高考化学一轮复习-电化学原理的综合应用（专项训练）（全国通用）（解析版）

这是一份高考化学一轮复习-电化学原理的综合应用（专项训练）（全国通用）（解析版），共27页。试卷主要包含了5ml电子时，N极区质量增加3等内容，欢迎下载使用。
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc17943" 01 课标达标练
\l "_Tc22251" 题型01 考查电极反应与物质变化分析
\l "_Tc2717" 题型02 考查电化学装置的回路分析与粒子移动
\l "_Tc30632" 题型03 考查电化学装置中溶液性质的变化分析
\l "_Tc10254" 题型04 考查离子交换膜的类型与功能识别
\l "_Tc16505" 题型05 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析
\l "_Tc2514" 题型06 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计
\l "_Tc1965" 题型07 \l "_Tc17630" 考查守恒法在电化学计算中的应用
\l "_Tc2905" 题型08 考查电化学计算中复杂动态过程分析
\l "_Tc10186" 题型09 考查多池串联与混合体系的电化学计算
\l "_Tc20184" 02 核心突破练
\l "_Tc5699" 03 真题溯源练
\l "_Tc17630" 01 考查电极反应与物质变化分析
1.（2025·江西·二模）固态有机聚合物电极凭借柔性，高容量，高安全性为下一代电池技术提供了新方向。一种新型二次电池的工作原理如图所示。电极N是一种固态有机聚合物，该电池电极M在充电过程中产生黄色的离子。下列说法错误的是
A．放电时，M电极的电势要高于N电极
B．放电时外电路中每转移0.5ml电子时，N极区质量增加3.5g
C．充电时，M连接电源的正极
D．充电时，N极电极反应式是
【答案】B
【分析】根据该电池电极M在充电过程中产生黄色的离子，则反应的电极反应式为：，得到M电极在充电时为阳极，放电时为正极，电极反应式为：；则N电极在放电时为负极，电极反应式为：，充电时为阴极，电极反应式为：；据此分析解答。
【解析】A．根据分析，在放电时M电极为正极，N电极为负极，正极电势高于负极，即M电极的电势要高于N电极，A正确；B．根据分析和电子转移守恒可知，当放电时外电路中每转移0.5ml电子时，则有会通过透过层从N极区向M极区移动，则N极区的质量会减少3.5g，B错误；C．根据分析，M在充电时为阳极，则连接在电源的正极，C正确；D．根据分析，充电时，N极电极反应式为：，D正确；故答案为：B。
2.（2025·广东深圳·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，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，流向银电极
【答案】B
【分析】因为该电池可用于测定样气中氧气的含量，氧气进入银电极得到电子发生还原反应，所以银电极是正极，则铅电极是负极。
【解析】A．由分析知，银电极是正极，铅电极是负极，A错误；B．银电极是正极，氧气发生还原反应在碱性条件下生成氢氧根离子，电极反应式为，B正确；C．电子从负极经外电路流向正极，所以电子由铅电极经过导线流向银电极，电子不会经过内电路，C错误；D．原电池中阴离子向负极移动，流向铅电极，D错误；故选B。
\l "_Tc17630" 02 考查电化学装置的回路分析与粒子移动
3.（2025·辽宁沈阳·三模）大连物化所邓德会团队通过惰性电极电解实现了空气阴阳极同时活化制硝酸，其电化学装置如下图所示，下列说法中错误的是
A．电流方向：正极→电极电极负极 B．电极电势：
C．是的催化剂 D．消耗生成硝酸
【答案】D
【解析】A．在电解池中，电流从电源正极流出，经过外电路流向电解池的阳极，再从电解池的阴极流回电源负极，由图可知电极A连接电源正极，为阳极，电源B连接电源负极，为阴极，所以该装置中电流方向为：正极→电极A→电极B→负极，A正确；B．在电解池中，阳极与电源正极相连，电势高，阴极与电源负极相连，电势低，电极A为阳极，电极B为阴极，所以电极电势：A > B，B正确；C．由图可知，Fe2+参与反应转化为Fe3+，Fe3+是中间产物并参与循环转化为Fe2+，Fe2+反应前后性质和质量不变，故Fe2+是催化剂，C正确；D．本装置通过N2和O2制硝酸，N元素化合价从0价升高为+5价，O元素化合价从0价降低为-2价，根据电子守恒可得3ml O2可生成硝酸的物质的量为：，D错误；故答案选D。
4.（2025·北京通州·三模）电解溶液得到，是早期制备的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法不正确的是
A．电解过程中阴极区的不断迁移到阳极区
B．图中a代表
C．回路中通过1ml电子，产生的小于0.5ml
D．氧化成的电极反应式为
【答案】A
【分析】由装置图可知，左侧电极连电源正极（阳极），右侧电极连电源负极（阴极），质子交换膜分隔两侧电解液，仅允许透过。阳极发生氧化反应，失电子生成，电极反应可表示，透过质子交换膜向阴极移动。阴极发生还原反应，得电子生成，电极反应为，这就是流出液b中少量气泡（）的来源。
【解析】A．该装置为质子交换膜，只允许通过，不能透过，所以阴区的不会迁移到阳极区，故A错误；B．阴极发生还原反应，得电子生成，所以图中a代表，故B正确；C．阳极反应为，理论上回路中通过1ml电子，产生0.5ml，但由于电解过程中可能有副反应等，实际产生的小于0.5ml，故C正确；D．阳极上氧化成，电极反应式为，故D正确；故选A。
\l "_Tc17630" 03 考查电化学装置中溶液性质的变化分析
5.（2025·山东济南·二模）我国科学家利用和NiOOH的协同作用实现了和电催化合成，反应装置及催化机理如图所示。下列说法错误的是
A．b为电源正极
B．工作一段时间后e极附近pH减小
C．和均发生氧化反应
D．理论上每生成1ml的C气体，e上有2ml的被氧化
【答案】D
【分析】由图可知，在该电催化合成装置中，CH3OH和(CH3)2NH在e电极发生反应生成HCON(CN3)2，发生氧化反应，所以e为阳极，d极为阴极；
【解析】A．由分析知，e为阳极，与阳极相连的b为电源正极，A正确；B．e极发生的反应为，工作一段时间后，e极附近氢离子浓度增大，pH减小，B正确；C．从催化机理图可知，CH3OH转化为·CHO，C元素化合价升高，(CH3)2NH转化为·N(CH3)2，N元素化合价升高，因此CH3OH和(CH3)2NH均发生氧化反应，C正确；D．由A分析可知，d极为阴极，e极为阳极，阴极反应为：，H2即为题中的C气体，阳极反应为：，根据得失电子守恒，理论上生成1 ml H2，转移2 ml 电子，阳极上有0.5 ml的(CH3)2NH被氧化，D错误；故答案选D。
6.【结合工业生产新技术考查电化学知识】（2025·河南郑州·一模）传统工业中，己二酸是以苯为原料经热催化加氢和硝酸氧化两步法制备。我国科学家提出了以KA油(环己醇与环己酮混合物)为原料经电解合成己二酸的新方法，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．和传统工业相比，电解合成法具有反应步骤少、无氮氧化物排放等优点
B．a极发生的电极反应之一为
C．该装置工作一段时间后，b极区pH不变
D．每生产1 ml己二酸，理论上同时得到标准状况下
【答案】D
【分析】由图可知，a极由KA油电解得到己二酸，发生氧化反应，为阳极，电极反应为为，或为，b为阴极，电极的反应为，据此分析；
【解析】A．和传统工业相比不需要用硝酸，故电解合成法具有反应步骤少、无氮氧化物排放等优点，A正确；B．根据分析可知，a极发生的电极反应之一为，B正确；C．该装置工作一段时间后，阳极转移电子数等于生成的氢离子数目，进入到阴极，等于生成的氢氧根数目，故b极区pH不变，C正确；D．每生产1ml己二酸，理论上转移的电子数目介于6ml~8ml之间，同时得到标准状况下，D错误；故选D。
\l "_Tc17630" 04 考查离子交换膜的类型与功能识别
7．【结合工业生产考查电化学知识】（2025·湖南邵阳·三模）电化学合成是对环境友好的合成方法，以对硝基苯甲酸()为原料，采用惰性电极电解法合成对氨基苯甲酸()的装置如图。下列说法正确的是
A．N电极电势高于M电极电势
B．该离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解一段时间后，阳极室的pH不变
D．若直流电源用铅酸蓄电池，则每生成0.1ml对氨基苯甲酸，铅酸蓄电池负极质量增加28.8g
【答案】D
【分析】根据图示，N电极I2得电子发生还原反应生成I-，N是阴极，则直流电源b为负极、a为正极，电解池M极为阳极，M极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的总反应为，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，N为阴极，M为阳极，故N电极电势低于M电极电势，A错误；B．由题干分析可知，M为阳极，反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成对氨基苯甲酸的反应消耗H+，且阳离子移向阴极区，故该离子交换膜为阳离子交换膜，B错误；C．由分析可知，M极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，则电解一段时间后，阳极室的pH减小，C错误；D．由分析可知，每生成0.1ml对氨基苯甲酸，电路上转移0.6ml电子，若直流电源用铅酸蓄电池，则铅酸蓄电池负极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4(s)，故质量增加=28.8g，D正确；故答案为：D。
8．（2025·福建福州·二模）电解法处理铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)的装置如图所示。下列说法错误的是
A．电解装置内总反应：
B．M是阴离子交换膜
C．电解过程中，阳极区涉及两种元素的价态变化
D．电路中通过0.1ml电子，阴极区溶液质量减少13.9g
【答案】A
【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为，右侧电极为阳极，电极反应为，据此解答。
【解析】A．由分析可知，两个电极的总反应为：，A错误；B．为维持溶液的电中性，左池中的通过膜M向右侧移动，故M为阴离子交换膜，B正确；C．电解过程中，阳极区涉及被氧化以及PbS、ZnS被氧化的过程，涉及Fe、S两种元素的价态变化，C正确；D．电路中通过0.1ml电子，阴极区有得电子生成Pb，同时有向右侧移动，故阴极区溶液质量减少，D正确；故选A。
\l "_Tc17630" 05 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析
9.【结合电池新技术考查电化学知识】（2025·安徽·三模）以为代表的新型可充电钠离子电池的放电工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．充电时，阳极反应为
B．离子交换膜允许通过
C．Fe元素位于元素周期表d区，中Fe(Ⅲ)的未成对电子数为5
D．放电时，外电路中转移0.2ml电子，两电极室物质(含电极)质量变化的差值为4.6g
【答案】D
【解析】A．由于放电时正极反应为，则充电时阳极反应为，故A正确；B．放电时，正极消耗，而负极消耗，此时从左室移向右室。充电时，阳极释放，而阴极生成，此时从右室移向左室，故B正确；C．Fe为26号元素，价层电子排布，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，属于d区元素。中价层电子排布式为3d5，则的未成对电子数为5，故C正确；D．放电时，外电路转移0.2ml电子，则有从负极移向正极。所以负极电极室减少即4.6g；正极电极室增加即4.6g，则两电极室质量变化值的差值为9.2g，故D错误；故选D。
10．【结合环境保护考查电化学知识】（2025·河南·三模）热再生电池堆—CO2电化学还原池系统(TRBs一CO2RR)可回收烟气中的低温余热并将其转化为电能，同时实现CO2转化利用，其工作原理如图。
下列说法正确的是
A．装置Ⅱ中化学能转化为电能
B．可从Pt电极产生气体中分离并回收CO2
C．碳毡处的电极反应：Cu+4CH3CN-e-=[Cu(CH3CN)4]+
D．阴离子交换膜每通过2mlHCO，就生成3mlCO
【答案】B
【分析】由系统名称“热再生电池堆 — CO2电化学还原池系统”判断右测装置Ⅱ为CO2电化学还原池系统，即电解池，左侧为电池堆(即原电池)。左侧装置原电池的电极反应式为负极：(泡沫铜)Cu + 4CH3CN - e- = [Cu(CH3CN)4]+，正极：(碳毡)Cu2+ + 4CH3CN + e- = [Cu(CH3CN)4]+，右侧电解池的电极反应式为阳极：(Pt极)4HCO3- - 4e- = O2↑ + CO2↑ + 2H2O ，阴极：(Ag/C极)CO2 + 2e- + H2O = CO + 2OH-。
【解析】A．装置Ⅱ为电解池，电能转化为化学能，A错误；B．Pt极产生O2和CO2，可从产生气体中分离并回收CO2，B正确；C．碳毡处的电极反应为Cu2+ + 4CH3CN + e- = [Cu(CH3CN)4]+，C错误；D．阴离子交换膜每通过2 ml HCO3-，电路中转移2 ml 电子，生成 1ml CO，D错误；故选B。
06 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计
11．【结合环境保护考查电化学知识】（2025·山东威海·二模）我国科学家在光电催化—化学耦合烟气脱硫并实现CO2的资源化利用与电能储存的研究中取得重大突破，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极a的电极反应式：
B．装置A食盐水中质量分数：x%＜y%
C．离子交换膜N为阴离子交换膜
D．每吸收1mlSO2，理论上装置B的总质量增加62g
【答案】D
【分析】装置B中，d极2Fe2+-2e-=2Fe3+，作原电池的负极；c极2H++2e-=H2↑，作原电池的正极，则装置B为原电池。装置A为电解池，a极与电源的负极相连，作电解池的阴极，在该电极，CO2得电子产物与电解质反应生成CO和，电极反应式为3CO2+2e-+H2O=CO+2；b极与电源正极相连，为电解池的阳极，食盐水中的Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。装置A中，左侧透过离子交换膜M进入中间盛有NaHCO3溶液室，右侧Na+透过离子交换膜N进入中间盛有NaHCO3溶液室，使NaHCO3溶液由稀变浓，食盐水由浓变稀；离子交换膜M为阴膜，离子交换膜N为阳膜。
【解析】A．由分析可知，电极a为阴极，CO2得电子产物与电解质反应生成CO和，电极反应式：3CO2+2e-+H2O=CO+2，A不正确；B．装置A中，食盐水中Cl-失电子生成Cl2从溶液中逸出，Na+透过阳离子交换膜N进入中间NaHCO3溶液室，从而使NaCl溶液由浓变稀，所以NaCl质量分数：x%＞y%，B不正确；C．由分析可知，Na+能透过离子交换膜N，所以离子交换膜N为阳离子交换膜，C不正确；D．在装置B内，SO2-2e-+2H2O=+4H+，在c极2H++2e-=H2↑，每吸收1mlSO2，同时生成1mlH2，则理论上装置B的总质量增加1ml×64g/ml-1ml×2g/ml=62g，D正确；故选D。
12．（2025·湖南娄底·一模）一种在电催化剂作用下，还原合成铵盐的原理如下图所示。下列叙述正确的是
A．膜M为阴离子交换膜
B．装置工作一段时间后，b极表面明显升高
C．a极的电极反应式为
D．标准状况下，b极收集气体时，阴极上有生成
【答案】C
【分析】由装置图可知a极转化为，N从+5价降低到-3价，得到电子，发生还原反应，a极为阴极，电极反应为，b极上转化为，O从-2价升高到0价，失去电子，发生氧化反应，b极为阳极，电极反应为。
【解析】A．由分析可知，a极为阴极， b极为阳极，膜M为阳离子（）交换膜，A项错误；B．阴极电极反应为，阳极电极反应为，工作一段时间后，铂极表面明显下降，B项错误；C．由分析可知a极为阴极，电极反应为，C项正确；D．根据得失电子守恒，，阴极生成的铵根离子，D项错误；答案选C。
\l "_Tc17630" 07 考查守恒法在电化学计算中的应用
13．【结合电池新技术考查电化学知识】（2025·江苏泰州·模拟预测）科学家最近发明了一种Al-PbO2电池，电解质为KOH、K2SO4、稀H2SO4，通过X和Y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域(a>b)，结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A．R区域的电解质浓度逐渐减小
B．通过Y膜移向N区
C．放电时，PbO2电极上的电极反应式为
D．理论上，消耗2.7g Al时，N极区质量减少28.8g
【答案】C
【分析】由图可知，原电池工作时，Al为负极，被氧化生成[Al(OH)4]-，PbO2为正极，发生还原反应，电解质溶液M区为KOH，R区为K2SO4，N区为H2SO4，原电池工作时，负极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，则消耗OH-，钾离子向正极(M区向R区)移动，X为阳离子交换膜；正极电极反应式为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，正极消耗氢离子，硫酸根向负极(N区向R区)移动，则Y是阴离子交换膜。在同一闭合回路中电子转移数目相等，结合溶液酸碱性及电极材料书写电极反应式和总反应的方程式，以此解答该题。
【解析】A．据分析，钾离子向正极(M区向R区)移动，硫酸根向负极(N区向R区)移动，R区域的电解质浓度逐渐增大，故A错误；B．据分析，向负极移动，通过Y膜移由N区向R区移动，故B错误；C．据分析，放电时，PbO2电极为正极，电极反应式为，故C正确；D．消耗2.7g Al，电子转移0.3ml，N区消耗0.6ml H+、0.15ml ，同时有0.15ml 移向R区，则相当于减少0.3ml H2SO4，同时生成0.3ml H2O，则R区实际减少质量为0.3ml×98g/ml-0.3ml×18g/ml=24g，故D错误；故答案为C。
14.【结合工业生产考查电化学知识】（2025·四川·一模）制造尼龙-66的原料己二腈[]用量很大，工业上常采用丙烯腈()电合成法来制备。其工作原理如图所示。已知比得电子能力强。下列说法正确的是
A．b极为阳极，电极材料可改为Fe
B．甲室的电极反应式为
C．甲室中加入磷酸四乙基铵，其阳离子覆盖在电极表面，以抑制水电离出过多
D．若在乙室产生标准状况下44.8L ，理论上可制备216g
【答案】C
【分析】由图可知，a极丙烯腈发生还原反应生成己二腈，，a为阴极，则b为阳极，b极发生氧化反应，反应为2H2O- 4e- =4H++O2↑。
【解析】A．b极产生，而来源于，化合价升高，失去电子，是阳极，若将阳极材料换成Fe，Fe的金属性较强，易失去电子，就不会产生，合金改变了金属本身的固有属性，难以失去电子，故A错误；B．甲室的电极反应式为，故B错误；C．根据信息，比得电子能力强，而甲室是为了制备，若产生过多，就会造成优先得到电子，加入磷酸四乙基铵，其大量阳离子覆盖在电极表面，其目的是从双电层（溶液层和丙烯腈两相）中取代出水分子，从而抑制水电离出过多，故C正确；D．在乙室产生标准状况下44.8L ，会转移8ml电子，根据可知，会生成4ml ，其质量为432g，故D错误；故答案为：C。
\l "_Tc17630" 08 考查电化学计算中复杂动态过程分析
15.7．（24-25高三下·贵州·月考）用图所示装置电解硫酸铜和氯化钠的混合溶液，当线路中有1.20ml电子通过时，甲电极增重并有4.48L (已折算成标准状况下的体积，后同)气体生成，乙电极同时生成气体7.84L，则原溶液中硫酸铜与氯化钠的物质的量之比为
A．2:1B．4:1C．2:3D．4:3
【答案】A
【解析】分析：本题考查电解原理，根据离子放电顺序，分析电极产物，根据电子守恒解答。
详解：该电解池可能发生的阴极反应为：①Cu2++2e-=Cu、②2H++2e-=H2↑；发生的阳极反应为：③2Cl--2e-=Cl2↑，④2H2O-4e-=4H++O2↑，甲电极增重，并有4.48L气体生成，则氢气体积为4.48L（标准状况），乙电极同时生成气体7.84L（氯气和氧气），反应共转移电子1.20ml，阴极反应中，反应②共得电子0.4ml电子，则反应①共得电子1.2ml-0.4ml=0.8ml，可计算得原溶液中含Cu2+，其物质的量为0.4ml；设阳极产生氯气物质的量为x，产生氧气物质的量为y，则x+y==0.35ml,共转移电子1.2ml,则2x+4y=1.2,联立两个方程，解得，x=0.1ml,y=0.25ml，所以溶液中含Cl-为0.2ml, 则原溶液中硫酸铜与氯化钠的物质的量之比为0.4:0.2=2:1,故选A项。综上所述，本题正确答案为A。
16.（24-25高三上·福建·月考）某混合溶液中和的浓度均为，现用直流电源电解该混合溶液。若电解过程中不考虑溶液体积变化，则下列说法正确的是
A．将有色鲜花靠近阴极时，有色鲜花颜色褪去
B．当溶液蓝色恰好完全褪去时，加入和能使溶液复原
C．当溶液蓝色恰好完全褪去时，电解产生的气体总体积为
D．当两个电极产生的气体体积相等时，电路中过的电子总数约为
【答案】D
【分析】电解过程中，阴极先是Cu2+得电子生成铜单质，后是氢离子得电子生成氢气，阳极上氯离子先失去电子生成氯气，再由水失去电子生成氧气；
【解析】A．阴极是Cu2+得电子生成铜单质，将有色鲜花靠近阴极时，有色鲜花颜色不褪去，故A错误；B．当溶液蓝色恰好完全褪去时，说明0.2ml铜离子变为铜单质，有0.4ml电子转移，阳极产生0.1ml氯气和0.05ml氧气，因此加入和能使溶液复原，故B错误；C．根据B选项分析，当溶液蓝色恰好完全褪去时，阳极产生0.1ml氯气和0.05ml氧气，因此电解产生的气体在标准状况下总体积为3.36L，故C错误；D．当两个电极产生的气体体积相等时，即阴极产生的氢气体积等于阳极产生的氯气和氧气体积之和，设整个电路有xml电子转移，则，解得x=1，因此电路中通过的电子总数约为，故D正确；综上所述，答案为D。
09 考查多池串联与混合体系的电化学计算
17．【结合储能新技术考查电化学知识】（2025·广西南宁·模拟预测）为适应可再生能源的波动性和间歇性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如下图所示。当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态；当打开和，闭合时，装置处于放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法错误的是
A．蓄电时，碳锰电极为阳极
B．蓄电时，右池中右侧电极发生的反应为
C．放电时，每消耗1ml MnO2，理论上有4ml H+由双极膜向碳锰电极迁移
D．理论上，该电化学装置运行过程中不需要补充和KOH溶液
【答案】C
【分析】当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态，即为电解池，得电子生成H2，H元素化合价降低，则为阴极，Mn2+失电子生成MnO2，碳锰电极为阳极；ZnO得电子生成Zn，则锌电极为阴极；当打开和、闭合时，装置处于放电状态，即原电池，锌电极为负极，碳锰电极为正极，以此解答。
【解析】A．由分析可知，蓄电时即为电解池，Mn2+失电子生成MnO2，碳锰电极为阳极，A正确；B．蓄电时，右侧电解池中ZnO得电子生成Zn，电极反应式为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-，OH-失电子生成O2，电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O，发生的总反应为，B正确；C．放电时，碳锰电极为正极，电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，每消耗1ml ，需要消耗4ml H+，但碳锰电极只生成2ml正电荷，剩余正电荷需要从双极膜间解离出是氢离子转移至左侧，因此理论上有2ml 由双极膜向碳锰电极迁移，C错误；D．该电化学装置运行过程中得电子生成H2，但实际过程为消耗了溶剂水，氢离子浓度增大，OH-失电子生成O2，但实际也消耗了溶剂水，氢氧根离子浓度同样增大，则不需要不断补充和KOH溶液，D正确；故选：D。
18．【结合电池新技术考查电化学知识】（2025·天津河西·三模）光催化电极可以在太阳光照下实现对设备进行充电，该电池工作原理如下图所示。放电时转化为，下列有说法错误的是
A．充电时，石墨电极为做阴极
B．充电时，光催化电极的电极反应式为：
C．放电时，石墨电极发生还原反应
D．放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少，外电路转移
【答案】C
【分析】由题干电池工作原理图示信息可知，放电时石墨电极上的反应为：，发生氧化反应，为负极，光催化电极上的反应为：，发生还原反应，为正极；充电时，石墨电极上的电极反应为：，发生还原反应，为阴极，光催化电极上的电极反应为：，发生氧化反应，为阳极；
【解析】A．由分析可知，充电时，石墨电极为做阴极，A正确；B．充电时，光催化电极为阳极，电极反应式为：，B正确；C．放电时石墨电极上的反应为：，发生氧化反应，C错误；D．由分析可知，放电时，石墨电极为负极，光催化电极为正极，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过离子交换膜移向右侧，放电时当外电路转移1ml电子时，1ml钠离子从左室迁移到右室，离子交换膜左室电解质溶液质量减少23g，则放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少（为0.2ml钠离子），外电路转移，D正确；故选C。
1．【结合电池新技术考查电化学知识】（2025·广西南宁·二模）某种可充电固态锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电极电势：b极>a极
B．放电时电子流向：a极→负载→b极
C．充电时，阳极电极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
D．外电路通过1ml电子时，理论上两电极质量变化差值为7g
【答案】D
【分析】放电时，该电池为原电池，阳离子向正极移动，由图可知，Li+向b极移动，则b为正极，a为负极；充电时为电解池，a极为阴极，阴极上Li+得电子发生还原反应，b极为阳极，据此分析回答。
【解析】A．根据Li+移动方向可知：b极为正极，a极为负极；充电时，b极为阳极，a极为阴极，故电极电势b极高于a极，A正确；B．放电时，电子由负极a流出经外电路负载流入正极b，B正确；C．充电时，b极为阳极，失去电子，电极反应为：，C正确；D．放电时：外电路通过1ml电子时，b极减少1ml Li+ ，质量为7g，a极1ml Li+ 得到电子变为锂增重7g，充电时：外电路通过1ml电子时，a极失去电子迁移1ml Li+ 到b极，a极质量减少7g，b极1ml Li+ 得到电子变为锂增重7g，两电极质量变化差值为14g，D错误；故选D。
2．【结合工业生产考查电化学知识】（2025·山东·二模）一种利用电化学方法将生物质转化生成的高效合成有机硫化合物的工作原理如图。电解质为溶液，在高纯度导电炭黑(KB)催化作用下，和在电极表面形成、和等有机硫化合物。下列说法错误的是
A．KB能导电是因为其有类石墨的大π键微观结构
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．生成的电极反应式为
D．理论上，每形成键，体系生成标况下
【答案】D
【解析】由图，Pt-C电极上水得到电子发生还原反应生成氢气，为阴极，则KB为阳极，阳极上物质发生氧化反应；A．KB为高纯度导电炭黑，能导电是因为其有类石墨的大键微观结构，存在自由移动的电子，故A正确；B．电解池中阳离子向阴极移动，由图离子移动方向，离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确；C．阳极上和生成的反应为失去电子的氧化反应，电极反应式为，故C正确；D．由于阳极发生氧化反应，在电极表面形成、和等有机硫化合物，不确定具体转移电子的物质的量，不能计算生成标况下氢气的体积，故D错误；故答案为：D。
3．【结合工业生产考查电化学知识】（2025·湖南永州·模拟预测）科学家研究的新型电化学装置实现了在常温常压下，KOH电解质加速羰基中间体缩合高效合成。
下列说法正确的是
A．阳极的电极反应之一为：
B．过程中两极室电解质溶液pH不变
C．每生成1ml，阴极至少有2mlH2生成
D．反应①的反应类型为取代反应
【答案】A
【分析】如图可知，左侧、均发生氧化反应，则左侧为阳极，右侧为阴极；阳极的反应包含、两个反应，阴极的反应为，据此分析解答。
【解析】A．左侧为阳极，被氧化为，电极反应之一为：，A正确；B．当转移2ml电子时，有2ml在阳极参与电极反应，同时有通过离子交换膜向阳极移动，但阳极生成水，pH减小，阴极消耗水生成氢氧根离子，pH增大，B错误；C．每生成1ml，则需要1ml，2ml，根据电极反应可知，共转移6ml电子，则阴极至少有3ml生成，C错误；D．反应①先发生醛基的加成反应形成羟基，再发生羟基的消去反应形成碳碳双键，不是取代反应，D错误；故选A。
4．（2025·广东深圳·一模）利用多膜装置通过电解法可以制备KNO3，同时获得一定的副产品，其电解装置如图所示。下列说法正确的是
A．Y膜为阳离子交换膜
B．阴极室溶液中OH-浓度逐渐降低
C．理论上每生成1mlCl2，阴极室溶液质量增加46g
D．理论上每生成标准状况下22.4LCl2，阳极室内溶液质量减少149g
【答案】D
【分析】阳极室：2Cl--2e-=Cl2↑；阴极室：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，电解法可以制备KNO3，根据图示，阳极室中的钾离子进入硝酸钾溶液，NaNO3溶液中硝酸根离子进入硝酸钾溶液、钠离子进入阴极室生成氢氧化钠。
【解析】A．NaNO3中通过Y膜向左移生成KNO3，Y膜为阴离子交换膜，故A错误；B．阴极室发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，OH-浓度逐渐增加，故B错误；C．生成1mlCl2时，转移2ml电子，阴极室内生成1mlH2但补充了2mlNa+，因此阴极室溶液质量增加44g，故C错误；D．生成1mlCl2（标准状况下体积为22.4L）即转移2ml电子，同时有2mlK+移向硝酸钾溶液，则阳极室内减少2mlKCl，即溶液质量减少149g，故D正确；故答案为D。
5．【结合工业生产考查电化学知识】（2025·广东深圳·二模）双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，能把中间界面内的解离为和，并使离子定向通过。以铅蓄电池为电源(放电时总反应为)，利用双极膜电解获得NaOH与的原理如图所示。下列说法正确的是
A．N膜为阳离子交换膜
B．电解过程中，产品室1的pH逐渐减小
C．产品室2中反应为
D．双极膜共解离4ml时，理论上铅蓄电池中生成4ml
【答案】C
【分析】由图可知，电解池工作时阳离子向阴极迁移，由于H+向电极a移动，即电极a为阴极，那么电极b为阳极， M膜为阳离子交换膜，原料室中钠离子通过M膜进入产品室1得到氢氧化钠，N膜为阴离子交换膜，原料室中磷酸二氢根离子通过N膜进入产品室2，与双极膜产生的氢离子反应生成磷酸。
【解析】A．由分析，N为阴离子交换膜，A错误；B．由分析，产品室1生成氢氧化钠，pH逐渐增大，B错误；C．原料室中磷酸二氢根离子通过N膜进入产品室2，与双极膜产生的氢离子反应生成磷酸，反应为，C正确；D．双极膜共解离4mlH2O，即电极a、b处各解离2mlH2O，电极a的电极反应式为：，解离2mlH2O得到2ml H+，转移电子数为2ml，结合反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，理论上铅蓄电池中生成2mlPbSO4，D错误；故选C。
1．（2025·云南卷）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是
A．Pt电极反应：
B．外加电场可促进双极膜中水的电离
C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成
【答案】C
【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反应为：，阴极发生的反应为：，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，据此解答。
【解析】A．由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：，A正确；B．水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作用下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确；C．由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，即钠离子往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阴离子交换膜，C错误；D．Ⅳ室每生成，则转移1ml电子，有1ml氢离子移到Ⅱ室中，生成，D正确；故选C。
2．（2025·江苏卷）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是
A．电极a上发生氧化反应生成
B．通过质子交换膜从右室移向左室
C．光解前后，溶液的不变
D．外电路每通过电子，电极b上产生
【答案】A
【分析】光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应，a为负极，电极反应式为：；电极b上电子流入，发生还原反应，b为正极，电极反应式为：。
【解析】A．根据分析，电极a为负极，发生氧化反应，电极反应式为：，生成物有O2，A正确；B．原电池中阳离子向正极移动，电极a上生成，电极b上消耗，通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；C．在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解总反应是电解水，溶液中减少，溶液浓度增大，pH减小，C错误；D．生成，转移2ml电子，外电路通过0.01ml电子时，电极b上生成，D错误；答案选A。
3．（2025·河北卷）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。下列说法正确的是
A．电极上发生的反应：
B．产生标准状况下时，理论上可转化的
C．再锂化过程中，向电极迁移
D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高
【答案】B
【分析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则 转化为过程中，C元素化合价由降为+3，得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为，Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为，据此回答。
【解析】A．由分析知，电极上发生的反应：，A错误；B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 ml) 时转移1 ml 电子，理论上转化的，B正确；C．为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误；D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生、消耗，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误；
故选B。
4．（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1ml电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是
A．充电时Ⅱ为阳极
B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C．放电时负极反应为：
D．充电时16gS能提供的理论容量为
【答案】B
【分析】放电时，电极Ⅱ上减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为：。
【解析】A．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：，反应消耗，溶液的pH升高，B错误；C．由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：，C正确；D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为，每消耗16gS，即0.5mlS，转移1ml电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A⋅h，D正确；故选B。
5．（2025·浙江卷）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是
A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率
B．充放电时，优先于通过固态电解质膜
C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为
D．充电时，锂电极接电源负极
【答案】C
【分析】电池放电时，锂电极为负极，发生反应：，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：，随温度升高Q增大，正极区转化为；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，或失去电子。
【解析】A．由分析可知，电池总反应方程式为：或，充放电时有参与或生成，因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率，A正确；B．比的半径小，因此优先于通过固态电解质膜，B正确；C．放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为，C错误；D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确；答案选C。
6．（2024·江西卷）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是
A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣
B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣
C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室
D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH
【答案】B
【分析】由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，CuRu为正极，得到电子生成NH3，电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，以此解答。
【解析】A．由分析可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，A错误；B．由分析可知，CuRu为正极，得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，B正确；C．质子交换膜只允许H+通过，C错误；D．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，正极电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为8HCHO+7OH-=NH3+8HCOO-+4 H2↑+2H2O，处理废水过程中消耗OH-，溶液pH减小，需补加 KOH，D错误；故选B。
7．（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
【答案】C
【分析】左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，从而实现冶铁，电极反应为：；右侧电极为阳极，溶液为饱和食盐水，放电产生氯气，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。
【解析】A．由分析可知，阳极反应为：，A正确；B．由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确；C．由分析可知，理论上每消耗，转移6ml电子，产生3ml，同时有6ml由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误；D．由分析可知，理论上每消耗，转移6ml电子，有6ml由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确；故选C。
8．（2024·山东卷）以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是
A．电极a连接电源负极
B．加入Y的目的是补充
C．电解总反应式为
D．催化阶段反应产物物质的量之比
【答案】B
【分析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑；催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。
【解析】A．根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；B．根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑，C项正确；D．催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1mlBr-得到6ml电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1mlO2失去4ml电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确；答案选B。
9．（2024·新课标卷卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时，下列叙述错误的是
A．电池总反应为
B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mml电子流入
D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
【答案】C
【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。
【解析】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确；B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；C．根据反应可知，参加反应时转移2 ml电子，的物质的量为0.1 mml，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mml电子流入，C错误；D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。综上所述，本题选C。
10．（2023·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是
A．b端电势高于a端电势B．理论上转移生成
C．电解后海水下降D．阳极发生：
【答案】D
【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，钛箔为阴极，高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，以此解题。
【解析】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移生成，B错误；C．由分析可知，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，电解后海水中OH-浓度增大，pH上升，C错误；D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确；故选D。