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文档简介
5年(2021-2025)高考1年模拟化学真题分类汇编PAGEPAGE1专题05电化学考点五年考情(2021-2025)命题趋势考点01电化学腐蚀(5年1考)2022·广东卷1.广东高考电化学腐蚀的命题趋势具体表现在:从题型上看,选择题为主;从从看点分布看,电化学腐蚀基本原理的应用常考;从能力上看,更注重信息获取能力。2.广东卷有关电解池的考查为每年的必考考点,命题趋势正从单一知识考查向技术应用与创新情境转型,需要兼顾理论基础(电极反应、膜作用、离子的移动等)与实践分析(工业设计、环保技术),备考时要强化图像分析和计算能力。3.广东卷原电池为热门考点,学生容易出现电极误判,电子流向分析错误,离子流向分析错误等,在今后的备考中,应紧扣“原电池构造→工作原理→新型应用”,强化双液电池与盐桥机理。考点02电解池(5年5考)2025·广东卷、2024·广东卷、2023·广东卷、2022·广东卷、2021·广东卷考点03原电池(5年2考)2025·广东卷、2023·广东卷考点01电化学腐蚀1.(2022·广东卷)以熔融盐为电解液,以含和等的铝合金废料为阳极进行电解,实现的再生。该过程中A.阴极发生的反应为 B.阴极上被氧化C.在电解槽底部产生含的阳极泥 D.阳极和阴极的质量变化相等【答案】C【解析】根据电解原理可知,电解池中阳极发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应,该题中以熔融盐为电解液,含和等的铝合金废料为阳极进行电解,通过控制一定的条件,从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应,分别生成Mg2+和Al3+,Cu和Si不参与反应,阴极区Al3+得电子生成Al单质,从而实现Al的再生,据此分析解答。A.阴极应该发生得电子的还原反应,实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+,A错误;B.Al在阳极上被氧化生成Al3+,B错误;C.阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应,在电解槽底部可形成阳极泥,C正确;D.因为阳极除了铝参与电子转移,镁也参与了电子转移,且还会形成阳极泥,而阴极只有铝离子得电子生成铝单质,根据电子转移数守恒及元素守恒可知,阳极与阴极的质量变化不相等,D错误;故选C。考点02电解池2.(2025·广东卷)一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上减少;电极材料每转移1mol电子,对应的理论容量为。下列说法错误的是A.充电时Ⅱ为阳极B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低C.放电时负极反应为:D.充电时16gS能提供的理论容量为【答案】B〖祥解〗放电时,电极Ⅱ上减少,说明MnO2转化为Mn2+,化合价降低,发生还原反应,为原电池的正极,由于电解质溶液为MnSO4,故电解质应为酸性溶液,正极反应为:;则电极Ⅰ为原电池负极,MnS失去电子生成S和Mn2+,负极反应为:。【解析】A.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,故充电时电极Ⅱ为阳极,A正确;B.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,正极反应为:,反应消耗,溶液的pH升高,B错误;C.由分析可知,放电时电极Ⅰ为原电池负极,负极反应为:,C正确;D.根据放电时负极反应,可知充电时阴极反应为,每消耗16gS,即0.5molS,转移1mol电子,据题意可知,能提供的理论容量为26.8A⋅h,D正确;故选B。3.(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【答案】C〖祥解〗右侧溶液为饱和食盐水,右侧电极产生气体,则右侧电极为阳极,放电产生氯气,电极反应为:;左侧电极为阴极,发生还原反应,在碱性条件下转化为Fe,电极反应为:;中间为阳离子交换膜,由阳极向阴极移动。【解析】A.由分析可知,阳极反应为:,A正确;B.由分析可知,阴极反应为:,消耗水产生,阴极区溶液中浓度逐渐升高,B正确;C.由分析可知,理论上每消耗,转移6mol电子,产生3mol,同时有6mol由阳极转移至阴极,则阳极室溶液减少,C错误;D.由分析可知,理论上每消耗,转移6mol电子,有6mol由阳极转移至阴极,阴极室物质最多增加,D正确;故选C。4.(2023·广东卷)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【答案】B〖祥解〗由信息大电流催化电解溶液制氨可知,在电极a处放电生成,发生还原反应,故电极a为阴极,电极方程式为,电极b为阳极,电极方程式为,“卯榫”结构的双极膜中的H+移向电极a,OH-移向电极b。【解析】A.由分析中阴阳极电极方程式可知,电解总反应为,故A正确;B.每生成,阴极得8mole-,同时双极膜处有8mol进入阴极室,即有8mol的解离,故B错误;C.电解过程中,阳极室每消耗4mol,同时有4mol通过双极膜进入阳极室,KOH的物质的量不因反应而改变,故C正确;D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构具有更大的膜面积,有利于被催化解离成和,可提高氨生成速率,故D正确;故选B。5.(2023·广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合,一段时间后
A.U型管两侧均有气泡冒出,分别是和 B.a处布条褪色,说明具有漂白性C.b处出现蓝色,说明还原性: D.断开,立刻闭合,电流表发生偏转【答案】D〖祥解〗闭合,形成电解池,电解饱和食盐水,左侧为阳极,阳极氯离子失去电子生成氯气,电极反应为2Cl-—2e-=Cl2↑,右侧为阴极,阴极电极反应为2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,据此解答。【解析】A.根据分析,U型管两侧均有气泡冒出,分别是和,A错误;B.左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,具有漂白性,则a处布条褪色,说明HClO具有漂白性,B错误;C.b处出现蓝色,发生Cl2+2KI=I2+2KCl,说明还原性:,C错误;D.断开,立刻闭合,此时构成氢氯燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D正确;故选D。6.(2022·广东卷)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【答案】C【解析】A.由充电时电极a的反应可知,充电时电极a发生还原反应,所以电极a是阴极,则电极b是阳极,故A错误;B.放电时电极反应和充电时相反,则由放电时电极a的反应为可知,NaCl溶液的pH不变,故B错误;C.放电时负极反应为,正极反应为,反应后Na+和Cl-浓度都增大,则放电时NaCl溶液的浓度增大,故C正确;D.充电时阳极反应为,阴极反应为,由得失电子守恒可知,每生成1molCl2,电极a质量理论上增加23g/mol2mol=46g,故D错误;答案选C。7.(2021·广东卷)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:【答案】D〖祥解〗由图可知,该装置为电解池,石墨电极为阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数,放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动,钴电极为阴极,钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴,电极反应式为Co2++2e-=Co,Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数,氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动,电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。【解析】A.由分析可知,放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动,使Ⅱ室中氢离子浓度增大,溶液pH减小,故A错误;B.由分析可知,阴极生成1mol钴,阳极有1mol水放电,则Ⅰ室溶液质量减少18g,故B错误;C.若移除离子交换膜,氯离子的放电能力强于水,氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,则移除离子交换膜,石墨电极的电极反应会发生变化,故C错误;D.由分析可知,电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+,故D正确;故选D。考点03原电池8.(2025·广东卷)某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知,理论上A.负极反应的催化剂是ⅰB.图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低C.电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变D.相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同【答案】C〖祥解〗该燃料电池为氢氧燃料电池,由图可知该原电池的电解质溶液为酸性,氢气发生氧化反应,做负极,电极方程式为:;氧气发生还原反应,做正极,电极方程式为:。【解析】A.由分析可知,氧气发生还原反应,做正极,正极反应的催化剂是ⅰ,A错误;B.图a中,ⅰ到ⅱ过程为获得第一个电子的过程,根据题中信息,获得第一个电子的过程最慢,则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高,B错误;C.氢气发生氧化反应,做负极,电极方程式为:,同时,反应负极每失去1个电子,就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室,故电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变,C正确;D.由图a、c可知,氧气催化循环一次需要转移4个电子,氢气催化循环一次需要转移2个电子,相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同,D错误;故选C。9.(2023·广东卷)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【答案】B〖祥解〗在Pt得电子发生还原反应,Pt为正极,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极。【解析】A.由分析可知,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极,A错误;B.电子由负极经活性炭流向正极,B正确;C.溶液为酸性,故表面发生的电极反应为,C错误;D.每消耗标准状况下的,转移电子2mol,而失去2mol电子,故最多去除,D错误。故选B。1.(2025·广东二模)一种新型锌电池的工作原理如图所示。双极膜中的H2О解离为H+和OH-,两种离子在电场作用下分别向两极迁移。该电池工作时,下列说法不正确的是A.a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜B.Ⅱ室中酸性溶液的pH逐渐增大C.理论上每生成1mol,Ⅰ室溶液质量增加532gD.理论上电路中每通过4mol电子,双极膜内有4molH2O发生解离【答案】C〖祥解〗装置图可知,I室Zn失电子为原电池的负极,电极反应:,Ⅱ室为原电池正极电极反应为,则a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜,据此分析;【解析】A.根据分析可知,a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜,A正确;B.根据分析可知,Ⅱ室消耗氢离子,pH逐渐增大,B正确;C.理论上每生成1mol,转移8mol电子,Ⅰ室溶液有4molZn发生反应,双极膜中有8mol氢氧根移动到I室,质量增加4×65+8×17=396g,C错误;D.理论上电路中每通过4mol电子,则需要4mol氢离子和氢氧根离子,双极膜内有4molH2O发生解离,D正确;故选C。2.(2025·广东清远二模)一种以“铝—空气”为电源的航标灯,只要把灯放入海水中就会发出耀眼的光。关于该电池,下列说法正确的是A.铝作负极,发生还原反应B.由于海水和空气足量,该电池几乎可以一直使用C.电子从空气电极经海水回到铝电极D.空气电极发生的电极反应式为【答案】D〖祥解〗铝—空气电池工作时,铝在电极上失去电子生成,发生氧化反应,铝电极作负极,氧气在空气电极上得电子生成,发生还原反应,空气电极作正极,电极反应分别为,。【解析】A.由分析可知,铝—空气电池工作时,铝在电极上失去电子生成,发生氧化反应,铝电极作负极,A项错误;B.海水和空气足量,铝电极会大量消耗,因此该电池不能一直使用,B项错误;C.由分析可知,铝作负极,空气电极为正极,因此电子由铝电极经负载回到空气电极,C项错误;D.氧气在空气电极上得电子生成,发生还原反应,空气电极作正极,电极反应为,D项正确;答案选D。3.(2025·广东清远二模)据报道,我国已研制出“可充室温钠—二氧化碳电池”。反应:,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A.放电时,电解质溶液中流向钠箔B.放电时,产生的固体贮存于多壁碳纳米管中C.充电时,多壁碳纳米管上电极反应式为D.充电时,当碳纳米管减轻13.2g,钠箔增重9.2g【答案】D〖祥解〗据电池反应式知,放电时,Na作负极,电极反应方程式为Na-e-═Na+,碳纳米管为正极,正极上二氧化碳得电子和钠离子反应生成碳酸钠和C,电极反应方程式为3CO2+4Na++4e-═2Na2CO3+C,据此进行分析。【解析】A.放电时为原电池反应,钠箔失去电子作负极,碳纳米管上得电子作正极,阴离子向负极移动,电解质溶液中流向钠箔,故A正确;B.放电时,碳纳米管为正极,正极上二氧化碳得电子和钠离子反应生成碳酸钠和C,产生的固体贮存于多壁碳纳米管中,故B正确;C.放电时,碳纳米管为正极,电极反应方程式为3CO2+4Na++4e-═2Na2CO3+C,充电时为阳极,电极反应式为,故C正确;D.13.2gC物质的量为0.3mol,充电时,碳纳米管电极反应式为,钠箔电极反应为Na++e-═Na,当钠箔增重9.2g时,转移0.4mol电子,则碳纳米管电极消耗0.2mol碳酸钠和0.1molC,0.2mol碳酸钠和0.1molC的质量不是13.2g,故D错误;故选:D。4.(2025·广东深圳二模)锂-氟化碳()电池具有优异的性能。该电池的总反应为,电池工作时,下列说法正确的是A.锂电极为正极B.电子由Li电极经导线流向电极C.负极反应为D.将电能转化为化学能【答案】B【解析】A.锂是活泼金属,在反应中失去电子,发生氧化反应,应为负极,而非正极,A错误;B.原电池中,电子从负极经导线流向正极。Li电极为负极,为正极,因此电子由Li电极经导线流向电极,B正确;C.负极Li是失去电子,反应式为,而是正极得电子的反应,C错误;D.电池工作时是将化学能转化为电能,而非电能转化为化学能,D错误;故答案选B。5.(2025·广东大湾区二模)一种氮掺杂碳材料用于碱性溶液中电催化N2合成NH3,工作原理如图所示,常温常压下NH3产率达到3.4μmol·h⁻¹。下列有关说法正确的是A.N2发生氧化反应 B.将化学能转化为电能C.这是一种新型的人工固氮技术 D.该条件下O2产率为3.4μmol·h⁻¹【答案】C〖祥解〗太阳能电池提供电源进行电催化合成氨气,左侧发生H2O生成O2,属于氧化反应,为阳极,右侧N2生成NH3,N的化合价降低,发生还原反应,为阴极。【解析】A.N2生成NH3,N的化合价降低,发生还原反应,A错误;B.该装置是电解装置,将电能转化为化学能,B错误;C.该装置将游离态的氮转化为化合态,属于一种新型的人工固氮技术,C正确;D.根据电子守恒,通过相同物质的量的电子,生成的NH3和O2的物质的量之比为4:3,NH3产率达到3.4μmol·h⁻¹,则O2的产率为×3.4μmol·h⁻¹,D错误;答案选C。5.(2025·广东大湾区二模)电渗析系统可从空气中大规模捕获CO2。以KOH溶液为基底溶液的CO2吸收系统工作原理如下图(a、b需接直流电源电极)。下列说法不正确的是A.a接直流电源的负极B.M膜为阳离子交换膜C.b上发生的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-D.理论上每分离得到1molCO2,电路中转移(e-)≤2mol【答案】A〖祥解〗该装置为电解池,根据钾离子移动方向可知,a电极为阳极,电极反应式为:,b电极为阴极,电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-。M膜可让钾离子通过,则为阳离子交换膜。【解析】A.由分析可知,a电极为阳极应接电源正极,A错误;B.由分析可知,M膜可让钾离子通过,则为阳离子交换膜,B正确;C.b电极为阴极,水在阴极发生还原反应生成氢气,反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,C正确;D.二氧化碳在碱溶液中转化为碳酸根或碳酸氢根,在分离器中分离出来后的氢氧化钾可循环使用,所以每分离得到1molCO2,电路中转移(e-)≤2mol,D正确;故选A。6.(2025·广东佛山二模)科研团队使用碳纳米管做电极,实现了常温、常压条件下尿素的合成,原理如图所示。下列说法正确的是A.活性电极的电极电势高于Pt电极B.活性电极上被还原C.“气体”经过分离后,可以补充甲室消耗的D.电路中转移16mol电子时,甲侧溶液质量增加44g【答案】C〖祥解〗左侧活性电极为阴极:被还原为,阴极反应,Pt电极是阳极,阳极反应式为;【解析】A.活性电极是阴极,Pt电极是阳极,阳极电势高于阴极,A错误;B.活性电极上转化为,元素化合价并未发生变化,没有被还原,B错误;C.由分析可知,气体中含有、,经分离以后得到的可以补充甲室消耗的,C正确;D.由分析可知,甲侧的电极反应为,当转移时,甲池溶液质量增加了,同时乙池中会有移向甲池,故增加的质量不是44g,D错误;故选C。7.(2025·广东广州二模)通过控制电位可以实现从地下卤水(主要含有Na+、K+、Cl-、Br-)中提取溴单质,其工作原理如图。电解过程中,下列说法不正确的是A.Pt电极上发生还原反应B.石墨电极上发生的反应有:C.溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室D.阴极室溶液的pH逐渐降低【答案】D〖祥解〗电池工作时,石墨电极为阳极,Pt电极为阴极,在阳极,Br-失电子生成Br2;在阴极,H2O得电子生成H2和OH-。【解析】A.由分析可知,Pt电极为阴极,在Pt电极上H2O得电子发生还原反应,A正确;B.石墨电极为阳极,由于Cl-放电能力弱于Br-,所以阳极首先发生的反应有:,B正确;C.电解池工作时,阳离子向阴极移动,则溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室,C正确;D.阴极室中,发生的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,溶液的pH逐渐升高,D不正确;故选D。8.(2025·广东茂名二模)如图是一种光电催化装置,它可以将空气中捕获的转化为各种化工原料。下列说法正确的是A.工作时,从区移向区B.制备时,理论上生成同时,可生成C.制备时,阴极区发生反应:D.制备时,理论上每生成的同时,阳极区溶液减少【答案】C〖祥解〗根据图示,M区水失电子放出氧气,M区是阳极区,左侧电极为阳极;N极区是阴极区,右侧电极为阴极。【解析】A.工作时,M区是阳极区、N区是阴极区,从M区移向N区,故A错误;B.理论上生成同时,电路中转移4mol电子,制备时,C元素化合价由+4降低为+2,根据电子守恒,可生成2molCO,故B错误;C.制备时,二氧化碳在阴极区得电子生成甲醇,阴极电极反应式为,故C正确;D.制备时,理论上每生成的同时,电路中转移4mol电子,有4mol氢离子,从M区移向N区,阳极区溶液减少36g,故D错误;选C。9.(2025·广东二模)一种固态氧化物电解池能电解CO2和H2O制备合成气(CO、H2),其装置如图所示。该装置工作时,下列说法正确的是A.a电极连接外接电源的负极 B.O2-从a电极移向b电极C.b电极上CO2的反应为CO2+2e-=CO+O2- D.生成的O2中的О元素均来自CO2【答案】C〖祥解〗在a电极,O2-失电子生成O2,则a电极为阳极;在b电极,CO2得电子生成CO和O2-、H2O得电子生成H2和O2-,则b电极为阴极。【解析】A.由分析可知,a电极为阳极,连接外接电源的正极,A不正确;B.在电解池中,阴离子向阳极移动,a电极为阳极,则O2-从b电极移向a电极,B不正确;C.b电极上,CO2得电子生成CO和O2-,则b电极上CO2的反应为CO2+2e-=CO+O2-,C正确;D.在b电极,CO2得电子生成CO和O2-、H2O得电子生成H2和O2-,则生成的O2中的О元素来自固态氧化物、CO2和H2O,D不正确;故选C。10.(2025·广东汕头二模)某实验小组尝试设计如下装置,利用光伏发电,以甲苯为原料通过间接氧化法制取苯甲酸并实现储能,反应原理如下图所示。下列有关说法错误的是A.电极a为阴极,通过质子交换膜移向a极B.装置中发生反应:C.每生成,理论上装置中可获得苯甲酸D.电极发生电极反应为【答案】C〖祥解〗由图可知,Cr3+在电极b失去电子生成,电极方程式为:,电极b为阳极,电极a为阴极,以此解答。【解析】A.Cr3+在电极b失去电子生成,电极b为阳极,电极a为阴极,电解池中阳离子向阴极移动,则通过质子交换膜移向a极,A正确;B.装置M中甲苯和发生氧化还原反应生成苯甲酸,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:++8H+=+2Cr3++5H2O,B正确;C.H+在阴极得到电子生成H2,每生成,转移6mol电子,由可知,生成1mol,由++8H+=+2Cr3++5H2O可知生成1mol,质量为1mol×122g/mol=122g,C错误;D.由图可知,Cr3+在电极b失去电子生成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:,D正确;故选C。11.(2025·广东深圳二模)化学镀镍废水经分离处理后得到含磷废液(主要含)和含镍废液(主要含),分别通入如图所示电解装置的两极室回收磷、镍。已知:是一元中强酸;25℃时,的、、。电解过程中,下列说法不正确的是A.阳极的主要反应为B.Ⅰ室溶液的pH逐渐增大,Ⅱ室溶液的pH逐渐减小C.理论上,每生成1molNi,同时处理0.5molD.理论上,电路中每转移1mol,Ⅲ室溶液质量减少65g【答案】B〖祥解〗由图可知,阳极失去电子被氧化为,阴极镍离子得到电子被还原镍单质;【解析】A.阳极失去电子被氧化为,反应为,A正确;B.Ⅰ室反应为,生成氢离子通过质子交换膜进入中间室,是一元中强酸,溶液为碱性,生成的以电离为主(水解平衡常数为),溶液呈酸性,Ⅰ室溶液的pH逐渐减小;Ⅲ室反应为,氯离子通过阴离子交换膜进入中间室,Ⅱ室溶液的pH逐渐减小,B错误;C.结合B分析和电子守恒,理论上,每生成1molNi,电路中转移2mol电子,则同时处理0.5mol,C正确;D.结合B分析,理论上,电路中每转移1mol,Ⅲ室中减少0.5mol,则溶液质量减少65g,D正确;故选B。12.(2025·广东湛江二模)某碱性蚀刻液体系含、、,可以通过蚀刻反应印制铜线路板,利用图示电解装置可以从蚀刻废液中直接回收单质铜,同时又将一价铜氧化成二价铜,使蚀刻液获得再生。下列说法不正确的是A.阳极室可以使蚀刻液获得再生B.利用水泵循环多次电解蚀刻废液可以提高铜的回收率C.阳极的电极反应为D.理论上外电路有电子移动时,阴极室的质量减少(不考虑的挥发)【答案】D〖祥解〗由图示信息可知阳极的电极反应式为,阴极的电极反应式为,阳极室可以使蚀刻液获得再生。【解析】A.阳极的电极反应式为,可以使蚀刻液获得再生,A正确;B.用水泵循环多次,有利于电解蚀刻废液完全反应,可以提高铜的回收率,B正确;C.结合分析,阳极的电极反应为,C正确;D.阳极的电极反应为,阴极的电极反应式为,理论上外电路有电子移动时,阴极室有析出,但是阳膜处还有迁移到阴极室,阴极室的质量减少量小于,D不正确;故选D。13.(2025·广东广州二模)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Ni-Pt电极首先发生反应,后产生,充电过程中电解LiCl产生。下列说法不正确的是A.充电时,阳极产生B.放电时,从Li电极向Ni-Pt电极迁移C.放电时,每消耗6molLi,正极室增加28gD.放电时总反应:【答案】C〖祥解〗由图可知,放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成,又转化为和LiCl,则左侧电极为正极,右侧电极为负极。【解析】A.充电时为电解池装置,阳极氯离子失去电子被氧化产生,A正确;B.放电时阳离子向正极迁移,则从Li电极向Ni-Pt电极迁移,B正确;C.放电时,每消耗6molLi,则转移电子6mol,正极室吸收1mol,且有6mol锂离子由右侧迁移至左侧,则正极室增加1mol×28g/mol+6mol×7g/mol=70g,C错误;D.放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成,又转化为和LiCl,则放电时总反应:,D正确;故选C。14.(2025·广东茂名二模)汽车尾气管的钢材可通过镀铝的方法来延缓腐蚀,下列说法正确的是A.该法中钢铁为负极被保护B.该法为牺牲阴极法C.镀铝时将钢材与电源正极相连D.电化学腐蚀时铝发生反应:【答案】D【解析】A.在镀铝的情况下,铝比钢铁活泼,形成原电池时铝为负极,钢铁为正极被保护,A错误;B.在镀铝的情况下,铝比钢铁活泼,形成原电池时铝为负极,钢铁为正极被保护,该法为牺牲阳极法,B错误;C.镀铝时,钢材应作为阴极与电源负极相连,铝作为阳极与电源正极相连,C错误;D.由于铝比钢铁活泼,在电化学腐蚀时,铝作为负极发生氧化反应,电极反应式为Al−3e−=Al3+,D正确;故选D。15.(2025·广东湛江二模)点蚀又称小孔腐蚀,是一种极端的局部腐蚀形态,大多数点蚀是由引起的。曾侯乙青铜编钟发生点蚀的基本原理为,下列说法不正确的是A.潮湿的空气会加速曾侯乙青铜编钟的腐蚀B.负极反应为C.点蚀的过程中化学能转化为电能D.长江中的轮船比大海中的轮船更容易发生点蚀【答案】D【解析】A.潮湿的空气中有,会加速曾侯乙青铜编钟的腐蚀,选项A正确;B.根据电池的总反应可知,负极发生氧化反应,Sn失去电子与Cl-形成[SnCl4]2-,选项B正确;C.点蚀的过程中化学能转化为电能,选项C正确;D.大海中含有,会更容易发生点蚀,选项D不正确;答案选D。16.(2025·广东肇庆一模)科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池,双相电解质建立了离子选择性界面,仅允许氯离子迁移,其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是A.充电时,石墨电极与电源正极相连B.充电时,石墨电极上可发生电极反应C.放电时,氯离子向锌电极迁移D.放电时,理论上电路中每转移2mol电子,锌电极质量增加136g【答案】D〖祥解〗由题干装置信息可知,放电时石墨电极上为:[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x,[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-,发生还原反应,则为正极,而Zn/ZnCl2电极上电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,发生氧化反应,则为负极,据此分析解题。【解析】A.由分析可知,放电时石墨电极为正极,故充电时,石墨电极与电源正极相连,A正确;B.由分析可知,放电时石墨电极上为:[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x,[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-,故充电时,石墨电极上可发生电极反应,B正确;C.由分析可知,放电时,石墨电极为正极,锌电极为负极,故氯离子向锌电极迁移,C正确;D.由分析可知,放电时,Zn/ZnCl2电极上电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,理论上电路中每转移2mol电子,则有2molCl-转移到锌电极上,故锌电极质量增加2mol×35.5g/mol=71g,D错误;故答案为:D。17.(2025·广东韶关一模)一种可完全生物降解的原电池结构如图所示。电池使用过程中在表面形成一层薄膜,下列说法正确的是水凝胶掺杂A.作原电池负极B.电子由经电解质流向C.表面发生的电极反应:D.电极发生还原反应【答案】C〖祥解〗锌为活泼金属,失去电子发生氧化反应,Zn是负极,电极反应式为,Mo为正极。【解析】A.由分析可知,作原电池正极,A错误;B.电子从负极经外电路流向正极,电子不会进入电解质溶液,故由经导线流向,B错误;C.锌为活泼金属,失去电子发生氧化反应,是负极,电极反应式为,C正确;D.作负极,失电子,化合价升高,发生氧化反应,D错误;答案选C。18.(2025·广东佛山一模)锌离子全电池加入弱极性FcD后,利用FcD/FcD+间的转化,可同时除去溶解氧和非活性锌,防止锌电极被溶解氧腐蚀。下列说法不正确的是A.理论上该电池需要不断补充FcDB.电子从锌电极经导线移向NaV3O8·1.5H2O电极C.加入聚乙二醇是为了增大FcD在水中的溶解度D.理论上每消耗32g溶解氧,可除去非活性锌130g【答案】A〖祥解〗锌离子全电池工作时,锌作负极,NaV3O8·1.5H2O作正极;FcD除去溶解氧和非活性锌的方程式分别为4FcD+O2+2H2O→4FcD++4OH-、2FcD++Zn→2FcD+Zn2+,据此答题。【解析】A.除去溶解氧时将FcD转化为FcD+,除去非活性锌时将FcD+转化为FcD,整个过程FcD的量不变,所以理论上该池不需要补充FcD,故A错误;B.锌为负极,NaV3O8·1.5H2O为正极,电子从负极经导线移向正极,即电子从锌电极经导线移向NaV3O8·1.5H2O电极,故B正确;C.FcD为弱极性,加入少量聚乙二醇减小溶剂的极性,增大FcD在水中的溶解度,故C正确;D.除去溶解氧和非活性锌的方程式分别为4FcD+O2+2H2O→4FcD++4OH-、2FcD++Zn→2FcD+Zn2+,所以每消耗32g溶解氧,即1mol溶解氧,可除去非活性锌2mol,即130g,故D正确;故选A。19.(2025·广东一模)一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是A.与导电碳布相连的一极为电源的负极B.反应一段时间后,阴极区和阳极区溶液的均减小C.理论上每将处理为,阳极区溶液减少D.若该电池在高温下工作,其处理废水的效率会下降【答案】C〖祥解〗左侧电极上转化为,转化为,N元素化合价升高,左侧为阳极,阳极总反应为,右侧为阴极,电极反应为,据此解答。【解析】A.由分析可知,导电碳刷作阳极,故导电碳布是阴极,与导电碳布相连的一极为电源的负极,故A正确B.阳极总反应为,转移电子数目与迁移到右侧阴极区的H+数目相等,因此随着反应进行,阳极区氢离子浓度增大,pH减小;阴极发生为,转移电子数目与迁移过来的H+数目相等,因此随着反应进行,阴极区氢离子浓度增大,pH减小;故B正确;C.理论上每将处理为,转移6mol电子,生成1molN2(28g)逸出,同时有6molH+(6g)迁移到右侧阴极区,因此阳极区溶液质量减少28g+6g=34g,故C错误;D.若该电池在高温下工作,厌氧氨氧化菌催化效果降低甚至失去活性,其处理废水的效率会下降,故D正确;故选C。20.(2025·广东茂名一模)利用如图所示的电化学装置可捕捉废气中的,并将其转为,同时得到高浓度的盐酸、和。在直流电源的作用下,双极膜中的可自动解离为和。下列说法不正确的是A.电极b连接电源正极B.Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜C.Ⅱ室中发生反应:D.理论上,每转移,双极膜上共解离【答案】D〖祥解〗电极b:溶液中的H2O在阳极失去电子发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。电极a:溶液中的H+在阴极得到电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑。【解析】左侧双极膜中移向电极a,即电极a为阴极,电极b为阳极,连接电源正极,故A正确;B.右侧双极膜中移向Ⅲ室,Ⅱ室中也移向Ⅲ室,Ⅲ室中才能获得高浓度盐酸,Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜,故B正确;C.通过阴离子交换膜移向Ⅱ室,Ⅱ室中发生反应:,故C正确;D.理论上,每转移,每个双极膜上解离两个双极膜上共解离,故D错误;故选:D。专题05电化学考点五年考情(2021-2025)命题趋势考点01电化学腐蚀(5年1考)2022·广东卷1.广东高考电化学腐蚀的命题趋势具体表现在:从题型上看,选择题为主;从从看点分布看,电化学腐蚀基本原理的应用常考;从能力上看,更注重信息获取能力。2.广东卷有关电解池的考查为每年的必考考点,命题趋势正从单一知识考查向技术应用与创新情境转型,需要兼顾理论基础(电极反应、膜作用、离子的移动等)与实践分析(工业设计、环保技术),备考时要强化图像分析和计算能力。3.广东卷原电池为热门考点,学生容易出现电极误判,电子流向分析错误,离子流向分析错误等,在今后的备考中,应紧扣“原电池构造→工作原理→新型应用”,强化双液电池与盐桥机理。考点02电解池(5年5考)2025·广东卷、2024·广东卷、2023·广东卷、2022·广东卷、2021·广东卷考点03原电池(5年2考)2025·广东卷、2023·广东卷考点01电化学腐蚀1.(2022·广东卷)以熔融盐为电解液,以含和等的铝合金废料为阳极进行电解,实现的再生。该过程中A.阴极发生的反应为 B.阴极上被氧化C.在电解槽底部产生含的阳极泥 D.阳极和阴极的质量变化相等【答案】C【解析】根据电解原理可知,电解池中阳极发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应,该题中以熔融盐为电解液,含和等的铝合金废料为阳极进行电解,通过控制一定的条件,从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应,分别生成Mg2+和Al3+,Cu和Si不参与反应,阴极区Al3+得电子生成Al单质,从而实现Al的再生,据此分析解答。A.阴极应该发生得电子的还原反应,实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+,A错误;B.Al在阳极上被氧化生成Al3+,B错误;C.阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应,在电解槽底部可形成阳极泥,C正确;D.因为阳极除了铝参与电子转移,镁也参与了电子转移,且还会形成阳极泥,而阴极只有铝离子得电子生成铝单质,根据电子转移数守恒及元素守恒可知,阳极与阴极的质量变化不相等,D错误;故选C。考点02电解池2.(2025·广东卷)一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上减少;电极材料每转移1mol电子,对应的理论容量为。下列说法错误的是A.充电时Ⅱ为阳极B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低C.放电时负极反应为:D.充电时16gS能提供的理论容量为【答案】B〖祥解〗放电时,电极Ⅱ上减少,说明MnO2转化为Mn2+,化合价降低,发生还原反应,为原电池的正极,由于电解质溶液为MnSO4,故电解质应为酸性溶液,正极反应为:;则电极Ⅰ为原电池负极,MnS失去电子生成S和Mn2+,负极反应为:。【解析】A.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,故充电时电极Ⅱ为阳极,A正确;B.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,正极反应为:,反应消耗,溶液的pH升高,B错误;C.由分析可知,放电时电极Ⅰ为原电池负极,负极反应为:,C正确;D.根据放电时负极反应,可知充电时阴极反应为,每消耗16gS,即0.5molS,转移1mol电子,据题意可知,能提供的理论容量为26.8A⋅h,D正确;故选B。3.(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【答案】C〖祥解〗右侧溶液为饱和食盐水,右侧电极产生气体,则右侧电极为阳极,放电产生氯气,电极反应为:;左侧电极为阴极,发生还原反应,在碱性条件下转化为Fe,电极反应为:;中间为阳离子交换膜,由阳极向阴极移动。【解析】A.由分析可知,阳极反应为:,A正确;B.由分析可知,阴极反应为:,消耗水产生,阴极区溶液中浓度逐渐升高,B正确;C.由分析可知,理论上每消耗,转移6mol电子,产生3mol,同时有6mol由阳极转移至阴极,则阳极室溶液减少,C错误;D.由分析可知,理论上每消耗,转移6mol电子,有6mol由阳极转移至阴极,阴极室物质最多增加,D正确;故选C。4.(2023·广东卷)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【答案】B〖祥解〗由信息大电流催化电解溶液制氨可知,在电极a处放电生成,发生还原反应,故电极a为阴极,电极方程式为,电极b为阳极,电极方程式为,“卯榫”结构的双极膜中的H+移向电极a,OH-移向电极b。【解析】A.由分析中阴阳极电极方程式可知,电解总反应为,故A正确;B.每生成,阴极得8mole-,同时双极膜处有8mol进入阴极室,即有8mol的解离,故B错误;C.电解过程中,阳极室每消耗4mol,同时有4mol通过双极膜进入阳极室,KOH的物质的量不因反应而改变,故C正确;D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构具有更大的膜面积,有利于被催化解离成和,可提高氨生成速率,故D正确;故选B。5.(2023·广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合,一段时间后
A.U型管两侧均有气泡冒出,分别是和 B.a处布条褪色,说明具有漂白性C.b处出现蓝色,说明还原性: D.断开,立刻闭合,电流表发生偏转【答案】D〖祥解〗闭合,形成电解池,电解饱和食盐水,左侧为阳极,阳极氯离子失去电子生成氯气,电极反应为2Cl-—2e-=Cl2↑,右侧为阴极,阴极电极反应为2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,据此解答。【解析】A.根据分析,U型管两侧均有气泡冒出,分别是和,A错误;B.左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,具有漂白性,则a处布条褪色,说明HClO具有漂白性,B错误;C.b处出现蓝色,发生Cl2+2KI=I2+2KCl,说明还原性:,C错误;D.断开,立刻闭合,此时构成氢氯燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D正确;故选D。6.(2022·广东卷)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【答案】C【解析】A.由充电时电极a的反应可知,充电时电极a发生还原反应,所以电极a是阴极,则电极b是阳极,故A错误;B.放电时电极反应和充电时相反,则由放电时电极a的反应为可知,NaCl溶液的pH不变,故B错误;C.放电时负极反应为,正极反应为,反应后Na+和Cl-浓度都增大,则放电时NaCl溶液的浓度增大,故C正确;D.充电时阳极反应为,阴极反应为,由得失电子守恒可知,每生成1molCl2,电极a质量理论上增加23g/mol2mol=46g,故D错误;答案选C。7.(2021·广东卷)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:【答案】D〖祥解〗由图可知,该装置为电解池,石墨电极为阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数,放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动,钴电极为阴极,钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴,电极反应式为Co2++2e-=Co,Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数,氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动,电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。【解析】A.由分析可知,放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动,使Ⅱ室中氢离子浓度增大,溶液pH减小,故A错误;B.由分析可知,阴极生成1mol钴,阳极有1mol水放电,则Ⅰ室溶液质量减少18g,故B错误;C.若移除离子交换膜,氯离子的放电能力强于水,氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,则移除离子交换膜,石墨电极的电极反应会发生变化,故C错误;D.由分析可知,电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+,故D正确;故选D。考点03原电池8.(2025·广东卷)某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知,理论上A.负极反应的催化剂是ⅰB.图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低C.电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变D.相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同【答案】C〖祥解〗该燃料电池为氢氧燃料电池,由图可知该原电池的电解质溶液为酸性,氢气发生氧化反应,做负极,电极方程式为:;氧气发生还原反应,做正极,电极方程式为:。【解析】A.由分析可知,氧气发生还原反应,做正极,正极反应的催化剂是ⅰ,A错误;B.图a中,ⅰ到ⅱ过程为获得第一个电子的过程,根据题中信息,获得第一个电子的过程最慢,则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高,B错误;C.氢气发生氧化反应,做负极,电极方程式为:,同时,反应负极每失去1个电子,就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室,故电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变,C正确;D.由图a、c可知,氧气催化循环一次需要转移4个电子,氢气催化循环一次需要转移2个电子,相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同,D错误;故选C。9.(2023·广东卷)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【答案】B〖祥解〗在Pt得电子发生还原反应,Pt为正极,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极。【解析】A.由分析可知,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极,A错误;B.电子由负极经活性炭流向正极,B正确;C.溶液为酸性,故表面发生的电极反应为,C错误;D.每消耗标准状况下的,转移电子2mol,而失去2mol电子,故最多去除,D错误。故选B。1.(2025·广东二模)一种新型锌电池的工作原理如图所示。双极膜中的H2О解离为H+和OH-,两种离子在电场作用下分别向两极迁移。该电池工作时,下列说法不正确的是A.a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜B.Ⅱ室中酸性溶液的pH逐渐增大C.理论上每生成1mol,Ⅰ室溶液质量增加532gD.理论上电路中每通过4mol电子,双极膜内有4molH2O发生解离【答案】C〖祥解〗装置图可知,I室Zn失电子为原电池的负极,电极反应:,Ⅱ室为原电池正极电极反应为,则a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜,据此分析;【解析】A.根据分析可知,a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜,A正确;B.根据分析可知,Ⅱ室消耗氢离子,pH逐渐增大,B正确;C.理论上每生成1mol,转移8mol电子,Ⅰ室溶液有4molZn发生反应,双极膜中有8mol氢氧根移动到I室,质量增加4×65+8×17=396g,C错误;D.理论上电路中每通过4mol电子,则需要4mol氢离子和氢氧根离子,双极膜内有4molH2O发生解离,D正确;故选C。2.(2025·广东清远二模)一种以“铝—空气”为电源的航标灯,只要把灯放入海水中就会发出耀眼的光。关于该电池,下列说法正确的是A.铝作负极,发生还原反应B.由于海水和空气足量,该电池几乎可以一直使用C.电子从空气电极经海水回到铝电极D.空气电极发生的电极反应式为【答案】D〖祥解〗铝—空气电池工作时,铝在电极上失去电子生成,发生氧化反应,铝电极作负极,氧气在空气电极上得电子生成,发生还原反应,空气电极作正极,电极反应分别为,。【解析】A.由分析可知,铝—空气电池工作时,铝在电极上失去电子生成,发生氧化反应,铝电极作负极,A项错误;B.海水和空气足量,铝电极会大量消耗,因此该电池不能一直使用,B项错误;C.由分析可知,铝作负极,空气电极为正极,因此电子由铝电极经负载回到空气电极,C项错误;D.氧气在空气电极上得电子生成,发生还原反应,空气电极作正极,电极反应为,D项正确;答案选D。3.(2025·广东清远二模)据报道,我国已研制出“可充室温钠—二氧化碳电池”。反应:,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A.放电时,电解质溶液中流向钠箔B.放电时,产生的固体贮存于多壁碳纳米管中C.充电时,多壁碳纳米管上电极反应式为D.充电时,当碳纳米管减轻13.2g,钠箔增重9.2g【答案】D〖祥解〗据电池反应式知,放电时,Na作负极,电极反应方程式为Na-e-═Na+,碳纳米管为正极,正极上二氧化碳得电子和钠离子反应生成碳酸钠和C,电极反应方程式为3CO2+4Na++4e-═2Na2CO3+C,据此进行分析。【解析】A.放电时为原电池反应,钠箔失去电子作负极,碳纳米管上得电子作正极,阴离子向负极移动,电解质溶液中流向钠箔,故A正确;B.放电时,碳纳米管为正极,正极上二氧化碳得电子和钠离子反应生成碳酸钠和C,产生的固体贮存于多壁碳纳米管中,故B正确;C.放电时,碳纳米管为正极,电极反应方程式为3CO2+4Na++4e-═2Na2CO3+C,充电时为阳极,电极反应式为,故C正确;D.13.2gC物质的量为0.3mol,充电时,碳纳米管电极反应式为,钠箔电极反应为Na++e-═Na,当钠箔增重9.2g时,转移0.4mol电子,则碳纳米管电极消耗0.2mol碳酸钠和0.1molC,0.2mol碳酸钠和0.1molC的质量不是13.2g,故D错误;故选:D。4.(2025·广东深圳二模)锂-氟化碳()电池具有优异的性能。该电池的总反应为,电池工作时,下列说法正确的是A.锂电极为正极B.电子由Li电极经导线流向电极C.负极反应为D.将电能转化为化学能【答案】B【解析】A.锂是活泼金属,在反应中失去电子,发生氧化反应,应为负极,而非正极,A错误;B.原电池中,电子从负极经导线流向正极。Li电极为负极,为正极,因此电子由Li电极经导线流向电极,B正确;C.负极Li是失去电子,反应式为,而是正极得电子的反应,C错误;D.电池工作时是将化学能转化为电能,而非电能转化为化学能,D错误;故答案选B。5.(2025·广东大湾区二模)一种氮掺杂碳材料用于碱性溶液中电催化N2合成NH3,工作原理如图所示,常温常压下NH3产率达到3.4μmol·h⁻¹。下列有关说法正确的是A.N2发生氧化反应 B.将化学能转化为电能C.这是一种新型的人工固氮技术 D.该条件下O2产率为3.4μmol·h⁻¹【答案】C〖祥解〗太阳能电池提供电源进行电催化合成氨气,左侧发生H2O生成O2,属于氧化反应,为阳极,右侧N2生成NH3,N的化合价降低,发生还原反应,为阴极。【解析】A.N2生成NH3,N的化合价降低,发生还原反应,A错误;B.该装置是电解装置,将电能转化为化学能,B错误;C.该装置将游离态的氮转化为化合态,属于一种新型的人工固氮技术,C正确;D.根据电子守恒,通过相同物质的量的电子,生成的NH3和O2的物质的量之比为4:3,NH3产率达到3.4μmol·h⁻¹,则O2的产率为×3.4μmol·h⁻¹,D错误;答案选C。5.(2025·广东大湾区二模)电渗析系统可从空气中大规模捕获CO2。以KOH溶液为基底溶液的CO2吸收系统工作原理如下图(a、b需接直流电源电极)。下列说法不正确的是A.a接直流电源的负极B.M膜为阳离子交换膜C.b上发生的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-D.理论上每分离得到1molCO2,电路中转移(e-)≤2mol【答案】A〖祥解〗该装置为电解池,根据钾离子移动方向可知,a电极为阳极,电极反应式为:,b电极为阴极,电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-。M膜可让钾离子通过,则为阳离子交换膜。【解析】A.由分析可知,a电极为阳极应接电源正极,A错误;B.由分析可知,M膜可让钾离子通过,则为阳离子交换膜,B正确;C.b电极为阴极,水在阴极发生还原反应生成氢气,反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,C正确;D.二氧化碳在碱溶液中转化为碳酸根或碳酸氢根,在分离器中分离出来后的氢氧化钾可循环使用,所以每分离得到1molCO2,电路中转移(e-)≤2mol,D正确;故选A。6.(2025·广东佛山二模)科研团队使用碳纳米管做电极,实现了常温、常压条件下尿素的合成,原理如图所示。下列说法正确的是A.活性电极的电极电势高于Pt电极B.活性电极上被还原C.“气体”经过分离后,可以补充甲室消耗的D.电路中转移16mol电子时,甲侧溶液质量增加44g【答案】C〖祥解〗左侧活性电极为阴极:被还原为,阴极反应,Pt电极是阳极,阳极反应式为;【解析】A.活性电极是阴极,Pt电极是阳极,阳极电势高于阴极,A错误;B.活性电极上转化为,元素化合价并未发生变化,没有被还原,B错误;C.由分析可知,气体中含有、,经分离以后得到的可以补充甲室消耗的,C正确;D.由分析可知,甲侧的电极反应为,当转移时,甲池溶液质量增加了,同时乙池中会有移向甲池,故增加的质量不是44g,D错误;故选C。7.(2025·广东广州二模)通过控制电位可以实现从地下卤水(主要含有Na+、K+、Cl-、Br-)中提取溴单质,其工作原理如图。电解过程中,下列说法不正确的是A.Pt电极上发生还原反应B.石墨电极上发生的反应有:C.溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室D.阴极室溶液的pH逐渐降低【答案】D〖祥解〗电池工作时,石墨电极为阳极,Pt电极为阴极,在阳极,Br-失电子生成Br2;在阴极,H2O得电子生成H2和OH-。【解析】A.由分析可知,Pt电极为阴极,在Pt电极上H2O得电子发生还原反应,A正确;B.石墨电极为阳极,由于Cl-放电能力弱于Br-,所以阳极首先发生的反应有:,B正确;C.电解池工作时,阳离子向阴极移动,则溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室,C正确;D.阴极室中,发生的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,溶液的pH逐渐升高,D不正确;故选D。8.(2025·广东茂名二模)如图是一种光电催化装置,它可以将空气中捕获的转化为各种化工原料。下列说法正确的是A.工作时,从区移向区B.制备时,理论上生成同时,可生成C.制备时,阴极区发生反应:D.制备时,理论上每生成的同时,阳极区溶液减少【答案】C〖祥解〗根据图示,M区水失电子放出氧气,M区是阳极区,左侧电极为阳极;N极区是阴极区,右侧电极为阴极。【解析】A.工作时,M区是阳极区、N区是阴极区,从M区移向N区,故A错误;B.理论上生成同时,电路中转移4mol电子,制备时,C元素化合价由+4降低为+2,根据电子守恒,可生成2molCO,故B错误;C.制备时,二氧化碳在阴极区得电子生成甲醇,阴极电极反应式为,故C正确;D.制备时,理论上每生成的同时,电路中转移4mol电子,有4mol氢离子,从M区移向N区,阳极区溶液减少36g,故D错误;选C。9.(2025·广东二模)一种固态氧化物电解池能电解CO2和H2O制备合成气(CO、H2),其装置如图所示。该装置工作时,下列说法正确的是A.a电极连接外接电源的负极 B.O2-从a电极移向b电极C.b电极上CO2的反应为CO2+2e-=CO+O2- D.生成的O2中的О元素均来自CO2【答案】C〖祥解〗在a电极,O2-失电子生成O2,则a电极为阳极;在b电极,CO2得电子生成CO和O2-、H2O得电子生成H2和O2-,则b电极为阴极。【解析】A.由分析可知,a电极为阳极,连接外接电源的正极,A不正确;B.在电解池中,阴离子向阳极移动,a电极为阳极,则O2-从b电极移向a电极,B不正确;C.b电极上,CO2得电子生成CO和O2-,则b电极上CO2的反应为CO2+2e-=CO+O2-,C正确;D.在b电极,CO2得电子生成CO和O2-、H2O得电子生成H2和O2-,则生成的O2中的О元素来自固态氧化物、CO2和H2O,D不正确;故选C。10.(2025·广东汕头二模)某实验小组尝试设计如下装置,利用光伏发电,以甲苯为原料通过间接氧化法制取苯甲酸并实现储能,反应原理如下图所示。下列有关说法错误的是A.电极a为阴极,通过质子交换膜移向a极B.装置中发生反应:C.每生成,理论上装置中可获得苯甲酸D.电极发生电极反应为【答案】C〖祥解〗由图可知,Cr3+在电极b失去电子生成,电极方程式为:,电极b为阳极,电极a为阴极,以此解答。【解析】A.Cr3+在电极b失去电子生成,电极b为阳极,电极a为阴极,电解池中阳离子向阴极移动,则通过质子交换膜移向a极,A正确;B.装置M中甲苯和发生氧化还原反应生成苯甲酸,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:++8H+=+2Cr3++5H2O,B正确;C.H+在阴极得到电子生成H2,每生成,转移6mol电子,由可知,生成1mol,由++8H+=+2Cr3++5H2O可知生成1mol,质量为1mol×122g/mol=122g,C错误;D.由图可知,Cr3+在电极b失去电子生成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:,D正确;故选C。11.(2025·广东深圳二模)化学镀镍废水经分离处理后得到含磷废液(主要含)和含镍废液(主要含),分别通入如图所示电解装置的两极室回收磷、镍。已知:是一元中强酸;25℃时,的、、。电解过程中,下列说法不正确的是A.阳极的主要反应为B.Ⅰ室溶液的pH逐渐增大,Ⅱ室溶液的pH逐渐减小C.理论上,每生成1molNi,同时处理0.5molD.理论上,电路中每转移1mol,Ⅲ室溶液质量减少65g【答案】B〖祥解〗由图可知,阳极失去电子被氧化为,阴极镍离子得到电子被还原镍单质;【解析】A.阳极失去电子被氧化为,反应为,A正确;B.Ⅰ室反应为,生成氢离子通过质子交换膜进入中间室,是一元中强酸,溶液为碱性,生成的以电离为主(水解平衡常数为),溶液呈酸性,Ⅰ室溶液的pH逐渐减小;Ⅲ室反应为,氯离子通过阴离子交换膜进入中间室,Ⅱ室溶液的pH逐渐减小,B错误;C.结合B分析和电子守恒,理论上,每生成1molNi,电路中转移2mol电子,则同时处理0.5mol,C正确;D.结合B分析,理论上,电路中每转移1mol,Ⅲ室中减少0.5mol,则溶液质量减少65g,D正确;故选B。12.(2025·广东湛江二模)某碱性蚀刻液体系含、、,可以通过蚀刻反应印制铜线路板,利用图示电解装置可以从蚀刻废液中直接回收单质铜,同时又将一价铜氧化成二价铜,使蚀刻液获得再生。下列说法不正确的是A.阳极室可以使蚀刻液获得再生B.利用水泵循环多次电解蚀刻废液可以提高铜的回收率C.阳极的电极反应为D.理论上外电路有电子移动时,阴极室的质量减少(不考虑的挥发)【答案】D〖祥解〗由图示信息可知阳极的电极反应式为,阴极的电极反应式为,阳极室可以使蚀刻液获得再生。【解析】A.阳极的电极反应式为,可以使蚀刻液获得再生,A正确;B.用水泵循环多次,有利于电解蚀刻废液完全反应,可以提高铜的回收率,B正确;C.结合分析,阳极的电极反应为,C正确;D.阳极的电极反应为,阴极的电极反应式为,理论上外电路有电子移动时,阴极室有析出,但是阳膜处还有迁移到阴极室,阴极室的质量减少量小于,D不正确;故选D。13.(2025·广东广州二模)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Ni-Pt电极首先发生反应,后产生,充电过程中电解LiCl产生。下列说法不正确的是A.充电时,阳极产生B.放电时,从Li电极向Ni-Pt电极迁移C.放电时,每消耗6molLi,正极室增加28gD.放电时总反应:【答案】C〖祥解〗由图可知,放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成,又转化为和LiCl,则左侧电极为正极,右侧电极为负极。【解析】A.充电时为电解池装置,阳极氯离子失去电子被氧化产生,A正确;B.放电时阳离子向正极迁移,则从Li电极向Ni-Pt电极迁移,B正确;C.放电时,每消耗6molLi,则转移电子6mol,正极室吸收1mol,且有6mol锂离子由右侧迁移至左侧,则正极室增加1mol×28g/mol+6mol×7g/mol=70g,C错误;D.放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成,又转化为和LiCl,则放电时总反应:,D正确;故选C。14.(2025·广东茂名二模)汽车尾气管的钢材可通过镀铝的方法来延缓腐蚀,下列说法正确的是A.该法中钢铁为负极被保护B.该法为牺牲阴极法C.镀铝时将钢材与电源正极相连D.电化学腐蚀时铝发生反应:【答案】D【解析】A.在镀铝的情况下,铝比钢铁活泼,形成原电池时铝为负极,钢铁为正极被保护,A错误;B.在镀铝的情况下,铝比钢铁活泼,形成原电池时铝为负极,钢铁为正极被保护,该法为牺牲阳极法,B错误;C.镀铝时,钢材应作为阴极与电源负极相连,铝作为阳极与电源正极相连,C错误;D.由于铝比钢铁活泼,在电化学腐蚀时,铝作为负极发生氧化反应,电极反应式为Al−3e−=Al3+,D正确;故选D。15.(2025·广东湛
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