电化学原理综合分析--2024年高考化学压轴题专项训练含答案.pdf

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1、1 压轴题 电化学原理综合分析 压轴题 电化学原理综合分析命题预测电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是高考每年必考内容，通常会以新型二次电池为载体考查原电池原理与电解原理。试题主要考查电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子或电子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。预计 2024 年命题，以新型电源及含有离子交换膜的原电池、电解池为背景，通过陌生电化学装置图，在新颖的研究对象和真实问题情境下，考查原电池的原理、电解池原理、电池反应式。高频考法(1)考查新型

2、电源(2)考查新型电解池(3)考查二次电池(4)考查燃料电池(5)考查离子交换膜的应用(6)考查原电池和电解池综合一、新型化学电源一、新型化学电源1.锂电池1.锂电池锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化为Li+，负极反应均为Li-e-=Li+，负极生成的Li+经过电解质定向移动到正极。2.锂离子二次电池2.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；在两极形成的电压降的驱动下，Li+可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。(2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6+xLi+xe

3、-=LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6-xe-=C6+xLi+。(3)锂离子电池的正极材料一般为含Li+的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。电化学原理综合分析-2024年高考化学压轴题专项训练23.3.微生物燃料电池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

4、得到电子被还原。4.4.物质循环转化型电池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。二、多池串联的两大模型及原理分析二、多池串联的两大模型及原理分析1.1.常见串联装置图常见串联装置图模型一外接电源与电解池的串联(如图)A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。模型二原电池与电解池的串联(如图)图甲图乙显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。2.2.“串联串联”类装置的解题流程类装置的解题流程3三、电解池三、电解池1.1.图解电解池工作原理图解电解池工作原理(阳极为惰性电极阳极

5、为惰性电极)2.2.对比掌握电解规律对比掌握电解规律(阳极为惰性电极阳极为惰性电极)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HCl或CuCl2原电解质放氢生碱型NaClHCl气体放氧生酸型CuSO4或AgNO3CuO或Ag2O【特别提醒】电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2+完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2+完全放电之后，溶液中H+继续放电，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。四、电化学计算中常用的三种方

6、法四、电化学计算中常用的三种方法1.1.根据总反应式计算根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。2.2.根据电子守恒计算根据电子守恒计算4(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)用于混合溶液中电解的分阶段计算。3.3.根据关系式计算根据关系式计算根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以电路中通过4mol e-为桥梁可构建以下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)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

7、常见的电化学计算问题。五、离子交换膜五、离子交换膜1.1.交换膜类型及特点交换膜类型及特点交换膜类型阳膜阴膜双极膜特定的交换膜允许通过的离子及移动方向阳离子移向原电池的正极(电解池的阴极)阴离子移向原电池的负极(电解池的阳极)中间层中的H2O解离出H+和OH-，H+移向原电池的正极(电解池的阴极)，OH-移向原电池的负极(电解池的阳极)只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许H+通过，氯离子交换膜只允许Cl-通过通性无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极2.2.“隔膜隔膜”电解池的解题步骤电解池的解题步骤第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或

8、质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。0101考查新型电源考查新型电源1(2024北京房山一模)一种太阳能电池工作原理示意图如图所示，其中电解质溶液为K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6的混合溶液，下列说法不正确的是5A.K3Fe(CN)6中，中心离子为Fe3+B.电极a为负极C.电子由电极b经导线流向电极aD.正极上发生的电极反应：Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-0

9、202考查新型电解池考查新型电解池2(2024广东一模)用如图装置电解CO2制取CH4，温度控制在10左右，持续通入CO2，电解前后HCO-3物质的量基本不变。下列说法正确的是A.电解过程中HCO-3的移动方向是：甲室乙室B.甲室产生的气体只有O2C.乙室电极反应为9CO2+8e-+6H2O=CH4+8HCO-3D.当乙室产生的气体体积为11.2L时，外电路转移电子数为4NA0303考查二次电池考查二次电池3(2024浙江嘉兴二模)水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是A.放电时，电极a作电源的正极，Cu3PO42发生氧化反应最终变为Cu6B.充电时，水系电池中，a电极附近溶液的碱性

10、增强C.充电时，b电极上的电极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+D.当1molCu3PO42完全放电时，则b电极质量减轻138g0404考查燃料电池考查燃料电池4(2024广东一模)一种镁/海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如图所示。下列说法正确的是A.Mg作原电池的正极B.放电时，PO3-4向气体扩散电极移动C.反应初始阶段产生的是Mg(OH)2，后期会产生MgNH4PO4沉淀D.气体扩散电极发生的电极反应：O2+4NH+4+2H2O+4e-=4NH3H2O0505考查离子交换膜的应用考查离子交换膜的应用5(2024河北沧州模拟)我国科学家设计的一种

11、三室电池既能净化污水，又能淡化海水，同时还可回收其中的能量，用葡萄糖溶液(足量，代替污水)氯化钠溶液(足量，代替海水)和100mL 1.1molL-1盐酸模拟工作原理的示意图如下，下列说法正确的是A.外电路中的电流方向为电极A电极BB.该电池的正极反应为O2+4e-+4H+=2H2OC.常温下，当电路中有0.1mol e-通过时，盐酸的pH=2D.离子交换膜A可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜，但不能与离子交换膜B相同0606考查原电池和电解池综合考查原电池和电解池综合6(2024河南新乡二模)自由基因为化学性质不稳定往往不能稳定存在，羟基自由基(OH)有极强的氧化性，其氧化性仅次于氟单质

12、。我国科学家设计的一种能将苯酚(C6H6O)氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是7A.该装置工作时，电流方向为电极b室室室电极aB.当电极a上有1mol Cr OH3生成时，c极区溶液仍为中性C.电极d的电极反应为H2O-e-=H+OHD.当电极b上有0.3mol CO2生成时，电极c、d两极共产生气体11.2L(标准状况)1(2024黑龙江二模)某电化学锂富集装置如图，工作步骤如下：.向MnO2所在腔室通入海水，启动电源乙，使海水中Li+进入MnO2结构形成LixMn2O4；.关闭电源乙和海水通道，启动电源甲，同时向电极a上通

13、入O2.下列说法错误的是A.电极b与电源乙的正极相连B.步骤时，腔室2中的Na+进入MnO2所在腔室C.步骤时，阳极的电极反应式为LixMn2O4-xe-=xLi+2MnO2D.在电极a上每消耗5.6 L O2(换算成标准状况)，腔室1质量增加7 g2(2024北京东城一模)-种能捕获和释放CO2的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接S1时，b极区溶液能捕获通入的CO2。8下列说法不正确的是A.K连接S1时，b极发生反应：B.K连接S1时。a连接电源正极C.K连接S2时，a极区n(Fe(CN)63-):n(Fe(CN)64-)的值增大D.该装置通过“

14、充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放CO23(2024安徽黄山二模)一种用3-氯丙烯()电解合成环氧氯丙烷()的装置如图所示。该装置无需使用隔膜，且绿色高效，图中X为Cl或Br，工作时X-和OH-同时且等量放电。下列说法错误的是A.电解一段时间后，装置中OH-物质的量增大B.每转移2mole-，生成1mol环氧氯丙烷C.若X为Br，也可电解制得环氧氯丙烷D.该装置工作时不需要补充X-4(2024湖北一模)为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如下的H2-铅化合物燃料电池实现铅单质的回收。9下列有关说法错误的是A.正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低B.电子流向：电极b负载电极a

15、C.阴极区电极反应式为HPbO-2+H2O+2e-=Pb+3OH-D.为了提高Pb的回收率，离子交换膜为阴离子交换膜5(2024广东佛山一模)按如图装置进行探究实验，关闭K后，反应开始。下列说法错误的是A.石墨电极A为正极B.U型管中M代表阳离子交换膜C.a中产生白色沉淀，溶液中c Na+c Cl-减小D.b中溶液变为橙黄色，说明非金属性：ClBr6(2024北京西城一模)双极膜可用于电解葡萄糖(C6H12O6)溶液同时制备山梨醇(C6H14O6)和葡萄糖酸(C6H12O7)。电解原理示意图如下(忽略副反应)。已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到H+和OH-。10注：R为-C5

16、H11O5下列说法不正确的是A.右侧的电极与电源的正极相连B.阴极的电极反应：C6H12O6+2e-+2H+=C6H14O6C.一段时间后，阳极室的pH增大D.每生成1mol山梨醇，理论上同时可生成1mol葡萄糖酸7(2024安徽一模)科学家发明了一种新型可充电Zn-NO-3/C2H5OH电池，电池示意图如图所示，电极为金属锌和双功能催化材料，放电时，NO-3转化为 NH3H2O 进行氨电合成等，为解决环境问题提供了一种新途径。已知：电解质溶液1为弱碱性环境。下列说法错误的是A.放电时，负极反应为Zn-2e+2OH=ZnO+H2OB.放电时，1m ol NO转化为 NH3H2O，转移的电子为8

17、molC.充电时，左侧电极的电势低于右侧电极D.充电时，阳极溶液中 OH浓度升高8(2024河北衡水一模)浓差电池是一种特殊的化学电源。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是A.a为电解池的阴极B.当电路中转移2mol电子时，2molSO2-4通过膜d向右移动C.电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu2+2e-=CuD.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120gNaOH9(2024湖南益阳三模)为探究AgNO3与KI溶液能否发生氧化还原反应，设计了如下装置：闭合K一段时间后，观察到

18、Y电极表面有银白色物质析出。下列说法正确的是11A.Y电极为阴极B.右侧烧杯中NO-3经盐桥移向左侧烧杯C.闭合K后右侧烧杯中溶液pH不断升高D.若将X电极换成Ag，实验现象不变10(2024河南濮阳二模)镁锂双盐电池是新型二次离子电池，其放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是A.充电时，Mg2+和Li+均向Q极区移动B.充电时，阴极的电极反应式为LixVS2-xe-=VS2+xLi+C.放电时，Q电极Mg失去电子，电子经导线流向R电极D.电池工作时，若外电路中转移电子的物质的量为0.1mol，则两极的质量变化值相差0.5g11(2024湖南长沙二模)溶液电池是最具潜力的大规模储能电化学器

19、件，然而不同的水溶液电池的发展又受到不同因素的限制。醌类()电极的酸碱混合电池能够实现高能量密度和优异的循环稳定性。电池工作示意图如图所示，下列有关说法错误的是A.放电时，右侧醌类电极为负极12B.放电时，左侧电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2+2H2OC.充电时，阳极区电解质溶液的pH保持不变D.充电时，电路中每转移1mol电子，阴极增重质量为20g12(2024山东潍坊二模)AdvMater报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，下列有关说法正确的是A.光催化装置中溶液的c H+增大B.整套装置转移0.01mol e-，

20、光催化装置生成1.905g I-3C.电催化装置阳极电极反应式：4OH-4h+=2H2O+O2D.离子交换膜为阴离子交换膜13(2024河南二模)最近，科学家开发一种宽温域的锂离子电池，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是A.X极电势高于Y极电势B.放电时，X极电极反应式为Li3V2PO43-2e-+2Li+=Li5V2PO43C.充电时，电极Y与电源负极连接D.充电时，每生成1.4 g Li时理论上转移电子数约为1.204102314(2024湖南长沙一模)利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li P CN2，并能实现H2的循环利用，其工作原理如图所示(已知：Me为甲基；电极均为石墨电极)

21、，下列说法正确的是13A.电池工作时电极a连接电极cB.通电段时间后，当生成9g Li P CN2时，电极a消耗H2的体积(标准状况)为2.24LC.若隔膜e为阳离子交换膜，则燃料电池的放电会使左侧溶液pH增大D.电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH15(2024安徽合肥一模)复旦大学设计了一种新型碱性H2/Na0.44MnO2气体可逆电池，工作原理示意图如下。下列叙述错误的是A.放电时N为电池正极B.放电时负极反应：H2-2e-+2OH-=2H2OC.充电时Na+由N极向M极移动D.充电时阳极反应：Na0.44-xMnO2+x+yNa+-x+ye-=Na0.44+yMnO216(2024北

22、京石景山一模)一种铝硫电池放电过程示意图如下，下列说法正确的是A.硫电极是正极，发生得电子的氧化反应B.负极反应为2Al+8AlCl3Br-+6AlCl-4-6e-=8Al2Cl6Br-C.正极反应为3S+6Al2Cl6Br-+6e-=Al2S3+6AlCl3Br-+6AlCl-4D.AlCl-4和AlCl3Br-中心原子的杂化轨道类型相同，均为正四面体结构17(2024湖南常德一模)水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，该电池以V2CTx(含V、C、N元素)为正极材料，电解质溶液中主要存在团簇离子NH+4CH3COOH3。其放电工作原理如图14所示。下列说法错误的是A.放电时

23、，NH+4CH3COOH3向Y极方向移动B.放电时，Y极的电极反应式为V2CTx+NH+4CH3COOH3+2e-=V,e-2CTx NH+4CH3COOH3C.NH+4与CH3COOH间通过离子键结合D.充电时，NH+4CH3COOH3增加了1mol时，X极质量增加46g18(2024黑龙江二模)我国科学家设计的间接电化学氧化法可同时去除烟气中的SO2和NO2，原理如图。下列说法正确的是A.H+通过质子交换膜向m电极移动B.NO2发生的反应：NO2+Ce4+H2O=NO-3+Ce3+2H+C.n电极的电极反应式：H2O+2e-=H2+2OH-D.若产生22.4 L H2(标准状况下)，则气-

24、液吸收柱中处理了64 g SO219(2024山西太原一模)我国科学家通过电化学耦合丙酮酸和硝酸钾，在PdCu纳米珠线(Pd1Cu1NBWs)的催化作用下合成了丙氨酸，其工作原理示意图如下。下列说法错误的是A.X极上发生氧化反应，与电源的正极相连B.阴极反应：+NO-3+11H+10e-=+4H2OC.该工艺可将污水中的硝酸盐转化为氨基酸，实现变废为宝D.该离子交换膜为阴离子交换膜20(2024福建宁德一模)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NO-3等)在常温常压下合成尿素，有15助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液中通CO2至饱和，在电极上反应生成CO NH22

25、，电解原理如图所示。下列说法不正确的是A.电极b连接电源的正极，发生氧化反应B.电极a发生的电极反应式为2NO-3+CO2+18H+16e-=CO NH22+7H2OC.当电极a区生成3.0g尿素时，电极b区质量减少6.4gD.电极a区电解质溶液pH增大1 压轴题 压轴题 电化学原理综合分析 电化学原理综合分析命题预测电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是高考每年必考内容，通常会以新型二次电池为载体考查原电池原理与电解原理。试题主要考查电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子或电子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护

26、等，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。预计 2024 年命题，以新型电源及含有离子交换膜的原电池、电解池为背景，通过陌生电化学装置图，在新颖的研究对象和真实问题情境下，考查原电池的原理、电解池原理、电池反应式。高频考法(1)考查新型电源(2)考查新型电解池(3)考查二次电池(4)考查燃料电池(5)考查离子交换膜的应用(6)考查原电池和电解池综合一、新型化学电源一、新型化学电源1.1.锂电池锂电池锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化为Li+，负极反应均为Li-e-=Li+，负极生成的Li+经过电解质定向移动到正极。2.

27、2.锂离子二次电池锂离子二次电池(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；在两极形成的电压降的驱动下，Li+可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。(2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6+xLi+xe-=LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6-xe-=C6+xLi+。(3)锂离子电池的正极材料一般为含Li+的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。23.3.微生物燃料电池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

28、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。4.4.物质循环转化型电池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。二、多池串联的两大模型及原理分析二、多池串联的两大模型及原理分析1.1.常见串联装置图常见串联装置图模型一外接电源与电解池的串联(如图)A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。模型二原电池与电解

29、池的串联(如图)图甲图乙显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。2.2.“串联串联”类装置的解题流程类装置的解题流程3三、电解池三、电解池1.1.图解电解池工作原理图解电解池工作原理(阳极为惰性电极阳极为惰性电极)2.2.对比掌握电解规律对比掌握电解规律(阳极为惰性电极阳极为惰性电极)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HCl或CuCl2原电解质放氢生碱型NaClHCl气体放氧生酸型CuSO4或AgNO3CuO或Ag2O【特别提醒】电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用

30、惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2+完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2+完全放电之后，溶液中H+继续放电，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。四、电化学计算中常用的三种方法四、电化学计算中常用的三种方法1.1.根据总反应式计算根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。2.2.根据电子守恒计算根据电子守恒计算4(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)用于混合溶液中电解的分阶段计算。3.3.根据关系式计算根据关系式计算根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的

31、桥梁，构建计算所需的关系式。如以电路中通过4mol e-为桥梁可构建以下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)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。五、离子交换膜五、离子交换膜1.1.交换膜类型及特点交换膜类型及特点交换膜类型阳膜阴膜双极膜特定的交换膜允许通过的离子及移动方向阳离子移向原电池的正极(电解池的阴极)阴离子移向原电池的负极(电解池的阳极)中间层中的H2O解离出H+和OH-，H+移向原电池的正极(电解池的阴极)，OH-移向原电池的负极(电解池的阳极)只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许H+通过，氯离

32、子交换膜只允许Cl-通过通性无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极2.2.“隔膜隔膜”电解池的解题步骤电解池的解题步骤第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。0101考查新型电源考查新型电源1(2024北京房山一模)一种太阳能电池工作原理示意图如图所示，其中电解质溶液为K3Fe(CN)6和K4Fe(C

33、N)6的混合溶液，下列说法不正确的是5A.K3Fe(CN)6中，中心离子为Fe3+B.电极a为负极C.电子由电极b经导线流向电极aD.正极上发生的电极反应：Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-【答案】C【解析】AK3Fe(CN)6中Fe3+有空轨道，中心离子为Fe3+，A正确；B由图可知，电极a上铁的化合价升高，失去电子，电极b上铁的化合价降低，得到电子，故a负极，b为正极，B正确；C由图可知，Fe(CN)4-6-e-=Fe(CN)3-6，电子由电极a经导线流向电极b，C错误；D正极上Fe(CN)3-6得到电子生成 Fe(CN)64-，电极方程式为：Fe(CN)63-+e-=Fe(CN

34、)64-，D正确；故选C。0202考查新型电解池考查新型电解池2(2024广东一模)用如图装置电解CO2制取CH4，温度控制在10左右，持续通入CO2，电解前后HCO-3物质的量基本不变。下列说法正确的是A.电解过程中HCO-3的移动方向是：甲室乙室B.甲室产生的气体只有O2C.乙室电极反应为9CO2+8e-+6H2O=CH4+8HCO-3D.当乙室产生的气体体积为11.2L时，外电路转移电子数为4NA【答案】C【分析】从图中可知，该装置为电解池装置，铜电极上CO2得电子转化为CH4，因此铜电极为阴极，故铂电极为阳极。【解析】A由分析知，电解过程中电解质中的阴离子向阳极移动，HCO-3由乙室向

35、甲室移动，A错误；6B电解前后HCO-3物质的量基本不变，阴极上有HCO-3生成，则阳极上HCO-3失电子生成CO2和O2，电极反应为4HCO-3-4e-=O2+4CO2+2H2O，B错误；C电解时电解质溶液中KHCO3物质的量基本不变，故在阴极会同时产生碳酸氢根，发生的电极反应为9CO2+8e-+6H2O=CH4+8HCO-3，C正确；D没有指明气体所处的状况，不能计算电子转移数目，D错误；故选C。0303考查二次电池考查二次电池3(2024浙江嘉兴二模)水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是A.放电时，电极a作电源的正极，Cu3PO42发生氧化反应最终变为CuB.充电时，水系电池

36、中，a电极附近溶液的碱性增强C.充电时，b电极上的电极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+D.当1molCu3PO42完全放电时，则b电极质量减轻138g【答案】D【分析】由图可知，放电时为原电池，a极上Cu3(PO4)2Cu2OCu、发生得电子的还原反应，b极上Na0.44MnO2Na0.44-xMnO2、发生失电子的氧化反应，则a极为正极、b极为负极，负极反应式为Na0.44MnO2-xe-Na0.44-xMnO2+xNa+，充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，即a极为阳极、b极为阴极，阴阳极反应与负正极反应相反，据此分析解答。【解析】

37、A放电时为原电池，a极为正极、b极为负极，Cu3(PO4)2发生还原反应最终变为Cu,故A错误；B充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阳极上OH-失电子生成水，阳极附近的碱性减弱，故B错误；C充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阴极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa+xe-=Na0.44MnO2，故C错误；D放电时为原电池，a极上发生反应Cu3(PO4)2Cu2OCu,则1molCu3(PO4)2完全放电时，转移电子6mol,有6molNa+发生迁移，则b电极质量减轻6mol23g/mol=138g，故D正确；故选：D。0404考查燃料电池考查燃料电池4(2024广东一模)一种镁

38、/海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如图所示。下列说法正确的是7A.Mg作原电池的正极B.放电时，PO3-4向气体扩散电极移动C.反应初始阶段产生的是Mg(OH)2，后期会产生MgNH4PO4沉淀D.气体扩散电极发生的电极反应：O2+4NH+4+2H2O+4e-=4NH3H2O【答案】D【分析】该原电池工作时，Mg发生失电子的反应生成Mg2+、作负极，正极上氧气发生得电子的还原反应生成OH-，OH-与NH+4结合生成NH3H2O，即Mg电极为负极，气体扩散电极为正极，放电时电解质溶液中NH+4向正极移动，PO3-4向负极移动，则反应初始阶段Mg2+与(NH4)3PO4反应生成MgNH4PO

39、4沉淀，后期NH+4向正极移动、溶液碱性增强，生成Mg(OH)2沉淀，正极反应为O2+4NH+4+2H2O+4e-=4NH3H2O，据此分析解答。【解析】A镁/海水燃料电池工作时，Mg发生失电子的反应生成Mg2+，故作负极，A错误；B原电池工作时，Mg电极为负极，气体扩散电极为正极，NH+4向正极移动，PO3-4向负极(Mg电极)移动，B错误；C反应初始阶段Mg2+与(NH4)3PO4反应生成MgNH4PO4沉淀，后期NH+4向正极移动、溶液碱性增强，生成Mg(OH)2沉淀，C错误；D原电池工作时，Mg电极为负极，气体扩散电极为正极，正极上O2得电子生成OH-，与迁移过来的NH+4结合生成NH

40、3H2O，则正极反应式为O2+4NH+4+2H2O+4e-=4NH3H2O，D正确；故答案为：D。0505考查离子交换膜的应用考查离子交换膜的应用5(2024河北沧州模拟)我国科学家设计的一种三室电池既能净化污水，又能淡化海水，同时还可回收其中的能量，用葡萄糖溶液(足量，代替污水)氯化钠溶液(足量，代替海水)和100mL 1.1molL-1盐酸模拟工作原理的示意图如下，下列说法正确的是A.外电路中的电流方向为电极A电极BB.该电池的正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O8C.常温下，当电路中有0.1mol e-通过时，盐酸的pH=2D.离子交换膜A可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜，但不

41、能与离子交换膜B相同【答案】B【分析】B极室通入氧气，氧气发生还原反应，则B是正极、A是负极；【解析】A电极A为负极，外电路中电子的流动方向为电极A电极B，故A错误；B电极B为正极，电解质溶液为盐酸，氧气得电子发生还原反应生成水，电极反应为O2+4e-+4H+2H2O，故B正确；C电路中有0.1mol e-通过时，H+减少了0.1mol，所以c(H+)=0.1L1.1mol/L-0.1mol0.1L=0.1mol/L，盐酸的 pH=1，故C错误；DB是正极、A是负极，为淡化海水，离子交换膜A为阴离子交换膜，离子交换膜B为阳离子交换膜，故D错误；选B。0606考查原电池和电解池综合考查原电池和电

42、解池综合6(2024河南新乡二模)自由基因为化学性质不稳定往往不能稳定存在，羟基自由基(OH)有极强的氧化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚(C6H6O)氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是A.该装置工作时，电流方向为电极b室室室电极aB.当电极a上有1mol Cr OH3生成时，c极区溶液仍为中性C.电极d的电极反应为H2O-e-=H+OHD.当电极b上有0.3mol CO2生成时，电极c、d两极共产生气体11.2L(标准状况)【答案】D【分析】根据装置图，左边是原电池装置，右边是电解池装置，a处Cr元素从

43、+6价变成+3价，化合价降低，得到电子，发生还原反应，a为正极，b为负极。苯酚废水在d处被氧化，d处水分子失去电子形成羟基自由基，发生氧化反应，d为电解池阳极，c为电解池阴极，据此分析解题。【解析】A根据分析，a为正极，b为负极，该装置工作时，内电路电流由 b 极经 III、II、I 室流向 a 极，A正确；Ba极每产生1molCr(OH)3，转移3mol电子，c极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，生成1.5molH2，与此同时，有3molH+从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，因此c极区溶液仍为中性，B正确；Cd 极区为阳极区，电极反应为H2O-e-=H+OH，C正确；9D电极

44、b的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2+28H+，电极c的电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-电极d为电解池阳极，电极反应为H2O-e-=H+OHOH可进一步氧化苯酚，化学方程式为C6H5OH+28OH=6CO2+17H2O，当电极b上有0.3mol CO2生成时，电极c、d两极共产生气体22.4L(标准状况)，D项错误；故选D。1(2024黑龙江二模)某电化学锂富集装置如图，工作步骤如下：.向MnO2所在腔室通入海水，启动电源乙，使海水中Li+进入MnO2结构形成LixMn2O4；.关闭电源乙和海水通道，启动电源甲，同时向电极a上通入O2.下列说法错误的是A.电

45、极b与电源乙的正极相连B.步骤时，腔室2中的Na+进入MnO2所在腔室C.步骤时，阳极的电极反应式为LixMn2O4-xe-=xLi+2MnO2D.在电极a上每消耗5.6 L O2(换算成标准状况)，腔室1质量增加7 g【答案】D【分析】启动电源乙，使海水中Li+进入MnO2结构形成LixMn2O4，MnO2中锰元素的化合价降低，作阴极，与电源乙的负极相连，电极反应式为：2MnO2+xLi+xe-=LixMn2O4；电极b作阳极，连接电源乙正极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+，关闭电源乙和海水通道，启动电源甲，向电极a上通入空气，使LixMn2O4中的Li+脱出进入腔室1，则电极

46、a为阴极，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，阳极的电极反应式为：LixMn2O4-xe-=xLi+2MnO2。【解析】A由分析得，电极b作阳极，连接电源乙正极，故A正确；B步骤时，MnO2中锰元素的化合价降低，作阴极，腔室2中的Na+向阴极移动，进入MnO2所在腔室，故B正确；C由分析得，步骤时，阳极的LixMn2O4失去电子，变为Li+和MnO2，电极反应式为LixMn2O4-xe-=xLi+2MnO2，故C正确；D电极a为阴极，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，每消耗5.6 L O2(换算成标准状况)，即0.25molO2，转移电子数为1mol，即有1molLi

47、+进入腔室1，腔室1增重：0.25mol32g/mol+1mol107g/mol=15g，故D错误；故选D。2(2024北京东城一模)-种能捕获和释放CO2的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接S1时，b极区溶液能捕获通入的CO2。下列说法不正确的是A.K连接S1时，b极发生反应：B.K连接S1时。a连接电源正极C.K连接S2时，a极区n(Fe(CN)63-):n(Fe(CN)64-)的值增大D.该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放CO2【答案】C【分析】当K连接S1时，b极区溶液能捕获通入的CO2，右侧为b极，充电时b为阴极，

48、得电子发生还原反应，a为阳极失电子发生氧化反应；放电时a为正极发生还原反应，得电子，b为负极发生氧化反应，失电子，据此分析解题。【解析】AK连接S1时，为电解池，阴极得电子，发生还原反应，b极发生反应：，A正确；BK连接S1时，a为阳极，与连接电源正极相连，B正确；CK连接S2时，为原电池，a极为正极，发生还原反应，得电子，Fe(CN)63-Fe(CN)64-，a极区n(Fe(CN)63-):n(Fe(CN)64-)的值减小，C错误；D该装置通过“充电”和“放电”OH-浓度调控b极区溶液 pH，捕获和释放CO2，D正确；11故选C。3(2024安徽黄山二模)一种用3-氯丙烯()电解合成环氧氯丙

49、烷()的装置如图所示。该装置无需使用隔膜，且绿色高效，图中X为Cl或Br，工作时X-和OH-同时且等量放电。下列说法错误的是A.电解一段时间后，装置中OH-物质的量增大B.每转移2mole-，生成1mol环氧氯丙烷C.若X为Br，也可电解制得环氧氯丙烷D.该装置工作时不需要补充X-【答案】A【分析】由图可知，右电极上H2O被还原生成H2，即右电极作阴极，则左电极作阳极，阳极上 X-和OH-同时且等量放电：X-e-=X、OH-e-=OH；【解析】A由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上消耗1个OH-，阴极上生成1个OH-，即OH-消耗的量与生成的量相等，则电解一段时间后，装置中OH-的物

50、质的量不变，A错误；B由装置原理图可知，阳极上X-和OH-各失去1个电子，即转移2个电子，就生成1个环氧氯丙烷，则每转移2mole-，生成1mol环氧氯丙烷，B正确；C由装置原理图可知，X为Cl或Br，电解制备产物均为环氧氯丙烷，C正确；D由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上先消耗1个X-，最终生成环氧氯丙烷时又释放1个X-，即X-为可循环离子，则该装置工作时无需补充 X-，D正确；答案选A。4(2024湖北一模)为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如下的H2-铅化合物燃料电池实现铅单质的回收。12下列有关说法错误的是A.正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低B.电子流向：电极