2026年高考化学二轮复习（全国）清单12 电化学原理及应用（解析版）

清单12电化学原理及应用技法01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类型01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01命题解码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根据题目所给信息，判断电极名称、电极发生的反应等。根据电化学原理及装置所处的环境，书写相关的电极析电解液变化。1.原电池的工作原理负极液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。氧气阴离子氧化反应(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②锂离子电池充电时阴极反应式一般为C₆+xLit+xe⁻=Li₃C₆;放电时负极反应是充电时阴极反应的③锂离子电池的正极材料一般为含Lit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。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(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⁻=CO3放电阴离子阳离子阴离子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碱性电解质固体电解质(高温下能传导O²-)熔融碳酸盐(如熔融K₂CO₃)③电池的总反应式一电池的正极反应式=电池的负极反应式。1.电解池的工作原理熔融或溶于水(1)电解池中阴、阳极的判断方法(1)电解池中阴、阳极的判断方法-H₂放出阳极(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)电子：从电源负极电子：从电源负极流出，流向电解池的阴极；从电解池阳极流出，流向电源的正极离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池电解质阴极阳离子得电子失电子阳极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。氧化性(减弱)氧化性(减弱)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。F还原性(减弱)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HCI或CuCl₂原电解质放氢生碱型放氧生酸型CuO或CuCO₃(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电解质类型强电解质>弱电解质>非电解质电解质浓度浓度越大，腐蚀速率越快金属活泼型活泼型差异越大，腐蚀速率越快金属的纯度含杂质或合金的腐蚀速率>纯金属氧气的浓度浓度越大，腐蚀速率越快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。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H⁺→移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H+通过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)。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。03思维引路◆ MN下列叙述正确的是C.充电时，消耗4molAg的同时将消耗1molSb₄O₅Cl₂题干信息：所给装置为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图。负载负载MB错误Sb化合价升高，失去NaCl溶液N1.(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Lit通过。下列说法正确的是有机有机电解质L固体电解质电解质溶液储氢容器凡A.放电时电解质溶液质量减小B.放电时电池总反应为H₂+2Li=2LiHC.充电时Li移向惰性电极D.充电时每转移1mol电子，c(H+)降低1mol·L¹【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Lit和H₂PO₄,则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：Lit+e⁻=Li,阳极为气体扩散电极，电极反应：H₂-2e⁻+2H₂PO₄=2H₃PO₄,放电时，惰性电极为负极，电极反应为：Li-e⁻=Lit,气体扩散电极为正极，电极反应为2H₃PO₄+2e⁻=2H₂PO₄+H₂↑,据此解答。【详解】A.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B.放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为2Li+2H₃PO₄=H₂↑+2LiH₂PO₄,B错误；D.充电时每转移1mol电子，会有1molH+与H₂PO₄结合生成H₃PO₄,但不知道电解液体积，无法计算故选C。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，下列说法错误的是负载负载NaCl溶液Na₃Ti₂(PO₄)₃NaTi₂(PO₄)₃/A.放电时Na+向b极迁移C.a极反应：Cu₂O+2H₂O+CI⁻-2e⁻=Cu₂(OH)₃Cl+HD.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+CI⁻-2e⁻=Cu₂(OH)₃Cl+H+,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Na+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Cu₂O+2H₂O+CI--2e⁻=Cu₂(OH)₃Cl+H+,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答案选D。正母题精讲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aaNH₃NO₂NO₃交换膜阳离子A.电解过程中，K+向左室迁移B.电解过程中，左室中NO₂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】BNONO₃完全转化为NH₃的电解总反应：NO₃+8Cl+6H₂ONH₃↑+4Cl₂↑+9OH,D正确NO₃→NO₂-左侧是阴极区电解过程中，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，故能看到试纸先变红后褪色，C正确右侧发生Cl素化合价上升，右侧是阳极区交换膜阳离子NH₃NO₃1.(2025-湖北卷)某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe(H₂O)₆和[Fe(H₂O)₆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(①→②→③→④→①)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。下列描述错误的是泵热交换区域I多孔隔板电极①A.阴极反应B.已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe(H₂O)₆]比[Fe(H₂O)₆³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[Fe(H₂O)₆离子结构的改变【答案】B,则左侧为阳极，右侧电极反应头,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[Fe(H₂O)₆⁺+e=[Fe(H₂O)₆]B.已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断[[Fe(H₂O)₆]+e⁻=[Fe(H₂O)₆]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)本故选B。和2.(2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料Li、CoO₂(x<1)再锂化的电化学装置，其示意参比电极比电极已知：参比电极的作用是确定LiCoO₂再锂化为LiCoO₂的最优条件的是A.LiCoO₂电极上发生的反应：LiCoO₂+xe⁻+xLi+=LiCoO₂B.产生标准状况下5.6LO₂时，理论上可转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LiCoO₂(x<1)转化为LiCoO₂过程中，Co元素化合价由+(4-x)降为+3,LiCoO₂得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为LiCoO₂+(1-x)e⁻+(1-x)Li+=LiCoO₂,Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为2H₂O-4e⁻=O₂↑+4H+,据此回答。B.由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25mol)O₂时转移1mol电子，理论上转化的C.SO²-为阴离子，应向阳极移动，D.由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生H+、消耗H₂O,酸性增强，则阳极附近pH降低，D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H+和OH-在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)₄]+H⁺=B(OH)₃+H₂O。下列说法错误的是双极膜Y双极膜Y膜双极膜电源NaCl稀溶液HⅢNaOH浓溶液石墨电极NaOH溶液卤水NaCl浓溶液NaOH溶液水(含少量NaOH)A.Pt电极反应：40H⁻-4e⁻=O₂↑+2H₂OB.外加电场可促进双极膜中水的电离NaClIV室每生成1molNaOH,转移1m中，根据生成B(OH)₃的反应：[B(OH)₄+H+=B(OH)₃+H₂O,可知NaOH电极石墨电极▶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LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元电电极b离子交换膜I离子交换膜J电极a含锂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D.若海水用NaCI溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl,理论上可回收1molLiCl【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为O₂+4e⁻+2H₂O=40H⁻,右侧为阳极，电极反应为[Fe(CN)₆]⁴-e=[Fe(CN)₆³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O₂+4e⁻+2H₂O=4OH⁻,pH变大，B错误；C.由分析可知，电极b的反应为[Fe(CN)₆]-e=[Fe(CN)₆3,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NHNH₃NO₃B.OH从阴极区向阳极区迁移D.阴极转化1molNO₃,阳极将生成4molHOCH₂CO0【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HOCH₂CH₂OH-4e"+5OH⁻=HOCH₂COB.阴极区生成了OH,阳极区消耗了OH,按照离子移动方向，OH从阴极D.阴极转化1molNO₃,转移8mole,此时阳极将生成2molHOCH₂CO0,D错误；故选D。1(2025:汇苏卷)以稀HSO₄为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为列说法正确的是电极电极a质子交换膜电极b右室左室A.电极a上发生氧化反应生成O₂B.H+通过质子交换膜从右室移向左室C.光解前后，H₂SO₄溶液的pH不变【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：2H₂O-4e⁻=O₂↑+4H+;电极b上电子流入【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：2H₂O-4e⁻=O₂↑+4H+,生成物B.原电池中阳离子向正极移动，电极a上生成H+,电极b上消耗H+,H+通过质子交换膜从左室移向右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H₂SO₄溶液中H₂O减少，H₂SO₄溶液浓度增大，pH减小，C错误；D.生成1molH₂,转移2mol电子，外电路通过0.01mol电子时，电极b上生成0.005molH₂,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(pH=8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO₄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：4OH⁻-4e⁻=2H₂O+O₂↑D.理论上，每通过2mol电子，可产生1molH₂【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3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。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：答案选D。转移1mol电子，对应的理论容量为26.8A·h。下列说法错误的是离子交换膜溶液溶液B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低C.放电时负极反应为：MnS-2e-=S+Mn²+D.充电时16gS能提供的理论容量为26.8A·h【答案】B【分析】放电时，电极Ⅱ上MnO₂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：MnO₂+2e⁻+4H⁺=Mn²++2H₂O;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：MnS-2e⁻=S+Mn²+。B.由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：MnO₂+2e⁻+4H+=Mn²++2H₂O,反应消耗H+,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：MnS-2e⁻=S+Mn²+,C正确；D.根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为S+Mn²++2e⁻=MnS,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故选B。剂LiSO₂CF₃,能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO₂CF₃注入电池后充电补锂，过程中[SO₂CF₃]转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是B.生成气体中含有氟代烃【答案】C【详解】A.充电时，Lit+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，AB.[SO₂CF₃]在阳极失去电子，反应为2[SO₂CF₃]-2ec=2SO₂+CF₃-CF₃,生成气体中含有氟代烃CF₃-CF₃,BC.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Li₂O₂,随温度升高Q(消耗1molO₂转移的电子数)增大。下列说法不正确的是多孔功能电极固态电解质膜锂电极B.充放电时，Lit优先于K+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O²-转化为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=Lit,多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O₂+2e=O2-,随温度升高Q增大，正极区O²-转化为O²-;充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，O²2-或O²-失去【详解】A.由分析可知，电池总反应方程式为：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；B.Lit比K+的半径小，因此Li+优先于K+通过固态电解质膜，B正确；C.放电时，正极得到电子，O²-中氧原子为-1价，O²-中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区O²-转化为O²-,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。石墨1石墨2Na₂SO₄溶液图1图2实验电极I电极Ⅱ电压/V关系1石墨1石墨2a石墨1新石墨b新石墨石墨2c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=2H₂OB.b<d,是因为ii中电极Ⅱ上缺少H₂作为还原剂C.c>0,说明iii中电极I上有O₂发生反应D.d>c,是因为电极I上吸附H₂的量：iv>iii【答案】D【分析】按照图1电解Na₂SO₄溶液，石墨1为阳极，发生反应2H₂O-4e⁻=O₂↑+4H+,石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH",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，a>0,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H₂作为还原剂，故导致b<d,B正确；上有O₂发生反应，C正确；D.d>c,实验iii与实验iv中电极I不同，d>c,是因为电极I上吸附故选D。(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，H+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10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D.根据右图可知，用¹80标记电解液中的水，可得到的180在环上甲基的邻位上,D错答案选D。为阴极反应的催化剂，在KHCO₃溶液中电解CH₃CH₂CH₂OH两极协同合成CH₃CH₂CONH₂(丙酰胺)的原理如图。电源电源NH₃-NO₃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：NO₃+6e-+7H+=NH₂OH+2H₂OC.当电路中转移2mol电子时，理论上合成1molCH₃CH₂CONH₂D.合成CH₃CH₂CONH₂时会生成CH₃CH₂COOK副产物【答案】DCH₃CH₂CH₂OH被氧化为CH₃CH₂CHO(失电子),故b极为阳极，与电源正极相连，据此分析。【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NO₃+6e⁻+7HCO₃=NH₂OH+7CO3-+2H₂O,B不符合题意；C.合成CH₃CH₂CONH₂可通过羟胺(NH₂OH)与丙醛(CH₃CH₂CHO)反应生成CH₃CH₂CONH₂,有NH₂OH+CH₃CH₂CHO→CH₃CH₂CONH₂+H₂O,此时每生成1molCH₃CH₂CONH₂,电极上转移4mol电子；也可通过氨气与丙醛反应生成CH₃CH₂CONH₂,有NH₃+CH₃CH₂CHO→CH₃CH₂CONH₂+H₂,此时每生成1molCH₃CH₂CONH₂,电极上转移8mol电子，C不符合题意；D.b极生成的CH₃CH₂CHO,在碱性的KHCO₃溶液中，CH₃CH₂CHO可进一步被氧化为CH₃CH₂COo,故会产生该副产物CH₃CH₂COOK,D符合题意；故选D。10.(2025·福建卷)一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C₃H₄O₃)的工作原理如图。下列说法正确的是二氧化铱电极二氧化铱电极镍电镍电极A.电源a极为负极B.反应中Br的物质的量不断减少C.总反应为C₂H₄+CO₂+H₂【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2H₂O+2e"=H₂(g)+2OH,即可判断电源a极为正极、电源b极为负极，据此解【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：C.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D.“反应Ⅱ”反应物为CO₂和BrCH₂CH₂OH,生成11.(2025-浙江卷)通过电化学方法制备Br₂,进而由Br₂与反应合成Br。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Br₂A.电极A与电源正极相连B.电极B的电极反应式为：O₂+2H++2e-=H₂O₂【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H₂O₂,电极反应式为：O₂+2H++2e⁻-=C.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D.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⁻生成Br₂的物质的量大于0.1mol,则得到的物质的量大于0.1mol,D错误；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,其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的NO₃逐步还原为NH₃。NH₃H₂ONH₃H₂ONH₃NO₃电解质离子交换膜金属铝充电下列说法错误的是A.放电时，负极区游离的OH⁻数目保持不变B.放电时、还原1.0molNO₃为NH₃,理论上需要8.0mol氢原子C.充电时，OH从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区D.充电时，电池总反应为4[A₁(OH)₄]⁻=4Al+6H₂O+4OH⁻+3O₂↑【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，A1-3e-+4OH⁻=[A1(OH)₄],正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的NO₃逐步还原为NH₃,正极区发生反应为NO₃+8e⁻+6H₂O=NH₃+9OH⁻(注意此反应不是电极反应),充电时，金属铝为阴极，Ni-CuO电极为阳极，据此解答。【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⁻=[A1(OH)₄],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；B.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NH₃,由化合价得到8mol电子，所以理论上需要8.0mol氢原子，故B正确；C.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C正D.充电时，电池阴极反应式为4[A1(OH)₄]+12e⁻=4Al+16OH⁻,阳极反应式为12OH⁻-12e-=30₂↑答案选A。 0,HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(A.Ni@C能降低负极反应的活化能C.a极反应为HMF+2H₂O-6e⁻=FDCA+6HD.收集22.4L(标准状况)气体X时，有2mol质子从质子交换膜右侧向左侧迁移【详解】A.Ni@C作催化剂，能降低负极反应的活化能，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HMF+2H₂O-6e⁻=FDCA+6H+故答案选D。eeNO氢离子交换膜B.上述反应中的X、Y分别为H⁺、NH₃OHC.Pt电极上的反应：H₂-2e⁻=2HD.制取1molNH₂OH·HCl,有4molH+通过交换膜YXHNO【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。判断X为氢离子H+,故B正确；D.根据分析中正极电极反应式，消耗1molNO,制取1molNH₂OH·HCl,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故答案为D。用电器用电器或电源固体电解和Na₂Sx熔融Na电极b电极aC.充电时，阴极的电极反应式是Na++e⁻=NaD.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Na-e⁻=Na+,正极反应为：xS+2e+2Na+=Na₂Sx,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Na₂S得电子，发生还原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，Na+是阳离子，所以Na+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Na+得到电子生成Na,电极反应式为Na++e=Na,C选项正确；D.b极放电时的电极反应式为xS+2e+2Na⁴=Na₂S,每消耗xmolS,转移2mol电子，所以每消耗故答案为：D。可高效氧化苯酚生成CO₂,消除苯酚引起的水污染，装置如图所示。已知：a极生成H₂O₂,H₂O₂能进一步将b极产物氧化，同时有·OH生成。下列有关说法正确的是含苯酚的酸性废水A.a极的电极反应式：Fe-2e-=Fe²+B.b极连接电源正极，发生还原反应C.生成OH的离子方程式：Fe²++H₂O₂+H+=Fe³++H₂O+·OH【答案】C【分析】a极通入氧气生成H₂O₂,氧元素化子生成Fe²+。【详解】A.a极通入氧气生成H₂O₂,a极的电极反应式O₂+2e+2H+=H₂O₂,故A错误；Fe²++H₂O₂+H⁺=Fe³++H₂O+·OH,故C正确；选C。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NaOH1,2-二氯乙烷NaCl惰性电极M惰性电极N合成室离子交换膜I离子交换膜ⅡB.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→CH₂CICH₂Cl+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>aB.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。)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>NiB.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【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),下列说法正确的是电源电源N₂A.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-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NH₄NO₃制备HNO₃和NH₃·H₂O,下列说法正确的是NH₄NO₃NH₄NO₃A.导线X接外电源的负极C.每当产生标准状况下22.4L气体A,Ⅲ室溶液的质量理论上减少4gD.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H+,电极反应式为2H₂O-4e⁻=O₂↑+4H+,发生氧化反应，电极M为阳极，接外电源的正极，A错误；C.每当产生标准状况下22.4LO₂,根据电子守恒，Ⅲ室溶液中就要生成2molH₂,质量减少4g,同时依据电荷守恒，4molNH通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，溶液质量增加72g,所以Ⅲ室溶液的质量理论上共增加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NO₃要进入I室，所以离子交换膜I为阴离子交换膜。NH₄要进入Ⅲ室，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜，D正确；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(H₃PO₂),用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸(H₃PO₂)。下列说法错误的是A.Cu(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NaH₂PO₂浓溶液NaOH稀溶液N室稀硫酸图2C.电渗析过程中M、N室中H₂SO₄和NaOH的浓度均增大D.电池从开始到停止放电，理论上可制备0.02molH₃PO₂【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H₂P₂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B.制备过程分析可知，b膜、d膜是阳离子交换膜，c膜是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0.04molH₃PO₂,故D错误；RuCu/CNT上电催化处理BrO₃的原理如图所示M电源MNa+HA.电子流向：M→P→电解质溶液→R→NB.P极上的电极反应式为BrO₃+6e⁻+6H⁺=Br⁻+3H₂OC.若电源为铅蓄电池，则N极为Pb电极D.每处理1molBrO₃,理论上阳极区溶液质量减少48g【答案】B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，BrO₃+6e⁻+6H⁺=Br~+3H₂O,B正确；C.由分析可知，N为正极，若电源为铅蓄电池，则N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1molBrO₃,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故答案为：B。23.(2025-河南新乡·三模)我国科学家利用Pt和Fe₂O₃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：质子交换膜下列有关说法错误的是A.Pt为负极B.电池工作时，H+从左向右通过质子交换膜C.Fe₂O₃极的电极反应式为D.Pt和Fe₂O₃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.原电池中阳离子向正极定向移动，故H+从左向右通过质子交换膜，B正确；D.Pt和Fe₂O₃位置互换后，就会失去相应的催化能力，影响电池的正常工作，D错误；故答案选D。24.(2025-河北石家庄·三模)我国科学工作者研究了一种高度稳定的富锂Li₂RuO₃正极材料。当电池充电至3.74V和4.05V时，在正极材料中分别检测到Li₁₄RuO₃和Li₀RuO₃,至充电结束时正极未检测到其他形态的物质。下列说法错误的是A.充电过程中Li₂RuO₃的电