第四章 化学反应与电能（复习讲义）化学人教版选择性必修1

该高中化学讲义通过表格对比、思维导图梳理构建“化学反应与电能”知识体系，涵盖电极判断、反应式书写、电化学计算等核心要点，以“原电池-电解池-金属腐蚀”为主线呈现知识脉络，突出多池组合分析、离子交换膜应用等重难点，体现物质变化与能量转化的化学观念。 讲义亮点在于分层练习设计与方法指导，如“三步法”突破电极反应式书写，结合甲烷燃料电池、电解MgCl₂溶液等实例培养科学思维，通过要点速测与难点精练满足不同学生需求，助力教师实施精准教学，提升学生问题解决与实验探究能力。

第四章 化学反应与电能 复习要点 1.学会判断电化学装置中的电极名称及电极反应式的书写。 2.学会原电池、可充电电池、电解池、电镀池判定。 3.学会分析原电池、电解池中离子交换膜的作用。 4.学会电化学的有关计算。 复习重难点 重点：在新型化学电源探究过程中，构建原电池模型，并能分析出其电极反应和总反应方程式；对“多池组合”中装置的判断与分析。 难点：对“多池组合”中装置的判断与分析。 要点 电化学装置中电极名称的判断 1．“五类”依据判断原电池电极： （1）依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 （2）依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应;正极发生还原反应。 （3）依据电子流动方向或电流方向判断。在外电路中,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。 （4）依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 （5）依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 2．“五类”依据判断电解池电极 判断依据 电极 直流电源 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子移向 电极溶解或pH减小 阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或pH增大 要点速测教材延伸 对电极名称判断的深度理解 1.得失电子方向 ①‌负极/阳极‌：发生氧化反应，失去电子（如金属溶解或阴离子放电）。 ②‌正极/阴极‌：发生还原反应，得到电子（如阳离子沉积或气体还原）。 ③特例：电解池中阳极连接电源正极，阴极连接电源负极，与原电池电极命名逻辑相反。 2.‌金属活动性顺序‌ 原电池中较活泼金属为负极（如Mg-Al原电池中Mg为负极）。 3.但需注意：某些金属在特定电解质中会钝化（如铝在浓硝酸中），此时活动性顺序失效 1．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是    (　　) A．原电池中失去电子的一极为负极 B．原电池中发生氧化反应的一极为正极 C．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极 2.甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是 A．a极为正极 B．K+从a极经溶液流向b极 C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小 D．a极的电极反应为 要点 电化学装置中电极反应式的书写 1．“三步”突破原电池电极反应式的书写： 第一步：分析氧化还原反应 根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目 第二步：注意电解质溶液环境 分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式 第三步：合并正、负电极反应 调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式 2.电解池电极反应式的书写模式： （1）解题流程 （2）阳极阴离子放电次序： 【特别提醒】微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放电次序 Zn2+>H+。 （3）电解池中电极反应式的书写方法 1)书写步骤 ①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。 ②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。 ③根据放电顺序分析放电产物。 a.阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 b.阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 ④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H＋、OH－或H2O参与；最后配平电极反应式。 2)介质对电极反应式的影响 中性溶液 反应物若是H+得电子或OH-失电子,则H+或OH-均来自水的电离，全部写成 酸性溶液 反应物或生成物中均没有 碱性溶液 反应物或生成物中均没有 水溶液 不能出现 3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。 电解MgCl2溶液时的阴极反应式应为：Mg2＋＋2H2O＋2e－===Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－===H2↑。 总反应离子方程式为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。 不能把电解MgCl2溶液的离子方程式写成：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽视了生成难溶的Mg(OH)2。要点速测教材延伸 电化学装置中电极反应式书写的易错提醒 1.定正负：原电池负极失电子（氧化）、正极得电子（还原）；电解池正负相反，先判阴阳再写。 2.守恒：化合价变化判断得失电子数，配平电荷与原子守恒。 3.介质：酸性介质不写OH⁻，碱性介质不写H⁺，按实际环境定产物（如酸性生成H⁺，碱性生成OH⁻/H₂O）。 4.箭头与总反应：气体/沉淀的↑↓视题意标注；书写总反应时电子必须抵消，离子写实际存在形式。 1．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 A．氢氧燃料电池的负极反应式： B．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式： C．电解熔融NaCl，阴极的电极反应式： D．电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式： 2.用如下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。 下列说法不正确的是 A．压强增大主要是因为产生了 B．整个过程中，负极电极反应式为： C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D．时，正极电极反应式为：和 要点 电化学的有关计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据是电子转移守恒，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，如下图所示。 图中甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2mol电子转移，则Zn极溶解6.5gZn,Cu极上析出2.24L(标准状况)H₂,Pt极上析出0.1molCl₂,C极上析出6.4gCu。甲池中H+被还原成H₂,溶液pH变大：乙池中是电解CuCl₂,电解后再加入适量CuCl₂固体可使溶液复原。 （3）电解池计算的计算 ①正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。 ②在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。 （4）判断电解后溶液pH变化的方法 根据原溶液的酸碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下： ①若电极产物只有H2而无O2,则pH变大。 ②若电极产物只有O2而无H2,则pH变小。 ③若电极产物既有O2又有H2,原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。 教材延伸 电化学装置中电极反应式书写的易错提醒 1.定正负：原电池负极失电子（氧化）、正极得电子（还原）；电解池正负相反，先判阴阳再写。 2.守恒：化合价变化判断得失电子数，配平电荷与原子守恒。 3.介质：酸性介质不写OH⁻，碱性介质不写H⁺，按实际环境定产物（如酸性生成H⁺，碱性生成OH⁻/H₂O）。 4.箭头与总反应：气体/沉淀的↑↓视题意标注；书写总反应时电子必须抵消，离子写实际存在形式。 要点速测 1.工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染，科学家采用石墨烯作电极材料设计了一种新型绿色处理尾气中的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是 A．极接直流电源的负极，发生氧化反应 B．极的电极反应式为 C．当电解质溶液中传导时，有穿过质子交换膜 D．若用铅酸蓄电池作电源，当电源负极增重时，极消耗(折合成标准状况) 2.羟基自由基具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是 A．M极电极反应式： B．电极电势：N>M C．每处理甲醛，理论上有0.8molH+透过膜b D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为7∶6 要点 金属的腐蚀与防护 一、金属腐蚀 1．金属腐蚀的概念：金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的 现象。 2.金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生 反应。 3.金属腐蚀的类型 （1）化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 现象 本质 区别 联系 （2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例）： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 负极 正极 总反应式 联系 4.金属腐蚀快慢的一般规律 （1）在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率快慢： 引起的腐蚀＞ 引起的腐蚀＞ 腐蚀＞有 的腐蚀。 （2）在原电池中，电解质溶液相同时，两极的活泼性差别越 ，负极金属越 被腐蚀，如Zn—Cu(H2SO4)中的Zn比Zn—Fe(H2SO4)中的Zn腐蚀 。 （3）对由相同正、负极构成的原电池(如Fe—Cu原电池) ①电解质的氧化能力越 ，负极金属越 被腐蚀。如：Fe在不同电解质溶液中的腐蚀速率是CuSO4溶液 稀H2SO4 NaCl溶液。 ②电解质中起氧化作用的离子相同时，该离子浓度越 ，负极金属腐蚀速率越 。如腐蚀速率： 1 mol·L－1盐酸 0.1 mol·L－1盐酸 0.1 mol·L－1醋酸 海水(起氧化作用的H＋浓度逐渐减小)。 ③溶液的导电能力越 ，负极金属越 被腐蚀。如腐蚀速率：海水 淡水 酒精。 （4）一般情况下不纯的金属或合金在潮湿的空气中腐蚀的速率 于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 二、金属的防护 1．金属的防护考虑的因素 金属的防护主要是从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。 2．金属的防护 （1）电化学防护 ①牺牲阳极法——原电池原理，通常是在被保护的钢铁设备上安装 。 a.负极：比被保护金属 的金属； b.正极：被保护的 。 原理装置如图所示：，锌比铁活泼，发生腐蚀时作为原电池的负极，不断遭受腐蚀，而作为正极的钢铁设备被保护起来。 ②外加电流法——电解原理，把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为 极，用惰性电极作为 ，两者均放在电解质溶液(如海水)里，外接 ，通电后，调整外加电压，强制电子流向 ，使钢铁表面腐蚀速率降至 ，钢铁设备被迫成为 极而受到保护。 a.阴极：被保护的 ； b.阳极： 。 原理装置如图所示。 （2）改变金属的 ，在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金，如制成合金、不锈钢等。 （3）在金属表面 ，在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法，如在金属表面 、 、 、 或表面 等方法。 教材延伸 1.本质：金属腐蚀是金属失电子被氧化的过程，分为化学腐蚀（无电流）与电化学腐蚀（有微电流，更普遍，以吸氧腐蚀为主）。 2.吸氧腐蚀：中性/弱酸性环境，负极Fe失电子，正极O2得电子；析氢腐蚀仅见于强酸性环境。 3.防护：①牺牲阳极的阴极保护法（连接更活泼金属，作负极被腐蚀）；②外加电流的阴极保护法（接电源负极，作阴极被保护）；③覆盖保护层、制成合金。 4.易错：牺牲阳极法中被保护金属作正极/阴极，勿混淆。 要点速测 1.“千年锈色耐人寻”。Cu2(OH)3Cl是铜锈中的“有害锈”，生成原理如图。下列说法不正确的是 A．正极反应：O2＋4e-＋4H＋=2H2O B．铜失去电子，发生氧化反应 C．潮湿的环境中更易产生铜锈 D．明矾溶液可清除Cu2(OH)3Cl 2.埋地管道所处环境特殊，当其通过不同的土壤时会发生电化学腐蚀，对管道的正常运行造成很大危害。下图为地下管道经过黏土(含氧量少)和沙土(含氧量多)时发生腐蚀的示意图。下列说法不正确的是 A．该管道发生电化学腐蚀时，负极上的电极反应式：Fe-2e−=Fe2+ B．掩埋在黏土部分的管道比掩埋在沙土部分的管道电化学腐蚀更快 C．如果沙土供氧充分，则黏土中铁管腐蚀会加剧 D．若采用外接电流的阴极保护法进行防腐，所用阳极材料需为金属性强于铁的单质 难点 多池串联装置中电池类型的判断 1.直接判断： （1）非常直观明显的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等为原电池，则其他装置为电解池。如下图所示，A为原电池，B为电解池。 （2）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定； （3）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池； （4）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。 2.根据电池中的电极材料和电解质溶液判断： （1）原电池一般是两种活动性不同的金属电极或一个金属电极和一个石墨电极；原电池中的电极材料一般能和电解质溶液发生自发的氧化还原反应。 （2）电解池一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个石墨电极，只根据电极材料一般不能判断出电池类型，往往还需要结合电解质溶液进行判断。电解池的电极材料一般不能和电解质溶液反应。如下图所示，B为原电池，A为电解池。 3.根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型，如下图所示。 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。 4.可充电电池的判断：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。 教材延伸 1.先找电源：串联装置中能自发发生氧化还原反应（有自发放电趋势）的是原电池（电源），其余均为电解池；电源由活泼性差异大的两电极+电解质构成。 2.判阴阳极：与电源负极相连的为阴极，与正极相连的为阳极，电子流向顺次传递，各池串联电流相等。 3.要点：金属活泼性相近的惰性电极对通常作电解池；写电极反应时需结合各池电解质溶液，注意串联中各池得失电子守恒。 难点精练 1.硅是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。某硅基钴酸锂电池的工作原理如图所示。已知充电时硅基电极反应式为。下列说法正确的是 A．右侧电极通过锂离子的脱嵌与嵌入实现充、放电 B．闭合K2，电极发生还原反应 C．闭合K1，电极的电极反应式为 D．闭合K2，当电路中转移0.1mol电子时，理论上左室电解质质量减少0.7g 2.采用中性红试剂利用电解原理直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下，下列说法正确的是 已知：中性红NR：，： A．若用铜锌原电池进行电解，a极接铜锌原电池的板 B．电解时，极的电极反应式为： C．装置中离子交换膜为阴离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为： 难点 离子交换膜在电化学中的综合应用 1.离子交换膜的作用 （1）防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素(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）用于物质的分离、提纯等。 （3）用于物质的制备。 2.离子交换膜的种类 （1）阳离子交换膜(只允许 通过，阻止 通过) 以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开 ①负极反应式： ②正极反应式： ③Zn2＋通过阳离子交换膜进入 区 ④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池 极(或电解池的 极) （2）阴离子交换膜(只允许 通过，阻止 通过) 以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开 ①阴极反应式： ②阳极反应式： ③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应： ④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池 极(或原电池的 极) （3）质子交换膜(只允许 通过) 在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2 ①阴极反应式： ②阳极反应式： ③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极 ④H＋→透过质子交换膜→原电池 极(或电解池的 极) （4）双极膜 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成 并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为 的离子源 3．离子交换膜类型的判断 根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型： （1）首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。 （2）根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型。 4．定量关系 外电路电子转移数＝通过隔膜的阴、阳离子带的负或正电荷数。 5．解答步骤 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜、质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步，写出电极反应式。判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。 第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 易错提醒 规避离子交换膜的典型易错点 1.忽略实际生产需求：高考题常结合生产实际，膜的选择需以高效制备产品为导向（如减少杂质、节能）。 2.‌混淆膜类型与离子迁移方向‌ ①阴膜允许阴离子通过，但阴离子实际迁移方向由电场力决定（向阳极）； ②若误判电极极性会导致迁移方向错误。 3.‌电荷守恒计算遗漏：多室电解中，通过膜的离子数量需与电子转移数匹配。‌ 难点精练 1.利用电解原理吸收并实现的脱除，装置如图所示。是弱酸，忽略与水的反应。下列说法错误的是 A．极为负极 B．隔膜为质子交换膜 C．阴极电极反应式： D．在相同条件下，吸收和的体积比为 2.浓差电池是利用电解质浓度不同而产生电流的一类电池。以浓差电池为电源，用浆液制备并获得副产品的装置如图。 已知：①；②。 下列说法正确的是 A．电极电势：()() B．惰性电极()的电极反应式为 C．膜，膜均应选用阴离子交换膜 D．导线中通过，理论上电解池的阳极室溶液质量增加 考点 电化学装置中的电极名称和电极反应式的书写 ▌例1 （25-26高二上·山东枣庄·阶段检测）下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中不正确的是 A．用石墨电极电解饱和食盐水阴极： B．用铜电极电解溶液阳极： C．用石墨电极电解熔融的NaCl阴极： D．用石墨电极电解NaOH溶液阳极： ▌迁移练1-1 （25-26高二上·福建福州·期中）化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中不正确的是 A．氢氧燃料电池在碱性溶液中的正极反应式： B．镀Cu时，与电源负极相连的是镀件，电极反应式为： C．牺牲阳极的阴极保护法是利用电解池的工作原理 D．铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为： ▌迁移练1-2 （25-26高二上·安徽滁州·期末）氨燃料电池是当前推动绿氨能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光催化合成绿氨联合氨燃料电池的装置如图所示，在光照作用下光催化剂被激发产生电子()和空穴(h+)。下列说法正确的是 A．电极X为正极，电极Y为负极 B．光催化剂表面可能发生反应： C．电极Y的电极反应式： D．每产生5.6 L(标准状况)NH3，光催化装置生成1.5 mol h+ 考点 电化学装置中的离子交换膜的作用分析 ▌例2 （25-26高二上·黑龙江大庆·期末）由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液为溶液；溶液为溶液，当溶液、中相同时即停止放电)。下列说法正确的是 A．电池放电过程中为正极，电极反应式为 B．电极为电解池阴极，电极反应式为 C．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 D．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得标准状况下44.8 L气体 ▌迁移练2-1 （25-26高二上·河南郑州·期中）一种液流电解池在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，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．海水应加在离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间 B．II为阳离子交换膜 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收 ▌迁移练2-2 （25-26高二下·湖南·期中）一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示{KOH溶液中，以形式存在}。电池放电时，Ⅱ区溶液浓度增大，下列叙述错误的是 A．Ⅰ区的通过隔膜向Ⅱ区迁移 B．右侧的隔膜为阴离子交换膜 C．电极发生的电极反应： D．电池总反应： 考点 “多池组合”中装置的判断与分析 ▌例3 （25-26高二下·云南昭通·期中）相同金属在不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。如图所示是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)的装置，可以制得、、、NaOH。[已知：溶液A为1 L 1 溶液；溶液B为1 L 4 溶液，当溶液A、B中相同时即停止放电]。下列说法正确的是 A．电池放电过程中Ag（1）为正极 B．a电极为电解池阴极，电极反应式为 C．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可生成0.75 mol ▌迁移练3-1 （25-26高二下·湖北·期中）当两个电极相同，电解质溶液也相同，但由于电解质浓度不同，发生的氧化还原反应程度不同，因而产生不同的电势，从而形成的电池叫做浓差电池。浓差电池中，一般电解质溶液浓度高的一极的电势高于电解质溶液浓度低的一极。某同学通过如下实验装置由低浓度KCl溶液得到了高浓度KCl溶液。已知Cu1和Cu2两个电极的初始质量相等，实验结束后Cu1比Cu2电极质量重25.6 g。下列说法中正确的是 A． B．实验结束后共收集到气体体积为17.92 L(标准状况) C．Pt1电极的电极反应方程式为 D．m为阴离子交换膜，n为阳离子交换膜 ▌迁移练3-2 （25-26高二下·山东菏泽·期中）某科研团队研发了一款镁—锂双离子二次电池，可同时驱动乙池(硫酸铜溶液电解)和丙池(氯化镁溶液电解)的工业生产，实现了“储能+生产”的一体化模式。以下是该系统的工作原理示意图。 下列说法错误的是 A．放电时，Li+向n极移动 B．甲池中正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4 C．电解一段时间后，乙池中溶液的酸性将增强 D．丙池发生电解反应的总离子方程式为 考点 电化学的有关计算 ▌例4 （25-26高二下·山东烟台·期中）用双极膜电渗析法除去卤水中的装置如图，双极膜中解离出的、在电场作用下向两极迁移。已知。下列说法正确的是 A．石墨电极连接电源的正极 B．X膜为阳离子交换膜 C．Ⅰ室每生成1 mol气体，Ⅱ室最多生成2 mol D．Ⅳ室每生成40 g NaOH，双极膜内共有36 g 被解离 ▌迁移练4-1 （25-26高二下·湖北武汉·期中）为推动废水处理与资源回收的高效结合，助力绿色低碳的循环经济发展，某科研小组设计如图装置，实现了含盐废水(以NaCl为例)和造纸废水(以含葡萄糖为例)的有效处理，并获得HCl溶液和NaOH溶液。已知，电极A和电极B均为惰性电极，M、N、P膜为离子交换膜。下列说法正确的是 A．M膜和P膜均为阴离子交换膜 B．标准状况下，每消耗，理论上通过交换膜 C．消耗，理论上可获得24 mol NaOH和24 mol HCl D．该装置工作时，Ⅱ室和Ⅳ室溶液的pH均升高 ▌迁移练4-2 （2026·广东·一模）一种新型淡化海水的电化学装置如图所示，其中c、d均为离子交换膜，b电极为电极，工作时其转化为。该装置工作时，下列说法正确的是 A．负极上电极反应式为 B．c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 C．电路中转移电子，理论上有发生反应 D．电路中转移电子，理论上海水淡化室溶质质量减少29.25 g 考点 金属的腐蚀与防护 ▌例5 （25-26高二下·陕西西安·期中）下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是 A．发生析氢腐蚀 B．外加电流法防护 C．牺牲阳极法防护 D．制成不锈钢防护 ▌迁移练5-1 （25-26高二上·甘肃酒泉·期末）下列关于金属的腐蚀与防护说法不正确的是     A．图①中在轮船外壳上镶嵌锌块， 可减缓船体的腐蚀速率 B．图②中往 电极区滴入 2 滴 ，不产生蓝色沉淀 C．图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层可减缓金属腐蚀 D．图④的海水中钢闸门发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为 ▌迁移练5-2 （2026·河北保定·二模）中国海军拥有055型驱逐舰“遵义舰”等舰艇。舰艇为增强防锈能力采用了多种措施，下列利用电化学原理防锈的是 A．涂刷油漆 B．镶嵌锌块 C．打磨处理 D．镀铬防护 基础达标 1.（25-26高二上·云南文山·阶段检测）以熔融碳酸盐燃料电池为电源，模拟在铁棒上镀铜，装置如图所示。下列说法错误的是 A．外电路中电子流向：通CO的Pt电极→导线→Fe电极 B．装置甲中通的Pt电极反应式： C．镀铜总反应式： D．若将镀铜装置换为粗铜精炼装置，则粗铜应与甲装置中的右侧Pt电极相连 2.（25-26高二上·安徽合肥·期末）某小组设计如图所示实验探究金属电化学腐蚀类型。下列说法错误的是 A．甲中铁钉与溶液界面处可能产生铁锈 B．甲中正极电极反应式为 C．丙中有气泡产生 D．丙中负极反应式为 3.（2026·湖北·三模）中国科学院大连化学物理研究所最新成功研发出首例氢负离子原型电池（CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4），该电池工作状态如图所示： 下列说法错误的是 A．放电时，正极的电极反应式为：。 B．H-由NaAlH4电极移向CeH2电极时存储能量 C．储能时，电池负极的电极反应式为 D．理论上，有2 mol 生成时，两极的质量变化差值为4 g 4．（25-26高二上·吉林四平·阶段检测）关于下列电化学装置的说法中错误的是 A．装置正极反应式为 B．装置中产生的气体体积比始终为1：1 C．若装置用于粗的电解精炼，则极板为粗铜 D．装置中总反应的离子方程式为 5．（25-26高二上·内蒙古呼伦贝尔·期末）电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量KCl B．铁电极的电极反应式为 C．若左池石墨电极产生22.4 L气体(标况下)，则消耗0.5 mol甲烷 D．通入甲烷的石墨电极反应式为： 6.（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）利用微生物脱盐燃料电池，可同时淡化盐水和处理氨氮废水(主要含)，原理如图所示，下列说法正确的是 A．处理氨氮废水的过程实现了氮的固定 B．M膜为阴离子交换膜 C．负极的电极反应式为： D．外电路转移，脱盐室质量减少58.5g 7.（25-26高二上·四川成都·期中）如图装置甲为甲烷和构成的燃料电池示意图，电解质为较浓的溶液，装置乙为电解饱和溶液的装置，X为阳离子交换膜。用该装置进行实验，反应开始后观察到Fe电极附近出现白色沉淀。下列说法错误的是 A．实验开始后，甲中溶液的pH减小 B．乙池中移向Fe电极 C．甲中B处通入，电极反应式为： D．理论上甲中每消耗 ，乙中溶液质量减少52.4 g 8．（25-26高二上·广东·期中）锌镍二次电池放电时的电极反应式为负极：；正极：。已知：电池在充电时，阳极会发生副反应：，下列有关该电池放电过程的说法正确的是 A．电子由正极经外电路流向负极，溶液中向正极迁移 B．每消耗6.5 g Zn，理论上正极有0.2 mol NiOOH被还原 C．正极反应中，NiOOH是氧化剂，每生成转移2 mol电子 D．放电过程中，正极上可能会析出 9.（25-26高二上·山东枣庄·阶段检测）如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗16 g N2H4时，乙池中理论上最多产生71g Cl2 11.（25-26高三上·江苏南京·开学考试）探究铁的电化学腐蚀实验如下：向饱和NaCl溶液中加入溶液(能与形成蓝色沉淀)和酚酞，将铜片紧密覆盖在铁片上，向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液，可能的原理如题图所示。下列说法正确的是 A．铁片上发生还原反应，出现蓝色沉淀 B．铜片上的溶液变为红色，电极反应式为 C．用锌片代替铜片，保持其它操作不变，观察到的现象相同 D．用盐酸代替NaCl溶液，保持其它操作不变，观察到的现象相同 12.（25-26高二上·湖北·期末）氢气是一种清洁能源，在电化学中扮演重要角色。标准氢电极是Pt片浸在H+为 1 mol/L 的酸溶液中，通入压强为101kPa的H2；Pt是惰性导体，能吸附H2并催化2H++2e-H2的可逆反应。 （1）向1mol/L Na2SO4溶液滴加几滴酚酞溶液，然后用石墨电极电解，____极(填“阴”或“阳”)产生H2 ，此电极附近溶液的颜色变化为__________________。 （2）某同学设计了一个原电池，将锌片插入ZnSO4溶液，用标准氢电极作为另一电极。标准氢电极是______极(填“正”或“负”)，电极反应式为________________。 （3）b为H+/H2标准氢电极，a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。1与2相连时，a电极质量减小，a电极反应式为___________________。2与3相连时，c电极质量增大，标准氢电极是_______极(填“正”或“负”)。 （4）两个实验小组用如图所示装置进行电化学实验。A组同学在左侧通入H2，盐桥中K+移向装置的______(填“左”或“右”)侧；B组同学在右侧通入O2，左侧的电极反应式为_________。两个实验的电池总反应是否相同？______(填“是”或“否”)。 能力进阶 13．（25-26高二上·广西贺州·期末）电解制备光电陶瓷材料的装置如图所示，该装置工作时(忽略溶液体积的变化)，下列说法正确的是 A．往电极迁移 B．一段时间后，减小 C．每转移电子，同时生成气体 D．W电极上的电极反应式为 14.（25-26高二下·湖北武汉·期末）一种的脱除与的制备协同进行的装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列说法正确的是 A．a电极为负极 B．向a电极移动 C．b电极电极反应： D．若左室制备得到 3.4 g，则右室溶液质量增加6.4 g 15．（25-26高二下·湖北襄阳·期末）利用燃料电池电解制备的装置如图所示。已知微溶于水，难溶于水。 下列说法错误的是 A．该装置同时可以得到副产物NaOH、H2、Cl2 B．B膜为阴离子交换膜，A、C膜均为阳离子交换膜 C．若去掉C膜，产品室中有可能产生沉淀 D．标准状况下，理论上每消耗0.56 L甲烷，产品室生成0.2 mol的Ca(H2PO4)2 16．（25-26高二上·山西运城·期末）研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，石墨极电势高于铝电极电势 B．放电时，电流由石墨电极经用电器、铝电极、电解质溶液回到石墨电极 C．充电时，阴极反应为： D．充电时，再生27 g Al单质，至少转移3 mol电子 17．（25-26高二下·甘肃定西·期末）一种以、组成的钠离子电池，工作时钠离子在正负极之间嵌入和脱出实现电荷转移。其放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，b极有电子流出，发生氧化反应 B．放电时，每转移1 mol电子，a极质量减少23 g C．充电时，阳极电极反应式为 D．放电时，正极区电解液中的物质的量逐渐增大 18.（25-26高二上·河北邢台·期末）探究原电池和电解池原理，对生产、生活具有重要的意义。 I．研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。 （1）已知海水的pH约为8.1，轮船在海水作用下的腐蚀过程属于_____（填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”）。 （2）海洋中航行的轮船（含碳量为1%）越靠近轮船底部发生的电化学腐蚀就越轻微，说明_____会影响铁的腐蚀速率。写出腐蚀时正极的电极反应式：_____。 II．基于新型材料优异的氢负离子传导特性，中国科学院某研究团队以储氢化合物、贫氢材料为电极，组装了世界首例氢负离子电池实体原型。以该电池为电源，设计双极膜制备氘代酸碱装置，电极3、4为惰性电极，A、B为离子交换膜。 （3）氢负离子电池放电时，电极1为_____（填“正极”或“负极”），电极2发生的电极反应为_____。 （4）双极膜（BP）能将膜间的水分子解离，提供、。利用双极膜解离重水制备氘代酸碱，离子交换膜B选择_____（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜；BP解离3 mol重水时，原料室中消耗的的质量为_____g。 III．电化学原理在污染治理方面有广泛应用。 （5）利用反应构成的电池既能有效消除氮氧化物，减轻雾霾污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。 ①B极的电极反应式为_________。 ②若反应转移1.6 mol电子，A极生成的体积为_________L（标准状况）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 化学反应与电能 复习要点 1.学会判断电化学装置中的电极名称及电极反应式的书写。 2.学会原电池、可充电电池、电解池、电镀池判定。 3.学会分析原电池、电解池中离子交换膜的作用。 4.学会电化学的有关计算。 复习重难点 重点：在新型化学电源探究过程中，构建原电池模型，并能分析出其电极反应和总反应方程式；对“多池组合”中装置的判断与分析。 难点：对“多池组合”中装置的判断与分析。 要点 电化学装置中电极名称的判断 1．“五类”依据判断原电池电极： （1）依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 （2）依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应;正极发生还原反应。 （3）依据电子流动方向或电流方向判断。在外电路中,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。 （4）依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 （5）依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 2．“五类”依据判断电解池电极 判断依据 电极 直流电源 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子移向 电极溶解或pH减小 阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或pH增大 要点速测教材延伸 对电极名称判断的深度理解 1.得失电子方向 ①‌负极/阳极‌：发生氧化反应，失去电子（如金属溶解或阴离子放电）。 ②‌正极/阴极‌：发生还原反应，得到电子（如阳离子沉积或气体还原）。 ③特例：电解池中阳极连接电源正极，阴极连接电源负极，与原电池电极命名逻辑相反。 2.‌金属活动性顺序‌ 原电池中较活泼金属为负极（如Mg-Al原电池中Mg为负极）。 3.但需注意：某些金属在特定电解质中会钝化（如铝在浓硝酸中），此时活动性顺序失效 1．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是    (　　) A．原电池中失去电子的一极为负极 B．原电池中发生氧化反应的一极为正极 C．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极 【答案】B 【分析】原电池中,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,所以较活泼的金属作负极,较不活泼的电极为正极,电子从负极沿导线流向正极.而电解池的电极与电源有关,与电源正极相连的为阳极,与电源负极相连的为阴极,以此来解答。 【解析】A.原电池中负极失去电子,则失去电子的一极为负极,所以A选项是正确的；B. 一般来说,原电池中相对活泼的一极失去电子,为原电池的负极,故B错误；C.电解池中与电源的连接决定阴极或阳极,则电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极,所以C选项是正确的；D.与电源正极相连的为阳极,得到电子,发生氧化反应,所以D选项是正确的。所以本题答案选B。 2.甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是 A．a极为正极 B．K+从a极经溶液流向b极 C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小 D．a极的电极反应为 【答案】B 【分析】a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极；b电极通入空气，氧气发生还原反应，b极为正极，据此解答。 【解析】A．a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极，A错误；B．a极为负极，b极为正极，K+从a极经溶液流向b极，B正确；C．b电极通入空气，氧气发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，即生成OH-，碱性增强，则工作一段时间后，b极附近的pH会增大，C错误；D．a电极通入甲烷，甲烷被氧化生成，则a极的电极反应为：，D错误；故选B。 要点 电化学装置中电极反应式的书写 1．“三步”突破原电池电极反应式的书写： 第一步：分析氧化还原反应 根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目 第二步：注意电解质溶液环境 分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式 第三步：合并正、负电极反应 调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式 2.电解池电极反应式的书写模式： （1）解题流程 （2）阳极阴离子放电次序： 【特别提醒】微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放电次序 Zn2+>H+。 （3）电解池中电极反应式的书写方法 1)书写步骤 ①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。 ②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。 ③根据放电顺序分析放电产物。 a.阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 b.阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 ④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H＋、OH－或H2O参与；最后配平电极反应式。 2)介质对电极反应式的影响 中性溶液 反应物若是H+得电子或OH-失电子,则H+或OH-均来自水的电离，全部写成H2O 酸性溶液 反应物或生成物中均没有OH- 碱性溶液 反应物或生成物中均没有H+ 水溶液 不能出现O2- 3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。 电解MgCl2溶液时的阴极反应式应为：Mg2＋＋2H2O＋2e－===Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－===H2↑。 总反应离子方程式为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。 不能把电解MgCl2溶液的离子方程式写成：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽视了生成难溶的Mg(OH)2。要点速测教材延伸 电化学装置中电极反应式书写的易错提醒 1.定正负：原电池负极失电子（氧化）、正极得电子（还原）；电解池正负相反，先判阴阳再写。 2.守恒：化合价变化判断得失电子数，配平电荷与原子守恒。 3.介质：酸性介质不写OH⁻，碱性介质不写H⁺，按实际环境定产物（如酸性生成H⁺，碱性生成OH⁻/H₂O）。 4.箭头与总反应：气体/沉淀的↑↓视题意标注；书写总反应时电子必须抵消，离子写实际存在形式。 1．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 A．氢氧燃料电池的负极反应式： B．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式： C．电解熔融NaCl，阴极的电极反应式： D．电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式： 【答案】B 【解析】A．氢氧燃料电池中的负极反应为H2-2e－=2H＋，A错误；B．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀过程中的负极反应都是Fe-2e－=Fe2＋，B正确；C．电解熔融NaCl的阴极反应为Na＋＋e－=Na，C错误；D．电解饱和食盐水时阴极反应为2H＋＋2e－=H2↑，D错误；答案选B。 2.用如下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。 下列说法不正确的是 A．压强增大主要是因为产生了 B．整个过程中，负极电极反应式为： C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D．时，正极电极反应式为：和 【答案】C 【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答。 【解析】A．根据分析可知，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，故A正确；B．锥形瓶中的Fe粉和Cu粉与酸溶液共同构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：，故B正确；C．若pH=4.0时，若只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降，但图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故C错误；D．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，因此，正极反应式有：和，故D正确；故答案选C。 要点 电化学的有关计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据是电子转移守恒，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，如下图所示。 图中甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2mol电子转移，则Zn极溶解6.5gZn,Cu极上析出2.24L(标准状况)H₂,Pt极上析出0.1molCl₂,C极上析出6.4gCu。甲池中H+被还原成H₂,溶液pH变大：乙池中是电解CuCl₂,电解后再加入适量CuCl₂固体可使溶液复原。 （3）电解池计算的计算 ①正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。 ②在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。 （4）判断电解后溶液pH变化的方法 根据原溶液的酸碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下： ①若电极产物只有H2而无O2,则pH变大。 ②若电极产物只有O2而无H2,则pH变小。 ③若电极产物既有O2又有H2,原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。 教材延伸 电化学装置中电极反应式书写的易错提醒 1.定正负：原电池负极失电子（氧化）、正极得电子（还原）；电解池正负相反，先判阴阳再写。 2.守恒：化合价变化判断得失电子数，配平电荷与原子守恒。 3.介质：酸性介质不写OH⁻，碱性介质不写H⁺，按实际环境定产物（如酸性生成H⁺，碱性生成OH⁻/H₂O）。 4.箭头与总反应：气体/沉淀的↑↓视题意标注；书写总反应时电子必须抵消，离子写实际存在形式。 要点速测 1.工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染，科学家采用石墨烯作电极材料设计了一种新型绿色处理尾气中的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是 A．极接直流电源的负极，发生氧化反应 B．极的电极反应式为 C．当电解质溶液中传导时，有穿过质子交换膜 D．若用铅酸蓄电池作电源，当电源负极增重时，极消耗(折合成标准状况) 【答案】B 【分析】图中的电化学过程涉及电解池原理，在N极被氧化为N2，则N极为阳极，阳极式为；M极为阴极，在阴极得到电子被还原为，阴极式为，M极产生的可再被氧气氧化为，反应的离子方程式为。 【解析】A．结合分析知，在M极得到电子被还原为，则极为电解池的阴极，接直流电源的负极，发生还原反应，A项错误；B．极为阳极，电极反应式为，B项正确；C．电子可从导线过，电解质溶液不能传导电子，C项错误；D．若用铅酸蓄电池作电源，电源负极的反应式为，负极增重时，参与反应的为0.05mol，电路中转移电子0.1mol，结合M极式知，极产生的为0.1mol，再根据知，反应消耗的为0.025mol，其标况下的体积为，D项错误；故选B。 2.羟基自由基具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是 A．M极电极反应式： B．电极电势：N>M C．每处理甲醛，理论上有0.8molH+透过膜b D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为7∶6 【答案】D 【分析】由图可知，M电极通入O2，发生反应生成自由基•OH，反应式为：O2+2e-+2H+=2•OH，M作阴极，N为阳极，以此解答。 【解析】A．M电极通入O2，发生反应生成自由基•OH，反应式为：O2+2e-+2H+=2•OH，M作阴极，故A正确；B．由上述分析可知，M作阴极，N为阳极，故电极电势：N>M，故B正确；C．甲醛与•OH反应生成CO2的反应：HCHO-4e-+4OH-+•OH=CO2+4H2O，6.0 g甲醛为0.2mol,有0.8mol H+透过膜b,故C正确；D．根据氧化还原反应规律，1mol甲醛生成CO2转移4mole-，1mol苯酚生成CO2转移28mol e-，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6：7，故D错误；答案选D。 要点 金属的腐蚀与防护 一、金属腐蚀 1．金属腐蚀的概念：金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的 现象。 2.金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。 3.金属腐蚀的类型 （1）化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 区别 无电流产生 有微弱电流产生 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（以钢铁的腐蚀为例）： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 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 联系 吸氧腐蚀更普遍 4.金属腐蚀快慢的一般规律 （1）在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率快慢：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 （2）在原电池中，电解质溶液相同时，两极的活泼性差别越大，负极金属越易被腐蚀，如Zn—Cu(H2SO4)中的Zn比Zn—Fe(H2SO4)中的Zn腐蚀快。 （3）对由相同正、负极构成的原电池(如Fe—Cu原电池) ①电解质的氧化能力越强，负极金属越易被腐蚀。如：Fe在不同电解质溶液中的腐蚀速率是CuSO4溶液＞稀H2SO4＞NaCl溶液。 ②电解质中起氧化作用的离子相同时，该离子浓度越大，负极金属腐蚀速率越快。如腐蚀速率： 1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1醋酸＞海水(起氧化作用的H＋浓度逐渐减小)。 ③溶液的导电能力越强，负极金属越易被腐蚀。如腐蚀速率：海水＞淡水＞酒精。 （4）一般情况下不纯的金属或合金在潮湿的空气中腐蚀的速率远快于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 二、金属的防护 1．金属的防护考虑的因素 金属的防护主要是从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。 2．金属的防护 （1）电化学防护 ①牺牲阳极法——原电池原理，通常是在被保护的钢铁设备上安装锌块。 a.负极：比被保护金属活泼的金属； b.正极：被保护的金属设备。 原理装置如图所示：，锌比铁活泼，发生腐蚀时作为原电池的负极，不断遭受腐蚀，而作为正极的钢铁设备被保护起来。 ②外加电流法——电解原理，把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液(如海水)里，外接直流电源，通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀速率降至零或接近零，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护。 a.阴极：被保护的金属设备； b.阳极：惰性金属或石墨。 原理装置如图所示。 （2）改变金属的内部结构，在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金，如制成合金、不锈钢等。 （3）在金属表面覆盖保护层，在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 教材延伸 1.本质：金属腐蚀是金属失电子被氧化的过程，分为化学腐蚀（无电流）与电化学腐蚀（有微电流，更普遍，以吸氧腐蚀为主）。 2.吸氧腐蚀：中性/弱酸性环境，负极Fe失电子，正极O2得电子；析氢腐蚀仅见于强酸性环境。 3.防护：①牺牲阳极的阴极保护法（连接更活泼金属，作负极被腐蚀）；②外加电流的阴极保护法（接电源负极，作阴极被保护）；③覆盖保护层、制成合金。 4.易错：牺牲阳极法中被保护金属作正极/阴极，勿混淆。 要点速测 1.“千年锈色耐人寻”。Cu2(OH)3Cl是铜锈中的“有害锈”，生成原理如图。下列说法不正确的是 A．正极反应：O2＋4e-＋4H＋=2H2O B．铜失去电子，发生氧化反应 C．潮湿的环境中更易产生铜锈 D．明矾溶液可清除Cu2(OH)3Cl 【答案】A 【解析】A．根据图知，发生吸氧腐蚀，正极上O2得电子和H2O反应生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；B．失电子的物质发生氧化反应，该反应中Cu失电子生成Cu2+而发生氧化反应，故B正确；C．潮湿的环境中有电解质溶液，易形成原电池而更易产生铜锈，故C正确；D．明矾中铝离子水解生成Al(OH)3和H+而使溶液呈酸性，能和Cu2(OH)3Cl中OH-反应，所以明矾溶液能清除Cu2(OH)3Cl，故D正确；答案选A。 2.埋地管道所处环境特殊，当其通过不同的土壤时会发生电化学腐蚀，对管道的正常运行造成很大危害。下图为地下管道经过黏土(含氧量少)和沙土(含氧量多)时发生腐蚀的示意图。下列说法不正确的是 A．该管道发生电化学腐蚀时，负极上的电极反应式：Fe-2e−=Fe2+ B．掩埋在黏土部分的管道比掩埋在沙土部分的管道电化学腐蚀更快 C．如果沙土供氧充分，则黏土中铁管腐蚀会加剧 D．若采用外接电流的阴极保护法进行防腐，所用阳极材料需为金属性强于铁的单质 【答案】D 【解析】A．该管道发生电化学腐蚀时，Fe为原电池的负极，Fe失去电子生成Fe2+，负极上的电极反应式为：Fe-2e−=Fe2+，A正确；B．电化学腐蚀需要电解质溶液参与，黏土比沙土更加湿润，含水量较多，掩埋在黏土部分的管道比掩埋在沙土部分的管道电化学腐蚀更快，B正确；C．如果沙土供氧充分，则管道在沙土中的部分为正极，在黏土中的部分为负极，该部分铁管失去电子，腐蚀会加剧，C正确；D．若采用外接电流的阴极保护法进行防腐，将铁管道与电源负极相连作阴极，阳极应该选择惰性电极，不能选金属性强于铁的单质，D错误；故选D。 难点 多池串联装置中电池类型的判断 1.直接判断： （1）非常直观明显的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等为原电池，则其他装置为电解池。如下图所示，A为原电池，B为电解池。 （2）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定； （3）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池； （4）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。 2.根据电池中的电极材料和电解质溶液判断： （1）原电池一般是两种活动性不同的金属电极或一个金属电极和一个石墨电极；原电池中的电极材料一般能和电解质溶液发生自发的氧化还原反应。 （2）电解池一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个石墨电极，只根据电极材料一般不能判断出电池类型，往往还需要结合电解质溶液进行判断。电解池的电极材料一般不能和电解质溶液反应。如下图所示，B为原电池，A为电解池。 3.根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型，如下图所示。 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。 4.可充电电池的判断：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。 教材延伸 1.先找电源：串联装置中能自发发生氧化还原反应（有自发放电趋势）的是原电池（电源），其余均为电解池；电源由活泼性差异大的两电极+电解质构成。 2.判阴阳极：与电源负极相连的为阴极，与正极相连的为阳极，电子流向顺次传递，各池串联电流相等。 3.要点：金属活泼性相近的惰性电极对通常作电解池；写电极反应时需结合各池电解质溶液，注意串联中各池得失电子守恒。 难点精练 1.硅是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。某硅基钴酸锂电池的工作原理如图所示。已知充电时硅基电极反应式为。下列说法正确的是 A．右侧电极通过锂离子的脱嵌与嵌入实现充、放电 B．闭合K2，电极发生还原反应 C．闭合K1，电极的电极反应式为 D．闭合K2，当电路中转移0.1mol电子时，理论上左室电解质质量减少0.7g 【答案】A 【分析】由题干图示信息可知，闭合K1时，该装置为原电池，Si电极为电池的负极，电极反应为：，为正极，电极反应为：；当闭合K2时，该装置为电解池，Si电极为电解池的阴极，电极反应为：，为阳极，电极反应为：，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，放电时，右侧电极为正极，电极反应式为，电极发生Li+嵌入；闭合，该电池为电解池，电极为电池的阳极，阳极的电极反应式为，电极发生Li+脱嵌，故A正确；B．据分析，闭合K2时是充电过程，即为电解池，电极为阳极，发生氧化反应，故B错误；C．据分析，闭合K1时，电极为正极，电极反应为，故C错误；D．闭合K2，左室电解质中的Li+在阴极上与Si反应生成LixSi，但是右侧Li+会从阳极室穿过锂离子导体膜移动到阴极室，理论上左室电解质质量不变，故D错误；故答案为A。 2.采用中性红试剂利用电解原理直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下，下列说法正确的是 已知：中性红NR：，： A．若用铜锌原电池进行电解，a极接铜锌原电池的板 B．电解时，极的电极反应式为： C．装置中离子交换膜为阴离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为： 【答案】D 【分析】由图可知，装置中a极与转化为和，N元素化合价升高，发生氧化反应，所以a为阳极，与直流电源正极相连。电极为阴极，与直流电源负极相连，在阴极得到电子发生还原反应生成。 【解析】A．a极是阳极，应接原电池的正极，铜锌原电池中是负极，故A错误；B．电极为阴极，水分子作用下在阴极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，故B错误；C．由b电极的电极反应式可知，溶液中氢氧根浓度增大，要保持溶液中电荷守恒，需要将电极产生的阳离子转移到极区，则装置中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误；D．由a电极的电极反应式可知，反应物需要碳酸氢根，左储液罐需要产生碳酸氢根供给，则左储液罐发生反应的离子方程式为，故D正确；故选D。 难点 离子交换膜在电化学中的综合应用 1.离子交换膜的作用 （1）防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素(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）用于物质的分离、提纯等。 （3）用于物质的制备。 2.离子交换膜的种类 （1）阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过) 以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开 ①负极反应式：Zn-2e-=Zn2＋ ②正极反应式：Cu2＋＋2e-=Cu ③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区 ④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) （2）阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过) 以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开 ①阴极反应式：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- ②阳极反应式：2I-_2e-=I2 ③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH-=IO3-＋5I-＋3H2O ④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极) （3）质子交换膜(只允许H＋和水分子通过) 在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2 ①阴极反应式：2H＋＋2e-=H2↑ ②阳极反应式：CH3COOH-8e-＋2H2O=2CO2↑＋8H＋ ③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极 ④H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) （4）双极膜 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源 3．离子交换膜类型的判断 根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型： （1）首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。 （2）根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型。 4．定量关系 外电路电子转移数＝通过隔膜的阴、阳离子带的负或正电荷数。 5．解答步骤 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜、质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步，写出电极反应式。判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。 第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 易错提醒 规避离子交换膜的典型易错点 1.忽略实际生产需求：高考题常结合生产实际，膜的选择需以高效制备产品为导向（如减少杂质、节能）。 2.‌混淆膜类型与离子迁移方向‌ ①阴膜允许阴离子通过，但阴离子实际迁移方向由电场力决定（向阳极）； ②若误判电极极性会导致迁移方向错误。 3.‌电荷守恒计算遗漏：多室电解中，通过膜的离子数量需与电子转移数匹配。‌ 难点精练 1.利用电解原理吸收并实现的脱除，装置如图所示。是弱酸，忽略与水的反应。下列说法错误的是 A．极为负极 B．隔膜为质子交换膜 C．阴极电极反应式： D．在相同条件下，吸收和的体积比为 【答案】D 【分析】根据图示，左边反应室经反应后生成H2S2O4，S元素的化合价降低，电源a是负极，b是正极，电解池中，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜 【解析】A．根据分析，电源a是负极，b是正极，A正确；B．右边阳极室发生反应，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜，B正确；C．阴极得电子，经反应后生成H2S2O4，电极反应式：，C正确；D．S元素由+4升高到+6，失2个电子，N元素由+2降低到0价，得到2个电子，根据得失电子守恒，在相同条件下，吸收和的体积比为，D错误；故选D。 2.浓差电池是利用电解质浓度不同而产生电流的一类电池。以浓差电池为电源，用浆液制备并获得副产品的装置如图。 已知：①；②。 下列说法正确的是 A．电极电势：()() B．惰性电极()的电极反应式为 C．膜，膜均应选用阴离子交换膜 D．导线中通过，理论上电解池的阳极室溶液质量增加 【答案】CD 【分析】从图中可知，左侧为浓差电池，右边为电解池。在浓差电池中，右侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以Cu(Ⅱ)电极为正极、电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，Cu(I)电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；惰性电极(I)与Cu(Ⅱ)相连，则惰性电极(I)为阳极，电极上阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液中，总电极反应为，惰性电极(I)附近生成Na2Cr2O7和氧气；因此惰性电极(Ⅱ)为阴极，电极上水发生得电子的还原反应生成H2，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，惰性电极(Ⅱ)附近生成NaOH和氢气。 【解析】A．根据分析可知，右侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，则电极电势：Cu(Ⅱ) ＞Cu(I)，故A错误；B．根据分析可知，惰性电极(Ⅱ)的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B错误；C．Cu(Ⅱ)附近Cu2+减少，Cu(I)附近Cu2+增加，不参与反应，则从右到左跨越膜a，惰性电极(Ⅱ)附近生成OH-，浓度不变，惰性电极(I)附近转化为，因此需要补充，因此从从左到右跨越膜b，因此膜，膜均应选用阴离子交换膜，故C正确；D．导线中通过，阳极转入2mol ，同时产生1mol氧气，质量变化为2mol×116g/mol-1mol×32g/mol =200g，故D正确；故答案为CD。 考点 电化学装置中的电极名称和电极反应式的书写 ▌例1 （25-26高二上·山东枣庄·阶段检测）下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中不正确的是 A．用石墨电极电解饱和食盐水阴极： B．用铜电极电解溶液阳极： C．用石墨电极电解熔融的NaCl阴极： D．用石墨电极电解NaOH溶液阳极： 【答案】A 【解析】A．电解饱和食盐水时，阴极阳离子得电子能力，阴极反应为，而非得电子生成，A错误；B．铜为活性电极，电解溶液时阳极优先失电子发生氧化反应，电极反应式正确，B正确；C．电解熔融时无其他阳离子放电，阴极得电子发生还原反应生成，电极反应式正确，C正确；D．用石墨电极电解溶液，阳极失电子发生氧化反应生成，电极反应式正确，D正确；故选A。 解题要点 1.定电极名称：先判装置——原电池用"负极/正极"，电解池用"阳极/阴极"；再依反应判断——失电子氧化为负极/阳极，得电子还原为正极/阴极。 2.写反应式：先写化合价变化的物质，标得失电子数守恒；再按介质补H⁺/OH⁻/H₂O，配平电荷与原子守恒。 3.易错点：介质决定产物（酸性不写OH⁻、碱性不写H⁺）；惰性电极不参与反应只导电；写总反应时电子抵消，离子写实际存在形式。 ▌迁移练1-1 （25-26高二上·福建福州·期中）化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中不正确的是 A．氢氧燃料电池在碱性溶液中的正极反应式： B．镀Cu时，与电源负极相连的是镀件，电极反应式为： C．牺牲阳极的阴极保护法是利用电解池的工作原理 D．铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为： 【答案】C 【解析】A．碱性氢氧燃料电池正极得电子，结合生成，反应式书写正确，A正确，不符合题意；B．镀时镀件与电源负极相连作阴极，在阴极得电子生成，电极反应式书写正确，B正确，不符合题意；C．牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池工作原理，被保护金属作原电池正极，更活泼的金属作负极（阳极）被腐蚀消耗，并非电解池原理，C错误，符合题意；D．铁发生吸氧腐蚀时，作负极失电子生成，电极反应式书写正确，D正确，不符合题意；故答案选C。 ▌迁移练1-2 （25-26高二上·安徽滁州·期末）氨燃料电池是当前推动绿氨能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光催化合成绿氨联合氨燃料电池的装置如图所示，在光照作用下光催化剂被激发产生电子()和空穴(h+)。下列说法正确的是 A．电极X为正极，电极Y为负极 B．光催化剂表面可能发生反应： C．电极Y的电极反应式： D．每产生5.6 L(标准状况)NH3，光催化装置生成1.5 mol h+ 【答案】C 【分析】N2在光催化剂表面转化为NH3，碱性介质条件下，NH3转化为N2，化合价上升，发生氧化反应，则电极X作负极，电极反应式为；电极Y作正极，电极反应式为。 【解析】A．由分析可知，电极X为负极，电极Y为正极，A错误；B．光催化剂表面，N2转化为NH3时N元素化合价从0降低到-3，发生还原反应，应得电子，正确反应式为，B错误；C．由分析可知，电极Y的电极反应式：，C正确；D．5.6 L(标准状况)NH3，即0.25 mol NH3，光催化合成NH3时，生成2 mol NH3转移6 mol ，则0.25 mol NH3转移0.75 mol ，光催化产生的和h+等量，故生成0.75 mol h+，D错误；故答案选C。 考点 电化学装置中的离子交换膜的作用分析 ▌例2 （25-26高二上·黑龙江大庆·期末）由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液为溶液；溶液为溶液，当溶液、中相同时即停止放电)。下列说法正确的是 A．电池放电过程中为正极，电极反应式为 B．电极为电解池阴极，电极反应式为 C．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 D．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得标准状况下44.8 L气体 【答案】C 【分析】浓差电池为同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池，溶液B浓度大故Ag（2）为正极，电极反应为，Ag（1）为负极，电极反应为，溶液B中的硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池；a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，硫酸根离子透过交换膜c进入阳极区（a区），故c为阴离子交换膜，b极与负极相连为阴极，电极反应式为，钠离子透过交换膜d进入阴极区（b区）故d为阳离子交换膜，据此作答。 【解析】A．由分析可知Ag（1）为负极，电极反应为，故A错误；B．由分析可知a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，故B错误；C．浓差电池中左右两边溶液中浓度相同时，电池停止工作，溶液A中，溶液B中，放电时A中增加，B中减少，当物质的量为时，停止放电，此时B中减少，电路中转移电子数为1.5mol，由b极电极反应式：，可知生成氢氧化钠1.5mol，质量为，故C正确；D．a极反应为，b极电极反应式：，同时由C项分析可知，电池停止工作时电路中转移电子数为1.5mol，根据得失电子守恒，a极产生氧气的物质的量为：，b极产生氢气的物质的量为：，故总的气体体积为（标况下），故D错误；故答案选C。 解题要点 阴、阳离子、质子交换膜的判断 种类 允许通过的离子及移动方向 说明 阳离子交换膜 阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极 阴离子和气体不能通过 阴离子交换膜 阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极 阳离子和气体不能通过 质子交换膜 质子→移向电解池的阴极或原电池的正极 只允许H+通过 双极膜（由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜） 在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜，作为H+和OH-离子源 两极的阴阳离子不通过双极模 ▌迁移练2-1 （25-26高二上·河南郑州·期中）一种液流电解池在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，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．海水应加在离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间 B．II为阳离子交换膜 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收 【答案】A 【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LiCl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Li+，所以阳极的Li+通过离子交换膜Ⅲ向左移动，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，在离子交换膜Ⅱ、Ⅲ之间得到LiCl，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Na+通过离子交换膜Ⅰ向左移动，Cl-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】A．由分析知，离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间实现海水淡化，所以海水应加在离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间，A正确；B．由分析知，II为阴离子交换膜，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，B错误；C．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，C错误；D．58.5 g NaCl的物质的量为1 mol，脱除1 mol NaCl需迁移1 mol Na+和1 mol Cl-，则理论上可回收1 mol LiCl，D错误；故答案选A。 ▌迁移练2-2 （25-26高二下·湖南·期中）一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示{KOH溶液中，以形式存在}。电池放电时，Ⅱ区溶液浓度增大，下列叙述错误的是 A．Ⅰ区的通过隔膜向Ⅱ区迁移 B．右侧的隔膜为阴离子交换膜 C．电极发生的电极反应： D．电池总反应： 【答案】B 【分析】比活泼，因此右侧电极为负极，左侧电极为正极，结合放电时Ⅱ区浓度增大分析。 【解析】A．正极（Ⅰ区）反应为，反应消耗后Ⅰ区正电荷减少，阴离子​会从Ⅰ区向Ⅱ区迁移，A正确；B．负极（Ⅲ区）反应为，反应后Ⅲ区负电荷减少，阳离子需要从Ⅲ区迁移到Ⅱ区，使Ⅱ区浓度增大，因此右侧隔膜（Ⅱ和Ⅲ之间）允许阳离子通过，为阳离子交换膜，不是阴离子交换膜，B错误；C．Ⅰ区为酸性​溶液，​得电子生成，电极反应符合酸性环境，C正确；D．将正负极电极反应相加，消去电子，得到总反应：，D正确；故答案为：B。 考点 “多池组合”中装置的判断与分析 ▌例3 （25-26高二下·云南昭通·期中）相同金属在不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。如图所示是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)的装置，可以制得、、、NaOH。[已知：溶液A为1 L 1 溶液；溶液B为1 L 4 溶液，当溶液A、B中相同时即停止放电]。下列说法正确的是 A．电池放电过程中Ag（1）为正极 B．a电极为电解池阴极，电极反应式为 C．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可生成0.75 mol 【答案】D 【分析】浓差电池为同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池，溶液B浓度大，故Ag（2）为正极，电极反应为，Ag（1）为负极，电极反应为，溶液B中的硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池。a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，硫酸根离子透过交换膜c进入阳极区(a区)，故c为阴离子交换膜，b极与负极相连为阴极，电极反应式为，钠离子透过交换膜d进入阴极区(b区)故d为阳离子交换膜。 【解析】A．据分析，Ag（2）为正极，电极反应式为，A错误；B．a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，B错误；C．a附近阳离子增加，b附近阴离子增加，因此硫酸根离子进入a、钠离子进入b，故c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，C错误；D．浓差电池中左右两边溶液中浓度相同时，电池停止工作，溶液A中，溶液B中，放电时A中增加，B中减少，当物质的量为时，停止放电，此时B中减少4 mol-2.5 mol=1.5 mol，电路中转移电子数为1.5 mol，由a极电极反应式可知共生成1.5 mol ，即0.75 mol ，D正确；故选D。 解题要点 原电池、电解池、电镀池判定 （1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定； （2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池； （3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。 （4）可充电电池的判断：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。 ▌迁移练3-1 （25-26高二下·湖北·期中）当两个电极相同，电解质溶液也相同，但由于电解质浓度不同，发生的氧化还原反应程度不同，因而产生不同的电势，从而形成的电池叫做浓差电池。浓差电池中，一般电解质溶液浓度高的一极的电势高于电解质溶液浓度低的一极。某同学通过如下实验装置由低浓度KCl溶液得到了高浓度KCl溶液。已知Cu1和Cu2两个电极的初始质量相等，实验结束后Cu1比Cu2电极质量重25.6 g。下列说法中正确的是 A． B．实验结束后共收集到气体体积为17.92 L(标准状况) C．Pt1电极的电极反应方程式为 D．m为阴离子交换膜，n为阳离子交换膜 【答案】D 【分析】左边装置为浓差电池，作原电池，右边为电解池，二者串联；已知和两个电极的初始质量相等，实验结束后比电极质量重25.6 g，说明电极表面有铜析出，发生了，电极为正极，电极表面有铜溶解，发生了，电极为负极；设析出的的物质的量为，溶解的 的物质的量也为，则，即，解得，电路转移电子的物质的量为；连接原电池负极，则为电解池阴极，阴极反应方程式为，为电解池阳极，阳极反应方程式为，据此分析。 【解析】A．由题干及分析可知，浓差电池中，浓度高的一极的电势高(作正极)，电极为正极，电极为负极，电极电势高于电极电势，则正极区的溶液浓度大于负极区，，A错误；B．由分析可知，电路转移电子的物质的量为，阴极（Pt1）生成氢气，阳极（Pt2）生成氯气，总共收集到气体，标况下体积为，B错误；C．为电解池阴极，阴极反应方程式为，C错误；D．为得到高浓度溶液，阴极区低浓度溶液的经过交换膜m向右迁移，阳极区低浓度溶液的经过交换膜n向左迁移，则m为阴离子交换膜，n为阳离子交换膜，D正确；故选D。 ▌迁移练3-2 （25-26高二下·山东菏泽·期中）某科研团队研发了一款镁—锂双离子二次电池，可同时驱动乙池(硫酸铜溶液电解)和丙池(氯化镁溶液电解)的工业生产，实现了“储能+生产”的一体化模式。以下是该系统的工作原理示意图。 下列说法错误的是 A．放电时，Li+向n极移动 B．甲池中正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4 C．电解一段时间后，乙池中溶液的酸性将增强 D．丙池发生电解反应的总离子方程式为 【答案】D 【解析】A．结合图示可知，甲池为原电池，镁为活泼金属，作负极（失电子），则n为正极，放电时，阳离子（Li+）向正极移动，即Li+向n极移动，A正确；B．甲池正极发生还原反应，Li1-x FePO4 得电子并结合Li+生成LiFePO4，电极反应式为： Li1-x FePO4 +xLi++xe-= LiFePO4，B正确；C．乙池为电解池，乙池中石墨与甲池正极相连，为阳极，电极反应方程式为2H2O，电解过程中生成H+，故电解一段时间后，溶液的酸性增强，C正确；D．根据图示可知，丙池电解液为MgCl2溶液，左侧与电源正极相连，为阳极，电极反应式为，则右侧与电源负极相连，为阴极，电极反应式为 ，故丙池发生电解反应的总离子方程式为，D错误；故选D。 考点 电化学的有关计算 ▌例4 （25-26高二下·山东烟台·期中）用双极膜电渗析法除去卤水中的装置如图，双极膜中解离出的、在电场作用下向两极迁移。已知。下列说法正确的是 A．石墨电极连接电源的正极 B．X膜为阳离子交换膜 C．Ⅰ室每生成1 mol气体，Ⅱ室最多生成2 mol D．Ⅳ室每生成40 g NaOH，双极膜内共有36 g 被解离 【答案】D 【分析】根据第IV室得到NaOH浓溶液，Na+来自III室的NaCl浓溶液，Y膜是阳离子交换膜，允许Na+通过，III室中的Cl-通过X膜进入II室，X膜为阴离子交换膜，Na+自左向右移动，石墨极为阴极，Pt电极为阳极，以此分析。 【解析】A．根据上述分析，石墨电极为阴极，应连接电源负极，而非正极，A项错误；B．Ⅱ室中的[B(OH)4]⁻需要与H⁺结合生成B(OH)3，H+来自左侧双极膜，同时，Ⅲ室需要Cl⁻从Ⅱ室进入，说明X膜应允许阴离子（Cl⁻）通过，即X膜为阴离子交换膜，B项错误；C．Ⅰ室阳极反应为 ，每生成1 mol O2，转移4 mol电子。左侧双极膜中，每转移4 mol电子，需解离4 mol H2O，产生4 mol H+和4 mol OH⁻。其中，4 mol OH⁻进入Ⅰ室参与反应，4 mol H+进入Ⅱ室。根据 ，4 mol H+可生成4 mol B(OH)3。因此，Ⅰ室每生成1 mol O2，Ⅱ室最多生成4 mol B(OH)3，而非2 mol，C错误；D．40 g NaOH为1 mol，即Ⅳ室生成1 mol NaOH。右侧双极膜中，OH⁻进入Ⅳ室，H+进入Ⅴ室。每生成1 mol NaOH，需1 mol OH⁻来自右侧双极膜，同时1 mol H+进入Ⅴ室。根据电荷守恒，电路中转移1 mol电子。左侧双极膜中，每转移1 mol电子，需解离1 mol H2O（产生1 mol H+和1 mol OH⁻）。右侧双极膜中，同样需解离1 mol H2O（产生1 mol H⁺和1 mol OH⁻）。总计，双极膜内共解离2 mol H2O，即36 g，D正确；故答案选D。 解题要点 有关电化学计算的三大方法 （1）根据电子守恒计算 用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 （2）根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 （3）根据关系式计算 根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) ▌迁移练4-1 （25-26高二下·湖北武汉·期中）为推动废水处理与资源回收的高效结合，助力绿色低碳的循环经济发展，某科研小组设计如图装置，实现了含盐废水(以NaCl为例)和造纸废水(以含葡萄糖为例)的有效处理，并获得HCl溶液和NaOH溶液。已知，电极A和电极B均为惰性电极，M、N、P膜为离子交换膜。下列说法正确的是 A．M膜和P膜均为阴离子交换膜 B．标准状况下，每消耗，理论上通过交换膜 C．消耗，理论上可获得24 mol NaOH和24 mol HCl D．该装置工作时，Ⅱ室和Ⅳ室溶液的pH均升高 【答案】C 【分析】由图可知，电极A为原电池的负极，葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，反应式为C6H12O6-24e-+ 6H2O=6CO2↑+24H+；电极B是正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；则原电池工作时，Ⅰ室中的氢离子通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，M膜为阳离子交换膜，Ⅲ室中的氯离子通过阴离子交换膜进入Ⅱ室，N膜为阴离子交换膜，则Ⅱ室得到盐酸；Ⅲ室中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅳ室，P膜为阳离子交换膜，在Ⅳ室得到氢氧化钠溶液。 【解析】A．由分析可知，M膜和P膜均为阳离子交换膜，A错误；B．标准状况下，每消耗，即0.5mol氧气，根据O2+4e-+2H2O=4OH-，转移电子为2mol，故理论上通过交换膜，B错误； C．电极A的反应式为：C6H12O6-24e-+ 6H2O=6CO2↑+24H+，由电荷守恒可知，Ⅱ室可以获得24 molHCl，Ⅳ室获得24 molNaOH，C正确；D．由分析可知，原电池工作时，Ⅱ室得到盐酸，溶液pH减小；Ⅳ室得到氢氧化钠溶液，pH升高，D错误；故选C。 ▌迁移练4-2 （2026·广东·一模）一种新型淡化海水的电化学装置如图所示，其中c、d均为离子交换膜，b电极为电极，工作时其转化为。该装置工作时，下列说法正确的是 A．负极上电极反应式为 B．c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 C．电路中转移电子，理论上有发生反应 D．电路中转移电子，理论上海水淡化室溶质质量减少29.25 g 【答案】C 【分析】该装置为原电池，电极上转化为，元素化合价由+3价降低至+2价，发生还原反应，电极为正极，电极为负极。负极反应为，正极反应为；海水淡化室中，通过膜向负极移动，通过膜向正极移动，实现海水淡化；电路中转移1 mol电子时，淡化室中减少1 mol ，质量为58.5 g，据此分析。 【解析】A．负极上与反应生成，电极反应式为，A不符合题意；B．通过膜向负极移动，为阴离子交换膜；通过膜向正极移动，为阳离子交换膜，B不符合题意；C．正极反应中，1 mol 得到1 mol电子，电路中转移1 mol电子时，理论上有1 mol 发生反应，C符合题意；D．电路中转移1 mol电子时，淡化室中减少1 mol ，质量为，D不符合题意；故选C。 考点 金属的腐蚀与防护 ▌例5 （25-26高二下·陕西西安·期中）下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是 A．发生析氢腐蚀 B．外加电流法防护 C．牺牲阳极法防护 D．制成不锈钢防护 【答案】A 【解析】A．消耗氧气，故为吸氧腐蚀，A错误；B．外接了电源，使钢闸门成为电解池阴极，避免了钢闸门失电子被氧化，故为外加电流法防护，B正确；C．铁钉与锌皮和含有酚酞和氯化钠的琼脂构成了原电池，铁钉作为正极，是牺牲阳极法防护，C正确；D．不锈钢是铁与铬、镍等金属熔合形成的合金，通过改变金属内部结构提升抗腐蚀能力，属于金属防护的常用方法，D正确；故选A。 ▌迁移练5-1 （25-26高二上·甘肃酒泉·期末）下列关于金属的腐蚀与防护说法不正确的是    解题要点 1.定腐蚀类型：看环境——干燥/强氧化性环境为化学腐蚀；有水膜、中性或酸性环境多为电化学腐蚀（吸氧腐蚀为主，酸性强则析氢腐蚀）。 2.判电极：原电池中较活泼金属作负极被腐蚀（Fe→Fe2+），较不活泼金属或杂质作正极（吸氧：O2得电子）。 3.防护判断：牺牲阳极法——连接更活泼金属作负极，被保护金属作正极；外加电流法——被保护金属接电源负极作阴极。 4.易错：吸氧腐蚀负极产物Fe2+再被氧化，书写时勿漏O2得电子环节。 A．图①中在轮船外壳上镶嵌锌块， 可减缓船体的腐蚀速率 B．图②中往 电极区滴入 2 滴 ，不产生蓝色沉淀 C．图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层可减缓金属腐蚀 D．图④的海水中钢闸门发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为 【答案】D 【解析】A．图①中轮船外壳上镶嵌锌块，构成原电池，锌为负极，轮船外壳为正极被保护，可减缓船体的腐蚀速率，A正确；B．图②为原电池，Zn为负极，Fe为正极，Fe受到保护，则往Fe电极区滴入2滴K3[Fe(CN)6]，不会产生蓝色沉淀，B正确；C．图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层，能避免金属与空气直接接触，可减缓金属腐蚀，C正确；D．图④为外加电流的阴极保护法，海水中钢闸门被保护，不发生吸氧腐蚀，D错误；故选D。 ▌迁移练5-2 （2026·河北保定·二模）中国海军拥有055型驱逐舰“遵义舰”等舰艇。舰艇为增强防锈能力采用了多种措施，下列利用电化学原理防锈的是 A．涂刷油漆 B．镶嵌锌块 C．打磨处理 D．镀铬防护 【答案】B 【解析】A．涂刷油漆是在舰艇表面形成一层物理隔离层，将金属与空气、水等可能引发锈蚀的物质隔离开来，从而防止生锈，其原理是物理保护，没有利用电化学原理，A不符合题意；B．镶嵌锌块利用的是牺牲阳极法，属于电化学保护法，B符合题意；C．打磨处理主要是通过机械方法将舰艇表面的杂质、锈迹等去除，使表面更加光滑，C不符合题意；D．镀铬防护是在金属表面镀上一层铬，铬在空气中能形成致密的钝化膜，主要利用铬的化学稳定性和钝化膜的物理隔离作用来防止金属生锈，D不符合题意。故选B。 基础达标 1.（25-26高二上·云南文山·阶段检测）以熔融碳酸盐燃料电池为电源，模拟在铁棒上镀铜，装置如图所示。下列说法错误的是 A．外电路中电子流向：通CO的Pt电极→导线→Fe电极 B．装置甲中通的Pt电极反应式： C．镀铜总反应式： D．若将镀铜装置换为粗铜精炼装置，则粗铜应与甲装置中的右侧Pt电极相连 【答案】C 【分析】由图可知，甲中通一氧化碳的左侧铂电极为负极，通氧气的右侧铂电极为正极。左侧铂电极与乙中铁电极相连，右侧铂电极与乙中铜电极相连，因此乙中铁电极为阴极、铜电极为阳极。根据两装置的电极身份和电极反应，判断电子流向、镀铜总效果及粗铜精炼时的接法。 【解析】A．甲中通一氧化碳的左侧铂电极是负极，图示该电极与乙中铁电极相连，电子从燃料电池负极经导线流向电解池阴极，因此题给电子流向正确，A正确；B．甲中通氧气的右侧铂电极是正极，发生还原反应。元素与电荷守恒，正确电极反应式为，B正确；C．图中铜电极与甲的正极相连，是阳极；铁电极与甲的负极相连，是阴极。阳极反应为，阴极反应为，两式相加后总效果为，铁棒不被氧化，所以题给总反应式错误，C错误；D．粗铜精炼时，粗铜应作阳极并接电源正极；甲中右侧通氧气的铂电极是正极，因此粗铜应与该电极相连，D正确；故选C。 2.（25-26高二上·安徽合肥·期末）某小组设计如图所示实验探究金属电化学腐蚀类型。下列说法错误的是 A．甲中铁钉与溶液界面处可能产生铁锈 B．甲中正极电极反应式为 C．丙中有气泡产生 D．丙中负极反应式为 【答案】B 【分析】甲中食盐水呈中性，铁钉发生吸氧腐蚀，总反应为：；丙中溶液呈酸性，铁钉发生析氢腐蚀，总反应为：；据此分析作答。 【解析】A．由分析可知，甲中铁钉发生吸氧腐蚀，生成，在空气中，进一步被氧化为，失去部分水生成铁锈()，A正确；B．甲中铁钉中的铁、碳等在食盐水中构成原电池，铁为负极，碳为正极，正极上氧气发生还原反应，正极电极反应式为，B错误；C．由分析可知，丙中发生析氢腐蚀，总反应为，故有气泡产生，C正确；D．丙中铁钉中的铁为负极，发生氧化反应，则负极电极反应为，D正确；故选B。 3.（2026·湖北·三模）中国科学院大连化学物理研究所最新成功研发出首例氢负离子原型电池（CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4），该电池工作状态如图所示： 下列说法错误的是 A．放电时，正极的电极反应式为：。 B．H-由NaAlH4电极移向CeH2电极时存储能量 C．储能时，电池负极的电极反应式为 D．理论上，有2 mol 生成时，两极的质量变化差值为4 g 【答案】B 【分析】电子流向为从CeH2电极流出，经外电路流向Na3[AlH6]/NaAlH4电极，因此：放电时CeH2电极为负极，NaAlH4电极为正极；充电时CeH2电极为阴极，NaAlH4电极为阳极，据此分析： 【解析】A．放电时，正极NaAlH4发生还原反应，正极反应式为：，A正确；B．在原电池（放电）中，阴离子向负极移动，因此H-从正极NaAlH4电极移向负极CeH2电极，对应放电过程，B错误；C．储能时，电池负极CeH2电极为阴极发生还原反应，因此电池负极的电极反应式为，C正确；D．有2 mol 生成时，根据电极反应：负极CeH2电极：每生成1 mol ，会结合1 mol H⁻，电极质量增加1 g；生成2 mol 时，质量增加2 g；正极NaAlH4电极：每转移2 mol电子，会释放2 mol H⁻，电极质量减少2 g。两极质量变化差值为：，D正确；故答案选B。 4．（25-26高二上·吉林四平·阶段检测）关于下列电化学装置的说法中错误的是 A．装置正极反应式为 B．装置中产生的气体体积比始终为1：1 C．若装置用于粗的电解精炼，则极板为粗铜 D．装置中总反应的离子方程式为 【答案】B 【分析】由图可知，装置A为原电池，铅作负极，二氧化铅作正极；装置B为电解池，与铅相连的石墨电极为阴极；装置C为电解池，极板M为阴极，极板N为阳极，D为电解池，Pt电极为阴极，Cu电极为阳极，据此分析。 【解析】A．由分析知，装置A为原电池，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极上得电子和反应生成，发生还原反应，电极反应式为，A项正确；B．装置B为电解池，阳极首先发生、其次发生，阴极只发生，气体体积比会随时间发生改变，B项错误；C．若装置用于粗的电解精炼，则溶液为含铜离子的电解质溶液，电极为粗，电极为精铜，C正确；D．由分析知，装置为电解装置，铜为阳极，失电子生成，阴极得电子生成氢气，总反应为，D正确；故答案选B。 5．（25-26高二上·内蒙古呼伦贝尔·期末）电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量KCl B．铁电极的电极反应式为 C．若左池石墨电极产生22.4 L气体(标况下)，则消耗0.5 mol甲烷 D．通入甲烷的石墨电极反应式为： 【答案】C 【分析】右侧装置为甲烷燃料电池，甲烷失电子结合碳酸根离子生成二氧化碳和水：，通入甲烷的电极为负极；通入空气的电极为正极，正极氧气得电子结合二氧化碳生成碳酸根离子：；左侧盛有污水的烧杯中，铁电极与电源的正极相连，石墨电极与电源负极相连，铁为阳极、石墨为阴极。 【解析】A．铁为阳极、石墨为阴极，向污水中加入适量KCl，KCl不参与电极反应，但离子浓度增大，可增强污水的导电能力，故A正确；B．铁为阳极，发生氧化反应，铁电极的电极反应式为，故B正确；C．污水呈酸性，左池石墨电极为阴极，发生反应，若左池石墨电极产生22.4 L H2(标况下)，电路中转移2 mol电子，负极反应：，则消耗0.25 mol甲烷，故C错误；D．甲烷失电子结合碳酸根离子生成二氧化碳和水，通入甲烷的石墨电极反应式为，故D正确；选C。 6.（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）利用微生物脱盐燃料电池，可同时淡化盐水和处理氨氮废水(主要含)，原理如图所示，下列说法正确的是 A．处理氨氮废水的过程实现了氮的固定 B．M膜为阴离子交换膜 C．负极的电极反应式为： D．外电路转移，脱盐室质量减少58.5g 【答案】C 【分析】由题意可知，该装置是原电池，据图可知右侧电极上C6H12O6被氧化生成CO2，所以右边为负极，左边为正极，硝酸根被还原生成氮气。 【解析】A．氮的固定是指将空气中游离态的氮（主要是N2）转化为化合态氮（如氨、硝酸盐等含氮化合物）的过程，题中处理氨氮废水最后转化为氮气，不属于氮的固定，A错误；B．脱盐室中Na+向正极移动，Cl-向负极移动。因此M需允许Na+通过，应为阳离子交换膜，B错误；C．负极C6H12O6被氧化生成CO2，电极反应式为：，C正确；D．外电路转移1 mol e-时，脱盐室中Na+和（共1mol）向正极移动、1molCl-向负极移动，脱盐室质量减少无法计算，D错误；故答案选C。 7.（25-26高二上·四川成都·期中）如图装置甲为甲烷和构成的燃料电池示意图，电解质为较浓的溶液，装置乙为电解饱和溶液的装置，X为阳离子交换膜。用该装置进行实验，反应开始后观察到Fe电极附近出现白色沉淀。下列说法错误的是 A．实验开始后，甲中溶液的pH减小 B．乙池中移向Fe电极 C．甲中B处通入，电极反应式为： D．理论上甲中每消耗 ，乙中溶液质量减少52.4 g 【答案】D 【分析】甲为甲烷和O2构成的燃料电池，电解质为溶液，则通入甲烷的一侧电极为负极，另一极为正极；乙为电解MgCl2溶液的装置，反应开始后观察到Fe电极附近出现白色沉淀，说明Fe电极附近生成氢氧根离子，则Fe电极是阴极，H2O放电生成氢气、C是阳极氯离子放电生成氯气，所以与Fe电极相连的Pt电极为负极通入CH4，电极反应式为，与C电极相连的Pt电极为正极通入O2，正极反应为O2+4HCO+4e-=4CO+2H2O，据此分析解答。 【解析】A．甲原电池总反应为CH4+2O2+CO═2HCO+H2O，由反应可知，消耗了CO，生成了HCO和H2O，溶液的pH减小，故A正确；B．Fe电极为阴极，Mg2+移向Fe电极，故B正确；C．根据分析，甲中B处通入CH4，电极反应式为，故C正确；D．未说明是在标况下，无法计算，故D错误；答案选D。 8．（25-26高二上·广东·期中）锌镍二次电池放电时的电极反应式为负极：；正极：。已知：电池在充电时，阳极会发生副反应：，下列有关该电池放电过程的说法正确的是 A．电子由正极经外电路流向负极，溶液中向正极迁移 B．每消耗6.5 g Zn，理论上正极有0.2 mol NiOOH被还原 C．正极反应中，NiOOH是氧化剂，每生成转移2 mol电子 D．放电过程中，正极上可能会析出 【答案】B 【解析】A．原电池中电子由负极流向正极，溶液中OH⁻应向负极迁移以中和电荷，A错误；B．6.5g Zn的物质的量为0.1mol，负极反应中1mol Zn失去2mol电子，总电子转移0.2mol；正极反应中每2mol NiOOH接受2mol电子，即1mol NiOOH对应1mol电子，故理论上0.2mol电子对应0.2mol NiOOH被还原，B正确； C．NiOOH中Ni为+3价，被还原为（Ni为+2价），NiOOH是氧化剂，每生成2mol转移2mol电子，因此每生成1mol转移1mol电子，C错误；D．析出O2的副反应发生在充电时的阳极（氧化反应），而放电时正极发生还原反应，不会产生O2，D错误；故选B。 9.（25-26高二上·山东枣庄·阶段检测）如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗16 g N2H4时，乙池中理论上最多产生71g Cl2 【答案】D 【分析】甲池为燃料电池，肼在电极a失电子发生氧化反应，a是负极、b是正极。乙池为电解池，c与电源正极相连，c是阳极；d与电源负极相连，d是阴极。 【解析】A．甲池为燃料电池，负极肼失电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为N2H4 – 4e- +4OH-= N2 + 4H2O，故A错误；B．乙池是电解池，c是阳极，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2，d是阴极，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，出口G、H处气体分别为Cl2、H2，故B错误；C．离子交换膜的作用是防止阳极上生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠反应，所以乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误；D．当甲池中消耗16 g N2H4时，电路中转移电子 ，根据2Cl--2e-=Cl2，乙池中理论上最多产生1molCl2，产生Cl2的质量为71g，故D正确；选D。 11.（25-26高三上·江苏南京·开学考试）探究铁的电化学腐蚀实验如下：向饱和NaCl溶液中加入溶液(能与形成蓝色沉淀)和酚酞，将铜片紧密覆盖在铁片上，向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液，可能的原理如题图所示。下列说法正确的是 A．铁片上发生还原反应，出现蓝色沉淀 B．铜片上的溶液变为红色，电极反应式为 C．用锌片代替铜片，保持其它操作不变，观察到的现象相同 D．用盐酸代替NaCl溶液，保持其它操作不变，观察到的现象相同 【答案】B 【分析】该装置为吸氧腐蚀，装置中铁发生吸氧腐蚀，铁片为负极，负极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子与反应生成蓝色沉淀，铜片为正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子。 【解析】A．铁电极为负极，铁失电子生成亚铁离子，发生氧化反应，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，A错误；B．铜片为正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，酚酞遇碱变红，B正确；C．用锌片代替铜片，锌片为负极，Zn失电子生成Zn2+，发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，无亚铁离子生成，不能生成蓝色沉淀，现象不同，C错误；D．用盐酸代替NaCl溶液，保持其它操作不变，铜片仍为正极，正极上是氢离子得电子生成氢气，与NaCl溶液做电解质溶液时的现象不同，D错误；故选B。 12.（25-26高二上·湖北·期末）氢气是一种清洁能源，在电化学中扮演重要角色。标准氢电极是Pt片浸在H+为 1 mol/L 的酸溶液中，通入压强为101kPa的H2；Pt是惰性导体，能吸附H2并催化2H++2e-H2的可逆反应。 （1）向1mol/L Na2SO4溶液滴加几滴酚酞溶液，然后用石墨电极电解，____极(填“阴”或“阳”)产生H2 ，此电极附近溶液的颜色变化为__________________。 （2）某同学设计了一个原电池，将锌片插入ZnSO4溶液，用标准氢电极作为另一电极。标准氢电极是______极(填“正”或“负”)，电极反应式为________________。 （3）b为H+/H2标准氢电极，a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。1与2相连时，a电极质量减小，a电极反应式为___________________。2与3相连时，c电极质量增大，标准氢电极是_______极(填“正”或“负”)。 （4）两个实验小组用如图所示装置进行电化学实验。A组同学在左侧通入H2，盐桥中K+移向装置的______(填“左”或“右”)侧；B组同学在右侧通入O2，左侧的电极反应式为_________。两个实验的电池总反应是否相同？______(填“是”或“否”)。 【答案】（1）阴 溶液变为红色 （2）正 2H+ + 2e- = H2↑ （3）AgCl+e-=Ag+Cl- 正 （4）右 是 【解析】（1）电解 溶液实质上是电解水，阴极发生还原反应，水电离出的得电子生成，电极反应式为，由于不断放电，阴极附近浓度增大，溶液呈碱性，因此滴有酚酞的溶液由无色变为红色； （2）锌的金属活动性排在氢之前，因此在由锌电极和标准氢电极组成的原电池中，锌片较活泼，作负极，发生氧化反应；标准氢电极作正极，发生还原反应，溶液中的得电子生成氢气，电极反应式为。 （3）1与2相连时，a电极与标准氢电极组成原电池，已知a电极（）质量减小，说明电极上的固体发生还原反应，得电子转化为单质和，电极反应式为；2与3相连时，c电极（）与标准氢电极组成原电池，c电极质量增大，说明失电子并结合溶液中的生成 沉淀附着在电极上，发生氧化反应（），故c电极作负极，则标准氢电极作正极； （4）A组在左侧通入，在碱性环境下失去电子发生氧化反应（），故左侧为负极，右侧为正极，原电池中阳离子向正极移动，因此盐桥中的移向右侧；B组在右侧通入，在酸性环境下得到电子发生还原反应，故右侧为正极，左侧为负极，左侧溶液中的失去电子生成 ，电极反应式为；A组的总反应为左侧生成的与右侧消耗的结合，消去中间产物后实质为；B组的总反应为左侧消耗的与右侧生成的结合，消去中间产物后实质同样为，因此两个实验的电池总反应是相同的。 能力进阶 13．（25-26高二上·广西贺州·期末）电解制备光电陶瓷材料的装置如图所示，该装置工作时(忽略溶液体积的变化)，下列说法正确的是 A．往电极迁移 B．一段时间后，减小 C．每转移电子，同时生成气体 D．W电极上的电极反应式为 【答案】D 【分析】电解制备，由图可知，W为阳极，电极反应为：，Pt电极为阴极，电极反应为：。 【解析】A．电解池中阴离子向阳极移动，是阴离子，应向阳极迁移，A错误；B．不参与电极反应，总反应为：，忽略溶液体积的变化，总物质的量不变，所以不变，B错误；C．Pt电极为阴极，电极反应为，未说明是标准状况，无法计算气体体积，C错误；D．W为阳极，失电子，结合溶液中、生成，配平后电极反应为，D正确；故选D。 14.（25-26高二下·湖北武汉·期末）一种的脱除与的制备协同进行的装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列说法正确的是 A．a电极为负极 B．向a电极移动 C．b电极电极反应： D．若左室制备得到 3.4 g，则右室溶液质量增加6.4 g 【答案】C 【解析】A．a极：O2→ H2O2，O化合价降低，得电子，发生还原反应，a为正极；b极：→，S化合价升高，失电子，发生氧化反应，b为负极，A错误；B．向b电极移动，B错误；C．b是阳极，碱性环境，亚硫酸根被氧化，电极反应为：，C正确；D．，生成0.1mol H2O2转移0.2 mol e-，b极每转移0.2 mol e-会消耗0.1 mol SO2，，同时双极膜向b室迁入0.2 mol OH-，，D错误；故选C。 15．（25-26高二下·湖北襄阳·期末）利用燃料电池电解制备的装置如图所示。已知微溶于水，难溶于水。 下列说法错误的是 A．该装置同时可以得到副产物NaOH、H2、Cl2 B．B膜为阴离子交换膜，A、C膜均为阳离子交换膜 C．若去掉C膜，产品室中有可能产生沉淀 D．标准状况下，理论上每消耗0.56 L甲烷，产品室生成0.2 mol的Ca(H2PO4)2 【答案】D 【分析】左侧甲烷燃料电池为电源，电解制备Ca(H2PO4)2，左侧甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，电极反应式为：，通入氧气的一极为正极，电极反应式为：；左侧石墨电极与甲烷燃料电池的正极相连，为电解池的阳极，被氧化为氯气，电极反应式为：；右侧石墨电极与甲烷燃料电池的负极相连，为电解池的阴极，阴极的电极反应式为：，据此分析回答。 【解析】A．由分析可知，在电解池的阳极得到副产物，在电解池的阴极得到副产物NaOH和，A正确；B．由分析可知，阳极室的电极反应式为：，则阳极室内钙离子向产品室移动， A膜为阳离子交换膜，阴极室的电极反应式为：，则原料室内钠离子向阴极室移动，C膜为阳离子交换膜，原料室中通过B膜，进入产品室，B膜为阴离子交换膜，B正确；C．若去掉C膜，生成的氢氧根会发生反应，，故可能生成、等沉淀，C正确；​D．标准状况下，理论上每消耗0.56 L甲烷，即消耗甲烷的物质的量为，根据电极反应式为：可知，消耗，转移电子的物质的量为0.2 mol，此时会有0.1 mol Ca2+通过A膜，进入产品室，会有通过B膜，进入产品室，故产品室生成mol的Ca，D错误；故选D。 16．（25-26高二上·山西运城·期末）研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，石墨极电势高于铝电极电势 B．放电时，电流由石墨电极经用电器、铝电极、电解质溶液回到石墨电极 C．充电时，阴极反应为： D．充电时，再生27 g Al单质，至少转移3 mol电子 【答案】C 【分析】该电池放电时，铝被氧化，为负极，则石墨为正极；结合原电池/电解池原理分析。 【解析】A．放电时石墨为正极，原电池中正极电势高于负极，因此石墨极电势高于铝电极电势，A正确；B．电流方向为：外电路中电流从正极（石墨）经用电器流向负极（铝），电解质溶液中电流从铝电极流向石墨电极，形成闭合回路，B正确；C．该电池电解质溶液中铝元素以、形式存在，不存在游离的；充电时阴极（铝电极）发生还原反应，正确的反应式为，C错误；D．27 g Al为，Al由化合态（价）变为单质（价），生成1 mol Al转移电子，因此再生27 g Al单质，至少转移3 mol电子，D正确；故选C。 17．（25-26高二下·甘肃定西·期末）一种以、组成的钠离子电池，工作时钠离子在正负极之间嵌入和脱出实现电荷转移。其放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，b极有电子流出，发生氧化反应 B．放电时，每转移1 mol电子，a极质量减少23 g C．充电时，阳极电极反应式为 D．放电时，正极区电解液中的物质的量逐渐增大 【答案】D 【分析】放电时阳离子向正极移动，由图中的移动方向可知，放电时a为负极，b为正极；充电时a为阴极，b为阳极，以此解答。 【解析】A．由分析可知，放电时a是负极，b是正极，故充电时，a是阴极，b是阳极，b极有电子流出，发生氧化反应，A正确；B．放电时a（负极）脱出，负极反应式为，a电极上脱出，每转移1 mol电子，会脱出1 mol ，故a极质量减少23 g，B正确；C．充电时阳极（b极）反应是放电正极反应的逆过程，阳极电极反应式为，C正确；D．放电时，a电极上脱出，b电极上嵌入，虽然从a电极经过电解液迁移到b电极，但电解液中的物质的量不变，D错误；故选D。 18.（25-26高二上·河北邢台·期末）探究原电池和电解池原理，对生产、生活具有重要的意义。 I．研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。 （1）已知海水的pH约为8.1，轮船在海水作用下的腐蚀过程属于_____（填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”）。 （2）海洋中航行的轮船（含碳量为1%）越靠近轮船底部发生的电化学腐蚀就越轻微，说明_____会影响铁的腐蚀速率。写出腐蚀时正极的电极反应式：_____。 II．基于新型材料优异的氢负离子传导特性，中国科学院某研究团队以储氢化合物、贫氢材料为电极，组装了世界首例氢负离子电池实体原型。以该电池为电源，设计双极膜制备氘代酸碱装置，电极3、4为惰性电极，A、B为离子交换膜。 （3）氢负离子电池放电时，电极1为_____（填“正极”或“负极”），电极2发生的电极反应为_____。 （4）双极膜（BP）能将膜间的水分子解离，提供、。利用双极膜解离重水制备氘代酸碱，离子交换膜B选择_____（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜；BP解离3 mol重水时，原料室中消耗的的质量为_____g。 III．电化学原理在污染治理方面有广泛应用。 （5）利用反应构成的电池既能有效消除氮氧化物，减轻雾霾污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。 ①B极的电极反应式为_________。 ②若反应转移1.6 mol电子，A极生成的体积为_________L（标准状况）。 【答案】（1）吸氧腐蚀 （2）氧气的浓度 （3）负极 （4）阳离子 130.5 （5） 4.48 【解析】（1）酸性条件下，铁的腐蚀是析氢腐蚀，碱性或中性条件下，铁的腐蚀是吸氧腐蚀，海水的pH约为8.1，呈弱碱性，故轮船在海水作用下的腐蚀过程属于吸氧腐蚀。 （2）铁的吸氧腐蚀中，氧气的浓度越大，其腐蚀速率越快，海洋中航行的轮船（含碳量为1%）越靠近水面，腐蚀越严重，越靠近轮船底部发生的电化学腐蚀就越轻微，说明氧气的浓度会影响腐蚀的速率，在吸氧腐蚀中，Fe和C与海水构成原电池，Fe为负极发生氧化反应，C为正极发生氧气的还原反应，生成OH-，正极的电极反应式为。 （3）如图所示，电极1附近发生贫氢材料得到H-发生氧化反应生成，故电极1为负极；电极2附近发生失去H-发生还原反应生成和Al，故电极2为正极，电极反应式为。 （4）根据（3）中的解答，电极1为负极，与电极4相连，则电极4发生得电子的还原反应，为阴极，电极反应为；电极2为正极，与电极3相连，则电极3发生失电子的氧化反应，为阳极，电极反应为；根据反应式可知，产品室1的浓度增加，产品室2的浓度增加，由于溶液为电中性，则原料室中的阴离子（）向产品室1移动、阳离子（K+）向产品室2移动，故离子交换膜A为阴离子交换膜、离子交换膜B为阳离子交换膜；根据阳极和阴极得失电子守恒，当转移4 mol电子时，电极3解离2 mol重水、生成4 mol ，因此产品室1的双极膜解离4 mol重水，生成4 mol 和4 mol ，进入电极3的极室平衡电荷，因此原料室有2 mol 进入产品室1，电极4解离4 mol重水、生成4 mol 、因此产品室2的双极膜解离4 mol重水，生成4 mol 和4 mol ，进入电极4的极室平衡电荷，因此原料室有4 mol K+进入产品室2，因此整个装置中解离8 mol重水消耗2 mol ，则BP解离3 mol重水时，原料室中消耗的的物质的量为0.75 mol，质量为0.75 mol ×174 g/mol =130.5 g。 （5）①结合原电池总反应可知，和均转化为氮气，中的N元素的化合价降低（+4→0），发生还原反应，则电极A为正极，电极反应式为；中的N元素的化合价升高（-3→0），发生氧化反应，则电极B为负极，电极反应式为；②电极A的电极反应式为，则转移1.6 mol电子，生成的物质的量为0.2 mol，标准状况下的体积为。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $