2026年高考化学二轮复习清单12电化学原理及应用知识方法能力清单教师版

清单12电化学原理及应用内容导览内容导览|知识·方法·能力清单第一部分命题解码洞察命题意图，明确攻坚方向第二部分方法建模构建思维框架，提炼通用解法流程建模技法清单技法01原电池的工作原理和化学电源技法02电解原理及应用技巧03金属的腐蚀与防护技法04电化学中离子交换膜的分析与应用第三部分思维引路示范思考过程，贯通方法应用母题精讲思维解析变式应用类型01原电池和化学电源类型02电解池类型03带离子交换膜的电化学装置第四部分分级实战分级强化训练，实现能力跃迁电化学知识是高考每年必考内容，通常以复杂、陌生、新颖的研究对象作为知识的载体，通过陌生、复杂的问题情境，系统动态的研究对象，有效考查考生应用实践与迁移创新的能力。电化学电化学知识是高考每年必考内容，通常以复杂、陌生、新颖的研究对象作为知识的载体，通过陌生、复杂的问题情境，系统动态的研究对象，有效考查考生应用实践与迁移创新的能力。电化学装置图是高考中电化学最常见的呈现方式，多以选择题的形式呈现，考查电极的判断，电极反应式的书写、电极附近溶液性质的变化，电子、电流、离子移动方向的判断，利用守恒关系进行相关的计算等。命题角度主要有新型一般电池、新型可充电电池、新型燃料电池、电解池原理及其应用，另外有无离子交换膜也是关注的角度。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。2026年仍以电极反应式或总反应式正误的判断、微粒的变化判断、电解质与电极质量变化的判断、多极膜的类型及使用、定量计算等考查电化学知识。流程建模第一步：细审题阅读题目获取对解题有价值的信息，排除无效信息，并作标记。第二步：定类型判断装置类型是原电池、电解池、二次电池（放电为原电池，充电为电解池）。第三步：析装置根据题目所给信息，判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况等。第四步：巧计算根据电化学原理及装置所处的环境，书写相关的电极反应式和总反应式，分析电解液变化。技法清单技法01原电池的工作原理和化学电源1．原电池的工作原理2．原电池装置的分析方法和电极反应式书写(1)原电池装置的分析方法①判断电极：负极：活泼金属、燃料、还原性物质等，物质中元素化合价升高，发生氧化反应。正极：较活泼金属、O2、氧化性物质等，物质中元素化合价降低，发生还原反应。②电极反应：负极：还原剂-ne-—→氧化产物；正极：氧化剂+ne-—→还原产物。③电子移动：电子从负极流出，经外电路流向正极。④离子移动：阳离子移向正极，阴离子移向负极。(2)电极反应式书写的一般步骤3．燃料电池(1)燃料电池的结构常用的燃料：H2、CO、水煤气(CO和H2)、烃(如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、肼(N2H4)、醚类(如CH3OCH3)、氨(NH3)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。(2)燃料电池常用的电解质①酸性电解质溶液，如H2SO4溶液，在酸性环境中结合H＋，生成H2O；②碱性电解质溶液，如NaOH溶液，在碱性环境结合H2O，生成OH－；③中性电解质溶液，如NaCl溶液，在中性环境结合H2O，生成OH－；④熔融氧化物：存在O2－；⑤熔融碳酸盐，如K2CO3等；一般利用电解质的阴离子配平电荷。4．常见的新型化学电源(1)锂离子二次电池①锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电压降的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。②锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋xLi＋＋xe－=LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6－xe－=C6＋xLi＋。③锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。在放电过程中，多为核心元素得电子被还原。(3)微生物燃料电池微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂(如氧气)在正极得到电子被还原。(3)物质循环转化型电池根据物质转化中，元素化合价的变化或离子的移动(阳离子移向正极区域，阴离子移向负极区域)判断电池的正、负极，是分析该电池的关键。(4)浓差电池浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差或通过外界条件形成浓度差，相应的离子均是由“高浓度区”移向“低浓度区”，进而依据阴离子移向负极区域、阳离子移向正极区域判断电池的正负极及其相关事项；在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及“离子交换膜”。4．二次电池和燃料电池的电极反应式的书写方法(1)二次电池的电极反应书写以xMg＋Mo3S4eq\o(,\s\up7(放电),\s\do7(充电))MgxMo3S4为例说明(2)燃料电池电极反应式书写以甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)为例：①写出电池总反应式CH4＋2O2＋2NaOH=Na2CO3＋3H2O，离子方程式为CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。②写出电池的正极反应式。燃料电池电解质正极反应式酸性电解质O2＋4H＋＋4e－=2H2O碱性电解质O2＋2H2O＋4e－=4OH－固体电解质(高温下能传导O2－)O2＋4e－=2O2－熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)③电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。技法02电解原理及应用1．电解池的工作原理(1)电解池中阴、阳极的判断方法(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)2．电解规律及电极方程式的书写(1)阴、阳极放电离子的判断方法①分析电解质的组成，找全离子并分为阴、阳两组，不要忽略水溶液中的H+和OH-离子。②根据放电顺序确定两极放电物质或离子。a．阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。b．阳极：活泼电极：电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。惰性电极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。③判断电极产物，写出电极反应式。④写出电解反应的总反应式。(2)电解类型及电解规律(阳极为惰性电极)电解类型电解质实例溶液复原物质电解水型NaOH、H2SO4或Na2SO4水电解电解质型HCl或CuCl2原电解质放氢生碱型NaClHCl气体放氧生酸型CuSO4CuO或CuCO33．有关电解的计算方法(1)用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)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)根据得失电子守恒构建计算所需的关系式。(M为金属，n为其阳离子所带电荷数)技法03金属的腐蚀与防护1．判断金属腐蚀快慢的方法2．金属电化学保护的方法金属作正极或阴极时，金属的腐蚀电流接近为零。技法04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交换膜阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极只允许阳离子通过阴离子交换膜阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极只允许阴离子通过质子交换膜H＋→移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H＋通过双极膜由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动只允许H＋和OH－通过2．离子交换膜的作用(1)功能：使离子选择性定向移动，平衡整个溶液的粒子浓度或电荷。(2)作用①隔离某些物质，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。②用于物质的制备（电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质）。③物质的分离、提纯3．含离子交换膜电化学装置的分析方法(1)分析焓离子交换膜电化学装置的思维模型第一步：分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步：写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断透过膜的离子迁移方向。第三步：分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。(2)离子交换膜的计算①迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数。②溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。类型01原电池和化学电源母题精讲1．（2025·重庆卷）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。下列叙述正确的是A．放电时，M极为正极B．放电时，N极上反应为C．充电时，消耗4molAg的同时将消耗D．充电时，M极上反应为思维解析【答案】D题干信息：所给装置为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图。变式应用1．（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法正确的是A．放电时电解质溶液质量减小B．放电时电池总反应为C．充电时移向惰性电极D．充电时每转移电子，降低【答案】C【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，目的是将解离为和，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：，阳极为气体扩散电极，电极反应：，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：，气体扩散电极为正极，电极反应为，据此解答。【详解】A．放电时，会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误；B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B错误；C．充电时，向阴极移动，则向惰性电极移动，C正确；D．充电时每转移电子，会有与结合生成，但不知道电解液体积，无法计算降低了多少，D错误；故选C。2．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是A．放电时向b极迁移B．该电池可用于海水脱盐C．a极反应：D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力【答案】D【分析】放电过程中a、b极均增重，这说明a电极是负极，电极反应式为，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。【详解】A．放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以向b极迁移，A正确；B．负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B正确；C．a电极是负极，电极反应式为，C正确；D．若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误；答案选D。类型02电解池母题精讲2．（2025·湖南卷）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是A．电解过程中，向左室迁移B．电解过程中，左室中的浓度持续下降C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色D．NO3-完全转化为NH3的电解总反应：思维解析【答案】B变式应用1．（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是A．阴极反应为B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变【答案】B【分析】由图可知，左侧电极发生反应，则左侧为阳极，右侧电极反应为，则右侧电极为阴极，据此解答。【详解】A．由分析可知，阴极反应为，A正确；B．已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断是吸热反应，无法推断和的稳定性，B错误；C．多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确；D．题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：和因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确；故选B。2．（2025·河北卷）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下：已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是A．电极上发生的反应：B．产生标准状况下时，理论上可转化的C．再锂化过程中，向电极迁移D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高【答案】B【分析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则转化为过程中，Co元素化合价由降为+3，得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为，Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为，据此回答。【详解】A．由分析知，电极上发生的反应：，A错误；B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25mol)时转移1mol电子，理论上转化的，B正确；C．为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误；D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生、消耗，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误；故选B。类型03带离子交换膜的电化学装置母题精讲3．（2025·云南卷）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是A．Pt电极反应：B．外加电场可促进双极膜中水的电离C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成思维解析【答案】C题干信息：用双极膜电渗析法卤水除硼的装置；除硼原理：变式应用1．（2025·河南卷）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【答案】D【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为，右侧为阳极，电极反应为，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。【详解】A．由分析可知，膜Ⅱ为阴膜，A错误B．a电极的反应为，pH变大，B错误；C．由分析可知，电极b的反应为，C错误；D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1molLiCl，D正确；故选D。2．（2025·全国卷）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。电解时，下列说法错误的是A．阳极区pH下降B．OH-C．阴极发生反应NOD．阴极转化1molNO3-【答案】D【分析】根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：NO3-+7H【详解】A．根据分析，阳极区消耗了OH-，pH下降，AB．阴极区生成了OH-，阳极区消耗了OH-，按照离子移动方向，OH-C．根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：NO3-+7HD．阴极转化1molNO3-，转移8mole-，此时阳极将生成2molHOCH故选D。巩固提升1．（2025·江苏卷）以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2Oeq\o(=,\s\up7(光),\s\do7(催化剂))2H2+O2↑。下列说法正确的是A．电极a上发生氧化反应生成B．通过质子交换膜从右室移向左室C．光解前后，溶液的不变D．外电路每通过电子，电极b上产生【答案】A【分析】光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应，a为负极，电极反应式为：；电极b上电子流入，发生还原反应，b为正极，电极反应式为：。【详解】A．根据分析，电极a为负极，发生氧化反应，电极反应式为：，生成物有O2，A正确；B．原电池中阳离子向正极移动，电极a上生成，电极b上消耗，通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；C．在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解总反应是电解水，溶液中减少，溶液浓度增大，pH减小，C错误；D．生成，转移2mol电子，外电路通过0.01mol电子时，电极b上生成，D错误；答案选A。2．（2025·广西卷）大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是A．Cu2O层对铜导线起保护作用B．正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu++O2+4e-=2Cu2OC．沉积物的成分可能有CuO、Cu2(OH)2CO3D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处【答案】D【分析】铜导线内壁发生电化学反应生成Cu2O层，负极为Cu，电极反应为Cu-e-=Cu+，正极氧气得电子生成氢氧根离子，Cu+与OH-生成Cu2O，电极反应为4Cu++O2+4e-=2Cu2O，据此分析；【详解】A．Cu2O层为致密的氧化膜，能阻止内部铜与水、氧气进一步接触，对铜导线起保护作用，A正确；B．由分析得，电极反应式为4Cu++O2+4e-=2Cu2O，B正确；C．Cu2O可被氧化为CuO，或与H2O、CO2、O2反应生成Cu2(OH)2CO3，沉积物成分可能包含二者，C正确；D．沉积物最多的区域，有较厚的CuO、Cu2(OH)2CO3层覆盖，Cu与冷水、O2的接触被阻碍，腐蚀速率减慢，D错误；故选D。3．（2025·甘肃卷）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【答案】D【分析】由图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，电极2为正极发生还原反应，电极反应式为：H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧为电解池，电极3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。【详解】A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确；B．根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确；C．由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：，C正确；D．根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2mol电子，可产生2molH2，D错误；答案选D。4．（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【分析】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：。【详解】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。5．（2025·湖北卷）某电池的正极材料为，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将注入电池后充电补锂，过程中转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是A．在阳极失去电子B．生成气体中含有氟代烃C．过程中铁元素的价态降低D．反应并离去是该电池保持原结构的原因【答案】C【详解】A．充电时，Li+在阴极得电子生成Li嵌入负极材料，[SO2CF3]-在阳极失去电子生成气体离去，A正确；B．[SO2CF3]-在阳极失去电子，反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+CF3-CF3，生成气体中含有氟代烃CF3-CF3，B正确；C．充电补锂时正极反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+CF3-CF3，不涉及正极材料反应，铁元素价态不变，C错误；D．[SO2CF3]-反应后离去，维持电池原结构，D正确；答案选C。6．（2025·浙江1月卷）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率B．充放电时，优先于通过固态电解质膜C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为D．充电时，锂电极接电源负极【答案】C【分析】电池放电时，锂电极为负极，发生反应：，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：，随温度升高Q增大，正极区转化为；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，或失去电子。【详解】A．由分析可知，电池总反应方程式为：O2+2Lieq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Li2O2或O2+4Lieq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2Li2O，充放电时有参与或生成，因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率，A正确；B．比的半径小，因此优先于通过固态电解质膜，B正确；C．放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为，C错误；D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确；答案选C。7．（2025·北京卷）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>iii【答案】D【分析】按照图1电解溶液，石墨1为阳极，发生反应，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。【详解】A．由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，，反应为2H2+O2=2H2O，A正确；B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少作为还原剂，故导致，B正确；C．图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有发生反应，C正确；D．，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，，是因为电极I上吸附的量：iv>iii，D错误；故选D。8．（2025·陕西、山西青海、宁夏卷）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是A．电解时，从右室向左室移动B．电解总反应：C．以为原料，也可得到TQD．用标记电解液中的水，可得到【答案】D【分析】电极b发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子生成H2，以此解题。【详解】A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A正确；B．根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a上H+得电子生成H2，总反应方程式为：，B正确；C．将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确；D．根据右图可知，用标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，D错误；答案选D。9．（2025·贵州卷）以Co3O4/SiC为阴极反应的催化剂，在KHCO3溶液中电解CH3CH2CH下列说法正确的是A．b极与电源负极相连，发生氧化反应B．a极涉及的反应有：NOC．当电路中转移2mol电子时，理论上合成1D．合成CH3CH2【答案】D【分析】a极：NO3-被还原为NH2OH、NH3（得电子），故a极为阴极，与电源负极相连；b极：CH【详解】A．b极发生氧化反应，应为阳极，与电源正极相连，而非负极，A不符合题意；B．溶液环境是KHCO3溶液（呈弱碱性），反应式中不能出现H+，正确的反应应为NO3C．合成CH3CH2CONH2可通过羟胺(NH2OH)与丙醛(CH3CH2CHO)反应生成CH3CH2CONH2，有NHD．b极生成的CH3CH2CHO，在碱性的KHCO3溶液中，CH3CH故选D。10．（2025·福建卷）一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C3HA．电源a极为负极B．反应中Br-C．总反应为CD．“反应Ⅱ”为CO【答案】C【分析】根据图中信息可知，电合成装置左边电极发生氧化反应2Br--2e-=Br2，右边电极发生还原反应2H【详解】A．由分析可知，电源a极为正极，A错误；B．从整个反应过程来看，Br-在电极a转化为Br2后，又经反应I、Ⅱ等量产生（反应I为：C2H4+BrC．以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2，总反应为C2H4D．“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH，生成物为C3H4O3和Br-，题干中“无膜”及图中阴极产生OH-可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行，故“反应Ⅱ”应为CO2+BrCH2故选C。11．（2025·浙江卷）通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：H2O2A．电极A与电源正极相连B．电极B的电极反应式为：OC．电解液中H2D．原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2mole-可得到【答案】D【分析】由图可知，该装置为电解池，电极A发生氧化反应为阳极，电极B发生还原反应为阴极。【详解】A．由分析可知电极A为阳极，应与电源正极相连，A正确；B．由分析可知电极B为阴极，在电解液H2SO4中得电子生成H2OC．电解液中H2SO4用氢溴酸代替，溴离子即起导电作用，又可在电极A上放电，所以可以用氢溴酸代替HD．由得失电子守恒可知，电路中转移0.2mole-生成0.1molBr2，但由信息可知氧化性：H2O2>Br2，所以电极B上生成的H2O2也可将溴离子氧化为Br2，所以电路中转移0.2mole故选D。12．（2025·四川卷）最近，我国科学工作者制备了一种Ni-CuO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NO3-为NH3下列说法错误的是A．放电时，负极区游离的OH-B．放电时、还原1.0molNO3-为NHC．充电时，OH-D．充电时，电池总反应为4[Al【答案】A【分析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，Al-3e-+4OH-=[AlOH4]-【详解】A．放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根：Al-3e-+4OH-=[AlOH4]-，当转移3mol电子时，消耗4molOHB．氢原子将吸附在电催化剂表面的NO3-逐步还原为NH3，还原1.0molNO3-为NH3C．充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，OH-从阴极区穿过OH-离子交换膜进入阳极区，故D．充电时，电池阴极反应式为4[AlOH4]-+12e-答案选A。冲刺突破13．（2025·四川内江·三模）板状碳封装镍纳米晶体（Ni@C）被设计为高性能电催化剂，可将5-羟甲基糠醛（，HMF）转化为2，5-呋喃二甲酸（，FDCA），装置如图所示。下列叙述错误的是A．Ni@C能降低负极反应的活化能B．可用铜电极替代石墨电极C．a极反应为D．收集（标准状况）气体时，有质子从质子交换膜右侧向左侧迁移【答案】D【分析】依题，HMF在a极发生氧化反应生成FDCA，故a极为负极，b极为正极。【详解】A．Ni@C作催化剂，能降低负极反应的活化能，加快反应速率，A正确；B．正极材料不参与反应，故可将石墨换成能导电的Cu电极，B正确；C．HMF在a极发生氧化反应生成FDCA，结合得失电子守恒可知电极反应为，C正确；D．原电池中，阳离子移向正极，故质子从质子交换膜左侧向右侧迁移，D错误；故答案选D。14．（2025·浙江嘉兴·三模）盐酸羟胺可用于合成抗癌药，工业上可采用电化学方法制备，装置、正极反应机理如图所示。下列有关说法不正确的是A．该电池的总反应为：B．上述反应中的X、Y分别为C．Pt电极上的反应：D．制取，有通过交换膜【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。【详解】A．将正极反应式×2+负极反应式×3得：2NO+3H2+2H+=2NH3OH+，化学方程式为2NO+3H2+2HCl=2NH2OH·HCl，故A正确；B．Y为反应机理最终产物，故Y为盐酸羟胺的阳离子NH3OH+，分析正极反应机理，结合元素守恒可以判断X为氢离子H+，故B正确；C．由分析，铂电极为负极，氢分子失去电子生成氢离子，正确的电极反应式为H2-2e-=2H+，故C正确；D．根据分析中正极电极反应式，消耗1molNO，制取，得到3mol电子，消耗4molH+，根据分析中的负极电极反应式，失去3mol电子，生成3molH+，则有3molH+通过交换膜，故D错误；故答案为D。15．（2025·北京昌平·二模）钠硫电池装置示意图如下图所示。其中熔融Na为a的电极反应物，熔融S和为b的电极反应物，固体电解质可传导。下列说法不正确的是A．放电时，b做正极B．放电时，从a极室向b极室移动C．充电时，阴极的电极反应式是D．每产生或消耗1molS，转移2mol电子【答案】D【分析】根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以a作负极、b作正极，负极反应为，正极反应为：，充电时a为阳极、b为阴极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，据此解答。【详解】A．在原电池中，发生还原反应的电极是正极。放电时，b极上熔融S和得电子，发生还原反应，所以b做正极，A选项正确；B．放电时，该装置为原电池，阳离子向正极移动。a为负极，b为正极，是阳离子，所以从a极室向b极室移动，B选项正确；C．充电时，阴极发生还原反应。在钠硫电池中，阴极是得到电子生成Na，电极反应式为，C选项正确；D．b极放电时的电极反应式为，每消耗xmolS，转移2mol电子，所以每消耗1molS，转移电子，D选项错误；故答案为：D。16．（2025·山西晋中·二模）利用电化学氧化技术可以在电解槽中持续产生，是一种活性基团，可高效氧化苯酚生成，消除苯酚引起的水污染，装置如图所示。已知：a极生成，能进一步将极产物氧化，同时有生成。下列有关说法正确的是A．a极的电极反应式：B．b极连接电源正极，发生还原反应C．生成的离子方程式：D．消除苯酚，理论上有电子通过外电路【答案】C【分析】a极通入氧气生成，氧元素化合价降低，发生还原反应，a是阴极；b是阳极，b电极铁失电子生成Fe2+。【详解】A．a极通入氧气生成，a极的电极反应式O2+2e-+2H+=H2O2，故A错误；B．a是阴极；b是阳极，b极连接电源正极，发生氧化反应，故B错误；C．a极生成，能进一步将极产物Fe2+氧化，同时有生成，生成的离子方程式，故C正确；D．苯酚被氧化生成二氧化碳，碳元素化合价由-升高为+4，消除苯酚，需要2.8mol，根据，阳极生成2.8molFe2+，所以理论上有电子通过外电路，故D错误；选C。17．（2025·辽宁抚顺·二模）利用有机电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室NaCl溶液的浓度通过调整保持不变，电解时阴极生成气体的速率为xmol·h-1，下列说法错误的是A．电源中电势比较：b>aB．离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜C．合成室内发生的反应为CH2=CH2+2CuCl2→CH2ClCH2Cl+2CuClD．中间室补充NaCl的速率为2xmol·h-1【答案】B【分析】由图可知，右侧电极上Cu的化合价由+1价升高为+2价，发生氧化反应，则电极N为阳极，电极b为正极，所以电极M为阴极，电极a为负极，据此分析作答。【详解】A．根据上述分析可知，a为电源的负极，b为正极，故电源中电势比较：b>a，A正确；B．由图可知，中间室内的氯离子通过离子交换膜Ⅱ，进入右室，最终和CuCl生成CuCl2，左室H+得到电子，生成H2，OH-浓度增大，与中间室移动过来的Na+结合，生成NaOH，所以离子交换膜I为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，B错误；C．根据原子守恒可知，合成室内发生的反应为：CH2=CH2+2CuCl2→CH2ClCH2Cl+2CuCl，C正确；D．电解时阴极生成气体的速率为xmol•h-1，根据阴极反应：2H++2e-=H2↑，根据电荷守恒可知，中间室移动过来的Na+的速率为2xmol•h-1，故中间室补充NaCl的速率为2xmol•h-1，D正确；故答案为：B。18．（2025·河北保定·三模）二苯重氮甲烷()在抗生素的制备过程中起关键作用。以二苯甲酮腙()为前体合成二苯重氮甲烷的原理如图所示。下列说法错误的是A．电极电势：石墨B．若以铅酸蓄电池为电源，则与Ni电极相连的为Pb电极C．合成1mol二苯重氮甲烷，理论上消耗22.4L氢气(标准状况下)D．电解质溶液中合成二苯重氮甲烷的化学方程式为+I2+2HI【答案】C【详解】A．石墨电极上I-失电子生成I2，发生氧化反应，为阳极；Ni电极上H+得电子生成H2，发生还原反应，为阴极。阳极电极电势大于阴极，所以电极电势：石墨>Ni，A正确；B．Ni电极为阴极，应与铅酸蓄电池的负极相连，铅酸蓄电池中Pb电极为负极，PbO2电极为正极，所以与Ni电极相连的为Pb电极，B正确；C．Ni电极上发生反应：2H++2e-=H2↑，合成二苯重氮甲烷时，石墨电极上I-失电子，根据得失电子守恒，合成1mol二苯重氮甲烷，转移2mol电子，理论上生成1molH2，标准状况下体积为22.4L，并不是消耗，C错误；D．电解质溶液中合成二苯重氮甲烷的反应，原子守恒，电子守恒，D正确；故答案选C。19．（2025·广西南宁·三模）大连化物所邓德会团队实现了基于均多相融合的热—电耦合催化室温空气直接转化制HNO3反应的新过程。电解装置如图所示，已知石墨电极a上有气泡冒出，电解液为Li2SO4/H2SO4溶液(pH=3)，下列说法正确的是A．电解时，电流由电极a经导线流入电极bB．电解时，阳极附近溶液的pH将升高C．电解时，阴极上O2发生反应的离子方程式为O2+2e-+2H+=H2O2D．电解时，当电极a上产生22.4LO2(标准状况)时，阴极区将产生0.8molHNO3【答案】C【分析】石墨电极b上酸性条件下氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢，铁离子得到电子发生还原反应生成生成亚铁离子，电极b为阴极，放电生成的过氧化氢与亚铁离子反应生成铁离子和▪OH，▪OH与氮气反应生成硝酸；石墨电极a为阳极，石墨电极a上有气泡冒出，说明水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子。【详解】A．由分析可知，电解时，电极b为阴极，石墨电极a为阳极，电流由电极b经导线、电源、导线流入电极a，A错误；B．石墨电极a为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，则阳极附近溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH减小，B错误；C．电解时，阴极上酸性条件下氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢，离子方程式为O2+2e-+2H+=H2O2，C正确；D．电解时，当电极a上产生标准状况下22.4L氧气时，只能确定阴极电极反应中共得到4mol电子，无法确定后续反应中产生硝酸的物质的量，D错误；故选C。20．（2025·山西·三模）工业上用单池双膜三液装置(如下图)，依据电解原理电解制备和，下列说法正确的是A．导线X接外电源的负极B．N电极的电极反应方程式为C．每当产生标准状况下气体A，Ⅲ室溶液的质量理论上减少D．离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜【答案】D【分析】电极M区进入的稀硝酸，出来的是浓硝酸，则M为阳极，水被氧化得到氧气和氢离子，A为氧气，硝酸根向左移动，左侧可制得硝酸，N为阴极，水放电产生氢气和氢氧根，B为氢气，铵根向右移动，二者反应得到浓氨水，以此解题。【详解】A．由分析可知，Ⅰ室中电极产生，电极反应式为，发生氧化反应，电极M为阳极，接外电源的正极，A错误；B．由分析可知，电极N为阴极，电极反应式为，B错误；C．每当产生标准状况下，根据电子守恒，Ⅲ室溶液中就要生成，质量减少，同时依据电荷守恒，通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，溶液质量增加，所以Ⅲ室溶液的质量理论上共增加，C错误；D．根据电解装置图中物质的进出以及所要制备的物质，可知Ⅱ室中的要进入Ⅰ室，所以离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜。要进入Ⅲ室，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜，D正确；故选D。21．（2025·湖南邵阳·二模）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为电渗析法制备次磷酸()，用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸。下列说法错误的是A．(Ⅰ)是电池的负极B．b膜、d膜是阳离子交换膜，c膜是阴离子交换膜C．电渗析过程中、室中和的浓度均增大D．电池从开始到停止放电，理论上可制备【答案】D【分析】图1为浓差电池，图2为电渗析法制备次磷酸(H3PO2)，用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸(H3PO2)，图1中Cu(Ⅰ)为原电池负极，Cu(Ⅱ)为正极，图2中原料室中的H2P移向产品室，则c膜为阴离子交换膜，M室中的氢离子通过b膜进入产品室得到H3PO2，则b膜为阳离子交换膜，X电极为电解池的阳极，电极反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，Y为电解池的阴极，电极反应2H2O+2e-=H2↑+OH-，d膜为阳离子交换膜，据此分析判断。【详解】A．分析可知Cu(Ⅰ)是电池的负极，故A正确；B．制备过程分析可知，b膜、d膜是阳离子交换膜，c膜是阴离子交换膜，故B正确；C．电渗析过程中，电极反应可知，M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大，故C正确；D．电池从开始到停止放电时，则浓差电池两边Cu(NO3)2浓度相等，所以正极析出0.02molCu,电路中转移0.04mol电子，电渗析装置生成0.04mol H3PO2，故D错误；故选：D。22．（2025·河南开封·三模）摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT上电催化处理的原理如图所示。下列说法正确的是A．电子流向：电解质溶液B．极上的电极反应式为C．若电源为铅蓄电池，则极为电极D．每处理，理论上阳极区溶液质量减少【答案】B【分析】由图可知，P电极上，得到电子，被还原为Br-，发生还原反应，为阴极，则R极为阳极，外电源M极为负极，N极为正极，阳极上水失去电子，被氧化为氧气，据此分析作答。【详解】A．由分析可知，P为阴极，R为阳极，M为负极，N为正极，电子不能经过电解质溶液，故电子流向：，，A错误；B．由分析可知，P为阴极，P极上发生还原反应，该电极的电极反应式为，B正确；C．由分析可知，N为正极，若电源为铅蓄电池，则极为PbO2电极，Pb电极是负极，C错误；D．由B项分析可知，每处理，电路上转移电子为6mol，则理论上阳极区释放出1.5molO2，同时有6molH+经过质子交换膜由阳极区进入阴极区，故溶液质量减少1.5mol×32g/mol+6mol×1g/mol=54g，D错误；故答案为：B。23．（2025·河南新乡·三模）我国科学家利用Pt和纳米颗粒催化剂完成硝基芳烃上硝基的选择性加氢，原理如图所示：下列有关说法错误的是A．Pt为负极B．电池工作时，从左向右通过质子交换膜C．极的电极反应式为D．Pt和位置互换，原电池依然能正常工作【答案】D【分析】Pt电极上H2发生氧化反应生成H+，故Pt为负极，Fe2O3为正极。【详解】A．由上述分析可知Pt为负极，A正确；B．