2025年北京高考化学复习专练：电化学及其应用（解析版）

热点题型03电化学及其应用

热点解读

一、原电池及其工作原理

二、电极名称的判断

G如潜天而串不活泼金属

①构造方面书我非金属♦较活泼金属1

②电极反应»还原反应卜1氧化反应1

.正且负T电子流出|

原电池③电子流向f1电子流入卜

■1不断溶解

④反应现象）々篇器有-

1阴离子移向|

⑤离子移向T阳离子移向卜

与电源负与电源正

①构造方面+

极相连极相连

②电极反应♦［飞原反应I■口口1氧化反应

③电子流向*电子流入卜罩W曩

电解池电子流出

④反应现象」鹫勰或卜电极质量减小或

有非金属单质生

成，如。2、

⑤离子移向T而离子移向1阴离子移向

三、电解池及其工作原理

四、新型化学电源

1.电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)

㈣物质_［负极发生氧化反应］_参加反应的微粒

标得失厂1正极发生还原反应J和得失电子数

——I■在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极

］萼工——<产物，即H*、OH",H'O等是否参加反应

一^〔遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒

黑举—两电极反应式相加，与总反应式对照验证

2.突破二次电池的四个角度

3.新型可充电电池

(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。

将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。

(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断

分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。

①首先应分清电池是放电还是充电。

②再判断出正、负极或阴、阳极。

放电：阳离子一正极，阴离子一负极；

充电：阳离子一阴极，阴离子一阳极；

总之：阳离子一发生还原反应的电极；阴离子一发生氧化反应的电极。

4.燃料电池中电极反应式的书写

第一步：写出电池总反应式

燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。

如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H20②

①式+②式得燃料电池总反应式为CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O0

第二步：写出电池的正极反应式

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是。2,随着电解质溶液的不同，其电极反应式有

所不同，大致有以下四种情况：

(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：

+

O2+4H+4e-=2H2O«

(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：

O2+2H2O+4e-==4OH-o

(3)固体电解质(高温下能传导。2一)环境下电极反应式：

O2+4e-=2O2-o

(4)熔融碳酸盐(如熔融K2co3)环境下电极反应式：

02+2c。2+4e-=2COFo

第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式

电池反应的总反应式一电池正极反应式=电池负极反应式。因为不是负极反应物，因此两个反应式相减

时要彻底消除02。

5.氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结

+

H2-2e-=2H口酸作介质口

宜2—2夕+20IT=2H2。口碱作介质口

负极口2—26+02-=H2。口熔融金属氧化物作介质口

,H2-2e"+COr=H2O+CO2口熔融碳酸盐

作介质口

_+

O2+4e+4H=2H2O口酸作介质口

丁*/°2+4夕+2H2O=4OH-口碱作介质口

止极］02+4e-==202-口熔融金属氧化物作介质口

02+4—+2co2-2C0H口熔融碳酸盐作介质口

限时提升练

（建议用时：40分钟）

考向01原电池原理

1.（2024・北京•一模）用热再生氨电池处理含C1+电镀废液的装置如图，该装置由电池部分和热再生部分

组成：电池部分中，a极室为（NHJ2SO4-NH3混合液，B极室为（NHjSO,溶液；热再生部分加热a极

室流出液，使[CU（NH3）4『分解。下列说法不正确的是

A.装置中的离子交换膜为阳离子交换膜

2+

B.a极的电极反应为：Cu-2e-+4NH3=[Cu（NH3）4]

2+2+

C.电池部分的总反应为：Cu+4NH3=[Cu（NH3）4]

D.该方法可以富集Cu?+并产生电能，同时循环利用NH,

【答案】A

【分析】由图可知，a电极为原电池的负极，氨分子作用下铜在负极失去电子发生氧化反应生成四氨合铜

离子，电极反应为Cu-2e-+4NH3=[Cu（NH3）J+，b电极为正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应

生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu,总反应为CU2++4NH3=[CU（NH3）J+,溶液中硫酸根离子通过阴离

子交换膜由正极迁移到负极。

【详解】A.由分析可知，溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜由正极迁移到负极，故A错误；

B.由分析可知，a极为原电池的负极，氨分子作用下铜在负极失去电子发生氧化反应生成四氨合铜离子，

电极反应为为Cu-2e-+4NH3=[CU（NH3）J+,故B正确；

C.由分析可知，电池的部分总反应为CU2++4NH3=[CU（NH3）J+，故C正确；

D.由分析可知，该装置为原电池装置，可以富集铜离子并产生电能，同时回收液受热分解释放出氨气,

能循环利用氨气，故D正确；

故选A。

2.(2024•北京•模拟预测)我国科学家在可充放电式锌-空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所

示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶

液，放电的总反应式为2Zn+C)2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4『-。下列有关说法不正确的是

A.放电时电解质溶液中K+向正极移动

2

B.放电时锌电池负极反应为Zn-2e+4OH=[Zn(OH)4]-

C.充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能

D.充电时阴极生成6.5gZn的同时阳极产生2.241_。2(标准状况)

【答案】D

【分析】根据2Zn+C)2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)r可知,。元素的化合价降低，被还原，应为原电池正极，Zn

元素化合价升高，被氧化，应为原电池负极，负极反应式为Zn—2b+40H-=[Zn(OH)4]2-,放电时阳离子向

正极移动，据此分析解答。

【详解】A.放电时电解质溶液中带正电荷的K+向正极移动，故A正确；

B.由总反应式知，放电时负极是活泼金属锌失去电子被氧化为ZQ+,ZM+与OH-反应结合为[Zn(OH)4F-：

2

Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]-,故B正确；

C.由总反应式和原理图知，放电时发生"氧化还原反应(ORR)”,充电时发生"析氧反应(OER)”,"双功能催化

剂"意味着无论放电还是充电均能降低反应活化能，起到催化作用，故C正确；

D.充电时阴极生成6.5gZn转移0.2mole-,而阳极产生2.24L。2(标准状况)，转移0.4mole-,故D错

误；

答案选D。

3.(2025•北京•模拟预测)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如

下图所示。

微生物

••

02

CHO+HO••••I

6厌12氧6反2应质拜换膜

有氧反应

下列有关微生物电池的说法中不正确的是

A.正极反应中有CO2生成

B.微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理

C.质子交换膜的交换动力来源于膜两侧离子浓度差

D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

【答案】A

+

【分析】该装置中，微生物为负极，发生反应：C6H12O6-24C+6H2O=6CO2+24H,O?为正极，反应

为：O2+4e-+4H+=2H。，据此分析；

【详解】A.正极反应中有出。生成，A错误；

B.微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理（厌氧反应在常温下就可以进行），B正确；

C.离子交换膜的原理基于离子在膜中的扩散和传递，这一过程受到浓度梯度和电场的影响，C正确；

+

D.负极反应：C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2+24H,正极反应：O?+4b+4H+=2凡。，两者相加，电池

总反应为C6Hl+602=6CO2+6H2O,D正确；

故选D„

4.（2024•北京昌平•二模）一种Zn/CuSe混合离子软包二次电池装置示意图如图所示（其中一极产物为

C%Se固体），下列说法正确的是

交换膜

A.放电时：CuSe为正极反应物，其中Se得电子

B.无论放电或充电，均应选用阳离子交换膜

C.无论放电或充电，电路中每转移2moi电子就有2moi离子通过离子交换膜

D.由该装置不能推测出还原性：Zn>Cu+

【答案】D

【分析】根据题干和装置图分析可知放电时：

电极Zn为负极，负极反应式为:Z--2e-=ZB；

电极CuSe为正极，正极反应式为：C“Se+Ca2++2e-=C%Se;

【详解】A.由分析可知，正极反应物是CaSe和C”，二者都得电子，A错误；

B.为了保证充放电效率，本题通过离子交换膜的离子一定是SO；,B错误；

C.由于通过离子交换膜的离子是SO；一,根据电荷守恒，无论放电或充电，电路中每转移2moi电子就有

lmol离子通过离子交换膜，C错误；

D.该装置可以得到金属锌的还原性强于CihSe,不得推测出还原性：Zn>Cu+,D正确；

故选D„

5.（24-25高三上•北京■阶段练习）液流电池可以实现光伏发电和风力发电电能的储存和释放。一种非金

属有机物液流电池的工作原理如下图。

多孔碳电极质子交换膜

下列说法不正确的是

A.放电时，正极反应式为8弓+26一=28/

B.放电时，物质a为AQDSH?

C.充电时，AQDS/AQDSH2储液罐中的pH减小，H+通过质子交换膜到达澳极室

D.增大储液罐体积，可提高液流电池的储能容量

【答案】C

【分析】放电时，右侧Brz+2e-=2Br,作正极；左侧AQDS也失电子生成AQDS和田，作负极。则充电时，

左侧电极为阴极，右侧电极为阳极。

【详解】A.放电时，右侧电极为正极，B「2得电子生成B「，正极反应式为Br2+2e-=2Br,A正确；

B.由分析可知，放电时，AQDSH2失电子生成AQDS和H+,则物质a为AQDSH2,B正确；

C.充电时，AQDS+2e-+2H+=AQDSHz，H+被消耗，则AQDS/AQDSH?储液罐中的pH增大，H+从漠极室（右

侧）通过质子交换膜到达碳极室（左侧），C不正确；

D.增大储液罐体积，储存的反应物增加，可提高液流电池的储能容量，D正确；

故选C。

6.（2023•北京•高考真题）回收利用工业废气中的CO?和SO?,实验原理示意图如下。

I----J~~I

ACO；.fONaHCOiI厂|即.袅*一।j

so：的发气||r—J"f'"MT"i^

KR*WKO.W

Na：SOiMA■.■

PH=HSOi<.『HCOOH

-F-g，b-

下列说法不正确的是

A.废气中SO?排放到大气中会形成酸雨

B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO；的水解程度大于HCO；的电离程度

C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO?和SO?

D.装置b中的总反应为SO；+CO2+H2O-HCOOH+SO》

【答案】C

【详解】A.SC>2是酸性氧化物，废气中SC）2排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；

B.装置a中溶液的溶质为NaHCOs，溶液显碱性，说明HCO；的水解程度大于电离程度，故B正确；

C.装置a中NaHCOs溶液的作用是吸收SO?气体，CO?与NaHCC>3溶液不反应，不能吸收CO2,故C错

误；

D.由图可知一个电极亚硫酸根失电子生成硫酸根，另一个极二氧化碳和水转化为甲酸，装置b中总反应

SO^-+CO,+H2O—HCOOH+SO^-,故D正确；

选Co

7.（2022•北京•高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。

序

装置示意图电解质溶液实验现象

号

0.1mol/LCuSO阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气

①4

1"1+少量H2s。4体减少。经检验电解液中有Fe?+

Cu--二Fe

阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固

0.1mol/LCuSO4

电解质溶液

②+过量氨水体。经检验电解液中无Fe元素

下列说法不正确的是

A.①中气体减少，推测是由于溶液中c(H)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触

+2+2+2+

B.①中检测到Fe?+,推测可能发生反应：Fe+2H=Fe+H2,Fe+Cu=Fe+Cu

C.随阴极析出Cu,推测②中溶液c(Cu?+)减少，CU2++4NH3『=[CU(NH3)4「平衡逆移

D.②中02+生成[CU(NH3)『，使得c(C『)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密

【答案】C

【分析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚

铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨

水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓

慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。

【详解】A.由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减

小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；

B.由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、

氢气和铜，可能发生的反应为Fe+2H+=Fe2++Hz、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故B正确；

C.由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应，

铜离子浓度不变，Cu2++4NH3—=±[CU(NH3)4『平衡不移动，故C错误；

D.由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要

小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀

层，故D正确；

故选C。

8.(2024•北京•三模)设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成

CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为c02+,工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转

A.装置工作时，离子通过阳膜进入甲室

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

+2+

C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2。+e-=Li+Co+4OH-

D.若甲室Co?+减少200mg,乙室C4+增加300mg,则此时已进行过溶液转移

【答案】C

【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水

分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为

+

CH3COO-8e+2H2O=2CO2T+7H,钻酸锂电极为正极，酸性条件下钻酸锂在正极得到电子发生还原

反应生成锂离子、钻离子和水，电极反应式为2LiCoC>2+2e-+8H+=2Li++2co2++4凡0,电池的总反应

++2+

为CH3COO+8LiCoO2+25H=2CO2T+8Li+8Co+14H2O；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极

为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为

CH3COO--8e-+2H2O=2C02T+7IT,右侧石墨电极为阴极，钻离子在阴极得到电子发生还原反应生成

+

钻，电极反应式为C02++2-=Co，电解的总反应为CH3co0一+4CM++2凡0=2CO2T+7H+4Co。

【详解】A.由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应

2++

CH3COO-+4CO+2H2O-2CO2T+7H+4Co,反应中生成氢离子透过阳膜进入甲室，A正确；

B.由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应

++2+

CH3COO-+8LiCoO2+25H=2C0?T+8Li+8Co+14H2O,反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间

后，乙室应补充盐酸，B正确；

C.由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钻酸锂电极为正极，酸性条件下钻酸锂在正极得到电子发

生还原反应生成锂离子、钻离子和水，电极反应式2LiCoC）2+2e-+8H+=2Li++2co2++4凡0,C错误；

D.若甲室钻离子减少200mg,电解转移电子的物质的量土0.0068mol,若乙室钻离子增加

59g/mol

300mg,电解转移电子的物质的量U^7xl*0.0051mol,由于电子转移的物质的量不等，说明此时已

59g/mol

进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确；

答案选C。

9.（2024•北京大兴•三模）用如图装置可以实现电解K2CP4溶液制备1<2口2。7和浓KOH溶液。下列说法不

正确的是

稀KOH溶液f|J"|R-Ker。4溶液

离子I换膜

A.装置中的离子交换膜为阴离子交换膜

B.a室中获得的产品有力和浓KOH溶液

C.b室获得KzSS的过程中，涉及CrQ：（橙色）+比0=200;（黄色）+2H+平衡的移动

D,取少量b室中电解后的溶液，加入乙醇，会看到溶液变绿色

【答案】A

【分析】由题干装置图可知，b电极为阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，铭酸

根离子与生成的氢离子反应生成重铭酸根，电极反应式为2H2O-4e-=C）2个+4H+（或4。什-40-=2力。+。2个），

a电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2个+20H-,钾离子由阳极室经过阳离子交换膜进入阴极室，电解

通电

池的总反应方程式为4K2仃。4+4%。^21<2b207+41<0口+2%个+。2个，据此分析解题。

【详解】A.由分析可知，装置中的离子交换膜为阳离子交换膜，K+由阳极室经离子交换膜进入阴极室，A

错误；

B.由分析可知，a电极为阴极，电极反应为：2"0+26-="个+20H,钾离子由阳极室经过阳离子交换膜进

入阴极室，a室中获得的产品有力和浓KOH溶液，B正确；

C.由分析可知，b电极为阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，铭酸根离子与生成

的氢离子反应生成重铭酸根，b室获得&02。7的过程中，涉及Cr2。江橙色）+HQU2CrC>24（黄色）+2H+平

衡的移动，C正确；

D.取少量b室中电解后的溶液含有1<2口2。7,加入乙醇后，将被还原为Cr3+,故会看到溶液变绿色，D正

确；

故答案为：Ao

10.（2024•北京•三模）利用双极膜电解Na2sO,制备NaOH,捕集烟气中CO2,制备NaHCC^。电解原理

如图所示：

Q.H@

浓NaOHH2sO,

离

离

阴

H阳

子

子b

离

离

一J

茂

H迂

存

换

+父I/7-

交

换+

换

膜

膜

0换

膜

IHH膜

，

稀NaOHNa2SO4双极膜Na2s0,稀硫酸

已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的H?。解离，提供H+和OHL

下列说法正确的是

A.阴极反应式：2H2O+2e=H2T+2OH-

B.I为阴离子交换膜，n阳离子交换膜

C.电路中转移2moi电子时共产生2moiNaOH

D.该装置总反应的方程式为4H,0曳昼2H,个+0,T+2H++20H一

【答案】A

【分析】由图知，与电源负极相连的阴极的电极反应式为2H20+2b=凡个+2011-,与电源正极相连的阳

极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++（）2T,钠离子通过离子交换膜I移向阴极，故I为阳离子交换膜，硫

酸根通过离子交换膜H向右移动，故II阴离子交换膜，双极膜处氢离子向左移动，氢氧根向右移动，钠离

子通过阳离子交换膜向左移动，硫酸根通过阴离子交换膜向右移动，据此回答.

【详解】A.由分析知，阴极反应式：2H2O+2e=H2T+2OH-,A正确；

B.由分析知，I为阳离子交换膜，II为阴离子交换膜，B错误；

C.由分析知，电解过程中有两处生成NaOH,由电子守恒，电路中转移2moi电子时共产生4moiNaOH,

C错误；

D.由阴极和阳极电解反应式得，该装置总反应的方程式为2HQ曳艇2H②个+。2个，D错误；

故选Ao

11.（2024•北京顺义・二模）科学家发展出一种近中性条件下高效无膜电解水过程，原理如图所示，其中

澳化物在电解池甲中被氧化为澳酸盐。下列说法正确的是

甲乙

A.电极A为阳极

B.电解一段时间后，甲中溶液pH升高

C.当甲中有ImolBrO]生成时，理论上有44.8LH2生成（标准状况下）

催化剂.

D.乙中发生的反应为：2BrO；^=2Br+3O2T

【答案】D

【分析】甲为电解池装置，电极B上B「化合价升高，发生氧化反应生成BrO],则B为阳极，A为阴极，

A电极水中氢离子得电子生成氢气，装置乙中BrOg在催化剂作用下发生氧化还原反应生成B「和氧气；

【详解】A.甲为电解池装置，电极B上漠元素化合价升高，B为阳极，A电极水中氢离子得电子生成氢

气，则A为阴极，故A错误；

B.甲池发生电解的总反应为3H2O+B「=BrO：+3H2个，电解一段时间后，甲中溶液pH不变，故B错误；

C.甲池发生电解的总反应为3H20+B「=BrO]+3H2个，生成ImolBrO]时有3mol出生成，标况下氢气的体

积为3moix22.4L/mol=67.2L,故C错误；

D.乙池中BrO］在催化剂作用下发生氧化还原反应生成B「和氧气，反应方程式为2BrOg型',2Br-+3O23

故D正确；

故选D。

12.（2024•北京・高考真题）酸性锌镒干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正

确的是

—石墨棒

一二氧化锦和炭黑

一氯化钱和氯化锌

一锌筒

A.石墨作电池的负极材料B.电池工作时，NH；向负极方向移动

C.Mil。?发生氧化反应D.锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2+

【答案】D

【详解】A.酸性锌镒干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误；

B.原电池工作时，阳离子向正极（石墨电极）方向移动，故B错误；

C.MnOz发生得电子的还原反应，故C错误；

D.锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应Zn-2e-=Zn2+,故D正确；

故选Do

13.（2024•北京海淀,三模）一种新型Zn-CO?水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径,

其工作示意图如下，下列说法不正确的是

A.放电时，金属锌为负极

B.放电时，CO?被转化为储氢物质HCOOH

C.充电时，电池总反应为：2Zn(OH)^—2Zn+O2T+4OH-+2H2O

D.充电时，双极隔膜产生的H+向右室移动

【答案】D

【分析】由图可知，放电时，锌电极为原电池的负极，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四

羟基合锌离子，右侧电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，双极膜中

氢离子向右室移动、氢氧根离子向左室移动；充电时，锌电极为电解池的阴极，四羟基合锌离子在阴极得

到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，右侧电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢

离子和氧气，双极膜中氢离子向左室移动、氢氧根离子向右室移动。

【详解】A.由分析可知，放电时，锌电极为原电池的负极，故A正确；

B.由分析可知，放电时，右侧电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲

酸，故B正确；

C.由分析可知，充电时，锌电极为电解池的阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌

和氢氧根离子，右侧电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，总反应为

2Zn(OH)j-2Zn+O2T+40T+2H2O,故C正确；

D.由分析可知，充电时，双极膜中氢离子向左室移动、氢氧根离子向右室移动，故D错误；

故选Do

14.(2024•北京通州•一模)中国科研团队研发出室温下可稳定充放电的高柔性钙一氧气电池，该电池的

A.Cao?中阴阳离子个数比为2：1

B.电解质溶液可选用CaSC\水溶液

C.放电时正极电极反应式为02+2凡0+4仁=40比

D.充电时阳极电极反应式为CaO「2屋=Ca>+O2

【答案】D

【分析】由总反应可知，钙失去电子发生氧化反应，金属钙为负极，则碳纳米管为正极，放电时氧气在正

极反应；

【详解】A.Cao?中含有钙离子和过氧根离子，阴阳离子个数比为1：1,A错误；

B.钙为活泼金属，会和水反应，不能选用Cas。,水溶液，B错误；

C.由图可知，Ca盐作电解质溶液，可传导离子为Ca2+,正极上5被还原生成CaC>2，则放电时正极电极反

应式为：O2+2e-+Ca2+=CaC>2,C错误；

D.充电时阳极电极反应为过氧化钙失去电子发生氧化反应生成钙离子和氧气，其电极反应式为：

2+

CaO2-2e-=Ca+O2,D正确；

故选D。

15.（2024•北京海淀•二模）我国科研人员研发的海泥细菌电池不仅可以作为海底仪器的水下电源，还可

以促进有机污染物（以CHQ表示）的分解，其工作原理如图，其中海底沉积层/海水界面可起到质子交换

B.b极的电极反应为HS一+2e、S+H+

C.若b极区生成ImolS,则a极区H+增加2moi

D.外电路通过Imole一时，至少有ImolCO?生成

【答案】D

【分析】由图可知，海泥细菌作用下有机污染物酸性条件下与海水中的硫酸根离子反应生成二氧化碳和氢

硫酸根离子，反应的方程式为2cH2O+SO：+H+=2CC）2个+HS-+2H2。，a极为原电池的正极，酸性条件下氧气

在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为Oz+4e-+4H+=2力。，b极为负极，氢硫酸根离子在负极

失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应式为HS-2e-=S+H+,则电池总反应为O2+2HS-

+2H+=2S+2H2。。

【详解】A.由分析可知，a极为原电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，

故A错误；

B.由分析可知，b极为负极，氢硫酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应式为

HS-2e=S+H+,故B错误;

C.由分析可知，a极为原电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式

为5+4e-+4H+=2%。，b极为负极，氢硫酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应

式为HS、2e-=S+H+,内外电路转移电荷数相等，每转移4mol电子，由电极反应式可知，b极区生成2moi

硫，a极氧气转化为水消耗4moi氢离子，则b极区有4moi氢离子移向a极区，则b极区生成ImolS,a

极区氢离子的物质的量不变，故C错误；

D.由分析可知，b极为负极，氢硫酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应式为

HS-2e=S+H+,则外电路通过lmol电子时，消耗0.5mol氢硫酸根离子，海泥细菌作用下有机污染物酸性条

件下与海水中的硫酸根离子反应生成二氧化碳和氢硫酸根离子，反应的方程式为2cH20+S0：

+H+=2CC）2个+HS-+2H2。，由方程式可知，生成0.5mol氢硫酸根离子同时生成lmol二氧化碳，故D正确；

故选D„

16.（2024•北京丰台•二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖（葡萄糖）过高时会激活电池，

产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示（G-CHO代表

葡萄糖）。

下列说法不正确的是

A.该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作

B.工作时，电极I附近pH下降

c.工作时，电子流向：电极n玲传感器玲电极I

D.工作时，电极II电极反应式为G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+

【答案】B

【分析】燃料电池通入氧化剂的电极I为正极，氧气发生还原反应生成水，电极II为负极，G-CHO被氧化

+

为G-COOH,电极反应式：G-CHO+H20-2e-=G-COOH+2Ho

【详解】A.根据题干信息，血糖（葡萄糖）过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛

素，降低血糖水平，说明该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作，A说法正确；

B.工作时，电极I为正极，氧气发生还原反应生成水，电极反应式：。2+4片+4H+=2凡0,电极I附近

pH升高，B说法错误；

c.原电池中电子从负极流入正极，故外电路中电子流向：电极nf传感器-电极I,c说法正确；

D.工作时，电极H电极反应式为G-CHO+H2。-2e-=G-COOH+2H+,D说法正确；

答案选B。

17.（23-24高三上,北京西城•期末）燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水，原理的示意图如下（忽略溶液体

积的变化）。

下列说法不正确的是

A.H+通过质子交换膜向a极室迁移

B.工作一段时间后，a极室中稀硫酸的浓度增大

+

C.电极b的电极反应：2NH：-6e-=N2T+8H

+

D.电池的总反应：4NH：+302=2N2+6H2O+4H

【答案】B

【分析】根据燃料电池装置可知，左侧a极为正极，通入空气后氧气在正极发生还原反应，电极反应式：

+

O2+4e-+4H=2H2O；右侧b极为负极，NH；在负极发生氧化反应，电极反应式：

2NH：-6e「=N2f+8H+；

【详解】A.结合分析，根据电极反应及电解质溶液呈电中性可知，H+通过质子交换膜向a极室迁移，A

正确；

B.根据分析，a极电极反应式：。2+46一+411+=21120可知，工作过程中每当消耗4moi氢离子的同时，

生成2moi水，则工作一段时间后，a极室中稀硫酸浓度减小，B错误；

+

C.根据分析可知，b极为负极，NH：在负极发生氧化反应，电极反应式：2NH：-6e-=N2T+8H,C正

确；

D.结合分析，根据得失电子守恒，将两电极反应式相加得总反应：4NH：+3O2=2N2+6H2O+4H\D正

确；

答案选B。

18.（24-25高三上・北京•阶段练习）将铜棒插入浓、稀Cu（NO3）2溶液中（装置如图），观察到电流计指针发

生偏转，一段时间后，浸入浓Cu（NO3）2溶液的铜棒变粗。下列说法不正确的是

3&

CunnCu

稀CU(NO3)2溶液|浓Cu(NO3)2溶液

阴离子交换膜

A.铜棒变粗的反应：Cu2++2e-=Cu

B.左侧铜棒为正极

C.随着反应的进行，浓、稀CU(NC)3)2溶液的浓度逐渐接近

D.Cu2+的氧化性随c(Cu2+)增大而增强，CU的还原性随c(Cu2+)增大而减弱

【答案】B

【分析】浸入浓Cu(NC)3)2溶液的铜棒变粗，说明浸入浓Cu(NQ)2溶液的铜棒为正极，发生反应Cu2++2e-

=Ciio

【详解】A.铜棒变粗的电极有铜单质生成，反应的反应为Cu2++2e-=Cu,故A正确；

B.浸入浓Cu(NC)3)2溶液的铜棒变粗，发生反应Cu2++2e=Cu,右侧铜棒为正极、左侧铜棒为负极，故B错

误；

C.正极发生反应Cu2++2e=Cu,硝酸铜浓度降低，负极发生反应Cu-2e-=Cu2+,硝酸铜浓度增大，随着反应

的进行，浓、稀Cu(NO3)2溶液的浓度逐渐接近，故C正确；

D.浓Cu(NO3)2溶液中发生反应Cu2++2e-=Cu,稀Cu(NC)3)2溶液中发生反应Cu-2e-=Cu2+,可知CU+的氧化性

随c(Ci|2+)增大而增强，Cu的还原性随c(Ci|2+)增大而减弱，故D正确；

选Bo

拓展培优练

19.(24-25高三上•北京朝阳•阶段练习)全机液流电池是一种新型绿色的二次电池。其工作原理如图所

示。下列叙述不正确的是

A.放电时，电子由Y极流出，经负载到X极

B.放电时，每转移hnol电子，理论上有2moiH+迁移至X极区

C.充电过程中，Y极区溶液pH降低

D.将电解液储存在储液罐中，可增大液流电池储能容量

【答案】B

【分析】观察装置可知，X电极V由+5的VCV玲+4的V02+,发生得电子的还原反应，即X电极为正极，

电极反应式为VO2++e-+2H+=VO2++H2。，Y电极上V?+玲V3+,发生失去电子的氧化反应，为负极，电极反应式

为V2+-e=V3+,总反应为V2++VO2++2H+=VO2++V3++H2。，原电池工作时，电子由负极Y经过用电器移向正极

X,溶液中的H+由负极Y经过质子交换膜移向正极X,据此分析解答。

【详解】A.该原电池中，X电极为正极，Y电极为负极，原电池工作时，电子只能在导线上迁移，即电子

由Y极经导线流向X极，A正确；

B.X极为正极，电极反应式为VO2++e-+2H+=VO2++H2O,由于得失电子数等于氢离子迁移数目，所以转移

Imol电子，只有ImolH+迁移，B错误；

C.充电过程中，Y极区得电子，H+向右移动，溶液pH降低，C正确；

D.将电解液储存在储液罐中，可通过增大电解液存储罐的容积，增大液流电池储能容量，D正确；

故选B。

20.（24-25高三上•北京房山•开学考试）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）

控

制

开

关

电池工作时，下列叙述不正确的是

A.电极a为正极

B.电池工作时，血液做电解质溶液，其中的Na+向b极移动

C.总反应为2c6H12O6+O2=2C6H12。7

D.有望为其他可植入医疗设备提供电能

【答案】B

【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2。，然后再发生C6Hl2。6+2

CuO=C6H12O7+CU2O；a电极为正极，发生反应5+4e-+2H2。=4。H，在这个过程中发生的总反应为

2c6H12O6+02=2C6H12。7。

【详解】A.a电极5得电子发生还原反应C）2+4e-+2H2。=4。m，为正极，A正确；

B.原电池中阳离子向正极移动，故Na+向正极a移动，B错误；

C.a电极为电池正极，电极反应式为Oz+4e-+2H2。=40什；b电极为电池负极，电极反应式为（：1120-26-

+2OH=2CUO+H2O,然后葡萄糖被Cu。氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为CU2。，则电池总反应为

2C6H12O6+O2=2C6H12O7,C正确；

D.该微型电池可植入体内，有望为其他可植入医疗设备提供电能，D正确。

故答案选B。

21.（2024•北京朝阳•二模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的N02,其工作原理如下图所示。

溶液X

♦-NO2

惰

惰

惰

。

性

性

zn性

电

液

电

电

zn电

溶

极