专题10 原电池 电解池（期中真题汇编，山东专用）高三化学上学期

专题10 原电池 电解池 5大高频考点 考点01 原电池的工作原理及应用 考点02 化学电源 考点03 多池和多室电化学装置 考点04 电解池的工作原理 考点05 金属的腐蚀与防护 考点01 原电池的工作原理及应用 1.(2025-2026高三上·山东青岛即墨区·期中)过氧化氢是一种可再生能源载体和清洁绿色的氧化剂，一种以和水为原料的光催化技术合成的装置如图。下列分析正确的是 A. 电极a的电极反应式为： B. 通过质子交换膜从左室移向右室 C. 光解前后，硫酸溶液的pH变大 D. 外电路中每通过，电极b上产生0.005 mol 2.(2025-2026高三上·山东省实验中学·期中)我国学者设计了一种新型去除工业污水中的Ni2+的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝(Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O) A. CuHCF中存在的化学键类型有离子键、共价键、配位键 B. 交换膜为阴离子交换膜 C. 洗脱的目的是去除电极吸附的Ni2+ D. 工作一段时间后，负极区溶液的质量增加 3.(2025-2026高三上·山东省名校联盟·期中)我国某科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气(Ni-H2)电池，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A. 放电时，电流由b极经用电器流向a极，再经KOH溶液流回b极 B. 放电一段时间后，溶液的 pH几乎不变 C. 放电时，NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH- D. 外电路中每转移2mole⁻，理论上电极a上消耗22.4 L H2 4.(2025-2026高三上·山东师范大学附属中学·期中)某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)其工作原理如图所示。已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低，下列说法正确的是 A. 电势：碳棒Y高于碳棒X B. 碳棒X存在电极反应： C. 工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率也降低 D. 每生成，理论上消耗(标准状况下) 5.(2025-2026高三上·山东枣庄滕州市·期中)(多选)我国科学家研发了一种由废水(含、等)提铀并同步产电的工艺，其工作原理和相关物质转化关系如图所示，下列说法不正确的是 A. 电子从电极经导线流向电极 B. 电极上发生的反应有： C. 生成的反应中，(氧化剂)(还原剂) D. 利用电解法再次获得含溶液，需将附着、的电极置于阴极 6.(2025-2026高三上·山东师范大学附属中学·期中)一种电化学处理氨氮污染废水的装置如下图所示。已知：Cl·与HO·为自由基，自由基之间结合生成的分子也可将氧化为。下列说法正确的是。 A. 电极电势：a电极＜b电极 B. 自由基HO·氧化的离子方程式为 C. 相同数目的自由基结合生成的分子不同，会导致标准状况下产生的体积不同 D. 左室溶液pH下降，说明参加反应的数目小于数目 考点02 化学电源 1.(2025-2026高三上·山东青岛黄岛区·期中)一种简单全钒液流电池的结构及工作原理如图，其中电极材料均为惰性电极，酸性电解液储存在储液罐中。下列说法正确的是 A. 放电时，b极为正极 B. 充电时，的物质的量增加 C. 放电时，a极反应为 D. 充电时，理论上每减少1 mol，相应增加0.5 mol 2.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)中科海钠公司研发的二次电池“钠离子电池”被欧盟评价为“锂电的性能、铅酸的价格”。其放电总反应为，工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A. 放电时，正极反应式： B. 充电时，电流方向为M→电解液→N C. 放电时，M极每减少4.6g，电解液中将增加0.2mol D. 充电时，外电路每转移1mole-，有1mol被氧化 3.(2025-2026高三上·山东潍坊·期中)(多选)一种固态有机聚合物二次电池的工作原理如图。N是固态有机聚合物电极，Li+可以在其中迁移，M为惰性电极。下列说法错误的是 A. 电极电势：M＞N B. 放电时外电路中每转移0.5mol电子时，极区质量增加 C. M极区可选用含有、和的水溶液作为电解质 D. 放电时，N极电极反应式是 4.(2025-2026高三上·山东省济南第一中学·期中)我国某科研团队研制出一种液流电池，该电池的电解液流经玻璃空腔作为窗户，在充电和放电的同时调节窗户的颜色，从而使室内降温，以减少空调的使用，降低排放。充电时的工作原理如图所示。螯合剂邻二氮菲(phen，结构为)与、可分别形成(橙红色)、(淡蓝色)。已知：红光的热效应比蓝光的高。下列说法错误的是 A. 放电后自然光透过窗户，室内温度升高不明显，可以减少空调的制冷作用 B. 充电时，右侧电解液中离子浓度增大 C. 充电时，电流方向：电源正极→N电极→电解质溶液→M电极→电源负极 D. 放电过程中，当有2 mol电子转移时，负极区电解质溶液质量增加71 g 5.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)某理论研究认为：燃料电池(图甲)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图乙和图丙，其中获得第一个电子的过程最慢。理论上下列说法错误的是 A. 电极Ⅰ为燃料电池的负极 B. 电池工作过程中，电解质溶液的pH保持不变 C. 图丙中，①②③④过程的活化能最高的是① D. 相同时间内电极上的催化循环完成次数：电极Ⅰ是电极Ⅱ的2倍 6.(2025-2026高三上·山东省临沂第一中学·期中)某理论研究认为：燃料电池（图b）的电极I和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上说肯定错误的是 A. 正极反应的催化剂是i B. 图a中，i到ii过程的活化能一定最高 C. 燃料电池工作过程中，两极区溶液均保持不变 D. 电池工作过程中，当转移，正极室的溶液质量增加 7.(2025-2026高三上·山东日照校际联考·期中)近日，科学家研制出一种由碳基ORR高效催化的可充电锌—空气/碘化物混合电池，其放电过程如图所示。下列叙述正确的是 A. 充电时，电极N接直流电源的正极 B. 阻隔空气进入该电池，电池停止工作 C. 放电时，若消耗x mol 和y mol ，理论上消耗 mol Zn D. 充电时，阳极发生的电极反应为 8.(2025-2026高三上·山东省济南第一中学·期中)固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的全固态化学发电装置，其工作原理如图。下列说法正确的是 A. 固体氧化物电解质中的箭头表示的移动方向 B. N极的电极反应式： C. 产物X中一定含有 D. 该燃料电池的能量转化形式：化学能→热能→电能 9.(2025-2026高三上·山东省滕州第一中学·期中)某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。下列说法错误的是 A. 正极反应的催化剂是ⅰ B. 图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能最高 C. 相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不同 D. 若用此电池给铅酸蓄电池充电，理论上电极Ⅱ上每消耗1g气体，铅酸蓄电池阳极减重48g 考点03 多池和多室电化学装置 1.(2025-2026高三上·山东德州·期中)某研究小组设计利用清洁燃料电池电解废水，可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。下列说法错误的是 A. a口通入的气体为 B. c池的电极反应式为 C. 当消耗0.1mol燃料时，d中将生成0.1mol D. 交换膜中离子的移动方向为c→d 2.(2025-2026高三上·山东青岛五十八中·期中)(多选)下图是一种无需离子交换膜的新型氯流储能设备示意图。 下列说法不正确的是 A. 该装置无需离子交换膜的原因是与不互溶，反应产生的可被萃取 B. 放电时，钛电极的反应： C. 充电时，中降低 D. 该装置用于储能时，开关a应打开，开关b应关闭 3.(2025-2026高三上·山东菏泽·期中)中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如图所示。下列说法正确的是 A. 放电时A电极反应式为： B. 放电时电解质储罐中离子总浓度增大 C. M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 D. 充电时A极增重65 g，C区增加离子数为 4.(2025-2026高三上·山东省滕州第一中学·期中)(多选)浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含的浆液中分离得到含的溶液并制备。下列说法错误的是 已知： A. 起始加入的溶液浓度： B. 膜a和膜b均适合选用阴离子交换膜 C. 工作时，A室溶液质量减小、C室溶液质量增加 D. 导线中通过，理论上电解池中两极共生成气体(标况下) 5.(2025-2026高三上·山东日照校际联考·期中)电化学处理CO2将其转化为其他化学产品，是一种减缓温室效应并综合利用CO2的好方法。回答下列问题： Ⅰ．原电池法：通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图1所示。 （1）原电池工作时，a极为　　　　　　　　　　　极(填“正”或“负”)，b极区的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 （2）原电池工作时，电子经导线由　　　　　　　　　　　(填“a→b”或“b→a”)，b极区析出少量固体为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 Ⅱ．电解法：电解还原CO2的方法如图2所示，其中电解质溶液为稀硫酸，电极均为惰性电极。 （3）若CO2还原产物为CH4，则阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 （4）电解池工作时，H⁺通过阳离子膜移向　　　　　　　　　　　极(填“m”或“n”)。 （5）若阴极还原产物只有C2H4，当阳极区溶液质量减少36 g时，产生C2H4的物质的量为　　　　　　　　　　　。 考点04 电解池的工作原理 1.(2025-2026高三上·山东德州·期中)(多选)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料()再锂化的电化学装置，其意图如下： 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A. 电极电势A>B B. 再锂化过程中，向Pt电极迁移 C. 1 mol 再锂化为转移() mol电子 D. 电路中转移2 mol电子时，Pt电极产生11.2 L(标准状况) 2.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)如图所示，科学家设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置。 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。 下列说法错误的是 A. X为直流电源的负极 B. 再锂化过程中，向Pt电极迁移 C. 电极上发生的反应： D. 电解过程中，忽略溶液体积变化，溶液的浓度保持不变 3.(2025-2026高三上·山东临沂·期中)(多选)利用电解法可从氯化钴()溶液中回收金属钴，同时得到盐酸，其电解装置及阳极液中随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A. N极的电极电势高于M极 B. 阳离子交换膜选择交换膜 C. 起始时，阳极电极反应式为 D. 每析出，阳极室溶液质量减少 4.(2025-2026高三上·山东省实验中学·期中)调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。利用如图装置分离这二种氨基酸，a、b为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法错误的是 A. 原料室的pH应控制在6.02左右 B. a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C. 当电路中通过2mol电子时，该装置理论上可分离出谷氨酸和赖氨酸共2mol D. 工作一段时间后，不需要补充H2SO4和NaOH 考点05 金属的腐蚀与防护 1.(2025-2026高三上·山东青岛黄岛区·期中)化学与科技、生产生活密切相关。下列说法正确的是 A. 高压钠灯发出黄光的过程为化学变化 B. 电化学腐蚀是指外加电流作用下金属损耗的过程 C. 通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同素异形体 D. 催化合成氨和氨的催化氧化过程均属于氮的固定 2.(2025-2026高三上·山东青岛即墨区·期中)化学物质在生产、生活中广泛应用。下列说法正确的是 A. 仿生机械手能帮助手部缺失者重获生活能力，其抓取时是将电能转化为化学能 B. 在轮船外壳装上锌和铅等金属块可减缓钢铁的腐蚀 C. 含铜合金在潮湿空气中生成铜绿，该过程发生了吸氧腐蚀 D. 因Mg-Ni合金熔点低，所以可用作储氢材料 3.(2025-2026高三上·山东潍坊·期中)在潮湿的深层土壤中，厌氧细菌(最佳生存环境pH为7～8)可促使与反应生成，加速钢管的腐蚀，反应原理如图。下列说法错误的是 A. 腐蚀过程中钢管做负极 B. 腐蚀过程中正极区局部土壤会下降 C. 厌氧细菌有利于发生“析氢腐蚀” D. 与反应可表示为 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 专题10原电池电解池 5大高频考点 考点01原电池的工作原理及应用 考点02化学电源 考点03多池和多室电化学装置 考点04电解池的工作原理 考点05金属的腐蚀与防护 2》 考点01原电池的工作原理及应用 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】D 4.【答案】C 5.【答案】CD 6.【答案】B 列 考点02化学电源 1.【答案】C 2.【答案】A 3.【答案】BD 4【答案】A 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】C 8.【答案】A 9.【答案】D 》 考点03多池和多室电化学装置 1.【答案】c 2.【答案】CD 3.【答案】B 4.【答案】CD 5.【答案】(1)①负 ②2H,0+2C02+2e=2HC 112 ①(Z) H+O 终皇重奈与谁 学科网 a→b ②NaHCO3 mol 四 考点04电解池的工作原理 1.【答案】CD 2.【答案】D 3.【答案】AD 4【答案】C 》 考点05金属的腐蚀与防护 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】B www.zxxk.com 让教与学更高效 (3)8H+C02+8e=CH4+2H0 (4)n (5) 1-3 2/2 专题10 原电池 电解池 5大高频考点 考点01 原电池的工作原理及应用 考点02 化学电源 考点03 多池和多室电化学装置 考点04 电解池的工作原理 考点05 金属的腐蚀与防护 考点01 原电池的工作原理及应用 1.(2025-2026高三上·山东青岛即墨区·期中)过氧化氢是一种可再生能源载体和清洁绿色的氧化剂，一种以和水为原料的光催化技术合成的装置如图。下列分析正确的是 A. 电极a的电极反应式为： B. 通过质子交换膜从左室移向右室 C. 光解前后，硫酸溶液的pH变大 D. 外电路中每通过，电极b上产生0.005 mol 【答案】D 【解析】A．电极a为正极，发生还原反应生成，电极反应式应为，选项所给反应生成，A错误； B．质子交换膜允许通过，阳离子向正极（左室电极a）移动，故从右室移向左室，B错误； C．正极：，正极消耗的量与从负极迁移过来的相等，正极附近溶液pH基本不变；负极：，生成的氢离子全部向正极迁移，但电极反应消耗水，浓度增大，溶液pH降低，C错误； D．电极b为负极，电极反应式为，每转移生成，故外电路通过时，b极产生，D正确； 故选D。 2.(2025-2026高三上·山东省实验中学·期中)我国学者设计了一种新型去除工业污水中的Ni2+的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝(Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O) A. CuHCF中存在的化学键类型有离子键、共价键、配位键 B. 交换膜为阴离子交换膜 C. 洗脱的目的是去除电极吸附的Ni2+ D. 工作一段时间后，负极区溶液的质量增加 【答案】C 【解析】由题干装置图可知，Zn电极转化为Zn2+，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，该电极为负极，CuHCF为正极，发生还原反应，Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O中Fe3+得到电子转化为Fe2+，电极能够吸附Ni2+，洗脱时反应为：Fe2+被H2O2在酸性条件下氧化为Fe3+，从而脱附出Ni2+； 【解析】 A．已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝(Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O)，故CuHCF中存在的化学键类型有离子键（铜离子与[Fe(CN)6]3-）、共价键(氮与碳、氢与氧之间形成的共价键)、配位键(铁离子与CN-)，A正确； B．Zn电极为负极，反应为Zn - 2e- = Zn2+，负极区正电荷增加。污水中阴离子通过交换膜移向负极区以平衡电荷，说明交换膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，B正确； C．在原电池中，阳离子向正极移动，所以Ni2+向正极移动，而不是被电极吸附，C错误； D．负极区反应为Zn-2e- = Zn2+，Zn2+进入溶液，同时有硫酸根离子通过交换膜移到左侧，所以工作一段时间后，负极区溶液的质量增加，D正确； 答案选C。 3.(2025-2026高三上·山东省名校联盟·期中)我国某科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气(Ni-H2)电池，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A. 放电时，电流由b极经用电器流向a极，再经KOH溶液流回b极 B. 放电一段时间后，溶液的 pH几乎不变 C. 放电时，NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH- D. 外电路中每转移2mole⁻，理论上电极a上消耗22.4 L H2 【答案】D 【解析】由图可知，放电时，电极a为负极，电极反应式为H2+2OH--2e-═2H2O，电极b为正极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-═Ni(OH)2+OH-，阴离子移向负极，电池的总反应式为：H2+2NiOOH2Ni(OH)2，据此分析作答。 【解析】 A．由分析可知，放电时，a电极为负极，b电极为正极，故电流由b极经用电器流向a极，再经KOH溶液流回b极，A正确； B．电池的总反应式为：H2+2NiOOH2Ni(OH)2，故放电一段时间后，KOH溶液的浓度不变，溶液的 pH几乎不变，B正确； C．由分析可知，放电时，电极b为正极，该电极反应式为：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，C正确； D．题干未告知气体所处的状态为标准状况，故无法计算气体的体积，D错误； 故答案为：D。 4.(2025-2026高三上·山东师范大学附属中学·期中)某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)其工作原理如图所示。已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低，下列说法正确的是 A. 电势：碳棒Y高于碳棒X B. 碳棒X存在电极反应： C. 工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率也降低 D. 每生成，理论上消耗(标准状况下) 【答案】C 【解析】由图可知，碳棒X极上得到电子生成，则碳棒X为正极，电极反应为：，碳棒Y为负极，发生氧化反应：； 【解析】 A．由分析可知，碳棒X为正极，碳棒Y为负极，碳棒Y的电势比碳棒X的电势低，A错误； B．由分析可知，碳棒X的电极反应为：，B错误； C．电池总反应：，工作一段时间后氢离子浓度增大，酸性增强，硫氧化菌的活性降低，电池效率降低，C正确； D．负极上每生成，电路中转移7mol电子（S元素的化合价由价升至价），根据电子守恒，理论上消耗的物质的量为1.75mol，理论上消耗标准状况下39.2L的，D错误； 答案选C。 5.(2025-2026高三上·山东枣庄滕州市·期中)(多选)我国科学家研发了一种由废水(含、等)提铀并同步产电的工艺，其工作原理和相关物质转化关系如图所示，下列说法不正确的是 A. 电子从电极经导线流向电极 B. 电极上发生的反应有： C. 生成的反应中，(氧化剂)(还原剂) D. 利用电解法再次获得含溶液，需将附着、的电极置于阴极 【答案】CD 【解析】A．原电池电子流动规律：负极→导线→正极，Fe失去电子，所以Fe是负极，CCF是正极，电子由Fe沿导线流向CCF，A正确； B．CCF是正极，O2得电子生成H2O2，同时生成OH-，发生的反应有，B正确； C．H2O2氧化UO2(s)生成，UO2中U由+4价到中+6价，每个U失去2e-，所以UO2是还原剂，H2O2中O由-1价到-2价，每个H2O2得到2e-，H2O2是氧化剂，电子守恒：n(氧化剂)：n(还原剂)=1：1，不是1：2，C错误； D．要把UO2、重新转化为，U元素需要失电子被氧化，电解池中氧化反应发生在阳极，因此该电极应接电源正极，作阳极，不是阴极，D错误； 故选CD。 6.(2025-2026高三上·山东师范大学附属中学·期中)一种电化学处理氨氮污染废水的装置如下图所示。已知：Cl·与HO·为自由基，自由基之间结合生成的分子也可将氧化为。下列说法正确的是。 A. 电极电势：a电极＜b电极 B. 自由基HO·氧化的离子方程式为 C. 相同数目的自由基结合生成的分子不同，会导致标准状况下产生的体积不同 D. 左室溶液pH下降，说明参加反应的数目小于数目 【答案】B 【解析】A．a电极上、分别失去电子生成Cl·、HO·，发生氧化反应，因此a是阳极，b是阴极。电解池中阳极接电源正极、阴极接电源负极，正极电势高于负极，因此电极电势：a电极＞b电极，A错误； B．HO·氧化时，N元素从-3价升高到0价，每个失去3e⁻，每个HO·参与反应后生成，得1e⁻，配平后离子方程式为，电子、原子、电荷均守恒，B正确； C．2个Cl·结合生成、2个HO·结合生成，1mol 和1mol 作为氧化剂氧化时，均得到2mol电子，根据电子守恒，生成的量由转移电子总数决定，相同数目的自由基结合得到的不同分子，氧化生成的体积是相同的，C错误； D．无论是与HO·还是Cl·反应，左室中的总反应方程式均为，则无论参加反应的氯离子与水的数目大小关系如何，电路中每转移6摩尔电子，左室会生成8摩尔，同时有6摩尔氢离子通过质子交换膜进入右室，左室溶液的pH下降，故无法通过左室溶液pH下降说明参加反应的数目大于Cl⁻数目，D错误； 故选B。 考点02 化学电源 1.(2025-2026高三上·山东青岛黄岛区·期中)一种简单全钒液流电池的结构及工作原理如图，其中电极材料均为惰性电极，酸性电解液储存在储液罐中。下列说法正确的是 A. 放电时，b极为正极 B. 充电时，的物质的量增加 C. 放电时，a极反应为 D. 充电时，理论上每减少1 mol，相应增加0.5 mol 【答案】C 【解析】A．放电时，原电池中阳离子向正极移动，由图可知向a极移动，故a极为正极，b极为负极，A错误； B．充电时，b极为阴极，发生反应，被消耗，物质的量减少，B错误； C．放电时a极为正极，得电子发生还原反应，V元素从+5价降为+4价，酸性条件下用配平电荷，电极反应为，C正确； D．充电时，每减少1 mol ，转移1mol电子，阳极反应为，转移1 mol电子时生成1 mol ，故相应增加1 mol，D错误； 故选C。 2.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)中科海钠公司研发的二次电池“钠离子电池”被欧盟评价为“锂电的性能、铅酸的价格”。其放电总反应为，工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A. 放电时，正极反应式： B. 充电时，电流方向为M→电解液→N C. 放电时，M极每减少4.6g，电解液中将增加0.2mol D. 充电时，外电路每转移1mole-，有1mol被氧化 【答案】A 【解析】由放电时总反应NaxCn+Na1-xMeO2=nC+NaMeO2可知，NaxCn失电子生成C，则M为负极，负极反应为NaxCn-xe-=nC+xNa+，Na1-xMeO2得电子生成NaMO2，N为正极，正极反应为Na1-xMeO2+xe-+xNa+=NaMeO2，放电时阳离子移向正极，电子由负极经过外电路流向正极；充电时为电解池，原电池的原正、负极与外加电源的正负极相接，作阳极、阴极，阴、阳极反应与负、正极反应相反，据此分析解答。 【解析】 A．结合分析可知，放电时正极反应为Na1-xMeO2+xe-+xNa+=NaMeO2，故A正确； B．电流的方向与电子的移动方向相反，充电时M为阴极，N为阳极，电子由外接电源的负极流向阴极M，溶液中为离子导电，阳离子向阴极(M)移动，故电流方向为N→电解液→M，故B错误； C．由放电时总反应NaxCn+Na1-xMeO2=nC+NaMeO2，M极每减少4.6g(0.2mol)Na+，正极同时增加0.2mol Na+，溶液中没有增加Na+，故C错误； D．充电时，有1mol NaMeO2被氧化生成1mol Na1-xMeO2，外电路每转移xmole-，故D错误； 故选：A。 3.(2025-2026高三上·山东潍坊·期中)(多选)一种固态有机聚合物二次电池的工作原理如图。N是固态有机聚合物电极，Li+可以在其中迁移，M为惰性电极。下列说法错误的是 A. 电极电势：M＞N B. 放电时外电路中每转移0.5mol电子时，极区质量增加 C. M极区可选用含有、和的水溶液作为电解质 D. 放电时，N极电极反应式是 【答案】BD 【解析】二次电池工作原理：放电时，→I-，碘元素的价态降低，发生还原反应，M做正极，则N为负极，发生氧化反应；充电时，M极为阳极，发生氧化反应，N为阴极，发生还原反应，据以上分析解答。 【解析】 A．正极电势高于负极，M是正极、N是负极，因此电极电势M＞N，A正确； B．放电时，外电路转移0.5mol电子，有0.5mol Li+迁入M极区，质量为0.5mol×7g/mol=3.5g，N极区质量减轻3.5g，B错误； C．固态有机聚合物二次电池，N是固态有机聚合物电极，Li+可以在其中迁移，因此M极可用含有Li+、I-和的水溶液作为电解质，C正确； D．放电时N是负极，反应失去n个电子，生成n个Li+，正确的反应式为：，D错误； 故答案为：BD。 4.(2025-2026高三上·山东省济南第一中学·期中)我国某科研团队研制出一种液流电池，该电池的电解液流经玻璃空腔作为窗户，在充电和放电的同时调节窗户的颜色，从而使室内降温，以减少空调的使用，降低排放。充电时的工作原理如图所示。螯合剂邻二氮菲(phen，结构为)与、可分别形成(橙红色)、(淡蓝色)。已知：红光的热效应比蓝光的高。下列说法错误的是 A. 放电后自然光透过窗户，室内温度升高不明显，可以减少空调的制冷作用 B. 充电时，右侧电解液中离子浓度增大 C. 充电时，电流方向：电源正极→N电极→电解质溶液→M电极→电源负极 D. 放电过程中，当有2 mol电子转移时，负极区电解质溶液质量增加71 g 【答案】A 【解析】A．根据图示，充电时，N电极为阳极、M电极为阴极，则放电时，正极（N电极）发生还原反应：[Fe(phen)3]3++e-=[Fe(phen)3]2+，电解液中[Fe(phen)3]2+（橙红色）增多，橙红色对应红光，红光的热效应比蓝光的高，自然光透过窗户后室内温度升高明显，需空调制冷，A错误； B．充电时N电极为阳极，右侧电极反应为[Fe(phen)3]2+-e-=[Fe(phen)3]3+，右侧（阳极区）正电荷增多，通过氯离子交换膜移入右侧，离子总浓度增大，B正确； C．充电时N为阳极（接电源正极），M为阴极（接电源负极），电流方向为电源正极→N电极→电解质溶液（离子定向移动）→M电极→电源负极，C正确； D．放电时负极为M电极，负极反应为BTMAP-Vi+-e-=BTMAP-Vi2+，每转移1 mol 电子，1 mol 移入负极区，2 mol电子转移时移入2 mol ，质量增加，D正确； 故答案选A。 5.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)某理论研究认为：燃料电池(图甲)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图乙和图丙，其中获得第一个电子的过程最慢。理论上下列说法错误的是 A. 电极Ⅰ为燃料电池的负极 B. 电池工作过程中，电解质溶液的pH保持不变 C. 图丙中，①②③④过程的活化能最高的是① D. 相同时间内电极上的催化循环完成次数：电极Ⅰ是电极Ⅱ的2倍 【答案】B 【解析】A．电极Ⅰ上氢气被氧化生成和电子，故电极Ⅰ为负极，A正确； B．由催化机理可推断电解质溶液呈酸性，由于总反应为2H2+O2=2H2O，产生水，相当于稀释溶液，故电解质溶液的pH发生变化，B错误； C．根据题干“获得第一个电子的过程最慢”可知①活化能最高，C正确； D．转移2 mol电子，转移4 mol电子，相同时间内负极的催化循环完成次数正好是正极的2倍，D正确； 故选B。 6.(2025-2026高三上·山东省临沂第一中学·期中)某理论研究认为：燃料电池（图b）的电极I和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上说肯定错误的是 A. 正极反应的催化剂是i B. 图a中，i到ii过程的活化能一定最高 C. 燃料电池工作过程中，两极区溶液均保持不变 D. 电池工作过程中，当转移，正极室的溶液质量增加 【答案】C 【解析】由题干可知，该装置为燃料电池，由图a可知，电极Ⅰ上被还原为，为正极，电极反应为：，由图b可知，电极Ⅱ上被氧化为，为负极，电极反应为：。 【解析】 A．燃料电池中，正极发生还原反应（得电子），图a为电极I的机理，涉及的还原过程。催化剂在反应前后不变，图a中i参与反应循环且最终再生，故i是正极反应的催化剂，A正确； B．已知获得第一个电子的过程最慢（决速步），活化能越高反应越慢。图a中i→ii为结合H⁺和第一个电子生成中间产物的过程，即得第一个电子的步骤，故该过程活化能最高，B正确； C．负极（图c）反应为，为保持电中性，H⁺通过质子交换膜移向正极，负极区H⁺浓度可能不变；正极反应为，生成使溶液体积增大，H⁺浓度降低，pH增大，两极区pH并非均不变，C错误； D．当转移时，正极消耗（质量），同时有（质量）从负极迁移进入正极室参与反应，因此正极室溶液质量增加量为进入物质的总质量，即，D正确； 综上所诉，答案选C。 7.(2025-2026高三上·山东日照校际联考·期中)近日，科学家研制出一种由碳基ORR高效催化的可充电锌—空气/碘化物混合电池，其放电过程如图所示。下列叙述正确的是 A. 充电时，电极N接直流电源的正极 B. 阻隔空气进入该电池，电池停止工作 C. 放电时，若消耗x mol 和y mol ，理论上消耗 mol Zn D. 充电时，阳极发生的电极反应为 【答案】C 【解析】由图可知，在该电池中，空气中的氧气在碳基ORR电极（M电极）发生反应，生成，同时溶液中的也发生了反应，生成，故电极反应为① ：和② ：，M电极为正极；而Zn电极（N电极）发生失去电子的氧化反应，故N电极为负极；由此分析； 【解析】 A．由分析知，N电极在放电时为负极，充电时该电极应当作为阴极与电源的负极相连，A错误； B．由分析知该电池的正极会发生两个电极反应，但隔绝空气只会阻断反应① 的进行，而反应② 不需要氧气就可以进行，故此时电池不会停止工作，B错误； C．由分析知，消耗x mol 时会转移4x mol ，消耗y mol 时会转移6y mol ，故在此条件下共转移(4x+6y) mol ，由于消耗1 mol Zn需转移2 mol ，故在此条件下消耗的Zn的物质的量为，C正确； D．由图可知该电池的电解质中会有参与反应，故该电池的电解质应为碱性，不应有参与反应，正确的电极反应应为，D错误； 答案选C。 8.(2025-2026高三上·山东省济南第一中学·期中)固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的全固态化学发电装置，其工作原理如图。下列说法正确的是 A. 固体氧化物电解质中的箭头表示的移动方向 B. N极的电极反应式： C. 产物X中一定含有 D. 该燃料电池的能量转化形式：化学能→热能→电能 【答案】A 【解析】A．固体氧化物燃料电池中，N极通入O2为正极，M极通入燃料为负极，电解质传导O2-，阴离子向负极移动，即O2-向M极移动，箭头方向表示O2-的移动方向，A正确； B．N极为正极，固体氧化物电解质传导O2-，无H2O参与，正极反应式应为，B错误； C．燃料可能为H2、CO、CH4等，若燃料为CO，产物X为CO2，不含H2O，C错误； D．燃料电池直接将化学能转化为电能，无需经过热能环节，D错误； 故答案选A。 9.(2025-2026高三上·山东省滕州第一中学·期中)某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。下列说法错误的是 A. 正极反应的催化剂是ⅰ B. 图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能最高 C. 相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不同 D. 若用此电池给铅酸蓄电池充电，理论上电极Ⅱ上每消耗1g气体，铅酸蓄电池阳极减重48g 【答案】D 【解析】A．正极发生O2得电子的还原反应，图a为正极催化机理，ⅰ参与反应且循环后再生，是催化剂，A正确； B．O2获得第一个电子的过程最慢（决速步，活化能最高），图a中ⅰ→ⅱ为O2+H⁺+e⁻生成中间产物，即O2得第一个电子的过程，故活化能最高，B正确； C．由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同， C正确； D．电极Ⅱ为负极（H2氧化），消耗1g H2（0.5mol）转移1mol e⁻。铅酸蓄电池充电时阳极反应：PbSO4+2H2O-2e⁻=PbO2+4H⁺+，转移2e⁻时阳极减重64g，则转移1mol e⁻减重32g，而非48g，D错误； 故答案选D。 考点03 多池和多室电化学装置 1.(2025-2026高三上·山东德州·期中)某研究小组设计利用清洁燃料电池电解废水，可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。下列说法错误的是 A. a口通入的气体为 B. c池的电极反应式为 C. 当消耗0.1mol燃料时，d中将生成0.1mol D. 交换膜中离子的移动方向为c→d 【答案】C 【解析】c和d构成电解池，c发生的还原反应，得到电子生成NH3，与原电池源电极b连接，c为阴极，电极反应式为：；d发生乙二醇的氧化反应，失去电子生成HOCH2COO-，与原电池电极a连接，d为阳极，电极反应式为：HOCH2CH2OH-4e-+5OH-=HOCH2COO-+4H2O；左侧烧杯为碱性甲烷燃料电池，d失电子流向a，c得到来自b的电子，则a得电子，b失电子，则a为正极，b为负极，负极反应式为：，正极反应式为：。 【解析】 A．据分析，b口通入甲烷，a口通入氧气，A正确； B．据分析，c池的电极反应式为，B正确； C．根据得失电子守恒可知如下计量关系：，则消耗0.1mol燃料时，d中将生成0.2mol ，C错误； D．c中生成OH-，d中消耗OH-，阴离子交换膜中离子的移动方向为c→d，D正确； 故答案为C。 2.(2025-2026高三上·山东青岛五十八中·期中)(多选)下图是一种无需离子交换膜的新型氯流储能设备示意图。 下列说法不正确的是 A. 该装置无需离子交换膜的原因是与不互溶，反应产生的可被萃取 B. 放电时，钛电极的反应： C. 充电时，中降低 D. 该装置用于储能时，开关a应打开，开关b应关闭 【答案】CD 【解析】闭合开关b，形成原电池，在碳电极，Cl2得电子生成Cl-，电极反应式为Cl2+2e-=2Cl-，在钛电极，Na3Ti2(PO4)3失电子，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，则多孔碳电极为正极，钛电极为负极；闭合开关a，该电池为电解池，充电过程中，多孔碳电极(阳极)Cl-失电子发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为： 2Cl--2e-=Cl2↑，钛电极为阴极，NaTi2(PO4)3得电子，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3。 【解析】 A．H2O与CCl4不互溶，且反应生成的Cl2在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大，可被CCl4萃取，则该装置无需离子交换膜，A正确； B．由分析可知，放电时，钛电极为负极，Na3Ti2(PO4)3失电子，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，B正确； C．充电过程中，多孔碳电极(阳极)Cl- 失电子发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为：2Cl-+2e-=Cl2↑，则CCl4中c(Cl2)增大，C错误； D．该装置用于储能时，开关a应关闭，开关b应打开，D错误； 故选CD。 3.(2025-2026高三上·山东菏泽·期中)中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如图所示。下列说法正确的是 A. 放电时A电极反应式为： B. 放电时电解质储罐中离子总浓度增大 C. M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 D. 充电时A极增重65 g，C区增加离子数为 【答案】B 【解析】由图可知，锌碘单液流电池放电时A电极是负极，Zn失去电子转化为Zn2+，电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+，B电极为正极，电极方程式为：I2+2e-=2I-，充电时A为阴极，B为阳极，以此解答。 【解析】 A．放电时A电极是负极，A极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故A错误； B．放电时，A区发生反应Zn-2e-=Zn2+，C区Cl-进入A区，所以电解质储罐中离子总浓度增大，故B正确； C．放电时，C区Cl-进入A区、K+进入B区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C错误； D．充电时A极增重65g，A区发生反应Zn2++2e-=Zn，电路中转移2mol电子，根据电荷守恒，2molCl-自A区进入C区，2molK+自B区进入C区，C区增加离子数为4NA，故D错误； 选B。 4.(2025-2026高三上·山东省滕州第一中学·期中)(多选)浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含的浆液中分离得到含的溶液并制备。下列说法错误的是 已知： A. 起始加入的溶液浓度： B. 膜a和膜b均适合选用阴离子交换膜 C. 工作时，A室溶液质量减小、C室溶液质量增加 D. 导线中通过，理论上电解池中两极共生成气体(标况下) 【答案】CD 【解析】从图中可知，左侧为浓差电池，右边为电解池，NaOH稀溶液中水得电子生成氢气和氢氧根离子，钠离子向NaOH区移动，从而生成NaOH使NaOH溶液浓度增大，因此惰性电极Ⅱ为阴极，则惰性电极Ⅰ为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，向阳极区移动与氢离子反应生成，则左侧Cu(Ⅱ)为正极，Cu(Ⅰ)为负极，浓度大的CuSO4溶液中的Cu电极为正极，故c2>c1，据此分析； 【解析】 A．根据分析，起始时CuSO4溶液浓度c2>c1，A正确； B．浓差电池中硫酸根离子通过膜a从右向左移动，电解池中通过膜b从右向左移动，故膜a和膜b均选用阴离子交换膜，B正确； C．工作时，向阳极区移动与氢离子反应生成，A室溶液质量增加；钠离子向NaOH区移动，C室溶液质量增加，C错误； D．电解池阴、阳极反应分别为2H2O+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=4H++O2↑，转移0.1 mol电子，阴极上生成0.05 mol氢气，阳极上生成0.025 mol氧气，共生成0.075 mol气体，即气体(标况下)，D错误； 故选CD。 5.(2025-2026高三上·山东日照校际联考·期中)电化学处理CO2将其转化为其他化学产品，是一种减缓温室效应并综合利用CO2的好方法。回答下列问题： Ⅰ．原电池法：通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图1所示。 （1）原电池工作时，a极为　　　　　　　　　　　极(填“正”或“负”)，b极区的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 （2）原电池工作时，电子经导线由　　　　　　　　　　　(填“a→b”或“b→a”)，b极区析出少量固体为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 Ⅱ．电解法：电解还原CO2的方法如图2所示，其中电解质溶液为稀硫酸，电极均为惰性电极。 （3）若CO2还原产物为CH4，则阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 （4）电解池工作时，H⁺通过阳离子膜移向　　　　　　　　　　　极(填“m”或“n”)。 （5）若阴极还原产物只有C2H4，当阳极区溶液质量减少36 g时，产生C2H4的物质的量为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 负    ②      （2）① a→b    ② NaHCO3     （3）8H++CO2+8e-=CH4+2H2O     （4）n     （5）mol      【解析】(1)根据b极产生水得电子生成H2，可得b极为正极，a极为负极，b极发生的反应为； (2)电子由负极流向正极，故为a→b，b极生成碳酸氢根，故b极析出NaHCO3固体； (3)电解装置中电极m生成氧气，故为阳极，n为阴极。CO2还原生成CH4的电极反应式为8H++CO2+8e-=CH4+2H2O； (4)电解池中阳离子流向向阴极移动，n极为阴极，故H+移向n极。 (5)阳极反应为2H2O-4e- = O2↑+4H+，阳极区减少的质量为生成O2的质量与迁移出H+的质量之和。设转移电子为4xmol，则x×32 +4x = 36，解得x=1，转移电子为4mol。阴极生成C2H4的反应为2CO2 +12e- + 12H+ = C2H4+4H2O，转移4mol电子时，生成C2H4的物质的量= mol=mol。 考点04 电解池的工作原理 1.(2025-2026高三上·山东德州·期中)(多选)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料()再锂化的电化学装置，其意图如下： 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A. 电极电势A>B B. 再锂化过程中，向Pt电极迁移 C. 1 mol 再锂化为转移() mol电子 D. 电路中转移2 mol电子时，Pt电极产生11.2 L(标准状况) 【答案】CD 【解析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极B相连的铂电极为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，参比电极为阴极，锂离子作用下LixCoO2在阴极得到电子发生还原反应生成LiCoO2，电极反应式为：LixCoO2+(1-x)e-+(1-x)Li+= LiCoO2，电解池工作时，锂离子经阳离子交换膜进入阴极区，硫酸根离子经阴离子交换膜进入阳极区。 【解析】 A．由分析可知，直流电源的B电极为正极，A电极为负极，则电极电势的大小顺序为： B > A，A错误； B．由分析可知，电解池工作时，锂离子经阳离子交换膜进入阴极区，则锂离子向参比电极迁移，B错误； C．由分析可知，参比电极为阴极，锂离子作用下LixCoO2在阴极得到电子发生还原反应生成LiCoO2，电极反应式为：LixCoO2+(1-x)e-+(1-x)Li+= LiCoO2，则1 mol LixCoO2再锂化时，转移电子的物质的量为(1-x) mol，C正确； D．由分析可知，与直流电源正极B相连的铂电极为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，则电路中转移2 mol电子时，标准状况下阳极生成氧气的体积为：2 mol××22.4 L/mol=11.2 L，D正确； 故选CD。 2.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)如图所示，科学家设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置。 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。 下列说法错误的是 A. X为直流电源的负极 B. 再锂化过程中，向Pt电极迁移 C. 电极上发生的反应： D. 电解过程中，忽略溶液体积变化，溶液的浓度保持不变 【答案】D 【解析】A．LixCoO2得电子发生还原反应，为阴极，连接电源负极，A正确； B．再锂化过程中，向阳极移动，Pt是阳极，故向Pt电极迁移，B正确； C．LixCoO2电极上发生还原反应，为阴极，电极反应为：LixCoO2+（1-x）e-+（1-x）Li+=LiCoO2，C正确； D．电解过程中，忽略溶液体积变化，中间室的Li+向左移动，硫酸根离子向右移动，Li2SO4溶液的浓度减小，故D错误； 故选D。 3.(2025-2026高三上·山东临沂·期中)(多选)利用电解法可从氯化钴()溶液中回收金属钴，同时得到盐酸，其电解装置及阳极液中随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A. N极的电极电势高于M极 B. 阳离子交换膜选择交换膜 C. 起始时，阳极电极反应式为 D. 每析出，阳极室溶液质量减少 【答案】AD 【解析】该电解池为利用CoCl2溶液制备Co单质同时得到盐酸的装置，电极N为阴极，Co2+得到电子发生还原反应生成Co，电极反应式为，Cl-穿过阴离子交换膜进入中间室；电极M为阳极，H2O失去电子发生氧化反应生成O2，电极反应式为，H+穿过阳离子交换膜进入中间室；在中间室得到盐酸，但少量Cl-会穿过阳离子交换膜进入阳极室，发生氧化反应，干扰电解池工作； 【解析】 A．M极为阳极，N极为阴极，则M极的电极电势高于N极，A错误； B．为减少电极反应的发生，应选择Cl-透过率最低的交换膜c，B正确； C．根据分析可知，阳极电极反应式为，C正确； D．阴极每析出59 g Co，即1 mol Co，转移电子数为2 mol，则生成0.5 mol O2，同时有2 mol H+进入中间室，则阳极室溶液理论减少的质量为，但不可避免地有Cl-进入阳极室，因此阳极室溶液质量实际减少小于18 g，D错误； 故答案选AD。 4.(2025-2026高三上·山东省实验中学·期中)调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。利用如图装置分离这二种氨基酸，a、b为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法错误的是 A. 原料室的pH应控制在6.02左右 B. a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C. 当电路中通过2mol电子时，该装置理论上可分离出谷氨酸和赖氨酸共2mol D. 工作一段时间后，不需要补充H2SO4和NaOH 【答案】C 【解析】左侧电极连接电源正极，则左侧为阳极，阳极室电解H2SO4溶液，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极室为电解NaOH溶液，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，H+经a膜进入产品室1，OH-经b膜进入产品室2，则a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜；原料室的pH需控制在6.02，此时丙氨酸呈电中性留在原料室，谷氨酸pI=3.22＜6.02，呈阴离子，向阳极即左侧移动，赖氨酸pI=9.74＞6.02，呈阳离子，向阴极即右侧移动，从而通过离子迁移实现分离； 【解析】 A．原料室pH控制在6.02时，丙氨酸呈电中性留在原料室，谷氨酸pI=3.22＜6.02，呈阴离子，赖氨酸pI=9.74＞6.02，呈阳离子，可通过离子迁移实现分离，A正确； B．阳极吸引谷氨酸阴离子，H+需透过a膜与谷氨酸阴离子反应生成谷氨酸，则a为阳离子交换膜，阴极吸引赖氨酸阳离子，OH-需透过b膜与赖氨酸阳离子反应生成赖氨酸，则b为阴离子交换膜，B正确； C．谷氨酸阴离子和赖氨酸阳离子各带1单位电荷，电路通过2mol电子时，迁移2mol电荷，即可分离出2mol谷氨酸和2mol赖氨酸，共4mol，C错误； D．阳极室电解H2SO4溶液，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极室为电解NaOH溶液，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，H+经a膜进入产品室1，OH-经b膜进入产品室2，两个电极反应的实质是电解水，工作一段时间后，不需要补充H2SO4和NaOH，D正确； 答案选C。 考点05 金属的腐蚀与防护 1.(2025-2026高三上·山东青岛黄岛区·期中)化学与科技、生产生活密切相关。下列说法正确的是 A. 高压钠灯发出黄光的过程为化学变化 B. 电化学腐蚀是指外加电流作用下金属损耗的过程 C. 通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同素异形体 D. 催化合成氨和氨的催化氧化过程均属于氮的固定 【答案】C 【解析】A．高压钠灯发出黄光是钠原子中电子跃迁释放能量的过程，无新物质生成，属于物理变化，A错误； B．电化学腐蚀是金属发生自发原电池反应而引起的损耗，外加电流作用下的金属损耗不属于电化学腐蚀，B错误； C．螺旋碳纳米管与石墨烯均是碳元素形成的不同单质，符合同素异形体的定义，C正确； D．氮的固定是将游离态氮（）转化为化合态氮的过程，氨的催化氧化是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定，D错误； 故选C。 2.(2025-2026高三上·山东青岛即墨区·期中)化学物质在生产、生活中广泛应用。下列说法正确的是 A. 仿生机械手能帮助手部缺失者重获生活能力，其抓取时是将电能转化为化学能 B. 在轮船外壳装上锌和铅等金属块可减缓钢铁的腐蚀 C. 含铜合金在潮湿空气中生成铜绿，该过程发生了吸氧腐蚀 D. 因Mg-Ni合金熔点低，所以可用作储氢材料 【答案】C 【解析】A．仿生机械手抓取时是将电能转化为机械能，并非电能转化为化学能，A错误； B．轮船外壳装金属块防腐需用活动性强于铁的金属，锌的活动性强于铁可保护钢铁，但铅的活动性弱于铁，装铅会加快钢铁腐蚀，B错误； C．潮湿空气多为中性或弱酸性环境，含铜合金发生腐蚀时铜失电子，得电子，发生吸氧腐蚀，最终生成铜绿，C正确； D．合金用作储氢材料是因为其可与反应生成金属氢化物，储氢能力强，与熔点低无因果关系，D错误； 故选C。 3.(2025-2026高三上·山东潍坊·期中)在潮湿的深层土壤中，厌氧细菌(最佳生存环境pH为7～8)可促使与反应生成，加速钢管的腐蚀，反应原理如图。下列说法错误的是 A. 腐蚀过程中钢管做负极 B. 腐蚀过程中正极区局部土壤会下降 C. 厌氧细菌有利于发生“析氢腐蚀” D. 与反应可表示为 【答案】B 【解析】A．厌氧细菌(最佳生存环境pH为7～8)可促使与反应生成，加速钢管的腐蚀，钢管腐蚀时失电子作负极，A正确； B．根据厌氧细菌(最佳生存环境pH为7～8)加速钢管的腐蚀，反应原理如图可知正极是，生成氢氧根使pH升高，B错误； C．该腐蚀环境为厌氧环境，发生的腐蚀为析氢腐蚀，其正极反应为。腐蚀过程中正极析出氢气，厌氧细菌通过消耗促进了该反应的进行，因此有利于"析氢腐蚀"的发生，C正确； D．与反应可方程式为 ，D正确； 故选B。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $