2026年北京高考化学二轮复习重难点09 新型电化学装置分析（重难专练）（原卷版）

重难点09新型电化学装置分析内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”一、新型化学电源1.原电池的结构及工作原理2．原电池正负极的判断方法【特别提醒】(1)某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断。(2)存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断。3.陌生原电池装置(1)二次电池(2)燃料电池二、电解原理及其应用1.电解池的结构及工作原理2．电解池阴阳极的判断方法3．电解池电极反应式的书写模式(1)阳极①活泼金属作电极，电极材料本身失电子，M－ne－=Mn＋。②电极为惰性电极，溶液中较易失电子的阴离子优先失去电子，其顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－=R。(2)阴极溶液中较易得电子的阳离子优先得到电子，其顺序为Ag＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－=M。4．陌生电解池装置图(1)电解池(2)金属腐蚀三、“离子交换膜”在电化学中的应用1.离子交换膜的功能、类型、作用2．解答带离子交换膜电解池问题的思维模型四、多池串联装置分析1.有外接电源的电解池的串联装置有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池，即甲池为电镀池，乙、丙池均为电解池。2.无外接电源的原电池与电解池的串联装置（1）根据装置特征判断装置类型串联装置中有非常直观的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等，则该装置为原电池，其余的为电解池，如图中甲池为原电池，乙、丙池为电解池，且电极A、C为阳极，电极B、D为阴极。（2）根据电池的电极材料和电解质溶液判断装置类型原电池一般是有两种不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极（惰性电极）；而电解池则一般两个都是惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如上图所示，乙池为原电池，甲池为电解池。3.电化学多室装置分析（1）三室电解池利用三室电解装置制备NH4NO3，其工作原理如图所示。阴极的NO被还原为NH4＋，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋NH4＋＋H2O，NH4＋通过阳离子交换膜进入中间室；阳极的NO被氧化为NO3－，电极反应式为NO－3e－＋2H2ONO3－＋4H＋，NO3－通过阴离子交换膜进入中间室。根据电路中转移电子数相等可得电解总反应：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3（2）多室电解池利用“四室电渗析法”制备H3PO2（次磷酸），其工作原理如图所示：电解稀硫酸的阳极反应式：2H2O－4e－O2↑＋4H＋，产生的H＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO2－通过阴离子交换膜进入产品室，与H＋结合生成弱电解质H3PO2；电解NaOH稀溶液的阴极反应式：2H2O＋2e－H2↑＋2OH4.电化学计算的方法（1）以电路中通过4mole－为桥梁可构建以下关系式：4e－～2Cl2（式中M为金属，n为其离子所带的正电荷数）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。（2）串联电池中，各电极上转移电子的物质的量是相等的，这是串联电池相关计算的根本依据。（建议用时：10分钟）1.（2025·北京西城·二模）普鲁士蓝的化学式为KFe+下列说法不正确的是A．闭合K,MB．闭合K，一段时间后电解质溶液的质量增大C．断开K，每生成1molKFeFeD．断开K，一段时间后电解质溶液中可能出现白色沉淀2.（2025·北京门头沟·一模）尿素CONH22是一种重要的化学肥料，利用电催化法将CO2和含氮物质A．尿素中C原子采用sp2B．电极b接电源的正极C．标况下，b电极每生成1.12LO2，会有D．a极的电极反应式为：CO3.（2025·北京西城·一模）通过Na3AsO3与IK闭合时，电流计的指针向右偏转，乙烧杯中溶液颜色变浅。指针归零后，再分别进行下列实验：实验操作现象①向乙烧杯中逐滴滴加少量NaOH溶液指针向左偏转，乙烧杯中溶液颜色变浅②向甲烧杯中加入少量Na3指针向右偏转，乙烧杯中溶液颜色变浅已知：ⅰ、H3AsO3ⅱ、I2易溶于KI溶液，反应生成I3−(棕色)，I下列说法正确的是A．K闭合后，甲烧杯中的电极反应：AsOB．①中，加入NaOH溶液后，甲烧杯中AsO3C．②中，加入Na3AsO4固体后，pH对AsOD．根据上述实验推测，向甲烧杯中加入少量Na34.（2025·北京石景山·一模）一种利用电化学原理回收铅(Pb下列说法不正确的是A．每生成1molPb，有2molNa+透过阳离子交换膜移向负极C．负极的电极反应为H2−2e5.（2025·北京东城·一模）一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子HCO3−和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的CO2。如图所示，在薄膜a侧通入空气，b侧通入氢气，充分反应后在bA．a侧CO2在薄膜表面发生还原反应B．电子和HCO3C．理论上b侧每消耗1molH2D．总反应中元素的化合价均未发生变化6.（2025·北京顺义·一模）“全氢电池”是一种新型化学电源，能量效率可达80%，其工作原理如下图所示。该电池放电时，下列说法不正确的是A．吸附层A为负极，其电极反应为HB．Na+C．NaClO4D．电池总反应为H（建议用时：10分钟）7.（2025·北京房山·一模）科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是A．电极a是负极B．离子交换膜a为阴离子交换膜C．电极b的反应式：O2+4e−+4H+=2H2OD．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性8.（2025·北京·三模）设计如图装置回收单质钴。装置工作时，乙酸盐CH3COONa降解生成CO2，废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2sA．装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小B．装置工作时，通过阳离子交换膜的H+数目小于C．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸D．定时将乙室溶液转移至甲室可以提高单质钴的回收率9.（2025·北京海淀·三模）简易氢氧燃料电池的实验装置如图所示。实验过程如下：先闭合K1，一段时间后断开K1，闭合K2A．闭合K1时，SOB．闭合K1C．闭合K2D．闭合K2后短时间内，电极b的电极反应：10.（2025·北京大兴·三模）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液C．电极B的电极反应式为：2D．与传统的电解饱和食盐水对比该改进装置能降低电解电压，减少能耗11.（2025·北京通州·三模）电解NH4HSO4溶液得到S2OA．电解过程中阴极区的SO4B．图中a代表HC．回路中通过1mol电子，产生的NH4D．SO42−氧化成S12.（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Na2Sx为b的电极反应物，固体电解质AlA．放电时，b做正极B．放电时，Na+C．充电时，阴极的电极反应式是NaD．每产生或消耗1molS，转移2mol电子（建议用时：20分钟）13.（2025·北京通州·一模）金属锂用于电化学驱动将N2还原为NH已知：ⅰ.电解质溶液由LiBH4和少量Cⅱ.电流效率=下列说法不正确的是A．阳极电极反应是HB．过程Ⅱ生成NH3的反应是C．理论上，乙醇浓度越高，电流效率越高D．理论上，若电解液传导3molH+14.（2025·北京东城·二模）一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置如图所示。下列说法不正确的是A．隔膜为阴离子交换膜，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移B．反应器I中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-+2H2O催化剂4[Fe(CN)6]4-+O2↑+4H+C．该装置的总反应为2H2O电解2H2↑+O2↑，气体N是H2D．电极b与电源的负极相连，电极反应为DHPS+2H2O+2e-=DHPS-2H+2OH-15.（2025·河北保定·一模）有机物参加的反应在日常生活和科学研究中扮演着重要的角色，不仅可以用于有机合成，还可以用于多种材料的改性和功能化设计。某科研小组以硝基苯为原料电催化合成的装置如图所示，M电极和N电极为覆盖催化剂的惰性电极，装置工作时定时将N电极室溶液转移至M电极室。下列说法正确的是A．装置工作时，OH−B．阳极反应：2-4e-+4OH-→+4H2OC．装置工作时，阴离子交换膜两侧溶液的pH保持不变D．转移相同电量，M电极消耗的和N电极产生的和相等16.（2025·北京海淀·一模）己二腈NCCH24已知：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少。下列说法不正确的是A．在阴极获得己二腈B．制得1mol己二腈的同时，阳极室中nHC．制得1mol己二腈的同时，理论上会产生11.2D．若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂17.（2025·北京·一模）一种脱除和利用水煤气中CO2已知：t°C,下列说法不正确的是A．t°C，当装置I中cB．装置II中溶液显碱性的原因是HCO3−的水解程度大于C．装置II中产生CO2的离子方程式为D．装置III中的阴极反应式为218.（2025·北京东城·一模）探究电解过程中离子迁移的规律，用石墨电极完成如下实验。实验现象一段时间后，pH试纸上的图案(代表电极的位置)。下列分析不正确的是A．a处电极接电源正极B．pH试纸Ⅰ的图案说明H+的迁移比OHC．电极反应产生的H+的物质的量：a处>cD．pH试纸Ⅱ上发生迁移的离子主要是Na+和19.（2025·北京顺义·一模）含铬废水对人体和环境的危害极大，某化学小组用电解法处理含Cr2O72−废水，探究阳极材料、加入Fe3+及加入硫酸对Cr实验电极材料阴极附近加入物质Cr2Ⅰ阳极：石墨；阴极：石墨无0.92%Ⅱ阳极：石墨；阴极：石墨1mL浓硫酸12.7%Ⅲ阳极：石墨；阴极：石墨1mL浓硫酸10滴硫酸铁20.8%Ⅳ阳极：铁；阴极：石墨1mL浓硫酸57.3%注：所有实验电压都为3V，工作时间都是30分钟下列说法不正确的是A．Ⅱ中Cr2O7B．Ⅲ中Cr2O7C．Ⅳ表明，原因之一是阳极生成Fe2+参与还原Cr2OD．若在Ⅳ电解池中增加阴离子交换膜，Cr220.（2025·北京朝阳·一模）利用下图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是A．镀铜前用NaOH溶液、盐酸分别除去铁片上的油污、铁锈B．镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变C．铁片上析出铜的反应为FeD．以CuNH21.（2025·北京·模拟预测）为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3(Ag电极或AgCl电极)取下互换，可实现锂的富集。下列说法正确的是A．a为电源的正极，电极电势a高于bB．装置中电极2应选择Ag电极，电极反应为AgC．互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应不同D．理论上，电路通过1mol电子时，有1molLi+22.（2025高三上·北京·期中）一种锂离子电池[电极材料分别为嵌锂石墨，钴酸锂LiCoO2总反应方程式：Li1-xCoO2+LixCx⇄充电放电LiCoO2+C下列说法正确的是A．图示中的电池处于充电状态B．放电时，嵌锂石墨作正极C．充电时，阴极发生的反应为CD．充电时，钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目23.（25-26高三上·北京·联