三年高考化学重难点题型必刷题-原电池与电解池

第1页（共1页）三年高考化学重难点题型必刷题——原电池与电解池一．选择题（共25小题）1．（2025秋•临夏市校级期末）利用电解原理电解含乙醛的废水制备乙醇和乙酸不仅能减少污染，还能回收利用资源，其原理如图所示（图中双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH﹣，并在直流电场的作用下分别向两极迁移）。下列说法不正确的是（）A．b为直流电源正极 B．M电极上发生的反应为CH3CHO+2e﹣+2H+＝CH3CH2OH C．双极膜中的OH﹣移向N极 D．电路中通过2mole﹣时，装置中共消耗1.5mol乙醛2．（2025秋•抚顺期末）钴的合金材料常应用于航空航天、机械制造等领域。用乙醇燃料电池作为电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴的装置如图1、图2所示。下列说法错误的是（）A．图1装置工作时的能量转化形式主要为由化学能转化为电能 B．图2装置工作一段时间后，Ⅰ室中溶液的pH将增大 C．图2装置工作时，Ⅲ室中的Cl﹣通过阴离子交换膜往Ⅱ室迁移 D．图1装置工作时，a电极的电极反应式为3．（2025秋•天祝县校级期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是（）A．甲：电池工作时，H+向Zn电极移动 B．乙：正极反应式为AgC．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降4．（2025秋•抚顺期末）一种以H2O（g）和N2（g）为原料制备NH3（g）的装置如图所示。该装置工作时（两电极均为惰性电极），下列说法错误的是（）A．若工作电源为铅酸蓄电池，则b电极应与PbO2电极相连 B．a电极上的电极反应式为2O2﹣﹣4e﹣═O2↑ C．每生成1.7gNH3，同时消耗0.05molN2 D．若将a电极材料换成相同形状的Na，理论上不能获得O25．（2025秋•西岗区校级期末）镍氢电池的工作原理如图所示，放电时，电流由a极经外电路流向b极。下列叙述正确的是（）A．放电时，b极发生还原反应 B．充电时，a极与电池负极连接 C．放电时，a极的电极反应式为NiO(OH)+eD．充电时，b极的电极反应式为M6．（2025秋•辽阳期末）在低配位Cu原子铜基电催化剂作用下，通过电化学还原硝酸盐制氨已成为可持续发展的一个有前景和挑战性的方向。装置结构示意图如图。下列有关说法正确的是（）A．离子交换膜为质子交换膜 B．电子移动方向：电极a→离子交换膜→电极b C．电极a上的电极反应式：NO3--8e﹣+6H2O═NH3D．电极b质量每减少13g，电极a理论上能产生1.12L（标准状况下）NH37．（2025秋•道里区校级期末）我国科学家研制的一种以有机镁盐为电解液的镁二次电池结构如图，已知电极反应生成的Mg2+可以嵌入V2O5晶格。下列说法正确的是（）A．充电时，Mg2+从V2O5晶格中脱嵌 B．放电时，石墨电极处发生还原反应 C．充电时，Mg2+通过阳离子交换膜从左向右移动 D．放电时，正极反应为M8．（2025秋•抚顺期末）现代生活离不开方便实用的化学电源。Zn—Cu原电池结构如图所示，该装置工作时，下列说法正确的是（）已知：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。A．CuSO4溶液属于强电解质 B．Zn电极上的电极反应式为Zn+2e﹣＝Zn2+ C．每生成6.4gCu，此时转移0.2mol电子 D．盐桥中的Cl﹣往Cu电极工作室方向迁移9．（2025秋•海淀区校级月考）科研人员以间硝基甲苯为原料，采用间接成对电解方法合成间氨基苯甲酸。两极材料分别采用Pb、下列说法不正确的是（）A．理论上该工艺的原子利用率为100% B．Pb用作A的电极材料，接电源的负极 C．每生成1mol间硝基苯甲酸，有14molH+经质子交换膜迁移 D．由分子间作用力的强弱关系可推知，邻氨基苯甲酸的熔点低于间氨基苯甲酸10．（2025秋•海淀区校级月考）用电解Na2SO4溶液（图1）后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4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2aa＞d＞c＞b＞0ⅱ石墨1新石墨cⅲ新石墨石墨2bⅳ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2H2+O2═2H2O B．b＜d，是因为ⅱ中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c＜d，是因为电极Ⅱ上吸附H2的量：ⅲ＜ⅳ D．c＞0，说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应11．（2026•咸阳一模）电化学法制备盐酸羟胺（NH2OH•HCl）有诸多优点而在工业上被广泛应用。制备原理如图Ⅰ所示，A室电极上的反应机理如图Ⅱ所示。下列说法错误的是（）A．一段时间后，B室中盐酸的浓度不变 B．正极反应式为Fe+NO+eC．该电池总反应的原子利用率为100% D．3molH+通过交换膜，可得1mol盐酸羟胺12．（2026•邢台一模）一种Zn电池的充、放电过程如图所示。下列说法错误的是（）A．离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 B．放电时，Zn电极发生的电极反应为Zn﹣2e﹣+H2O＝ZnO+2H+ C．充电时，b电极发生的电极反应为C3H8O3﹣8e﹣+11OH﹣＝3HCOO﹣+8H2O D．充电时，转移4mol电子，有8mol离子通过离子交换膜Ⅱ13．（2025秋•天祝县校级期末）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法错误的是（）A．铁被氧化的电极反应为Fe﹣2e﹣＝Fe2+ B．正极的电极反应为2HC．活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀14．（2025秋•吉林期末）下列说法正确的是（）A．图①装置向盛装稀盐酸溶液的烧杯中小心缓慢且分次加入稀NaOH溶液 B．图②操作可排出盛有强碱溶液滴定管尖嘴内的气泡 C．图③中反应开始后针筒向右移动，能说明反应放热 D．图④装置Cu电极反应式：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣15．（2025秋•哈尔滨校级期末）氨燃料电池是当前推动绿氢能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光hv—Ni：TiO2催化合成绿氢联合氨燃料电池的装置如图，在光照作用下光催化剂被激发产生电子（e﹣）和空穴（h+）。下列说法错误的是（）A．X极电势低于Y极电势 B．燃料电池中，OH﹣向X电极移动 C．X极的电极反应式是2NHD．每产生5.6L（标准状况）NH3，光催化装置生成1.5molh+16．（2025秋•天祝县校级期末）某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是（）A．a极电势低于b极电势 B．电解时，阴极区c（OH﹣）不变 C．理论上转移2mole﹣生成4gH2 D．阳极的电极反应：17．（2025秋•东城区期末）一种微生物电池的工作原理示意图如图。下列说法不正确的是（）A．电极2为正极 B．电池工作时，H+通过质子交换膜进入正极区 C．电极1的电极反应式为C6H12O6+6H2O+24e﹣═6CO2↑+24H+ D．理论上，每消耗1molC6H12O6，消耗134.4LO2（标准状况）18．（2025秋•天祝县校级期末）如图是铜的电解精炼部分示意图（粗铜中含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质）。下列说法错误的是（）A．粗铜连接电源的正极，纯铜连接电源的负极 B．电解时，Cu2+移向纯铜，SO4C．形成的阳极泥中含有银、铂、锌、铁等金属 D．电解时阴极上发生的电极反应为Cu2++2e﹣＝Cu19．（2025秋•驻马店期末）电解抛光是以被抛工件和不溶性金属或非金属为两极，浸入电解槽中，通以直流电同时进行金属表面氧化膜的生成和溶解过程，使其表面粗糙度下降，并能显著提高工件表面光亮度。某铝制工件电解抛光原理如图所示，已知电解池工作时阳极无气体放出。下列有关说法正确的是（）A．B为直流电源的负极 B．若观察到电流表指针偏转，说明有电子通过电解液形成了闭合回路 C．阳极发生的电极反应有Al﹣3e﹣＝Al3+、2Al-D．阴极产生0.51mol气体时，若工件质量不变，则电解质溶液中含Al微粒的数目为0.16NA20．（2025秋•抚顺期末）电化学硅基化反应成为当前化学研究的热点。研究人员通过该反应成功从氢硅烷中引发硅自由基的生成，进而实现了烯烃的硅﹣氧双官能化反应。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（）A．图中B是电源的负极 B．阳极的电极反应：R—N—O•+Si—H═Si•+R—N—OH C．每生成1mol，转移的电子数为NA D．通过电解反应，实现了电能向化学能的转化21．（2025秋•酒泉期末）某科研小组利用原电池原理设计了一种微生物燃料电池，以葡萄糖为燃料，氧气为氧化剂，其工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是（）A．加入葡萄糖的一极为正极 B．正极反应式为O2C．电池工作时，H+向负极移动 D．该电池可将化学能全部转化为电能22．（2025秋•酒泉期末）锂离子电池是多种便携式电子设备的常用电池，一种钴酸锂（LiCoO2）电池的工作原理如图所示，其中X极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池的反应式为LiA．充电时，Li+由Y极区域移向X极区域 B．放电时，Y为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xLC．充电时，X为阴极，发生氧化反应：C6D．电解质不可以用LiCl水溶液代替23．（2025秋•泰安期末）某工厂用电解法将铬废水（主要为Cr2O72-）转化为CrA．A接电源负极 B．阴极区附近溶液的pH减小 C．阳极区溶液中发生的氧化还原反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7HD．若不考虑气体的溶解，当标准状况下收集到H213.44L时，有0.1molCr2O724．（2025秋•随州期末）科学家构建了一个以Pdnc—Ni3C/CNTs为双功能催化剂的甲醛﹣硝酸盐原电池系统，在持续运行中能同时产出NH3、H2和甲酸盐，实现了污染物资源化与电能输出的协同效应，原理示意图如图。下列说法正确的是（）A．放电过程中，OH﹣通过交换膜从左室向右室移动 B．每转移8mole﹣，理论上可制得112L气体 C．N极上的电极反应式为NOD．处理废水过程中左室溶液pH不变，无须补加KOH25．（2025秋•城关区校级期末）磷酸铁锂“刀片电池”工作原理如图所示。放电时的总反应：LixC6+Li1﹣xFePO4＝6C+LiFePO4，说法正确的是（）A．放电时，铝箔作负极 B．电池工作时，正极反应为LiC．电池工作时，负极材料质量减少1.4g，转移0.4mol电子 D．电池进水不会影响其使用寿命

答案解析一．选择题（共25小题）1．（2025秋•临夏市校级期末）利用电解原理电解含乙醛的废水制备乙醇和乙酸不仅能减少污染，还能回收利用资源，其原理如图所示（图中双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH﹣，并在直流电场的作用下分别向两极迁移）。下列说法不正确的是（）A．b为直流电源正极 B．M电极上发生的反应为CH3CHO+2e﹣+2H+＝CH3CH2OH C．双极膜中的OH﹣移向N极 D．电路中通过2mole﹣时，装置中共消耗1.5mol乙醛【答案】C【分析】M极：CH3CHO→CH3CH2OH，C元素化合价从+1→﹣2，得电子，发生还原反应，故M极为电解池阴极，连接直流电源的负极（a极）；N极：CH3CHO→CH3COOH，C元素化合价从+1→+3，失电子，发生氧化反应，故N极为电解池阳极，连接直流电源的正极（b极），据以上分析解答。【解答】解：A．N极为阳极，接电源正极，故b是正极，故A正确；B．M极是阴极，CH3CHO得电子被还原为CH3CH2OH，双极膜解离的H+参与反应，方程式为：CH3CHO+2e﹣+2H+＝CH3CH2OH，故B正确；C．电解池中，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动；双极膜解离的OH﹣是阴离子，应移向阴极M极；H+是阳离子，移向阳极N极，故C错误；D．阴极（M）：CH3CHO～2e﹣～CH3CH2OH，2mole﹣对应还原1molCH3CHO；阳极（N）：CH3CHO～2e﹣～CH3COOH，2mole﹣对应氧化0.5molCH3CHO；电路中通过2mole﹣时，装置中共消耗1.5mol乙醛，故D正确；故选：C。【点评】本题考查了电解原理，难点是转移电子守恒的计算、明确阴极阳极的极反应规律是解答本题的关键。2．（2025秋•抚顺期末）钴的合金材料常应用于航空航天、机械制造等领域。用乙醇燃料电池作为电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴的装置如图1、图2所示。下列说法错误的是（）A．图1装置工作时的能量转化形式主要为由化学能转化为电能 B．图2装置工作一段时间后，Ⅰ室中溶液的pH将增大 C．图2装置工作时，Ⅲ室中的Cl﹣通过阴离子交换膜往Ⅱ室迁移 D．图1装置工作时，a电极的电极反应式为【答案】B【分析】A．图1装置工作时，是原电池原理，通入乙醇的电极a为负极，发生氧化反应，通入氧气的电极b为正极，发生还原反应；B．图2装置为电解池，Ⅰ室中的石墨电极为阳极，溶液中氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，溶液中氢离子浓度增大；C．电解池中阴离子移向阳极；D．图1装置工作时，是原电池原理，通入乙醇的电极为负极，发生氧化反应。【解答】解：A．图1装置工作时是原电池原理，能量转化形式主要为由化学能转化为电能，故A正确；B．图2装置工作一段时间后，Ⅰ室中的石墨电极为阳极，溶液中氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，溶液中氢离子浓度增大，Ⅰ室中溶液的pH将减小，故B错误；C．图2装置工作时为电解池原理，Ⅲ室中的Cl﹣通过阴离子交换膜往Ⅱ室迁移，故C正确；D．图1装置工作时，a电极的电极反应为：C2H5OH+3H2O﹣12e﹣＝2CO2↑+12H+，故D正确；故选：B。【点评】本题考查了原电池和电解池原理的分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。3．（2025秋•天祝县校级期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是（）A．甲：电池工作时，H+向Zn电极移动 B．乙：正极反应式为AgC．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降【答案】A【分析】A．甲是锌铜原电池，Zn做负极，Cu做正极，溶液中阳离子移向正极；B．乙是银锌纽扣电池，电池中Zn做负极，Ag2O做正极，AgO得电子被还原成Ag，同时生成氢氧根离子；C．丙是锌锰干电池，电池中Zn做负极，发生氧化反应失电子，石墨作正极；D．丁为铅蓄电池，放电过程中，发生反应为Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，转移1mol电子，消耗1mol硫酸。【解答】解：A．甲是锌铜原电池，Zn做负极，Cu做正极，电池工作时，H+向Cu电极移动，故A错误；B．乙是银锌纽扣电池，电池中Zn做负极，Ag2O做正极，AgO得电子被还原成Ag，与H2O结合生成OH﹣，电极反应式为Ag2O+2e﹣+H2O═2Ag+2OH﹣，故B正确；C．丙是锌锰干电池，电池中Zn做负极，发生氧化反应失电子，其电极反应式为Zn﹣2e﹣═Zn2+，随着反应的进行锌筒溶解会变薄，故C正确；D．丁为铅蓄电池，铅蓄电池为二次电池，电池放电过程中，电池总反应式为PbO2+Pb+2H2SO4⇌放电充电故选：A。【点评】本题考查原电池，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键。4．（2025秋•抚顺期末）一种以H2O（g）和N2（g）为原料制备NH3（g）的装置如图所示。该装置工作时（两电极均为惰性电极），下列说法错误的是（）A．若工作电源为铅酸蓄电池，则b电极应与PbO2电极相连 B．a电极上的电极反应式为2O2﹣﹣4e﹣═O2↑ C．每生成1.7gNH3，同时消耗0.05molN2 D．若将a电极材料换成相同形状的Na，理论上不能获得O2【答案】A【分析】一种以H2O（g）和N2（g）为原料制备NH3（g）的装置如图所示，两电极均为惰性电极，a电极生成氧气为电解池的阳极，电极反应：O2﹣﹣4e﹣＝O2↑，b电极为电解池的阴极，电极反应：N2+6e﹣+3H2O＝6OH﹣+2NH3，据此分析判断。【解答】解：A．若工作电源为铅酸蓄电池，b电极为电解池的阴极，则b电极应与Pb电极相连，故A错误；B．分析可知，a电极上的电极反应式为：2O2﹣﹣4e﹣═O2↑，故B正确；C．每生成1.7gNH3，n（NH3）=1.7g17g/mol=0.1mol，电极反应：N2+6e﹣+3H2O＝6OH﹣+2NH3，同时消耗0.05molN2D．若将a电极材料换成相同形状的Na，则Na失电子发生氧化反应，理论上不能获得O2，故D正确；故选：A。【点评】本题考查了电解池原理的分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。5．（2025秋•西岗区校级期末）镍氢电池的工作原理如图所示，放电时，电流由a极经外电路流向b极。下列叙述正确的是（）A．放电时，b极发生还原反应 B．充电时，a极与电池负极连接 C．放电时，a极的电极反应式为NiO(OH)+eD．充电时，b极的电极反应式为M【答案】C【分析】A．放电时，电流由a极向b极，说明a极为正极；B．充电时，a为阳极；C．放电时，a极为正极，发生还原反应；D．充电时，b极为阴极。【解答】解：A．放电时，电流由a极向b极，说明a极为正极，b极为负极，b极发生氧化反应，故A错误；B．充电时，a为阳极，与电源正极连接，故B错误；C．放电时，a极为正极，发生还原反应，电极反应式为NiO（OH）+e﹣+H2O＝Ni（OH）2+OH﹣，故C正确；D．充电时，b极为阴极，电极反应式为MHx﹣1+H2O+e﹣＝MHx+OH﹣，故D错误；故选：C。【点评】本题考查电化学，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。6．（2025秋•辽阳期末）在低配位Cu原子铜基电催化剂作用下，通过电化学还原硝酸盐制氨已成为可持续发展的一个有前景和挑战性的方向。装置结构示意图如图。下列有关说法正确的是（）A．离子交换膜为质子交换膜 B．电子移动方向：电极a→离子交换膜→电极b C．电极a上的电极反应式：NO3--8e﹣+6H2O═NH3D．电极b质量每减少13g，电极a理论上能产生1.12L（标准状况下）NH3【答案】D【分析】在低配位Cu原子铜基电催化剂作用下，通过电化学还原硝酸盐制氨，装置中电解a上NO3-离子得到电子发生还原反应生成NH3，为原电池的正极，电极反应：NO3-+8e﹣+6H2O＝NH3+9OH﹣，电极b为原电池负极，电极反应：Zn﹣2e﹣+4OH﹣＝Zn（OH【解答】解：A．结合电极反应可知，离子交换膜为阴离子交换膜，故A错误；B．电子移动方向：电极a→导线→电极b，不能通过电解质溶液，故B错误；C．电极a上NO3-离子得到电子发生还原反应生成NH3，为原电池的正极，电极反应：NO3-+8e﹣+6H2O＝NH3D．电极b质量每减少13g，n（Zn）=13g65g/mol=0.2mol，电子转移0.4mol，电极a上电极反应：NO3-+8e﹣+6H2O＝NH3+9OH﹣，电子守恒得到生成氨气物质的量0.05mol，理论上能产生标准状况下的NH3体积＝0.05mol×故选：D。【点评】本题考查了原电池的应用，侧重于学生的分析能力和应用能力的考查，把握原电池原理、正负极的判断、电极反应式的书写即可解答，注意结合电解质条件书写电极反应式，题目难度不大。7．（2025秋•道里区校级期末）我国科学家研制的一种以有机镁盐为电解液的镁二次电池结构如图，已知电极反应生成的Mg2+可以嵌入V2O5晶格。下列说法正确的是（）A．充电时，Mg2+从V2O5晶格中脱嵌 B．放电时，石墨电极处发生还原反应 C．充电时，Mg2+通过阳离子交换膜从左向右移动 D．放电时，正极反应为M【答案】A【分析】原电池放电时负极失去电子发生氧化反应，负极的电极反应式为Mg﹣2e﹣＝Mg2+，正极电极反应：正极的电极反应式为xMg2++2xe﹣+V2O5＝MgxV2O5，充电时，阳极吸引阴离子，阳极电极式：MgxV2O5﹣2xe﹣＝xMg2++V2O5，阴极吸引阳离子，据此分析解题。【解答】解：A．充电时，阳极电极式为：MgxV2O5﹣2xe﹣＝xMg2++V2O5，Mg2+从从V2O5晶格中脱嵌，故A正确；B．放电时，石墨电极处是负极，发生氧化反应，故B错误；C．充电时，阳离子移向阴极，Mg2+通过阳离子交换膜从右向左移动，故C错误；D．放电时，正极反应为xMg2++2xe﹣+V2O5＝MgxV2O5，故D错误；故选：A。【点评】本题考查了原电池和电解池原理的分析判，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。8．（2025秋•抚顺期末）现代生活离不开方便实用的化学电源。Zn—Cu原电池结构如图所示，该装置工作时，下列说法正确的是（）已知：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。A．CuSO4溶液属于强电解质 B．Zn电极上的电极反应式为Zn+2e﹣＝Zn2+ C．每生成6.4gCu，此时转移0.2mol电子 D．盐桥中的Cl﹣往Cu电极工作室方向迁移【答案】C【分析】Zn—Cu原电池结构如图所示，该装置工作时，Zn做负极，电极反应：Zn﹣2e﹣＝Zn2+，Cu做原电池正极，电极反应：Cu2++2e﹣＝Cu，已知：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动，K+离子移向正极，Cl﹣离子移向负极，据此分析判断。【解答】解：A．CuSO4溶液属于强电解质溶液，CuSO4属于强电解质，故A错误；B．Zn电极上的电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，故B错误；C．每生成6.4gCu，n（Cu）=6.4g64g/mol=0.1mol，电极反应：Cu2++2e﹣＝Cu，此时转移0.2molD．盐桥中的Cl﹣往负极，向Zn电极工作室方向迁移，故D错误；故选：C。【点评】本题考查了原电池原理的分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度不大。9．（2025秋•海淀区校级月考）科研人员以间硝基甲苯为原料，采用间接成对电解方法合成间氨基苯甲酸。两极材料分别采用Pb、下列说法不正确的是（）A．理论上该工艺的原子利用率为100% B．Pb用作A的电极材料，接电源的负极 C．每生成1mol间硝基苯甲酸，有14molH+经质子交换膜迁移 D．由分子间作用力的强弱关系可推知，邻氨基苯甲酸的熔点低于间氨基苯甲酸【答案】C【分析】A电极：TiO2+→Ti3+，Ti元素化合价降低，发生还原反应，故A为阴极，接电源负极；B电极：Cr3+→Cr2O72-，Cr元素化合价升高，发生氧化反应，故B为阳极，接电源正极；阳离子交换膜仅允许H+由阳极区向阴极区迁移；Ti3+、Cr3+/Cr2【解答】解：A．该工艺中循环中间体可重复使用，原料（间硝基甲苯）的原子全部转化为目标产物间氨基苯甲酸），无副产物生成，理论原子利用率为100%，故A正确；B．A电极为阴极，接电源负极，电极材料为Pb，Pb在该电解中不参与电极反应，作惰性电极，因此Pb用作A电极材料并接电源负极的说法成立，故B正确；C．阳极（B）2Cr3++7H2O﹣6e﹣＝Cr2O72-+14H+（失6mole⁻，生成14molH+）；Cr2O72-氧化间硝基甲苯生成1mol间硝基苯甲酸，对应转移6mole⁻；阳离子交换膜中H+迁移规律：电解池中，每转移nmole⁻，就有nmolH+由阳极区向阴极区迁移；因此生成1mol间硝基苯甲酸时，仅迁移D．邻氨基苯甲酸存在分子内氢键，间氨基苯甲酸存在分子间氢键；分子间氢键会使分子间作用力显著增强，熔沸点升高，分子内氢键则会降低熔沸点，因此邻氨基苯甲酸的熔点低于间氨基苯甲酸，故D正确；故选：C。【点评】本题主要考查了以间硝基甲苯为原料，采用间接成对电解方法合成间氨基苯甲酸的原理，利用新情境来考查电解原理，考查了学生对新问题的理解和处理能力。10．（2025秋•海淀区校级月考）用电解Na2SO4溶液（图1）后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4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2aa＞d＞c＞b＞0ⅱ石墨1新石墨cⅲ新石墨石墨2bⅳ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2H2+O2═2H2O B．b＜d，是因为ⅱ中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c＜d，是因为电极Ⅱ上吸附H2的量：ⅲ＜ⅳ D．c＞0，说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应【答案】C【分析】图1为电解池，石墨电极1为阳极、石墨电极2为阴极，阳极上H2O失电子生成O2和H+，阴极上H2O得电子生成H2和OH﹣，石墨1吸附少量O2、石墨2吸附少量H2，A．a＞0，说明该装置有电流产生，该装置没有外接电源，则形成原电池，即形成氢氧燃料电池；B．b＜d，对比实验ⅱ、ⅳ知，只有电极Ⅱ不同，新石墨电极Ⅱ中没有氢气；C．c＜d，对比实验ⅱ和iv，ⅱ中电极Ⅰ为新石墨、iv中电极Ⅰ为石墨1，石墨i中吸附的氧气大于新石墨吸附的氧气；D．c＞0，说明有电流生成，则该装置构成原电池，实验ⅲ中电极Ⅰ为新石墨，新石墨可能吸附空气中的氧气。【解答】解：A．a＞0，说明该装置有电流产生，该装置没有外接电源，则形成原电池，即形成氢氧燃料电池，反应为2H2+O2＝2H2O，故A正确；B．对比实验ⅱ、ⅳ知，只有电极Ⅱ不同，新石墨电极Ⅰ中没有氢气，即缺少H2作为还原剂，导致b＜d，故B正确；C．对比实验ⅲ和ⅳ，主要区别是电极Ⅰ不同，ⅳ中电极Ⅰ为石墨1，石墨ⅰ中吸附的氧气大于新石墨吸附的氧气，使得实验ⅳ电压大于实验ⅲ，由于实验ⅳ在实验ⅲ之后进行，电极Ⅱ上吸附H2的量：ⅲ＞ⅳ，故C错误；D．实验ⅲ中电极Ⅰ为新石墨，新石墨可能吸附空气中的氧气，导致该装置构成原电池，产生电压，则c＞0，故D正确；故选：C。【点评】本题考查原电池和电解原理，侧重考查对比、分析、判断及知识的综合运用能力，明确原电池和电解池原理、各实验的差异性及产生不同现象的原因是解本题关键，题目难度不大。11．（2026•咸阳一模）电化学法制备盐酸羟胺（NH2OH•HCl）有诸多优点而在工业上被广泛应用。制备原理如图Ⅰ所示，A室电极上的反应机理如图Ⅱ所示。下列说法错误的是（）A．一段时间后，B室中盐酸的浓度不变 B．正极反应式为Fe+NO+eC．该电池总反应的原子利用率为100% D．3molH+通过交换膜，可得1mol盐酸羟胺【答案】B【分析】盐酸羟胺的化学式为NH2OH•HCl，由阳离子NH3OH+和阴离子Cl﹣构成，注意到NH2OH•HCl中N的化合价为﹣1。由图Ⅰ可知，外电路中电子由Pt电极流向含Fe的电极，则Pt电极是负极，含Fe的电极是正极。负极反应式为H2-2e-=2H+，正极反应式为NO+3e-+4H+=NH3OH+，总反应式为2NO+3H2+2HCl＝2NH2OH•HCl（发生1mol总反应时，外电路通过6mole﹣，氢离子交换膜通过6molH+）。由图Ⅱ可知，A室电极上的反应机理是：①NO吸附到Fe表面；②NO累计结合3个H+和3个e﹣，形成NH2OH；③NH2OH与H+结合形成NH【解答】解：A．由分析可知，负极反应式为H2-2e-=2H+，当外电路通过2mole﹣时，负极产生2molH+，此时B室中有2molH+B．由分析可知，正极反应式为NO+3e-+4C．该电池的总反应为2NO+3H2+2HCl＝2NH2OH•HCl，产物只有一种，原子利用率为100%，故C正确；D．由正极反应式为NO+3e-+4H+=NH3故选：B。【点评】本题考查了原电池原理，为高考的高频高点，把握原电池的基本原理是解题的关键，侧重考察学生分析和解决问题的能力，题目难度不大。12．（2026•邢台一模）一种Zn电池的充、放电过程如图所示。下列说法错误的是（）A．离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 B．放电时，Zn电极发生的电极反应为Zn﹣2e﹣+H2O＝ZnO+2H+ C．充电时，b电极发生的电极反应为C3H8O3﹣8e﹣+11OH﹣＝3HCOO﹣+8H2O D．充电时，转移4mol电子，有8mol离子通过离子交换膜Ⅱ【答案】D【分析】由图可知，放电时，a极（正极）发生反应：O2+4H++4e﹣＝2H2O，Zn板（负极）发生氧化反应生成ZnO；充电时，甘油（C3H8O3）被氧化为甲酸根（HCOO﹣），b极是阳极，Zn板为阴极。【解答】解：A．放电时，a极（正极）发生反应：O2+4H++4e﹣＝2H2O，需要H+从左侧溶液迁移到a极表面，因此离子交换膜Ⅰ应允许H+通过，是阳离子交换膜；放电时，Zn板（负极）发生反应：Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，右侧溶液中需要氢氧根离子迁移到Zn板表面，而Na+需要留在右侧溶液中，因此离子交换膜Ⅱ应允许氢氧根离子通过，是阴离子交换膜，故A正确；B．放电时，Zn板作为负极，发生氧化反应，左侧溶液是硫酸溶液，Zn失去电子生成氧化锌和氢离子，电极反应为Zn﹣2e﹣+H2O＝ZnO+2H+，故B正确；C．充电时，b极是阳极，发生氧化反应，甘油（C3H8O3）被氧化为甲酸根离子（HCOO﹣），根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：C3H8O3﹣8e﹣+11OH﹣＝3HCOO﹣+8H2O，故C正确；D．充电时，转移4mol电子，由电解池结构中电流恒定可知，有4mol氢氧根离子通过离子交换膜Ⅱ，故D错误；故选：D。【点评】本题考查原电池与电解池的综合等，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。13．（2025秋•天祝县校级期末）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法错误的是（）A．铁被氧化的电极反应为Fe﹣2e﹣＝Fe2+ B．正极的电极反应为2HC．活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】D【分析】A．根据实验所给条件可知，铁发生的是吸氧腐蚀；B．吸氧腐蚀正极的电极反应为2HC．活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池；D．以水代替NaCl溶液，铁仍然能发生吸氧腐蚀。【解答】解：A．根据实验所给条件可知，Fe发生的是吸氧腐蚀，负极的电极反应为Fe﹣2e﹣＝Fe2+，故A正确；B．吸氧腐蚀正极的电极反应为2H2O+C．活性炭与Fe混合，在NaCl溶液中构成了许多微小的原电池，加速了负极铁的腐蚀，故C正确；D．以水代替NaCl溶液，Fe仍然能发生吸氧腐蚀，只是吸氧腐蚀的速率会减慢，故D错误；故选：D。【点评】本题考查金属的腐蚀与防护等，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。14．（2025秋•吉林期末）下列说法正确的是（）A．图①装置向盛装稀盐酸溶液的烧杯中小心缓慢且分次加入稀NaOH溶液 B．图②操作可排出盛有强碱溶液滴定管尖嘴内的气泡 C．图③中反应开始后针筒向右移动，能说明反应放热 D．图④装置Cu电极反应式：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣【答案】B【分析】A．将NaOH溶液倒入小烧杯中，不能分几次倒入，否则会导致热量散失，影响测定结果；B．尖嘴向上，挤压玻璃球，排出气泡；C．反应产生气体也能使针筒移动；D．Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极。【解答】解：A．倒入氢氧化钠溶液时，必须一次迅速的倒入，目的是减少热量的散失，不能分几次倒入氢氧化钠溶液，否则会导致热量散失，影响测定结果，故A错误；B．尖嘴向上，挤压玻璃球，排出气泡，图中操作合理，故B正确；C．图③中反应开始后针筒向右移动，可能是反应放热使气体体积膨胀导致，也可能是反应产生氢气，锥形瓶内压强增大导致，故C错误；D．图④装置Cu电极反应式：Cu2++2e﹣＝Cu，故D错误；故选：B。【点评】本题考查反应热测定、化学平衡影响因素、原电池反应原理等知识点，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键。15．（2025秋•哈尔滨校级期末）氨燃料电池是当前推动绿氢能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光hv—Ni：TiO2催化合成绿氢联合氨燃料电池的装置如图，在光照作用下光催化剂被激发产生电子（e﹣）和空穴（h+）。下列说法错误的是（）A．X极电势低于Y极电势 B．燃料电池中，OH﹣向X电极移动 C．X极的电极反应式是2NHD．每产生5.6L（标准状况）NH3，光催化装置生成1.5molh+【答案】D【分析】N2在光催化剂表面转化为NH3，碱性介质条件下，NH3转化为N2，化合价升高，发生氧化反应，则电极X为负极，电极反应式为：2NH3+6OH--6e-=N2【解答】解：A．由分析可知，电极X为负极，电极Y为正极，正极的电势大于负极。则X极电势低于Y极电势，故A正确；B．由分析可知，电极X为负极，电极Y为正极，OH﹣移向负极，即X极，故B正确；C．电极X为负极，电极反应式为：2NH3+6OD．由电极反应式2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O可知，生成1molNH3，转移3mole故选：D。【点评】本题考查了原电池原理，为高考的高频高点，把握原电池的基本原理是解题的关键，侧重考察学生分析和解决问题的能力，题目难度不大。16．（2025秋•天祝县校级期末）某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是（）A．a极电势低于b极电势 B．电解时，阴极区c（OH﹣）不变 C．理论上转移2mole﹣生成4gH2 D．阳极的电极反应：【答案】D【分析】从装置图可知，左侧钛网（PRT）产生HClO和O2（氧化反应），为阳极，连接电源的a极；右侧钛箔（MnO2）产生H2（还原反应），为阴极，连接电源的b极，据以上分析解答。【解答】解：A．电源中，阳极连接正极，阴极连接负极，因此a极为正极，b极为负极，a极电势高于b极电势，故A错误；B．钛箔上生成H2的电极反应为2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，电解时，阴极区产生H2和OH﹣、c（OH﹣）变大，故B错误；C．根据阴极反应2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，转移2mole﹣时生成1molH2，质量为2g，故C错误；D．高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，则阳极的电极反应为海水中Cl﹣发生失电子的氧化反应生成HClO，电极反应式为Cl-+H2故选：D。【点评】本题主要考查了电解池的原理等相关知识，准确判断出电解池的阴阳极及极反应规律是解答本题的关键。17．（2025秋•东城区期末）一种微生物电池的工作原理示意图如图。下列说法不正确的是（）A．电极2为正极 B．电池工作时，H+通过质子交换膜进入正极区 C．电极1的电极反应式为C6H12O6+6H2O+24e﹣═6CO2↑+24H+ D．理论上，每消耗1molC6H12O6，消耗134.4LO2（标准状况）【答案】C【分析】电极1上C6H12O6被氧化为CO2，发生氧化反应，为负极，极反应为：C6H12O6+6H2O﹣24e﹣═6CO2↑+24H+；电极2上O2被还原，发生还原反应，极反应为：O2+4H++4e﹣＝2H2O；据以上分析解答。【解答】解：A．电极1上C6H12O6被氧化为CO2，发生氧化反应，为负极；电极2上O2被还原，发生还原反应，为正极，故A正确；B．原电池工作时，阳离子（H+）向正极区移动，H+通过质子交换膜进入正极区，故B正确；C．负极（电极1）的反应：C6H12O6被氧化为CO2，结合电荷守恒与原子守恒，反应式为：C6H12O6+6H2O﹣24e﹣═6CO2↑+24H+，故C错误；D．正极（电极2）的反应：O2+4H++4e﹣＝2H2O；由电子守恒可知，1molC6H12O6失去24mole﹣，则消耗O2的物质的量为6mol；标准状况下体积：6mol×22.4L/mol＝134.4L，故D正确；故选：C。【点评】本题主要考查了原电池工作原理，掌握原电池中离子移动方向、电极反应及相关计算等相关知识即可解答本题。18．（2025秋•天祝县校级期末）如图是铜的电解精炼部分示意图（粗铜中含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质）。下列说法错误的是（）A．粗铜连接电源的正极，纯铜连接电源的负极 B．电解时，Cu2+移向纯铜，SO4C．形成的阳极泥中含有银、铂、锌、铁等金属 D．电解时阴极上发生的电极反应为Cu2++2e﹣＝Cu【答案】C【分析】电解精炼铜时，粗铜作阳极（接电源正极），发生氧化反应；纯铜作阴极（接电源负极），发生还原反应，含有铜离子的溶液为电解质溶液，据以上分析解答。【解答】解：A．电解精炼铜时，粗铜作阳极（接电源正极），发生氧化反应；纯铜作阴极（接电源负极），发生还原反应，故A正确；B．电解池中，阳离子（Cu2+）向阴极（纯铜）移动，阴离子（SO42-）向阳极（粗铜）移动，故C．粗铜中的Fe、Zn活泼性比Cu强，会先于Cu失去电子进入溶液；Ag、Pt活泼性比Cu弱，不会被氧化，以单质形式沉积在阳极底部形成阳极泥，因此阳极泥中含Ag、Pt，不含Zn、Fe，故C错误；D．阴极上Cu2+得到电子被还原为Cu，电极反应式为：Cu2++2e﹣＝Cu，故D正确；故选：C。【点评】本题主要考查了铜的电解精炼原理，分析电极连接、离子移动、阳极泥成分及电极反应是解答本题的关键。19．（2025秋•驻马店期末）电解抛光是以被抛工件和不溶性金属或非金属为两极，浸入电解槽中，通以直流电同时进行金属表面氧化膜的生成和溶解过程，使其表面粗糙度下降，并能显著提高工件表面光亮度。某铝制工件电解抛光原理如图所示，已知电解池工作时阳极无气体放出。下列有关说法正确的是（）A．B为直流电源的负极 B．若观察到电流表指针偏转，说明有电子通过电解液形成了闭合回路 C．阳极发生的电极反应有Al﹣3e﹣＝Al3+、2Al-D．阴极产生0.51mol气体时，若工件质量不变，则电解质溶液中含Al微粒的数目为0.16NA【答案】D【分析】铝制工件电解抛光，即在直流电作用下，工件的表面形成Al2O3薄膜，因此B为直流电源的正极，工件作阳极，发生氧化反应，则阳极发生的电极反应有：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-、2Al﹣6e﹣+6OH﹣＝【解答】解：A．铝制工件电解抛光，即在直流电作用下，工件的表面形成Al2O3薄膜，B为直流电源的正极，故A错误；B．电子仅在导线中移动，不会进入电解质溶液，故B错误；C．电解质溶液呈碱性，故阳极发生的电极反应有：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-、2Al﹣6e﹣+6OHD．阴极，发生还原反应，电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，若阴极产生0.51mol气体，则转移的电子的物质的量为：1.02mol；阳极发生的反应有①Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，Al～3e﹣～质量减少27g；②2Al﹣6e﹣+6OH﹣＝Al2O3+3H2O，2Al～6e﹣～Al2O3～质量增加48g，设反应①转移的电子物质的量为xmol，则反应②转移的电子物质的量为（1.02﹣x）mol，依据工件质量不变，则故选：D。【点评】本题考查电解原理等，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。20．（2025秋•抚顺期末）电化学硅基化反应成为当前化学研究的热点。研究人员通过该反应成功从氢硅烷中引发硅自由基的生成，进而实现了烯烃的硅﹣氧双官能化反应。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（）A．图中B是电源的负极 B．阳极的电极反应：R—N—O•+Si—H═Si•+R—N—OH C．每生成1mol，转移的电子数为NA D．通过电解反应，实现了电能向化学能的转化【答案】B【分析】图中电子转移方向可知与电源A连接的电极是电解池的阳极，电极反应：R—N—OH﹣e﹣＝R—N—O•+H+，电极附近发生反应：R—N—O•+Si—H═Si•+R—N—OH，Si•+CH2＝CH—R→Si—CH2-CH⋅-R，R—N—O•+Si—CH2-CH⋅-R→，与电源B连接的电极为阴极，电极反应：2H++2e【解答】解：A．分析可知，图中B是电源的负极，故A正确；B．阳极的电极反应：R—N—OH﹣e﹣＝R—N—O•+H+，故B错误；C．R—N—O•+Si—H═Si•+R—N—OH，Si•+CH2＝CH—R→Si—CH2-CH⋅-R，R—N—O•+Si—CH2-CH⋅-R→，每生成1mol，转移的电子数为ND．装置为电解池，通过电解反应，实现了电能向化学能的转化，故D正确；故选：B。【点评】本题考查了电解原理、电极反应和电子守恒的计算应用，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。21．（2025秋•酒泉期末）某科研小组利用原电池原理设计了一种微生物燃料电池，以葡萄糖为燃料，氧气为氧化剂，其工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是（）A．加入葡萄糖的一极为正极 B．正极反应式为O2C．电池工作时，H+向负极移动 D．该电池可将化学能全部转化为电能【答案】B【分析】该微生物燃料电池工作时，葡萄糖发生失电子的反应生成CO2，O2发生得电子的反应生成H2O，则加入葡萄糖的一极为负极，通入O2的一极为正极，负极反应式为C6H12O6+6H2O﹣24e﹣＝6CO2↑+24H+，正极反应式为O2+4e﹣+4H+═2H2O，阳离子移向正极、阴离子移向负极，据此分析解答。【解答】解：A．该微生物燃料电池工作时，葡萄糖发生失电子的反应生成CO2，则加入葡萄糖的一极为负极，通入的一极为正极，故A错误；B．通入O2的一极为正极，正极上O2得电子生成H2O，正极反应式为O2+4e﹣+4H+═2H2O，故B正确；C．电池工作时，阳离子移向正极、阴离子移向负极，即H+向正极移动，故C错误；D．原电池是将化学能转化为电能的装置，但不可能将化学能全部转化为电能，还有热能的损耗，故D错误；故选：B。【点评】本题考查原电池工作原理，侧重基础知识运用能力考查，明确电极判断、电极反应及结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式是解题关键，题目难度不大。22．（2025秋•酒泉期末）锂离子电池是多种便携式电子设备的常用电池，一种钴酸锂（LiCoO2）电池的工作原理如图所示，其中X极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池的反应式为LiA．充电时，Li+由Y极区域移向X极区域 B．放电时，Y为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xLC．充电时，X为阴极，发生氧化反应：C6D．电解质不可以用LiCl水溶液代替【答案】C【分析】根据电池反应式知，负极反应式为LixC6﹣xe﹣＝C6+xLi+、正极反应式为Li1﹣xCoO2+xLi++xe﹣＝LiCoO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，所以X是负极、Y是正极，根据二次电池的工作原理结合原电池和电解池的工作原理来回答。【解答】解：A．根据电池反应式知，负极反应式为：LixC6﹣xe﹣＝C6+xLi+、正极反应式为Li1﹣xCoO2+xLi++xe﹣＝LiCoO