2025年高考化学复习考点追踪与预测（新高考）专题11 电化学基础练习（解析版）

专题验收评价专题11电化学基础内容概览A·常考题不丢分【考点一原电池原理及其应用】【考点二电解池原理及其应用】【考点三金属腐蚀与防护】【微专题电化学离子交换膜的分析与应用】B·综合素养拿高分/拓展培优拿高分C·挑战真题争满分【考点一原电池原理及其应用】1．（2023·江苏南通·统考三模）一种可用于吸收的电池，其工作时的原理如图所示。下列说法正确的是

A．电极a上发生的电极反应为B．Ⅰ室出口处溶液的pH大于入口处C．如果将Ⅰ室、Ⅱ室间改为阳离子交换膜，则电池工作时Ⅰ室可能有沉淀生成D．该装置可以制取和【答案】D【分析】由图可知氢气在电极a上失电子，结合I室中的氢氧根离子生成水，电极反应为：。A极为负极，b极为正极，b电极上氢离子得电子生成氢气，据此解答。【解析】A．由以上分析可知电极a上反应为：，故A错误；B．I室中氢氧根离子逐渐被消耗，溶液pH值逐渐减小，则出口处pH小于入口处，故B错误；C．如果将Ⅰ室、Ⅱ室间改为阳离子交换膜，则I室中的钙离子通过交换膜向Ⅱ室移动，在Ⅱ室中结合碳酸根可能生成沉淀，故C错误；D．该装置I室中有钙离子，从Ⅱ室迁移来的氯离子，故I室可以制取氯化钙；Ⅱ室中含钠离子和反应生成的碳酸氢根离子，可得到碳酸氢钠，故D正确；故选：D。2．（2023·四川内江·统考三模）电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，利用下图所示装置可合成己二腈[NC(CH2)4CN]。充电时生成己二腈，放电时生成O2，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的H2O会解离出H+和OH-向两极移动。下列说法正确的是。

A．放电时，M极作正极，电极反应式为[Co(NH3)4]3++e-=[Co(NH3)4]2+B．放电时，双极膜中H+向N极移动C．充电时，阳极的电极反应式为2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CND．若充电时制得1molNC(CH2)4CN，则放电时需生成1molO2，才能使左室溶液恢复至初始状态【答案】A【分析】放电时为原电池，N极上H2O失电子生成O2，则M极为正极，N极为负极，正极反应式为[Co(NH3)6]3++e−=[Co(NH3)6]2+，负极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，放电时，双极膜中OH−向负极移动，H+向正极移动；充电时为电解池，M极为阳极，N极为阴极，阳极反应式为[Co(NH3)6]2+−e−=[Co(NH3)6]3+，阴极反应式为2CH2=CHCN+2e−+2H+=NC(CH2)4CN。【解析】A．放电时为原电池，N极上H2O失电子生成O2，则M极为正极，电极反应式为[Co(NH3)4]3++e-=[Co(NH3)4]2+，故A正确；B．放电时为原电池，M极为正极，N极为负极，双极膜中OH−向负极移动，H+向正极移动，即OH−向N极移动，H+向M极移动，故B错误；C．充电时为电解池，M极为阳极，N极为阴极，阳极反应式为[Co(NH3)6]2+−e−=[Co(NH3)6]3+，故C错误；D．充电时，阴极反应式为2CH2=CHCN+2e−+2H+=NC(CH2)4CN，放电时负极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，根据电子守恒可知2NC(CH2)4CN～O2，n(O2)=0.5n[NC(CH2)4CN]=0.5mol，即放电时需生成0.5molO2，才能使左室溶液恢复至初始状态，故D错误；故答案选A。3．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测）氧气传感器40XV主要用于工业安全方面测量环境中氧气气体浓度，量程符合0~30%范围内使用。一种测定O2含量的气体传感器如图1所示。传感器工作时，仅Ag+能在α-AgI晶体里迁移，O2透过聚四氟乙烯进入传感器，AgI的物质的量增加。α-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积(如图2所示)，Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。下列有关说法不正确的是

A．正极反应式为I2+2Ag++2e-=2AgIB．负极反应式为Ag+I--e-=AgIC．电位计读数越大，O2含量越高D．α-AgI晶体的摩尔体积Vm=m3·mol-1【答案】B【解析】A．传感器工作时，仅Ag+能在α-AgI晶体里迁移，O2透过聚四氟乙烯进入传感器，AgI的物质的量增加，根据原电池原理，AlI3减少，发生反应4AlI3+3O2=6I2+2Al2O3，正极反应式为I2+2Ag++2e-=2AgI，故A正确；B．负极反应式为Ag-e-=Ag＋，故B错误；C．根据反应原理发生反应4AlI3+3O2=6I2+2Al2O3，O2浓度越大，产生的I2越多，则穿过电位计的电子越多，故C正确；D．根据公式，，所以，α-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积，２，（50410-12）3m3，故D正确；所以本题选B．4．（2024·河南·统考模拟预测）一种基于固体电解质的可充电熔融钠电池，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，已知电池放电时不断有生成。下列说法错误的是A．放电时电极为负极 B．固体电解质含钠离子C．充电时阳极反应式： D．转移时，区和区的质量差改变【答案】D【分析】电池放电时不断有生成，可知放电时a为负极，电极反应为：，固体电解质只允许阳离子通过，固体电解质含钠离子，通过转移保持两侧电荷守恒，放电时b为正极，电极反应为：；充电时a为阴极，b为阳极，b极反应为：，据此分析；【解析】A．根据分析，放电时电极为负极，A正确；B．根据分析，固体电解质含钠离子，通过转移保持两侧电荷守恒，B正确；C．充电时b为阳极，b极反应为：，C正确；D．放电转移时，从区移出，区移入，两区质量差改变，D错误；故选D。5．（2024·江西·统考模拟预测）水系电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如下，其中双极膜在工作时催化解离为和，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是A．放电时，电极为负极，发生还原反应B．充电时，从电极通过双极膜到达催化电极发生反应C．放电时，催化电极上的反应为D．充电时，电极上的反应为【答案】C【分析】由图知，该电池在放电时，作负极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，催化电极作为正极得电子，发生还原反应，电极反应式为，充电时，作为阴极，双极膜在工作时催化解离为和，氢离子移向阴极，电极反应式为，催化电极为阳极，双极膜在工作时催化解离为和，氢氧根移向阴极，电极反应式为，据此回答。【解析】A．由分析知，放电时，电极为负极，发生氧化反应，A错误；B．由分析知，充电时，从双极膜向催化电移动，并极发生反应，B错误；C．由分析知，放电时，催化电极上的反应为，C正确；D．充电时，电极上的反应为，D错误；故选C。【考点二电解池原理及其应用】1．（2023·上海·统考模拟预测）电解食盐水间接氧化法去除工业废水中氨氮的原理如图所示，通过电解氨氮溶液(含有少量的NaCl)，将转化为(无逸出)，下列说法正确的是A．M为负极 B．N极附近pH值不变化C． D．电解后上升【答案】C【分析】该装置为电解池装置，在M电极上氯离子失去电子生成氯气(无Cl2逸出)，然后氯气将氨氧化为氮气，氯气又被还原为氯离子，在这过程中氯离子做了催化剂，M电极为阳极，阳极区的总反应为；N电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。【解析】A．由分析可知，M电极为阳极，A错误；B．由分析可知，N电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故该电极附近pH增大，B错误；C．M电极为阳极，阳极区的总反应为，阴极的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电路中电子转移守恒可知，生成的氢气更多，C正确；D．由分析可知，在阳极上氯离子失去电子生成氯气，然后氯气又被氨还原为氯离子，电解后氯离子浓度不可能上升，D错误；故选C。2．（2023·河北·校联考一模）利用甲烷燃料电池作电源，可以通过电化学方法将有害气体、分别转化为和，装置如图所示。下列说法不正确的是A．通过甲进入的气体是甲烷B．b极的电极反应为：C．d电极反应式是D．通过丙出口出去的物质只有硫酸铵的浓溶液【答案】D【分析】根据已知条件和装置图可以得出：左边是甲烷燃料电池，右边是电解池，有害气体、分别转化为和，则通入NO的一极为阴极，通入SO2的为阳极，a为负极，b为正极；【解析】A．根据c电极通入的气体转化为，所以该电极是失去电子，发生氧化反应，是电解池的阳极，则b是燃料电池的正极，通入的是氧气，甲通入的是甲烷，选项A正确；B．由于电解液是氢氧化钾溶液，通入氧气的b极的电极反应为：，选项B正确；C．d电极转化为，是电解池阴极得电子，可知电极反应式为：，选项C正确；D．c电极是转化为，电解池阳极失电子，电极反应式为：，所以在电解池中总反应方程式为，电解过程中消耗水，生成硫酸铵和硫酸，则通过丙出口出去的物质有硫酸铵的浓溶液和，选项D错误；答案选D。3．（2024·辽宁沈阳·统考一模）环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下，下列说法中错误的是A．电极1连接外接电源的正极B．电极2的电极反应式为：C．溶液a可能含有两种溶质，溶液b可循环使用D．离子膜可选择性的透过和【答案】B【分析】从图中可知，电极1上Cl-失电子生成Cl2，电极1为阳极，生成的氯气与水反应生成HClO，HClO与CH2=CH2反应生成HOCH2CH2Cl，电极2为阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，钾离子可通过离子膜向下层移动，溶液a为KOH和KCl的混合溶液，KOH与HOCH2CH2Cl反应生成环氧乙烷和KCl溶液，溶液b为KCl溶液。【解析】A．电极1为阳极，连接电源的正极，A正确；B．电极2上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B错误；C．溶液a可能含有KCl和KOH两种溶质，溶液b为KCl溶液，可循环使用，C正确；D．电解质溶液中，阳离子向阴极移动，则钾离子和氢离子可通过离子膜向下层移动，D正确；故答案选B。4．（2023·湖南长沙·长沙一中校考模拟预测）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0.4mol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【答案】B【分析】根据de池中浓度变化得出，钠离子从b极池通过e膜，氯离子从cd池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，以此解答。【解析】A．由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为，故A错误；B．a极电极反应式为2+2H2O+2e-=2+H2↑，收集氢气0.2mol，转移电子为0.4mol，b极电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，收集氧气为0.1mol，标况下两极可得气体体积为0.3mol22.4L/mol=6.72LL，故B正确；C．由题中图示信息可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH3)4N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C错误；D．保持电流恒定，则单位时间a极得到的电子数目是恒定的，升高温度，电极反应的速率不变，故D错误；故选B。5．（2024·河北·校联考模拟预测）微生物电解池(MEC)作为一种新的CO2再利用技术，可通过将电活性微生物与电化学刺激相结合的方式，将CO2转化为低碳燃料CH4，从而实现CO2固定和能量回收，下列说法正确的是A．直流电源a极是负极，发生氧化反应B．N极上的电极反应为：C．在电解过程中H+从N极向M极移动D．电活性微生物可以加快电子转移【答案】D【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极a极相连的M极为电解池的阳极，在微生物作用下有机物在阳极失去电子发生氧化反应二氧化碳，与负极b极相连的N电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲烷和水。【解析】A．由分析可知，与直流电源正极a极相连的M极为电解池的阳极，故A错误；B．由分析可知，与负极b极相连的N电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲烷和水，电极反应式为，故B错误；C．由图可知，M极为电解池的阳极、N电极为阴极，则在电解过程中氢离子从M极向N极移动，故C错误；D．电活性微生物可以使有机物被氧化的反应速率较快，从而加快电子转移，故D正确；故选D。【考点三金属腐蚀与防护】1．（2023·河北沧州·沧州市第二中学校联考三模）出土于陕西的两千多年前的越王剑(主要成分为铁)，现藏于广州博物馆，该剑剑格左右侧皆以鸟虫书体铸刻“王戊”二字，剑色为水银古，时至如今，依然锋利。剑脊含铜量较多，韧性好，不易折断；刃部含锡高，硬度强，可见其性能优异，锻造技术优良。下列叙述错误的是

已知：剑在地下因构成原电池发生了腐蚀，导致生锈(Fe2O3)。A．铁与铜、锡构成原电池时，铁为负极B．铁发生的电极反应为Fe-3e-=Fe3+C．酸性环境下剑腐蚀的过程中会产生氢气D．生成80gFe2O3时理论上转移3mol电子【答案】B【解析】A．铁与铜、锡构成原电池时，铁的活泼性强于铜和锡，铁作负极，A正确；B．铁电极反应为Fe-2e-=Fe2+，B错误；C．酸性环境下剑腐蚀的过程为析氢腐蚀，正极会产生氢气：2H++2e-=H2，C正确；D．生成Fe2O3时理论上转移电子3mol，D正确；故选B。2．（2023·内蒙古赤峰·统考一模）硫酸盐还原菌SRB是一类独特的原核生理群组，是一类具有各种形态特征，能通过异化作用将硫酸盐作为有机物的电子受体进行硫酸盐还原的严格厌氧菌。在地球上分布很广泛，通过多种相互作用发挥诸多潜力。但在水体中，会促使许多金属及合金发生腐蚀。某种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下腐蚀的机理如图所示。对于该反应机理相关信息分析正确的是①若引入新的菌种，一定可以加速对金属的腐蚀②硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在无氧环境下进行的③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成④在SRB的作用下发生反应：(正极电极反应式)⑤当1mol在SRB的作用下转化为S2−时，理论上正极反应会消耗4mol水⑥若溶液中的S2−会完全转化为FeS，则Fe腐蚀后生成Fe(OH)2和FeS的物质的量之比为3：1A．①②③ B．①②⑤⑥ C．②④⑥ D．②③⑤【答案】C【解析】①若引入新的菌种，不一定能参与电极反应，故不一定会加速金属的腐蚀，①错误；②根据示意图可判断硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在无氧环境下进行的，②正确；③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成FeS，③错误；④由图可知，正极上得到电子结合氢离子生成硫离子，电极反应式为：，④正确；⑤根据④的分析可知，当1mol在SRB的作用下转化为硫离子时需要8molH+，1mol水能产生1molH+，所以理论上正极反应会消耗8mol水，⑤错误；⑥根据腐蚀原理，Fe失去电子变为Fe2+，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，得到电子变为S2-，正极电极反应式为：+8e-+8H+=S2-+4H2O，产生的离子进一步发生反应：Fe2++S2-=FeS↓，Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，根据反应过程中电子守恒可知：每有1mol参加反应，产生的S2-会形成1molFeS，转移8mol电子，则Fe腐蚀产生的4molFe2+中有1mol转化为FeS沉淀，同时产生3molFe(OH)2生成，故Fe腐蚀后生成Fe(OH)2和FeS的物质的量之比为3mol∶1mol=3∶1，⑥正确；正确的是：②④⑥；故选C。3．（2023·吉林长春·东北师大附中校考三模）实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：实验装置5min时现象25min时现象I

铁钉表面及周边未见明显变化。铁钉周边出现少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成。Ⅱ

铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。下列说法不正确的是A．实验Ⅱ中时出现红色区域，说明铁钉腐蚀速率比Ⅰ快B．实验Ⅱ中正极的电极反应式：C．实验I如果使用纯铁材质铁钉能减慢其腐蚀速率D．若将Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色【答案】A【分析】实验Ⅰ铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，正极发生的是氧气得电子的还原反应，即2H2O+O2+4e-=4OH-，使酚酞溶液变红，负极是金属铁失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，与K3[Fe(CN)6]出现蓝色区域，Fe2++2OH-=Fe(OH)2，合并得到：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，有少量红棕色铁锈生成，实验Ⅱ5min铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，25min铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，说明Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I慢，据此分析答题。【解析】A．实验Ⅱ5min铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，25min铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，说明Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I慢，A错误；B．实验Ⅱ中金属铜是正极，氧气发生得电子的还原反应：O2+2H2O+4e-═4OH-，B正确；C．实验I如果使用纯铁材质铁钉只能进行化学腐蚀，而不纯的铁质材料则能够形成电化学腐蚀，电化学腐蚀速率比化学腐蚀快，故能减慢其腐蚀速率，C正确；D．将Zn片换成Cu片，铁做负极加快腐蚀，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色，D正确；故答案为：A。4．（2023·上海嘉定·统考一模）如图装置可以模拟铁的电化学防护，下列说法不正确的是A．若X为锌棒，开关K置于M处时，铁电极反应为：2H++2e-=H2↑B．若X为锌棒，开关K置于M或N处均可减缓铁的腐蚀C．若X为炭棒，开关K置于N处时，铁电极反应2H++2e-=H2↑D．若X为炭棒，开关K置于N处可以减缓铁的腐蚀【答案】A【解析】A．若X为锌棒，开关K置于M处时，形成原电池，铁作正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，A不正确；B．若X为锌棒，开关K置于M时形成原电池，铁作正极，开关K置于N处时，形成电解池，铁作阴极，都能阻止铁失电子，从而减缓铁的腐蚀，B正确；C．若X为炭棒，开关K置于N处时，形成电解池，铁作阴极，电极反应2H++2e-=H2↑，C正确；D．若X为炭棒，开关K置于N处时，形成电解池，铁作阴极被保护，从而减缓铁的腐蚀，D正确；故选A。5．（2023·浙江·校联考二模）海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护(如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助电极)。下列有关叙述中不正确的是A．a为负极，b为正极B．高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的C．通电时，海水中的阳离子向钢制管柱电极移动D．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零【答案】B【分析】由图可知，该金属防护法为外加直流电源的阴极保护法，钢制管桩与直流电源的负极a极相连，作电解池的阴极，高硅铸铁与直流电源正极b极相连，作阳极。【解析】A．被保护金属与电源的负极相连作为阴极被保护，则钢制管桩应与电源的负极相连，即a为负极，b为正极，A正确；B．高硅铸铁为惰性辅助电极，作为阳极材料不损耗，B错误；C．电解池中，阳离子向阴极移动，即向钢制管柱电极移动，C正确；D．被保护的钢制管桩作为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使钢制管桩表面腐蚀电流接近于零，避免或减弱电化学腐蚀的发生，D正确；故选B。【微专题电化学离子交换膜的分析与应用】1．（2023·河南郑州·统考模拟预测）一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示(已知在溶液中，以存在)。关于电池放电时，下列叙述错误的是

A．MnO2为电池的正极B．Ⅱ、Ⅲ区间的隔膜为阳离子交换膜C．Zn电极反应：D．当Ⅱ区质量增加17.4g时，电路中转移0.1mol电子【答案】D【解析】A．此装置为原电池，电极做正极，发生得到电子的还原反应，电极反应为，A正确；B．负极区(III区)剩余，通过隔膜迁移到II区，因此它们之间的隔膜为阳离子交换膜，B正确；C．为负极，发生氧化反应，电极反应为，C正确；D．正极区过量，通过隔膜迁移到II区，故II区中溶液的浓度增大，当II区增加时，电路中转移电子，现增加，则转移电子，D错误。2．（2023·山东淄博·统考三模）下图装置充电时生成已二腈[]，放电时生成，a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和。下列说法正确的是

A．极的电势低于极的电势B．放电时，双极膜中向极移动C．充电时，极的电极反应式为D．若充电时制得已二腈，则放电时需生成才能使左室溶液恢复至初态【答案】C【解析】A．放电时，N极H2O失去电子生成氧气，作为负极，M是正极，M极的电势高于N极，A错误；B．放电时，N极H2O失去电子生成氧气，作为负极，N极电极反应是：2H2O-4e-=O2↑+4H+，原电池中阴离子OH-向负极N极移动，B错误；C．充电时，N极中CH2=CH-CN转化NC(CH2)4CN，CH2=CH-CN中除-CN外，C平均化合价是-1价，NC(CH2)4CN外，C平均化合价是-1.5价，化合价降低，故是发生还原反应，作为阴极，根据原子守恒，电极方程式为：，故C正确。D．根据C选项中电极反应可知，制得1molNC(CH2)4CN，得到电子是2mol，根据放电时正极电极方程式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成0.5molO2，D错误；故选C。3．（2023·陕西咸阳·统考三模）最近科学家研发了“全氢电池”，工作原理如图所示。下列说法正确的是

A．吸附层a发生的电极反应为：B．NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应C．电解质溶液中Na+向左移动，ClO向右移动D．全氢电池的总反应为：2H2+O2=2H2O【答案】A【分析】电子由吸附层a流向b以及吸附层a上氢气失去电子与氢氧根结合生成水；吸附层b上氢离子得到电子生成氢气可知，吸附层a为负极，吸附层b为正极。据此分析可得：【解析】A．电子由吸附层a流出且氢气在吸附层a上与氢氧根结合生成水，则吸附层a发生的电极反应为：，故A正确；B．的作用是离子的定向移动而形成电流，，但不参与电极反应，故B错误；C．由分析可知，吸附层a为负极、吸附层b为正极；阳离子（）向正极移动（向右移）；阴离子（）移向负极（即向左移动），故C错误；D．吸附层a上氢气失去电子与氢氧根结合生成水；吸附层b上氢离子得到电子生成氢气可知，“全氢电池”工作时，将酸与碱反应的化学能转化为电能，则其总反应为：，故D错误；答案选A。4．（2023·河南·校联考一模）在直流电源作用下，双极膜中间层中的解离为和。某技术人员利用双极膜(膜c、膜d)电解技术从含葡萄糖酸钠(用GCOONa表示)的溶液中提取NaOH和葡萄糖酸(GCOOH)，工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．M为阴极B．③室和④室所得产物相同C．膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜D．N极电极反应式为【答案】B【分析】在直流电源作用下高效制备H2SO4和NaOH由图可知，M极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，左侧葡萄糖酸钠溶液中钠离子透过膜a向左侧迁移，葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，故膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，水解离出的氢离子经过膜c向左侧迁移，膜c为阳离子交换膜，N极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，右侧葡萄糖酸钠溶液中葡萄糖酸根离子透过膜f向右侧迁移，钠离子透过膜e向左侧迁移，故膜e为阳离子交换膜，膜f为阴离子交换膜，水解离出的氢氧根离子经过膜d向右侧迁移，膜d为阴离子交换膜；【解析】A．根据分析可知，M极为阴极，选项A正确；B．葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，水解离出的氢离子经过膜c向左侧迁移，③室产生葡萄糖酸；钠离子透过膜e向左侧迁移，水解离出的氢氧根离子经过膜d向右侧迁移，④室产生氢氧化钠，两室产物不相同，选项B错误；C．左侧葡萄糖酸钠溶液中钠离子透过膜a向左侧迁移，葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，故膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，选项C正确；D．N极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，选项D正确；答案选B。5．（2023·陕西渭南·统考一模）浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池，图2为电渗析法制备磷酸二氢钠，用浓差电池为电源完成电渗析法制备磷酸二氢钠。下列说法错误的是A．电极a应与Ag(I)相连B．电渗析装置中膜a为阳离子交换膜C．电渗析过程中左、右室中NaOH和的浓度均增大D．电池从开始到停止放电，理论上可制备1.2g【答案】D【分析】浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，由于右侧AgNO3，浓度大，则Ag(I)为负极，Ag(II)正极；【解析】A．浓差电池中由于右侧AgNO3，浓度大，则Ag(I)为负极，Ag(II)正极；电渗析法制备磷酸二氢钠，右室中的氢离子通过膜b进入中间室，中间室中的钠离子通过膜a进入左室，则电极a为阴极，电极b为阳极；电极a应与Ag(I)相连，A正确；B．中间室中的钠离子通过膜a进入左室，膜a为阳离子交换膜，B正确；C．阳极中的水失电子电解生成氧气和氢离子，氢离子通过膜b进入中间室，消耗水，硫酸的浓度增大；阴极水得电子电解生成氢气，中间室中的钠离子通过膜a进入左室NaOH的浓度增大，C正确；D．电池从开始到停止放电时，则浓差电池两边AgNO3浓度相等，所以正极析出0.025mol银，电路中转移0.025mol电子，电渗析装置生成0.0125molNaH2PO4，质量为1.5g，D错误；故选D。1．（2023·上海松江·统考二模）将表面发黑(黑色物质为Ag2S)的银器浸入盛有食盐水的铝制容器中(如图)，一段时间后黑色褪去。有关说法正确的是A．该处理过程中电能转化为化学能B．铝质容器为阳极，其质量变轻C．Ag2S溶解于食盐水生成了AgClD．银器为正极，Ag2S被还原为单质银【答案】D【分析】将表面发黑的银器浸入盛有食盐水的铝制容器中，形成原电池装置，铝做负极失电子，Ag2S做正极得电子生成Ag。【解析】A．该处理过程利用了原电池的原理，化学能转化为电能，A错误；B．铝质容器为负极，铝失电子转化为铝离子，质量变轻，B错误；C．Ag2S做正极得电子转化为Ag从而使银器表面黑色褪去，不是因为其溶解于食盐水中生成了AgCl，C错误；D．银器为正极，Ag2S得电子被还原为Ag单质，D正确；故答案选D。2．（2023·浙江绍兴·统考二模）工业上主要采用如图1所示的方法制备盐酸羟胺(NH2OH•HCl)，一种常见的显像剂，性质类似NH4Cl。电池装置中含Fe的催化电极的电极反应机理如图2所示，下列说法正确的是

A．Pt电极作正极，发生还原反应B．由图2可知，NO在电极上发生的反应为：NO+3e—+3H+=NH2OHC．反应一段时间后，右侧溶液pH减小D．外电路每转移2mol电子，通过氢离子交换膜往左侧迁移的H+有2NA个【答案】D【分析】由图可知，含铁的催化电极为原电池的正极，盐酸作用下一氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成盐酸羟胺，电极反应式为NO+3e—+4H+=NH3OH+，铂电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2—2e—=2H+，原电池工作时氢离子通过氢离子交换膜由负极区进入正极区。【解析】A．由分析可知，铂电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，故A错误；B．由分析可知，含铁的催化电极为原电池的正极，盐酸作用下一氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成盐酸羟胺，电极反应式为NO+3e—+4H+=NH3OH+，故B错误；C．由分析可知，铂电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2—2e—=2H+，原电池工作时氢离子通过氢离子交换膜由负极区进入正极区，则右侧正极区溶液pH不变，故C错误；D．由分析可知，原电池工作时氢离子通过氢离子交换膜由负极区进入正极区，由得失电子数目守恒可知，外电路每转移2mol电子，通过氢离子交换膜往左侧迁移的氢离子数目为2NA个，故D正确；故选D。3．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）钠硒电池是一类以单质硒或含硒化合物为正极、金属钠为负极的新型电池，具有能量密度大、导电率高、成本低等优点。以Cu2-xSe填充碳纳米管作为正极材料的一种钠硒电池工作原理如图所示，充放电过程中正极材料立方晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是

A．每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为4xB．在Na2Se晶胞结构中，Se2-占据的位置是顶点和面心C．充分放电时，正极的电极反应式为Cu2-xSe+2Na++2e-=Na2Se+(2-x)CuD．充电时外电路中转移lmol电子，两极质量变化差为23g【答案】D【分析】由题意可知，Cu2-xSe填充碳纳米管作为正极材料，钠较为活泼，钠为负极材料；【解析】A．根据“均摊法”，每个Cu2-xSe晶胞中含个Se，则晶胞内铜离子、亚铜离子和为4×（2-x）个，设铜离子、亚铜离子分别为a、b，则a+b=4×（2-x），由化合价代数和为零可知，2a+b=4×2，解得a=4x，故A正确；B．由晶胞图示可知，在Na2Se晶胞结构中，Se2-占据的位置是项点和面心，故B正确；C．充分放电时，正极Cu2-xSe得到电子发生还原反应生成零价铜，电极反应式为Cu2-xSe+2Na++2e-=Na2Se+(2-x)Cu，故C正确；D．充电时外电路中转移lmol电子，阳极释放出1mol钠离子，质量减小23g，阴极生成1mol钠，质量增加23g，两极质量变化差为46g，故D错误；故选D。4．（2023·辽宁沈阳·校联考一模）2023年星恒电源发布“超钠F1”开启钠电在电动车上产业化元年。该二次电池的电极材料为(普鲁士白)和(嵌钠硬碳)。下列说法中错误的是A．放电时，左边电极电势高B．放电时，负极的电极反应式可表示为：C．充电时，电路中每转移电子，阳极质量增加D．比能量：锂离子电池高于钠离子电池【答案】C【分析】根据图示，放电时，中的钠失去电子生成，因此为负极，据此答题。【解析】A．放电时，左边电极为正极，电极电势高，A正确；B．放电时，负极的电极反应式可表示为：，B正确；C．充电时，阳极反应式为：，电路中每转移电子，阳极质量减少，C错误；D．比能量就是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，Li、Na原子正常状态下反应时均为失去1个电子，但Li的相对原子质量小于Na的，故锂离子电池的比能量高于钠离子电池，D正确；故选C。5．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）我国研发的“海水原位直接电解制氢技术”的装置如图所示。阴、阳极电极均为附着有的催化电极网，表面的可选择性的紧密结合水电离出的。下列说法错误的是

A．气体a为B．隔膜为质子交换膜C．阴极会产生等电极垢D．阳极表面稳定的负电层减少了副产物的生成【答案】B【解析】A．由图可知，电解池中与正极相连的电极为阳极发生氧化反应，电极方程式为，A正确；B．电解池中与负极相连的电极为阴极发生还原反应，电极方程式为，溶液中的氢氧根离子将增多，另外阳极H+也将增多，会打破原来的电中性状态，但不管是阴极还是阳极的电极，其表面的会选择性的紧密结合水电离出的，更有利于的传输，因此隔膜应为阴离子交换膜，B错误；C．海水中含有Mg2+等杂质，由阴极电极方程式可知，阴极周围的氢氧根离子将增多，因此，阴极会产生等电极垢，C正确；D．由题可知，电极表面的可选择性的紧密结合水电离出的，从而发生氧化反应：，因此会减少副产物的生成，D正确；故选B。6．（2024·四川内江·统考一模）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用下图方法合成｡下列说法正确的是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．惰性电极1为阳极，电极反应式为：C．理论上合成1mol硝酮，在惰性电极1消耗D．反应前后物质的量浓度保持不变【答案】C【解析】A．该制备过程应是电解法制备，应是电能转化为化学能，故A错误；B．阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，由图可知Br-被氧化为Br2，故惰性电极2为阳极，故B错误；C．总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1mol二丁基-N-羟基胺失去2molH原子生成1mol硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗0.5mol氧气，可得到1mol硝酮，故C正确；D．/可循环反应，反应前后数量不变，但是反应生成水，故减小，故D错误。答案选C。7．（2023·广东·校联考一模）“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一、匠人以铜为胎，将氧化变黑的银丝()嵌入铜器表面已錾刻好的花纹内，然后用汗湿的手边捂边揉搓铜器，使铜胎变得乌黑，银丝变得光亮，呈现出黑白分明的装饰效果。下列叙述正确的是A．揉搓工序中电子从铜器经汗液流向银丝B．铜作为原电池的负极发生了吸氧腐蚀C．铜和银均不活泼，在任何条件下都不能形成原电池D．用铁丝代替银丝，铜器不会变黑【答案】D【解析】A．部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面，艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪，构成原电池的反应，银丝发生还原反应，氧化银转化为单质银，揉搓工序中电子从铜器经接触部分相当于原电池的导线流向银丝，不能进入溶液，故A错误；B．铜作为原电池的负极发生了氧化而腐蚀，故B错误；C．在金属活动顺序表中，金属位置越靠前，越容易失去电子，铜排在银的前面，铜的金属活动性大于银，在一定条件下能形成原电池，故C错误；D．用铁丝代替银丝，铁的活泼性强于铜，构成原电池的反应，铁为负极发生氧化反应，铜得到保护，因此铜不会变黑，故D正确；故选D。8．（2023·北京海淀·统考二模）甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理，相同时间后继续进行实验。实验①：甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ中产生蓝色沉淀，Ⅱ中无沉淀。实验②：乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。下列说法正确的是A．Ⅰ是牺牲阳极保护法，正极反应式为B．Ⅱ为外加电流阴极保护法，Fe电极与外接电源的正极相连C．由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异，推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于ⅡD．由实验可知，两种保护法均能保护，且Ⅱ保护得更好【答案】D【解析】A．由图可知，Fe电极是正极，Zn电极是负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，由于电解质溶液呈酸性，故正极上氢离子得电子，则正极的反应为：2H++2e-═H2↑，A错误；B．外加电流阴极保护法中要保护的电极应与外接电源的负极相连，即Fe电极与外接电源的负极相连，B错误；C．由实验②现象可知，反应能否发生与K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性无关，C错误；D．对比Ⅰ、Ⅱ现象的差异可知，两种保护法均能保护Fe，且电解法保护的更好，即Ⅱ保护得更好，D正确；故答案为：D。9．（2023·湖南·校联考模拟预测）一种新型可充电电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是

A．充电时，M应与电源的正极相连接B．充电时，通过钠离子交换膜向N极移动C．放电时，N极电极反应为D．放电时，每生成，转移电子数为【答案】D【分析】从图示装置可看出，可充电电池放电时，Na失电子生成钠离子，所以Na电极为负极，发生氧化反应，生成的钠离子通过有机电解质移向右侧，右侧电极作正极在放电时，转化为，发生还原反应。由分析可知，M极为原电池的负极，故充电时，M应与电源的负极相连接，从图示装置可看出，可充电电池放电时，Na失电子生成钠离子，所以Na电极为负极，发生氧化反应，生成的钠离子通过有机电解质移向右侧，右侧电极作正极在放电时，转化为，发生还原反应。【解析】A．由分析可知，M极为原电池的负极，故充电时，M应与电源的负极相连接，A错误；B．充电为放电的逆过程，所以充电时，通过钠离子交换膜向阴极(M极)移动，B错误；C．放电时，N极转化为，发生还原反应，其电极反应为，C错误；D．根据电子守恒可知，放电时，每生成，转移电子数为，D正确；故选：D。10．（2023·辽宁鞍山·鞍山一中校考模拟预测）近日，清华大学王保国教授团队设计出了一种双极膜(将解离成和)电解合成的反应器，其简化模型如图所示，已知：法拉第常数C⋅mol(法拉第常数的物理意义：每摩尔电子携带的电荷量)。下列说法错误的是A．M极电势低于N极电势B．电解合成过程中，N极附近电解质溶液的pH减小C．阴极的电极反应式为D．理论上产生0.02mol时，外电路流过的电量为1930C【答案】D【分析】由图可知M极硝酸根离子转变为氨气，氮元素的化合价降低得到电子，是电解池的阴极与电源负极相连，所以N极是电解池的阳极与电源正极相连，氢氧根离子失去电子生成氧气和水，以此分析。【解析】A．左侧发生还原反应生成，电极反应式为，该电极为阴极，与电源负极相连，由于电源正极电极电势大于负极电势，故左边电极电势低于右边电极电势，A正确；B．电解合成过程中，N极氢氧根离子失去电子生成氧气和水，所以附近电解质溶液的pH减小，B正确；C．根据分析阴极的电极反应式为，C正确；D．理论上产生时，氧的化合价由-2价升高到零价转移，因此外电路流过的电量，D错误；故选D。1．(2023•山东卷，11)(双选)利用热再生氨电池可实现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【答案】CD【解析】A项，向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，故A错误；B项，再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误；C项，左侧负极是，正极是，则电池总反应为：，故C正确；D项，NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。故选CD。2．(2023•全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx下列叙述错误的是()A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移B．放电时外电路电子流动的方向是a→bC．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2SxD．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能【答案】A【解析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。A项，充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误；B项，放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；C项，由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确；D项，炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；故选A。3．(2022•全国甲卷)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-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++2H2OD．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)42-+Mn2++2H2O【答案】A【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO42-向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成Zn(OH)42-，Ⅱ区的SO42-向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。A项，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；B项，Ⅰ区的SO42-向Ⅱ区移动，B正确；C项，MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确；D项，电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)42-+Mn2++2H2O，D正确；故选A。4．(2022•全国乙卷)电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li+O2B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应O2+2Li++2e-=Li2O2【答案】C【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)，则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极。A项，光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A正确；充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；C项，放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；D项，放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确；故选C。5．(2022•辽宁省选择性考试，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是()A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+B．放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收0.5molCl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大【答案】A【解析】放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2，由此解析。A项，放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，故A正确；B项，放电时，阴离子移向负极，放电时Cl-透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；C项，放电时每转移1mol电子，正极：Cl2+2e-=2Cl