专项07 电化学-2023届高考化学二轮复习知识清单与专项练习（新高考专用）（解析版）

专项07电化学

该专题分为两个板块

[1]知识清单

一、新型化学电源

1.图解原电池的工作原理

2.化学电源中电极反应式的书写

3.可逆电池电极反应式的书写

二、电解原理的应用

I.图解电解池工作原理

2.电解时电极反应式的书写

3.电解计算的三种方法

三、电化学中离子交换膜的分析与应用

1.常见的离子交换膜

2.离子交换膜的作用

3.示例分析

四、金属的腐蚀与防护

1.金属电化学保护的两种方法

2.金属腐蚀的快慢比较

[2]专项练习

[1]知识清单

一、新型化学电源

1.图解原电池的工作原理

外也路电子

沿着导线传递

氧化.失去负极正极杼到e1还原

移

向|______内电路

阴离子电解质阳离子

2.化学电源中电极反应式的书写

(1)书写步骤

(2)不同介质在电极反应式中的“去留”

中性溶液反应物若是H♦得电子或0H失电子，则H+或OH均来自水的电离

酸性溶液反应物或生成物中均没有0FT

碱性溶液反应物或生成物中均没有H+

水溶液不能出现-

(3)实例

①甲醇、5不同介质燃料电池电极反应式的书写

负极CHQH—6e+H2O===CChT+6H'

酸性介质，如稀3.

正极^€)2+6e+6H===3FhO_________

H2SO4

负极CHQH—6屋+80H一===CO3+6H2。

碱性介质，如

KOH溶液正极命2+6/+3H2(D===6OH-________

负极CHaOH—6e+3co产===4CO2T+2HQ

熔融盐介质，如

|p2+6e-+3cOg===3CO『________

K2c03正极

高温下能传导02负极CH3OH—6e+3C)2—===C02T+2H2O

一的固体作电解

出吐屋===

正极6302-__________

质

②微生物燃料电池电极反应式的书写

微生物燃料电池的一种重要应用就是废水处理中实现碳氮联合转化为C02和N2,如下图所示，1、2为厌氧

微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。

电极判断反应式其他

信根据H+移动方向，说明负极：CH3co0—8e+NH4+在好氧微生物反

息电极1为负极、电极22H2O==2CO"+7H'应器中转化为N03：

解为正极，电解质为酸性正极：2NO3-+12H'+IQe一NH/+2O?===NO3+

读介质==N2T+6Hq2H++H2O

3.可逆电池电极反应式的书写

(1)可逆电池充、放电关系图示

(2)思维模型

放申

以xMg+Mo3s4充电MgxMo3s4为例说明

(3)实例

①Fe(OH)2+2Ni(OH)2浇肃Fe+Ni2O34-3H2O

放电时负极电极反应式：Fe+20H—2e===Fc(OH”；

充电时阳极电极反应式：2Ni(OH)2+2OH—2e==Ni2Ch+3H2O。

放市

②Li-MnCh+LixCn充信nC+LiMnO>

放电时负极电极反应式：—LixCn—xe-===xLi4-nC；

充电时阳极电极反应式：LiMnCh—xe===LiixMnCh+xLi。

二、电解原理的应用

1.图解电解池工作原理

2.电解时电极反应式的书写

(1)书写步骤

(2)常考三种金属作阳极时电极反应式的书写

①铁作阳极

2

铁作阳极时，其氧化产物可能是Fe\Fe(OH)2或FeOj,如Fe作阳极电解含CrzO?一的酸性废水去除格时，

阳极反应式为：Fe—2e-===Fe2+:用铁电极电解KOH溶液制备KzFeCh的阳极反应式为：Fe-6e-+

80H===FeOj+4H2O。

②铝作阳极

铝作阳极时其氧化产物可能是AI2O3、Al(0H)3.AIO2-或A13+,如用铝作阳极，H2s04—H2c2。4混合液作电

解质溶液，在铝制品表面形成致密氧化膜的阳极反应式为：2AL6e+3H9===A12Om+6H'；用铝作

阳极电解NaOH溶液的阳极反应式为：Al—3e+40H===AKK+2H2O。

③铜作阳极

铜作阳极时，其氧化产物一般是Ci?'或Cu'(Cu20),如用铜作阳极电解NaOH溶液制备Cu2O的阳极反应

式为：2Cu-2e+20H===Cii2O+H2O。

(3)书写示例

①用惰性电极电解K2MnO4溶液得到化合物KMnO4o

阳极反应式：2MnO/-—2e===2MnO[。

阴极反应式：2H?O+2e===H?T+20H。

②将一定浓度的磷酸二氢铁(NH4H2Po4)、氯化锂混合液做电解液，以铁棒做阳极，石墨做阴极，电解析出

LiFePCh沉淀，则阳极反应式为FcIH【PO「Li—2c===LiFcPO±12H,

③离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、AbCb-和A1C1「组成的离子液体作电解液时,

可在钢制品上电镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则电极反应式为

阳极：Al—3c—F7A1C1£===4A1202。

阴极：4Abel?+3e===Al+7AlCLf、

3.电解计算的三种方法

⑴根据得失电子守恒计算

用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

(2)根据总反应式计算

先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。

(3)根据关系式计算

根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。

如以道过4mol广为桥梁可构建如下关系式：

le-〜2c1(B.J)〜。2〜2H2〜2Cu〜4Ag〜2M

y♦11

阳极产物

阴极产物

(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)

三、电化学中离子交换膜的分析与应用

1.常见的离子交换膜

种类允许通过的离子及移动方向说明

阳离子

阳离了一移向电解池的阴极或原电池的正极只允许阳离了通过

交换膜

阴离子

阴肉子T移向电解池的阳极或原电池的负极只允许阴离子通过

交换膜

质子

质子一移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H+通过

交换膜

2.离子交换膜的作用

3.示例分析

三室电解法处理含Na2s04的工业废水

四、金属的腐蚀与防护

1.金属电化学保护的两种方法

2.金属腐蚀的快慢比较

1.（北京市海淀区2021-2022学年高三上学期期末考试化学试题）利用固体氧化物电解池可将CO2转化为

co并存储，装置示意图如图所示。下列说法不正确的是

情

情

性

性01

电

电

极

极固体网化物

A.a极连接电源的正极

B.a极上的电极反应为。2+4仁=202一

C.b极上的电极反应为CO?+2e-=CO+O1-

D.通过该过程可以实现储能

【答案】B

【分析】电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；由阴离子移动方向可知，a为阳极、b为阴极;

【详解】A.由分析可知，a为阳极，连接电源正极，A正确；

2

B.a即发生氧化反应，反应为，2O-4e=O2,B错误；

C.b极为阴极，发生还原反应，电极反应为CO?+2e=CO+O2-,C正确；

D.通过该过程可以将电能转化为化学能，实现储能，D正确；

故选B。

2.（重庆一中2021-2022学年高三下学期5月月考化学试题）电一Fenton法常用于处理工业废水中的有机物，

原理如图所示。电极反应生成强氧化性的QH（羟基自由基）将有机物氧化。下列说法错误的是

TABT

卜"I

OF/\

J>—>.OH+[Fe(OH)]2-

i/・OH、

卜o?H：O^

A.6H向阳极移动

B.A极连接电源负极

C.消耗2.24L(标准状况)。2理论上可以产生0.4molOH

D.阳极的电极反应式为Hq-e-=QH+H+

【答案】A

【详解】A.电解过程中，生产的QH为中性基团，不会迁移，A项错误；

B.A极发生得电子的还原反应，则该电极为阴极，所以A为负极，B项正确；

C.阴极上O.lmolCh转化为O.lmolHzOz转移0.2mole，同时Fe3++e-=Fe?+,转移O.lmole,由

Fe2++H2O2=[Fe(OH)p++OH+OH可知，生成O.lmolOH,转移0.3mole-；在阳极上HQ-e-=QH+H*生成

O.3mol-OH,所以消耗O.lmolCh,可以产生0.4molOH,C项正确；

D.阳极上水失电子生成羟基和氢离子，其电极方程式为：H2O-e=OH+H\D项正确；

3.(江西省赣州市2021-2022学高二上学期期末考试化学试题)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中

生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如

图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是

A.阳极发生将海水中的cr还原生成Ch的反应

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO

C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气

D.阴极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理

【答案】A

【分析】海水通入管道后，形成电解池，海水作为电解液，依据提示，为排除排水管中生物的附和，可以

通过电解海水制氯气，故阳极发生反应2C「-2e=C12T，阴极发生反应2H2O+2e-=2OH+H2f,此时海水碱性增

大，由于电解液存在于管道中，生成的氯气会与碱性海水反应，生成次氯酸钠进而达到灭杀附着生物的效

果，阴极生成的氢气应及时通风安全地排入大气,依据分析可知阴极发生反应2H2O+2L2OH-+H23Mg(OH”

等积垢在阴极表面形成，据此分析回答问题。

【详解】A.依据分析可知，阳极发生反应2Cr-2e-=CbT，为氧化反应，故A错误；

B.依据题意“排水管中生物的附和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率”可知，需要生成次氯酸钠进而杀

灭附着生物，故B正确；

C.阴极发生反应2H2O+2e-=2OH+H2T，若不排除，氢气浓度过大易发生危险，应及时通风稀释，故C正

确；

D.依据分析可知阴极发生反应2H2O+2e-=2OH-H2T，Mg（0H）2等积垢在阴极表面形成，需要定期清理阴极

表面，故D正确，

故选：Ao

4.图甲为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。图乙为

电解氯化铜溶液的实验装置的一部分。下列说法中不正确的是

A.a极应与X连接

B.N电极发生还原反应，当N电极消耗I1.2L（标准状况下）。2时，则a电极增重64g

+

C.若废水中含有乙醛，则M极的电极反应为：CH.CHO+3H2O-10e-=2C0,?+10H

D.不论b为何种电极材料，b极的电极反应式一定为2。-2e=Cl2T

【答案】D

【解析】根据题给信息知，甲图是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，负极上失电子发

生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；电解氯化铜溶液，由图乙氯离子移向b极，铜离子移向a极，

则a为阴极应与负极相连，b为阳极应与正极相连，根据得失电了守恒计算，以此解答该题。

【详解】A.根据以上分析，M是负极，N是正极，a为阴极应与负极相连即X极连接，故A正确；

B.N是正极氧气得电子发生还原反应，a为阴极铜离子得电子发生还原反应，根据得失电子守恒，则当N

电极消耗11.2L（标准状况下）气体时，则a电极增重1嘉12x；4x64g/mol=64g,故B正确；

C.有机废水中主要含有乙醛，则图甲中M极为CH3cH0失电子发生氧化反应，发生的电极应为：

+

CH3CHO+3H2O-10c-=2C0,T+10H,故C正确;

D.b为阳极，当为惰性电极，则反应式为2c「-2©一=。2个，当为活性电极，反应式为本身失电子发生氧化

反应，故D错误；

答案选D。

5.（安徽省五校2021届高三12月联考化学试题）光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现

光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解离为H+和0H,且双极膜能实现H+和OH的定向通过。下

列说法正确的是()

A.该装置将光能最终转化为电能

B.再生池中的反应为2V2++2H2O=2V3++2OFT+H2T

C.当阳极生成33.6LO2时，电路中转移电子数为6NA

D.光照过程中阳极区溶液中的n(OH)基本不变

【答案】D

【详解】A.在光照条件下光电池将光能转化为电能，电解池中电能又转化为化学能，由题图可知，电解过

程中的总反应为2H20璧2H2T+O2T，故A错误；

B.放电后的溶液中含有V2+和H+,在催化剂作用下H+将V2+氧化为V3+,从而实现V3+的再生，即发生反

应2V2++2H+催化剂2V3++H2T,故B错误：

C.阳极的电极反应4OFT—4e一=O2f+2H2。，标况下每生成33.6L氧气，电路中转移电子数为6M,题目中

未指明条件，无法计算，故C错误；

D.双极膜复合层间的HzO能解离为H+和0H，且双极膜能实现H+和OFT的定向通过，右侧阳极电极反

应式为40H-4e=O2t+2H2O,根据溶液呈电中性可知阳极放电消耗的与从双极膜中进入右侧的OFF

数目相等，故D正确；

故选D。

6.(重庆市2021届高三第一次联合诊断化学试题)合成氨是催化界的经典反应，数次诺贝尔奖的获得，说

明其从工业应用到机理认识都有着重要意义。当前，利用电化学手段进行氮的合成是人类化学控制合成的

新目标，一种电化学合成氨的装置(惰性电极)示意图如图所示。下列说法正确的是

A.a电极连接电源的负极

B.b电极的电极反应式为：N2+6e+6H2O=2NH3+6OH-

C.当有ImolNHj生成时，理论上产生16.8LO?

D.电流从b极经共熔物到a极，再经电源流回b极

【答案】B

【分析】由图可知，该装置为电解池装置，a电极为电解池的阳极，在共熔物作用下水蒸气在阳极失去电子

发生氧化反应生成氧气，b电极为阴极，氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气。

【详解】A.由分析可知，a电极为电解池的阳极，与电源的正极相连，故A错误；

B.由分析可知，b电极为阴极，氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为

N2+6e+6H2O=2NH3+6OH,故B正确；

C.未注明标准状况，无法计算Imol氨气生成时生成氧气的体积，故C错误；

D.由电解原理可知，电流从b极流向电源，再经电源流回a极，故D错误；

故选B。

7.（安徽省皖南八校2021届高三4月第三次联考理综化学试题）最近我国科学家设计了一种C2H5OH+CO2

协同电解转化装置，通过回收工业尾气中的CO2实现了联合生产合成气（CO+H*和CH3CHO的新工艺，其

工作原理如图所示，下列说法正确的是

B.电解池工作时，电极a附近的CO；浓度升高

C.电极b上的电极反应式为C2H5OH+2e+2cO；=CH3cH0+2HCCG

D.电解池工作时，CO；透过交换膜向电极a移动

【答案】B

【分析】由图可知C2H50H在电极b转化为CH3cHO,发生氧化反应，则电极b为阳极，电极反应式为

C2H5OH+2CO；-2e=CH3CHO+2HCO；:电极a为阴极，电极反应式为3CO2+H2O+4e=CO+H2+2CO；。

【详解】A.电极b为阳极，电极a为阴极，则电极b与电源正极连接，电极a与电源负极连接，电极a

上的电势比电极b上的低，A错误；

B.电极a为阴极，电极反应式为3cO2+H2O+4e=CO+H2+2CO；,因此电解池工作时，电极a附近的CO；

浓度升高，B正确；

C.电极b为阳极，电极反应式为C2H5OH+2cO；-2e-=CH3CHO+2HCO：,C错误；

D.对比阴阳极反应可知电极a产生的CO；向电极b迁移补充左室的CO；,D错误；

答案选B。

8.2020年6月，清华大学发现了一种新型的钾离子电池正极材料，比过去使用的任何材料都更加稳定。电

放电

池示意图如下，总反应为FeC2O4F+KC（,.C+KFeCzChF。下列有关说法错误的是

充电

+

A.放电时，负极反应为：KC6-e=K+C6

+

B.充电时，阳极反应：KFeC2O4F-e-=FeC2O4F+K

C.充电时，当电路中通过的电子为0.02mol时，碳电极增加的质量为0.78g

D.用该电池电解饱和食盐水，阴极产生4.48L气体时，通过隔膜的K+为0.2mol

【答案】D

放电

【详解】A.由总反应FeC2O4F+KC61C6+KFeC2O4F知：放电时，负极KC6失去电子生成C6,负极反应

充电

为KC6-e=K++C6,A正确；

放电

B.由总反应FeC2O4F+KC6r*C6+KFeC2O4F知：充电时，C6得电子在阴极反应，则KFeC2O4F在阳极反应，

充电

+

阳极反应为KFeC2O4F-e=FeC2O4F+K,B正确；

C.充电时碳电极为阴极，反应式为C6+efK+=KC6，碳电极增加的质量即K+的质量，当电路中通过的电

子为0.02mol时，K+的物质的量也为0.02mol,质量为0.02molx39g/mol=0.78g,C正确；

D.未提到标况下，无法用n二”:।计算,D错误；

22.4L/mol

故选D。

9.（重庆市西南大学附属中学校2021届第三次月考化学试题）我国某科研机构研究表明，利用KzCrzCh可

实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如下图所示。若水分子不能通过阴、阳离子交换膜，则下列说法

正确的是

±

物

A.N为该电池的负极

B.该电池可以在高温下使用

C.一段时间后，中间室中NaCI溶液的浓度减小

-

D.M的电极反应式为：C6H5OH-28e+28OH-=6CO2+17H2O

【答案】C

【详解】A.由图可知Cr元素化合价降低，被还原，N为正极，A项错误；

B.该电池用微生物进行发酵反应，不耐高温，B项错误；

C.由于电解质NaCI溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离，使Na+和C「不能定向移动，所以电池工作

时，负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCI溶液中，正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCI溶液

中与H+反应生成水，使NaCI溶液浓度减小。C项正确：

D.苯酚发生氧化反应、作负极，结合电子守恒和电荷守恒可知电极反应式为C6H5OH-28e—+IIH2O6CO2T

+28H+,D项错误;

答案选C。

10.某银冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2+和C「，图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的Ni2+

的示意图，图乙描述的是实验中阴极液pH值与银回收率之间的关系。下列说法不正确的是（）

O.SM1/L

情

懵

性

性

电

交帙履：电

极

交版服b极

1

0.1»olA0.laol/L废水

侬短猿（合cr)阴极港(R*)PH

医甲89乙

A.交换膜a为阳离子交换膜

B.阳极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+

C.阴极液pH=l时，银的回收率低主要是有较多的Hz生成

D.浓缩室得到1L0.5moi/L的盐酸时，阴极回收得到U.8g银

【答案】D

【详解】阳极区域是稀硫酸，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，氢离子通过交换膜a进入浓缩室，所以交

换膜a为阳离子交换膜，故A正确；

阳极反应式为2H2O-4e-=Ch+4H+,故B正确；

阴极发生还原反应，酸性强时主要氢离子发生还原反应生成氢气、酸性弱时主要Ni?+发生还原反应生成Ni,

故C正确；

浓缩室得到1LO.5moi/L的盐酸时，转移电子0.4mol,阴极生成银和氢气，所以阴极回收得到银小于11.8g,

故D错误；

答案选D。

11.（重庆市2021-2022学年高二下学期5月化学竞赛试题）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,

可使电池持续大电流放电，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是

质子交换膜

A.电池工作时正极区溶液的pH降低

B.加入HNO3降低了正极反应的活化能

+

C.负极反应为CH3cH20H+3H2O-12e=2CO2+12H

D.标准状况下，当有2.24LO2被还原时，通过质子交换膜转移的H+数目为0.4NA

【答案】B

12.K-O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是

0

有机电解质1有机电解质2

A.隔膜允许K+通过，不允许02通过

B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极

C.产生lAh电量时，生成KCh的质量与消耗02的质量比值约为2.22

D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水

【答案】D

【分析】由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为

K-e=K+,b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超版化钾：据以上分析

解答。

【详解】A.金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K'通过，不

允许02通过，故A正确；

B.由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极应与直流

电源的正极相连，做电解池的为阳极，故B正确；

C.由分析可知，生成Imol超氧化钾时，消耗Imol氧气，两者的质量比值为lmolx71g/mol：1molx32g/mol-2.22：

1»故C正确；

D.铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为2PbSCh+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4,反应消耗2moi水，转移2moi

电子，由得失电子数目守恒可知，耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为瓷Jxl8g/mol=1.8g,故D

39g/mol

错误；

故选D。

13.ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是（）

+

B.负极反应为CH3COO+2H2O-8e=2CO2t+7H

C.该装置可以在高温下工作

D.X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜

【答案】B

【分析】由题意和图片装置可知，微生物脱盐池的装置是将废水中有机物CLCOO-的化学能转化为电能的

装置，即为原电池，由图正极通。2,负极为有机废水CH3COO,则为正极发生还原反应，负极发生氧化反

+

应，负极反应为CH3COO+2H2O-8e=2CO2t+7H,原电池内电路中：阳离子通过阳离子交换膜Y移向正极、

阴离子通过阴离子交换膜X移向负极，从而使海水中NaCl含量减少形成淡水，达到脱盐目的，据此分析解

答。

【详解】A.该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A错误；

B.由图片可知，负极为有机废水CH3coeT的一极，发生失电子的氧化反应，电极反应为

+

CH3C0O+2H2O-8e-=2CO2t+7H,故B正确：

C.高温能使微生物蛋白质凝固变性，导致电池工作失效，所以该装置不能在高温下工作，故C错误；

D.原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y为阳离子交换膜、X

为阴离子交换膜，故D错误：

答案选B。

放电.

二A

14.一种新型可充电电池的工作原理如图所示。总反应为AI+3Cn(AlCL)+4AlCLr■充电4Al2Cl7-+3Cn(Cn

石墨)。下列说法正确的是()

A.放电时负极反应为2Al-6e+7C「=A12Cb-

B.放电时A1CL移向正极

C.充电时阳极反应为AlC14-e+C„=Cn(AlC14)

D.电路中每转移3moi电子，最多有ImolCn(AlCL)被还原

【答案】C

【详解】A.放电时铝为负极，失去电子被氧化为AkCl；,电极反应式为Al-3e+7AlCl4=4AhCl；,A项错误；

B.原电池工作时，阴离子移向电源负极，B项错误；

C.充电时该装置相当于电解池，阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为Cn+AlCL-e=Cn(AlCL),C项正

确；

D.ImolCn(AlCL)被还原仅转移Imol电子，D项错误；

答案选C。

【点睛】原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，而电解池工作时，阴离子移向阳极，阳离子

移向阴极，同学们注意区分。

15.下图是新型镁-锂双离子一次电池，下列关于该电池的说法不正确的是

A.放电时,Li+由左向右移动

B.放电时，正极的电极反应式为Lii.xFePO4+xLi++xe=LiFePO4

C.充电时，外加电源的正极与Y相连

D.充电时，导线上每通过Imole；左室溶液质量减轻12g

【答案】D

【分析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+,右边为正极得电子发生还原

反应，反应式为LizFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,阳离子移向正极；充电时，外加电源的正极与正极相连，负

极与负极相连，结合电子转移进行计算解答。

【详解】A.放电时，为原电池，原电池中阳离子移向正极，所以Li+由左向右移动，故A正确；

B、放电时，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为Lii.xFePO4+xLi++xe=LiFePO4，故B正确；

C、充电时，外加电源的正极与正极相连，所以外加电源的正极与Y相连，故C正确；

D、充电时，导线上每通过Imole,左室得电子发生还原反应，反应式为Mg2++2e=Mg,但右侧将有ImolLi*

移向左室，所以溶液质量减轻12-7=5g,故D错误；

答案选D。

【点睛】正确判断放电和充电时的电极类型是解答本题的关键。本题的难点为D,要注意电极反应和离子

的迁移对左室溶液质量的影响。

16.(重庆市主城区2022届高三第二次学业教学质量抽测化学试题)某新型可充电钠离子电池放电时的工

作原理如下图所示，下列说法正确的是

2+

|Mg2ClJ

离

子Mg

交

换

膜

含Na+的有机电解质

A.放电时，Mo箔为电池的负极

B.充电时，电源的正极应与Mg箔连接

C.放电时，Na+通过交换膜从左室移向右室

+

D.充电时，阳极反应为：Na2Fe[Fe(CN)6]-2e-=Fe[Fe(CN)6]+2Na

【答窠】D

【分析】由图可知该装置为原电池，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]一Na2Fe[Fe(CN)6],发生得电子的还原反应，则

Mo箔作正极；Mg箔上Mg失电子生成Mg2+»Mg箔电极作负极。正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-

=Na2Fe[Fe(CN)6],负极反应式为2Mg+2Cr-4e=[Mg2c卜产，充电时为电解池，原电池的正负极连接电源的

正负极，阴阳极反应和原电池负正极的相反，据此分析解答。

【详解】A.放电时，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]TNa2Fe[Fe(CN)6],发生得电子的还原反应，Mo箔作正极，A错

误；

B.放电时M。箔为正极，Mg箔电极为负极，充电时电源正极与该电池的正极M。箔连接，B错误；

C.放电时，Na，通过交换膜向正极移动，即从右室移向左室，C错误；

D.充电时，Mo箔电极连接电源的正极做阳极，阳极失去电子发生氧化反应，则阳极的电极反应为：

+

Na2Fe[Fe（CN）6]-2e-=Fe[Fe（CN）6]+2Na,D正确；

故合理选项是Do

17.（四川省成都市2021-2022学年高三上学期第一次诊断性检测理综化学试题）某化学小组为了探究原电

池和电解池的基本原理，设计装置如图。下列相关分析错误的是

A.电池I工作时，石墨电极发生反应：Ag++e-=Ag

B.电池【中Cu块取出前后灯泡亮度没有变化

C.电解池n工作时，电子从b端流向a端

D.电解池II工作一段时间后，b与石墨C2电极之间会产生蓝色沉淀

【答案】B

【分析】由题干装置图可知，电池I工作时，Zn为负极发生的电极反应为：Zn-2e=Zn2+,石墨为正极，发

生的电极反应为：Ag++e=Ag,中央铜块的左侧为正极，电极反应为：Ag++e=Ag,中央铜块的右侧为负极，

发生的电极反应为：Cu-2e=Cu2+,电解池H工作时，石墨Ci为阳极，电极反应为：2c「laCLT，C2为阴

极，电极反应为：2H2O+2e-=2OH+H2T，中央铜块a端为阴极，电极反应为：2H2O+2e=20口+比3b端为

阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+,据此分析解题。

【详解】A.由分析可知，电池I工作时，石墨电极发生反应：Ag++e=Ag,A正确：

B.由分析可知，电池I中Cu块取出前是两个原电池串联供电，取出后只有一个电池供电，故灯泡亮度将

发生明显的变化，B错误；

C.由分析可知，电解池II工作时，中央铜块a端为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=2OH+H2T，b端为阳极，

电极反应为：Cu-2e=Cu2+,故电子从b端流向a端，C正确；

D.由分析可知，电解池II工作一段时间后，b端为阳极，电极反应为：Cu-2e=Cu2+,C2为阴极，电极反

2+

应为：2H2O+2e-=2OH+H2f,Cu+2OH=Cu（OH）21,b与石墨C2电极之间会产生蓝色沉淀，D正确；

故答案为：Bo

18.（海南省2021-2022学年高三下学期化学学业水平诊断三（联考）化学试题）工业上常采用电渗析法从

含葡萄糖酸钠（用GCOONa表示）的废水中提取化工产品葡萄糖酸（GCOOH）和烧碱，模拟装置如图所示（电极

均为石墨）。

下列说法错误的是

A.交换膜1、2分别为阳离子、阴离子交换膜

B.a电极为阴极，b电极上发生氧化反应

C.一段时间后，a、b电极产生气体的质量之比为8：1

D.电路中通过Imol电子时，理论上回收40gNaOH

【答案】C

【分析】在电解池的左侧，桶NaOH溶液转化为浓NaOH溶液，则表明Na，透过交换膜1进入左侧，在a

电极上比0得电子生成H2和。H，此电极为阴极；在右侧，稀GCOOH转化为浓GCOOH,表明GCOCT

透过交换膜2进入右侧，在b电极上HzO失电子生成。2和H+,b电极为阳极。

【详解】A.由分析可知，交换膜1为阳离子，交换膜2为阴离子交换膜，A正确；

B.由分析可知，a电极为阴极，b电极上为阳极，失电子发生氧化反应，B正确；

C.电解发生后，a电极生成Hz，b电极生成02，依据得失电子守恒，氏与。2的物质的量之比为2:1,所

以一段时间后，a、b电极产生气体的质量之比为1：8,C不正确；

D.电路中通过Imol电子时，a电极上有lmolH+得电子，则有ImolNa,透过交换膜1进入左侧，理论上回

收ImNNaOH,质量为40g,D正确;

故选C。

19.（重庆市第一中学校2021-2022学年高三3月月考化学试题）某甲醇燃料电池装置如图所示，下列说法

错误的是

A.乙池负极反应为：CH3OH-6e+3C0f=4CO2T+2H2O

B.乙池中电池工作时，CO：不断移向负极

C.甲池中Cu电极发生的反应为2Cl-2e=Cl2T

D.甲池中Cu电极发生的反应为2C「消耗时，C极上放出气体体积（标准状况下）为67.2L

【答案】C

【分析】乙为甲醇燃料电池，通入甲醇的一极负极、通入氧气的一极为正极；甲池为电解池，铜与电源正

极相连，铜为阴极，C与电源负极相连，C为阴极。

【详解】A.乙池为原电池，乙醇在负极失电子生成二氧化碳，反应式为CH3OH-6D+3c4cO2T+2H20,

故A正确：

B.原电池中阴离子移向负极，乙池是原电池，电池工作时，C0『不断移向负极，故B正确；

C.甲是电解池，铜与电源正极相连，铜是阳极，Cu电极发生的反应为Cu-2cHeM+,故C错误；

32g

D.根据乙池中反应CH3OH-6e-3cO：=4CO2T+2H2O,当32g甲醇被消耗时，转移电子式禽x6=6mol,

C极是电解池阴极，发生反应2H++2e-=H2f,根据电子守恒，放出3moi氢气，体积（标准状况下）为67.2L,

故D正确；

选C。

20.（重庆市2021-2022学年高三上学期学业质量调研抽测（第一次）化学试卷）我国科学家设计的一种甲

酸（HCOOH）燃料电池如下图所示（半透膜只允许K+、H+通过），下列说法错误的是

半透膜

A.物质A可以是硫酸氢钾

B.左侧为电池负极，HCOO-发生氧化反应生成HCO；

C.该燃料电池的总反应为：2HCOOH+02+2OH-=2HCO；+2H.0

D.右侧每消耗1L2LO2（标况），左侧有1molK+通过半透膜移向右侧

【答案】D

【分析】HCOOH燃料电池中，HCOOH发生失去电子被氧化生成HCOy,所在电极为负极，电极反应式为：

HCO0+2OH--2e-=HCO3+H2O,正极上O2得电子生成H2O,O2+4e+4H+=2比0（需消耗H+）,从装置中分离

出的物质为K2SO4,所以放电过程中需补充的物质A是H2so4,HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH

与6的反应将化学能转化为电能，总反应为2HCOOH+2OH+O2=2HCO3-+2H2O,原电池工作时K+通过半

透膜移向正极。

【详解】A.由图可知，原电池工作时K，通过半透膜移向正极（右恻），右侧电极反应为：Fe3++e=Fe2+,从

装置中分离出的物质为K2so4。放电过程中需补充的物质A是H2SO4或硫酸氢钾，A正确；

B.HC00H在碱性燃料电池中，左侧电极发生HC00-失去电子的反应生成HCO3,所在电极为负极，电极

反应式为HCOO+20H-2e-HCO3+H2O,B正确；

C.根据上述分析可知该燃料电池的总反应为：2HCOOH+2OH+O2=2HCO3+2H2O,C正确；

D.右侧每消耗11.2LOX标况），反应的。2的物质的量是0.5mol,转移2moi电子，则左侧有2moiIC通过

半透膜移向右侧，D错误；

故合理选项是D。

21.（重庆市第一中学2021-2022学年高三上学期第三次月考化学试题）高铁酸盐在电池领域的应用日趋成

熟.用电解法制备高铁酸盐的装置如下图所示.下列说法错误的是

I-直流电源—I

Nil------I

NaOHNaOH

溶液溶液

离子交换膜

A.该离子交换膜为阳膜，Na，由右至左移动

B.阳极的电极反应式为Fe+80H-6e=FeO;+4H2O

C.电解一段时间后，阴极室的pH值不变

D.高铁酸盐还可用于水的消毒和净化

【答案】C

【分析】用电解法制备高铁酸盐，Fe失电子发生氧化反应，Fe是阳极，阳极反应式为

Fe+80H-6e=FeO^+4H2O,阴极反应式为2H2（）+2e-=H2T+2OfT；

【详解】A.Fe是阳极，阳极生成FeO：,为防止FeO：向阴极移动，该离子交换膜为阳膜，Na，由右至左

移动，故A正确；

B.用电解法制备高铁酸盐，Fe失电子发生氧化反应，阳极的电极反应式为R+8OH--6e=FeO：+4Hq,故

B正确；

C.阴极反应式为2H2（H2e-=H2T+2OH"电解•段时间后，阴极室的pH值增大，故C错误；

D.高铁酸盐中铁的化合价为+6,具有强同化性，FeO：的还原产物水解为Fe（OH）3胶体，吸附水中杂质，

所以可用于水的消毒和净化，故D正确；

选C。

22.（河南部分学校2022届新高三8月份摸底联考化学试题）我国科研团队开发了一种新型铠甲催化剂

"篦0@石墨烯，可以高效去除合成气中的H2s杂质并耦合产氢，其工作原理如图所示。下列说法错误的是

A.铠甲催化剂电极上的电势高于M电极上的电势

B.阴极的电极反应式为2H，+2e=H2T

C.通电后，阳极区溶液的pH值降低

D.生成Hz和Sx的物质的量之比为1：x

【答案】D

【详解】A.由图中信息知，铠甲催化剂电极为阳极，M电极为阴极，阳极上的电势高于阴极上的电势，A

项正确；

B.阴极上氢离子得电子，电极反应式为2H++2©--也个，B项正确；

C.阳极区H2s反应生成S］和H+导致阳极区溶液的pH减小，C项正确：

D.阴极上生成1mol凡得到2moi电子，阳极上生成1molS.失去2xmol电子，由电子守恒知，生成H?和

S,的物质的量之比为x:l,D项错误；

故选D。

23.（浙江省创新致远协作体2021-2022学年高三上学期12月适应性考试化学试题）利用膜电解技术（装置

如图所示），以Na2CrO4为主要原料制备Na2cl"zCh的总反应方程式为：

通电，4

4Na2CrO,t+4H2O=_2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2t+02to下列说法不正确的是

离子交换膜

A.当电路中有2moi电子通过时，阳极会产生H.2L（在标准状况下）气体

B.NazSCh在阳极室制得

C.电解过程中，阴极溶液pH增大

D.该离子交换膜为阴离子交换膜

【答案】D

【详解】A.电解池中阳极产生02,阴极产生H2,根据总反应方程式可知当电路中有2moi电子通过时，阳

极会产生0.5molCh，即标况下产生11.2L氧气，故A正确；

+

B.电解池中阳极产生02,阳极区氢离子浓度增大，2CrO^+2H=Cr2O；+H2O,故NazCnO?在阳极室制得，

故B正确；

C.阴极水电解产生氢气，电极反应为4H2O+4e=2H2f+4OH-,电解过程中，阴极溶液pH增大，故C正确；

D.阴极水电解产生氢气，和OH,阳极室的Na+移向阴极，离子交换膜为阳离子交换膜，故D错误；

答案为D。

24.（辽宁省沈阳市2021-2022学年高三上学期教学质量检测（一）化学试卷）下图装置利用燃料电池与电

解池组合制备KMnCh，电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极。下列说法中错误的是

A.气体X为H?

B.K0H溶液的质量分数：a%<b%<c%

C.丁电极发生的电极反应为MnO：・e-=MnO」

D.甲电极上每消耗22.4L气体时，阳极质量减轻78g

【答案】D

【详解】A.根据题意，电解法制备KMnO〉所以丁电极K2MnO4发生氧化反应生成KMnO〉丁是阳极,

则丙是阴极，闪电极氢离子得电子生成氢气，所以气体