专题06 多池串联装置分析（重难点专练）化学鲁科版选择性必修1

**基本信息** 聚焦多池串联装置分析，通过原电池与电解池串联、电解池串联两大类型，以情境化题目构建电化学原理应用体系，强化科学思维与化学观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原电池与电解池串联|6题|结合储能电池、镀镍等情境，考查电极反应、离子移动及电子转移计算|以原电池正负极判断为基础，推导电解池阴阳极反应，建立能量转化与物质变化的关联| |电解池的串联|10题|涉及海水提锂、氯流电池等应用，聚焦交换膜作用、pH变化及产物分析|通过多池串联模型，深化电解原理中离子迁移与电极反应的协同关系，体现物质转化规律|

函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 专题06多池串联装置分析 题组A类型突破 类型一原电池与电解池串联 1.D 2.D 3.A 类型二电解池的串联 4.C 5.C 6.B 题组B能力进阶 1.c 2.A 3.D 4.D 5.A 6.C 7.(1)cd (2) Cu2*+2e=Cu 乙 (3) 02 正 CH4-8e+10OH=C0+7H,0 0.28L 8.(1) 原电池 正 0,+4e+2H,0=40H (2) Cu Cu2*+2e=Cu (3)X (4) 增大 HCI气体 题组C高考挑战 1.D 2.B 112 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 3.A 4.D 5.B 6.D 7.D 8.C 9.D 10.AB 2/2 专题06 多池串联装置分析 类型一 原电池与电解池串联 1．（25-26高二下·广东惠州·期中）一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如下，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。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，从右往左移动 C．充电时，Zn连接外接电源的负极 D．充电时，阳极反应： 2．（25-26高二上·福建龙岩·期末）以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。 已知：①电镀液的配方：、、、 ②催化重整反应： 下列说法错误的是 A．电镀时电极与电极相连 B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力 C．电极上发生的电极反应式为 D．当电极上析出镍时，理论上电极消耗的体积为 3．（25-26高二上·湖南衡阳·阶段检测）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池为电源，采用电解法精炼粗银(含Zn、Cu、Au、Pt等杂质)，装置如图所示。 下列说法不正确的是 A．Y极的电极反应式为Ag+e=Ag B．H由交换膜右侧向左侧迁移 C．Pt(1)极发生还原反应 D．消耗9.0g葡萄糖转移1.2 mol e 类型二 电解池的串联 4．（26-27高三上·云南昆明·开学考试）某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通，电极从海水中吸收；断开，接通，乙室富集。下列叙述正确的是 A．X电极应接光伏电池的负极 B．接通，电子流向：Y电极→电源→电极 C．膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜，目的是提高提取锂的选择性 D．接通，待电极恢复至起始状态时，甲室变化与乙室变化之比为 5．（25-26高三上·福建福州·阶段检测）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，a极为正极 C．充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小 D．理论上，Fe3+每减少168 g，Fe2+总量相应增加6mol 6．（25-26高二上·安徽滁州·阶段检测）利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A膜和膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 1．（24-25高二上·山东聊城·阶段检测）NO—空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程，已知：电极材料均为惰性电极。下列说法正确的是 A．在标准状况下，乙池中若处理11.2L废气SO2还需通入17.92L NH3 B．甲池中正极反应式为 C．a为阳离子交换膜 D．甲池中参加反应的NO与乙池中处理的NO物质的量相等 2．（25-26高二上·天津·阶段检测）根据图示装置，下列说法正确的是 A．该装置工作一段时间后，图1、图2溶液的pH均增大 B．图2中C1电极上的电极反应式为：2Cl-−2e− = Cl2↑ C．图2溶液中的H⁺向C2电极移动 D．装置中图1为电解池，图2为原电池 3．（25-26高二上·天津·期中）以Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a连接电源负极 B．电解总反应式为Br- + 3H2O + 3H2↑ C．Z为O2，加入的Y为H2O D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)：n(Br-)=2：3 4．（24-25高二上·安徽亳州·阶段检测）下图所示的电解池I和Ⅱ中，a、b、c和d均为电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 X Y A B C D A．A B．B C．C D．D 5．（25-26高二上·山东青岛·期中）甲醇燃料电池实现用KCl溶液制取KOH溶液的工作原理如图。下列说法错误的是 A．石墨Q电极为电子流出极，发生氧化反应 B．M极反应式为 C．从甲室到乙室，b出口可得到浓KOH溶液 D．理论上，每制得，消耗甲醇 6．（24-25高二上·陕西渭南·期中）某研究性学习小组用如图所示装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验，观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料：高铁酸根离子在溶液中呈紫红色。下列说法正确的是 A．甲池为原电池，乙池、丙池均为电解池 B．甲池极处发生 C．理论上乙池的室中不变 D．丙池中从左向右移动 7．（25-26高二上·贵州黔东南·期末）溶液是一种重要的铜盐试剂，在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。某同学利用溶液进行以下实验探究： (1)以溶液为电解质溶液进行粗铜(含、、、、等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是___________(填字母)。 a．溶液中向阳极移动      b．粗铜接电源正极，发生还原反应 c．电解后溶液的浓度减小 d．利用阳极泥可回收、、等金属 (2)图1是根据反应，设计成的锌铜原电池。极的电极反应式是___________，盐桥中是含有琼胶的饱和溶液，电池工作时向___________(填“甲”或“乙”)移动。 (3)图2中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜： ①b处通入的是___________(填“”或“”)，作_________极(填“正极”或“负极 ”)a处的电极反应式为___________。 ②当铜电极的质量减轻，则消耗的在标准状况下的体积为_________________________。 8．（25-26高二上·陕西榆林·阶段检测）某学校兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，回答下列问题： (1)A装置是______(填“原电池”或“电解池”)，通的电极为______极(填电极名称)，其电极反应式为__________________________。 (2)若B电池为电镀池，目的是在某铁镀件上镀一层铜，则X电极材料为______，Y电极的反应式为________________________________。 (3)若B电池为精炼铜，且粗铜中含有、、、等杂质，在______电极(填“X”或“Y”)周围有固体沉积。 (4)若X、Y均为，B电池的电解质溶液为的溶液，当电池工作一段时间后，B电池溶液的将_______(填“增大”“减小”或“不变”)，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入________。 1．（2026·重庆·高考真题）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 2．（25-26高三上·陕西西安·阶段检测）如图所示，甲池的总反应式为4NH3+3O2=2N2+6H2O，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，石墨电极上的反应为：4OH- - 4e- = O2 + 2H2O B．甲池和乙池中溶液的pH均减小 C．甲池中负极反应式为2NH3-6e-=N2+6H+ D．当甲池中消耗1.7 g NH3时，乙池中理论上最多产生6.4g固体 3．（24-25高二下·云南保山·期末）甲烷燃料电池采用铂作为电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，如图所示。 下列说法错误的是 A．c电极的电极反应式为 B．电极b换成铁棒，对电池反应没有影响 C．相同条件下，每个电池通入量为1L且反应完全，则理论上最多能产生4L D．电池工作的过程中，KOH的物质的量减小 4．（2025·湖南·模拟预测）某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有)，其装置示意图如图所示，处理过程中存在反应。下列说法错误的是 A．M电极的电极反应为 B．铬元素最终以形式除去 C．电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极，对废水处理影响不大 D．若电解过程中，电子的有效利用率为60%，每处理掉0.2mol的，理论上N电极需要通入11.2L(已折算为标准状况) 5．（24-25高三上·浙江·阶段检测）以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈，电解质溶液为的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是。下列说法不正确的是 A．B为正极，电极反应式为： B．阴极区的电极反应为，一段时间后，阴极室的pH增大 C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌 D．A极质量减轻14g，理论上可制备1mol己二腈 6．（2024·辽宁沈阳·三模）利用铝电池电解溶液制备的装置如图所示。N极为铝电极，其余电极为石墨电极，下列说法错误的是 A．双极膜产生的移向M极 B．Q极端的电势高于P极端 C．装置工作时，消耗的气体与生成的气体的物质的量相等 D．外电路中通过时，氢氧化钠溶液的质量增加2.7g 7．（2024·湖南·二模）一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备（如图所示），充电时电极a的反应为，下列说法正确的是 A．放电时，电极b的电极反应式为 B．充电时，电能转化为化学能，溶液的浓度增大 C．放电时，当外电路中通过的电子的数目为时，电极b消耗氯气的体积为 D．充电时，向电极a移动 8．（2024·湖北·三模）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图所示)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是 A．电极电势：电极b＞电极a B．电极a的电极反应式：+8e-+7H2O=NH3·H2O+9OH- C．当阳极产生32gO2时，“卯榫”结构双极膜处有36gH2O被解离 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨的生成速率 9．（2024·四川达州·二模）中国科研人员研制出一种新型电池，通过自供电实现转化为，装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极电势： B．c极电极反应式为 C．每消耗时理论上可得 D．当电路中转移时，丙室溶液质量减少大于 10．（2024·山东日照·模拟预测）利用钒电池电解制备ClO2的装置如图所示。下列说法中错误的是 A．工作时，b极区溶液由绿色变成紫色 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．生成的H2和NH3的物质的量之比为3∶1 D．当钒电池有2 mol 通过质子交换膜时，理论上生成2 mol ClO2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 多池串联装置分析 类型一 原电池与电解池串联 1．（25-26高二下·广东惠州·期中）一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如下，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。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，从右往左移动 C．充电时，Zn连接外接电源的负极 D．充电时，阳极反应： 【答案】D 【分析】放电时，含的废水被转化为，氮元素化合价降低，发生还原反应，则放电时，右侧为正极，电极方程式为，左侧为负极，Zn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：，据此分析回答。 【详解】A．由分析可知，放电时，正极反应为，反应生成，正极区域增大，A正确； B．放电时，该装置为原电池，阴离子向负极移动，右侧为正极、左侧为负极，故从右往左移动，B正确； C．放电时，为负极，充电时原电池的负极对应电解池的阴极，需连接外接电源的负极，C正确； D．该电池电解质为碱性溶液，由分析可知，阳极电极反应式为，D错误； 故选D。 2．（25-26高二上·福建龙岩·期末）以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。 已知：①电镀液的配方：、、、 ②催化重整反应： 下列说法错误的是 A．电镀时电极与电极相连 B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力 C．电极上发生的电极反应式为 D．当电极上析出镍时，理论上电极消耗的体积为 【答案】D 【分析】根据左图分析，电极b通入氧气，氧气在原电池反应中得到电子，所以通入氧气的b极是电池的正极；电极a通入CO和H2，生成产物是CO2和H2O，均失去电子，所以电极a是负极。右图属于电镀，电极c是镀层金属镍，作阳极；电极d是镀件，作阴极，据此分析。 【详解】A．电极a为熔融碳酸盐燃料电池的负极，电镀时塑料制品作阴极（电极d），阴极需连接电源负极，因此电极a与电极d相连，A正确； B．电离出的和均不参与电极反应，可增大溶液中离子浓度，增强溶液导电能力，B正确； C．催化重整反应生成和的物质的量之比为1:3，1 mol 失去2mol ，3 mol 共失去6 mol ，总失电子数为8 mol，结合熔融电解质中的反应生成和，该电极反应式满足电荷守恒、原子守恒，C正确； D．析出 的物质的量，转移电子物质的量为，按比例理论上消耗的物质的量为，但选项未注明为标准状况，无法确定体积为，D错误； 故为D。 3．（25-26高二上·湖南衡阳·阶段检测）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池为电源，采用电解法精炼粗银(含Zn、Cu、Au、Pt等杂质)，装置如图所示。 下列说法不正确的是 A．Y极的电极反应式为Ag+e=Ag B．H由交换膜右侧向左侧迁移 C．Pt(1)极发生还原反应 D．消耗9.0g葡萄糖转移1.2 mol e 【答案】A 【分析】左侧为以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，即原电池，在酸性条件下发生得电子的还原反应生成，所以Pt(1)电极为原电池的正极，右侧电解池的Y连接正极，为电解池的阳极，粗银中的、、发生氧化反应；在Pt(2)电极被氧化生成，所以Pt(2)电极为原电池的负极，连接的X极是电解池的阴极，发生得电子的还原反应生成，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，Y极为电解池的阳极，粗银中的、、发生氧化反应，其电极反应式为、与(主要)，故A错误； B．Pt(1)极附近发生的电极反应式为，Pt(2)极附近发生的电极反应式为，为了维持电荷平衡，由交换膜右侧向左侧迁移，故B正确； C．由分析可知，Pt(1)极附近发生了还原反应，故C正确； D．通过Pt(2)极附近发生的电极反应式可得关系式：，，转移电子数为，故D正确； 故选A。 类型二 电解池的串联 4．（26-27高三上·云南昆明·开学考试）某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通，电极从海水中吸收；断开，接通，乙室富集。下列叙述正确的是 A．X电极应接光伏电池的负极 B．接通，电子流向：Y电极→电源→电极 C．膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜，目的是提高提取锂的选择性 D．接通，待电极恢复至起始状态时，甲室变化与乙室变化之比为 【答案】C 【分析】由题和图可知，接通K1时，FePO4电极从海水中吸收Li+，发生还原反应：FePO4+Li++e-=LiFePO4，则FePO4电极为阴极，X电极为阳极；断开，接通，乙室富集，则中间室的通过膜b移向乙室，电解池中阳离子移向阴极区，则Y电极为阴极，FePO4电极为阳极，据此分析。 【详解】A．由分析可知，接通K1时，FePO4电极为阴极，X电极为阳极，阳极应接光伏电池的正极，A错误； B．由分析可知，接通K2时，LiFePO4电极为阳极，接外接电源的正极，Y电极为阴极接电源负极，电子流向为：LiFePO4电极→电源正极，电源负极→Y电极，电子不能通过电源内部，电子不能从Y电极流向电源再流向LiFePO4电极，B错误； C．接通K2时，LiFePO4电极释放出Li+，膜b是只允许Li+通过的阳离子交换膜，可阻止海水中的Na+等其他阳离子进入乙室，让Li+定向迁移到乙室富集，从而提高提取锂的选择性，C正确； D．接通K2，FePO4电极恢复至起始状态时，每1 molLiFePO4反应释放1 molLi+，转移1 mol电子：甲室的X电极为阳极，发生反应2H2O -4e- = O2↑+ 4H+，为平衡电荷，甲室中的会向中间的阳极室迁移，转移1 mol电子时，甲室的物质的量减少0.5 mol；同时中间室释放的1 molLi+通过膜b进入乙室，乙室的Li+物质的量增加1 mol，因此甲室变化与乙室n(Li+)变化之比为0.5:1=1:2，不是2:1，D错误； 故选C。 5．（25-26高三上·福建福州·阶段检测）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，a极为正极 C．充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小 D．理论上，Fe3+每减少168 g，Fe2+总量相应增加6mol 【答案】C 【详解】A．放电时左侧a室生成正电荷增加，右侧b室转化为正电荷减少，为平衡电荷阴离子需从右向左移动，且阳离子交换膜会使进入左室与直接反应造成电池短路，故隔膜为阴离子交换膜，A错误； B．放电时a极上失电子生成，发生氧化反应，为负极，B错误； C．充电时，a极为阴极，发生反应，消耗使其浓度减小；b极为阳极，发生反应，消耗使其浓度减小，故两侧浓度均减小，C正确； D．168 g 的物质的量为，根据总反应，每减少2 mol 对应增加3 mol，故减少3 mol 时增加4.5 mol，不是6 mol，D错误； 故选C。 6．（25-26高二上·安徽滁州·阶段检测）利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A膜和膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 【答案】B 【详解】A．a极为燃料电池负极，甲烷失去电子并与结合，产生水和，电极反应式书写正确，A正确； B．阳极产物为，反应式为，阴离子不断减少，为平衡电荷并得到产物，阳极向产品室移动，故A膜为阳离子交换膜；阴极产物为和，反应式为，阴离子不断增多，为平衡电荷并消耗原料室中的，原料室中的向阴极移动，故C膜也为阳离子交换膜。A膜和C膜均为阳离子交换膜，B错误； C．石墨Ⅱ电极为阴极，其中的氢氧化钠溶液不与铁单质反应，故可以用铁电极替换石墨，C正确； D．根据电极反应式，1 mol在负极被氧化时，释放8 mol电子，根据电荷守恒，阳极室每向产品室转移1 mol，阳极转移2 mol电子，故1 mol在负极被氧化时，阳极室减少4 mol，标准状况下2.24L物质的量为0.1 mol，故阳极室减少0.4 mol，D正确； 故选B。 1．（24-25高二上·山东聊城·阶段检测）NO—空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程，已知：电极材料均为惰性电极。下列说法正确的是 A．在标准状况下，乙池中若处理11.2L废气SO2还需通入17.92L NH3 B．甲池中正极反应式为 C．a为阳离子交换膜 D．甲池中参加反应的NO与乙池中处理的NO物质的量相等 【答案】C 【分析】甲池为燃料电池，左侧电极的转化为，发生氧化反应，为负极，电极反应为；右侧电极通入氧气，发生还原反应，为正极，电极反应为；乙池为电解池，左侧连接电池的正极，为阳极，将转化为，电极反应式为；右侧为阴极，将转化为，电极反应为；丙池中，左侧电极为电解池的阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应，电极反应为，氢离子通过交换膜a进入浓缩室，因此a为阳离子交换膜；右侧电极为电解池的阴极，发生还原反应电极，反应为，剩余的通过交换膜b进入浓缩室，因此b为阴离子交换膜，最终在浓缩室得到较浓的盐酸，由此解答； 【详解】A．标准状况下，11.2L为，根据阳极的电极反应，总转移电子数为，生成的为，根据阴极电极反应，生成的为，生成需要的为，还需要为，需要通入的物质的量为，体积为，但其前提是废气中无其他放电杂质，无电极副反应，实际通入的体积不一定为，A错误； B．甲池中正极的电极反应式为，B错误； C．由分析可知，a为阳离子交换膜，C正确； D．甲池中负极的电极反应为，乙池中阴极的电极反应为，当转移电子数相同时，甲池中参加反应的NO与乙池中处理的NO物质的量之比为5:3，D错误； 故选C。 2．（25-26高二上·天津·阶段检测）根据图示装置，下列说法正确的是 A．该装置工作一段时间后，图1、图2溶液的pH均增大 B．图2中C1电极上的电极反应式为：2Cl-−2e− = Cl2↑ C．图2溶液中的H⁺向C2电极移动 D．装置中图1为电解池，图2为原电池 【答案】A 【详解】A．图1为铜锌原电池，总反应为Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑，消耗氢离子，则溶液的pH增大，图2为电解池，电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，所以溶液的pH增大，A正确； B．图2中，与锌相连的C1为阴极得电子发生还原反应，反应式为：2H+ + 2e− = H2↑，B错误； C．图2为电解池，H+向阴极C1电极移动，C错误； D．图1为铜锌原电池，图2为电解池，D错误； 故选A。 3．（25-26高二上·天津·期中）以Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a连接电源负极 B．电解总反应式为Br- + 3H2O + 3H2↑ C．Z为O2，加入的Y为H2O D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)：n(Br-)=2：3 【答案】D 【分析】电极b为阳极，Br-被氧化为BrO，电极a为阴极，水被还原生成X，为氢气，所以Y为水，最后利用溴酸根的强氧化性联合催化剂制得氧气(Z)。 【详解】A．由图可知，电极a上发生还原反应生成H2，所以电极a为阴极，连接电源负极，A正确； B．电解过程中，Br-在阳极失去电子生成，H2O在阴极得到电子生成H2，电解总反应式为Br-+ 3H2O + 3H2↑，B正确； C．电解总反应式为Br-+ 3H2O + 3H2↑，消耗了H2O，催化阶段的反应，生成生成Br-和O2，所以Z为O2，加入的Y为H2O，C正确； D．催化阶段，在催化剂的作用下反应生成Br-和O2，方程式为：2 2Br-+ 3O2↑，则反应产物的物质的量之比n(Z)（Z为O2）：n(Br-)=3：2，D错误； 故选D。 4．（24-25高二上·安徽亳州·阶段检测）下图所示的电解池I和Ⅱ中，a、b、c和d均为电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 X Y A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】两个电解池串联，所有电极通过的电子物质的量相等。根据电路连接，a是阳极、b是阴极，c是阳极、d是阴极；题干说明b、d均无气体逸出且质量增大，说明两个阴极上都是金属阳离子得电子析出金属，而非放电生成，即溶液中金属阳离子的放电顺序在之前（对应金属活动性顺序在H之后）。据此逐一分析选项： 【详解】A．X为，溶液中放电顺序在之后，b极是放电生成，无金属析出，b极质量不增大，A不符合题意； B．Y为，溶液中放电顺序在之后，d极是放电生成，无金属析出，d极质量不增大，B不符合题意； C．X为、Y为，溶液中、放电顺序在之后，b极、d极均是放电生成，无金属析出，b极、d极质量均不增大，C不符合题意； D．X为，b极反应为；Y为，d极反应为。当转移2 mol电子时，b极析出1mol Cu，增重64g；d极析出2mol Ag，增重216g，满足b、d均无气体逸出、质量增大，且增重，D符合题意； 故选D。 5．（25-26高二上·山东青岛·期中）甲醇燃料电池实现用KCl溶液制取KOH溶液的工作原理如图。下列说法错误的是 A．石墨Q电极为电子流出极，发生氧化反应 B．M极反应式为 C．从甲室到乙室，b出口可得到浓KOH溶液 D．理论上，每制得，消耗甲醇 【答案】A 【分析】甲醇燃料电池中，通入燃料甲醇的石墨M是负极，通入氧气的石墨N是正极，连接原电池负极M的石墨Q是电解池的阴极，，连接原电池正极N的石墨P是电解池阳极，据此分析。 【详解】A．石墨Q是电解池的阴极，为电子流入极，发生还原反应，A错误； B．石墨M是燃料电池的负极，在KOH碱性环境中，被氧化为，配平后电极反应式为：，B正确； C．电解池中阳离子向阴极移动，甲室的K⁺会通过离子交换膜迁移到乙室；乙室为阴极区，发生电极反应，产生大量OH⁻，因此b出口可以得到浓KOH溶液，C正确； D．N极为正极，电极反应式为，制备168 g KOH的物质的量为，对应电路中转移3 mol电子；根据负极反应，1 mol CH3OH反应失去6 mol电子，因此转移3 mol电子时消耗0.5 mol CH3OH，质量为，D正确； 故选A。 6．（24-25高二上·陕西渭南·期中）某研究性学习小组用如图所示装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验，观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料：高铁酸根离子在溶液中呈紫红色。下列说法正确的是 A．甲池为原电池，乙池、丙池均为电解池 B．甲池极处发生 C．理论上乙池的室中不变 D．丙池中从左向右移动 【答案】C 【分析】从图中可知，丙装置构成原电池结构，Zn电极为负极，失电子生成，Cu电极为正极，得电子生成Cu，则甲中X电极为阳极，Fe失电子结合氢氧根离子生成，此外氢氧根离子也会失电子生成氧气，Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，乙中石墨电极为阳极，Co电极为阴极，得电子生成Co。 【详解】A．据分析知甲是电解池，丙是可自发进行氧化还原反应的原电池，乙是电解池，A错误； B．甲池中是6 mol/L的强碱性NaOH溶液，电极反应不可能生成大量，X极（Fe）的正确反应为，B错误； C．乙池I室的电极为阳极，电极反应为，每生成4 mol，就会有4 mol通过阳离子交换膜从I室迁移至II室，因此I室中不变，C正确； D．丙为原电池，Zn为负极，Cu为正极，阴离子向负极移动，因此从右（Cu极区）向左（Zn极区）移动，D错误； 故选C。 7．（25-26高二上·贵州黔东南·期末）溶液是一种重要的铜盐试剂，在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。某同学利用溶液进行以下实验探究： (1)以溶液为电解质溶液进行粗铜(含、、、、等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是___________(填字母)。 a．溶液中向阳极移动      b．粗铜接电源正极，发生还原反应 c．电解后溶液的浓度减小 d．利用阳极泥可回收、、等金属 (2)图1是根据反应，设计成的锌铜原电池。极的电极反应式是___________，盐桥中是含有琼胶的饱和溶液，电池工作时向___________(填“甲”或“乙”)移动。 (3)图2中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜： ①b处通入的是___________(填“”或“”)，作_________极(填“正极”或“负极 ”)a处的电极反应式为___________。 ②当铜电极的质量减轻，则消耗的在标准状况下的体积为_________________________。 【答案】(1)cd (2) 乙 (3) 正 【详解】（1）a．电解池中阳离子向阴极移动，故溶液中向阴极移动，a错误； b．粗铜精炼时，粗铜作阳极，接电源正极，发生氧化反应，b错误； c．阳极上比铜活泼的杂质金属（如、）也会失去电子，而阴极上只有得电子析出，根据电子守恒，阴极析出的铜多于阳极溶解的铜，故电解后溶液的浓度减小，c正确； d．粗铜中的不活泼金属（如、、）不失去电子，以阳极泥的形式沉积在阳极底部，可用于回收，d正确； 故答案为cd； （2）该原电池中，比活泼，作负极，失电子，作正极，正极上溶液中的得电子，发生还原反应，电极反应式为；原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极移动，补充溶液中失去的正电荷，乙池为正极区，故向乙移动； （3）①在Ⅱ中实现铁上镀铜，则作阳极，作阴极，由图可知，与Ⅰ中的b极相连，与a极相连，故b极为正极，a极为负极；燃料电池中，正极通入氧化剂，负极通入燃料，故b处通入的是，作正极；a处通入的是，在碱性条件下发生氧化反应，电极反应式为； ②铜电极质量减轻，即溶解的的物质的量为，阳极反应为，故转移电子，根据整个闭合回路中电子守恒，消耗的物质的量为，在标准状况下的体积为。 8．（25-26高二上·陕西榆林·阶段检测）某学校兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，回答下列问题： (1)A装置是______(填“原电池”或“电解池”)，通的电极为______极(填电极名称)，其电极反应式为__________________________。 (2)若B电池为电镀池，目的是在某铁镀件上镀一层铜，则X电极材料为______，Y电极的反应式为________________________________。 (3)若B电池为精炼铜，且粗铜中含有、、、等杂质，在______电极(填“X”或“Y”)周围有固体沉积。 (4)若X、Y均为，B电池的电解质溶液为的溶液，当电池工作一段时间后，B电池溶液的将_______(填“增大”“减小”或“不变”)，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入________。 【答案】(1) 原电池 正 (2) (3)X (4) 增大 气体 【详解】（1）A装置通入燃料氢气和氧化剂氧气，为氢氧燃料电池，将化学能转化为电能，属于原电池； 通入的一极为正极，发生还原反应； 由于电解质为中性的溶液，氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为。 （2）B装置有外接电源，为电解池，X与A的正极相连，为阳极；Y与A的负极相连，为阴极，在铁件上镀铜时，镀层金属铜作阳极，即X电极材料为； 待镀铁件作阴极，即Y电极为铁，电解质溶液中的铜离子在阴极得电子发生还原反应，电极反应式为。 （3）粗铜精炼时，粗铜作阳极（X电极），纯铜作阴极（Y电极）。粗铜中的Zn、Fe、Cu等活泼性强于Ag、Au的金属先后失电子进入溶液，而Ag、Au等不活泼金属杂质不能失去电子，最终以阳极泥的形式沉积在阳极（X电极）底部。 （4）若X、Y均为惰性电极，电解溶液的总反应为，反应生成了，溶液碱性增强，因此将增大； 由于电解过程中从溶液中逸出的是和，相当于溶液中减少了，根据“出什么加什么”的原则，要使溶液恢复到原来的状态，需向溶液中通入气体。 1．（2026·重庆·高考真题）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。 【详解】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。 2．（25-26高三上·陕西西安·阶段检测）如图所示，甲池的总反应式为4NH3+3O2=2N2+6H2O，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，石墨电极上的反应为：4OH- - 4e- = O2 + 2H2O B．甲池和乙池中溶液的pH均减小 C．甲池中负极反应式为2NH3-6e-=N2+6H+ D．当甲池中消耗1.7 g NH3时，乙池中理论上最多产生6.4g固体 【答案】B 【分析】甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入氨的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，阴极电极反应为Cu2+＋2e-＝Cu、阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑。 【详解】A．该装置中甲池为原电池，通入O2的电极为正极，乙池为电解池，石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，A错误； B．甲池总反应生成H2O，KOH溶液被稀释，OH-浓度降低，pH减小；乙池为电解池，电解CuSO4溶液时，生成硫酸、铜和氧气，溶液中H+浓度增大，pH减小，两池pH均减小，B正确； C．甲池为碱性环境（KOH溶液），负极NH3失电子生成N2，需结合OH-平衡电荷，正确反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，选项中生成H⁺不符合碱性环境，C错误； D．1.7g NH3（0.1mol）转移电子0.3mol（N从-3→0，1mol NH3转移3mol e-，乙池阴极Cu2+得电子生成Cu，根据电子守恒，生成Cu的物质的量为0.15mol，质量为9.6g，并非6.4g，D错误； 答案选B。 3．（24-25高二下·云南保山·期末）甲烷燃料电池采用铂作为电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，如图所示。 下列说法错误的是 A．c电极的电极反应式为 B．电极b换成铁棒，对电池反应没有影响 C．相同条件下，每个电池通入量为1L且反应完全，则理论上最多能产生4L D．电池工作的过程中，KOH的物质的量减小 【答案】A 【分析】甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，与负极相连的b电极为电解池的阴极，与正极相连的a电极为电解池的阳极。 【详解】A．电解质溶液为KOH溶液，c作为负极生成的产物应该是碳酸根离子，反应方程式为，A错误； B．b电极是电解池的阴极，反应为，b换成铁棒对电池反应没有影响，B正确； C．a极的电极反应方程式为，根据上述分析中阴阳极的电极反应式和电子守恒可知：~~8~4，甲烷和氯气的物质的量之比为1:4，相同条件下，体积之比也为1:4，所以通入1L且完全反应，理论上最多可以产生4L的，C正确； D．电池工作中，根据方程式可知，KOH中的被消耗，所以KOH的物质的量减小，D正确。 故答案选A。 4．（2025·湖南·模拟预测）某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有)，其装置示意图如图所示，处理过程中存在反应。下列说法错误的是 A．M电极的电极反应为 B．铬元素最终以形式除去 C．电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极，对废水处理影响不大 D．若电解过程中，电子的有效利用率为60%，每处理掉0.2mol的，理论上N电极需要通入11.2L(已折算为标准状况) 【答案】D 【分析】由图可知，左侧装置为燃料电池，M电极为燃料电池的负极，氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，N电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子；右侧装置为电解池，与M电极相连的铁电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，与N电极相连的铁电极为阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子：Fe-2e-=Fe2+，放电生成的亚铁离子酸性条件下与废水中的重铬酸根离子反应生成铬离子、铁离子和水，随着H+的放电和被消耗，溶液的pH增大，溶液中的铁离子、铬离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁、氢氧化铬沉淀达到处理酸性含铬废水的目的。 【详解】A．由分析可知，M电极为燃料电池的负极，氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为，故A正确； B．由分析可知，铬元素最终以氢氧化铬形式除去而达到处理酸性含铬废水的目的，故B正确； C．由分析可知，与M电极相连的右侧铁电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，右侧的铁电极更换为石墨电极，此时仍然是氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，不会影响对废水处理，故C正确； D．每处理掉0.2mol重铬酸根离子，需要1.2molFe2+，若电解过程中，电子的有效利用率为60%，由得失电子数目守恒可知，理论上N电极需要通入标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol=22.4L，故D错误； 故选D。 5．（24-25高三上·浙江·阶段检测）以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈，电解质溶液为的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是。下列说法不正确的是 A．B为正极，电极反应式为： B．阴极区的电极反应为，一段时间后，阴极室的pH增大 C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌 D．A极质量减轻14g，理论上可制备1mol己二腈 【答案】B 【分析】由钴酸锂电池的总反应可知，A极上LixCy转化为Cy，失去Li+和电子，作负极，则B作正极，C作阳极，D作阴极，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，B为正极，其电极反应式为：，A正确； B．阴极区的电极反应为，过程中阳极区的通过质子交换膜移动到阴极区，根据电荷守恒可知，一段时间后，浓度不变，则pH不变，B错误； C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌，C正确； D．A极质量减轻14g，则电路中转移2 mol e-，根据生成1mol己二腈，D正确； 答案选B。 6．（2024·辽宁沈阳·三模）利用铝电池电解溶液制备的装置如图所示。N极为铝电极，其余电极为石墨电极，下列说法错误的是 A．双极膜产生的移向M极 B．Q极端的电势高于P极端 C．装置工作时，消耗的气体与生成的气体的物质的量相等 D．外电路中通过时，氢氧化钠溶液的质量增加2.7g 【答案】D 【分析】M电极二氧化碳得电子发生还原反应生成甲酸，N电极Al失电子发生氧化反应生成，可知M是正极、N是负极；N与电解池p相连，P为阴极，M与电解池Q相连，Q是阳极。 【详解】A．原电池中阳离子移向正极，M是正极，双极膜产生的移向M极，故A正确； B．Q是阳极、P是阴极，Q极端的电势高于P极端，故B正确； C．装置工作时，M电极1molCO2参加反应转移2mol电子，P极氢离子得电子生成氢气，转移2mol电子生成1mol氢气，消耗的气体与生成的气体的物质的量相等，故C正确； D．外电路中通过时，双极膜中有0.3mol氢氧根离子进入氢氧化钠溶液，0.1mol铝元素进入溶液，氢氧化钠溶液的质量增加7.8g，故D错误； 选D。 7．（2024·湖南·二模）一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备（如图所示），充电时电极a的反应为，下列说法正确的是 A．放电时，电极b的电极反应式为 B．充电时，电能转化为化学能，溶液的浓度增大 C．放电时，当外电路中通过的电子的数目为时，电极b消耗氯气的体积为 D．充电时，向电极a移动 【答案】D 【分析】充电时电极a为阴极，反应为，b为阳极，反应为：，放电时，电极反应式相反。 【详解】A．放电时，电极b的电极反应式为，故A错误； B．充电时，电能转化为化学能，被消耗，NaCl溶液的浓度减小，故B错误； C．放电时，电极b的电极反应式为，当外电路中通过的电子的数目为时，消耗1molCl2，未标明是标况，无法确定氯气体积，故C错误； D．充电时，向阴极移动，即向电极a移动，故D正确； 故选D。 8．（2024·湖北·三模）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图所示)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是 A．电极电势：电极b＞电极a B．电极a的电极反应式：+8e-+7H2O=NH3·H2O+9OH- C．当阳极产生32gO2时，“卯榫”结构双极膜处有36gH2O被解离 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨的生成速率 【答案】C 【分析】催化电解KNO3溶液制氨，硝酸钾发生还原反应，则电极a为阴极、电极b为阳极，双极膜界面产生的H+移向阴极，而OH-移向阳极，阴极反应式为+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-，阳极反应式为8OH--8e-=2O2↑+4H2O，电解总反应为+3H2O=NH3•H2O+2O2↑+OH-，而“卯榫”结构可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨，单位时间内电子转移增大，可以提高氨生成速率，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，b为阳极，a为阴极，则电极电势：电极b＞电极a，A正确； B．由分析可知，电极a的电极反应式：+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-，B正确； C．由分析可知，阳极反应式为8OH--8e-=2O2↑+4H2O，当阳极产生32gO2时转移电子为4mol，根据电子守恒可知，“卯榫”结构双极膜处有4molH+移向阴极，4molOH-移向阳极，即有4mol即4mol×18g/mol=72gH2O被解离，C错误； D．“卯榫”结构可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨，单位时间内流过的电量增大，即单位时间内电子转移增大了，提高了氨生成速率，D正确； 故答案为：C。 9．（2024·四川达州·二模）中国科研人员研制出一种新型电池，通过自供电实现转化为，装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极电势： B．c极电极反应式为 C．每消耗时理论上可得 D．当电路中转移时，丙室溶液质量减少大于 【答案】D 【分析】根据图知，左侧装置能自发的进行氧化还原反应，则该装置为原电池，Zn易失电子作负极，电极反应式为，b电极为正极，电极反应式为：，b连接石墨d，则d为阳极，电极反应式为，c为阴极，电极反应式为。 【详解】A．根据以上分析知，a、b和电解质溶液构成原电池，a为负极，则b为正极，电势b＞a，故A错误； B．c为阴极，电极反应式为，故B错误； C．未标明状态，其物质的量未知，故C错误； D．d为阳极，电极反应式为，当电路中转移时，丙室生成1molO2且有2molH+通过质子交换膜进入乙室，因此丙室溶液质量减少大于，故D正确； 故选D。 10．（2024·山东日照·模拟预测）利用钒电池电解制备ClO2的装置如图所示。下列说法中错误的是 A．工作时，b极区溶液由绿色变成紫色 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．生成的H2和NH3的物质的量之比为3∶1 D．当钒电池有2 mol 通过质子交换膜时，理论上生成2 mol ClO2 【答案】AB 【分析】由题干装置图可知，右侧的电解池中左侧产生H2，电极反应为：2H++2e-=H2↑，该电极为阴极，故与左侧钒电池中b电极为负极，电极反应为：V2+-e-=V3+，a电极为正极，电极反应为：+2H++e-=VO2++H2O，右侧电解池中右侧产生NCl3，电极反应为：+3Cl--6e-=NCl3+4H+，NCl3在ClO2发生器中和NaClO2反应生成ClO2和NH3，方程式为：3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2+NH3+3NaOH+3NaCl，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，工作时，b极区电极反应为：V2+-e-=V3+，故溶液由紫色变成绿色，A错误； B．由分析可知，电解池中阴极电极反应为：2H++2e-=H2↑，阳极的电极反应为：+3Cl--6e-=NCl3+4H+，则Cl-由阴极区经离子交换膜进入阳极区，极离子交换膜为阴离子交换膜，B错误； C．由分析可知，生成1molH2转移2mol电子，而生成1molNH3转移6mol电子，根据电子守恒可知，生成的H2和NH3的物质的量之比为3∶1，C正确； D．由分析可知，生成1molClO2转移电子为1mol，根据电子守恒可知，当钒电池有2 mol通过质子交换膜时，理论上生成2 mol ClO2，D正确； 故答案为：AB。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $