2022-2024年高考化學試題分類專項復習：電化學及其應用（教師卷）

三年真題上

4M07電化學及其應用

目制魯港。絹施管

考點三年考情（2022-2024）命題趨勢

?原電池、化學電源：2024安徽卷、2024全國甲

卷、2024新課標卷、2024河北卷、2024江蘇卷、

2024北京卷、2023廣東卷、2023全國乙卷、2023

新課標卷、2023山東卷、2023遼寧卷、2022全國

甲卷、2022全國乙卷、2022福建卷、2022廣東

高考對于電化學板塊內容的考查變

卷、2022浙江卷、2022遼寧卷、2022山東卷、

化變化不大，主要考查陌生的原電

2022湖南卷

池裝置和電解池裝置的分析，對于

?電解池的工作原理及應用：2024黑吉遼卷、

電解池的考查概率有所提高，特別

考點1電化學2024湖北卷、2024山東卷、2024湖南卷、2024

是利用電解池生產化工品和處理環(huán)

及其應用甘肅卷、2024廣東卷、2023全國甲卷、2023湖北

境污染物成為命題特點。問題的落

卷、2023遼寧卷、2023北京卷、2023廣東卷、

腳點主要是在電極的極性判斷、兩

2023湖南卷、2023浙江卷、2022廣東卷、2022

極發(fā)生的反應情況和電解液成分的

天津卷、2022海南卷、2022遼寧卷、2022重慶

參與情況這些問題上。

卷、2022湖北卷、2022北京卷、2022河北卷、

2022浙江卷

?金屬的腐蝕與防護：2024浙江卷、2024廣東

卷、2022遼寧卷、2022河北卷、2022湖北卷、

2022廣東卷

竊窗倒綴。闔逾退國

考法01原電池、化學電源

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ZnSCU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

2+

B.電池總反應為：I3+Zn,^Zn+3P

C.充電時，陰極被還原的Z#+主要來自Zn-TCPP

D.放電時，消耗0.65gZn,理論上轉移0.02mol電子

【答案】C

【分析】由圖中信息可知，該新型水系鋅電池的負極是鋅、正極是超分子材料；負極的電極反應式為

Zn-2e=Zn2+.則充電時，該電極為陰極，電極反應式為Zd+fZe-Zn；正極上發(fā)生g+2e.=3「,

則充電時，該電極為陽極，電極反應式為3r，日二月。

【解析】A.標注框內所示結構屬于配合物，配位體中存在碳碳單鍵、碳碳雙鍵、碳氮單鍵、碳氮雙鍵和

碳氫鍵等多種共價鍵，還有由N提供孤電子對、Zi?+提供空軌道形成的配位鍵，A正確；

B.由以上分析可知，該電池總反應為寫+Znbg_AZn2++31,B正確；

C.充電時，陰極電極反應式為Zn2++2e-=Zn，被還原的ZM+主要來自電解質溶液，C錯誤；

D.放電時，負極的電極反應式為Zn-2e-=Zi?+,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;

綜上所述，本題選C。

2.（2024?全國甲卷）科學家使用3-MnCh研制了一種MnCh-Zn可充電電池（如圖所示）。電池工作一段時間

后，MnCh電極上檢測到MnOOH和少量ZnMmCU。下列敘述正確的是

A.充電時，Zi?+向陽極方向遷移-45b-

B.充電時，會發(fā)生反應Zn+MnO2=ZnMn2O4

C.放電時，正極反應有MnO2+H2O2+e-=MnOOH+OH-

ZnSCU水溶液

D.放電時，Zn電極質量減少0.65gl,MnCh電極生成了OSOmolMnOOH

【答案】C

【分析】Zn具有比較強的還原性，MnOz具有比較強的氧化性，自發(fā)的氧化還原反應發(fā)生在Zn與MnCh

之間，所以MnC\電極為正極，Zn電極為負極，則充電時MnO2電極為陽極、Zn電極為陰極。

【解析】A.充電時該裝置為電解池，電解池中陽離子向陰極遷移，即Zt?+向陰極方向遷移，A不正確；

B.放電時，負極的電極反應為Zn-2e「=Zn2+,則充電時陰極反應為Zn2++2e=Zn,即充電時Zn元素化合

價應降低，而選項中Zn元素化合價升高，B不正確；

C.放電時MnO?電極為正極，正極上檢測到MnOOH和少量ZnMn2c>4，則正極上主要發(fā)生的電極反應是

MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,C正確；

D.放電時，Zn電極質量減少0.65g(物質的量為O.OlOmol),電路中轉移0.020mol電子，由正極的主要

反應MnOz+H'O+e=MnOOH+OH一可知，若正極上只有MnOOH生成，則生成MnOOH的物質的量為

0.020mob但是正極上還有ZnMnq”生成，因此，MnOOH的物質的量小于0.020mol,D不正確；

綜上所述，本題選C。

3.(2024.新課標卷)一種可植入體內的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消耗血糖發(fā)電，從而控制

血糖濃度。當傳感器檢測到血糖濃度高于標準，電池啟動。血糖濃度下降至標準，電池停止工作。(血糖濃

度以葡萄糖濃度計)

電池工作時，下列敘述錯誤的是

A.電池總反應為2c6Hl2。6+。2=2c6Hl2。7

B.b電極上CuO通過Cu(II)和Cu(I)相互轉變起催化作用

C.消耗18mg葡萄糖，理論上a電極有0.4mmol電子流入

D.兩電極間血液中的Na卡在電場驅動下的遷移方向為b—a

【答案】C

【分析】由題中信息可知，b電極為負極，發(fā)生反應C4。—2F+201r=2CUO+H2。，然后再發(fā)生

C6H12O6+2CuO=C6H12O7+Cu2O；a電極為正極，發(fā)生反應O2+4F+2H=4OH,在這個過程

中發(fā)生的總反應為2c6珥2。6+O2=2C6H]2O7。

【解析】A.由題中信息可知，當電池開始工作時，a電極為電池正極，血液中的。2在a電極上得電子生

成OH-電極反應式為。2+4仁+2H2(3=4OH-；b電極為電池負極，CqO在b電極上失電子轉化成

CuO,電極反應式為C%?！?e-+2OH-=2CuO+H2。，然后葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸，CuO被

還原為Cu2O,則電池總反應為2c6Hl2。6+。2=2c6Hl2。7,A正確;

B.b電極上CuO將葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸后被還原為c4。，Cu2O在b電極上失電子轉化成

CuO,在這個過程中CuO的質量和化學性質保持不變，因此，CuO通過Cu(II)和Cu(I湘互轉變起催化

作用，B正確；

C.根據反應2c6珥2。6+02=2?6珥2。7可知，1molC6Hl2。6參加反應時轉移2moi電子，

18mge6H]2（）6的物質的量為0」mmol,則消耗18mg葡萄糖時，理論上a電極有0.2mmol電子流入，C

錯誤；

D.原電池中陽離子從負極移向正極遷移，故Na+遷移方向為b->a,D正確。

綜上所述，本題選C。

4.（2024?河北卷）我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-C。？電池，以Mg（TFSI%為電解質，電解

液中加入1,3-丙二胺（PDA）以捕獲C。？，使放電時C。2還原產物為MgC??！?。該設計克服了MgCX^導

電性差和釋放C。2能力差的障礙，同時改善了Mg2+的溶劑化環(huán)境，提高了電池充放電循環(huán)性能。

A.放電時，電池總反應為2COz+Mg=MgC2O4

B.充電時，多孔碳納米管電極與電源正極連接

C.充電時，電子由Mg電極流向陽極，Mg2+向陰極遷移

D放電時，每轉移Imol電子，理論上可轉化ImolC。？

【答案】C

【分析】放電時C02轉化為MgC2O4,碳元素化合價由+4價降低為+3價，發(fā)生還原反應，所以放電時,

多孔碳納米管電極為正極、Mg電極為負極，則充電時多孔碳納米管電極為陽極、Mg電極為陰極：

定位：二次電池，放電時陽離子向正極移動，充電時陽離子向陰極移動。

電極過程電極反應式

放電Mg-2e-=Mg2+

Mg由極

充電Mg2++2e-=Mg

2+

放電Mg+2CO2+2e=MgC2

多孔碳納米管電極

充電2+

MgC2O4-2e=Mg+2C(J

【解析】A.根據以上分析，放電時正極反應式為Mg2++2CX)2+2e-=MgC2O4、負極反應式為

2+

Mg-2e=Mg,將放電時正、負電極反應式相加，可得放電時電池總反應：Mg+2CO2=MgC2O4,故

A正確；B.充電時，多孔碳納米管電極上發(fā)生失電子的氧化反應，則多孔碳納米管在充電時是陽極，與

電源正極連接，故B正確；

C.充電時，Mg電極為陰極，電子從電源負極經外電路流向Mg電極，同時Mg?+向陰極遷移，故C錯

誤；

D.根據放電時的電極反應式乂82++2032+20一=乂8?2。4可知，每轉移2moi電子，有2moic。2參與反

應，因此每轉移Imol電子，理論上可轉化ImolCO?,故D正確；

故答案為：Co

5.(2024.江蘇卷)堿性鋅錦電池的總反應為Zn+2MnC)2+H2。=ZnO+2MnOOH,電池構造示意圖如圖

所示。下列有關說法正確的是

鋅粉和KOH

MnO抑KOH

隔膜.

A.電池工作時，Mn。？發(fā)生氧化反應

B.電池工作時，OH-通過隔膜向正極移動

C.環(huán)境溫度過低，不利于電池放電

D.反應中每生成ImolMnOOH,轉移電子數為2x6.02x1()23

【答案】C

【分析】Zn為負極，電極反應式為：Zn-2e-+20H-=ZnO+H2O,M11O2為正極，電極反應式為：

MnO2+e+H20=MnOOH+OHo

【解析】A.電池工作時，Mn。？為正極，得到電子，發(fā)生還原反應，故A錯誤；

B.電池工作時，OH-通過隔膜向負極移動，故B錯誤；

C.環(huán)境溫度過低，化學反應速率下降，不利于電池放電，故C正確；

D.由電極反應式乂11。2+片+1120=乂110011+011「可知，反應中每生成ImolMnOOH,轉移電子數

為6.02x1()23,故D錯誤；

故選Co

6.(2024?北京卷)酸性鋅鎰干電池的構造示意圖如下。關于該電池及其工作原理，下列說法正確的是

)

石墨電極

-二氧化錦和炭黑

一氯化鐵和氯化鋅

'鋅筒

A.石墨作電池的負極材料B.電池工作時，NH；向負極方向移動

C.Mil。?發(fā)生氧化反應D.鋅筒發(fā)生的電極反應為Zn-2，『Zn2+

【答案】D

【解析】酸性鋅銃干電池，鋅筒為負極，石墨電極為正極，負極發(fā)生失電子的氧化反應

Zn-2e^=Zn2+,A錯誤，D正確；原電池工作時，陽離子向正極（石墨電極）方向移動，B錯誤;

Mil。？發(fā)生得電子的還原反應，C錯誤。

7.（2023?廣東卷）負載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除cr實現廢酸的純化，其工作原理如圖。下列

說法正確的是

A.Ag作原電池正極

B.電子由Ag經活性炭流向Pt

C.Pt表面發(fā)生的電極反應：O2+2H2O+4e=4OH

D.每消耗標準狀況下1L2L的?！弊疃嗳コ?mold

【答案】B

【分析】在汽得電子發(fā)生還原反應，Pt為正極，C1-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應，Ag為負極。

【解析】A.由分析可知，C1-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應，Ag為負極，A錯誤；

B.電子由負極Ag經活性炭流向正極Pt,B正確；

C.溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應為G>2+4H++4e-=2H2。，C錯誤；

D.每消耗標準狀況下1L2L的。②，轉移電子2mol,而2moic「失去2moi電子，故最多去除2moic「，D

錯誤。

故選Bo

8.（2023?全國乙卷）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。一種室溫鈉-硫電池

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

+

一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應：Js8+e-T；S:，1s:+e-—S:，2Na+yS+2(1-y)e-^Na2Sx

鈉電極

電解質

b-^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

Y

C.放電時正極反應為：2Na++gS8+2e--Na2sx

o

D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能

【答案】A

【分析】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。

【解析】A.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.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；

V

C.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；

O

D.炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導電性，可以增強硫電極的導電性能，D正確；

故答案選A。

9.(2023?新課標卷)一種以V2O5和Zn為電極、水溶液為電解質的電池，其示意圖如下所

示。放電時，Zn為可插入VQ5層間形成Zn^VzC^nH?。。下列說法錯誤的是

K/齷像第覿

V2O5ZnxV2O5rtH2O

Zn電極V2O5電極J

Zn(CF3so3)2水溶液

U__________________________U

A.放電時V2O5為正極

B.放電時如2+由負極向正極遷移

C.充電總反應：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O

2+

D.充電陽極反應：ZnxV2O5-nH2O-2xe=xZn+V2O5+nH2O

【答案】C

【分析】由題中信息可知，該電池中Zn為負極、V2O5為正極，電池的總反應為

xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O。

【解析】A.由題信息可知，放電時，及2+可插入V2O5層間形成ZnxVzCVnHzO,V2O5發(fā)生了還原反應，

則放電時V2O5為正極，A說法正確；

B.Zn為負極，放電時Zn失去電子變?yōu)閆Y+,陽離子向正極遷移，則放電時Zn"由負極向正極遷移，B

說法正確；

C.電池在放電時的總反應為xZn+VzOs+nHzOZnxVzCVnHq,則其在充電時的總反應為

ZnxV2O5nH2°X=Zn+V2O5+nH2O，C說法不正確；

D.充電陽極上ZnC/Vn^O被氧化為V2O5,則陽極的電極反應為

2+

ZnxV2O5.nH2O-2xe=xZn+V2O5+nH2O,D說法正確；

綜上所述，本題選C。

10.(2023?山東卷)利用熱再生氨電池可實現CuSC)4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩

室均預加相同的CuSOa電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是

A.甲室Cu電極為正極

B.隔膜為陽離子膜

2+2+

C.電池總反應為：Cu+4NH3=[Cu(NH3)4]

D.NH3擴散到乙室將對電池電動勢產生影響

【答案】CD

【解析】A.向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室Cu電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成

2+

[CU(NH3)4],因此甲室Cu電極為負極，故A錯誤；

B.再原電池內電路中陽離子向正極移動，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側移動，通入

氨氣要消耗銅離子，顯然左側陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應正常進行，故B錯誤；

C.左側負極是Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4「，正極是Ci?++2片=Cu,則電池總反應為：

2+2+

Cu+4NH3=[Cu(NH3)4],故C正確；

D.NH3擴散到乙室會與銅離子反應生成[CU(NH3)4「，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此

將對電池電動勢產生影響，故D正確。

綜上所述，答案為CD。

11.（2023?遼寧卷）某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是

質子交換膜

A.放電時負極質量減小

B.儲能過程中電能轉變?yōu)榛瘜W能

C.放電時右側H+通過質子交換膜移向左側

3+2+

D.充電總反應：Pb+SO；-+2Fe=PbSO4+2Fe

【答案】B

【分析】該儲能電池放電時，Pb為負極，失電子結合硫酸根離子生成PbSCU,則多孔碳電極為正極，正極

上Fe3+得電子轉化為Fe2+,充電時，多孔碳電極為陽極，Fe?+失電子生成Fe3+,PbSC>4電極為陰極，PbSO4

得電子生成Pb和硫酸。

【解析】A.放電時負極上Pb失電子結合硫酸根離子生成PbSCU附著在負極上，負極質量增大，A錯誤；

B.儲能過程中，該裝置為電解池，將電能轉化為化學能，B正確；

C.放電時，右側為正極，電解質溶液中的陽離子向正極移動，左側的H+通過質子交換膜移向右側，C錯

誤；

D.充電時，總反應為PbSO4+2Fe2+=Pb+SO：+2Fe3+,D錯誤；

故答案選B。

12.（2022.全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示（K0H溶液中，Zn?+以

Zn（OH）j存在）。電池放電時，下列敘述錯誤的是

MnCh電極離子選擇隔膜Zn電極

X

W

二

三

一

W二

二

1夜

H2-&$04溶液-KOH溶液

IIIIII

A.II區(qū)的K+通過隔膜向III區(qū)遷移

B.I區(qū)的SOj通過隔膜向II區(qū)遷移

+2+

C.MnCh電極反應：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+2+

D.電池總反應：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn（OH）t+Mn+2H2O

【答案】A

【解析】根據圖示的電池結構和題目所給信息可知，III區(qū)Zn為電池的負極，電極反應為Zn-2e-+4OH-

=Zn(OH)4,I區(qū)MnCh為電池的正極，電極反應為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2。；電池在工作過程中，由

于兩個離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因

此可以得到I區(qū)消耗H+,生成Mn2+,II區(qū)的K+向I區(qū)移動或I區(qū)的SO；向II區(qū)移動，III區(qū)消耗0H-,

生成Zn(OH);,II區(qū)的SO7向III區(qū)移動或III區(qū)的K+向II區(qū)移動。據此分析答題。

A.根據分析，II區(qū)的K+只能向I區(qū)移動，A錯誤；

B.根據分析，［區(qū)的SO:向II區(qū)移動，B正確；

C.MnCh電極的電極反應式為MnC)2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C正確；

D.電池的總反應為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)：+Mn2++2H2O,D正確；

故答案選A。

13.(2022?福建卷)一種化學“自充電”的鋅-有機物電池，電解質為KOH和Zn(CH3coOh水溶液。將電

池暴露于空氣中，某電極無需外接電源即能實現化學自充電，該電極充放電原理如下圖所示。下列說法正

確的是

n

A.化學自充電時，c(OH-)增大

B.化學自充電時，電能轉化為化學能

C.化學自充電時，鋅電極反應式：Zn2++2e-=Zn

D.放電時，外電路通過0.02mol電子，正極材料損耗0.78g

【答案】A

【解析】A.由圖可知，化學自充電時，消耗02,該反應為O2+2H2O+4e-=4OH;dOH」增大，故A正

確；

B.化學自充電時，無需外接電源即能實現化學自充電，該過程不是電能轉化為化學能，故B錯誤；

C.由圖可知，化學自充電時，鋅電極作陰極，該電極的電極反應式為O2+2H2O+4e=4OH,故C錯誤;

K+,外電路通過0.02mol電子時，正極物質增力口0.02molK+,增力口的質量為0.02molx39g/mol=0.78g,故D

錯誤；

故選A?

14.(2022?全國乙卷)Li-O,電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科學家研

究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產生電子(片)和空穴(h+),驅動陰極反應

(Li++e=Li)和陽極反應(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是

4光

催

金

化

屬

空

電

鋰

L極

電

質

A.充電時，電池的總反應Li？。？=ZLi+O?

B.充電效率與光照產生的電子和空穴量有關

C.放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移

D.放電時，正極發(fā)生反應O2+2Li++2e-=Lia

【答案】C

【解析】充電時光照光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應(Li++e=Li+)和陽極反應

++

(Li2O2+2h=2Li+O2),則充電時總反應為Li2O2=2Li+O2,結合圖示，充電時金屬Li電極為陰極，光催

化電極為陽極；則放電時金屬Li電極為負極，光催化電極為正極；據此作答。

A.光照時，光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應和陽極反應對電池進行充電，結合陰極反應和陽

極反應，充電時電池的總反應為Li2O2=2Li+O2,A正確；

B.充電時，光照光催化電極產生電子和空穴，陰極反應與電子有關，陽極反應與空穴有關，故充電效率

與光照產生的電子和空穴量有關，B正確；

C.放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li+從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；

D.放電時總反應為2Li+O2=Li2C>2,正極反應為O2+2Li++2e-=Li2O2,D正確；

答案選c。

15.（2022?廣東卷）科學家基于C1?易溶于Cd,的性質，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可

+

作儲能設備（如圖）。充電時電極a的反應為：NaTi2（PO41+2Na+2e-=Na3Ti2（PO4）3o下列說法正確的

是

A.充電時電極b是陰極

B.放電時NaCl溶液的pH減小

C.放電時NaCl溶液的濃度增大

D.每生成ImolCL，電極a質量理論上增加23g

【答案】C

【解析】A.由充電時電極a的反應可知，充電時電極a發(fā)生還原反應，所以電極a是陰極，則電極b是

陽極，故A錯誤；

B.放電時電極反應和充電時相反，則由放電時電極a的反應為gTVPQ}-26-=可7772（/。4）3+2認?+

可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；

C.放電時負極反應為他耳（尸。,）3-21=此/%（尸。4）3+22+，正極反應為C72+2e-=23,反應后Na+

和Cl濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；

D.充電時陽極反應為2b-2b=以個，陰極反應為由得失電

子守恒可知，每生成ImolCL,電極a質量理論上增加23g/molx2moi=46g,故D錯誤；

答案選C。

16.（2022?浙江卷）通過電解廢舊鋰電池中的LiMnq,可獲得難溶性的Li2cO3和MnO2,電解示意圖如下

（其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計）。下列說法

不正確的是

濾布

A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應

2++

B.電極B的電極發(fā)應：2H2O+Mn-2e=MnO2+4H

C.電解一段時間后溶液中Mn"濃度保持不變

D.電解結束，可通過調節(jié)pH除去Mi?+，再加入Na2cO3溶液以獲得Li2cO3

【答案】C

【解析】A.由電解示意圖可知，電極B上Md+轉化為了MnCh,錦元素化合價升高，失電子，則電極B

為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應，A正確；

B.由電解示意圖可知，電極B上Mn2+失電子轉化為了MnCh,電極反應式為：2H2O+Mn2+-2e-

+

=MnO2+4H,B正確；

++2+

C.電極A為陰極，LiMmCU得電子，電極反應式為：2LiMn2O4+6e-+16H=2Li+4Mn+8H2O,依據得失

++2+2+

電子守恒，電解池總反應為：2LiMn2O4+4H=2Li+Mn+3MnO2+2H2O,反應生成了Mn,Md+濃度增

大，C錯誤；

++2+

D.電解池總反應為：2LiMn2O4+4H=2Li+Mn+3MnO2+2H2O,電解結束后，可通過調節(jié)溶液pH將錦離

子轉化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確；

答案選C。

17.（2022?遼寧卷）某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是

+

A.放電時負極反應：Na3Ti2（PO4）3-2e-=NaTi2（PO4）3+2Na

B.放電時CL透過多孔活性炭電極向CCL,中遷移

C.放電時每轉移Imol電子，理論上CCI4吸收O.5mol02

D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大

【答案】A

+

【分析】放電時負極反應：Na3Ti2（PO4）3-2e-=NaTi2（PO4）3+2Na,正極反應：Cl2+2e=2Cl--消耗氯氣，

放電時，陰離子移向負極，充電時陽極：2Cl-2e-=C12,由此解析。

+

【解析】A.放電時負極失電子，發(fā)生氧化反應，電極反應：Na3Ti2（PO4）3-2e=NaTi2（PO4）3+2Na,故

A正確；

B.放電時，陰離子移向負極，放電時cr透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，故B錯誤；

C.放電時每轉移Imol電子，正極：Cl2+2e=2Cr,理論上CC1,釋放0.5molCl2,故C錯誤；

D.充電過程中，陽極：2Cr-2e-=Cb,消耗氯離子，NaCl溶液濃度減小，故D錯誤；

故選A?

18.（2022?山東卷）設計如圖裝置回收金屬鉆。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成

CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoC）2（s）轉化為c02+,工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉

移至甲室。已知電極材料均為石墨材質，右側裝置為原電池。下列說法正確的是

A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時間后，乙室應補充鹽酸

+2+

C.乙室電極反應式為LiCoO2+2H2O+e=Li+Co+4OH

D.若甲室Co?+減少200mg,乙室Co?+增力口300mg,則此時已進行過溶液轉移

【答案】BD

【解析】由于乙室中兩個電極的電勢差比甲室大，所以乙室是原電池，甲室是電解池，然后根據原電池、

電解池反應原理分析解答。

A.電池工作時，甲室中細菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，C02+在另一個電極上得到電

子，被還原產生C。單質，CH3coO-失去電子后，Na+通過陽膜進入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由

堿性變?yōu)橹行?，溶液pH減小，A錯誤；

B.對于乙室，正極上LiCoCh得到電子，被還原為Co2+,同時得到Li+,其中的O與溶液中的H+結合

H2O,因此電池工作一段時間后應該補充鹽酸，B正確；

++2+

C.電解質溶液為酸性，不可能大量存在OH,乙室電極反應式為：LiCoO2+e+4H=Li+Co+2H2O,C錯

誤；

D.若甲室Co2+減少200mg,電子轉移物質的量為〃（e-）=2g?x2=0.0068mol,乙室Co2+增加300

59g/mol

03。

mg,轉移電子的物質的量為w（e-）=k-xl=0.0051mol,說明此時已進行過溶液轉移，D正確；

59g/mol

故合理選項是BD?

19.（2022?湖南卷）海水電池在海洋能源領域備受關注，一種鋰-海水電池構造示意圖如下。下列說法錯

誤的是

隔膜玻璃陶瓷

A.海水起電解質溶液作用

B.N極僅發(fā)生的電極反應：2H2O+2e=2OH+H2T

C.玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能

D.該鋰-海水電池屬于一次電池

【答案】B

【分析】鋰海水電池的總反應為2Li+2H2O=2LiOH+H2T，M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應，則M電極

為負極，電極反應為Lie=Li+,N極為正極，電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2f,同時氧氣也可以在N極得

電子，電極反應為O2+4e-+2H2O=4OH-。

【解析】A.海水中含有豐富的電解質，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質溶液，故A正確；

B.由上述分析可知，N為正極，電極反應為2H2O+2e=2OH-+H2T，和反應。2+40+2H2O40H,故B錯

誤；

C.Li為活潑金屬，易與水反應，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應，并能傳導離子，故C正確；

D.該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；

答案選B。

考法02電解池的工作原理及應用

20.（2024?黑吉遼卷）“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統電解水制“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:

0+OHHOOHOyO

AVI+yH：o下列說法錯誤的是

HH-OHH

《電源｝

,惰性電極及催化劑,

HCOO

KOH溶液].r;\

KOH溶液

HCHO

Ia

陰離子交換膜

A.相同電量下H?理論產量是傳統電解水的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

【解析】

【分析】據圖示可知，b電極上HCHO轉化為HCOO,而HCHO轉化為HCO。為氧化反應，所以b電

極為陽極，a電極為陰極，HCHO為陽極反應物，由反應機理

區(qū)嚅臉嫣v-丁+品可知:反應區(qū)叫做一后生

成的H0vo轉化為HCOOH。由原子守恒和電荷守恒可知，在生成HCOOH的同時還生成了H;生成

HN

的HCOOH再與氫氧化鉀酸堿中和：HCOOH+OH=HCOO+H2O,而生成的H-在陽極失電子發(fā)生氧化反應

生成氫氣，即2H-2e-=H2f,陰極水得電子生成氫氣：2H2O-2e-=H2f+2OH-。

【解析】A.由以上分析可知，陽極反應：@HCHO+OH-e-^HCOOH+-H2,?HCOOH+OH=HCOO

2

+H20,陰極反應2H2O-2e-=H2f+2OH,即轉移2moi電子時,陰、陽兩極各生成ImolHz,共2m0IH2,而

電角革

傳統電解水：2H2O=2H2T+O2T,轉移2moi電子，只有陰極生成Imollh,所以相同電量下H2理

論產量是傳統電解水的2倍，故A錯誤；

B.陰極水得電子生成氫氣，陰極反應為2H2O-2e-=H2f+2OH-,故B正確；

C.由電極反應式可知，電解過程中陰極生成OH-,負電荷增多，陽極負電荷減少，要使電解質溶液呈電

中性，OH通過陰離子交換膜向陽極移動，即向b極方向移動，故C正確；

D.由以上分析可知，陽極反應涉及至ij：@HCHO+OH-e-^HCOOH+-H,@HCOOH+OH=HCOO

22

+H2O,由(①+②)x2得陽極反應為：2HCHO-2e+40H=2HC00+2H2O+H2T,故D正確；

答案選A。

21.(2024?湖北卷)我國科學家設計了一種雙位點PbCu電催化劑，用H2ca,和NH20H電化學催化合成

甘氨酸，原理如圖，雙極膜中H2。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HOCH2。,存在平衡HOCH2Cr+OH-B［OCH2O『+H2O。Cu電極上發(fā)生的電子轉移反

應為［OCH?。］匕厘=HCOO+H?。下列說法錯誤的是

HO

B.理論上生成ImolJ^N+CH2coOH雙極膜中有4molH2O解離

C.陽極總反應式為2HCHO+4OH、2e-=2HCOCT+H2T+2H2O

D.陰極區(qū)存在反應H2c2C)4+2H++2e-=CH0C00H+H2。

【答案】B

【分析】在KOH溶液中HCHO轉化為HOCH2O：HCHO+OH-HOCH2O,存在平衡HOCH2O+OHU

[OCH2OF+H2O,Cu電極上發(fā)生的電子轉移反應為[OCH2O]2-e=HCOO-+H-，H?結合成H2,Cu電極為陽

極；PbCu電極為陰極，首先HOOC—COOH在Pb上發(fā)生得電子的還原反應轉化為OHC—COOH：

++

H2C2O4+2e+2H=OHC—COOH+H2O,OHC—COOH與HO—NH3反應生成HOOC—CH-N—OH：OHC—

++

COOH+HO—NH3^HOOC—CH=N—OH+H2O+H,HOOC—CH=N—OH發(fā)生得電子的還原反應轉化成

+

H3NCH2COOH：HOOC—CH=N—0H+4e-+5H+=H3N+CH2coOH+H2O?

【解析】A.根據分析，電解過程中，陽極區(qū)消耗OH、同時生成H2O,故電解一段時間后陽極區(qū)c（OH-）

減小，A項正確；

B.根據分析，陰極區(qū)的總反應為H2c2O4+HO—N+H3+6e-+6H+=H3N+CH2co0H+3H2。，ImolIhO解離成

ImolH^DImolOH-,故理論上生成I1110IH3N+CH2coOH雙極膜中有6m0IH2C）解離，B項錯誤；

C.根據分析，結合裝置圖，陽極總反應為2HCHO-2e-+40H-=2HCOO+H2T+2H20,C項正確；

D.根據分析，陰極區(qū)的Pb上發(fā)生反應H2c2O4+2e-+2H+=OHC—8OH+H2O,D項正確；

答案選B。

22.（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H?和。2,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

泵BrOj

A.電極a連接電源負極

B.加入Y的目的是補充NaBr

電角軍

C.電解總反應式為BF+3H2O^=BrC)3+3H2T

D.催化階段反應產物物質的量之比n(Z):n(Brj=3:2

【答案】B

【分析】電極b上Br■發(fā)生失電子的氧化反應轉化成Br。］,電極b為陽極，電極反應為Br-6e-3H2O=BrC)3

電解

+6H+；則電極a為陰極，電極a的電極反應為6H++6e-=3H2f；電解總反應式為Br+3H2。^BrO#3H2?；

催化循環(huán)階段BrC)3被還原成B「循環(huán)使用、同時生成02,實現高效制H2和02,即Z為。2。

【解析】A.根據分析，電極a陰極，連接電源負極，A項正確；

B.根據分析電解過程中消耗H2O和Br;而催化階段BrC)3被還原成Br循環(huán)使用，故加入Y的目的是補

充H2O,維持NaBr溶液為一定濃度，B項錯誤；

電解

C.根據分析電解總反應式為Br+3H2。^BrO/3HC項正確；

D.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0價，生成ImolCh失去4moi電子，根據得失電子守恒，反應產物物質的量之比”(Ch)：w(Br)=6：

4=3：2,D項正確；

答案選B。

23.(2024?湖南卷)在KOH水溶液中，電化學方法合成高能物質K4c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，OH一向Ni電極移動

B.生成CGN：6的電極反應：2C3N8H4+80H--4e-=C6N^6+8H2O

C.電解一段時間后，溶