题8 电化学类试题——新高考五年真题一年模拟：命题逻辑透视与趋势研判（江苏专用）

**基本信息** 以“能量转化与物质变化耦合”为核心，构建“装置-电极-界面-系统”四维模型，融合STSE真实情境，强化变化观念与系统思维的动态整合。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原电池与一次电池|4真题+3模拟|四步推理链（装置识别→电极判断→反应书写→系统验证）、守恒校验（电荷-物料-pH）|从单液到双液原电池，结合干电池等实例，构建“电子流向-离子迁移-界面反应”逻辑链| |二次电池与电解池|5真题+5模拟|放电顺序判断、充放电角色转换、多室装置分析|从可逆电池原理到电解应用（精炼、电镀、电冶金），体现“原理-应用-评价”进阶| |综合应用（含离子交换膜）|6模拟|膜类型判断、效率评价（法拉第效率、电流密度）、多模态信息转化|结合双极膜、质子交换膜等复杂体系，深化“局部微环境-系统性能”关联，渗透科学态度与社会责任|

题8 电化学类试题 1．（2026·江苏·高考真题）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 2．（2025·江苏·高考真题）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，溶液的不变 D．外电路每通过电子，电极b上产生 3．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成，转移电子数为 4．（2021·江苏·高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是 A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑ D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2 该类试题以“能量转化与物质变化的耦合”为核心立意，紧扣《普通高中化学课程标准》中“变化观念与平衡思想”“科学态度与社会责任”核心素养要求，将原电池、电解池、金属腐蚀与防护等电化学原理置于新能源开发、环境治理、工业合成、生命科学等真实STSE情境中，旨在考查学生在动态、开放、非标准的电化学体系中，运用氧化还原反应本质、离子迁移规律、电极过程动力学等核心知识，分析装置工作原理、书写电极反应式、判断产物与效率、评价技术方案的能力。命题坚持“原理基础性、情境真实性、思维系统性、价值引领性”四位一体原则，既检验学生对电化学基本模型的掌握程度，更评估其在复杂多变量体系中建立“电子流向-离子迁移-界面反应-宏观性能”完整逻辑链的高阶思维能力，实现从“套用模板”向“建构电化学系统认知”的根本转变。 · 素养落地：强化“变化观念”与“系统思维”的动态整合：试题摒弃对正负极/阴阳极判断、电极反应式书写的机械训练，转而考查学生对“外电路电子定向移动驱动内电路离子迁移，共同维持电荷守恒与反应持续”这一动态耦合机制的理解。要求学生不仅能识别电极名称，更能依据电解质组成、隔膜类型、外加电源极性等条件，动态推导离子迁移方向、pH变化、产物分布，体现“变化观念与平衡思想”在电化学系统中的实践转化。 · 知识锚定：立足氧化还原与界面过程的结构化调用：所有情境均围绕课标要求的核心电化学原理展开，包括氧化还原反应自发/非自发判断、电极电势相对大小、离子放电顺序、隔膜选择性透过、电极极化与过电位等。学生需在陌生体系（如微生物燃料电池、CO₂电还原、固态锂电池）中快速识别氧化还原对、介质环境、传质限制，激活对应的电化学知识网络，避免被新颖装置图干扰而偏离反应本质。 · 思维进阶：构建“装置识别→电极判断→反应书写→系统验证”四步推理链：试题设置大量需要多维度推理的情境，如“双膜三室电解槽中各室pH如何变化？”“锂硫电池充放电过程中Li⁺迁移路径与副反应竞争”，倒逼学生超越孤立分析单个电极，建立“从装置类型与外接电源判断工作模式→确定电极反应物与产物→书写半反应并配平→结合隔膜、电解质、物料守恒验证整体合理性”的完整思维链，考查系统化、精细化思维水平。 · 价值引领：渗透能源转型意识与工程伦理观念：通过氢能制备、碳中和电催化、废旧电池回收、生物传感等前沿科技情境，传递电化学技术在解决能源危机、环境污染、健康监测等重大问题中的关键作用。同时强调能量效率、原子经济性、材料可持续性、安全风险等工程伦理维度，引导学生辩证看待技术应用，培养负责任创新者的科学态度与社会责任感。 · 装置复杂度从“单室简单体系”向“多室耦合+功能集成”跃升 · 多室电解槽成为主流：近五年真题中，含阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜、多孔隔膜等的多室装置占比超80%，如“双极膜水解离制酸碱”“三室电渗析脱盐”“CO₂还原耦合OER”，要求学生精准理解不同隔膜的选择透过性及其对离子迁移、pH调控、产物分离的决定性作用。 · 功能集成化设计凸显：单一装置常兼具能量转换、物质合成、环境修复等多重功能，如“光电化学电池同时产氢与降解污染物”“微生物燃料电池同步发电与废水处理”，考查学生对多功能耦合机制的系统理解，而非孤立分析单一过程。 · 动态可逆体系频繁出现：二次电池（锂电、钠电、液流电池）、可充电金属-空气电池等可逆体系占比显著提升，要求区分充放电过程的电极角色转换、反应路径差异、副反应累积效应，突破“一次电池”静态思维定式。 · 考查重心从“电极反应书写”向“界面过程与系统效率”深化 · 界面过程显性化：越来越多题目关注电极/电解质界面的双电层结构、吸附中间体、电荷转移阻力、浓差极化等微观过程，如“Pt表面*H吸附能决定HER活性”“固态电解质界面SEI膜形成机制”，考查学生对电极过程动力学的定性理解。 · 效率评价指标多元化：不再仅问“产物是什么”，而是引入法拉第效率、能量效率、电流密度、过电位、循环寿命等工程指标，要求结合反应选择性、副反应竞争、欧姆损耗等进行综合分析，贴近真实研发与产业评价逻辑。 · pH与局部微环境动态变化：强调电极表面局部pH与本体溶液的差异（如阴极区碱化、阳极区酸化），及其对反应路径、产物形态、膜稳定性的影响，要求学生具备“空间异质性”思维，避免用本体浓度简单替代界面条件。 · 信息呈现从“文字+简图”向“多模态数据融合”转型 · 极化曲线与Tafel图常态化：提供过电位-电流密度关系图，要求解读催化活性、反应机理、速率控制步骤，将图形语言转化为电化学语言。 · 原位表征数据嵌入：引入原位Raman、XAS、DEMS等实时监测数据，要求据此推断反应中间体、价态变化、气体产物，强化“证据→机理”的推理闭环。 · 工艺流程与装置图深度融合：在流程图中标注电极材料、隔膜类型、物流走向、操作参数，要求结合上下游信息判断某单元的电化学功能与约束条件，考查系统工程视角下的装置定位能力。 · 干扰项设计从“电极判断错误”向“系统失衡+条件误读”升级 · 电荷守恒但物料失衡：选项电极反应式电子/电荷守恒，但未考虑隔膜选择性导致的离子缺失或过剩（如阳膜体系中写OH⁻迁移），或忽略水参与/生成导致H/O不平衡，专治“只守电荷不顾物料”的学生。 · 原理正确但条件冲突：如在酸性介质中写OH⁻参与反应，或在无催化剂条件下假设高选择性产物，或对不可逆体系强行套用可逆反应式，考查对体系边界条件的敏感性。 · 局部合理但整体失真：仅写出主反应而忽略关键副反应（如析氢竞争、碳腐蚀），或未考虑充放电过程中的结构退化、电解液分解等长期效应，反映对真实电化学系统复杂性的认知不足。 · 答案评价从“标准方程式”转向“合理区间+论证充分” · 对于开放性较强的新型体系（如CO₂还原产物分布），接受多种合理表达，只要符合电子守恒、与实验证据一致、逻辑自洽即可得分，鼓励基于证据的创新推理。 · 评分细则强调“过程分”，即使最终反应式有误，若电极判断正确、守恒验证到位、条件分析合理，仍可获部分分数，发挥诊断与激励功能。 · 错误选项解析明确指出“哪个系统约束被忽略”“哪个界面过程被简化”，如“未考虑阳膜阻挡阴离子导致电荷不守恒”“忽略阴极局部碱化导致产物判断错误”，帮助学生精准定位系统思维漏洞。 · 重建“装置-电极-界面-系统”四维电化学模型库：以装置类型（原电池/电解池/可逆电池）为纲，整理不同隔膜、电解质、电极材料组合下的典型离子迁移路径、pH变化规律、产物分布特征，形成可动态调用的“系统决策树”，替代孤立电极反应记忆。 · 开展多模态电化学信息转化专项训练：精选含极化曲线、原位谱图、多室装置图的题目，限时完成“读图/读表→提取电化学信息→匹配反应模型→书写/验证反应式”四步流程，提升跨模态信息处理能力。 · 强化“电荷-物料-pH”三重守恒校验习惯：养成写完电极反应式必做“三查”的习惯：一查电子/电荷守恒；二查物料平衡（尤其H、O、膜相关离子）；三查局部pH是否与介质兼容，避免形式正确、实质失衡。 · 建立“界面过程-系统效率”专题突破清单：针对双电层、吸附中间体、极化、法拉第效率等高频难点，整理典型实例（如HER Volmer-Heyrovsky机理、CO₂还原C₁/C₂产物选择性），进行专项辨析训练，提升系统分析精度。 · 注重真实电化学文献的阅读与转化：定期选读简化版能源/环境电化学论文摘要，练习从中提取装置参数、性能指标、机理证据，理解研究逻辑，培养对前沿电化学体系的熟悉感与解读力。 共性考点类别 具体考查内容 命题溯源（课标/教材核心要求） 装置识别与电极判断 原电池/电解池/可逆电池区分、正负极/阴阳极判断、电子/电流方向 《选择性必修1》第四章：认识原电池和电解池的工作原理，能判断电极名称与电子流向；理解可逆电池的充放电过程 电极反应式书写 氧化/还原半反应书写、介质参与（H⁺/OH⁻/H₂O）、电子/电荷/物料守恒 《选择性必修1》第四章：能根据电解质环境和反应物书写电极反应式；强调守恒规律在电极反应中的应用 离子迁移与隔膜作用 阳/阴离子交换膜选择性、双极膜水解离、离子迁移方向与pH变化 《选择性必修1》第四章“科学视野”：介绍离子交换膜在氯碱工业、燃料电池中的应用；课标“变化观念”要求理解离子迁移对维持电荷平衡的作用 金属腐蚀与防护 吸氧/析氢腐蚀机理、牺牲阳极/外加电流保护法、缓蚀剂作用 《选择性必修1》第四章：认识金属电化学腐蚀的本质，能运用原电池/电解池原理解释防护措施 新型电化学体系 锂离子电池、燃料电池、CO₂电还原、光电化学电池等工作原理与性能评价 课标学业质量水平3-4：“能分析新型化学电源的工作原理，评价其性能与应用前景”；《选择性必修1》附录“化学与能源”介绍前沿电化学技术 多模态信息处理 从极化曲线、原位谱图、装置图中提取电化学信息并建模 课标“证据推理与模型认知”素养：“能从多种表征形式中提取有效信息，建立认知模型”；教材“科学探究”栏目提供电化学实验与数据分析素材 · 电极判断脱离体系约束：仅凭金属活泼性或电源极性判断电极，忽略电解质组成、隔膜类型、反应可逆性等系统约束，如在含O₂中性溶液中误判Fe为阳极（实际为吸氧腐蚀阴极）。 · 电极反应式忽视介质参与：死记“酸性加H⁺、碱性加OH⁻”，不理解H⁺/OH⁻/H₂O的使用取决于反应本身需求及局部微环境，导致在非水体系、缓冲溶液或界面pH突变区错误添加物种。 · 隔膜作用理解表面化：认为“阳膜只允许阳离子通过”即万事大吉，忽略水合离子拖曳、浓差扩散、膜污染等实际传质限制，或对双极膜水解离位置与pH梯度关系认知模糊。 · 充放电过程角色混淆：将充电时的阳极反应误当作放电正极反应，或忽略可逆体系中电极材料结构变化、副反应累积对循环性能的影响，缺乏动态可逆思维。 · 效率评价单一化：仅关注理论产率，忽略法拉第效率（选择性）、能量效率（过电位）、循环寿命（衰减机制）等多维指标，无法全面评价电化学系统性能。 · 局部pH与本体pH等同：用本体溶液pH代替电极界面局部pH判断反应路径，如认为“中性溶液中阴极一定析氢”，忽略阴极区碱化可能促进沉淀生成或改变反应选择性。 · 多模态信息解读碎片化：孤立看待极化曲线、谱图、装置图，未能将过电位、中间体信号、物流走向等信息整合为统一的反应机理模型，导致推理断裂或矛盾。 一、原电池 1．原电池的工作原理 名称 单液原电池 双液原电池 装置 相同点 电极名称 负极 (锌片，失去电子，发生氧化反应) 正极 (铜片，得到电子，发生还原反应) 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ (氧化反应) Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应) 总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 电子流向 电子由负极经导线流向正极：由Zn沿导线流向Cu (电子不下水) 电流流向 电流由正极经导线流向负极：由Cu沿导线流向Zn 不同点 离子迁移 方向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移 (离子不上岸) Cu2＋移向正极，SO42－移向负极 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 能量转化效率 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗。 Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长。 盐桥的组成和作用 ①组成：盐桥中装有饱和KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池能持续提供电流；c.可以提高能量转化效率。 2．解题技巧 （1）原电池装置的分析方法 ①判断电极： 负极：活泼金属、燃料、还原性物质等，物质中元素化合价升高，发生氧化反应。 正极：较活泼金属、O2、氧化性物质等，物质中元素化合价降低，发生还原反应。 【特殊情况】活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成思维定式——活泼金属一定是负极，但负极一定发生氧化反应。 Al——Cu (浓硝酸) 总反应 Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 负极反应 Cu－2e－===Cu2＋ 正极反应 4H＋＋2NO＋2e－===2NO2↑＋2H2O Al——Mg (NaOH溶液) 总反应 2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO2－＋3H2↑ 负极反应 2Al－6e－＋8OH－===2AlO2－＋4H2O 正极反应 6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－ ②电极反应： 负极：还原剂-ne-—→氧化产物； 正极：氧化剂+ne-—→还原产物。 ③电子移动：电子从负极流出，经外电路流向正极。 ④离子移动：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （2）电极反应式书写的一般步骤 3．燃料电池 （1）燃料电池结构分析 （2）解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意燃料电池的介质电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质一般为氧气。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 （3）燃料电池电极反应式书写的常用方法 第一步，写出电池总反应式。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。 如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下： CH4＋2O2===CO2＋2H2O　① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　② ①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 第二步，写出电池的正极反应式。 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同： ①酸性电解质：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ②)碱性电解质：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 ③固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－。 ④熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步，电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。 二、一次电池 （1）碱性锌锰电池（干电池） 碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下： 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－； 特点：比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。 （2）酸性锌锰电池（干电池） 酸性锌锰电池的负极是Zn，正极是石墨棒，电解质是NH4Cl、ZnCl2 和H2O等，其电极反应如下： 总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2 = Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3↑。 负极：Zn－2e－ ===Zn2+； 正极：2MnO2 + 2NH4+ + 2e‾ = 2MnO(OH) + 2NH3↑； 特点：优点携带方便；缺点电量小，污染大。 （3）银锌电池（纽扣电池） 银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下： 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－； 特点：比能量大、电压稳定、储存时间长。 三、二次电池 1．二次电池的结构分析 2．解题技巧 3．二次电池——充电电池或蓄电池 （1）铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是最常见的二次电池，由两组栅状极板交替排列而成，负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液为稀H2SO4，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。 铅酸蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O ①放电时的反应（原电池） 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4； 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 ②充电时的反应（电解池） 阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； 阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO。 （2）锂离子电池 一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2(钴酸锂)，电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水)。放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化。其放电时电极反应式为 总反应为LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy， ①放电时的反应（原电池） 负极：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy； 正极：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2。 ②充电时的反应（电解池） 阴极：xLi＋＋Cy+xe－===LixCy； 阳极：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋。 四、电解池 1．电解池的工作原理 2．电解池中阴、阳极的判断方法 3．电子和离子的移动方向(惰性电极) 4．阴、阳极放电离子的判断 （1）阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。 阳离子放电顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(指水电离的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。(在溶液中Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等是不会在阴极上放电的，但在熔融状态下的物质中会放电) 反应物 阴极金属阳离子(H+) 产物 金属(H2) （2）阳极： ①若是活性电极(银以前包括银在内的金属)作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应，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； 反应物 阳极活性金属电极 产物 金属离子 ②若是惰性电极(如：Pt、石墨、Au等)作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见阴离子的放电顺序为：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。 （3）阴、阳极放电后的产物 反应物 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 产物 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O 五、电解原理的应用 1、氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业（制烧碱、氯气和氢气），其设备装置如下： 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。 装置 离子交换膜电解槽 阳极 钛网 (涂有钛、钌等氧化物涂层)：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)； 阴极 碳钢网：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)。 总反应 ①化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 ②离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 阳离子交换膜 ①将电解槽隔成阳极室和阴极室，只允许阳离子通过，阻止Cl2、H2、OH－通过，这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O而影响烧碱的质量。 加入物质 a、b、c、d加入或取出的物质分别是精制饱和NaCl溶液、含少量NaOH的水、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。 2．电解精炼粗铜： （1）阳极材料是粗铜，阴极材料是精铜，电解质溶液是CuSO4溶液（或 Cu(NO3)2溶液）。 （2）粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时放电： Zn－2e－= Zn2+、Fe－2e－= Fe2+、Ni－2e－= Ni2+、Cu－2e－= Cu2＋， 位于金属活动性顺序铜之后的金、银等金属杂质，因为失去电子能力比Cu弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，而以阳极泥的形式沉积下来，阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料，这样可得符合电气工业要求的纯度达99.95%～99.98%的铜。【电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如：精炼镍时Cu也会沉积】 在阴极，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等离子得到电子的能力均比Cu2+弱，且物质的量浓度均比Cu2+小，所以只有Cu2+在阴极获得电子而析出Cu，这样，在阴极就得到了纯铜。 电解精炼铜 示意图 电极反应 阳极 Zn－2e－= Zn2+、Fe－2e－= Fe2+、Ni－2e－= Ni2+、Cu－2e－= Cu2＋。 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度变小 （3）长时间电解后，CuSO4溶液的浓度变小，电解质溶液必须补充，阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等。 3．电镀： 电镀是一种特殊的电解，利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。要求镀件必须作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液（作为电镀液）。在直流电的作用下，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在镀件表面覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。 电镀 示意图 电极反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋（阳极本身不断溶解） 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu（阴极本身不断增重） 总反应 宏观上看无新物质生成 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的总量、浓度、pH均不变 阴、阳极质量变化 阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。 4．电冶金 本质为Mn＋＋ne－===M，利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al ①电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高。 ②电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。 六、金属的腐蚀与防护 对同一电解质溶液来说，腐蚀由快到慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等)。 1．化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀 不纯金属与电解质溶液接触发生原电池反应 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 2．析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3)， 如：NH4Cl溶液、稀H2SO4等 水膜酸性很弱或呈中性， 且溶有一定量氧气 电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－　 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2　 易错提醒 钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。 联系 吸氧腐蚀更普遍 3．金属的防护 金属防护效果比较：外加电流法防腐＞牺牲阳极法防腐＞有一般防护条件的防腐。 （1）电化学保护法 ①牺牲阳极法——原电池原理 ②外加电流法——电解原理 负极：比被保护金属活泼的金属； 正极：被保护的金属设备。 阴极：被保护的金属设备； 阳极：惰性金属。 七、多池串联电化学装置的分析 （1）外接电源与电解池的串联：所有都为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池。 A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。 甲为电镀池，乙、丙均为电解池。 （2）直接判断：非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时，则其他装置为电解池。 A为原电池，B为电解池 （3）根据电池中的电极材料和电解质溶液判断： 原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。 A为电解池，B为原电池 （4）根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。 如图：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极，甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。 八、多池串联装置的综合计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点： ①串联电路中各支路电流相等； ②并联电路中总电流等于各支路电流之和。 在此基础上分析处理其他各种数据。 图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解6.5 g，Cu极上析出H2 2.24 L(标准状况)，Pt极上析出Cl2 0.1 mol，C极上析出Cu 6.4 g。甲池中H＋被还原，生成ZnSO4，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，由于Cu2＋浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。 九、常见的离子交换膜 1．离子交换膜的含义和作用 含义 离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。 作用 ①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。如：在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯，防止与阴极产生的H2混合发生爆炸； ②能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用； ③用于物质的分离、提纯等； ④用于物质的制备，电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质； 2．离子交换膜的种类及作用 阳离子交换膜 ①只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过。 阳离子透过阳离子交换膜原电池正极(或电解池的阴极) ②以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开： 负极：Zn－2e－===Zn2＋ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区 阴离子交换膜 ①只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过。 阴离子透过阴离子交换膜电解池阳极(或原电池的负极) ②以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开： 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阳极：2I－－2e－===I2 阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O 质子交换膜 ①只允许H＋和水分子通过，不允许其他阳离子和阴离子透过。 H＋透过质子交换膜原电池正极(或电解池的阴极) ②在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2： 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋ 阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源。 1．（2026·江苏扬州·模拟预测）一种电化学处理含的工业废气的装置，如图所示。图中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作用下，双极膜间解离成和向两极迁移。下列说法正确的是 A．b膜为阴离子交换膜 B．电解后溶液pH上升 C．双极膜中消耗5.4 g时，理论上可生成 D．催化电极上发生的反应为 2．（2026·江苏泰州·模拟预测）一种电解法制取乙烯的装置如图所示，多孔Pt电极上的反应机理为 下列说法正确的是 A．向碳纸电极方向迁移 B．多孔Pt电极发生的反应为 C．多孔Pt电极上可能生成副产物 D．不考虑副反应，电路中每转移6 mol电子，生成乙烯3 mol 3．（2026·江苏南通·模拟预测）科学家研发了一种在电催化条件下由氢气和二氧化碳制备甲醇的方法（有少量产生），反应原理如图（M、N均为石墨电极）。已知：在电场作用下，双极膜中水电离出和向两极迁移。下列说法正确的是 A．极为阴极，发生氧化反应 B．双极膜中水电离出的迁移至极区 C．电解一段时间后，M极区域溶液pH减小 D．极每消耗，极消耗的大于 4．（2026·江苏南通·二模）-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．外电路每通过0.2 mol电子，Ni电极上产生 C．Pt电极上发生的电极反应式为N(CH3)3+4OH--4e-=+3H2O D．电解前后，KOH溶液的浓度不变 5．（2025·江苏连云港·一模）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如题图所示。下列有关说法正确的是 A．Pt片接电源负极 B．Sn片上发生的电极反应式为CO2＋-2e−=HCOO−＋ C．每产生1mol HCOO−，阳离子交换膜中有4 mol K+通过 D．电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低 6．（2026·江苏南京·模拟预测）一种电化学“大气固碳”电池工作原理如图所示。该电池充电时，通过催化剂的选择性控制，只有发生氧化，释放出和。下列说法不正确的是 A．放电时电极A是负极 B．该电池不可选用含水电解液 C．充电时阳极发生的反应为： D．该电池每放、充各4 mol电子一次，理论上能固定 7．（2026·江苏苏州·三模）某光电催化反应器如图所示，光解水的同时可由制得异丙醇()。下列说法不正确的是 A．电极A上发生的反应为 B．电子由电极A经过用电器流向电极B C．外电路每通过0.18 mol电子，电极B上产生0.01 mol异丙醇 D．B电极选用高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应 8．（2026·江苏盐城·模拟预测）一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极上发生氧化反应 B．海水中通过离子交换膜移向右室 C．外电路每通过，电极上产生(标况下) D．左室的降低 9．（2026·江苏徐州·模拟预测）一种电化学装置可将转化为，其工作原理如图所示，下列说法中正确的是 A．固体电解质传导 B．电极表面产生的电极反应式为： C．电极表面发生氧化反应 D．外电路中每通过电子，可得到 10．（2025·江苏徐州·模拟预测）一种使用催化剂()合成并联合燃料电池的装置如图所示，光照下催化剂被激发产生电子和空穴。下列有关说法不正确的是 A．可实现低能绿色合成 B．表面发生的反应有 C．X电极上可能发生反应： D．当用电器通过4 mol电子时，该联合装置需补充 11．（2025·江苏·模拟预测）一种以KOH为电解质，电催化乙二醇和二氧化碳制甲酸的部分工作原理如图所示。反应过程中会有副产物生成。 下列说法不正确的是 A．该装置至少存在光能→电能→化学能的转化 B．反应过程中，装置中OH- 从右室移向左室 C．电极b发生反应的电极方程式为CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH- D．在电极a上负载催化剂的主要目的是加快乙二醇的氧化速率 12．（2025·江苏徐州·二模）一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作支撑材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，相关图示如图1、图2，电池总反应为：，下列说法不正确的是 A．放电时，含有膜的碳纳米管纤维的反应为： B．充电时，含有膜的碳纳米管纤维与外电源正极相连 C．合成图2中的有机高聚物分子的反应为缩聚反应 D．有机高聚物中通过氢键的缔合作用，增强了高聚物的稳定性 13．（2025·江苏南通·模拟预测）铅蓄电池放电时正极反应为，电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，电池将电能转化为化学能 C．充电时，正极应与外接电源负极相连 D．充电时，每生成，电路中转移1mol电子 14．（24-25高一下·吉林·期中）燃料电池是一种能量转化效率高、对环境友好的新型电池。一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如下图所示，下列有关叙述正确的是 A．电池工作时，溶液中的由乙槽通过离子交换膜向甲槽迁移 B．当外电路中流过0.04mol电子时，消耗N2H4的质量为0.32g C．b极的电极反应式为，反应一段时间后溶液的pH增大 D．若将N2H4改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，电路中通过的电子数减少 15．（2025·江苏盐城·一模）一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是 A．电池工作时，化学能完全转化为电能 B．电池工作时，向电极B移动 C．电极B上发生的电极反应为 D．参与的电极反应为 16．（2024·江苏南通·模拟预测）一种基于氧化还原靶向反应的液流锂电池如下图所示。氧化还原靶向反应是指通过引入在电解质中具有高溶解度、并与活性物质配对的氧化还原介质，来将活性物质与电极联系起来。这样既可以消除活性物质的溶解度问题，又可以将低溶解度的活性物质储存在液罐中。下列说法不正确的是 A．左侧储罐中滴入含或的溶液会产生蓝色沉淀 B．图示装置可以将电能转化为化学能 C．右侧储罐中如果液体流速下降，可能会有其他多硫离子如等 D．该电池运行结束后需要进行废液处理工作以防污染 17．（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 18．（2025·江苏南通·模拟预测）一种催化电解CO2制取丙烯的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极a与电源的正极相连 B．反应一段时间后，右室溶液的pH不变 C．生成丙烯的电极反应为3CO2-18e-+18H＋=C3H6+6H2O D．当质子交换膜通过1.8 mol H＋，生成丙烯的物质的量小于0.1 mol 19．（2025·江苏南通·模拟预测）用溶液吸收烟气中的，所得的吸收液主要成分为，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是 A．M极与电源的正极相连 B．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C．N极发生的反应为 D．当M极产生11.2 L（标况）时，N极生成的数目为 20．（江苏省镇江市2026年高三下学期化学考前调研及评分标准试题）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 20 / 28 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 题8 电化学类试题 1．（2026·江苏·高考真题）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 【答案】D 【解析】A．镁合金作负极，但发生的是氧化反应，非还原反应，A错误；B．Br⁻为阴离子，在原电池中应向负极迁移，而非从负极向正极迁移，B错误；C．“鼓包”若因气体产生，该方程式生成O2，但是Mg是强还原剂，反应中Mg应该被氧化，O不会被氧化生成O2；鼓包实际是Mg与水发生副反应生成H2，C错误；D．由总反应可知，2 mol MnO₂参与反应时转移2 mol电子，故1 mol MnO2参与反应时，外电路通过电子总量为1 mol，D正确；故选D。 2．（2025·江苏·高考真题）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，溶液的不变 D．外电路每通过电子，电极b上产生 【答案】A 【解析】本题基于“总反应为”，结合电解质溶液和装置图中电子迁移方向可知，各电极上发生的电极反应如下， 电极a：；电极b：。A．通过装置中外电路电子的迁移方向可判断出电极a上的反应物失去电子发生氧化反应生成，A正确；B．该装置工作时，左室会不断产成导致正电荷偏多，右室会不断消耗导致正电荷偏少，为了平衡电荷，会通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；C．随着反应的进行，生成的H2和O2离开反应体系，导致溶剂水的量减小，溶液的物质的量浓度增大，pH减小，C错误；D．生成，转移2mol电子，外电路通过0.01mol电子时，电极b上生成，D错误；答案选A。 3．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成，转移电子数为 【答案】C 【解析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误；C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误；故选C。 4．（2021·江苏·高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是 A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑ D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2 【答案】B 【解析】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误；B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正确；C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误；D．电解过程中转移4mol电子，生成4molNiOOH，根据，生成1mol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误；选B。 该类试题以“能量转化与物质变化的耦合”为核心立意，紧扣《普通高中化学课程标准》中“变化观念与平衡思想”“科学态度与社会责任”核心素养要求，将原电池、电解池、金属腐蚀与防护等电化学原理置于新能源开发、环境治理、工业合成、生命科学等真实STSE情境中，旨在考查学生在动态、开放、非标准的电化学体系中，运用氧化还原反应本质、离子迁移规律、电极过程动力学等核心知识，分析装置工作原理、书写电极反应式、判断产物与效率、评价技术方案的能力。命题坚持“原理基础性、情境真实性、思维系统性、价值引领性”四位一体原则，既检验学生对电化学基本模型的掌握程度，更评估其在复杂多变量体系中建立“电子流向-离子迁移-界面反应-宏观性能”完整逻辑链的高阶思维能力，实现从“套用模板”向“建构电化学系统认知”的根本转变。 · 素养落地：强化“变化观念”与“系统思维”的动态整合：试题摒弃对正负极/阴阳极判断、电极反应式书写的机械训练，转而考查学生对“外电路电子定向移动驱动内电路离子迁移，共同维持电荷守恒与反应持续”这一动态耦合机制的理解。要求学生不仅能识别电极名称，更能依据电解质组成、隔膜类型、外加电源极性等条件，动态推导离子迁移方向、pH变化、产物分布，体现“变化观念与平衡思想”在电化学系统中的实践转化。 · 知识锚定：立足氧化还原与界面过程的结构化调用：所有情境均围绕课标要求的核心电化学原理展开，包括氧化还原反应自发/非自发判断、电极电势相对大小、离子放电顺序、隔膜选择性透过、电极极化与过电位等。学生需在陌生体系（如微生物燃料电池、CO₂电还原、固态锂电池）中快速识别氧化还原对、介质环境、传质限制，激活对应的电化学知识网络，避免被新颖装置图干扰而偏离反应本质。 · 思维进阶：构建“装置识别→电极判断→反应书写→系统验证”四步推理链：试题设置大量需要多维度推理的情境，如“双膜三室电解槽中各室pH如何变化？”“锂硫电池充放电过程中Li⁺迁移路径与副反应竞争”，倒逼学生超越孤立分析单个电极，建立“从装置类型与外接电源判断工作模式→确定电极反应物与产物→书写半反应并配平→结合隔膜、电解质、物料守恒验证整体合理性”的完整思维链，考查系统化、精细化思维水平。 · 价值引领：渗透能源转型意识与工程伦理观念：通过氢能制备、碳中和电催化、废旧电池回收、生物传感等前沿科技情境，传递电化学技术在解决能源危机、环境污染、健康监测等重大问题中的关键作用。同时强调能量效率、原子经济性、材料可持续性、安全风险等工程伦理维度，引导学生辩证看待技术应用，培养负责任创新者的科学态度与社会责任感。 · 装置复杂度从“单室简单体系”向“多室耦合+功能集成”跃升 · 多室电解槽成为主流：近五年真题中，含阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜、多孔隔膜等的多室装置占比超80%，如“双极膜水解离制酸碱”“三室电渗析脱盐”“CO₂还原耦合OER”，要求学生精准理解不同隔膜的选择透过性及其对离子迁移、pH调控、产物分离的决定性作用。 · 功能集成化设计凸显：单一装置常兼具能量转换、物质合成、环境修复等多重功能，如“光电化学电池同时产氢与降解污染物”“微生物燃料电池同步发电与废水处理”，考查学生对多功能耦合机制的系统理解，而非孤立分析单一过程。 · 动态可逆体系频繁出现：二次电池（锂电、钠电、液流电池）、可充电金属-空气电池等可逆体系占比显著提升，要求区分充放电过程的电极角色转换、反应路径差异、副反应累积效应，突破“一次电池”静态思维定式。 · 考查重心从“电极反应书写”向“界面过程与系统效率”深化 · 界面过程显性化：越来越多题目关注电极/电解质界面的双电层结构、吸附中间体、电荷转移阻力、浓差极化等微观过程，如“Pt表面*H吸附能决定HER活性”“固态电解质界面SEI膜形成机制”，考查学生对电极过程动力学的定性理解。 · 效率评价指标多元化：不再仅问“产物是什么”，而是引入法拉第效率、能量效率、电流密度、过电位、循环寿命等工程指标，要求结合反应选择性、副反应竞争、欧姆损耗等进行综合分析，贴近真实研发与产业评价逻辑。 · pH与局部微环境动态变化：强调电极表面局部pH与本体溶液的差异（如阴极区碱化、阳极区酸化），及其对反应路径、产物形态、膜稳定性的影响，要求学生具备“空间异质性”思维，避免用本体浓度简单替代界面条件。 · 信息呈现从“文字+简图”向“多模态数据融合”转型 · 极化曲线与Tafel图常态化：提供过电位-电流密度关系图，要求解读催化活性、反应机理、速率控制步骤，将图形语言转化为电化学语言。 · 原位表征数据嵌入：引入原位Raman、XAS、DEMS等实时监测数据，要求据此推断反应中间体、价态变化、气体产物，强化“证据→机理”的推理闭环。 · 工艺流程与装置图深度融合：在流程图中标注电极材料、隔膜类型、物流走向、操作参数，要求结合上下游信息判断某单元的电化学功能与约束条件，考查系统工程视角下的装置定位能力。 · 干扰项设计从“电极判断错误”向“系统失衡+条件误读”升级 · 电荷守恒但物料失衡：选项电极反应式电子/电荷守恒，但未考虑隔膜选择性导致的离子缺失或过剩（如阳膜体系中写OH⁻迁移），或忽略水参与/生成导致H/O不平衡，专治“只守电荷不顾物料”的学生。 · 原理正确但条件冲突：如在酸性介质中写OH⁻参与反应，或在无催化剂条件下假设高选择性产物，或对不可逆体系强行套用可逆反应式，考查对体系边界条件的敏感性。 · 局部合理但整体失真：仅写出主反应而忽略关键副反应（如析氢竞争、碳腐蚀），或未考虑充放电过程中的结构退化、电解液分解等长期效应，反映对真实电化学系统复杂性的认知不足。 · 答案评价从“标准方程式”转向“合理区间+论证充分” · 对于开放性较强的新型体系（如CO₂还原产物分布），接受多种合理表达，只要符合电子守恒、与实验证据一致、逻辑自洽即可得分，鼓励基于证据的创新推理。 · 评分细则强调“过程分”，即使最终反应式有误，若电极判断正确、守恒验证到位、条件分析合理，仍可获部分分数，发挥诊断与激励功能。 · 错误选项解析明确指出“哪个系统约束被忽略”“哪个界面过程被简化”，如“未考虑阳膜阻挡阴离子导致电荷不守恒”“忽略阴极局部碱化导致产物判断错误”，帮助学生精准定位系统思维漏洞。 · 重建“装置-电极-界面-系统”四维电化学模型库：以装置类型（原电池/电解池/可逆电池）为纲，整理不同隔膜、电解质、电极材料组合下的典型离子迁移路径、pH变化规律、产物分布特征，形成可动态调用的“系统决策树”，替代孤立电极反应记忆。 · 开展多模态电化学信息转化专项训练：精选含极化曲线、原位谱图、多室装置图的题目，限时完成“读图/读表→提取电化学信息→匹配反应模型→书写/验证反应式”四步流程，提升跨模态信息处理能力。 · 强化“电荷-物料-pH”三重守恒校验习惯：养成写完电极反应式必做“三查”的习惯：一查电子/电荷守恒；二查物料平衡（尤其H、O、膜相关离子）；三查局部pH是否与介质兼容，避免形式正确、实质失衡。 · 建立“界面过程-系统效率”专题突破清单：针对双电层、吸附中间体、极化、法拉第效率等高频难点，整理典型实例（如HER Volmer-Heyrovsky机理、CO₂还原C₁/C₂产物选择性），进行专项辨析训练，提升系统分析精度。 · 注重真实电化学文献的阅读与转化：定期选读简化版能源/环境电化学论文摘要，练习从中提取装置参数、性能指标、机理证据，理解研究逻辑，培养对前沿电化学体系的熟悉感与解读力。 共性考点类别 具体考查内容 命题溯源（课标/教材核心要求） 装置识别与电极判断 原电池/电解池/可逆电池区分、正负极/阴阳极判断、电子/电流方向 《选择性必修1》第四章：认识原电池和电解池的工作原理，能判断电极名称与电子流向；理解可逆电池的充放电过程 电极反应式书写 氧化/还原半反应书写、介质参与（H⁺/OH⁻/H₂O）、电子/电荷/物料守恒 《选择性必修1》第四章：能根据电解质环境和反应物书写电极反应式；强调守恒规律在电极反应中的应用 离子迁移与隔膜作用 阳/阴离子交换膜选择性、双极膜水解离、离子迁移方向与pH变化 《选择性必修1》第四章“科学视野”：介绍离子交换膜在氯碱工业、燃料电池中的应用；课标“变化观念”要求理解离子迁移对维持电荷平衡的作用 金属腐蚀与防护 吸氧/析氢腐蚀机理、牺牲阳极/外加电流保护法、缓蚀剂作用 《选择性必修1》第四章：认识金属电化学腐蚀的本质，能运用原电池/电解池原理解释防护措施 新型电化学体系 锂离子电池、燃料电池、CO₂电还原、光电化学电池等工作原理与性能评价 课标学业质量水平3-4：“能分析新型化学电源的工作原理，评价其性能与应用前景”；《选择性必修1》附录“化学与能源”介绍前沿电化学技术 多模态信息处理 从极化曲线、原位谱图、装置图中提取电化学信息并建模 课标“证据推理与模型认知”素养：“能从多种表征形式中提取有效信息，建立认知模型”；教材“科学探究”栏目提供电化学实验与数据分析素材 · 电极判断脱离体系约束：仅凭金属活泼性或电源极性判断电极，忽略电解质组成、隔膜类型、反应可逆性等系统约束，如在含O₂中性溶液中误判Fe为阳极（实际为吸氧腐蚀阴极）。 · 电极反应式忽视介质参与：死记“酸性加H⁺、碱性加OH⁻”，不理解H⁺/OH⁻/H₂O的使用取决于反应本身需求及局部微环境，导致在非水体系、缓冲溶液或界面pH突变区错误添加物种。 · 隔膜作用理解表面化：认为“阳膜只允许阳离子通过”即万事大吉，忽略水合离子拖曳、浓差扩散、膜污染等实际传质限制，或对双极膜水解离位置与pH梯度关系认知模糊。 · 充放电过程角色混淆：将充电时的阳极反应误当作放电正极反应，或忽略可逆体系中电极材料结构变化、副反应累积对循环性能的影响，缺乏动态可逆思维。 · 效率评价单一化：仅关注理论产率，忽略法拉第效率（选择性）、能量效率（过电位）、循环寿命（衰减机制）等多维指标，无法全面评价电化学系统性能。 · 局部pH与本体pH等同：用本体溶液pH代替电极界面局部pH判断反应路径，如认为“中性溶液中阴极一定析氢”，忽略阴极区碱化可能促进沉淀生成或改变反应选择性。 · 多模态信息解读碎片化：孤立看待极化曲线、谱图、装置图，未能将过电位、中间体信号、物流走向等信息整合为统一的反应机理模型，导致推理断裂或矛盾。 一、原电池 1．原电池的工作原理 名称 单液原电池 双液原电池 装置 相同点 电极名称 负极 (锌片，失去电子，发生氧化反应) 正极 (铜片，得到电子，发生还原反应) 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ (氧化反应) Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应) 总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 电子流向 电子由负极经导线流向正极：由Zn沿导线流向Cu (电子不下水) 电流流向 电流由正极经导线流向负极：由Cu沿导线流向Zn 不同点 离子迁移 方向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移 (离子不上岸) Cu2＋移向正极，SO42－移向负极 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 能量转化效率 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗。 Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长。 盐桥的组成和作用 ①组成：盐桥中装有饱和KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池能持续提供电流；c.可以提高能量转化效率。 2．解题技巧 （1）原电池装置的分析方法 ①判断电极： 负极：活泼金属、燃料、还原性物质等，物质中元素化合价升高，发生氧化反应。 正极：较活泼金属、O2、氧化性物质等，物质中元素化合价降低，发生还原反应。 【特殊情况】活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成思维定式——活泼金属一定是负极，但负极一定发生氧化反应。 Al——Cu (浓硝酸) 总反应 Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 负极反应 Cu－2e－===Cu2＋ 正极反应 4H＋＋2NO＋2e－===2NO2↑＋2H2O Al——Mg (NaOH溶液) 总反应 2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO2－＋3H2↑ 负极反应 2Al－6e－＋8OH－===2AlO2－＋4H2O 正极反应 6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－ ②电极反应： 负极：还原剂-ne-—→氧化产物； 正极：氧化剂+ne-—→还原产物。 ③电子移动：电子从负极流出，经外电路流向正极。 ④离子移动：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （2）电极反应式书写的一般步骤 3．燃料电池 （1）燃料电池结构分析 （2）解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意燃料电池的介质电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质一般为氧气。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 （3）燃料电池电极反应式书写的常用方法 第一步，写出电池总反应式。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。 如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下： CH4＋2O2===CO2＋2H2O　① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　② ①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 第二步，写出电池的正极反应式。 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同： ①酸性电解质：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ②)碱性电解质：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 ③固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－。 ④熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步，电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。 二、一次电池 （1）碱性锌锰电池（干电池） 碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下： 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－； 特点：比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。 （2）酸性锌锰电池（干电池） 酸性锌锰电池的负极是Zn，正极是石墨棒，电解质是NH4Cl、ZnCl2 和H2O等，其电极反应如下： 总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2 = Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3↑。 负极：Zn－2e－ ===Zn2+； 正极：2MnO2 + 2NH4+ + 2e‾ = 2MnO(OH) + 2NH3↑； 特点：优点携带方便；缺点电量小，污染大。 （3）银锌电池（纽扣电池） 银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下： 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－； 特点：比能量大、电压稳定、储存时间长。 三、二次电池 1．二次电池的结构分析 2．解题技巧 3．二次电池——充电电池或蓄电池 （1）铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是最常见的二次电池，由两组栅状极板交替排列而成，负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液为稀H2SO4，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。 铅酸蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O ①放电时的反应（原电池） 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4； 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 ②充电时的反应（电解池） 阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； 阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO。 （2）锂离子电池 一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2(钴酸锂)，电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水)。放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化。其放电时电极反应式为 总反应为LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy， ①放电时的反应（原电池） 负极：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy； 正极：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2。 ②充电时的反应（电解池） 阴极：xLi＋＋Cy+xe－===LixCy； 阳极：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋。 四、电解池 1．电解池的工作原理 2．电解池中阴、阳极的判断方法 3．电子和离子的移动方向(惰性电极) 4．阴、阳极放电离子的判断 （1）阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。 阳离子放电顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(指水电离的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。(在溶液中Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等是不会在阴极上放电的，但在熔融状态下的物质中会放电) 反应物 阴极金属阳离子(H+) 产物 金属(H2) （2）阳极： ①若是活性电极(银以前包括银在内的金属)作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应，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； 反应物 阳极活性金属电极 产物 金属离子 ②若是惰性电极(如：Pt、石墨、Au等)作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见阴离子的放电顺序为：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。 （3）阴、阳极放电后的产物 反应物 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 产物 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O 五、电解原理的应用 1、氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业（制烧碱、氯气和氢气），其设备装置如下： 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。 装置 离子交换膜电解槽 阳极 钛网 (涂有钛、钌等氧化物涂层)：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)； 阴极 碳钢网：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)。 总反应 ①化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 ②离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 阳离子交换膜 ①将电解槽隔成阳极室和阴极室，只允许阳离子通过，阻止Cl2、H2、OH－通过，这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O而影响烧碱的质量。 加入物质 a、b、c、d加入或取出的物质分别是精制饱和NaCl溶液、含少量NaOH的水、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。 2．电解精炼粗铜： （1）阳极材料是粗铜，阴极材料是精铜，电解质溶液是CuSO4溶液（或 Cu(NO3)2溶液）。 （2）粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时放电： Zn－2e－= Zn2+、Fe－2e－= Fe2+、Ni－2e－= Ni2+、Cu－2e－= Cu2＋， 位于金属活动性顺序铜之后的金、银等金属杂质，因为失去电子能力比Cu弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，而以阳极泥的形式沉积下来，阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料，这样可得符合电气工业要求的纯度达99.95%～99.98%的铜。【电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如：精炼镍时Cu也会沉积】 在阴极，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等离子得到电子的能力均比Cu2+弱，且物质的量浓度均比Cu2+小，所以只有Cu2+在阴极获得电子而析出Cu，这样，在阴极就得到了纯铜。 电解精炼铜 示意图 电极反应 阳极 Zn－2e－= Zn2+、Fe－2e－= Fe2+、Ni－2e－= Ni2+、Cu－2e－= Cu2＋。 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度变小 （3）长时间电解后，CuSO4溶液的浓度变小，电解质溶液必须补充，阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等。 3．电镀： 电镀是一种特殊的电解，利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。要求镀件必须作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液（作为电镀液）。在直流电的作用下，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在镀件表面覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。 电镀 示意图 电极反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋（阳极本身不断溶解） 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu（阴极本身不断增重） 总反应 宏观上看无新物质生成 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的总量、浓度、pH均不变 阴、阳极质量变化 阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。 4．电冶金 本质为Mn＋＋ne－===M，利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al ①电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高。 ②电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。 六、金属的腐蚀与防护 对同一电解质溶液来说，腐蚀由快到慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等)。 1．化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀 不纯金属与电解质溶液接触发生原电池反应 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 2．析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3)， 如：NH4Cl溶液、稀H2SO4等 水膜酸性很弱或呈中性， 且溶有一定量氧气 电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－　 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2　 易错提醒 钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。 联系 吸氧腐蚀更普遍 3．金属的防护 金属防护效果比较：外加电流法防腐＞牺牲阳极法防腐＞有一般防护条件的防腐。 （1）电化学保护法 ①牺牲阳极法——原电池原理 ②外加电流法——电解原理 负极：比被保护金属活泼的金属； 正极：被保护的金属设备。 阴极：被保护的金属设备； 阳极：惰性金属。 七、多池串联电化学装置的分析 （1）外接电源与电解池的串联：所有都为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池。 A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。 甲为电镀池，乙、丙均为电解池。 （2）直接判断：非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时，则其他装置为电解池。 A为原电池，B为电解池 （3）根据电池中的电极材料和电解质溶液判断： 原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。 A为电解池，B为原电池 （4）根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。 如图：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极，甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。 八、多池串联装置的综合计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点： ①串联电路中各支路电流相等； ②并联电路中总电流等于各支路电流之和。 在此基础上分析处理其他各种数据。 图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解6.5 g，Cu极上析出H2 2.24 L(标准状况)，Pt极上析出Cl2 0.1 mol，C极上析出Cu 6.4 g。甲池中H＋被还原，生成ZnSO4，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，由于Cu2＋浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。 九、常见的离子交换膜 1．离子交换膜的含义和作用 含义 离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。 作用 ①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。如：在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯，防止与阴极产生的H2混合发生爆炸； ②能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用； ③用于物质的分离、提纯等； ④用于物质的制备，电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质； 2．离子交换膜的种类及作用 阳离子交换膜 ①只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过。 阳离子透过阳离子交换膜原电池正极(或电解池的阴极) ②以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开： 负极：Zn－2e－===Zn2＋ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区 阴离子交换膜 ①只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过。 阴离子透过阴离子交换膜电解池阳极(或原电池的负极) ②以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开： 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阳极：2I－－2e－===I2 阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O 质子交换膜 ①只允许H＋和水分子通过，不允许其他阳离子和阴离子透过。 H＋透过质子交换膜原电池正极(或电解池的阴极) ②在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2： 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋ 阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源。 1．（2026·江苏扬州·模拟预测）一种电化学处理含的工业废气的装置，如图所示。图中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作用下，双极膜间解离成和向两极迁移。下列说法正确的是 A．b膜为阴离子交换膜 B．电解后溶液pH上升 C．双极膜中消耗5.4 g时，理论上可生成 D．催化电极上发生的反应为 【答案】D 【解析】A．催化电极将被还原为，发生还原反应，为阴极，反应需要消耗，双极膜解离出的要迁移到阴极，因此b膜是阳离子交换膜，不是阴离子交换膜，A错误；B．阳极反应：，消耗，虽然双极膜会补充，但阳极反应每消耗4 mol，同时生成2 mol，会稀释KOH溶液，导致浓度降低，pH下降，B错误；C．双极膜中1 mol解离生成1 mol和1 mol，转移1 mol电子；阴极反应：，生成1 mol需要得到6 mol电子，对应需要6 mol，即消耗6 mol。，对应转移0.3 mol电子，可生成 ，C错误；D．催化电极为阴极，在酸性溶液中，被还原为，碳元素从+4价变为-2价，得到6个电子，结合迁移过来的配平，反应式正确，D正确；因此答案选D； 2．（2026·江苏泰州·模拟预测）一种电解法制取乙烯的装置如图所示，多孔Pt电极上的反应机理为 下列说法正确的是 A．向碳纸电极方向迁移 B．多孔Pt电极发生的反应为 C．多孔Pt电极上可能生成副产物 D．不考虑副反应，电路中每转移6 mol电子，生成乙烯3 mol 【答案】C 【解析】多孔Pt电极上失电子生成乙烯，发生氧化反应，因此多孔Pt为阳极，碳纸电极为阴极。A．电解池中阴离子向阳极（多孔Pt电极）迁移，因此向多孔Pt电极迁移，不是碳纸电极，A不符合题意；B．根据反应机理，1个共失去2个电子且碱性条件下应该生成碳酸根，正确的电极反应为；B不符合题意；C．反应机理中存在（丙酰氧自由基）和（乙基自由基），两种自由基可以结合生成（丙酸丙酯），因此该物质可以作为副产物生成，C符合题意；D．由装置可知，碳纸电极处也可被还原生成乙烯，不考虑副反应时，每转移6 mol电子，多孔Pt电极生成3 mol乙烯，加上碳纸电极生成的乙烯，总乙烯物质的量大于3 mol，D不符合题意；故选C。 3．（2026·江苏南通·模拟预测）科学家研发了一种在电催化条件下由氢气和二氧化碳制备甲醇的方法（有少量产生），反应原理如图（M、N均为石墨电极）。已知：在电场作用下，双极膜中水电离出和向两极迁移。下列说法正确的是 A．极为阴极，发生氧化反应 B．双极膜中水电离出的迁移至极区 C．电解一段时间后，M极区域溶液pH减小 D．极每消耗，极消耗的大于 【答案】D 【解析】右边二氧化碳转化为甲醇和一氧化碳，化合价降低，得电子，所以N作阴极；左边氢气失电子，化合价升高，所以M作阳极。A．由题意知，CO2在N极得电子，发生还原反应，作阴极，A错误；B．M极（阳极）反应为:，N极（阴极）反应为：，因此双极膜中水电离出的向M极迁移，B错误；C．M极（阳极）反应为:，反应生成H+，同时，双极膜中水电离产生的迁移至M极，与生成的发生中和反应，使M极区域溶液pH基本不变，C错误；D．极每消耗，转移6mol电子，若全部生成CH3OH，需要1mol CO2，若部分生成CO，则需要更多的CO2，才能消耗6mol电子，由题可知，有少量CO生成，则极每消耗，极消耗的大于，D正确；故答案选D。 4．（2026·江苏南通·二模）-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．外电路每通过0.2 mol电子，Ni电极上产生 C．Pt电极上发生的电极反应式为N(CH3)3+4OH--4e-=+3H2O D．电解前后，KOH溶液的浓度不变 【答案】C 【解析】A．Ni电极产生H2，发生还原反应：，为阴极，应该连接电源的负极，故A错误；B．0.2 mol电子对应生成0.1 mol H2，但未标明是在标准状况下，体积不一定是2.24 L，故B错误；C．Pt电极为阳极，被氧化为：去氢加氧，发生的反应为：，故C正确；D．该装置的总反应为，KOH未参与反应，但水被消耗了，溶液体积减小，KOH浓度增大，故D错误；故答案选C。 5．（2025·江苏连云港·一模）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如题图所示。下列有关说法正确的是 A．Pt片接电源负极 B．Sn片上发生的电极反应式为CO2＋-2e−=HCOO−＋ C．每产生1mol HCOO−，阳离子交换膜中有4 mol K+通过 D．电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低 【答案】D 【解析】CO2、中碳元素的化合价分别为+4、+2，阴极发生还原反应，电极（Sn电极）反应为，阳极（Pt电极）生成O2：，据此分析解答。A．由分析知Pt片为阳极，接电源正极，A错误；B．由分析知，Sn片为阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式应为 ，B错误；C．由反应可知，每产生1mol，转移2mol电子，，有电荷守恒得，阳离子交换膜中有2 mol K+通过，C错误；D．阳极发生反应反应，产生氢离子，消耗KHCO3，使KHCO3溶液浓度降低，D正确； 故选D。 6．（2026·江苏南京·模拟预测）一种电化学“大气固碳”电池工作原理如图所示。该电池充电时，通过催化剂的选择性控制，只有发生氧化，释放出和。下列说法不正确的是 A．放电时电极A是负极 B．该电池不可选用含水电解液 C．充电时阳极发生的反应为： D．该电池每放、充各4 mol电子一次，理论上能固定 【答案】C 【解析】放电时，阳离子从电极A移向电极B，电极A是负极，电极B是正极；充电时，电极A是阴极，电极B是阳极。A．放电时，阳离子从电极A移向电极B，原电池阳离子移向正极，电极A是负极，A正确；B．是活泼碱金属，可与水剧烈反应，电解液不能含水，B正确；C．充电时，只有发生氧化，释放出和，C不参加反应，发生的反应应该为：，C不正确；D．放电时的总反应为：，每转移4 mol电子，固定3 mol；充电时的总反应为：，每转移4 mol电子，释放2 mol；所以该电池每放、充各4 mol电子一次，理论上能固定1 mol，D正确；故选C。 7．（2026·江苏苏州·三模）某光电催化反应器如图所示，光解水的同时可由制得异丙醇()。下列说法不正确的是 A．电极A上发生的反应为 B．电子由电极A经过用电器流向电极B C．外电路每通过0.18 mol电子，电极B上产生0.01 mol异丙醇 D．B电极选用高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应 【答案】C 【解析】根据图示，电极A处H2O发生氧化反应生成氧气，A为负极；电极B处发生还原反应生成H2、异丙醇，B为正极。A．电极A上发生氧化反应，电极反应为，A正确；B．原电池工作时，电子从负极流出，经导线、用电器流向正极，故电子由电极A经过用电器流向电极B，B正确；C．中C为+4价，中C平均化合价为-2价，可得，由于电极B上除了生成外，还有H+得电子生成H2，所以外电路每通过0.18 mol电子，电极B上产生异丙醇的物质的量小于0.01 mol，C错误；D．B电极选用高选择性的电化学催化剂加快的生成速率，能有效抑制析氢反应，D正确；故选C。 8．（2026·江苏盐城·模拟预测）一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极上发生氧化反应 B．海水中通过离子交换膜移向右室 C．外电路每通过，电极上产生(标况下) D．左室的降低 【答案】C 【解析】电极a区域葡萄糖转化为，碳元素化合价升高，失电子，故电极a为负极，发生氧化反应；电极b区域转化为，氮元素化合价降低，得电子，故电极b为正极。原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。负极反应式为，正极反应式为。A．电极a为负极，失电子发生氧化反应，A正确；B．阳离子向正极移动，右室电极为正极，故海水中通过离子交换膜移向右室，B正确；C．根据正极反应式，每生成1mol 转移10mol电子，外电路通过2mol 时，生成的物质的量为，标况下体积为，C错误；D．左室负极反应生成，氢离子浓度增大，pH降低，D正确；故选C。 9．（2026·江苏徐州·模拟预测）一种电化学装置可将转化为，其工作原理如图所示，下列说法中正确的是 A．固体电解质传导 B．电极表面产生的电极反应式为： C．电极表面发生氧化反应 D．外电路中每通过电子，可得到 【答案】B 【解析】放电时，电极失去电子，被氧化为，为负极；电极处空气中的得到电子，被还原为，为正极。A．电极a处反应生成，电极b消耗H+，固体电解质传导电极处反应需要的，A错误；B．电极处发生氧化反应，失去电子，电极表面产生的电极反应式为：，B正确；C．电极为正极，得到电子，发生还原反应，C错误；D．该电池总反应方程式为：，电极处消耗的的物质的量与电极处生成的的物质的量相等，总反应不生成，D错误；故选B。 10．（2025·江苏徐州·模拟预测）一种使用催化剂()合成并联合燃料电池的装置如图所示，光照下催化剂被激发产生电子和空穴。下列有关说法不正确的是 A．可实现低能绿色合成 B．表面发生的反应有 C．X电极上可能发生反应： D．当用电器通过4 mol电子时，该联合装置需补充 【答案】D 【解析】在光催化剂表面转化为，在光催化剂表面转化为，在电极X转化为，发生氧化反应，则X为负极，Y为正极，X(负极)：，Y(正极)：。A．可实现在光催化剂表面转化为，A正确；B．光催化剂表面转化为，发生反应为，B正确；C．X为负极，电极反应为：，C正确；D．当用电器通过4 mol电子时，燃料电池部分阳极生成4 mol ，阴极消耗2 mol，净生成2 mol；为提供燃料电池所需的燃料，光催化部分恰好消耗2 mol 。整个联合装置中的量保持不变，因此不需要补充，D错误；故答案选D。 11．（2025·江苏·模拟预测）一种以KOH为电解质，电催化乙二醇和二氧化碳制甲酸的部分工作原理如图所示。反应过程中会有副产物生成。 下列说法不正确的是 A．该装置至少存在光能→电能→化学能的转化 B．反应过程中，装置中OH- 从右室移向左室 C．电极b发生反应的电极方程式为CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH- D．在电极a上负载催化剂的主要目的是加快乙二醇的氧化速率 【答案】D 【解析】根据电解池原理和图示装置图可知，乙二醇在阳极碱性条件下发生氧化反应生成甲酸根离子和副产物HOCH2COO-，阴极区，二氧化碳发生还原反应生成甲酸根离子，据此结合电解原理分析解答。A．由图可知，该装置中太阳能转化为电能，通过通电再转化为化学反应，所以至少存在光能→电能→化学能的转化，A正确；B．反应过程中，装置中OH- 从阴极区（右室）移向阳极区（左室），B正确；C．电极b为阴极，二氧化碳发生还原反应生成甲酸根离子，其电极方程式为CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，C正确；D．在电极a上负载催化剂的主要目的是提高阳极区乙二醇转化为甲酸的选择性，D错误；故选D。 12．（2025·江苏徐州·二模）一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作支撑材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，相关图示如图1、图2，电池总反应为：，下列说法不正确的是 A．放电时，含有膜的碳纳米管纤维的反应为： B．充电时，含有膜的碳纳米管纤维与外电源正极相连 C．合成图2中的有机高聚物分子的反应为缩聚反应 D．有机高聚物中通过氢键的缔合作用，增强了高聚物的稳定性 【答案】C 【解析】A．放电时，膜为正极，Mn元素从降为，发生还原反应，电极反应：，A正确；B．充电时为电解池，原电池正极（膜）作阳极，需与外电源正极相连发生氧化反应（从升为），B正确；C．图2高聚物主链为碳链，由含碳碳双键的单体通过加聚反应生成，C错误；D．高聚物中N-H键的H可与C=O的O形成氢键（N-H…O=C），氢键增强分子间作用力，提升稳定性，D正确。故选C。 13．（2025·江苏南通·模拟预测）铅蓄电池放电时正极反应为，电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，电池将电能转化为化学能 C．充电时，正极应与外接电源负极相连 D．充电时，每生成，电路中转移1mol电子 【答案】D 【解析】铅蓄电池放电时，铅为负极，发生氧化反应：，二氧化铅为正极，发生还原反应：；A．放电时，负极反应为，A错误；B．放电时，电池将化学能转化为电能，B错误；C．充电时，正极区域为阳极，应与外接电源正极相连，C错误；D．充电时总反应为，铅元素化合价由+2价变为0价、+4价，则每生成，电路中转移1mol电子，D正确；故选D。 14．（24-25高一下·吉林·期中）燃料电池是一种能量转化效率高、对环境友好的新型电池。一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如下图所示，下列有关叙述正确的是 A．电池工作时，溶液中的由乙槽通过离子交换膜向甲槽迁移 B．当外电路中流过0.04mol电子时，消耗N2H4的质量为0.32g C．b极的电极反应式为，反应一段时间后溶液的pH增大 D．若将N2H4改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，电路中通过的电子数减少 【答案】B 【解析】燃料电池中，燃料发生氧化反应，所以a电极是负极，通入氧气的b电极是正极。A．O2在正极发生还原反应：O2+2H2O+4e- =4OH-，正极生成OH-离子，为保持溶液呈电中性， Na+由甲槽向乙槽迁移，A项错误；B．负极发生氧化反应，反应式为4OH-+N2H4-4e-=N2↑+4H2O，当外电路中流过0.04mol电子时，消耗0.01mol N2H4，其质量为0.32g，B项正确；C．碱性条件下，电极方程式中不能出现H+，b极的电极反应式为O2+2H2O+4e- =4OH-，C项错误；D．消耗1mol N2H4时转移4mol电子，改为甲烷时，电极反应式为，消耗1mol CH4时转移8mol电子，D项错误；答案选B。 15．（2025·江苏盐城·一模）一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是 A．电池工作时，化学能完全转化为电能 B．电池工作时，向电极B移动 C．电极B上发生的电极反应为 D．参与的电极反应为 【答案】D 【解析】由图可知，A极碳元素、氢元素价态升高失电子，电极A为负极，电极反应式为H2+ CO+ 2-4e-═H2O+3CO2，电极B为正极，电极反应式为O2+4e-+2CO2═2，据此作答。A．在电池工作过程中，虽然大部分化学能会转化为电能，但仍会有一部分能量以热能的形式损失掉。因此，化学能并不能完全转化为电能，故A错误；B．原电池工作时，阴离子向负极移动，则向电极A移动，故B错误；C．电极B为正极，电极反应式为O2+4e-+2CO2═，故C错误；D．H2参与的电极A为负极，电解质没有OH-，负极反应为，故D正确；故选：D。 16．（2024·江苏南通·模拟预测）一种基于氧化还原靶向反应的液流锂电池如下图所示。氧化还原靶向反应是指通过引入在电解质中具有高溶解度、并与活性物质配对的氧化还原介质，来将活性物质与电极联系起来。这样既可以消除活性物质的溶解度问题，又可以将低溶解度的活性物质储存在液罐中。下列说法不正确的是 A．左侧储罐中滴入含或的溶液会产生蓝色沉淀 B．图示装置可以将电能转化为化学能 C．右侧储罐中如果液体流速下降，可能会有其他多硫离子如等 D．该电池运行结束后需要进行废液处理工作以防污染 【答案】B 【解析】A．与反应生成蓝色沉淀，与反应生成蓝色沉淀，所以左侧储罐中滴入含或的溶液会产生蓝色沉淀，故A正确；B．图示装置为电池，可以将化学能转化为电能，故B错误；C．右侧储罐中如果液体流速下降，失电子速率减慢，可能会有其他多硫离子如 等，故C正确；D．、对水体产生污染，该电池运行结束后需要进行废液处理工作以防污染，故D正确；选B。 17．（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 【解析】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。A．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；B．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；C．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；D．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。 18．（2025·江苏南通·模拟预测）一种催化电解CO2制取丙烯的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极a与电源的正极相连 B．反应一段时间后，右室溶液的pH不变 C．生成丙烯的电极反应为3CO2-18e-+18H＋=C3H6+6H2O D．当质子交换膜通过1.8 mol H＋，生成丙烯的物质的量小于0.1 mol 【答案】D 【解析】催化电解还原制备丙烯，装置左侧电极通入生成丙烯，碳元素化合价降低，发生还原反应，为电解池阴极，连接电源负极；右侧电极填充稀硫酸，发生氧化反应，电极反应为，质子交换膜允许由阳极室（右室）迁移至阴极室（左室）。阴极总还原反应为，阳极持续消耗水、生成并向外迁移，右室水减少、硫酸浓度升高，减小，据此分析。A．电极通入转化为丙烯，C元素化合价降低，发生还原反应，电解池中还原反应在阴极发生，阴极需与电源负极相连，A错误；B．电极为阳极，电极反应：，阳极不断消耗溶剂水，生成的通过质子交换膜迁移至左室，右室稀硫酸溶剂减少、溶质浓度增大，升高，溶液减小，B错误；C．，C元素化合价从降至，每个共得到，电极反应式应为：，C错误；D．由阳极的电极反应，阴极电极反应可知，当质子交换膜通过时，理论生成丙烯，但反应体系中存在副反应：；故实际生成丙烯的物质的量小于，D正确。故选D。 19．（2025·江苏南通·模拟预测）用溶液吸收烟气中的，所得的吸收液主要成分为，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是 A．M极与电源的正极相连 B．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C．N极发生的反应为 D．当M极产生11.2 L（标况）时，N极生成的数目为 【答案】B 【解析】A．M极生成，发生反应，得电子，因此M极为阴极，与电源负极相连，A错误；B．电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动：II室中的阳离子（）需要穿过a膜进入左侧阴极室（I室），因此a为阳离子交换膜；II室中的阴离子（）需要穿过b膜进入右侧阳极室（III室），因此b为阴离子交换膜，B正确；C．N极为阳极，发生失电子的氧化反应，被氧化为，正确反应为，C错误；D．标况下物质的量为，生成转移电子为；S从价变为价，每生成转移电子，因此转移电子时，生成为，数目为，D错误；故选B。 20．（江苏省镇江市2026年高三下学期化学考前调研及评分标准试题）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 【解析】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。A．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；B．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；C．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；D．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。 4 / 34 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $