第04讲 电化学原理的综合应用（专项训练）（广东专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦电化学核心考向，以基础→重难→真题三级递进设计，系统覆盖电极反应、离子交换膜、守恒计算等关键能力，强化科学思维与问题解决。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|9考向（含碱金属-CO₂电池等新情境题）|单一考向基础辨析|从电极反应原理→装置分析→计算应用，构建“原理-装置-计算”完整认知链| |重难·创新演练|10题（含双极膜电解等创新题型）|复杂动态过程与工业应用|深化离子迁移、多池串联等综合分析，体现科学探究与实践素养| |真题·实战演练|10题（2024-2026年多省高考题）|高考综合性问题解决|对接高频考点，强化守恒法、膜功能分析等核心方法迁移能力|

第04讲 电化学原理的综合应用（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 电极反应与物质变化分析 考向02 电化学装置的回路分析与粒子移动 考向03 电化学装置中溶液性质的变化分析 考向04 离子交换膜的类型与功能识别 考向05 离子交换膜作用机制与离子迁移分析 考向06 离子交换膜在工业中的应用与装置设计 考向07 守恒法在电化学计算中的应用 考向08 电化学计算中复杂动态过程分析 考向09 多池串联与混合体系的电化学计算 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 电极反应与物质变化分析 1．（2026·广东东莞·模拟预测）M(碱金属)—CO2电池可以实现对CO2的利用，并具有较高的理论比能量(“理论比能量”是指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)。该类电池放电总反应为。下列说法错误的是 A．放电时，电子流向为：碱金属片→外电路→玻碳电极 B．Na—CO2电池比Li—CO2电池的理论比能量低 C．放电时，玻碳电极反应为 D．充电时，碱金属片接电源负极 2．（25-26高三上·广东深圳·开学考试）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极附近pH升高 B．电子移动路径：电极→传感器→电极 C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极的电极反应式为： 3．（25-26高三上·广东广州·模拟）钠离子电池是下一代储能技术的重要发展方向，可选用普鲁士蓝类似物为正极材料，充电时正极反应为：。下列说法不正确的是 A．中存在离子键、配位键、极性共价键 B．放电时，通过电解质向正极迁移 C．充电时，原电池负极连接电源正极 D．负极材料可选用与锂离子电池中LiCx类似的NaCx 考向02 电化学装置的回路分析与粒子移动 4．（25-26高三上·广东清远·开学考试）硫锌二次电池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，电极a的电势低于电极b B．充电时，电极b与电源正极连接 C．充电时，电极b上的电极反应式为 D．放电时，电极a、b附近溶液pH均不变 5．（25-26高三上·湖北孝感·阶段检测）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．c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 B．放电时，中间室的K2SO4溶液浓度减小 C．充电时，电路中每转移1mol电子，阳极区溶液的质量增加4.5g D．放电时有1mol生成，理论上电路中转移电子的数目为2NA个 6．（25-26高三上·四川南充·阶段检测）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，b端电势高于a端电势 B．放电时，正极反应式为FQ + 2e-+ 2H+= FQH2 C．充电时，阴极材料每增重13 g，中性电解质溶液增加11.7 g D．充电时，阳极区pH变小 考向03 电化学装置中溶液性质的变化分析 7．我国科学家发明了一种Zn-MnO2可充电电池，其工作原理如图，下列说法错误的是 A．放电时二氧化锰电极发生还原反应，二氧化锰被还原 B．放电时，当电路中转移0.2 mol电子时，正极区溶液质量增加8.7 g C．电池左侧为阴离子交换膜，右侧为阳离子交换膜 D．放电时，电池总反应为：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O 8．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为：。下列说法不正确的是 A．该有机高聚物的单体为： B．充电时，锌所在的电极与电源的负极相连 C．放电时，移向锌膜 D．放电时，负极电极反应式为： 9．铁铬液流电池是一种酸性介质中，正、负极活性物质均为液体的电化学电池，放电时电池的总反应为：Cr2++Fe3+=Cr3++Fe2+，电池结构原理如图所示，下列说法不正确的是 A．电池充电时，b极的电极反应式为：Cr3++e-=Cr2+ B．电池充电时，a极与外接电源的正极相连 C．电池放电时，H+由左侧电极室通过质子交换膜移向右侧 D．电池放电时，电路中每通过0.1mol电子，Fe3+物质的量减少0.1mol 考向04 离子交换膜的类型与功能识别 10．我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，负极反应为 B．充电时，阴极室电解质溶液增大 C．复合石墨电极表面，放电时析出，充电时析出 D．充电时，每生成，阳极室溶液质量减少 11．新型双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极的反应为：。下列说法不正确的是 A．放电时，Ⅱ室溶液的浓度增大 B．放电时，从Ⅰ室向Ⅱ室迁移 C．充电时，电极为阴极 D．每消耗，电极质量理论上增加 12．我国科技工作者设计了一套高效光电化学燃料电池，其工作原理如图所示(忽略溶液体积的变化)。光照时，光催化电极a会产生和空穴，下列叙述错误的是 A．该装置实现了光能和化学能到电能的转化 B．电池工作时，溶液中的会从左向右迁移 C．电池工作时，光催化电极a的电势高于催化电极b的电势 D．用空穴表示的负极反应为 考向05 离子交换膜作用机制与离子迁移分析 13．某低成本储能电池原理如图所示，下列说法正确的是 A．充电时，右侧溶液的增大 B．充电时，总反应为 C．放电时，电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D．放电时，电路中每转移电子，左侧溶液质量减少 14．科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，石墨电极与电源正极相连 B．充电时，石墨电极上可发生电极反应 C．放电时，氯离子向锌电极迁移 D．放电时，理论上电路中每转移2mol电子，锌电极质量增加136g 15．甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A．物质是 B．半透膜是阳离子交换膜 C．负极的电极反应式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 考向06 离子交换膜在工业中的应用与装置设计 16．硫锌二次电池工作原理如图所示，下列叙述错误的是 A．放电时，电极a为负极 B．充电时，电极b与电源正极连接 C．放电时，电极a上的电极反应式为 D．充电时，完全反应时向电极a迁移 17．科学家基于有机物的氧化还原性，发展了一种全固态可充电空气电池。电池充放电时原理如图所示，下列说法不正确的是 A．电极和之间的薄膜可能是质子交换膜 B．放电时，电极a区中有机物被还原为 C．充电时，电极为阳极，发生氧化反应 D．充电时，每生成，电极a区质量理论上增加 18．某课题组设计如图所示的微生物燃料电池（a、b均为石墨电极），该电池可将工业废水中的乙胺转化成无害物质。下列分析不正确的是 A．若环境温度过高，该电池持续工作，处理废水的效率会降低 B．a电极的电极发生的反应为： C．电池工作时，由极区经过质子交换膜到a极区 D．该电池理论上每处理电极上可能还原O2 84L在标准状况下测定 考向07 守恒法在电化学计算中的应用 19．下图为某新型的可充电锌-肼()电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)、下列说法不正确的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，正极反应式为 C．充电时，理论上每转移，阳极上会生成(标准状况) D．当生成(标准状况)时，理论上锌电极增重 20．一种新型无隔膜水系可充电电池的工作原理如图所示，工作一段时间后，电极b上检测到MnOOH和少量。下列叙述不正确的是 A．放电时，电极a材料为Zn B．放电时，电极b存在反应： C．充电时，电极b电势比电极a高 D．充电时，电极a增重0.65g，电极b消耗了0.020mol MnOOH 21．我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3•H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。 下列说法正确的是 A．b电极为Zn电极 B．放电过程中，负极发生的反应为 C．电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小 D．理论上，每得到1molNH3•H2O，至少需要消耗390gZn 考向08 电化学计算中复杂动态过程分析 22．LED产品的广泛使用为城市夜色增光添彩，如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述错误的是 A．氢氧燃料电池的负极为M极 B．a处通入，对应的电极反应式： C．电池放电后，的物质的量浓度减小 D．该装置中能量转化形式：化学能→电能→光能 23．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法错误的是 A．电极丁的反应式为MnO-e-=MnO B．气体X为氢气，电极乙附近溶液的pH减小 C．KOH溶液的质量分数：c%>a%>b% D．导线中流过2mol电子时，电解池中理论上有2molK+移入阴极区 24．下图是一套电化学装置，对其有关说法错误的是    A．装置A是原电池，装置B是电解池 B．反应一段时间后，装置B中溶液pH增大 C．a口若消耗1mol CH4，d口可产生4mol气体 D．a口通入C2H6时的电极反应为 C2H6 -14e- + 18OH- = 2CO+ 12H2O 考向09 多池串联与混合体系的电化学计算 25．（25-26高三上·广东惠州·阶段检测）为满足电池实际应用的要求，可以设计开放的不对称流动系统(如图)，使用双极膜(可将水解离成和，并分别向两极迁移)来维持两侧电解质不同的。下列说法不正确的是 A．放电时，由双极膜移向电极 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，每生成时双极膜中解离水 D．放电时和充电时，电极的电势均高于电极 26．（25-26高三上·广东东莞·期中）某研究所构建了新型二次电池，为减少的排放和实现能源的开发利用提供了新的研究方向，该电池以和多孔Pd纳米片为两极材料，以KOH和NaCl溶液为电解液，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，b为阳极 B．充电时，双极膜中移向b极，移向a极 C．放电时，总反应为 D．放电时，当双极膜中离解时，左室溶液增重66.5g 27．（25-26高三上·广东广州·阶段检测）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．X是电源的正极 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 D．完全转化为的电解总反应： 重难·创新演练 1．（25-26高三上·广东广州·阶段检测）为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 。 已知电路中每通过，理论上消耗电能。下列说法错误的是 A．工作时，b极应与电源正极相连 B．阳极反应： C．理论上每转移，a极区的质量减少34g D．理论上每制得标准状况下，消耗电能 2．双极膜是一种离子交换复合膜，在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成H+和OH-，并分别向两极迁移。用双极膜电解淀粉[(C6H10O5)n]溶液制取双醛淀粉[(C6H8O5)n]的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．搅拌能明显提高电解反应速率 B．a极的电势高于b极 C．b极的电极反应式为：、 D．当电路中转移2mol电子时，可得160g双醛淀粉 3．某课题组设计的离子移动“可视化”电化学装置如图所示，已知Cu2+可以与乙二胺形成配合物乙二胺合铜离子[Cu(en)2]2+，其水溶液为深紫色。下列说法不正确的是 A．Ⅰ室的电极反应：Ag-e-=Ag+ B．Ⅰ室可观察到产生白色沉淀，Ⅲ室可观察到溶液变紫色且越来越深 C．隔膜M为阴离子交换膜，隔膜N为阳离子交换膜 D．当外电路转移2 mol e-时， Ⅰ 室溶液的质量保持不变， Ⅱ 室溶液的质量减少135 g， Ⅲ 室溶液的质量减少152 g 4．一种电解装置如图所示，电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现如下转化， 下列说法错误的是 A．右室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．电解过程中右室溶液的pH上升 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：6 mol e- 5．一种氮掺杂碳材料用于碱性溶液中电催化合成，工作原理如图所示，常温常压下速率达到。下列有关该装置的说法错误的是 A．发生还原反应 B．将电能转化为化学能 C．这是一种新型的人工固氮技术 D．该条件下的速率为 6．氢氧化锂是制备碳酸锂等含锂化合物的关键原料，也可直接用于核工业及航天领域。双膜电解法可用于制备氢氧化锂，实验装置如图所示。下列说法不正确的是 A．甲膜为阳离子交换膜，乙膜为阴离子交换膜 B．阳极区溶液pH逐渐减小 C．阴极的电极反应式为 D．当电路中通过1 mol电子时，理论上阳极区溶液质量减少8 g 7．一种在熔融环境下制备的装置如图，该装置发生的总反应为。下列说法不正确的是 A．为保证电解过程高效持续稳定，应选用氧离子交换膜 B．阴极总反应为 C．消耗，理论上石墨电极产生气体 D．阳极可能发生副反应： 8．一种应用间接电氧化红曲红（M）合成新型红曲黄色素（N）的装置如图。下列说法正确的是 已知：由M到N的反应可表示为（已配平）。 A．该合成方法中的能量转换形式是化学能全部转化为电能 B．b极为阳极，电极反应式为 C．理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为 D．反应前后保持不变 9．（2026·广东广州·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(球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．每消耗，生成 C．仅作为溶剂，不参与电极反应 D．若选用代替TY反应，也可得到TQ 10．（25-26高三下·广东茂名·阶段检测）我国科研团队利用电化学技术实现乙烯与在常温常压下直接转化为碳酸乙烯酯()，反应装置如图1所示，电极表面生成的路径如图2所示。下列说法错误的是 A．与外接电源的正极相连 B．泡沫镍电极上的反应为 C．相同条件下，电极上消耗的气体与泡沫镍电极上产生的气体的体积比为 D．生成的同时，泡沫镍电极上有生成 真题·实战演练 1．（2024·广东卷）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A．阳极反应： B．阴极区溶液中浓度逐渐升高 C．理论上每消耗，阳极室溶液减少 D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加 2．（2023·广东卷）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是    A．电解总反应： B．每生成，双极膜处有的解离 C．电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 3．（2026·云南卷）一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法正确的是 A．充电时，模式Ⅱ的反应为 B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成 C．放电时，体系中的向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 4．（2026·陕晋青宁卷）某科研团队利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简单处理可恢复。下列说法正确的是 A．膜为阳离子交换膜 B．当气体通入左室开始工作时，电极a为正极 C．理论上，电路中通过的与消耗的物质的量之比为 D．电池总反应为 5．（2026·湖南卷）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 6．（2026·黑吉辽蒙卷）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 7．（2026·河南卷）一种多组串联的电化学装置可以同时产生和，其工作原理如图所示。其中均为电极，每组装置左侧均为高浓度盐酸，右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。 下列说法错误的是 A．工作时，铂电极上产生 B．工作时，电极、、的质量均减小 C．定期互换直接相连的电极，并恢复溶液浓度，整个装置可再次运行 D．将盐酸换为对应浓度溶液，使用阳离子交换膜，每组装置启动时均生成 8．（2024·重庆卷）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是 A．电解时电极N上产生 B．电解时电极M上发生氧化反应 C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为 9．（2024·甘肃卷）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B．电极2是阴极，发生还原反应： C．工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供能分解 10．（2024·湖南卷）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A．电解时，向Ni电极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成的同时，生成 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 电化学原理的综合应用（专项训练） 参考答案 模拟·基础演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C B C D C C B C C D 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A C A D C D B C D D 21 22 23 24 25 26 27 D B C B C D D 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C A B D D C C B D 真题·实战演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C B D D B D D D B B 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 电化学原理的综合应用（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 电极反应与物质变化分析 考向02 电化学装置的回路分析与粒子移动 考向03 电化学装置中溶液性质的变化分析 考向04 离子交换膜的类型与功能识别 考向05 离子交换膜作用机制与离子迁移分析 考向06 离子交换膜在工业中的应用与装置设计 考向07 守恒法在电化学计算中的应用 考向08 电化学计算中复杂动态过程分析 考向09 多池串联与混合体系的电化学计算 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 电极反应与物质变化分析 1．（2026·广东东莞·模拟预测）M(碱金属)—CO2电池可以实现对CO2的利用，并具有较高的理论比能量(“理论比能量”是指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)。该类电池放电总反应为。下列说法错误的是 A．放电时，电子流向为：碱金属片→外电路→玻碳电极 B．Na—CO2电池比Li—CO2电池的理论比能量低 C．放电时，玻碳电极反应为 D．充电时，碱金属片接电源负极 【答案】C 【分析】该原电池放电时，碱金属失电子发生氧化反应，作负极，玻碳电极通入得电子发生还原反应，作正极，总反应，负极电极反应为，结合总反应得正极反应为。 【详解】A．该原电池工作时碱金属片为负极，玻碳电极为正极，电子流向为碱金属片→外电路→玻碳电极，A正确； B．电池的“理论比能量"指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多，失去相同电子所需钠的质量大于锂，所以Na—CO2电池比Li—CO2电池的理论比能量低，B正确； C．放电时，CO2在正极发生得电子的反应生成M2CO3和C，则正极反应式为，C错误； D．原电池工作时碱金属片为负极，玻碳电极为正极，充电时原电池正、负极分别与电源正、负极相接，即碱金属片接电源负极，D正确； 故选C。 2．（25-26高三上·广东深圳·开学考试）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极附近pH升高 B．电子移动路径：电极→传感器→电极 C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极的电极反应式为： 【答案】B 【分析】燃料电池通入氧化剂氧气的电极I为正极，氧气发生还原反应生成水：，电极Ⅱ为负极，G-CHO被氧化为G-COOH，电极反应式：。 【详解】A．工作时，电极I为正极，氧气发生还原反应生成水，电极反应式：，反应消耗氢离子，则电极Ⅰ附近pH升高，A正确； B．原电池中电子从负极流入正极，故外电路中电子流向：电极Ⅱ→传感器→电极Ⅰ，B错误； C．据题干信息，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平，说明该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作，C正确； D．由分析，电极的电极反应式为：，D正确； 故选B。 3．（25-26高三上·广东广州·模拟）钠离子电池是下一代储能技术的重要发展方向，可选用普鲁士蓝类似物为正极材料，充电时正极反应为：。下列说法不正确的是 A．中存在离子键、配位键、极性共价键 B．放电时，通过电解质向正极迁移 C．充电时，原电池负极连接电源正极 D．负极材料可选用与锂离子电池中LiCx类似的NaCx 【答案】C 【详解】A．中Na+、Fe2+与通过离子键结合，Fe2+与CN-形成配位键，CN-内部为极性共价键，A正确； B．放电时，该装置为原电池，阳离子Na+向正极迁移以维持电荷平衡，B正确； C．充电时，电池的负极应连接电源的负极，作为电解池的阴极，C错误； D．类比锂离子电池可用LiCx作负极，钠离子电池负极可采用NaCx材料作负极，D正确； 故选C。 考向02 电化学装置的回路分析与粒子移动 4．（25-26高三上·广东清远·开学考试）硫锌二次电池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，电极a的电势低于电极b B．充电时，电极b与电源正极连接 C．充电时，电极b上的电极反应式为 D．放电时，电极a、b附近溶液pH均不变 【答案】D 【分析】由图可知，放电时为原电池，电极a中Zn→[Zn(OH)4]2-，Zn化合价升高发生氧化反应，作负极；电极b中S→Cu2S，S化合价降低发生还原反应，作正极。充电时，与直流电源负极相连的电极a为阴极，电极b为阳极。 【详解】A．根据分析原电池中正极电势高于负极，故电极a电势低于电极b，A正确； B．根据分析，充电时为电解池，原电池正极（b）作阳极，需与电源正极连接，B正确； C．充电时电极b为阳极，发生氧化反应，放电时正极反应为S+2Cu2++4e-=Cu2S，充电时阳极反应为其逆反应：Cu2S-4e-=2Cu2++S，C正确； D．放电时电极a（负极）反应为Zn+4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，消耗OH-，附近溶液pH降低；电极b（正极）反应消耗Cu2+，Cu2+水解平衡逆向移动，H+浓度减小，pH升高，二者pH均变化，D错误； 故选D。 5．（25-26高三上·湖北孝感·阶段检测）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．c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 B．放电时，中间室的K2SO4溶液浓度减小 C．充电时，电路中每转移1mol电子，阳极区溶液的质量增加4.5g D．放电时有1mol生成，理论上电路中转移电子的数目为2NA个 【答案】C 【分析】 由题干图示信息可知，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MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；b电极为负极，发生氧化反应，电极反应为+2nOH--4ne-=+2nK++2nH2O，此时阳离子移向正极，阴离子移向负极，则c交换膜为阴离子交换膜，则左室的进入中间K2SO4室，d为阳离子交换膜，右室的K+进入中间K2SO4室。 【详解】A．结合分析知，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜，故A错误； B．放电时，则左室的进入中间K2SO4室，右室的K+进入中间K2SO4室，导致K2SO4溶液浓度增大，故B错误； C．充电时，a为阳极，电极反应为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，电路中每转移2mol电子，阳极区生成1molMnO2，质量减少87g，同时中间室有1mol经c膜进入左室阳极区，质量增加96g，则阳极质量最终增加(96-87)g=9g，故电路中每转移1mol电子，阳极区质量增加4.5g，故C正确； D．由分析可知，放电时b电极为负极，有1mol生成，理论上电路中转移电子的数目为4nNA个，故D错误； 选C。 6．（25-26高三上·四川南充·阶段检测）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，b端电势高于a端电势 B．放电时，正极反应式为FQ + 2e-+ 2H+= FQH2 C．充电时，阴极材料每增重13 g，中性电解质溶液增加11.7 g D．充电时，阳极区pH变小 【答案】C 【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应生成，为负极，则FQ所在电极为正极，正极反应式为，负极反应式为；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，因此充电时，m接外接电源的负极，n接外接电源的正极，据此作答。 【详解】A．放电时，Zn为负极，FQ为正极，则b端电势高于a端，A正确； B．根据分析可知，放电时，FQ所在电极为正极，正极反应式为，B正确； C．充电时阴极反应为，增重13g Zn（0.2mol）时转移。阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，中性电解质溶液失去0.4mol NaCl（质量23.4g），质量减少而非增加，C错误； D．充电时阳极反应为，生成使阳极区pH变小，D正确； 答案选C。 考向03 电化学装置中溶液性质的变化分析 7．我国科学家发明了一种Zn-MnO2可充电电池，其工作原理如图，下列说法错误的是 A．放电时二氧化锰电极发生还原反应，二氧化锰被还原 B．放电时，当电路中转移0.2 mol电子时，正极区溶液质量增加8.7 g C．电池左侧为阴离子交换膜，右侧为阳离子交换膜 D．放电时，电池总反应为：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O 【答案】B 【分析】放电时，Zn为负极，强碱性溶液中Zn失去电子被氧化为Zn(OH)，电极反应式为：；MnO2为正极，酸性溶液中被还原为Mn2+，电极反应式为：；左侧膜为阴离子交换膜，右侧膜为阳离子交换膜，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，放电时MnO2为正极，酸性溶液中被还原为Mn2+，A项正确； B．MnO2为正极，酸性溶液中被还原为Mn2+，电极反应式为： ，当电路中转移0.2 mol电子时，有0.1mol硫酸根离子通过阴离子交换膜进入中间室，正极区溶液质量变化=硫酸根质量的减小-MnO2质量的增加=，即正极区溶液质量减小0.9g，B项错误； C．由分析可知，电池左侧为阴离子交换膜，右侧为阳离子交换膜，C项正确； D．负极电极反应式为：，正极电极反应式为：，则电池总反应为：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D项正确； 答案选B。 8．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为：。下列说法不正确的是 A．该有机高聚物的单体为： B．充电时，锌所在的电极与电源的负极相连 C．放电时，移向锌膜 D．放电时，负极电极反应式为： 【答案】C 【分析】由电池总反应，放电时锌失去电子发生氧化反应，锌膜为负极，则碳纳米管为正极； 【详解】 A．有机高聚物的结构片段发现可知，是加成聚合产物，合成有机高聚物的单体是：，故A正确； B．充电时，Zn所在电极为阴极，与电源的负极相连，故B正确； C．放电时，阳离子向正极移动，锌膜为负极，故C错误； D．放电时，Zn为负极失去电子发生氧化反应，结合总反应其电极反应式为：，故D正确。 故选C。 9．铁铬液流电池是一种酸性介质中，正、负极活性物质均为液体的电化学电池，放电时电池的总反应为：Cr2++Fe3+=Cr3++Fe2+，电池结构原理如图所示，下列说法不正确的是 A．电池充电时，b极的电极反应式为：Cr3++e-=Cr2+ B．电池充电时，a极与外接电源的正极相连 C．电池放电时，H+由左侧电极室通过质子交换膜移向右侧 D．电池放电时，电路中每通过0.1mol电子，Fe3+物质的量减少0.1mol 【答案】C 【分析】由方程式可知，放电时，a极为原电池的正极，Fe3+在正极得到电子发生还原反应生成Fe2+，b极为负极，Cr2+在负极失去电子发生氧化反应生成Cr3+；充电时，与直流电源正极相连的a极为电解池的阳极，Fe2+在阳极失去电子发生氧化反应生成Fe3+，b极为阴极，Cr3+在阴极得到电子发生还原反应生成Cr2+。 【详解】A．由分析可知，充电时，b极为阴极，铬离子在阴极得到电子发生还原反应生成亚铬离子，电极反应式为Cr3++e-=Cr2+，故A正确； B．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的a极为电解池的阳极，故B正确； C．由分析可知，放电时，a极为原电池的正极，b极为负极，则氢离子由右侧电极室经交换膜移向左侧，故C错误； D．由分析可知，放电时，a极为原电池的正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，则电路中每通过0.1mol电子时，溶液中铁离子物质的量减少0.1mol，故D正确； 故选C。 考向04 离子交换膜的类型与功能识别 10．我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，负极反应为 B．充电时，阴极室电解质溶液增大 C．复合石墨电极表面，放电时析出，充电时析出 D．充电时，每生成，阳极室溶液质量减少 【答案】D 【分析】根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子与氢氧根离子结合生成，负极的电极反应式为，复合石墨是正极，发生还原反应，电极反应为，充电时，复合石墨是阳极，电极反应为，Zn是阴极，电极反应为：，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时，负极反应为：，A正确； B．充电时，阴极的反应为，当转移2mol电子时，生成4mol，有2mol透过阴离子交换膜移向右侧，故阴极室电解质溶液增大，B正确； C．由分析的电极反应可知，复合石墨电极表面，放电时析出，充电时析出，C正确； D．充电时，每生成，转移6mol电子，阳极生成1mol氮气，同时会有6mol透过阴离子交换膜移向阳极室，故阳极室质量增加，D错误； 故选D。 11．新型双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极的反应为：。下列说法不正确的是 A．放电时，Ⅱ室溶液的浓度增大 B．放电时，从Ⅰ室向Ⅱ室迁移 C．充电时，电极为阴极 D．每消耗，电极质量理论上增加 【答案】A 【分析】放电时电极的反应为：，a极发生还原反应，则a是正极、Mg是负极，Ⅰ室Li+通过Li+透过膜进入Ⅱ室。 【详解】A．放电时，电极的反应为，转移xmol电子消耗xmol Li+，同时有xmolLi+通过Li+透过膜由Ⅰ室进入Ⅱ室，Ⅱ室溶液的浓度不变，故A错误； B．放电时，阳离子由负极移向正极，从Ⅰ室向Ⅱ室迁移，故B正确； C．放电时，Mg是负极，则充电时，电极为阴极，故C正确； D．每消耗，电路中转移2mol电子，根据，可知正极结合2mol，所以电极质量理论上增加，故D正确； 选A。 12．我国科技工作者设计了一套高效光电化学燃料电池，其工作原理如图所示(忽略溶液体积的变化)。光照时，光催化电极a会产生和空穴，下列叙述错误的是 A．该装置实现了光能和化学能到电能的转化 B．电池工作时，溶液中的会从左向右迁移 C．电池工作时，光催化电极a的电势高于催化电极b的电势 D．用空穴表示的负极反应为 【答案】C 【分析】由图可知，光催化电极a为负极，催化电极b为正极。 【详解】A．由图可知，该装置实现了光能和化学能到电能的转化，A正确； B．溶液中通过阳离子交换膜向正极移动，即从左向右迁移，B正确； C．电池工作时，催化电极b的电势高于光催化电极a的电势，C错误； D．用空穴表示的负极反应为，D正确； 答案选C。 考向05 离子交换膜作用机制与离子迁移分析 13．某低成本储能电池原理如图所示，下列说法正确的是 A．充电时，右侧溶液的增大 B．充电时，总反应为 C．放电时，电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D．放电时，电路中每转移电子，左侧溶液质量减少 【答案】A 【分析】由图可知，放电时，Pb为负极，电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，多孔碳为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，充电时，Pb电极为阴极，电极反应式为PbSO4+2e-=Pb+ SO，多孔碳为阳极，电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+，据此作答。 【详解】A．由分析可知，充电时，右侧电极为阳极，亚铁离子在阳极失去电子发生氧化反应生成铁离子，溶液中的氢离子通过质子交换膜由阳极区移向阴极区，溶液中的氢离子浓度减小，溶液pH增大，故A正确； B．由分析可知，充电时，电解的总反应为，故B错误； C．放电时，电子由铅电极经导线移向多孔碳电极，质子交换膜不能传递电子，故C错误； D．由分析可知，放电时，左侧电极为储能电池的负极，硫酸根离子作用下，铅在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb—2e—+ SO=PbSO4，电路中每转移1mol电子时，放电生成0.5mol硫酸铅，同时有1mol氢离子通过质子交换膜由负极区移向正极区，则左侧溶液减少质量为0.5mol×96g/mol+1 mol×1g/mol=49g，故D错误； 故选A。 14．科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，石墨电极与电源正极相连 B．充电时，石墨电极上可发生电极反应 C．放电时，氯离子向锌电极迁移 D．放电时，理论上电路中每转移2mol电子，锌电极质量增加136g 【答案】D 【分析】由题干装置信息可知，放电时石墨电极上为：[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x，[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-，发生还原反应，则为正极，而Zn/ZnCl2电极上电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，发生氧化反应，则为负极，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时石墨电极为正极，故充电时，石墨电极与电源正极相连，A正确； B．由分析可知，放电时石墨电极上为：[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x，[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-，故充电时，石墨电极上可发生电极反应，B正确； C．由分析可知，放电时，石墨电极为正极，锌电极为负极，故氯离子向锌电极迁移，C正确； D．由分析可知，放电时，Zn/ZnCl2电极上电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，理论上电路中每转移2mol电子，则有2molCl-转移到锌电极上，故锌电极质量增加2mol×35.5g/mol=71g，D错误； 故答案为：D。 15．甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A．物质是 B．半透膜是阳离子交换膜 C．负极的电极反应式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 【答案】C 【分析】该甲酸燃料电池中，左侧通入HCOOH和KOH的a电极为负极，碱性环境下HCOO⁻失电子发生氧化反应转化为，右侧b电极为正极，在正极得电子被还原为Fe2+；后续Fe2+在外部的再生装置中与通入的O2、加入的物质A（H2SO4）反应，被O2重新氧化为Fe3+，同时生成K2SO4，再生得到的Fe3+可回到正极区循环参与反应；为平衡电荷，左侧的可通过半透膜移向右侧，因此半透膜为阳离子交换膜，Fe3+全程循环参与反应不被净消耗，相当于该电池反应的催化剂； 【详解】A．右侧产物为，且、需在酸性环境中存在，故物质A为，可提供并维持酸性环境，A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，从左侧负极区移向右侧正极区，结合生成，故半透膜为阳离子交换膜，B正确； C．负极区通入，为碱性环境，电极反应不会生成，正确的负极反应为，C错误； D．在正极得电子生成，又被通入的氧化为，可循环利用，可看作该反应的催化剂，D正确； 故选C。 考向06 离子交换膜在工业中的应用与装置设计 16．硫锌二次电池工作原理如图所示，下列叙述错误的是 A．放电时，电极a为负极 B．充电时，电极b与电源正极连接 C．放电时，电极a上的电极反应式为 D．充电时，完全反应时向电极a迁移 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，电极a为负极，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极b为正极，铜离子作用下硫在正极得到电子发生还原反应生成硫化亚铜，充电时，与直流电源负极相连的电极a为阴极，电极b为阳极。 【详解】A．由分析可知，放电时，电极a为负极，故A正确； B．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的电极a为阴极，则电极b与电源正极连接为阳极，故B正确； C．由分析可知，放电时，电极a为负极，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为，故C正确； D．由分析可知，充电时，硫化亚铜在阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子和硫，电极反应式为Cu2S—4e—=2Cu2++S，则16.0g硫化亚铜完全反应时向电极a迁移钠离子物质的量为×4=0.4mol，故D错误； 故选D。 17．科学家基于有机物的氧化还原性，发展了一种全固态可充电空气电池。电池充放电时原理如图所示，下列说法不正确的是 A．电极和之间的薄膜可能是质子交换膜 B．放电时，电极a区中有机物被还原为 C．充电时，电极为阳极，发生氧化反应 D．充电时，每生成，电极a区质量理论上增加 【答案】B 【详解】A．该电池为全固态可充电空气电池，放电时，在电极发生还原反应转化为，需要，则电极和之间的薄膜可能是质子交换膜，A正确； B．a电极中应该发生氧化反应，观察有机物和的结构，转化为是一个脱氧化的过程，则应该是电极区中有机物被氧化为，B不正确； C．放电时，电极发生还原反应，那么充电时电极作为阳极，发生氧化反应，C正确； D．充电时电极产生，转移进a电极区，则电极a区质量理论上增加，D正确； 答案选B。 18．某课题组设计如图所示的微生物燃料电池（a、b均为石墨电极），该电池可将工业废水中的乙胺转化成无害物质。下列分析不正确的是 A．若环境温度过高，该电池持续工作，处理废水的效率会降低 B．a电极的电极发生的反应为： C．电池工作时，由极区经过质子交换膜到a极区 D．该电池理论上每处理电极上可能还原O2 84L在标准状况下测定 【答案】C 【分析】由图可知，电极b为原电池的正极，酸性条件下空气中的氧气在正极得到得到生成水，电极反应式为：，电极a为负极，在微生物的作用下，乙胺在水分子作用下失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和氢离子，电极反应式为。 【详解】A．在微生物的作用下，乙胺在水分子作用下失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和氢离子，若温度过高，微生物的主要成分蛋白质会发生变性，催化能力下降，电池效率下降，处理废水的效率会降低，故A正确； B．a为负极，电极反应式为：，故B正确； C．电池工作时，由a极区经过质子交换膜到极区，故 C错误； D．根据可知，该电池理论上每处理，转移15mol电子，消耗标准状况下氧气的体积为：，故D正确； 故答案选C。 考向07 守恒法在电化学计算中的应用 19．下图为某新型的可充电锌-肼()电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)、下列说法不正确的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，正极反应式为 C．充电时，理论上每转移，阳极上会生成(标准状况) D．当生成(标准状况)时，理论上锌电极增重 【答案】D 【分析】采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)，放电时正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，负极反应式为 ，充电时阳极反应式为 ，阴极反应式为； 【详解】A．充电时，阴极反应式为，阴极区溶液的增大，故A正确； B．放电时，正极析出氢气，正极反应式为，故B正确； C．充电时阳极反应式为，理论上每转移，阳极上会生成0.25mol氮气，生成氮气的体积为5.6L (标准状况)，故C正确； D．放电时正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，负极发生反应，当生成(标准状况)时，转移0.2mol电子，根据电子守恒，理论上锌电极减轻，故D错误； 选D。 20．一种新型无隔膜水系可充电电池的工作原理如图所示，工作一段时间后，电极b上检测到MnOOH和少量。下列叙述不正确的是 A．放电时，电极a材料为Zn B．放电时，电极b存在反应： C．充电时，电极b电势比电极a高 D．充电时，电极a增重0.65g，电极b消耗了0.020mol MnOOH 【答案】D 【分析】该电子池工作一段时间后，电极b上检测到MnOOH和少量，说明发生电极反应：，，则b电极为正极，a电极为负极，发生电极反应：。 【详解】A．根据分析可知，放电时电极a为负极，材料为Zn，A正确； B．根据分析可知，放电时，电极b为正极，存在电极反应：，B正确； C．充电过程中，电极b为阳极，电极a为阴极，其电势高于电极a，C正确； D．充电时，电极a增重0.65g，转移0.02mol电子，b电极存在2个电极反应，导致电极b消耗MnOOH物质的量小于0.020mol，D错误； 答案选D。 21．我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3•H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。 下列说法正确的是 A．b电极为Zn电极 B．放电过程中，负极发生的反应为 C．电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小 D．理论上，每得到1molNH3•H2O，至少需要消耗390gZn 【答案】D 【分析】由题干图示信息可知，TiO2电极将转化为NH3•H2O可知TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3•H2O+H2O，石墨电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，故a电极为负极，发生氧化反应，即Zn为负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，b电极为正极，发生还原反应，电极反应式为：NO2+e-=，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，a电极为Zn电极是负极，A错误； B．放电过程中，负极发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，B错误； C．由分析可知，电解过程中，TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3•H2O+H2O，则阴极区溶液的pH逐渐增大，C错误； D．由于两个a电极串联，理论上，每得到1molNH3•H2O，需得到12mol电子，故至少需要消耗Zn的质量为=390g，D正确； 故答案为：D。 考向08 电化学计算中复杂动态过程分析 22．LED产品的广泛使用为城市夜色增光添彩，如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述错误的是 A．氢氧燃料电池的负极为M极 B．a处通入，对应的电极反应式： C．电池放电后，的物质的量浓度减小 D．该装置中能量转化形式：化学能→电能→光能 【答案】B 【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，根据二极管中电子的流向可知M电极为氢氧燃料电池的负极，a为通入氢气，N电极为氢氧燃料电池的正极，b为通入氧气。 【详解】A．由电子流向可知M为负极，N为正极，A项正确； B．通入的电极为负极，在碱性条件下，电极反应式：，B项错误； C．电池放电后，溶剂水增加，因此的物质的量浓度减小，C项正确； D．燃料电池巾将化学能转化为电能，LED产品中电能转化为光能，所以该装置的能量转换是化学能→电能→光能，D项正确； 故选B。 23．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法错误的是 A．电极丁的反应式为MnO-e-=MnO B．气体X为氢气，电极乙附近溶液的pH减小 C．KOH溶液的质量分数：c%>a%>b% D．导线中流过2mol电子时，电解池中理论上有2molK+移入阴极区 【答案】C 【详解】A．在燃料电池中，氧气作正极，所以通入空气的极是正极，电极丁是阳极，失去电子转化为，电极反应式为：－e－=，A正确； B．通入燃料的极是负极，电极乙是负极，丙电极是阴极，氢气在负极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为H2－2e－+2OH－＝2H2O，因此电极乙附近溶液的pH减小，B正确； C．燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即c%大于b%，负极消耗氢氧根离子，所以b%＞a%，得到c%＞b%＞a%，C错误； D．导线中有2 mol电子通过时，理论上阴极就生成2molOH-，需有2 mol K＋移入阴极区，D正确； 故答案选C。 24．下图是一套电化学装置，对其有关说法错误的是    A．装置A是原电池，装置B是电解池 B．反应一段时间后，装置B中溶液pH增大 C．a口若消耗1mol CH4，d口可产生4mol气体 D．a口通入C2H6时的电极反应为 C2H6 -14e- + 18OH- = 2CO+ 12H2O 【答案】B 【分析】由进气及出气可知A为原电池、B为电解池，然后根据原电池工作原理、电解原理进行分析； 【详解】A．根据上述分析以及装置图，可知A为原电池，装置B为电解池，故A说法正确； B．装置B中是电解水，所以反应一段时间内，硫酸的浓度增大，c(H+)增大，pH降低，故B说法错误； C．a口通入甲烷，则a为负极、d为阴极，消耗1molCH4失8mol电子，根据电解原理，d口产生气体为氢气，根据串联电路中通过电量相等，建立关系式为CH4～8e-～4H2，故C说法正确； D．a口通入乙烷，则A装置为燃料电池，a极为负极，燃料电池相当于燃烧，乙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，二氧化碳与KOH反应生成碳酸钾，即电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2CO+ 12H2O，故D说法正确； 答案为B。 考向09 多池串联与混合体系的电化学计算 25．（25-26高三上·广东惠州·阶段检测）为满足电池实际应用的要求，可以设计开放的不对称流动系统(如图)，使用双极膜(可将水解离成和，并分别向两极迁移)来维持两侧电解质不同的。下列说法不正确的是 A．放电时，由双极膜移向电极 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，每生成时双极膜中解离水 D．放电时和充电时，电极的电势均高于电极 【答案】C 【详解】A．放电时电极为负极，阴离子向负极迁移，双极膜解离出的向电极移动，A正确； B．放电时正极上得电子被还原为，结合双极膜迁移过来的，电极反应式为，B正确； C．充电时电极为阳极，电极反应为，每生成转移电子，双极膜需要解离水提供对应数量的和，C错误； D．放电时为正极，正极电势高于负极；充电时为阳极，阳极电势高于阴极，故两种情况下电极电势均高于电极，D正确； 故选C。 26．（25-26高三上·广东东莞·期中）某研究所构建了新型二次电池，为减少的排放和实现能源的开发利用提供了新的研究方向，该电池以和多孔Pd纳米片为两极材料，以KOH和NaCl溶液为电解液，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，b为阳极 B．充电时，双极膜中移向b极，移向a极 C．放电时，总反应为 D．放电时，当双极膜中离解时，左室溶液增重66.5g 【答案】D 【详解】A．放电时a极Zn失电子生成，为负极；b极得电子生成HCOOH，为正极。充电时，原电池的正极对应电解池的阳极，因此b为阳极，A正确； B．充电时装置为电解池，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动：双极膜解离出的是阴离子，移向阳极b极；是阳离子，移向阴极a极，B正确； C．放电时，负极反应：；正极反应：，两式相加消去电子后得到总反应：，C正确； D．放电时双极膜解离1 mol ，产生1 mol 和1 mol ：1 mol 移向左室a极，对应转移1 mol电子。左室中0.5 mol Zn（质量32.5 g）溶解进入溶液，同时从双极膜得到1 mol （质量17 g），因此左室增重为，D错误； 故选D。 27．（25-26高三上·广东广州·阶段检测）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．X是电源的正极 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 D．完全转化为的电解总反应： 【答案】D 【分析】由图可知，左侧发生，N元素化合价下降，发生还原反应，则左侧是阴极区，连接电源负极，阴极的电极反应为；右侧发生，Cl元素化合价上升，发生氧化反应，则右侧是阳极区，连接电源正极，阳极的电极反应为；据此解答。 【详解】A．据分析，X为电源负极，A错误； B．电解过程中，先生成、再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误； C．阳极和阴极均消耗阴离子，转移相同电子数时，阳极消耗阴离子数大于阴极消耗阴离子数，不参与电极反应可用于平衡电荷，因此阳极多余的通过离子交换膜进入阴极，则离子交换膜为阳离子膜，C错误； D．左侧阴极发生还原反应，右侧阳极发生氧化反应，则电解总反应为，D正确； 故选D。 重难·创新演练 1．（25-26高三上·广东广州·阶段检测）为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 。 已知电路中每通过，理论上消耗电能。下列说法错误的是 A．工作时，b极应与电源正极相连 B．阳极反应： C．理论上每转移，a极区的质量减少34g D．理论上每制得标准状况下，消耗电能 【答案】C 【分析】据图示装置为电解池装置，b电极上HCHO转化为HCOO-，为氧化反应，所以b电极为阳极、a电极为阴极； 【详解】A．工作时，b极为阳极，应与电源正极相连，A正确； B．阳极反应为在碱性条件下，HCHO失去电子被氧化为HCOO-，反应为：，B正确； C．a极反应为，理论上每转移，a极区生成1mol氢气，为2g氢气，同时有2mol氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，为34g氢氧根离子，则a极区的质量减少36g，C错误； D．结合反应机理，电路中每通过，在a、b极均产生1mol氢气，共产生2mol氢气，理论上每制得标准状况下，为1mol氢气，电路中转移1mol电子，需消耗电能，D正确； 故选C。 2．双极膜是一种离子交换复合膜，在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成H+和OH-，并分别向两极迁移。用双极膜电解淀粉[(C6H10O5)n]溶液制取双醛淀粉[(C6H8O5)n]的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．搅拌能明显提高电解反应速率 B．a极的电势高于b极 C．b极的电极反应式为：、 D．当电路中转移2mol电子时，可得160g双醛淀粉 【答案】C 【分析】双极膜将水分子解离为和，在a极得电子，发生还原反应生成，故a为阴极；在b极失电子，发生氧化反应生成，Br-在b极失电子，发生氧化反应生成，故b为阳极。 【详解】A．电解反应速率主要由外加电压、电流决定，搅拌仅可加快溶液中反应物扩散，不能明显提高电解反应本身的速率，A错误； B．电解池中阳极接电源正极，阴极接电源负极，阳极电势高于阴极，即b极电势高于a极，B错误； C．b为阳极，发生两个氧化反应，在碱性环境下，失电子生成，电极反应式为；失电子生成，电极反应式为；两个电极反应电荷、原子均配平正确，C正确； D．由反应关系：1个淀粉单元转化为1个双醛单元，转移电子，1个结构单元的式量为160；但b极存在生成的副反应，转移的电子部分用于副反应，实际得到双醛淀粉的质量小于，D错误； 故选C。 3．某课题组设计的离子移动“可视化”电化学装置如图所示，已知Cu2+可以与乙二胺形成配合物乙二胺合铜离子[Cu(en)2]2+，其水溶液为深紫色。下列说法不正确的是 A．Ⅰ室的电极反应：Ag-e-=Ag+ B．Ⅰ室可观察到产生白色沉淀，Ⅲ室可观察到溶液变紫色且越来越深 C．隔膜M为阴离子交换膜，隔膜N为阳离子交换膜 D．当外电路转移2 mol e-时， Ⅰ 室溶液的质量保持不变， Ⅱ 室溶液的质量减少135 g， Ⅲ 室溶液的质量减少152 g 【答案】A 【分析】根据电流方向，Ⅱ室的 ，移向Ⅲ室，移向Ⅰ室，所以隔膜M为阴离子交换膜，隔膜N为阳离子交换膜。 【详解】A．Ⅰ室Ag做阳极，发生氧化反应，电极反应为：，A项不正确； B．Ⅰ室生成，可观察到产生白色沉淀，Ⅲ室生成，可观察到溶液变紫色，且电解时间越长，浓度越大，颜色越来越深，B项正确； C．移向Ⅰ室，移向Ⅲ室，故隔膜M为阴离子交换膜，隔膜N为阳离子交换膜，C项正确； D．当外电路转移2 mol 时，Ⅰ室溶解的Ag和转移过来的刚好形成沉淀，故Ⅰ室溶液的质量保持不变，Ⅱ室消耗1 mol ，故Ⅱ室溶液的质量减少135 g，Ⅲ室析出216 g Ag的同时有64 g 转移过来，故Ⅲ室溶液的质量减少152 g，D项正确； 故选A。 4．一种电解装置如图所示，电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现如下转化， 下列说法错误的是 A．右室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．电解过程中右室溶液的pH上升 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：6 mol e- 【答案】B 【分析】根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，阳极反应为，阴极上，阳极生成的具有强氧化性，阴极生成的具有强还原性，“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现，“转化Ⅱ”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，“转化Ⅱ”的反应为，据此分析解答。 【详解】A．由上述分析可知，“转化Ⅰ”为氧化反应、应加入氧化剂实现，右室电解液含有，所以实现“转化Ⅰ”需要右室电解获得的电解液，A正确； B．由上述分析可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极上失电子生成，阳极反应为，生成，pH降低，B错误； C．“转化Ⅱ”为还原反应，可加入实现转化，发生的反应为，C正确； D．“转化Ⅰ”反应为-6e-+2H2O=+6H+，根据电子守恒可知，生成1 mol时理论上电路中通过6 mol e-，D正确； 故选B。 5．一种氮掺杂碳材料用于碱性溶液中电催化合成，工作原理如图所示，常温常压下速率达到。下列有关该装置的说法错误的是 A．发生还原反应 B．将电能转化为化学能 C．这是一种新型的人工固氮技术 D．该条件下的速率为 【答案】D 【分析】根据物质转化的化合价变化，左侧中O元素为-2价，生成后O元素为0价，化合价升高，发生氧化反应，对应电极为阳极；右侧中N元素为0价，生成后N元素为-3价，化合价降低，发生还原反应，对应电极为阴极，该装置为电解池，结合电子守恒可建立与的生成速率关系。 【详解】A．转化为时N元素化合价从0降低至-3，发生还原反应，A正确； B．该装置带有外接直流电源，属于电解装置，工作时将电能转化为化学能，B正确； C．该装置将游离态的转化为化合态的，属于新型人工固氮技术，C正确； D．根据电子守恒，生成1mol 转移3mol电子，生成1mol 转移4mol电子，相同时间内电路中转移电子总物质的量相等，因此，代入，得，D错误； 故选D。 6．氢氧化锂是制备碳酸锂等含锂化合物的关键原料，也可直接用于核工业及航天领域。双膜电解法可用于制备氢氧化锂，实验装置如图所示。下列说法不正确的是 A．甲膜为阳离子交换膜，乙膜为阴离子交换膜 B．阳极区溶液pH逐渐减小 C．阴极的电极反应式为 D．当电路中通过1 mol电子时，理论上阳极区溶液质量减少8 g 【答案】D 【分析】由图，装置为电解池装置，阳极水失去电子被氧化为氧气：，阴极水得到电子被还原为氢气：； 【详解】A．连接电源负极的石墨a极为阴极，连接电源正极的石墨b极为阳极，通电后，Li2SO4溶液中阳离子向电解池的阴极移动，阴离子向电解池的阳极移动，故甲膜为阳离子交换膜，乙膜为阴离子交换膜，A正确； B．阳极的电极反应式为，阳极区pH逐渐减小，B正确； C．阴极发生还原反应：，C正确； D．阳极的电极反应式为，当电路中通过1 mol电子时，有0.5 mol硫酸根离子（为0.5 mol×96 g/mol=48 g）移向阳极区，同时生成8 g O2，故阳极区溶液增重40 g，D错误； 故选D。 7．一种在熔融环境下制备的装置如图，该装置发生的总反应为。下列说法不正确的是 A．为保证电解过程高效持续稳定，应选用氧离子交换膜 B．阴极总反应为 C．消耗，理论上石墨电极产生气体 D．阳极可能发生副反应： 【答案】C 【分析】本装置为电解池，根据总反应及图中反应生成，可推知右侧失电子形成，则右侧电极为阳极；阳极反应为，阴极反应为。 【详解】A．由于左侧电极生成和，需要从左往右向阳极移动，为保证电解过程高效持续稳定，应选用氧离子交换膜，A正确； B．根据分析，阴极总反应为，B正确； C．消耗，转移，理论上生成，质量为，C错误； D．可能在阳极发生氧化反应生成氯气，D正确； 故选C。 8．一种应用间接电氧化红曲红（M）合成新型红曲黄色素（N）的装置如图。下列说法正确的是 已知：由M到N的反应可表示为（已配平）。 A．该合成方法中的能量转换形式是化学能全部转化为电能 B．b极为阳极，电极反应式为 C．理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为 D．反应前后保持不变 【答案】C 【分析】由题干电解池装置图可知，a极发生氧化反应，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，则a极为阳极，b极为阴极，发生还原反应，电极反应为：2H++O2+2e-=H2O2，然后H2O2把转化为，M将又还原为，据此分析解题。 【详解】A．电解池工作时，电能不可能完全转化为化学能，故该合成方法中的能量转换形式是电能转化为化学能和热能等，A错误； B．由分析可知，b极为阴极，电极反应式为，B错误； C．根据电子守恒可知，a极电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，b极电极反应为：2H++O2+2e-=H2O2，故理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为，C正确； D．由题干图示信息可知，根据反应H2O2+=+H2O，，反应中阴极区产生H2O，即反应后变小，D错误； 故答案为：C。 9．（2026·广东广州·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(球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．每消耗，生成 C．仅作为溶剂，不参与电极反应 D．若选用代替TY反应，也可得到TQ 【答案】B 【分析】电极b发生TY转化为TQ的加氧脱氢反应，被氧化，所以属于电解池的阳极，则a为阴极，阴极上氢离子得电子转化为氢气，据此分析。 【详解】A．电解时阳离子向阴极移动，氢离子从右室向左室移动，A正确； B．根据图示可以看出，消耗1mol水，TY转化为TQ，转移4mol电子，则生成2mol氢气，B错误； C．根据分析可知，仅作为溶剂，不参与电极反应，C正确； D．选用代替TY反应，依然是酚羟基被氧化成醌类，所以也能得到TQ，D正确。 10．（25-26高三下·广东茂名·阶段检测）我国科研团队利用电化学技术实现乙烯与在常温常压下直接转化为碳酸乙烯酯()，反应装置如图1所示，电极表面生成的路径如图2所示。下列说法错误的是 A．与外接电源的正极相连 B．泡沫镍电极上的反应为 C．相同条件下，电极上消耗的气体与泡沫镍电极上产生的气体的体积比为 D．生成的同时，泡沫镍电极上有生成 【答案】D 【分析】该装置为电解池，电极发生氧化反应（失电子生成，后续参与反应生成碳酸乙烯酯），为阳极，接电源正极；泡沫镍电极发生还原反应为阴极，得电子生成和。 【详解】A．是阳极，电解池阳极与外接电源正极相连，A正确； B．泡沫镍为阴极，得电子生成氢气和氢氧根，电极反应为，B正确； C．总反应为：，电极消耗和，共消耗气体，泡沫镍电极生成，相同条件下体积比为，C正确； D．碳酸乙烯酯（）的摩尔质量为，碳酸乙烯酯的物质的量为，根据总反应，生成碳酸乙烯酯对应生成，因此生成碳酸乙烯酯仅生成，D错误； 故选D。 真题·实战演练 1．（2024·广东卷）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A．阳极反应： B．阴极区溶液中浓度逐渐升高 C．理论上每消耗，阳极室溶液减少 D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加 【答案】C 【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，放电产生氯气，电极反应为：；左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。 【详解】A．由分析可知，阳极反应为：，A正确； B．由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确； C．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，产生3mol，同时有6mol由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误； D．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，有6mol由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确； 故选C。 2．（2023·广东卷）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是    A．电解总反应： B．每生成，双极膜处有的解离 C．电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 【答案】B 【分析】由信息大电流催化电解溶液制氨可知，在电极a处放电生成，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为，电极b为阳极，电极方程式为，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。 【详解】A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为，故A正确； B．每生成，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8mol 进入阴极室，即有8mol的解离，故B错误； C．电解过程中，阳极室每消耗4mol ，同时有4mol 通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确； D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于被催化解离成和，可提高氨生成速率，故D正确； 故选B。 3．（2026·云南卷）一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法正确的是 A．充电时，模式Ⅱ的反应为 B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成 C．放电时，体系中的向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 【答案】D 【分析】中S元素为+6价，由此可知模式I放电过程中石墨电极上S元素化合价降低，发生还原反应，为正极，锂电极为负极，充电过程中石墨电极为阳极，锂电极为阴极。 【详解】A．充电时，模式II阴极上LiCl得到电子生成Li，阳极上Li2S2O4失去电子生成，根据守恒关系可知模式II的反应为，A项错误； B．模式I充电时总反应为，充电过程中Li元素化合价降低，S元素及部分Cl元素化合价升高，因此外电路通过1mol电子，石墨阳极上最多生成0.25mol Cl2，B项错误； C．放电时，Li+移向正极，即石墨电极，C项错误； D．放电时，模式I的总反应与转移电子关系为，模式II的总反应与转移电子关系为，由此可知分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ，D项正确； 故答案为D。 4．（2026·陕晋青宁卷）某科研团队利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简单处理可恢复。下列说法正确的是 A．膜为阳离子交换膜 B．当气体通入左室开始工作时，电极a为正极 C．理论上，电路中通过的与消耗的物质的量之比为 D．电池总反应为 【答案】D 【分析】根据题干“工作时，反应的S和物质的量相等”，结合化合价变化可得电子守恒的电极反应：左室电极a为正极，电极反应：；右室电极b为负极：电极反应，，加热时释放，据此解答。 【详解】A．反应后左室消耗，剩余多余的；右室生成带正电的，正电荷多余。需要（阴离子）从左室迁移到右室平衡电荷，因此膜为阴离子交换膜；若为阳离子交换膜，向左侧移动，无法实现该电池的功能，A错误 B．放电完成后，电极a的S完全转化为，电极b的完全转化为S；加热右室电解液，分解放出，将通入左室后重新开始工作时，电极a现在为，发生失电子的氧化反应，为负极，B错误； C．根据负极反应，转移时，消耗，因此电路中通过的与消耗的物质的量之比为，不是，C错误； D．将正负极反应相加，消去两边均有的S、和电子，得到总反应： ，化简得，D正确； 故选D。 5．（2026·湖南卷）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 【答案】B 【分析】该扣式电池中，活泼金属作负极，作正极，以此解答。 【详解】A．石墨具有良好的导电性，添加到电极材料中可增强电极的导电性，A正确； B．题干明确难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的，正极反应物是固体，正极反应应为，B错误； C．原电池放电时，阳离子向正极移动，因此从负极向正极移动，C正确； D．负极反应为，2.1g 的物质的量为，理论上外电路中通过，D正确； 故选B。 6．（2026·黑吉辽蒙卷）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。 【详解】A．如上分析，左侧通入氧气生成双氧水，且在溶液中可生成OH-，该方程式书写正确，A正确 B．电路中转移电子时，整个体系总电子转移量为，每释放对应电子转移（），双电极可同时回收，理论上可回收，B正确； C．右侧发生氧化反应：被氧化为，阳极连接电源正极，C正确； D．若歧化转化为和，反应为：，该歧化反应为碘自身氧化还原，总可得到的电子数（氧化的总能力）不变：原本可得到电子，歧化后作为氧化剂可得到电子，总氧化能力不变，理论上脱出回收的总物质的量不变，因此不会降低锂的理论回收产率，D错误； 故选D。 7．（2026·河南卷）一种多组串联的电化学装置可以同时产生和，其工作原理如图所示。其中均为电极，每组装置左侧均为高浓度盐酸，右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。 下列说法错误的是 A．工作时，铂电极上产生 B．工作时，电极、、的质量均减小 C．定期互换直接相连的电极，并恢复溶液浓度，整个装置可再次运行 D．将盐酸换为对应浓度溶液，使用阳离子交换膜，每组装置启动时均生成 【答案】D 【分析】整个装置中，中间串联的是原电池，左右两边是电解池，石墨电极为阳极，发生氧化反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑，铂电极为阴极，发生还原反应：2H+ + 2e⁻ = H2↑。在原电池装置中，a2~an-1均为Ag/AgCl电极，偶数电极为负极，电极反应：Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl，奇数电极为正极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，据此分析各选项； 【详解】A．铂电极是阴极，H+在阴极得电子生成H2：2H+ + 2e⁻ = H2↑，A正确； B．工作时，电极为阴极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，、等奇数电极为正极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，均是AgCl转化为Ag，质量减小，B正确； C．在装置运行过程中：左侧高浓度盐酸中，Cl⁻被消耗，同时H+通过质子交换膜迁移到右侧，最终，左侧盐酸浓度降低，右侧盐酸浓度升高；且a1、a3、…、an-1电极质量减小，a2、a4、…、an电极质量增加。若定期将直接相连的Ag/AgCl电极互换，并恢复两侧盐酸浓度，可使装置恢复到初始状态，再次运行，C正确； D．将盐酸换为NaCl溶液、使用阳离子交换膜时，阳极反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑；阴极反应，Na+会通过阳离子交换膜向阴极移动，在铂电极附近生成NaOH。但中间的装置中，Ag/AgCl电极发生反应：Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl和AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，不会生成NaOH，D错误； 故选D。 8．（2024·重庆卷）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是 A．电解时电极N上产生 B．电解时电极M上发生氧化反应 C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为 【答案】D 【分析】催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子膜加入中间室，氢氧根离子和氢离子生成水、甲酸根离子和氢离子生成甲酸，则M是阴极，那么N是阳极，阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气：，氢离子通过阳离子膜进入中间室； 【解析】A．酸性条件下，电解时电极N上水失去电子发生氧化反应生成氧气：，A错误；B．催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸，B错误；C．由分析，阳离子交换膜有1种离子通过，C错误；D．由分析，总反应为二氧化碳和水生成甲酸和氧气，D正确；故选D。 9．（2024·甘肃卷）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B．电极2是阴极，发生还原反应： C．工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供能分解 【答案】B 【分析】多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2--4e-=O2。 【解析】A．电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；B．根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2，B项错误；C．工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；D．根据分析，电解总反应为2H2O(g)2H2+O2，分解2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解1molH2O，D项正确；答案选B。 10．（2024·湖南卷）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A．电解时，向Ni电极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成的同时，生成 【答案】B 【分析】由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为：；Pt电极失去电子生成，作阳极，电极反应为：，同时，Pt电极还伴随少量生成，电极反应为：。 【解析】A．由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极移动，A错误；B．由分析可知，Pt电极失去电子生成，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：，B正确；C．由分析可知，阳极主要反应为：，阴极反应为：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；D．根据电解总反应：可知，每生成1mol，生成0.5mol，但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成小于0.5mol，D错误；故选B。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $