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微专题 电化学
1．（2024·广东·高考真题）我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是
A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用
C．该法为外加电流法 D．锌发生反应：
2．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是
A．阳极反应：
B．阴极区溶液中浓度逐渐升高
C．理论上每消耗，阳极室溶液减少
D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加
3．（2023·广东·高考真题）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是
A．作原电池正极
B．电子由经活性炭流向
C．表面发生的电极反应：
D．每消耗标准状况下的，最多去除
4．（2023·广东·高考真题）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是
A．电解总反应：
B．每生成，双极膜处有的解离
C．电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
5．（2022·广东·高考真题）以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中
A．阴极发生的反应为 B．阴极上被氧化
C．在电解槽底部产生含的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等
6．（2022·广东·高考真题）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是
A．充电时电极b是阴极
B．放电时溶液的减小
C．放电时溶液的浓度增大
D．每生成，电极a质量理论上增加
7．（2021·广东·高考真题）火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时
A．负极上发生还原反应 B．在正极上得电子
C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能
8．（2021·广东·高考真题）钴()的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大
B．生成1molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少16g
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：
9．（2024·广东广州·一模）一种在室温下可循环充放电的新型纤维电池有望应用于可穿戴设备的储能，其工作原理为：，放电时
A．发生还原反应 B．在正极失电子
C．阳离子由正极移向负极 D．每消耗，转移电子
10．（2024·广东深圳·一模）我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．硫电极为负极
B．通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移
C．硫电极上发生的反应为
D．理论上，每消耗1mol ，同时消耗2 mol
11．（2024·广东湛江·一模）如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹起、流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法正确的是
A．电子由氧气通入的Pt电极流出
B．质子()通过质子交换膜从负极流向正极
C．每消耗22.4 L，会产生1 mol醋酸
D．左侧Pt电极表面发生的反应：
12．（2024·广东惠州·一模）将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐中的葡萄糖转化成葡萄糖内酯，下列说法正确的是
A．葡萄糖发生还原反应
B．MnO2在正极失电子
C．H+由a极移向b极
D．当电路中转移0.1NA个电子时，生成0.1mol葡萄糖内酯
13．（2024·广东·一模）一种新型电解池如图所示，可实现废水中硝酸根制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级回收利用。下列说法不正确的是
A．a为电源正极，电极I发生氧化反应
B．阴极电极反应式：
C．若处理含废水，理论上交换膜通过
D．电解一段时间后，阳极附近的溶液的不变
14．（2024·广东江门·一模）我国科学家设计了一种协同转化装置，实现对天然气中和的高效去除，装置如下图。其中电极分别为ZnO＠石墨烯（石墨烯包裹ZnO）和石墨烯。下列有关说法不正确的是
A．ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极
B．石墨烯区电极反应：
C．协同转化的总反应式：
D．金属导线上每转移1mol电子，和被去除的总体积约11.2L（标准状况）
15．（2024·广东佛山·一模）如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的能解离为和，下列说法正确的是
A．石墨也可以用Pb代替
B．双极膜解离出来的向石墨电极移动
C．在Pb电极表面发生反应：
D．当石墨电极析出1 mol ，Pb电极附近一定生成2 mol乙醛酸
16．（2024·广东·一模）用如图装置电解制取，温度控制在10℃左右，持续通入，电解前后物质的量基本不变。下列说法正确的是

A．电解过程中的移动方向是：甲室→乙室
B．甲室产生的气体只有
C．乙室电极反应为
D．当乙室产生的气体体积为11.2L时，外电路转移电子数为4
17．（2024·广东惠州·一模）环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示：
已知：
下列说法正确的是
A．电极接电源负极
B．制备环氧乙烷，电极区产生
C．电极区的反应方程式为：
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
18．（2024·广东梅州·一模）城镇地面下埋有纵横交错的金属管道，在潮湿的土壤中易腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计了如图所示的装置。下列说法正确的是
A．钢铁输水管作为负极
B．金属镁是作为牺牲阳极材料
C．该装置只有一条电线，没有构成闭合回路
D．这种防腐蚀的方法称为外加电流法
19．（2024·广东广州·二模）航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
A．舰艇腐蚀是因为形成了电解池 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况
C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀
20．（2024·广东揭阳·二模）某同学进行以下实验：
操作 现象
取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈
下列说法正确的是
A．腐蚀过程中有生成
B．边缘处红色说明：
C．反应后中心区域溶液的pH>7
D．反应过程中化学能完全转化为电能
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B B C C B D D C
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 B C D D C C D B D C
1．D
【分析】钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn失去电子，发生还原反应，，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。
【详解】A．由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；
B．Zn失去电子，发生氧化反应，，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误；
C．由分析得，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．Zn失去电子，发生氧化反应：，故D正确；
故选D。
2．C
【分析】左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，从而实现冶铁，电极反应为：；右侧电极为阳极，溶液为饱和食盐水，放电产生氯气，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。
【详解】A．由分析可知，阳极反应为：，A正确；
B．由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确；
C．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，产生3mol，同时有6mol由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误；
D．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，有6mol由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确；
故选C。
3．B
【分析】在Pt得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag失去电子与溶液中的Cl-反应，Ag为负极。
【详解】A．由分析可知，Ag失去电子与溶液中的Cl-反应生成AgCl，Ag为负极，A错误；
B．电子由负极经活性炭流向正极，B正确；
C．溶液为酸性，故表面发生的电极反应为，C错误；
D．每消耗标准状况下的，转移电子2mol，而失去2mol电子，故最多去除，D错误。
故选B。
4．B
【分析】由信息大电流催化电解溶液制氨可知，在电极a处放电生成，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为，电极b为阳极，电极方程式为，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。
【详解】A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为，故A正确；
B．每生成，阴极得8mole－，同时双极膜处有8mol进入阴极室，即有8mol的解离，故B错误；
C．电解过程中，阳极室每消耗4mol，同时有4mol通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于被催化解离成和，可提高氨生成速率，故D正确；
故选B。
5．C
【分析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含和等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。
【详解】A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；
B．Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误；
C．阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；
D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；
故选C。
6．C
【详解】A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；
B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；
C．放电时负极反应为，正极反应为，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；
D．充电时阳极反应为，阴极反应为，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol2mol=46g，故D错误；
答案选C。
7．B
【详解】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C。
A．放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+，故A错误；
B．放电时正极为CO2得到电子生成C，故B正确；
C．放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；
D．放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D错误；
综上所述，符合题意的为B项，故答案为B。
8．D
【分析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2 Co +O2↑+4H+。
【详解】A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；
B．由分析可知，阴极生成1mol钴，阳极有1mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B错误；
C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；
D．由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2 Co +O2↑+4H+，故D正确；
故选D。
9．D
【详解】A．中Ca元素化合价上升，发生氧化反应，故A错误；
B．中O元素化合价下降，在正极得电子，故B错误；
C．原电池中阳离子由负极移向正极，故C错误；
D．中O元素由0价下降到-1价，每消耗，转移电子，故D正确；
故选D。
10．C
【分析】该装置为原电池，铜离子得到电子，因此硫电极为正极，电极反应式为，锂电极为负极，电极反应式为，据此作答。
【详解】A．锂在反应中失电子为负极，故A错误；
B．原电池中阳离子向正极(硫电极)移动，故B错误；
C．硫电极为正极，电极反应式为，故C正确；
D．依据电子守恒可知，每消耗1molS，同时消耗4molLi，故D错误；
故选：C。
11．B
【分析】乙醇酸性燃料电池中，乙醇发生失电子的氧化反应生成醋酸，则乙醇所在铂电极为负极，负极反应式为CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH，O2所在的铂电极为正极、发生得电子的还原反应，电极正极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，放电时，电子由负极经过导线流向正极，据此分析解答。
【详解】A．由图可知，氧气通入的Pt电极做电池正极，电子流入正极，A项错误；
B．电池工作时，质子()通过质子交换膜从负极流向正极，B项正确；
C．不是标准状况下，O2的物质的量无法判断，C项错误；
D．左侧Pt电极表面发生的反应为，D项错误；
故选B。
12．C
【分析】由装置图可知，酸性条件下C6H12O6→C6H10O6，失去H原子、发生氧化反应，即a电极为负极，电极反应式为C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，b电极为正极，电极反应式为MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O，放电时，电子由负极a经过导线流向电极b，据此分析解答。
【详解】A．由分析可知，葡萄糖失去H原子，发生氧化反应，A错误；
B．由分析可知，MnO2在正极得电子，电极反应为：MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O，B错误；
C．由分析可知，a为负极，b为正极，原电池中阳离子移向正极，故H+由a极移向b极，C正确；
D．由分析可知，该原电池中，a电极为负极，电极反应式为C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，所以当电路中转移0.1NA个电子时，生成0.05mol葡萄糖内酯，D错误；
故答案为：C。
13．D
【分析】由图可知，电极Ⅰ上硫化氢失电子生成硫，则电极Ⅰ为阳极，电极Ⅱ为阴极，硝酸根离子得电子生成一水合氨，电极反应式为：+8e-+7H2O═NH3 H2O+9OH-，据此分析解题。
【详解】A．电极Ⅰ上硫化氢失电子生成硫，则电极Ⅰ为阳极，a为电源正极，电极Ⅰ发生氧化反应，A正确；
B．电极Ⅱ为阴极，硝酸根离子得电子生成一水合氨，电极反应式为：+8e-+7H2O═NH3 H2O+9OH-，B正确；
C．若处理含4molH2S废水，电路中转移8mol电子，则理论上交换膜通过8molOH-，C正确；
D．阳极的电极反应式为：H2S-2e-=S+2H+，每生成1molS，有2molOH-经过阴离子交换膜到达阳极区，与氢离子结合生成水，则电解一段时间后，阳极附近的溶液的pH增大，D错误；
故答案为：D。
14．D
【分析】根据示意图可判断该装置为电解池，ZnO＠石墨烯电极为阴极，接光伏电池的负极；石墨烯电极为阳极，接光伏电池的正极；
【详解】A．由上述分析可知，ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极，故A正确；
B．根据示意图，石墨烯区电极反应：，故B正确；
C．根据图中进入物质、出来物质知，协同转化过程中反应物是H2S、CO2，生成物是S、CO、H2O，电池反应式为CO2+H2S═CO+H2O+S，故C正确；
D．根据总反应：，金属导线上每转移1mol电子，和被去除的总物质的量为1mol，总体积约22.4L(标准状况)，故D错误。
答案选D。
15．C
【分析】由图可知，铅电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，双极膜解离出来的氢氧根离子进入阳极区、氢氧根离子进入阴极区。
【详解】A．若用铅电极代替石墨电极，铅会在阳极失去电子发生氧化反应生成铅离子，所以不能用铅电极代替石墨电极，故A错误；
B．由分析可知，铅电极为电解池的阴极，石墨电极为阳极，双极膜解离出来的氢氧根离子进入阳极区、氢氧根离子进入阴极区，故B错误；
C．由分析可知，铅电极为电解池的阴极，酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，电极反应式为，故C正确；
D．由分析可知，铅电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，则石墨电极析出1mol氧气时，无法计算铅电极附近生成乙醛酸的物质的量，故D错误；
故选C。
16．C
【分析】从图中可知，该装置为电解池装置，铜电极上得电子转化为，因此铜电极为阴极，故铂电极为阳极。
【详解】A．由分析知，电解过程中电解质中的阴离子向阳极移动，由乙室向甲室移动，A错误；
B．电解前后物质的量基本不变，阴极上有生成，则阳极上失电子生成和，电极反应为，B错误；
C．电解时电解质溶液中物质的量基本不变，故在阴极会同时产生碳酸氢根，发生的电极反应为，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。
17．D
【分析】由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴，通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br，镍电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。
【详解】A．由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，故A错误；
B．由题意可知，生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol溴，则由得失电子数目守恒可知，阴极上生成氢气的物质的量为1mol，故B错误；
C．由分析可知，阳极区发生的反应为CH2=CH2+Br2+ H2O HOCH2CH2Br，故C错误；
D．由分析可知，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，故D正确；
故选D。
18．B
【分析】钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。
【详解】A．该方法属于牺牲阳极的阴极保护法，其中镁作为负极，钢铁输水管是正极，A错误；
B．金属镁是作为牺牲阳极材料，B正确；
C．该装置接地，故已经构成了闭合回路，C错误；
D．这种方法是牺牲阳极的阴极保护法，D错误；
故选B。
19．D
【分析】由图可知，该腐蚀过程是因为形成了原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e→Fe2+，Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此作答。
【详解】A．舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，故A错误；
B．海水中含有电解质浓度大，腐蚀速度快，故乙为海水环境下的腐蚀情况，甲为淡水环境下的腐蚀情况，故B错误；
C．Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C错误；
D．焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，故D正确；
故选：D。
20．C
【详解】A．取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水，铁皮发生吸氧腐蚀，没有生成，A错误；
B．铁片发生吸氧腐蚀，Fe电极方程式为：，边缘处红色得原因是二价铁被空气中的氧气氧化为三价铁，B错误；
C．铁片发生吸氧腐蚀，反应后中心区域溶液呈碱性，pH>7，C正确；
D．铁皮发生吸氧腐蚀得原理是原电池，但化学能不能完全转化为电能，D错误；
故选C。

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