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

该高中化学高考复习讲义聚焦电化学原理综合应用专题，涵盖二次电池工作原理、离子交换膜类型及应用、电化学综合计算等核心考点，按“基础原理-综合应用-定量计算”逻辑架构知识体系。通过命题透视研判考情、思维建模构建框架、考点精讲拆解核心、真题溯源强化应用的教学流程，帮助学生系统突破电化学难点。 讲义创新采用“考向破译+解题妙招”双轨教学法，如电极反应式书写强调“环境配守恒”原则，离子交换膜分析结合电荷迁移规律，培养学生科学思维与证据推理能力。设置分层变式训练（例1配3变式），配合真题溯源感知高考逻辑，确保高效突破考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

第04讲 电化学原理的综合应用 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 电化学原理的综合应用 知识解构 知识点1 二次电池的解题流程 知识点2 原电池中 判断电极 知识点 3 书写原电池电极反应式 知识点 4 充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 知识点 5 燃料电池电极反应式的书写 知识点 6 金属腐蚀快慢的判断方法 知识点7 电解池电极反应式的书写步骤 考向破译 考向1 电极反应与物质变化分析 考向2 电化学装置的回路分析与粒子移动 考向3 电化学装置中溶液性质的变化分析 解题妙招1 电极反应与物质变化分析 解题妙招2 回路分析与粒子移动 解题妙招3 溶液性质的变化分析 考点二 离子交换膜的类型及其应用 知识解构 知识点1 离子交换膜的种类 ∣ 知识点2 离子交换膜的应用及解题流程 考向破译 考向1 离子交换膜的类型与功能识别 ∣ 考向2 离子交换膜作用机制与离子迁移分析 ∣ 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 解题妙招1 离子交换膜的应用分析 解题妙招2 离子迁移方向及膜的选择 ) ( 考点 三 电 化学综合计算 知识解构 知识点1 计算依据——三个相等 知识点2 电化学计算的三种常用方法 知识点3 分阶段电解计算技巧 考向破译 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 解题妙招1 ‌电子守恒法的应用 解题妙招2 复杂动态过程分析 解题妙招3 多池串联与混合体系的电化学计算 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 电化学原理的综合应用 T18，2分 T18，2分 T18，2分 T16，4分 离子交换膜的类型及其应用 T16，4分 T16，4分 T16，4分 T16，4分 电化学综合计算 T18，2分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 电化学是高考化学的常考内容，是氧化还原反应知识的延伸与应用。近年命题在巩固基础考查的同时，更加注重试题的生活化、实用化与情境化，并加强了不同知识模块的融合渗透；背景新颖，侧重考查分析判断、信息处理及计算能力。题型主要包括以新型电池为背景的选择题和以电极反应式书写为主的填空题，核心考点涵盖原电池与电解池的工作原理（从闭合回路角度）、电极判断、电极反应式书写、电子与离子移动方向判断、溶液pH变化、离子交换膜作用及相关计算等，难度总体偏大。解题关键在于结合反应原理，依据化合价变化准确判断电极反应并正确书写电极反应方程式。 ►复习目标： 1.能以变化观念认识电化学反应的本质是氧化还原反应,能多角度、动态分析电化学反应,并运用电化学原理解决实际问题。 2.能运用原电池、电解池模型示意图解释电极及电池反应现象,揭示“放电”“充电”时现象的本质与规律。培养证据推理意识 3.能够发现和提出有探究价值的新型化学电源、确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究,能根据实验现象总结规律,培养科学探究与创新意识。 4.通过原电池和电解池等电化学问题在环境污染与防治应用，以培养学生科学态度与社会责任。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 电化学原理的综合应用 知●识●解●构 知识点1 二次电池的解题流程 第一步：读题 逐字逐句读，挖掘关键字，排除无效信息，找到对解题有价值的信息，并作标记。 第一步：确定装置类型 放电为______池，充电为______池。 第二步：判断电极名称 放电时的正极为充电时间______极，放电时的负极为充电时的______极。 第三步：写出电极反应 放电时的正极反应颠倒过来为充电时的______反应；放电时的负极反应颠倒过来为充电时的______反应。 第四步：分析离子移动 由生成一极向______一极移动；区域pH变化：OH-生成区，H+消耗区，pH______；OH-消耗区，H+生成区，pH______。 知识点2 原电池中判断电极 1.通过反应类型判断 ①失去电子的电极为______极，发生______反应； ②得到电子的电极为______极，发生______反应。 2.通过电子定向移动方向和电流方向判断 ①电子流出的电极为______极，电子经外电路流入______极； ②电流流出的电极为___极，电流经外电路流入___极。 3.根据离子移动方向判断 阴离子向___极移动，阳离子向___极移动。 4.根据电极现象判断 一般不断溶解、质量减轻的电极为___极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极为___极。 知识点3 书写原电池电极反应式 1.直接书写 （1）列物质标得失：电极反应物→产物及得失电子数。 （2）看环境配守恒：在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即H+、OH-、H2O等是否参加反应，遵守___守恒、___守恒、______守恒。 （2）两式加验总式：两电极反应式相加，与总反应式对照验证。 2.间接书写 第一步，写出电池总反应式。 第二步，写出电极的___反应式。 第三步，负极反应式＝_______________。 知识点4 充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 1.首先应分清电池是放电还是充电。 2.再判断出正、负极或阴、阳极。 放电：阳离子→___极，阴离子→___极； 充电：阳离子→___极，阴离子→___极； 总之：阳离子→发生___反应的电极；阴离子→发生___反应的电极。 知识点5 燃料电池电极反应式的书写 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＋2H2O① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O② ①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：________________________。 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： 燃料电池电解质 正极反应式 酸性电解质 碱性电解质 固体电解质(高温下能传导O2－) 熔融碳酸盐(如熔融K2CO3) 第三步：__________________________________＝电池的负极反应式。 知识点6 金属腐蚀快慢的判断方法 1.对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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.对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中___弱电解质溶液中___非电解质溶液中。 3.活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越___。 4.对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越___。 知识点7 电解池电极反应式的书写步骤 1.一判：判断电解池的阴、阳极； 2.二看：看清电解池的阳极材料是___电极还是___电极(除Au、Pt外的金属电极一般为___电极)； 3.三写 （1）阳极 ①活性电极：电极材料______，生成相应的_________； ②惰性电极：阴离子___，生成相应的___或___化合物。 （2）阴极:阳离子______，生成相应的___或___化合物 得分速记 通常电极反应可以根据阳极材料和电解质溶液的性质进行判断，但在高考题中往往需要结合题给信息进行判断。 知识点8 原电池、电解池、电镀池和可充电电池的判定 1.若___外接电源，可能是___池，然后根据___池的形成条件判定； 2.若___外接电源，两极___电解质溶液中，则可能是___池或___池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为___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____________的装置为原电池。 4.可充电电池的判断：放电时相当于___池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于___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。 考●向●破●译 考向1 电极反应与物质变化分析 例1（25-26高三上·广东揭阳·阶段检测）我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：NaMnO2+nCNa1-xMnO2+NaxCn。下列说法错误的是 A．电池放电过程中，NaMnO2/Al为正极 B．电池放电时，正极发生反应Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2 C．放电时，钠离子向石墨烯移动 D．放电时，石墨烯电极质量减轻 解题妙招 电极反应与物质变化分析 1.电极反应式书写与分析‌ ‌①判断电极属性（正/负极、阴/阳极）及反应类型（氧化/还原）； ②依据电解质环境（酸碱性、离子浓度）书写半反应式，注意介质对产物的影响（如酸性环境阴极析H₂、碱性环境生成OH⁻）；‌ ③‌典型考法‌：新型电池（燃料电池、可充电电池）的电极反应书写。‌ 2.‌电极现象与产物判断‌ ‌①观察电极质量变化（如精炼铜时阳极溶解、阴极增重）、气体生成（Cl₂、O₂、H₂）等；‌ ②结合放电顺序分析离子反应优先级（如阳极：S²⁻ > I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > OH⁻）。 【变式1】（25-26高三上·广东中山·期中）风力发电时因风速不稳定会产生不稳定的电流，不适于直接用于工业生产或生活，因此通常将产生的电能经储能设备存储起来，使用时再放出稳定的电流。酸性全钒液流电池因储能量大而经常被采用，其原理如下图所示： 下列有关说法正确的是 A．充电时碳电极A与电源正极相连 B．放电时碳电极B的电极反应式： C．放电时通过质子选择膜向左侧移动 D．充电时，理论上当电路上通过电子，负极电解液中减少 【变式2】一款水系液流可充放电电池装置图如图所示，下列相关说法正确的是 A．充电时，b极为阳极 B．充电时，a极区发生氧化反应 C．放电时，b极电极反应式：[Fe(CN)6] 4--e-=[Fe(CN)6] 3- D．放电时，理论上每生成1 mol[Fe(CN)6] 4-，b极区增加78 g K+ 【变式3】（25-26高三上·广东佛山·阶段检测）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Ⅱ作负极 B．电子移动路径：电极Ⅰ→传感器→电极Ⅱ 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Ⅱ的电极反应式为：G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+ 考向2 电化学装置的回路分析与粒子移动 例2（25-26高三上·广东广州·阶段检测）锂-氟化碳()电池具有优异的性能。该电池的总反应为电池工作时，下列说法正确的是 A．将电能转化为化学能 B．锂电极为正极，发生还原反应 C．负极反应为 D．电流由电极经导线流向Li电极 解题妙招 回路分析与粒子移动 1.电流与电子流向‌ （1）原电池：电子由负极→正极，电流由正极→负极； （2）电解池：电子由电源负极→阴极，阳极→电源正极。‌ 2.‌离子迁移方向‌ （1）原电池：阴离子移向负极，阳离子移向正极； （2）电解池：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。‌ 3.‌盐桥作用‌：平衡电荷、形成闭合回路（盐桥中离子定向移动）。‌ 【变式1】（25-26高三上·广东·阶段检测）一种三价水系(酸性电解质溶液)铟金属电池的工作原理示意图如图所示，已知(羟基氧化锰)难溶于水，始初时，电极甲、乙质量相等。该电池循环寿命长，电极材料每转移电子，对应的理论容量为。下列说法不正确的是 A．充电时，移向电极甲 B．放电时，电解质溶液的升高 C．放电时，电路中转移电子，理论上两电极质量之差为 D．充电时，能提供的理论容量为 【变式2·变情境】一种新型的铅锂电池的充、放电过程如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，向a极方向迁移 B．充电时，中Mn元素被氧化 C．放电时，正极反应为 D．充电时，外电路每转移0.5 mol电子，a极质量减轻24 g 【变式3】由深海所牵头研制的新概念潜水器——“鹿岭号”深海多位点着陆器使用了镁-海水燃料电池，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．金属镁作正极材料 B．放电时，电解质溶液中的向负极移动 C．可使用金属钠代替镁作钠-海水燃料电池的电极材料 D．氧气在电极表面发生反应 考向3 电化学装置中溶液性质的变化分析 例3一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示，电解质溶液呈酸性，该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮。下列叙述正确的是 A．电池工作时，的迁移方向为“缺氧阴极”→“厌氧阳极”和“好氧阴极”→“厌氧阳极” B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小 C．“好氧阴极”存在反应： D．“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol 解题妙招 溶液性质的变化分析 1.‌pH与离子浓度变化‌ 电解含氧酸盐溶液（如Na2SO4）时，pH不变；电解活泼金属含氧酸盐（如KNO3）类似 电解不活泼金属盐（如CuCl2）时，阳极析Cl2使pH上升，阴极析Cu使pH基本不变。‌ 2.‌溶液复原策略‌ 电解CuSO4后加CuO恢复原浓度；电解NaCl后通HCl恢复原态。 【变式1】我国研发的一种具有能量密度高、循环次数多的锌溴液流电池，其工作原理如下图所示。X、Y为离子交换膜，下列说法不正确的是 A．充电时电极Ⅱ接电源的负极 B．充电时阳极反应为： C．X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜 D．放电时电路转移2 mol电子，B区溶液增重65 g 【变式2·变考法】（25-26高三上·广东惠州·阶段检测）我国科学家研发了一种新型Zn-水介质电池，其工作原理如图所示。工作时在双极膜界面处解离成和，放电时下列说法正确的是 A．Zn在多孔Pd纳米片表面转化为 B．负极区溶液的pH增大 C．负极的电极反应式为 D．每生成1mol甲酸，双极膜处有2mol 解离 【变式3】一种用多层薄膜制成的新型饮料-MnO2电池，可将弱酸性饮料中的葡萄糖转化为能量，实现野外海水淡化，基本原理如图所示。下列说法错误的是 A．负载MnO2的电极b发生还原反应 B．电池总反应为C6H12O6+2H++MnO2=C6H10O6+Mn2++2H2O C．离子交换膜Y为阳离子交换膜 D．反应一段时间后，电极C附近溶液pH升高 考点二 离子交换膜的类型及其应用 知●识●解●构 知识点1 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 知识点2 离子交换膜的应用及解题流程 1.电渗析法中的离子交换膜 将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，Bn-为含氧酸根离子 2.有关离子交换膜的解题流程 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步，写出电极反应，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。 考●向●破●译 考向1 离子交换膜的类型与功能识别 例1（25-26高三下·广东揭阳·阶段检测）一种“酸碱混合硝酸”锌电池工作原理如图所示。“双极膜”中间层中的解离为和，并在电场的作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．双极膜中的在电场作用下通过M膜向锌电极移动 B．每生成，双极膜处有8 mol的解离 C．电池工作一段时间后，锌电极区溶液的pH减小 D．当正极区的物质的量减少2 mol时，理论上锌电极的质量会减少65 g 解题妙招 离子交换膜的应用分析 1.‌阳离子交换膜‌：仅允许阳离子（如 Na+、H+）及水分子通过，拦截阴离子及气体（如 Cl-、O2）。 ‌应用场景‌：氯碱工业中隔离阳极室（Cl2）与阴极室（NaOH、H2），防止副反应（Cl2+ 2NaOH=NaCl + NaClO + H2O）及爆炸风险（H2/Cl2混合）‌ 2.‌阴离子交换膜‌：仅允许阴离子（如 Cl-、OH-）通过，拦截阳离子及气体,‌典型应用‌：淀粉-KI 溶液电解中平衡 OH-迁移，辅助 I2生成。 3.‌质子交换膜‌：仅允许 H+（质子）及水分子通过,‌用途‌：燃料电池、电解制 H2O2/HCOOH 中定向传导 H⁺ 维持电荷平衡‌。 4.‌双极膜‌：特殊复合膜（阳膜+阴膜），通直流电时膜内水解离为 H+和 OH_，分别移向阴极和阳极‌。 ‌作用‌：调控反应体系 pH，如电解法合成甘氨酸时提供酸碱性环境‌。 【变式1】（2026·广东广州·三模）某科研小组设计如图装置，实现含盐废水(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．电势：电极A＞电极B B．M膜和P膜均为阴离子交换膜 C．该装置工作时，Ⅱ室和Ⅳ室溶液的pH均升高 D．消耗，理论上可获得24 mol NaOH和24 mol HCl 【变式2·变考法】最近，我国科学工作者制备了一种Ni-CuO电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为NH3，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为NH3。下列说法正确的是 A．放电时负极区游离的OH-数目保持不变 B．放电时还原1mol 为NH3，理论上需要3mol氢原子 C．充电时从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．放电时电池总反应为 【变式3·变情境】用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成：电池部分中，a极室为混合液，b极室为溶液；热再生部分加热极室流出液，使分解。下列说法错误的是 A．电池部分能产生电流的直接驱动力是结合，导致两极区产生浓度差 B．若用该电池电解精炼铜，a电极所连电极材料为精铜 C．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 D．电池部分的总反应为 考向2 离子交换膜作用机制与离子迁移分析 例2（2026·广东江门·二模）基于非对称电解质构型的准固态高压锌-空气二次电池（Zn-MEM可快速传导碱金属离子并防止酸碱中和）的结构如图。下列说法错误的是 已知：Zn(OH)2的性质与Al(OH)3相似。 A．充电时，Pt/C应连接电源正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．理论上，每转移2 mol ，正极区质量增加78 g D．放电时，两侧电解质溶液不可互换 解题妙招 离子迁移方向及膜的选择 1.‌迁移方向判断 （1）‌电解池‌：阳离子→阴极，阴离子→阳极；‌原电池‌：阳离子→正极，阴离子→负极。 （2）‌关键技巧‌：先写电极反应，确定电极区离子剩余情况（如阴极消耗 H⁺ 剩余 OH⁻，需阳离子迁入平衡电荷）。 （3）根据电荷守恒判断膜类型（如阴极室需阳离子进入 → 选择阳膜）‌ 2.‌膜的选择依据‌ 目标需求 膜类型选择 实例说明 隔离产物防副反应 阳离子交换膜 氯碱工业防 Cl2接触 NaOH 平衡电荷+调控pH 双极膜 次磷酸（H3PO2）制备 定向传递 H+ 质子交换膜 CO2电解制HCOOH 【变式1】（25-26高三上·广东·阶段检测）镁、海水、溶解氧(石墨)可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．镁作为该原电池的负极 B．由于溶解氧浓度低，故需增大电极与海水的接触面积 C．海水中的阳离子往正极区迁移 D．该电池正极的电极反应式为 【变式2】（2026·广东广州·一模）一种以Ni-CuO作为电催化剂的Al-新型电池如图所示，放电时可将污水中的转化为。下列说法错误的是 A．充电时，电极Ⅱ为阳极 B．放电时，负极区溶液中pH逐渐减小 C．放电时，理论上每消耗4 mol Al最多可处理62 g的 D．充电时，电解池的总反应为 【变式3】近日，我国科学家发明了一种新型异步反向双离子电池，创新性地将阴离子与阳离子存储解耦为异步双向过程，其电池结构如下图所示，工作原理为：。下列说法正确的是 A．放电时，电极B为负极 B．放电时，电极A发生反应： C．充电时，电极B附近溶液pH不变 D．充电时，若有0.1 mol Na+通过隔膜，则理论上电极A质量增加0.2 g 考向3 离子交换膜在工业中的应用与装置设计 例3（25-26高三上·广东·期末）镁碘()电池是一种新型储能电池，放电时的示意图如下，隔膜能有效抑制电池工作时产生的碘穿梭效应。下列说法正确的是 A．放电时，Mg电极发生还原反应 B．放电时，电子由镁电极经隔膜移向石墨电极 C．充电时，阳极反应为 D．充电时，阴极反应为 解题妙招 离子交换膜的应用 1.‌氯碱工业 （1）‌装置‌：阳离子交换膜电解槽。 （2）‌膜作用‌：①允许Na+由阳极室→阴极室，与 OH—结合生成 NaOH5。 ②阻止 Cl-进入阴极室，避免生成 NaClO 杂质。 ③防止 H2与 Cl2混合爆炸。 2.‌多膜耦合技术 （1）‌应用‌：四室电渗析法制备次磷酸（H3PO2）。 （2）‌膜组合‌：交替使用阳膜/阴膜控制 H2PO2-与H+定向迁移。 （3）‌优势‌：高效分离产物，提升纯度。 3.‌环保与资源回收 （1）废水处理：阴离子交换膜回收重金属离子（如 CrO42-）。 （2）海水淡化：离子交换膜辅助电渗析脱盐。‌ 【变式1】（2026·湖南株洲·一模）金属Bi对全钒液流电池负极有催化作用，放电时负极反应分两步进行，其中一步为：，电池工作原理如图所示，下列有关说法错误的是 A．放电过程中从a极区向b极区移动 B．充电时，b极区的物质的量增大 C．充电时a极的电极电势小于b极 D．放电时另一步负极电极反应式： 【变式2】（25-26高三下·广东深圳·阶段检测）一种电池的结构如图所示，和分别为阳离子和阴离子交换膜。下列说法不正确的是 A．Al是电池负极 B．放电过程中浓度增大 C．放电时，正极区pH增大 D．理论上当电路中通过2mol电子，正极区溶液质量减少96g 【变式3】（2026·广东梅州·一模）燃料电池如图所示。SOFC-O为固体氧离子电解质，沟通内电路。 下列说法错误的是 A．反应室Ⅰ为负极室 B．反应室Ⅰ的电解质溶液可能呈酸性 C．外电路通过1 mol电子则内电路通过 D．标准状况下，向催化室通入，消耗 考点三 电化学综合计算 知●识●解●构 知识点1 计算依据——三个相等 1.同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数______。 2.同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数______。 3.串联电路中的各个电极反应得、失电子数______。 上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要______，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数______计算。 知识点2 电化学计算的三种常用方法 1.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____________列出比例式计算。 2.根据电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数______。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 3.根据关系式计算 根据____________守恒定律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4mole-为桥梁可构建如下关系式: 4e-~ (式中M为金属,n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。 知识点3 分阶段电解计算技巧 1.离子放电顺序优先级‌ （1）阴极：________________________ （2）阳极：________________________。 ‌注意‌：实际放电受离子浓度影响，如高浓度 Fe2+可能优先于H+放电。 2.‌溶液恢复原状的策略：加入 ‌CuO‌ 或 ‌Cu(OH)2‌：补充电解消耗的铜和氧元素，使溶液复原。 3.高效解题步骤 步骤 操作要点 ①‌审题定向 区分原电池/电解池，明确电极材料与电解质组成 ②‌写电极反应 结合放电顺序和介质条件，书写半反应式 ③‌选计算模型 根据问题类型（产物质量、pH 变化等）选择总反应式、电子守恒或关系式法 ④‌守恒列式 优先用电子守恒构建等式，避免分步计算误差 考●向●破●译 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 例1（2026·广东广州·二模）一种新型水系可充电电池示意图如下。已知放电和充电过程中S和均吸附在电极Ⅰ上，充电时电极Ⅰ和电极Ⅱ的质量均增加。下列说法错误的是 A．充电时，电极Ⅱ上发生氧化反应 B．放电时，电解质溶液的pH增大 C．放电时，电极Ⅰ为负极，电极反应式为 D．充电时，理论上电极Ⅰ和Ⅱ增加的质量之比为80:87 解题妙招 ‌电子守恒法的应用‌ 1.串联电路中转移电子数相等，关联阴阳极产物或不同电极物质变化量（如阴极析出0.2molCu对应转移0.4 mole-）‌ 2.核心公式‌：n(e-)=Q/F(F≈96,500 C/mol) 其中 Q 为电量，用于关联电流强度与时间（Q=I⋅t）。‌ 【变式1】（25-26高三下·河北衡水·阶段检测）我国科学家成功研发出可充电全固态氢负离子电池，装置如图所示。电池放电时发生NaAlH4→Na3AlH6+Al，CeH2→CeH3的转化。下列说法错误的是 A．放电时，NaAIH4极是电池正极 B．充电时，阴极反应式为CeH3+e-=CeH2+ C．放电时，电子通过CeH3-BaH2移向正极 D．充电时，理论上消耗2molAl的同时生成3molNaAlH4 【变式2】（2026·广东中山·一模）一种全固态锂电池示意图如图。充电时，从电极I中脱出，伴随着转化为留在正极材料中，转变为。下列说法正确的是 A．充电时，电极II为阳极 B．电池工作时，固态电解质能传导电子 C．充电时，电极I的反应为： D．用该电池电解饱和食盐水，每生成，电极II质量减少7 g 【变式3】（25-26高三下·广东深圳·阶段检测）无负极锂金属电池具有高能量密度等特点，但也存在放电时部分锂从电极表面脱落而导致不可逆的锂损失等内在挑战。充、放电时，仅Li+通过多孔隔膜。不同状态下的电池结构如图所示，下列说法错误的是 A．Cu、Al为电极材料，不参与电极反应 B．首次充电时，阳极反应为 C．放电时，Li+从左极室穿过多孔隔膜向右极室迁移 D．放电时，若负极上Li的质量减少7 g，则外电路转移1 mol电子 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 例2（2026·广东梅州·一模）氨可用于燃料电池，根据电解质传导机制可分为两类：O-SOFC（氧离子传导型电解质）和H-SOFC（质子传导型电解质），其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．O-SOFC和H-SOFC燃料电池通一极均为负极 B．H-SOFC燃料电池通一极的电极反应为 C．从环保的角度来说，具有更大优势的是O-SOFC燃料电池 D．两类燃料电池发生的总反应相同 解题妙招 复杂动态过程分析 1.‌分阶段电解计算——依据离子放电顺序分步计算电子转移： ①‌阴极‌：Ag+> Cu2+> H+> …… ②‌阳极‌：活性电极>S2+>I-> Br->Cl->OH-‌ ③‌示例‌：电解含 Cu2+和 Fe2+的混合液，阴极先析出 Cu 后析出 Fe，需分段计算电量‌ 2.‌溶液复原计算——恢复电解后溶液成分的策略 ①电解 CuSO₄ 溶液：加 ‌CuO‌ 或 ‌Cu(OH)2补充消耗的 Cu 和 O 元素。 ②电解 NaCl 溶液：通 ‌HCl‌ 气体恢复 Cl⁻ 浓度‌①纯净物：有固定的组成和结构；有固定的熔沸点；保持一种物质的性质‌ 【变式1】科研人员研究并报道了一种采用低成本的和有机溴化物盐的水合熔融电解质(通过减少自由水分子量，抑制水的活度)设计，进而实现具有增强能量-功率特性的水性电池，该电池的充电原理如图所示。下列说法错误的是 已知：溶剂化鞘结构是溶液中溶质分子周围的溶剂分子集合所形成的有序结构，溶质分子周围的溶剂分子组成一层水分子的结构称为第一层，第二层、第三层依次类推。 A．放电时，电极上发生还原反应 B．充电时，合金上的电极反应式为 C．放电时，一段时间后，电解质溶液的质量减小 D．该电池中绝大多数水分子与离子配位，只有少量自由水分子 【变式2·变考法】（25-26高三上·广东揭阳·阶段检测）一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如图，电极为金属Zn和选择性催化材料，放电时，含的废水被转化为NH3。下列说法不正确的是 A．放电时，正极区域的pH增大 B．放电时，每消耗负极室溶液质量增加260g C．充电时，Zn连接外接电源的负极 D．充电时，阳极反应： 【变式3·变情境】（25-26高三上·广东中山·期中）科学家研发了一种可植入人体内的微型电池，通过CuO控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度(以葡萄糖浓度计)高于标准，电池启动；下降至标准后，电池停止工作。电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．a电极为电池负极 B．降血糖过程中，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)间的相互转化起催化作用 C．理论上每消耗36mg葡萄糖(M=180g/mol)，电极 a处将有0.2mmol电子流出 D．电极b的反应式为Cu2O+2e-+2OH-=2CuO+H2O 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 例3我国科学家设计了一种原电池——电解池组合装置，可同时处理废水中的和苯酚，实现发电、环保二位一体。羟基自由基(·OH)具有极强的氧化性，可将苯酚氧化为CO2和H2O。下列说法正确的是 A．a极区每处理1mol，理论上NaCl溶液中有6molCl-通过阴离子膜 B．c的电极电势大于d C．d电极的电极反应为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+2.8H+ D．当外电路转移2.8mol电子时，组合装置共处理苯酚18.8g 解题妙招 多池串联与混合体系的电化学计算 ①利用总电子转移守恒关联各池产物（如原电池消耗Zn的物质的量=电解池析出Ag的物质的量×2）‌ 典型模型‌：电解池与原电池串联，阴极增重6.4g（析出 Cu0.1mol），则原电池负极溶解 Zn 0.1 mol‌。 ②浓度变化影响:离子浓度改变放电顺序（如高浓度 Fe2+优先于H+放电） 【变式1】二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池电解含有尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，用于废水处理，其装置如图所示(装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过)。 下列说法正确的是 A．二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池放电时质子从电极b移向电极a B．电极a附近发生的电极反应为 C．装置中电子流动方向：电极a→电极d→隔膜→电极c→电极b D．相同条件下，消耗O2和产生N2的体积比为3∶2 【变式2·变考法】“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将太阳能电池电解水技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图（隔膜为质子选择性透过膜），下列说法中正确的是 A．c极上发生的电极反应是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O B．当有0.1mol电子转移时，b极产生1.12L 气体Y（标准状况下） C．装置I与装置II的电解质溶液中，氢离子运动方向相反 D．RFC系统工作过程中只存在3种形式的能量转化 【变式3·变情境】一种高性能的光可充电水系钠离子电池的工作原理如图所示。充电时，在光照条件下，电极产生电子和空穴(，具有强氧化性)，驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是 A．放电时，电极I为负极 B．充电时，电极上的电极反应式为 C．放电时，需闭合开关、打开开关，并对电极采取避光措施 D．充电时，电路每转移，理论上阴极室中溶液的质量增加 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·广东卷）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 2．（2026·广东卷）金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知：和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。 氢氧化物 “电解”在电解池(图1)中实施，一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应，则 ①阴极反应式为___________。 ②初始电解液中，。为防止阳极室电解过程中产生沉淀，理论上，最终阳极室应不大于___________(列算式)。 3．（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 4．（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是 A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 C．充电时移向惰性电极 D．充电时每转移电子，降低 5．（2025·湖南卷）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 6．（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 7．（2025·河南卷）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．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的减小 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 8．（2024·福建卷）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成，需消耗2molLi D．放电时总反应： 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 电化学原理的综合应用 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 电化学原理的综合应用 知识解构 知识点1 二次电池的解题流程 知识点2 原电池中 判断电极 知识点 3 书写原电池电极反应式 知识点 4 充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 知识点 5 燃料电池电极反应式的书写 知识点 6 金属腐蚀快慢的判断方法 知识点7 电解池电极反应式的书写步骤 考向破译 考向1 电极反应与物质变化分析 考向2 电化学装置的回路分析与粒子移动 考向3 电化学装置中溶液性质的变化分析 解题妙招1 电极反应与物质变化分析 解题妙招2 回路分析与粒子移动 解题妙招3 溶液性质的变化分析 考点二 离子交换膜的类型及其应用 知识解构 知识点1 离子交换膜的种类 ∣ 知识点2 离子交换膜的应用及解题流程 考向破译 考向1 离子交换膜的类型与功能识别 ∣ 考向2 离子交换膜作用机制与离子迁移分析 ∣ 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 解题妙招1 离子交换膜的应用分析 解题妙招2 离子迁移方向及膜的选择 ) ( 考点 三 电 化学综合计算 知识解构 知识点1 计算依据——三个相等 知识点2 电化学计算的三种常用方法 知识点3 分阶段电解计算技巧 考向破译 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 解题妙招1 ‌电子守恒法的应用 解题妙招2 复杂动态过程分析 解题妙招3 多池串联与混合体系的电化学计算 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 电化学原理的综合应用 T18，2分 T18，2分 T18，2分 T16，4分 离子交换膜的类型及其应用 T16，4分 T16，4分 T16，4分 T16，4分 电化学综合计算 T18，2分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 电化学是高考化学的常考内容，是氧化还原反应知识的延伸与应用。近年命题在巩固基础考查的同时，更加注重试题的生活化、实用化与情境化，并加强了不同知识模块的融合渗透；背景新颖，侧重考查分析判断、信息处理及计算能力。题型主要包括以新型电池为背景的选择题和以电极反应式书写为主的填空题，核心考点涵盖原电池与电解池的工作原理（从闭合回路角度）、电极判断、电极反应式书写、电子与离子移动方向判断、溶液pH变化、离子交换膜作用及相关计算等，难度总体偏大。解题关键在于结合反应原理，依据化合价变化准确判断电极反应并正确书写电极反应方程式。 ►复习目标： 1.能以变化观念认识电化学反应的本质是氧化还原反应,能多角度、动态分析电化学反应,并运用电化学原理解决实际问题。 2.能运用原电池、电解池模型示意图解释电极及电池反应现象,揭示“放电”“充电”时现象的本质与规律。培养证据推理意识 3.能够发现和提出有探究价值的新型化学电源、确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究,能根据实验现象总结规律,培养科学探究与创新意识。 4.通过原电池和电解池等电化学问题在环境污染与防治应用，以培养学生科学态度与社会责任。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 电化学原理的综合应用 知●识●解●构 知识点1 二次电池的解题流程 第一步：读题 逐字逐句读，挖掘关键字，排除无效信息，找到对解题有价值的信息，并作标记。 第一步：确定装置类型 放电为原电池，充电为电解池。 第二步：判断电极名称 放电时的正极为充电时间阳极，放电时的负极为充电时的阴极。 第三步：写出电极反应 放电时的正极反应颠倒过来为充电时的阳极反应；放电时的负极反应颠倒过来为充电时的阴极反应。 第四步：分析离子移动 由生成一极向消耗一极移动；区域pH变化：OH-生成区，H+消耗区，pH增大；OH-消耗区，H+生成区，pH减小。 知识点2 原电池中判断电极 1.通过反应类型判断 ①失去电子的电极为负极，发生氧化反应； ②得到电子的电极为正极，发生还原反应。 2.通过电子定向移动方向和电流方向判断 ①电子流出的电极为负极，电子经外电路流入正极； ②电流流出的电极为正极，电流经外电路流入负极。 3.根据离子移动方向判断 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 4.根据电极现象判断 一般不断溶解、质量减轻的电极为负极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极为正极。 知识点3 书写原电池电极反应式 1.直接书写 （1）列物质标得失：电极反应物→产物及得失电子数。 （2）看环境配守恒：在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即H+、OH-、H2O等是否参加反应，遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒。 （2）两式加验总式：两电极反应式相加，与总反应式对照验证。 2.间接书写 第一步，写出电池总反应式。 第二步，写出电极的正极反应式。 第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。 知识点4 充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 1.首先应分清电池是放电还是充电。 2.再判断出正、负极或阴、阳极。 放电：阳离子→正极，阴离子→负极； 充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极； 总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。 知识点5 燃料电池电极反应式的书写 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＋2H2O① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O② 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： 燃料电池电解质 正极反应式 酸性电解质 O2＋4H＋＋4e－===2H2O 碱性电解质 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 固体电解质(高温下能传导O2－) O2＋4e－===2O2－ 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。 知识点6 金属腐蚀快慢的判断方法 1.对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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.对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。 3.活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。 4.对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。 知识点7 电解池电极反应式的书写步骤 1.一判：判断电解池的阴、阳极； 2.二看：看清电解池的阳极材料是惰性电极还是活性电极(除Au、Pt外的金属电极一般为活性电极)； 3.三写 （1）阳极 ①活性电极：电极材料失电子，生成相应的金属阳离子； ②惰性电极：阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合物。 （2）阴极:阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物 得分速记 通常电极反应可以根据阳极材料和电解质溶液的性质进行判断，但在高考题中往往需要结合题给信息进行判断。 知识点8 原电池、电解池、电镀池和可充电电池的判定 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。 考●向●破●译 考向1 电极反应与物质变化分析 例1（25-26高三上·广东揭阳·阶段检测）我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：NaMnO2+nCNa1-xMnO2+NaxCn。下列说法错误的是 A．电池放电过程中，NaMnO2/Al为正极 B．电池放电时，正极发生反应Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2 C．放电时，钠离子向石墨烯移动 D．放电时，石墨烯电极质量减轻 【答案】C 【解析】A．根据题干总反应，放电时正极上得电子，元素化合价降低，电极发生得电子的还原反应，为正极，A正确； B．放电时正极上得电子，结合生成，电极反应为，B正确； C．放电时阳离子向正极移动，应向电极移动，而非石墨烯电极，C错误； D．放电时石墨烯为负极，发生反应，脱离电极进入电解质，电极质量减轻，D正确； 故选C。 解题妙招 电极反应与物质变化分析 1.电极反应式书写与分析‌ ‌①判断电极属性（正/负极、阴/阳极）及反应类型（氧化/还原）； ②依据电解质环境（酸碱性、离子浓度）书写半反应式，注意介质对产物的影响（如酸性环境阴极析H₂、碱性环境生成OH⁻）；‌ ③‌典型考法‌：新型电池（燃料电池、可充电电池）的电极反应书写。‌ 2.‌电极现象与产物判断‌ ‌①观察电极质量变化（如精炼铜时阳极溶解、阴极增重）、气体生成（Cl₂、O₂、H₂）等；‌ ②结合放电顺序分析离子反应优先级（如阳极：S²⁻ > I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > OH⁻）。 【变式1】（25-26高三上·广东中山·期中）风力发电时因风速不稳定会产生不稳定的电流，不适于直接用于工业生产或生活，因此通常将产生的电能经储能设备存储起来，使用时再放出稳定的电流。酸性全钒液流电池因储能量大而经常被采用，其原理如下图所示： 下列有关说法正确的是 A．充电时碳电极A与电源正极相连 B．放电时碳电极B的电极反应式： C．放电时通过质子选择膜向左侧移动 D．充电时，理论上当电路上通过电子，负极电解液中减少 【答案】D 【分析】根据V元素化合价高低，可知总反应为，放电时电极A为负极，电极B为正极。 【解析】A．充电时，碳电极A是放电过程的负极，充电时作阴极，应与电源负极相连，A错误； B．放电时碳电极B为正极，发生得电子的还原反应，给出的电极反应为失电子的氧化反应，B错误； C．放电时为原电池，阳离子向正极移动，应向右侧正极移动，C错误； D．充电时，负极电解液中发生反应，转移电子时，消耗，故减少，D正确； 故选D。 【变式2】一款水系液流可充放电电池装置图如图所示，下列相关说法正确的是 A．充电时，b极为阳极 B．充电时，a极区发生氧化反应 C．放电时，b极电极反应式：[Fe(CN)6] 4--e-=[Fe(CN)6] 3- D．放电时，理论上每生成1 mol[Fe(CN)6] 4-，b极区增加78 g K+ 【答案】A 【分析】在原电池中，电子从负极流向正极，故放电时，a极为负极，b极为正极；负极发生氧化反应，失去电子，即下方还原态物质失去电子转化为上方氧化态物质。b极为正极：发生还原反应，得到电子，即转化为。 【解析】A．放电时，b为正极，充电时b极为阳极，A正确； B．充电时a极为阴极，发生还原反应，B错误； C．放电时，b极为正极，应得电子发生还原反应。正确的电极反应式应为：，C错误； D．根据正极反应式，每生成，转移 电子。离子移动： 原电池中，阳离子 通过钾离子交换膜从负极区移向正极区，以平衡电荷。转移 电子，会有 进入b 极区。质量： 的质量为。结论：b 极区增加 ，而不是 ，D错误； 故答案选A。 【变式3】（25-26高三上·广东佛山·阶段检测）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Ⅱ作负极 B．电子移动路径：电极Ⅰ→传感器→电极Ⅱ 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Ⅱ的电极反应式为：G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+ 【答案】B 【解析】A．电极上发生氧化反应生成，失电子，故电极作负极，A正确，不符合题意； B．原电池中电子从负极经外电路流向正极，电子移动路径应为：电极→传感器→电极，B错误，符合题意； C．血糖过高时电池激活工作，血糖水平越接近正常值，反应物葡萄糖浓度越低，电池反应强度越弱，两极电势差越小，C正确，不符合题意； D．电极上醛基被氧化为羧基，反应失电子，电极反应式为，D正确，不符合题意； 故选B。 考向2 电化学装置的回路分析与粒子移动 例2（25-26高三上·广东广州·阶段检测）锂-氟化碳()电池具有优异的性能。该电池的总反应为电池工作时，下列说法正确的是 A．将电能转化为化学能 B．锂电极为正极，发生还原反应 C．负极反应为 D．电流由电极经导线流向Li电极 【答案】D 【分析】根据总反应可知，Li为负极，正极上CFx转化为C，电极反应式为CFx＋xe-＋xLi＋=xLiF＋C，以此解题。 【解析】A．该电池属于原电池，工作时是将化学能转化为电能，而非电能转化为化学能，A错误； B．反应中Li失去电子发生氧化反应，锂电极为负极，而非正极，B错误； C．给出的反应为得电子的还原反应，是正极的电极反应，负极应为Li失电子生成，C错误； D．原电池中电流由正极经导线流向负极，为正极、Li为负极，因此电流由电极经导线流向Li电极，D正确； 故选D。 解题妙招 回路分析与粒子移动 1.电流与电子流向‌ （1）原电池：电子由负极→正极，电流由正极→负极； （2）电解池：电子由电源负极→阴极，阳极→电源正极。‌ 2.‌离子迁移方向‌ （1）原电池：阴离子移向负极，阳离子移向正极； （2）电解池：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。‌ 3.‌盐桥作用‌：平衡电荷、形成闭合回路（盐桥中离子定向移动）。‌ 【变式1】（25-26高三上·广东·阶段检测）一种三价水系(酸性电解质溶液)铟金属电池的工作原理示意图如图所示，已知(羟基氧化锰)难溶于水，始初时，电极甲、乙质量相等。该电池循环寿命长，电极材料每转移电子，对应的理论容量为。下列说法不正确的是 A．充电时，移向电极甲 B．放电时，电解质溶液的升高 C．放电时，电路中转移电子，理论上两电极质量之差为 D．充电时，能提供的理论容量为 【答案】C 【分析】放电时，转化为，元素化合价升高失电子，电极甲为负极，电极反应式为；转化为，元素化合价降低得电子，电极乙为正极，电极反应式为。 【解析】A．充电时为电解池，阳离子向阴极即电极甲移动，A正确； B．放电时总反应为，反应消耗，溶液中浓度减小，pH升高，B正确； C．放电时转移3 mol电子，负极溶解1 mol ，质量减少，正极每转移1 mol电子增加1 g 的质量，转移3 mol电子时正极质量增加，初始两电极质量相等，故两电极质量差为，C错误； D．充电时阳极反应为，88 g 的物质的量为1 mol，反应消耗1 mol 时转移1 mol电子，对应理论容量为，D正确； 故选C。 【变式2·变情境】一种新型的铅锂电池的充、放电过程如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，向a极方向迁移 B．充电时，中Mn元素被氧化 C．放电时，正极反应为 D．充电时，外电路每转移0.5 mol电子，a极质量减轻24 g 【答案】C 【分析】由铅锂电池的充、放电示意图可知，电解质为溶液。放电时，向b极移动，则b极为正极，a极为负极，充电时，a极为阴极，b极为阳极，据此分析。 【解析】A．放电时，阴离子向负极迁移，a极为负极，向a极方向迁移，A正确； B．充电时，b极为阳极，转化为，Mn元素化合价升高，中Mn元素被氧化，B正确； C．放电时，b极为正极，发生正极反应，电极反应为，C错误； D．充电时，a极为阴极，电极反应为，生成的进入电解质溶液中，外电路每转移0.5 mol电子，a极质量减轻24 g，D正确； 故选C。 【变式3】由深海所牵头研制的新概念潜水器——“鹿岭号”深海多位点着陆器使用了镁-海水燃料电池，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．金属镁作正极材料 B．放电时，电解质溶液中的向负极移动 C．可使用金属钠代替镁作钠-海水燃料电池的电极材料 D．氧气在电极表面发生反应 【答案】B 【解析】A．总反应中Mg化合价从0升高为+2价，失电子发生氧化反应，应作负极材料，A错误； B．原电池放电时，阴离子向负极移动，为阴离子，故向负极移动，B正确； C．金属钠性质极活泼，会直接与海水中的水剧烈反应，无法稳定作电池电极材料，C错误； D．该电池电解质为中性海水，氧气得电子生成，正确电极反应为，选项反应式为酸性条件下的正极反应，不符合题意，D错误； 故选B。 考向3 电化学装置中溶液性质的变化分析 例3一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示，电解质溶液呈酸性，该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮。下列叙述正确的是 A．电池工作时，的迁移方向为“缺氧阴极”→“厌氧阳极”和“好氧阴极”→“厌氧阳极” B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小 C．“好氧阴极”存在反应： D．“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol 【答案】D 【分析】“厌氧阳极”(即该燃料电池的负极)上，失去电子生成和，电极反应式为；“缺氧阴极”(即该燃料电池的正极之一)上，得到电子生成，再得到电子生成，电极反应式分别为、，“好氧阴极”(即该燃料电池的正极之二)上，得到电子生成，电极反应式为，同时还能氧化生成，还可以被氧化为，离子方程式分别为、。 【解析】A．燃料电池中，阳离子由负极移向正极，电池工作时，“厌氧阳极”产生的通过质子交换膜向“缺氧阴极”和“好氧阴极”迁移，A错误； B．由分析可知，电池工作时，“缺氧阴极”上消耗的多于从“厌氧阳极”迁移过来的，且反应生成水，则减小，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大，B错误； C．由题干可知，电解质溶液呈酸性，且被氧化为正确方程式为，C错误； D．“厌氧阳极”的电极反应式为，参与反应消耗，输出24 mol电子，“厌氧阳极”区质量减少，故“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol，D正确； 故选D。 解题妙招 溶液性质的变化分析 1.‌pH与离子浓度变化‌ 电解含氧酸盐溶液（如Na2SO4）时，pH不变；电解活泼金属含氧酸盐（如KNO3）类似 电解不活泼金属盐（如CuCl2）时，阳极析Cl2使pH上升，阴极析Cu使pH基本不变。‌ 2.‌溶液复原策略‌ 电解CuSO4后加CuO恢复原浓度；电解NaCl后通HCl恢复原态。 【变式1】我国研发的一种具有能量密度高、循环次数多的锌溴液流电池，其工作原理如下图所示。X、Y为离子交换膜，下列说法不正确的是 A．充电时电极Ⅱ接电源的负极 B．充电时阳极反应为： C．X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜 D．放电时电路转移2 mol电子，B区溶液增重65 g 【答案】D 【分析】根据图示，放电时锌失电子发生氧化反应生成Zn2+，电极Ⅱ作负极，电极Ⅰ上Br2得电子生成Br-，电极Ⅰ是正极；充电时，电极Ⅱ上Zn2+得电子生成Zn，电极Ⅱ是阴极，电极Ⅰ上Br-失电子生成Br2，电极Ⅰ是阳极。 【解析】A．充电时，电极Ⅱ是阴极，电极Ⅱ接电源的负极，A正确； B．充电时电极Ⅰ是阳极，Br-失电子生成Br2，阳极反应为，B正确； C．放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极，为避免Zn2+、Br-跨膜迁移，应使K+移向电极Ⅰ、Cl-移向电极Ⅱ，因此X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜，C正确； D．放电时电路转移2 mol电子，负极生成1 mol Zn2+、同时有2 mol Cl-透过Y膜进入B区，所以B区溶液增重1 mol×65 g/mol+2 mol×35.5 g/mol=136 g，D错误； 选D。 【变式2·变考法】（25-26高三上·广东惠州·阶段检测）我国科学家研发了一种新型Zn-水介质电池，其工作原理如图所示。工作时在双极膜界面处解离成和，放电时下列说法正确的是 A．Zn在多孔Pd纳米片表面转化为 B．负极区溶液的pH增大 C．负极的电极反应式为 D．每生成1mol甲酸，双极膜处有2mol 解离 【答案】D 【分析】Zn电极失电子生成，Zn为负极，电极反应为；多孔Pd电极上得电子生成HCOOH，Pd为正极，电极反应为；双极膜解离：，负极消耗氢氧根，正极消耗氢离子。 【解析】A．Zn为负极，Zn在Zn电极表面转化为，多孔Pd纳米片为正极，是在其表面发生反应，A错误； B．负极反应为，消耗，每转移2mol电子时，负极消耗4mol，双极膜仅迁移过来2mol，浓度降低，pH减小，B错误； C．选项给出的是正极上得电子生成甲酸的反应，不是负极的电极反应，C错误； D．生成1mol甲酸转移2mol电子，正极消耗2mol，双极膜需要解离2mol得到2mol和2mol满足电荷平衡，D正确； 故选D。 【变式3】一种用多层薄膜制成的新型饮料-MnO2电池，可将弱酸性饮料中的葡萄糖转化为能量，实现野外海水淡化，基本原理如图所示。下列说法错误的是 A．负载MnO2的电极b发生还原反应 B．电池总反应为C6H12O6+2H++MnO2=C6H10O6+Mn2++2H2O C．离子交换膜Y为阳离子交换膜 D．反应一段时间后，电极C附近溶液pH升高 【答案】C 【解析】A．电池工作时，电极a表面C6H12O6转化为C6H10O6，碳元素化合价升高，发生氧化反应，作负极，电极b发生还原反应，作正极，A项正确； B．酸性环境中，MnO2还原产物为Mn2+，故电池总反应为C6H12O6+2H++MnO2＝C6H10O6+Mn2++2H2O，B项正确； C．电极C与负极a相连，为电解池的阴极，电极D与电池正极相连，为电解池的阳极，电解质溶液中的Cl-跨过Y膜向电极D迁移，故Y为阴离子交换膜，C项错误； D．电极C发生还原反应，H2O得电子，生成OH-，电极C附近溶液pH升高，D项正确； 故选C。 考点二 离子交换膜的类型及其应用 知●识●解●构 知识点1 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 知识点2 离子交换膜的应用及解题流程 1.电渗析法中的离子交换膜 将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，Bn-为含氧酸根离子 2.有关离子交换膜的解题流程 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步，写出电极反应，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。 考●向●破●译 考向1 离子交换膜的类型与功能识别 例1（25-26高三下·广东揭阳·阶段检测）一种“酸碱混合硝酸”锌电池工作原理如图所示。“双极膜”中间层中的解离为和，并在电场的作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A．双极膜中的在电场作用下通过M膜向锌电极移动 B．每生成，双极膜处有8 mol的解离 C．电池工作一段时间后，锌电极区溶液的pH减小 D．当正极区的物质的量减少2 mol时，理论上锌电极的质量会减少65 g 【答案】D 【分析】锌电极在碱性溶液中被氧化，反应为：，锌电极为负极；催化电极在酸性溶液中将还原为，反应为：，催化电极为正极，据此分析。 【解析】A．锌电极为负极，催化电极为正极，在电场作用下，阴离子向负极移动，因此双极膜中的通过M膜向锌电极移动，A正确； B．正极反应为，每生成，转移电子。为维持电荷平衡，负极需消耗，双极膜需解离以提供，B正确； C．负极反应为，锌电极区消耗，虽然双极膜提供的会补充，但反应消耗的多于补充的量，溶液的碱性减弱，pH减小，C正确； D．由正极反应可知，每生成，正极消耗，转移电子，同时双极膜向正极迁移，此时正极区的净减少量为。此时电路中转移电子，负极消耗，质量减少，D错误； 故选D。 解题妙招 离子交换膜的应用分析 1.‌阳离子交换膜‌：仅允许阳离子（如 Na+、H+）及水分子通过，拦截阴离子及气体（如 Cl-、O2）。 ‌应用场景‌：氯碱工业中隔离阳极室（Cl2）与阴极室（NaOH、H2），防止副反应（Cl2+ 2NaOH=NaCl + NaClO + H2O）及爆炸风险（H2/Cl2混合）‌ 2.‌阴离子交换膜‌：仅允许阴离子（如 Cl-、OH-）通过，拦截阳离子及气体,‌典型应用‌：淀粉-KI 溶液电解中平衡 OH-迁移，辅助 I2生成。 3.‌质子交换膜‌：仅允许 H+（质子）及水分子通过,‌用途‌：燃料电池、电解制 H2O2/HCOOH 中定向传导 H⁺ 维持电荷平衡‌。 4.‌双极膜‌：特殊复合膜（阳膜+阴膜），通直流电时膜内水解离为 H+和 OH_，分别移向阴极和阳极‌。 ‌作用‌：调控反应体系 pH，如电解法合成甘氨酸时提供酸碱性环境‌。 【变式1】（2026·广东广州·三模）某科研小组设计如图装置，实现含盐废水(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．电势：电极A＞电极B B．M膜和P膜均为阴离子交换膜 C．该装置工作时，Ⅱ室和Ⅳ室溶液的pH均升高 D．消耗，理论上可获得24 mol NaOH和24 mol HCl 【答案】D 【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，Ⅲ室中的氯离子通过阴离子交换膜进入Ⅱ室，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，在Ⅳ室得到氢氧化钠溶液。 【解析】A．由分析可知，电极A为原电池的负极，电极B是正极，则电极B的电势高于电极A，A错误； B．由分析可知，M膜和P膜均为阳离子交换膜，B错误； C．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，C错误； D．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 mol氯化氢，Ⅳ室获得24 mol氢氧化钠，D正确； 故选D。 【变式2·变考法】最近，我国科学工作者制备了一种Ni-CuO电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为NH3，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为NH3。下列说法正确的是 A．放电时负极区游离的OH-数目保持不变 B．放电时还原1mol 为NH3，理论上需要3mol氢原子 C．充电时从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．放电时电池总反应为 【答案】C 【分析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，，正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为；正极区发生反应为(此反应不是电极反应)，充电时，金属铝为阴极，电极为阳极； 【解析】A．放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根：，当转移3mol电子时，消耗4mol，同时正极区会有3mol通过离子交换膜进行补充，净消耗1mol，故负极区游离的数目会减少，A错误； B．氢原子将吸附在电催化剂表面的，逐步还原为，还原1mol为，由化合价变化可知，转移8mol电子，所以理论上需要8mol氢原子，B错误； C．充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区，C正确； D．放电时电池正极硝酸根被还原产生氨，不产生氧气，不是放电时的总反应，D错误； 故答案为C。 【变式3·变情境】用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成：电池部分中，a极室为混合液，b极室为溶液；热再生部分加热极室流出液，使分解。下列说法错误的是 A．电池部分能产生电流的直接驱动力是结合，导致两极区产生浓度差 B．若用该电池电解精炼铜，a电极所连电极材料为精铜 C．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 D．电池部分的总反应为 【答案】C 【分析】a极室铜失去电子发生氧化反应，结合NH3生成[Cu(NH3 )4 ]2+，则a极为负极，电极反应为， b极室铜离子得到电子发生还原反应生成铜，则b极为正极，电极反应为：。 【解析】A．根据分析可知电池部分能产生电流的直接驱动力是结合，导致两极区产生浓度差，A正确； B．该电池中a为负极，b为正极，若用于电解精炼铜，a极接电解池阴极，阴极的电极材料为精铜，B正确； C．a极室溶液中生成的导致正电荷在增加，b极室消耗Cu2+，导致正电荷减少，需由 b极室迁移到a极室，才能维持两室溶液中的电荷呈电中性，使电池反应能不断进行下去，故装置中的离子交换膜为阴离子交换膜，C错误； D．根据分析可知，电池部分的总反应为，D正确； 故答案选C。 考向2 离子交换膜作用机制与离子迁移分析 例2（2026·广东江门·二模）基于非对称电解质构型的准固态高压锌-空气二次电池（Zn-MEM可快速传导碱金属离子并防止酸碱中和）的结构如图。下列说法错误的是 已知：Zn(OH)2的性质与Al(OH)3相似。 A．充电时，Pt/C应连接电源正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．理论上，每转移2 mol ，正极区质量增加78 g D．放电时，两侧电解质溶液不可互换 【答案】C 【分析】图中二次电池作原电池时，Zn作负极，被氧化为，由于性质与相似，故进一步溶解在KOH溶液中得到，电极反应式为：，Pt/C作正极，在正极上反应被还原为，电极反应式为：，作电解池时则电极与电极反应与上述内容相反。 【解析】A．由分析可知，放电时Pt/C作正极，故充电时Pt/C作阳极发生氧化反应，应连接电源正极，A正确； B．由分析可知，放电时负极的电极反应式为，B正确； C．理论上，每转移2 mol ，有2 mol 由负极区迁移至正极区，同时正极区有0.5 mol 参与反应生成，故正极区质量增加2mol×39g/mol+0.5mol×32g/mol=94 g，C错误； D．若互换两侧溶液，Zn在酸中会直接发生析氢腐蚀，与预期反应不符，D正确； 故答案为：C。 解题妙招 离子迁移方向及膜的选择 1.‌迁移方向判断 （1）‌电解池‌：阳离子→阴极，阴离子→阳极；‌原电池‌：阳离子→正极，阴离子→负极。 （2）‌关键技巧‌：先写电极反应，确定电极区离子剩余情况（如阴极消耗 H⁺ 剩余 OH⁻，需阳离子迁入平衡电荷）。 （3）根据电荷守恒判断膜类型（如阴极室需阳离子进入 → 选择阳膜）‌ 2.‌膜的选择依据‌ 目标需求 膜类型选择 实例说明 隔离产物防副反应 阳离子交换膜 氯碱工业防 Cl2接触 NaOH 平衡电荷+调控pH 双极膜 次磷酸（H3PO2）制备 定向传递 H+ 质子交换膜 CO2电解制HCOOH 【变式1】（25-26高三上·广东·阶段检测）镁、海水、溶解氧(石墨)可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．镁作为该原电池的负极 B．由于溶解氧浓度低，故需增大电极与海水的接触面积 C．海水中的阳离子往正极区迁移 D．该电池正极的电极反应式为 【答案】D 【分析】镁、海水、溶解氧构成原电池，海水呈弱碱性，则金属镁为负极，电极反应为，正极为石墨，电极反应为；据此回答。 【解析】A．镁活泼性更强，易失电子发生氧化反应，作为原电池的负极，A正确； B．海水中溶解氧浓度较低，增大电极与海水的接触面积，可以增加氧气与电极的接触量，保证原电池反应持续进行，B正确； C．原电池电解质溶液中，阳离子向正极区迁移，阴离子向负极区迁移，C正确； D．海水为弱碱性，不存在大量氢离子，正确的电极反应为，D错误； 故选D。 【变式2】（2026·广东广州·一模）一种以Ni-CuO作为电催化剂的Al-新型电池如图所示，放电时可将污水中的转化为。下列说法错误的是 A．充电时，电极Ⅱ为阳极 B．放电时，负极区溶液中pH逐渐减小 C．放电时，理论上每消耗4 mol Al最多可处理62 g的 D．充电时，电解池的总反应为 【答案】C 【分析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，电极反应式为，电极Ni-CuO为正极，被还原为NH3，正极发生反应为 ，充电时，金属铝为阴极，电极反应与原电池相反，电极Ni-CuO为阳极，阳极反应式为，据此解答。 【解析】A．放电时电极Ⅱ为正极，充电时正极连接电源正极作阳极，A正确； B．放电时负极反应为，消耗，负极区浓度降低，pH逐渐减小，B正确； C．1 mol Al反应失去3 mol电子，4 mol Al共失去12 mol电子；转化为时N元素从+5价变为-3价，1 mol 得到8 mol电子，故可处理的物质的量为，质量为，C错误； D．充电时阴极得电子生成Al，阳极失电子生成，配平总反应为，D正确； 故选C。 【变式3】近日，我国科学家发明了一种新型异步反向双离子电池，创新性地将阴离子与阳离子存储解耦为异步双向过程，其电池结构如下图所示，工作原理为：。下列说法正确的是 A．放电时，电极B为负极 B．放电时，电极A发生反应： C．充电时，电极B附近溶液pH不变 D．充电时，若有0.1 mol Na+通过隔膜，则理论上电极A质量增加0.2 g 【答案】C 【分析】电池的工作原理：放电时是原电池，充电时是电解池；放电时，电极B发生还原反应，是正极，电极A发生氧化反应，是负极；充电时，电极B作为阳极，发生氧化反应，电极A为负极，发生还原反应。 【解析】A．放电时，电极B（MnO2）发生还原反应，是正极，电极A（Mg-Y）发生氧化反应，是负极，A错误； B．由分析知，放电时，电极A作为负极发生氧化反应：Mg−Y−Hx-xe−+xOH−=Mg−Y+xH2O，B错误； C．充电时，电极B作为阳极，发生氧化反应：NaxMnO2−xe−=MnO2+xNa+，隔膜仅允许钠离子通过，电极B附近溶液pH值不变，C正确； D．充电时，Na+通过隔膜向电极A移动，电极A作为阴极，发生还原反应：Mg−Y+xH2O+xe−=Mg−Y−Hx+xOH−，每有1 molNa+通过隔膜，对应转移1 mol电子；当有0.1 mol Na+通过隔膜时，转移0.l mol电子，电极A会结合0.1 molH，质量增加0.11g=0.1 g，D错误； 故选C。 考向3 离子交换膜在工业中的应用与装置设计 例3（25-26高三上·广东·期末）镁碘()电池是一种新型储能电池，放电时的示意图如下，隔膜能有效抑制电池工作时产生的碘穿梭效应。下列说法正确的是 A．放电时，Mg电极发生还原反应 B．放电时，电子由镁电极经隔膜移向石墨电极 C．充电时，阳极反应为 D．充电时，阴极反应为 【答案】D 【分析】在镁碘（）电池中，放电时为原电池：电极作为负极，失去电子生成，发生氧化反应，电极反应式为，石墨电极作为正极，得到电子生成，发生还原反应，电极反应式为，电子由负极（电极）经外电路流向正极（石墨电极），而隔膜作为离子导体，电子无法通过；充电时为电解池，电极极性与放电时相反：电极作阴极，石墨电极作阳极，阳极（石墨电极）发生放电时正极反应的逆过程，失去电子生成，电极反应式为，阴极（电极）发生放电时负极反应的逆过程，得到电子生成，电极反应式为。 【解析】 A．放电时电极失电子，发生氧化反应，而非还原反应，A项错误； B．电子仅能通过外电路传导，无法穿过隔膜（隔膜允许离子通过）。，B项错误； C．充电时，阳极反应为，C项错误； D．充电时，阴极反应为，D项正确； 故答案选D。 解题妙招 离子交换膜的应用 1.‌氯碱工业 （1）‌装置‌：阳离子交换膜电解槽。 （2）‌膜作用‌：①允许Na+由阳极室→阴极室，与 OH—结合生成 NaOH5。 ②阻止 Cl-进入阴极室，避免生成 NaClO 杂质。 ③防止 H2与 Cl2混合爆炸。 2.‌多膜耦合技术 （1）‌应用‌：四室电渗析法制备次磷酸（H3PO2）。 （2）‌膜组合‌：交替使用阳膜/阴膜控制 H2PO2-与H+定向迁移。 （3）‌优势‌：高效分离产物，提升纯度。 3.‌环保与资源回收 （1）废水处理：阴离子交换膜回收重金属离子（如 CrO42-）。 （2）海水淡化：离子交换膜辅助电渗析脱盐。‌ 【变式1】（2026·湖南株洲·一模）金属Bi对全钒液流电池负极有催化作用，放电时负极反应分两步进行，其中一步为：，电池工作原理如图所示，下列有关说法错误的是 A．放电过程中从a极区向b极区移动 B．充电时，b极区的物质的量增大 C．充电时a极的电极电势小于b极 D．放电时另一步负极电极反应式： 【答案】B 【分析】该电池放电时，负极发生的反应分两步，分别是xV2++xH++Bi=BiHx+xV3+和BiHx−xe-=xH++Bi，说明a是原电池的负极，b为正极；充电时，a为阴极，b为阳极，以此解题； 【解析】A．放电时，阳离子向正极移动， H+从负极区（a极）向正极区（b极）移动，A正确； B．充电时b极为阳极，电极反应式为， H2O被消耗，b极区H2O的物质的量减小，B错误； C．充电时，原电池的正极（b极）作阳极，负极（a极）作阴极，阳极电势高于阴极，故a极电势小于b极，C正确； D．放电时，负极电极反应式为：，已知一步反应为：，则另一步反应为：，D正确； 故选B。 【变式2】（25-26高三下·广东深圳·阶段检测）一种电池的结构如图所示，和分别为阳离子和阴离子交换膜。下列说法不正确的是 A．Al是电池负极 B．放电过程中浓度增大 C．放电时，正极区pH增大 D．理论上当电路中通过2mol电子，正极区溶液质量减少96g 【答案】D 【分析】该电池为原电池，活泼金属失电子作负极，得电子作正极；为阳离子交换膜（只允许阳离子通过），N为阴离子交换膜（只允许阴离子通过），三个隔室分别为：负极室（左，）、中间室（）、正极室（右，稀硫酸），据此分析。 【解析】A．活泼金属失电子作负极，A正确； B．负极反应：，负极室正电荷过剩，（阳离子）透过M进入中间室； 正极反应：，正极室负电荷过剩，（阴离子）透过N进入中间室； 因此中间室的物质的量增加，浓度增大，B正确； C．根据B选项中正极反应方程式，放电时正极反应消耗，生成水，降低，正极区pH增大，C正确； D．电路通过电子时：正极反应消耗（进入沉淀，离开溶液，质量减少）；为平衡电荷，需要（负电荷）从正极区迁移到中间室，质量再减少；电极中的进入溶液生成水，增加质量。总质量变化：，即正极区溶液质量减少不是，D错误； 故选D。 【变式3】（2026·广东梅州·一模）燃料电池如图所示。SOFC-O为固体氧离子电解质，沟通内电路。 下列说法错误的是 A．反应室Ⅰ为负极室 B．反应室Ⅰ的电解质溶液可能呈酸性 C．外电路通过1 mol电子则内电路通过 D．标准状况下，向催化室通入，消耗 【答案】D 【解析】A．燃料电池中，通入燃料（NH3）的一极为负极，通入氧气的一极为正极，反应室Ⅰ通入NH3，因此反应室Ⅰ为负极室，反应室Ⅱ为正极室，A正确； B．反应室Ⅰ为负极室，由图可知，反应室Ⅰ发生的电极反应为，有H+生成，故反应室Ⅰ的电解质溶液可能呈酸性，B正确； C．由图可知，正极室电极反应为，每转移4 mol电子生成2 mol O2-，则外电路通过1 mol电子时，内电路通过，C正确； D．标准状况下，4.48 L NH3的物质的量为0.2 mol，该燃料电池的总反应式为，若0.2 mol NH3全部参与反应，则消耗0.15 mol O2，但是由图可知，出口处仍有未参与反应的NH3流出，故实际消耗的O2的物质的量小于0.15 mol，D错误； 故选D。 考点三 电化学综合计算 知●识●解●构 知识点1 计算依据——三个相等 1.同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。 2.同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。 3.串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。 上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。 知识点2 电化学计算的三种常用方法 1.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。 2.根据电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 3.根据关系式计算 根据得失电子守恒定律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4mole-为桥梁可构建如下关系式: 4e-~ (式中M为金属,n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。 知识点3 分阶段电解计算技巧 1.离子放电顺序优先级‌ （1）阴极：Ag+> Fe3+> Cu2+> H⁺ > …… （2）阳极：S2-> I-> Br-> Cl->OH-> 含氧酸根。 ‌注意‌：实际放电受离子浓度影响，如高浓度 Fe2+可能优先于H+放电。 2.‌溶液恢复原状的策略：加入 ‌CuO‌ 或 ‌Cu(OH)2‌：补充电解消耗的铜和氧元素，使溶液复原。 3.高效解题步骤 步骤 操作要点 ①‌审题定向 区分原电池/电解池，明确电极材料与电解质组成 ②‌写电极反应 结合放电顺序和介质条件，书写半反应式 ③‌选计算模型 根据问题类型（产物质量、pH 变化等）选择总反应式、电子守恒或关系式法 ④‌守恒列式 优先用电子守恒构建等式，避免分步计算误差 考●向●破●译 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 例1（2026·广东广州·二模）一种新型水系可充电电池示意图如下。已知放电和充电过程中S和均吸附在电极Ⅰ上，充电时电极Ⅰ和电极Ⅱ的质量均增加。下列说法错误的是 A．充电时，电极Ⅱ上发生氧化反应 B．放电时，电解质溶液的pH增大 C．放电时，电极Ⅰ为负极，电极反应式为 D．充电时，理论上电极Ⅰ和Ⅱ增加的质量之比为80:87 【答案】D 【分析】放电为原电池，充电为电解池，已知充电时两电极质量均增加，推导如下： 放电（原电池）：电极Ⅰ 失电子生成和，电极Ⅰ为负极；电极Ⅱ 得电子，转化为进入溶液，电极Ⅱ为正极；充电（电解池）：电极Ⅰ为阴极（得电子，发生还原反应），电极Ⅱ为阳极（失电子，发生氧化反应），总反应为放电的逆反应：，据此分析。 【解析】A．充电时电极Ⅱ是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，A正确； B．放电总反应为，反应消耗，并生成水，溶液中浓度降低，增大，B正确； C．放电时电极Ⅰ为负极，失电子生成和，电极反应式，满足原子守恒和电荷守恒，C正确； D．充电时电极Ⅰ反应为：，每转移电子，阴极质量增加量为的质量：；电极Ⅱ反应：，全部吸附在电极上，阳极质量增加量为； 质量比，D错误； 故选D。 解题妙招 ‌电子守恒法的应用‌ 1.串联电路中转移电子数相等，关联阴阳极产物或不同电极物质变化量（如阴极析出0.2molCu对应转移0.4 mole-）‌ 2.核心公式‌：n(e-)=Q/F(F≈96,500 C/mol) 其中 Q 为电量，用于关联电流强度与时间（Q=I⋅t）。‌ 【变式1】（25-26高三下·河北衡水·阶段检测）我国科学家成功研发出可充电全固态氢负离子电池，装置如图所示。电池放电时发生NaAlH4→Na3AlH6+Al，CeH2→CeH3的转化。下列说法错误的是 A．放电时，NaAIH4极是电池正极 B．充电时，阴极反应式为CeH3+e-=CeH2+ C．放电时，电子通过CeH3-BaH2移向正极 D．充电时，理论上消耗2molAl的同时生成3molNaAlH4 【答案】C 【分析】首先配平放电（原电池）的两个半反应，确定电极性质： 放电时，两个电极分别发生反应： 正极（极）：；负极（极）：，中间层为固体电解质，传导，据此分析。 【解析】A．根据分析可知，放电时极得电子，为电池正极，A正确； B．充电时，原电池的负极（极）接电源负极，作电解池的阴极，阴极反应为，B正确； C．放电时，电子只能通过外电路（导线）从负极移向正极，电子不能在电解质（）中移动，电解质内部由（离子）导电，C错误； D．充电总反应为放电的逆反应：，充电时消耗，同时生成，D正确； 故选C。 【变式2】（2026·广东中山·一模）一种全固态锂电池示意图如图。充电时，从电极I中脱出，伴随着转化为留在正极材料中，转变为。下列说法正确的是 A．充电时，电极II为阳极 B．电池工作时，固态电解质能传导电子 C．充电时，电极I的反应为： D．用该电池电解饱和食盐水，每生成，电极II质量减少7 g 【答案】C 【解析】A．充电时从电极I中脱出，伴随着转化为留在正极材料中，说明电极Ⅰ发生了氧化反应，O元素升价，故电极Ⅰ为阳极，A错误； B．电池工作时，固态电解质只能通过离子，不可传导电子，B错误； C．充电时阳极转变为，同时生成氧气留在正极材料中，选项中方程式书写正确，C正确； D．放电时，电极Ⅱ中发生，当生成2 g氢气时，电路中通过2 mol电子，则电极Ⅱ减少了2 mol锂单质的质量，为14 g，D错误； 故答案为C。 【变式3】（25-26高三下·广东深圳·阶段检测）无负极锂金属电池具有高能量密度等特点，但也存在放电时部分锂从电极表面脱落而导致不可逆的锂损失等内在挑战。充、放电时，仅Li+通过多孔隔膜。不同状态下的电池结构如图所示，下列说法错误的是 A．Cu、Al为电极材料，不参与电极反应 B．首次充电时，阳极反应为 C．放电时，Li+从左极室穿过多孔隔膜向右极室迁移 D．放电时，若负极上Li的质量减少7 g，则外电路转移1 mol电子 【答案】D 【分析】该无负极锂金属电池以Cu、Al为电极材料，首次充电时，阳极的LiFePO4失去电子和Li+，生成Li(1-x)FePO4，释放的Li+穿过多孔隔膜，在阴极Cu侧得电子沉积为金属Li；放电时，负极Cu侧的金属Li失去电子生成Li+，Li+穿过多孔隔膜向正极迁移，与正极的Li(1-x)FePO4结合并得电子，重新生成LiFePO4，实现化学能向电能的转化；据此作答。 【解析】A．Cu、Al作为电极材料，仅起到导电和支撑的作用，不参与电极反应，A正确； B．首次充电时，阳极的LiFePO4失去电子和Li+，生成Li(1-x)FePO4，电极反应式符合事实，B正确； C．放电时，Li+作为阳离子，会从负极（左侧）穿过多孔隔膜向正极（右侧）迁移，C正确； D．放电时，负极反应为Li-e-=Li+，每1 mol Li（质量为7g）失去1 mol电子，外电路转移1 mol电子；但题目中提到“放电时部分锂从电极表面脱落”，这部分脱落的Li并未参与反应，因此负极上Li的质量减少7 g时，外电路转移的电子小于1 mol，D错误； 故选D。 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 例2（2026·广东梅州·一模）氨可用于燃料电池，根据电解质传导机制可分为两类：O-SOFC（氧离子传导型电解质）和H-SOFC（质子传导型电解质），其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．O-SOFC和H-SOFC燃料电池通一极均为负极 B．H-SOFC燃料电池通一极的电极反应为 C．从环保的角度来说，具有更大优势的是O-SOFC燃料电池 D．两类燃料电池发生的总反应相同 【答案】C 【分析】氨燃料电池，氨气发生氧化还原反应最终转化为氮气，故通入氨气的一极为负极，通入氧气的一极为正极。 【解析】A．根据分析可知，通入氨气的一极为负极，故A正确； B．酸性环境中通入氧气的一极电极反应为，故B正确； C．从环保的角度来说，O-SOFC（氧离子传导型电解质）生成氮气和水；H-SOFC（质子传导型电解质）的产物也为氮气和水，最终产物均为对环境无污染的氮气和水，从环保角度看，二者没有明显优势劣势之分，故C错误； D．两类燃料电池的总反应式都为4NH3+3O2=2N2+6H2O，故D正确； 故选C。 解题妙招 复杂动态过程分析 1.‌分阶段电解计算——依据离子放电顺序分步计算电子转移： ①‌阴极‌：Ag+> Cu2+> H+> …… ②‌阳极‌：活性电极>S2+>I-> Br->Cl->OH-‌ ③‌示例‌：电解含 Cu2+和 Fe2+的混合液，阴极先析出 Cu 后析出 Fe，需分段计算电量‌ 2.‌溶液复原计算——恢复电解后溶液成分的策略 ①电解 CuSO₄ 溶液：加 ‌CuO‌ 或 ‌Cu(OH)2补充消耗的 Cu 和 O 元素。 ②电解 NaCl 溶液：通 ‌HCl‌ 气体恢复 Cl⁻ 浓度‌①纯净物：有固定的组成和结构；有固定的熔沸点；保持一种物质的性质‌ 【变式1】科研人员研究并报道了一种采用低成本的和有机溴化物盐的水合熔融电解质(通过减少自由水分子量，抑制水的活度)设计，进而实现具有增强能量-功率特性的水性电池，该电池的充电原理如图所示。下列说法错误的是 已知：溶剂化鞘结构是溶液中溶质分子周围的溶剂分子集合所形成的有序结构，溶质分子周围的溶剂分子组成一层水分子的结构称为第一层，第二层、第三层依次类推。 A．放电时，电极上发生还原反应 B．充电时，合金上的电极反应式为 C．放电时，一段时间后，电解质溶液的质量减小 D．该电池中绝大多数水分子与离子配位，只有少量自由水分子 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，合金为原电池的负极，铝失去电子发生氧化反应生成铝离子；电极为正极，Br+离子先在正极得到电子发生还原反应转化为Br0，生成的Br0在正极继续得到电子发生还原反应转化为Br-离子；充电时，与直流电源负极相连的合金为阴极，锌作用下铝离子在阴极得到电子发生还原反应生成ZnAlx，电极为阳极，Br-离子先在阳极失去电子发生氧化反应生成Br0，放电生成的Br0在阳极继续失去电子发生氧化反应生成Br+离子。 【解析】A．由分析可知，放电时，电极为正极，Br+离子先在正极得到电子发生还原反应转化为Br0，生成的Br0在正极继续得到电子发生还原反应转化为Br-离子，A正确； B．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的合金为阴极，锌作用下铝离子在阴极得到电子发生还原反应生成ZnAlx，电极反应式为：，B正确； C．由分析可知，负极放电生成铝离子，正极放电生成Br-离子，铝离子和Br-离子会进入电解质溶液中，则一段时间后，电解质溶液的质量增大，C错误； D．由图可知，电池中绝大多数水分子与离子配位形成水合离子，只有少量自由水分子存在，D正确； 故选C。 【变式2·变考法】（25-26高三上·广东揭阳·阶段检测）一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如图，电极为金属Zn和选择性催化材料，放电时，含的废水被转化为NH3。下列说法不正确的是 A．放电时，正极区域的pH增大 B．放电时，每消耗负极室溶液质量增加260g C．充电时，Zn连接外接电源的负极 D．充电时，阳极反应： 【答案】B 【分析】放电时，含的废水被转化为，故放电时右侧为正极，电极方程式为，左侧为负极，失电子变为，电极方程式为；充电时，左侧为阴极发生还原反应，电极方程式为，右侧为阳极发生氧化反应，电极方程式为：。 【解析】A．放电时，正极区生成氢氧根，故正极区域的pH增大，A正确； B．放电时，每消耗负极会有溶解进入负极室同时会有移动进入负极室，故负极室溶液质量增加，B错误； C．充电时，Zn作为阴极故连接外接电源的负极，C正确； D．根据分析，充电时，阳极反应为，D正确； 故选B。 【变式3·变情境】（25-26高三上·广东中山·期中）科学家研发了一种可植入人体内的微型电池，通过CuO控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度(以葡萄糖浓度计)高于标准，电池启动；下降至标准后，电池停止工作。电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．a电极为电池负极 B．降血糖过程中，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)间的相互转化起催化作用 C．理论上每消耗36mg葡萄糖(M=180g/mol)，电极 a处将有0.2mmol电子流出 D．电极b的反应式为Cu2O+2e-+2OH-=2CuO+H2O 【答案】B 【分析】由图，a极氧气得到电子被还原为氢氧根离子，a为正极，则b为负极，负极葡萄糖被氧化为葡萄糖酸； 【解析】A．由分析，a为正极，A错误；    B．从示意图可知，CuO→Cu2O，Cu2O →CuO ，CuO先参与反应后又生成，所以CuO是该反应的催化剂，B正确； C．葡萄糖氧化为葡萄糖酸时，1 mol葡萄糖失去2 mol电子，理论上每消耗36mg葡萄糖(为0.2mmol)，则电极 a处将有0.4mmol电子流入，C错误； D．负极发生氧化反应，Cu2O中Cu+失电子生成CuO中Cu2+，电极反应式为Cu2O-2e-+ 2OH- = 2CuO + H2O，D错误； 故选B。 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 例3我国科学家设计了一种原电池——电解池组合装置，可同时处理废水中的和苯酚，实现发电、环保二位一体。羟基自由基(·OH)具有极强的氧化性，可将苯酚氧化为CO2和H2O。下列说法正确的是 A．a极区每处理1mol，理论上NaCl溶液中有6molCl-通过阴离子膜 B．c的电极电势大于d C．d电极的电极反应为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+2.8H+ D．当外电路转移2.8mol电子时，组合装置共处理苯酚18.8g 【答案】D 【分析】该装置是同时处理废水中的和苯酚原电池——电解池组合装置，左侧为原电池，右侧为电解池，a极发生还原反应，为正极，b电极发生氧化反应，为负极，则c电极为阴极，d电极为阳极。 【解析】A．a电极的电极反应为，a极区每处理1mol，理论上有6mol通过阴离子膜进入NaCl溶液中，A错误； B．c电极为阴极，d电极为阳极，c的电极电势小于d，B错误； C．d电极的电极反应为，C错误； D．b电极的电极反应为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，d电极的电极反应为，羟基自由基(·OH)具有极强的氧化性，将苯酚氧化的方程式为C6H5OH+28·OH =6CO2↑+17H2O，当外电路转移2.8mol电子时，组合装置共处理苯酚0.2mol ，质量为0.2mol×94g/mol=18.8g ，D正确； 故选D。 解题妙招 多池串联与混合体系的电化学计算 ①利用总电子转移守恒关联各池产物（如原电池消耗Zn的物质的量=电解池析出Ag的物质的量×2）‌ 典型模型‌：电解池与原电池串联，阴极增重6.4g（析出 Cu0.1mol），则原电池负极溶解 Zn 0.1 mol‌。 ②浓度变化影响:离子浓度改变放电顺序（如高浓度 Fe2+优先于H+放电） 【变式1】二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池电解含有尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，用于废水处理，其装置如图所示(装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过)。 下列说法正确的是 A．二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池放电时质子从电极b移向电极a B．电极a附近发生的电极反应为 C．装置中电子流动方向：电极a→电极d→隔膜→电极c→电极b D．相同条件下，消耗O2和产生N2的体积比为3∶2 【答案】D 【解析】A．在二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池中，电极a上SO2发生氧化反应生成H2SO4，电极a为负极，电极b为正极，原电池工作时，阳离子从负极区移向正极区，即质子从电极a移向电极b，A错误； B．硫酸是强电解质，书写电极反应式时改写成离子形式，电极a附近发生的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，B错误； C．电子只能在导线中流动，溶液中不存在电子的流动，C错误； D．电极b的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，电极c的电极反应为CO(NH2)2-6e-+8OH-=+N2↑+6H2O，根据得失电子守恒可知，消耗O2和产生N2物质的量之比为3：2，则相同条件下消耗O2和产生N2的体积比为3：2，D正确； 答案选D。 【变式2·变考法】“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将太阳能电池电解水技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图（隔膜为质子选择性透过膜），下列说法中正确的是 A．c极上发生的电极反应是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O B．当有0.1mol电子转移时，b极产生1.12L 气体Y（标准状况下） C．装置I与装置II的电解质溶液中，氢离子运动方向相反 D．RFC系统工作过程中只存在3种形式的能量转化 【答案】A 【分析】根据水流动方向，水由c极移向b，说明水在A极生成，由于隔膜为质子选择性透过膜，所以c极反应为 ，c是正极，气体Y是氧气、d是负极，负极反应为 ，气体X是氢气；a是阴极生成氢气，b是阳极生成氧气。 【解析】A.根据分析，c极上发生的电极反应是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O ，故A正确； B.当有0.1mol电子转移时，b极产生0.56L 气体氧气（标准状况下），故B错误； C.a是阴极，b是阳极，装置I氢离子由b移向a；c是正极，d是负极，氢离子由d到c，运动方向相同，故C错误； D.RFC系统工作过程中只存在光能、电能、化学能、热能的等形式的能量转化，故D错误； 故选A。 【变式3·变情境】一种高性能的光可充电水系钠离子电池的工作原理如图所示。充电时，在光照条件下，电极产生电子和空穴(，具有强氧化性)，驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是 A．放电时，电极I为负极 B．充电时，电极上的电极反应式为 C．放电时，需闭合开关、打开开关，并对电极采取避光措施 D．充电时，电路每转移，理论上阴极室中溶液的质量增加 【答案】B 【分析】充电时，需打开开关，闭合开关，在光照条件，电极产生电子和空穴(，具有强氧化性)，电极为阴极，得到电子，电极反应为，电极为阳极，发生反应。而放电时，需闭合开关，打开开关，对电极做避光处理，电极为负极，电极为正极。 【解析】A．放电时电极I为负极，A正确； B．由以上分析可知，充电时电极上发生的电极反应为，B错误； C．由以上分析可知放电时，需闭合开关，打开开关，对电极做避光处理，C正确； D．充电时，电路每转移，理论上阳极室有通过交换膜进入阴极室，阴极室溶液质量增加，D正确； 故答案选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·广东卷）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 【答案】C 【分析】由题图可知，在电极上反应转化为，元素化合价降低，故电极为阴极，阴极反应为，生成的与电解液中的发生反应。电极为阳极，电离出的在阳极放电，阳极反应为，电离出的发生反应。若③为阴离子交换膜，结合电流方向可知，Ⅲ室海水中的会向右通过膜③迁移至Ⅳ室中，并在电极上放电生成，故③应为阳离子交换膜，以阻止通过，据此可知实现脱盐的海水不是Ⅲ室海水，而是Ⅱ室海水，则①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，Ⅱ室海水中的向左通过膜①迁移至Ⅰ室中，Ⅱ室海水中的向右通过膜②迁移至Ⅲ室中，Ⅳ室电解液中的向左通过膜③迁移至Ⅲ室中，故电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高。 【解析】A．由分析知，①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，A正确； B．由分析知，电极为阳极，电离出的在阳极放电，阳极反应为，B正确； C．由分析知，电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高，C错误； D．根据前述分析，Ⅰ室中阴极反应生成的与电解液中的反应生成，形成缓冲体系，有利于Ⅰ室电解液的pH在一段时间内保持稳定，D项正确； 故选C。 2．（2026·广东卷）金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知：和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。 氢氧化物 “电解”在电解池(图1)中实施，一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应，则 ①阴极反应式为___________。 ②初始电解液中，。为防止阳极室电解过程中产生沉淀，理论上，最终阳极室应不大于___________(列算式)。 【答案】 或 【解析】①电解回收沉锑试剂（铁粉），阴极得电子生成单质，故阴极反应为。 ②阳极室要防止产生沉淀，由数据可知，和两种沉淀中，先沉淀，但考虑到阳极失电子生成，最终，，计算得不产生沉淀时，该值远小于沉淀的临界，因此按计算。 3．（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 【答案】B 【分析】放电时，电极Ⅱ上减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为：。 【解析】A．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确； B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：，反应消耗，溶液的pH升高，B错误； C．由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：，C正确； D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为，每消耗16gS，即0.5molS，转移1mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A⋅h，D正确； 故选B。 4．（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是 A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 C．充电时移向惰性电极 D．充电时每转移电子，降低 【答案】C 【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，目的是将解离为和，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：，阳极为气体扩散电极，电极反应：，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：，气体扩散电极为正极，电极反应为，据此解答。 【解析】A．放电时，会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误；B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B错误；C．充电时，向阴极移动，则向惰性电极移动，C正确；D．充电时每转移电子，会有与结合生成，但不知道电解液体积，无法计算降低了多少，D错误；故选C。 5．（2025·湖南卷）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 【答案】B 【分析】由图可知，左侧发生，N元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生，Cl元素化合价上升，则右侧是阳极区，据此解答； 【解析】A．电解池中，阳离子向阴极移动，则，向左室迁移，A正确；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．b处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确；D．左侧阴极总反应是，右侧阳极总反应是，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确；故选B。 6．（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，N电极上发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：，M电极为负极，电极反应为，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【解析】A．由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误；B．由分析可知，放电时，N电极反应为：，B错误；C．由分析可知，建立电子转移关系式：，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误；D．充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：，D正确；故选D。 7．（2025·河南卷）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．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的减小 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】D 【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为，右侧为阳极，电极反应为，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。 【解析】A．由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A错误；B．a电极的反应为，pH变大，B错误；C．由分析可知，电极b的反应为，C错误；D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1molLiCl，D正确；故选D。 8．（2024·福建卷）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成，需消耗2molLi D．放电时总反应： 【答案】D 【分析】放电过程中产生，由图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为和LiCl，则左侧电极为正极，右侧电极为负极；【解析】A．放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成，A错误；B．锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误；C．充电过程中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生：，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：，则每生成，同时生成2mol Li；放电过程中，消耗6mol Li，同时生成4mol LiCl，则整个充放电过程来看，理论上每生成，需消耗1mol Li，C错误；D．由分析，放电过程中，正极氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为和LiCl，负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为，D正确；故选D。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $