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

**基本信息** 聚焦电化学原理综合应用，以考向为纲构建从基础反应到复杂装置再到实际应用的递进训练体系，覆盖高考高频考点。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|5考向8题|单一原理应用，聚焦电极反应、装置分析基础|从电极反应本质到多池/多膜装置，构建“反应原理-装置结构-物质变化”逻辑链| |重难·创新演练|5题|复杂情境创新题，涉及协同反应、机理分析|整合催化机理与能量转化，体现科学思维中的模型建构与证据推理| |真题·实战演练|8题|高考真题，注重实际应用与跨模块综合|关联环保、制备等真实问题，强化科学态度与责任中的可持续发展理念|

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 考向02 多池串联装置分析 考向03 多膜多室装置分析 考向04 电化学原理制备物质 考向05 电化学原理在环保中的应用 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 1．（2026·山东德州·二模）为克服传统锌—空气电池充电电压高且能量效率低的局限，我国科学家提出了一种锌—乙醇/空气电池，该体系在充电时战略性地用具有较低热力学电位的乙醇氧化反应替代了氧析出反应。下列说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，每消耗6.5 g Zn，正极上消耗的体积为1.12 L C．充电时，阳极附近溶液pH减小 D．理论上，每完成一次彻底的充放电，消耗和的物质的量之比为1:1 2．如图是某科研小组研制电池的简单示意图。该电池工作原理可表示为。下列有关该电池说法错误的是 A．实现了化学能向电能的转化 B．电极b为正极 C．熔融Na发生了还原反应 D．电子由电极a经外电路流向电极b 考向02 多池串联装置分析 3．（2026·山东烟台·一模）一种电化学组合装置如图，锌电池工作时“双极膜”中间层的H2O解离为H+和，在电场作用下向两极迁移，同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是 A．膜n为阳离子交换膜 B．c为阳极，发生氧化反应 C．产生0.3 mol 时，理论上生成0.4 mol 2,5-呋喃二甲酸 D．当双极膜中有1 mol H2O解离时，负极区溶液质量增加32.5 g 考向03 多膜多室装置分析 4．（2026·山东泰安·二模）利用双膜三室电解法合成，该方法的优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到副产品，其工作原理如下。下列说法错误的是 A．a为正极，b为负极 B．膜I为阴离子交换膜 C．副产品只有NaOH D．为生产的催化剂 5．（2026·山东淄博·一模）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．Pt电极连接电源的负极 B．X膜为阴离子交换膜 C．Ⅰ室每生成1 mol气体，Ⅱ室最多生成2 mol D．石墨电极区每生成40 g NaOH，双极膜内共有18 g 被解离 考向04 电化学原理制备物质 6．（2026·山东泰安·一模）一种基于氯碱工艺的新型电解池可用于湿法冶铁，下列说法错误的是 A．右边电极为阳极，连接电源的正极 B．阴极电极反应： C．穿过离子交换膜从左往右移动 D．理论上每消耗，阳极室溶液减少 7．中国科学院某研究团队利用催化剂实现将和电合成尿素，合成过程中电极表面的反应历程如下图。下列说法正确的是 A．电极a表面的反应历程中有非极性键的断裂和形成 B．电解时，b连接电源负极 C．阴极总反应式： D．在合成尿素的过程中，氧化剂为和 考向05 电化学原理在环保中的应用 8．（2026·山东泰安·二模）烟气中的可以用钠碱循环法加以处理，用溶液作为吸收液。当吸收液与反应至pH降低为6左右时，可将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。当吸收液的pH升至8左右时再生完毕，吸收液可再次使用。吸收液pH随微粒组成的变化关系见表。 pH 8.2 7.2 6.2 下列说法错误的是 A．电极M为电解池阴极 B．电极N有发生 C． D．再生过程中，Ⅱ中溶液电导率保持不变 重难·创新演练 1．与NO直接电合成尿素的装置与机理如图，“*”表示该物质吸附在催化剂表面，“0 eV””0.34 eV”“0.28 eV”指对应物质的相对能量。由此可知，理论上 A．a为正极 B．当电源正极得到4 mol电子时可吸收转化 C．生成1分子尿素时，循环①和循环②的次数相同 D．转化为的过程中，物质ⅲ→ⅳ为决速步骤 2．（2026·山东东营·二模）碱性条件下通过蒽醌磺酸钠(，简写为)电催化加氢实现阴阳极双加氢协同制，同时制得高浓度甲酸盐： 下列说法错误的是 A．a为电源负极 B．蒽醌磺酸钠在两极附近均被氧化 C．电极反应式为 D．电路中通过1 mol电子时，共制得 3．（2026·山东济南·二模）我国科学家提出利用工农业废弃物组成甲醛—硝酸盐电池，给铅蓄电池充电，装置如图所示。下列说法正确的是 A．电流流向：N极→X极→电解质溶液→Y极→M极 B．工作过程中，HCHO中元素化合价均降低 C．甲醛—硝酸盐电池总反应方程式为 D．理论上消耗时，铅蓄电池装置中生成 4．（2026·山东枣庄·二模）某种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原的装置如图1所示。通过电解池的电量恒定，电解所得部分还原产物的法拉第效率(FE%)与电压的关系如图2所示[法拉第效率表示为]。下列说法错误的是 A．b电极生成HCOOH的电极反应式为 B．电压为时，电解生成的，则FE(HCHO)的m值为25 C．利用代替进行研究，可确定阴极上生成的含碳化合物来源于原料气，而非有机多孔电极材料 D．电压过大时，各种有机产物的FE%降到较低水平，原因是的移动速率加快，在阴极易得电子产生 5．（2026·山东滕州一中·二模）图甲是一种利用微生物将废水中的尿素【CO(NH2)2】转化为环境友好物质的原电池装置示意图甲，利用该电池在图乙装置中的铁上镀铜。下列说法正确的是（     ） A．图乙中Fe电极应与图甲中Y相连接 B．图甲中H+透过质子交换膜由右向左移动 C．图甲中M电极反应式：CO(NH2)2 +5H2O -14e− = CO2+2NO2+14H+ D．当图甲中N电极消耗0.5 mol O2时，图乙中阴极增重64g 真题·实战演练 1．（2026·江西卷）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 2．（2026·湖北卷）某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压，偏压为负时，光电极上发生还原反应。 下列说法错误的是 A．偏压为时，光电极反应为 B．每产生，右室溶液质量减少 C．偏压为时，光电极排斥以清洁表面 D．相对于恒定偏压，脉冲偏压利于提高光电极的制效率 3．（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 4．（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 5．（2026·重庆卷）电化学捕获并生产的一种联合电解装置如图所示。下列叙述错误的是 A．两个电解池阳极上的电极反应相同 B．理论上电解池1中氧气的净增量为零 C．电解池2的总反应为 D．理论上该联合电解装置生产需转移电子 6．（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 7．（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自 D．放电时，消耗，理论上转移电子 8．（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 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 第04讲 电化学原理的综合应用 h 模拟基础演练 考向01电极反应与物质变化 1.CD 2.C ◆考向02多池串联装置分析 3.C 考向03多膜多室装置分析 4.C 5.B ◆考向04电化学原理制备物质 6,CD 7.c 考向05电化学原理在环保中的应用 8.D 重难·创新演练 1.B 2.BD 3.AD 4.B 5.D 真题实战演练 1.D 2.B 3.B 4.D 1/2 上好每一堂课 (专项训练) 学科网·上好课 5.D 6.B 1.c 8.B www.zxxk.com 上好每一堂课 2/2 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 考向02 多池串联装置分析 考向03 多膜多室装置分析 考向04 电化学原理制备物质 考向05 电化学原理在环保中的应用 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 1．（2026·山东德州·二模）为克服传统锌—空气电池充电电压高且能量效率低的局限，我国科学家提出了一种锌—乙醇/空气电池，该体系在充电时战略性地用具有较低热力学电位的乙醇氧化反应替代了氧析出反应。下列说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，每消耗6.5 g Zn，正极上消耗的体积为1.12 L C．充电时，阳极附近溶液pH减小 D．理论上，每完成一次彻底的充放电，消耗和的物质的量之比为1:1 【答案】CD 【解析】A．放电时，电解质是KOH碱性溶液，Zn不会直接生成；若生成，负极电极反应为，A错误； B．放电时，正极反应为，6.5 g Zn失去0.2 mol电子，对应消耗的物质的量为0.05 mol，但题目中未说明是标准状况，因此不能直接得出体积为1.12 L，B错误； C．充电时，阳极发生乙醇的氧化反应；乙醇被氧化为乙酸盐，反应过程会消耗，导致阳极附近溶液pH减小，C正确； D．放电时，1 mol得4 mol电子，充电时1 mol被氧化CH3COO-，C从-2价到0价，每个C失2个电子，1 mol乙醇含2 mol C，共失4 mol电子；完成一次充放电，根据电子守恒，：=1:1，D正确； 故答案选CD。 2．如图是某科研小组研制电池的简单示意图。该电池工作原理可表示为。下列有关该电池说法错误的是 A．实现了化学能向电能的转化 B．电极b为正极 C．熔融Na发生了还原反应 D．电子由电极a经外电路流向电极b 【答案】C 【分析】此装置为原电池，a侧为负极失电子发生氧化反应，b侧为正极得电子发生还原反应，据此分析： 【详解】A．电池是将化学能转化为电能的装置，该装置为原电池，实现了化学能向电能的转化，A正确； B．反应中Na失电子发生氧化反应，为负极（电极a），中得电子发生还原反应，为正极（电极b），B正确； C．熔融Na中Na元素化合价从0价升高到+1价，失电子发生氧化反应，而非还原反应，C错误； D．电子由负极（电极a）经外电路流向正极（电极b），D正确； 故答案选C。 考向02 多池串联装置分析 3．（2026·山东烟台·一模）一种电化学组合装置如图，锌电池工作时“双极膜”中间层的H2O解离为H+和，在电场作用下向两极迁移，同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是 A．膜n为阳离子交换膜 B．c为阳极，发生氧化反应 C．产生0.3 mol 时，理论上生成0.4 mol 2,5-呋喃二甲酸 D．当双极膜中有1 mol H2O解离时，负极区溶液质量增加32.5 g 【答案】C 【分析】首先判断装置：左侧为锌原电池，右侧为电解池。Zn失电子发生氧化反应，因此Zn电极（b）为原电池负极，a为原电池正极；电解池中，阳极接原电池正极，发生氧化反应，阴极接原电池负极，发生还原反应，5-羟甲基糠醛氧化为2,5-呋喃二甲酸是氧化反应，因此d为电解池阳极，c为电解池阴极，发生析氢的还原反应，据此解答。 【详解】A．双极膜解离的向原电池正极（左侧a区）迁移，向原电池负极（右侧Zn区）迁移，因此膜n需要允许（阴离子）通过，为阴离子交换膜，A错误； B．c接原电池负极（b），因此c为电解池阴极，发生还原反应，B错误； C．正极反应为，生成时，转移电子。 1分子5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸：失，失，1 mol产物共转移，因此生成产物的物质的量为，C正确； D．1mol 解离生成1mol 和1mol ，转移1 mol电子，负极反应为，转移1 mol电子时，有进入溶液（质量），同时双极膜解离的也进入负极区（质量），因此负极区溶液总质量增加，D错误； 故选C。 考向03 多膜多室装置分析 4．（2026·山东泰安·二模）利用双膜三室电解法合成，该方法的优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到副产品，其工作原理如下。下列说法错误的是 A．a为正极，b为负极 B．膜I为阴离子交换膜 C．副产品只有NaOH D．为生产的催化剂 【答案】C 【分析】左侧电极上失电子，发生氧化反应，电极反应：，则a为电源正极，b为负极，右侧电极为阴极，电极反应：， 通过膜Ⅱ移入阴极区，膜Ⅱ为阳离子交换膜， 通过膜Ⅰ移入阳极区，膜Ⅰ为阴离子交换膜，据此分析； 【解析】A．由分析可知，a为正极，b为负极，A正确； B． 通过膜Ⅰ移入阳极区，膜I为阴离子交换膜，B正确； C．在阴极室，除了生成NaOH外，还有H2生成，C错误； D．与乙烯反应生成与，在电极上放电生成，反应前后总量未变，所以为生产的催化剂，D正确； 故选C。 5．（2026·山东淄博·一模）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．Pt电极连接电源的负极 B．X膜为阴离子交换膜 C．Ⅰ室每生成1 mol气体，Ⅱ室最多生成2 mol D．石墨电极区每生成40 g NaOH，双极膜内共有18 g 被解离 【答案】B 【分析】该装置为双极膜电渗析除硼装置，核心是利用电场驱动离子迁移与双极膜水解离，将卤水中的[B(OH)4]-转化为B(OH)3以除去；Pt电极为阳极，连接电源正极，Ⅰ室中OH-放电生成O2；石墨电极为阴极，连接电源负极，Ⅴ室中H2O得电子生成H2和OH-，与迁移来的Na+结合得到浓NaOH溶液；双极膜解离出的H+向Ⅱ室迁移，与[B(OH)4]-反应生成B(OH)3；解离出的OH-向Ⅰ室迁移，补充阳极放电消耗的OH-；X膜为阴离子交换膜，允许Cl-从Ⅲ室进入Ⅱ室以维持电荷平衡；Y膜为阳离子交换膜，允许Na+从Ⅲ室进入Ⅳ室，最终实现卤水除硼与NaOH富集；据此作答。 【详解】A．Pt电极为阳极，应连接电源的正极，A错误； B．X膜为阴离子交换膜，B正确； C．Ⅰ室（阳极）发生反应：，生成1 mol O2时转移4 mol电子，对应双极膜解离出4 mol H+进入Ⅱ室；由反应可知，最多生成4 mol B(OH)3，C错误； D．石墨电极（阴极）的反应为，40 g NaOH的物质的量为1 mol，对应转移1 mol电子；则1个双极膜需解离1 mol H2O，提供1 mol H+和1 mol OH-，即2个双极膜需解离2 mol H2O，质量为36 g，D错误； 故选B。 考向04 电化学原理制备物质 6．（2026·山东泰安·一模）一种基于氯碱工艺的新型电解池可用于湿法冶铁，下列说法错误的是 A．右边电极为阳极，连接电源的正极 B．阴极电极反应： C．穿过离子交换膜从左往右移动 D．理论上每消耗，阳极室溶液减少 【答案】CD 【分析】装置图中左侧电极为阴极用于湿法冶铁故发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，电极反应：；右侧为电解池的阳极，电解质为饱和食盐水，电极上生成气体，电极反应为；中间为阳离子交换膜，由阳极移向阴极。 【详解】A．由分析可知，右侧为电解池的阳极，连接电源的正极，A正确； B．根据分析，阴极电极反应：，B正确； C．中间为阳离子交换膜，由阳极移向阴极，即从右往左移动，C错误； D．理论上每消耗转移3 mol电子，生成1.5 mol氯气，根据电荷守恒有3 mol从阳极室移入阴极室，阳极室溶液减少的质量==，D错误； 故选CD。 7．中国科学院某研究团队利用催化剂实现将和电合成尿素，合成过程中电极表面的反应历程如下图。下列说法正确的是 A．电极a表面的反应历程中有非极性键的断裂和形成 B．电解时，b连接电源负极 C．阴极总反应式： D．在合成尿素的过程中，氧化剂为和 【答案】C 【分析】由图可知，电极a表面和发生还原反应生成，其中N元素化合价降低，C元素化合价不变，则电极a为阴极，电极反应式为，电极b为阳极，电极反应为。 【详解】A．由图可知，电极a表面的反应历程中，中氮氮三键发生断裂得到中间产物ⅱ，有非极性键的断裂，但是没有非极性键的生成，A错误； B．根据分析可知，电极b为阳极，应连接电源正极，B错误； C．根据分析可知，电极a为阴极，阴极总反应式为，C正确； D．根据分析可知，在合成尿素的过程中，氧化剂为化合价降低的物质，为，D错误； 答案选C。 考向05 电化学原理在环保中的应用 8．（2026·山东泰安·二模）烟气中的可以用钠碱循环法加以处理，用溶液作为吸收液。当吸收液与反应至pH降低为6左右时，可将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。当吸收液的pH升至8左右时再生完毕，吸收液可再次使用。吸收液pH随微粒组成的变化关系见表。 pH 8.2 7.2 6.2 下列说法错误的是 A．电极M为电解池阴极 B．电极N有发生 C． D．再生过程中，Ⅱ中溶液电导率保持不变 【答案】D 【分析】电解时，在电极M上水放电生成氢气，发生还原反应，作阴极；在电极N上，、放电生成，发生氧化反应，作阳极。、通过膜B进入Ⅲ室，所以膜B为阴离子交换膜；通过膜A进入I室，所以膜A为阳离子交换膜。 【解析】A．M电极上水得电子生成，发生还原反应，因此M是电解池的阴极，A正确； B．N是电解池阳极，在阳极被氧化为，题给电极反应式满足原子守恒、电荷守恒，反应式正确，B正确； C．的二级电离常数，由表格可知，当时，，即，此时，C正确； D．再生过程中，电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动：Ⅱ中的会迁移到Ⅰ区，会迁移到Ⅲ区，Ⅱ中自由移动的离子浓度不断减小，因此电导率会降低，并非保持不变，D错误； 故选D。 重难·创新演练 1．与NO直接电合成尿素的装置与机理如图，“*”表示该物质吸附在催化剂表面，“0 eV””0.34 eV”“0.28 eV”指对应物质的相对能量。由此可知，理论上 A．a为正极 B．当电源正极得到4 mol电子时可吸收转化 C．生成1分子尿素时，循环①和循环②的次数相同 D．转化为的过程中，物质ⅲ→ⅳ为决速步骤 【答案】B 【分析】有外接电源，是电解池，右侧由水生成氧气，Ni电极为阳极，Zn电极为阴极，a为电源负极，b为电源正极，由此作答； 【详解】A．由分析可知a为电源负极，A错误； B．锌电极反应为：，得4 mol电子时，吸收0.4 mol CO2，B正确； C．循环①每循环1次生成1个吸附态的NH2，循环②每循环1次生成1个吸附态的CO，结合尿素的分子式，生成1分子尿素需要循环①进行2次、循环②进行1次，次数不相同，C错误； D．决速步骤由活化能（能垒）最高的一步决定，活化能越高反应速率越慢，CO2​转化为吸附态CO的过程中，各中间体相对能量为：ⅱ（0 eV），ⅲ（0.34 eV），ⅳ（0.28 eV），ⅱ到ⅲ步骤的能垒最高，因此该步骤为决速步骤，D错误； 故选B。 2．（2026·山东东营·二模）碱性条件下通过蒽醌磺酸钠(，简写为)电催化加氢实现阴阳极双加氢协同制，同时制得高浓度甲酸盐： 下列说法错误的是 A．a为电源负极 B．蒽醌磺酸钠在两极附近均被氧化 C．电极反应式为 D．电路中通过1 mol电子时，共制得 【答案】BD 【分析】该装置为电解池，碱性条件下，蒽醌磺酸钠（）作为电催化剂，在电极，得电子结合被还原为，电极为阴极，发生反应：，生成的再与反应生成和；在电极，被氧化为，电极为阳极，同时转化为，再经氧化生成，据此分析。 【解析】A．为阴极，连接电源负极，故a为电源负极，A不符合题意； B．蒽醌磺酸钠（）在、电极被还原为，在两极附近均被还原，B符合题意； C．电极上，被氧化为，碱性条件下电极反应式为，C不符合题意； D．电路中通过电子时，阴极电极生成，阳极电极生成，共制得，D符合题意； 故选BD。 3．（2026·山东济南·二模）我国科学家提出利用工农业废弃物组成甲醛—硝酸盐电池，给铅蓄电池充电，装置如图所示。下列说法正确的是 A．电流流向：N极→X极→电解质溶液→Y极→M极 B．工作过程中，HCHO中元素化合价均降低 C．甲醛—硝酸盐电池总反应方程式为 D．理论上消耗时，铅蓄电池装置中生成 【答案】AD 【分析】该装置中，左侧甲醛—硝酸盐电池是原电池，给右侧铅蓄电池充电，右侧为电解池体系，先判断电极属性： 左侧M极上，转化为：中为价，中为价，化合价升高，失电子发生氧化反应，因此是原电池负极；极上转化为，从价变为价，得电子发生还原反应，因此是原电池正极。 充电时，原电池负极接铅蓄电池的阴极，原电池正极接铅蓄电池的阳极，因此为阳极，为阴极，据此解答。 【解析】A．电流方向与电子流动方向相反，从正极出发流向负极，因此电流方向与电子流向相反，为N极→X极→电解质溶液→Y极→M极，A正确； B．工作过程中，中从价升高为中的价，并非所有元素化合价均降低，B错误； C．该总反应方程式得失电子和原子均不守恒：生成得，生成共失，若额外生成，还会得到，总得失电子不守恒，且氧原子也不守恒，正确的反应为：，C错误； D．消耗时，从价变为价，整个电路共转移电子。铅蓄电池充电反应为： ，转移电子时生成，因此转移电子时，铅蓄电池中生成，D正确； 故选AD。 4．（2026·山东枣庄·二模）某种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原的装置如图1所示。通过电解池的电量恒定，电解所得部分还原产物的法拉第效率(FE%)与电压的关系如图2所示[法拉第效率表示为]。下列说法错误的是 A．b电极生成HCOOH的电极反应式为 B．电压为时，电解生成的，则FE(HCHO)的m值为25 C．利用代替进行研究，可确定阴极上生成的含碳化合物来源于原料气，而非有机多孔电极材料 D．电压过大时，各种有机产物的FE%降到较低水平，原因是的移动速率加快，在阴极易得电子产生 【答案】B 【分析】由图可知，a为阳极，a电极上失去电子生成；b为阴极，b电极上、得到电子发生还原反应生成、、、等，据此分析。 【解析】A．由图可知，生成时，从价变为价，每个得，酸性条件下电极反应为，A正确； B．法拉第效率表示为，生成转移，生成转移，当电解生成时，设，，则消耗电子比为：，由图2可知，时，因此，得，即，不是，B错误； C．利用同位素标记，通过同位素示踪法，若阴极生成的含碳化合物中检测到，说明其来源为CO2原料气，而非有机多孔电极材料，C正确； D．电压过大时，在阴极得电子生成的竞争反应增强，总电量恒定，因此有机还原产物的法拉第效率降低，D正确； 故选B。 5．（2026·山东滕州一中·二模）图甲是一种利用微生物将废水中的尿素【CO(NH2)2】转化为环境友好物质的原电池装置示意图甲，利用该电池在图乙装置中的铁上镀铜。下列说法正确的是（     ） A．图乙中Fe电极应与图甲中Y相连接 B．图甲中H+透过质子交换膜由右向左移动 C．图甲中M电极反应式：CO(NH2)2 +5H2O -14e− = CO2+2NO2+14H+ D．当图甲中N电极消耗0.5 mol O2时，图乙中阴极增重64g 【答案】D 【解析】该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M上有机物失电子是负极，N上氧气得电子是正极，电解质溶液为酸性溶液，图乙中在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连； A．在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，则Fe与X相连，故A错误； B．由甲图可知，氢离子向正极移动，即H+透过质子交护膜由左向右移动，故B错误； C．H2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为CO(NH2)2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+，故C错误； D．当图甲中N电极消耗0.5 mol O2时，转移电子的物质的量为0.5mol×4=2.0mol，则乙中阴极增重×64g/mol=64g，故D正确； 故答案为D。 【点睛】考查原电池原理以及电镀原理，明确原电池正负极上得失电子、电解质溶液中阴阳离子移动方向是解题关键，该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M上有机物失电子是负极，N上氧气得电子是正极，电解质溶液为酸性溶液，图乙中在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒即可计算。 真题·实战演练 1．（2026·江西卷）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 【答案】D 【分析】该装置为阴离子交换膜电解池，右侧通入与生成，氮元素化合价从0降低至-3，发生得电子的还原反应，因此右侧电极为阴极，连接电源负极b，阴极反应为；左侧电极为阳极，连接电源正极a，在阳极失电子发生氧化反应，阳极反应为，总电解反应为； 【解析】A．阳极是失去电子生成氧气，正确电极反应式为，A错误； B．右侧转化为，N元素化合价降低发生得电子的还原反应，故右侧为阴极，b为电源负极，a为电源正极，外电路电子只能在导线中移动，路径为b流向阴极、阳极流向a，不存在b直接流向a的路径，B错误； C．根据总反应，生成消耗，则生成 仅消耗，C错误； D．电解池通用规律为阴离子向阳极移动，阳极在装置左侧，体系中迁移的阴离子可穿过阴离子交换膜，因此从阴极区向阳极区移动，D正确； 故选D。 2．（2026·湖北卷）某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压，偏压为负时，光电极上发生还原反应。 下列说法错误的是 A．偏压为时，光电极反应为 B．每产生，右室溶液质量减少 C．偏压为时，光电极排斥以清洁表面 D．相对于恒定偏压，脉冲偏压利于提高光电极的制效率 【答案】B 【知识点】原电池正负极判断、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【解析】A．偏压为-0.2V时为负偏压，光电极发生还原反应，得电子生成，电极方程式为，A正确； B．18g 的物质的量为1mol，生成1mol 转移8mol电子。右室对电极反应为，转移8mol电子时，生成2mol （质量64g）逸出，同时有8mol 通过质子交换膜进入左室，右室共减少质量为，B错误； C．偏压为1.0V时为正偏压，光电极带正电，会排斥阳离子，可清洁电极表面，C正确； D．脉冲偏压下，负偏压时还原生成，正偏压时同种电荷相互排斥，及时排出生成的，能有效刷新电极表面，从而提高长效反应的催化效率，利于提高制的效率，D正确； 故选B。 3．（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。 4．（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。 5．（2026·重庆卷）电化学捕获并生产的一种联合电解装置如图所示。下列叙述错误的是 A．两个电解池阳极上的电极反应相同 B．理论上电解池1中氧气的净增量为零 C．电解池2的总反应为 D．理论上该联合电解装置生产需转移电子 【答案】D 【分析】两个电解池中，b极和d极均生成，氧元素从-2价升高到0价，失电子发生氧化反应，因此b、d均为阳极，a、c均为阴极。 【解析】A．两个电解池的阳极（b、d）反应均为，电极反应相同，A正确； B．电解池1阴极a消耗，电极反应：，阳极b生成，相同转移电子数下，消耗和生成的物质的量相等，故净增量为零，B正确； C．电解池2阴极反应为，阳极反应为，阴阳极反应相加配平得到总反应，C正确； D．中C为+4价，中C为+2价，生成1mol 时C得到2mol电子，故转移电子为2mol；如果考虑整个联合装置的电子转移总数：为了给电解池2提供这 1 mol CO2，电解池1中需要生成 1 mol 并与反应放出 1 mol CO2。根据电解池1的阴极反应，生成1 mol 同样需要转移 2 mol 电子。 因此，系统内外总共转移 4 mol 电子。无论采用何种计算方式，转移的电子数都不是 3 mol，D错误； 故选D。 6．（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。 7．（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自 D．放电时，消耗，理论上转移电子 【答案】C 【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为；正极上发生，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由提供孤电子对、提供空轨道形成的配位键，A正确；由以上分析可知，该电池总反应为，B正确；充电时，阴极电极反应式为，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反应式为，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol电子，D正确。 8．（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。 【解析】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8mole－，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。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $