電化學裝置分析-2025年高考化學答題技巧與模板構建（解析版）

模板01電化學裝置分析

-----------------?.一一本節(jié)導航-----??-----------

鶴-題型解讀考情分析+命題預測/技巧解讀

則.模板構建答題模板+技巧點撥

技法01原電池I技法02二次電池

■Wfbr而曲「iwor蒂禽子交換膜￥嗜裝置

__________________________________________I_________________________________

赫?模板演練最新模擬、預測考向

電化學裝置圖是高考中電化學最常見的呈現方式，多以選擇題的形式呈現，考查電極的判斷，電極反

應式的書寫、電極附近溶液性質的變化，電子、電流、離子移動方向的判斷，利用守恒關系進行相關

的計算等?？疾閷W生接受、吸收、整合化學信息的能力，也體現了對"宏觀辨識與微觀探析”的學科核

心素養(yǎng)考查。命題角度主要有新型一般電池、新型可充電電池、新型燃料電池、電解池原理及其應

用，另外有無離子交換膜也是關注的角度。在復雜、陌生、新穎的研究對象和真實問題情境下，體現

了對電化學知識基礎性、綜合性、創(chuàng)新性和應用性的考查。

◎掇超的建

?答題模版

第一步：細審題閱讀題目獲取對解題有價值的信息，排除無效信息，并作標記。

第二步：定類型判斷裝置類型是原電池、電解池、二次電池（放電為原電池，充電為電解池）。

第三步：析裝置根據題目所給信息，判斷電極名稱、電極發(fā)生的反應、電子和離子移動情況

等。

第四步：巧計算根據電化學原理及裝置所處的環(huán)境，書寫相關的電極反應式和總反應式，分

析電解液變化。

?技巧點拔

技法01原電池

1.原電池的工作原理

負極：氧化反應正極：還原反應

導線中的電子

接受電子

提供電子導電

的物質的物質

陰離子

北極液)

陽離子〔鹽橋或膜)

2.解題技巧

(1)原電池裝置的分析方法

①判斷電極：

負極：活潑金屬、燃料、還原性物質等，物質中元素化合價升高，發(fā)生氧化反應。

正極：較活潑金屬、。2、氧化性物質等，物質中元素化合價降低，發(fā)生還原反應。

②電極反應：

負極：還原齊!J-〃e--氧化產物；正極：氧化劑■■還原產物。

③電子移動：電子從負極流出，經外電路流向正極。

④離子移動：陽離子移向正極，陰離子移向負極。

(2)電極反應式書寫的一般步驟

3.燃料電池

(1)燃料電池結構分析

(2)解答燃料電池題目的幾個關鍵點

①要注意燃料電池的介質電解質溶液還是熔融鹽或氧化物。

②通入負極的物質為燃料，通入正極的物質一般為氧氣。

③通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應。

(3)燃料電池電極反應式書寫的常用方法

第一步，寫出電池總反應式。

燃料電池的總反應與燃料燃燒的反應一致，若產物能和電解質反應，則總反應為加合后的反

應。

如甲烷燃料電池（電解質溶液為NaOH溶液）的反應如下：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②

①+②可得甲烷燃料電池的總反應式：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O?

第二步，寫出電池的正極反應式。

根據燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是。2,因電解質溶液不同，故其

電極反應也會有所不同：

+-

①酸性電解質：02+4H+4e=2H20o

②）堿性電解質：02+2氏0+41=40H,

③固體電解質（高溫下能傳導）：02+4^^=2。2-。

-

④熔融碳酸鹽（如熔融K2co3）：O2+2CO2+4e=2COF?

第三步，電池的總反應式一電池的正極反應式=電池的負極反應式。

技法02二次電池

1.二次電池的結構分析

___________

陰極:還原反應負極：氧化反應

原

電充陰陽

N也

解星離離

池

|池子子

陽極:氧化反應正極：還原反應

—II

互逆

技巧：陰極反應式=充電總正極反應式=放電總

反應式-陽極反應式反應式-負極反應式

2.解題技巧

技法03電解池

1.電解池的工作原理

+

還原反應|陰極||電解質AB||陽極氧化反應

\熔融或/

\“溶于zK//

陽離離子

2.電解池中陰、陽極的判斷方法

構造方面

電極反應

電子流向

反應現象

離子移向

3.電子和離子的移動方向（惰性電極）

電子：從電源負極

離子：陽離子移向

流出，流向電解池

電解池的陰極；陰

的陰極；從電解池

離子移向電解池

陽極流出，流向電

的陽極

源的正極

4.陰、陽極放電離子的判斷

（1）分析電解質的組成，找全離子并分為陰、陽兩組，不要忽略水溶液中的H+和OH離子。

（2）根據放電順序確定兩極放電物質或離子。

①陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。

Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H4Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H2OAl3+Mg2+Na+Ca2+K+

氧化性（減弱）

11111IlliI1Illi

11111Illi11Illi

溶液中只考慮此部分只在熔融放電能力（減弱）

狀態(tài)下放電

水電離出的H+放電

②陽極：

活潑電極：電極材料（電極為活性電極）本身失去電子被氧化而溶入溶液中。

惰性電極：溶液中還原性強的陰離子失去電子被氧化。

含氧

S2-rBr-Cl-OH-H2O界根F-還原性（減弱）

,在溶液中只考慮此部分‘放/能力（減弱）

水電離出的0H一放電

（3）判斷電極產物，寫出電極反應式。

（4）寫出電解反應的總反應式。

技法04帶離子交換膜電化學裝置

1.離子交換膜的作用

（1）將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產生的物質接觸，防止發(fā)生化學反應。

（2）選擇性通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。

2.離子交換膜的類型

（1）陽離子交換膜（只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過）

￡鋅銅原電池以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開

①負極反應式：Zn-2e=Zn2+

]Znlcur

2+

國乙②正極反應式：Cu+2e=Cu

甲:=z=<___-I1____

③Zr+通過陽離子交換膜進入正極區(qū)

陽離子1mobL-1

交換膜CuSOi(aq)④陽離子一透過陽離子交換膜-原電池正極（或電解池的陰極）

ZnSO4(aq)

（2）陰離子交換膜（只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過）

以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開

LJ①陰極反應式：2H2（D+2e-=H2T+2OH-

0②陽極反應式：21。2e-=L

、/Pt

Pt7--③陰極產生的移向陽極與陽極產物反應：3L+6OH-=IO3-+5r

一陰離子

1交換膜

+3H2O

④陰離子一透過陰離子交換膜—電解池陽極（或原電池的負極）

（3）質子交換膜（只允許H+和水分子通過）

AB在微生物作用下電解有機廢水（含CH3coOH）,可獲得清潔能源

■j。電源。|—H

H2

，工

「----

惰①陰極反應式：2H++2e-=H2f

惰

性

性

電+

電②陽極反應式：CH3COOH-8e+2H2O=2CO2t+8H

極

極

旅

隔

有

酸③陽極產生的H+通過質子交換膜移向陰極

/

質子交換膜④H+T透過質子交換膜-原電池正極（或電解池的陰極）

（4）電滲析法

(1)海水淡化一一陰、陽離子交換膜(電滲析法)

(2)燃料電池

(3)物質制備一一隔膜、質子交換膜

(4)氯堿工業(yè)一一離子交換膜電解槽

4.“隔膜”電解池的解題步驟

(1)分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。

(2)寫出電極反應式，判斷交換膜兩側離子變化，推斷電荷變化，根據電荷平衡判斷離子遷移方向。

(3)分析隔膜作用。在產品制備中，隔膜作用主要是提高產品純度，避免產物之間發(fā)生反應，或避免產

物因發(fā)生反應而造成危險。

5.離子交換膜的計算

(1)遷移離子所帶的電荷數總是等于外電路上轉移的電子數。

(2)溶液質量變化等于電極反應引起的變化和離子遷移引起的變化之和o

?模板運用

類型01原電池

窗真題示例

1.(2024?安徽卷)我國學者研發(fā)出一種新型水系鋅電池，其示意圖如下。該電池分別以Zn-TCPP(局

部結構如標注框內所示)形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極，以ZnSO4和KI混合液為電解質溶液。下列

說法錯誤的是

A.標注框內所示結構中存在共價鍵和配位鍵

B.電池總反應為：I；+Zn導2/++31一

0充電

C.充電時，陰極被還原的ZM+主要來自Zn-TCPP

D.放電時，消耗0.65gZn,理論上轉移0.02mol電子

像磨板答題

【答案】c

【第一步定類型】該裝置為二次電池

【第二步析裝置】

-'I

王松是耀分子材料，剛充電時該電枝為阻松

I'*1+2c'-31';充電時

苴電時Zn轉化為ZrP

為黃松，充電時Zn為

【電較反應】

放電時發(fā)生*,化反點：Hr,配位體中存在破琰

單M，磁碟雙a、硬鼠?

Zn-2c^ZnJ,;充電時堂;L

tt.硬氮雙幢和硬氮簿等

，種共價笠,遷。由N根

Zn2'主要來自于港

像《電子書.竊＞健供空

?.（鐳謖.B正確.

軌道布或的肥也健，A正

確

【第三步巧計算】

放電時，負極的電極反應式為Zn-2e=Zn2+,因此消耗0.65gZn（物質的量為O.Olmol），理論上轉移

0.02mol電子，D正確。

1.（2023?全國新課標卷，10）一種以V2O5和Zn為電極、Zn（CF3so3）2水溶液為電解質的電池，其示意

圖如下所示。放電時，Z/+可插入V2O5層間形成Zn,MOMH?。。下列說法錯誤的是（）

V2O5,ZnxV2O5HH2O

Zn電極V2O5電極

Zn(CF3so3)2水溶液

A.放電時V2O5為正極

B.放電時Zi?+由負極向正極遷移

C.充電總反應：xZn+V2O5+nH2O===Zn^V2O5nH2O

2+

D.充電陽極反應：Zn^V2O5HH2O-2xe-===xZn+V2O5+nH2O

【答案】C

【第一步定類型】該裝置為二次電池

【第二步析裝置】

I可斷電tuI放電時％O.林化\ZiKV：d3Hq.

it電，fZn?化廣'元索化仔—*低，正銳、

收.充電HZn為W—六電、藥&蹈充電NVjOi力陽較?AiE?.

明根VjO,加必6NHQ

Zn電極vQs電極

I:圾反旦J

放電發(fā)生??化艮鹿：iVjOqTxurZ/fftHiO*--

HZiXCFjSOjb水溶液

Zih2?-----Zn->;充電計JJZn,V4X；充電時生生H

發(fā)生遷?反宜：Za2—2?化反應：ZikVQ?Hj62nr—

算子傳動：被電時陽*子（ZlL）向2

—ZnV2O<*xZn*?nll:ODiE?.

向閉收“財B正確

火電總及立：IiZn^VjOj*獻iq-ZnNqrHQ

充電與反應：Zn,V^)<?H/>—2tZn*VjO<>nHQ.CttiR.

2.（2023?全國乙卷，12）室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-

硫電池的結構如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪嗖膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作

111yy

-+_

為另一■電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應：—Ss+e->ySg,—Sg+DTS[,2Na+—S4+2(1--)e—*NazSx

鈉電極

下列敘述錯誤的是（）

A.充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時外電路電子流動的方向是a-b

x

C.放電時正極反應為：2Na++gS8+2e--Na2sx

8

D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能

【答案】A

【解析】由題意可知放電時硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負極。A項，充電時為電

解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯誤;B項，放電時Na

在a電極失去電子，失去的電子經外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的Na+結合

得到NazSx,電子在外電路的流向為a-b,B正確；C項，由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時正

極的反應式為2Na++gs8+2e--Na2Sx,C正確；D項，炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導電性，

O

可以增強硫電極的導電性能，D正確；故選A。

類型02電解池

?真題示例

2.(2024?山東卷)以不同材料修飾的Pt為電極，一定濃度的NaBr溶液為電解液，采用電解和催化

相結合的循環(huán)方式，可實現高效制H2和。2,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

A.電極a連接電源負極

B.加入Y的目的是補充NaBr

C.電解總反應式為Br+3H2。里/BrCh-+3H2T

D.催化階段反應產物物質的量之比"(Z)：w(Br)=3:2

命模板答蹈

【答案】B

【第一步定類型】該裝置為電解池

【第二步析裝置】

1Br-6e*3H；O=BrOf+6H

B?O、或還

&接電源負極，A正確Br

■依MH?和6,即Z為。1

vii式為Br+BHjO-rBiO：+3H.,CiE稿:

ZBK）,《足厚應Br

NaBr，B錯誤

【第三步巧計算】催化階段，Br元素的化合價由+5價降至-1價，生成ImolBr得到6moi電子，O元素的

化合價由-2價升至。價，生成ImoKh失去4moi電子，根據得失電子守恒，反應產物物質的量之比

〃(。2)：〃(Br)=6:4=3:2,D正確。

命交式訓練

1.（2024?湖南卷）在K0H水溶液中，電化學方法合成高能物質K4c6N16時，伴隨少量。2生成，電

解原理如圖所示，下列說法正確的是

A.電解時，0H-向Ni電極移動

B.生成CfN：］的電極反應：2C3N8H4+8OH--4e-=C6N^+8H2O

C.電解一段時間后，溶液pH升高

D.每生成ImolEh的同時，生成0.5molK4c6N16

【答案】B

【第一步定類型】該裝置為電解池

【第二步析裝置】

（Mif電饅】PI電失電源

去電子生成CeHf",作陽極.

【電極反應J主反應：

2C,N.H「M）H-kC,Ni+?H,O

B正修，Pt電極遷停*5二生，

?;KOH

電極反應為40H-Ye

勺2H處2L2OH-+H/

-O*4*+2H*Q.

【第三步巧計算】根據電解總反應：2c3N8H4+4OH-=C6N：6+4H2O+2H2T可知，每生成lmolH2,生成

0.5molK4c6H16,但Pt電極伴隨少量O2生成，發(fā)生電極反應：4OH-4e-=O2t+2H2O（則生成Imolffe時得到

的部分電子由OH-放電產生02提供，所以生成K4c6H16小于0.5mol,D錯誤。

2.（2024.甘肅卷）某固體電解池工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是

-O電源O

多孔電極1固體電解質多孔電極2

A.電極1的多孔結構能增大與水蒸氣的接觸面積

2

B.電極2是陰極，發(fā)生還原反應：O2+4e=2O-

C.工作時O?一從多孔電極1遷移到多孔電極2

D.理論上電源提供2moi曰能分解ImolH?。

【答案】B

【分析】多孔電極1上H20（g）發(fā)生得電子的還原反應轉化成H2（g）,多孔電極1為陰極，電極反應為

2

2H2O+4e=2H2+2O-；多孔電極2上CP-發(fā)生失電子的氧化反應轉化成02（g）,多孔電極2為陽極，電極反

應為202-4e=02o

【解析】A.電極1的多孔結構能增大電極的表面積，增大與水蒸氣的接觸面積，A項正確；B.根據分

析，電極2為陽極，發(fā)生氧化反應：2O2-4e-=O2,B項錯誤；C.工作時，陰離子02一向陽極移動，即。2一

從多孔電極1遷移到多孔電極2,C項正確；D.根據分析，電解總反應為2H20(g)里曼2H2+。2,分解

2molH2O轉移4mol電子，則理論上電源提供2mol電子能分解ImolJhO,D項正確；答案選B。

類型03帶離子交換膜的電化學裝置

?真題示例

3.(2024.湖北卷)我國科學家設計了一種雙位點PbCu電催化劑，用HzGO”和NHQH電化學催化合

成甘氨酸，原理如圖，雙極膜中解離的H+和OH在電場作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中，甲

醛轉化為存在平衡2電極上發(fā)生的電子轉移反應為

HOCHQ-,HOCHzCT+OH-[OCH2O]+H2O?Cu

2

[OCH2O]-e=HCOO+H0下列說法錯誤的是

A.電解一段時間后陽極區(qū)c(OH)減小

B.理論上生成lmolH3N+CH2coOH雙極膜中有4molH2O解離

C.陽極總反應式為2HCHO+4OH-2e-=2HCOO+H2t+2H2O

D.陰極區(qū)存在反應H2c2O4+2H++2e-==CHOCOOH+H2O

曲模板答題

【答案】B

【第一步定類型】該裝置為帶雙極膜電解池

【第二步析裝置】

Pfer■電假4

HOOCCOOHfrPb,堂生e電尸的

或用反底抬。,OMCCOOH：

Hqo,?*r??-oweroomH；O?

D正碘：

OHC—€OOHEHO—N'HjS,巨亨<

HCXX'—CH=X—CHi<>HC_

COOH+HO—PTH.?HOOC一

ni-N—OH?H,OH*.HOOC—

C"H"N<)H豈圭。電f的rt■?：.LW

<t<H,N-CH,COOHiHOOC

Ctl-NOH?4e

*SH-H,N*CH.COOHtH；O.

(]

HX\ObH(>—WH,0+MT=

H4NXHX'<J(>H*tH/).

【第三步巧計算】ImolffeO解離成lmolH+和ImolOH-,故理論上生成I1110IH3N+CH2coOH雙極膜中有

6moiEbO解離，B錯誤。

曲變式訓練

1.（2024?黑吉遼卷）“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統(tǒng)電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率

緩慢的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為:

Q3、HOyOyHOyO

Hh、―tCk*H

下列說法錯誤的是

A.相同電量下H2理論產量是傳統(tǒng)電解水的1.5倍

B.陰極反應：2H2O+2e-=2OH+H2T

C.電解時OH-通過陰離子交換膜向b極方向移動

D.陽極反應：2HCHO-2e+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2t

【答案】A

【第一步定類型】該裝置為帶膜電解池

【第二步析裝置】

Hcoab

iiKiiooir

c-UCOOfl*I2H、?

HC'OOH>OH-HCOO-H：O.

2IKTK>2「4Oll二211cg

2ILO4L1.DiE*

1

【第三步巧計算】陽極反應：①HCHO+OH-e--HCOOH+，H2,@HCOOH+OH=HCOO+H2O,陰極反應

2H2O-2e-=H2T+2OH-,即轉移2moi電子時，陰、陽兩極各生成ImolHz,共2m0IH2,而傳統(tǒng)電解水:

2H2。理曳2H2f+02t,轉移2moi電子，只有陰極生成ImolH2,所以相同電量下H2理論產量是傳統(tǒng)電解

水的2倍，故A錯誤。

2.（2023?湖北省選擇性考試，10）我國科學家設計如圖所示的電解池，實現了海水直接制備氫氣技術的

綠色化。該裝置工作時陽極無C12生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmol-h-i。下列說

法錯誤的是（）

A.b電極反應式為2H2O+2e=H2t+2OH-

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜

D.海水為電解池補水的速率為2xmol-h"

【答案】D

【解析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電極與

電源負極相連，為電解池的陰極，陰極反應為2H2O+2e-=H2f+2OH;陽極反應為40曰4-=027+2H2O,電池

總反應為2H2。屬曳2H2T+O2T。A項，b電極反應式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應為2H2。+2日

=H2T+2OH-,故A正確；B項，該裝置工作時陽極無Cb生成且KOH濃度不變，陽極發(fā)生的電極反應為4OH

-4e-=O2T+2H2O,為保持OH-離子濃度不變，則陰極產生的OH-離子要通過離子交換膜進入陽極室，即離子

交換膜應為陰離子交換摸，故B正確；C項，電解時電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動能高的水可穿

過PTFE膜，為電解池補水，故C正確；D項，由電解總反應可知，每生成lmolH2要消耗ImolHzO,生成

日的速率為xmoLh-1,則補水的速率也應是xmoLhL故D錯誤；故選D。

1.銅鋅原電池為電化學建構認識模型奠定了重要的基礎，懂得原理才能真正做到舉一反三，應用到其他

復雜的電池分析中。鹽橋中裝有瓊脂凝膠，內含氯化鉀。下面兩種原電池說法錯誤的是（）

A.原電池I和II的反應原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu

B.電池工作時，導線中電子流向為Zn—Cu

C.正極反應為Zn-2e=Zn2+,發(fā)生還原反應

D.電池工作時，鹽橋中的K+向右側燒杯移動，C1-向左側燒杯移動

【答案】C

【解析】在原電池中，若兩金屬做電極，一般活潑金屬做負極，不活潑金屬做正極。I和II兩個原電池裝置

中，都是鋅做負極，銅做正極。A項，原電池I和H中，Zn為負極，Cu為正極，CuSCU為電解質溶液，工

作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故A正確；B項，在原電池中，負極鋅失去電子，經外電路流向正極銅，故

B正確；C項，正極反應為Cu2++2e=Cu,發(fā)生還原反應，故C錯誤；D項，在原電池內部，陽離子移向正

極，陰離子移向負極，裝置H中，右側燒杯中的銅為正極，左側燒杯中的鋅為負極，所以鹽橋中的K+向右

側燒杯移動，C1一向左側燒杯移動，故D正確；故選C。

2.風力發(fā)電輸出功率的波動性導致其直接并網會對電網帶來不良影響，需要連接儲能電池裝置，通過

儲能電池對電能的存儲、匯集，再集中供電來提高并網性能，下圖是水系鋁離子儲能電池工作機理，下列有

關其說法不正確的是（）

B.鋁儲能電池是二次電池

C.放電時，AF+從正極材料的空隙中脫出進入電解液，再以單質鋁的形式沉積負極材料表面

D.該電池中金屬鋁電極易形成致密的氧化鋁鈍化膜，阻斷鋁離子的傳輸從而降低電池效能

【答案】D

【解析】A項，鋁在地殼中的含量豐富，且單位質量的鋁放出的電量高，可以用于制造水系鋁離子儲能電池，

故A正確；B項，根據題意，儲能電池通過對電能的存儲、匯集，再集中供電，說明鋁儲能電池是二次電

池，故B正確；C項，放電時，鋁失去電子變成AF+,鋁為負極，石墨為正極，AF+從正極材料的空隙中脫

出進入電解液，再以單質鋁的形式沉積負極材料表面，故C正確；D項，該電池中沒有氧氣產生，金屬鋁

電極表面不會形成致密的氧化鋁鈍化膜，故D錯誤；故選D。

3.科學家報道了一種新型可充電Na/Fe二次電池，其工作原理如圖所示，下列有關說法正確的是（）

B.充電時，Y極的電極反應式為CaFeO2.5+0.5Na2Oe=CaFeO3+Na+

C.充電時，可用乙醇代替有機電解質溶液

D.電極材料中，單位質量金屬放出的電能：Na>Li

【答案】B

【解析】A項，放電時，X極上Na失電子、發(fā)生氧化反應、為負極，則充電時，X極為陰極，發(fā)生了還原

反應，故A錯誤；B項，充電時，Y極做陽極，電極反應式為CaFeOz5+0.5Na2Oe=CaFeO3+Na+,故B正

確；C項，乙醇是非電解質，不能導電，不能作為電解質溶液，故C錯誤；D項，若Na和Li都失去Imol

電子，則電極材料中消耗Na的質量為23g、Li的質量為7g,所以單位質量金屬放出的電能：Li>Na,故D

錯誤；故選B。

4.香港城市大學化學工作者首次提出了A1-N2電池（如圖），該電池使用N2為原料，以離子液體（Al2c力

A1CE）為電解質，既實現了能量的存儲，又實現了A1N的生產，A1N和堿反應能產生NH3,可進一步生產氮

肥。下列說法錯誤的是（）

A.A1極為負極，發(fā)生氧化反應

B.電池總反應為2A1+N2=2

C.石墨烯電極反應式為8A12C17+N2+6e-=2A1N+14A1C14-

D.生成標準狀況下33.6LNH3,電池中轉移3mol電子

【答案】D

【解析】A項，根據圖中原電池的結構，A1極為負極，A1極電極反應式為2Al+14AlC14--6e-=8AhC17-,發(fā)生氧

化反應，故A正確；B項，石墨烯電極為正極，正極反應式為8A12Cb-+N2+6e-=2AlN+l4Ale1甲，Al極電極反

應式為2Al+14AlC14--6e-=8Al2cb,所以電池總反應為2A1+N2=2A1N,故B正確；C項，石墨烯電極為正極，

正極發(fā)生還原反應，正極反應式為8AheH+N2+6e-=2AlN+l4Ale肘，故C正確；D項，標準狀況下33.6LNH3

的物質的量為A1N和堿反應產生NH3的反應離子方程式為AIN+OH-+H2OAIO2-+NH3T，生成L5mol

氨氣消耗L5molAlN,根據2A1+N2=2A1N,電池中轉移了4.5mol電子，故D錯誤；故選D。

5.如圖所示的鋰-二氧化鎰電池是以高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰為電解質，其正極反應是一種典型的

嵌入式反應，電池總反應為Li+MnChLiMnCh。下列說法不正確的是（）

A.鋰片做負極，發(fā)生氧化反應

B.放電時，電子移動方向為：電極蓋用電器T電極蓋2T內電路一電極蓋1

C.高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應溶解在非水有機溶劑中

D.放電時，正極反應為：MnO2+Li++e—LiMnO2

【答案】B

【解析】由圖可知,Li片作負極，電極反應式為Li-e=Li+,MnO2作正極，電極反應式為MnO2+Li++e=LiMnO。

A項，由分析可知，Li片作負極，失電子發(fā)生氧化反應，A正確；B項，原電池工作時，電子從負極經外

電路流向正極，不經過電解質，B錯誤；C項，Li性質活潑，能與水反應，故高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應

溶解在非水有機溶劑中，C正確；D項，MnCh作正極，電極反應式為MnO2+Li++e=LiMnO2,D正確；故

選B。

6.（2024.河北邢臺王岳聯(lián)盟高三聯(lián)考）我國最近在太陽能光電催化一化學耦合處理硫化氫研究中獲得新

進展，相關裝置如圖所示。

下列說法錯誤的是（）

A.該裝置中能量轉化形式有化學能轉化為電能

B.該裝置工作時，b極為正極

C.a極的電極反應式為Fe2+-e-Fe3+

D.電路中每通過1mole;可處理34gH2s

【答案】D

【解析】該裝置中存在由化學能轉化為電能的構成，因此存在原電池反應原理。負極上發(fā)生失去電子的氧

化反應，正極上發(fā)生得到電子的還原反應，在同一閉合回路中電子轉移數目相等。A項，根據圖示可知：

該裝置中存在的能量轉化形式有光能轉化為化學能，化學能轉化為電能，故該裝置中能量轉化形式有化學

能轉化為電能，A正確；B項，根據圖示可知：在b電極上H+得到電子被還原產生H2,故b電極為原電

池的正極，B正確；C項，根據圖示可知在a極上Fe2+失去電子變?yōu)镕e3+,故a電極的電極反應式為Fe?+-

e-=Fe3+,C正確；D項，H2s失去2個電子變?yōu)镾和2個H+,故電路中若通過2moie;可處理34gH2S,

則若電路中每通過1mole:可處理17gH2S,D錯誤；故選D。

7.如圖，科學家基于Cb易溶于CC14的性質，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能

的電一

設備,總方程式為:NaTi(PO4)+2NaClNaTi2（PO4）3+Cl0下列說法正確的是（

23-充電32)

A.放電時NaCl溶液的pH減小

B.放電時cr透過多孔活性炭電極向cck中遷移

放電一

c.充電時的陰極反應為NaTi（PO）3+2Na++2e-NaTi(PO4)

24-充電323

D.充電時，電路中每轉移2moie:理論上從CCI4中釋放ImolCL

【答案】C

【解析】由總反應可知多孔活性炭電極為電池的正極，鈦電極為電池的負極。A項，放電時總反應式為:

Na3Ti2（PO4）3+C12=NaTi2（PO4）3+2NaCl,則放電時NaCl溶液的pH不變，A錯誤；B項,放電時，陰離子移向

負極，即C1一透過多孔活性炭電極移向NaCl溶液中，B錯誤；C項，根據總反應式可知，充電時的陰極反應

放電一

為NaTi(PO)+2Na++2e-NaTi2(PO),C正確；D項,充電時,陽極反應式為：2Cl--2e-=C12f,電

243-充電343

路中每轉移2moie;理論上生成ImolCb進入到CC14中，D錯誤；故選C。

8.光催化微生物燃料電池的工作原理如圖所示:

外加電阻

已知：電極a在光激發(fā)條件下會產生電子(e)空穴(h+)。下列說法錯誤的是()

A.電極電勢：電極a＞電極b

B.光激發(fā)時，光生電子會與02結合，光生空穴會與電極b產生的電子結合

+

C.電極b發(fā)生的電極反應式為(C6H1°C)5)n-24e+7H2O=6CO2T+24H

D.電池工作一段時間后，右側溶液pH保持不變(不考慮CO2的溶解)

【答案】C

【解析】A項，根據題圖信息判斷，(C6Hio05)n在電極b上失電子，轉化為CO2,則電極b為負極，電極a

為正極，原電池中，正極的電極電勢高于負極的電極電勢，則電極電勢：電極a＞電極b,A正確；B項，根

據題圖信息判斷，電極a在光激發(fā)條件下會產生電子6)、空穴(h+),光生電子會與O2結合，光生空穴會與

電極b產生的電子結合，B正確；C項，根據得失電子守恒判斷，電極b發(fā)生的電極反應式為

+

(C6Hl0O5)n-24ne-+7?H2O=6nCO2^+24/iH,C錯誤；D項，根據電極反應判斷，每轉移24nmol電子時，

右側溶液中生成24nmolH+,同時會有24nmolH+通過陽離子交換膜移向左側溶液，則右側溶液的pH保持不

變，D正確；故選C。

9.(2024?遼寧沈陽市第一二。中學校高三期中)哈爾濱工業(yè)大學的研究團隊發(fā)現，以非晶態(tài)Ni(III)基硫

化物為催化劑，能有效催化OER(析氧反應)和UOR(尿素氧化反應)，從而降低電解水制氫過程中的能耗，

其工作原理和反應機理如圖所示：

下列說法正確的是()

A.UOR的電化學反應總過程為CO(NH2)2-6e-+6OH=CO2T+N2T+5H2O

B.電解過程中，電極A附近溶液的pH不變

c.OER分四步進行，其中沒有非極性鍵的形成與斷裂

D.若將光伏電池換成鉛蓄電池，電極A應連接鉛蓄電池的PbCh電極

【答案】A

【解析】由題意分析：該裝置是電解池，電解水制氫，電極A上水得到電子生成氫氣，電極反應式為

2H2O+2e=2OH-+H2T，電極B上尿素失電子生成氮氣，電極反應式為：CO（NH2）2-6e+6OH=CO2T+N2f+5

H2O。A項，結合此題右圖UOR為尿素氧化反應，生成二氧化碳，氮氣和水，故其反應總過程為：

CO（NH2）2-6e-+6OH=CO2T+N2T+5H20,A正確；B項，電解過程中，電極A為陰極，電極反應式為：

2H2O+2e=2OH+H2T，故電解過程中電極A附近不斷生成氫氧根離子，電極A附近