2026年高考化学二轮：题型10 新型电化学装置分析 （全国适用）（原卷版及解析）

题型10新型电化学装置分析目录目录第一部分题型解码高屋建瓴，掌握全局第二部分考向破译微观解剖，精细教学典例引领方法透视变式演练考向01依据原电池原理设计的新型电化学装置考向02依据二次电池原理设计的新型电化学装置【重难】考向03依据电解池原理设计的新型电化学装置【重难】考向04多池串联电化学装置分析【重难】 考向05电化学装置中离子交换膜的分析 考向06电化学综合及其计算【重难】第三部分综合巩固整合应用，模拟实战新型电化学装置题是高考的“宠儿”，它完美考查了学生对原理的迁移应用能力。其核心特征是“去模板化”，装置新颖陌生，但遵循的基本规律不变。新型电化学装置将更多源于液流电池、金属-空气电池、CO₂电催化还原、水处理电解池等国家战略需求领域。设问将更侧重于离子交换膜的选择依据、某一室pH变化的原因、或特定设计（如多孔电极）的目的，考查学生对装置设计的理解深度。膜的核心作用是选择性通过离子以构成回路，同时隔离产物、防止副反应。分析时需明确离子移动方向是为了平衡哪一区域的电荷。可能结合装置，考查电子转移数与气体体积/产物质量的计算，或提供电压-电流曲线，要求判断反应是否发生。电极反应式书写是解题的最终落脚点。遵循电子守恒、电荷守恒和元素守恒。考向01依据原电池原理设计的新型电化学装置【例1-1】（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O2A．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【例1-2】（2025·黑吉辽蒙卷）一种基于Cu2A．放电时Na+B．该电池可用于海水脱盐C．a极反应：CuD．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力1.判断电极方程式是否正确（1）看电极反应是氧化反应还是还原反应；（2）看得反应是得电子还是失电子；（3）看产物能否与溶液反应①酸性溶液：方程式中不能出现OH-；②碱性溶液：方程式中不能出现H+。③看电极产物能否和环境中的其他物质反应CH4酸性碱性COO2-氧化产物CO2COHCOCOO2酸性碱性中性CO2还原产物H2OOH-OH-CO（4）看物质拆分是否正确①强酸、强碱、可溶性盐溶液可拆②非溶液和熔融状态下进行的反应不能写成离子方程式形式③原子团不能拆分（5）看有无隐含的酸碱性①酸性溶液：产物是NH4+、Fe3+、Cu2+等弱阳离子②碱性溶液：有金属氧化物、氢氧化物参与的反应2.新型化学电源中电极反应式的书写三步骤【变式1-1】（2025·云南·模拟预测）海底沉积层微生物燃料是一种新型海洋可再生能源，用该燃料设计的原电池产电原理如图所示。下列说法正确的是A．a极电势低于b极B．b极发生还原反应C．海底沉积层产生的H+通过海水向aD．理论上海底沉积层中消耗0.1 molSO4【变式1-2】（2025·辽宁沈阳·二模）我国科技工作者研发的碱式混合硝酸锌电池工作原理如图所示。图中双极膜中间层中的H2O解离为H+A．M膜是阴离子交换膜B．催化电极上的电势比锌电极上的高C．负极区的反应为ZnD．当正极区H+变化为2mol时，锌电极质量会减少考向02依据二次电池原理设计的新型电化学装置【例2-1】（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AgC．充电时，消耗4molAg的同时将消耗1D．充电时，M极上反应为Sb【例2-2】（2025·浙江卷）一种可充放电Li−O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和LiA．熔融盐中LiNO3B．充放电时，Li+优先于KC．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2−D．充电时，锂电极接电源负极1.二次电电池的特点（1）放电时为原电池，电极属性为正负极（2）充电时为电解池，电极属性为阴阳极（3）阳极连正极，电极反应式相反，充电时变成阳极（4）阴极连负极，电极反应式相反，充电时变成阴极（5）充电时，电池上“-”极应接电源的负极2.二次电池的充放电原理3.二次电池的充放电规律a.充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。b.工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。4.二次电池电极反应式的书写方法a.标：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，找出参与负极和正极反应的物质。b.写：写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)c.减：在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。【变式2-1】（2025·山东·二模）我国某研究团队近期研发了以双极膜(该膜可将水解离成H+和OH−A．放电时，Zn电极电势比MnO2极电势高B．放电时，双极膜中阴、阳离子分别向左、右移动C．放电时，正极电极反应式为MnOD．充电时，当电路中转移0.2mol电子，电解质溶液1质量减少6.5g【变式2-2】（2025·甘肃白银·二模）锌铁液流电池安全、稳定、电解液成本低。如图为以ZnOH42−已知：聚苯并咪唑(PBI)膜允许OH−A．充电过程中，总反应为2B．放电过程中，左侧池中溶液pH逐渐减小C．充电过程中，当2molOH−D．充电过程中，阴极的电极反应为Zn考向03依据电解池原理设计的新型电化学装置【例3-1】（2025·北京卷）用电解Na2SO4实验电极I电极Ⅱ电压/V关系i石墨1石墨2aa>d>c>b>0ii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．a>0，说明实验i中形成原电池，反应为2HB．b<d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2C．c>0，说明iii中电极I上有O2D．d>c，是因为电极I上吸附H2【例3-2】（2025·河北卷）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料Lix已知：参比电极的作用是确定LixCoO2A．LixCoOB．产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化1C．再锂化过程中，SO42−向D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高1.电极产物判断（1）阳极产物的判断①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。（2）阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。2.电极反应式、电解方程式的书写（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。（2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。（3）然后排出阴、阳两极的放电顺序：阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。（4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。（5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。3.分析电解过程的思维流程【变式3-1】（2025·安徽合肥·模拟预测）次磷酸钴CoHA．石墨与电源负极相连B．A膜是质子交换膜C．阴极反应式为2HD．外电路转移2mol电子，理论上生成1mol产品【变式3-2】（2025·云南昆明·模拟预测）我国科研人员利用电化学将硝酸盐污染物转化为具有高附加值的氨，为硝酸盐废水处理提供有效途径，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．电极a连接直流电源的正极B．电极b的反应有NOC．阳极区产生H+与阴极区消耗HD．若废水酸性较强，则电极b生成NH4考向04多池串联电化学装置分析【例4-1】（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(pH=8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNiA．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：4D．理论上，每通过2mol电子，可产生1【例4-2】（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LiCl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pH减小C．电极b上发生的电极反应式为Fe(CN)D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1molLiCl【变式4-1】（2025·山西晋城·模拟预测）科学家设计了一种能产生羟基自由基(⋅OH)的原电池—电解池组合装置，⋅OH能将苯酚氧化为CO2A．a极为阳极B．a极区每产生1molCrOHC．b极区消耗1molC6D．N为阴离子交换膜，可防止阴极区酸性增强【变式4-2】（2025·贵州遵义·一模）科学家们从耐盐碱植物中获得灵感，设计了一种用于提取、存储和释放锂离子的装置，如图所示，盐水池中主要为LiCl溶液。下列说法正确的是A．电势最高的电极是aB．右室电极释放Li+C．c电极的反应式为AgD．左室内的盐水浓度高于盐水池内浓度考向05电化学装置中离子交换膜的分析【例5-1】（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H2O解离的H+和OHA．Pt电极反应：4B．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1molNaOH，同时Ⅱ室最多生成【例5-2】（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，K+B．电解过程中，左室中NO2C．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NH1.离子交换膜的分类和应用2.含离子交换膜电化学装置题的解题步骤【变式5-1】（2025·山西大同·三模）用如图所示的新型电池可以处理含CN−的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为NaCl，还含有NaA．交换膜I为阴离子交换膜B．电池工作一段时间后，右室溶液的pH增大C．若将含有26gCND．a极电极反应式：2【变式5-2】（2025·河南漯河·三模）新能源电动汽车电池大致可以分为五种类型，分别是铅酸电池、镍氢电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池。某磷酸铁锂电池工作时的总反应为LiFePO4A．电极电势：aB．放电时，负极的电极反应为LiC．充电时，Li+D．该电池的电解质可选择Li2考向06电化学综合及其计算【例6-1】（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【例6-2】（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+A．放电时电解质溶液质量减小B．放电时电池总反应为HC．充电时Li+D．充电时每转移1mol电子，cH+1.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。2.根据电子守恒计算(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)用于混合溶液中电解的分阶段计算。3.根据关系式计算根据得失电子守恒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。如以电路中通过4mole－为桥梁可构建以下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。【变式6-1】（2025·浙江绍兴·一模）己二腈NCCH24CN是工业制造尼龙-66的原料，利用丙烯腈(CH2=CHCNA．R4NBrB．若交换膜为阴离子交换膜，则一段时间后阳极区由无色变成橙色C．当电路中转移1mole−D．电解质季铵盐R4【变式6-2】（2025·广东惠州·三模）科学家近年发明了一种新型Zn−A．放电时，负极反应：ZnB．充电时，阴极区溶液中OH−C．理论上每消耗6.5gZn，正极区的CO2减少D．理论上每生成32gO21.（2025·贵州铜仁·模拟预测）锌-空气二次电池具有性能高、寿命长的可充电等优点，其原理如图所示。下列说法错误的是A．放电过程中，b极的电极电势高于a极的电极电势B．放电过程中，OH-由b极区向a极区迁移C．充电过程中，a极的电极反应为：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-D．充电过程中，a、b电极附近溶液pH均不变2.（2025·陕西商洛·模拟预测）我国科学家通过Cu2O超低电位下电催化硝酸盐与甲醇在Cu2O/A．电极b为阳极B．Cu2OC．理论上每生成1molHCOO−，就有4molOHD．KOH溶液在反应过程中pH保持不变3.（2025·浙江·一模）我国目前已经实现通过电化学合成尿素，模拟装置如图所示。下列说法不正确的是A．b极上的电势比a极上的电势高B．阴极反应式为COC．电路上转移4mol电子时，理论上有4molH+D．电解一段时间b极区溶液pH不变4.（2025·甘肃白银·模拟预测）钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。下图是一种可充电钠离子电池的工作示意图，已知该电池的电解质溶液是Na2A．放电过程中，Na+B．充电时，M极接电源正极C．电池工作时，N极的电极反应为NaD．若N极质量变化了23g，则电路中转移的电子数为0.25.（2025·河北秦皇岛·模拟预测）电解苯酚的乙腈CH3−CNA．电极a为负极B．装置工作时，乙室溶液pH减小C．c的电极反应式为+CH3−D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室质量增重64g6.（2025·山东·一模）使用惰性电极及阳离子交换膜和阴离子交换膜电解磷酸钠溶液同时制备氢气、氧气、氢氧化钠溶液和磷酸溶液四种产品。E、A．a、B．C、C．A、BD．若G口输入次磷酸钠溶液，则A口输出的是次磷酸溶液7.（2025·四川眉山·模拟预测）用电化学方法可以去除循环冷却水(含有Ca2+下列说法正确的是A．b为电源的正极B．钛基电极上的反应为HC．碳钢电极底部有MgOHD．每处理1mol苯酚，转移24mol电子8.（2025·辽宁丹东·二模）电解硫酸钠溶液制取某电池材料的前驱体Ni1A．b电极电势低于aB．交换膜B为阳离子交换膜C．通电一段时间后，Ⅰ室pH降低D．当Ⅲ室产生0.2molNi18.（2025·广西南宁·模拟预测）硅锰原电池在酸性环境下的工作原理如图所示，下列说法正确的是A．放电过程中，负极区溶液pH减小B．导线上每通过1moleC．正极的电极反应式为：2MnD．将交换膜更换为阴离子交换膜，电解液换为NaOH溶液，电流更平稳10.（2025·浙江·一模）中国科大研究团队开发出一种锂-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。下列说法不正确的是A．放电时，电解质溶液质量减少B．充电时，Li+移向惰性电极C．充电时，阳极电极反应为HD．该锂-氢可充电电池对比传统锂离子电池的优势在于降低成本和提高安全性11.（2025·甘肃白银·模拟预测）近期报道了一种新型低成本、高性能的光辅助可充电水系钠离子电池(装置如图所示)。该电池的放电原理与传统钠离子电池相同；光照时，嵌入正极电解液中的TiO2电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是A．放电时需断开K，且TiO2电极避光存储B．放电时，负极反应式为2C．充电时，TiO2电极反应式为2D．充电时闭合K，转移1mole-同时有1molNa+通过隔膜12.（2025·山东潍坊·模拟预测）水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，其中V2CT2A．放电时，电极电势：XB．充电时，NH4+CHC．放电时，Y极的电极反应式为VD．充电时，电解质溶液中NH4+CH313.（2025·山西吕梁·三模）某有机物作电极材料的水系二次电池工作原理如图所示。下列说法正确的是A．放电时，电极a为负极，发生还原反应B．放电时，正极反应式为3IC．充电时，电极b连外接电源负极D．充电时，每转移1mole-，右室离子数目减少14.（2025·湖南张家界·三模）一种Na−A．离子交换膜为阳离子交换膜B．该电池中不能使用电解质的水溶液代替有机电解质C．充电时，阴极的电极反应式为NaD．用锂电极代替钠电极放电时，消耗等质量的锂电极时放电量较低15.（2025·甘肃白银·三模）我国科学家设计了一款高能量可充电锂硫电池，锂硫电池放电过程中涉及变化S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2→Li2S。下列说法正确的是A．电池工作时，硫碳复合电极的电势低于锂电极B．放电时Li+由硫碳复合电极迁移至金属锂电极C．充电时，硫碳复合电极上的电极反应为xD．放电时，当2.56gS8全部转化为Li2S2时，理论上外电路流过0.08mol电子16.（2025·甘肃白银·三模）科学家研发的一种新型的Ca−LiFePO4可充电电池的工作原理示意图如图，电池反应为xCa2++2LiFePOA．放电时，Li+B．充电时，阳极的电极反应为LiFePOC．锂离子导体膜的作用是允许Li+D．充电时，当转移0.4mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻17.（2025·河南·三模）燃料电池的能量利用率高，肼燃料电池原理如图所示。下列有关说法错误的是A．Pt2B．K+将由Pt1电极区向C．该电池反应N2D．Pt2电极的电极反应式为18.（2025·云南怒江·二模）水系锌锰二次电池放电时存在电极MnO2剥落现象，造成电池容量衰减。研究发现，加入少量KI固体能很大程度恢复“损失”的容量，原理如图所示。已知PBS膜只允许ZnA．MnO2的氧化性强于B．充电时，电路中每通过2mole−C．放电时的总反应：ZnD．PBS膜的优点是能有效抑制电池的自放电19.（2025·河北廊坊·三模）科学家研制出一款超快速充电锂-硫二次电池，可为长途旅行电动汽车和商用无人机供电。工作原理如图所示。下列说法正确的是A．可用LiOH水溶液替代LiPFB．放电时，电极电势：aC．放电时，b极反应式为xD．充电时，a极生成1.4gLi时转移0.120.（2025·陕西·模拟预测）可充电水系锌-二氧化碳Zn−CO2电池，当闭合K1时，其原理如图所示。已知复合膜(由a、b膜复合而成，a膜只允许H+通过，b膜只允许OH−通过)层间的A．闭合K1，锌电极反应式为B．闭合K1，一段时间后，阴极区的pHC．闭合K2，OH−从D．闭合K2，若理论上阳极生成CO2的体积换算为标况标准下，其数值为11.2 L

题型10新型电化学装置分析目录目录第一部分题型解码高屋建瓴，掌握全局第二部分考向破译微观解剖，精细教学典例引领方法透视变式演练考向01依据原电池原理设计的新型电化学装置考向02依据二次电池原理设计的新型电化学装置【重难】考向03依据电解池原理设计的新型电化学装置【重难】考向04多池串联电化学装置分析【重难】 考向05电化学装置中离子交换膜的分析 考向06电化学综合及其计算【重难】第三部分综合巩固整合应用，模拟实战新型电化学装置题是高考的“宠儿”，它完美考查了学生对原理的迁移应用能力。其核心特征是“去模板化”，装置新颖陌生，但遵循的基本规律不变。新型电化学装置将更多源于液流电池、金属-空气电池、CO₂电催化还原、水处理电解池等国家战略需求领域。设问将更侧重于离子交换膜的选择依据、某一室pH变化的原因、或特定设计（如多孔电极）的目的，考查学生对装置设计的理解深度。膜的核心作用是选择性通过离子以构成回路，同时隔离产物、防止副反应。分析时需明确离子移动方向是为了平衡哪一区域的电荷。可能结合装置，考查电子转移数与气体体积/产物质量的计算，或提供电压-电流曲线，要求判断反应是否发生。电极反应式书写是解题的最终落脚点。遵循电子守恒、电荷守恒和元素守恒。考向01依据原电池原理设计的新型电化学装置【例1-1】（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O2A．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【分析】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：H2−2e【解析】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；图a中，ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程，根据题中信息，O2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；氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：H2−2e−=2【例1-2】（2025·黑吉辽蒙卷）一种基于Cu2A．放电时Na+B．该电池可用于海水脱盐C．a极反应：CuD．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Cu2O+2H2O+Cl−−2e−=Cu2OH3Cl+【解析】放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以Na+向b极迁移，A正确；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；a电极是负极，电极反应式为Cu2O+2H1.判断电极方程式是否正确（1）看电极反应是氧化反应还是还原反应；（2）看得反应是得电子还是失电子；（3）看产物能否与溶液反应①酸性溶液：方程式中不能出现OH-；②碱性溶液：方程式中不能出现H+。③看电极产物能否和环境中的其他物质反应CH4酸性碱性COO2-氧化产物CO2COHCOCOO2酸性碱性中性CO2还原产物H2OOH-OH-CO（4）看物质拆分是否正确①强酸、强碱、可溶性盐溶液可拆②非溶液和熔融状态下进行的反应不能写成离子方程式形式③原子团不能拆分（5）看有无隐含的酸碱性①酸性溶液：产物是NH4+、Fe3+、Cu2+等弱阳离子②碱性溶液：有金属氧化物、氢氧化物参与的反应2.新型化学电源中电极反应式的书写三步骤【变式1-1】（2025·云南·模拟预测）海底沉积层微生物燃料是一种新型海洋可再生能源，用该燃料设计的原电池产电原理如图所示。下列说法正确的是A．a极电势低于b极B．b极发生还原反应C．海底沉积层产生的H+通过海水向aD．理论上海底沉积层中消耗0.1 molSO4【答案】C【解析】a极O2反应生成了H2O，发生了还原反应，a极为正极，正极电势比负极高，A错误；SO42−在微生物作用下生成HS−,HS−在b极生成了S单质，b极发生了氧化反应，B错误；a是正极、b是负极，阳离子移向正极，海底沉积层产生的H+通过海水向正极a极移动，C正确【变式1-2】（2025·辽宁沈阳·二模）我国科技工作者研发的碱式混合硝酸锌电池工作原理如图所示。图中双极膜中间层中的H2O解离为H+A．M膜是阴离子交换膜B．催化电极上的电势比锌电极上的高C．负极区的反应为ZnD．当正极区H+变化为2mol时，锌电极质量会减少【答案】D【分析】根据图中所示，锌电极中的Zn在碱性溶液中失去电子生成ZnOH42−，故锌电极为负极；NO3−在催化电极上发生反应转化为NH【解析】双极膜解离出的OH⁻需向负极区（锌电极区）迁移，M膜允许OH⁻通过，OH⁻为阴离子，故M膜是阴离子交换膜，A正确；催化电极为正极，锌电极为负极，原电池中正极电势高于负极，故催化电极上的电势比锌电极上的高，B正确；锌电极作负极，在碱性条件下失电子生成ZnOH42−，反应式为Zn−2e−+4OH−=Zn(OH)42−，C正确考向02依据二次电池原理设计的新型电化学装置【例2-1】（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AgC．充电时，消耗4molAg的同时将消耗1D．充电时，M极上反应为Sb【答案】D【分析】由图可知，放电时，N电极上AgCl→Ag发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：AgCl+e−【解析】由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误；由分析可知，放电时，N电极反应为：AgCl+e−=Ag+Cl−，B错误；由分析可知，建立电子转移关系式：Sb4O5Cl【例2-2】（2025·浙江卷）一种可充放电Li−O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和LiA．熔融盐中LiNO3B．充放电时，Li+优先于KC．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2−D．充电时，锂电极接电源负极【答案】C【分析】Li−O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li−e-=Li+，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O【解析】由分析可知，电池总反应方程式为：O2+2Li⇌充电放电Li2O2或O2+4Li⇌充电放电2Li2O，充放电时有Li+参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，A正确；Li+比1.二次电电池的特点（1）放电时为原电池，电极属性为正负极（2）充电时为电解池，电极属性为阴阳极（3）阳极连正极，电极反应式相反，充电时变成阳极（4）阴极连负极，电极反应式相反，充电时变成阴极（5）充电时，电池上“-”极应接电源的负极2.二次电池的充放电原理3.二次电池的充放电规律a.充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。b.工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。4.二次电池电极反应式的书写方法a.标：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，找出参与负极和正极反应的物质。b.写：写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)c.减：在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。【变式2-1】（2025·山东·二模）我国某研究团队近期研发了以双极膜(该膜可将水解离成H+和OH−A．放电时，Zn电极电势比MnO2极电势高B．放电时，双极膜中阴、阳离子分别向左、右移动C．放电时，正极电极反应式为MnOD．充电时，当电路中转移0.2mol电子，电解质溶液1质量减少6.5g【答案】B【分析】如图，放电时为原电池，Zn电极为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn+4OH−−2e−=ZnOH42−，MnO2【解析】放电时为原电池，Zn电极为负极，MnO2为正极，原电池中负极电势比正极低，故Zn电极电势比MnO2极电势低，A错误；放电时为原电池，双极膜解离出H⁺（阳离子）和OH⁻（阴离子），原电池内电路中，阳离子移向正极（右），阴离子移向负极（左），即阴离子OH⁻向左移动，阳离子H⁺向右移动，B正确；由分析知，放电时，正极电极反应式为：MnO2+2e−+2H2O=Mn【变式2-2】（2025·甘肃白银·二模）锌铁液流电池安全、稳定、电解液成本低。如图为以ZnOH42−已知：聚苯并咪唑(PBI)膜允许OH−A．充电过程中，总反应为2B．放电过程中，左侧池中溶液pH逐渐减小C．充电过程中，当2molOH−D．充电过程中，阴极的电极反应为Zn【答案】B【分析】Zn是活泼电极，放电过程中Zn是负极，Zn失去电子生成ZnOH42−，电极方程式为Zn-2e-+4OH-=ZnOH4【解析】充电过程中，总反应和放电总反应相反，为ZnOH42-+2FeCN64-=2FeCN63-+Zn+4OHC．结合电子、电荷守恒，充电过程中，当2molOH−通过PBI膜时，导线中通过D．充电时阴极为锌电极，发生还原反应，电极反应应为ZnOH42-+2e考向03依据电解池原理设计的新型电化学装置【例3-1】（2025·北京卷）用电解Na2SO4实验电极I电极Ⅱ电压/V关系i石墨1石墨2aa>d>c>b>0ii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．a>0，说明实验i中形成原电池，反应为2HB．b<d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2C．c>0，说明iii中电极I上有O2D．d>c，是因为电极I上吸附H2【答案】D【分析】按照图1电解Na2SO4溶液，石墨1为阳极，发生反应2【解析】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，a>0，反应为2H2+O2=2H2O，A正确；因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少H2作为还原剂，故导致b<d，B正确；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O2发生反应，C正确；d>c，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，d>c，是因为电极I上吸附O2【例3-2】（2025·河北卷）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料Lix已知：参比电极的作用是确定LixCoO2A．LixCoOB．产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化1C．再锂化过程中，SO42−向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LixCoO2(x<1)转化为LiCoO2过程中，Co元素化合价由+【解析】由分析知，LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2+(1−x）e−+（1−x）Li+=LiCoO2，A错误1.电极产物判断（1）阳极产物的判断①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。（2）阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。2.电极反应式、电解方程式的书写（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。（2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。（3）然后排出阴、阳两极的放电顺序：阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。（4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。（5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。3.分析电解过程的思维流程【变式3-1】（2025·安徽合肥·模拟预测）次磷酸钴CoHA．石墨与电源负极相连B．A膜是质子交换膜C．阴极反应式为2HD．外电路转移2mol电子，理论上生成1mol产品【答案】B【分析】Co电极为阳极，连接电源正极，Co被氧化生成Co2+，并向阴极移动，A为阳离子交换膜，石墨电极为阴极，H2O被还原生成H2，同时生成OH-，原料室中Na+向阴极区移动，最终阴极区得到浓NaOH溶液，C膜为阳离子交换膜，原料室中带负电的次磷酸根向阳极区移动，B为阴离子交换膜，最终产品室由于A、B膜的存在，得到次磷酸钴溶液，据此解答。【解析】石墨为阴极，与电源负极相连，A正确；A膜需允许Co2+从阳极室进入产品室，应为阳离子交换膜，而非仅允许H+通过的质子交换膜，B错误；阴极（石墨）在碱性条件下发生还原反应，水得电子生成H2和OH-，反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，C正确；阳极Co失电子生成Co2+：Co-2e-=Co2+，转移2mol电子生成1molCo2+，同时原料室中有2molH2PO2−迁移至产品室，与Co2+结合生成1molCo(H2PO2)2【变式3-2】（2025·云南昆明·模拟预测）我国科研人员利用电化学将硝酸盐污染物转化为具有高附加值的氨，为硝酸盐废水处理提供有效途径，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．电极a连接直流电源的正极B．电极b的反应有NOC．阳极区产生H+与阴极区消耗HD．若废水酸性较强，则电极b生成NH4【答案】C【分析】由图可知，H2O在电极a失去电子生成O2，电极a为阳极，电极b为阴极，以此解答。【解析】电极a发生氧化反应，为阳极，连接直流电源的正极，A正确；电极b为阴极，硝酸根得到电子生成氨气，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：NO3−+8e−+9H+=NH3+3H2O，B正确；H2O在电极a失去电子生成O2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：考向04多池串联电化学装置分析【例4-1】（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(pH=8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNiA．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：4D．理论上，每通过2mol电子，可产生1【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：2H2O+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。【解析】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；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；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：4OH−−4e−=2H【例4-2】（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LiCl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pH减小C．电极b上发生的电极反应式为Fe(CN)D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1molLiCl【答案】D【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为O2+4e【解析】由分析可知，膜Ⅱ为阴膜，A错误B．a电极的反应为O2+4e−+2H2O=4OH−，pH变大，B错误；【变式4-1】（2025·山西晋城·模拟预测）科学家设计了一种能产生羟基自由基(⋅OH)的原电池—电解池组合装置，⋅OH能将苯酚氧化为CO2A．a极为阳极B．a极区每产生1molCrOHC．b极区消耗1molC6D．N为阴离子交换膜，可防止阴极区酸性增强【答案】D【分析】根据a极区Cr2O7【解析】a极区Cr2O72-转化为CrOH3，Cr元素化合价从+6降低到+3，发生还原反应，故a电极为正极，A错误；正极反应式为Cr2O72−+6e−+7H2O=2CrOH3↓+8OH−，a极区每产生1molCrOH3时转移3mol电子，通过质子交换膜移向阴极的n【变式4-2】（2025·贵州遵义·一模）科学家们从耐盐碱植物中获得灵感，设计了一种用于提取、存储和释放锂离子的装置，如图所示，盐水池中主要为LiCl溶液。下列说法正确的是A．电势最高的电极是aB．右室电极释放Li+C．c电极的反应式为AgD．左室内的盐水浓度高于盐水池内浓度【答案】B【分析】该装置为电解池，连接电源正极的电极d为阳极，连接电源负极的电极a为阴极，电极b为阳极，电极c为阴极，据此作答。【解析】电势最高的电极是电源正极连接的电极，装置中d电极（LiFePO4）为阳极（连接电源正极），电势最高，a为阴极（连接电源负极），电势最低，A错误；右室d电极（LiFePO4）作为阳极，发生氧化反应：LiFePO4-e-=FePO4+Li+，释放Li+到淡水中，B正确；c电极是Ag/AgCl电极，作为阴极应发生AgCl得电子的还原反应：AgCl+e-=Ag+Cl-，而非Ag++e-=Ag（Ag+在溶液中不存在，电极材料为Ag/AgCl），C错误；左室中Li+向阴极a（FePO4）移动被消耗（FePO4+Li++e-=LiFePO4），Cl-向阳极b（Ag/AgCl）移动被消耗（Ag+Cl--e-=AgCl），左室盐水浓度反应之后降低，故左室盐水浓度低于盐水池内浓度，D错误；故选B。考向05电化学装置中离子交换膜的分析【例5-1】（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H2O解离的H+和OHA．Pt电极反应：4B．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1molNaOH，同时Ⅱ室最多生成【答案】C【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反应为：4OH−−4【解析】由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：4OH−−4e−=O2↑+2H2O，A正确【例5-2】（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，K+B．电解过程中，左室中NO2C．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NH【答案】B【分析】由图可知，左侧发生NO3−→【解析】电解池中，阳离子向阴极移动，则，K+向左室迁移，A正确；电解过程中，NO2−先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误；b处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确；左侧阴极总反应是NO3−1.离子交换膜的分类和应用2.含离子交换膜电化学装置题的解题步骤【变式5-1】（2025·山西大同·三模）用如图所示的新型电池可以处理含CN−的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为NaCl，还含有NaA．交换膜I为阴离子交换膜B．电池工作一段时间后，右室溶液的pH增大C．若将含有26gCND．a极电极反应式：2【答案】C【分析】根据图示，a极CN⁻失电子被氧化为CO32−和N2，则a为负极、b为正极，正极H【解析】a极为负极，CN⁻被氧化生成CO32−和N2，海水中的阴离子需向负极移动以平衡电荷，故交换膜I允许阴离子通过，为阴离子交换膜，故A正确；b极为正极，右室为稀硫酸，正极H+得电子生成氢气，正极消耗H⁺，H⁺浓度降低，溶液pH增大，故B正确；26gCN⁻为1mol，处理1molCN⁻转移5mole⁻，淡化海水时，每转移1mole⁻，移走1molNa⁺，由于阴离子中含有硫酸根离子，所以不一定移走1molCl⁻，故转移5mole⁻不一定移走5molNaCl，故C错误；a极CN⁻被氧化为CO32−和N2，a为负极，C从+2→+4价，N从-3→0价，2molCN⁻共失10e⁻，结合碱性环境配平得电极反应式为2【变式5-2】（2025·河南漯河·三模）新能源电动汽车电池大致可以分为五种类型，分别是铅酸电池、镍氢电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池。某磷酸铁锂电池工作时的总反应为LiFePO4A．电极电势：aB．放电时，负极的电极反应为LiC．充电时，Li+D．该电池的电解质可选择Li2【答案】B【解析】由图可知，放电时Li+向电极b移动，原电池中阳离子向正极移动，故b为正极，a为负极。正极电极电势高于负极，则电极电势b>a，A错误；放电时为原电池，负极发生氧化反应，a极为负极，LixC6失去电子生成Li+和C，电极反应式为LixC6−xe−=xLi++6C，B正确；放电时（原电池）Li+向正极（b极）移动，充电时（电解池）Li考向06电化学综合及其计算【例6-1】（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【解析】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]−，当转移3mol电子时，消耗4molOH−，同时正极区会有3molOH−通过OH−离子交换膜进行补充，OH−净消耗1mol，故负极区游离的OH−数目会减少，故A错误；氢原子将吸附在电催化剂表面的NO3−逐步还原为NH3，还原1【例6-2】（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+A．放电时电解质溶液质量减小B．放电时电池总反应为HC．充电时Li+D．充电时每转移1mol电子，cH+【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LiH2PO4解离为Li+和H2PO4−，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：【解析】放电时，Li+会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成H2进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加7g/mol×2mol−1mol×2g/mol=12g，即电解质溶液质量会增大，A错误；放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为2Li+2H3PO4=H21.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。2.根据电子守恒计算(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)用于混合溶液中电解的分阶段计算。3.根据关系式计算根据得失电子守恒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。如以电路中通过4mole－为桥梁可构建以下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。【变式6-1】（2025·浙江绍兴·一模）己二腈NCCH24CN是工业制造尼龙-66的原料，利用丙烯腈(CH2=CHCNA．R4NBrB．若交换膜为阴离子交换膜，则一段时间后阳极区由无色变成橙色C．当电路中转移1mole−D．电解质季铵盐R4【答案】D【分析】结合题意可知，a为阴极，丙烯腈发生还原反应生成己二腈，电极反应式为：2CH2=CHCN+2e-【解析】依据题意：季铵盐的阳离子(R4N+)在阴极表面会形成一个疏水的界面层，则R4NBr可以阻止水中的氢离子得电子发生副反应，提高电解效率，A正确；若交换膜为阴离子交换膜，R4NBr电离出来的溴离子可能会移动至阳极并放电，产生溴单质，使阳极区溶液由无色变成橙色，B正确；阳极电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，当电路中转移1mol电子时，阳极室产生0.25mol氧气，同时有1mol氢离子进入阴极区，则阳极溶液减少质量=【变式6-2】（2025·广东惠州·三模）科学家近年发明了一种新型Zn−A．放电时，负极反应：ZnB．充电时，阴极区溶液中OH−C．理论上每消耗6.5gZn，正极区的CO2减少D．理论上每生成32gO2【答案】C【分析】由图可知，放电时，左侧电极上Zn被氧化生成Zn(OH)42−，作负极；右侧电极上CO2被还原生成HCOOH，作正极；充电时，左侧电极上【解析】由分析可知，放电时，负极上Zn被氧化生成Zn(OH)42−，则负极反应为：Zn−2e−+4OH−=Zn(OH)42−，A错误；由分析可知，充电时，阴极上Zn(OH)42−被还原生成Zn，发生电极反应：Zn(OH)42−+2e−=Zn+41.（2025·贵州铜仁·模拟预测）锌-空气二次电池具有性能高、寿命长的可充电等优点，其原理如图所示。下列说法错误的是A．放电过程中，b极的电极电势高于a极的电极电势B．放电过程中，OH-由b极区向a极区迁移C．充电过程中，a极的电极反应为：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-D．充电过程中，a、b电极附近溶液pH均不变【答案】D【分析】电池工作时，a电极，Zn转化为[Zn(OH)4]2-，失电子发生氧化反应，则a极为负极；b电极，O2转化为OH-，得电子发生还原反应，b极为正极。【解析】原电池工作时，正极的电极电势高于负极的电极电势，则放电过程中，b极的电极电势高于a极的电极电势，A正确；放电过程中，阴离子向负极移动，则OH-由b极区向a极区迁移，B正确；充电过程中，a极为阴极，[Zn(OH)4]2-得电子转化为Zn等，电极反应为：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，C正确；充电过程中，a极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，b极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，则a、b电极附近溶液pH均发生改变，D错误；故选D。2.（2025·陕西商洛·模拟预测）我国科学家通过Cu2O超低电位下电催化硝酸盐与甲醇在Cu2O/A．电极b为阳极B．Cu2OC．理论上每生成1molHCOO−，就有4molOHD．KOH溶液在反应过程中pH保持不变【答案】D【分析】Cu2O/Cu复合电极失电子，Cu生成CuO、Cu2O生成Cu(OH)2，Cu2O/Cu复合电极是阳极；【解析】根据以上分析，Cu2O/Cu复合电极是阳极，即电极b为阳极，故A正确；根据图示，Cu2O电极上硝酸根离子得电子生成氨气，Cu2O电极上的电极反应式为NO3−+6H2O+8e−=NH3+9OH−，故B正确；甲醇转化为HCOO−，碳元素化合价由-2升高为+2，理论上每生成1molHCOO−，电路中转移4mol电子，根据电荷守恒，就有4molOH−通过离子交换膜，故C正确；1mol甲醇转化为HCOO-的反应：CH3OH+CuO→HCHO+Cu+H2选D。3.（2025·浙江·一模）我国目前已经实现通过电化学合成尿素，模拟装置如图所示。下列说法不正确的是A．b极上的电势比a极上的电势高B．阴极反应式为COC．电路上转移4mol电子时，理论上有4molH+D．电解一段时间b极区溶液pH不变【答案】D【分析】根据物质变化可知，石墨电极上H2O失电子，石墨为阳极，则b为电源正极，a为电源负极，Fe/Fe3【解析】由分析可知，b极为电源正极，a极为电源负极，电源正极（b极）电势高于负极（a极），A正确；阴极CO2和NO3-转化为尿素，N从+5价降为-3价（2个N得16e⁻），阴极反应式为CO2+2NO3−+16e−+18H+=CONH22+7H2O，B正确；4.（2025·甘肃白银·模拟预测）钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。下图是一种可充电钠离子电池的工作示意图，已知该电池的电解质溶液是Na2A．放电过程中，Na+B．充电时，M极接电源正极C．电池工作时，N极的电极反应为NaD．若N极质量变化了23g，则电路中转移的电子数为0.2【答案】B【分析】分析Ti、Fe元素化合价易得出，Ti化合价降低，得电子，故M极区化合价降低为正极，其电极反应为：NaTi2(PO4)3+e−+Na+=Na2Ti2(PO4)3，N极区Fe化合价升高为负极，其电极反应为：Na2NiFe(CN)6−e−=NaNiFe(CN)6+Na+，以此解答。【解析】由分析可知，放电时为原电池，M极为正极，N极为负极，阳离子向正极移动，Na+通过阳离子交换膜向M极区移动，A错误；充电时为电解池，原电池正极（M极）作阳极，接电源正极，B正确；N极为负极，发生氧化反应（失电子），正确反应式应为Na2NiFe(CN)6−e−=NaNiFe(CN)6+Na+，C错误；N极区Fe化合价升高为负极，其电极反应为：Na2NiFe(CN)6−e−=NaNiFe(CN)6+Na+，N极每转移1mole-，失去1molNa+（质量减少23g），故质量变化23g时转移电子数为NA，D错误5.（2025·河北秦皇岛·模拟预测）电解苯酚的乙腈CH3−CNA．电极a为负极B．装置工作时，乙室溶液pH减小C．c的电极反应式为+CH3−D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室质量增重64g【答案】B【分析】据题给信息可确定左侧装置为化学电源，右侧装置为电解池；化学电源中，阴离子向负极移动，故电极a是负极，电极b是正极，电极c是阳极，电极d是阴极；【解析】由分析知电极a是负极，A正确；

B．乙室是化学电源的正极室，工作时，H2O2在正极b上得到电子发生还原反应，电极反应式为：H2O2+2e-+2H+=2H2O，反应时c(H+)减小，溶液pH增大，B错误；电极c为阳极，CH3CN在电极c上失去电子发生氧化反应，并与苯酚反应生成扑热息痛，电极反应式为：+6.（2025·山东·一模）使用惰性电极及阳离子交换膜和阴离子交换膜电解磷酸钠溶液同时制备氢气、氧气、氢氧化钠溶液和磷酸溶液四种产品。E、A．a、B．C、C．A、BD．若G口输入次磷酸钠溶液，则A口输出的是次磷酸溶液【答案】A【分析】电解磷酸钠溶液同时制备氢气、氧气、氢氧化钠溶液和磷酸溶液四种产品，结合题图可知，左侧为阳极区，右侧为阴极区，G口输入磷酸钠溶液，阳极区水电解生成氧气和H+(2H2O-4e-=O2↑+4H+)，阴极区水电解生成氢气和OH-(2H2【解析】题目明确使用惰性电极，铁棒为活性电极，若b电极为铁棒，阴极虽主要是H⁺放电，但题目要求“惰性电极”，故b电极不能为铁棒，A错误；由分析可知，阳极区的产物为H3PO4，阴极区的产物为NaOH，C、D两口开始时分别为稀磷酸溶液和稀氢氧化钠溶液，可增强溶液的导电性，B正确；A口输出H3PO4，B口输出NaOH，由于电荷守恒，当电路中转移3mol电子时，有1molPO43-穿过阴离子交换膜与H+结合生成1molH3PO4，同时，有3molNa+穿过阳离子交换膜与OH-结合生成3molNaOH，故生成H3PO4与NaOH的物质的量比为1:3，C正确；若G口输入次磷酸钠（NaH2PO2）溶液，次磷酸根（H2PO2-）穿过阴离子交换膜进入阳极区与H＋7.（2025·四川眉山·模拟预测）用电化学方法可以去除循环冷却水(含有Ca2+下列说法正确的是A．b为电源的正极B．钛基电极上的反应为HC．碳钢电极底部有MgOHD．每处理1mol苯酚，转移24mol电子【答案】C【解析】从原理图上可以看出碳钢电极上水得电子变成氢气，发生还原反应，故碳钢电极为阴极，电极b为电源的负极，故A错误；钛基电极为阳极，发生失电子的氧化反应，从图中可以看出水失电子变成氢离子和·OH，电极反应式为H2O-e-=H++·OH，故B错误；碳钢电极附近产生OH-，可以结合镁离子产生Mg(OH)28.（2025·辽宁丹东·二模）电解硫酸钠溶液制取某电池材料的前驱体Ni1A．b电极电势低于aB．交换膜B为阳离子交换膜C．通电一段时间后，Ⅰ室pH降低D．当Ⅲ室产生0.2molNi1【答案】D【分析】由图可知，前驱体在Ⅲ室生成，则Ⅱ室的金属阳离子进入Ⅲ室，交换膜B为阳离子交换膜，则右侧纯钛电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，OH-与金属阳离子结合得到前驱体，为保持电荷守恒，交换膜A为阴离子交换膜，左侧石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，所以电解过程实际上是电解水。【解析】电源正极电势高于负极，石墨电极连接a，纯钛电极连接b，前驱体在Ⅲ室生成，纯钛电极为阴极（连接电源负极b），a为正极，b为负极，故b电极电势低于a，A正确；根据分析，Ⅲ室需Ni2+、Co2+、Mn2+与OH-结合生成前驱体，金属阳离子应从Ⅱ室移向Ⅲ室（阴极），则交换膜B允许阳离子通过，为阳离子交换膜，B正确；根据分析，Ⅰ室石墨电极为阳极，发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成H+使溶液酸性增强，pH降低，C正确；根据化学式，生成0.2mol前驱体需0.4molOH-，对应转移0.4mol电子。阳极反应生成0.1molO2（质量3.2g），但Ⅱ室中的SO42-会通过交换膜A移向Ⅰ室（维持电中性），0.2molSO48.（2025·广西南宁·模拟预测）硅锰原电池在酸性环境下的工作原理如图所示，下列说法正确的是A．放电过程中，负极区溶液pH减小B．导线上每通过1moleC．正极的电极反应式为：2MnD．将交换膜更换为阴离子交换膜，电解液换为NaOH溶液，电流更平稳【答案】A【分析】由图可知，在碳硅电极上Si被氧化生成SiO2，则碳硅电极为负极，电极反应式为：Si-4e-+2H2O=SiO2+4H+；在MnO2电极上MnO2被还原生成Mn2+，则MnO2电极为正极，电极反应式为：2MnO2+4e-+8H+=2Mn2++4H2O；【解析】放电过程中，碳硅电极为负极，电极反应式为：2H2O+Si−4e−=SiO2+4H+，负极生成H+同时消耗H2O，但H+透过质子交换膜迁移到正极，则负极区溶液中nH+不变，但H2O被消耗，溶液的体积减小，cH10.（2025·浙江·一模）中国科大研究团队开发出一种锂-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。下列说法不正确的是A．放电时，电解质溶液质量减少B．充电时，Li+移向惰性电极C．充电时，阳极电极反应为HD．该锂-氢可充电电池对比传统锂离子电池的优势在于降低成本和提高安全性【答案】A【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LiH2PO4解离为锂离子和H2PO4-，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：Li【解析】放电时，Li+会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成H2进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加7g/mol×2mol-2g/mol×1mol=12g，即电解质溶液质量会增大，A错误；充电时，阳离子向阴极移动，则Li+移向惰性电极，B正确；由分析，充电时，阳极电极反应为H2-2e-11.（2025·甘肃白银·模拟预测）近期报道了一种新型低成本、高性能的光辅助可充电水系钠离子电池(装置如图所示)。该电池的放电原理与传统钠离子电池相同；光照时，嵌入正极电解液中的TiO2电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是A．放电时需断开K，且TiO2电极避光存储B．放电时，负极反应式为2C．充电时，TiO2电极反应式为2D．充电时闭合K，转移1mole-同时有1molNa+通过隔膜【答案】C【解析】放电时电池独立工作，需断开K避免TiO2电极干扰；TiO2光照产生电子和空穴会驱动充电，故需避光存储，A正确；放电时负极失电子，M电极区S22−（S为-1价）氧化为S42−（S为-0.5价），反应式为2S22−−2e−=S4综上所述，答案为C。12.（2025·山东潍坊·模拟预测）水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，其中V2CT2A．放电时，电极电势：XB．充电时，NH4+CHC．放电时，Y极的电极反应式为VD．充电时，电解质溶液中NH4+CH3【答案】D【分析】电池以V2【解析】放电时，X为负极，Y为正极，Y电势高，故A正确；充电时，X为阴极，Y为阳极，阳离子向阴极移动，故B正确；放电时，Y为正极，发生还原反应，Y极的电极反应式为V2CTx+NH4+CH3COOH3+2e−=13.（2025·山西吕梁·三模）某有机物作电极材料的水系二次电池工作原理如图所示。下列说法正确的是A．放电时，电极a为负极，发生还原反应B．放电时，正极反应式为3IC．充电时，电极b连外接电源负极D．充电时，每转移1mole-，右室离子数目减少【答案】D【分析】放电时失去电子，发生氧化反应，生成，a为负极；b极I3−生成I−【解析】放电时为原电池，Li+向正极移动，由图中放电时Li+向右移动可知电极b为正极，电极a为负极，原电池中负极发生氧化反应，A错误；放电时正极发生还原反应，右室I−/I3−体系中，正极应是I3−得电子生成I−，正确反应式为I3−+2e−=3I−，选项中反应为失电子的氧化反应，B错误；充电时为电解池，放电时的正极（b极）作电解池的阳极，应连接外接电源正极，C错误；充电时b极为阳极，反应为3I−−214.（2025·湖南张家界·三模）一种Na−A．离子交换膜为阳离子交换膜B．该电池中不能使用电解质的水溶液代替有机电