第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（培优专项训练）（全国通用）2027年高考化学一轮复习高效培优系列

**基本信息** 以电化学原理为核心，通过真题感知-进阶演练-拔高预测三级架构，系统提炼电解池分析、电子守恒计算等方法，构建从基础原理到创新应用的知识逻辑链，培养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| |----|-----------|----------|----------| |真题·命题感知|4题|双电解槽分段处理、电子守恒计算、电极类型判断、金属活动性顺序应用|从电解池原理、金属腐蚀防护基础概念，到资源回收、污染物处理的实际应用| |进阶·强化演练|4考向16题|间接氧化电子转移等效法、离子交换膜作用分析、电极反应式书写技巧|按考向深化：金属腐蚀防护→电解池原理→离子交换膜→创新应用，形成递进逻辑| |拔高·模拟预测|20题|双极膜迁移规律、复合反应电子守恒、催化剂作用机理分析|综合应用电化学原理解决能源转化、物质合成等复杂问题，体现科学态度与责任|

第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护 目 录 真题·命题感知 进阶·强化演练 考向01 金属的腐蚀与防护 考向02 电解池原理及电解原理 考向03 离子交换膜与电解池 考向04 电解池的创新应用 拔高·模拟预测 真题·命题感知 1.（2026·四川·高考真题）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 【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，电极反应为；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。 【解析】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；提取电解槽中，每提取，电路中转移，由阳极电极反应式可知，理论上可回收，B错误；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；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。 命题情境 本题以废旧LiFePO4电池正极材料的回收为情境，紧扣“资源循环利用”的时代主题。随着新能源汽车产业的爆发式增长，动力电池的退役潮已经来临。LiFePO4是主流正极材料之一，其中锂含量约为4%，钴、镍等有价金属含量虽低但价值高。传统的火法回收能耗大、污染重，而湿法回收流程长、废液多。本题展示的电化学提取法，利用“提取电解槽”将Li+嵌入储锂电极（Li1.5Ti2(PO4)3），再通过“释放电解槽”获得纯净的Li3PO4产品，实现了锂的高效选择性回收。整个过程中钛基储锂材料可循环使用，体现了绿色化学的原子经济性思想。 解题方法 本题涉及双电解槽的串联分析，技巧在于“分段处理、分别书写”。先分析提取电解槽：阴极发生还原反应（Li+嵌入），阳极发生氧化反应（Bi失电子，同时H2PO4—参与生成H3PO4）。根据电子守恒，每嵌入1 mol Li+转移1 mol e—，阳极上每转移3 mol e⁻生成2 mol H3PO4，故生成H3PO4的物质的量为2/3 mol，而非1 mol，这是定量关系的易错点。再分析释放电解槽：左侧释放Li+为阳极（失电子，Ti被氧化），右侧释放PO4³—为阴极（BiPO4得电子生成Bi），总反应需要将两极得失电子数配平（均为2.1 e—），再结合Li+与PO4³—生成Li3PO4沉淀，即可验证总反应的正确性。 2.（2026·河北·高考真题）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 【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。 【解析】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；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；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；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。 命题情境 本题以电催化共转化硝酸盐和葡萄糖为情境，展示了电化学在“污染物资源化”领域的创新应用。硝酸盐（NO3—）是农业面源污染和工业废水中的常见污染物，会导致水体富营养化；而葡萄糖是生物质资源的重要平台分子。传统处理中，硝酸盐常被还原为N2去除，葡萄糖则被氧化为CO2，这造成了氮元素和碳资源的浪费。本题设计的双功能电催化剂，在阳极将葡萄糖选择性氧化为葡萄糖二酸（C6H8O8²—），在阴极将硝酸盐还原为氨（NH3），实现了“污染物→高值化学品”的同步转化。这种“一石二鸟”的策略，为生物质精炼与废水处理的耦合提供了新思路，体现了绿色化学和原子经济性的理念。 解题方法 解答本题需熟练掌握“转移电子数→产物物质的量”的计算。第一步，根据元素化合价变化判断电极：C6H12O6中C为0价，C6H8O8²—中C为+1价（平均），C的化合价升高，发生氧化反应，故电极Ⅰ为阳极。第二步，写出阳极反应式：C6H12O6-6e—+8OH—=C6H8O8²—+6H2O，得出转移6 mol e—生成1 mol产物，故转移3 mol e—生成0.5 mol。第三步，判断阴极附近c(OH—)变化：阴极反应NO3—+8e—+6H2O=NH3↑+9OH—，生成OH—，故c(OH—)增大而非减小，这是利用“反应式直接判断”的快捷方法。 3.（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）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，会降低锂的理论回收产率 【答案】D 【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。 【解析】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；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；右侧发生氧化反应：被氧化为，阳极连接电源正极，C正确；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。 命题情境 本题以废旧LiFePO4电池中锂的回收为情境，体现了“殊途同归”的科研思路。本题采用“氧气阴极还原生成H2O2”作为氧化剂，利用H2O2在酸性条件下将LiFePO4中的Fe²+氧化为Fe³+，使Li+脱出进入溶液，再通过电迁移回收锂。右侧I—/I3—氧化还原对作为“电子梭”，在阳极上I—被氧化为I3—，I3—扩散到正极材料处氧化LiFePO4，自身被还原为I—，实现了“间接电氧化”的循环过程。阴离子交换膜允许SO4²—通过，保证了双室间的电荷平衡。这种设计避免了对电极材料的机械处理或强酸浸出，是温和、高效的回收策略。 解题方法 本题的难点在于理解“间接氧化”的电子转移等效性。技巧一：判断电极类型——左侧O2→H2O2为得电子还原，故a为阴极；右侧I—→I3—为失电子氧化，故b为阳极。技巧二：关于I3⁻歧化是否影响回收率，要计算其氧化能力是否改变：3 mol I3—得6 mol e—，歧化为1 mol IO3—（得6 mol e—）和8 mol I—，总得电子能力仍为6 mol e—，因此理论上不降低锂的回收产率。这种“电子守恒”的思维是解答氧化还原相关问题的金钥匙。技巧三：电路中转移2 mol e—，阴极和阳极均有反应，两侧均可释放Li+，故回收的Li+总量为4 mol，体现了“双电极同时工作”的并联效果。 4.（2026·广东·高考真题）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】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；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；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；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。 命题情境 本题以海上风电基础的防腐为情境，紧密联系海洋工程与金属防护。海上风电是清洁能源的重要组成部分，但风电基础（钢管桩）长期浸泡在海水中，面临着严重的电化学腐蚀威胁。海水中Cl—浓度高、电阻率低，且含氧量充足，构成了强烈的腐蚀环境。防腐措施分为三类：①覆盖层防护（如富铝涂层），利用铝表面致密的Al2O3膜阻挡腐蚀介质；②牺牲阳极保护（如连接锌块），让更活泼的金属优先腐蚀；③外加电流阴极保护（如连接电源负极），通过外部电源强制使钢铁成为阴极。本题通过四种措施的对比，考查学生对电化学防腐原理的深层理解，体现了化学知识在重大工程安全中的保障作用。 解题方法 解答金属腐蚀防护题，关键是抓住“保护谁、谁牺牲、怎么保”。技巧一：牺牲阳极法——被保护的金属作正极（阴极），比它更活泼的金属作负极（阳极）被腐蚀。例如Zn-Fe原电池中Zn作负极牺牲，Fe作正极被保护。技巧二：外加电流法——被保护的金属连接电源负极，成为电解池的阴极（得到电子被保护）。技巧三：警惕“负效应”组合——若将Fe与Cu连接，因Fe比Cu活泼，Fe作负极加速腐蚀，这属于“牺牲了不该牺牲的”，不能达到防腐目的。判断金属活动性顺序（Al>Zn>Fe>Cu）是解此类题的基础。 进阶·强化演练 考向01 金属的腐蚀与防护 1.（2026·广东佛山·二模）城市道路使用食盐除冰时，会加剧道路钢制设施的腐蚀。下列说法错误的是 A．食盐水作电解质溶液，钢材发生电化学腐蚀 B．钢材中铁作负极，发生氧化反应 C．理论上每消耗标准状况下11.2 L O2，转移2 mol e- D．钢材中添加铬、镍等元素制成不锈钢，采用了牺牲阳极法防腐 【答案】D 【解析】食盐溶于水形成的食盐水可导电，作为电解质溶液，钢材中的铁、碳与食盐水构成原电池，发生电化学腐蚀，A正确；钢材发生电化学腐蚀时，铁的活泼性强于碳，作原电池负极，失电子发生氧化反应，B正确；吸氧腐蚀的正极反应为，标准状况下11.2L 的物质的量为，转移电子的物质的量为，C正确；钢材中添加铬、镍等元素制成不锈钢，属于通过改变金属内部结构的方式防腐，牺牲阳极法是将更活泼的金属与被保护金属连接形成原电池，消耗活泼负极从而保护正极金属，二者防腐原理不同，D错误；故选D。 2.（2026·广东深圳·模拟预测）碳钢作为海洋工程中的常见材料，其电化学腐蚀过程易受微生物影响。某碳钢在混合微生物介质中的腐蚀机理如图所示。下列说法错误的是 A．a区为负极区 B．b区的电极反应为： C．菌a、菌b参与的转化过程，铁元素不一定均被氧化 D．图中附着于碳钢的混合菌会加速碳钢的腐蚀 【答案】B 【解析】a区Fe失电子生成，发生氧化反应，为负极区，A正确；由图可知b区发生得电子的还原反应生成OH-，电极反应为，B错误；菌a作用下转化为时，部分+3价Fe化合价降低被还原，因此铁元素不一定均被氧化，C正确；混合菌可促进碳钢电化学腐蚀过程持续进行，会加速碳钢的腐蚀，D正确：故选B。 3.（2026·浙江·二模）海港、码头的钢制管桩长期受海水(呈弱碱性，含，等)的长期侵蚀，常用外加电流法对其进行保护(装置如图)，高硅铸铁为惰性直流电源辅助阳极。下列说法不正确的是 A．高硅铸铁做惰性阳极，仅起导电作用不会被损耗 B．阳极主要发生的反应是被还原为 C．保护电流应该根据环境条件变化进行调整 D．外加电压偏高时，钢制管桩表面可能发生反应： 【答案】B 【解析】高硅铸铁是惰性阳极，本身不参与反应，仅起到导电作用，不会被损耗，A正确；阳极发生失电子的氧化反应，Cl-失去电子被氧化为Cl2，B错误；海水环境条件，如离子浓度、温度等，发生变化时，腐蚀速率会改变，因此保护电流需要根据环境调整，C正确；海水中溶解有氧气，钢制管桩作阴极，外加电压偏高时，氧气可在阴极表面得电子，发生反应，D正确；故选B。 4.（2026·四川广安·模拟预测）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法不正确的是 A．图乙所示钢闸门的防腐效果比图甲好 B．图乙中，辅助阳极材料通常选用铜 C．图甲的防腐原理是牺牲阳极的阴极保护法 D．图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： 【答案】B 【分析】图甲为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，它作为原电池的负极，失去电子被氧化，钢闸门作为原电池的正极被保护；图乙为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，钢闸门作为电解池的阴极被保护，据此解题。 【解析】图甲是牺牲阳极的阴极保护法，利用较活泼的金属被腐蚀，保护钢闸门，图乙是外加电流的阴极保护法，钢闸门接电源负极，被保护效果更稳定、更好，A正确；图乙中，辅助阳极材料若选用铜，铜会在阳极失电子被氧化，无法持续起到辅助阳极的作用，理想的辅助阳极应是惰性材料，如石墨等，只传递电子，自身不被大量消耗，所以辅助阳极材料通常不选用铜，B错误；图甲为牺牲阳极的阴极保护法，C正确；图乙中，钢闸门接电源负极，为阴极，发生还原反应，当外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的氧气也会竞争放电，故可发生：，D正确：故选B。 考向02 电解池原理及电解原理 1.（2026·湖北武汉·三模）我国科学家研发了一种氨电氧化制备肼()的工艺。先用环己醇电化学催化合成DCHA，所得的DCHA再通过在酸性条件下水解得到肼盐()，原理如图。双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。 下列说法正确的是 A．阴极的电极方程式为 B．电解一段时间后阳极区的溶液碱性增强 C．理论上生成，双极膜中有解离 D．DCHA水解所得的有机产物理论上可在阳极区进行循环利用 【答案】D 【分析】左侧Mn-Ni(OH)2电极上环己醇、NH3转化为DCHA，发生氧化反应，为阳极；右侧Pt电极为阴极。双极膜解离：H2O=H++OH-，OH-向阳极移动，H+向阴极移动。 【解析】阴极区域电解液是KOH碱性溶液，迁移过来的H+会立刻和OH-结合，不会大量存在。阴极反应不是，实际是，A错误；双极膜解离出的OH-持续迁移进入阳极区，但是阳极反应不断消耗OH-；整体阳极区碱性基本不变，不是增强，B错误；转化关系：环己醇→环己酮→与NH3生成中间产物，最终得到DCHA。生成1mol DCHA时，转化为含肼结构的DCHA共失去2mol电子，电路中转移2mol电子，理论上双极膜仅解离，C错误；DCHA在酸性条件下水解，重新生成环己醇；环己醇恰好是阳极区的起始原料，理论上可以输送到阳极区再次参与电解合成DCHA，实现循环利用，D正确；故选D。 2.（2026·广东佛山·模拟预测）将CO2直接还原成固体碳可以实现碳源的有效固定。一种利用电化学技术固定碳源的装置及其转化过程如图所示，下列说法正确的是 A．电极A连接外接电源的负极，发生氧化反应 B．外电路通过1mol e-时，理论上可固定12 g碳 C．阴极的电极方程式为 D．该装置需要定期补充熔融碳酸盐 【答案】C 【分析】该装置为电解池，根据转化过程判断：转化为固体时元素化合价降低，得电子，因此电极为阴极（接电源负极，发生还原反应），电极为阳极（失电子生成，接电源正极，发生氧化反应），逐一分析选项： 【解析】A极为阴极，则电极A连接外接电源的负极，发生还原反应，A错误；从中的价变为价的单质，生成（即碳）需要转移电子，因此转移电子时，仅固定碳，，B错误；阴极上得电子生成和，电极反应，原子守恒、电荷守恒，符合反应原理，C正确；该过程的总反应为，在循环中再生，不需要定期补充熔融碳酸盐，D错误；故选C。 3.（2026·广东广州·二模）利用镍修饰铜催化剂电催化硝酸盐还原制氨的装置及相关机理如下图。下列说法正确的是 A．工作时电子从电源b极流向碳棒 B．元素的引入促使转化为活性氢，有利于的生成 C．室温时镍修饰铜催化剂表面的电极反应式为 D．高温时，电路中每转移电子，理论上阳极可生成气体(已折算为标准状况) 【答案】B 【解析】镍修饰铜催化剂上硝酸根得电子发生还原反应，为阴极，因此电源a为负极、b为正极，电子从阳极（碳棒）流向电源b极，A错误；由机理图可知，Ni可促使转化为活性氢，活性氢可将还原为，有利于的生成，B正确；电解质溶液为NaOH碱性溶液，电极反应中不能出现，正确的电极反应为，C错误；阳极反应为，转移4mol电子时生成1mol，标准状况下体积为22.4L，D错误；故选B。 4.（2026·江苏省镇江市·模拟预测）我国科研小组实现了光电条件下脂肪醇与芳基卤代烃的偶联反应，具体工作原理如下图。 已知：R表示烷基；X表示卤素原子；L为有机物，易提供孤对电子形成配合物；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示步骤。 下列说法正确的是 A．接铅蓄电池电源的电极 B．M电极区域发生反应： C．该偶联反应为 D．电解一段时间后需补充含的电解质 【答案】C 【分析】催化条件下，该装置以外加电源驱动电化学氧化还原过程：阳极区域中，脂肪醇在Fe3+/Fe2+介质的辅助下被氧化生成烷基自由基，同时释放质子；阴极区域中，Ni配合物被还原为Ni活性物种，对芳基卤代烃进行氧化加成生成芳基镍(II)中间体，该中间体进一步捕获阳极产生的烷基自由基，经还原消除形成C–C偶联产物Ar–R，同时再生Ni完成催化循环；光照可能通过激发催化剂或半导体电极促进界面电子转移，提高反应效率；据此解答。 【解析】根据循环过程，左侧电极M中，[FeCl3]-转化为[FeCl4]-，Fe失电子发生氧化反应，因此M是阳极，接电源正极，右侧电极N中，带+2电荷的物质(Ⅱ)得电子转化为带+1电荷的物质(Ⅲ)，发生还原反应，N是阴极，接电源负极，在铅蓄电池中，Pb为负极、PbO2为正极，因此N极接铅蓄电池电源的Pb电极，A错误；根据循环过程，左侧电极M中，[FeCl3]-失电子转化为[FeCl4]-，电极反应为，B错误；根据整个过程的反应物和产物，反应物为RCH2OH和芳基卤代烃C6H5X，产物为偶联产物R-C6H5、CH2O、HX，原子守恒配平后总反应为 ，C正确；循环过程中，[FeCl4]-与RCH2OH反应会释放Cl-，[FeCl3]-在M极重新生成[FeCl4]-消耗Cl-，Cl-循环利用，总量不变，不需要补充，D错误；故选C。 考向03 离子交换膜与电解池 1.（2026·福建福州·模拟预测）电解水制氢和耦合醇制酸的装置及机理如下，下列说法错误的是 A．阳极反应的催化剂是NiO B．当被氧化为时，转移4 mol电子 C．阴极室的KOH的物质的量不因反应而改变 D．经历2次1mol NiO与的互相转化可得到2 molH2 【答案】D 【分析】该装置为电解装置，左侧生成，因此左侧为阴极，右侧为阳极，据此分析； 【解析】从右侧机理图可见，先在阳极失去电子转化为，后续参与醇的氧化反应后又重新生成，整个过程中循环参与反应、最终不被消耗，符合催化剂的特征，因此阳极反应的催化剂是，A正确；被氧化为时，中官能团碳的化合价从升高到中的，该物质共失去电子，B正确；阴极反应为，生成的会通过阴离子交换膜迁移到阳极室，不能透过阴离子交换膜，留在阴极，因此阴极室的物质的量不变，C正确；，从价升高到，每转移电子；一次完整的和互相转化共转移电子，2次转化转移 电子；阴极生成需要得到 电子，因此最终得到，D错误；故选D。 2.（2026·山西忻州·模拟预测）化学镀镍液的主要成分是浓次磷酸镍和浓次磷酸的混合溶液，该混合溶液可由如图所示电解装置制备。下列说法正确的是 A．a室中在电极上放电的物质只有金属镍 B．电解一段时间后b室中NaOH的浓度会减小 C．膜2是阳离子交换膜，膜3是阴离子交换膜 D．转移2mol电子，通过膜1的小于1mol 【答案】D 【解析】a室电极连接电源正极，作阳极，阳极上Ni失电子生成，失电子生成，A项错误；电解过程中在阴极上得电子生成，原料室中的进入b室中，因此电解一段时间后b室中NaOH的浓度会增大，B项错误；电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。产品室中得到次磷酸镍，因此阳极区生成的Ni2+移向产品室，原料室中的也移向产品室，为了确保产品的纯度和原料室电荷守恒，原料室中的Na+移向阴极区，因此膜1、膜2、膜3分别采用阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜，C项错误；因为通过膜1的离子不仅有，还有，因此转移2mol电子，通过膜1的小于1mol，D项正确；故选D。 3.（2026·福建泉州·模拟预测）利用DAT()制备高附加值产品DAAT()，同时实现双极制氢，工作原理如图，极反应为。下列说法正确的是 A．与电极相连的为电源正极 B．①号N元素反应过程中化合价不变 C．工作时由极室迁移到极室 D．理论上，制备时生成(标准状况下) 【答案】D 【解析】N极反应中失去电子，为电解池阳极，与电源正极相连，M为阴极与电源负极相连，A错误；DAT转化为DAAT时发生失电子的氧化反应，①号N元素化合价升高，B错误；电解池中阴离子向阳极移动，OH⁻应由M极室迁移到N极室，C错误；由N极反应可知，生成1 mol DAAT转移2 mol电子，此时N极生成1 mol H2，阴极M极发生反应，也生成1 mol H2，共得到2 mol H2；则制备0.5 mol DAAT时共生成1 mol H2，标况下体积为22.4 L，D正确；故选D。 4.（2026·广东深圳·模拟预测）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，H+从右室向左室移动 B．电解总反应：TY+H2OTQ+2H2 C．用18O标记电解液中的水，可得到 D．电路中每转移2 mol e-，理论上b电极上催化反应进行循环0.5NA次 【答案】C 【分析】电解法合成百里醌（TQ）。电极b为阳极，百里酚（TY）被氧化为百里醌（TQ），电极a为阴极，被还原为。阳极反应：，阴极反应：，总反应：，据此分析。 【解析】电解时，阳离子向阴极移动，故从右室（阳极室）向左室（阴极室）移动，A正确；结合阳极与阴极反应，总反应为，B正确；根据右图可知，用标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，C错误；电极b上每完成一次催化循环，转移4mol电子，故电路中每转移2mol电子，催化反应进行循环0.5次，即次，D正确；故选C。 考向04 电解池的创新应用 1.（2026·江苏连云港·三模）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．I为阳离子交换膜，III为阴离子交换膜 B．电极b上发生的电极反应式为： C．须在3室中加入海水，电解池工作一段时间后，3室中可以得到淡化海水 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上消耗标准状况下 【答案】D 【分析】该装置为电解池，电极a与外接电源负极相连作阴极，电极反应为；电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为。该电解池工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，电解池中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，阳极有大量，所以阳极的通过离子交换膜Ⅲ向左移动，通过离子交换膜Ⅱ向右移动，在离子交换膜Ⅱ、Ⅲ之间得到，同时要淡化海水，所以离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间的阴、阳离子向两侧移动，即通过离子交换膜Ⅰ向左移动，通过离子交换膜Ⅱ向右移动，离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间得到淡化的海水，故离子交换膜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜。 【解析】由分析知，I为阳离子交换膜，通过离子交换膜Ⅰ向左移动；III为阳离子交换膜，通过离子交换膜Ⅲ向左移动，A错误；由分析知，电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为，B错误；由分析可知，应在2室中加入海水以进行淡化，而3室用于收集，离子浓度会增大，无法得到淡化水，C错误；每脱除58.5 g NaCl，电路中转移1 mol电子，根据a电极反应：计算可知，消耗，标准状况下体积为，D正确；故选D。 2.（2026·安徽六安·模拟预测）科研人员以对硝基甲苯和丙烯腈为原料，采用间接成对电解方法协同合成对硝基苯甲酸和己二腈。两极均为惰性电极，电解质溶液为稀硫酸，双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成OH-和H+，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移，反应的原理示意图如下图所示。下列说法正确的是 A．a为电源正极 B．转化2 mol丙烯腈，理论上电路中转移电子数为2NA C．双极膜中减少27 gH2O时，则与b极相连的电极上有1molCr3+发生转化 D．右半区综合反应的方程式为：-6e-+2H2O→+6H+ 【答案】D 【分析】a侧电解池的电极得电子发生还原反应生成、得电子发生还原反应生成，a是电源负极；b侧电解池的电极失电子发生氧化反应生成 , b是电源正极； 【解析】根据以上分析，a侧电解池的电极发生还原反应为阴极，a为电源负极，A错误；丙烯腈转化为己二腈的方程式为，转化2 mol丙烯腈，氧化还原过程转移2mol电子，但阴极存在副反应，理论上电路中转移电子数大于，B错误；电极上有发生转化，转移电子数为，对应双极膜迁移出和，减轻，C错误；右半区在阳极失电子发生氧化反应生成，把对硝基甲苯氧化为对硝基苯甲酸，综合反应的方程式为：-6e-+2H2O→+6H+，D正确；故选D。 3.（2026·海南·模拟预测）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，将其与微生物电解池进行串联，可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下，所用电极均是惰性电极。 下列说法不正确的是 A．电子由R极经导线流向N极 B．交换膜1为阴离子交换膜 C．R极电极反应式： D．一段时间后，T极沉积2.07 gPb，NaCl溶液中减少0.02 molNaCl 【答案】D 【分析】原电池中，M极氧化为，失电子，故M是原电池负极；N极还原为，得电子，故N是原电池正极。电解池中，原电池正极N接R极，故R是电解池阳极；原电池负极M接T极，故T是电解池阴极。 【解析】电子仅在导线中移动，流向为：原电池负极M→电解池阴极T，电解池阳极R→原电池正极N，因此电子由R极经导线流向N极，A正确；原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极；为脱盐，需要从NaCl溶液向负极M侧移动，因此允许通过的交换膜1是阴离子交换膜，B正确；R为阳极，失电子生成，电极反应，原子、电荷、化合价均配平正确，C正确；，T极阴极同时发生两个还原反应：、，生成0.01 mol Pb时，仅Pb就得到0.02 mol电子，加上得电子，总转移电子数大于0.02 mol；原电池中每转移1 mol电子，就有1 mol和1 mol移出NaCl溶液，因此NaCl减少量大于0.02 mol，D错误；故选D。 4.（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化可将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(FDCA)，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场作用下，双极膜中离子向两极迁移。下列说法错误的是 A．a极的电势低于b极 B．b极的电极反应式为 C．制备1 mol 时，产生1.5 mol气体X D．该装置工作一段时间后，硫酸的浓度会减小 【答案】C 【分析】HMF转化为FDCA的过程是氧化反应（、被氧化为），电解池中氧化反应发生在阳极，因此为阳极，接电源正极；为阴极，接电源负极。 【解析】由图可知，HMF在b极上转化为FDCA，羟基和醛基转化为羧基，该反应为氧化反应，则b极为阳极，a极为阴极，阴极的电势低于阳极，故a极的电势低于b极，A正确；b极羟基和醛基转化为羧基，失去，失去，共失去，发生了氧化反应，，B正确；制备1 mol FDCA时，转移6 mol电子；阴极（极）反应为，转移6 mol电子时，生成气体的物质的量为，C错误；双极膜中，阳离子向阴极（侧）移动，阴离子向阳极（侧，硫酸区）移动；会与阳极反应生成的结合为水，硫酸不发生迁移，物质的量不变，水的量增大，因此硫酸浓度减小，D正确；故选C。 拔高·模拟预测 1.（2026·广东梅州·模拟预测）基于非对称电解质构型的准固态高压锌-空气二次电池(Zn-MEM可快速传导碱金属离子并防止酸碱中和)的结构如图。下列说法错误的是 已知：的性质与相似。 A．充电时，应连接电源正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．理论上，每转移 ，正极区质量增加 D．放电时，负极区电解质溶液不变 【答案】D 【分析】图中二次电池作原电池时，Zn作负极，被氧化为，由于性质与相似，故进一步溶解在KOH溶液中反应得到，电极反应式为：，Pt/C作正极，在正极上反应被还原为，电极反应式为：，作电解池时则电极Zn、Pt/C分别变为阴、阳极。电极反应与上述内容相反。 【解析】由分析可知，放电时Pt/C作正极，故充电时Pt/C作阳极发生氧化反应，应连接电源正极，A正确；由分析可知，放电时负极的电极反应式为，B正确；理论上，每转移2 mol ，有2 mol 由负极区迁移至正极区，同时正极区有0.5 mol 参与反应生成，故正极区质量增加2mol×39g/mol+0.5mol×32g/mol=94 g，C正确；由以上分析中方程式可得放电时负极区减小，电解质溶液中pH降低，D错误；故选D。 2.（2026·吉林长春·模拟预测）某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3，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．Na3V2(PO4)3电极的电势高于Ni@C电极 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：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3 【答案】C 【分析】由题可知，首次充电时，含V基质脱出Na+，化合价升高，作阳极，Ni@C为阴极；放电时含V基质得电子，作正极，Ni@C失电子作负极，据此分析作答； 【解析】首次充电时，Na3V2（PO4）3脱出2个Na+，变为NaV2（PO4）3，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；充电时，Na3V2(PO4)3电极作阳极，Ni@C失电子作阴极，阳极的电势高于阴极，B正确；该电池含Ni2+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Ni2+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，存在特殊水系耐腐蚀体系，C错误；由分析知，放电时右侧为正极，得电子，电极方程式为：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3，D正确：故选C。 3.（2026·福建泉州·模拟预测）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（）。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．离子交换膜为阴离子交换膜 B．电解过程中，极发生的反应为： C．电解过程中，甲室溶液的质量减少 D．甲室每生成1mol气体时，乙室得到的X的质量大于188g 【答案】C 【分析】M极逸出、，是、失电子发生氧化反应，因此M为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，；N为阴极，发生还原反应，电极反应式为。 【解析】阳极（甲室）反应消耗后，剩余过量（正电荷过剩）；阴极（乙室）反应消耗阳离子后，剩余过量负电荷过剩），为平衡电荷，需要从乙室迁移到甲室中和，因此离子交换膜应为阴离子交换膜，A正确；N是阴极，发生还原反应，反应物是甲基吡啶阳离子，得电子偶联生成，题给反应式原子、电荷均守恒，B正确；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，，每转移1 mol电子，生成（8 g）逸出，同时从乙室迁移过来（35.5 g），甲室溶液质量增加，C错误；X的摩尔质量为，生成转移电子，对应生成（质量）；但甲室气体中混有少量，生成转移电子，因此混合气体转移总电子数大于，对应生成X的物质的量大于，质量大于，D正确；故选C。 4.（2026·山东潍坊·三模）以滤纸包裹的固体粉末为原料，一定浓度的溶液、溶液分别作为两极区的电解液，用惰性电极电解制备的原理如图。下列说法正确的是 A．a极为负极 B．隔膜为阳离子交换膜 C．两极区的电解液也可互换 D．“氧化”消耗与电解产生的的物质的量相等 【答案】B 【分析】用惰性电极电解制备属于电解池原理，d极区氧气得电子和水转化为氢氧根离子，电极反应式为：，则电源b为负极，a为正极，阳极区水失去电子转化为氧气和氢离子，电极反应式为：，据此分析解答。 【解析】根据上述分析可知，a为电源的正极，A错误；阳极区水失去电子生成的氢离子与碳酸铈结合后生成Ce3+，通过隔膜向阴极区迁移，与氢氧根离子结合生成Ce(OH)3，所以隔膜为阳离子交换膜，B正确；若两极区电解液交换后，则阳极区氯离子会优先失去电子转化为氯气，有毒，且碳酸铈无法溶解生成Ce3+，改变电解反应，不能达到制备目的，C错误；根据图示与得失电子数守恒可知，若“氧化”消耗1mol，则需要4mol Ce(OH)3，即12mol氢氧根离子参与离子反应，结合关系式：可知，需要消耗氧气的物质的量为3mol，即“氧化”消耗与电解产生的的物质的量不相等，D错误。 5.（2026·河南漯河·三模）一种循环产氢体系原理如图所示，将锌一多硫化物电池与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。下列说法正确的是 A．硅太阳能电池、锌一多硫化物电池均可实现化学能转化为电能 B．白天断开开关K，夜间闭合开关K C．日间工作时，b电极的反应式为S+S2-+2e-=S 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 【分析】白天太阳能转化为电能所以需要闭合K，电能转化为化学能，一方面给锌一多硫化物电池充电，另一方面对H2装置电解。晚上锌一多硫化物电池放电对H2生产装置电解。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，水得电子生成氢气，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装置供电，电解反应产生H2，据此分析解题。 【解析】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；白天闭合开关K，夜间断开开关K，B错误；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S+S2--2e-=S，C错误；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：故选D。 6.（2026·重庆江津·三模）扑热息痛()是一种可用于治疗感冒发烧，还能缓解各种疼痛的药品，可通过电解苯酚和乙腈(CH3CN)的水溶液在电极上直接合成，装置如图所示，其中电极材料均为石墨。下列说法错误的是 A．电极b的电极反应式为 B．H2O2得失电子能力的强弱与溶液的酸碱性有关 C．电极c的反应式为： D．合成1 mol扑热息痛，理论上甲室质量增重96 g 【答案】D 【分析】左侧甲、乙两室组成新型原电池，为右侧丙电解池提供电能；极（乙室，酸性）为原电池正极，电极反应：；极（甲室，碱性）为原电池负极，失电子发生氧化：；经阴离子交换膜由乙室定向迁移至甲室；丙池中接原电池正极作阳极，苯酚与在阳极失电子氧化生成扑热息痛，为电解池阴极，据此分析。 【解析】为原电池正极，溶液呈酸性，得电子被还原，电极反应：，A正确；酸性易被还原、碱性易被氧化，得失电子能力受溶液酸碱性影响，B正确，；为电解池阳极，苯酚、失电子发生氧化反应，电极反应原子、电荷守恒，C正确；合成扑热息痛时阳极失去，负极每消耗生成从甲室逸出；依据电荷守恒有迁入甲室，甲室增重，D错误；故选D。 7.（2026·云南昆明·三模）一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．电极b的电极反应式： C．电解过程中，左侧溶液中不变 D．电解过程中，转化的CO2与CH3OH的物质的量之比为2：1 【答案】C 【分析】由图可知，与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e- =HCOOH；电极b为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水，电极反应式为：CH3OH-4e-+5OH- = HCOO-+4H2O；电解时，钾离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区。 【解析】由分析可知，与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极，A正确；由分析可知，电极b为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水，电极反应式为：CH3OH-4e-+5OH- = HCOO-+4H2O，B正确；由分析可知，电解时，与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸，钾离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区，则电解过程中，左侧溶液中氯化钾的物质的量增大，C错误；由得失电子数目守恒可知，电解过程中，转化的二氧化碳与甲醇的物质的量之比为2：1，D正确；故选C。 8.（2026·吉林长春·模拟预测）一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性，该电池工作示意图如下。下列说法正确的是 A．放电时，a电极发生氧化反应 B．放电时，若有生成，理论上需消耗 C．充电时，a室的电极反应为 D．放电时，a极比b极电势低 【答案】B 【分析】由题干和图示信息可知，放电时a电极为正极，MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极反应为；b电极为负极，发生氧化反应，电极反应为，此时阳离子移向正极，阴离子移向负极，则离子交换膜c为阴离子交换膜，则左室的硫酸根离子进入中间K2SO4室，离子交换膜d为阳离子交换膜，右室的K+进入中间K2SO4室，由此作答。 【解析】由分析可知，放电时a为正极，发生还原反应，A错误；由分析可知，生成1 mol对应转移4n mol电子，根据反应，理论上需消耗2n mol MnO2，B正确；由分析可知，放电时a为正极，发生还原反应，则充电时a室发生氧化反应，电极式为，C错误；放电时a电极MnO2得电子被还原为Mn2+，作原电池正极，b电极发生失电子的氧化反应，作原电池负极；原电池中正极电势高于负极，故a极电势高于b极，D错误；故选B。 9.（2026·辽宁大连·二模）离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点，其电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性，其充电时工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电极B为负极，质量减小 B．充电过程中，每转移2 mol电子时，两电极质量变化相差46 g C．此离子电池的隔膜为阳离子交换膜 D．充电时，电极的电极反应式为 【答案】B 【分析】充电时，电极A接电源正极，是阳极；电极B接电源负极，是阴极。放电时则相反，电极A为正极，电极B为负极。 【解析】放电时，电极B为负极，发生反应：，Na+脱离电极B进入电解质，电极B质量减小，A正确；充电时，电极A（阳极）反应：（每转移n mol e-，电极A释放n mol Na+，质量减少23n g）；电极B（阴极）反应：（每转移n mol e-，电极B结合n mol Na+，质量增加23n g），当转移2 mol电子时：电极A质量减少：2×23=46 g；电极B质量增加：2×23=46 g，两电极质量变化相差：46+46=92 g，B错误；充电时，Na+从电极A（阳极）通过隔膜移向电极B（阴极），所以隔膜为阳离子交换膜，C正确；充电时，电极A（阳极）失去电子，Na+从电极A脱离进入电解质，电极反应式为，D正确：故选B。 10.（2026·山东济南·模拟预测）某新型钠离子二次电池电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基以增强电化学活性，充电时工作原理如图所示。已知：电荷量电流时间；；单个电子的电荷量。下列说法错误的是 A．充电时，电极质量减小 B．充电一段时间，电解质溶液中浓度基本保持不变 C．放电时，电极电极反应为 D．放电时，以恒定电流工作14分钟，电极质量减少，化学能转化为电能的转化率为30% 【答案】D 【分析】充电时，电极A接外接电源正极，为阳极；电极B接外接电源负极，为阴极，据此分析各选项： 【解析】充电时，电极A（阳极）中的脱离电极进入电解质，质量减小，A正确；充电时，阳极A每释放到电解质，阴极B就会结合，电解质中总物质的量不变，因此浓度基本保持不变，B正确；放电时该装置为原电池，充电时B为阴极，因此放电时B为负极，负极发生失电子的氧化反应，电极反应为，C正确；计算转化率：电极B减少的质量为Na的质量，反应的Na的物质的量：，即总反应转移电子总物质的量为实际输出总电荷量：，实际转移电子物质的量： ，D错误；故选D。 11.（2026·湖北襄阳·模拟预测）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C-H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。下列叙述错误的是 A．a极电极电势高于b极 B．标准状况下，b极收集气体时转移电子数约为 C．a极的电极反应式为 D．生成时，铅蓄电池中生成 【答案】D 【分析】b极得电子生成，为阴极，发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，a为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：； 【解析】 题图为电解池，a极为阳极，与外接电源正极相连，b极为阴极，与外接电源负极相连，故a极电极电势高于b极，A正确；b极的电极反应式为，标准状况下收集到氢气，即氢气，则转移电子的物质的量为，转移电子数约为，B正确；a极为阳极，发生氧化反应，反应物为芳烃和吡唑，生成偶联产物，电极反应式为：，C正确；D．根据a极电极反应式，生成偶联产物时，电路中转移电子。铅蓄电池作为电源，其放电的总反应式为，根据反应式，当电路中转移电子时，铅蓄电池中生成，D错误：故选D。 12.（2026·山东·模拟预测）中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列说法错误的是 A．电势 B．阳极区的电极反应式为C6H5OH+H2O-4e-=C6H4O2+4H+ C．该装置每消耗苯酚时，有由电极向电极迁移 D．该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100% 【答案】C 【分析】该装置是一个成对电解体系，左侧电极a发生苯酚的电催化氧化，生成苯醌；右侧电极b发生苯酚的电催化还原，生成环己酮。质子交换膜允许H+通过，阳极区氧化产生的H+可以迁移到阴极区，参与苯酚加氢还原生成环己酮； 【解析】电极a处苯酚被氧化生成苯醌，电极a为阳极；电极b处苯酚被还原生成环己酮，电极b为阴极。电解池中阳极接电源正极、阴极接电源负极，所以电势a>b，A正确； 阳极区发生氧化反应，苯酚被氧化为苯醌，电极反应式可写为：C6H5OH+H2O-4e-=C6H4O2+4H+，即图中所给反应式表示苯酚失电子生成苯醌和H+，B正确；从半反应看，阳极每氧化1mol苯酚生成1mol苯醌，会产生4molH+，同时转移4mol电子；阴极每还原1mol苯酚生成1mol环己酮，也需要4molH+和4mol电子。因此整个装置完成一次配对反应时，阳极消耗1mol苯酚，阴极也消耗1mol苯酚，共消耗2mol苯酚，同时有4molH+由电极a侧经质子交换膜迁移到电极b侧。若“该装置消耗1mol苯酚”指整个装置总共消耗1mol苯酚，则对应迁移的H+应为2mol，而不是4mol，C错误；将两个半反应相加可得总反应：2C6H5OH+H2O→C6H4O2+C6H10O。反应中苯酚分别转化为苯醌和环己酮，水中的H、O也进入目标产物，没有生成额外副产物，因此该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率可认为为100%，D正确：故选C。 13.（2026·四川成都·模拟预测）沉积型铅酸液流储能电池以和Pb为电极，以溶液、甲基磺酸铅溶液作为电解液，其充放电工作原理如图所示。下列说法错误的是 已知：①为强酸；②电流效率是指通过电化学反应生成目标产物的电流利用效率。 A．电极电势：N>M B．放电时，电极N上的电极反应： C．充电时，电极N接电源负极 D．充电时，若电路中通过2 mol电子，电极M上生成196.65 g Pb，则该过程的电流效率为95％ 【答案】C 【分析】在充电时，该装置是电解池，电极N为阳极，失电子发生氧化反应，即，电极M为阴极，得电子发生还原反应，即；放电时，该装置是原电池，电极M为负极，Pb失电子发生氧化反应，即，电极N为正极，二氧化铅得电子发生还原反应，即。 【解析】由分析知，电极N为放电时的正极，充电时的阳极，其电极电势高于M，A正确；由分析可知，放电时是原电池，电极N为正极，二氧化铅得电子发生还原反应，即， B正确；由分析知，充电时是电解池，电极N为阳极，接电源的正极，C错误；充电时是电解池，电极M为阴极，电路中通过2 mol电子，得2 mol电子，理论上生成207 g Pb，实际生成196.65 g Pb，电流效率为％=95％，D正确；故选C。 14.（2026·福建厦门·模拟预测）电化学介导胺再生是一种新兴的捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集，捕集了的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室，其机理和装置如图。下列说法正确的是 A．复合胺为反应的催化剂 B．乙二胺与的结合能力弱于其与的结合能力 C．阴极的电极反应为 D．当电路中转移电子时，阳极室理论上可释放出标准状况下的 【答案】D 【分析】反应机理：乙二胺（再生胺）吸收得到负载胺，负载胺进入阳极室，阳极的失去电子生成，与乙二胺结合生成复合胺，同时释放出；复合胺迁移到阴极，在阴极得到电子生成，释放出乙二胺（再生胺），循环用于吸收。 【解析】复合胺是反应过程中生成、又在后续反应中消耗的中间产物，不是催化剂，A错误；阳极过程中，能从负载胺中置换出乙二胺、释放，说明乙二胺与的结合能力强于乙二胺与的结合能力，B错误；体系中的存在形式是与乙二胺配位的复合胺配离子，并非游离的，阴极反应式为，C错误；根据反应定量关系：阳极每转移电子，生成；可结合，对应释放，即。 当转移电子时，生成，标准状况下体积为：，D正确；故选D。 15.（2026·四川遂宁·模拟预测）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图，其中电解质为溶液。下列说法正确的是             A．b为电源正极 B．反应前后的物质的量不变 C．二氧化铱电极区域发生的总反应为： D．电路中每转移2 mol电子，阴极产生气体22.4 L 【答案】B 【分析】根据图中信息可知，二氧化锆电极发生氧化反应，故二氧化锆电极为阳极，镍电极发生还原反应，故镍电极为阴极，即可判断电源a极为正极、电源b极为负极，据此解答。 【解析】b电极上被还原为，是电解池的阴极，故b为电源负极，A错误；根据图示，从整个反应过程来看，在电极a转化为后，又经反应I、II等量产生，故反应前后的物质的量不变，B正确；由B选项分析可知，a电极区域总反应为，C错误；阴极电极反应式为，电路中每转移2 mol电子，阴极产生气体1 mol，但选项未说明“标准状况下”，22.4 L/mol在此处不成立，D错误；故选B。 16.（2026·河北·模拟预测）随着可再生能源的持续发展，电催化有机合成成为替代传统化工品生产的潜在途径之一。一种电催化乙二醇转化为高价值的乙醇酸的装置如图。下列说法错误的是 A．外电路中电子转移方向：电源负极→M极，N极→电源正极 B．电极N为阳极，发生氧化反应 C．每生成2.24 L（标准状况），理论上消耗0.05 mol乙二醇 D．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 【答案】D 【分析】M电极水得电子生成氢气和氢氧根离子，M是阴极，阴极反应式为 ；N是阳极，阳极乙二醇失电子发生氧化反应生成CH2OHCOOH，阳极反应式为；氢氧根离子由M极通过阴离子交换膜移向N极。 【解析】A. M是阴极、N是阳极，外电路中电子转移方向：电源负极→M极，N极→电源正极，A正确； 电极N为阳极，阳极乙二醇失电子发生氧化反应生成CH2OHCOOH，B正确；阴极发生反应，每生成2.24 L（标准状况），转移0.2mol电子，根据，理论上消耗0.05mol乙二醇，C正确；电解过程中，即电路上通过4mole-就有4molOH-由M极移向N极，阴极发生反应生成0.4mol氢氧根离子，阴极区氢氧根离子的物质的量不变，反应消耗水，所以氢氧根离子浓度增大，阴极区溶液的pH增大，D错误；故选D。 17.（2026·河南三门峡·三模）二次电池“超钠F1”的电极材料分别为(普鲁士白)和(嵌钠硬碳)。该电池充电时Na+的移动方向如图所示。下列说法错误的是 A．阳极材料为 B．充电时，阴极的电极反应式可表示为 C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量增加23g D．“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌 【答案】C 【分析】充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极移动，由图中从左侧移向右侧，可得：充电时左侧为阳极，右侧（嵌钠硬碳）为阴极。 【解析】由上述推导，充电时阳极材料为，A正确；充电时阴极发生得电子反应，结合生成嵌钠硬碳，电极反应式为，B正确；放电时该装置为原电池，原电池的负极对应充电的阴极，即嵌钠硬碳为放电时的负极，负极发生失电子反应，脱出：。电路每转移电子，就有从嵌钠硬碳电极脱出，电极质量减少，不是增加，C错误；充电时从阳极脱嵌、嵌入阴极；放电时从负极脱嵌、嵌入正极，充放电过程中在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，D正确；故选C。 18.（2026·河北衡水·二模）N，N-二甲基甲酰胺(DMF，结构简式为)是医药、电子等领域的重要原料，一种电化学合成DMF的装置如图所示。下列说法正确的是 A．Ni电极与电源的正极相连接 B．Pt电极上发生的电极反应式为 C．外电路每通过0.2 mol电子，Ni电极上产生2.24 L H2 D．电解前后，KOH溶液的浓度不变 【答案】B 【分析】根据Ni电极生成，H元素化合价由+1价降低为0价，发生还原反应，判断Ni为阴极，与电源负极相连，Pt为阳极，与电源正极相连。碱性环境下，阴极电极反应为，阳极上转化为DMF，发生氧化反应，结合原子守恒、电荷守恒配平得到阳极电极反应式。总反应为，反应消耗溶剂水，电解后KOH浓度增大。 【解析】Ni电极上H元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，与电源负极相连，A错误；Pt电极为阳极，失电子被氧化为DMF，碱性环境下用配平电荷与原子，电极反应式为，B正确；未指明气体处于标准状况下，无法计算生成的体积，C错误；总反应为，反应消耗溶剂水，KOH溶液浓度增大，D错误；故选 B。 19.（2026·天津和平·三模）我国科学家设计如图所示的电解池，该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变。下列说法不正确的是 A．b电极反应式为 B．电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同 C．该电解池实现了海水直接制备氢气技术的绿色化 D．离子交换膜为阳离子交换膜 【答案】D 【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为，阳极反应为，电解的总反应为，据此解答。 【解析】b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为，A正确； 电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，电解的总反应为，所以电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同，B正确；该电解池无污染性物质生成，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化，C正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为，为保持离子浓度不变，则阴极产生的离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，D错误； 故选D。 20.（2026·安徽滁州·模拟预测）利用偏二甲肼燃料电池电解含锰酸性废水可得到，并得到副产物NaOH装置如图所示。下列说法错误的是 A．电势：， B．X极反应： C．膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，c室溶液的pH减小 【答案】B 【分析】在燃料电池中，阴离子向负极移动，所以极为负极，极为正极。电解池中，N极Mn2+失去电子生成MnO2，Mn元素化合价升高，发生氧化反应，N极为阳极，M极为阴极，因此为正极，为负极，所以为阳极，为阴极。 【解析】由分析可知，原电池中，正极电势高于负极，即；电解池中，阳极电势高于阴极，即，A正确；偏二甲肼在负极失电子，结合电解质中的，生成、和，电极反应式为：，B错误；为阴极，电极反应式为，室生成，说明室中的通过膜Ⅰ进入室，所以膜Ⅰ为阳离子交换膜；为阳极，室中失电子生成，电极反应式为，为了维持溶液的电中性， 室中的通过膜Ⅱ进入室，所以膜Ⅱ为阴离子交换膜，C正确；为阳极，发生的反应为，同时室的通过膜Ⅱ进入室，和结合形成盐酸，导致c室溶液中浓度增大，酸性增强，pH值减小，D正确；故选B。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第03讲电解池、 金属的腐蚀与防护 真题•命题感知 1.B 2.B 3.D 4.A h 进阶·强化演练 ◆考向01金属的腐蚀与防护 1.D 2.B 3.B 4.B ◆考向02电解池原理及电解原理 1.D 2.C 3.B 4.C 。考向03离子交换膜与电解池 1.D 2.D 3.D 4.c >考向04电解池的创新应用 1.D 2.D 3.D 4.C 小拔高模拟预测 题号 2 3 4 5 8 9 10 1/2 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 答案 D C C B D D g B D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D C C D B D B D B 2/2 第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护 目 录 真题·命题感知 进阶·强化演练 考向01 金属的腐蚀与防护 考向02 电解池原理及电解原理 考向03 离子交换膜与电解池 考向04 电解池的创新应用 拔高·模拟预测 真题·命题感知 1.（2026·四川·高考真题）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 命题情境 本题以废旧LiFePO4电池正极材料的回收为情境，紧扣“资源循环利用”的时代主题。随着新能源汽车产业的爆发式增长，动力电池的退役潮已经来临。LiFePO4是主流正极材料之一，其中锂含量约为4%，钴、镍等有价金属含量虽低但价值高。传统的火法回收能耗大、污染重，而湿法回收流程长、废液多。本题展示的电化学提取法，利用“提取电解槽”将Li+嵌入储锂电极（Li1.5Ti2(PO4)3），再通过“释放电解槽”获得纯净的Li3PO4产品，实现了锂的高效选择性回收。整个过程中钛基储锂材料可循环使用，体现了绿色化学的原子经济性思想。 解题方法 本题涉及双电解槽的串联分析，技巧在于“分段处理、分别书写”。先分析提取电解槽：阴极发生还原反应（Li+嵌入），阳极发生氧化反应（Bi失电子，同时H2PO4—参与生成H3PO4）。根据电子守恒，每嵌入1 mol Li+转移1 mol e—，阳极上每转移3 mol e⁻生成2 mol H3PO4，故生成H3PO4的物质的量为2/3 mol，而非1 mol，这是定量关系的易错点。再分析释放电解槽：左侧释放Li+为阳极（失电子，Ti被氧化），右侧释放PO4³—为阴极（BiPO4得电子生成Bi），总反应需要将两极得失电子数配平（均为2.1 e—），再结合Li+与PO4³—生成Li3PO4沉淀，即可验证总反应的正确性。 2.（2026·河北·高考真题）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 命题情境 本题以电催化共转化硝酸盐和葡萄糖为情境，展示了电化学在“污染物资源化”领域的创新应用。硝酸盐（NO3—）是农业面源污染和工业废水中的常见污染物，会导致水体富营养化；而葡萄糖是生物质资源的重要平台分子。传统处理中，硝酸盐常被还原为N2去除，葡萄糖则被氧化为CO2，这造成了氮元素和碳资源的浪费。本题设计的双功能电催化剂，在阳极将葡萄糖选择性氧化为葡萄糖二酸（C6H8O8²—），在阴极将硝酸盐还原为氨（NH3），实现了“污染物→高值化学品”的同步转化。这种“一石二鸟”的策略，为生物质精炼与废水处理的耦合提供了新思路，体现了绿色化学和原子经济性的理念。 解题方法 解答本题需熟练掌握“转移电子数→产物物质的量”的计算。第一步，根据元素化合价变化判断电极：C6H12O6中C为0价，C6H8O8²—中C为+1价（平均），C的化合价升高，发生氧化反应，故电极Ⅰ为阳极。第二步，写出阳极反应式：C6H12O6-6e—+8OH—=C6H8O8²—+6H2O，得出转移6 mol e—生成1 mol产物，故转移3 mol e—生成0.5 mol。第三步，判断阴极附近c(OH—)变化：阴极反应NO3—+8e—+6H2O=NH3↑+9OH—，生成OH—，故c(OH—)增大而非减小，这是利用“反应式直接判断”的快捷方法。 3.（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）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，会降低锂的理论回收产率 命题情境 本题以废旧LiFePO4电池中锂的回收为情境，体现了“殊途同归”的科研思路。本题采用“氧气阴极还原生成H2O2”作为氧化剂，利用H2O2在酸性条件下将LiFePO4中的Fe²+氧化为Fe³+，使Li+脱出进入溶液，再通过电迁移回收锂。右侧I—/I3—氧化还原对作为“电子梭”，在阳极上I—被氧化为I3—，I3—扩散到正极材料处氧化LiFePO4，自身被还原为I—，实现了“间接电氧化”的循环过程。阴离子交换膜允许SO4²—通过，保证了双室间的电荷平衡。这种设计避免了对电极材料的机械处理或强酸浸出，是温和、高效的回收策略。 解题方法 本题的难点在于理解“间接氧化”的电子转移等效性。技巧一：判断电极类型——左侧O2→H2O2为得电子还原，故a为阴极；右侧I—→I3—为失电子氧化，故b为阳极。技巧二：关于I3⁻歧化是否影响回收率，要计算其氧化能力是否改变：3 mol I3—得6 mol e—，歧化为1 mol IO3—（得6 mol e—）和8 mol I—，总得电子能力仍为6 mol e—，因此理论上不降低锂的回收产率。这种“电子守恒”的思维是解答氧化还原相关问题的金钥匙。技巧三：电路中转移2 mol e—，阴极和阳极均有反应，两侧均可释放Li+，故回收的Li+总量为4 mol，体现了“双电极同时工作”的并联效果。 4.（2026·广东·高考真题）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． 命题情境 本题以海上风电基础的防腐为情境，紧密联系海洋工程与金属防护。海上风电是清洁能源的重要组成部分，但风电基础（钢管桩）长期浸泡在海水中，面临着严重的电化学腐蚀威胁。海水中Cl—浓度高、电阻率低，且含氧量充足，构成了强烈的腐蚀环境。防腐措施分为三类：①覆盖层防护（如富铝涂层），利用铝表面致密的Al2O3膜阻挡腐蚀介质；②牺牲阳极保护（如连接锌块），让更活泼的金属优先腐蚀；③外加电流阴极保护（如连接电源负极），通过外部电源强制使钢铁成为阴极。本题通过四种措施的对比，考查学生对电化学防腐原理的深层理解，体现了化学知识在重大工程安全中的保障作用。 解题方法 解答金属腐蚀防护题，关键是抓住“保护谁、谁牺牲、怎么保”。技巧一：牺牲阳极法——被保护的金属作正极（阴极），比它更活泼的金属作负极（阳极）被腐蚀。例如Zn-Fe原电池中Zn作负极牺牲，Fe作正极被保护。技巧二：外加电流法——被保护的金属连接电源负极，成为电解池的阴极（得到电子被保护）。技巧三：警惕“负效应”组合——若将Fe与Cu连接，因Fe比Cu活泼，Fe作负极加速腐蚀，这属于“牺牲了不该牺牲的”，不能达到防腐目的。判断金属活动性顺序（Al>Zn>Fe>Cu）是解此类题的基础。 进阶·强化演练 考向01 金属的腐蚀与防护 1.（2026·广东佛山·二模）城市道路使用食盐除冰时，会加剧道路钢制设施的腐蚀。下列说法错误的是 A．食盐水作电解质溶液，钢材发生电化学腐蚀 B．钢材中铁作负极，发生氧化反应 C．理论上每消耗标准状况下11.2 L O2，转移2 mol e- D．钢材中添加铬、镍等元素制成不锈钢，采用了牺牲阳极法防腐 2.（2026·广东深圳·模拟预测）碳钢作为海洋工程中的常见材料，其电化学腐蚀过程易受微生物影响。某碳钢在混合微生物介质中的腐蚀机理如图所示。下列说法错误的是 A．a区为负极区 B．b区的电极反应为： C．菌a、菌b参与的转化过程，铁元素不一定均被氧化 D．图中附着于碳钢的混合菌会加速碳钢的腐蚀 3.（2026·浙江·二模）海港、码头的钢制管桩长期受海水(呈弱碱性，含，等)的长期侵蚀，常用外加电流法对其进行保护(装置如图)，高硅铸铁为惰性直流电源辅助阳极。下列说法不正确的是 A．高硅铸铁做惰性阳极，仅起导电作用不会被损耗 B．阳极主要发生的反应是被还原为 C．保护电流应该根据环境条件变化进行调整 D．外加电压偏高时，钢制管桩表面可能发生反应： 4.（2026·四川广安·模拟预测）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法不正确的是 A．图乙所示钢闸门的防腐效果比图甲好 B．图乙中，辅助阳极材料通常选用铜 C．图甲的防腐原理是牺牲阳极的阴极保护法 D．图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： 考向02 电解池原理及电解原理 1.（2026·湖北武汉·三模）我国科学家研发了一种氨电氧化制备肼()的工艺。先用环己醇电化学催化合成DCHA，所得的DCHA再通过在酸性条件下水解得到肼盐()，原理如图。双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。 下列说法正确的是 A．阴极的电极方程式为 B．电解一段时间后阳极区的溶液碱性增强 C．理论上生成，双极膜中有解离 D．DCHA水解所得的有机产物理论上可在阳极区进行循环利用 2.（2026·广东佛山·模拟预测）将CO2直接还原成固体碳可以实现碳源的有效固定。一种利用电化学技术固定碳源的装置及其转化过程如图所示，下列说法正确的是 A．电极A连接外接电源的负极，发生氧化反应 B．外电路通过1mol e-时，理论上可固定12 g碳 C．阴极的电极方程式为 D．该装置需要定期补充熔融碳酸盐 3.（2026·广东广州·二模）利用镍修饰铜催化剂电催化硝酸盐还原制氨的装置及相关机理如下图。下列说法正确的是 A．工作时电子从电源b极流向碳棒 B．元素的引入促使转化为活性氢，有利于的生成 C．室温时镍修饰铜催化剂表面的电极反应式为 D．高温时，电路中每转移电子，理论上阳极可生成气体(已折算为标准状况) 4.（2026·江苏省镇江市·模拟预测）我国科研小组实现了光电条件下脂肪醇与芳基卤代烃的偶联反应，具体工作原理如下图。 已知：R表示烷基；X表示卤素原子；L为有机物，易提供孤对电子形成配合物；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示步骤。 下列说法正确的是 A．接铅蓄电池电源的电极 B．M电极区域发生反应： C．该偶联反应为 D．电解一段时间后需补充含的电解质 考向03 离子交换膜与电解池 1.（2026·福建福州·模拟预测）电解水制氢和耦合醇制酸的装置及机理如下，下列说法错误的是 A．阳极反应的催化剂是NiO B．当被氧化为时，转移4 mol电子 C．阴极室的KOH的物质的量不因反应而改变 D．经历2次1mol NiO与的互相转化可得到2 molH2 2.（2026·山西忻州·模拟预测）化学镀镍液的主要成分是浓次磷酸镍和浓次磷酸的混合溶液，该混合溶液可由如图所示电解装置制备。下列说法正确的是 A．a室中在电极上放电的物质只有金属镍 B．电解一段时间后b室中NaOH的浓度会减小 C．膜2是阳离子交换膜，膜3是阴离子交换膜 D．转移2mol电子，通过膜1的小于1mol 3.（2026·福建泉州·模拟预测）利用DAT()制备高附加值产品DAAT()，同时实现双极制氢，工作原理如图，极反应为。下列说法正确的是 A．与电极相连的为电源正极 B．①号N元素反应过程中化合价不变 C．工作时由极室迁移到极室 D．理论上，制备时生成(标准状况下) 4.（2026·广东深圳·模拟预测）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，H+从右室向左室移动 B．电解总反应：TY+H2OTQ+2H2 C．用18O标记电解液中的水，可得到 D．电路中每转移2 mol e-，理论上b电极上催化反应进行循环0.5NA次 考向04 电解池的创新应用 1.（2026·江苏连云港·三模）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．I为阳离子交换膜，III为阴离子交换膜 B．电极b上发生的电极反应式为： C．须在3室中加入海水，电解池工作一段时间后，3室中可以得到淡化海水 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上消耗标准状况下 2.（2026·安徽六安·模拟预测）科研人员以对硝基甲苯和丙烯腈为原料，采用间接成对电解方法协同合成对硝基苯甲酸和己二腈。两极均为惰性电极，电解质溶液为稀硫酸，双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成OH-和H+，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移，反应的原理示意图如下图所示。下列说法正确的是 A．a为电源正极 B．转化2 mol丙烯腈，理论上电路中转移电子数为2NA C．双极膜中减少27 gH2O时，则与b极相连的电极上有1molCr3+发生转化 D．右半区综合反应的方程式为：-6e-+2H2O→+6H+ 3.（2026·海南·模拟预测）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，将其与微生物电解池进行串联，可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下，所用电极均是惰性电极。 下列说法不正确的是 A．电子由R极经导线流向N极 B．交换膜1为阴离子交换膜 C．R极电极反应式： D．一段时间后，T极沉积2.07 gPb，NaCl溶液中减少0.02 molNaCl 4.（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化可将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(FDCA)，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场作用下，双极膜中离子向两极迁移。下列说法错误的是 A．a极的电势低于b极 B．b极的电极反应式为 C．制备1 mol 时，产生1.5 mol气体X D．该装置工作一段时间后，硫酸的浓度会减小 拔高·模拟预测 1.（2026·广东梅州·模拟预测）基于非对称电解质构型的准固态高压锌-空气二次电池(Zn-MEM可快速传导碱金属离子并防止酸碱中和)的结构如图。下列说法错误的是 已知：的性质与相似。 A．充电时，应连接电源正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．理论上，每转移 ，正极区质量增加 D．放电时，负极区电解质溶液不变 2.（2026·吉林长春·模拟预测）某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3，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．Na3V2(PO4)3电极的电势高于Ni@C电极 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：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3 3.（2026·福建泉州·模拟预测）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（）。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．离子交换膜为阴离子交换膜 B．电解过程中，极发生的反应为： C．电解过程中，甲室溶液的质量减少 D．甲室每生成1mol气体时，乙室得到的X的质量大于188g 4.（2026·山东潍坊·三模）以滤纸包裹的固体粉末为原料，一定浓度的溶液、溶液分别作为两极区的电解液，用惰性电极电解制备的原理如图。下列说法正确的是 A．a极为负极 B．隔膜为阳离子交换膜 C．两极区的电解液也可互换 D．“氧化”消耗与电解产生的的物质的量相等 5.（2026·河南漯河·三模）一种循环产氢体系原理如图所示，将锌一多硫化物电池与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。下列说法正确的是 A．硅太阳能电池、锌一多硫化物电池均可实现化学能转化为电能 B．白天断开开关K，夜间闭合开关K C．日间工作时，b电极的反应式为S+S2-+2e-=S 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 6.（2026·重庆江津·三模）扑热息痛()是一种可用于治疗感冒发烧，还能缓解各种疼痛的药品，可通过电解苯酚和乙腈(CH3CN)的水溶液在电极上直接合成，装置如图所示，其中电极材料均为石墨。下列说法错误的是 A．电极b的电极反应式为 B．H2O2得失电子能力的强弱与溶液的酸碱性有关 C．电极c的反应式为： D．合成1 mol扑热息痛，理论上甲室质量增重96 g 7.（2026·云南昆明·三模）一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．电极b的电极反应式： C．电解过程中，左侧溶液中不变 D．电解过程中，转化的CO2与CH3OH的物质的量之比为2：1 8.（2026·吉林长春·模拟预测）一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性，该电池工作示意图如下。下列说法正确的是 A．放电时，a电极发生氧化反应 B．放电时，若有生成，理论上需消耗 C．充电时，a室的电极反应为 D．放电时，a极比b极电势低 9.（2026·辽宁大连·二模）离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点，其电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性，其充电时工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电极B为负极，质量减小 B．充电过程中，每转移2 mol电子时，两电极质量变化相差46 g C．此离子电池的隔膜为阳离子交换膜 D．充电时，电极的电极反应式为 10.（2026·山东济南·模拟预测）某新型钠离子二次电池电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基以增强电化学活性，充电时工作原理如图所示。已知：电荷量电流时间；；单个电子的电荷量。下列说法错误的是 A．充电时，电极质量减小 B．充电一段时间，电解质溶液中浓度基本保持不变 C．放电时，电极电极反应为 D．放电时，以恒定电流工作14分钟，电极质量减少，化学能转化为电能的转化率为30% 11.（2026·湖北襄阳·模拟预测）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C-H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。下列叙述错误的是 A．a极电极电势高于b极 B．标准状况下，b极收集气体时转移电子数约为 C．a极的电极反应式为 D．生成时，铅蓄电池中生成 12.（2026·山东·模拟预测）中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列说法错误的是 A．电势 B．阳极区的电极反应式为C6H5OH+H2O-4e-=C6H4O2+4H+ C．该装置每消耗苯酚时，有由电极向电极迁移 D．该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100% 13.（2026·四川成都·模拟预测）沉积型铅酸液流储能电池以和Pb为电极，以溶液、甲基磺酸铅溶液作为电解液，其充放电工作原理如图所示。下列说法错误的是 已知：①为强酸；②电流效率是指通过电化学反应生成目标产物的电流利用效率。 A．电极电势：N>M B．放电时，电极N上的电极反应： C．充电时，电极N接电源负极 D．充电时，若电路中通过2 mol电子，电极M上生成196.65 g Pb，则该过程的电流效率为95％ 14.（2026·福建厦门·模拟预测）电化学介导胺再生是一种新兴的捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集，捕集了的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室，其机理和装置如图。下列说法正确的是 A．复合胺为反应的催化剂 B．乙二胺与的结合能力弱于其与的结合能力 C．阴极的电极反应为 D．当电路中转移电子时，阳极室理论上可释放出标准状况下的 15.（2026·四川遂宁·模拟预测）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图，其中电解质为溶液。下列说法正确的是             A．b为电源正极 B．反应前后的物质的量不变 C．二氧化铱电极区域发生的总反应为： D．电路中每转移2 mol电子，阴极产生气体22.4 L 16.（2026·河北·模拟预测）随着可再生能源的持续发展，电催化有机合成成为替代传统化工品生产的潜在途径之一。一种电催化乙二醇转化为高价值的乙醇酸的装置如图。下列说法错误的是 A．外电路中电子转移方向：电源负极→M极，N极→电源正极 B．电极N为阳极，发生氧化反应 C．每生成2.24 L（标准状况），理论上消耗0.05 mol乙二醇 D．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 17.（2026·河南三门峡·三模）二次电池“超钠F1”的电极材料分别为(普鲁士白)和(嵌钠硬碳)。该电池充电时Na+的移动方向如图所示。下列说法错误的是 A．阳极材料为 B．充电时，阴极的电极反应式可表示为 C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量增加23g D．“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌 18.（2026·河北衡水·二模）N，N-二甲基甲酰胺(DMF，结构简式为)是医药、电子等领域的重要原料，一种电化学合成DMF的装置如图所示。下列说法正确的是 A．Ni电极与电源的正极相连接 B．Pt电极上发生的电极反应式为 C．外电路每通过0.2 mol电子，Ni电极上产生2.24 L H2 D．电解前后，KOH溶液的浓度不变 19.（2026·天津和平·三模）我国科学家设计如图所示的电解池，该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变。下列说法不正确的是 A．b电极反应式为 B．电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同 C．该电解池实现了海水直接制备氢气技术的绿色化 D．离子交换膜为阳离子交换膜 20.（2026·安徽滁州·模拟预测）利用偏二甲肼燃料电池电解含锰酸性废水可得到，并得到副产物NaOH装置如图所示。下列说法错误的是 A．电势：， B．X极反应： C．膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，c室溶液的pH减小 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $