考点24 电化学原理的综合应用（核心考点精讲精练）-2025年高考化学一轮复习讲练专题（新高考通用）（原卷版）

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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc1906" PAGEREF _Tc1906 \h 1
\l "_Tc19329" 1.高考真题考点分布 PAGEREF _Tc19329 \h 1
\l "_Tc8273" 2.命题规律及备考策略 PAGEREF _Tc8273 \h 1
\l "_Tc17371" PAGEREF _Tc17371 \h 2
\l "_Tc9342" 考法01 多池串联的两大模型及原理分析 PAGEREF _Tc9342 \h 2
\l "_Tc19779" 考法02 电化学装置中的膜技术应用 PAGEREF _Tc19779 \h 5
\l "_Tc11670" 考法03 电化学有关计算 PAGEREF _Tc11670 \h 8
\l "_Tc3236" PAGEREF _Tc3236 \h 12
1.高考真题考点分布
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看，多池串联主要考查电极类型判断、电极反应式的书写等；原电池和电解池的相关计算主要包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、根据电荷量求产物的量、根据产物的量求电荷量等仍是高考命题的热点。
【备考策略】
【命题预测】
预计2025年高考会以新的情境载体考查考查电化学膜技术的应用、电极方程式书写、利用得失电子守恒计算等是高考命题的重要趋势，题目难度一般较大。
考法01 多池串联的两大模型及原理分析
1.常见串联装置图
（1）外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
（2）原电池与电解池的串联(如图)
图甲
图乙
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。
2.“串联”类装置的解题流程
考向01 考查外接电源与电解池的串联
【例1】（2024·河北秦皇岛·一模）如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，下列关于该装置工作时的说法正确的是( )
A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B．甲池中负极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋
C．甲池和乙池中溶液的pH均减小
D．当甲池中消耗3.2 g N2H4时，乙池中理论上最多产生6.4 g固体
考向02 考查原电池与电解池的串联
【例2】（2024·广东·三模）西北工业大学推出一种新型Zn-NO2电池，该电池能有效地捕获NO2并将其转化为NO。现利用Zn-NO2电池将产生的NO电解制氨，过程如图所示。下列说法正确的是
A．c电极的电势比d电极的电势高
B．当电路中转移2mle-时，丙室溶液质量减少18g
C．电解池的总反应式为2H+ + 2NO+ 2H2O = 2NH3 +3O2↑
D．为增强丙中水的导电性，可以加入一定量的NaCl固体
【思维建模】
(1)多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。
(2)与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。
【对点1】（2024·黑龙江·模拟）二十大报告明确了生态文明建设的总基调是推动绿色发展。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。某化学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。回答下列问题：
(1)甲池在放电过程中的负极反应式为_________________________________________________________。
(2)乙池中通入废气SO2的电极为____极，电池总反应的离子方程式为_______________________________。
(3)b为____________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到4 L浓度为0.6 ml·L－1的盐酸时，M室中的溶液的质量变化为____________(溶液体积变化忽略不计)。
(4)若在标准状况下，甲池有5.6 L O2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为____________L。
【对点2】（2024·山东·模拟预测）利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化。下列说法错误的是
A．乙室的Ag电极电势高于甲室
B．Cl电极的反应为
C．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜
D．当乙室Ag电极的质量增加时，理论上NaCl溶液减少
考法02 电化学装置中的膜技术应用
1.常见的隔膜
隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
2.隔膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3.“隔膜”电解池的解题步骤
第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。
第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。
第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。
考向01 “隔膜”在新型电池中的应用
【例1】（2024·山东青岛·二模）我国科学家开发出了一种Zn-NO电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．电极电势：Zn/ZnO电极B
B．负极上电极反应式：
C．好氧反应器中反应式为
D．X离子为，交换膜Y是阴离子交换膜
6．（2024·河北石家庄·三模）高性能钠型电池工作原理如图所示，电池反应为．下列说法正确的是
A．放电时，a为正极
B．充电时，阴极反应为
C．放电时，Sn在很大程度上被腐蚀
D．充电时，当电路中通过，理论上有从石墨烯中脱嵌并向左迁移
7．（2024·青海西宁·三模）一种双极膜电池可长时间工作，其工作原理如图所示。已知双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是
A．电极电势：电极电极
B．双极膜中解离出的透过膜q向Cu电极移动
C．Cu电极的电极反应式为
D．双极膜中质量每减少18g，左侧溶液中硫酸质量减少98g
8．（2024·陕西·模拟预测）铁—铬液流电池储能技术被称为储能时间最长、最安全的电化学储能技术之一，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，M为正极
B．充电时，阴极反应式为
C．若用该电池电解饱和食盐水，当有生成时，则有被氧化
D．充电时，被氧化时，则有由左向右通过质子交换膜
9.（2023·广东惠州·联考）钒电池是化学储能领域的一个研究热点，储能大、寿命长，利用该电池电解含的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d电极均为惰性电极。下列说法中正确的是
A．用钒电池处理废水时，a电极区溶液由蓝色变成黄色
B．电势：a极高于c极
C．膜2为阴离子交换膜，p口流出液为
D．当钒电池有通过质子交换膜时，处理含的废水
10.（2024·广西南宁·模拟预测）如图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是

A．甲池将化学能转化为电能，总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
B．乙池中的Ag不断溶解
C．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量CuO固体
D．当甲池中有22.4LO2参与反应时，乙池中理论上可析出12.8g固体
11.（2024·河北衡水·一模）浓差电池是一种特殊的化学电源。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是
A．a为电解池的阴极
B．当电路中转移2ml电子时，2ml通过膜d向右移动
C．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120gNaOH
12.（2024·湖南长沙·模拟预测）四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂，下图为以四甲基氯化铵为原料，利用光伏并网发电装置采用电渗析法合成，下列叙述正确的是

A．a极电极反应式：
B．制备0.4ml时，两极共产生6.72L气体(标准状况)
C．c为阳离子交换膜，d，e均为阴离子交换膜
D．保持电流恒定，升高温度可以加快合成的反应速率
13．（2024·河北·二模）科学家利用高温固体氧化物燃料电池技术实现了废气资源回收，并得到单质硫。该电池工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电子从电极b流出
B．电极的电极反应为
C．该电池消耗转化成的电能理论上小于其燃烧热值
D．电路中每通过电子，则有流向电极a
14．（2024·安徽合肥·三模）一种基于固体电解质NASICON的可充电钠碘电池，具有安全、电流密度高、使用条件宽泛等优点，其工作示意图如下所示，已知电池充电时b极发生氧化反应。下列说法错误的是
A．放电时a电极反应式为
B．电池总反应式可表示为
C．充电时，转移0.2ml 时，c区和d区的质量差改变4.6g
D．若将c区换成金属锂，电池的比能量更大
15．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）一种—空气酸性燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是
A．通过质子交换膜从右侧向左侧多孔石墨棒移动
B．若产生，则理论上需通入(标准状况)
C．负极的电极反应式为
D．电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极
16．（2024·辽宁·模拟预测）一种双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。
已知：①M、N均为多孔石墨烯电极；
②起始时Ⅰ室(含储液罐)中只含；
③盐的水解忽略不计。
下列说法正确的是
A．充电时，Ⅱ室中向Ⅰ室迁移
B．充电时，N极电极反应式为
C．X膜为阴离子交换膜，Y膜为阳离子交换膜
D．放电时，Ⅲ室中电路上转移电子，此时Ⅰ室中，则起始时Ⅰ室中含有
17.（2024·四川成都·模拟预测）水系可逆电池在工作时，复合膜(由a、b膜复合而成，a膜只允许通过，b膜只允许通过)层间的解离成和，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，电池工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．闭合时，右侧电极反应为
B．闭合时，电池工作一段时间，复合膜两侧溶液的pH都降低
C．闭合时，从Zn电极流向复合膜
D．闭合时，每生成65gZn，同时生成气体11.2L
18．（2024·陕西安康·模拟预测）一种处理含废水并资源化利用氨的三室电催化装置如图所示。下列说法错误的是
A．b室和c室之间应选择阳离子交换膜
B．阴极发生的反应有
C．溶液与在a室中反应生成铵盐，实现资源化利用氨
D．b室消耗，c室产生气体(标准状况)
19．（2024·黑龙江·三模）一种新型电池，可以有效地捕获,将其转化为,再将产生的电解制，装置如图所示，下列说法正确的是
A．b为正极，发生氧化反应
B．电池工作中电子的流向：
C．d电极的电极反应式：
D．捕获,c极产生（标准状况）
20．（2024·北京·三模）利用双极膜电解制备，捕集烟气中，制备。电解原理如图所示：
已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。
下列说法正确的是
A．阴极反应式：
B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜
C．电路中转移电子时共产生
D．该装置总反应的方程式为
1.（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是
A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B. 电池总反应为：
C. 充电时，阴极被还原的主要来自
D. 放电时，消耗，理论上转移电子
2.（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池，以为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺()以捕获，使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍，同时改善了的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
下列说法错误的是
A. 放电时，电池总反应为
B. 充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C. 充电时，电子由电极流向阳极，向阴极迁移
D. 放电时，每转移电子，理论上可转化
3.（2024·湖北卷）我国科学家设计了一种双位点电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是
A. 电解一段时间后阳极区减小
B. 理论上生成双极膜中有解离
C. 阳极总反应式
D. 阴极区存在反应
4.（2024·甲卷）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是
A.充电时，向阳极方向迁移
B.充电时，会发生反应
C.放电时，正极反应有
D.放电时，电极质量减少，电极生成了
5.（2024·辽宁卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是
A. 相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍
B. 阴极反应：
C. 电解时通过阴离子交换膜向b极方向移动
D. 阳极反应：
6.（2024·新课标卷）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
7.（2024·浙江卷1月）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是
A. 氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B. 随着腐蚀的进行，溶液变大
C. 铁电极上的电极反应式为：
D. 每生成标准状况下，消耗
8.（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A. 电池工作时，发生氧化反应
B. 电池工作时，通过隔膜向正极移动
C. 环境温度过低，不利于电池放电
D. 反应中每生成，转移电子数为
9.（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
10.（2024·甘肃卷）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是
A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B. 电极2是阴极，发生还原反应：
C. 工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2
D. 理论上电源提供能分解
11.（2024·湖南卷）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是
A. 电解时，向Ni电极移动
B. 生成的电极反应：
C. 电解一段时间后，溶液pH升高
D. 每生成的同时，生成
12.（2023·海南卷第8题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是

A. b电极为电池正极
B. 电池工作时，海水中的Na+向a电极移动
C. 电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D. 每消耗1kgAl，电池最多向外提供37ml电子的电量
13.（2023·广东卷第6题）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
14.（2023·广东卷第16题）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
15.（2023·全国甲卷第6题）用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是

A. 析氢反应发生在电极上
B. 从电极迁移到电极
C. 阴极发生的反应有：
D. 每转移电子，阳极生成气体(标准状况)
16.（2023·辽宁卷第7题）某无隔膜流动海水电解法制H2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：
17.（2023·辽宁卷第11题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是（ ）

A. 放电时负极质量减小
B. 储能过程中电能转变为化学能
C. 放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D. 充电总反应：
18.（2023·湖北卷第10题）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是（ ）

A. b电极反应式为
B. 离子交换膜为阴离子交换膜
C. 电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D. 海水为电解池补水的速率为
19.（2023·湖南卷第8题）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下：
下列说法错误的是
A. 溴化钠起催化和导电作用
B. 每生成葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了电子
C. 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D. 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
20.（2023·山东卷第11题）利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A. 甲室Cu电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为：
D. NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
21.（2023·浙江卷6月第13题）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是
A. 电极A接电源正极，发生氧化反应
B. 电极B的电极反应式为：
C. 应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D. 改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
22.（2023·重庆卷第12题）电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是

A. 电极a为阴极
B. 从电极b移向电极a
C. 电极b发生的反应为：
D. 生成半胱氨酸的同时生成烟酸
23.（2022·湖南卷）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A. 海水起电解质溶液作用 B. N极仅发生的电极反应：
C. 玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D. 该锂-海水电池属于一次电池
24.（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选泽双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移
C. MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D.电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)42-+Mn2++2H2O
25.（2022·山东卷）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是
A. 装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B. 装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C. 乙室电极反应式为
D. 若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移
考点内容
考点分布
多池串联
2022·山东卷，3分； 2021·广东卷，3分；
膜技术应用
2024·河北卷，3分；2024·湖北卷，3分；2024·辽宁卷，3分；2024·广东卷，3分；
2023·广东卷，3分；2023·全国甲卷，6分；2023·辽宁卷，3分；2023·湖北卷，3分；
2023·山东卷，3分；2023·浙江卷，3分；2023·重庆卷，3分；2022·湖南卷 ，3分；
2022·全国甲卷，6分；
电化学有关计算
2024·安徽卷，3分；2024·全国甲卷，6分；2024·新课标卷，6分；2024·浙江卷，3分；
2024·江苏卷，3分；2024·甘肃卷，3分； 2024·湖南卷，3分；2023·海南卷，3分；
2023·广东卷，3分；2023·辽宁卷，3分；2023·湖南卷，3分；2023·重庆卷，3分；