2026年高考化学终极冲刺：专题10 电化学装置分析（抢分专练）（原卷版）

/专题10电化学装置分析题型考情分析考向预测1.新型化学电源装置分析

2025年安徽卷：

以锂-氢可充电电池为背景，综合考查放电/充电过程的电极判断、离子迁移方向及电极反应式书写。固体电解质仅允许Li+通过，考查离子选择性迁移与电极反应的关联。1.

新型电池情境持续创新：钠离子电池、水系电池、固态电池、储氯电池等新型化学电源将继续成为命题热点，要求学生掌握从陌生装置图中提取关键信息的能力。2.

多模块深度融合：电化学装置将与反应机理、物质结构、热化学等模块交叉考查，要求学生具备跨模块信息整合与综合分析能力。2.

真实科研情境引领命题：以海水淡化、资源回收、碳中和等前沿科研为背景的电化学装置题将持续升温。3.

离子交换膜深度考查：双极膜、质子交换膜、阴/阳离子交换膜的选择性透过功能判断，以及多室电解池中离子迁移路径追踪，将成为命题重点。4.

定量计算与推理并重：基于电子守恒的产物定量计算、充放电过程中电极质量变化、溶液pH变化等推理题，对学生数形结合与逻辑论证能力提出更高要求。5.

速率控制与电化学结合：决速步判断、催化剂对电极反应速率的影响、催化循环与电流密度的关联等，将成为电化学装置题的新增长点。

6.

速率控制与电化学结合：决速步判断、催化剂对电极反应速率的影响、催化循环与电流密度的关联等，将成为电化学装置题的新增长点。2.电解原理与应用装置分析2025年湖南卷：

以电化学处理硝酸盐产氨为情境，考查电解过程中离子迁移方向、电极反应式书写及总反应推导，涉及Cl2的检验与电极产物的判断。3.多池串联系统分析

2025年甘肃卷：

以Mg-海水电池驱动海水电解系统为情境，将原电池与电解池串联，综合考查外电路电子流向、电极反应式书写及基于电子守恒的定量计算。4.离子交换膜与多室电解2025年云南卷：

以双极膜电渗析法卤水除硼为情境，考查双极膜中水的解离、离子交换膜类型判断及产物定量关系，涉及多室电解池中各室pH变化分析。5.二次电池（充放电）装置2025年山东卷：

以全铁液流电池为情境，考查隔膜类型判断、充放电过程中电极极性变化、离子浓度变化及定量关系。题目需结合Fe与Fe3+的副反应分析隔膜选择依据。6.电化学与催化机理融合

2025年广东卷：

以燃料电池的催化机理示意图为载体，将电化学装置与反应历程图融合，考查决速步判断、催化剂识别及催化循环次数计算。7.电化学实验探究2025年北京卷：

以电解Na2SO4溶液后的石墨电极探究氢氧燃料电池，结合实验数据（电压对比），综合考查原电池形成条件及电极表面吸附量对电压的影响。7.

实验探究与电化学融合：基于电化学原理的实验设计与数据分析题将持续出现，考查学生对电极反应过程的理解深度及实验现象的系统观察与逻辑推理能力。考点1

新型化学电源装置分析【典例】（2026·河北沧州·一模）钴酸锂（LiCoO2）电池的工作原理如图所示。电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许A．不能用Li2B．电极电势：M<NC．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为14D．废旧钴酸锂电池需进行“放电处理”，让Li+(1)电极判断三步法：①找氧化还原“主角”——失电子的物质（金属单质、低价态离子）对应负极；②看装置标注——正负极可能直接标注；③查电解质成分——根据电极反应式推断。(2)新型电池情境：钠离子电池、储氯电池、固态电解质电池等新型电源中，需结合装置图中标注的电解质类型和离子选择性迁移方向进行分析。

(3)固体/聚合物电解质：新型电池常用固体电解质（如仅允许Li⁺通过），离子迁移受电解质选择性限制，需根据离子电荷和迁移方向判断。(4)

电极反应式书写：负极（阳极）写氧化反应——金属失电子或低价态离子失电子；正极（阴极）写还原反应——高价态离子得电子或气体还原。注意配平电荷守恒和原子守恒。(5)

离子迁移方向：原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。1．（2026·安徽安庆·二模）某化学兴趣小组将两个完全相同的银电极分别放入体积相同、浓度不同的AgNO3A．某交换膜为阳离子交换膜B．Ag(Ⅱ)极发生氧化反应C．向左室加入一定量的NaCl固体，则此电池电动势增加D．当Ag(Ⅱ)极附近cAgNO3变为2．（2026·四川凉山·二模）研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极间用允许K+、HA．该电池工作时将电能转化为化学能B．放电过程中需补充的物质A为HC．电池负极上的电极反应式为HCOOD．电池工作时K⁺通过半透膜由右室迁移至左室3．（2026·山东·模拟预测）一种可通过光照充电的碱性镍镉蓄电池可用于航天器，电池充放电时工作原理如图所示。光照时，光催化电极产生电子（e−）和空穴（hA．飞船由光照区驶入阴影区时电池的能量转换方式：太阳能→化学能→电能B．飞船进入光照区充电，b极反应式为：NiC．电池宜采用阴离子交换膜，飞船进入阴影区时，OH−D．飞船进入光照区充电时，a极区溶液质量保持不变考点2电解原理与应用装置分析【典例】（2026·湖南长沙·三模）以N-甲基吡啶盐酸盐()为原料，可以用电化学方法合成某农药有效成分的前体物质X()。某工厂采用下图所示电解装置进行合成，若不考虑气体的溶解与反应，下列说法错误的是A．电极M应与电源正极相连B．电解过程中，甲室溶液pH下降C．电解过程中，甲室溶液的质量减少D．甲室每生成1mol气体时，乙室得到的X的质量大于188g(1)

化合价变化判断电极：化合价降低的元素对应阴极（得电子、还原反应），化合价升高的元素对应阳极（失电子、氧化反应）。(2)

中间产物的陷阱：当一种物质先生成后消耗时，其浓度变化由生成速率和消耗速率共同决定，不能简单地说“持续下降”或“持续上升”。(3)

放电顺序判断：阳极若为惰性电极，阴离子放电顺序为S²⁻>SO₃²⁻>I⁻>Br⁻>Cl⁻>OH⁻>含氧酸根>F⁻；阴极阳离子放电顺序为Ag⁺>Hg²⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>H⁺（酸）>Pb²⁺>Sn²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺>H⁺（水）>Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺。(4)

离子迁移方向：电解池中，“阳离子向阴极跑，阴离子向阳极跑”，结合电极判断即可确定离子迁移路径。(5)

总反应推导：将阴阳极反应式相加，消去电子即得总反应，注意配平电荷守恒和原子守恒。1．（2026·河北保定·一模）科学家采用电化学法用环己醇制备己二酸，装置如图(电极材料均为Pt)。i．先闭合K一段时间后，阳极液由蓝绿色(Cr3+)变为橙色(CrA．阴极室中稀硫酸的浓度变小B．若阴极室产生22.4L(标准状况)气体，理论上最多生成己二酸的物质的量为0.5molC．步骤i中溶液颜色发生变化的方程式为2D．步骤iii的主要目的是使环己醇转化完全2．（2026·浙江金华·三模）TMAH[CH34NOH]是一种强碱，可采用四甲基碳酸氢铵[(CH3)4NHCO3A．电池左侧为阳极池B．电极N上的电极反应式为：2C．中间原料池中的CH3D．理论上，每转移1mole−3．（2026·天津和平·一模）利用有机电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法不正确的是A．与a相连的电极可改为金属铁，b为电源的正极B．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C．X为CuCl，Y为CuCl2，合成室内的反应为D．中间室要补充NaCl固体考点3

可充电电池装置分析【典例】（2026·河南洛阳·一模）我国科学家研究发现的电化学“大气固碳”方法原理如图所示，该电池放电时的总反应为4Li+3CO2=2A．该电池只能选无水电解液B．放电时，每消耗1 mol CO2C．充电时，Li+D．充电时，电路中每通过1mol电子，理论上阳极区质量变化40g(1)

充放电时电极极性的转换：放电时负极为阳极，正极为阴极；充电时负极变阴极，正极变阳极。关键是根据电极材料和反应方向判断充放电状态。(2)

隔膜选择的“反应禁忌”原则：隔膜类型必须防止活性物质之间的直接反应。如全铁液流电池中Fe³⁺若与Fe直接接触会发生自放电，因此必须用阴离子交换膜阻隔Fe³⁺迁移。(3)

离子浓度变化追踪：分别写出充放电时两极的反应式，追踪各物种的生成与消耗情况。充电是放电的逆过程，浓度变化方向相反。(4)

定量关系推导：根据总反应方程式中各物种的化学计量数之比，推导物质的量变化关系。注意区分“每消耗1mol某物质”与“每转移1mol电子”两种不同的计量基准。1.（2026·广东广州·一模）一种以Ni-CuO作为电催化剂的Al-NO3−新型电池如图所示，放电时可将污水中的NO3A．充电时，电极Ⅱ为阳极B．放电时，负极区溶液中pH逐渐减小C．放电时，理论上每消耗4molAl最多可处理62g的NOD．充电时，电解池的总反应为42．（2026·黑龙江·二模）科学家研制了一种以H2SO4溶液为电解质溶液的铅-醌(Pb−PCHL)电池，其装置如图所示。已知：四氯对苯醌(PCHLA．放电时，SO4B．充电时，Pb电极电势高于氧化石墨烯电极C．充电时，0.2mol电子流经外电路，理论上Pb电极质量增加20.7gD．放电时，电池总反应为：2Pb+4H+++2SO42−＝＋2PbSO43．（2026·陕西·模拟预测）钙-磷酸亚铁锂(Ca-LiFePO4)电池是一种新型的可充电电池，它具有低成本，不容易发生热失控和燃烧爆炸，下图是该可充电电池的工作示意图，LiPF6-LiAsF6为非水电解质，锂离子可以在A．放电时，Li2SO4B．放电时，正极反应式为LiC．充电时，当左室中电解质的质量减少5.2g时，转移0.4mol电子D．放电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极发生Li+嵌入，充电时，Li考点4离子交换膜与多室电解【典例】（新考向·双极膜）（2026·山东淄博·一模）用双极膜电渗析法除去卤水中B(OH)4−的装置如图，双极膜中H2O解离出的HA．Pt电极连接电源的负极B．X膜为阴离子交换膜C．Ⅰ室每生成1mol气体，Ⅱ室最多生成2molBD．石墨电极区每生成40gNaOH，双极膜内共有18gH2(1)

交换膜类型判断：阳离子交换膜只允许阳离子通过（H⁺、Na⁺、K⁺等）；阴离子交换膜只允许阴离子通过（OH⁻、Cl⁻、SO₄²⁻等）；双极膜在电场作用下解离H₂O为H⁺和OH⁻，分别向两极迁移；质子交换膜只允许H⁺通过。(2)

多室电解池中各室功能：阳极室——产生氧化产物，OH⁻放电生成O₂（酸性条件下H₂O放电）；阴极室——产生还原产物，H⁺放电生成H₂（碱性条件下H₂O放电）；中间室——通过离子交换实现物质分离或转化。(3)

pH变化判断：电极反应消耗或生成H⁺/OH⁻会改变相应室的pH。阳极反应消耗OH⁻或生成H⁺使pH减小；阴极反应消耗H⁺或生成OH⁻使pH增大。(4)

定量关系推导：基于电子守恒，各电极产物物质的量之比等于电极反应中得失电子数的反比；离子迁移量与电子转移量成正比。1．（2026·河北邢台·二模）用维生素C的钠盐（C6H7O6下列说法错误的是A．离子交换膜N是阳离子交换膜B．将X极区的Na2SO4替换为CC．a离子是OH−，b离子是D．X电极是阳极，阳极区溶液pH减小2．（2026·河南郑州·模拟预测）一种从畜牧业废水中回收氨氮（NH4+）并联产H2O2下列说法错误的是A．电极a接直流电源的正极B．回收的NH4C．停止通入O2D．电极b上发生的电极反应式为O3．（2026·四川广安·二模）最近，我国科学工作者提出了一种电化学合成氯醇的策略：在含Cl的水性介质中直接从烯烃合成氯醇，避免了传统方法中氯气和次氯酸的使用，其合成原理如图所示。下列说法错误的是A．工作一会儿，阴极区游离的OH−B．理论上，当有22.4LX2气体生成时，向右穿过质子交换膜的C．若电解质溶液更换为海水，将不能合成氯醇D．工作时，a极反应为：1．（2026·新疆·三模）我国科学家开发了一种自充电水系Zn−NaFeFeCN6A．该电池Zn电极自充电时不可再生需加足量B．放电时，Na+C．放电时，右侧电极反应为NaD．自充电时，自充电区域酸性减弱2．（2026·山东临沂·一模）我国科学家成功研发出可充电全固态氢负离子电池，装置如图所示。电池放电时发生NaAlH4→Na3AlH6+Al，CeH2→CeH3的转化。下列说法错误的是A．放电时，NaAIH4极是电池正极B．充电时，阴极反应式为CeH3+e-=CeH2+HC．放电时，电子通过CeH3-BaH2移向正极D．充电时，理论上消耗2molAl的同时生成3molNaAlH43．（2026·安徽·模拟预测）某科研小组设计如图装置，实现含盐废水(以NaCl为例)和造纸废水(以含葡萄糖C6A．电势：电极A＞电极BB．M膜和P膜均为阴离子交换膜C．该装置工作时，Ⅱ室和Ⅳ室溶液的pH均升高D．消耗1 mol C4．（2026·河南·模拟预测）我国研制出了室温下Ca−O2可充电电池。图1为电池结构，图2为放电时O2A．电池中的溶剂可以是乙二醇或二甲基亚砜(CH3B．充电时碳纳米管极的电势低于钙极的电势C．放电时正极每消耗1molO2D．充电过程中，电池阴极增重4g，则理论上阳极减轻5.6~7.2g5．（2026·陕西咸阳·模拟预测）碱性葡萄糖燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是A．电极A为燃料电池的正极B．电极B的电极反应方程式为OC．电池工作一段时间后，电解液中OH−D．电路中通过2mol电子时，消耗0.56．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）某科研团队设计出镍离子电池（NIB），该电池在首次充电中，Na+离子从Na3V2PO43框架中脱出并形成NaV2PO43A．该电池在首次充电中，V元素化合价升高B．充电时，NiC．该电解液一定是有机溶剂D．放电时，正极的电极反应式为：NaV7．（2026·陕西榆林·模拟预测）某科研团队采用RhCuM-tpp双功能催化剂，成功构建了可充电锌-硝酸盐/乙醇电池，其放电工作原理如图所示。下列叙述错误的是A．放电时，OH−向ZnB．放电时，正极的电极反应为NOC．充电时，忽略体积的变化，储液罐甲内溶液的pH减小D．充电时，每生成6.5gZn的同时有0.5molCH8．（2026·山西临汾·一模）锌离子全电池工作时，NaV3O8⋅1.5HA．电池工作时，FeD起催化剂的作用B．离子交换膜为阳离子交换膜C．每去除5.6L溶解氧，转移电子数为ND．加入聚乙二醇是为了增大FeD在水中的溶解度9．（2026·甘肃武威·模拟预测）某锂离子电池的工作原理如图所示。放电时，b电极由Li1-xNi0.80A．充电时，a电极与电源负极连接B．放电时，a电极反应为LiC．充电时，b电极反应为LiNiD．放电时，b电极嵌入amolLi10．（2026·云南·模拟预测）掺杂高分子作为可充电锂电池正极材料的研究在学术界和工业界均受到关注，这类材料在光学显示器中的一种应用原理如图所示(掺杂为充电过程)，下列说法错误的是A．掺杂时，电极Li为阴极B．光学显示器由红色变为蓝色时，C5C．光学显示器由蓝色变为红色时，电子由电极Li经外电路移向掺杂高分子D．放电时，正极的电极反应式为C11．（2026·内蒙古赤峰·一模）浓差电池是一种因电池中存在浓度差而产生电动势的电池。ZrO2A．A电极为正极B．O2−C．B电极发生的反应为2D．理论上，电解质中O2−12．（2026·湖南衡阳·模拟预测）一种新型电池的工作原理如下图所示。已知：光催化电极可以在太阳光照下实现对电池充电。下列叙述错误的是A．放电时，石墨电极发生氧化反应B．充电时，石墨电极作阴极C．放电时，电池总反应为8D．充电时，离子交换膜左侧电解质溶液质量减少13．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）一种基于蒽醌吩嗪融合分子设计的二次电池结构如图，下列说法错误的是A．放电时，b极电势高于a极电势B．放电时，a极电极反应式：[Fe(CN)6]4-_e-=[Fe(CN)6]3-C．充电时，b极发生氧化反应D．充电时，理论上生成1molM转移2mol电子14．（2026·江西宜春·一模）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。下列说法错误的是A．膜Ⅰ，膜Ⅱ，膜Ⅲ，分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜B．电极a附近溶液的pH变大C．Li3D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收2molLiCl15．（2026·天津南开·一模）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2下列说法正确的是A．LixCoOB．再锂化过程中，SO42−向C．产生标准状况下11.2LO2时，理论上可转化2D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高16．（2026·河北·模拟预测）我国研究人员设计出一种富氧空位的金属羟基氧化物双功能催化剂电极，并利用该电极实现乙二醇、乙醛酸联合制备酒石酸的电化学装置如图所示，已知在电场的作用下，双极膜中的水可解离为H+和OHA．电极M的电势低于电极N的电势B．