2025年高考化学压轴(广东专用)压轴题04电化学装置分析(原卷版+解析)特训

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01 原电池和电解池的装置比较
02 原电池和电解池的本质区别
原电池的本质：氧化还原反应中电子作定向的移动过程。
电解池的本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。
03 化学腐蚀和电化腐蚀的区别
04 吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
05 电解、电离和电镀的区别
06 电镀铜、精炼铜比较
07 电极反应式书写技巧
（1）原电池的电极反应式书写
1.先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
2.注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。
3.正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的书写电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。
（2）电解池的电极反应式书写
1.首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前,金属活动顺序由强到弱：铯最强，后是稀土、钡、铷，后是钾〉钙〉钠〉镁〉铝〉铍〉锰〉锌〉铁〉钴〉镍〉锡〉铅〉(氢)〉铜〉汞〉银〉铂〉金。），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。
2.如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2-＞SO32-＞I-＞Br -＞Cl-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。
3.阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。
题型01 原电池装置分析
1．（2024届广东省省二模）一种基于原电池原理的氧气传感器可用于测定样气中氧气的含量，其装置如图所示。下列说法正确的是
A．铅电极为正极
B．银电极上发生的反应为
C．电子由铅电极经过KOH溶液流向银电极
D．工作过程中，传感器的质量不变
2．（2024届广东省大湾区二模）锌-空气电池因工作电压高、制造成本低等特点备受关注。该电池以特定晶型的为催化剂，KOH溶液为电解质，放电时，下列叙述正确的是
A．移向锌电极B．在正极发生氧化反应
C．负极发生反应：D．用盐酸作电解质能减少锌电极的损耗
题型02 电解池原理应用
3．（2024届广东省湛江二模）一种应用间接电氧化红曲红（M）合成新型红曲黄色素（N）的装置如图。下列说法正确的是
已知：由M到N的反应可表示为（已配平）。
A．该合成方法中的能量转换形式是化学能全部转化为电能
B．b极为阳极，电极反应式为
C．理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为
D．反应前后保持不变
4．（2024届广东省广州二模）一种具有双极膜的酸-碱液流电池如图所示，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。充电时电极a的反应为：，下列说法不正确的是
A．充电时电极b是阳极
B．充电时KOH溶液中KOH的物质的量增大
C．放电一段时间后，负极区溶液的pH减小
D．每消耗1ml DSAQ，双极膜处有2ml的解离
题型03 电化学腐蚀原理的应用
5．（2024届广东省省二模）下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是
6．（2024届广东省佛山二模）某实验小组利用如图装置探究电化学法保护铁制品的原理。反应一段时间后，下列说法错误的是
A．装置A利用的是牺牲阳极法
B．取a处溶液，滴加溶液，有蓝色沉淀
C．向c处滴加几滴酚酞溶液，变红
D．在d处上方放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝
题型04 电化学探究实验
7．（2024届广东省梅州二模）某化学学习兴趣小组利用下图装置制作简易的燃料电池，电极Ⅰ、Ⅱ均为石墨电极，下列说法不正确的是
A．断开、闭合，一段时间后，电极Ⅱ附近溶液变红
B．电解一段时间后，断开、闭合，此时电极Ⅰ发生还原反应
C．将溶液换成溶液也能制作成燃料电池
D．如将电极Ⅰ、Ⅱ换成铁电极，两电极发生反应不变
8．（2024届广东省茂名二模）按如图装置进行电解滴有紫甘蓝溶液饱和食盐水的可视化实验，已知紫甘蓝溶液酸性条件下呈红色，中性条件下呈紫色，碱性条件下呈黄色，下列说法不正确的是
A．U形管左边颜色由紫色变黄
B．④中带火星的木条复燃
C．反应结束后⑤中的离子浓度：c(Cl-)＞c(ClO-)
D．U形管右侧先变红后褪色，体现氯水的酸性和漂白性
3．（2024·山东滨州·中考真题）向盛有和混合溶液的试管中加入一定量铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生。下列说法正确的是
A．滤渣中一定有铁、铜、银B．滤液中一定含有，可能含有
C．滤液的质量一定比原溶液的质量大D．滤液有可能呈蓝色
1．（2024届广东省大湾区一模）一种镁/海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．作原电池的正极
B．放电时，向气体扩散电极移动
C．反应初始阶段产生的是，后期会产生沉淀
D．气体扩散电极发生的电极反应：
2．（2024届广东省广州市黄浦区一模）我国首创的铝—空气—海水电池可为海，上航标灯供电，是一种无污染、长效、稳定可靠的电源。下列说法正确的是
A．作原电池正极
B．电池工作时，海水中的向负极移动
C．正极反应式为：
D．每消耗，电池最多向外提供电子的电量
3．（2024届广东省广州市黄浦区一模）在触媒作用下，可用电化学装置处理酸性废水中的有机物，原理如图所示。下列说法不正确的是
A．负极发生的反应为：
B．若有机物是甲酸，总反应可表示为
C．若有机物是乙酸，处理乙酸，有由电极区移向电极区
D．用该装置处理有机污水可降低能耗
4．（2024届广东省深圳一模）我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．硫电极为负极
B．通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移
C．硫电极上发生的反应为
D．理论上，每消耗1ml ，同时消耗2 ml
5．（2024届广东省肇庆二模）SO2-空气电池是一种新型环保电池，可在发电的同时制得硫酸，电池内部以稀硫酸为电解液。电池工作时，下列说法正确的是
A．SO2发生还原反应
B．H2SO4在电池的负极生成
C．电子从负极通过电解液移向正极
D．通入空气发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
6．（2024届广东省省一模）微生物燃料电池能在较低的有机负荷下将化学能转化为电能，可用于有机污染的生物修复，其反应原理如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．a极是电池负极
B．电子从极经电解质溶液流向极
C．向极移动
D．若“有机物”是甲烷，则a极每产生，转移电子数为
7．（2024届广东省大湾区一模）一种新型电解池如图所示，可实现废水中硝酸根制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级回收利用。下列说法不正确的是
A．a为电源正极，电极I发生氧化反应
B．阴极电极反应式：
C．若处理含废水，理论上交换膜通过
D．电解一段时间后，阳极附近的溶液的不变
8．（2024届广东省肇庆二模）双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，能把中间界面内的H2O解离为H+和OH-，并使离子定向通过。
以铅蓄电池为电源(放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O)，利用双极膜电解获得NaOH与H3PO4的原理如图所示。下列说法正确的是
A．N膜为阳离子交换膜
B．产品室2中溶液pH逐渐增大
C．产品室1中反应为+2OH-=+2H2O
D．双极膜共解离4mlH2O时，理论上铅蓄电池中生成2mlPbSO4
9．（2024届广东省深圳一模）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，下列有关该过程的说法不正确的是
A．电子从电极经导线流向CCF电极
B．CCF电极上发生的反应有：
C．生成（的反应中，
D．利用电解法再次获得含溶液，需将附着、的电极置于阳极
10．（2024届广东省省一模）钠离子电池的充放电过程是钠离子在电池正极材料和负极材料之间来回脱嵌的过程，因此钠离子电池被称为“摇椅电池”，其工作原理如图所示，电池总反应式为。下列说法错误的是
A．放电时，电流从极经过用电器流向极
B．放电时，负极的电极反应式为
C．充电时，每转移电子，极的质量减少
D．充电时，极连接电源的负极
11．（2024届广东省佛山一模）如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的能解离为和，下列说法正确的是
A．石墨也可以用Pb代替
B．双极膜解离出来的向石墨电极移动
C．在Pb电极表面发生反应：
D．当石墨电极析出1 ml ，Pb电极附近一定生成2 ml乙醛酸
12．（2024届广东省广州一模）一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图所示，下列说法不正确的是
A．放电时，从极区向极区移动
B．充电时，电极是阳极
C．每消耗，有通过质子交换膜
D．充电时的总反应：
13．（2024届广东省江门一模）高氯酸（）是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵（）的原料之一，下图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正确的是
A．b为电源的正极B．电极M处发生氧化反应
C．从左到右穿过质子交换膜D．电极N的电极反应式：
14．（2024届广东省江门一模）我国科学家设计了一种协同转化装置，实现对天然气中和的高效去除，装置如下图。其中电极分别为ZnO＠石墨烯（石墨烯包裹ZnO）和石墨烯。下列有关说法不正确的是
A．ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极
B．石墨烯区电极反应：
C．协同转化的总反应式：
D．金属导线上每转移1ml电子，和被去除的总体积约11.2L（标准状况）
15．（2024届广东省梅州一模）国内首创的电化学脱嵌法盐湖提锂是通过“富锂态吸附材料（阳极）|支持电解质|阴离子膜|卤水|欠锂态吸附材料（阴极）”实现盐湖卤水中锂的高效选择性提取和富集，且高选择性提取锂的磷酸铁（）离子筛价廉易得可反复使用。工作原理如图所示，下列说法不正确的是
A．该离子筛高选择性提取锂而不提取、的原因是离子半径小能嵌入离子筛
B．阴极室发生的电极反应式：
C．卤水中的通过阴离子膜进入阳极室以维持整个体系的电荷平衡
D．以5A的电流电解32分钟后，阳极板质量减轻1.4g（）
16．（2024届广东省汕头一模）液流电池在储能领域发挥着重要作用．下图是碱性锌铁液流电池，其具有电压高、成本低的优点．已知该电池放电时正极发生反应：，下列叙述正确的是
A．放电时，M处发生氧化反应，N为负极
B．放电时，右侧贮液器中溶液浓度减小
C．充电时，N极电极反应为：
D．该离子交换膜为阴离子交换膜，当有65 g Zn发生反应时，有1 ml 通过
17．（2024·广东卷）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是
A．阳极反应：
B．阴极区溶液中浓度逐渐升高
C．理论上每消耗，阳极室溶液减少
D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加
18．（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
19.（2023·广东卷）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是
A．作原电池正极
B．电子由经活性炭流向
C．表面发生的电极反应：
D．每消耗标准状况下的，最多去除
20．（2022·广东卷）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是
A．充电时电极b是阴极
B．放电时溶液的减小
C．放电时溶液的浓度增大
D．每生成，电极a质量理论上增加
实例
原理
使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
形成条件
①电极：两种不同的导体相连；
②电解质溶液：能与电极反应。
①电源； ②电极（惰性或非惰性）；
③电解质（水溶液或熔化态）。
反应类型
自发的氧化还原反应
非自发的氧化还原反应
电极名称
由电极本身性质决定：
正极：材料性质较不活泼的电极；
负极：材料性质较活泼的电极。
由外电源决定：
阳极：连电源的正极；
阴极：连电源的负极；
电极反应
负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应）
正极：2H++2e-=H2↑（还原反应）
阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应）
阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应）
电子流向
负极→正极
电源负极→阴极；阳极→电源正极
能量转化
化学能→电能
电能→化学能
应用
①抗金属的电化腐蚀；
②实用电池。
①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。
一般条件
金属直接和强氧化剂接触
不纯金属，表面潮湿
反应过程
氧化还原反应，不形成原电池。
因原电池反应而腐蚀
有无电流
无电流产生
有电流产生
反应速率
电化腐蚀＞化学腐蚀
结果
使金属腐蚀
使较活泼的金属腐蚀
条件
水膜酸性很弱或呈中性
水膜酸性较强
正极反应
O2 + 4e- + 2H2O =4OH-
2H+ + 2e-=H2↑
负极反应
Fe－2e-=Fe2+
Fe－2e-=Fe2+
腐蚀作用
是主要的腐蚀类型，具有广泛性
发生在某些局部区域内
条件
受直流电作用
受热或水分子作用
受直流电作用
实质
阴阳离子定向移动，在两极发生氧化还原反应
阴阳离子自由移动，无明显的化学变化
用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金
实例
CuCl2 eq \(\s\up 7(电解),\s\d0(====))Cu＋Cl2
CuCl2==Cu2++2Clˉ
阳极 Cu －2e- = Cu2+
阴极 Cu2++2e- = Cu
关系
先电离后电解，电镀是电解的应用
形成条件
镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子
粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液
电极反应
阳极 Cu －2e- = Cu2+
阴极 Cu2++2e- = Cu
阳极：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
溶液变化
电镀液的浓度不变
溶液中溶质浓度减小
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
淀粉水解产生果糖
米饭在口腔中越嚼越甜
B
受热易分解
加热可除去中的
C
Zn的金属性比Fe强
在钢制船壳上镶嵌锌块能减缓船体的腐蚀
D
的熔点比低
工业上电解熔融冶炼铝