模块四　电化学专题（晨读·晚练）-2026-2027学年高二化学知识通关晨读·晚练·周末破（人教版选择性必修1）

模块四　电化学专题 原电池：把化学能转化为电能的装置。构成条件是「两极、一液、一线、一反应」——两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路、能自发进行的氧化还原反应。 电解池：把电能转化为化学能的装置。构成条件是「电源、电极、电解质、回路」。与电源正极相连的是阳极，发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，发生还原反应。 表1　原电池与电解池对照 项目 原电池 电解池 能量转化 化学能转化为电能 电能转化为化学能 电极名称 负极、正极 阴极、阳极 电极反应 负极氧化、正极还原 阳极氧化、阴极还原 电子流向 负极经导线流向正极 电源负极流向阴极，阳极流向电源正极 离子移动 阳离子移向正极，阴离子移向负极 阳离子移向阴极，阴离子移向阳极 实例 铜锌稀硫酸电池 电解溶液 电极反应式书写三步法：第一步定电极（谁失电子、谁得电子）；第二步定产物（结合介质判断生成、、还是）；第三步配平（先配原子，再用电子配电荷，最后检查电荷守恒）。 表2　常见电源的电极反应 电源 负极反应 正极反应 总反应 铅蓄电池（放电） 氢氧燃料电池（酸性） 氢氧燃料电池（碱性） 甲烷燃料电池（碱性） 电解应用：电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）；电镀（镀件作阴极、镀层金属作阳极）；电解精炼铜（粗铜作阳极、纯铜作阴极）；电冶金（电解熔融 NaCl 制钠、电解熔融制铝）。 金属腐蚀：化学腐蚀无电流产生；电化学腐蚀形成原电池，钢铁在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀，在 pH 不大于 4.3 的较强酸性环境中主要发生析氢腐蚀。 防护方法：覆盖保护层、改变金属内部结构、牺牲阳极的阴极保护法（被保护金属作正极）、外加电流的阴极保护法（被保护金属接电源负极）。 【电化学计算口诀】电子守恒一条线，串联装置都同源；一摩电子一摩元，气体体积按系数算。 电子守恒的常用比例：2 mol 电子对应、1 mol Cu、2 mol Ag、、1 mol Zn；4 mol 电子对应、、2 mol Cu。 易错点 错误认识 正确认识与纠正 电极名称 原电池的正极就是电解池的阳极 原电池正极发生还原反应，对应电解池的阴极；阳极发生氧化反应 电子路径 电子通过电解质溶液导电 电子只走导线，溶液中靠离子定向移动导电 离子方向 电解池中阳离子移向阳极 电解池中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极 活性阳极 电解时阳极总是溶液中的阴离子放电 阳极为活性电极（Pt、Au 除外）时，电极本身先失电子 电镀 电镀时镀件作阳极 镀件作阴极，镀层金属作阳极，电镀液含镀层金属离子 铅蓄电池 放电时硫酸浓度不变 放电消耗硫酸并生成水，浓度减小、pH 增大 腐蚀条件 钢铁只在酸性条件下腐蚀 中性、弱酸性主要吸氧腐蚀，较强酸性才析氢腐蚀 保护法 牺牲阳极法中钢铁作负极 钢铁作正极被保护，更活泼的金属作负极被腐蚀 考点 1　电极判断与电极反应式书写 核心内容：原电池"负失氧、正得还"，电子由负极经导线到正极，电流方向相反；电解池与电源正极相连为阳极、负极相连为阴极。电极反应式书写三步：定电极与反应类型→写主要反应物与产物→按介质（酸性/碱性/熔融盐）配平电荷与原子。 命题角度：新型电池选择题（连年必考位）——判断正负极、电子与离子移动方向、电极反应式正误；介质环境决定产物（酸性出 H₂O、碱性出 OH⁻、熔融盐出 O²⁻）。 典型考法：燃料电池中通燃料一极为负极（不一定是活泼金属）；有机物参与电极反应时先按化合价变化定失电子数，再用 H⁺/H₂O 或 OH⁻ 配平。 【典例1】（26-27高二上·河北·期中）某化学兴趣小组设计了如图所示装置，用肼()燃料电池为电源，利用电还原产生的氧化石油化工副产物制备。电解过程中，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。回答下列问题。 （1）写出肼()燃料电池负极的电极反应式___________。该燃料电池中溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）电解池中，a电极为___________(填“阳极”或“阴极”)；a电极反应式为___________。 （3）双极膜中解离的向___________(填“”或“”)极方向迁移。 （4）写出氧化制备的离子方程式___________。理论上，生成，a极上消耗___________。 （5）电解一段时间后，电极a反应消耗的和电极b生成的质量___________(填“相等”或“不相等”)。 考点 2　原电池与电解池的对照 核心内容：原电池（自发氧化还原，化学能→电能）与电解池（外加电源，电能→化学能）互为"逆过程"；二次电池放电为原电池、充电为电解池。 命题角度：判断装置类型；充放电方向与电极名称（放电负极＝充电阴极）；离子移动方向（原电池阳离子→正极，电解池阳离子→阴极）。 【典例2】（26-27高二上·广东茂名·期中）燃料电池理论电压高、能量密度大。以其电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．每消耗0.224 L （标准状况）时，A电极的质量减轻0.128 g B．离子交换膜应为阳离子交换膜，由左室向右室迁移 C．该电池的负极反应式为 D．粗铜中的Ag、Au沉积在阳极区，电解质溶液的浓度发生了变化 考点 3　离子交换膜与新型装置 核心内容：阳离子交换膜只允许阳离子通过、阴离子交换膜只允许阴离子通过、质子交换膜只允许 H⁺ 通过、双极膜能解离出 H⁺ 和 OH⁻；功能——平衡电荷、隔离两极产物、用于制备与分离提纯。 命题角度：工艺流程与电解装置中标明膜的类型并要求说明作用；计算某隔室电解质溶液质量的变化（必须考虑离子迁移带来的质量变化）；三室式电渗析、双极膜制酸制碱等新装置。 典型考法：膜的选择由"要隔离什么、要平衡什么电荷"反推；写隔室中溶质浓度变化时逐项分析生成、消耗与迁入迁出。 【典例3】（2026·广东深圳·一模）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，产生时，右室溶液质量减少71g B．电解过程中，左室中pH持续上升 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．a处产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 考点 4　电解原理的应用与计算 核心内容：电镀（镀件作阴极、镀层金属作阳极）；电解精炼铜（纯铜阴极、粗铜阳极）；电冶金（熔融 NaCl、熔融 Al₂O3）；氯碱工业。计算核心是电子守恒（串联电路各极转移电子相等）。 命题角度：由电解速率求电子转移量、求产物量；电解中溶液浓度、pH 的变化判断；结合电量数据计算。 【典例4】（26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测）一种新型电催化剂能将尿素转化为，装置如图所示。装置工作前电极a、b质量相等。 下列说法错误的是 A．b为电源正极 B．电极N的电极反应式为： C．相同时间内，理论上电极M与电极N产生气体的物质的量之比为1∶3 D．若电路中转移，则理论上a、b两极质量差为32 g 考点 5　金属的腐蚀与防护 核心内容：化学腐蚀无电流；电化学腐蚀形成原电池——中性或弱酸性以吸氧腐蚀为主（正极 O₂＋4e⁻＋2H₂O＝4OH⁻），强酸性以析氢腐蚀为主（正极 2H⁺＋2e⁻＝H₂↑）；防护三途径——覆盖保护层、改变内部结构、电化学保护（牺牲阳极的阴极保护法＝原电池原理；外加电流的阴极保护法＝电解池原理）。 命题角度：判断腐蚀类型与速率比较（电解池阳极腐蚀＞原电池负极＞化学腐蚀＞正极保护）；防护措施的评价；结合生产实际（缆绳、轮船、管道、绝缘子铁帽）设计防护方案。 典型考法：外加电流法中被保护金属接电源负极作阴极；牺牲阳极法中被保护金属作正极。 【典例5】（26-27高二上·河北·期中）金属腐蚀对生产和生活影响很大。下列有关金属的腐蚀与防护说法正确的是 A．图①验证铁的吸氧腐蚀，用酒精灯加热具支试管，可以更快更清晰地观察到液柱上升 B．图②中从Fe电极区取少量溶液于试管中，再向其中滴加2滴溶液，产生蓝色沉淀 C．图③中金属M可用石墨代替 D．图④中钢闸门连接电源的负极可减缓其腐蚀速率 1．（26-27高三上·广东湛江·期中）近年来，我国各地陆续新建了多座跨海大桥。为延长大桥的使用寿命，下列措施不合理的是 A．在桥梁表面喷涂油漆，隔绝钢材与水和空气接触 B．大桥桥墩上焊接锌块，牺牲锌块保护钢材 C．在大桥上增设太阳能电池，将大桥与其正极相连 D．桥身采用耐腐蚀特种钢材 2．（26-27高二上·江西南昌·期中）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．经交换膜从右向左移动 B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．阳极反应： 3．（26-27高二上·北京海淀·期中）下列四个电化学装置的有关叙述正确的是 图I  碱性锌锰电池 图Ⅱ银锌纽扣电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ电解熔融氯化钠 A．图I 所示电池中，放电时，发生氧化反应 B．图Ⅱ所示电池中，放电时，溶液中向锌极迁移 C．图Ⅲ所示电池充电过程中，电解质的酸性不断减弱，导电能力下降 D．图Ⅳ所示装置中，A 极接电源负极，B 极接电源正极 4．（26-27高三上·河北承德·期中）利用双极膜电解器还原制的装置如图，已知工作时双极膜中间层的解离出和，并在电场作用下向两极移动。下列说法正确的是 A．电子流动方向为a极→电源→b极 B．电解一段时间后，Ⅱ室溶液的pH减小 C．阴极的电极反应式为 D．当阳极产生11.2 L气体时，则阴极产生0.25 mol 5．（26-27高三上·北京朝阳·期中）我国科研团队构建了全球首例基于的气-固氢负离子电池，以“氢电共储”的方式，为常温、常压、高效储氢提供了原型验证。下列说法不正确的是 A．Mg元素位于元素周期表第ⅡA族 B．转变为需获得电子 C．该电池充氢放电、充电放氢 D．放电时，Mg作电池的负极 6．（26-27高三上·河南南阳·期中）还原制甲酸盐与食盐水脱盐耦合反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极为负极，发生氧化反应 B．离子交换膜X为阳离子交换膜 C．电极反应式为 D．若转移1 mol电子，则左侧区域内溶液质量增加22 g 7．（26-27高三上·甘肃·期中）利用如图所示的电化学装置可以有效地捕获，并将产生的转化为。下列有关说法错误的是 A．电极b、d上发生还原反应 B．电池工作时，由石墨Ⅰ电极区向石墨Ⅱ电极区移动 C．甲池的总反应为 D．理论上捕获，c极产生 8．（2026·广东广州·模拟预测）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中、极均增重。若将极换成电极，极仍增重。 下列说法正确的是 A．放电时，向极迁移 B．该电池不可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以电极代替极，电池仍具有储氯能力 9．（26-27高二上·北京丰台·期中）某小组同学设计如下实验能证实2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应。 实验装置 实验序号 实验操作和现象 注：a、b均为石墨电极 ① ⅰ.闭合K，指针向右偏转 ⅱ.待指针归零，向U形管左管中加入1 mol·L−1KI溶液，…… ② ⅰ.闭合K，指针向右偏转 ⅱ待指针归零，向U形管左管中滴加0.01 mol·L−1 AgNO3溶液，指针向左偏转 下列说法正确的是 A．可用pH约为1的0.01 mol·L−1Fe(NO3)3溶液代替Fe2(SO4)3溶液 B．电流表指针归零，说明上述反应进行完全 C．①中加入KI溶液后，上述平衡向正反应方向移动，电流表指针向左偏转 D．②中加入AgNO3溶液后，导致I- 还原性减弱，上述平衡向逆反应方向移动 10．（2026·浙江嘉兴·一模）一种“双模式”锂电池工作原理如图，以(碳酸二甲酯)为电解液。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法不正确的是 A．放电时，体系中的向电池的石墨电极迁移 B．放电时，相同放电量的情况下模式Ⅱ消耗的更多 C．充电时，模式Ⅱ硫元素的转化反应式为 D．充电时，若外电路通过电子，石墨电极最多生成 11．（26-27高二上·天津河东·期中）电池有广泛的用途。 （1）依据氧化还原反应：设计的原电池如下图所示。请回答下列问题： ①电极X的材料是___________，电解质溶液Y是___________。 ②银电极的电极反应式是___________。 （2）高铁电池的总反应为：，请回答下列问题： ①高铁电池的负极材料是___________。 ②放电时，正极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应。正极电极反应式为___________。 （3）如下图为甲烷燃料电池的结构示意图，电解质溶液为溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。回答下列问题： ①a极通入的物质为___________(填物质名称)，电解质溶液中的移向___________极(“a”或“b”)。 ②写出此甲烷燃料电池工作时负极的电极反应：___________。 12．（26-27高二上·辽宁大连·阶段检测）探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 （1）氢能作为前沿新兴产业被写入《政府工作报告》。如图所示为一种新型“全氢电池”的简易示意图(起始时两侧溶液质量相等)。 ①电极电势：吸附层a______吸附层b(填>或<)，该电池工作时电极反应式为：_________________。 ②通过钠离子交换膜移向______(填a或b)，标准状况下，右侧电池产生时，理论上两侧电解质溶液质量差______g。 （2）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，其示意图如下： 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。 ①若使用铅蓄电池作电源，则b电极应与电池中______(填化学式)电极相连，再锂化时a电极的反应方程式为____________。 ②再锂化过程中，阳极附近溶液pH______(填变大、变小或不变)，向______电极迁移(填a或b)。 2 / 2 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 模块四　电化学专题 原电池：把化学能转化为电能的装置。构成条件是「两极、一液、一线、一反应」——两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路、能自发进行的氧化还原反应。 电解池：把电能转化为化学能的装置。构成条件是「电源、电极、电解质、回路」。与电源正极相连的是阳极，发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，发生还原反应。 表1　原电池与电解池对照 项目 原电池 电解池 能量转化 化学能转化为电能 电能转化为化学能 电极名称 负极、正极 阴极、阳极 电极反应 负极氧化、正极还原 阳极氧化、阴极还原 电子流向 负极经导线流向正极 电源负极流向阴极，阳极流向电源正极 离子移动 阳离子移向正极，阴离子移向负极 阳离子移向阴极，阴离子移向阳极 实例 铜锌稀硫酸电池 电解溶液 电极反应式书写三步法：第一步定电极（谁失电子、谁得电子）；第二步定产物（结合介质判断生成、、还是）；第三步配平（先配原子，再用电子配电荷，最后检查电荷守恒）。 表2　常见电源的电极反应 电源 负极反应 正极反应 总反应 铅蓄电池（放电） 氢氧燃料电池（酸性） 氢氧燃料电池（碱性） 甲烷燃料电池（碱性） 电解应用：电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）；电镀（镀件作阴极、镀层金属作阳极）；电解精炼铜（粗铜作阳极、纯铜作阴极）；电冶金（电解熔融 NaCl 制钠、电解熔融制铝）。 金属腐蚀：化学腐蚀无电流产生；电化学腐蚀形成原电池，钢铁在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀，在 pH 不大于 4.3 的较强酸性环境中主要发生析氢腐蚀。 防护方法：覆盖保护层、改变金属内部结构、牺牲阳极的阴极保护法（被保护金属作正极）、外加电流的阴极保护法（被保护金属接电源负极）。 【电化学计算口诀】电子守恒一条线，串联装置都同源；一摩电子一摩元，气体体积按系数算。 电子守恒的常用比例：2 mol 电子对应、1 mol Cu、2 mol Ag、、1 mol Zn；4 mol 电子对应、、2 mol Cu。 易错点 错误认识 正确认识与纠正 电极名称 原电池的正极就是电解池的阳极 原电池正极发生还原反应，对应电解池的阴极；阳极发生氧化反应 电子路径 电子通过电解质溶液导电 电子只走导线，溶液中靠离子定向移动导电 离子方向 电解池中阳离子移向阳极 电解池中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极 活性阳极 电解时阳极总是溶液中的阴离子放电 阳极为活性电极（Pt、Au 除外）时，电极本身先失电子 电镀 电镀时镀件作阳极 镀件作阴极，镀层金属作阳极，电镀液含镀层金属离子 铅蓄电池 放电时硫酸浓度不变 放电消耗硫酸并生成水，浓度减小、pH 增大 腐蚀条件 钢铁只在酸性条件下腐蚀 中性、弱酸性主要吸氧腐蚀，较强酸性才析氢腐蚀 保护法 牺牲阳极法中钢铁作负极 钢铁作正极被保护，更活泼的金属作负极被腐蚀 考点 1　电极判断与电极反应式书写 核心内容：原电池"负失氧、正得还"，电子由负极经导线到正极，电流方向相反；电解池与电源正极相连为阳极、负极相连为阴极。电极反应式书写三步：定电极与反应类型→写主要反应物与产物→按介质（酸性/碱性/熔融盐）配平电荷与原子。 命题角度：新型电池选择题（连年必考位）——判断正负极、电子与离子移动方向、电极反应式正误；介质环境决定产物（酸性出 H₂O、碱性出 OH⁻、熔融盐出 O²⁻）。 典型考法：燃料电池中通燃料一极为负极（不一定是活泼金属）；有机物参与电极反应时先按化合价变化定失电子数，再用 H⁺/H₂O 或 OH⁻ 配平。 【典例1】（26-27高二上·河北·期中）某化学兴趣小组设计了如图所示装置，用肼()燃料电池为电源，利用电还原产生的氧化石油化工副产物制备。电解过程中，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。回答下列问题。 （1）写出肼()燃料电池负极的电极反应式___________。该燃料电池中溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）电解池中，a电极为___________(填“阳极”或“阴极”)；a电极反应式为___________。 （3）双极膜中解离的向___________(填“”或“”)极方向迁移。 （4）写出氧化制备的离子方程式___________。理论上，生成，a极上消耗___________。 （5）电解一段时间后，电极a反应消耗的和电极b生成的质量___________(填“相等”或“不相等”)。 【答案】（1） 减小 （2） 阴极 （3）b （4） 4 （5）不相等 【解析】左侧是碱性肼燃料电池（原电池），右侧是电解池。燃料电池：通入的一极是负极，电极反应为，通入的一极是正极，电极反应为；电解池：极接燃料电池负极为阴极，b极接燃料电池正极为阳极；据此分析解题。 （1）左侧装置为肼燃料电池，通入肼（）的一极为负极，在碱性（）溶液中，肼失去电子发生氧化反应生成和，电极反应式为 ；该燃料电池的总反应为，由于反应不断生成水，导致溶液中的浓度降低，浓度减小，因此溶液的pH减小； （2）右侧装置为电解池，a极与燃料电池的负极相连，故a极为阴极；a极上通入的发生还原反应生成，由于a极区加入了溶液，反应环境为碱性，故其电极反应式为； （3）电解池工作时，阴离子在电场作用下向阳极迁移。b极与燃料电池的正极相连，为阳极，因此双极膜中解离出的向阳极即b极方向迁移； （4）在碱性条件下氧化制备，中-2价的硫被氧化为+6价的，被还原为，根据得失电子守恒和电荷、原子守恒，该反应的离子方程式为；由方程式可知，生成消耗，根据a极的电极反应式 ，生成 消耗，因此生成在a极上消耗； （5）a极（阴极）消耗的反应为，b极（阳极）生成的反应为，根据串联电路中转移电子数相等的原则，假设电路中转移了电子，则a极消耗（质量为），而b极仅生成（质量为），两者的质量不相等。 考点 2　原电池与电解池的对照 核心内容：原电池（自发氧化还原，化学能→电能）与电解池（外加电源，电能→化学能）互为"逆过程"；二次电池放电为原电池、充电为电解池。 命题角度：判断装置类型；充放电方向与电极名称（放电负极＝充电阴极）；离子移动方向（原电池阳离子→正极，电解池阳离子→阴极）。 【典例2】（26-27高二上·广东茂名·期中）燃料电池理论电压高、能量密度大。以其电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．每消耗0.224 L （标准状况）时，A电极的质量减轻0.128 g B．离子交换膜应为阳离子交换膜，由左室向右室迁移 C．该电池的负极反应式为 D．粗铜中的Ag、Au沉积在阳极区，电解质溶液的浓度发生了变化 【答案】A 【解析】燃料电池左侧通入的被氧化为，左侧电极为负极；右侧通入的发生还原反应，右侧电极为正极。根据导线连接，A与燃料电池正极相连，为电解池的阳极，使用粗铜；B与燃料电池负极相连，为电解池的阴极，使用纯铜。两装置串联，通过燃料电池与电解池的电子总量相等，可据此联系氧气的消耗量与电极上的物质变化。A．燃料电池在碱性条件下的正极反应为。消耗氧气的物质的量为，转移电子的物质的量为。A为粗铜阳极，铜发生反应。若按阳极仅发生铜的溶解计算，对应溶解铜的质量为，是选项数值的10倍。考虑电解精炼铜中通常讨论的Fe、Zn、Ni等活泼金属杂质时，这些金属在阳极也形成二价阳离子，其摩尔质量与铜接近，其中Fe的摩尔质量最小，为。设阳极金属溶解造成的失重为，则；Ag、Au脱落还会增加阳极失重，因此A电极的质量减轻不可能只有0.128 g，A错误；B．右室的氧气得电子生成，结合图中右室流出浓NaOH溶液可知，应由左室穿过离子交换膜迁移至右室，以维持溶液的电中性，因此应使用允许通过的阳离子交换膜，B正确；C．左室的在碱性介质中被氧化为。按氧、氢原子守恒，每消耗1个需同时消耗8个并生成6个；再根据电荷守恒，应失去8个电子，因此负极反应式为，C正确；D．电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au比铜难失电子，不在阳极溶解，而是随铜的溶解而脱落，在阳极区形成阳极泥。阳极除铜发生外，较活泼的金属杂质也会失电子进入溶液；阴极主要发生。因此，阳极补充的少于阴极消耗的，同时溶液中增加了杂质金属离子，电解质溶液的浓度发生变化，D正确；故选A。 考点 3　离子交换膜与新型装置 核心内容：阳离子交换膜只允许阳离子通过、阴离子交换膜只允许阴离子通过、质子交换膜只允许 H⁺ 通过、双极膜能解离出 H⁺ 和 OH⁻；功能——平衡电荷、隔离两极产物、用于制备与分离提纯。 命题角度：工艺流程与电解装置中标明膜的类型并要求说明作用；计算某隔室电解质溶液质量的变化（必须考虑离子迁移带来的质量变化）；三室式电渗析、双极膜制酸制碱等新装置。 典型考法：膜的选择由"要隔离什么、要平衡什么电荷"反推；写隔室中溶质浓度变化时逐项分析生成、消耗与迁入迁出。 【典例3】（2026·广东深圳·一模）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，产生时，右室溶液质量减少71g B．电解过程中，左室中pH持续上升 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．a处产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 【答案】A 【解析】右边电极反应为：，发生氧化反应，为阳极；左边电极为阴极。A．生成时，阳极发生反应，电路中转移电子；由于装置中间为阳离子交换膜，右室中的会向阴极（左室）定向迁移，迁移的物质的量为，质量为，同时生成（质量）从右室逸出，因此右室溶液总共减少的质量为，并非，A错误；B．左室为阴极室，阴极发生反应，反应不断生成，且从右室迁移过来的进入左室，左室中浓度持续增大，溶液pH持续上升，B正确；C．右室为阳极室，生成的与试纸上的水发生反应，显酸性可使蓝色石蕊试纸变红，具有强氧化性（漂白性），可将变红的试纸漂白，因此试纸现象为先变红后褪色，C正确；D．左室为阴极室，电极反应生成，溶于水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D正确；故选A。 考点 4　电解原理的应用与计算 核心内容：电镀（镀件作阴极、镀层金属作阳极）；电解精炼铜（纯铜阴极、粗铜阳极）；电冶金（熔融 NaCl、熔融 Al₂O3）；氯碱工业。计算核心是电子守恒（串联电路各极转移电子相等）。 命题角度：由电解速率求电子转移量、求产物量；电解中溶液浓度、pH 的变化判断；结合电量数据计算。 【典例4】（26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测）一种新型电催化剂能将尿素转化为，装置如图所示。装置工作前电极a、b质量相等。 下列说法错误的是 A．b为电源正极 B．电极N的电极反应式为： C．相同时间内，理论上电极M与电极N产生气体的物质的量之比为1∶3 D．若电路中转移，则理论上a、b两极质量差为32 g 【答案】C 【解析】电解池中尿素在电极N转化为，N元素从-3价升高为0价，发生失电子的氧化反应，因此电极N是电解池的阳极，与之相连的铅酸蓄电池电极b为正极；电极M为电解池的阴极，与之相连的铅酸蓄电池电极a为负极。A．电极b为电源正极，A正确；B．电极N为阳极，碱性条件下失电子生成和，经原子守恒、电荷守恒配平，电极反应式为，B正确；C．电极M为电解池阴极，碱性条件下阴极反应为，每转移时，M极生成；结合N极的电极反应，每转移时，N极生成，故相同时间内M、N产生气体的物质的量之比为，并非，C错误；D．铅酸蓄电池中，a为负极（Pb电极），b为正极（电极），当电路中转移时，负极反应为，1 mol Pb反应生成1 mol ，电极质量增加；正极反应为，1 mol 反应生成1 mol ，电极质量增加；由于装置工作前a、b质量相等，故两极质量差为，D正确。 考点 5　金属的腐蚀与防护 核心内容：化学腐蚀无电流；电化学腐蚀形成原电池——中性或弱酸性以吸氧腐蚀为主（正极 O₂＋4e⁻＋2H₂O＝4OH⁻），强酸性以析氢腐蚀为主（正极 2H⁺＋2e⁻＝H₂↑）；防护三途径——覆盖保护层、改变内部结构、电化学保护（牺牲阳极的阴极保护法＝原电池原理；外加电流的阴极保护法＝电解池原理）。 命题角度：判断腐蚀类型与速率比较（电解池阳极腐蚀＞原电池负极＞化学腐蚀＞正极保护）；防护措施的评价；结合生产实际（缆绳、轮船、管道、绝缘子铁帽）设计防护方案。 典型考法：外加电流法中被保护金属接电源负极作阴极；牺牲阳极法中被保护金属作正极。 【典例5】（26-27高二上·河北·期中）金属腐蚀对生产和生活影响很大。下列有关金属的腐蚀与防护说法正确的是 A．图①验证铁的吸氧腐蚀，用酒精灯加热具支试管，可以更快更清晰地观察到液柱上升 B．图②中从Fe电极区取少量溶液于试管中，再向其中滴加2滴溶液，产生蓝色沉淀 C．图③中金属M可用石墨代替 D．图④中钢闸门连接电源的负极可减缓其腐蚀速率 【答案】D 【解析】A．图①验证铁的吸氧腐蚀，若用酒精灯加热具支试管，试管内空气受热膨胀会从导管口逸出，且温度升高会降低氧气在溶液中的溶解度，不仅无法更快清晰观察到吸氧腐蚀导致的液柱上升，还会干扰实验现象，A错误；B．图②装置中的活泼性强于，构成原电池时作负极，作正极被保护，电极区不会生成，滴加溶液不会产生蓝色沉淀，B错误；C．图③为牺牲阳极法的金属防护装置，要求金属的活泼性强于铁，作负极被腐蚀从而保护钢铁输水管；若用石墨代替，石墨为惰性电极，活泼性弱于铁，会使钢铁输水管作负极被加速腐蚀，无法起到防护作用，C错误；D．图④为外加电流法的金属防护装置，钢闸门连接电源的负极作阴极，被保护，可减缓其腐蚀速率，D正确；故选D。 1．（26-27高三上·广东湛江·期中）近年来，我国各地陆续新建了多座跨海大桥。为延长大桥的使用寿命，下列措施不合理的是 A．在桥梁表面喷涂油漆，隔绝钢材与水和空气接触 B．大桥桥墩上焊接锌块，牺牲锌块保护钢材 C．在大桥上增设太阳能电池，将大桥与其正极相连 D．桥身采用耐腐蚀特种钢材 【答案】C 【解析】A．在桥梁表面喷涂油漆可形成致密保护层，隔绝钢材与水、空气的接触，避免钢材发生电化学腐蚀，该措施合理，A不符合题意；B．锌的金属活动性强于铁，焊接锌块后构成原电池，锌作为负极被腐蚀，钢材作为正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，该措施合理，B不符合题意；C．若将大桥钢材与太阳能电池的正极相连，钢材会作为电解池的阳极，发生失电子的氧化反应，加速钢材的腐蚀，不符合金属防护原理，该措施不合理，C符合题意；D．桥身采用耐腐蚀特种钢材可提升钢材本身的抗腐蚀能力，有效延长大桥使用寿命，该措施合理，D不符合题意；故选C。 2．（26-27高二上·江西南昌·期中）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．经交换膜从右向左移动 B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．阳极反应： 【答案】A 【解析】该装置右侧通入，N元素化合价从0价降低为-3价，发生得电子的还原反应：，因此右侧为阴极，左侧为阳极。A．电解池中阴离子向阳极定向移动，会穿过阴离子交换膜向左侧阳极区移动，A正确；B．外电路中电子仅在导线中定向移动，路径为从电源负极b流出到达右侧阴极，再从左侧阳极流回电源正极a，不存在电子直接从b流向a的路径，B错误；C．根据电子守恒配平总反应为，生成消耗，因此每生成仅消耗，C错误；D．阳极上失去电子发生氧化反应，正确的阳极反应为，D错误；故选A。 3．（26-27高二上·北京海淀·期中）下列四个电化学装置的有关叙述正确的是 图I  碱性锌锰电池 图Ⅱ银锌纽扣电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ电解熔融氯化钠 A．图I 所示电池中，放电时，发生氧化反应 B．图Ⅱ所示电池中，放电时，溶液中向锌极迁移 C．图Ⅲ所示电池充电过程中，电解质的酸性不断减弱，导电能力下降 D．图Ⅳ所示装置中，A 极接电源负极，B 极接电源正极 【答案】B 【解析】A．图I为碱性锌锰电池，放电时作正极反应物，Mn元素化合价降低，得电子发生还原反应，并非氧化反应，A错误；B．图Ⅱ为银锌纽扣电池，放电时Zn为负极，原电池中阴离子向负极定向迁移，因此溶液中向锌极迁移，B正确；C．图Ⅲ为铅蓄电池，充电过程的总反应为，反应生成、消耗水，电解质酸性不断增强，溶液中离子浓度升高，导电能力上升，C错误；D．图Ⅳ为电解熔融氯化钠的装置，阴极发生还原反应生成，阳极发生氧化反应生成；B极所在腔室导出，为阴极，需接电源负极；A极所在腔室导出，为阳极，需接电源正极，D错误；故选B。 4．（26-27高三上·河北承德·期中）利用双极膜电解器还原制的装置如图，已知工作时双极膜中间层的解离出和，并在电场作用下向两极移动。下列说法正确的是 A．电子流动方向为a极→电源→b极 B．电解一段时间后，Ⅱ室溶液的pH减小 C．阴极的电极反应式为 D．当阳极产生11.2 L气体时，则阴极产生0.25 mol 【答案】B 【解析】Ⅰ室中的被还原为，氮元素的化合价由+5价降低到-3价，因此电极a为阴极，连接电源负极；电极b为阳极，连接电源正极。双极膜中间层产生的向左通过膜的左侧进入Ⅰ室，并向阴极a移动；产生的向右通过膜的右侧进入Ⅱ室，并向阳极b移动。Ⅱ室中为KOH溶液，阳极发生的反应为。A．电极a为阴极，电极b为阳极，外电路中电子由电极b经导线流向电源正极，并由电源负极经导线流向电极a，原说法中的电子流动方向错误，A错误；B．Ⅱ室的阳极反应为。每转移1 mol电子，阳极消耗1 mol的并生成0.5 mol的，同时双极膜向Ⅱ室补入1 mol的。因此Ⅱ室中的物质的量不变，阳极生成的水使溶液稀释，浓度减小，溶液的pH减小，B正确；C．Ⅰ室起初为溶液。被还原为时，氮元素的化合价由+5价降低到-3价，每生成1 mol的需得到8 mol电子，此时双极膜向Ⅰ室补入8 mol的。原式却需消耗9 mol的，膜补入的不能使Ⅰ室维持原式所需的酸性环境。应使用和配平氢、氧原子及电荷，阴极的电极反应式为；生成的与膜补入的中和后仍有剩余，Ⅰ室逐渐呈碱性，原式不符合Ⅰ室的溶液环境，C错误；D．题中未给出11.2 L气体的温度和压强，不能确定氧气的物质的量，因而不能确定阴极产生0.25 mol的，D错误；故选B。 5．（26-27高三上·北京朝阳·期中）我国科研团队构建了全球首例基于的气-固氢负离子电池，以“氢电共储”的方式，为常温、常压、高效储氢提供了原型验证。下列说法不正确的是 A．Mg元素位于元素周期表第ⅡA族 B．转变为需获得电子 C．该电池充氢放电、充电放氢 D．放电时，Mg作电池的负极 【答案】B 【解析】A．Mg的原子序数为12，核外电子排布为2、8、2，最外层电子数为2，位于元素周期表第三周期第ⅡA族，A正确；B．中H元素为-1价，中H元素为0价，转变为的过程中H元素化合价升高，需要失去电子，而非获得电子，B错误；C．放电过程总反应为，该过程消耗、将氢储存于中，属于充氢过程，同时对外放电；充电过程总反应为，该过程释放，属于放氢过程，同时外接电源完成充电，因此该电池为充氢放电、充电放氢，C正确；D．放电时，Mg元素从0价升高为中的+2价，发生失电子的氧化反应，因此Mg作电池的负极，D正确；故选B。 6．（26-27高三上·河南南阳·期中）还原制甲酸盐与食盐水脱盐耦合反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极为负极，发生氧化反应 B．离子交换膜X为阳离子交换膜 C．电极反应式为 D．若转移1 mol电子，则左侧区域内溶液质量增加22 g 【答案】D 【解析】右侧电极上，转化为，发生失电子的氧化反应，为原电池的负极；左侧电极上，转化为，发生得电子的还原反应，为原电池的正极。据此分析：A．Ti/IrO2电极上被氧化为，发生失电子的氧化反应，原电池中发生氧化反应的电极为负极，A正确；B．原电池中阳离子向左侧正极（电极）定向移动，中间室的需穿过离子交换膜X进入左侧区域，因此X为阳离子交换膜，B正确；C．电极为正极，得电子被还原为，碱性环境下配平的电极反应式为，电荷、原子均守恒，C正确；D．转移1 mol电子时，左侧区域内有0.5 mol 参与反应进入溶液（质量为），同时为平衡电荷，有1 mol 从中间室穿过X膜进入左侧区域（质量为），因此左侧溶液总质量增加，并非22 g，D错误；故选D。 7．（26-27高三上·甘肃·期中）利用如图所示的电化学装置可以有效地捕获，并将产生的转化为。下列有关说法错误的是 A．电极b、d上发生还原反应 B．电池工作时，由石墨Ⅰ电极区向石墨Ⅱ电极区移动 C．甲池的总反应为 D．理论上捕获，c极产生 【答案】D 【解析】甲是原电池，a是负极，负极锌极失电子发生氧化反应；b是正极，NO2得电子发生还原反应生成；乙是电解池，c电极与电源正极相连，c是阳极，阳极水失电子发生氧化反应放出氧气；d电极与电源负极相连，d是阴极，阴极得电子发生还原反应生成。A．电极b上发生，电极d上发生，二者均为还原反应，A正确；B．乙池中c为阳极，反应为，产生的通过质子交换膜向阴极d区移动，即由石墨I电极区向石墨Ⅱ电极区移动，B正确；C．甲池负极反应为，正极反应为​，总反应为​，C正确； D．​的物质的量为，0.2mol 在甲池b极被还原为​时，共转移0.2mol电子；乙池的阳极反应为，根据电子守恒，转移0.2mol电子时生成​的物质的量为，对应质量为，并非3.2g，D错误；故选D。 8．（2026·广东广州·模拟预测）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中、极均增重。若将极换成电极，极仍增重。 下列说法正确的是 A．放电时，向极迁移 B．该电池不可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以电极代替极，电池仍具有储氯能力 【答案】D 【解析】放电过程中a、b 极均增重，a极放电，结合生成，使a极增重；铜元素化合价升高，发生氧化反应，可判断a 极为负极，电极反应式为；b极为正极，发生还原反应生成，则b极也增重，其电极反应式为。 若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重，发生，此时b极为负极，发生氧化反应，据此分析。A．放电时阴离子向负极迁移，即Cl-向a极迁移，A错误；B．放电时阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。该电池中Cl-向a极迁移，钠离子向b极移动，从而降低氯化钠的浓度，该电池可用于海水脱盐，B错误；C．由分析可知，a 极为负极，电极反应式为，C错误；D．以Ag/AgCl电极代替a极，发生，电池仍具备储氯能力，D正确；故选D。 9．（26-27高二上·北京丰台·期中）某小组同学设计如下实验能证实2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应。 实验装置 实验序号 实验操作和现象 注：a、b均为石墨电极 ① ⅰ.闭合K，指针向右偏转 ⅱ.待指针归零，向U形管左管中加入1 mol·L−1KI溶液，…… ② ⅰ.闭合K，指针向右偏转 ⅱ待指针归零，向U形管左管中滴加0.01 mol·L−1 AgNO3溶液，指针向左偏转 下列说法正确的是 A．可用pH约为1的0.01 mol·L−1Fe(NO3)3溶液代替Fe2(SO4)3溶液 B．电流表指针归零，说明上述反应进行完全 C．①中加入KI溶液后，上述平衡向正反应方向移动，电流表指针向左偏转 D．②中加入AgNO3溶液后，导致I- 还原性减弱，上述平衡向逆反应方向移动 【答案】D 【解析】A．pH约为1的溶液中，酸性条件下具有强氧化性，可直接氧化，会干扰与反应的验证，不能代替原溶液，A错误；B．电流表指针归零，说明正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，该反应为可逆反应，不能进行完全，并非反应进行完全，B错误；C．①中加入溶液后，增大，平衡向正反应方向移动，此时a电极仍为负极（发生的氧化反应），b电极为正极，电流方向与初始状态一致，电流表指针应向右偏转，而非向左偏转，C错误；D．②中加入溶液后，与生成沉淀，降低，的还原性随浓度降低而减弱，使得逆反应速率大于正反应速率，上述平衡向逆反应方向移动，D正确；故选D。 10．（2026·浙江嘉兴·一模）一种“双模式”锂电池工作原理如图，以(碳酸二甲酯)为电解液。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法不正确的是 A．放电时，体系中的向电池的石墨电极迁移 B．放电时，相同放电量的情况下模式Ⅱ消耗的更多 C．充电时，模式Ⅱ硫元素的转化反应式为 D．充电时，若外电路通过电子，石墨电极最多生成 【答案】D 【解析】放电时锂电极中Li失电子作负极，石墨电极作正极，阳离子向正极迁移。结合模式I放电总反应，转移4mol电子时消耗1mol ，即转移1mol电子消耗mol 。模式II放电时转化为，S元素化合价从+6降至+3，每消耗2mol 转移6mol电子，即转移1mol电子消耗mol 。充电时石墨电极为阳极，发生失电子的氧化反应：模式II充电时失电子结合生成，配平得电极反应式为；模式I充电时阳极反应为，每转移4mol电子生成1mol 。A．放电时Li为负极，石墨为正极，阳离子向正极迁移，向石墨电极迁移，A正确；B．模式I放电时，每转移4mol电子消耗1mol ，即转移1mol电子消耗mol ；模式II放电时，每2mol 反应转移6mol电子，即转移1mol电子消耗mol ，，故相同放电电量下模式II消耗的更多，B正确；C．充电时模式II为阳极反应，中S为+3价，失电子生成中+6价的S，每个S失3e⁻，2个S共失6e⁻，结合4个配平得，C正确；D．仅在模式I充电时生成，模式I充电阳极反应为，每转移4mol电子生成1mol ，故外电路通过1mol电子时，最多生成mol ，D错误；故选 D。 11．（26-27高二上·天津河东·期中）电池有广泛的用途。 （1）依据氧化还原反应：设计的原电池如下图所示。请回答下列问题： ①电极X的材料是___________，电解质溶液Y是___________。 ②银电极的电极反应式是___________。 （2）高铁电池的总反应为：，请回答下列问题： ①高铁电池的负极材料是___________。 ②放电时，正极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应。正极电极反应式为___________。 （3）如下图为甲烷燃料电池的结构示意图，电解质溶液为溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。回答下列问题： ①a极通入的物质为___________(填物质名称)，电解质溶液中的移向___________极(“a”或“b”)。 ②写出此甲烷燃料电池工作时负极的电极反应：___________。 【答案】（1） （或铜） 溶液（或硝酸银溶液） （2） （或锌） 还原 （3） 甲烷 a 【解析】（1）① 根据电池总反应可知，铜失去电子发生氧化反应，作原电池的负极，因此电极X的材料是；银离子在正极得电子发生还原反应，因此电解质溶液Y必须是含有的可溶性盐溶液，通常为溶液； ② 银电极为正极，溶液中的银离子在此得电子析出银单质，发生还原反应，电极反应式为； （2）① 根据高铁电池的总反应可知，放电时的化合价由0价升高到+2价，失去电子发生氧化反应，故负极材料是； ② 放电时，原电池正极发生还原反应；正极上得到电子生成，结合碱性环境，电极反应式为； （3）① 由图可知，a极有电子流出，说明a极为负极，发生氧化反应。在燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，故a极通入的物质为甲烷；原电池工作时，电解质溶液中的阴离子向负极移动，故移向a极； ② 甲烷在负极失去电子发生氧化反应，在碱性溶液中最终生成碳酸根离子和水，电极反应式为。 12．（26-27高二上·辽宁大连·阶段检测）探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 （1）氢能作为前沿新兴产业被写入《政府工作报告》。如图所示为一种新型“全氢电池”的简易示意图(起始时两侧溶液质量相等)。 ①电极电势：吸附层a______吸附层b(填>或<)，该电池工作时电极反应式为：_________________。 ②通过钠离子交换膜移向______(填a或b)，标准状况下，右侧电池产生时，理论上两侧电解质溶液质量差______g。 （2）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，其示意图如下： 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。 ①若使用铅蓄电池作电源，则b电极应与电池中______(填化学式)电极相连，再锂化时a电极的反应方程式为____________。 ②再锂化过程中，阳极附近溶液pH______(填变大、变小或不变)，向______电极迁移(填a或b)。 【答案】（1） < b 88 （2） 变小 b 【解析】a极通入氢气，发生氧化反应，为负极，电极反应式为，b极产生氢气，发生还原反应，为正极，电极反应式为；该装置为电解池，目的是对再锂化，电极发生得电子的还原反应，生成，Co元素化合价由+(4-x)降为+3，为电解池阴极，接电源负极，电极反应为；Pt电极上发生失电子的氧化反应生成，为电解池阳极，接电源正极，电极反应为，据此分析； （1）①左侧通入，在碱性环境（）中失去电子发生氧化反应，故吸附层a为负极，其电极反应式为 ；右侧生成，在酸性环境（）中发生还原反应，故吸附层b为正极。原电池中负极的电极电势低于正极，因此电极电势：吸附层a 吸附层b； ②原电池内部，阳离子向正极移动，故通过钠离子交换膜移向正极（b极）。标准状况下产生（即）时，外电路转移电子； 左侧负极区：消耗（进入溶液，质量增加），同时有 移出（质量减少），故左侧溶液质量净减少 。 右侧正极区：生成 （逸出溶液，质量减少），同时有移入（质量增加），故右侧溶液质量净增加 。起始时两侧溶液质量相等，故工作后两侧电解质溶液的质量差为 ； （2）①根据分析，右侧Pt电极（b电极）作阳极，应与直流电源的正极相连。铅蓄电池的正极材料为。左侧电极（a电极）作阴极，发生得电子的还原反应，实现再锂化生成，其电极反应方程式为 ； ②再锂化过程中，阳极（b电极）水失电子生成氧气，电极反应为 ，由于生成了，阳极附近溶液的pH变小。在电解池中，阴离子向阳极移动，故向b电极迁移。 2 / 2 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $