专题28 电化学综合应用（原卷版）【好题汇编】十年（2016-2025）高考化学真题分类汇编（全国通.用）

PAGE1专题28电化学综合应用考点十年考情（2016-2025）命题趋势考点01多池多膜装置2025：北京、甘肃、河南、四川2024：福建、湖北、吉林2023：辽宁、河北、广东、北京2022：辽宁、广东、山东、全国甲卷2021：辽宁、天津、浙江、广东、全国甲卷、湖南、浙江2020：全国I卷、山东2019：浙江、天津2018：全国I卷2016：全国I卷注重考查学科核心知识：本专题综合考查电化学基础知识的迁移应用，涉及的考点有如原电池正负极或电解池阴阳极的判断、电极反应式的书写、电极产物判断与计算、溶液及pH的变化等核心知识。强调知识的灵活运用与综合分析：多池多膜装置均以“文字叙述+离子交换膜+电化学装置图”的方式呈现，考查的并不是离子交换膜的具体结构，而是以离子交换膜在化学电源、电解制备物质或电渗析等方面的实际应用为载体，考查电化学基础知识及基本的化学思想与方法。金属的腐蚀与防护，是电化学的重要组成部分，从近10年高考试题来看，虽然考查力度没有新型化学电源和电解原理及其应用频率高，但作为考点知识轮换，在近10年的考题中时有出现。考点02金属的电化学腐蚀与防护2025：全国卷2024：广东、浙江、湖北2022：辽宁、广东2020：江苏2019：江苏2018：北京2017：浙江、全国I卷知识点知识点01多池多膜装置1．（2025·北京·高考真题）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。实验电极I电极Ⅱ电压/V关系i石墨1石墨2aii石墨1新石墨biii新石墨石墨2civ石墨1石墨2d下列分析不正确的是A．，说明实验i中形成原电池，反应为B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂C．，说明iii中电极I上有发生反应D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii2．（2025·甘肃·高考真题）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率B．在外电路中，电子从电极1流向电极4C．电极3的反应为：D．理论上，每通过2mol电子，可产生3．（2025·河南·高考真题）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．Ⅱ为阳离子交换膜B．电极a附近溶液的减小C．电极b上发生的电极反应式为D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收4．（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。下列说法错误的是A．放电时，负极区游离的数目保持不变B．放电时、还原为，理论上需要氢原子C．充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区D．充电时，电池总反应为5．（2024·福建·高考真题）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是A．交换膜为阴离子交换膜B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液C．理论上每生成，需消耗2molLiD．放电时总反应：6．（2024·湖北·高考真题）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．阳极总反应式为D．阴极区存在反应7．（2024·吉林·高考真题）“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：8．（2023·辽宁·高考真题）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：9．（2023·河北·高考真题）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是

A．充电时，b电极上发生还原反应B．充电时，外电源的正极连接b电极C．放电时，①区溶液中的向②区迁移D．放电时，a电极的电极反应式为10．（2023·广东·高考真题）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11．（2023·北京·高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。

下列说法不正确的是A．废气中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的水解程度大于的电离程度C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和D．装置中的总反应为12．（2022·辽宁·高考真题）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：B．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移C．放电时每转移电子，理论上吸收D．充电过程中，溶液浓度增大13．（2022·广东·高考真题）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：。下列说法正确的是A．充电时电极b是阴极B．放电时溶液的减小C．放电时溶液的浓度增大D．每生成，电极a质量理论上增加14．(2022·山东·高考真题)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CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2转化为Co2+，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LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+减少，乙室Co2+增加，则此时已进行过溶液转移15．（2022·全国甲卷·高考真题）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)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SO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)+Mn2++2H2O16．（2021·辽宁·高考真题）利用(Q)与电解转化法从烟气中分离的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是A．a为电源负极 B．溶液中Q的物质的量保持不变C．在M极被还原 D．分离出的从出口2排出17．（2021·天津·高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是A．a是电源的负极B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D．当完全溶解时，至少产生气体336mL(折合成标准状况下)18．（2021·浙江·高考真题）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连B．放电时，外电路通过电子时，薄膜电解质损失C．放电时，电极B为正极，反应可表示为D．电池总反应可表示为19．（2021·广东·高考真题）钴()的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大B．生成，Ⅰ室溶液质量理论上减少C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D．电解总反应：20．（2021·全国甲卷·高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是A．在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B．阳极上的反应式为：+2H++2e-=+H2OC．制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子D．双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移21．（2021·湖南·高考真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：下列说法错误的是A．放电时，N极为正极B．放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小C．充电时，M极的电极反应式为D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过22．（2021·浙江·高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)223．（2020·全国I卷·高考真题）科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是A．放电时，负极反应为B．放电时，1molCO2转化为HCOOH，转移的电子数为2molC．充电时，电池总反应为D．充电时，阳极室溶液中OH−浓度升高24．（2020·山东·高考真题）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是A．负极反应为B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:125．（2019·浙江·高考真题）最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A．右边吸附层中发生了还原反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－=2H2OC．电池的总反应是2H2＋O2=2H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动，向左移动26．（2019·天津·高考真题）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是

A．放电时，a电极反应为B．放电时，溶液中离子的数目增大C．充电时，b电极每增重，溶液中有被氧化D．充电时，a电极接外电源负极27．（2018·全国I卷·高考真题）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性28．（2016·全国I卷·高考真题）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是A．通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．负极反应为2H2O–4e–=O2+4H+，负极区溶液pH降低D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成知识点知识点02金属的电化学腐蚀与防护29．（2025·全国卷·高考真题）下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应：B．铁发生腐蚀生锈的反应：C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应：30．（2024·广东·高考真题）我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用C．该法为外加电流法 D．锌发生反应：31．（2024·浙江·高考真题）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：下列说法正确的是A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应32．（2024·湖北·高考真题）2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆33．（2024·浙江·高考真题）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34．（2022·辽宁·高考真题）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是A．褪色原因为被还原 B．液体分层后，上层呈紫红色C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D．溶液恢复棕色的原因为被氧化35．（2022·广东·高考真题）为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是A．加入溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入溶液无红色出现 D．加入溶液无蓝色沉淀生成36．（2020·江苏·高考真题）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是A．阴极的电极反应式为B．金属M的活动性比Fe的活动性弱C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快37．（2019·江苏·高考真题）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置