资源简介

(共67张PPT)
专题14　化学反应与电能
考点1　
原电池原理及应用
1. 原电池装置及工作原理
｜特别提醒｜
（1）盐桥的三个作用——隔绝、回路、平衡
①隔绝正、负极反应物，避免反应物直接接触而导致电流不稳定。
②通过离子的定向移动，构成闭合回路，盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。
③平衡电极区的电荷。
（2）电子、阴离子、阳离子移动方向的两个逻辑
①电子在外电路中流动方向与物理学规定的电流（正电荷流动）方向相反。
②（电子富余）阴离子 失去电子的负极；（电子缺少）阳离
子 获得电子的正极。
2. 原电池正、负极判断
3. 常见化学电源
（1）燃料电池的工作原理
（2）可充电电池的工作原理
4. 新情境下可充电电池的分析思路
1. （2025·浙江1月选考12题）一种可充放电Li-O2电池的结构示意图如图所
示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q（消耗1 mol O2
转移的电子数）增大。下列说法不正确的是（　　）
A. 熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率
B. 充放电时，Li＋优先于K＋通过固态电解质膜
D. 充电时，锂电极接电源负极
√
解析：Li＋半径比K＋小，前者更容易穿过固态电解质膜，故熔融盐
中锂盐的物质的量分数越大，导电性越好，充放电效率越高，A项、B
项正确；1 mol O2转化为O2－比转化为 转移的电子数多，故放电
时，随着温度升高，Q增大的原因是 转化为O2－，C项错误；锂电
极为电池负极，充电时，接电源负极，D项正确。
2. （2024·新课标卷12题）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所
示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到
血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。
（血糖浓度以葡萄糖浓度计）
电池工作时，下列叙述错误的是（　　）
B. b电极上CuO通过Cu（Ⅱ）和Cu（Ⅰ）
相互转变起催化作用
C. 消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D. 两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a
√
解析：由题图中的物质转化知，a极作正
极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－
4OH－，b极作负极，电极反应为Cu2O＋
2OH－－2e－ 2CuO＋H2O，同时发生反
应C6H12O6＋2CuO C6H12O7＋Cu2O，
该电池的总反应为2C6H12O6＋O2 2C6H12O7，A正确；由题图可知，b电极上发生转化：CuO→Cu2O→CuO，反应前后CuO的性质和数目不变，故b电极上CuO通过Cu（Ⅱ）和Cu（Ⅰ）相互转变起催化作用，B正确；根据负极发生的反应可知，当消耗18 mg（0.1 mmol）葡萄糖时，转移0.2 mmol电子，故理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；电池中，阳离子向正极迁移，由分析知，b电极为负极，a电极为正极，故两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a，D正确。
3. （2025·浙江金华模拟）某新型可连续工作的锂液流电池，其工作原理
如图。下列说法不正确的是（　　）
A. 放电时，左侧Li＋浓度基本不变
C. 当外电路电流为0时，再向储液罐中注入FeCl3/HCl，电池可快速充电，
重新工作
√
解析：由题图可知，放电时，电极A为原电池的负
极，Li失去电子发生氧化反应生成Li＋，电极反应式
为Li－e－ Li＋，电极B为正极，I2在正极得到电
子发生还原反应生成 ，电极反应式为3I2＋2e－
2 ，正极室中阴离子电荷数增大，负极室生
成的Li＋通过锂超离子导电隔膜由左向右移动，维持
两边溶液电荷守恒；充电时，电极A与直流电源的负极相连，作电解池的阴极，电极B与直流电源正极相连作阳极。放电时，负极室生成的Li＋通过锂超离子导电隔膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒，则左侧锂离子浓度会基本保持不变，故A正确；充电时，电极B作电解池的阳极， 在阳极失去电子发生氧化反应生成单质碘，电极反应式为2 －2e－ 3I2，故B正确；当外电路电流为0时，说明碘完全反应转化为 ，向储液罐中注入氯化铁和盐酸混合溶液，铁离子能将 氧化为单质碘，使碘在正极上放电，起到快速充电的作用，使电池重新工作，故C正确；锂超离子导电隔膜只允许锂离子通过，不允许钾离子通过，故D错误。
考点2
电解原理及应用
1. 电解池装置及工作原理
2. 电解池阴、阳极判断
3. 金属的腐蚀与防护
4. 离子交换膜的类型和作用
1. （2025·浙江6月选考12题）通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与
反应合成 。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图
如下，已知氧化性：H2O2＞Br2。下列说法不正确的是（　　）
A. 电极A与电源正极相连
C. 电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替
D. 原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2 mol e-可得到0.1 mol
√
解析：由题图可知，该装置为电解
池，电极A发生氧化反应，为阳极，
电极B发生还原反应，为阴极。由分
析可知电极A为阳极，应与电源正极相连，A正确；电极B为阴极，电极反应式为：O2＋2H＋＋2e－ H2O2，B正确；电解液中H2SO4用氢溴酸代替，溴离子既可起导电作用，又可在电极A上放电，所以可以用氢溴酸代替H2SO4，C正确；由得失电子守恒可知，电路中转移0.2 mol e－生成0.1 mol Br2，但由题给已知信息可知氧化性：H2O2＞Br2，所以电极B上生成的H2O2也可将溴离子氧化为Br2，所以电路中转移0.2 mol e－生成Br2的物质的量大于0.1 mol ，则得到 的物质的量大于0.1 mol ，D错误。
2. （2024·浙江6月选考13题）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢
与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示
意图：
下列说法正确的是（　　）
A. 图1、图2中，阳极材料本身均失去电子
C. 图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D. 图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
√
解析：图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，
其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流
法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失
去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海
水中的Cl－，A不正确。图2中，外加电压偏高时，钢闸门
表面积累的电子很多，除了海水中的H＋放电外，海水中
溶解的O2也会竞争放电，故可发生反应：O2＋4e－＋2H2O
4OH－，B正确。图2为外加电流法，理论上只要能对
抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流
为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，
若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不
利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确。图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe－2e－ Fe2＋的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极上发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确。
3. （2024·浙江1月选考13题）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，
生成[Zn（NH3）4]2＋和H2。下列说法不正确的是（　　）
A. 氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B. 随着腐蚀的进行，溶液pH变大
D. 每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn
√
解析：A项，氨水浓度越大，越容易生成[Zn（NH3）4]2＋，腐蚀趋势越大，正确；B项，腐蚀的总反应为Zn＋4NH3 H2O [Zn（NH3）4]2＋＋H2↑＋2H2O＋2OH－，有OH－生成，溶液pH变大，正确；C项，该电化学腐蚀中，Zn作负极，Fe作正极，正极上水得电子生成氢气和OH－，电极反应式为2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，错误；D项，根据得失电子守恒，每生成标准状况下224 mL H2，转移电子的物质的量为 ＝0.02 mol，消耗0.010 mol Zn，正确。
4. （2025·河北高考10题）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料
LixCoO2（x＜1）再锂化的电化学装置，其示意图如下：
已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是（　　）
D. 电解过程中，阳极附近溶液pH升高
√
解析：
由电池分析知，A错误；由电极反应式可知，每产生标准状况下
5.6 L（0.25 mol）O2时转移1 mol电子，根据得失电子守恒，理论上转化的LixCoO2的物质的量为 mol，B正确；S 为阴离子，应向阳极（即Pt电极）迁移，C错误；由阳极的电极反应式知，电解过程中阳极有H＋生成，且消耗H2O，故阳极附近溶液pH降低，D错误。
5. （2025·河南高考12题）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。
下列说法正确的是（　　）
A. Ⅱ为阳离子交换膜
B. 电极a附近溶液的pH减小
D. 若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上可回收1 mol
LiCl
√
解析：根据电解池装置中电极
上物质变化及实现海水淡化，
并以LiCl形式回收锂元素，对
电解池进行如下具体分析：
为实现海水的淡化，海水中
Na＋应通过离子交换膜Ⅰ进入
最左侧，为以LiCl形式回收锂元素，海水中Cl－应通过离子交换膜Ⅱ向右侧迁移，Li＋应通过离子交换膜Ⅲ向左侧迁移，故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜，A错误；由阴极反应知，电极a附近溶液的pH增大，B错误；由上述分析知，C错误；每脱除58.5 g（1 mol）NaCl，溶液中有
1 mol Na＋、1 mol Cl－和1 mol Li＋迁移，所以可回收1 mol LiCl，D正确。
6. （2024·浙江1月选考19题节选）某研究小组采用电化学方法将CO2转化
为HCOOH，装置如图。电极B上的电极反应式是
。
解析：电极B是阴极，电极反应式是CO2＋2H＋＋2e－ HCOOH。
CO2＋2H＋＋2e－
HCOOH
跟踪检测 巩固提升
1. （2025·陕晋青宁13题）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚
（TY）合成了百里醌（TQ）。电极b表面的主要反应历程见图（灰球表
示电极表面催化剂）。下列说法错误的是（　　）
A. 电解时，H＋从右室向左室移动
B. 电解总反应：TY＋H2O TQ＋2H2↑
C. 以 为原料，也可得到TQ
D. 用18O标记电解液中的水，可得到
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
解析：结合TY和TQ的结构简式可知，电极b上TY转化为TQ，发生“得氧失氢”的氧化反应，故电极b为电解池的阳极，结合电极b表面上的主要反应历程图可得，电极反应式为 ＋H2O－4e－ ＋4H＋，电极a为电解池的阴极，电极反应式为4H＋＋4e－ 2H2↑。电解池中，阳离子移向阴极，故H＋通过质子交换膜移向电极a，即从右室移向左室，A正确；电解的总反应＝阳极的电极反应式＋阴极的电极反应式，结合上述分析可知，电解总反应为TY＋H2O TQ＋2H2↑，B正确；根据反应
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
历程图可知，TY中酚羟基转化为酮羰基，水中—OH连在酚羟基的对位上，进而转化为酮羰基，结合 的结构并联系反应机理可知，
也可以转化为TQ，C正确；根据反应历程图可知，位于甲基邻
位的酮羰基上的氧原子来自水，故若用18O标记电解液中的水，则可得到 ，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
2. 可充电Mg-CO2电池工作原理示意图如图，电解液中加入1，3-丙二胺
（PDA）用以捕获CO2，放电时CO2还原产物为MgC2O4。下列说法不正
确的是（　　）
A. 充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极
相连
B. PDA捕获CO2的反应可能为
C. 放电时，每转移1 mol电子，理论上转化1 mol CO2
D. 充电时，电子由阳极流向镁电极，Mg2＋向阳极移动
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由＋4价降低为＋3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极，电极反应式为Mg2＋＋2e－＋2CO2 MgC2O4，Mg电极为负极，电极反应式为Mg－2e－ Mg2＋；则充电时多孔碳纳米管电极为阳极，Mg电极为阴极，电极反应式与原电池相反。由分析知，充电时，多孔碳纳米管电极是阳极，与电源正极连接，故A正确；PDA捕获CO2的反应可能为1，3-丙二胺与二氧化碳中的一个碳氧双键发生加成反应，故B正确；放电时，根据正极反应式Mg2＋＋2e－＋2CO2 MgC2O4可知，每转移1 mol电子，理论上转化1 mol CO2，故C正确；充电时，Mg电极为阴极，电子从阳极经外电路流向Mg电极，同时Mg2＋向阴极迁移，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
3. （2025·浙江杭州联考）某钠离子二次电池如图所示，该电池主要依靠
钠离子在两极之间移动来工作。下列说法正确的是（　　）
A. 充电时，a电极发生还原反应
B. A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜
C. 放电时，b电极的电极反应式：
D. 若放电前两极室质量相等，放电过程中转移1 mol电子，则两极室质量差为23 g
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作，由电流方向可知，放电时，b极为负极， 失去电子发生氧化反应生成
，b极的电极反应式： ，此时钠离子通过阳离子膜（B膜）向左侧移动；a极为正极， 得到电子发生还原反应生成 ： ＋2e－ ， 和通过阳离子膜（A膜）迁移过来的钠离子结合生成 ；充电时a极与外接电源正极相连，为阳
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
极，b极与外接电源负极相连，为阴极。充电时，a电极为阳极，发生氧化反应，A错误；A、B膜均为阳离子交换膜，B错误；放电时，b电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式： －2e
，C正确；若放电前两极室质量相等，根据电子转移关系可知，钠离子迁移情况为e－～Na＋，则放电过程中转移1 mol电子时，有1 mol钠离子由b极区迁移至a极区，b极区减少1 mol钠离子、a极区增加1 mol钠离子，则两极质量差为23 g·mol－1×1 mol×2＝46 g，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
4. （2025·湖北高考12题）某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]－转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是（　　）
A. [SO2CF3]－在阳极失去电子
B. 生成的气体中含有氟代烃
C. 过程中铁元素的价态降低
D. [SO2CF3]－反应并离去是该电池保持原结构的原因
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：充电时，Li＋在阴极得电子生成Li嵌入负极材料，[SO2CF3]－在阳极失去电子生成气体离去，A正确； [SO2CF3]－在阳极失去电子，电极反应为2[SO2CF3]－－2e－ 2SO2＋CF3—CF3，生成的气体中含有氟代烃CF3—CF3，B正确；充电补锂时阳极反应为2[SO2CF3]－－2e－ 2SO2＋CF3—CF3，不涉及正极材料反应，铁元素价态不变，C错误；[SO2CF3]－反应后离去，维持电池原结构，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
5. （2025·浙江宁波模拟）乙醛酸（OHC—COOH）是一种重要的化工中
间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳
极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。下列说法错误的是（　　）
A. a极电势高于b极
B. 离子交换膜为阴离子交换膜
C. 当有0.5 mol离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为18.5 g
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，
结合题中装置图，可知阳极生成Cl2，Cl2与乙二醛
发生氧化还原反应，生成的Cl－移向与a电极相连
的电极，与b电极相连的电极发生还原反应，生成
H2，a极为电源正极，b极为电源负极。根据电解
原理，可知阳极发生的电极反应为2Cl－－2e－
Cl2↑，阴极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－ H2↑。a电极为正极，b电极为负极，因此a极电势高于b极，故A正确；根据题意，氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误；根据得失电子守恒，有1 mol OHC—COOH～1 mol Cl2～2 mol e－，则当有0.5 mol离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为 mol×74 g·mol－1＝18.5 g，故C正确；氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学
方程式为 ＋H2O＋Cl2 ＋2HCl，故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
6. （2025·黑吉辽蒙13题）一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程
中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装
置所示电池，下列说法错误的是（　　）
A. 放电时Na＋向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：放电时，a、b极均增重，由两个电极及电解液组成可知，a极上Cu2O
→Cu2（OH）3Cl，Cu元素由＋1价升高为＋2价，发生氧化反应，a极为原电池负极，b极上NaTi2（PO4）3→Na3Ti2（PO4）3，Ti元素由＋4价降低为＋3价，发生还原反应，b极为原电池正极。原电池中，阳离子移向正极，即放电时，Na＋向b极迁移，A正确；由两个电极的物质转化可知，a极消耗电解质溶液中的Cl－，b极消耗电解质溶液中的Na＋，故电池工作时，电解质溶液中的NaCl浓度逐渐减小，则该电池可用于海水脱盐，B正确；结合a极的物质转化及得失电子守恒、原子守恒，可知a极的电极反应式为Cu2O－2e－＋Cl－＋2H2O
Cu2（OH）3Cl＋H＋，C正确；将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重，说明b极上Ag→AgCl，Ag元素由0价升高为＋1价，发生氧化反应，此时b极为原电池负极，则相比于Cu2O/Cu2（OH）3Cl电极，Ag/AgCl电极的电极电势更低，结合原装置中Cu2O/Cu2（OH）3Cl电极作负极可知，电极电势：Ag/AgCl＜Cu2O/Cu2（OH）3Cl＜NaTi2（PO4）3/Na3Ti2（PO4）3，因此若将a极换为Ag/AgCl电极，则a极作原电池的负极，Ag转化为AgCl，该电池仍能起到储氯的作用，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
7. （2023·浙江1月选考11题）在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得
电池材料（TiSi），电解装置如图。下列说法正确的是（　　）
A. 石墨电极为阴极，发生氧化反应
C. 该体系中，石墨优先于Cl－参与反应
D. 电解时，阳离子向石墨电极移动
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：根据题图，熔融盐（CaCl2、NaCl）体系中，石墨电极上生成CO，则石墨电极为阳极，石墨优先于Cl－参与反应，A错误，C正确；
电极A为阴极，电极反应为TiO2＋SiO2＋8e－ TiSi＋4O2－，B错误；
电解池中，阳离子移向阴极（即电极A），D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
8. 双极膜在电渗析中应用广泛，它由阳离子交换膜和阴离子交换膜复
合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。如图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。
下列说法正确的是（　　）
A. 出口2的产物为HBr溶液
B. 出口5的产物为硫酸溶液
C. Br－可从盐室最终进入阳极液中
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：阴极，水中H＋放电，双极膜中水解离生成的H＋移向阴极区，OH－移向交换室1，NaBr溶液（盐室）中的Na＋通过阳离子交换膜进入交换室1，OH－与Na＋结合生成NaOH，出口1为Na2SO4溶液，出口2为NaOH溶液；同理，阳极，水中OH－放电，双极膜中的OH－移向阳极
区，H＋移向交换室2，H＋与通过阴离子交换膜进入交换室2的Br－结合
生成HBr，出口4产物为HBr溶液，出口5为Na2SO4溶液，Br－无法通过
双极膜，A、B、C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
9. （2025·湖北高考15题）某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe（H2O）6]3＋和[Fe（H2O）6]2＋在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动（①→②→③→④→①）实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是（　　）
B. 已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe（H2O）6]2＋比[Fe（H2O）6]3＋稳定
C. 多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换
D. 已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自电子转移后[Fe（H2O）6]2＋和[Fe（H2O）6]3＋离子结构的改变
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：由题图可知，左侧电极发生反应
[Fe（H2O）6]2＋－e－ [Fe（H2O）6]3＋，则
左侧为阳极；右侧电极反应为[Fe（H2O）6]3＋
＋e－ [Fe（H2O）6]2＋，则右侧电极为阴极，
据此解答。由分析可知，阴极反应为
[Fe（H2O）6]3＋＋e－ [Fe（H2O）6]2＋，A正
确；已知②处的电解液温度比①处的低，则可
推断[Fe（H2O）6]3＋＋e－ [Fe（H2O）6]2＋是吸热反应，无法推断出[Fe（H2O）6]2＋更稳定，B错误；多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确；题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变，这意味着电子转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，[Fe（H2O）6]2＋和[Fe（H2O）6]3＋因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
10. （2025·浙江9＋1联盟联考）一种基于氯碱工艺的新型电解池如下图，
可用于湿法冶铁的研究。电解过程中（忽略水的电离），下列说法不
正确的是（　　）
A. 右侧电解室生成的气体为Cl2
C. 应选择阳离子交换膜
D. 理论上每消耗1 mol Fe2O3，右侧电解室溶液质量减少351 g
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：装置图中右侧为饱和食盐水，右侧电极
上生成气体，则右侧为电解池的阳极，氯离子
放电生成氯气，电极反应：2Cl－－2e－ Cl2↑，
左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性
条件下转化为Fe，电极反应：Fe2O3＋6e－＋
3H2O 2Fe＋6OH－，中间为阳离子交换膜，Na＋由阳极移向阴极。右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，阳极反应：2Cl－－2e－ Cl2↑，故A正确；依据分析可知左侧为阴极，电极反应：Fe2O3＋6e－＋3H2O 2Fe＋6OH－，故B错误；若交换膜为阴离子交换膜，OH－移向右侧会与Cl2反应，应选择阳离子交换膜，Na＋由阳极移向阴极，得到氢氧化钠溶液，故C正确；理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有6 mol Na＋由阳极转移至阴极，则阳极室溶液质量减少3 mol×71 g·mol－1＋6 mol×23 g·mol－1＝351 g，故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
C. 锂离子电池快速充、放电的本质就是锂离子能够快速在正、负极材料间嵌入和脱嵌
D. A极质量减轻14 g，理论上可制备1 mol己二腈
11. （2025·浙江稽阳联考）以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈
[NC（CH2）4CN]，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，两电极均为石
墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是LixCy＋ Li1－xCoO2
LiCoO2＋Cy。下列说法不正确的是（　　）
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：由钴酸锂电池的总反应LixCy＋ Li1－xCoO2 LiCoO2＋Cy可知，A极上LixCy转化为Cy，失去Li＋和电子，作负极，则B极作正极，C极作阳极，D极作阴极。由分析可知，B极为正极，其电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－ LiCoO2，A正确；阴极区的电极反应为2CH2 CHCN＋2H＋＋2e－ NC（CH2）4CN，反应过程中阳极区的H＋通过质子交换膜移动到阴极区，根据电荷守恒可知，一段时间后，阴极室的H＋浓度不变，则pH不变，B错误；锂离子电池快速充、放电的本质就是锂离子能够快速在正、负极材料间嵌入和脱嵌，C正确； A极质量减轻
14 g，则电路中转移2 mol e－，根据2CH2 CHCN＋2H＋＋2e－ NC（CH2）4CN可知，理论上生成1 mol己二腈，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
12. （2025·浙江金丽衢联考）电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产
量。现采用双极膜（H2O解离出H＋、OH－分别移至两极室溶液），通
过电解KNO3溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确
的是（　　）
A. 电极b接电源的负极
B. 电解一段时间后，Ⅰ室的pH增大
C. 双极膜中H2O解离出的H＋向电极b移动
D. 理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为2∶1
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：该装置为电解池装置，Ⅰ室中电极a发生电极反应：N ＋8e－＋9H＋ NH3↑＋3H2O，电极a为电解池阴极，则Ⅱ室中电极b为电解池阳极，发生电极反应：2H2O－4e－ O2↑＋4H＋。根据分析可知，电极b为阳极，应与电源正极相连，A错误； Ⅰ室中电极a发生电极反应：N ＋8e－＋9H＋ NH3↑＋3H2O，溶液中氢离子浓度减小，则电解一段时间后，Ⅰ室的pH增大，B正确；电解池中阳离子向阴极移
动，即双极膜中H2O解离出的H＋向电极a移动，C错误；结合电极a发生电极反应：N ＋8e－＋9H＋ NH3↑＋3H2O，电极b发生电极反
应：2H2O－4e－ O2↑＋4H＋，根据得失电子守恒可知，电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为1∶2，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
13. （2025·浙江Z20名校联盟考试）表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉（图A）和缠有锌皮的铁钉（图B）放置其中，如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A. 图B中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极法
C. 离子在半凝固态的琼脂内可定向移动
D. 图A中，会出现蓝、红、蓝三个色块
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：图A中，根据题中条件可知，形成原
电池，其中铁为负极，电极反应式为Fe－
2e－ Fe2＋，铜为正极，电极反应式为O2
＋2H2O＋4e－ 4OH－；图B中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为Zn－2e－ Zn2＋，铁作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。图B中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极法，故A正确；图B中铁作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，故B错误；该装置形成原电池，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，故C正确；图A中，铁作负极，发生氧化反应，其电极反应式为Fe－2e－ Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe（CN）6]反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，生成氢氧根离子，所以铜电极附近变红，由于铜裹在铁的中段，所以琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块，故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
14. （2025·浙江强基联盟联考）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是（　　）
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护，不失电子，故A错误；阳极金属M实际为原电池的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此金属M的活动性比Fe的活动性强，故B错误；金属M失电子，电子经导线流入钢铁设施，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中的快，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
15. （2025·浙江名校协作体测试）某研究团队通过膜电解法制得纯碱、甘
氨酸（H2NCH2COOH）和高浓度烧碱，其装置如图所示。其中膜a、b
为离子交换膜，双极膜c在直流电的作用下，中间界面层水发生解离产
生H＋和OH－。下列说法正确的是（　　）
A. 膜a为阴离子交换膜
B. 制得7.5 g甘氨酸，盐室1增重2.2 g
D. 一段时间后，碱室1浓度变小，碱室2浓度变大
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：由题干装置图可知，要通过膜电解
法制得纯碱、甘氨酸（H2NCH2COOH）
和高浓度烧碱，则盐室2中产生甘氨酸，
即双极膜c中的H＋向左移动，则电极A为
阴极，电极反应为2HC ＋2e－ H2↑＋
2C ，电极B为阳极，电极反应为4OH－－4e－ O2↑＋2H2O，盐室2中Na＋经过膜a（即阳离子交换膜）进入盐室1，碱室2中Na＋经膜b进入碱室1。膜a为阳离子交换膜，A错误；由H2NCH2COO－＋H＋ H2NCH2COOH可知，制得7.5 g即 ＝0.1 mol甘氨酸，电路中通过0.1 mol e－，有0.1 mol Na＋由盐室2进入盐室1，同时盐室1中产生0.05 mol H2，即盐室1增重为0.1 mol×23 g·mol－1－0.05 mol×2 g·mol－1＝2.2 g，B正确；碱室2中电极反应式：4OH－－4e－ O2↑＋2H2O，C错误；一段时间后，碱室1浓度变大，碱室2浓度变小，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
16. （2025·河北唐山高二期末）如图所示装置中，C、D、E、F为铂夹，
分别夹在两张浸有对应溶液的滤纸条上，试管A、B及水槽中充满
Na2SO4溶液，闭合K1、K2，断开K3，一段时间后，A、B两试管中共收
集到气体168 mL（折算为标准状况），液面如图所示。再断开K2，闭
合K1、K3。下列说法正确的是（　　）
A. 电源a端为负极
C. 滤纸1的C电极附近橙色变浅
D. 滤纸2上理论上能析出0.32 g Cu
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析：闭合K1、K2，断开K3，形成电解池，电解硫酸钠溶液的本质是电解水，阳极上水中氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上氢离子得电子生成氢气，氢气和氧气的体积比为2∶1，则A极产生氢气，B极产生氧气，b为电源负极，a为电源正极；再断开K2，闭合K1、K3，A和B构成原电池，C、E为阳极，D、F为阴极。根据分析，氢气和氧气的体积比为2∶1，则A极产生氢气，B极产生氧气，电解池中阳极与电源正极相连，电源a端为正极，故A错误；断开K2，闭合K1、K3后，A和B构成原电池，试管A中多孔石墨电极作负极，氢气失电子生成水，电极反应式为H2－2e－＋2OH－ 2H2O，故B正确；滤纸1的C电极为阳极，水中氢氧根离子放电生成氧气和H＋，附近溶液中K2Cr2O7存在平衡：Cr2 （橙色）＋H2O 2Cr （黄色）＋2H＋，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，橙色变深，故C错误； A、B两试管中共收集到标准状况下168 mL气体，氢气和氧气的体积比为2∶1，则氢气的体积为 ×0.168 L＝0.112 L，物质的量为n（H2）＝ ＝ ＝0.005 mol，转移电子的物质的量为0.005 mol×2＝0.01 mol，滤纸2上阴极发生反应：Cu2＋＋2e－ Cu，滤纸1中阴极也得到电子，则理论上析出的Cu少于0.005 mol，质量小于0.32 g，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
17. 电极反应式的书写与有关计算。
（1）用惰性电极（Pt）电解CO2吸收液（假设溶液成分为饱和NaHCO3
溶液），阴极区通入CO2可以制得HCOONa，请写出阴极的电极反应式： 。
解析：阴极的电极反应式为CO2＋2e－＋HC HCOO－＋C 。
CO2＋2e－＋HC HCOO－＋C
（2）用稀硝酸可以吸收NOx得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：
。
解析：由题意可知，亚硝酸在阳极失去电子，发生氧化反应生成硝酸，阳极的电极反应式为HNO2－2e－＋H2O 3H＋＋N 。
HNO2－2e－＋H2O 3H＋＋N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
（3）氢气的应用：氢气熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示。
①CH4和H2O经催化重整生成CO和H2，CO和H2全部进入电极A发生反应，写出负极的电极反应式（用一个总方程式表示）：
。
CO＋3H2－8e－＋4C 5CO2＋3H2O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
②理论上负极生成的CO2与正极消耗的CO2的物质的量之比是 。
解析：①CH4和H2O经催化重整生成CO和H2：CH4＋H2O CO＋3H2，CO和H2全部进入电极A发生氧化反应，故负极的总反应式为CO＋3H2－8e－＋4C 5CO2＋3H2O。②正极反应式为O2＋2CO2＋4e－ 2C ，则理论上负极生成的CO2与正极消耗的CO2的物质的量之比是5∶4。
5∶4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

展开更多......

收起↑