源的负极流向a极，由b极流向电源的正极 C. 放电时，正极反应为 D. 放电时，外电路转移2 mol电子，理论上负极区溶液质量减少71 g 6. （2026四川卷）化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法。将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解，和分别进入对应的储存电极。提取完成后，将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解，即得纯净的。其工作原理示意图如下。 下列说法错误的是 A. 提取的电极反应为 B. 提取电解槽中，每提取，理论上可回收 C. 释放电解槽中，中的钛被氧化 D. 释放电解槽的总反应为 7. （2026广东卷）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A. ①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B. 阳极反应为 C. 电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D. 电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 8. （2026陕晋青宁高考）某科研团队利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简单处理可恢复。下列说法正确的是 A. 膜为阳离子交换膜 B. 当气体通入左室开始工作时，电极a为正极 C. 理论上，电路中通过的与消耗 的物质的量之比为 D. 电池总反应为 9. （2026黑吉辽蒙高考）一种从废旧电池正极材料（）中回收锂元素的电化学装置如图。下列说法错误的是 A. 电极反应： B. 电路中转移电子，理论上可回收 C. 电极连接电源正极 D. 可转化为和，会降低锂理论回收产率 10. （2026河南卷）一种多组串联的电化学装置可以同时产生和，其工作原理如图所示。其中均为电极，每组装置左侧均为高浓度盐酸，右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。 下列说法错误的是 A. 工作时，铂电极上产生 B. 工作时，电极、、的质量均减小 C. 定期互换直接相连的电极，并恢复溶液浓度，整个装置可再次运行 D. 将盐酸换为对应浓度溶液，使用阳离子交换膜，每组装置启动时均生成 11. （2026广东卷）做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是 A. B. C. D. 12.（2026北京高考） 利用电化学-化学协同法将天然气中的转化为硫酸盐，实现资源化利用。原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 溶液的作用之一是吸收 B. 极的电极反应式： C. 工作一段时间后，阴极室的总浓度下降 D. 理论上，阳极产生的大于阴极消耗的 13. （2026重庆高考）电化学捕获并生产的一种联合电解装置如图所示。下列叙述错误的是 A. 两个电解池阳极上的电极反应相同 B. 理论上电解池1中氧气的净增量为零 C. 电解池2的总反应为 D. 理论上该联合电解装置生产需转移电子 学科网（北京）股份有限公司 $